專利名稱：馬達的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種馬達。
技術背景傳統(tǒng)上，在諸如客車等的車輛中利用液壓助力轉(zhuǎn)向來幫助操作者操 縱車輛。液壓助力轉(zhuǎn)向設備利用由車輛發(fā)動機操作的泵來產(chǎn)生幫助操作 者進行轉(zhuǎn)向操作的力。近年來，已經(jīng)可以使用利用通過車輛電池操作的 馬達的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)比傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向功效更高。傳統(tǒng)上，用于驅(qū)動電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的馬達可包括用于檢測轉(zhuǎn)子相 對于定子的旋轉(zhuǎn)位置的磁性傳感器和永磁體。而且傳統(tǒng)上，用于驅(qū)動電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的馬達可大致呈筒形形狀， 具有筒形的定子和布置在定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子。在該馬達中，在定子和/或轉(zhuǎn)子的上方布置檢測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的分解器(resolver)。期望在該電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中使用的馬達在各種環(huán)境下長時間的安 全運行，這需要馬達有非常高的可靠性和持續(xù)改進。然而，傳統(tǒng)的馬達包括與定子和轉(zhuǎn)子布置在的同一空間內(nèi)的磁性傳 感器和永磁體，而沒有專門的安全裝置來保護永磁體不被破壞。另外， 因為具有傳統(tǒng)分解器的馬達沒有防止在分解器上產(chǎn)生破壞的專門的安全 裝置，所以其可靠性較低。發(fā)明內(nèi)容為了克服上述問題，本發(fā)明的優(yōu)選實施方式提供了一種馬達，該馬 達包括定子部，該定子部包括電樞；轉(zhuǎn)子部，該轉(zhuǎn)子部包括與中心軸 線同心的軸、以圍繞方式布置在該軸處的具有大致筒形形狀的轉(zhuǎn)子芯、 布置在該轉(zhuǎn)子芯處并與所述電樞一起產(chǎn)生以所述中心軸線為中心的轉(zhuǎn)矩的場磁體；軸承機構(gòu)，該軸承機構(gòu)布置成以所述中心軸線為中心相對于 所述定子部可旋轉(zhuǎn)地支撐所述轉(zhuǎn)子部；傳感器，該傳感器布置在所述電 樞的軸向側(cè)從而磁性檢測所述轉(zhuǎn)子芯相對于所述定子部的角度位置；以 及外殼，該外殼在其中容納所述定子部和所述轉(zhuǎn)子部。所述傳感器包括:. 軛，該軛具有大致環(huán)形形狀，由磁性材料制成并布置在所述軸處；傳感 器磁體，該傳感器磁體具有大致環(huán)形形狀并布置在所述軛處；磁體罩， 該磁體罩由非磁性材料制成，覆蓋所述傳感器磁體的與所述軛接觸的部 分之外的表面；以及霍爾元件，該霍爾元件布置成關于所述傳感器磁體 與所述軛相對，并且布置成與所述傳感器磁體相對。通過該構(gòu)造，提高 了所述馬達的可靠性。從以下參照附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施方式的詳細描述中將更加清楚本 發(fā)明的其它特征、要素、措施、特性和優(yōu)點。


圖1是具有根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的馬達的助力轉(zhuǎn)向單元的 示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的馬達的示意性平面圖。 圖3是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的馬達的示意性剖視圖。 圖4是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的母線單元的示意性平面圖。 圖5是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的母線單元的示意性剖視圖。 圖6是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的在線圈、連接線部與端子之間的連接的示意圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的在傳感器周圍的區(qū)域的示意性放大剖視圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的磁體罩和傳感器磁體的示意 性平面圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的傳感器磁體的磁極的示意性 平面圖。
具體實施方式
注意在本文對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的描述中，諸如上、下、左、 右、向上、向下、頂和底的用于描述各個部件之間位置關系和方向的詞 語僅僅表示圖中的位置和方向。這些詞語并不表示安裝在實際裝置中的 部件的位置關系和方向。還要注意，以下示出的附圖標記、圖號和補充 說明是用于幫助讀者找到以下對優(yōu)選實施方式的描述中的對應部件以利 于理解本發(fā)明。應理解，這些表述絕不限制本發(fā)明的范圍。圖1是具有根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施方式的馬達1的助力轉(zhuǎn)向單元8 (例如，EPS (電動助力轉(zhuǎn)向))的示意圖。該助力轉(zhuǎn)向單元8用于幫助操作者(例如，駕駛員)操縱諸如客車的車輛。如圖1所示，助力轉(zhuǎn)向單元8優(yōu)選包括軸部81，其連接到方向盤 和/或轉(zhuǎn)向機構(gòu)；傳感器82，其檢測施加到方向盤上的力；控制單元83， 其基于來自傳感器82的輸出計算幫助操作者所必需的力的大小；馬達1， 其基于來自控制單元83的輸出產(chǎn)生所必需的轉(zhuǎn)矩；以及減速機構(gòu)84，其將轉(zhuǎn)矩傳導至轉(zhuǎn)向機構(gòu)。在具有助力轉(zhuǎn)向單元8的車輛中，通過操作者施加到方向盤上的力 啟動助力轉(zhuǎn)向單元8的馬達1。然后，由馬達l產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩幫助對車輛進 行轉(zhuǎn)向，從而使操作者可以用相對較小的力使車輛轉(zhuǎn)向，而不用直接依 賴車輛的發(fā)動機輸出。圖2是馬達1的示意性平面圖。圖3是沿圖2所示的馬達1的線A-A剖取的示意性剖視圖。注意，馬迖1是由三相交流電致動的三相馬達。如圖3所示，作為內(nèi)轉(zhuǎn)子型馬達的馬達1優(yōu)選包括定子部2，其 是固定組件；轉(zhuǎn)子部3，其是轉(zhuǎn)動組件；軸承機構(gòu)4，其以中心軸線Jl 為中心相對于定子部2可旋轉(zhuǎn)地支撐轉(zhuǎn)子部3;母線單元5，其將定子部 2的電樞21連接到外部電源；以及傳感器6，其磁性檢測轉(zhuǎn)子部3的轉(zhuǎn) 子芯32 (在以下描述)相對于定子部2的以中心軸線J1為中心的角度位 置。注意在本文的描述中，母線單元5和傳感器6在軸向上布置于電樞 21的上方。馬達1還優(yōu)選包括外殼11，外殼11呈帶底的大致筒形形狀，并在其中容納定子部2、轉(zhuǎn)子部3、軸承機構(gòu)4和母線單元5。外殼11優(yōu)選包括: 外殼體12，其優(yōu)選在軸向上側(cè)具有開口；和蓋部13，其布置在電樞21 與傳感器6之間以封閉外殼體12的開口。外殼體12優(yōu)選用鋁合金通過 壓鑄等(即，鋁壓鑄)制成。蓋部13優(yōu)選通過壓制磁性鋼板制成。蓋部 13優(yōu)選包括第一凹部131，其從蓋部13向下凹入；和第二凹部132， 其布置在第一凹部131的徑向內(nèi)側(cè)并向下凹入。定子部2優(yōu)選包括電樞21，電樞21通過諸如熱收縮或填縫(caulking) 等的變形處理而布置在外殼體12的內(nèi)周表面。電樞21優(yōu)選包括通過層 壓多個薄硅鋼板形成的定子芯211 。定子芯211優(yōu)選包括呈環(huán)形形狀的芯 背(core back) 2111和均從芯背2111朝中心軸線Jl延伸的多個(本優(yōu)選 實施方式中為9個)齒2112。注意，定子芯211優(yōu)選包括多個均包括齒 2112的多段節(jié)芯(即，總共有9個段節(jié))。根據(jù)本優(yōu)選實施方式的定子芯 211，芯背2U1的外周部優(yōu)選包括與布置在外殼體12的內(nèi)周面處的突起 相接合的凹部，從而使定子芯211的周向運動最小。當多個第一霍爾元 件(本優(yōu)選實施方式中為3個)641和多個第二霍爾元件(本優(yōu)選實施方 式中為2個)642 (見圖7)在外殼11的蓋部13附接到外殼體12上時附 接到電路板65上時，該凹部還用作第一霍爾元件641和第二霍爾元件642 相對于傳感器磁體62 (在以下描述)的位置確定件。電樞21優(yōu)選包括絕緣體212，其覆蓋齒2112的表面并由絕緣材料 制成；以及多個(本優(yōu)選實施方式中為9個)線圈213，其通過經(jīng)由絕緣 體212以集中方式繞對應齒2112纏繞線而形成。在馬達1中，對應于驅(qū)動電流的U相的三個線圈213、對應于驅(qū)動 電流的V相的三個線圈213、對應于驅(qū)動電流的W相的三個線圈213連 接到外部電源的對應電極。在本優(yōu)選實施方式中，對應于U相的三個線 圈213以并聯(lián)方式連接到外部電源的U相電極(其余的線圈213以相同 方式連接)。轉(zhuǎn)子部3優(yōu)選包括以中心軸線Jl為中心的軸31、圍繞軸31布置的 轉(zhuǎn)子芯32以及通過粘性劑布置在轉(zhuǎn)子芯32的外周面處的場磁體33。轉(zhuǎn) 子芯32優(yōu)選通過層壓多個薄硅鋼板而形成。在馬達1中，場磁體33布置在以中心軸線Jl為中心的電樞21的徑向內(nèi)側(cè)。在電樞21與場磁體33 之間產(chǎn)生以中心軸線Jl為中心的轉(zhuǎn)矩。軸承機構(gòu)4優(yōu)選包括第一軸承部41，其容納在蓋部13的第二凹 部132中，從而保持第一軸承部41;和第二軸承部42，其布置在外殼體 12的底部的大致中央部并向下凹入。注意，根據(jù)本優(yōu)選實施方式，第一 軸承部41和第二軸承部42優(yōu)選為球軸承。注意，軸31的一部分優(yōu)選從 蓋部13經(jīng)由第二凹部132的中心開口向上突出。而且，軸31被第一軸 承部41和第二軸承部42可旋轉(zhuǎn)地支撐。圖4是母線單元5的示意性平面圖。圖5是圖4所示的母線單元5 沿著線B-B剖取的示意性剖視圖。如圖4和圖5所示，母線單元5優(yōu)選 包括由導電材料制成的多個第一母線51和多個第二母線52以及由絕緣 材料制成的母線保持件53。母線保持件53優(yōu)選以使第一母線51與第二 母線52之間不接觸的方式保持第一母線51和第二母線52。如圖4所示， 第一母線51的數(shù)量和第二母線52的數(shù)量均等于從外部電源傳導至電樞 21的驅(qū)動電流的相數(shù)(本優(yōu)選實施方式中為3)。如圖3和圖4所示，母線單元5優(yōu)選包括繼電器54，可操作繼電器 54來控制從外部電源傳導至電樞21的驅(qū)動電流。更具體地說，繼電器 54在線圈213損壞時(例如發(fā)生短路等)優(yōu)選阻斷外部電源與電樞21之 間的連接，從而使電磁鎖定(electromagnetic lock)等最小。如圖3所示， 呈大致筒形形狀的外殼體12優(yōu)選包括布置在開口附近的突出部，該突出 部徑向向外突出并且在其中容納繼電器54。繼電器54通過粘性層541布 置在外殼體12的內(nèi)周面處。在助力轉(zhuǎn)向單元8中，外部電源電連接到電樞21，驅(qū)動電流從外部 電源傳導至電樞21。當在感測到控制驅(qū)動電流的控制信號異常時(例如 驅(qū)動電流的開關有故障等)由于電樞21的磁力而發(fā)生轉(zhuǎn)子芯32被鎖定 的電磁鎖定時，繼電器54斷開電樞21的中性點從而解除電磁鎖定。通 過該構(gòu)造，車輛的轉(zhuǎn)向機構(gòu)不會被鎖定，因此使用者可以安全操作車輛。如圖4和圖5所示，母線保持件53優(yōu)選呈以中心軸線Jl為中心的 大致環(huán)形形狀。而且，母線保持件53優(yōu)選在其軸向上部包括一對彼此同心的凹槽部531。第一母線51和第二母線52均呈以中心軸線H為中心 的大致弧形形狀，它們優(yōu)選包括優(yōu)選沿軸向延伸的表面。更具體地說， 每個母線(51和52)呈沿著中心軸線J1延伸的大致筒形形狀。如圖4所示，母線單元5的三個第二母線52布置在繼電器54附近， 三個第一母線51布置在繼電器54相對中心軸線Jl的相對端部處。三個 第一母線51和三個第二母線52沿周向相互間等距離地布置。第一母線51均優(yōu)選包括第一端子511，其連接到形成線圈213 (見 圖3)的線的端部；第一母線體512，其呈大致弧形形狀，第一端子511 布置在該第一母線體512處；以及連接部513，其從第一母線體512徑向 向外延伸從而連接到外部電源。而且，第二母線52均優(yōu)選包括第二端 子521，其連接到形成線圈213的線的端部；第二母線體522,其具有大 致弧形形狀，第二端子521布置在該第二母線體522處；以及繼電器連 接部523,其從第二母線體522徑向向外延伸從而連接到繼電器54。根據(jù)本優(yōu)選實施方式的母線單元5，三個第一母線51的連接部513 優(yōu)選靠近彼此地布置。 一個第一母線51的第一母線體512優(yōu)選沿順時針 方向在距中心軸線Jl最遠布置的凹槽部531處從連接部513延伸。對于 另兩個第一母線體512，這兩個中的一個優(yōu)選在布置于母線保持件53外 側(cè)的凹槽部531處延伸，這兩個中的另一個優(yōu)選在布置于母線保持件53 內(nèi)側(cè)的凹槽部531處延伸，這兩個第一母線體都沿逆時針方向從連接部 513延伸。這兩個第一母線體512包括在徑向上重疊的部分。而且，繼電器連接部523彼此靠近地布置。 一個第二母線體522布 置于在母線保持件53內(nèi)側(cè)布置的凹槽部531處并沿逆時針方向從繼電器 連接部523延伸。布置在母線保持件53外側(cè)的凹槽部531處的另一第二 母線體522優(yōu)選相對于繼電器連接部523沿順時針方向延伸，而布置在 母線保持件53內(nèi)側(cè)的凹槽部531處的第三母線體522優(yōu)選相對于繼電器 連接部523沿順時針方向延伸。注意，上述兩個第二母線體522沿徑向 重疊布置。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的本優(yōu)選實施方式的母線單元5，三個第一 母線51布置成不沿徑向重疊。而且，三個第二母線52布置成不沿徑向重疊。也就是說，由于第一母線51 (和第二母線52)沒有沿徑向完全重疊，所以與其中三個母線沿徑向重疊的構(gòu)造相比，擴大了在中心軸線Jl與最靠近中心軸線J1布置的第一母線51 (和第二母線52)之間的空間。根據(jù)本優(yōu)選實施方式的馬達1，形成對應于驅(qū)動電流的各個相的線 圈213的三根線(即，本優(yōu)選實施方式中為9根線)均包括連接到對應 的第一母線51的第一端子511的端部，并且線的另一端部連接到對應的 第二母線52的第二端子521并經(jīng)由第二母線52連接到繼電器54。圖6是將電樞21的9個線圈213連接到母線單元5的三個第一端子 511以及三個第二端子521的線的多個連接線部2131的示意圖。注意， 圖6中所示的字母(U、 V和W)表示驅(qū)動電流的對應相。從圖6可以 看到，根據(jù)本優(yōu)選實施方式的馬達l，對應于驅(qū)動電流的三相的三個線圈 213以并聯(lián)方式布置。如圖5所示，連接線部2131布置在線圈213與母 線單元5之間的空間處。而且，根據(jù)本優(yōu)選實施方式的馬達1優(yōu)選在線圈213的徑向內(nèi)側(cè)包 括內(nèi)側(cè)突起部，該內(nèi)側(cè)突起部優(yōu)選包括布置在絕緣體212處的多個第一 內(nèi)側(cè)突起部2121以及布置在母線保持件53處的第二內(nèi)側(cè)突起部532。均 優(yōu)選呈大致環(huán)形形狀的第一內(nèi)側(cè)突起部2121優(yōu)選以朝母線單元5突出的 方式布置在線圈213的徑向內(nèi)側(cè)。而且，呈大致環(huán)形形狀的第二內(nèi)側(cè)突 起部532優(yōu)選以朝第一內(nèi)側(cè)突起部2121突出的方式布置在線圈213的徑 向內(nèi)側(cè)。而且，連接線部2131的徑向內(nèi)側(cè)被內(nèi)側(cè)突起部覆蓋。根據(jù)本優(yōu)選實施方式的馬達1，第一內(nèi)側(cè)突起部2121與第二內(nèi)側(cè)突 起部532之間的軸向距離優(yōu)選小于連接線部2131的直徑。而且，第一內(nèi) 側(cè)突起部2121的軸向頂端優(yōu)選比線圈213更接近母線保持件53。根據(jù)本優(yōu)選實施方式的電樞21，絕緣體212優(yōu)選在線圈213的徑向 外側(cè)包括多個布置成大致環(huán)形的外側(cè)突起部2122。外側(cè)突起部2122優(yōu)選 朝母線保持件53突出。而且，外側(cè)突起部2122的軸向頂端優(yōu)選比線圈 213更接近母線保持件53。圖7是在傳感器6周圍的區(qū)域的示意性放大剖視圖。如圖7所示， 傳感器6優(yōu)選包括軛61，其固定至軸3h傳感器磁體62，其固定在軛61處從而間接固定到軸31;以及磁體罩63，其覆蓋傳感器磁體62的與 軛61接觸的部分之外的表面。更具體地說，優(yōu)選呈大致環(huán)形形狀、垂直 于中心軸線Jl布置的軛61由磁性材料制成。傳感器磁體62優(yōu)選呈大致 環(huán)形形狀并且垂直于中心軸線Jl布置。磁體罩63由非磁性材料制成， 并固定至軛61。磁體罩63優(yōu)選由金屬材料(本優(yōu)選實施方式中為鋁)制 成。注意，磁體罩63可由非磁性不銹材料制成。還要注意，軛61、傳感 器磁體62和磁體罩63容納在蓋部13的第一凹部131中。圖8是磁體罩63和傳感器磁體62的示意性平面圖。如圖8所示， 傳感器磁體62優(yōu)選包括至少一個(本優(yōu)選實施方式中為2個)切口部621 ， 在該切口部621處傳感器磁體62的外周線在從上方看去時呈直線。而且， 磁體罩63優(yōu)選在對應于切口部621的區(qū)域處包括至少一個(本優(yōu)選實施 方式中為2個)平坦表面部631。根據(jù)本優(yōu)選實施方式的傳感器6，切口 部621和平坦表面部631構(gòu)成一對均限制彼此間周向運動的接合部(例 如，第一接合部和第二接合部)。如圖7所示，傳感器6優(yōu)選包括第一霍爾元件641、第二霍爾元件 642、電路板65和背軛66。第一霍爾元件641和第二霍爾元件642優(yōu)選 布置在傳感器磁體62的上表面處，而軛61優(yōu)選布置在下表面處。電路 板65優(yōu)選布置在第一霍爾元件641和第二霍爾元件642的上方。更具體 地說，第一霍爾元件641和第二霍爾元件642優(yōu)選與傳感器磁體62軸向 相對地固定在電路板65的底面處。背軛66是由磁性材料制成的板件， 其通過絕緣件固定在電路板65的頂面處。注意，電路板65軸向布置在 第一霍爾元件641和第二霍爾元件642的上方。背軛66的軸向厚度優(yōu)選 大于大約0.5mm。如圖2所示，電路板65優(yōu)選呈大致半圓形狀。而且，如圖7所示， 電路板65優(yōu)選固定在蓋部13的頂面處，同時優(yōu)選覆蓋第一凹部131的 一部分。如上所述，傳感器6優(yōu)選包括三個第一霍爾元件641，所述三個第 一霍爾元件641以中心軸線J1為中心周向彼此均勻隔開地布置。而且， 傳感器6優(yōu)選包括兩個第二霍爾元件642，所述兩個第二霍爾元件642沿周向布置在第一霍爾元件641的徑向外側(cè)(g卩，第一霍爾元件641與中 心軸線Jl之間的距離不同于第二霍爾元件642與中心軸線Jl之間的距 離)。根據(jù)本優(yōu)選實施方式，每個第二霍爾元件642優(yōu)選包括兩個霍爾元 件并且是磁編碼器。圖9是在從傳感器磁體62的上表面(g卩，磁化面)看去時磁極的示 意性平面圖。注意，為了描述清楚，斜線表示北磁極。如圖9所示，傳 感器磁體62優(yōu)選包括第一域622，其優(yōu)選具有大致環(huán)形形狀，在傳感 器磁體62旋轉(zhuǎn)時與第一霍爾元件641 (見圖7)相對布置；以及第二域 623，其優(yōu)選具有環(huán)形形狀，與第二霍爾元件642 (見圖7)相對布置。 注意，第一域622的磁極的數(shù)量與第二域623的磁極的數(shù)量不同。根據(jù) 本優(yōu)選實施方式，第一域622的磁極的數(shù)量和第二域623的磁極的數(shù)量 優(yōu)選分別為6和72。根據(jù)本優(yōu)選實施方式的馬達1，當圖3所示的轉(zhuǎn)子部3的轉(zhuǎn)子芯32 旋轉(zhuǎn)時，圖7所示的傳感器6的傳感器磁體62與軸31和轉(zhuǎn)子芯32 —起 旋轉(zhuǎn)。當傳感器磁體62旋轉(zhuǎn)時，第一霍爾元件641和第二霍爾元件642 感測第一域622和第二域623的磁極。然后，基于來自第一霍爾元件641 和第二霍爾元件642的輸出，將檢測轉(zhuǎn)子芯32相對于電樞21的以中心 軸線J1為中心的角度位置。如上所述，根據(jù)本優(yōu)選實施方式的馬達1，傳感器磁體62被軛61 和磁體罩63覆蓋。通過該構(gòu)造，即使在傳感器磁體62損壞(即，成為 碎片)時，傳感器磁體62也保持在被軛61和磁體罩63覆蓋的區(qū)域內(nèi)。 因此，提高了馬達1的可靠性，這又改進了助力轉(zhuǎn)向單元8的可靠性。 而且，磁體罩63使外物與傳感器磁體62接觸的風險最小。根據(jù)本優(yōu)選實施方式的傳感器6，由于第一霍爾元件641布置成沿 軸向與呈大致環(huán)形形狀并大致垂直于中心軸線Jl布置的傳感器磁體62 的磁化面相對，所以傳感器6的軸向尺寸可以較小。通過該構(gòu)造，具有 該傳感器6的馬達1在軸向上可以較小。而且，由于磁體罩63由金屬材 料制成，所以在減小磁體罩63的厚度的同時保持了其耐久性，這使得馬 達l的軸向尺寸可以較小。期望用于幫助操作者操縱(如上所述)車輛的馬達的尺寸較小，從 而改進車輛內(nèi)部空間并有利于環(huán)境方面的考量(例如，燃料效率和減少 二氧化碳等)。而且，需要該馬達可以在經(jīng)受施加到其上的沖擊和/或振動 的情況下運行。如上所述，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的馬達1實現(xiàn)了其 高可靠性和尺寸最小化，從而特別適于用作幫助操作者操縱車輛的馬達 等等。根據(jù)本優(yōu)選實施方式的馬達1，由于蓋部13布置在電樞21與傳感 器6之間，所以即使在傳感器磁體62損壞(即，成為碎片)時，也保護 了電樞21的線，防止發(fā)生短路等。而且，該構(gòu)造使損壞的傳感器磁體62 進入轉(zhuǎn)子芯32與電樞21之間的空間和鎖定馬達1的風險最小。因此， 提高了馬達l的可靠性。而且，由于傳感器磁體62包括切口部621并且磁體罩63包括對應 于切口部621的平坦表面部631，所以使傳感器磁體62相對于磁體罩63 以及軛61的周向運動最小化。通過該構(gòu)造，傳感器磁體62相對于轉(zhuǎn)子 芯32的相對角度位置固定，這提高了馬達1的可靠性。而且，根據(jù)本優(yōu)選實施方式的傳感器6，由于第二霍爾元件642布 置在第一霍爾元件641的徑向外側(cè)，第一域622的磁極的數(shù)量與第二域 623的磁極的數(shù)量不同，并且基于來自第一霍爾元件641和第二霍爾元件 642的輸出檢測轉(zhuǎn)子芯32的角度位置，所以與其中僅基于第一霍爾元件 和第二霍爾元件之一檢測角度位置的構(gòu)造相比，提高了角度位置的檢測精度。根據(jù)本優(yōu)選實施方式的馬達1，由于改進了母線保持件53的徑向尺 寸，所以傳感器磁體62可容易地布置在母線保持件53的內(nèi)側(cè)。通過該 構(gòu)造，具有與距中心軸線Jl距離不同的第一霍爾元件641和第二霍爾元 件642相對應的較寬徑向尺寸的傳感器磁體62可容易地布置在母線保持 件53的內(nèi)側(cè)。根據(jù)本優(yōu)選實施方式的傳感器6，由于第一霍爾元件641和第二霍 爾元件642布置在電路板65下方，并且對應于第一霍爾元件641和第二 霍爾元件642的背軛66布置在電路板65的上方，所以增大了在傳感器二霍爾元件642之間的磁通密度，從而 提高了傳感器6的檢測精度。應理解，背軛66的軸向厚度優(yōu)選大于大約 0.5mm，從而保持理想的磁通密度。注意，當傳感器6包括一個霍爾元件(例如第一霍爾元件641)時， 如果軸向?qū)诘谝换魻栐?41的背軛66布置在電路板65的上方(即， 與電路板65的第一霍爾元件641相對)，則提高了傳感器6的檢測精度。注意，根據(jù)其中固定至霍爾元件的電路板布置于在外殼上方布置的 控制單元中的對比馬達，霍爾元件相對于傳感器磁體的檢測精度由電路 板相對于控制單元的位置精度、控制單元相對于外殼的位置精度、傳感 器磁體相對于軸的位置精度以及軸的精加工精度決定。傳統(tǒng)上，在相對 于外殼定位控制單元時不大可能實現(xiàn)理想的精度。因此，難以通過上述 對比馬達實現(xiàn)霍爾元件相對于傳感器磁體的理想檢測精度。另一方面，根據(jù)本優(yōu)選實施方式的馬達l，由于電路板65固定至蓋 部13，所以第一霍爾元件641和第二霍爾元件642關于傳感器磁體62的 檢測精度由電路板65相對于蓋部13的位置精度、蓋部13相對于軸31 的位置精度、傳感器磁體62相對于軸31的位置精度以及軸31的精加工 精度來確定。而且，根據(jù)本優(yōu)選實施方式的馬達1,當蓋部13固定至軸 31時，可在容納于蓋部13中的第一軸承部41與軸31之間進行精確定位。 通過該構(gòu)造，蓋部13精確地布置在軸31處，從而實現(xiàn)了第一霍爾元件 641和第二霍爾元件642與傳感器磁體62之間的理想軸向距離，這于是 提高了傳感器6的精度。雖然己經(jīng)詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但應理解，對于熟悉 本領域的技術人員而言，不脫離本發(fā)明范圍和精神的變型和修改是顯而 易見的。電樞21可包括多個線圈213，線圈213通過以分布方式繞定子芯211 的對應齒2112纏繞線而形成。還要注意，雖然上述優(yōu)選實施方式假設定 子芯211包括分段節(jié)的芯，但本發(fā)明不限于此。而且注意，電樞21可呈 大致矩形形狀。例如，當在電路板65的上表面上沒有布置電子元件等時，背軛66可優(yōu)選通過具有導電性的粘性劑直接布置在電路板65的上表面處(即，在背軛66與電路板65之間沒有絕緣層)。雖然上述優(yōu)選實施方式假設傳 感器磁體62和磁體罩63分別包括兩個切口部621和兩個平坦表面部631 ， 但本發(fā)明不限于此?？删哂幸粋€或三個以上的切口部621和平坦表面部 631。而且，在傳感器磁體62或者磁體罩63處可具有一個凹部，同時在 對應的部件處布置凸部，從而使傳感器磁體62相對于磁體罩63的周向 運動最小化。雖然上述優(yōu)選實施方式假設軛61和傳感器磁體62大致垂直于中心 軸線Jl布置，但本發(fā)明不限于此。傳感器磁體62和軛61可呈與中心軸 線Jl大致平行布置的大致筒形形狀。在這種情況下，霍爾元件布置在傳 感器磁體的徑向外側(cè)并與其相對。而且注意，雖然上述優(yōu)選實施方式假設根據(jù)本發(fā)明的馬達用于產(chǎn)生 助力轉(zhuǎn)向單元所用的轉(zhuǎn)矩，但本發(fā)明不限于此。
權利要求
1.一種馬達，該馬達包括定子部，該定子部包括電樞；轉(zhuǎn)子部，該轉(zhuǎn)子部包括與中心軸線同心的軸、以圍繞方式布置在該軸處的具有大致筒形形狀的轉(zhuǎn)子芯、以及布置在該轉(zhuǎn)子芯處并與所述電樞一起產(chǎn)生以所述中心軸線為中心的轉(zhuǎn)矩的場磁體；軸承機構(gòu)，該軸承機構(gòu)布置成以所述中心軸線為中心相對于所述定子部可旋轉(zhuǎn)地支撐所述轉(zhuǎn)子部；傳感器，該傳感器布置在所述電樞的軸向側(cè)從而磁性檢測所述轉(zhuǎn)子芯相對于所述定子部的角度位置；以及外殼，該外殼在其中容納所述定子部和所述轉(zhuǎn)子部，其中所述傳感器包括軛，該軛具有大致環(huán)形形狀，由磁性材料制成并布置在所述軸處；傳感器磁體，該傳感器磁體具有大致環(huán)形形狀并布置在所述軛處；磁體罩，該磁體罩由非磁性材料制成，覆蓋所述傳感器磁體的與所述軛接觸的部分之外的表面；以及至少一個霍爾元件，所述霍爾元件布置成關于所述傳感器磁體與所述軛相對。
2. 根據(jù)權利要求l所述的馬達，其中，均具有大致環(huán)形形狀的所述 軛和所述傳感器磁體布置成大致垂直于所述中心軸線。
3. 根據(jù)權利要求2所述的馬達，其中，所述傳感器包括電路板，該電路板布置成關于所述霍爾元件與所述傳感器磁體相對， 并且包括一表面，布置成與所述傳感器磁體相對的所述霍爾元件固定至 該表面；以及板件，該板件沿軸向與所述霍爾元件對應，并固定到所述電路板的 與布置所述霍爾元件的表面相對的表面上，并且 所述板件由磁性材料制成。
4. 根據(jù)權利要求3所述的馬達，其中，所述軸承機構(gòu)包括第一軸承部和第二軸承部，它們分別布置在所述 轉(zhuǎn)子芯的一個軸向側(cè)和另一軸向側(cè)，從而以可旋轉(zhuǎn)方式支撐所述軸，所述外殼包括外殼體，該外殼體在其一個軸向側(cè)具有開口，以及蓋部，該蓋部布置在所述電樞與所述傳感器之間，從而保持所述第 一軸承部并且封閉所述外殼體的所述開口，并且 所述電路板固定至所述蓋部。
5. 根據(jù)權利要求2所述的馬達，其中，所述傳感器還包括另一霍爾元件，該勞一霍爾元件布置成關于所述 中心軸線與權利要求1所述的霍爾元件不同，其布置成關于所述傳感器 磁體與所述軛相對，在所述傳感器磁體的磁化面處，與所述霍爾元件相對應的呈大致環(huán) 形形狀的第一域的磁極的數(shù)量和與所述另一霍爾元件相對應的呈大致環(huán) 形形狀的第二域的磁極的數(shù)量不同。
6. 根據(jù)權利要求5所述的馬達，其中，所述傳感器還包括電路板，該電路板包括面向所述傳感器磁體的表面并且附接有所述霍爾元件和所述另一霍爾元件；以及板件，該板件附接到所述電路板的與沿軸向面向?qū)谒龌魻栐?件和所述另一霍爾元件的所述傳感器磁體的表面相對的表面上，并且所述板件由磁性材料制成。
7. 根據(jù)權利要求6所述的馬達，其中所述軸承機構(gòu)包括第一軸承部和第二軸承部，它們均布置在所述轉(zhuǎn) 子芯的對應軸向側(cè)，從而可旋轉(zhuǎn)地支撐所述軸， 所述外殼包括外殼體，該外殼體在其軸向側(cè)具有開口，以及 蓋部，該蓋部布置在所述電樞與所述傳感器之間，從而保持所述第 一軸承部并且封閉所述外殼體的所述開口，并且所述電路板固定至所述蓋部。
8. 根據(jù)權利要求1所述的馬達，其中 所述外殼包括外殼體，該外殼體在其軸向側(cè)具有開口，以及蓋部，該蓋部布置在所述電樞與所述傳感器之間，從而封閉所述外 殼體的所述幵口。
9. 根據(jù)權利要求1所述的馬達，其中所述傳感器磁體在其外周面的一部分處包括第一接合部，并且 所述磁體罩包括第二接合部，該第二接合部沿周向與所述第一接合 部接合地對應。
10. 根據(jù)權利要求1所述的馬達，其中，所述磁體罩由金屬材料制成。
11. 根據(jù)權利要求1所述的馬達，其中，所述馬達用于幫助操作車輛。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的馬達包括傳感器，該傳感器磁性檢測轉(zhuǎn)子芯相對于電樞的以中心軸線為中心的角度位置。該傳感器優(yōu)選包括軛，其具有大致環(huán)形形狀，并由磁性材料制成，其大致垂直于所述中心軸線布置并固定到軸上；傳感器磁體，其固定在所述軛處；磁體罩，其覆蓋所述傳感器磁體的與所述軛接觸的部分之外的表面；以及第一霍爾元件和第二霍爾元件，它們都布置成沿軸向面向所述傳感器磁體的與其布置有所述軛的表面相對的表面。根據(jù)本發(fā)明的馬達，因為傳感器磁體被軛和磁體罩覆蓋，所以即使在傳感器磁體損壞時，也可防止損壞的傳感器磁體損壞馬達的其它部件。通過該構(gòu)造提高了馬達的可靠性。
文檔編號H02K11/00GK101257235SQ200810081559
公開日2008年9月3日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權日2007年3月1日
發(fā)明者右田貴之, 片岡央, 芳賀英博 申請人:日本電產(chǎn)株式會社