JPH053225B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、モータの回転位置をマグネツトとコ
イルによつて磁気的に検出する回転位置検出装置
の改良に関するものである。

［発明の概要］ 本発明は、円周方向に分割着磁されたモータ駆
動用マグネツトＮ，Ｓ交互の着磁を一部で不規則
となし、その不規則部の発生磁界を、プリント基
板に形成したコイルパターンで検出することによ
り、モータの回転位置の検出信号が得られるよう
にしたものである。

［従来の技術］ 従来、上記の装置として、第１０図に示すもの
が知られている。すなわち、１はモータの回転
軸、２は回転軸に固定されたロータ、３はロータ
に固着されたマグネツトで、これらは一体で回転
軸を中心として回転できるようになつている。４
はプリント基板、５はプリント基板に装着された
磁気ヘツドであり、その出力端がプリント基板の
パターン（図示してない）の一部と電気的に接続
されているものである。

上記部材を備えたモータが駆動され、回転する
ことにより、１回転に１回、前記マグネツト３が
磁気ヘツド５の近傍を通過する際、ヘツド内部の
コイルと前記マグネツト３から発生している磁束
が錯交し、ヘツドに電圧信号が誘起され、それが
モータの位置検出信号として出力されるようにな
つている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記に示した従来の回転位置検出装置では、プ
リント基板に装着した磁気ヘツドにより、回転位
置を検出するので、精度の良い回転位置信号を得
るためには、磁気ヘツドの正しい位置決めに手間
がかかると共に磁気ヘツドを装着する工程が増え
るという欠点がある。また、磁気ヘツド自体、複
雑な形状の磁性芯体に銅線を巻き付けて製造する
という工程があり、しかも巻き付けた後は銅線の
断線を防止するため、カバーを取付けねばなら
ず、非常に高価な部品となることも欠点とされて
いる。

本発明は、上記した従来の装置の欠点を除去す
るためになされたもので、磁気ヘツドという部品
を不用のものとし、磁気ヘツドの製造工程及びヘ
ツドの取付工程並びに検出用マグネツトの取付工
程を無くすことにより、安価な回転位置検出装置
を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するため、円周方向
に分割着磁されたモータ駆動用マグネツトのＮ，
Ｓ交互の着磁を、一部で不規則にし、一方、プリ
ント基板には２本以上の発電線素を有するコイル
パターンを形成し、前記不規則部で発生する磁界
を前記コイルパターンで検出することにより、モ
ータの回転位置を検出できるようにしたものであ
る。

［作用］ 上記構成の装置においては、マグネツトの着磁
が規則的になされている部分からの磁束変化は、
コイルパターンの各発電線素に対し、同一方向の
誘起電圧を発生させるので、コイルパターンとし
ては出力されないが、不規則部に対しては、各発
電線素着磁に誘起される電圧は逆方向となり、コ
イルパターンの出力が得られる。

［実施例］ 第１図乃至第４図は、本発明の一実施例を示す
ものである。図面において、１０はモータの回転
軸、１１は回転軸に固着されたマグネツト用ヨー
ク、１２はモータ駆動用マグネツトで、これらは
回転軸と一体で回転する構造となつており、ロー
タ部を形成している。

上記マグネツト１２は、第３図及び第４図に示
すように、半径方向に、円周にそつてＮ，Ｓの磁
極を交互に規則的に分割着磁した駆動用マグネツ
トであり、その一部には、不規則部として、面方
向に、円周にそつてＮ，Ｓの磁極を交互に分割着
磁した信号検出用マグネツト１２ａが一体に形成
されている。

この実施例における前記信号検出用マグネツト
１２ａによる不規則部の磁極幅は、他の規則的に
着磁されている磁極の幅の約３倍で形成されてい
る。

１３はモータに組付けられた両面にパターン印
刷できるプリント基板であり、プリント基板の裏
面（第１図において）にコイルパターン１４［第
２図参照］が形成されている。１５はマグネツト
１２の端面に対向する位置のプリント基板上に形
成された、半径方向の複数の発電線素をもつ発電
コイルであり、モータの回転に伴い、マグネツト
１２の端面着磁部からもたらされる交番磁界を検
出するモータ回転速度検出部である。１６は半径
方向に芯をもち、円周方向に配列された複数の駆
動コイルであり、７はこの駆動コイルのそれぞれ
の芯に放射状にのびるような形状をしたステータ
コアであり、駆動コイル１６とマグネツト１２が
半径方向に対向する位置に配列された周対向型モ
ータの構造をとつている。

次に、上記実施例におけるモータの回転位置検
出装置の動作を説明する。

第５図ａは、モータ駆動用マグネツト１２の端
面に着磁された磁極の分布のわかりやすくするた
め、その一部を円周方向に展開し、コイルパター
ン１４と共に表わした図、第５図ｂはマグネツト
１２の端面の磁界強度を表わした図、第５図ｃは
コイルパターン１４の出力信号を表わした図であ
つて、図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ時間の同期がとれ
るようにしたものである。

上記コイルパターン１４は、第５図ａに示すよ
うに、２本の発電線素１４ａ，１４ｂからなつて
おり、これら２本の発電線素に誘起される信号が
和の出力されるよう、直列に電気的に接続されて
おり、本実施例では、両発電線素１４ａ，１４ｂ
の開き角は約15゜とされている。それに対し、マ
グネツト１２の端面のＮ，Ｓ交互に規則的に着磁
された部分の着磁角度は7.5゜とされ、前記コイル
パターンの開き角はそれのほぼ２倍の角度で形成
されている。

そこで、第５図ａにおいて、マグネツト１２が
矢印方向に動いているとすると、マグネツト１２
の着磁が規則的になされている部分からの磁束変
化は、２本の発電線素１４ａ，１４ｂに対し、同
一方向の誘起電圧を発生させ、コイルパターン１
４の出力としては、第５図ｃに示すように、打ち
消して殆ど出力されないが、着磁の不規則部１２
ａがコイルパターン１４の近傍にきたとき、すな
わち第５図ａに示す位置にきたときには、それぞ
れの発電線素に誘起される電圧は逆方向となり、
第５図ｃに示すような出力が得られ、モータの回
転位置検出信号が得られる。以上に説明した動作
は、コイルパターン１４の開き角がマグネツト１
２の規則的に着磁角度ピツチの偶数倍であるな
ら、同様な効果が得られる。また、このことは、
第６図ａ，ｂ，ｃのような着磁パターン（着磁強
度）を有する不規則部、すなわち不規則部を無着
磁部として形成したもの（第６図ａ）、着磁強度
をかえることにより形成したもの（第６図ｂ）、
逆極性の部分着磁を形成したもの（第６図ｃ）に
おいても、前記と同様な動作原理で信号検出がで
きる。

また、上記実施例においては、回転位置検出用
マグネツトが駆動マグネツトと一体になつている
例を示したが、それぞれのマグネツトが単独で独
立していても、同様な効果が得られるものであ
り、モータ構造が同対向型モータでなくてもよ
い。

第７図は、本発明の他の実施例によるロータ部
の平面図であつて、モータ駆動マグネツト１２の
一部に形成され不規則部として検出用マグネツト
１２ａは、他の磁極と比べて半径方向に凸形に形
成され、コイルパターン１４の開き角は磁極の角
度ピンチ（75゜）とほぼ同じになつている。

第８図ａは、前記マグネツト１２の端面の円周
方向の展開図であり、第８図ｂはマグネツトの磁
界強度を示し、第８図ｃはコイルパターンの出力
電圧を示し、さらに第８図ｄは回転位置検出信号
のＳ／Ｎ比を良くするために、第９図のクランプ
回路を用いて波形整形したあとの出力を示したも
のである。

第８図ａに示すように、マグネツト１２が矢印
方向に動いているとすると、コイルパターン１４
を形成している発電線素１４ａ，１４ｂにそれぞ
れ逆方向の電圧が誘起され、出力電圧が得られる
が、不規則部である検出用マグネツト１２ａがコ
イルパターン１４と対面する位置にきたとき、す
なわち第８図ａに示す位置にきたとき、前記検出
用マグネツト１２ａが凸形となつているので、コ
イルパターン１４と錯交する磁束が多くなり、そ
れに伴い第８図ｃに示すように、コイルパターン
の出力電圧が大きくなり、それがモータの回転位
置を検出する信号となる。第８図ｃの出力信号で
は、Ｓ／Ｎ比が悪いので、第９図に示すようなク
ランプ回路を使用することにより、第８図ｄに示
すように明確な回転位置検出信号を得ることがで
きる。

前記実施例では、不規則部である検出用マグネ
ツト１２ａが半径方向に凸形になつているが、面
方向に凸形にしても、前記と同様にコイルパター
ンとの錯交磁束数を変化させることができ、同様
な効果を得ることができる。

［発明の効果］ 以上に述べたように、本発明によれば、モータ
にプリント基板が組付けられたものにおいて、円
周方向に規則的に分割着磁されたモータ駆動用マ
グネツトにおけるＮ，，Ｓ交互の着磁の一部に不
規則部が形成され、プリント基板には複数本の発
電線素からなるコイルパターンが形成され、前記
駆動用マグネツトが回転することにより、発生す
る交番磁界を前記不規則部において一部不規則と
することにより、モータの回転位置を示す信号が
前記プリント基板のコイルパターンに誘起される
ようにしたものであるから、下記のような効果が
得られる。

(1) 磁気ヘツドを用いる従来の装置では、磁気ヘ
ツドの製造時、銅線の巻き付けという手数のか
かる工程を必要とするのに対し、プリント基板
上に形成するコイルパターンは、印刷、エツチ
ング等の基板製作工程で形成できるので、両者
を比較すると、本発明の装置の方が安価に製造
できる。またコイルパターンはモータ本体の駆
動回路と同一面上、もしくは同一基板（両面基
板）に構成できるので、プリント基板を製造す
る工程で同時に作ることができる。

(2) 従来は、正確なモータの回転位置検出信号を
得るために、磁気ヘツドを位置決めし、装着し
なければならないが、本発明におけるコイルパ
ターン位置は、プリント基板の印刷、エツチン
グ精度で位置が保障されるので、特別な位置決
めは不要である。

(3) また、従来は、正確なモータの回転位置検出
信号を得るために、回転位置を示す着磁された
マグネツトを単独で、位置決めして装着しなけ
ればならなかつたり、本発明では、駆動用マグ
ネツトの着磁のときに、位置決めする工程だけ
ですみ、さらにモータの回転速度検出をする周
波数発電機のマグネツトと共用することがで
き、工数と部品点数の削減が図れる。

(4) 従来の磁気ヘツドや回転位置を示すマグネツ
トが不用となるので、モータの小型化が容易と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すモータの回転
位置検出装置の縦断面図、第２図はステータ部の
平面図、第３図はロータ部の平面図、第４図は縦
断面図、第５図ａはマグネツトの展開図、第５図
ｂは磁界波形図、第５図ｃは回転位置信号の出力
波形図、第６図ａ，ｂ，ｃは他の実施例の磁界波
形図、第７図は他の実施例によるロータ部の平面
図、第８図ａはそのマグネツトの展開図、第８図
ｂは磁界波形図、第８図ｃは回転位置信号の出力
波形図、第８図ｄはクランプ回路出力波形図、第
９図はクランプ回路図、第１０図は従来の装置の
平面図である。 １０…モータ回転軸、１１…マグネツト用ヨー
ク、１２…駆動用マグネツト、１２ａ…回転位置
検出マグネツトの不規則部、１３…プリント基
板、１４…コイルパターン、１４ａ，１４ｂ…発
電線素、１５…周波数発電機用発電コイル、１６
…駆動コイル、１７…ステータコア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ モータにプリント基板が組付けられたものに
   おいて、円周方向に規則的に分割着磁されたモー
   タ側マグネツトにおけるＮ，Ｓ交互の着磁の一部
   に不規則部が形成され、プリント基板には複数本
   の発電線素からなるコイルパターンが形成され、
   前記マグネツトが回転することにより発生する交
   番磁界を前記不規則部において一部不規則とする
   ことにより、モータの回転位置を示す信号が前記
   プリント基板のコイルパターンに誘起されるよう
   にしたことを特徴とするモータの回転位置検出装
   置。 ２ マグネツトにおける不規則部が、規則的に着
   磁されている磁極幅の３倍程の幅の磁極とされて
   いるも、無磁着とされているもの、規則的着磁部
   の磁極より極端に強弱をもつもの、規則的着磁部
   の一部を凸形または凹形にしたもの、規則的着磁
   部の１つの磁極を逆極性に着磁したもののいずれ
   かである特許請求の範囲第１項記載のモータの回
   転位置検出装置。 ３ コイルパターンを形成している発電線素の開
   き角がマグネツトの規則的磁極の角度の偶数倍と
   されている特許請求の範囲第１項記載のモータの
   回転位置検出装置。 ４ プリント基板が両面基板とされ、コイルパタ
   ーンの形成面と反対側の面に、半径方向の複数の
   発電線素をもつ発電コイルが形成され、前記マグ
   ネツトのもたらす交番磁界を前記複数の発電線素
   により検出し、その積分和をとることにより平均
   化し、モータの回転速度信号検出部として機能さ
   せるようにした特許請求の範囲第１項記載のモー
   タの回転位置検出装置。 ５ プリント基板の同一基板面に、モータの回転
   位置検出用コイルパターンと、回転速度用発電コ
   イルとが形成されている特許請求の範囲第４項記
   載のモータの回転位置検出装置。 ６ コイルパターンのコイルが、検出信号出力を
   大きくするために、スパイラル状に形成されてい
   る特許請求の範囲第１項記載のモータの回転位置
   検出装置。 ７ 半径方向に芯をもつ複数の駆動コイルと駆動
   マグネツトが対向するように円周方向に配置され
   た周対向型モータが用いられ、前記駆動マグネツ
   トと前記不規則部を有するマグネツトがそれぞれ
   半径方向、面方向に着磁され、一体に構成されて
   いる特許請求の範囲第１項記載のモータの回転位
   置検出装置。 ８ 周対向型モータ構造におけるマグネツトの端
   面に対向する位置に、半径方向の複数の発電線素
   をもつ発電コイルを有するモータが用いられ、前
   記マグネツトのもたらす交番磁界を前記複数の発
   電線素により検出し、その積分和をとることによ
   り平均化し、モータの回転速度信号検出部として
   機能させるようにした特許請求の範囲第７項記載
   のモータの回転位置検出装置。