本申請要求于2015年5月28日向日本特許廳提交的日本專利申請2015-108916號的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電動機用傳感器。

背景技術(shù)：

日本公開公報特開2007-060844號中記載的帶有磁傳感器的轉(zhuǎn)動電動機為了檢測電動機的轉(zhuǎn)動，具有：永磁鐵，以轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動中心為中心轉(zhuǎn)動；以及磁傳感器，檢測從上述永磁鐵漏出的漏磁通。

在日本公開公報特開2007-060844號中記載的轉(zhuǎn)動電動機中，磁傳感器收容在為了收容上述磁傳感器而形成為箱形的專用的傳感器收納部內(nèi)。因此，將由磁傳感器得到的轉(zhuǎn)動檢測信號變更為不同的波形時，必須從頭開始重新設(shè)計永磁鐵的配置和個數(shù)、以及磁傳感器的配置和個數(shù)。每當(dāng)有電動機的轉(zhuǎn)動檢測的請求時，都必須設(shè)計永磁鐵和磁傳感器的各自的配置和個數(shù)。

由此，在檢測電動機的轉(zhuǎn)動的電動機用傳感器中，不容易改變轉(zhuǎn)動的檢測信號的波形。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種方式的電動機用傳感器(本傳感器)，其具有：被檢測板，安裝在電動機的轉(zhuǎn)動軸上，并且具有從所述轉(zhuǎn)動軸呈放射狀突出的且具有相互不同的長度的多個棒狀部；檢測構(gòu)件，輸出具有根據(jù)所述棒狀部通過所述檢測構(gòu)件的前方而變化的波形的信號；以及可動構(gòu)件，保持所述檢測構(gòu)件。

按照本傳感器，可以使檢測構(gòu)件與可動構(gòu)件一起移動。由此，可以 切換被檢測板的多個棒狀部中的被檢測構(gòu)件檢測的棒狀部的個數(shù)。檢測構(gòu)件輸出具有因棒狀部通過檢測構(gòu)件的前方而變化的波形的信號。在本傳感器中，通過使檢測構(gòu)件與可動構(gòu)件一起移動，可以切換(變更)來自檢測構(gòu)件的輸出信號的波形。因此，在本傳感器中，可以容易改變轉(zhuǎn)動的檢測信號的波形。

附圖說明

圖1是具有本發(fā)明實施方式的電動機用傳感器的帶有磁傳感器的電動機的外觀立體圖。

圖2是圖1所示的帶有磁傳感器的電動機的側(cè)視圖。

圖3是圖1所示的帶有磁傳感器的電動機的縱斷面圖。

圖4是包含可動式蓋構(gòu)件配置在最下方位置上的傳感器部的帶有磁傳感器的電動機的說明圖。

圖5是包含可動式蓋構(gòu)件配置在最上方位置上的傳感器部的帶有磁傳感器的電動機的說明圖。

圖6是如圖4所示蓋構(gòu)件配置在最下方位置時的來自霍爾元件的檢測信號的示意性波形圖。

圖7是如圖5所示蓋構(gòu)件配置在最上方位置時的來自霍爾元件的檢測信號的示意性波形圖。

附圖標(biāo)記說明

1…帶有磁傳感器的電動機

10…電動機部(電動機)

11…外殼

12…筒外殼

13…前端罩

14…后端罩

15…定子

16…定子鐵心

17…軸承構(gòu)件

18…轉(zhuǎn)子

19…軸(轉(zhuǎn)動軸)

20…永磁鐵鐵心

30…傳感器部(電動機用傳感器)

31…被檢測板

32…圓環(huán)部

33…第一棒狀部

34…第二棒狀部

35…第三棒狀部

36…永磁鐵

37…蓋構(gòu)件(可動構(gòu)件)

38…背面部

39…側(cè)面部

40…安裝部

41…狹口

42…霍爾元件(檢測構(gòu)件)

43…基板

44…連接器

具體實施方式

在下面的詳細(xì)說明中，出于說明的目的，為了提供對所公開的實施方式的徹底的理解，提出了許多具體的細(xì)節(jié)。然而，顯然可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的前提下實施一個或更多的實施方式。在其它的情況下，為了簡化制圖，示意性地示出了公知的結(jié)構(gòu)和裝置。

下面，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。

圖1的帶有磁傳感器的電動機1具有電動機部10和作為電動機用傳感器發(fā)揮功能的傳感器部30。如圖3所示，電動機部10具有外殼11、定子15和轉(zhuǎn)子18。

外殼11具有四角柱狀的筒外殼12以及前端罩13和后端罩14。前 端罩13和后端罩14分別嵌入并固定在筒外殼12的一端和另一端上。通過分別在筒外殼12的兩端上固定前端罩13和后端罩14，在外殼11內(nèi)形成有能夠收容轉(zhuǎn)子18和定子15的內(nèi)部空間。

定子15例如具有固定在筒外殼12內(nèi)側(cè)的定子鐵心16以及纏繞在定子鐵心16上的繞線。通過向定子15的繞線通電，在定子鐵心16的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生磁場。

轉(zhuǎn)子18例如具有圓柱形狀的長的軸19和圓柱形狀的永磁鐵鐵心20。軸19插入永磁鐵鐵心20內(nèi)并固定在永磁鐵鐵心20內(nèi)。軸19的兩端朝向圓柱形狀的永磁鐵鐵心20的兩側(cè)突出。軸19的兩端通過一對軸承構(gòu)件17插入并支承在前端罩13和后端罩14的中心孔內(nèi)。由此，轉(zhuǎn)子18在定子鐵心16的內(nèi)側(cè)被支承成能夠轉(zhuǎn)動。

此外，轉(zhuǎn)子18的軸19的一端與前端罩13相比朝向前側(cè)突出。轉(zhuǎn)子18的軸19的另一端與后端罩14相比朝向后側(cè)突出。軸19的與前端罩13相比朝向前側(cè)突出的部分作為輸出軸發(fā)揮功能。軸19的朝向后端罩14的后側(cè)突出的部分作為由傳感器部30檢測的檢測軸發(fā)揮功能。

在這種電動機部10中，通過向定子15的繞線通電，定子15的磁場作用于轉(zhuǎn)子18的永磁鐵鐵心20。由此，在定子15和轉(zhuǎn)子18之間產(chǎn)生電磁吸引和排斥作用。其結(jié)果，轉(zhuǎn)子18和軸19可以在定子15的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動。

圖4和圖5是從后側(cè)觀察帶有磁傳感器的電動機1的透視圖。

傳感器部30具有：被檢測板31、圓環(huán)形狀的永磁鐵36、蓋構(gòu)件(可動構(gòu)件)37和霍爾元件(檢測構(gòu)件)42。此外，如圖3所示，傳感器部30具有基板43和連接器44。在圖4和圖5中，由虛線表示蓋構(gòu)件37。

被檢測板31包括形成為所希望的外形的重合的電磁鋼板。本實施方式的被檢測板31具有圓環(huán)部32以及作為三個直線狀棒狀部的第一棒狀部33、第二棒狀部34和第三棒狀部35。軸19插入并安裝在圓環(huán)部32內(nèi)。第一棒狀部33、第二棒狀部34和第三棒狀部35從圓環(huán)部32呈放射狀突出。第一棒狀部33、第二棒狀部34和第三棒狀部35例如由電磁鋼板形成。

另外，如圖3所示，本實施方式的圓環(huán)部32形成為與圓環(huán)形狀的永 磁鐵36相同尺寸的圓環(huán)狀。從后端罩14突出的軸19插入圓環(huán)部32的中心孔內(nèi)。最長的第一棒狀部33和第二棒狀部34從圓環(huán)部32朝向相互相反的方向突出。第三棒狀部35從圓環(huán)部32的第一棒狀部33和第二棒狀部34之間的位置突出。第三棒狀部35具有與第二棒狀部34相同的長度。第一棒狀部33比第二棒狀部34和第三棒狀部35長。

通過將被檢測板31安裝在軸19上，第一棒狀部33、第二棒狀部34和第三棒狀部35在具有分別與長度對應(yīng)的轉(zhuǎn)動半徑的軌道上與軸19一起轉(zhuǎn)動。在圖4和圖5中，由雙點劃線表示與軸19一起轉(zhuǎn)動的第一棒狀部33、第二棒狀部34和第三棒狀部35的軌道。

圓環(huán)形狀的永磁鐵36以與被檢測板31緊密接觸且重合的狀態(tài)安裝在軸19上。由此，第一棒狀部33、第二棒狀部34和第三棒狀部35作為永磁鐵36的磁路發(fā)揮功能。

由此，在由電磁鋼板形成的被檢測板31上組合有圓環(huán)形狀的永磁鐵36。由此，可以使它們的質(zhì)量集中在圓柱形狀的軸19的中心或其附近。因此，可以將對軸19進行轉(zhuǎn)動驅(qū)動時成為轉(zhuǎn)動負(fù)荷的被檢測板31和永磁鐵36的轉(zhuǎn)動力矩抑制為較小。

相對于此，例如，在設(shè)置與第一棒狀部33、第二棒狀部34和第三棒狀部35分別對應(yīng)的多個棒狀的永磁鐵時，需要有用于相對于轉(zhuǎn)動的軸19固定棒狀的永磁鐵的牢固的固定結(jié)構(gòu)。此外，還需要用于使棒狀的永磁鐵轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動力矩。因此，轉(zhuǎn)動力矩容易變大。

為了覆蓋被檢測板31、圓環(huán)形狀的永磁鐵36和霍爾元件42，蓋構(gòu)件37以能夠移動的方式安裝在后端罩14的后側(cè)。即，蓋構(gòu)件37相對于帶有磁傳感器的電動機1的外殼11安裝并覆蓋被檢測板31。蓋構(gòu)件37由樹脂材料或金屬材料形成。蓋構(gòu)件37具有：縱向長的背面部38、直立設(shè)置在其周向邊緣的側(cè)面部39、以及一對安裝部40。一對安裝部40形成為從側(cè)面部39朝向左右兩側(cè)突出。

在蓋構(gòu)件37的左右兩側(cè)的一對安裝部40上形成有上下方向長的長孔形狀的一對狹口41。上述一對安裝部40用螺釘固定在后端罩14的后側(cè)，由此蓋構(gòu)件37在后端罩14的后側(cè)與后端罩14重合，直接固定在電 動機部10上。通過將螺釘擰松，蓋構(gòu)件37能夠向上下方向移動。即，蓋構(gòu)件37具有長孔形狀的狹口41，并且通過上述狹口41用螺釘固定在外殼11上。

蓋構(gòu)件37例如相對于電動機部10(后端罩14)安裝成能夠以從軸19向上方分離的方式向上下方向移動。

蓋構(gòu)件37在圖4所示的狀態(tài)下，配置在螺釘與狹口41的上端接觸的最低的位置(以下稱為最下方位置)上。蓋構(gòu)件37在圖5所示的狀態(tài)下，配置在螺釘與狹口41的下端接觸的最高的位置(以下稱為最上方位置)上。蓋構(gòu)件37能夠在從最下方位置到最上方位置的范圍內(nèi)上下移動。此外，通過在最下方位置或最上方位置用螺釘固定蓋構(gòu)件37，可以將蓋構(gòu)件37固定在上述位置上。

霍爾元件42利用霍爾效果以磁方式檢測外部磁場的變化?；魻栐?2輸出具有根據(jù)外部磁場的變化而變化的波形的信號。例如，永磁鐵以通過霍爾元件42的前方的方式向一個方向移動。在這種情況下，作用于霍爾元件42的磁場變化。其結(jié)果，從霍爾元件42輸出的信號的波形以脈沖狀或反向脈沖狀變化。即，霍爾元件42輸出具有根據(jù)棒狀部通過霍爾元件42的前方而變化的波形的信號。

霍爾元件42安裝在基板43的下端?；?3安裝在蓋構(gòu)件37的內(nèi)側(cè)面的比軸19靠向上側(cè)的位置上。由此，霍爾元件42和基板43安裝在蓋構(gòu)件37的里面(后端罩14一側(cè)的面)。因此，霍爾元件42和基板43與蓋構(gòu)件37一起移動。

在基板43的上端安裝有連接器44。連接器44向霍爾元件42供電，并且把來自霍爾元件42的信號例如向電動機部10外部的裝置輸出。由此，霍爾元件42設(shè)置成能夠與蓋構(gòu)件37一起上下移動。因此，能夠改變霍爾元件42與軸19的距離。

接著，對傳感器部30的動作進行說明。圖6和圖7的橫軸是時間，縱軸是霍爾元件42的輸出電壓。

如圖4所示，蓋構(gòu)件37位于最下方位置時，連接器44和蓋構(gòu)件37與后端罩14重合。此外，被檢測板31、圓環(huán)形狀的永磁鐵36和霍爾元 件42的周圍被完全覆蓋并被密封。此外，霍爾元件42配置在與第二棒狀部34和第三棒狀部35的軌道相比靠近軸19(帶有磁傳感器的電動機1的轉(zhuǎn)動軸)的最低位置(最下方位置)上。并且，如果被檢測板31與軸19一起轉(zhuǎn)動，則第一棒狀部33、第二棒狀部34和第三棒狀部35通過位于最低位置的霍爾元件42的前方。在這種情況下，作用于霍爾元件42的磁場因三個棒狀部的通過而變化。其結(jié)果，如圖6所示，霍爾元件42能夠輸出具有在軸19轉(zhuǎn)動一圈期間以脈沖狀或反向脈沖狀變化三次的波形的信號。

此外，如圖5所示，蓋構(gòu)件37位于最上方位置時，連接器44從后端罩14的上邊緣向上方突出。此外，霍爾元件42配置在第一棒狀部33的軌道和第二棒狀部34、第三棒狀部35的軌道之間的最高位置(最上方位置)上。并且，如果被檢測板31與軸19一起轉(zhuǎn)動，則僅最長的第一棒狀部33通過位于最高位置的霍爾元件42的前方。第二棒狀部34和第三棒狀部35通過霍爾元件42的下側(cè)的離開霍爾元件42的位置。在這種情況下，作用于霍爾元件42的磁場因一個棒狀部(第一棒狀部33)的通過而變化。其結(jié)果，如圖7所示，霍爾元件42能夠輸出具有在軸19轉(zhuǎn)動一圈期間以脈沖狀或反向脈沖狀變化一次的波形的信號。

如上所述，在本實施方式中，保持霍爾元件42的蓋構(gòu)件37能夠以改變從軸19到霍爾元件42的距離的方式移動。此外，在電動機部10的軸19上安裝被檢測板31。上述被檢測板31具有從軸19呈放射狀突出的多個棒狀部即第一棒狀部33、第二棒狀部34和第三棒狀部35。第一棒狀部33、第二棒狀部34和第三棒狀部35的從軸19到前端的長度相互不同。

因此，通過使霍爾元件42的位置與蓋構(gòu)件37一起移動，能夠切換通過霍爾元件42的前方的(由霍爾元件42檢測的)棒狀部的個數(shù)。即，蓋構(gòu)件37以能夠改變通過霍爾元件42前方的棒狀部的數(shù)量的方式移動。

例如，將蓋構(gòu)件37配置在霍爾元件42接近軸19的最下方位置上。在這種情況下，多個棒狀部33～35全部通過霍爾元件42的前方，并且被霍爾元件42檢測。此外，將蓋構(gòu)件37配置在霍爾元件42離開軸19的最上方位置上。在這種情況下，多個棒狀部33～35的僅一部分(例如 一個棒狀部)通過霍爾元件42的前方，并且被霍爾元件42檢測。由此，在本實施方式中，僅切換蓋構(gòu)件37的位置，就能夠容易改變從霍爾元件42輸出的信號的波形。

此外，在本實施方式中，具有棒狀部33～35的被檢測板31由電磁鋼板形成。被檢測板31與圓環(huán)形狀的永磁鐵36重合并安裝在軸19上。通過使上述被檢測板31上的多個或單個棒狀部通過霍爾元件42的前方，可以改變霍爾元件42的輸出信號的波形。因此，例如即使傳感器部30的設(shè)置環(huán)境被污染，霍爾元件42也可以檢測棒狀部，并且在每次檢測中輸出具有能夠變化的波形的信號。此外，也能夠改變被檢測板31(電磁鋼板)上的多個棒狀部的個數(shù)和/或長度的組合。由此，可以容易改變能夠從霍爾元件42輸出的信號的波形。

此外，在本實施方式中，蓋構(gòu)件37安裝成能夠相對于電動機部10移動。因此，通過調(diào)整蓋構(gòu)件37的位置，能夠容易改變從軸19到霍爾元件42的距離。此外，基于蓋構(gòu)件37的位置的調(diào)整量，可以容易把握通過霍爾元件42的前方并由霍爾元件42檢測的棒狀部的個數(shù)。

以上的實施方式是本發(fā)明優(yōu)選的實施方式的例子。但是，本發(fā)明的技術(shù)并不限于此。在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，能夠?qū)ι鲜鰧嵤┓绞竭M行各種變形或變更。

例如，在上述實施方式中，圓環(huán)形狀的永磁鐵36與被檢測板31重合。利用霍爾元件42以電磁方式檢測被檢測板31的多個或單個棒狀部的轉(zhuǎn)動。此外，例如代替設(shè)置圓環(huán)形狀的永磁鐵36，可以在被檢測板31的多個棒狀部33～35的前端設(shè)置永磁鐵36?？梢岳没魻栐?2以電磁方式檢測上述永磁鐵36的轉(zhuǎn)動。此外，也可以利用包含發(fā)光元件和受光元件的光學(xué)傳感器，以光學(xué)方式檢測被檢測板31的多個或單個棒狀部的轉(zhuǎn)動。

在上述實施方式中，被檢測板31具有作為三個直線形狀的棒狀部的第一棒狀部33、第二棒狀部34和第三棒狀部35。此外，例如，被檢測板31可以具有兩個棒狀部，也可以具有四個以上的棒狀部。此外，各棒狀部的形狀也可以不是直線形狀。通過改變被檢測板31的多個棒狀部的 形狀的組合，可以容易改變在軸19轉(zhuǎn)動一圈期間從霍爾元件42輸出的信號的脈沖狀波形變化的組合。

在上述實施方式中，第二棒狀部34和第三棒狀部35長度相同。此外，第一棒狀部33形成為比第二棒狀部34和第三棒狀部35長。此外，例如，可以使上述三個棒狀部33～35的長度全部相互不同。在這種情況下，例如，能夠以螺釘位于蓋構(gòu)件37的狹口41的中央部分的方式，將蓋構(gòu)件37配置在最下方位置和最上方位置之間的中間位置上。由此，可以僅使三個棒狀部中的長的兩個通過霍爾元件42的前方。在這種情況下，霍爾元件42能夠輸出具有在軸19轉(zhuǎn)動一圈期間以脈沖狀或反向脈沖狀變化兩次的波形的信號。

在上述實施方式中，在蓋構(gòu)件37上形成有上下方向長的一對狹口41。由此，蓋構(gòu)件37能夠向上下方向移動。此外，例如，蓋構(gòu)件37能夠向左右方向移動，也能夠以轉(zhuǎn)動的方式移動。只要能夠通過改變蓋構(gòu)件37的位置，使安裝蓋構(gòu)件37上的霍爾元件42與軸19的距離變化即可。另外，在上述實施方式中，蓋構(gòu)件37設(shè)置成能夠以沿一個方向相對于軸19接觸、離開的方式移動。由此，可以使最長的第一棒狀部33的檢測時機為與蓋構(gòu)件37的位置無關(guān)的在蓋構(gòu)件37的多個位置上共同的原點時機。

蓋構(gòu)件37能夠安裝成以相對于蓋構(gòu)件37向上方離開軸19的方式向上下方向可動。蓋構(gòu)件37能夠在從如圖4所示螺釘與狹口41的上端接觸的蓋構(gòu)件37下降至最下方的狀態(tài)(以下稱為最下方位置)到如圖5所示螺釘與蓋構(gòu)件37的狹口41的下端接觸的蓋構(gòu)件37上升到最上方的狀態(tài)(以下稱為最上方位置)的范圍內(nèi)上下可動。

在如圖4所示的蓋構(gòu)件37下降至最下方的最下方位置上，連接器44和蓋構(gòu)件37與后端罩14重合，并且可以使被檢測板31、圓環(huán)形狀的永磁鐵36和霍爾元件42的周圍被完全覆蓋并被密封。

在本實施方式中，通過使與圓環(huán)形狀的永磁鐵36重合并安裝在軸19上的由電磁鋼板形成的棒狀部通過霍爾元件42的前方，可以使霍爾元件42的輸出信號的波形變化。因此，例如即使傳感器部30的設(shè)置環(huán)境 被污染，霍爾元件42也可以檢測棒狀部，并且在每次檢測中輸出波形變化的信號。

通過像本實施方式那樣，將蓋構(gòu)件37設(shè)置成從軸19沿一個方向接觸、離開的方式可動，可以使最長的第一棒狀部33的檢測時機與可動位置無關(guān)而成為在多個設(shè)定位置上共同的原點時機。

本發(fā)明的實施方式可以是以下的第一～第四電動機用傳感器。

第一電動機用傳感器具有：被檢測板，為了檢測電動機的轉(zhuǎn)動而安裝在所述電動機的轉(zhuǎn)動軸上，并且具有從所述轉(zhuǎn)動軸以不同的長度呈放射狀突出的多個棒狀部；檢測構(gòu)件，相對于與所述轉(zhuǎn)動軸一起轉(zhuǎn)動的多個所述棒狀部的軌道設(shè)置，并且輸出所述棒狀部通過時波形變化的信號；以及可動部件，保持所述檢測構(gòu)件。

第二電動機用傳感器在第一電動機用傳感器的基礎(chǔ)上，所述被檢測板由電磁鋼板形成，在所述轉(zhuǎn)動軸上以與所述被檢測板重合的方式安裝有圓環(huán)形狀的永磁鐵，所述檢測構(gòu)件是以磁方式檢測所述被檢測板的所述棒狀部的通過的霍爾元件。

第三電動機用傳感器在第一或第二電動機用傳感器的基礎(chǔ)上，所述可動構(gòu)件是相對于所述電動機的外殼安裝的覆蓋所述被檢測板的蓋構(gòu)件。

第四電動機用傳感器在第三電動機用傳感器的基礎(chǔ)上，所述可動構(gòu)件具有長孔形狀的狹口，并且用螺釘固定在所述外殼上。

第一電動機用傳感器通過使檢測構(gòu)件與可動構(gòu)件一起可動，可以切換被檢測板的多個棒狀部中被檢測構(gòu)件檢測的棒狀部的個數(shù)，因此可以切換輸出在棒狀部通過時波形變化的信號的檢測構(gòu)件的輸出信號。所以容易改變檢測轉(zhuǎn)動的信號的波形。

出于示例和說明的目的已經(jīng)給出了所述詳細(xì)的說明。根據(jù)上面的教導(dǎo)，許多變形和改變都是可能的。所述的詳細(xì)說明并非沒有遺漏或者旨在限制在這里說明的主題。盡管已經(jīng)通過文字以特有的結(jié)構(gòu)特征和/或方法過程對所述主題進行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，權(quán)利要求書中所限定的主題不是必須限于所述的具體特征或者具體過程。更確切地說，將所 述的具體特征和具體過程作為實施權(quán)利要求書的示例進行了說明。