專利名稱：帶磁傳感器的旋轉(zhuǎn)電機和扁平電動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明，涉及諸如帶磁傳感器的電動機的帶磁傳感器的旋轉(zhuǎn)電機和帶磁傳感器的扁平電動機。
背景技術：
例如，以往的帶磁傳感器的電動機具有以下構造定子、磁體轉(zhuǎn)子、檢測從該磁體轉(zhuǎn)子漏出的漏磁通通來檢出磁體轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)角度等的磁傳感器，被收容在殼體內(nèi)(例如，參照專利文獻1和2)。
作為磁傳感器，例如有霍爾元件和霍爾IC之類的器件。
特開平9-37512號公報[專利文獻2]專利第2699655號公報第1圖但是，由于這種構造的帶磁傳感器的旋轉(zhuǎn)電機中，殼體內(nèi)收容著磁傳感器和支撐磁傳感器的電路基板等支撐構造物，所以存在以下問題磁體轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)中心線延伸的方向上(軸線方向)的殼體尺寸肯定很長，無法實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機的薄型化。
此外，還存在這樣的問題在需要維護檢查電路基板時，必需打開殼體，不能簡單且短時間地對電路基板進行維護檢查。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)電機，可以縮小殼體在磁體轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心線方向上的尺寸。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)電機，使磁傳感器相對旋轉(zhuǎn)電機的定位容易進行。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)電機，即便是存在多個磁傳感器的情況下，也可以容易地將它們收容。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)電機，即便殼體中設置傳感器收容部，也不會導致殼體機械強度顯著下降。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)電機，即便將磁傳感器配置在殼體以外，也不會發(fā)生電短路。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種扁平電動機，可以縮小殼體在磁體轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心線方向上的尺寸。
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機具備殼體；收容在殼體內(nèi)的定子；收容在殼體內(nèi)并以旋轉(zhuǎn)中心線為中心旋轉(zhuǎn)的磁體轉(zhuǎn)子；檢測出從該磁體轉(zhuǎn)子漏出的漏磁通的一個以上的磁傳感器。
這里的所謂殼體，只要是能夠?qū)⒋朋w轉(zhuǎn)子和定子的主要部分容納在內(nèi)部的構造即可，無需具有可將定子和磁體轉(zhuǎn)子完全包圍的構造。例如，如果是具有在定子的定子鐵芯兩側(cè)裝配了一對端蓋的構造的旋轉(zhuǎn)電機，一對端蓋就構成殼體。本發(fā)明在位于磁體轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心線延伸方向上的殼體側(cè)壁的外壁部，形成收容一個以上的磁傳感器的傳感器收容部。該傳感器收容部中，收容一個以上的磁傳感器，而且，將傳感器收容部設置在可以檢測出從磁體轉(zhuǎn)子漏出的漏磁通的位置上。
如果這樣構成，一個以上的磁傳感器就全部被配置在殼體外部。其結(jié)果，殼體在磁體轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心線方向上的尺寸就可以縮小。此外，也可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機的薄型化或扁平化。還有，由于傳感器收容部被設置在可以檢測出從磁體轉(zhuǎn)子漏出的漏磁通的位置上，所以使用外置于殼體的一個以上的磁傳感器可以確切地檢測出磁體轉(zhuǎn)子漏出的漏磁通。
一個以上的磁傳感器，可以裝配在安裝于外壁部的電路基板上。這時，在電路基板安裝在外壁部的狀態(tài)下，以使磁傳感器收容在傳感器收容部的方式，確定磁傳感器在電路基板上的安裝位置。這樣一來，只要實施將具有一個以上的磁傳感器的電路基板安裝在殼體的外壁部的操作，就可以容易地進行一個以上的磁傳感器對旋轉(zhuǎn)電機的組合或定位。此外，還可以通過另外的工序，分別制作包含殼體的旋轉(zhuǎn)電機本體和帶磁傳感器的電路基板。由此，通過將旋轉(zhuǎn)電機分工序制造，可以簡單化。此外，只要通過替換使用的電路基板，就可以簡單地制造出規(guī)格不同(例如磁傳感器的數(shù)量不同)的帶磁傳感器的旋轉(zhuǎn)電機。另外，帶磁傳感器的電路基板從殼體上的分離也會變得簡單，可以更換磁傳感器。
傳感器收容部可以在使殼體側(cè)壁的外壁部凹陷而形成的凹部上構成。由這種凹部來構成傳感器收容部，就可以使磁傳感器收置在該凹部內(nèi)，縮小包含磁傳感器的旋轉(zhuǎn)電機在旋轉(zhuǎn)中心線方向上的尺寸。
此外，在使用多個磁傳感器的情況下，為盡量抑制殼體側(cè)壁機械強度的下降，優(yōu)選對這些多個磁傳感器，分別設置傳感器收容部。不過，當然也可以對多個磁傳感器，設置1個傳感器收容部。若對多個磁傳感器設置1個傳感器收容部，傳感器收容部的形成就很容易。在這種情況下，如果傳感器收容部由以旋轉(zhuǎn)中心線為中心的圓弧狀凹部構成，多個磁傳感器就可以沿著磁體轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向配置。
另外，若傳感器收容部具有有底的凹部構造，由于殼體上不形成貫通孔，所以無需考慮殼體機械強度會大幅下降。此外，根據(jù)殼體的不同構造，也可以使殼體內(nèi)密封。
另外，殼體的至少一部分可以用絕緣樹脂構成。由于絕緣樹脂是非磁性的，所以它不會影響對永久磁體所產(chǎn)生的漏磁通的檢測。此外，即使將磁傳感器與電路基板一起配置在殼體之外，也無需考慮電路基板上的電路元件或電子元件與殼體之間的電絕緣。
如果將本發(fā)明應用于扁平電動機，可以使電動機主體比以往的電動機主體更加扁平化。
根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機，一個以上的磁傳感器都被配置在殼體外部，所以殼體在磁體轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心線方向上的尺寸可以縮小。其結(jié)果，得到以下優(yōu)點可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機的薄型化或扁平化。此外，由于傳感器收容部被設置在可以檢測出磁體轉(zhuǎn)子漏出的漏磁通的位置上，所以通過置于殼體以外的一個以上的磁傳感器，可以確切地檢出磁體轉(zhuǎn)子漏出的漏磁通。
根據(jù)本發(fā)明，尤其可以得到以下優(yōu)點只要實施將具有一個以上的磁傳感器的電路基板安裝在殼體外壁部的操作，就可以容易地進行一個以上的磁傳感器對旋轉(zhuǎn)電機的組合或定位。此外，由于可通過彼此獨立的工序，分別制作包含殼體的旋轉(zhuǎn)電機的主體和帶磁傳感器的電路基板，所以將旋轉(zhuǎn)電機通過分工序制造十分簡單。另外，可以得到以下優(yōu)點只要通過替換使用的電路基板，就可以簡單地制造出規(guī)格不同(例如磁傳感器的數(shù)量不同)的帶磁傳感器的旋轉(zhuǎn)電機。此外，還可以得到以下優(yōu)點帶磁傳感器的電路基板從殼體上的分離會變得簡單，由此即使在磁傳感器損壞時，也可以更換磁傳感器。


圖1是表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機的最佳實施方式的第1實施例，圖1(A)是本例的扁平電動機的平面圖，圖1(B)是圖1(A)的縱截面圖。
圖2是圖1(B)的放大圖。
圖3是第1例中所用殼體的平面圖。
圖4是表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機的最佳實施方式的第2實施例，圖4(A)是本例的扁平電動機的平面圖，圖4(B)是圖4(A)的縱截面圖。
圖5是表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機的最佳實施方式的第3實施例的縱截面圖。
圖6是表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機的最佳實施方式的第4實施例的縱截面圖。
圖7是表示另一例本發(fā)明所用殼體的平面圖。
圖中1-旋轉(zhuǎn)中心線，2-磁體轉(zhuǎn)子，3-定子，4、4’-殼體，4A、4’A、4B、4’B、104A-端蓋，4C-軸承固定器，4D-環(huán)狀部件，4E-板狀部件，4F-開口部，5-轉(zhuǎn)子軛，6-永久磁體，7-轉(zhuǎn)軸，8-定子鐵芯，8A-突極，9-定子繞組，10-軸承，12、112-傳感器收容部，13-電路基板，13A-基板固定用螺絲，14-扁平電纜，15-齒輪，16-切口部，17-絕緣層，18-軸承固定器。
具體實施例方式
下面，參照附圖，對表示本發(fā)明的最佳實施方式的實施例進行詳細說明。另外各例中，將本發(fā)明的帶磁傳感器的旋轉(zhuǎn)電機應用于帶磁傳感器的扁平電動機。
圖1(A)和(B)至圖3，是表示本發(fā)明的帶磁傳感器的扁平電動機的第1實施例。圖1(A)是本例的帶磁傳感器的扁平電動機的平面圖，圖1(B)是圖1(A)所示的電動機的縱截面圖，圖2是圖1(B)的放大圖，圖3是本例所用殼體的平面圖。
本例的帶磁傳感器的扁平電動機中，以旋轉(zhuǎn)中心線1為中心旋轉(zhuǎn)的磁體轉(zhuǎn)子2和定子3容納在殼體4內(nèi)。本例中，殼體4由2個端蓋4A和4B構成。一方的端蓋4A具有如下構造在中心部具備筒狀的軸承固定器(bearing holder)4C。另一方的端蓋4B由嵌合于定子鐵芯8的環(huán)狀部件4D、和為擋住該環(huán)狀部件4D的開口部而與環(huán)狀部件4D一體設置的板狀部件4E構成。在板狀部件4E上，形成有露出磁體轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軛5的一部分的窗部4F。為了能使來自磁體轉(zhuǎn)子2的永久磁體6的漏磁通透過，端蓋4A用鋁等非磁性金屬形成。另外，端蓋4B的環(huán)狀部件4D和板狀部件4E的材質(zhì)可以自由選擇。例如，為了阻斷往圖2電動機右側(cè)方向的漏磁通，可以用鐵等磁性材料構成環(huán)狀部件4D和板狀部件4E。
磁體轉(zhuǎn)子2，通過多個永久磁體6固定在杯狀轉(zhuǎn)子軛5的外周而構成。轉(zhuǎn)子軛5固定在轉(zhuǎn)軸7的一端。定子3在環(huán)狀軛的內(nèi)周側(cè)具備多個突極8A，它們在圓周方向上隔開規(guī)定間隔排列。而且，該定子鐵芯8的多個突極8A上，分別繞裝有定子繞組9。轉(zhuǎn)軸7被2個軸承10支撐為可自由旋轉(zhuǎn)，這2個軸承10被配置在一體設于殼體4的端蓋4A上的軸承固定器4C內(nèi)。多個永久磁體6在軸線方向上的長度L按如下方式確定定子鐵芯8的突極8A的磁極面與永久磁體6完全相對，在此基礎上，永久磁體6的軸線方向上的一個端面盡可能接近端蓋4A的內(nèi)壁部。
為了檢測從磁體轉(zhuǎn)子2的永久磁體6中漏出的漏磁通，得到磁體轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置和速度等信息，本例的電動機具備4個磁傳感器11。各磁傳感器11檢測從旋轉(zhuǎn)的多個永久磁體6中漏出的漏磁通。各磁傳感器11的輸出由設在電路基板13上的信號處理電路處理，根據(jù)此處理后的輸出，磁體轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)角等信息就被檢測出來。
如上所述，為了使各磁傳感器11能夠容易地檢測出漏磁通，永久磁體6按如下方式形成增加從與定子鐵芯8相對的位置起往各磁傳感器11一側(cè)延伸的尺寸。作為各磁傳感器11，本例中分別使用了霍爾元件。在位于磁體轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)中心線1延伸的方向(軸線方向的一個方向)上的殼體4的側(cè)壁，即端蓋4A的外壁部上，形成有一個容納4個磁傳感器11的傳感器收容部12。該傳感器收容部12，由使端蓋4A的外壁部凹陷的有底的凹部構成。由該凹部構成的傳感器收容部12，朝軸線方向的一個方向開口。而且，傳感器收容部12，具有以旋轉(zhuǎn)中心線1為中心的圓弧形。若像本例這樣用凹部構成傳感器收容部12，即便凹部有底，也可以檢測出從磁體轉(zhuǎn)子2的永久磁體6中漏出的漏磁通。
各磁傳感器11，被沿著以磁體轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)中心線1為中心的圓弧狀的線來對電路基板13裝配。然后，當用螺絲13A將電路基板13安裝在殼體4的外壁部上時，通過使各磁傳感器11容納在傳感器收容部12的方式，確定電路基板13上的4個磁傳感器的位置。與構成殼體4的一部分的端蓋4A的外壁部相對的電路基板13的一面，被存在于其面上的、覆蓋印刷的電子元件和導電圖形的絕緣樹脂層所覆蓋。因此，即便電路基板13與端蓋4A的外壁部接觸，也不會立刻發(fā)生電短路問題。電路基板13上連接有扁平電纜14。另外，勵磁繞組9的導線，通過設在端蓋4A周壁部上的未圖示的貫通孔被引至殼體外部，與電路基板13上的電極焊接。
在本例中，作為從上述電動機取得旋轉(zhuǎn)輸出的手段，是在轉(zhuǎn)軸7的另一端安裝齒輪15。另外，作為從上述電動機取得旋轉(zhuǎn)輸出的另一個手段，是在轉(zhuǎn)軸7的軸端面上形成突柱(tap)和凹槽(slot)。若使用該突柱和凹槽，就可以將負荷對象物安裝在軸端面上。
采用上述那樣的構造后，形成4個磁傳感器11都外置到殼體4(端蓋4A)以外的狀態(tài)。其結(jié)果，可以縮小兩個端蓋4A和4B的外壁面之間的尺寸(電動機本體在軸線方向的外形尺寸)，實現(xiàn)電動機的扁平化。另外，在上述例中，傳感器收容部12被設置在與磁體轉(zhuǎn)子2上永久磁體6的軸線方向上的端面相對的位置上。此外，在考慮到機械強度下降的范圍內(nèi)，盡可能減小構成傳感器收容部12的凹部的底壁部厚度。這樣，即使將4個磁傳感器11設在端蓋4A外，也可以檢測出從磁體轉(zhuǎn)子2的永久磁體6中漏出的漏磁通。
此外，在本例中，由于4個磁傳感器11是對電路基板13安裝的，所以，只要進行將電路基板13安裝在端蓋4A的外壁部的操作，就可以將磁傳感器11收容在傳感器收容部12中，且可以將磁傳感器11相對于永久磁體6定位在適當?shù)奈恢蒙稀?br> 此外，在本例中，對4個磁傳感器11設置有1個傳感器收容部12。因此，能夠容易地形成傳感器收容部12。而且，由于本例中，傳感器收容部12由以旋轉(zhuǎn)中心線1為中心的圓弧狀凹部構成，所以可以將4個磁傳感器11沿磁體轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)方向配置。
圖4(A)和(B)是表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機的最佳實施方式的第2實施例。圖4(A)是本例的扁平電動機的平面圖，圖4(B)是圖4(A)的縱截面圖。另外，對與圖1(A)和(B)至圖3所示例子相對應的部分，附加了相同符號。
本例的帶磁傳感器的扁平電動機，作為多個(本例中為3個)磁傳感器11，使用的是具有霍爾元件和信號處理電路的霍爾IC。這些由霍爾IC構成的磁傳感器11與霍爾元件相比，封裝的高度高且形狀大。因此，與第1實施例相同，若將霍爾IC裝在電路基板13的背面上，需要進一步加深傳感器收容部12的深度。因此，在本例中，在各磁傳感器11安裝位置的電路基板13上，設有多處(本例中為3個)切口部16。各霍爾IC從電路基板13的背面嵌入，其端子11a與電路基板13上的背面上所設置的電極焊接。其他構成與第1實施例相同。
若采用這種構成，即便是在磁傳感器11的形狀尺寸變大的情況下，也無需進一步加深傳感器收容部12的凹部的深度(使機械強度大幅下降的程度)。
圖5是表示本發(fā)明的帶磁傳感器的旋轉(zhuǎn)電機的最佳實施方式的第3實施例的縱截面圖。另外，圖5對與構成圖1(A)(B)乃至圖3所示實施例的部分相同的部分，附加與圖1(A)(B)乃至圖3所附符號相同的符號并省略說明。本例的帶磁傳感器的扁平電動機中，殼體4的端蓋4A也由鋁等非磁性金屬形成。同時，為了使電路基板13上的導電圖形或印刷的電子元件等與端蓋4之間絕緣，殼體4與電路基板13之間介插有絕緣層17。該絕緣層17，例如可以由在電路基板13上涂布絕緣樹脂而形成的絕緣覆蓋層構成。此外，也可以將接合面上具有粘著層的絕緣片貼附在電路基板13上來構成該絕緣層17。另外，當然也可以在端蓋4A的與電路基板13相對的面區(qū)域上，貼附絕緣片或涂布絕緣樹脂來形成絕緣層。
圖6是表示本發(fā)明的帶磁傳感器的旋轉(zhuǎn)電機的最佳實施方式的第4實施例的縱截面圖。另外，圖6中也對與構成圖1(A)(B)乃至圖3所示實施例部分相同的部分，附加與圖1(A)(B)乃至圖3所附符號相同的符號并省略說明。本例的扁平電動機中，構成殼體4’一部分的端蓋4’A由絕緣性樹脂材料一體成形。同時，金屬制的軸承固定器18通過嵌入成形(insert molding)，被固定在設于絕緣樹脂制端蓋4’A的中央部的貫通孔上。如果像本例這樣，用絕緣材料形成端蓋4’A，就無需像圖5所示的實施例那樣，在電路基板13與端蓋4’A之間設置絕緣層17。此外，如果無需在電路基板13上設置絕緣層，就可以降低電路基板13的制造成本。
尤其是，若端蓋4’A由絕緣樹脂材料構成，端蓋4’A完全不會影響對從永久磁體6產(chǎn)生的漏磁通的檢測。此外，即便將磁傳感器11與電路基板13一起配置在端蓋4’A之外，也完全不會發(fā)生電短路的問題。
圖7是表示另一例本發(fā)明所使用的殼體上的端蓋的構造平面圖。在圖7所示的端蓋104上，與磁傳感器11的個數(shù)相應的個數(shù)的傳感器收容部112，分別在外壁部上構成為凹部。
另外，在上述各例中，雖然表示了將本發(fā)明應用在電動機上的例子，但本發(fā)明并不限于這些例子，它也可以應用在發(fā)電機或旋轉(zhuǎn)位置傳感器等中。
上述例子中，雖然設置了多個磁傳感器11，但磁傳感器11也可以是一個。
此外，上述各例雖然是將本發(fā)明應用在扁平形(軸線方向的尺寸比直徑方向的尺寸短的形狀)的旋轉(zhuǎn)電機上，但本發(fā)明并不限于這些例子，當然也可以將本發(fā)明應用在軸線方向的尺寸比直徑方向的尺寸長的旋轉(zhuǎn)電機中。
權利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機，具備殼體；收容在所述殼體內(nèi)的定子；收容在所述殼體內(nèi)并以旋轉(zhuǎn)中心線為中心旋轉(zhuǎn)的磁體轉(zhuǎn)子；檢測出從所述磁體轉(zhuǎn)子漏出的漏磁通的一個以上的磁傳感器，其特征在于，在位于所述磁體轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)中心線延伸的方向上的所述殼體側(cè)壁的外壁部，形成收容所述一個以上的磁傳感器的傳感器收容部，所述傳感器收容部，由使所述側(cè)壁的所述外壁部凹陷形成的有底的凹部構成，所述傳感器收容部收容了所述一個以上的磁傳感器，所述傳感器收容部，被設置在可測檢出所述磁體轉(zhuǎn)子漏出的漏磁通的位置上，所述一個以上的磁傳感器，被裝配在安裝于所述外壁部的電路基板上，在所述電路基板安裝在所述外壁部的狀態(tài)下，以使所述一個以上的磁傳感器收容在所述傳感器收容部的方式，決定所述磁傳感器在所述電路基板上的安裝位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，設置多個所述磁傳感器，并且所述傳感器收容部被對所述多個磁傳感器分別單獨設置。
3.根據(jù)權利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，設置多個所述磁傳感器，并且所述傳感器收容部被對所述多個磁傳感器設置1個，所述傳感器收容部，由以所述旋轉(zhuǎn)中心線為中心的圓弧狀凹部構成。
4.根據(jù)權利要求1～3的任一項所述的旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，所述殼體由絕緣樹脂構成。
5.一種扁平電動機，具備殼體；收容在所述殼體內(nèi)且定子鐵芯上設有勵磁繞組的定子；收容在所述殼體內(nèi)且配置在所述定子鐵芯內(nèi)側(cè)并且以旋轉(zhuǎn)中心線為中心旋轉(zhuǎn)的磁體轉(zhuǎn)子；檢測出從所述磁體轉(zhuǎn)子漏出的漏磁通的一個以上的磁傳感器，其特征在于，在位于所述磁體轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)中心線延伸方向上的所述殼體側(cè)壁的外壁部上，形成收容所述一個以上的磁傳感器的傳感器收容部，所述傳感器收容部，由使所述側(cè)壁的所述外壁部凹陷形成的有底的凹部構成，所述傳感器收容部收容所述一個以上的磁傳感器，所述傳感器收容部被設置在可檢出從所述磁體轉(zhuǎn)子漏出的漏磁通的位置上，所述一個以上的磁傳感器，被裝配在安裝于所述外壁部的電路基板上，在所述電路基板安裝在所述外壁部的狀態(tài)下，以使所述磁傳感器收容在所述傳感器收容部的方式，決定所述磁傳感器在所述電路基板上的安裝位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)電機，可以縮小殼體在磁體轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心線方向上的尺寸。在位于磁體轉(zhuǎn)子(2)的旋轉(zhuǎn)中心線(1)延伸的方向上的殼體(4)的外壁部，形成收容磁傳感器(11)的傳感器收容部(12)。磁傳感器(11)，被沿著以磁體轉(zhuǎn)子(2)的旋轉(zhuǎn)中心線(1)為中心的圓弧狀線對電路基板(13)裝配。當電路基板(13)安裝在殼體(4)的外壁部上時，以使各磁傳感器(11)容納在傳感器收容部(12)中的方式，確定電路基板(13)上的磁傳感器的位置。
文檔編號H02K29/06GK1921274SQ200610125609
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月24日 優(yōu)先權日2005年8月25日
發(fā)明者牧內(nèi)一浩, 清水明, 岸榮 申請人:山洋電氣株式會社