(57)【要約】  本発明は、電動モータのロータ位置を求めるためのセンサユニットに関しており、このセンサユニットには、支持要素（２０）に固定される少なくとも１つの磁場センサ（１９）が含まれている。センサを容易に交換可能なセンサユニットにおいて、支持要素（２０）は、センサケーシング（１８）内に配置されており、このセンサケーシングは、片側が開放されて構成されており、少なくとも１つの磁場センサ（１９）の感知面が、センサケーシング（１８）の上記の開放されて構成された側（２３）の方向を向いている。
2017530354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持要素（２０）に固定される少なくとも１つの磁場センサ（１９）を含む、電動モータのロータ位置を求めるためのセンサユニットであって、
前記支持要素（２０）は、センサケーシング（１８）内に配置されており、
該センサケーシング（１８）は、片側が開放されて構成されており、
前記少なくとも１つの磁場センサ（１９）の感知面が、前記センサケーシング（１８）の前記開放されて構成された側（２３）の方向を向いていることを特徴とする、センサユニット。
【請求項２】
前記支持要素（２０）は、ボード又はリードフレームとして構成されている、請求項１に記載のセンサユニット。
【請求項３】
前記センサケーシング（１８）内で前記支持要素（２０）にプラスチックが注がれているか又は被覆されている、請求項２に記載のセンサユニット。
【請求項４】
前記支持要素（２０）のケーブル（２１）及び／又は前記磁場センサ（１９）のケーブル（２１）は、前記センサケーシング（１８）から突出しているケーブル引出部（２２）内を案内されており、該ケーブル引出部（２２）に有利にはプラスチックが充填されている、請求項１から３までのいずれか１項に記載のセンサユニット。
【請求項５】
前記センサケーシング（１８）は、軸線延在方向に段（２５）を有しており、該段（２５）により、前記センサケーシング（１８）が、２つの断面を有する複数の領域（２６、２７）に分けられる、請求項１から４までのいずれか１項に記載のセンサユニット。
【請求項６】
前記センサケーシング（１８）は、シリンダ形状に構成されており、その外周に少なくとも１つのシールリング（２９）を有する、請求項１から５までのいずれか１項に記載のセンサユニット。
【請求項７】
前記支持要素（２０）には両側に複数の磁場センサ（１９）及び／又は評価もしくは増幅電子装置（１７）が備え付けられている、請求項１から６までのいずれか１項に記載のセンサユニット。
【請求項８】
有利には自動車のクラッチ操作システムのクラッチアクチュエータ用の電動モータであって、
当該電動モータには、磁気発生リング（１４）に回動不能に接続されているロータ（１２１）と、前記磁気発生リング（１４）によって形成される磁場を検出する少なくとも１つの磁場センサ（１９）が前記ロータ（１２１）の回転軸外に配置されているステータ（１５）とが含まれている、電動モータにおいて、
前記少なくとも１つの磁場センサ（１９）が、請求項１から７までのいずれか１項にしたがって構成されるセンサユニット（１６）内に配置されていることを特徴とする電動モータ。
【請求項９】
前記センサユニット（１６）は前記ステータ（１５）に配置されており、
センサケーシング（１８）の開放側（２３）が、前記磁気発生リング（１４）側を向いている、請求項８に記載の電動モータ。
【請求項１０】
前記センサケーシング（１８）は、ロータケーシングに載置可能である、請求項８又は９に記載の電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持要素に配置されている少なくとも１つの磁場センサを含む、電動モータのロータ位置を求めるためのセンサユニットと、有利には自動車のクラッチ操作システムのクラッチアクチュエータ用の電動モータとに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の自動車、特に乗用車ではますます、独国特許出願公開第１０２０１１０１４９３６号明細書に記載されているような自動クラッチが使用されるようになって来ている。このようなクラッチの使用は、走行快適性の改善という利点を有しており、より頻繁に変速比の高いギアで走行できることになる。この際に使用されるクラッチは、ハイドロリッククラッチシステムにおいて使用され、ここでは、電気的に転流されるモータによって駆動されるハイドロスタティックアクチュエータが、ハイドロリック管路を介してクラッチに接続されている。
【０００３】
車両の走行快適性を改善するためには、センサによって測定した電動モータのロータの位置を、電動モータのロータに対する所望位置に調整しなければならない。このロータ位置は一般的に、互いにずらされて接続された、ホールセンサの形態の３つの磁場センサによって検出される。これらの磁場センサによって供給されるエッジは、位置信号として利用される。
【０００４】
独国特許出願公開第１０２０１３２１３９４８号明細書からは、電動モータの回転軸外においてステータに複数の磁場センサが配置されている電動モータが公知である。これらの３つの磁場センサは、また場合によって設けられるさらに別のアナログセンサも、ボードに配置されて磁気発生リングの磁場を検出する。ここでこの磁気発生リングは、外側を回転する電動モータのロータに相対回動不能に接続されている（独国特許出願公開第１０２０１３２０８９８６号明細書）。
【０００５】
複数の磁場センサを備えたボードは、一般的に、ステータと、このステータの支持体との間に固定に組み込まれており、これによってステータを取り付けた後には、センサを備えたボードを交換することはできない。さらに、センサの支持体のパッキングは、別の問題になる。なぜならば、センサの接触接続及びねじ止めのために複数の孔が必要になるからである。これらの孔は、電動モータが配置されるアクチュエータケーシングの剛性の低下に結び付く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の課題は、磁場センサを支持するボードに対する位置を提供し、この位置において、ボードを容易に取り付けることができ、かつ、同時にアクチュエータケーシングの剛性抵抗低下が阻止されるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、本発明によると、支持要素がセンサケーシング内に配置されているセンサユニットによって解決され、このセンサケーシングは、片側が開放されて構成されており、少なくとも１つの磁場センサの感知面が、センサケーシングの上記開放されて構成された側の方向を向いている。このような分離型のセンサユニットにより、ステータの取り付け後でもセンサを容易に交換することができ、これによって、故障時にはいつでもこのセンサの良好な取り扱いが可能になる。アクチュエータケーシングの剛性は、変化しないままである。
【０００８】
有利には、上記支持要素はボード又はリードフレームとして構成される。特にリードフレームとして使用することにより、センサユニットの重量が低減され、スペースを節約して支持要素に磁場センサを配置することができる。
【０００９】
一実施形態では、センサケーシング内で少なくとも１つの磁場センサには、支持要素と共にプラスチックが注がれている又は被覆される。プラスチックを用いてこのように取り囲むことにより、付加的な構成要素がなくても、センサが支持要素に、同時にセンサケーシングに相対して確実に保持されることが保証されるため、自動車が移動する際にセンサケーシングに作用する振動により、センサの位置に作用が及ぶことはない。センサケーシングに支持されるセンサはさらに、湿気のような周囲環境の影響から確実に保護される。
【００１０】
一変形形態では、支持要素及び／又は磁場センサのケーブルは、センサケーシングから外側に遠ざかる方向を指し示しているケーブル引出部内を案内されており、このケーブル引出部に有利にはプラスチックが充填されている。ここでも、このプラスチックにより、ケーブルの位置固定の設置が保証される。外側に遠ざかる方向を指し示しているケーブル引出部は同時に、磁気発生リングに対してセンサを正確に配向するのに利用可能である。設けられている構成スペースに応じて、半径方向又は接線方向にセンサケーシングから遠ざかるようにケーブル引出部を案内することができる。
【００１１】
一発展形態では、センサケーシングは、軸線延在方向に段を有しており、この段により、センサケーシングが、２つの断面を有する複数の領域に分けられる。この段は特に、磁気発生リングに対する、磁場センサの感知面の間隔を正しく設定して、磁気発生リングによって形成される磁場を磁場センサによって確実に検出できるようにするという役割を有する。
【００１２】
有利には、センサケーシングはシリンダ形状に構成されており、その外周に少なくとも１つのシールリングを有する。シリンダ形状に構成することにより、シリンダケーシングを容易にロータケーシングの形状に適合させることができる。外周に配置されるシールリングにより、センサケーシングをロータケーシングに差し込んだ後、シーリングが行われるため、差し込んだこのセンサが周囲の影響を受けることはない。
【００１３】
別の実施形態では、支持要素には両側に複数の磁場センサ及び／又は評価及び／又は増幅電子装置が備え付けられている。有利には、支持要素のこのような両側の備え付けは、センサケーシングをシリンダとして構成する場合に可能である。したがって、複数の磁場センサを両側に備え付けることにより、磁場センサによって求められる信号の冗長性が得られる。
【００１４】
本発明の一発展形態は特に、自動車のクラッチ操作システムのクラッチアクチュエータ用の電動モータに関しており、この電動モータには、磁気発生リングに回動不能に接続されているロータと、磁気発生リングによって形成される磁場を検出する少なくとも１つの磁場センサが配置されているステータとが含まれており、ここで、この磁場センサは、ロータの回転軸外に配置されている。センサを容易に交換可能な電動モータでは、少なくとも１つの磁場センサは、本発明書で説明した複数の特徴的構成のうちの少なくとも１つにしたがって構成されたセンサユニット内に配置されている。
【００１５】
有利には、このセンサユニットはステータに配置されており、センサケーシングの開放側は、磁気発生リング側を向いている。これによって保証されるのは、この磁場センサが、磁気発生リングによって形成される磁場を確実にセンシングし、対応する正確なセンサ信号を出力できることである。
【００１６】
一実施形態では、センサケーシングはロータケーシングに載置可能である。これにより、このロータケーシングを特に容易に取り付けおよび取り外すことができる。
【００１７】
本発明では数多くの実施形態が可能である。図面に示した複数の図に基づき、これらの実施形態のうちの１つを詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】自動摩擦クラッチを操作するクラック操作システムの原理図である。
【図２】本発明による電動モータの実施例を示す図である。
【図３】本発明によるセンサユニットの実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１には、自動クラッチ用のクラッチ操作システム１が簡略化されて示されている。クラッチ操作システム１は、自動車のパワートレインにおいて摩擦クラッチ２に対応付けられており、かつ、圧力管路とも称される液圧管路４を介してスレーブシリンダ５に接続されているマスタシリンダ３を有する。スレーブシリンダ５では、スレーブピストン６が軸方向に移動可能に軸支されており、このスレーブピストンにより、軸受７が介在することによって摩擦クラック２が操作される。マスタシリンダ３では、マスタピストン８が軸方向に移動可能に軸支されている。マスタピストン８からはピストンロッド９が出ており、このピストンロッドは、マスタピストン８と共にマスタシリンダ３の長手方向に並進運動可能である。マスタシリンダ３のピストンロッド９は、ねじ山付きスピンドル１０を介して、電動モータ式アクチュエータ１１に結合されている。電動モータ式アクチュエータ１１には、転流式直流モータとして構成された電動モータ１２及び評価ユニット１３が含まれている。ねじ山付きスピンドル１０は、電動モータ１２の回転運動をピストンロッド９ないしはマスタピストン８の長手方向運動に変換する。
【００２０】
図２によれば、電動モータ１２はロータ１２１を有しており、このロータには磁気発生リング１４が相対回動不能に軸支されている。磁気発生リング１４から空間的に離隔された、ロータ１２１の回転軸外には、センサユニット１６がステータ１５に固定されており、磁場センサ１９によって取り込まれた位置信号が、センサユニット１６の構成部分である評価電子装置１７によって評価される。
【００２１】
センサユニット１６の実施例は図３に示されている。センサユニット１６は、シリンダ形状のセンサケーシング１８から構成されており、このセンサケーシングでは、少なくとも１つの磁場センサ１９が支持要素２０に配置されている。支持要素２０は、ここでは平らなボード又はリードフレームとして構成することが可能である。少なくとも１つの磁場センサ１９の感知面は、センサケーシング１８の開放されて構成された側２３を指し示しており、このセンサケーシングは、組立状態において磁気発生リング１４側を向いている。
【００２２】
支持要素２０からは、ボードまたはリードフレームのケーブル２１が、ケーブル引出部２２において外部に導かれており、このケーブル引出部２２は、センサケーシング１８から半径方向に遠ざかる方向を指し示しているか又は接線方向にこれに成形されている。センサケーシング１８の内部にもケーブル引出部２２の内部にも、プラスチックが吹き付けられており、これにより、磁場センサ１９及び評価電子装置１７の形態の内部にある電子装置、ならびに電気線路２４は、湿気から十分に保護されており、同時にセンサユニット１６内で不動に配置されている。
【００２３】
シリンダ形状のセンサケーシング１８は、段２５を有しており、センサケーシング１８は、この段によって２つの領域２６、２７に分けられている。センサケーシング１８の開放側２３を含む領域２６は、これに接続されている第２の領域２７よりも直径が小さい。この段２５により、センサケーシング１８の幾何学形状において、磁場センサ１９の検出されるべき感知面に対する開放側２３の間隔が定められる。さらに、センサケーシング１８の、大きい方の直径を有する領域２７は、係止部２８を有しており、ロータ１２１がステータ１５の後ろに配置される場合、この係止部により、ロータ１２１の、もはや図示していないケーシングにセンサケーシング１８が保持される。同時に、この第２の領域２７は、Ｏリングの形態のシールリング２９によって包囲されており、このリングにより、電動モータ１２のケーシングの領域が、はめ込まれるセンサユニット１６に対して密閉される。
【００２４】
このシリンダ形状により、支持要素２０を両側に備え付けることができる。したがって、検出される磁場の冗長性を可能にするため、両側に磁場センサ１９を配置することができる。しかしながら、支持要素２０の一方の側に複数の磁場センサ１９がさらに固定され、これに対して支持要素２０の他方の側が評価及び／又は増幅回路１７を支持することも可能である。磁場センサ１９として、スイッチホールセンサ、アナログホールセンサ、２Ｄ／３Ｄホールセンサ、誘導形のセンサタイプ又はＧＭＲセンサのような種々異なるセンサタイプを使用可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１  クラッチ操作システム、  ２  摩擦クラッチ、  ３  マスタシリンダ、  ４  液圧管路、  ５  スレーブシリンダ、  ６  スレーブピストン、  ７  軸受、  ８  マスタピストン、  ９  ピストンロッド、  １０  ねじ山付きスピンドル、  １１  電動モータ式アクチュエータ、  １２  電動モータ、  １２１  ロータ、  １３  評価ユニット、  １４  磁気発生リング、  １５  ステータ、  １６  センサユニット、  １７  評価電子装置、  １８  センサケーシング、  １９  磁場センサ、  ２０  支持要素、  ２１  ケーブル、  ２２  ケーブル引出部、  ２３  センサケーシングの開放側、  ２４  電気線路、  ２５  段、  ２６  センサケーシングの第１の領域、  ２７  センサケーシングの第２の領域、  ２８  係止部、  ２９  シールリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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