JP7162482B2

JP7162482B2 - モータ

Info

Publication number: JP7162482B2
Application number: JP2018183961A
Authority: JP
Inventors: 莉奈丸山; 太郎旦野; 誠二小島; 敏木戸間
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd; Nidec Servo Corp
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd; Nidec Servo Corp
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2022-10-28
Anticipated expiration: 2038-09-28
Also published as: JP2020054184A; WO2020067274A1; CN112689944A

Description

本発明は、モータに関する。

近年、電子機器に搭載されるモータとしてブラシレスＤＣモータが用いられている。下記特許文献１には、アウターロータ型のブラシレスＤＣモータにおいてロータの回転速度に関するＦＧ信号を用いることで回転制御を行う技術が開示されている。このブラシレスＤＣモータでは、ロータに設けたマグネットからの磁気をセンサで検出し、検出結果に基づいてＦＧ信号を生成している。

特開２０１０－４１８７２号公報

ロータはロータコアの内周にマグネットを貼り付けて構成されるが、ロータコアとマグネットとを正確に貼り合わせることは難しく、ロータコアおよびマグネットは互いの中心軸がずれた状態となる。このようにロータコアに対して位置ずれのあるマグネットはロータの回転時に偏芯する。偏芯状態で回転するマグネットはセンサに対する位置が径方向に変動するため、ロータの回転の精度は良いもののＦＧ信号の回転精度だけが悪化してしまう。

本発明は、上記事情に鑑みて、ロータ回転時に偏芯が生じる場合でもＦＧ信号の回転精度の悪化を低減できる、モータを提供することを目的の一つとする。

本発明のモータの一つの態様は、中心軸に沿って延びるシャフトを有する有蓋円筒状のロータコアと、前記ロータコアの内周側に設けられる中空円筒状のマグネットと、を有するロータと、前記マグネットの磁束密度を検出する検出素子と、前記磁束密度に基づいて前記ロータの回転速度に関する信号を出力する信号出力部と、を備え、前記マグネットは、周方向に沿って第１極および第２極が交互に配置されるとともに、回転方向と逆方向に前記第１極および前記第２極が並ぶ第１着磁境界部と前記回転方向と逆方向に前記第２極および前記第１極が並ぶ第２着磁境界部とを含み、前記中心軸に沿う方向から平面視した際、前記検出素子および前記第１着磁境界部が、前記マグネットの中心を通るマグネット中心軸と前記中心軸とを通る直線上に位置しており、前記信号出力部は、前記第１着磁境界部が前記検出素子の一つを通過するタイミングに応じて前記信号を出力する。

本発明の一つの態様によれば、ロータ回転時に偏芯が生じる場合でもＦＧ信号の回転精度の悪化を低減できるモータが提供される。

モータの断面図である。ロータを構成するマグネットの平面図である。磁束密度とＦＧ信号との関係を示す図である。偏芯のないロータにおける検出素子とマグネットとの位置関係を示す図である。第１ロータの平面図である。第２ロータの平面図である。第３ロータの平面図である。第３ロータの回転時におけるマグネットと検出素子との位置関係の変化を示す図である。振れ検出工程を説明する図である。マーキング工程を説明する図である。着磁工程を説明する図である。モータの外観を示す図である。車両用前照灯の水平断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

本実施形態のモータは、車両用前照灯に組み込まれた配光パターンを形成する回転リフレクタを駆動するために用いられるモータに関するものである。

図１は、本実施形態におけるモータの断面図である。本実施形態のモータはアウターロータ式のモータである。図１に示すように、本実施形態のモータ１０は、ステータ１と、ロータ２と、ベアリング３と、回路基板４と、検出素子５と、を備える。本実施形態のモータ１０は、ステータ１の外周側にロータ２を配置したアウターロータ型のモータである。

図１を含む以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。さらに、以下の説明において、「平面視」とは、軸方向から見た状態を意味する。

ステータ１は、中心軸Ｊを中心とする略円筒状のベアリング保持部１ａと、ベアリング保持部１ａの径方向外側に取り付けられたステータコア１ｂと、ステータコア１ｂに装着されたコイル１ｃとを有する。ベアリング保持部１ａは、軸受機構の一部となるベアリング３を軸方向において２つ支持する。ステータコア１ｂは、複数枚の板状体を積層した積層体として形成されている。ステータコア１ｂの外周部には、各磁極としての複数のティースが円周方向に所定間隔で配置されている。また、各ティースの内側の磁気回路を構成する腕部に、インシュレータ（不図示）を介してコイル１ｃが巻回されている。このようにして、ステータコア１ｂにコイル１ｃを巻回したステータ１が構成される。

ロータ２は、ベアリング３を介して中心軸Ｊを中心にステータ１に対して回転可能に支持される。ロータ２は、中心軸Ｊを中心とする略有蓋筒状であって磁性を有する金属製のロータコア８と、ロータコア８の側壁部の内側（すなわち、内周側）に設けられてステータ１のコイル１ｃと対向して配置されるマグネット６と、ロータコア８から中心軸Ｊに沿って延びるシャフト９とを備える。シャフト９の中心は中心軸Ｊと一致する。なお、シャフト９はロータコア８と同一の部材で構成されていてもよいし、ロータコア８とは別の部材で構成されていてもよい。シャフト９には、モータ１０により回転させる回転体（不図示）が取り付けられる。モータ１０はシャフト９に取り付けた回転体の回転を制御する。

本実施形態のロータ２は、ロータコア８の内周側に接着剤７を介してマグネット６を固定することで構成される。これにより、本実施形態のロータ２では、ロータコア８とマグネット６とを簡便に固定できるため、ロータ２の製造工程が容易なものとなっている。

図２はロータを構成するマグネットの平面図である。
図２に示すように、マグネット６はマグネット中心軸６Ｃに沿って延びる略中空円筒状からなり、周方向に沿ってＳ極（第１極）６ｓおよびＮ極（第２極）６ｎが交互に２個ずつ配置される。マグネット中心軸６Ｃはマグネット６の重心を通る。本実施形態のマグネット６では、複数の着磁境界部１５が周方向にわたって９０°間隔で設けられている。着磁境界部１５はＳ極６ｓおよびＮ極６ｎの境界を構成する。
本実施形態のロータ２は４極ロータを構成している。本実施形態のロータ２は、平面視した状態において反時計回りとなる回転方向Ｒに回転する。

複数の着磁境界部１５は、一対の第１着磁境界部１６ａ，１６ｂと、一対の第２着磁境界部１７ａ，１７ｂと、を含む。第１着磁境界部１６ａ，１６ｂは、マグネット６の回転方向Ｒと逆方向にＳ極６ｓおよびＮ極６ｎが並んだ着磁境界である。第２着磁境界部１７ａ，１７ｂは、マグネット６の回転方向Ｒと逆方向にＮ極６ｎおよびＳ極６ｓが並んだ着磁境界である。

図１に戻り、回路基板４は、ステータ１のベアリング保持部１ａに挿入されることで保持される。回路基板４は略円環板状であり、ステータ１のコイル１ｃから引き出された引出線（不図示）と電気的に接続され、ロータ２の回転を制御する。回路基板４には、検出素子５のほか、例えば集積回路およびコンデンサ（図示省略）等が実装されている。

本実施形態のモータ１０は、コイル１ｃに交番電流を通電することで各ティースから交互に磁界を発生させ、各ティースからの磁界とマグネット６との間で吸引力と反発力を発生させる。これにより、ロータ２が中心軸Ｊの周りに回転するようになっている。

本実施形態において、検出素子５は、回路基板４のロータ２に対向する上面４ａに設けられている。検出素子５はホールＩＣ等のホール素子で構成される。検出素子５は、回転するロータ２におけるマグネット６の磁束密度を検出し、検出結果を回路基板４に送信する。回路基板４は、マグネット６の磁束密度に基づいてＦＧ信号を出力する出力部４ｂを含む。ＦＧ信号は、ロータ２の回転速度に応じた周波数成分を含む信号であり、回路基板４の出力部４ｂから出力される。ＦＧ信号は、後述する回転リフレクタ１２４（図９参照）における配光制御に利用される。

ここで、磁束密度とＦＧ信号の関係について図面を参照しつつ説明する。
図３は磁束密度とＦＧ信号との関係を示す図である。図３の上段は、検出素子５が検出する磁束密度を示しており、横軸はモータの回転角度（単位はｄｅｇ）に相当し、縦軸は磁束密度（単位はｍＴ）に相当する。また、図３の下段は、磁束密度に基づいて出力されるＦＧ信号を示している。

まず、磁束密度について説明する。マグネット６のＳ極６ｓからの磁力線が検出素子５で検出されると、検出素子５による磁束密度の第１検出値は「負」となる。また、マグネット６のＮ極からの磁力線が検出素子５で検出されると、検出素子５による磁束密度の第２検出値は「正」となる。したがって、ロータ２の回転に伴って検出素子５に対するマグネット６の磁極位置が変化するので、磁束密度は図３に示すような周期的に変化する波形で規定される。

ロータ回転時に第１着磁境界部１６ａ，１６ｂが検出素子５を通過する前後において、検出素子５で検出される磁極はＳ極６ｓからＮ極６ｎへ切り替わる。つまり、第１着磁境界部１６ａ，１６ｂが検出素子５を通過すると、検出素子５による磁束密度が第１検出値（負の値）から第２検出値（正の値）に変化する。

一方、ロータ回転時に第２着磁境界部１７ａ，１７ｂが検出素子５を通過する前後において、検出素子５による検出される磁極はＮ極６ｎからＳ極６ｓへと切り替わる。つまり、第２着磁境界部１７ａ，１７ｂが検出素子５を通過すると、検出素子５による磁束密度が第２検出値（正の値）から第１検出値（負の値）となる。

本実施形態の回路基板４は、出力部４ｂにより、検出素子５から送信される磁束密度が第１検出値から第２検出値に変化する切り替わるタイミングに応じてＦＧ信号を生成して出力する。すなわち、ＦＧ信号は、第１着磁境界部１６ａ，１６ｂが検出素子５を通過するタイミングに応じて生成されるとも換言できる。

ＦＧ信号は、第１着磁境界部１６ａ，１６ｂが検出素子５を通過するタイミングで「ＨＩＧＨ」から「ＬＯＷ」に立ち下がり、第２着磁境界部１７ａ，１７ｂが検出素子５を通過するタイミングで「ＬＯＷ」から「ＨＩＧＨ」に立ちあがるパルスで規定される。

上述したように本実施形態のロータ２は、図１に示したように、ロータコア８の内周側に接着剤７を介してマグネット６を固定することで構成されている。
しかしながら、接着剤７は硬化前後の体積変化によって厚みが場所によって不均一になり易い。そのため、本実施形態のロータ２において、マグネット６はロータコア８に対して位置ずれが生じている。具体的に、本実施形態のロータ２は、ロータコア８の中心軸Ｊとマグネット６のマグネット中心軸６Ｃとが互いに異なる場所に配置されている。そのため、本実施形態のロータ２において、マグネット６はロータ２の回転軸であるシャフト９（中心軸Ｊ）に対して偏芯した状態で回転する。以下、マグネット６が偏芯した状態で回転するロータ２を「偏芯のあるロータ」と呼び、マグネットが偏芯しない理想的な状態で回転するロータ２を「偏芯のないロータ」と呼ぶことにする。

ここで、比較として、偏芯のないロータについて考える。すなわち、偏芯のないロータは上述した接着剤７における厚みが均一であり、ロータコア８の中心軸Ｊとマグネット６のマグネット中心軸６Ｃとが一致した状態を意味する。このような偏芯のないロータは、ロータコア８の中心軸Ｊとマグネット６のマグネット中心軸６Ｃとが一致した状態で回転する。この場合、偏芯のないロータにおいて、マグネット６はマグネット中心軸６Ｃ周りに回転することになる。

図４は偏芯のないロータにおける検出素子とマグネットとの位置関係を示す図である。図４は、偏芯のないロータ１２の回転角が０°から９０°ずつ変化していく際の検出素子５とマグネット６との位置関係の変化を示している。なお、図４では、図を見やすくする都合上、検出素子５の位置をマグネット６の径方向外側に移動して図示している。

図４では、マグネット６の第１着磁境界部１６ａが検出素子５および中心軸Ｊを通る線（以下、基準線Ｋと称す）上に位置するロータ１２の回転角を０°とした。ロータ１２における回転角０°の場合に、第１着磁境界部１６ａが基準線Ｋ上に位置する状態は、検出素子５における磁束密度が第１検出値（負）から第２検出値（正）に切り替わるタイミングに相当する。なお、偏芯のないロータ１２は、回転中において中心軸Ｊ（マグネット中心軸６Ｃ）と検出素子５との位置関係は変化せず一定である。

図４に示すように、偏芯のないロータ１２では、第１着磁境界部１６ａが基準線Ｋを通過した後、第１着磁境界部１６ｂが基準線Ｋを通過するまでにマグネット６が１８０°回転する。同様に、第１着磁境界部１６ｂが基準線Ｋを通過した後、第１着磁境界部１６ａが基準線Ｋを通過するまでにマグネット６が１８０°回転する。よって、偏芯のないロータ１２では、１８０°回転するごとに、検出素子５における磁束密度が「負：第１検出値」から「正：第２検出値」に切り替わる。

このように偏芯のないロータ１２によれば、磁束密度が一定の周期（ロータ半回転の周期）で変化する。そのため、磁束密度に基づいて出力されるＦＧ信号の回転精度も高くなる。ここで、ＦＧ信号の回転精度が高いとは、図３に示したＦＧ信号の１パルスの時間が一定となっている状態をいう。

したがって、偏芯のないロータ１２であれば、高い回転精度のＦＧ信号を生成することが可能である。一方、偏芯のあるロータにおいては、後述のように磁束密度の周期が変動するため、磁束密度に基づいて出力されるＦＧ信号の回転精度が低下する問題が生じる。

これに対し、本発明者らは、マグネット中心軸６Ｃと、中心軸Ｊと、第１着磁境界部１６ａ、１６ｂとの位置関係を適切に設定することで、偏芯のあるロータ２であってもＦＧ信号の回転精度の悪化を低減できることを見出した。そして、本実施形態のロータ２を完成させた。すなわち、本実施形態のロータ２によれば、後述するように、マグネット６が偏芯した状態で回転する、すなわち偏芯のあるロータ２であってもＦＧ信号の回転精度の悪化を低減可能である。

ここで、中心軸Ｊに対するマグネット中心軸６Ｃの偏芯方向をそれぞれ異ならせた第１ロータ、第２ロータおよび第３ロータを例に挙げて説明する。第１ロータ、第２ロータおよび第３ロータは、図４に示した偏芯のないロータ１２における回転角０°のマグネット６の位置を中心軸Ｊからそれぞれ異なる方向に偏芯させた構成を有する。

図５Ａは第１ロータの平面図である。図５Ａに示すように、第１ロータ２Ａは、中心軸Ｊに対してマグネット中心軸６Ｃが基準線Ｋと４５°の角度で交差する斜め方向の一方側（例えば、左下側）に偏芯している。なお、マグネット６は中心軸Ｊ周りに反時計回りに回転する。

ここで、第１着磁境界部１６ａの径方向内側の端面１６ａ１と中心軸Ｊとを結んだ第１仮想線Ｌ１と、第１着磁境界部１６ｂの径方向内側の端面１６ｂ１と中心軸Ｊとを結んだ第２仮想線Ｌ２とを規定する。

そして、第１仮想線Ｌ１と該第１仮想線Ｌ１に対して時計回り方向に位置する第２仮想線Ｌ２とがなす角度を第１角度θ_１とし、第１仮想線Ｌ１と該第１仮想線Ｌ１に対して反時計回り方向にある第２仮想線Ｌ２とがなす角度を第２角度θ_２とする。第１角度θ_１は１８０°よりも小さく、第２角度θ_２は１８０°よりも大きい。

第１角度θ_１は、第１着磁境界部１６ａ，１６ｂが検出素子５をそれぞれ通過するまでの第１ロータ２Ａにおける第１回転角度に相当する。また、第２角度θ_２は、第１着磁境界部１６ｂ，１６ａが検出素子５をそれぞれ通過するまでの第１ロータ２Ａにおける第２回転角度に相当する。

このように第１回転角度および第２回転角度に差が生じる場合、第１ロータ２Ａが第１回転角度だけ回転することで生成される第１磁束密度の第１周期と、第１ロータ２Ａが第２回転角度角だけ回転して生成される第２磁束密度の第２周期との間に差が生じる。具体的に、第１ロータ２Ａにおける回転角度（第１回転角）が小さい第１周期は、第１ロータ２Ａにおける回転角度（第２回転角）が大きい第２周期よりも短くなる。

このように第１磁束密度および第２磁束密度の周期に差が生じると、第１磁束密度および第２磁束密度に基づいてそれぞれ出力されるＦＧ信号のパルス周期間も一定にならない。すなわち、第１磁束密度および第２磁束密度に基づいてそれぞれ出力されるＦＧ信号の１パルスの時間に差が生じる。そのため、生成されるＦＧ信号の回転精度が低下してしまう。

なお、第１ロータ２Ａにおいて、中心軸Ｊに対するマグネット中心軸６Ｃの偏芯方向を左斜め下側として説明したが、マグネット中心軸６Ｃの偏芯方向はこれに限られない。すなわち、マグネット中心軸６Ｃの偏芯方向は基準線Ｋと４５°以外（後述する９０°を除く）の角度で交差する方向であれば特に限定されない。例えば、中心軸Ｊに対するマグネット中心軸６Ｃの偏芯方向は、右斜め上側、右斜め下側あるいは左斜め上側であってもよい。

したがって、本実施形態のロータ２として、仮に第１ロータ２Ａの構造を採用した場合、偏芯の影響を受けることで生成されるＦＧ信号の精度が低下してしまう。そのため、本実施形態のロータ２は、第１ロータ２Ａとは異なる構成を採用した。

図５Ｂは第２ロータの平面図である。図５Ｂに示すように、第２ロータ２Ｂでは、中心軸Ｊに対してマグネット中心軸６Ｃが基準線Ｋと９０°の角度で交差（直交）する上下方向の一方側（例えば、下側）に偏芯している。なお、マグネット６は中心軸Ｊ周りに反時計回りに回転する。

第２ロータ２Ｂにおいても上記第１ロータ２Ａと同様、第１仮想線Ｌ１、第２仮想線Ｌ２、第１角度θ_１および第２角度θ_２を規定する。図５Ｂに示すように、第１角度θ_１は１８０°よりも小さく、第２角度θ_２は１８０°よりも大きい。

図５Ｂに示すように、第２ロータ２Ｂにおいても第１回転角度および第２回転角度に差が生じるので、第１磁束密度および第２磁束密度の周期に差が生じる。そのため、第１磁束密度および第２磁束密度に基づいてそれぞれ出力されるＦＧ信号のパルス周期間が一定にならない。すなわち、第１磁束密度および第２磁束密度に基づいてそれぞれ出力されるＦＧ信号の１パルスの時間に差が生じる。そのため、生成されるＦＧ信号の回転精度が低下してしまう。

なお、第２ロータ２Ｂにおいて、中心軸Ｊに対するマグネット中心軸６Ｃの偏芯方向を下側として説明したが、マグネット中心軸６Ｃの偏芯方向はこれに限られない。すなわち、中心軸Ｊに対するマグネット中心軸６Ｃの偏芯方向は上側であってもよい。

したがって、本実施形態のロータ２として、仮に第２ロータ２Ｂの構造を採用した場合、偏芯の影響を受けることで生成されるＦＧ信号の回転精度が低下する。そのため、本実施形態のロータ２は、第２ロータ２Ｂとは異なる構成を採用した。

図５Ｃは第３ロータの平面図である。図５Ｃに示すように、第３ロータ２Ｃでは、中心軸Ｊに対してマグネット中心軸６Ｃが基準線Ｋに沿う方向の一方側（例えば、左側）に偏芯している。なお、マグネット６は中心軸Ｊ周りに反時計回りに回転する。なお、本実施形態のロータ２は第３ロータ２Ｃの構造を採用している。以下、第３ロータ２Ｃを採用する理由について説明する。

具体的に第３ロータ２Ｃでは、第１着磁境界部１６ａ、１６ｂがマグネット中心軸６Ｃと中心軸Ｊとを通る直線Ｌ上に位置している。すなわち、第１着磁境界部１６ａ、１６ｂ、マグネット中心軸６Ｃおよび中心軸Ｊが直線Ｌ上に並んでいる。

本実施形態において、第１着磁境界部１６ａ、１６ｂは周方向において所定の幅を有する。そのため、本実施形態において、第１着磁境界部１６ａ、１６ｂ、マグネット中心軸６Ｃおよび中心軸Ｊが直線Ｌ上に並ぶとは、第１着磁境界部１６ａ、１６ｂの周方向における中心と直線Ｌとが完全に一致した状態のみに限定されず、例えば、第１着磁境界部１６ａ、１６ｂの少なくとも一部が周方向において直線Ｌに重なる状態も含む。

第３ロータ２Ｃにおいても上記第１ロータ２Ａおよび第２ロータ２Ｂと同様、第１仮想線Ｌ１、第２仮想線Ｌ２、第１角度θ_１および第２角度θ_２を規定する。図５Ｃに示すように、第３ロータ２Ｃでは、第１着磁境界部１６ａ、１６ｂおよび中心軸Ｊが直線上に並ぶため、第１角度θ_１および第２角度θ_２がそれぞれ１８０°となる。

第３ロータ２Ｃでは、第１着磁境界部１６ａ，１６ｂが検出素子５を順に通過するまでのロータ回転角（第１回転角）と、第１着磁境界部１６ｂ，１６ａが検出素子５を順に通過するまでのロータ回転角（第２回転角）とがいずれも１８０°となる。

図６は第３ロータの回転時におけるマグネットと検出素子との位置関係の変化を示す図である。図６に示すように、第３ロータ２Ｃでは、マグネット６が偏芯した状態で回転するものの、ロータが１８０°回転する毎に、第１着磁境界部１６ａ、１６ｂが検出素子５を通過するようになる。

そのため、第３ロータ２Ｃが半回転（１８０°回転）する毎に生成される第１磁束密度および第２磁束密度の周期はそれぞれ等しくなる。よって、第１磁束密度に基づいて出力されるＦＧ信号のパルス周期（１パルスの時間）と第２磁束密度に基づいて出力されるＦＧ信号のパルス周期（１パルスの時間）とが一定となる。すなわち、第１磁束密度および第２磁束密度に基づいてそれぞれ出力されるＦＧ信号の１パルスの時間に差が生じないので、マグネット６の偏芯の影響を受けることなく、高い回転精度のＦＧ信号を出力することができる。

なお、第３ロータ２Ｃにおいて、中心軸Ｊに対するマグネット中心軸６Ｃの偏芯方向を基準線Ｋに沿う方向の左側として説明したが、マグネット中心軸６Ｃの偏芯方向はこれに限られない。すなわち、マグネット中心軸６Ｃの偏芯方向は基準線Ｋに沿う方向であれば特に限定されず、例えば、基準線Ｋに沿う方向の右側であってもよい。

以上説明した理由から本実施形態のロータ２は上記第３ロータ２Ｃの構造を採用している。すなわち、本実施形態のロータ２では、第１着磁境界部１６ａ、１６ｂ、マグネット中心軸６Ｃおよび中心軸Ｊが直線Ｌ上に並んで配置されている。そのため、第３ロータ２Ｃの構造を採用したロータ２を有する本実施形態のモータ１０によれば、マグネット６が偏芯した状態で回転する場合でも、ＦＧ信号の回転精度の悪化を低減することができる。
よって、本実施形態のモータ１０は、ロータに生じる偏芯の影響を受けることなく、ＦＧ信号の回転精度の悪化を低減することができる。したがって、本実施形態のモータ１０は、回転精度の高いＦＧ信号を出力できる。

（モータの製造方法）
続いて、本実施形態のモータ１０の製造方法について説明する。本説明では、モータ１０のうちロータ２の製造方法に特徴を有しているため、以下ではロータ２の製造方法を中心に説明する。

図７Ａ～図７Ｃはロータ２の製造方法を説明する図である。
まず、振れ検出工程を行う。図７Ａは振れ検出工程を説明する図である。
振れ検出工程では、図７Ａに示すように、中心軸Ｊに沿って延びるシャフト９を有する有蓋円筒状のロータコア８の内周側に中空円筒状のマグネット用材料２６を貼り付けたロータ構成部材２０を用意する。マグネット用材料２６は、磁性体からなる材料であり、着磁することで上記マグネット６を構成する。マグネット用材料２６は、ロータコア８の内周側に接着剤７を介して貼り付けられる。

上述したように、接着剤７は硬化前後の体積変化によって厚みが場所によって不均一となるため、マグネット用材料２６はロータコア８に対して位置ずれが生じる。具体的に、ロータ構成部材２０において、ロータコア８の中心軸Ｊとマグネット用材料２６の中心軸（マグネット材料中心軸）２６Ｃとは互いに異なる位置に配置されている。なお、中心軸２６Ｃは、マグネット６におけるマグネット中心軸６Ｃに一致する。

続いて、ロータ構成部材２０において、中心軸２６Ｃにおける中心軸Ｊ（シャフト９）に対する振れＥの方向を求める。振れの方向を求める方法としては、例えば、マグネット用材料２６の内周面にローラを当接させた状態で、ロータ構成部材２０を回転させることで内周面の全域に渡ってローラを移動させることでマグネット用材料２６の中心軸２６Ｃの位置を求め、中心軸Ｊに対する中心軸２６Ｃの振れを検出する。
このようにして、ロータ構成部材２０における振れＥを検出する振れ検出工程が完了する。

なお、振れ検出工程では、ロータ構成部材２０の振れを検出した後、ロータ構成部材２０を例えばバキューム固定することでロータ構成部材２０の向きを保持した状態で後述のマーキング工程を行うマーキング装置にロータ構成部材２０を受け渡す。

続いて、マーキング工程を行う。図７Ｂはマーキング工程を説明する図である。
マーキング工程では、図７Ｂに示すように、上述した振れ検出工程の検出結果に基づいてロータコア８の外周面８ａにマーキングする。具体的に、マーキング工程では、外周面８ａのうち、中心軸２６Ｃと中心軸Ｊとを通る直線Ｌ３に対して所定の位置関係を有する場所にマーキングする。

本実施形態において、外周面８ａにおいて直線Ｌ３に対して所定の位置関係を有する場所とは、直線Ｌ３に重なる場所をいう。すなわち、マーキング工程でマーキングされたマーク（マーキング部）Ｍは中心軸２６Ｃおよび中心軸Ｊと直線上に並ぶ。

本実施形態では、マーキングの位置精度として、直線Ｌ３に対して周方向において±３°以下の範囲にマークＭを設けている。例えば、ロータ構成部材２０（ロータコア８）の大きさがφ２０．７ｍｍである場合、周方向において±３°以下の範囲に収まるマーキングによるマークＭの幅Ｈ１は１．０８ｍｍ以下となる。

ここで、マーキングを行う手法としては特に限定されず、例えば、マジックペンを用いて外周面８ａにマークＭをつけてもよい。
本実施形態では、インクジェット装置によるインクジェット法を用いることで複数のインク滴からなるマークＭをマーキングした。インクジェット装置は、例えば、ロータ構成部材２０をバキューム固定した状態でマーキングを行う。なお、インクジェット装置は、マーキング後にＣＣＤカメラ等の撮像装置でマーキング後にマークＭが正確にマーキングされたか否かを判定してもよい。

本実施形態のマーキング工程ではインクジェット法を用いるため、ロータコア８の外周面８ａにインク滴を吐出することでマークＭを所望の幅で精度よくマーキングすることができる。また、インクジェット法によるマーキングは、レーザーマーキングと異なり、ロータコア８の表面に傷を付けずにマークＭをつけることができる。
このようにして、ロータ構成部材２０におけるマーキング工程が完了する。

続いて、着磁工程を行う。図７Ｃは着磁工程を説明する図である。
着磁工程では、図７Ｃに示すように、マーキング工程によるマークＭに基づいてマグネット用材料２６を着磁してマグネット６を得る。具体的に、ロータ構成部材２０を着磁ヨーク４０内に挿入することで、ロータコア８の外側からマグネット用材料２６を着磁する。

図２に示したようにマグネット６は、回転方向Ｒの後方から前方にＳ極６ｓおよびＮ極６ｎが並ぶ第１着磁境界部１６ａ，１６ｂを有している。着磁工程では、マークＭに基づいて、直線Ｌ３上に第１着磁境界部１６ａ，１６ｂが位置するように、マグネット用材料２６と着磁ヨーク４０とを位置合わせした状態で着磁を行う。

本実施形態によれば、直線Ｌ３上に位置するマークＭを目印としてマグネット用材料２６と着磁ヨーク４０とを位置合わせすることで、直線Ｌ３上に第１着磁境界部１６ａ，１６ｂが位置したマグネット６を生成することができる。
このようにしてマグネット６の着磁工程が完了する。

本実施形態において、マークＭは上述のように直線Ｌ３に対して周方向において±３°以下の範囲に設けられる。本実施形態の着磁工程では、このマークＭに基づいてマグネット用材料２６と着磁ヨーク４０とを位置合わせして着磁を行うので、マグネット６に生じる着磁位置の誤差を、例えば周方向において±８°以下に抑えることができる。

なお、中心軸２６Ｃはマグネット６のマグネット中心軸６Ｃに一致するため、中心軸２６Ｃと中心軸Ｊとを通る直線Ｌ３は、マグネット中心軸６Ｃと中心軸Ｊとを通る上述の直線Ｌに相当する。よって、本実施形態の着磁工程によれば、第１着磁境界部１６ａ、１６ｂが直線Ｌ上に位置した上述のロータ２を製造できる。

なお、モータ１０の製造時のマーキング工程において、マークＭを設ける位置は直線Ｌ３に重なる場所に限られない。すなわち、マークＭを設ける場所は、マグネット用材料２６を着磁してマグネット６を生成する際、マークＭに基づいて中心軸２６Ｃと中心軸Ｊとを通る直線Ｌ３の位置を特定可能であればいずれの場所であってもよい。直線Ｌ３の位置を特定できれば、直線Ｌ３上に第１着磁境界部１６ａ，１６ｂが位置するように、マグネット用材料２６と着磁ヨーク４０とを位置合わせした状態で着磁を行うことができる。また、マークＭが複数の部位から構成されていてもよい。例えば、外周面８ａの周方向において離間させて２つの印でマークＭを構成してもよい。この場合、２つの印の周方向における中心が直線Ｌ３上に位置するようにマークＭを構成すればよい。このマークＭは、２つの印の中点が直線Ｌ３に位置するという、直線Ｌ３に対して所定の位置関係を有したものとなる。

続いて、上述のように製造したロータ２に対して、ステータ１と、ロータ２と、ベアリング３と、回路基板４と、検出素子５とを組み立てることで図１に示したモータ１０を製造することができる。

図８は本実施形態のモータの外観を示す図である。
図８に示すように、本実施形態のモータ１０は、ロータコア８の外周面８ａに設けられた印（マーキング部）Ｍを有する。このマークＭは上述のマーキング工程によるものである。上述のように中心軸２６Ｃはマグネット中心軸６Ｃに一致する。そのため、マークＭはマグネット中心軸６Ｃと中心軸Ｊとを通る上記直線Ｌに対して所定の位置関係を有するように外周面８ａに設けられる。具体的に、マークＭは直線Ｌ上に位置する外周面８ａに設けられている。本実施形態のモータ１０は、マークＭ、第１着磁境界部１６ａ、１６ｂ、マグネット中心軸６Ｃおよび中心軸Ｊが直線Ｌ上に位置している。

以上説明したように本実施形態のモータ１０によれば、上記マークＭに基づいてマグネット６の着磁を行うことで、第１着磁境界部１６ａ、１６ｂ、マグネット中心軸６Ｃおよび中心軸Ｊが直線Ｌ上に並ぶロータ２を備えたものとなる。よって、このロータ２を備えたモータ１０によれば、ロータに偏芯が生じた場合でも偏芯の影響を受けることなく、ＦＧ信号の回転精度の悪化を低減することができる。

続いて、本実施形態のモータ１０を搭載した車両用前照灯の概略について説明する。図９は、車両用前照灯の水平断面図である。図９に示す車両用前照灯１００は、自動車の前端部の左側に搭載される左側前照灯であり、右側に搭載される前照灯と左右対称である以外は同じ構造である。そのため、以下では、左側の車両用前照灯１００について詳述し、右側の車両用前照灯については説明を省略する。

図９に示すように、車両用前照灯１００は、前方に向かって開口した凹部を有するランプボディ１１２を備えている。ランプボディ１１２は、その前面開口が透明な前面カバー１１４前面カバー１１４によって覆われて灯室１１６が形成されている。灯室１１６は、ランプユニット１１８ランプユニット１１８が収容される空間として機能する。

ランプユニット１１８は、ブレードスキャン方式のＡＤＢ技術を採用したユニットであり、いわゆる可変ハイビームを照射するように構成されている。ランプユニット１１８は、光学ユニット１２０および投影レンズ１２２投影レンズ１２２を備える。光学ユニット１２０は、回転リフレクタ１２４と、光源１２６と、を備える。投影レンズ１２２は、例えば凸レンズが用いられる。凸レンズの形状は、要求される配光パターンや照度分布などの配光特性に応じて適宜選択すればよいが、非球面レンズや自由曲面レンズが用いられる。また、投影レンズ１２２の周囲には、エクステンションリフレクタ１２３が設けられている。

回転リフレクタ１２４は、駆動源であるモータ１０により回転軸Ｏ１を中心に一方向に回転しながら、光源１２６から出射した光を反射し、反射した反射光を走査することで配光パターンを形成するように構成されている。また、回転リフレクタ１２４は、光源１２６から出射した光を回転しながら反射し、所望の配光パターンを形成するように構成された環状の反射領域１２４ａを備えている。なお、制御回路１４８は、モータ１０から出力されるＦＧ信号を用いて配光パターンの制御を行う。本実施形態のモータ１０は、回転精度の高いＦＧ信号を出力するので、制御回路１４８は、配光パターンの制御を精度良く行うことができる。

光源１２６は、短時間で点消灯を制御できるものが好ましく、例えば、ＬＥＤやＬＤ、ＥＬ素子等の半導体発光素子が好適である。

モータ１０は、基板１３２に搭載されている。基板１３２は、ヒートシンク１３４の搭載面１３４ａに搭載され、固定されている。搭載面１３４ａは、基板１３２が搭載された状態で、回転リフレクタ１２４の回転軸Ｏ１が光軸ＡＸあるいは車両前方方向に対して傾斜するように構成されている。

光源１２６は、基板１３６に搭載されている。また、光源１２６の光出射方向であって、回転リフレクタ１２４との間にはプライマリ光学系としてのレンズ１３８が設けられている。レンズ１３８は、光源１２６から出射した光が回転リフレクタ１２４の反射領域１２４ａに向かうように、光源１２６の出射光を集光する。基板１３６は、ヒートシンク１４０に搭載されている。ヒートシンク１３４およびヒートシンク１４０は、金属製の板状の支持部材１４２に固定されている。そして、ランプユニット１１８は、支持部材１４２を介して、エイミングスクリュー１４４とナット１４６を使用した手段によりランプボディ１１２に対して傾動自在に支持されている。

制御回路１４８は、前述の光源１２６およびモータ１０と各基板を介して接続されており、光源１２６やモータ１０の制御を行う信号の送信や、モータ１０から出力されたＦＧ信号の受信を行う。

以上に、本発明の一実施形態を説明したが、実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

２，１２…ロータ、４ｂ…出力部、５…検出素子、６…マグネット、６ｎ…Ｎ極（第２極）、６ｓ…Ｓ極（第１極）、６Ｃ…マグネット中心軸、７…接着剤、８…ロータコア、９…シャフト、１０…モータ、１５…着磁境界部、１６ａ，１６ｂ…第１着磁境界部、１７ａ，１７ｂ…第２着磁境界部、２６Ｃ，Ｊ…中心軸、Ｌ…直線、Ｒ…回転方向。

Claims

中心軸に沿って延びるシャフトを有する有蓋円筒状のロータコアと、前記ロータコアの内周側に設けられる中空円筒状のマグネットと、を有するロータと、
前記マグネットの磁束密度を検出する検出素子と、
前記磁束密度に基づいて前記ロータの回転速度に関する信号を出力する信号出力部と、を備え、
前記マグネットは、周方向に沿って第１極および第２極が交互に配置されるとともに、回転方向と逆方向に前記第１極および前記第２極が並ぶ第１着磁境界部と前記回転方向と逆方向に前記第２極および前記第１極が並ぶ第２着磁境界部とを含み、
前記中心軸に沿う方向から平面視した際、前記検出素子および前記第１着磁境界部が、前記マグネットの中心を通るマグネット中心軸と前記中心軸とを通る直線上に位置しており、
前記信号出力部は、前記第１着磁境界部が前記検出素子の一つを通過するタイミングに応じて前記信号を出力する、
モータ。
前記ロータに対向して配置される基板をさらに備え、
前記検出素子は、前記基板の前記ロータに対向する面に設けられている、
請求項１に記載のモータ。
前記信号出力部は、前記基板に設けられる
請求項２に記載のモータ。
前記マグネットは、前記ロータコアに接着剤で貼り付けられている、
請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ。