JP2008253044A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は速度センサーの精度が上がり、モータ１回転の速度変動が０．０５％から０．０００５％と飛躍的に少なくできるとともに、ＦＧマグネットがホール素子出力信号線に与える影響（ノイズ）も
取り除くことができるモータを 得るにある。
【解決手段】ＦＧマグネットと、基板に設けた短形放射状パターンのＦＧコイルとからなる速度センサーを備えるモータにおいて、前記速度センサーの基板のＦＧコイルを全周に引き廻すとともに、該ＦＧコイルの内側部位の基板に配置されたモータ駆動コイルおよびホール素子出力信号線と外側部位のモータを駆動させるＩＣ端子との接続をＦＧコイルの複数個の短形放射状パターン部位のコイルと絶縁状態で近接して平行に配線させた外部接続配線で行ない、ホール素子に対するノイズをキャンセルする差動回路を設けてモータを構成している。
【選択図】 図３

Description

本発明は低速で回転制御しながら使用する分野で使用されるスキャナーモータ等のモータに関する。

従来、基板に固定されたシャフトに回転可能に取付けられたロータケースの外周部寄りの該基板と対向する部位に設けられたＦＧマグネットと、このＦＧマグネットと対応する部位の前記基板に設けられた短形放射状パターンのＦＧコイルとを備えるモータは、ＦＧコイルの内側に構成されるモータ駆動コイルおよびホール素子等の信号線をＦＧコイルより外側に引き出し、モータを駆動するＩＣに配線しなければならず、ＦＧコイルを全周に引き廻すことができず、ＦＧコイルの一部に開口部を形成し、該開口部に信号線を配置していた。

このため、ＦＧコイルが全周に引き廻されていないため、速度センサーの精度を上げることができないという欠点があった。
特開平７−９０８０

本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、速度センサーの精度が上がり、モータ１回転の速度変動が０．０５％から０．０００５％と飛躍的に少なくできるとともに、ＦＧマグネットがホール素子出力信号線に与える影響（ノイズ）も
取り除くことができるモータを提供することを目的としている。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明は基板に固定されたシャフトに回転可能に取付けられたロータケースの外周部寄りの該基板と対向する部位に設けられたＦＧマグネットと、このＦＧマグネットと対応する部位の前記基板に設けられた短形放射状パターンのＦＧコイルとからなる速度センサーを備えるモータにおいて、前記速度センサーの基板のＦＧコイルを全周に引き廻すとともに、該ＦＧコイルの内側部位の基板に配置されたモータ駆動コイルおよびホール素子出力信号線と外側部位のモータを駆動させるＩＣ端子との接続をＦＧコイルの複数個の短形放射状パターン部位のコイルと絶縁状態で近接して平行に配線させた外部接続配線で行ない、ホール素子に対するノイズをキャンセルする差動回路を設けてモータを構成している。

以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。

（１）基板に固定されたシャフトに回転可能に取付けられたロータケースの外周部寄りの該基板と対向する部位に設けられたＦＧマグネットと、このＦＧマグネットと対応する部位の前記基板に設けられた短形放射状パターンのＦＧコイルとからなる速度センサーを備えるモータにおいて、前記速度センサーの基板のＦＧコイルを全周に引き廻すとともに、該ＦＧコイルの内側部位の基板に配置されたモータ駆動コイルおよびホール素子出力信号線と外側部位のモータを駆動させるＩＣ端子との接続をＦＧコイルの複数個の短形放射状パターン部位のコイルと絶縁状態で近接して平行に配線させた外部接続配線で行ない、ホール素子に対するノイズをキャンセルする差動回路を設けたので、ＦＧコイルが全周に引き廻されているため、速度センサーの精度が上がり、モータ１回転の速度変動を０．０５％から０．０００５％へと飛躍的に少なくできた。

（２）前記（１）によって、外部接続配線を近接して平行に配線し、ホール素子に対するノイズをキャンセルする差動回路を設けたので、ＦＧマグネットがホール素子出力信号線に与える影響（ノイズ）を取り除くことができる。

（３）請求項２、３も前記（１）、（２）と同様な効果が得られる

以下、図面に示す本発明を実施するための最良の形態により、本発明を詳細に説明する。

図１ないし図８に示す本発明を実施するための最良の第１の形態において、１はスキャナーモータとして使用される本発明のモータで、このモータ１はベース板２と、このベース板２上に固定された基板３と、この基板３および前記ベース板２に軸受部材４を介して、上部が上方へ突出するように固定されたシャフト５と、このシャフト５に軸受６、６を介して回転可能に取付けられたほぼ中央部より外部へ突出するフランジ７が形成されたスリーブ８と、このスリーブ８のフランジ７の下面に固定された先端部が下方へ位置してほぼ水平方向へ突出する少なくとも突出部位の底面が反射面となるように加工されたロータケース９と、このロータケース９内に取付けられた駆動用マグネット１０と、この駆動用マグネット１０と対応する前記基板３に設けられたモータ駆動コイル１１と、このモータ駆動コイル１１の外周部の前記基板３に設けられたＦＧコイル１２および、このＦＧコイル１２と対応する部位の前記ロータケース９の先端部寄りの底面に設けられたＦＧマグネット１３とからなる速度センサー１４と、前記スリーブ８の上部寄りの部位に取付け金具１５を介して取付けられたポリゴンミラー１６と、前記ＦＧマグネット１３の取付け部位よりも内側の反射板となるように加工された部位のロータケース９に形成された、前記基板３側にバリ１７が生じるように打ち抜き形成された検出用透孔１８、前記ロータケース９が回転した状態で該検出用透孔１８を検出できる部位の前記基板３に取付けられたフォトリフレクタを用いた検出器１９とからなるインデックス信号機構２０とで構成されている。

前記速度センサー１４を構成するＦＧコイル１２は図３に示すように、短形放射状パターンを全周に引き廻すように形成するとともに、該ＦＧコイル１２の内側部位の基板３に配置されたモータ駆動コイル１１、１１および３個のホール素子２２、２２、２２の６個のホール素子出力信号線２３とＦＧコイル１２の外側部位のモータを駆動させる１４個のＩＣやフォトリフレクタ等に接続するための接続端子２４との外部接続回線２５を、図５に示すように内側と外側部位のコイルをそれぞれ内側と外側方向に突出させた複数個の短形放射状パターン部位１２ａ、１２ａ、１２ａ、１２ａ、１２ａ、１２ａ、１２ａ、１２ａ内のほぼ中央部に配線した２個の外部接続配線本体２６、２６および近接して平行に配線した１２個の外部接続配線本体２６、２６と、この１４個の外部接続配線本体２６、２６、２６、２６の両端部をＦＧコイル１２と絶縁状態で接続する２５個のジャンパーチップ抵抗２７とで構成し、図８に示すようにホール素子２２、２２、２２に対するノイズ、すなわち、ＦＧマグネット１３の磁束が外部接続配線をよぎる時に、そこに起電力を生じ発生するものをキャンセルするオペアンプ、またはコンパレータ２８とモータ駆動コイル１１に接続される３相ロジック部２９とからなる２本の信号線の同相分のノイズを２本の差を取ることで除去する差動回路３０が設けられている。

上記構成のモータ１は短形放射状パターンが全周に引き廻すように形成されたＦＧコイル１２を用いているので、速度センサー１４の精度が上がるとともに、同相のノイズとなるように短形放射状パターン部位内に近接して平行に配線した外部接続配線本体２６、２６とジャンパーチップ抵抗２７、２７との外部接続配線２５および差動回路３０によってホール素子２２、２２、２２に対するノイズをキャンセルすることができる。
なお、モータ駆動コイル２１、２１はスイッチングノイズの周波数が高く、ローパスフィルタ（図示せず）で取り除くことができるので、影響はない。
[発明を実施するための異なる形態]

次に、図９ないし図２２に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

図９ないし図１３に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点は、１４個の外部接続配線本体２６と２７個のジャンパー線３１とを用いた外部接続配線２５Ａを行なった速度センサー１４Ａと、ロータケース９の反射面部位にニッケルメッキ３２を施したインデックス信号機構２０Ａを用いた点で、このような速度センサー１４Ａとインデックス信号機構２０Ａを用いて構成したモータ１Ａにしても、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。

図１４ないし図１８に示す本発明を実施するための第３の形態において、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点は、ＦＧコイル１２の内側部分と外側部分とを外部接続配線本体２６で直接接続するとともに、該外部接続配線本体２６と交差する部位のＦＧコイル１２の内側部分と外側部分とをジャンパーチップ抵抗２７で接続した速度センサー１４Ｂと、ロータケース９の反射面部位に形成した検出用透孔の代わりに光吸収塗料、例えば黒色の艶消しの自動車用ボディー用ペイント、プラモデル用エナメル塗料、熱硬化型フッ素系潤滑塗料を筆塗り、スプレー、ジャブ漬け、熱硬化等により塗布した光吸収部３３を形成したインデックス信号機構２０Ｂを用いた点で、このような速度センサー１４Ｂとインデックス信号機構２０Ｂを用いて構成したモータ１Ｂにしても、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。

図１９ないし図２２に示す本発明を実施するための第４の形態において、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点は、ＦＧマグネット１３の内側および外側へ飛び出すだけのスペースがある場合に、外側部分および外側部分を内側と外側へ突出するように全周に引き廻した短形放射状パターンのＦＧコイル１２Ａを形成した速度センサー１４Ｃと、フォトインターラプタを検出器１９Ａとして用いたインデックス信号機構２０Ｃを用いた点で、このような速度センサー１４Ｃとインデックス信号機構２０Ｃを用いて構成したモータ１Ｃしても、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。

本発明は低速で回転制御しながら使用する分野のモータを製造する産業で利用される。

本発明を実施するための最良の第１の形態の平面図。 図１の２−２線に沿う断面図。 本発明を実施するための最良の第１の形態の基板の平面図。 本発明を実施するための最良の第１の形態のＦＧコイルとＦＧマグネットの関係を示す説明図。 本発明を実施するための最良の第１の形態の外部接続配線の説明図。 本発明を実施するための最良の第１の形態のロータケースの説明図。 図６の７−７線拡大断面図。 本発明を実施するための最良の第１の形態の差動回路の説明図。 本発明を実施するための第２の形態の平面図。 図９の１０−１０線に沿う断面図。 本発明を実施するための第２の形態の基板の平面図。 本発明を実施するための第２の形態の外部接続配線の説明図。 本発明を実施するための第２の形態のロータケースの説明図。 本発明を実施するための第３の形態の平面図。 図１４の１５−１５線に沿う断面図。 本発明を実施するための第３の形態の基板の平面図。 本発明を実施するための第３の形態の外部接続配線の説明図。 本発明を実施するための第３の形態のロータケースの説明図。 本発明を実施するための第４の形態の平面図。 図１９の２０−２０線に沿う断面図。 本発明を実施するための第４の形態の基板の平面図。 本発明を実施するための第４の形態のＦＧコイルとＦＧマグネットの関係を示す説明図。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：モータ、２：ベース板、
３：基板、 ４：軸受部材、
５：シャフト、 ６：軸受、
７：フランジ、 ８：スリーブ、
９：ロータケース、 １０：駆動用マグネット、
１１：モータ駆動コイル、 １２、１２Ａ：ＦＧコイル、
１３：ＦＧマグネット、
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ：速度センサー、
１５：取付け金具、 １６：ポリゴンミラー、
１７：バリ、 １８：検出用透孔、
１９、１９Ａ：検出器、
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ：インデックス機構、
２２：ホール素子、
２３：ホール素子出力信号線、 ２４：接続端子、
２５、２５Ａ：外部接続配線、 ２６：外部接続配線本体、
２７：ジャンパーチップ抵抗、
２８：オペンアンスまたはコンパレータ、
２９：３相ロジック部、 ３０：差動回路、
３１：ジャンパー線、 ３２：ニッケルメッキ、
３３：光吸収部。 ,

Claims (3)

1. 基板に固定されたシャフトに回転可能に取付けられたロータケースの外周部寄りの該基板と対向する部位に設けられたＦＧマグネットと、このＦＧマグネットと対応する部位の前記基板に設けられた短形放射状パターンのＦＧコイルとからなる速度センサーを備えるモータにおいて、前記速度センサーの基板のＦＧコイルを全周に引き廻すとともに、該ＦＧコイルの内側部位の基板に配置されたモータ駆動コイルおよびホール素子出力信号線と外側部位のモータを駆動させるＩＣ端子との接続をＦＧコイルの複数個の短形放射状パターン部位のコイルと絶縁状態で近接して平行に配線させた外部接続配線で行ない、ホール素子に対するノイズをキャンセルする差動回路を設けたことを特徴とするモータ。
2. 外部接続配線が設けられた部位の複数個の短形放射状のパターンはジャンパーチップ抵抗で接続できるように他の部位の複数個の短形放射状のパターンの内側および外側部位よりも内側および外側に突出するように配置されていることを特徴とする請求項１記載のモータ。
3. 外部接続配線が設けられる部位の複数個の短形放射状のパターンの内側および外側部位は、他の部位の複数個の短形放射状のパターンの内側および外側部位よりも内側および外側に突出し、かつ外部接続配線と絶縁状態となるようにジャンパーチップ抵抗で接続されていることを特徴とする請求項１記載のモータ。

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