JPH07213036A

JPH07213036A - モータ

Info

Publication number: JPH07213036A
Application number: JP447594A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Obata; 茂雄小幡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-01-20
Filing date: 1994-01-20
Publication date: 1995-08-11

Abstract

(57)【要約】【目的】面対向型モータにおけるＦＧ／ＰＧ出力端子
を回転磁石の内周側に配置し、引出し線素に漏洩磁束の
磁束が鎖交しても、重畳ノイズレベルを小さく抑制する
ことを可能とし、磁石外径を大きくとれるようにし、磁
石材質を低エネルギー積の物でも使用可能にし、コスト
ダウンを図る。【構成】１）ＦＧ／ＰＧの出力端子をモータ内周部側
とし、この出力端子までの引出し線素とほぼ同一な形状
の引き回し線素の対を複数対設け、これを全周にわたっ
て等分配置する。２）ＰＧ出力端子までの引出し線素を
磁石２極分だけ位相をずらして配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は最適な周波数発生器
（以下ＦＧと略記する）、及び回転位相検出器（以下Ｐ
Ｇと略記する）を具備したモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】回転子の回転周波数検出手段としてのＦ
Ｇを備えたモータは、ビデオテープレコーダ（以下ＶＴ
Ｒと略記する）のキャプスタン，回転ヘッドドラム等の
駆動に盛んに使われており、低コスト化，高性能化が強
く要求されている。また回転子の回転位相を検出するた
めのＰＧを備えたモータは、ＶＴＲ等の回転ヘッドドラ
ム等の駆動に盛んに用いられており、同様に低コスト，
高性能のものを開発する必要性が高くなってきている。

【０００３】従来より小型軽量でありながら、比較的回
転角速度の検出精度の良いＦＧとしては、円環状のＦＧ
磁石の一平面に等ピッチに多極着磁してこれを回転子に
固着し、固定子側にはこのＦＧ磁石の磁極面に対向する
ようにジグザグ状の櫛歯コイルを一定の空隙を介して配
設した平面対向全周積分型ＦＧがよく知られ、ＶＴＲの
回転ヘッドドラムの駆動用モータ等に採用されている。

【０００４】またＰＧは従来は回転子上に一体的にＰＧ
磁石を配置し、これに対向配置したサーチコイルとで１
回転１回のパルスを検出して回転位相を求める方式がよ
く知られている。

【０００５】以下、従来の回転ヘッドドラム用のモータ
に使用されているＦＧ，ＰＧについて、図面を参照しな
がら説明をする。

【０００６】図１０は従来の構成におけるモータをその
内部に組み込んだ回転ヘッドドラムの横断面図である。
外周及び端面に鏡面加工を施した軸２５は固定ドラム３
１に焼嵌め固着されている。一方回転ドラム３０の中心
部には、精密加工された楔状の複数本の溝が設けられて
いる。さらに回転ドラム３０の中心部貫通穴を塞ぐよう
にスラスト受け部材３２が配設されている。ここで軸２
５と回転ドラム３０，スラスト受け部材３２との間には
潤滑油が点滴されており、回転ドラム３０が所定の方向
に回転することで動圧を発生し流体軸受として動作し、
回転子を非接触で回転させる。

【０００７】また回転ドラム３０にはビデオヘッド３４
が複数個配設されている。ここでテープ状媒体（図示せ
ず）は固定ドラム３１と回転ドラム３０とにわたって、
斜めに巻回され、ビデオヘッド３４の回転と、テープ状
媒体の移送とによって、テープ状媒体上に斜めにビデオ
トラックを形成する。ビデオヘッド３４と記録再生回路
（図示せず）との間の信号の授受は円筒状のロータリー
トランス３３を介して行う。

【０００８】ここで回転ドラムにはロータ取付部材２７
と、ロータヨーク２６を介して、回転子磁石５が一体的
に固着してある。また固定ドラム３１には取付部材１６
を介して、ねじ（図示せず）によって固定子基板６を固
定している。ここでこの固定子基板６には、それに所定
の通電を行うことで、回転子磁石５との間で回転付勢力
を発生するメインコイル４０と、回転子磁石５の磁路を
形成するための固定ヨーク４１とを固定してある。

【０００９】回転子磁石５には、図１２に示すように、
等ピッチで扇型形状に主磁極８を設けている。主磁極８
はこの例では１６極に着磁してある。さらに主磁極８の
内の１極（この例ではＳ極）には、反転磁極１８を設け
ている。

【００１０】ここで固定子基板６の一方の平面上には、
図９に示すようにエッチングによって櫛歯状のＦＧコイ
ル１，ＦＧ引出し線素２，ＦＧ出力端子３を配設してあ
る。ＦＧコイル１の始端部と終端部はＦＧ引出し線素２
を介してＦＧ出力端子３に電気的に接続されている。

【００１１】また固定子基板６の他方の平面上には、図
１２に示すようにエッチングによって扇形状のＰＧコイ
ル１１，ＰＧ引出し線素１２，ＰＧ出力端子１３を配設
してある。ＰＧコイル１１はその開き角度がこの例にお
いては略々４５（＝３６０／８）度になるように設定し
てある。ＰＧコイル１１の終端部はＰＧ引出し線素１２
を介してＰＧ出力端子１３に電気的に接続されている。
またＰＧコイル１１の始端部はスルーホール２０を介し
て固定子基板６の裏面（この場合は前記ＦＧコイル１を
配設した面）を経由してスルーホール２１にてＰＧ引出
し線素１２に接続してある。

【００１２】以上の構成において動作を説明する。回転
子磁石５の主磁極８の磁束は固定子基板６上に配設され
たＦＧコイル１に鎖交する。ここで、回転子磁石５がメ
インコイル４０との間で発生する回転付勢力により、所
定の方向に回転駆動されると、かかる回転によりＦＧコ
イル１に鎖交する磁束が変化するのでＦＧコイル１には
回転子磁石５の回転速度に比例した周波数の回転周波数
信号（以下ＦＧ信号と略記）が発生する。この実施例に
おいては、１回転につき８パルスの正弦波状信号を得る
ことができる。この時のＦＧ信号波形Ｓ_FG0を図７
（ａ）に示す。一般に回転子磁石５の主磁極８は回転軸
に対して偏心して着磁されたり、もしくは、磁石の磁化
に際して、局部的な磁化強度の不均一が生じたりすると
ＦＧ信号にも１回転につき１回以上の振幅誤差、位相誤
差が生じてしまうが、本実施例においては、全周にわた
って加算平均されるので、きわめて安定したＦＧ信号を
得ることが可能になる。

【００１３】このＦＧ信号は、モータの駆動制御回路
（図示せず）に入力されて、この信号周期Ｔが所定の値
になるようにモータを回転制御する。ここで、図７
（ａ）においてＦＧ信号波形Ｓ_FG1として例示するよう
にＦＧ信号にノイズ成分が重畳していると周期に誤差を
生じてしまう。このノイズ成分はＦＧコイル１そのもの
に重畳する成分もあるが、ＦＧ引出し線素２や、ＦＧ出
力端子３に鎖交した回転磁束変動が原因となる成分が多
い。モータの駆動回路はその誤った情報をもとに制御を
かけようとするので、その結果、モータは回転ムラを発
生してしまうことになる。従ってＦＧ信号には余分なノ
イズ成分が重畳してはならないことになる。

【００１４】ここで、図９に示した構成においては、Ｆ
Ｇコイル１の最外径は回転子磁石５の最外径よりも大き
くとり、かつＦＧ引出し線素２，ＦＧ出力端子３はＦＧ
コイル１よりも外側にあるので、回転子磁石５からの漏
洩磁束がＦＧ引出し線素２，ＦＧ出力端子３において鎖
交することはない。従って、ＦＧ信号に対するノイズ成
分はほとんど無く、周期Ｔの変動は抑制される。

【００１５】また回転子磁石５と一体的に配設した反転
磁極１８の磁束はＰＧコイル１１に鎖交して図７（ａ）
に示すように１回転１回のＰＧ信号波形Ｓ_PG0が発生す
る。なおＰＧコイル１１はその開き角度が略々４５度
（＝３６０／８）であるので、主磁極８からの磁束はそ
の半径方向延伸部で互いにキャンセルされるので、Ｓ／
Ｎ比の高いＰＧ信号を得ることができる。

【００１６】このＰＧ信号はモータの駆動制御回路（図
示せず）に入力されて、所定のスレッシュホールド値Ｖ
ｓを越えた時点（図中Ａ）をモータの回転基準位置とし
て認識する。ここでこの回転基準位置はビデオヘッド３
４と所定の位相角度となるように設定されており、アナ
ログＶＴＲの場合、回転基準位置信号とビデオ信号との
間の相対位相が所定の値になるように、モータを回転制
御し、また必要なビデオヘッドに記録電流を印加するよ
うにする。ここで、もし図７（ａ）にＰＧ信号波形Ｓ
_PG1として例示するように、ＰＧ信号にノイズ成分が重
畳していると、スレッシュホールド値Ｖｓの設定状態に
よっては、図示するようにスレッシュホールド値Ｖｓを
越える点は１回転中Ａ，Ａ１，Ａ２・・・・と複数箇所発生
してしまうことになる。このノイズ成分はＰＧコイル１
１そのものに重畳する成分もあるが、ＰＧ引出し線素１
２や、ＰＧ出力端子１３に鎖交した回転磁束変動が原因
となる成分が多い。このようにノイズが重畳した結果、
制御回路はモータの回転位相を正しく検出することがで
きないので、テープ状媒体に所定の形状のビデオトラッ
クを形成することが不可能になる。従って、ＰＧ信号に
は余分なノイズ成分が重畳してはならない。

【００１７】ここで図１２に示した構成においては、Ｐ
Ｇコイル１１内部のスルーホール２０，２１、及びＰＧ
引出し線素１２，ＰＧ出力端子１３は回転子磁石５の最
外周よりも大きい位置にあるので、回転子磁石５からの
漏洩磁束がＰＧ引出し線素１２，ＰＧ出力端子１３等に
おいて鎖交することはない。従って、ＰＧ信号に対する
ノイズ成分はほとんど無い状態にある。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては次のような課題がある。従来例において
は、回転子磁石５からの漏洩磁束がＦＧ信号やＰＧ信号
に与える余分なノイズ成分を抑制するために、ＦＧ出力
端子３，ＰＧ出力端子１３等を回転子磁石５の最外周よ
りも大なる半径位置に設定していた。しかしながら、こ
のように設定すると、回転ヘッドドラム用のモータのよ
うに、モータの最外径寸法が回転ヘッドドラムの外径に
よって制約を受ける場合は、回転子磁石５の外径寸法を
大きくとることができないので、モータの特性を確保す
るためには、エネルギー積の高い材料の磁石を用いる必
要が生ずる。従って、フェライト磁石のようにエネルギ
ー積が低い材料の磁石を用いることができず、サマリウ
ム・コバルト系もしくはネオジウム鉄系磁石のようにコ
スト的には高い希土類材料を採用せざるを得ない。この
ことは当然部品のコストアップにつながるという課題が
ある。

【００１９】またこのように高いエネルギー積の磁石を
モータに採用する場合は、磁気的な飽和を避けるため
に、ロータヨーク２６，固定ヨーク４１の厚みも大きく
とる必要が生じ、ヨーク部材の加工性が悪くなり、部品
のコストアップにつながる。

【００２０】さらに、エネルギー積の高い磁石の着磁
は、一般に着磁ヨークの材質も高透磁率であって飽和磁
束密度の高い材料を用いて、かつ着磁用電源も容量の大
きな装置が必要になり、生産設備的にもコストアップに
なる。

【００２１】このように従来の構成においては、ＦＧ出
力端子３，ＰＧ出力端子１３を回転子磁石５よりも外側
に配置したことでモータの部品コストが大幅に増大する
という課題がある。

【００２２】またＦＧコイル１における有効発電部分は
その半径方向延伸部であるが、ＦＧ信号波形の周期精度
は、この半径方向延伸部の平均半径が大きな値であるほ
ど、向上する。すなわち機器の必要とするＦＧ信号の周
期精度を満足するためには、半径方向延伸部の平均半径
が大なるほど組立精度は緩くすることが可能になるが、
従来の構成では、回転子磁石５の外径寸法が小さく制限
されているので、機器が必要とする回転周波数の検出精
度を得るには、組立精度を向上しないとならないという
課題もあった。

【００２３】ここで図１１，図１３にそれぞれ示すよう
にＦＧ出力端子３とＰＧ出力端子１３とを回転子磁石５
の内周側に配置し、回転子磁石５の外径寸法を大きく採
った場合は、回転子磁石５に低コストな材料を用いても
モータ特性を満足することが可能になり、その結果ヨー
ク部材も薄肉化が可能になり、着磁装置も低コスト化を
図ることが可能になる。

【００２４】しかしながら、同図に示すように、ＦＧ引
出し線素２，ＰＧ引出し線素１２の半径方向延伸部は回
転子磁石５の主磁極８に鎖交しているので、この延伸部
において、逆起電力を発生してしまい、ＦＧ，ＰＧ信号
にノイズが重畳してしまう。

【００２５】まずＦＧ引出し線素２に鎖交する磁束によ
る影響を考えてみる。ここで主磁極８が回転軸回りに完
全に対称であり、例えば着磁中心の偏心や、局部的な強
度ムラなどが無い場合には、ＦＧコイル１で発生する逆
起電力波形とＦＧ引出し線素２で発生する重畳ノイズ波
形とは位相が異なるだけであり、両者の合計であるＦＧ
信号波形の周期Ｔに変動を及ぼさないので、問題はな
い。しかしながら実際のモータにおいて、着磁中心の偏
心や着磁強度ムラなどを完全に０にすることは非常に困
難であり、実際の重畳ノイズは１回転につき１回以上の
振幅変動や、位相変動などを生じてしまうので、実際の
ＦＧ信号は図７（ａ）にＦＧ信号波形波形Ｓ_FG1として
例示するように周期Ｔは変動してしまう。

【００２６】なおＦＧ引出し線素２に重畳するノイズを
抑制するためにＦＧコイル１を回転子磁石５の内周部側
に配置する構成も考えられるが、このようにするとＦＧ
部の平均半径が小さくなるので、主磁極８の偏心や着磁
強度ムラの影響を受け易くなり、ＦＧ信号周期Ｔの精度
を機器の要求するレベルまで向上するには、組立精度を
大幅に向上しないとならなくなる。

【００２７】次にＰＧ引出し線素１２に鎖交する磁束に
よる影響を考えてみる。ここでＰＧコイル１１で発生す
る逆起電力波形に対して、ＰＧ引出し線素１２で発生す
る重畳ノイズ波形の比率が高いと、両者の合計であるＰ
Ｇ信号は図７（ａ）にＰＧ信号波形Ｓ_PG1として例示す
るようになってしまい、モータの回転位相を検出するこ
とが困難になってしまう。

【００２８】すなわち、ＦＧ出力端子３，ＰＧ出力端子
１３を回転子磁石５の内周側に配置すると、従来の構成
においてはモータ特性は満足できても、ＦＧ信号，ＰＧ
信号にノイズ成分が重畳してしまうという課題があっ
た。

【００２９】したがって本発明の目的は、上記課題に鑑
み、ＦＧ引出し線素及びＰＧ引出し線素を回転子磁石の
磁極からの漏洩磁束に鎖交するように配置しても、ＦＧ
信号及びＰＧ信号への重畳ノイズを抑制することであ
る。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
の発明の技術的手段は、２ｎ極に着磁された回転子磁石
に対向配置された固定子基板上に配置したＦＧコイル
に、出力端子までの引出し線素とほぼ同一な形状の引き
回し線素の対を複数対設けて直列に接続し、かつ前記引
出し線素と引き回し線素とを３６０°にわたり等分配置
するように構成した。

【００３１】上記課題を解決する第２の発明の技術的手
段は、２ｎ極に着磁された回転子磁石上もしくはその近
傍に設けた位置検出用磁極にに対向配置された固定子基
板上のＰＧコイルに、出力端子までの引出し線素とほぼ
同一な形状の引き回し線素の対を複数対設け、前記引出
し線素と引き回し線素とを３６０°にわたり等分配置す
るように構成した。

【００３２】上記課題を解決する第３の発明の技術的手
段は、２ｎ極に着磁された回転子磁石上もしくはその近
傍に設けた位置検出用磁極にに対向配置された固定子基
板上のＰＧコイルの出力端子までの２本の引出し線素を
互いにほぼ同一形状とし、かつ互いに３６０／ｎ（度）
だけ位相をずらして配置した。

【００３３】

【作用】第１の発明の技術的手段による作用は、主磁極
に鎖交するＦＧ信号の引出し線素とほぼ同一形状をした
引き回し線素を複数個設けたことにより、たとえ１対の
引出し線素にノイズが重畳しても、複数個の引き回し線
素においてもノイズが重畳し、それが互いに平均化さ
れ、ノイズレベルを抑圧するので、高精度なＦＧ信号を
得ることが可能になる。従って、回転子磁石の外径を大
きくとって、出力端子を回転子磁石の内周部側に配設す
ることが可能になるので、回転子磁石の材料を低エネル
ギー積のものにすることができ、部品のコストダウンを
図りつつ、ＦＧ信号の精度を確保することが可能にな
る。

【００３４】第２の発明の技術的手段による作用は、２
ｎ極に着磁した主磁極に鎖交するＰＧ信号の引出し線素
とほぼ同一形状をした引き回し線素を複数個設けたこと
により、たとえ１対の引出し線素にノイズが重畳して
も、複数個の引き回し線素においてもノイズが重畳し、
それが互いに平均化され、ノイズレベルの抑圧されたＰ
Ｇ信号を得ることが可能になる。従って、回転子磁石の
外径を大きくとって、出力端子を回転子磁石の内周部側
に配設することが可能になるので、回転子磁石の材料を
低エネルギー積のものにすることができ、部品のコスト
ダウンを図りつつ、ＰＧ信号の精度を確保することが可
能になる。

【００３５】第３の発明の技術的手段による作用は、２
ｎ極に着磁した主磁極に鎖交するＰＧ信号の２本の引出
し線素を互いにほぼ同一形状とし、かつ３６０／ｎ
（度）だけ円周方向に位相差を有して配置したことによ
り、２本の引出し線素に鎖交する磁束は互いにキャンセ
ルされるので、ノイズレベルの抑圧されたＰＧ信号を得
ることが可能になる。従って、回転子磁石の外径を大き
くとって、出力端子を回転子磁石の内周部側に配設する
ことが可能になるので、回転子磁石の材料を低エネルギ
ー積のものにすることができ、部品のコストダウンを図
りつつ、ＰＧ信号の精度を確保することが可能になる。

【００３６】

【実施例】以下図面を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。なお従来の構成と重複する点は説明を省略す
る。

【００３７】図３は本発明の一実施例におけるモータを
その内部に組み込んだ回転ヘッドドラムの横断面図であ
る。同図に示すように、固定ドラム３１には取付部材１
６を介して、固定子基板６が固定されている。ここで固
定子基板６はその内周部でねじ（図示せず）によって固
定されており、またＦＧ，ＰＧの出力端子も内周部に設
けている。また回転ドラム３０にはロータ取付部材２７
と、ロータヨーク２６を介して、回転子磁石５が一体的
に固着してある。ここで回転子磁石５の外径寸法は固定
ドラム３１の内周壁面のごく近傍まで大きくとってい
る。

【００３８】ここで固定子基板６の一方の平面上には、
図１に示すようにエッチングによって櫛歯状のＦＧコイ
ル１，ＦＧ引出し線素２，ＦＧ出力端子３等を配設して
ある。ＦＧコイル１の始端部と終端部はＦＧ引出し線素
２を介してＦＧ出力端子３に電気的に接続されている。
更に、このＦＧ引出し線素２の半径方向延伸部とほぼ同
一形状をなすＦＧ引き回し線素４を８対設けてある。こ
こでＦＧ引出し線素２と、ＦＧ引き回し線素４とは互い
に４０度ずつ位相をずらして配設しており、全周を９等
分している。

【００３９】このように構成されたＦＧを備えたモータ
の動作を以下説明する。回転子磁石５の主磁極８の磁束
は固定子基板６上に配設されたＦＧコイル１に鎖交す
る。ここで、回転子磁石５がメインコイル４０との間で
発生する回転付勢力により、所定の方向に回転駆動され
ると、かかる回転によりＦＧコイル１に鎖交する磁束が
変化するのでＦＧコイル１には回転子磁石５の回転速度
に比例した周波数のＦＧ信号が発生する。この時のＦＧ
信号波形Ｓ_FG0を図７（ａ）に示す。ここでＦＧ引出し
線素２は、回転子磁石５の主磁極８に鎖交しているの
で、回転子磁石５が１回転する間に、主磁極８の着磁極
数（本実施例では１６極）に対応して８周期分のノイズ
が重畳する。しかしながら本実施例においては、このＦ
Ｇ引出し線素２に対して４０度ずつ位相を変えて、８対
のＦＧ引き回し線素４を設けて接続してあるので、ＦＧ
引出し線素２に重畳したノイズは位相を変えて他のＦＧ
引き回し線素４においても発生する。この結果ＦＧ引出
し線素２に重畳したノイズは、他のＦＧ引き回し線素４
で発生したノイズと加算平均され、ほぼ０にまで抑制す
ることが可能になる。従って、本実施例においては、Ｆ
Ｇ信号はその周期を乱されることが無く、きわめて安定
した信号を得ることが可能になる。

【００４０】すなわち本実施例によれば、回転子磁石５
の外径を大きくとって、ＦＧ出力端子３を回転子磁石５
の内周部に配置しても、ＦＧ信号は、ＦＧ引出し線素２
におけるノイズの影響を受けることがなくなるので、Ｆ
Ｇ信号の精度を確保しつつ回転子磁石５の材料をよりエ
ネルギー積の小さな材料を用いることが可能になり、部
品のコストダウンを図ることが可能になる。

【００４１】なお本実施例においては、ＦＧ引き回し線
素４とＦＧ引出し線素２の合計を９対としたが、本発明
はこれに限定される物ではなく、両者の合計は２対以上
であれば如何なる値をとっても良い。例えば、本発明の
第２の実施例として、図２に示すように、８対としたと
きについて説明する。ＦＧ引出し線素２に重畳したノイ
ズＮ_FG1は図７（ｂ）に示すように１回転につき８周期
の信号として発生する。ここでＮ_FG1には、着磁強度ム
ラ等の影響で、局所的に振幅、位相が変動している。更
に７対のＦＧ引き回し線素においても、同図にノイズＮ
_FG2，Ｎ_FG3，・・・・，Ｎ_FG8として示すように、Ｎ_FG1と同
様な波形が、位相を４５度ずつずらしながら発生する。
この場合、ＦＧ信号には８つのノイズ成分Ｎ_FG1，Ｎ
_FG2，Ｎ_FG3，・・・・，Ｎ_FG8の和ΣＮ_FGiが重畳するが、図
に示すようにΣＮ_FGiは８対分のノイズが加算されてい
るので、振幅変動や位相変動はきわめて小さくなってい
る。従って、図７（ｂ）に示すように、ＦＧコイル１で
得た逆起電力波形Ｓ_FG0にノイズ成分が重畳してＦＧ出
力波形Ｓ_FGも、周期Ｔには変動が発生しないので、ＦＧ
信号の検出精度を向上することが可能である。

【００４２】なお本実施例においては回転子磁石５の主
磁極は、メインコイル４０とで回転付勢力を発生するた
めの磁石と共用したが、本発明はこれに限定される物で
はなく、例えばＦＧコイル１に対向する部分は例えば４
８極と着磁極数を増やし、メインコイル４０の半径方向
延伸部に対向する部分は例えば８極と着磁極数を減らし
た物であっても適用可能である。

【００４３】次に第２の発明の一実施例について説明す
る。なお従来の構成と重複する点は説明を省略する。

【００４４】図３は本発明の一実施例におけるＰＧを具
備したモータをその内部に組み込んだ回転ヘッドドラム
の横断面図である。同図に示すように、固定ドラム３１
には取付部材１６を介して、固定子基板６が固定されて
いる。ここで固定子基板６はその内周部でねじ（図示せ
ず）によって固定されており、またＦＧ，ＰＧの出力端
子も内周部に設けている。また回転ドラム３０にはロー
タ取付部材２７と、ロータヨーク２６を介して、回転子
磁石５が一体的に固着してある。ここで回転子磁石５の
外径寸法は固定ドラム３１の内周壁面のごく近傍まで大
きくとっている。

【００４５】ここで固定子基板６の一方の平面上には、
図４に示すようにエッチングによって扇形状のＰＧコイ
ル１１，ＰＧ引出し線素１２，ＰＧ出力端子１３等を配
設してある。ＰＧコイル１１はその開き角度がこの例に
おいては略々４５（＝３６０／８）度になるように設定
してある。ＰＧコイル１１の終端部はＰＧ引出し線素１
２を介してＰＧ出力端子１３に電気的に接続されてい
る。またＰＧコイル１１の始端部はスルーホール２０を
介して固定子基板６の裏面（この場合は前記ＦＧコイル
１を配設した面）を経由してスルーホール２１にてＰＧ
引出し線素１２に接続してある。更に、このＰＧ引出し
線素１２の半径方向延伸部とほぼ同一形状をなすＰＧ引
き回し線素１４を４対設けてある。ここでＰＧ引出し線
素１２と、ＰＧ引き回し線素１４とは互いに７２度ずつ
位相をずらして配設しており、全周を５等分している。

【００４６】このように構成されたＰＧを備えたモータ
の動作を以下説明する。回転子磁石５の主磁極８及び反
転磁極１８の磁束は固定子基板６上に配設されたＰＧコ
イル１１に鎖交する。その結果、図７（ａ）に示すよう
に１回転１回のＰＧ信号波形Ｓ_PG0が発生する。なおＰ
Ｇコイル１１はその開き角度が略々４５度（＝３６０／
８）であるので、主磁極８からの磁束はその半径方向延
伸部で互いにキャンセルされるので、Ｓ／Ｎ比の高いＰ
Ｇ信号を得ることができる。

【００４７】ここでＰＧ引出し線素１２は、回転子磁石
５の主磁極８に鎖交しているので、回転子磁石５が１回
転する間に、主磁極８の着磁極数（本実施例では１６
極）に対応して８周期分のノイズが発生する。しかしな
がら本実施例においては、このＰＧ引出し線素１２に対
して７２度ずつ位相を変えて、４対のＰＧ引き回し線素
１４を設けて接続してあるので、ＰＧ引出し線素１２に
て発生したノイズは位相を変えて他のＰＧ引き回し線素
１４においても発生する。この結果ＰＧ引出し線素１２
に発生したノイズは、他のＰＧ引き回し線素１４で発生
したノイズと加算平均され、ほぼ０にまで抑制すること
が可能になる。従って、本実施例においては、ＰＧ信号
にはほとんどノイズが重畳することが無く、きわめて安
定した信号を得ることが可能になる。

【００４８】すなわち本実施例によれば、回転子磁石５
の外径を大きくとって、ＰＧ出力端子１３を回転子磁石
５の内周部に配置しても、ＰＧ信号は、ＰＧ引出し線素
１２におけるノイズの影響を受けることがなくなるの
で、ＰＧ信号の精度を確保しつつ回転子磁石５の材料を
よりエネルギー積の小さな材料を用いることが可能にな
り、部品のコストダウンを図ることが可能になる。

【００４９】なお本実施例においては、ＰＧ引き回し線
素１４とＰＧ引出し線素１２の合計を５対としたが、本
発明はこれに限定される物ではなく、両者の合計数は主
磁極８の着磁極数の約数でなければ、如何なる値をとっ
ても良い。すなわち主磁極８の着磁極数が８極の場合
は、両者の合計数は１，２，４，８以外の自然数を採用
できる。着磁極数が１２極の場合は、両者の合計数は
１，２，３，４，６，１２以外の自然数を採用できる。
また着磁極数が１６極の場合は、両者の合計数は１，
２，４，８，１６以外の自然数を採用できる。

【００５０】また本実施例において、扇型をなすＰＧコ
イル１１の開き角度は４５度としたが、本発明はこれに
限定されるものではなく、主磁極の着磁極数が１６極の
場合は９０，１３５，１８０度としてもよい。

【００５１】次に第３の発明の第１の実施例について説
明する。なお従来の構成と重複する点は説明を省略す
る。

【００５２】図３は本発明の第１の実施例におけるＰＧ
を具備したモータをその内部に組み込んだ回転ヘッドド
ラムの横断面図である。同図に示すように、固定ドラム
３１には取付部材１６を介して、固定子基板６が固定さ
れている。また回転ドラムにはロータ取付部材２７と、
ロータヨーク２６を介して、回転子磁石５が一体的に固
着してある。ここで回転子磁石５の外径寸法は固定ドラ
ム３１の内周壁面のごく近傍まで大きくとっている。

【００５３】ここで固定子基板６の一方の平面上には、
図５に示すようにエッチングによって扇形状のＰＧコイ
ル１１，ＰＧ引出し線素１２，ＰＧ出力端子１３を配設
してある。ＰＧコイル１１はその開き角度がこの例にお
いては略々９０（＝３６０／８×２）度になるように設
定してある。ＰＧコイル１１の終端部はＰＧ引出し線素
１２を介してＰＧ出力端子１３に電気的に接続されてい
る。またＰＧコイル１１の始端部はスルーホール２０を
介して固定子基板６の裏面（この場合は前記ＦＧコイル
１を配設した面）を経由してスルーホール２１にて２本
のＰＧ引出し線素１２に接続してある。ここで、この２
本のＰＧ引出し線素１２の半径方向延伸部は、互いにほ
ぼ同一形状をなしており、かつ互いに４５度だけ円周方
向に位相をずらして配設してある。

【００５４】このように構成されたＰＧを備えたモータ
の動作を以下説明する。回転子磁石５の主磁極８及び反
転磁極１８の磁束は固定子基板６上に配設されたＰＧコ
イル１１に鎖交する。その結果、図７（ａ）に示すよう
に１回転１回のＰＧ信号波形Ｓ_PG0が発生する。なおＰ
Ｇコイル１１はその開き角度が略々４５度（＝３６０／
８）であるので、主磁極８からの磁束はその半径方向延
伸部で互いにキャンセルされるので、Ｓ／Ｎ比の高いＰ
Ｇ信号を得ることができる。

【００５５】ここで２本のＰＧ引出し線素１２は、回転
子磁石５の主磁極８に鎖交しているが、互いに４５度だ
け円周方向に位相をずらして配設してあるので、ＰＧ引
出し線素１２において逆起電力が発生することはない。
この結果ＰＧ引出し線素１２においてはノイズはほとん
ど発生しない。従って、本実施例においては、ＰＧ信号
にはほとんどノイズが重畳することが無く、きわめて安
定した信号を得ることが可能になる。

【００５６】すなわち本実施例によれば、回転子磁石５
の外径を大きくとって、ＰＧ出力端子１３を回転子磁石
５の内周部に配置しても、ＰＧ信号は、ＰＧ引出し線素
１２におけるノイズの影響を受けることがなくなるの
で、ＰＧ信号の精度を確保しつつ回転子磁石５の材料を
よりエネルギー積の小さな材料を用いることが可能にな
り、部品のコストダウンを図ることが可能になる。

【００５７】なお本実施例においては、ＰＧコイル１１
の開き角度を９０度としたが、本発明はこれに限定され
る物ではなく、主磁極の着磁極数が１６極の場合は４
５，１３５，１８０度としてもよい。また２本のＰＧ引
出し線素１１の互いの位相差を４５度としたが、９０，
１３５，１８０度としてもよい。

【００５８】またＰＧ引出し線素部１２の半径方向延伸
部は必ずしも直線状とする必要はなく、例えば第２の実
施例として図６に示すように２本のＰＧ引出し線素１２
は３６０度以上にわたるスパイラル形状とし、かつ互い
に４５度だけ円周方向に位相をずらして配設した物であ
ってもよい。このようにＰＧ引出し線素１２をスパイラ
ル形状とすることにより、ＰＧ引出し線素１２に重畳す
るノイズも平均化されるので、よりノイズレベルの低い
信号を得ることが可能になる。

【００５９】なお上記第１〜第３の発明の各実施例はす
べてブラシレスモータを例示したが、本発明はこれに限
定される物ではなく、ブラシ付きモータであっても全く
同様に適用可能である。

【００６０】また上記第１〜第３の発明の各実施例はす
べてＦＧ出力端子３，ＰＧ出力端子１３は回転子磁石５
の内周部側に配置する物としたが、上記第１〜第３の発
明はこれに限定される物ではなく、ＦＧ出力端子３，Ｐ
Ｇ出力端子１３を外周部側に配設する場合にも適用が可
能である。この場合は、外周側のＦＧ引出し線素２，Ｐ
Ｇ引出し線素１２へのノイズ重畳を抑制するという効果
が生ずる。

【００６１】また上記第１〜第２の発明の各実施例にお
けるＰＧ用磁極はすべて回転子磁石５の主磁極の内の１
極に反転磁極１８を設けたものとして説明したが、本発
明はこれに限定される物ではなく、例えば、ＰＧ磁極部
として図８（ａ），（ｂ）等に示すように構成したもの
でもよい。

【００６２】すなわち図８（ａ）においてはＰＧ磁極部
１９ａは回転子磁石５の外周部に突出して設けられてい
る。ここでＰＧ磁極部１９ａは回転子磁極５の主磁極８
の１極分の幅にほぼ等しく設定してあり、極性はその位
置するところの主磁極８と同じとしてある。このように
設定すると、上記第２〜第３の発明の各実施例で説明し
たように反転磁極を設ける必要が無いので、着磁も１回
ですむという利点がある。

【００６３】また図８（ｂ）においてはＰＧ磁極部に対
応する主磁極８は切欠１９ｂを設けており、あえてＰＧ
着磁を施したり、ＰＧ用に磁石外径を突出させる必要が
無いという利点がある。

【００６４】またＰＧ用磁極はなにも回転子磁石５と一
体である必要はなく、例えば回転子磁石をフェライト磁
石とし、ＰＧ用磁極はサマリウム・コバルト系の希土類
磁石を用いてもよい。

【００６５】

【発明の効果】第１の発明によるＦＧを具備したモータ
によれば、複数対のＦＧ引き回し線素を配置したことに
より、ＦＧ出力端子を内周部側に配置してもＦＧ信号へ
のノイズ重畳を抑制することができ、また回転子磁石の
外径寸法を大きくとれるので、エネルギー積の小さな低
価格の磁石材料を選択できるという特徴がある。

【００６６】また、第２の発明によるＰＧを具備したモ
ータによれば、複数対のＰＧ引き回し線素を配置したこ
とにより、ＰＧ出力端子を内周部側に配置してもＰＧ信
号へのノイズ重畳を抑制することができ、また回転子磁
石の外径寸法を大きくとれるので、エネルギー積の小さ
な低価格の磁石材料を選択できるという特徴がある。

【００６７】また、第３の発明によるＰＧを具備したモ
ータによれば、２本のＰＧ引き出し線素を互いに所定量
だけ位相をずらして配置したことにより、ＰＧ出力端子
を内周部側に配置してもＰＧ信号へのノイズ重畳を抑制
することができ、また回転子磁石の外径寸法を大きくと
れるので、エネルギー積の小さな低価格の磁石材料を選
択できるという特徴がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の第一の実施例におけるＦＧ部の固
定子基板と回転子磁石の平面図

【図２】第一の発明の第二の実施例におけるＦＧ部の固
定子基板と回転子磁石の平面図

【図３】第１，第２，第３の発明における一実施例にお
けるモータの横断面図

【図４】第２の発明の一実施例におけるＰＧ部の固定子
基板と回転子磁石の平面図

【図５】第３の発明の第１の実施例におけるＰＧ部の固
定子基板と回転子磁石の平面図

【図６】第３の発明の第２の実施例におけるＰＧ部の固
定子基板と回転子磁石の平面図

【図７】ＦＧ，ＰＧ信号波形図

【図８】第２、第３の発明の他の実施例における回転子
磁石の平面図

【図９】従来例の一実施例におけるＦＧ部の固定子基板
と回転子磁石の平面図

【図１０】そのモータの横断面図

【図１１】従来例の他の実施例におけるＦＧ部の固定子
基板と回転子磁石の平面図

【図１２】従来例の一実施例におけるＰＧ部の固定子基
板と回転子磁石の平面図

【図１３】従来例の他の実施例におけるＦＧ部の固定子
基板と回転子磁石の平面図

【符号の説明】

１ＦＧコイル２ＦＧ引出し線素３ＦＧ出力端子４ＦＧ引き回し線素５回転子磁石６固定子基板８主磁極１１ＰＧコイル１２ＰＧ引出し線素１３ＰＧ出力端子１４ＰＧ引き回し線素１８反転磁極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】等ピッチに２ｎ極（ｎ＝２，３，・・・）
に多極着磁した円環状磁石と、その円環状磁石の磁極面
に対向配置された配線基板と、その配線基板上に配設さ
れた櫛歯状の発電コイルと、その発電コイルの配設され
た前記配設基板上であって前記発電コイルの外周側もし
くは内周側のいずれかに配設された２個の信号出力端子
と、その信号出力端子と前記発電コイルとを電気的に接
続する、半径方向延伸部を有した１対の引出し線素対
と、その１対の引出し線素対と略々同一形状の半径方向
延伸部を有したｍ対（ｍ＝２，３，…）の引き回し線素
対とを具備し、前記１対の引出し線素対と、前記ｍ対の
引き回し線素対とを互いに３６０／（ｍ＋１）（度）だ
け円周方向に位相差を有して配置した周波数発生器を備
えたモータ。
【請求項２】等ピッチに２ｎ極（ｎ＝２，３，・・・）
に多極着磁した円環状磁石と、その円環状磁石上もしく
は円環状磁石近傍であって、円周方向上に少なくとも１
箇所設けられた位置検出用磁極と、前記円環状磁石の磁
極面と、前記位置検出用磁極とに対向配置された配線基
板と、その配線基板上に配設され、その半径方向延伸部
がｋ×３６０／ｎ（度）（ｋ＝１，２，３，…）の開き
角度を有する扇形状のサーチコイルと、そのサーチコイ
ルの外周側もしくは内周側のいずれかに配設された２個
の信号出力端子と、その信号出力端子と前記サーチコイ
ルとを電気的に接続する、半径方向延伸部を有した１対
の引出し線素対と、その１対の引出し線素対と略々同一
形状の半径方向延伸部を有したｍ対（ｍは２ｎの約数を
除く任意の自然数）の引き回し線素対とを具備し、前記
１対の引出し線素対と、前記ｍ対の引き回し線素対とを
互いに３６０／（ｍ＋１）（度）だけ円周方向に位相差
を有して配置した回転位相検出器を備えたモータ。
【請求項３】等ピッチに２ｎ極（ｎ＝２，３，…）に
多極着磁した円環状磁石と、その円環状磁石上もしくは
円環状磁石近傍であって、円周方向上に少なくとも１箇
所設けられた位置検出用磁極と、前記回転子磁石の磁極
面と、前記位置検出用磁極とに対向配置された固定子基
板と、この固定子基板上に配設され、その半径方向延伸
部がＬ×３６０／ｎ（度）（Ｌ＝１，２，…）の開き角
度を有する扇形状のサーチコイルと、そのサーチコイル
の外周側もしくは内周側のいずれかに配設された２個の
信号出力端子と、その信号出力端子と前記サーチコイル
とを電気的に接続する、半径方向延伸部を有した２本の
引出し線素対とを具備し、その２本の引出し線素対の半
径方向延伸部は互いに略同一形状を成し、かつＪ×３６
０／ｎ（度）（Ｊ＝１，２，…）だけ円周方向に位相差
を有して配置された回転位相検出器を備えたモータ。