JP6493084B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明は、モータに関する。

モータのロータとして、周方向に複数の爪状磁極を有する２つのロータコアと、各ロータコアの爪状磁極が周方向に交互となるように組み合わされる２つのロータコアの間に配置され軸方向に磁化された界磁磁石とを備えたランデル型構造のロータがある（たとえば、特許文献１参照）。界磁磁石は、各ロータコアの爪状磁極を交互に異なる磁極として機能させる。上記のロータを有するモータは、磁気センサによりロータの回転位置（角度）が検出され、その回転位置に応じてステータの巻線に駆動電流が供給されることで回転磁界が発生され、その回転磁界によってロータが回転駆動される。

特開２０１２−１１５０８５号公報

ところで、ロータに対する磁気センサの配置位置によって、２つの磁極（Ｎ極とＳ極）の磁束密度に差が生じる場合がある。このような磁束密度の差は、磁気センサにより検出するロータの回転位置の精度の低下を招く。回転位置の精度は、ステータの巻線に供給する駆動電流の最適なタイミングからのずれを生じさせ、ひいては出力低下や振動騒音の悪化を招く要因となる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、回転位置を高精度に検出することを可能とするモータを提供することにある。

上記課題を解決するモータは、第１ロータコアと、前記第１ロータコアの軸方向一方に配設された第２ロータコアと、前記第１ロータコアと前記第２ロータコアとの間に配設され軸方向に磁化された界磁磁石とを有するロータと、前記第１ロータコア及び前記第２ロータコアの磁束に応じた検出信号を出力する磁気センサと、を有し、前記第１ロータコアは、周方向に配列され軸方向一方に延びる複数の第１磁極部を有し、前記第２ロータコアは、前記第１磁極部と周方向に隣り合って配設され軸方向他方に延びる複数の第２磁極部と、前記複数の第２磁極部の先端からそれぞれ軸方向他方に突出する凸部とを有し、前記磁気センサは、前記第１ロータコアの軸方向他方であって、前記第２磁極部の前記凸部の先端面と対向する位置に配設されており、前記ロータの軸方向の長さをＬ１、前記第２磁極部の軸方向の長さをＬ２、前記第２磁極部の基端から前記凸部の先端までの長さをＬ３とした場合、長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３がＬ２＜Ｌ３＜Ｌ１の関係にある。

この構成によれば、凸部は、磁気センサに対する第２磁極部の磁束の影響を強くする。したがって、凸部の位置や長さによって磁気センサから出力される検出信号のパルスのアンバランスを低減し、高い検出精度にてロータの回転位置の検出を可能とすることができる。
この構成によれば、第２磁極部の長さＬ２を短くすると漏れ磁束が低下する。これにより、モータの効率の向上を図ることができる。そして、第２磁極部から凸部を突出形成することにより、磁気センサに対する第２磁極部の磁束の影響が強くなる。したがって、長さＬ３、つまり凸部の突出量により、磁束密度が値「０」となる電気角度を容易に調整することができる。

上記のモータは、前記凸部は前記第２磁極部の周方向両端に形成されたことが好ましい。
この構成によれば、第２磁極部の両端部、つまり第１磁極部の両端部において、磁束密度が「０」となる角度（電気角）を１８０度とすることにより、検出信号のパルスの中心を電気角１８０度とすることができる。このように、電気角１８０度に対して検出信号のパルスの中心を同期させることができる。

本発明のモータによれば、回転位置を高精度に検出することを可能とすることができる。

モータの概略断面図。 ロータ及びステータの斜視図。 ステータの分解斜視図。 ロータの分解斜視図。 磁気センサの位置を示すロータ及びステータの一部平面図。 ロータの一部拡大図。 （ａ）（ｂ）は電気角に対する磁束密度を示す特性図。 別のロータの分解斜視図。

以下、一実施形態を説明する。
なお、添付図面は、理解を容易にするために構成要素を拡大して示している場合がある。構成要素の寸法比率は実際のものと、または別の図面中のものと異なる場合がある。また、理解を容易にするために、断面図において一部の構成要素のハッチングを省略している場合、断面図以外でハッチングを付している場合がある。

図１に示すように、モータ１０のモータケース１１は、ハウジング１２とエンドプレート１３とを有している。ハウジング１２は有底略円筒状に形成されている。ハウジング１２は、非磁性体よりなり、たとえばステンレス製である。エンドプレート１３は、ハウジング１２の開口部を閉塞する。エンドプレート１３は、非磁性体よりなり、たとえばアルミニウム合金よりなる。

モータケース１１にはステータ２０とロータ５０が収容されている。
ステータ２０は、ハウジング１２の内周面に固定されている。ロータ５０はステータ２０の内側に配置されている。ロータ５０は回転軸１００を有している。回転軸１００は、ハウジング１２の底部１２ａの中央に配設されたボールベアリング１４と、エンドプレート１３の中央に配設されたボールベアリング１５とにより回転可能に支持されている。そして、回転軸１００の一端（図１において上端）はハウジング１２から突出し、回転軸１００の他端（図１において下端）はエンドプレート１３から突出している。

ステータ２０は、Ａ相ステータ部２０ａとＢ相ステータ部２０ｂとを有している。そして、ロータ５０は、ステータ２０に対応する構成を有し、Ａ相ロータ部５０ａとＢ相ロータ部５０ｂとを有している。

Ａ相ステータ部２０ａとＢ相ステータ部２０ｂは、ランデル型構造を有し、互いに略同一構成、略同一形状である。また、Ａ相ステータ部２０ａとＢ相ステータ部２０ｂは全体として略円環状をなし、回転軸１００の軸方向に並設されている。同様に、Ａ相ロータ部５０ａとＢ相ロータ部５０ｂは、ランデル型構造を有し、互いに略同一構成、略同一形状である。また、Ａ相ロータ部５０ａとＢ相ロータ部５０ｂは全体として略円盤状をなし、回転軸１００の軸方向に並設されている。

Ａ相ステータ部２０ａとＡ相ロータ部５０ａは、Ａ相モータ部として機能する。同様に、Ｂ相ステータ部２０ｂとＢ相ステータ部２０ｂはＢ相モータ部として機能する。そして、Ａ相モータ部とＢ相モータ部はそれぞれステータ部とロータ部がランデル型構造を有する、所謂マルチランデル型のモータ部である。このようなモータ１０は、所謂２層２相のマルチランデル型モータである。

図１に示すように、エンドプレート１３には、基板１６が取着されている。基板１６には磁気センサ１７が実装されている。磁気センサ１７は、たとえばホールＩＣである。磁気センサ１７は、自身を通過する磁束に応じた検出信号を出力する。モータ１０が接続された制御回路（図示略）は、磁気センサ１７から出力される検出信号に基づいて、モータ１０に（後述するコイル部４１ａ，４１ｂ）に供給する駆動電流のタイミングを制御する。ステータ２０は、供給される駆動電流に基づいて回転磁界を発生する。ロータ５０は、その回転磁界に基づいて回転する。

次に、ステータ２０及びロータ５０の構成を詳述する。
図２は、ステータ２０及びロータ５０の斜視図である。なお、図２は、図１においてエンドプレート１３側（図１において下側）からの斜視図である。

ステータ２０は、Ａ相ステータ部２０ａとＢ相ステータ部２０ｂとを有している。
図３に示すように、Ａ相ステータ部２０ａは、第１ステータコア２１ａ、第２ステータコア３１ａ、及びコイル部４１ａを有している。

第１ステータコア２１ａは、円筒状の第１ステータコアベース２２ａを有している。その第１ステータコアベース２２ａの内周面には、６個の第１ステータ側爪状磁極２３ａが互いに等間隔（６０度間隔）に設けられている。

第１ステータ側爪状磁極２３ａは、第１ステータコアベース２２ａの内周面から径方向内側に延びる径方向延出部２４ａと、その径方向延出部２４ａの先端部（径方向内側端部）から軸方向一方に突出する第１磁極部２５ａとを一体に有している。なお、第１ステータ側爪状磁極２３ａは、径方向延出部２４ａに対して第１磁極部２５ａを直角に屈曲することで成形してもよく、また、鋳造によって径方向延出部２４ａと第１磁極部２５ａとを一体に成形してもよい。

径方向延出部２４ａは、軸方向から見て、径方向内側に向かうほど幅狭になる台形状に形成されている。また、第１磁極部２５ａは、径方向から見て長方形状に形成されている。つまり、第１磁極部２５ａの内周側端面（ロータ１２との対向面）の周方向両端は、軸方向に沿った直線状をなしている。なお、第１ステータ側爪状磁極２３ａは、その周方向中心に対して線対称をなしている。

第２ステータコア３１ａは、第１ステータコア２１ａと同様に、第２ステータコアベース３２ａと第２ステータ側爪状磁極３３ａとを有している。第２ステータコアベース３２ａ及び第２ステータ側爪状磁極３３ａ（径方向延出部３４ａ及び第２磁極部３５ａ）は、第１ステータコア２１ａの第１ステータコアベース２２ａ及び第１ステータ側爪状磁極２３ａ（径方向延出部２４ａ及び第１磁極部２５ａ）とそれぞれ同一形状をなしている。

第１ステータコア２１ａと第２ステータコア３１ａは、第１磁極部２５ａの先端と第２磁極部３５ａの先端が互いに反対方向を向くように組み付けられ、各第１磁極部２５ａの周方向間に各第２磁極部３５ａが配置される。つまり、第１磁極部２５ａと第２磁極部３５ａとは、組み付け状態において周方向に交互に並んでいる。また、第１及び第２ステータ側爪状磁極２３ａ，３３ａの径方向延出部２４ａ，３４ａは、互いに平行をなしている。そして、第１ステータコアベース２２ａと第２ステータコアベース３２ａは、軸方向に互いに当接されてＡ相ステータ部２０ａの外周壁を構成する。

コイル部４１ａは、第１ステータコア２１ａと第２ステータコア３１ａの間に配設されている。詳述すると、コイル部４１ａは、第１ステータコアベース２２ａ及び第２ステータコアベース３２ａの内周側であって径方向延出部２４ａ，３４ａの軸方向間のスペースに配置されている。

コイル部４１ａは、周方向に巻回された環状巻線を有している。その環状巻線は、絶縁層にて覆われている。絶縁層は、たとえば樹脂モールドにより形成される。
図１に示すように、コイル部４１ａは、第１ステータコア２１ａの径方向延出部２４ａと第２ステータコア３１ａの径方向延出部３４ａとに当接する。コイル部４１ａの厚さ（軸方向の長さ）は、第１ステータ側爪状磁極２３ａ及び第２ステータ側爪状磁極３３ａの軸方向の長さ、つまり第１磁極部２５ａと第２磁極部３５ａの軸方向に基づいて、予め定めた値に設定されている。第１ステータ側爪状磁極２３ａと第２ステータ側爪状磁極３３ａは、コイル部４１ａに供給される駆動電流に応じて、互いに異なる磁極に励磁される。

図１に示すように、Ｂ相ステータ部２０ｂは、Ａ相ステータ部２０ａと同様に、第１ステータコア２１ｂ、第２ステータコア３１ｂ、及びコイル部４１ｂを有している。そして、Ｂ相ステータ部２０ｂは、Ａ相ステータ部２０ａと同様の構成を有している。

つまり、Ｂ相ステータ部２０ｂの第１ステータコア２１ａは、円筒状の第１ステータコアベース２２ｂと複数の第１ステータ側爪状磁極２３ｂを有している。第１ステータ側爪状磁極２３ｂは、径方向延出部２４ｂと第１磁極部２５ｂとを有している。同様に、第２ステータコア３１ａは、円筒状の第２ステータコアベース３２ｂと複数の第２ステータ側爪状磁極３３ｂを有している。第２ステータ側爪状磁極３３ｂは、径方向延出部３４ｂと第２磁極部３５ｂとを有している。第１ステータ側爪状磁極２３ｂと第２ステータ側爪状磁極３３ｂ（第１磁極部２５ｂと第２磁極部３５ｂ）は、コイル部４１ｂに供給される駆動電流に応じて、互いに異なる磁極に励磁される。

Ａ相ステータ部２０ａとＢ相ステータ部２０ｂは、軸方向に並設されて２相のランデル型のステータ２０を構成する。Ａ相ステータ部２０ａとＢ相ステータ部２０ｂは、それぞれの第２ステータコア３１ａ，３１ｂが軸方向において隣接するように並設されている。さらに、Ｂ相ステータ部２０ｂは、Ａ相ステータ部２０ａに対して、中心軸線Ｏ１方向（図２において上側）から見て反時計回りに所定の角度だけずらして配置されている。Ａ相ステータ部２０ａに対するＢ相ステータ部２０ｂの配置角度は、たとえば電気角で４５度に設定されている。

図２に示すように、ロータ５０は、Ａ相ロータ部５０ａとＢ相ロータ部５０ｂとを有している。
図４に示すように、Ａ相ロータ部５０ａは、第１ロータコア５１ａ、第２ロータコア６１ａ、界磁磁石７１ａ、スリーブ８１ａ，９１ａを有している。

第１ロータコア５１ａは、第１ロータコアベース５２ａと、複数（本実施形態では６個）の第１ロータ側爪状磁極５３ａとを有している。第１ロータコアベース５２ａは円板状に形成され、中心に図１に示す回転軸１００が挿通された状態で固定される貫通孔５４ａが形成されている。第１ロータコアベース５２ａの外周縁には、６個の第１ロータ側爪状磁極５３ａが周方向において互いに等間隔（６０度間隔）に設けられている。

第１ロータ側爪状磁極５３ａは、第１径方向延出部５５ａと第１磁極部５６ａとを有している。第１径方向延出部５５ａは、第１ロータコアベース５２ａの外周縁から径方向外側に延出されている。第１磁極部５６ａは、第１径方向延出部５５ａの先端部（径方向外側端部）から軸方向一方（図において右方向）に延出されている。

第１径方向延出部５５ａは、軸方向から見て、径方向外側に向かうほど幅狭になる台形状に形成されている。また、第１磁極部５６ａは、径方向から見て長方形状に形成されている。そして、第１径方向延出部５５ａと第１磁極部５６ａからなる第１ロータ側爪状磁極５３ａの周方向両側面は、それぞれ平坦面であり、径方向外側に向かうほど互いに近づくように形成されている。また、第１ロータ側爪状磁極５３ａは、その周方向中心に対して線対称をなしている。なお、各第１磁極部５６ａの径方向外側面は、軸方向から見てロータ５０の回転軸線を中心とする同一円上に位置する円弧状をなしている。

たとえば、第１ロータ側爪状磁極５３ａは、第１径方向延出部５５ａに対して第１磁極部５６ａを直角に屈曲して成形されている。なお、鋳造により第１径方向延出部５５ａと第１磁極部５６ａとを一体に成形してもよい。

第２ロータコア６１ａは、第２ロータコアベース６２ａと、複数（本実施形態では６個）の第２ロータ側爪状磁極６３ａを有している。第２ロータコアベース６２ａは円板状に形成され、中心に図１に示す回転軸１００が挿通された状態で固定される貫通孔６４ａが形成されている。第２ロータコアベース６２ａの外周縁には、６個の第２ロータ側爪状磁極６３ａが周方向において互いに等間隔（６０度間隔）に設けられている。

第２ロータ側爪状磁極６３ａは、第２径方向延出部６５ａと第２磁極部６６ａとを有している。第２径方向延出部６５ａは、第２ロータコアベース６２ａの外周縁から径方向外側に延出されている。第２磁極部６６ａは、第２径方向延出部６５ａの先端部（径方向外側端部）から軸方向他方（図において左方向）に延出されている。

第２径方向延出部６５ａは、軸方向から見て、径方向外側に向かうほど幅狭になる台形状に形成されている。また、第２磁極部６６ａは、径方向から見て長方形状に形成されている。そして、第２径方向延出部６５ａと第２磁極部６６ａからなる第２ロータ側爪状磁極６３ａの周方向両側面は、それぞれ平坦面であり、径方向外側に向かうほど互いに近づくように形成されている。また、第２ロータ側爪状磁極６３ａは、その周方向中心に対して線対称をなしている。なお、各第２磁極部６６ａの径方向外側面は、軸方向から見てロータ５０の回転軸線を中心とする同一円上に位置する円弧状をなしている。

さらに、第２ロータコア６１ａは、第２ロータ側爪状磁極６３ａの先端に形成された凸部６７ａを有している。凸部６７ａは、第２磁極部６６ａの先端において、周方向両端に形成されている。凸部６７ａは、第２磁極部６６ａの先端から、第２磁極部６６ａと同様に軸方向に延びるように形成されている。たとえば、第２ロータ側爪状磁極６３ａは、第２径方向延出部６５ａに対して第２磁極部６６ａを直角に屈曲して成形されている。なお、鋳造により第２径方向延出部６５ａ、第２磁極部６６ａ、凸部６７ａを一体に成形してもよい。

第１ロータコア５１ａと第２ロータコア６１ａは、第１磁極部５６ａと第２磁極部６６ａの先端が互いに軸方向において反対方向を向くように、図１に示す回転軸１００に組み付けられている。つまり、第１ロータコア５１ａの第１磁極部５６ａは軸方向一方（図１において上方）に向かって延び、第２ロータコア６１ａの第２磁極部６６ａは軸方向他方（図１において下方）に向かって延びている。そして、第１磁極部５６ａの周方向間に第２磁極部６６ａが配置される。したがって、第１磁極部５６ａと第２磁極部６６ａは、周方向に交互に配置されている。そして、周方向において第１磁極部５６ａと第２磁極部６６ａの間隔は、それぞれ等しい。また、第１磁極部５６ａと第２磁極部６６ａは、軸方向から見て、図１に示す回転軸１００の軸中心に対して同一円周上に配置されている。

図１に示すように、第１ロータコア５１ａの第１ロータコアベース５２ａと第２ロータコア６１ａの第２ロータコアベース６２ａは平行をなす。第１ロータコアベース５２ａと第２ロータコアベース６２ａの間には界磁磁石７１ａが配置されている。

図４に示すように、界磁磁石７１ａは円板状に形成され、中心に回転軸１００（図１参照）が挿通される貫通孔７２ａが形成されている。界磁磁石７１ａの外径は、第１ロータコアベース５２ａ及び第２ロータコアベース６２ａの外径と等しい。

界磁磁石７１ａは、異方性の永久磁石である。この界磁磁石７１ａは、たとえば焼結成形により形成される焼結磁石であり、フェライト磁石、サマリウムコバルト（ＳｍＣｏ）磁石、ネオジム磁石等である。

界磁磁石７１ａの貫通孔７２ａには円筒状のスリーブ８１ａが貫装されている。
スリーブ８１ａは、非磁性体であり、たとえばステンレス製である。
スリーブ８１ａの軸方向の長さは、界磁磁石７１ａの軸方向の厚さより若干長い。スリーブ８１ａの外径は、界磁磁石７１ａの貫通孔７２ａの内径よりも小さい。

スリーブ８１ａの外周面と界磁磁石７１ａの貫通孔７２ａの内周面は、磁束を通さない硬化性樹脂の接着剤にて互いに接着固定される。
界磁磁石７１ａの外径は、第１ロータコアベース５２ａと第２ロータコアベース６２ａの外径と一致するように設定されている。従って、界磁磁石７１ａの外周面が第１ロータコアベース５２ａの外周面、第２ロータコアベース６２ａの外周面と面一となる。

界磁磁石７１ａは、軸方向に磁化されている。この界磁磁石７１ａにより、第１ロータコア５１ａの第１ロータ側爪状磁極５３ａはＮ極（第１の磁極）として機能し、第２ロータコア６１ａの第２ロータ側爪状磁極６３ａはＳ極（第２の磁極）として機能する。

したがって、ロータ５０は、界磁磁石７１ａを用いた所謂ランデル型ロータである。Ｎ極となる第１ロータ側爪状磁極５３ａとＳ極となる第２ロータ側爪状磁極６３ａとが周方向に交互に配置されている。このロータ５０の磁極数は「１２」である。

界磁磁石７１ａの外周面にはスリーブ９１ａが固定されている。スリーブ９１ａは、たとえば接着剤により界磁磁石７１ａに固定されている。
スリーブ９１ａは、円環状に形成され、軸方向両側の端面９２ａ，９３ａはそれぞれ１つの平坦面である。端面９２ａ，９３ａは互いに平行な面である。そして、端面９２ａ，９３ａに対して、回転軸１００の中心軸線Ｏ１は垂直である。

スリーブ９１ａの内周面９４ａ及び外周面９５ａは、軸方向視において回転軸１００の中心軸線Ｏ１を中心とする円形をなしている。つまり、スリーブ９１ａは、軸方向両側の端面９２ａ，９３ａ、内周面９４ａ、外周面９５ａに凹凸が無いように形成されている。このスリーブ９１ａは、非磁性体であり、たとえばステンレス製である。

図１に示すように、Ｂ相ロータ部５０ｂは、Ａ相ロータ部５０ａと同様に、第１ロータコア５１ｂ、第２ロータコア６１ｂ、界磁磁石７１ｂ、スリーブ８１ｂ，９１ｂを有している。

図２に示すように、Ｂ相ロータ部５０ｂの第１ロータコア５１ｂは、Ａ相ロータ部５０ａの第１ロータコア５１ａと同様に、第１ロータコアベース５２ｂ（図１参照）と第１ロータ側爪状磁極５３ｂを有している。第１ロータ側爪状磁極５３ｂは、第１径方向延出部５５ｂと第１磁極部５６ｂを有している。Ｂ相ロータ部５０ｂの第２ロータコア６１ｂは、Ａ相ロータ部５０ａの第１ロータコア５１ａと同様に、第２ロータコアベース６２ｂ（図１参照）と第２ロータ側爪状磁極６３ｂを有している。第２ロータ側爪状磁極６３ｂは、Ａ相ロータ部５０ａの第１ロータコア５１ａの第１ロータ側爪状磁極５３ａと同様に形成されている。つまり、第２ロータ側爪状磁極６３ｂは、第２径方向延出部６５ｂと第２磁極部６６ｂを有している。そして、この第２ロータコア６１ｂは、Ａ相ロータ部５０ａの第２ロータコア６１ａの凸部６７ａを有していない。つまり、Ｂ相ロータ部５０ｂにおいて、第１ロータコア５１ｂと第２ロータコア６１ｂは、互いに同じ形状である。そして、図１に示す界磁磁石７１ｂは、第１ロータコア５１ｂの第１ロータ側爪状磁極５３ｂをＮ極（第１の磁極）として機能させ、第２ロータコア６１ｂの第２ロータ側爪状磁極６３ｂをＳ極（第２の磁極）として機能させる。

Ａ相ロータ部５０ａとＢ相ロータ部５０ｂは、軸方向に並設されて２相のランデル型のロータ５０を構成する。Ａ相ロータ部５０ａとＢ相ロータ部５０ｂは、それぞれの第２ロータコア６１ａ，６１ｂが軸方向において隣接するように並設されている。さらに、Ｂ相ロータ部５０ｂは、Ａ相ロータ部５０ａに対して、中心軸線Ｏ１方向（図２において上側）から見て時計回りに所定の角度だけずらして配置されている。Ａ相ステータ部２０ａに対するＢ相ステータ部２０ｂの配置角度は、たとえば電気角で−４５度に設定されている。

次に、図１に示す磁気センサ１７の配置位置を説明する。
図５に示すように、磁気センサ１７は、ステータ２０及びロータ５０に応じた位置に配置されている。詳述すると、磁気センサ１７は、Ａ相ステータ部２０ａに対し、回転軸１００（図１参照）の中心軸線Ｏ１と第１ステータコア２１ａの第１磁極部２５ａと第２ステータコア３１ａの第２磁極部３５ａとの間を通る径方向の直線ＤＬ１上に配置されている。そして、磁気センサ１７は、凸部６７ａを有するＡ相ロータ部５０ａに対し、第１磁極部５６ａ及び第２磁極部６６ａと径方向に一致した位置に配置されている。したがって、磁気センサ１７は、第１磁極部５６ａの基端部端面（軸方向他方の端面）と対向する。また、磁気センサ１７は、第２磁極部６６ａの先端部端面（軸方向他方の端面）及び凸部６７ａの先端面６７ｓと対向する。

磁気センサ１７は、自身を通過する磁束（ロータ５０からの漏れ磁束）の向きに応じたレベルの検出信号を出力する。たとえば、磁気センサ１７は、第１ロータコア５１ａの第１磁極部５６ａの基端面と対向するときにその第１磁極部５６ａからの漏れ磁束によりＨレベルの検出信号を出力する。また、磁気センサ１７は、第２ロータコア６１ａの第２磁極部６６ａの先端面６６ｓと対向するときにその第２磁極部６６ａに対する漏れ磁束によりＬレベルの検出信号を出力する。

次に、上記のモータ１０の作用を説明する。
なお、ここでは、磁気センサ１７に対する磁束の変化、つまりＡ相ロータ部５０ａと磁気センサ１７との関係について説明する。

図６に示すように、Ａ相ロータ部５０ａの軸方向の長さ（Ａ相ロータ部５０ａの厚さ）をＬ１とする。第２磁極部６６ａの軸方向（上下方向）の長さをＬ２とする。そして、第２磁極部６６ａの基端（図において下端）から凸部６７ａの先端までの長さをＬ３とする。

第１磁極部５６ａと第２磁極部６６ａの長さは、モータ１０の効率に影響する。第２磁極部６６ａの長さＬ２を長くすると漏れ磁束が大きくなり、モータ１０の効率が低下する。逆に、第２磁極部６６ａの長さＬ２を短くすると漏れ磁束を少なくなり、モータ１０の効率が向上する。

図１に示す磁気センサ１７は、Ａ相ロータ部５０ａの近傍に配設され、Ａ相ロータ部５０ａの磁束、つまり第１ロータコア５１ａと第２ロータコア６１ａの漏れ磁束に応じた検出信号を出力する。凸部６７ａは、第１ロータコア５１ａの漏れ磁束と、第２ロータコア６１ａの漏れ磁束とによる検出信号のアンバランスを解消する。

ここで、凸部６７ａを有していないモータについて、本実施形態の図面及び符号を用いて説明する。
図１に示すように、磁気センサ１７は、Ａ相ロータ部５０ａにおいて、第１ロータコア５１ａ側に配置されている。磁気センサ１７は、第１ロータコア５１ａに含まれる第１磁極部５６ａの基端面５６ｓと対向する。また、磁気センサ１７は、第２ロータコア６１ａに含まれる第２磁極部６６ａの先端面６６ｓと対向する。したがって、磁気センサ１７から第１磁極部５６ａの基端面５６ｓまでの距離に比べ、磁気センサ１７から第２磁極部６６ａの先端面６６ｓまでの距離が長い。

たとえば、周方向において、磁気センサ１７が第１磁極部５６ａと第２磁極部６６ａとの中間にあるとき、磁気センサ１７は、第１磁極部５６ａ（Ｎ極）の磁束の影響を、第２磁極部６６ａ（Ｓ極）の磁束より強く受ける。この結果、磁気センサ１７における磁束密度は、図７（ｂ）に示す特性曲線Ｘ２のように変化する。図７（ｂ）は、凸部６７ａを有していないロータにおける電気角に対する磁束密度を示す。図７（ｂ）に示す電気角１８０度は、図２に示す第１磁極部５６ａの周方向中心の位置である。また、電気角０度と３６０度は、図２に示す第２磁極部６６ａの周方向中心の位置である。なお、図７（ｂ）に示す磁束密度は、磁気センサ１７の位置における磁束のスラスト方向成分を示す。

図７（ｂ）に示すように、特性曲線Ｘ２において、磁束密度が値「０」より大きな角度範囲（電気角の範囲）は、１８０度より広い。たとえば、磁気センサ１７は、磁束密度が「０」より大きい場合にＨレベルの検出信号を出力し、磁束密度が「０」より小さい場合にＬレベルの検出信号を出力する。つまり、検出信号において、Ｈレベルのパルス幅とＬレベルのパルス幅に差が生じ、アンバランスとなる。このような検出信号では、Ａ相ロータ部５０ａの磁極（第１磁極部５６ａ、第２磁極部６６ａ）の回転位置の検出精度が悪い。そして、このようにアンバランスが生じた検出信号では、コイル部４１ａに供給する駆動電流のタイミングがＡ相ロータ部５０ａの回転位置に対して適切ではないため、出力低下や振動や騒音の増加を招く。Ｂ相ロータ部５０ｂについても同様である。

次に、本実施形態のモータ１０を説明する。
図２に示すように、第２磁極部６６ａの周方向両端に、軸方向に突出する凸部６７ａが形成されている。図１に示すように、凸部６７ａの先端面６７ｓは、第２磁極部６６ａの先端面６６ｓより磁気センサ１７に近い。したがって、凸部６７ａにより、磁気センサ１７に対する第２磁極部６６ａの磁束の影響が強くなる。つまり、図７（ａ）の特性曲線Ｘ１に示すように、磁束密度が、図７（ｂ）に比べて小さく（電気角で６０度付近と３００度付近）なる。図７（ａ）に示す電気角１８０度は、図２に示す第１磁極部５６ａの周方向中心の位置である。また、電気角０度と３６０度は、図２に示す第２磁極部６６ａの周方向中心の位置である。これにより、特性曲線Ｘ１において、磁束密度は電気角９０度と２７０度において「０」となる。

したがって、検出信号のレベルは、電気角１８０度毎に切り替わる。つまり、検出信号において、Ｈレベルのパルス幅とＬレベルのパルス幅が互いに等しくなり、アンバランスが解消される。このため、磁気センサ１７において、Ａ相ロータ部５０ａ、つまりロータ５０の回転位置を高精度に検出することが可能となる。そして、バランスのよい検出信号では、コイル部４１ａ，４１ｂに供給する駆動電流のタイミングがロータ５０の回転位置に対して適切となり、出力低下や振動や騒音の増加が抑制される。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）Ａ相ロータ部５０ａは第１ロータコア５１ａと、第１ロータコア５１ａの軸方向一方に配設された第２ロータコア６１ａを有している。第１ロータコア５１ａは、軸方向一方に延びる第１磁極部５６ａを有し、第２ロータコア６１ａは、軸方向他方に延びる第２磁極部６６ａを有している。第２磁極部６６ａの先端には、軸方向他方に延びる凸部６７ａが形成されている。第１ロータコア５１ａと第２ロータコア６１ａの磁束に応じた検出信号を出力する磁気センサ１７は、第１ロータコア５１ａの軸方向他方であって、第２磁極部６６ａの先端面６６ｓと対向する位置に配設されている。

凸部６７ａは、磁気センサ１７に対する第２磁極部６６ａの磁束の影響を強くする。したがって、凸部６７ａの位置や長さによって磁気センサ１７から出力される検出信号のパルスのアンバランスを低減し、高い検出精度にてＡ相ロータ部５０ａ、つまりロータ５０の回転位置の検出を可能とすることができる。

（２）凸部６７ａは、第２磁極部６６ａの先端において、周方向両端に形成されている。したがって、第２磁極部６６ａの両端部、つまり第１磁極部５６ａの両端部において、磁束密度が「０」となる角度（電気角）を１８０度とすることにより、検出信号のパルスの中心を電気角１８０度とすることができる。このように、電気角１８０度に対して検出信号のパルスの中心を同期させることができる。

（３）Ａ相ロータ部５０ａの軸方向の長さをＬ１、第２磁極部６６ａの軸方向の長さをＬ２、第２磁極部６６ａの基端から凸部６７ａの先端までの長さをＬ３とする。これらの長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ１の関係にある。第２磁極部６６ａの長さＬ２を短くすると漏れ磁束が低下する。これにより、モータ１０の効率の向上を図ることができる。そして、第２磁極部６６ａから凸部６７ａを突出形成することにより、磁気センサ１７に対する第２磁極部６６ａの磁束の影響が強くなる。したがって、長さＬ３、つまり凸部６７ａの突出量により、磁束密度が値「０」となる電気角度を容易に調整することができる。

尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態では、たとえば第１ロータコア５１ａの第１磁極部５６ａをＮ極として機能させ、第２ロータコア６１ａの第２磁極部６６ａをＳ極として機能させるように界磁磁石７１ａを配置した。これに対し、第１磁極部５６ａをＳ極として機能させ、第２磁極部６６ａをＮ極として機能させるように界磁磁石７１ａを配置してもよい。

・上記実施形態では、第２磁極部６６ａの先端に凸部６７ａを形成したが、第１磁極部５６ａの先端にも凸部６７ａを形成してもよい。このように、第１磁極部５６ａと第２磁極部６６ａの先端に凸部６７ａを形成することにより、第１ロータコア５１ａと第２ロータコア６１ａの形状が一致する。つまり、モータは、凸部６７ａを有する２つのロータコアを含むＡ相ロータ部と、凸部を有していない２つのロータコアを含むＢ相ロータ部とを有する。このようなモータにおいて、Ａ相ロータ部とＢ相ロータ部の組み付け方向（順序）、ロータの組み付け方向を容易に判断することができ、組み付けに要する手間を低減することができる。

・上記実施形態に対し、図２に示すＢ相ロータ部５０ｂの第２ロータコア６１ａの形状を、Ａ相ロータ部５０ａの第２ロータコア６１ａの形状と同じとしてもよい。この場合、１つのモータにおいて、凸部６７ａを有する第２ロータコアの数と、凸部６７ａを有していない第１ロータコアの数が等しくなる。このため、同数の第１ロータコア及び第２ロータコアを用意すればよく、ロータコアの部品管理の手間を低減することができる。また、凸部６７ａを有する第２ロータコア６１ａにより、Ａ相ロータ部とＢ相ロータ部の組み付け方向を容易に判断することができ、組み付けに要する手間を低減することができる。

・上記実施形態では、第２磁極部６６ａの周方向両端に凸部６７ａを形成した。磁気センサ１７における磁束密度が電気角１８０度毎に値「０」となれば良く、凸部６７ａの形状（長さ）、数、位置等を適宜変更してもよい。たとえば、第２磁極部６６ａの周方向一端に凸部６７ａを形成してもよい。周方向一端に形成した凸部６７ａにより、電気角１８０度毎に磁束密度の値を「０」とすることができ、検出信号におけるアンバランスを解消することができる。

・上記実施形態に対し、図４に示すスリーブ９１ａを省略してもよい。また、スリーブ８１ａを省略してもよい。
・上記実施形態に対し、図４に示すスリーブ９１ａを樹脂製としてもよい。また、スリーブ８１ａを樹脂製としてもよい。

・上記実施形態に対し、図４に示すスリーブ９１ａを整流磁石としてもよい。
図８に示すように、Ａ相ロータ部１００ａは、第１ロータコア５１ａ、第２ロータコア６１ａ、界磁磁石７１ａ、スリーブ８１ａ、整流磁石１０１ａを有している。Ｂ相ロータ部についてもＡ相ロータ部１００ａと同様としてもよい。

整流磁石１０１ａは、たとえば接着剤により界磁磁石７１ａに固定されている。整流磁石１０１ａは、円環状に形成され、軸方向両側の端面１０２ａ，１０３ａはそれぞれ１つの平坦面である。端面１０２ａ，１０３ａは互いに平行な面である。そして、端面１０２ａ，１０３ａに対して、回転軸１００の中心軸線Ｏ１は垂直である。

整流磁石１０１ａの内周面１０４ａ及び外周面１０５ａは、軸方向視において回転軸１００の中心軸線Ｏ１を中心とする円形をなしている。つまり、整流磁石１０１ａは、軸方向両側の端面１０２ａ，１０３ａ、内周面１０４ａ、外周面１０５ａに凹凸が無いように形成されている。

整流磁石１０１ａは、永久磁石である。この整流磁石１０１ａは、たとえば焼結成形により形成される焼結磁石であり、フェライト磁石、サマリウムコバルト（ＳｍＣｏ）磁石、ネオジム磁石等である。

整流磁石１０１ａは、外周面１０５ａの周方向において正弦波的な磁束密度分布を有する極異方性磁石である。詳述すると、整流磁石１０１ａの外周面１０５ａには、Ｎ極が現れるＮ極部１０６ａと、Ｓ極が現れるＳ極部１０７ａとが周方向に交互に設定されている。Ｎ極部１０６ａとＳ極部１０７ａの間隔はそれぞれ等しい。整流磁石１０１ａの極数は、ロータ５０の極数（本実施形態では１２極）と等しい。そして、Ｎ極部１０６ａとＳ極部１０７ａでは、外周側で磁束が径方向を向くように着磁されている。Ｎ極部１０６ａとＳ極部１０７ａの間の極間部１０８ａでは、周方向成分を主として着磁されている。

整流磁石１０１ａは、第１ロータ側爪状磁極５３ａにＮ極部１０６ａを、第２ロータ側爪状磁極６３ａにＳ極部１０７ａを、第１ロータ側爪状磁極５３ａと第２ロータ側爪状磁極６３ａとの間に極間部１０８ａをそれぞれ対応するように組み付けられる。

つまり、整流磁石１０１ａのＮ極部１０６ａは、第１ロータ側爪状磁極５３ａの第１磁極部５６ａの背面（径方向内側面）と界磁磁石７１ａの外周面７３ａとの間に配置される。そして、Ｎ極部１０６ａは、第１磁極部５６ａの背面と当接する当接面（外周面）がその第１磁極部５６ａと同極のＮ極となるように径方向成分を主として着磁されている。即ち、Ｎ極部１０６ａは、当接面において径方向に沿って磁束が生じるように着磁されている。

同様に、整流磁石１０１ａのＳ極部１０７ａは、第２ロータ側爪状磁極６３ａの第２磁極部６６ａの背面（径方向内側面）と界磁磁石７１ａの外周面７３ａとの間に配置される。そして、Ｓ極部１０７ａは、第２磁極部６６ａの背面と当接する当接面（外周面）がその第２磁極部６６ａと同極のＳ極となるように径方向成分を主として着磁されている。即ち、Ｓ極部１０７ａは、当接面において径方向に沿って磁束が生じるように着磁されている。

そして、第１ロータ側爪状磁極５３ａと第２ロータ側爪状磁極６３ａとの間に対応する極間部１０８ａは、周方向において第１ロータ側爪状磁極５３ａ側をＮ極、第２ロータ側爪状磁極６３ａ側をＳ極とするように周方向成分を主として着磁されている。

・上記実施形態に対し、１相のステータ及びロータを有するモータとしてもよい。また、３相以上のステータ及びロータを有するモータとしてもよい。
・上記実施形態に対し、ロータのみをランデル型構造としてもよい。

１０…モータ、１７…磁気センサ、５０…ロータ、５１ａ…第１ロータコア、５６ａ…第１磁極部、５６ｓ…基端面、６１ａ…第２ロータコア、６６ａ…第２磁極部、６６ｓ…先端面、６７ａ…凸部、６７ｓ…先端面、７１ａ…界磁磁石、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…長さ。

Claims (2)

1. 第１ロータコアと、前記第１ロータコアの軸方向一方に配設された第２ロータコアと、前記第１ロータコアと前記第２ロータコアとの間に配設され軸方向に磁化された界磁磁石とを有するロータと、
   前記第１ロータコア及び前記第２ロータコアの磁束に応じた検出信号を出力する磁気センサと、
   を有し、
   前記第１ロータコアは、周方向に配列され軸方向一方に延びる複数の第１磁極部を有し、
   前記第２ロータコアは、前記第１磁極部と周方向に隣り合って配設され軸方向他方に延びる複数の第２磁極部と、前記複数の第２磁極部の先端からそれぞれ軸方向他方に突出する凸部とを有し、
   前記磁気センサは、前記第１ロータコアの軸方向他方であって、前記第２磁極部の前記凸部の先端面と対向する位置に配設されており、
   前記ロータの軸方向の長さをＬ１、前記第２磁極部の軸方向の長さをＬ２、前記第２磁極部の基端から前記凸部の先端までの長さをＬ３とした場合、長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３がＬ２＜Ｌ３＜Ｌ１の関係にあること
   を特徴とするモータ。
2. 請求項１に記載のモータにおいて、
   前記凸部は前記第２磁極部の周方向両端に形成されたことを特徴とするモータ。