本發(fā)明涉及具備永久磁鐵以及磁感應元件的旋轉(zhuǎn)角檢測裝置。

背景技術(shù)：

近幾年，提出了利用相互分離配置的永久磁鐵以及磁感應元件檢測馬達的旋轉(zhuǎn)角的非接觸型的旋轉(zhuǎn)角檢測裝置。例如日本特開2014-225998號公報公開了這樣的旋轉(zhuǎn)角檢測裝置。日本特開2014-225998號公報公開了馬達殼體、收納于馬達殼體馬達、第一框架(金屬板)、控制基板(基板)、旋轉(zhuǎn)角檢測裝置。第一框架關(guān)閉馬達殼體?？刂苹迮c第一框架空開間隔地配置于第一框架之上。

馬達包含貫通第一框架(金屬板)并具有向該第一框架(金屬板)的上方突出的一端部的軸(旋轉(zhuǎn)軸)。

旋轉(zhuǎn)角檢測裝置包含磁鐵(永久磁鐵)和位置檢測傳感器(磁感應元件)。磁鐵安裝于軸的一端部。位置檢測傳感器安裝于控制基板。磁鐵與位置檢測傳感器以相互對置的方式配置。

如日本特開2014-225998號公報所述，在使磁感應元件與永久磁鐵對置的結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角檢測裝置中，永久磁鐵的磁也會達到安裝于的基板的除了磁感應元件以外的電路部件。其結(jié)果是，存在妨礙電路部件的正常動作的情況。即，在馬達的驅(qū)動電路、該驅(qū)動電路的控制電路等安裝于基板的情況下，存在驅(qū)動電路、控制電路等受到永久磁鐵的磁的影響而誤動作的情況。與之相反，因在驅(qū)動電路、控制電路等流動的電流所產(chǎn)生的磁被磁感應元件檢測。其結(jié)果是，還存在磁感應元件的檢測信號產(chǎn)生失真、噪聲等的情況。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠減少在永久磁鐵以及基板產(chǎn)生的磁所引起的不良從而提高可靠性的旋轉(zhuǎn)角檢測裝置。

檢測具有貫通金屬板的旋轉(zhuǎn)軸的馬達的旋轉(zhuǎn)角的本發(fā)明的一實施方式的旋轉(zhuǎn)角檢測裝置的結(jié)構(gòu)上的特征是包含：永久磁鐵，其安裝于上述旋轉(zhuǎn)軸的一端部；基板，其相對于上述永久磁鐵在與上述金屬板相反的一側(cè)與上述金屬板對置，安裝有上述馬達的驅(qū)動電路和上述驅(qū)動電路的控制電路中的至少一方；磁感應元件，其以與上述永久磁鐵對置的方式設置于上述基板；以及筒狀的磁屏蔽部件，其在上述金屬板與上述基板之間以俯視時包圍上述永久磁鐵的方式配置。

通過以下參照附圖對本發(fā)明的實施方式示例進行的詳細描述，本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點會變得更加清楚，其中，相同的附圖標記表示相同的要素。

附圖說明

圖1是表示應用了本發(fā)明的一實施方式的旋轉(zhuǎn)角檢測裝置的一體型馬達/ECU的示意性剖視圖。

圖2是表示圖1的磁屏蔽部件的放大剖視圖。

圖3是沿圖2所示的III-III線的剖視圖。

具體實施方式

以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示應用了本發(fā)明的一實施方式的旋轉(zhuǎn)角檢測裝置1的一體型馬達/ECU(Electronic Control Unit)101的示意性剖視圖。在本實施方式中，一體型馬達/ECU101是一體地包含后述的馬達15和ECU48的EPS(Electric Power Steering：電動動力轉(zhuǎn)向)用的一體型馬達/ECU。以下，具體說明一體型馬達/ECU101的結(jié)構(gòu)。

一體型馬達/ECU101包含馬達外殼2。馬達外殼2形成為一體地具有圓板狀的底壁3和圓筒狀的側(cè)壁5的有底圓筒狀。側(cè)壁5設置于該底壁3的周緣，在該底壁3的相反的一側(cè)形成開口部4。馬達外殼2在底壁3具有用于保持第一軸承6的第一軸承保持部7。第一軸承保持部7是在底壁3的中央部俯視呈近似圓形地凹下一層的凹處。在該凹處內(nèi)收納并保持第一軸承6。第一軸承6在本實施方式中為滾珠軸承。在第一 軸承保持部7的底面中央部形成有貫通底壁3的貫通孔8。馬達外殼2的開口部4由近似圓板狀的金屬制(例如鋁制)的散熱板(金屬板)10封閉。

散熱板10具有與馬達外殼2的底壁3對置的第一主面10a和其相反的第二主面10b。散熱板10在第一主面10a的中央部具有用于保持第二軸承11的第二軸承保持部12。第二軸承保持部12是在散熱板10的第一主面10a的中央部俯視呈近似圓形地凹下一層的凹處。在該凹處內(nèi)收納并保持第二軸承11。第二軸承11在本實施方式中為滾珠軸承。在第二軸承保持部12的底面中央部形成有貫通散熱板10的貫通孔13。在被該散熱板10封閉的馬達外殼2內(nèi)收納有馬達15。

馬達15在本實施方式中為三相無刷馬達。馬達15包含圓筒狀的定子16、轉(zhuǎn)子17、圓柱狀的軸(旋轉(zhuǎn)軸)18。定子16固定于馬達外殼2的側(cè)壁5的內(nèi)周面5a。轉(zhuǎn)子17配置于定子16的徑向內(nèi)側(cè)。軸18以貫通轉(zhuǎn)子17的中央部的方式安裝于該轉(zhuǎn)子17。定子16具有多個定子齒19、定子卷線20。定子齒19從馬達外殼2的側(cè)壁5的內(nèi)周面5a朝徑向內(nèi)側(cè)延伸配置。定子卷線20卷繞于多個定子齒19。定子卷線20包含與馬達15的U相、V相以及W相對應的U相卷線、V相卷線以及W相卷線。在定子卷線20的位于散熱板10側(cè)的一端20a電連接有圓柱狀的馬達總線柱21。馬達總線柱21經(jīng)由形成于散熱板10的總線柱插通孔22朝散熱板10的第二主面10b側(cè)伸出。

轉(zhuǎn)子17包含圓柱狀的轉(zhuǎn)子鐵芯23和永久磁鐵24。轉(zhuǎn)子鐵芯23與軸18一體旋轉(zhuǎn)。永久磁鐵24固定于轉(zhuǎn)子鐵芯23的外周。轉(zhuǎn)子鐵芯23由軟磁性材料形成，在俯視的中央部形成有軸插通孔25。永久磁鐵24由沿轉(zhuǎn)子鐵芯23的周向使S極與N極相互交替磁化的環(huán)狀的磁鐵構(gòu)成。

軸18被插通并固定于轉(zhuǎn)子鐵芯23的軸插通孔25。軸18例如由不銹鋼(SUS)等非磁性材金屬形成。軸18被第一軸承6和第二軸承11軸支承。第一軸承6設置于馬達外殼2的底壁3。第二軸承11設置于散熱板10的第一主面10a。由此，轉(zhuǎn)子17被支承為能夠在馬達外殼2內(nèi)旋轉(zhuǎn)。在該結(jié)構(gòu)中，軸18具有前端部18a和基端部(一端部)18b。前端部18a從貫通孔8貫通并向馬達外殼2的外側(cè)突出?；瞬?8b從貫通孔13貫通并向散熱板10的第二主面10b側(cè)突出。

在軸18的前端部18a安裝有連結(jié)部件26。連結(jié)部件26與一體型馬達/ECU101的外部的機構(gòu)(例如，EPS用的減速機)連接。由此，馬達15的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞至該外部的機構(gòu)(例如，EPS用的減速機)。另一方面，在軸18的基端部18b，以與軸18一體旋轉(zhuǎn)的方式安裝有近似圓板狀的永久磁鐵30。

永久磁鐵30通過沿其周向使S極以及N極交替磁化而形成。如圖1所示，永久磁鐵30可以以該永久磁鐵30的周邊部30a與第二主面10b對置的方式形成為寬度比軸18的徑向的寬度大。永久磁鐵30也可以形成為與軸18的徑向的寬度大致相同的寬度。相對于永久磁鐵30在與散熱板10相反的一側(cè)，以與散熱板10的第二主面10b對置的方式配置有近似圓板狀的基板31。

基板31沿軸18的軸向與散熱板10空開規(guī)定的間隔(例如，5mm左右)地配置。基板31具有與散熱板10的第二主面10b對置的對置面31a、和其相反的非對置面31b?；?1例如也可以是多層布線基板。多層布線基板可以具有多個絕緣層、多個布線層、通路(ピア)。通路將隔著絕緣層而上下配置的布線層電連接。在基板31的對置面31a的中央部設定有供磁傳感器(磁感應元件)32安裝的俯視呈近似圓形的傳感器安裝區(qū)域33。在基板31的對置面31a的周邊部，以包圍傳感器安裝區(qū)域33的方式設定有供驅(qū)動電路34安裝的俯視呈近似圓環(huán)狀的驅(qū)動電路安裝區(qū)域35。

磁傳感器32在傳感器安裝區(qū)域33中配置在與永久磁鐵30的板面30b整個區(qū)域?qū)χ玫膮^(qū)域內(nèi)。更具體而言，磁傳感器32配置在基板31的對置面31a的與軸18的旋轉(zhuǎn)中心一致的位置。由此，磁傳感器32隔著空間與永久磁鐵30對置。磁傳感器32檢測伴隨著軸18的旋轉(zhuǎn)而變動的來自永久磁鐵30的磁場(磁通)。由這些永久磁鐵30以及磁傳感器32，構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)角檢測裝置1的一部分。旋轉(zhuǎn)角檢測裝置1包含根據(jù)磁傳感器32的輸出來計算馬達15的旋轉(zhuǎn)角的計算機構(gòu)(圖示略)。

驅(qū)動電路34是向馬達15供電的三相變頻器電路，包含與馬達15的U相、V相以及W相對應的多個開關(guān)元件36。各開關(guān)元件36經(jīng)由金屬制的散熱部件37熱連接于散熱板10。與各開關(guān)元件36和各開關(guān)元件36連接的散熱部件37由密封樹脂38密封。

在基板31的非對置面31b安裝有控制電路39，該控制電路39與驅(qū)動電路34電連接，從而控制該驅(qū)動電路34。即，基板31是將馬達15的驅(qū)動電路34、和驅(qū)動電路34的控制電路39安裝于共用的基板31的上下表面(對置面31a以及非對置面31b)的復合型的電路基板。控制電路39包含執(zhí)行儲存于存儲器的規(guī)定的動作程序的微機40。在控制電路39電連接有馬達總線柱21，該馬達總線柱21經(jīng)由形成于基板31的總線柱插通孔41而向基板31的非對置面31b側(cè)伸出。

由安裝于基板31的驅(qū)動電路34、和控制電路39，構(gòu)成了ECU48的一部分。在ECU48中，控制電路39控制驅(qū)動電路34，對多個開關(guān)元件36進行通斷控制。由此，從驅(qū)動電路34向馬達總線柱21輸出使馬達15進行正弦波驅(qū)動的信號。輸出到馬達總線柱21的信號向定子16傳遞。由此，馬達15被正弦波驅(qū)動。

在散熱板10與基板31之間配置有包含強磁性材料的磁屏蔽部件42。以下，參照圖2以及圖3，說明磁屏蔽部件42的具體結(jié)構(gòu)。圖2是表示圖1的磁屏蔽部件42的主要部位的放大剖視圖。圖3是沿圖2所示的III-III線的剖視圖。如圖2以及圖3所示，磁屏蔽部件42呈筒狀，以俯視時包圍永久磁鐵30和磁傳感器32的周圍的方式配置。在本實施方式中，示出了磁屏蔽部件42形成為近似圓筒狀的例子。然而，磁屏蔽部件42也可以呈近似方筒狀。磁屏蔽部件42距離散熱板10的第二主面10b的高度T例如為5mm左右。

磁屏蔽部件42具有位于散熱板10側(cè)的散熱板側(cè)端部42a、和位于基板31側(cè)的基板側(cè)端部42b。磁屏蔽部件42的散熱板側(cè)端部42a與散熱板10形成為一體。磁屏蔽部件42的基板側(cè)端部42b與基板31抵接。磁屏蔽部件42在本實施方式中由與散熱板10相同的材料構(gòu)成，包含鋁制的主體部43和鍍膜44。主體部43與散熱板10形成為一體。鍍膜44覆蓋主體部43的表面整個區(qū)域。鍍膜44例如是由鎳(Ni)等強磁性材料形成的鍍膜。

如圖2所示，在基板31形成有與磁屏蔽部件42的基板側(cè)端部42b卡合的卡合部45。在本實施方式中，卡合部45是以與磁屏蔽部件42的基板側(cè)端部42b嵌合的方式形成為俯視呈近似圓環(huán)狀的凹部46。在基板31形成有向驅(qū)動電路34以及/或者控制電路39提供接地電位(基 準電壓)的地線47。地線47例如由銅箔構(gòu)成。凹部46(卡合部45)以使該地線47的一部分露出的方式形成于基板31。磁屏蔽部件42的基板側(cè)端部42b與形成于基板31的凹部46(卡合部45)嵌合(卡合)。磁屏蔽部件42的基板側(cè)端部42b在凹部46(卡合部45)內(nèi)與地線47電連接。

利用該磁屏蔽部件42，對安裝有磁傳感器32的傳感器安裝區(qū)域33、和安裝有驅(qū)動電路34的驅(qū)動電路安裝區(qū)域35進行磁屏蔽。更具體而言，利用磁屏蔽部件42，將連結(jié)永久磁鐵30、與安裝于基板31的驅(qū)動電路34(驅(qū)動電路安裝區(qū)域35)之間的磁路徑屏蔽。并且，利用磁屏蔽部件42，將連結(jié)磁傳感器32(傳感器安裝區(qū)域33)、與驅(qū)動電路34(驅(qū)動電路安裝區(qū)域35)之間的磁路徑屏蔽。

再次參照圖1，在散熱板10上以在與該散熱板10之間收納基板31的方式安裝有有底圓筒狀的罩部件50，該罩部件50在馬達外殼2側(cè)具有開口部50a。以上，在本實施方式中，在散熱板10與基板31之間，配置有俯視時包圍永久磁鐵30和磁傳感器32的近似圓筒狀的磁屏蔽部件42。由此，能夠減少在永久磁鐵30和基板31產(chǎn)生的磁帶來的不良，所以能夠提高可靠性。更具體而言，能夠利用磁屏蔽部件42將連結(jié)永久磁鐵30與安裝于基板31的驅(qū)動電路34(驅(qū)動電路安裝區(qū)域35)之間磁路徑屏蔽，所以能夠抑制永久磁鐵30的磁對驅(qū)動電路34的影響。由此，能夠抑制驅(qū)動電路34(多個開關(guān)元件36等)因永久磁鐵30的磁而誤動作。由于能夠抑制驅(qū)動電路34的誤動作，所以也能夠抑制與該驅(qū)動電路34電連接的控制電路39(微機40等)的誤動作。

能夠利用磁屏蔽部件42將連結(jié)磁傳感器32與驅(qū)動電路34之間的磁路徑屏蔽。由此，能夠抑制在驅(qū)動電路34側(cè)產(chǎn)生的磁對磁傳感器32的影響。特別地，在本實施方式中，能夠利用磁屏蔽部件42屏蔽在比較大的電流流動的馬達總線柱21產(chǎn)生的磁和在多個開關(guān)元件36等產(chǎn)生的磁。由此，能夠抑制磁傳感器32檢測出在驅(qū)動電路34側(cè)產(chǎn)生的磁。其結(jié)果是，能夠利用磁傳感器32良好地檢測永久磁鐵30的磁，所以能夠提高磁傳感器32的檢測精度。

在本實施方式中，利用磁屏蔽部件42能夠減少在永久磁鐵30和基板31產(chǎn)生的磁的不良。因此，能夠?qū)⒂谰么盆F30和基板31(驅(qū)動電路 34和控制電路39)比較近地配置。由此，能夠有助于一體型馬達/ECU101的小型化和低成本化。特別地，在本實施方式中，采用了在共用的基板31的上下表面(對置面31a以及非對置面31b)安裝有驅(qū)動電路34和控制電路39的結(jié)構(gòu)。由此，更加有助于一體型馬達/ECU101的小型化和低成本化。

在本實施方式中，與磁屏蔽部件42的基板側(cè)端部42b嵌合(卡合)的凹部46(卡合部45)形成于基板31。使磁屏蔽部件42的基板側(cè)端部42b與該凹部46(卡合部45)嵌合(卡合)，從而能夠容易進行基板31相對于散熱板10的定位?；?1相對于散熱板10的定位精度提高，所以永久磁鐵30和磁傳感器32的定位精度也能夠提高。由此，能夠進一步提高磁傳感器32的檢測精度。

在本實施方式中，在散熱板10的第一主面10a形成有用于保持第二軸承11的第二軸承保持部12(凹處)。由此，通過比較緊湊的設計，能夠進行軸18(馬達15)的定位。軸18的定位精度提高，所以能夠提高安裝于軸18的永久磁鐵30與磁傳感器32的定位精度。由此，能夠進一步提高磁傳感器32的檢測精度。

在本實施方式中，磁屏蔽部件42的基板側(cè)端部42b在凹部46(卡合部45)內(nèi)與地線47電連接。由此，能夠經(jīng)由磁屏蔽部件42將形成于基板31的地線47與散熱板10電連接，所以能夠增加地線47的布線面積。其結(jié)果是，能夠提高接地電位的穩(wěn)定性。由此，能夠減少在基板31(驅(qū)動電路34以及控制電路39)產(chǎn)生的噪聲。

以上說明了本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明也可以通過其它方式來實施。例如，在上述實施方式中，說明了驅(qū)動電路34安裝于基板31的對置面31a、控制電路39安裝于基板31的非對置面31b的例子。然而，也可以是驅(qū)動電路34安裝于基板31的非對置面31b、控制電路39安裝于基板31的對置面31a。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠利用磁屏蔽部件42，將連結(jié)控制電路39與永久磁鐵30的磁路徑屏蔽。并且，能夠利用磁屏蔽部件42，將連結(jié)控制電路39與磁傳感器32的磁路徑屏蔽。驅(qū)動電路34和控制電路39可以形成于單獨的基板。即，可以在基板31上安裝驅(qū)動電路34以及控制電路39的任意一方。

在上述實施方式中，說明了磁屏蔽部件42與散熱板10形成為一體的例子。然而，也可以相對于散熱板10而獨立地設置磁屏蔽部件42。在該情況下，磁屏蔽部件42可以由鎳等強磁性材料形成。在上述實施方式中，說明了在磁屏蔽部件42形成有鎳等強磁性材料構(gòu)成的鍍膜44的例子。該鍍膜44可以以覆蓋散熱板10的第二主面10b的一部分區(qū)域或者整個區(qū)域的方式形成。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑸岚?0的第二主面10b的一部分區(qū)域或者整個區(qū)域作為磁屏蔽部件使用。

在上述實施方式中，說明了磁屏蔽部件42與形成于基板31的地線47電連接的例子。然而，磁屏蔽部件42也可以與形成于基板31的散熱用的金屬膜連接，從而將基板31與散熱板10熱連接。地線47當然也可以兼作散熱用的金屬膜。在上述實施方式中，說明了以從基板31的凹部46(卡合部45)露出的方式形成地線47的例子。然而，地線47也可以形成于基板31的非對置面31b上。在該情況下，磁屏蔽部件42的基板側(cè)端部42b在凹部46(卡合部45)內(nèi)，也可以經(jīng)由貫通基板31而形成的通路而與基板31的非對置面31b上的地線47電連接。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在基板31的對置面31a形成了凹部46(卡合部45)后，形成貫通該基板31的通路，在基板31的非對置面31b上形成覆蓋通路的地線47即可，所以容易制造。

另外，在專利權(quán)利要求書所記載的事項的范圍內(nèi)可以加以各種設計變更。

本申請主張于2015年5月25日提出的日本專利申請第2015-105762號的優(yōu)先權(quán)，并在此引用包括說明書、附圖和說明書摘要的全部內(nèi)容。