WO2020241577A1 - モータ - Google Patents

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WO2020241577A1
WO2020241577A1 PCT/JP2020/020565 JP2020020565W WO2020241577A1 WO 2020241577 A1 WO2020241577 A1 WO 2020241577A1 JP 2020020565 W JP2020020565 W JP 2020020565W WO 2020241577 A1 WO2020241577 A1 WO 2020241577A1
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WO
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sensor
teeth
circumferential direction
axial direction
motor according
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PCT/JP2020/020565
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征吾 篠田
雅之 越前
直人 夏目
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株式会社デンソー
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Publication date
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Publication of WO2020241577A1 publication Critical patent/WO2020241577A1/ja
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    • H02K2211/03—Machines characterised by circuit boards, e.g. pcb

Definitions

  • This disclosure relates to motors.
  • Patent Document 1 discloses a motor provided with a sensor that detects the position (rotation angle) of the rotor.
  • the motor stators described in this document include a plurality of teeth arranged in the circumferential direction. Then, the sensor is arranged in the recess formed in the tooth.
  • the purpose of the present disclosure is to obtain a motor capable of suppressing deterioration of characteristics in consideration of the above facts.
  • the motor of the first aspect of the present disclosure is formed by winding a stator core having a plurality of teeth arranged at intervals in the circumferential direction and a conductive winding around the plurality of teeth.
  • a rotor having a coil, a rotor having magnets arranged so as to face the stator core in the radial direction and spaced apart from each other in the circumferential direction, and a rotor that rotates when the coil is energized, as seen from the axial direction. It is provided with a sensor for detecting the magnetism of the magnet, which is arranged in the middle portion in the circumferential direction between the pair of teeth adjacent to each other in the circumferential direction.
  • FIG. 1 is an enlarged plan view showing a stator, a rotor, and the like constituting the motor of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a stator and the like.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the stator and the like.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a lead type sensor.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a mounting type sensor.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a process in which the sensor is inserted into the sensor insertion hole of the sensor holding portion.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a state in which the sensor has been inserted into the sensor insertion hole.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the positional relationship between the sensing point of the sensor and the magnet or the like.
  • FIG. 9A is an enlarged plan view showing the analysis model of the analysis condition 1.
  • FIG. 9B is an enlarged plan view showing the analysis model of the analysis condition 2.
  • FIG. 9C is an enlarged plan view showing the analysis model of the analysis condition 3.
  • FIG. 9D is an enlarged plan view showing the analysis model of the analysis condition 4.
  • FIG. 10A is a graph showing the waveform of the magnetic flux density detected by the sensor at the position of the inner diameter portion of the stator of the analysis model 1.
  • FIG. 10B is a graph showing the waveform of the magnetic flux density detected by the sensor at the position of the outer peripheral surface of the air layer of the analysis model 1.
  • FIG. 10A is a graph showing the waveform of the magnetic flux density detected by the sensor at the position of the inner diameter portion of the stator of the analysis model 1.
  • FIG. 10B is a graph showing the waveform of the magnetic flux density detected by the
  • FIG. 11A is a graph showing the waveform of the magnetic flux density detected by the sensor at the position of the inner diameter portion of the stator of the analysis model 2.
  • FIG. 11B is a graph showing the waveform of the magnetic flux density detected by the sensor at the position of the outer peripheral surface of the rule convergence portion of the analysis model 2.
  • FIG. 12A is a graph showing the waveform of the magnetic flux density detected by the sensor at the position of the inner diameter portion of the stator of the analysis model 3.
  • FIG. 12B is a graph showing the waveform of the magnetic flux density detected by the sensor at the position of the outer peripheral surface of the rule convergence portion of the analysis model 3.
  • FIG. 13A is a graph showing the waveform of the magnetic flux density detected by the sensor at the position of the inner diameter portion of the stator of the analysis model 4.
  • FIG. 13B is a graph showing the waveform of the magnetic flux density detected by the sensor at the position of the outer peripheral surface of the rule convergence portion of the analysis model 4.
  • FIG. 14 is an enlarged perspective view showing another form of the stator.
  • FIG. 15 is a perspective view of the stator, rotor, and the like constituting the motor of the second embodiment as viewed from the circuit board side.
  • FIG. 16 is a perspective view of the stator, rotor, and the like constituting the motor of the second embodiment as viewed from the side opposite to the circuit board.
  • FIG. 17 is a bottom view of the stator, rotor, and the like constituting the motor of the second embodiment as viewed from the side opposite to the circuit board.
  • FIG. 15 is a perspective view of the stator, rotor, and the like constituting the motor of the second embodiment as viewed from the circuit board side.
  • FIG. 16 is a perspective view of the stator, rotor, and the like constituting the motor of the second embodiment as viewed from
  • FIG. 18 is a perspective view of the circuit board viewed from the side opposite to the surface on which the sensor is mounted.
  • FIG. 19 is a perspective view of the circuit board as viewed from the side on which the sensor is mounted.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing a cross section of a circuit board or the like cut along the line 20-20 shown in FIG.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing a cross section of a stator, a rotor, or the like cut along the line 21-21 shown in FIG.
  • FIG. 22 is a bottom view of the stator, rotor, and the like constituting the motor of the third embodiment as viewed from the side opposite to the circuit board.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing a cross section of a circuit board or the like cut along the line 20-20 shown in FIG.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing a cross section of a stator, a rotor, or the like cut along the line 21-21 shown in FIG
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing a cross section of the stator, rotor, etc. cut along the line 23-23 shown in FIG.
  • FIG. 24 is a perspective view of the stator, rotor, and the like constituting the motor of the fourth embodiment as viewed from the circuit board side.
  • FIG. 25 is a plan view of the circuit board viewed from the side opposite to the surface on which the sensor is mounted.
  • FIG. 26 is a bottom view of the circuit board as viewed from the side on which the sensor is mounted.
  • FIG. 27 is a perspective view of the stator, rotor, and the like constituting the motor of the fifth embodiment as viewed from the circuit board side.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing a cross section of a stator, a rotor, and the like cut along the line 28-28 shown in FIG. 27.
  • the motor 10 according to the first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • the arrow Z direction, the arrow R direction, and the arrow C direction which are appropriately shown in the drawing, are defined as one side in the rotation axis direction, the outside in the rotation radial direction, and one side in the rotation circumferential direction, which will be described later.
  • the rotation axis direction, the rotation radial direction, and the rotation circumferential direction of the rotor 14 are indicated.
  • the motor 10 of this embodiment is a motor used as an actuator of a vehicle.
  • the motor 10 of this embodiment is an electric clutch motor.
  • the electric clutch system of the vehicle is composed of a motor, a speed reducer, and a rotation translation mechanism.
  • the rotation force of the motor is multiplied by the reduction ratio via the reduction gear, and the rotation translation mechanism is used for the linear motion direction force. Is converted to and fastened to a multi-plate clutch via a disc spring or pin strike.
  • a planetary gear or a mysterious planetary gear is used as the speed reducer, and a ball cam is used as the rotation translation mechanism.
  • the motor 10 includes a stator 12, a rotor 14 that rotates when the stator 12 generates magnetism (magnetic field), and a sensor 16 (magnetic sensor) for detecting the rotation angle of the rotor 14. ing.
  • the rotor 14 is arranged inside the stator 12 described later in the radial direction.
  • the rotor 14 includes an annular rotor core 18 fixed to a rotating shaft (not shown), and a plurality of magnets 20 fixed to the outer peripheral portion of the rotor core 18.
  • the plurality of magnets 20 are formed in a rectangular shape when viewed from the outside in the radial direction. Further, the plurality of magnets 20 are arranged at regular intervals in the circumferential direction.
  • the stator 12 has a plurality of teeth 22 arranged at equal intervals in the circumferential direction, and a back that is formed in an annular shape and connects the outer peripheral sides of the plurality of teeth 22 in the circumferential direction. It includes a core 24 and a stator core 26 having the core 24. Further, the stator 12 includes a coil 30 formed by winding a conductive winding 28 around a plurality of teeth 22 of the stator core 26. The stator 12 is supported by an annular housing 31 arranged on the outer peripheral side of the stator 12.
  • the insulator 32 formed by using an insulating material such as a resin material is attached to the stator core 26.
  • the insulator 32 includes a back core abdominal portion 34 that covers both axially end surfaces of the back core 24, and a teeth abdominal portion 36 that covers both axial end surfaces and circumferential end surfaces of the teeth 22.
  • the sensor 16 of the present embodiment is a so-called lead type magnetic sensor.
  • the sensor 16 includes a sensor body 38 formed in a rectangular block shape.
  • the central portion of the sensor body 38 is a sensing point 40 for detecting the magnetism of the magnet 20.
  • the sensor 16 includes a plurality of (three in this embodiment) legs 42 protruding from the sensor main body 38 toward one side.
  • the sensor 16 is attached to the circuit board 44 by soldering the side of the leg 42 opposite to the sensor body 38 to the circuit board 44.
  • the circuit board 44 of the present embodiment is formed in a U shape that extends in the radial direction and the circumferential direction with the axial direction as the thickness direction and covers a part of the stator 12 in the circumferential direction when viewed from the axial direction. .. Further, in the present embodiment, the three sensors 16 are attached to the circuit board 44 in a state of being arranged at equal intervals in the circumferential direction. Further, when the three sensors 16 are attached to the circuit board 44, the three sensors 16 project from the circuit board 44 to the other side in the axial direction.
  • the lead type sensor 16 magnetic sensor
  • the mounting type sensor 46 magnetic sensor shown in FIG. 5 may be used. The portion of the sensor 46 corresponding to the sensor 16 shown in FIG. 4 is designated by the same reference numeral as the portion corresponding to the sensor 16.
  • a magnetic convergence member 48 for converging the magnetism of the magnet 20 of the rotor 14 is provided in close proximity to the sensor body 38 inside the sensor body 38 of the sensor 16 in the radial direction. ..
  • the magnetic focusing member 48 is formed in a rectangular plate shape or a rectangular block shape using a magnetic material such as iron. Further, when viewed from the radial direction, the circumferential and axial dimensions W1 and W2 of the magnetic focusing member 48 are set to cover the sensing point 40 (see FIG. 4) of the sensor body 38.
  • the sensor body 38 and the magnetic convergence member 48 of the sensor 16 described above are held (supported) by the bus bar 50 attached to the insulator 32.
  • the bus bar 50 is formed by using an insulating material such as a resin material.
  • the bus bar 50 includes three sensor holding portions 52, which are arranged between a pair of teeth 22 adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the sensor holding portion 52 is formed in an isosceles trapezoidal shape in which both end faces (bottom surfaces) in the axial direction are narrowed inward in the radial direction.
  • the axial end surfaces (bottom surface) of the sensor holding portion 52 are the shafts of the sensor holding portion 52 so as not to project to one side and the other side in the axial direction with respect to the coil ends (both ends in the axial direction of the coil 30).
  • the dimensions from the end face (bottom surface) on one side in the direction to the end face (bottom surface) on the other side in the axial direction are set.
  • a sensor insertion hole 54 having one side open in the axial direction is formed inside the sensor holding portion 52 in the radial direction.
  • the portion 56 on one side in the axial direction of the sensor insertion hole 54 expands toward one side in the axial direction.
  • the magnetic focusing member 48 is held in the space inside the radial direction on the closed end side (the other side in the axial direction) of the sensor insertion hole 54.
  • the sensor body 38 of the sensor 16 is held in the space on the outer side in the radial direction on the closed end side (the other side in the axial direction) of the sensor insertion hole 54.
  • the bus bar 50 is formed in an annular shape and includes a fixing portion 58 that connects the outer peripheral portions of the three sensor holding portions 52 in the circumferential direction.
  • the bus bar 50 is attached to the insulator 32 by fixing the fixing portion 58 to the surface of the back core abdominal portion 34 of the insulator 32 on one side in the axial direction.
  • FIG. 3 shows a stator 12 and the like in a state where the bus bar 50 is attached to the insulator 32.
  • the three magnetic focusing members 48 are inserted toward the inner space in the radial direction on the closed end side of the sensor insertion holes 54 formed in the three sensor holding portions 52 of the bus bar 50, respectively.
  • the three magnetic focusing members 48 are held in the radial inner space on the closed end side of the sensor insertion holes 54 formed in the three sensor holding portions 52 of the bus bar 50, respectively.
  • the sensor main body 38 of the three sensors 16 is moved to the three sensor holding portions of the bus bar 50.
  • the sensor insertion holes 54 formed in the 52s are inserted toward the radial outer spaces on the closed end side.
  • the sensor main bodies 38 of the three sensors 16 are radially outer on the closed end side of the sensor insertion holes 54 formed in the three sensor holding portions 52 of the bus bar 50, respectively. It is held in the space of.
  • FIG. 5 in a state where the sensor main body 38 of the three sensors 16 is held in the radial outer space on the closed end side of the sensor insertion holes 54 formed in the three sensor holding portions 52 of the bus bar 50, FIG. As shown, the outer peripheral side of the circuit board 44 is in contact with the surface of the fixed portion 58 of the bus bar 50 on one side in the axial direction. In this state, the outer peripheral side of the circuit board 44 is fixed to the fixing portion 58 of the bus bar 50. When the sensor 46 shown in FIG. 5 is used, the sensor 16 may be inserted into the sensor insertion hole 54 together with a part of the circuit board 44.
  • FIG. 8 shows a view of the stator 12 side from the rotation center side of the rotor 14.
  • the rotor core 18 of the rotor 14 is not shown, and the bus bar 50 is shown by an imaginary line (dashed line).
  • the sensor main bodies 38 of the three magnetic focusing members 48 and the three sensors 16 are held on the closed end side of the sensor insertion holes 54 formed in the three sensor holding portions 52 of the bus bar 50, respectively.
  • the three magnetic focusing members 48 and the sensor body 38 of the three sensors 16 are located in the middle portion in the circumferential direction and the axial direction between the pair of teeth 22 adjacent to each other in the circumferential direction (approximately the center in the present embodiment). Each is arranged.
  • the coil 30 of the stator 12 is energized and a rotating magnetic field is generated around the stator 12, so that the rotor 14 rotates.
  • the plurality of magnets 20 of the rotor 14 sequentially pass through the radial inside of the sensor body 38 of each sensor 16. Then, the change in the magnetic flux densities of the plurality of magnets 20 at the position of the sensor body 38 of each sensor 16 is detected by each sensor 16, so that the rotation angle, rotation speed, and the like of the rotor 14 can be calculated. ..
  • the sensor 16 for detecting the change in the magnetic flux density of the magnet 20 is arranged between the pair of teeth 22 adjacent to each other in the circumferential direction. With such a configuration, it is not necessary to form a recess or the like in which the sensor 16 is arranged in the teeth 22, and it is possible to suppress a decrease in the identification of the motor 10.
  • a magnetic convergence member 48 for converging the magnetism of the magnet 20 of the rotor 14 is provided close to the sensor main body 38 of the sensor 16. As a result, it is possible to suppress the detection variation of the magnetic switching of the magnet 20 detected by the sensor 16.
  • stator 12A of the analysis model 1 shows the stator 12A of the analysis model 1, the stator 12B of the analysis model 2, the stator 12C of the analysis model 3, and the stator 12D of the analysis model 4, respectively.
  • the members and parts corresponding to the above-mentioned stator 12 are designated by the same reference numerals as the members and parts corresponding to the stator 12. ing.
  • the stator 12A of the analysis model 1 does not include the above-mentioned magnetic convergence member 48.
  • the width in the circumferential direction is 1 mm and the width in the radial direction is 1 mm between the virtual circle C1 connecting the radially inner ends of the plurality of teeth 22 in the circumferential direction and the sensor body 38 of the sensor 16.
  • the analysis was performed assuming that air having a thickness of 0.5 mm was interposed.
  • the diameter of the virtual circle C1 is 90.1 mm.
  • the stators 12B, 12C, and 12D of the analysis models 2, 3, and 4 include the above-mentioned magnetic convergence member 48.
  • the center of the radial inner surface of the magnetic focusing member 48 in the circumferential direction is located on the virtual circle C1 connecting the radially inner ends of the plurality of teeth 22 in the circumferential direction.
  • the width in the circumferential direction is 4 mm and the width in the radial direction is 4 mm between the virtual circle C1 connecting the radially inner ends of the plurality of teeth 22 in the circumferential direction and the sensor body 38 of the sensor 16.
  • the analysis was performed assuming that a magnetic focusing member 48 having a thickness of 0.5 mm was interposed.
  • the width in the circumferential direction is 4 mm and the width in the radial direction is 4 mm between the virtual circle C1 connecting the radial inner ends of the plurality of teeth 22 in the circumferential direction and the sensor body 38 of the sensor 16.
  • the analysis was performed assuming that a magnetic converging member 48 having a thickness of 2 mm was interposed.
  • the width in the circumferential direction is 4 mm and the width in the radial direction is 4 mm between the virtual circle C1 connecting the radial inner ends of the plurality of teeth 22 in the circumferential direction and the sensor body 38 of the sensor 16.
  • the analysis was performed assuming that a magnetic converging member 48 having a thickness of 4 mm was interposed.
  • FIG. 10A shows a graph showing the change in magnetic flux density at the position of the virtual circle C1 (see FIG. 9A) of the stator 12A of the analysis model 1
  • FIG. 10B shows the sensor of the stator 12A of the analysis model 1.
  • a graph showing the change in magnetic flux density at the position of the main body 38 (see FIG. 9A) is shown.
  • FIG. 11A shows a graph showing the change in magnetic flux density at the position of the virtual circle C1 (see FIG. 9B) of the stator 12B of the analysis model 2
  • FIG. 11B shows the stator 12B of the analysis model 2.
  • a graph showing the change in magnetic flux density at the position of the sensor body 38 (see FIG. 9B) is shown.
  • FIG. 12A shows a graph showing the change in magnetic flux density at the position of the virtual circle C1 (see FIG. 9C) of the stator 12C of the analysis model 3
  • FIG. 12B shows the stator 12C of the analysis model 3.
  • a graph showing the change in magnetic flux density at the position of the sensor body 38 (see FIG. 9C) is shown.
  • FIG. 13A shows a graph showing the change in magnetic flux density at the position of the virtual circle C1 (see FIG. 9D) of the stator 12D of the analysis model 4
  • FIG. 13B shows the stator 12D of the analysis model 4.
  • a graph showing the change in magnetic flux density at the position of the sensor body 38 (see FIG. 9D) is shown.
  • the analyzers 12B, 12C, and 12D of the analysis models 2, 3, and 4 having the magnetic convergence member 48 do not have the magnetic convergence member 48. It can be seen that the magnetic flux density at the position of the virtual circle C1 (see FIG. 9B) is higher than that of the stator 12A of 1. Further, as shown in FIGS. 10B, 10C, and 10D, in the stators 12B, 12C, and 12D of the analysis models 2, 3, and 4 provided with the magnetic convergence member 48, as the thickness of the magnetic convergence member 48 increases, it becomes virtual. It can be seen that the magnetic flux density at the position of the circle C1 (see FIG. 9B) increases.
  • the change (waveform) of the magnetic flux density at the position of the sensor body 38 of the stator 12B of the analysis model 2 provided with the magnetic convergence member 48 and the magnetic convergence member 48 are provided. Comparing the change (waveform) of the magnetic flux density at the position of the sensor body 38 of the stators 12B, 12C, 12D of the analysis models 2, 3 and 4, compared with the case where the thickness of the magnetic focusing member 48 is 0.5 mm. It can be seen that when the thickness of the magnetic converging member 48 is 2 mm and 3 mm, the variation in the change (waveform) of the magnetic flux density at the position of the sensor body 38 is smaller.
  • the center of the radial inner surface of the magnetic converging member 48 in the circumferential direction is preferably located on the virtual circle C1 that connects the radial inner ends of the plurality of teeth 22 in the circumferential direction. It may be arranged radially outside the circle C1.
  • the sensor main body 38 and the magnetic convergence member 48 of the sensor 16 are arranged in the intermediate portions in the circumferential direction and the axial direction between the pair of teeth 22 adjacent to each other in the circumferential direction, whereby the motor It is possible to suppress the increase in size of the physique in the axial direction of 10. Further, it is not necessary to attach the sensor magnet, which is used only for calculating the rotation angle of the rotor 14, to the rotor, and the number of parts of the motor 10 can be reduced.
  • the magnetic focusing member 48 and the sensor main body 38 of the sensor 16 are held by the sensor holding portion 52 of the bus bar 50.
  • the bus bar 50 is attached to the insulator 32, and the magnetic focusing member 48 and the sensor body 38 of the sensor 16 are held by the sensor holding portion 52 of the bus bar 50.
  • the manufacturing process can be realized. That is, the magnetic focusing member 48 and the sensor body 38 of the sensor 16 can be held without hindering the winding of the winding 28 around the teeth 22.
  • the fixing portion 58 of the bus bar 50 is fixed to the surface on one side in the axial direction of the back core abdominal portion 34 of the insulator 32.
  • the circuit board 44 is fixed to the fixing portion 58.
  • the portion 56 on one side in the axial direction of the sensor insertion hole 54 formed in the sensor holding portion 52 of the bus bar 50 expands toward one side in the axial direction.
  • the sensor bodies 38 of the three sensors 16 mounted on the circuit board 44 are slightly displaced, the sensor bodies 38 of the three sensors 16 are formed on the three sensor holding portions 52 of the bus bar 50, respectively.
  • the sensor body 38 of the sensor 16 can be guided to the closed end side of the sensor insertion hole 54 by the portion 56.
  • the present embodiment has described an example in which the sensor body 38 of the sensor 16 is held by the bus bar 50, the present disclosure is not limited to this.
  • the sensor body 38 of the sensor 16 may be held by the insulator 32.
  • the insulator 32 includes a connecting portion 60 that connects a portion of the teeth 22 adjacent to each other in the circumferential direction on one side in the axial direction of the teeth abdominal portion 36 in the circumferential direction.
  • a holding groove 62 is formed in the middle portion in the circumferential direction of the connecting portion 60 so that both ends in the axial direction and the inside in the radial direction are open.
  • the sensor body 38 of the sensor 16 is fitted into the holding groove 62 from one side in the axial direction, so that the sensor body 38 of the sensor 16 is held by the insulator 32.
  • the bus bar 50 described above becomes unnecessary, the number of parts constituting the motor 10 can be reduced, and the assembly man-hours can be reduced.
  • the above-mentioned magnetic focusing member 48 is not used. Therefore, from the viewpoint of suppressing the decrease in the magnetic detection accuracy of the magnet 20, the sensor body 38 of the sensor 16 connects the radial inner ends of the plurality of teeth 22 in the circumferential direction, and the virtual circle C1 (see FIG. 9A and the like). ), But it may be located slightly radially outside the virtual circle C1.
  • the motor 70 according to the second embodiment of the present disclosure will be described.
  • the members and parts corresponding to the motor 10 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals as the members and parts corresponding to the motor 10 according to the first embodiment. Therefore, the description may be omitted.
  • the shape of the circuit board 44 viewed from the axial direction is wound around each of the plurality of teeth 22 of the stator core 26.
  • the shape of the coil 30 is set so that it can be visually recognized. As a result, the circuit board 44 and the coil ends of the respective coils 30 do not overlap in the axial direction.
  • the circuit board 44 has a first extending portion 72 extending along the radially inner end of the teeth 22 of the stator core 26 and a first extending portion 72.
  • a plurality of second extending portions 74 extending outward in the radial direction from the existing portion 72 and arranged at equal intervals in the circumferential direction are provided.
  • the first extending portion 72 has a substantially U-shape in which the radial outer end and the radial inner end are arcuate and the width dimension in the radial direction is constant along the circumferential direction. It is formed.
  • the circuit board 44 of the present embodiment includes six second extending portions 74.
  • the shapes of the outer edges of the six second extending portions 74 are formed to be the same as each other. Specifically, the radial inner portion of the second extending portion 74 is formed in a substantially trapezoidal shape in which the circumferential dimension gradually increases toward the radial outer side. Further, the radial outer portion of the second extending portion 74 is formed in a substantially square shape having substantially constant circumferential dimensions toward the radial outer side.
  • the six second extending portions 74 are sequentially arranged from one side to the other side in the circumferential direction by the second extending portion 74A, the second extending portion 74B, the second extending portion 74C, and the second extending portion 74D.
  • a fixing hole 74G into which the fixing protrusion 76 provided on the insulator 32 is inserted is formed in the central portion in the radial direction and the circumferential direction of the second extending portion 74A and the second extending portion 74F.
  • the circuit board 44 is fixed to the insulator 32 by heat caulking the fixing projection 76 or the like.
  • a plurality of terminal insertion holes 74H into which terminals (not shown) are inserted are formed at the central portion in the circumferential direction of the second extending portion 74B at intervals in the axial direction.
  • a mounting type sensor 46 is attached to each portion. Then, as shown in FIG. 15, in a state where the circuit board 44 is fixed to the insulator 32, each of the second extending portions 74 of a pair of teeth 22 adjacent to each other in the circumferential direction when viewed from one side in the axial direction.
  • each second extending portion 74 overlaps the coil end on one side in the axial direction of each coil 30 in the circumferential direction. Placed in position. Further, as shown in FIGS. 16 and 21, when the circuit board 44 is fixed to the insulator 32, it is attached to the second extending portion 74C, the second extending portion 74D, and the second extending portion 74E, respectively.
  • Each of the sensors 46 is arranged at the center of the circumferential direction between a pair of teeth 22 adjacent to each other in the circumferential direction when viewed from the other side in the axial direction.
  • each sensor 46 attached to the second extending portion 74C, the second extending portion 74D, and the second extending portion 74E is a magnet of the rotor 14. It is arranged close to one end of 20 in the axial direction.
  • the shape of the circuit board 44 viewed from the axial direction is set to a shape in which each coil 30 wound around the plurality of teeth 22 of the stator core 26 can be visually recognized. There is. As a result, it is possible to prevent the heat dissipation of the coil 30 from being hindered by the circuit board 44.
  • each second extending portion 74 in the circumferential direction with the coil end on one side in the axial direction of each coil 30. It is placed at a position that overlaps with. As a result, the protrusion of the circuit board 44 to the coil 30 in the axial direction can be suppressed, and the increase in the axial dimension of the motor 70 can be suppressed.
  • the motor 78 of the present embodiment supports three magnetic convergence members 48 and three magnetic convergence members 48 in addition to the configuration of the motor 70 of the second embodiment described above.
  • the feature is that the support member 80 is provided.
  • the three magnetic focusing members 48 are formed in a rectangular parallelepiped shape with the axial direction as the longitudinal direction.
  • the three magnetic focusing members 48 may be formed in a cylindrical shape or a columnar shape extending in the axial direction.
  • the support member 80 is formed by using an insulating material such as a resin material like the insulator 32. Specifically, the support member 80 has a plate-shaped outer peripheral portion 80A extending along the axially opposite surface of the back core covering portion 34 of the insulator 32, and a plate-shaped outer peripheral portion 80A protruding inward in the radial direction from the outer peripheral portion 80A. It includes three block-shaped support portions 80B arranged at equal intervals in the circumferential direction. A fixing hole 80C into which the fixing protrusion 84 provided on the insulator 32 is inserted is formed in the outer peripheral portion 80A. The support member 80 is fixed to the insulator 32 by heat caulking the fixing projection 84 or the like.
  • Each of the three support portions 80B is formed in a prismatic shape having trapezoidal both end surfaces in the axial direction.
  • the axial dimensions of the three support portions 80B are set to be larger than the axial dimensions of the outer peripheral portion 80A. Further, the surface of the three support portions 80B on the other side in the axial direction is substantially flush with the surface of the outer peripheral portion 80A on the other side in the axial direction. Then, three magnetic focusing members 48 are supported at the radial inner ends of the three supporting portions 80B.
  • the three support portions 80B are between a pair of teeth 22 adjacent to each other in the circumferential direction when viewed from the other side in the axial direction. It is located in the center of the circumferential direction.
  • the three magnetic convergence members 48 supported by the three support portions 80B of the support member 80 are arranged in axially close to the three sensors 46 mounted on the circuit board 44, and the rotor 14 It is arranged close to the magnet 20 in the radial direction.
  • the magnetism of the magnet 20 of the rotor 14 can be guided to the three sensors 46 via the three magnetic focusing members 48. As a result, it is possible to suppress the detection variation of the magnetic switching of the magnet 20 detected by the sensor 46.
  • the support member 80 that supports the three magnetic convergence members 48 to be fixed to the insulator 32, the positioning of the three magnetic convergence members 48 with respect to the three sensors 46 can be facilitated.
  • the circuit board 44 is formed by cutting out and removing a part of the rectangular plate-shaped substrate constituent member 88. It is characterized by being there.
  • the end 90A of the first extending portion 72 opposite to the second extending portion 74 has a linear shape orthogonal to the radial direction when viewed from the axial direction. It has become.
  • the end 90B of the second extending portion 74 opposite to the first extending portion 72 has a linear shape orthogonal to the radial direction when viewed from the axial direction.
  • both ends 90C in the circumferential direction of the first extending portion 72 and the second extending portion 74 are in a straight line connecting the ends 90A and the ends 90B described above.
  • a connection portion 92 to which a power wire (not shown) is connected is provided at a location different from the location where the three second extending portions 74 of the circuit board 44 are arranged between the pair of teeth 22 adjacent to each other in the circumferential direction. It is provided.
  • the circuit board 44 is formed by cutting out and removing a part of the rectangular plate-shaped substrate constituent member 88, whereby the second embodiment described above is performed. Compared with the motor 70 and the like of the form, the amount of removal of the substrate constituent member 88 forming the circuit board 44 can be reduced. That is, the yield of the substrate constituent member 88 forming the circuit board 44 can be improved. By forming at least one end of each end 90A, 90B, 90C of the circuit board 44 in a straight line, the yield of the substrate constituent member 88 forming the circuit board 44 can be improved.
  • the circuit board 44 is fixed to the insulator 32 at a position offset to one side in the axial direction with respect to the motor 78 of the third embodiment described above. It is characterized by being.
  • the three sensors 46 attached to the circuit board 44 are arranged on one side in the axial direction from the coil end of the coil 30.
  • the three magnetic convergence members 48 supported by the support member 80 correspond to the positions of the three sensors 46 attached to the circuit board 44, respectively, in the third embodiment described above.
  • the motor 78 is supported by the support member 80 at a position offset to one side in the axial direction.
  • the magnet 20 of the rotor 14 Magnetism can be guided to the three sensors 46 via the three magnetic focusing members 48. As a result, it is possible to suppress the detection variation of the magnetic switching of the magnet 20 detected by the sensor 46.
  • the configuration of the present disclosure can also be applied to a motor in which a plurality of magnets 20 of the rotor 16 are arranged radially outside the stator core 26.

Landscapes

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Abstract

モータ（１０）は、周方向に間隔をあけて配置された複数のティース（２２）を有するステータコア（２６）と、複数のティース（２２）の周りに導電性の巻線が巻回されることで形成されたコイル（３０）と、を有するステータ（１２）を備えている。また、モータ（１０）は、ステータコア（２６）と径方向に対向してかつ周方向に間隔をあけて配置されたマグネット（２０）を有し、コイル（３０）へ通電されることで回転するロータ（１４）を備えている。さらに、モータ（１０）は、軸方向から見て周方向に隣合う一対のティース（２２）の間の周方向の中間部に配置され、マグネット（２０）の磁気を検出するセンサ（１６）を備えている。

Description

モータ 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１９年５月２７日に出願された日本出願番号２０１９－９８４３５号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、モータに関する。
　下記特許文献１には、ロータの位置（回転角）を検出するセンサを備えたモータが開示されている。この文献に記載されたモータのステータは、周方向に配列された複数のティースを備えている。そして、センサは、ティースに形成された凹部内に配置されるようになっている。
特開２０１８－４２４２１号公報
　ところで、センサが配置される凹部等をティースに形成すると、モータの特性が低下することが考えられる。
　本開示は上記事実を考慮し、特性が低下することを抑制することができるモータを得ることが目的である。
　本開示の第一の態様のモータは、周方向に間隔をあけて配置された複数のティースを有するステータコアと、前記複数のティースの周りに導電性の巻線が巻回されることで形成されたコイルと、を有するステータと、ステータコアと径方向に対向してかつ周方向に間隔をあけて配置されたマグネットを有し、前記コイルへ通電されることで回転するロータと、軸方向から見て周方向に隣合う一対の前記ティースの間の周方向の中間部に配置され、前記マグネットの磁気を検出するセンサと、を備えている。
　この様に構成することで、センサが配置される凹部等をティースに形成することが不要となり、モータの特定が低下することを抑制することができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、第１実施形態のモータを構成するステータ及びロータ等を示す拡大平面図であり、 図２は、ステータ等を示す斜視図であり、 図３は、ステータ等を示す分解斜視図であり、 図４は、リードタイプのセンサを示す斜視図であり、 図５は、実装タイプのセンサを示す斜視図であり、 図６は、センサがセンサ保持部のセンサ挿入孔に挿入される工程を示す斜視図であり、 図７は、センサのセンサ挿入孔への挿入が完了した状態を示す斜視図であり、 図８は、センサの感受点とマグネット等との位置関係を示す斜視図であり、 図９Ａは、解析条件１の解析モデルを示す拡大平面図であり、 図９Ｂは、解析条件２の解析モデルを示す拡大平面図であり、 図９Ｃは、解析条件３の解析モデルを示す拡大平面図であり、 図９Ｄは、解析条件４の解析モデルを示す拡大平面図であり、 図１０Ａは、解析モデル１のステータ内径部の位置においてセンサで検出される磁束密度の波形を示すグラフであり、 図１０Ｂは、解析モデル１の空気層の外周面の位置においてセンサで検出される磁束密度の波形を示すグラフであり、 図１１Ａは、解析モデル２のステータ内径部の位置においてセンサで検出される磁束密度の波形を示すグラフであり、 図１１Ｂは、解析モデル２の規則収束部の外周面の位置においてセンサで検出される磁束密度の波形を示すグラフであり、 図１２Ａは、解析モデル３のステータ内径部の位置においてセンサで検出される磁束密度の波形を示すグラフであり、 図１２Ｂは、解析モデル３の規則収束部の外周面の位置においてセンサで検出される磁束密度の波形を示すグラフであり、 図１３Ａは、解析モデル４のステータ内径部の位置においてセンサで検出される磁束密度の波形を示すグラフであり、 図１３Ｂは、解析モデル４の規則収束部の外周面の位置においてセンサで検出される磁束密度の波形を示すグラフであり、 図１４は、他の形態のステータを示す拡大斜視図であり、 図１５は、第２実施形態のモータを構成するステータ及びロータ等を回路基板側から見た斜視図であり、 図１６は、第２実施形態のモータを構成するステータ及びロータ等を回路基板とは反対側から見た斜視図であり、 図１７は、第２実施形態のモータを構成するステータ及びロータ等を回路基板とは反対側から見た底面図であり、 図１８は、回路基板をセンサが取付けられた面とは反対側から見た斜視図であり、 図１９は、回路基板をセンサが取付けられた面側から見た斜視図であり、 図２０は、図１９に示された２０－２０線に沿って切断した回路基板等の断面を示す断面図であり、 図２１は、図１７に示された２１－２１線に沿って切断したステータ及びロータ等の断面を示す断面図であり、 図２２は、第３実施形態のモータを構成するステータ及びロータ等を回路基板とは反対側から見た底面図であり、 図２３は、図２２に示された２３－２３線に沿って切断したステータ及びロータ等の断面を示す断面図であり、 図２４は、第４実施形態のモータを構成するステータ及びロータ等を回路基板側から見た斜視図であり、 図２５は、回路基板をセンサが取付けられた面とは反対側から見た平面図であり、 図２６は、回路基板をセンサが取付けられた面側から見た底面図であり、 図２７は、第５実施形態のモータを構成するステータ及びロータ等を回路基板側から見た斜視図であり、 図２８は、図２７に示された２８－２８線に沿って切断したステータ及びロータ等の断面を示す断面図である。
（第１実施形態）
　図１～図４を用いて、本開示の第１実施形態に係るモータ１０について説明する。なお、図中に適宜示す矢印Ｚ方向、矢印Ｒ方向及び矢印Ｃ方向は、後述するロータ１４の回転軸方向一方側、回転径方向外側及び回転周方向一方側をそれぞれ示すものとする。また、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、ロータ１４の回転軸方向、回転径方向、回転周方向を示すものとする。
　図１に示されるように、本実施形態のモータ１０は、車両のアクチュエータとして用いられるモータである。一例として、本実施形態のモータ１０は、電動クラッチ用モータである。車両の電動クラッチシステムは、モータと、減速機と、回転並進機構と、を含んで構成されており、モータの回転力を減速機を介して減速比倍させ、回転並進機構で直動方向力に変換し、皿ばねまたはピンストを介して多板クラッチと締結されている。減速機としては遊星歯車または不思議遊星歯車が用いられ、回転並進機構としてはボールカムが用いられている。このモータ１０は、ステータ１２と、ステータ１２が磁気（磁界）を発生させることで回転するロータ１４と、ロータ１４の回転角度を検出するためのセンサ１６（磁気センサ）と、を含んで構成されている。
　ロータ１４は、後述するステータ１２の径方向内側に配置されている。このロータ１４は、図示しない回転軸に固定された環状のロータコア１８と、ロータコア１８の外周部に固定された複数のマグネット２０と、を備えている。複数のマグネット２０は、径方向外側から見て矩形状に形成されている。また、複数のマグネット２０は、周方向に一定の間隔をあけて配置されている。
　図２及び図３に示されるように、ステータ１２は、周方向に等間隔に配置された複数のティース２２と、環状に形成されていると共に複数のティース２２の外周側を周方向につなぐバックコア２４と、を有するステータコア２６を備えている。また、ステータ１２は、ステータコア２６の複数のティース２２の周りに導電性の巻線２８が巻回されることで形成されたコイル３０を備えている。なお、ステータ１２は、当該ステータ１２の外周側に配置された環状のハウジング３１に支持されている。
　ステータコア２６には、樹脂材料等の絶縁性の材料を用いて形成されたインシュレータ３２が取付けられている。このインシュレータ３２は、バックコア２４の軸方向の両端面を覆うバックコア被腹部３４と、ティース２２の軸方向の両端面及び周方向の両端面を覆うティース被腹部３６を備えている。
　図３及び図４に示されるように、本実施形態のセンサ１６は、いわゆるリードタイプの磁気センサである。このセンサ１６は、矩形ブロック状に形成されたセンサ本体３８を備えている。このセンサ本体３８の中央部分が、マグネット２０の磁気を検出する感受点４０とされている。また、センサ１６は、センサ本体３８から一方側へ向けて突出する複数の（本実施形態では３つの）脚部４２を備えている。この脚部４２におけるセンサ本体３８とは反対側が回路基板４４にハンダ付けで接合されることで、センサ１６が回路基板４４に取付けられている。ここで、本実施形態の回路基板４４は、軸方向を厚み方向として径方向及び周方向に延在すると共に軸方向から見てステータ１２の周方向の一部分を覆うＵ字状に形成されている。また、本実施形態では、３つのセンサ１６が、周方向に等間隔に配置された状態で回路基板４４に取付けられている。さらに、３つのセンサ１６が回路基板４４に取付けられた状態では、３つのセンサ１６が回路基板４４から軸方向他方側へ突出した状態となっている。なお、本実施形態では、リードタイプのセンサ１６（磁気センサ）を用いたが、図５に示された実装タイプのセンサ４６（磁気センサ）を用いてもよい。なお、センサ４６において図４に示されたセンサ１６と対応する部分には、当該センサ１６と対応する部分と同一の符号を付している。
　図１及び図３に示されるように、センサ１６のセンサ本体３８の径方向内側には、ロータ１４のマグネット２０の磁気を収束させる磁気収束部材４８がセンサ本体３８と近接して設けられている。この磁気収束部材４８は、鉄等の磁性材料を用いて矩形板状又は矩形ブロック状に形成されている。また、径方向から見て、磁気収束部材４８の周方向及び軸方向への寸法Ｗ１、Ｗ２が、センサ本体３８の感受点４０（図４参照）を覆う寸法に設定されている。
　前述のセンサ１６のセンサ本体３８及び磁気収束部材４８は、インシュレータ３２に取付けられたバスバー５０に保持（支持）されている。図３に示されるように、バスバー５０は、樹脂材料等の絶縁性の材料を用いて形成されている。このバスバー５０は、周方向に隣合う一対のティース２２の間にそれぞれ配置される３つのセンサ保持部５２を備えている。センサ保持部５２は、軸方向の両端面（底面）が径方向内側へ向けて窄まる等脚台形状とされた角柱状に形成されている。なお、センサ保持部５２の軸方向の両端面（底面）は、コイルエンド（コイル３０の軸方向の両端）に対して軸方向一方側及び他方側へ突出しないように、センサ保持部５２の軸方向一方側の端面（底面）から軸方向他方側の端面（底面）までの寸法が設定されている。
　センサ保持部５２における径方向内側には、軸方向一方側が開放されたセンサ挿入孔５４が形成されている。このセンサ挿入孔５４における軸方向一方側の部分５６が、軸方向一方側へ向かうにつれて広がっている。また、本実施形態では、磁気収束部材４８が、センサ挿入孔５４の閉止端側（軸方向他方側）における径方向内側のスペースに保持されるようになっている。さらに、センサ１６のセンサ本体３８が、センサ挿入孔５４の閉止端側（軸方向他方側）における径方向外側のスペースに保持されるようになっている。
　また、バスバー５０は、環状に形成されていると共に３つのセンサ保持部５２の外周部を周方向につなぐ固定部５８を備えている。この固定部５８が、インシュレータ３２のバックコア被腹部３４における軸方向一方側の面に固定されることで、バスバー５０がインシュレータ３２に取付けられるようになっている。
　次に、磁気収束部材４８及びセンサ１６のセンサ本体３８をセンサ挿入孔５４に挿入する工程について説明する。
　図３には、バスバー５０がインシュレータ３２に取付けられた状態のステータ１２等が示されている。先ず、３つの磁気収束部材４８をバスバー５０の３つのセンサ保持部５２にそれぞれ形成されたセンサ挿入孔５４の閉止端側における径方向内側のスペースに向けて挿入する。これにより、図６に示されるように、３つの磁気収束部材４８が、バスバー５０の３つのセンサ保持部５２にそれぞれ形成されたセンサ挿入孔５４の閉止端側における径方向内側のスペースに保持される。
　次に、図３に示されるように、３つのセンサ１６が取付けられた回路基板４４を軸方向他方側へ移動させることで、３つのセンサ１６のセンサ本体３８をバスバー５０の３つのセンサ保持部５２にそれぞれ形成されたセンサ挿入孔５４の閉止端側における径方向外側のスペースに向けて挿入する。これにより、図６及び図７に示されるように、３つのセンサ１６のセンサ本体３８が、バスバー５０の３つのセンサ保持部５２にそれぞれ形成されたセンサ挿入孔５４の閉止端側における径方向外側のスペースに保持される。
　また、３つのセンサ１６のセンサ本体３８が、バスバー５０の３つのセンサ保持部５２にそれぞれ形成されたセンサ挿入孔５４の閉止端側における径方向外側のスペースに保持された状態では、図２に示されるように、回路基板４４の外周側が、バスバー５０の固定部５８における軸方向一方側の面に当接している。この状態で、回路基板４４の外周側がバスバー５０の固定部５８に固定されている。なお、図５に示されたセンサ４６を用いた場合、当該センサ１６を回路基板４４の一部と共にセンサ挿入孔５４に挿入すればよい。
　ここで、図８には、ロータ１４の回転中心側からステータ１２側を見た図が示されている。なお、この図においては、ロータ１４のロータコア１８の図示を省略しており、またバスバー５０を想像線（二点鎖線）で示している。この図に示されるように、３つの磁気収束部材４８及び３つのセンサ１６のセンサ本体３８が、バスバー５０の３つのセンサ保持部５２にそれぞれ形成されたセンサ挿入孔５４の閉止端側に保持された状態では、３つの磁気収束部材４８及び３つのセンサ１６のセンサ本体３８が、周方向に隣合う一対のティース２２の間の周方向及び軸方向の中間部（本実施形態ではほぼ中央）にそれぞれ配置されている。
（本実施形態の作用並びに効果）
　次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
　図１に示されるように、本実施形態のモータ１０では、ステータ１２のコイル３０へ通電がなされて、ステータ１２のまわりに回転磁界が発生することで、ロータ１４が回転する。
　ここで、ロータ１４が回転すると、各々のセンサ１６のセンサ本体３８の径方向内側をロータ１４の複数のマグネット２０が順次通過する。そして、各々のセンサ１６のセンサ本体３８の位置における複数のマグネット２０の磁束密度の変化が、各々のセンサ１６によって検出されることで、ロータ１４の回転角度や回転速度等を算出することができる。
　また、本実施形態では、マグネット２０の磁束密度の変化を検出するセンサ１６が周方向に隣り合う一対のティース２２の間に配置されている。この様に構成することで、センサ１６が配置される凹部等をティース２２に形成することが不要となり、モータ１０の特定が低下することを抑制することができる。
　さらに、本実施形態では、ロータ１４のマグネット２０の磁気を収束させる磁気収束部材４８が、センサ１６のセンサ本体３８と近接して設けられている。これにより、センサ１６によって検出されるマグネット２０の磁気の切替わりの検出ばらつきを抑制することができる。
　ここで、磁気収束部材４８の効果の解析結果について説明する。
　図９Ａ～図９Ｄには、解析モデル１のステータ１２Ａ、解析モデル２のステータ１２Ｂ、解析モデル３のステータ１２Ｃ、解析モデル４のステータ１２Ｄがそれぞれ示されている。なお、これらの解析モデルのステータ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄにおいて前述のステータ１２（図１参照）と対応する部材及び部分には、当該ステータ１２と対応する部材及び部分と同一の符号を付している。
　図９Ａに示されるように、解析モデル１のステータ１２Ａは、前述の磁気収束部材４８を備えていない。また、解析モデル１のステータ１２Ａの解析では、複数のティース２２の径方向内側の端を周方向につなぐ仮想円Ｃ１とセンサ１６のセンサ本体３８との間に周方向の幅が１ｍｍかつ径方向への厚みが０．５ｍｍの空気が介在しているものとして解析を行った。なお、仮想円Ｃ１の直径は９０．１ｍｍである。
　図９Ｂ～図９Ｄに示されるように、解析モデル２、３、４のステータ１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄは、前述の磁気収束部材４８を備えている。この磁気収束部材４８の径方向内側の面の周方向の中心は、複数のティース２２の径方向内側の端を周方向につなぐ仮想円Ｃ１上に位置している。また、解析モデル２のステータ１２Ｂの解析では、複数のティース２２の径方向内側の端を周方向につなぐ仮想円Ｃ１とセンサ１６のセンサ本体３８との間に周方向の幅が４ｍｍかつ径方向への厚みが０．５ｍｍの磁気収束部材４８が介在しているものとして解析を行った。解析モデル３のステータ１２Ｃの解析では、複数のティース２２の径方向内側の端を周方向につなぐ仮想円Ｃ１とセンサ１６のセンサ本体３８との間に周方向の幅が４ｍｍかつ径方向への厚みが２ｍｍの磁気収束部材４８が介在しているものとして解析を行った。解析モデル４のステータ１２Ｄの解析では、複数のティース２２の径方向内側の端を周方向につなぐ仮想円Ｃ１とセンサ１６のセンサ本体３８との間に周方向の幅が４ｍｍかつ径方向への厚みが４ｍｍの磁気収束部材４８が介在しているものとして解析を行った。
　図１０Ａには、解析モデル１のステータ１２Ａの仮想円Ｃ１（図９Ａ参照）の位置における磁束密度の変化を示したグラフが示されており、図１０Ｂには、解析モデル１のステータ１２Ａのセンサ本体３８（図９Ａ参照）の位置における磁束密度の変化を示したグラフが示されている。
　また、図１１Ａには、解析モデル２のステータ１２Ｂの仮想円Ｃ１（図９Ｂ参照）の位置における磁束密度の変化を示したグラフが示されており、図１１Ｂには、解析モデル２のステータ１２Ｂのセンサ本体３８（図９Ｂ参照）の位置における磁束密度の変化を示したグラフが示されている。
　さらに、図１２Ａには、解析モデル３のステータ１２Ｃの仮想円Ｃ１（図９Ｃ参照）の位置における磁束密度の変化を示したグラフが示されており、図１２Ｂには、解析モデル３のステータ１２Ｃのセンサ本体３８（図９Ｃ参照）の位置における磁束密度の変化を示したグラフが示されている。
　また、図１３Ａには、解析モデル４のステータ１２Ｄの仮想円Ｃ１（図９Ｄ参照）の位置における磁束密度の変化を示したグラフが示されており、図１３Ｂには、解析モデル４のステータ１２Ｄのセンサ本体３８（図９Ｄ参照）の位置における磁束密度の変化を示したグラフが示されている。
　図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１０Ｄに示されるように、磁気収束部材４８を備えた解析モデル２、３、４のステータ１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄでは、磁気収束部材４８を備えていない解析モデル１のステータ１２Ａと比べて、仮想円Ｃ１（図９Ｂ参照）の位置における磁束密度が高くなっていることがわかる。また、図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１０Ｄに示されるように、磁気収束部材４８を備えた解析モデル２、３、４のステータ１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄでは、磁気収束部材４８の厚みが増すにつれて、仮想円Ｃ１（図９Ｂ参照）の位置における磁束密度が高くなっていくことがわかる。
　図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１０Ｄに示されるように、磁気収束部材４８を備えた解析モデル２のステータ１２Ｂのセンサ本体３８の位置における磁束密度の変化（波形）と、磁気収束部材４８を備えた解析モデル２、３、４のステータ１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄのセンサ本体３８の位置における磁束密度の変化（波形）と、を比べると、磁気収束部材４８の厚みが０．５ｍｍとされた場合よりも、磁気収束部材４８の厚みが２ｍｍ及び３ｍｍとされた場合のほうが、センサ本体３８の位置における磁束密度の変化（波形）のばらつきが少なくなっていることがわかる。また、解析モデル３のステータ１２Ｃのセンサ本体３８の位置における磁束密度の変化（波形）と、解析モデル４のステータ１２Ｄのセンサ本体３８の位置における磁束密度の変化（波形）と、を比べると、センサ本体３８の位置における磁束密度の変化（波形）のばらつきに差が無いことがわかる。このことから、磁気収束部材４８の幅と厚みとの比を１／２以上に設定すれば、センサ本体３８の位置における磁束密度の変化（波形）のばらつきを抑制できると考えられる。
　なお、磁気収束部材４８の径方向内側の面の周方向の中心は、複数のティース２２の径方向内側の端を周方向につなぐ仮想円Ｃ１上に位置していることが望ましいが、当該仮想円Ｃ１よりも径方向外側に配置されていてもよい。
　また、本実施形態では、センサ１６のセンサ本体３８及び磁気収束部材４８が、周方向に隣合う一対のティース２２の間の周方向及び軸方向の中間部にそれぞれ配置されていることにより、モータ１０の軸方向への体格の大型化を抑制することができる。また、ロータ１４の回転角度等を算出するためのみに用いられるセンサマグネットをロータに取付けることが不要となり、モータ１０の部品点数を削減することができる。
　また、本実施形態では、磁気収束部材４８及びセンサ１６のセンサ本体３８が、バスバー５０のセンサ保持部５２に保持される構成となっている。これにより、巻線２８のティース２２への巻回をした後に、バスバー５０をインシュレータ３２に取付けて、磁気収束部材４８及びセンサ１６のセンサ本体３８をバスバー５０のセンサ保持部５２に保持させる、という製造工程を実現することができる。すなわち、巻線２８のティース２２への巻回を阻害することなく、磁気収束部材４８及びセンサ１６のセンサ本体３８を保持することができる。
　また、本実施形態では、バスバー５０の固定部５８が、インシュレータ３２のバックコア被腹部３４における軸方向一方側の面に固定される構成となっている。これに加えて、回路基板４４が固定部５８に固定する構成となっている。これにより、ステータ１２の組立作業をステータコア２６の軸方向一方側のスペースで行うことができる。
　また、本実施形態では、バスバー５０のセンサ保持部５２に形成されたセンサ挿入孔５４における軸方向一方側の部分５６が、軸方向一方側へ向かうにつれて広がっている。これにより、回路基板４４に取付けられた３つのセンサ１６のセンサ本体３８の位置が多少ずれていたとしても、３つのセンサ１６のセンサ本体３８をバスバー５０の３つのセンサ保持部５２にそれぞれ形成されたセンサ挿入孔５４に挿入する際に、センサ１６のセンサ本体３８を上記部分５６によってセンサ挿入孔５４の閉止端側へガイドすることができる。
　なお、本実施形態では、センサ１６のセンサ本体３８をバスバー５０に保持させた例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、図１４に示されるように、センサ１６のセンサ本体３８をインシュレータ３２に保持させた構成としてもよい。このインシュレータ３２は、周方向に隣合うティース２２のティース被腹部３６の軸方向一方側の部分を周方向につなぐ接続部６０を備えている。この接続部６０の周方向の中間部には、軸方向の両端及び径方向内側が開放された保持溝６２が形成されている。そして、センサ１６のセンサ本体３８がこの保持溝６２に軸方向一方側から嵌め込まれることで、センサ１６のセンサ本体３８がインシュレータ３２に保持されるようになっている。当該構成では、前述のバスバー５０が不要となり、モータ１０を構成する部品の点数を削減することができると共に組立工数を削減することができる。また、この構成では、前述の磁気収束部材４８を用いていない。そのため、マグネット２０の磁気検出精度が低下することを抑制する等という観点で、センサ１６のセンサ本体３８が複数のティース２２の径方向内側の端を周方向につなぐ仮想円Ｃ１（図９Ａ等参照）上に位置していることが望ましいが、この仮想円Ｃ１よりも若干径方向外側に配置されていてもよい。
（第２実施形態）
　次に、本開示の第２実施形態に係るモータ７０について説明する。なお、第２実施形態に係るモータ７０において前述の第１実施形態に係るモータ１０と対応する部材及び部分には、第１実施形態に係るモータ１０と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
　図１５、図１６及び図１７に示されるように、本実施形態に係るモータ７０では、回路基板４４を軸方向から見た形状が、ステータコア２６の複数のティース２２にそれぞれ巻回された各々のコイル３０を視認できる形状に設定されている。これにより、回路基板４４と各々のコイル３０のコイルエンドとが、軸方向に重ならないようになっている。
　具体的には、図１５、図１８及び図１９に示されるように、回路基板４４は、ステータコア２６のティース２２の径方向内側の端に沿って延びる第１延在部７２と、第１延在部７２から径方向外側へ向けて延びると共に周方向に等間隔に配置された複数の第２延在部７４と、を備えている。第１延在部７２は、径方向外側の端及び径方向内側の端が円弧状とされていると共に径方向への幅寸法が周方向に沿って一定の寸法とされた略Ｕ字状に形成されている。本実施形態の回路基板４４は、６つの第２延在部７４を備えている。６つの第２延在部７４の外縁の形状は、互いに同じ形状に形成されている。具体的には、第２延在部７４の径方向内側の部分は、径方向外側へ向かうにつれて周方向への寸法が次第に増加する略台形状に形成されている。また、第２延在部７４の径方向外側の部分は、径方向外側へ向かうにつれて周方向への寸法がほぼ一定の寸法の略正方形状に形成されている。
　ここで、６つの第２延在部７４を周方向一方側から他方側にかけて順番に第２延在部７４Ａ、第２延在部７４Ｂ、第２延在部７４Ｃ、第２延在部７４Ｄ、第２延在部７４Ｅ、第２延在部７４Ｆとする。第２延在部７４Ａ及び第２延在部７４Ｆの径方向及び周方向の中央部には、インシュレータ３２に設けられた固定突起７６が挿入される固定孔７４Ｇが形成されている。なお、回路基板４４は、固定突起７６が熱カシメされること等によりインシュレータ３２に固定されている。第２延在部７４Ｂの周方向の中央部には、図示しないターミナルが挿入される複数のターミナル挿入孔７４Ｈが軸方向に間隔をあけて形成されている。図１９及び図２０に示されるように、第２延在部７４Ｃ、第２延在部７４Ｄ、第２延在部７４Ｅの軸方向他方側の面における径方向内側の端部の周方向の中央部には、実装タイプのセンサ４６がそれぞれ取付けられている。そして、図１５に示されるように、回路基板４４がインシュレータ３２に固定された状態では、各々の第２延在部７４が、軸方向一方側から見て周方向に隣合う一対のティース２２の間の周方向の中央部に配置される。また、図２１に示されるように、回路基板４４がインシュレータ３２に固定された状態では、各々の第２延在部７４が、各々のコイル３０の軸方向一方側のコイルエンドと周方向に重なる位置に配置される。さらに、図１６及び図２１に示されるように、回路基板４４がインシュレータ３２に固定された状態では、第２延在部７４Ｃ、第２延在部７４Ｄ、第２延在部７４Ｅにそれぞれ取付けられた各々のセンサ４６が、軸方向他方側から見て周方向に隣合う一対のティース２２の間の周方向の中央部に配置される。また、回路基板４４がインシュレータ３２に固定された状態では、第２延在部７４Ｃ、第２延在部７４Ｄ、第２延在部７４Ｅにそれぞれ取付けられた各々のセンサ４６が、ロータ１４のマグネット２０の軸方向一方側の端部と近接して配置される。
　以上説明した本実施形態のモータ７０によれば、回路基板４４を軸方向から見た形状が、ステータコア２６の複数のティース２２にそれぞれ巻回された各々のコイル３０を視認できる形状に設定されている。これにより、コイル３０の放熱が回路基板４４によって妨げられることを抑制することができる。
　また、本実施形態のモータ７０によれば、回路基板４４がインシュレータ３２に固定された状態では、各々の第２延在部７４が、各々のコイル３０の軸方向一方側のコイルエンドと周方向に重なる位置に配置される。これにより、回路基板４４のコイル３０に対する軸方向一方側への突出が抑制され、モータ７０の軸方向への寸法の増加を抑制することができる。
（第３実施形態）
　次に、本開示の第３実施形態に係るモータ７８について説明する。なお、第３実施形態に係るモータ７８において既に説明したモータ１０、７０と対応する部材及び部分には、既に説明したモータ１０、７０と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
　図２２及び図２３に示されるように、本実施形態のモータ７８は、前述の第２実施形態のモータ７０の構成に加えて、３つの磁気収束部材４８及び３つの磁気収束部材４８を支持する支持部材８０が設けられていることに特徴がある。
　３つの磁気収束部材４８は、軸方向を長手方向とする直方体状に形成されている。なお、３つの磁気収束部材４８は、軸方向に延びる円筒状や円柱状に形成されていてもよい。
　支持部材８０は、インシュレータ３２と同様に樹脂材料等の絶縁性の材料を用いて形成されている。具体的には、支持部材８０は、インシュレータ３２のバックコア被覆部３４の軸方向他方側の面に沿って延びる板状の外周部８０Ａと、外周部８０Ａから径方向内側へ向けて突出すると共に周方向に等間隔に配置されたブロック状の３つの支持部８０Ｂと、を備えている。外周部８０Ａには、インシュレータ３２に設けられた固定突起８４が挿入される固定孔８０Ｃが形成されている。なお、支持部材８０は、固定突起８４が熱カシメされること等によりインシュレータ３２に固定されている。３つの支持部８０Ｂは、軸方向の両端面が台形状とされた角柱状にそれぞれ形成されている。３つの支持部８０Ｂの軸方向への寸法は、外周部８０Ａの軸方向への寸法に対してそれぞれ大きな寸法に設定されている。また、３つの支持部８０Ｂの軸方向他方側の面は、外周部８０Ａの軸方向他方側の面とほぼ面一となっている。そして、３つの支持部８０Ｂの径方向内側の端部に３つの磁気収束部材４８がそれぞれ支持されている。
　支持部材８０が回路基板４４と軸方向に対向する位置でインシュレータ３２に固定された状態では、３つの支持部８０Ｂが、軸方向他方側から見て周方向に隣合う一対のティース２２の間の周方向の中央部に配置される。これにより、支持部材８０の３つの支持部８０Ｂにそれぞれ支持された３つの磁気収束部材４８が、回路基板４４に取付けられた３つのセンサ４６と軸方向に近接して配置されると共に、ロータ１４のマグネット２０と径方向に近接して配置される。
　以上説明した本実施形態のモータ７８によれば、ロータ１４のマグネット２０の磁気を３つの磁気収束部材４８を介して３つのセンサ４６に導くことができる。これにより、センサ４６によって検出されるマグネット２０の磁気の切替わりの検出ばらつきを抑制することができる。
　また、３つの磁気収束部材４８が支持される支持部材８０がインシュレータ３２に固定される構成とすることにより、３つの磁気収束部材４８の３つのセンサ４６に対する位置決めを容易にすることができる。
（第４実施形態）
　次に、本開示の第４実施形態に係るモータ８６について説明する。なお、第４実施形態に係るモータ８６において既に説明したモータ１０、７０、７８と対応する部材及び部分には、既に説明したモータ１０、７０、７８と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
　図２４、図２５及び図２６に示されるように、本実施形態のモータ８６では、矩形板状の基板構成部材８８の一部が切出されて除去されることによって回路基板４４が形成されていることに特徴がある。そして、回路基板４４がインシュレータ３２に固定された状態では、第１延在部７２における第２延在部７４とは反対側の端９０Ａが、軸方向から見て径方向と直交する直線状となっている。また、第２延在部７４における第１延在部７２とは反対側の端９０Ｂが、軸方向から見て径方向と直交する直線状となっている。さらに、第１延在部７２及び第２延在部７４における周方向の両端９０Ｃが、前述の端９０Ａと端９０Ｂとを結ぶ直線状となっている。
　なお、周方向に隣合う一対のティース２２の間において回路基板４４の３つの第２延在部７４が配置された箇所とは異なる箇所には、図示しないパワー線が結線される結線部９２が設けられている。
　以上説明した本実施形態のモータ８６によれば、矩形板状の基板構成部材８８の一部が切出されて除去されることによって回路基板４４が形成されていることにより、前述の第２実施形態のモータ７０等と比べて、回路基板４４を形成する基板構成部材８８の除去量を削減することができる。すなわち、回路基板４４を形成する基板構成部材８８の歩留まりを向上させることができる。なお、回路基板４４の各端９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃの少なくとも１つの端を直線状に形成することにより、回路基板４４を形成する基板構成部材８８の歩留まりを向上させることができる。
（第５実施形態）
　次に、本開示の第５実施形態に係るモータ９４について説明する。なお、第５実施形態に係るモータ９４において既に説明したモータ１０、７０、７８、８６と対応する部材及び部分には、既に説明したモータ１０、７０、７８、８６と対応する部材及び部分と同じ符号を付して、その説明を省略することがある。
　図２７及び図２８に示されるように、本実施形態のモータ９４では、回路基板４４が、前述の第３実施形態のモータ７８に対して軸方向一方側にオフセットした位置でインシュレータ３２に固定されていることに特徴がある。これにより、回路基板４４に取付けられた３つのセンサ４６が、コイル３０のコイルエンドよりも軸方向一方側に配置されている。また、本実施形態のモータ９４では、回路基板４４に取付けられた３つのセンサ４６の位置に対応するように、支持部材８０に支持された３つの磁気収束部材４８が、前述の第３実施形態のモータ７８に対して軸方向一方側にオフセットした位置となる位置で支持部材８０に支持されている。
　以上説明した本実施形態のモータ９４では、回路基板４４に取付けられた３つのセンサ４６が、コイル３０のコイルエンドよりも軸方向一方側に配置されている構成においても、ロータ１４のマグネット２０の磁気を３つの磁気収束部材４８を介して３つのセンサ４６に導くことができる。これにより、センサ４６によって検出されるマグネット２０の磁気の切替わりの検出ばらつきを抑制することができる。
　なお、本開示の構成は、ステータコア２６の径方向外側にロータ１６の複数のマグネット２０が配置されたモータにも適用できる。
　以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
　また、本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施携帯や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (16)

  1. 　周方向に間隔をあけて配置された複数のティース（２２）を有するステータコア（２６）と、前記複数のティースの周りに導電性の巻線（２８）が巻回されることで形成されたコイル（３０）と、を有するステータ（１２）と、
    　前記ステータコアと径方向に対向してかつ周方向に間隔をあけて配置されたマグネット（２０）を有し、前記コイルへ通電されることで回転するロータ（１４）と、
    　軸方向から見て周方向に隣合う一対の前記ティースの間の周方向の中間部に配置され、前記マグネットの磁気を検出するセンサ（１６）と、
    　を備えたモータ（１０）。
  2. 　前記センサは、周方向に隣合う一対の前記ティースの間の軸方向の中間部に配置されている請求項１に記載のモータ。
  3. 　前記センサは、軸方向を厚み方向として径方向に延在する回路基板（４４）に取付けられ、
    　前記回路基板を軸方向から見た形状が、前記複数のティースにそれぞれ巻回された各々の前記コイルを視認できる形状に設定されている請求項１又は請求項２に記載のモータ。
  4. 　前記回路基板は、前記ティースの径方向の端に沿って延びる第１延在部と、前記第１延在部から周方向に隣合う一対の前記ティースの間の周方向の中間部に向けて延びると共に前記センサが取付けられた第２延在部と、を備えている請求項３に記載のモータ。
  5. 　前記第１延在部及び前記第２延在部の少なくとも一方の端が、軸方向から見て直線状に形成されている請求項４に記載のモータ。
  6. 　前記マグネットの磁気を収束させる磁気収束部材（４８）が前記センサと近接して設けられており、
    　前記磁気収束部材を支持する支持部材（８０）が、前記回路基板と軸方向に対向する位置で固定されている請求項３～請求項５のいずれか１項に記載のモータ。
  7. 　前記回路基板が、前記コイルの少なくとも一部と周方向に対向して配置されている請求項３～請求項６に記載のモータ。
  8. 　前記ロータは、前記ステータの径方向内側に配置され、
    　前記センサが、前記複数のティースの径方向内側の端を周方向につなぐ仮想円（Ｃ１）上又は該仮想円よりも径方向外側に配置されている請求項１又は請求項２に記載のモータ。
  9. 　前記ステータコアは、環状に形成されていると共に前記複数のティースと一体に形成されたバックコア（２４）を備えており、
    　前記ステータコアには、前記バックコアを覆うバックコア被腹部（３４）及び前記ティースを覆うティース被腹部（３６）を有する絶縁性のインシュレータ（３２）が取付けられており、
    　前記インシュレータには、周方向に隣合う一対の前記ティースの間に配置され前記センサが挿入された状態で保持されるセンサ保持部（５２）を有するバスバー（５０）が取付けられている請求項１、請求項２及び請求項８のいずれか１項に記載のモータ。
  10. 　前記バスバーは、環状に形成されていると共に前記センサ保持部と一体に形成された固定部（５８）を備えており、
    　前記固定部が、前記バックコア被腹部における軸方向一方側の面に固定されている請求項９記載のモータ。
  11. 　前記センサは、軸方向を厚み方向として径方向に延在する回路基板（４４）に取付けられ、
    　前記回路基板が、前記固定部に固定されている請求項１０記載のモータ。
  12. 　前記センサ保持部には、軸方向一方側が開放されたセンサ挿入孔（５４）が形成され、
    　前記センサ挿入孔における軸方向一方側の部分（５６）が、軸方向一方側へ向かうにつれて広がっている請求項９～請求項１１のいずれか１項に記載のモータ。
  13. 　前記センサにおける前記ロータ側には、前記マグネットの磁気を収束させる磁気収束部材（４８）が前記センサと近接して設けられている請求項１～請求項５、請求項８～請求項１２のいずれか１項に記載のモータ。
  14. 　前記センサが、前記仮想円よりも径方向外側に配置され、
    　前記磁気収束部材が、前記仮想円上又は該仮想円よりも径方向外側に配置されている請求項８を引用する請求項１３記載のモータ。
  15. 　前記磁気収束部材が、前記センサ保持部に保持されている請求項９～請求項１２のいずれか１項を引用する請求項１３又は請求項１４記載のモータ。
  16. 　径方向から見て、前記磁気収束部材の周方向及び軸方向への寸法が前記センサにおいて前記マグネットの磁気を検出する感受点（４０）を覆う寸法に設定されている請求項１３～請求項１５のいずれか１項に記載のモータ。
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