JP2001258211A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの小型化を図るとともに、簡易な手段
を用いて回転位置検出装置の誤動作の発生を防止するこ
と。 【解決手段】 ホール素子４２と対向する凹部３０にお
いて、固定子２１を構成するステータコア２３の端縁の
一部を延長することにより、磁気遮蔽手段としての遮蔽
部３２を設ける。遮蔽部３２は、ホール素子４２と、ホ
ール素子４２と対向するポール２４ａとの間に位置し、
遮蔽部３２が励磁されたコイル２５からの漏れ磁束を遮
蔽することにより、漏れ磁束のホール素子４２への影響
を低減させる。そのため、ホール素子４２が漏れ磁束を
検出することによる誤動作を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転位置検出機能
を備えたモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のモータは、例えば、特開
平１１−２７１０９１号公報にて示すように、回転子の
底部に設けられた永久磁石と、その永久磁石の回転域と
対向するように固定子側に設けられた磁気検出素子とを
備えている。そして、モータの回転により永久磁石が磁
気検出素子と対向するごとに、磁気検出素子が検出信号
を出力し、例えば、原点が検出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の構成において
は、図９に示すように、モータの小型化の観点から、基
板８９に支持された磁気検出素子としてのホール素子８
２と、永久磁石からなる位置検出用マグネット８８と
が、それぞれ固定子８１及び回転子８６から突出しない
ように配置されていた。そして、固定子を構成するステ
ータコア８３，８４の磁極としてのポール８３ａ，８４
ａ間には凹部８７が設けられている。

【０００４】そのため、コイル８５に給電すると、ホー
ル素子８２が、ホール素子８２とポール８４ａとの間に
位置する凹部８７から漏れ出てくるモータの駆動磁束
（漏れ磁束）の影響を受けて誤動作をするおそれがあ
る。

【０００５】そして、この漏れ磁束の影響を受けないよ
うにするために、従来は、制御回路に同期をとる機能を
設け、回転子８６が所定位置に達したときにのみホール
素子８２からの信号を受け付けるようにしていた。しか
し、このような構成を採るとその制御構成が複雑とな
る。

【０００６】また、位置検出用マグネット８８の磁力を
強くすることにより、漏れ磁束の影響を相対的に低減す
ることも可能ではあるが、この方法を採ると、モータの
回転に悪影響を与えるばかりでなく、強磁力マグネット
を使用するため、製造コストが高くなる。

【０００７】本発明の目的は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、モータの小型化を図るとともに、簡易な手
段を用いて回転位置検出誤動作の発生を防止し、検出精
度を向上させることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、環状のヨークの外周面
にコイルを巻回するとともに、そのヨークの内周面側に
複数のポールを周方向に沿って列設して構成した固定子
と、前記固定子内に配置され、永久磁石を有する回転子
とを備え、前記回転子の側部に永久磁石よりなる被検出
子を設けるとともに、前記被検出子の回転域と対向する
磁気検出素子を設けたモータにおいて、前記磁気検出素
子に対してモータ駆動磁束が伝播されるのを抑制する磁
気遮蔽手段を設けたことを要旨とする。

【０００９】前記磁気検出素子に対してモータ駆動磁束
が伝播されるのを抑制するために、磁気遮蔽手段を設け
ることにより、回転位置検出素子に対する漏れ磁束の影
響を低減させることができ、漏れ磁束により誤動作を起
こすという問題を解消することができる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記ポールは固定子に形成された凹部内に位置し、
前記磁気遮蔽手段は、前記ヨークの端縁の一部を延出し
て、その延出部を前記ポールと磁気検出素子との間に配
置して構成したことを要旨とする。

【００１１】前記凹部から漏れ出てくるモータ駆動磁束
を延出部により遮蔽し、磁気検出素子に対するモータ駆
動磁束の影響を低減させることとなる。しかも、延出部
は、ヨークの端縁の一部を延出しただけであるから、部
品点数が増えることがなく、構成が簡単である。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１におい
て、前記ポールは固定子に形成された凹部内に位置し、
前記磁気遮蔽手段は、前記磁気検出素子をポールの位置
から固定子の円周方向に離隔するように前記凹部から外
れた位置に配置して構成したことを要旨とする。

【００１３】前記磁気遮蔽手段として、前記磁気検出素
子をポールから固定子の円周方向に離隔するように配置
した構成としたため、凹部から漏れ出てくるモータ駆動
磁束に対して磁気検出素子を離すこととなり、磁気検出
素子に対するモータ駆動磁束の影響を低減させることと
なる。この場合においても、磁気検出素子の位置を設定
したのみであるから、部品点数が増えることがなく構成
が簡単である。

【００１４】

【発明の実施の形態】（第一実施形態）以下、本発明を
具体化したステップモータの第一実施形態を図１〜図７
に従って説明する。

【００１５】図１〜図３に示すように、カップ状をなす
金属製のケース１１の内底面中心位置には支軸１２が固
定されている。ケース１１の内部には、絶縁部材よりな
るカップ状のホルダ１３が収容固定され、ホルダ１３の
内底面（図１の上部）中心には、前記支軸１２が貫通す
る軸孔１５が透設されている。

【００１６】前記ホルダ１３の内底面には、基板４３が
固定されており、その基板４３には、ホルダ１３の中心
側を指向する磁気検出素子としてのホール素子４２と、
そのホール素子４２に接続され、ホルダの側壁１９から
外部に突出する端子４４とが実装されている。

【００１７】また、図２に示すように、ホルダ１３の側
壁１９には、１８０度の間隔をおいて各一対の挿通孔１
８（一つのみ図示）が透設され、また、各挿通孔１８に
対応するホルダ１３の内周面には、斜状のガイド面１４
がテーパー状に形成されている。

【００１８】固定子２１は、図１〜図３に示すように、
前記ホルダ１３内に固定され、モータ軸方向に重合され
たヨークとしての一対の環状をなすステータコア２３，
２４と、各ステータコア２３，２４内に収容されたコイ
ルボビン２６ａ，２６ｂと、各コイルボビン２６ａ，２
６ｂに巻回されたコイル２５とを有している。

【００１９】各ステータコア２３，２４の内周面には、
図３，図４，図７（ａ），（ｂ）に示すように、全体と
して櫛歯状をなすポール（磁極）２３ａ，２４ａが等間
隔をおいて交互に形成され、各ポール２３ａ，２４ａ間
には、凹部３０が形成されている。

【００２０】また、図１，図４，図７（ａ），（ｂ）に
示すように、ホール素子４２と対向する位置における凹
部３０には、ステータコア２３の端縁をモータの中心方
向に延長することにより、磁気遮蔽手段としての遮蔽部
３２が設けられている。従って、遮蔽部３２は、ホール
素子４２と、そのホール素子４２と対向するポール２４
ａとの間に位置することとなる。なお、遮蔽部３２の両
側には、小スリット３３が形成されているが、これは遮
蔽部３２の両側のポール２３ａを成形しやすくするもの
である。

【００２１】インシュレータ２８からなるコイルボビン
２６ａ，２６ｂの一側壁の外周には、図５（ａ）〜
（ｃ）に示すように、各一対の取付け孔２９が設けら
れ、それらの取付け孔２９には、ターミナル２７ａ，２
７ｂがそれぞれ挿入支持されている。また、ターミナル
２７ａにはコイルボビン２６ａのコイル２５が、ターミ
ナル２７ｂにはコイルボビン２６ｂのコイル２５がそれ
ぞれ接続されている。

【００２２】図１〜２に示すように、回転子３１は、そ
の中心の軸筒１７において前記支軸１２に支持され、軸
筒１７に連結した出力軸１６が前記軸孔１５に突出され
ている。回転子３１の外周には、永久磁石２２が配設さ
れている。また、回転子３１の一底面（図１の上部）に
は、軸方向に突出するブラケット５３が固定され、ブラ
ケット５３の先端には永久磁石からなる被検出素子とし
ての位置検出用マグネット５２が支持されている。

【００２３】前記ホール素子４２は、位置検出用マグネ
ット５２の回転域と対向し、位置検出用マグネット５２
がホール素子４２に近接するごとに、ホール素子４２が
検出信号を出力する。そして、遮蔽部３２は、ホール素
子４２と対向するポール２４ａと、ホール素子４２との
間に位置している。

【００２４】次に、モータの組立てについて説明する。
図６（ａ）に示すように、コイルボビン２６ａは、取付
け孔２９にターミナル２７ａの一端を狭入支持させた状
態で、コイル２５をインシュレータ２８に巻回すること
により形成される。そして、コイル２５の両端がターミ
ナル２７ａに溶接され、接続される。

【００２５】この場合、図６（ａ）からも明らかなよう
に、取付け孔２９はコイルボビン２６ａの外側壁に設け
られており、また、ターミナル２７ａはコイル２５の被
巻回域から外側を向くように取付けられているため、タ
ーミナル２７ａがコイルボビン２６ａのコイル被巻回域
を跨がず、外側を向くように取付けられている。そのた
め、ターミナル２７ａを取付け孔２９に狭入支持させた
後に、コイル２５をコイルボビン２６ａに巻回する際に
おいて、ターミナル２７ａが巻回の邪魔とならない。

【００２６】次に、図６（ｂ）〜（ｄ）に示すように、
コイルボビン２６ｂを、上記のようにして形成されたコ
イルボビン２６ａを用いて形成される。具体的には、図
６（ｃ）に示すように、コイルボビン２６ａのターミナ
ル２７ａを決められた寸法に切断する。そして、図６
（ｄ）に示すように、この切断されたターミナル２７ａ
の上面に、別のターミナル２７ｃが、図に示すように、
ターミナル２７ａと同方向を向くように溶接固定され
る。この場合、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、コイ
ルボビン２６ａ，２６ｂのターミナル２７ａ，２７ｂ
は、コイルボビン２６ａ，２６ｂを重ね合わせた場合
に、一方のコイルボビン２６ｂから同じ長さだけ突出す
るようにセットされる。

【００２７】そして、このようにして得られた各々のコ
イルボビン２６ａ，２６ｂを、ステータコア２４を介し
て重ね合わせ、ステータコア２３により覆うことによ
り、固定子２１が組上げられる。

【００２８】その後、固定子２１をホルダ１３へ収容す
る。この場合、各ターミナル２７ａ，２７ｂは、ガイド
面１４に案内されて挿通孔１８へ円滑に挿入される。そ
して、ターミナル２７ａ，２７ｂを挿通孔１８から外方
へ突出させることにより、固定子２１がホルダ１３に収
容される。

【００２９】そして、回転子３１が軸筒１７において支
軸１２に支持されるとともに、固定子２１を有するホル
ダ１３がケース１１内に収容される。なお、この収容状
態では、ホルダ１３は図示しない固定手段によりケース
１１に固定される。

【００３０】さて、ステップモータは、固定子２１のコ
イル２５に電圧を印加することによりステータコア２
３，２４が励磁されて回転子３１が回転される。そし
て、回転子３１とともに位置検出用マグネット５２が回
転し、回転子３１が１回転するごとに、ホール素子４２
が位置検出用マグネット５２の磁束を検出し、検出信号
が出力されることとなる。

【００３１】上記のような構成を採用したため、本実施
形態によれば、以下のような効果を得ることができる。 ・ ホール素子４２と、そのホール素子４２と対向する
ポール２４ａとの間に遮蔽部３２を設けたことにより、
凹部３０から漏れ出してくる漏れ磁束を遮蔽することが
できるため、漏れ磁束のホール素子４２への影響を低減
させることができる。そのため、ホール素子４２が漏れ
磁束を検出し、誤動作を起こすという問題を解消でき、
ステップモータの回転位置の検出精度を向上させること
ができる。これにより、従来とは異なり、ホール素子４
２と位置検出用マグネット５２との近接に同期してホー
ル素子４２の出力を有効化するようにしていた制御構成
が不要となり、構成が簡単になる。

【００３２】また、ホール素子４２への漏れ磁束の影響
を低減させたため、ステータコア２３，２４とホール素
子４２との距離を更に短くすることができることとな
り、ステップモータの小型化を図ることができる。

【００３３】・ ステータコア２３の一部を延長するこ
とによって遮蔽部３２を設けたため、部品点数を増加さ
せることなく、また、大きな設計変更を伴なわずに、容
易に漏れ磁束のホール素子４２への影響を低減させるこ
とができるとともに、製造コストを増大させることなく
対応することができる。

【００３４】・ ステータコア２３の端縁を延長するこ
とにより遮蔽部３２を設けたため、固定子２１に回転子
３１を組込む際に邪魔とならず、ステップモータの組み
立ての作業性に影響を与えることなく、遮蔽部３２を設
けることができる。

【００３５】・ ホルダ１３の内周面に斜状のガイド面
１４を設けるとともに、ガイド面１４を挿通孔１８側に
向かって狭まるようにしたことにより、固定子２１をホ
ルダ１３に収容する際には、ターミナル２７ａ，２７ｂ
が挿通孔１８へスムーズに挿入されることとなる。その
ため、組付けが容易となるとともに、ターミナル２７
ａ，２７ｂがホルダ１３の内周面等に接触してターミナ
ル２７ａ，２７ｂが変形することを防止できる。

【００３６】・ ターミナル２７ａがコイル２５の被巻
回域から外方を向いているため、ターミナル２７ａがコ
イル２５の巻回の邪魔とならず、取付け孔２９にターミ
ナル２７ａを狭入支持させた状態でコイル２５を巻回す
ることができる。これにより、コイルボビン２６ａの組
上げが容易となる。

【００３７】・ コイルボビン２６ｂを、コイルボビン
２６ａを用いて製造したことにより作業工程の統一を図
ることができ、部品種類が少なくなるとともに、ターミ
ナル２７ａ，２７ｂの組付けが容易となる。

【００３８】（第二実施形態）次に、本発明を具体化し
た第二実施形態を図８を用いて説明する。本実施形態に
おいては遮蔽部３２を設けずに、ホール素子４２を凹部
３０間に配置したものである。即ち、固定子２１を円周
方向にずらすことにより、ホール素子４２は凹部３０の
位置から外れた位置に配置されている。

【００３９】なお、その他の構成は第一実施形態と同様
の構成及び効果を採るため、それらについての説明は省
略する。上記のような構成を採用したため、本実施形態
によれば、以下のような効果を得ることができる。

【００４０】・ ホール素子４２が凹部３０から離れた
位置に配置されているため、ホール素子４２が漏れ磁束
を検出し、誤動作するという問題を解消することができ
る。即ち、漏れ磁束は凹部３０から漏れ出してくるた
め、ホール素子４２を凹部３０から外れた位置に配設す
ることにより、漏れ磁束のホール素子４２への影響を低
減させることができる。しかも、前記第一実施形態と同
様に、部品点数が増えることがないため、構成が簡単で
ある。また、その他の効果も第一実施形態と同様であ
る。

【００４１】なお、本発明は、前記両実施形態の構成に
限定されるものではなく、この発明の趣旨から逸脱しな
い範囲で、各部の構成を任意に変更して具体化すること
も可能である。

【００４２】・ ホール素子４２と、そのホール素子４
２と対向する凹部３０との間に、別個独立した遮蔽部３
２を固定子２１に対して溶接又は接着等することにより
設けること。このような構成にしても、漏れ磁束のホー
ル素子４２への影響を低減させることができる。

【００４３】・ この発明をステップモータ以外のモー
タ、即ち、回転子に永久磁石を用い、固定子にポールを
設けたタイプのモータにおいて具体化すること。

【００４４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、簡単な
構成で誤動作の発生を防止し、モータの回転位置の検出
精度を向上させることができるとともに、小型化を実現
することができる。

【００４５】請求項２又は３に記載の発明によれば、請
求項１に記載の発明の効果に加えて、より簡易な構成で
確実にモータの回転位置の検出精度を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ステップモータの断面図。

【図２】 図１とは異なる方向で切断したステップモー
タの断面図。

【図３】 固定子の断面図。

【図４】 固定子の平面図。

【図５】 （ａ）コイルボビンの正面図、（ｂ）コイル
ボビンの断面図、（ｃ）コイルボビンの背面図。

【図６】 コイルボビンの製作方法を示す正面図。

【図７】 （ａ）固定子とモータ回転位置検出装置の位
置関係を示す一部平面図。（ｂ）固定子とモータ回転位
置検出装置の位置関係を示す一部断面図。

【図８】 （ａ）第二実施形態における固定子とモータ
回転位置検出装置の位置関係を示す一部平面図。（ｂ）
第二実施形態における固定子とモータ回転位置検出装置
の位置関係を示す一部断面図。

【図９】 （ａ）従来における固定子とモータ回転位置
検出装置の位置関係を示す一部平面図。（ｂ）従来にお
ける固定子とモータ回転位置検出装置の位置関係を示す
一部断面図。

【符号の説明】

２１…固定子、２２…永久磁石、２３，２４…ヨークと
してのステータコア、２３ａ，２４ａ…ポール、２５…
コイル、３０…凹部、３１…回転子、３２…延出部とし
ての遮蔽部、４２…磁気検出素子としてのホール素子、
５２…被検出子としての位置検出用マグネット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H019 AA07 BB01 BB05 BB15 BB19 BB23 CC03 EE02 5H611 AA01 BB10 PP05 QQ03 RR02 UA04 5H621 GA07 GB10 HH02 JK14

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状のヨークの外周面にコイルを巻回す
   るとともに、そのヨークの内周面側に複数のポールを周
   方向に沿って列設して構成した固定子と、前記固定子内
   に配置され、永久磁石を有する回転子とを備え、前記回
   転子の側部に永久磁石よりなる被検出子を設けるととも
   に、前記被検出子の回転域と対向する磁気検出素子を設
   けたモータにおいて、 前記磁気検出素子に対してモータ駆動磁束が伝播される
   のを抑制する磁気遮蔽手段を設けたことを特徴とするモ
   ータ。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記ポールは固定子に形成された凹部内に位置し、前記
   磁気遮蔽手段は、前記ヨークの端縁の一部を延出して、
   その延出部を前記ポールと磁気検出素子との間に配置し
   て構成したことを特徴とするモータ。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記ポールは固定子に形成された凹部内に位置し、前記
   磁気遮蔽手段は、前記磁気検出素子をポールの位置から
   固定子の円周方向に離隔するように前記凹部から外れた
   位置に配置して構成したことを特徴とするモータ。