JP2013251982A

JP2013251982A - モータ

Info

Publication number: JP2013251982A
Application number: JP2012124801A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Higuchi; 大輔樋口
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2013-12-12

Abstract

【課題】ロータマグネットからの磁束変化を感磁素子で検出するにあたって、磁気抵抗素子をロータマグネットおよび突極に対して所定の位置に精度よく配置することができるモータを提供すること。
【解決手段】モータ１では、磁気センサ部８での検出結果に基づいて、突極２１２に巻回されたコイル２４への通電を制御する。磁気センサ部８は、コイル給電用の配線パターンが形成されたモータ基板６０に保持されたＭＲ素子８１を備えており、モータ基板６０には、ステータ２や、ロータ３の回転軸を支持する軸受装置７も搭載されている。このため、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１を、ロータマグネット３３の近くのうち、径方向において、ロータマグネット３３の第２周面３３２から突極２１２が位置する側とは反対側に離間した所定位置、または第２周面３３２と重なる位置に精度よく配置することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロータの回転を検出する磁気抵抗素子を備えたモータに関するものである。

ブラシレスモータにおいては、ロータの回転位置を検出し、かかる検出結果に基づいて、突極に巻回されたコイルへの通電を制御する。このため、ブラシレスモータでは、例えば、ロータマグネットとは別に設けたエンコーダマグネットの磁極位置を感磁素子で検出する構成が採用されている。また、ロータマグネットの磁極位置を感磁素子で検出する構成も提案されている（特許文献１参照）。例えば、ステータの内側にロータが配置されたインナーロータ型のモータにおいて、ロータマグネットの内周面より内側（突極から離間する側）に磁気センサ（感磁素子）を配置し、ロータマグネットの漏れ磁束を、ヨークを介して検出する構成が提案されている。

特開２００６−８１３６５号公報

ロータマグネットの磁極位置を磁気抵抗素子（磁気抵抗効果素子）で検出する方式の場合、ロータマグネットの近くに突極およびコイルが位置しているため、ロータマグネットの近くのうち、コイルへの通電の影響が及びにくい位置に磁気抵抗素子を配置する必要がある等、ロータマグネットや突極に対する磁気抵抗素子の位置に高い精度が求められる。しかしながら、特許文献１に記載の構成では、磁気センサの位置精度については一切記載されていない。すなわち、特許文献１では、磁気センサが実装された基板がモータハウジングの底部に取り付けられた構成が記載されているだけであり、かかる構成では、磁気センサの位置に高い精度を得ることができない。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ロータマグネットからの磁束変化を磁気抵抗素子で検出するにあたって、磁気抵抗素子をロータマグネットおよび突極に対して所定の位置に精度よく配置することができるモータを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、コイル給電用の配線パターンが形成されたモータ基板と、周方向に配列された複数の突極および該突極に巻回されたコイルを備え、前記モータ基板の一方面側に搭載されたステータと、前記モータ基板の前記一方面側に搭載された軸受装置と、該軸受装置によって回転可能に支持された回転軸、および前記突極に対して径方向で対向する第１周面にＳ極とＮ極とが周方向で交互に形成された環状のロータマグネットを備えたロータと、該ロータの回転を検出する磁気センサ部と、を有するモータにおいて、前記磁気センサ部は、前記ロータが位置する側に前記ロータマグネットからの磁束変化を検出する感磁面を前記ロータに向けて前記モータ基板の前記一方面側に保持された磁気抵抗素子を含み、当該磁気抵抗素子における前記感磁面の感磁中心位置は、径方向において、前記第１周面から前記突極が位置する側とは反対側に離間した位置にあることを特徴とする。

本発明では、ロータマグネットからの磁束変化を検出する磁気センサ部を有しており、磁気センサ部での検出結果に基づいて、突極に巻回されたコイルへの通電を制御する。ここで、磁気センサ部は、コイル給電用の配線パターンが形成されたモータ基板の一方面に保持された磁気抵抗素子を備えており、かかるモータ基板では、ステータや、ロータの回転軸を支持する軸受装置も搭載されている。このため、ステータと、ロータとの位置精度が高いとともに、磁気抵抗素子とロータマグネットとの位置精度が高い。それ故、ロータマグネットからの磁束変化を磁気抵抗素子によって精度よく検出することができる。また、磁気抵抗素子と突極等との位置精度が高いため、磁気抵抗素子の感磁面の感磁中心位置を、ロータマグネットの近くのうち、ロータマグネットの第１周面から突極が位置する側とは反対側に離間した所定位置に精度よく配置することができる。それ故、磁気抵抗素子は、突極に巻回されたコイルへの通電の影響を受けにくい。

本発明において、前記感磁中心位置は、径方向において、前記ロータマグネットの前記突極に対向する側とは反対側の第２周面から前記突極が位置する側とは反対側に離間した位置、または前記第２周面と重なる位置にあることが好ましい。かかる構成によれば、磁気抵抗素子は、突極に巻回されたコイルへの通電の影響を受けにくい。

この場合、前記感磁中心位置と前記第２周面との径方向における離間距離は、前記第２周面の半径の０．２倍以下であることが好ましい。かかる構成によれば、ロータマグネットからの磁束変化を磁気抵抗素子によって感度よく検出することができるとともに、磁気抵抗素子は、突極に巻回されたコイルへの通電の影響を受けにくい。

本発明において、前記ロータは、径方向において前記磁気抵抗素子に対して前記突極が位置する側に、前記ロータマグネットと同一位相で着磁された周面を前記磁気抵抗素子に向ける環状の補助マグネットを備え、前記感磁面は、前記ロータマグネットおよび前記補助マグネットからの磁束変化を検出することが好ましい。かかる構成によれば、ロータマグネットおよび補助マグネットを利用して、ロータの回転に伴う磁束変化を磁気抵抗素子によって感度よく検出することができる。

本発明において、前記補助マグネットの前記周面と前記感磁中心位置との径方向における離間距離は、前記突極と前記感磁中心位置との径方向における離間距離より短いことが好ましい。かかる構成によれば、ロータの回転に伴う磁束変化を磁気抵抗素子によって感度よく検出することができるとともに、磁気抵抗素子は、突極に巻回されたコイルへの通電の影響を受けにくい。

本発明において、前記補助マグネットの前記周面と前記感磁中心位との径方向における離間距離は、前記第１周面と前記感磁中心位置との径方向における離間距離より短いことが好ましい。かかる構成によれば、ロータの回転に伴う磁束変化を磁気抵抗素子によって感度よく検出することができるとともに、磁気抵抗素子は、突極に巻回されたコイルへの通電の影響を受けにくい。

本発明において、前記感磁面は、前記モータ基板からの高さ位置が前記補助マグネットの前記周面と同一の高さ位置、あるいは前記補助マグネットの前記周面より低い位置にあることが好ましい。かかる構成によれば、ロータの回転に伴う磁束変化を磁気抵抗素子によって感度よく検出することができる。

本発明において、前記ロータは、前記回転軸に固定された端板部および該端板部の外周縁から前記モータ基板が位置する側に向けて延在する円筒状胴部を備えたバックヨークを有し、前記円筒状胴部は、前記突極が位置する側の面で前記ロータマグネットを保持し、当該円筒状胴部の先端面は、前記感磁面に対向していることが好ましい。かかる構成によれば、ロータマグネットからの磁束変化を、バックヨークを介しても検出することができる。

本発明において、前記軸受装置は、前記モータ基板に固定された軸受ホルダと、該軸受ホルダと前記回転軸との間に配置された軸受と、を備えている構成を採用することができる。

本発明において、前記ロータは、前記ステータより内側に配置されている構成を採用することができる。

本発明では、ロータマグネットからの磁束変化を検出する磁気抵抗素子を有しており、ロータの回転位置の検出結果に基づいて、突極に巻回されたコイルへの通電を制御する。ここで、磁気抵抗素子は、ステータや、ロータの回転軸を支持する軸受装置と同様、コイル給電用の配線パターンが形成されたモータ基板の一方面に保持されている。このため、ステータと、ロータとの位置精度が高いとともに、磁気抵抗素子とロータマグネットとの位置精度が高い。それ故、ロータマグネットからの磁束変化を磁気抵抗素子によって精度よく検出することができる。また、磁気抵抗素子と突極との位置精度が高いため、磁気抵抗素子の感磁面の感磁中心をロータマグネットの第１周面から突極が位置する側とは反対側に離間した位置に精度よく設定することができる。それ故、磁気抵抗素子は、突極に巻回されたコイルへの通電の影響を受けにくい。

本発明の実施の形態１に係るモータの全体構成を示す説明図である。本発明の実施の形態１に係るモータの断面図である。本発明の実施の形態１に係るモータにおける磁気抵抗素子とロータマグネット等との径方向の位置関係を示す説明図である。本発明の実施の形態１に係るモータにおける磁気抵抗素子の位置と出力波形との関係を示すグラフである。本発明の実施の形態２に係るモータの全体構成を示す説明図である。本発明の実施の形態２に係るモータの断面図である。本発明の実施の形態２に係るモータにおける磁気抵抗素子とロータマグネット等との径方向の位置関係を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に参照する図面において、モータ軸線方向は一点鎖線Ｌで示してある。また、磁気抵抗素子については、ＭＲ（magneto-resistive）素子と表してある。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係るモータの全体構成を示す説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、モータの斜視図、分解斜視図、ステータの分解斜視図、ロータの分解斜視図、および軸受装置の分解斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１に係るモータの断面図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、モータ全体の断面図および要部の断面図である。

図１および図２において、本形態のモータ１は、モータ基板６０の一方面側６０ｅに、ステータ２、ロータ３および軸受装置７等が搭載されている。モータ１は、筒状のステータ２に対してロータ３が径方向内側に位置するインナーロータ型のブラシレスモータである。また、モータ１は、外径寸法に比して厚さが薄い扁平構造を有している。

モータ基板６０には開口部６０ａが形成されており、かかる開口部６０ａを塞ぐように、軸受装置７が固定されている。軸受装置７は、開口部６０ａに下端部が嵌るように固定された筒状の軸受ホルダ７６と、軸受ホルダ７６の内側に形成された段部に保持された２つのベアリング７７、７８とを備えている。

ロータ３は、ベアリング７７、７８の内側に嵌った回転軸３１と、回転軸３１に保持されたカップ状のバックヨーク３２とを有している。バックヨーク３２は、回転軸３１に固定された円板状の端板部３２１と、端板部３２１の外周縁から下方（モータ基板６０が位置する方向）に延在して軸受ホルダ７６を外周側で覆う円筒状胴部３２２とを備えており、円筒状胴部３２２の外周面に円筒状のロータマグネット３３が固着されている。本形態において、ロータマグネット３３の下端部と、バックヨーク３２の下端部（円筒状胴部３２２）とは、モータ基板６０からみて同一の高さ位置にある。

本形態では、ロータマグネット３３とステータ２とが径方向で対向する周対向構造を有している。このため、ロータマグネット３３の内周面および外周面のうち、外周面は、周方向でＳ極とＮ極とが交互に複数形成された第１周面３３１になっており、内周面は、バックヨーク３２の円筒状胴部３２２の外周面に固定される第２周面３３２になっている。かかる第２周面３３２は、バックヨーク３２の円筒状胴部３２２および隙間を間に介して軸受ホルダ７６に対して径方向外側で対向している。

ロータ３に対して径方向外側には、ロータ３の周りを囲むように、環状のステータ２が配置されており、ステータ２は、ステータコア２１と、ステータ２を覆うケース２７とを備えている。ステータコア２１は、ロータ３の周りで延在する円環部２１１と、円環部２１１から径方向内側に延在する複数の突極２１２とを備えている。突極２１２は、周方向で等角度間隔に配置されており、突極２１２の径方向内側の端部に、ロータマグネット３３の第１周面３３１が微小な隙間を介して対向している。また、ステータ２は、ステータコア２１を覆うインシュレータ２２、２３と、インシュレータ２２、２３を介して突極２１２に巻回されたコイル２４（図２参照／図１では図示を省略）とを有している。ケース２７は、ステータコア２１およびコイル２４を上側で覆う円板状の端板部２７１と、端板部２７１の外周縁から下方（モータ基板６０が位置する方向）に延在する円筒部２７２と、円筒部２７２の端部で径方向外側に張り出したフランジ部２７５を有しており、円筒部２７２は、ステータコア２１を外周側で覆っている。本形態では、フランジ部２７５がモータ基板６０に固定されている。ケース２７の端板部２７１の中央には円形の開口部２７３が形成されており、かかる開口部２７３を塞ぐように円形の端板４が設けられている。端板４の中央には開口部４ａが形成されており、かかる開口部４ａから回転軸３１の先端部が突出している。このようにして、端板４およびケース２７によって、モータハウジングが構成されている。

モータ基板６０は、鉄製基板、セラミックス製基板、ガラス繊維配合樹脂製基板等の剛性基板６１を基体として有している。かかる剛性基板６１の一方面側６１ｅに、コイル２４への給電用の配線パターン６２や、後述する磁気センサ部８に対する配線パターン（図示せず）が形成されており、かかる配線パターンを覆うように絶縁保護膜６３が形成されている。また、モータ基板６０の一方面側６０ｅには、感磁素子等からの出力信号等を外部に出力するコネクタ６４が実装されている。

（磁気センサ部８の構成）
図３は、本発明の実施の形態１に係るモータ１における感磁素子８０とロータマグネット３３等との径方向の位置関係を示す説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、ロータマグネット３３等の平面図、および底面図である。

図１、図２および図３に示すように、本形態のモータ１は、ロータ３の回転位置を検出する磁気センサ部８を有しており、磁気センサ部８での検出結果に基づいて、突極２１２に巻回されたコイル２４への通電を制御する。このため、磁気センサ部８には、以下に説明するように、ロータマグネット３３の磁極位置を検出する複数の感磁素子８０が設けられている。

より具体的には、磁気センサ部８において、モータ基板６０には、軸受ホルダ７６が固定された開口部６０ａの周りに、複数の感磁素子８０とオペアンプ８９とが実装されている。本形態では、感磁素子８０として、ＭＲ素子８１と２つのホールＩＣ８６、８７とがモータ基板６０に実装されている。本形態では、周方向において、ＭＲ素子８１、ホールＩＣ８６、オペアンプ８９、ホールＩＣ８７の順に配置されている。かかる感磁素子８０のうち、ＭＲ素子８１は、厚さ方向の略中央位置に感磁面８１ｂを有しており、ＭＲ素子８１は、感磁面８１ｂをロータ３に向けてモータ基板６０に実装されている。なお、図２（ｂ）および図３には、ＭＲ素子８１の感磁面８１ｂの感磁中心位置Ｏ８１を黒丸で示してある。

ここで、感磁素子８０（ＭＲ素子８１およびホールＩＣ８６、８７）は各々が、ロータマグネット３３からの磁束変化を検出する。また、ＭＲ素子８１については、ロータマグネット３３の近くのうち、コイル２４への通電の影響が及びにくい位置に配置する必要がある。そこで、本形態では、以下の位置にＭＲ素子８１が配置されている。

まず、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１は、径方向において、ロータマグネット３３の第１周面３３１から突極２１２が位置する側とは反対側（径方向内側）に離間した位置にある。また、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１は、径方向において、ロータマグネット３３の第２周面３３２から突極２１２が位置する側とは反対側（径方向内側）に離間した位置、またはロータマグネット３３の第２周面３３２と重なる位置にある。本形態において、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１は、径方向において、ロータマグネット３３の第２周面３３２から突極２１２が位置する側とは反対側（径方向内側）に離間した位置にある。ここで、感磁中心位置Ｏ８１と第２周面３３２との径方向における離間距離ｄ８１は、第２周面３３２の半径Ｒの０．２倍以下、すなわち、第２周面３３２の半径Ｒの０倍から０．２倍である。言い換えれば、感磁中心位置Ｏ８１は、第２周面３３２の中心からみて、第２周面３３２の半径Ｒに対して１倍から０．８倍に相当する領域内に位置している。

また、ＭＲ素子８１の感磁面８１ｂは、ロータ３より下方（モータ基板６０が位置する方）にある。このため、バックヨーク３２の円筒状胴部３２２の先端面（下端面）は、ＭＲ素子８１の感磁面８１ｂに対向している。

なお、図示を省略するが、ホールＩＣ８６、８７の感磁中心位置については、径方向において、ロータマグネット３３の第１周面３３１から突極２１２が位置する側とは反対側（径方向内側）に離間した位置、ロータマグネット３３の第１周面３３１から突極２１２が位置する側に離間した位置、およびロータマグネット３３の第１周面３３１と重なる位置のいずれの位置に配置してもよい。

（ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１の位置と出力波形との関係）
図４は、本発明の実施の形態１に係るモータ１における磁気抵抗素子（ＭＲ素子８１）の位置と出力波形との関係を示すグラフであり、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１が第２周面３３２より内側にあって感磁中心位置Ｏ８１と第２周面３３２との径方向における離間距離が第２周面３３２の半径Ｒの０．２倍を超えた場合のＭＲ素子８１からの出力波形を示すグラフ、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１が第２周面３３２より内側にあって感磁中心位置Ｏ８１と第２周面３３２との径方向における離間距離が第２周面３３２の半径Ｒの０．２倍以下である場合のＭＲ素子８１からの出力波形を示すグラフ、およびＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１が第２周面３３２より外側にある場合のＭＲ素子８１からの出力波形を示すグラフである。なお、図４（ｂ）に示すグラフは、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１が第２周面３３２より内側にあって、感磁中心位置Ｏ８１と第２周面３３２との径方向における離間距離が第２周面３３２の半径Ｒの０．１倍である場合のＭＲ素子８１からの出力波形を示すグラフである。また、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すグラフは、ＭＲ素子８１の感磁面８１ｂが、ロータマグネット３３の下端部より下方に位置する場合のＭＲ素子８１からの出力波形を示すグラフである。また、図４（ｄ）には、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１が第２周面３３２より内側にあって、かつ、ＭＲ素子８１の感磁面が、ロータマグネット３３の下端部より上方に位置する場合のＭＲ素子８１からの出力波形を示してある。

なお、図４では、ロータ３が回転した際の機械角度の変化に伴って、ＭＲ素子８１において周方向（ｒ方向）に延在する磁気抵抗パターンからの出力を実線Ｌ１で示し、ＭＲ素子８１において径方向（θ方向）に延在する磁気抵抗パターンからの出力を点線Ｌ２で示してある。

図４に示すいずれの結果においても、ロータ３の回転に伴うロータマグネット３３の磁束の変化を検出することができる。ここで、図４（ｂ）に示す結果は、出力レベルおよび波形が最も好ましい。これに対して、図４（ａ）に示す結果では、ＭＲ素子８１とロータマグネット３３との離間距離が大きいため、図４（ｂ）に示す結果と比較すると、出力レベルが低い。また、図４（ｃ）に示す結果では、突極２１２に巻回されたコイル２４への通電の影響を受けてしまい、図４（ｂ）に示す結果と比較すると、出力波形がｓｉｎ波からの歪みが大きい。それ故、上記の評価に設けた条件のうち、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１が第２周面３３２より内側にあって、感磁中心位置Ｏ８１と第２周面３３２との径方向における離間距離が第２周面３３２の半径Ｒの０．１倍である構成が最も好ましい。

また、上記の評価条件以外の条件についても検討したところ、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１が、径方向において、ロータマグネット３３の第１周面３３１から突極２１２が位置する側とは反対側（径方向内側）に離間した位置にあれば、突極２１２に巻回されたコイル２４への通電の影響を受けにくい、という結果が得られた。特に、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１が、径方向において、ロータマグネット３３の第２周面３３２から突極２１２が位置する側とは反対側（径方向内側）に離間した位置、またはロータマグネット３３の第２周面３３２と重なる位置にあれば、突極２１２に巻回されたコイル２４への通電の影響を受けにくい、という結果が得られた。また、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１が、径方向において、ロータマグネット３３の第２周面３３２から突極２１２が位置する側とは反対側（径方向内側）に離間した位置、またはロータマグネット３３の第２周面３３２と重なる位置にあって、感磁中心位置Ｏ８１と第２周面３３２との径方向における離間距離ｄ８１が第２周面３３２の半径Ｒの０．２倍以下であれば、ＭＲ素子８１の出力レベルが高いという結果が得られた。

また、図４（ｄ）からわかるように、ＭＲ素子８１の感磁面８１ｂが、ロータマグネット３３の下端部より上方に位置する場合、ＭＲ素子８１において周方向（ｒ方向）に延在する磁気抵抗パターンからの出力（実線Ｌ１）と、ＭＲ素子８１において径方向（θ方向）に延在する磁気抵抗パターンからの出力（点線Ｌ２）との出力差が、図４（ａ）、（ｂ）に示す結果に比して大である。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のモータ１では、ロータマグネット３３からの磁束変化を検出する磁気センサ部８を有しており、磁気センサ部８での検出結果に基づいて、突極２１２に巻回されたコイル２４への通電を制御する。ここで、磁気センサ部８は、コイル給電用の配線パターン６２が形成されたモータ基板６０の一方面に保持された磁気抵抗素子８１を備えており、かかるモータ基板６０では、ステータ２や、ロータ３の回転軸３１を支持する軸受装置７も搭載されている。このため、ステータ２と、ロータ３との位置精度が高いとともに、磁気抵抗素子８１とロータマグネット３３との位置精度が高い。それ故、ロータマグネット３３からの磁束変化をＭＲ素子８１によって精度よく検出することができる。また、ＭＲ素子８１と突極２１２等との位置精度が高いため、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１を、ロータマグネット３３の近くのうち、ロータマグネット３３の第１周面３３１から突極２１２が位置する側とは反対側（径方向の内側）に離間した所定位置に精度よく配置することができる。しかも、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１は、径方向において、ロータマグネット３３の内周面（第２周面３３２）から突極２１２が位置する側とは反対側（径方向の内側）に離間した所定位置、またはロータマグネット３３の内周面と重なる位置に配置されている。それ故、ＭＲ素子８１は、突極２１２に巻回されたコイル２４への通電の影響を受けにくい。

また、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１と第２周面３３２との径方向における離間距離ｄ８１は、第２周面３３２の半径の０．２倍以下である。このため、ロータマグネット３３からの磁束変化をＭＲ素子８１によって感度よく検出することができるとともに、ＭＲ素子８１は、突極２１２に巻回されたコイル２４への通電の影響を受けにくい。また、ＭＲ素子８１の感磁面８１ｂは、ロータ３より下方（モータ基板６０が位置する方）にあり、バックヨーク３２の円筒状胴部３２２の先端面（下端面）は、ＭＲ素子８１の感磁面８１ｂに対向している。このため、ＭＲ素子８１において周方向（ｒ方向）に延在する磁気抵抗パターンからの出力（実線Ｌ１）と、ＭＲ素子８１において径方向（θ方向）に延在する磁気抵抗パターンからの出力（点線Ｌ２）との出力差が小さい。

［実施の形態２］
（全体構成）
図５は、本発明の実施の形態２に係るモータ１の全体構成を示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、モータ１の斜視図、分解斜視図、ステータ２の分解斜視図、ロータ３の分解斜視図、および軸受装置７の分解斜視図である。図６は、本発明の実施の形態２に係るモータ１の断面図であり、図６（ａ）、（ｂ）は、モータ１全体の断面図および要部の断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分の説明を省略する。

図５および図６に示すモータ１は、実施の形態１と同様、筒状のステータ２に対してロータ３が径方向内側に位置するインナーロータ型のブラシレスモータであり、モータ基板６０の一方面側６０ｅに、ステータ２、ロータ３および軸受装置７等が搭載されている。

ロータ３は、ベアリング７７、７８の内側に嵌った回転軸３１と、回転軸３１に保持されたカップ状のバックヨーク３２とを有している。バックヨーク３２は、回転軸３１に固定された円板状の端板部３２１と、端板部３２１の外周縁から下方（モータ基板６０が位置する方向）に延在して軸受ホルダ７６を外周側で覆う円筒状胴部３２２とを備えており、円筒状胴部３２２の外周面に円筒状のロータマグネット３３が固着されている。

本形態では、ロータマグネット３３とステータ２とが径方向で対向する周対向構造を有している。このため、ロータマグネット３３の内周面および外周面のうち、外周面は、周方向でＳ極とＮ極とが交互に複数形成された第１周面３３１になっており、内周面は、軸受ホルダ７６に対して径方向外側で隙間を介して対向する第２周面３３２になっている。

また、図６（ｂ）および図７に示すように、本形態でも、実施の形態１と同様、モータ１は、ロータ３の回転位置を検出する磁気センサ部８を有しており、磁気センサ部８において、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１は、径方向において、ロータマグネット３３の第２周面３３２から突極２１２が位置する側とは反対側（径方向内側）に離間した位置、またはロータマグネット３３の第２周面３３２と重なる位置にある。また、感磁中心位置Ｏ８１と第２周面３３２との径方向における離間距離は、第２周面３３２の半径Ｒの０．２倍以下である。

（補助マグネット３９の構成）
本形態において、ロータ３は、バックヨーク３２に固定された筒状のマグネットホルダ３８と、マグネットホルダ３８に保持された環状の補助マグネット３９とを有している。マグネットホルダ３８は、バックヨーク３２の円筒状胴部３２２の内側に固定された円筒部３８１と、円筒部３８１の下端部で拡径する円盤状のフランジ部３８２と、フランジ部３８２の下面のうち、径方向の途中位置から下方（モータ基板６０が位置する方）に突出した円筒状のマグネット支持部３８３とを有しており、補助マグネット３９は、フランジ部３８２の下面の外周側部分とマグネット支持部３８３の外周面とに接着等の方法で固定されている。本形態において、フランジ部３８２は、バックヨーク３２の円筒状胴部３２２の下端部およびロータマグネット３３の下端部に重なるようにして、バックヨーク３２の円筒状胴部３２２の内側から外周側に向けて拡径している。

この状態で、補助マグネット３９は、ロータマグネット３３より下方（モータ基板６０が位置する方）でロータマグネット３３と同心状に配置され、補助マグネット３９は、磁気センサ部８の感磁素子８０の外側（突極２１２が位置する側）で磁気センサ部８の感磁素子８０の周りを囲んだ状態にある。ここで、補助マグネット３９において、磁気センサ部８の側に向く内周面３９１は、ロータマグネット３３と同一位相で着磁されている。このため、補助マグネット３９とロータマグネット３３との磁気的な干渉が発生しないので、感磁素子８０からの出力波形に歪みが発生しにくい。

また、補助マグネット３９の内径寸法は、ロータマグネット３３の内径寸法より大であり、補助マグネット３９の外径寸法は、ロータマグネット３３の外径寸法より大である。但し、補助マグネット３９の径方向の幅寸法は、ロータマグネット３３の径方向の幅寸法より小である。このため、補助マグネット３９の内周面３９１は、ロータマグネット３３の第１周面３３１（外周面）および突極２１２より径方向の内側に位置し、ロータマグネット３３の第２周面３３２（内周面）より径方向の外側に位置する。従って、補助マグネット３９の内周面３９１とＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１との径方向における離間距離は、突極２１２とＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１との径方向における離間距離より短い。また、補助マグネット３９の内周面３９１とＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１との径方向における離間距離は、ロータマグネット３３の第１周面３３１（外周面）と、ＭＲ素子８１の感磁中心位置Ｏ８１との径方向における離間距離より短い。

また、モータ基板６０からみた高さ位置に関して、磁気センサ部８のＭＲ素子８１の感磁面８１ｂは、補助マグネット３９の内周面３９１と同一の高さ位置にある。なお、磁気センサ部８のＭＲ素子８１の感磁面８１ｂが、補助マグネット３９の内周面３９１より低い位置にある構成を採用してもよい。

このように構成したモータ１において、磁気センサ部８のＭＲ素子８１は、ロータマグネット３３および補助マグネット３９からの磁束の変化を検出する。従って、本形態によれば、ロータマグネット３３および補助マグネット３９を利用して、ロータ３の回転に伴う磁束変化をＭＲ素子８１によって感度よく検出することができる。また、ＭＲ素子８１は、突極２１２に巻回されたコイル２４への通電の影響を受けにくい。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、インナーロータ型のモータ１を例示したが、ステータ２の外側にロータ３が位置するアウターロータ型のモータに本発明を適用してもよく、この場合、上記した構成において、内周側と外周側との位置関係を逆とすればよい。

１・・モータ
２・・ステータ
３・・ロータ
８・・磁気センサ部
２１・・ステータコア
２４・・コイル
３１・・回転軸
３２・・バックヨーク
３３・・ロータマグネット
３８・・マグネットホルダ
３９・・補助マグネット
８１・・ＭＲ素子（磁気抵抗素子）
８６、８７・・ホールＩＣ
２１２・・突極
３３１・・ロータマグネットの第１周面
３３２・・ロータマグネットの第２周面
３９１・・補助マグネットの内周面（補助マグネットの周面）

Claims

コイル給電用の配線パターンが形成されたモータ基板と、
周方向に配列された複数の突極および該突極に巻回されたコイルを備え、前記モータ基板の一方面側に搭載されたステータと、
前記モータ基板の前記一方面側に搭載された軸受装置と、
該軸受装置によって回転可能に支持された回転軸、および前記突極に対して径方向で対向する第１周面にＳ極とＮ極とが周方向で交互に形成された環状のロータマグネットを備えたロータと、
該ロータの回転を検出する磁気センサ部と、
を有するモータにおいて、
前記磁気センサ部は、前記ロータが位置する側に前記ロータマグネットからの磁束変化を検出する感磁面を前記ロータに向けて前記モータ基板の前記一方面側に保持された磁気抵抗素子を含み、
当該磁気抵抗素子における前記感磁面の感磁中心位置は、径方向において、前記第１周面から前記突極が位置する側とは反対側に離間した位置にあることを特徴とするモータ。
前記感磁中心位置は、径方向において、前記ロータマグネットの前記突極に対向する側とは反対側の第２周面から前記突極が位置する側とは反対側に離間した位置、または前記第２周面と重なる位置にあることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
前記感磁中心位置と前記第２周面との径方向における離間距離は、前記第２周面の半径の０．２倍以下であることを特徴とする請求項２に記載のモータ。
前記ロータは、径方向において前記磁気抵抗素子に対して前記突極が位置する側に、前記ロータマグネットと同一位相で着磁された周面を前記磁気抵抗素子に向ける環状の補助マグネットを備え、
前記感磁面は、前記ロータマグネットおよび前記補助マグネットからの磁束変化を検出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のモータ。
前記補助マグネットの前記周面と前記感磁中心位置との径方向における離間距離は、前記突極と前記感磁中心位置との径方向における離間距離より短いことを特徴とする請求項４に記載のモータ。
前記補助マグネットの前記周面と前記感磁中心位置との径方向における離間距離は、前記第１周面と前記感磁中心位置との径方向における離間距離より短いことを特徴とする請求項５に記載のモータ。
前記感磁面は、前記モータ基板からの高さ位置が前記補助マグネットの前記周面と同一の高さ位置、あるいは前記補助マグネットの前記周面より低い位置にあることを特徴とする請求項４乃至６の何れか一項に記載のモータ。
前記ロータは、前記回転軸に固定された端板部および該端板部の外周縁から前記モータ基板が位置する側に向けて延在する円筒状胴部を備えたバックヨークを有し、
前記円筒状胴部は、前記突極が位置する側の面で前記ロータマグネットを保持し、
当該円筒状胴部の先端面は、前記感磁面に対向していることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のモータ。
前記軸受装置は、前記モータ基板に固定された軸受ホルダと、該軸受ホルダと前記回転軸との間に配置された軸受と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載のモータ。
前記ロータは、前記ステータより内側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載のモータ。