JPH0759382A - ブラシレスｄｃモ−タ用磁気エンコ−ダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モ−タ構造を簡略化できるブラシレスＤＣモ
−タ用磁気エンコ−ダを提供するようにする。 【構成】 磁気ドラム２２には，対向する磁気センサ２
３によって１回転に１個のオン・オフ信号（Ｚ相信号）
を得る１本の磁気ベルト２２ｄと，１回転に少なくとも
１サイクルの等間隔のオン・オフ信号（回転位置検出信
号）を得るブラシレスＤＣモ−タの極数と巻線数に対応
する本数の磁気ベルト２２ａ，２２ｂ，２２ｃを備え，
回転位置検出信号とＺ相信号とは，所定電気角度を有す
るように形成した。この場合，所定の回転位置検出信号
とＺ相信号との間に有する所定電気角度の位相差は３０
度になるように形成するのが望ましい。また，Ｚ相信号
用磁気ベルト２２ｄの着磁と回転位置検出信号用磁気ベ
ルト２２ａ，２２ｂ，２２ｃの着磁とは，相互に所定角
度の位相差を有するように形成するのが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はブラシレスＤＣモ−タの
回転子に構成される永久磁石の回転角度位置と固定され
た各巻線との相対位置に対応して，各巻線に対する電流
供給位置を検知するための磁気エンコ−ダの改良に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来，ブラシレスＤＣモ−タの回転子に
構成される永久磁石の回転角度位置に対応する電流供給
位置を検知するためには図４に示す手段が知られてい
る。図４には２極式ブラシレスＤＣモ−タの電磁機能の
構成を示す概念図（Ａ）と磁気エンコ−ダの外観斜視図
（Ｂ）とを併せて示している。図４（Ａ），（Ｂ）にお
いて，１０′は２極式ブラシレスＤＣモ−タ（以下モ−
タと略称する），２０′は磁気エンコ−ダである。磁気
エンコ−ダ２０′の回転軸２１はモ−タ１０′の回転軸
（図示せず）に結合されている。また，２２′は回転軸
２１に固着して回転軸２１とともに回転する表面に詳細
を後述する所定の磁気ベルトが形成されている磁気ドラ
ムである。２３′は磁気ドラム２２′との間に小間隙を
設け，磁気ドラムに対向して設けた所定性能を備えた磁
気センサである。磁気センサ２３′は磁気ドラム２２′
に形成した磁気ベルトの通過を検知し，その通過タイミ
ングで電気信号を出力する。即ち，磁気センサ２３′は
回転軸２１が結合するモ−タ１０′の回転速度と回転位
置に対応する信号を出力する。

【０００３】図４（Ａ）において，１１Ｎ，１１Ｓは，
モ−タ１０′の回転軸（図示せず）と一体になって回転
する回転子（図示せず）に構成したＮ極とＳ極の永久磁
石であって，１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ はそれぞれ固定
部に構成した第１ないし第３の巻線である。Ｐｎ は各
巻線１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ をスタ−接続した結合
部，即ち，中性点を引き出した共通端子，Ｐｕ，Ｐｖ，
Ｐｗ はそれぞれ各巻線１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ の端子
である。永久磁石１１Ｎ，１１Ｓを構成した回転子（図
示せず）を回転したときに各巻線１２ｕ，１２ｖ，１２
ｗに誘起する交番電圧は，第１の巻線１２ｕと第２の巻
線１２ｖとの間が電気角で１２０度，第２の巻線１２ｖ
と第３の巻線１２ｗとの間が電気角で１２０度，第３の
巻線１２ｗと第１の巻線１２ｕとの間が電気角で１２０
度のそれぞれ位相差を有し，各巻線１２ｕ，１２ｖ，１
２ｗ の誘起電圧値（波形）がそれぞれ等しくなるよう
に構成されている。モ−タ１０′の各巻線１２ｕ，１２
ｖ，１２ｗ には，前述した磁気センサ２３′の検出信
号が得られる所定のタイミングに図示しない制御装置に
よって電流が供給される。

【０００４】図５には，磁気エンコ−ダ２０′の磁気ド
ラム２２′の展開図に磁気センサ２３′とその検出信号
の出力回路を複合したブロック図を示している。図５は
縦方向が磁気ドラム２２′の軸方向で横方向が磁気ドラ
ム２２′の円周３６０度に対応している。以降の説明は
図５において磁気ドラム２２′が矢印方向に回転すると
して説明する。図５において，２２′は磁気ドラムを展
開したものであって，２２ａNは磁気ドラム２２′の表
面に円周の半分の長さである１８０度の区間に着磁した
第１の磁気ベルト２２ａのＮ極，２２ａSは第１の磁気
ベルト２２ａのＮ極２２ａNに隣接して着磁したＳ極で
ある。２２ｂNは，磁気ドラム２２′の表面に第１の磁
気ベルト２２ａに対して円周の１／３，即ち１２０度ず
らして第１の磁気ベルト２２ａと同様に形成した第２の
磁気ベルト２２ｂのＮ極であって，２２ｂSはＮ極２２
ｂNに隣接して着磁したＳ極である。２２ｃNは，磁気ド
ラム２２′の表面に第２の磁気ベルト２２ｂに対して円
周の１／３，即ち１２０度ずらして第１の磁気ベルト２
２ａ，第２の磁気ベルト２２ｂと同様に形成した第３の
磁気ベルト２２ｃのＮ極で，２２ｃSはＮ極２２ｃNに隣
接して着磁したＳ極である。従って，第３の磁気ベルト
２２ｃと第１の磁気ベルト２２ａとは磁気ドラム２２′
の表面円周の１／３即ち，１２０度ずらして着磁され
る。各磁気ベルトのＮ極とＳ極の幅はそれぞれλに形成
されている。

【０００５】図５において，２３′は磁気ドラムに対向
して設けた所定性能を備えた磁気センサであって，２３
ａ₁は磁気センサ２３′に設けた第１のセンサ素子であ
る。第１のセンサ素子２３ａ₁は後述する他のセンサ素
子とも同一の性能を備えていて，図５には，各センサ素
子が磁気抵抗素子によって構成されている場合を記して
いる。第１のセンサ素子２３ａ₁は第１の磁気ベルト２
２ａの中央部，即ち，第１の磁気ベルトのＮ極２２ａN
と，第１の磁気ベルトのＳ極２２ａSとの境界面に対向
している。２３ａ₂は磁気センサ２３′に設けた第２の
センサ素子である。第２のセンサ素子２３ａ₂は第１の
センサ素子２３ａ₁から，磁気ドラム２２′の軸にそっ
てλ／２の位置に構成されている。従って，上述した磁
気ベルトの構成においては，第１の磁気ベルトのＳ極２
２ａSの中央部に対向している。上述と同様に，磁気ド
ラム２２′の軸に沿って，第２の磁気ベルト２２ｂに対
向する位置にある第１にあるセンサ素子２３ａ₁，第２
のセンサ素子２３ａ₂と並行位置に，第３のセンサ素子
２３ｂ₁と第４のセンサ素子２３ｂ₂が構成されている。
従って，第３のセンサ素子２３ｂ₁は，第２の磁気ベル
ト２２ｂの中央部，即ち，第２の磁気ベルトのＳ極２２
ｂSと，第２の磁気ベルトのＮ極２２ｂNとの境界面に対
向し，第４のセンサ素子２３ｂ₂は第２の磁気ベルトの
Ｎ極２２ｂNの中央部に対向している。また，同様に，
磁気ドラム２２′の軸に沿って，第３の磁気ベルト２２
ｃに対向する位置の第３ないし第４のセンサ素子との平
行位置に，第５のセンサ素子２３ｃ₁と第６のセンサ素
子２３ｃ₂が構成されている。従って，第５のセンサ素
子２３ｃ₁は，第３の磁気ベルト２２ｃの中央部，即
ち，第３の磁気ベルトのＮ極２２ｃNと第３の磁気ベル
トのＳ極２２ｃSとの境界面に対向し，第６のセンサ素
子２３ｃ₂は第３の磁気ベルトのＳ極２２ｃSの中央部に
対向している。

【０００６】第１のセンサ素子２３ａ₁と第２のセンサ
素子２３ａ₂とは直列に接続されて，両端をグランド電
位Ｇと所定値の直流電源回路Ｅとの間に接続されてい
る。また，第１のセンサ素子２３ａ₁と第２のセンサ素
子２３ａ₂との接続点は波形整形回路６′の第１の比較
器６ａの第１の入力端子６ａ₁に接続されている。波形
整形回路６′の第１の比較器６ａの第２の入力端子６ａ
₂には，グランド電位Ｇと所定値の直流電源回路Ｅとの
間の１／２の電圧を，例えば，グランド電位Ｇと所定値
の直流電源回路Ｅとの間の電圧Ｅを等しい抵抗値の固定
抵抗器７ａと７ｂとで分割して接続されている。同様
に，第３のセンサ素子２３ｂ₁と第４のセンサ素子２３
ｂ₂とは直列に接続され，両端をグランド電位Ｇと所定
値の直流電源回路Ｅとの間に接続されており，第３のセ
ンサ素子２３ｂ₁と第４のセンサ素子２３ｂ₂との接続点
は波形整形回路６′の第２の比較器６ｂの第１の入力端
子６ｂ₁に接続されている。また，同様に，第５のセン
サ素子２３ｃ₁と第６のセンサ素子２３ｃ₂とは直列に接
続され，両端をグランド電位Ｇと所定値の直流電源回路
Ｅとの間に接続されており，第５のセンサ素子２３ｃ₁
と第６のセンサ素子２３ｃ₂との接続点は波形整形回路
６′の第３の比較器６ｃの第１の入力端子６ｃ₁に接続
されている。波形整形回路６′の第２の比較器６ｂの第
２の入力端子６ｂ₂と，第３の比較器６ｃの第２の入力
端子６ｃ₂には，いずれも，第１の比較器６ａと同様，
グランド電位Ｇと所定値の直流電源回路Ｅとの間の１／
２の電圧を供給している。図５において，Ａａ，Ａｂ，
Ａｃは，それぞれ第１の比較器６ａ，第２の比較器６
ｂ，第３の比較器６ｃの出力端子を記していて，この各
比較器からの出力端子を接続するモ−タの制御装置の図
示は省略している。上述した各比較器はそれぞれ第１の
入力端子に入力した電圧値が第２の入力端子に入力して
いる電圧値よりも大きくなるまでは，出力がロウレベ
ル，第１の入力端子に入力した電圧値が第２の入力端子
に入力している電圧値よりも大きくなると，出力がハイ
ベルになる特性を備えている。即ち，第１の入力端子に
入力する電圧値が所定値以上になると，出力に方形波を
出力する波形整形機能を備えている。従って，図５に示
した回路では，それぞれの比較器は，比較器に接続する
センサ素子の対向位置を対向する磁気ベルトが通過する
期間の方形波を出力する。

【０００７】図６に，時間経過に対応する図５に示す各
部の誘起電圧（以下電圧と略記する）波形を示してい
る。図６は横軸に時間を示していて，縦軸には，上段か
ら（Ａ）が第１の巻線１２ｕの電圧波形，（Ｂ）が第２
の巻線１２ｖの電圧波形，（Ｃ）が第３の巻線１２ｗの
電圧波形，（Ｄ）が端子ＰｕとＰｖとの間の電圧波形，
（Ｅ）が端子ＰｖとＰｗとの間の電圧波形，（Ｆ）が端
子ＰｗとＰｕとの間の電圧波形，（Ｇ）が第１の比較器
６ａの出力端子Ａａの出力信号波形，（Ｈ）が第２の比
較器６ｂの出力端子Ａｂの出力信号波形，（Ｉ）が第３
の比較器６ｃの出力端子Ａｃの出力信号波形をそれぞれ
示している。モ−タ１０′の各巻線１２ｕ，１２ｖ，１
２ｗ には，前述したように，永久磁石１１Ｎ，１１Ｓ
を構成した回転子（図示せず）を回転したときに，第１
の巻線１２ｕと第２の巻線１２ｖそれぞれの誘起電圧間
が電気角で１２０度（図６（Ａ）と図６（Ｂ）参照），
第２の巻線１２ｖと第３の巻線１２ｗそれぞれの誘起電
圧間が電気角で１２０度（図６（Ｂ）と図６（Ｃ）参
照），第３の巻線１２ｗと第１の巻線１２ｕそれぞれの
誘起電圧間が電気角で１２０度（図６（Ｃ）と図６
（Ａ）参照）の位相差を有するように電圧を発生する。
また，第１のセンサ素子２３ａ₁と第２のセンサ素子２
３ａ₂とが入力している第１の比較器６ａの出力端子Ａ
ａからは，第１の磁気ベルト２２ａを検知した信号を整
形した方形波が図６（Ｇ）に示すように出力し，この信
号は図６（Ａ）に示した巻線１２ｕの交番電圧と同相に
なるようにモ−タ１０′と磁気エンコ−ダ２０′それぞ
れの要素機能の位置関係を構成している。同様に，第２
の磁気ベルト２２ｂを検知した信号（図６（Ｈ））の位
相は第２の巻線１２ｖから出力する交番電圧図６（Ｂ）
と同相，第３の磁気ベルト２２ｃを検知した信号（図６
（Ｉ））の位相は第３の巻線１２ｗから出力する交番電
圧（図６（Ｃ））と同相になるようにモ−タ１０′と磁
気エンコ−ダ２０′それぞれの要素機能の位置関係を構
成している。

【０００８】従って，上述した各比較器の出力を入力す
る図示しない制御装置は，第１の比較器６ａの出力信号
と同相の電流を第１の巻線１２ｕに供給し，第２の比較
器６ｂの出力信号と同相の電流を第２の巻線１２ｖに供
給し，第３の比較器６ｃの出力信号と同相の電流を第３
の巻線１２ｗに供給するようにそれぞれ機能する。従っ
て，モ−タ１０′は所望される回転トルクを出力して安
定に回転する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで，上述したよ
うなモ−タ電流の制御方法であると，それぞれの巻線の
誘起電圧の位相信号を得るために，スタ−接続した中性
点からの引き出し線を設ける必要がある。そのために，
引き出し線を結合するための巻線の端末処理とモ−タ組
み立ての取り扱いが複雑になって作業性を低下させ，コ
ストアップを来すという問題があった。本発明は従来の
上記問題点（課題）を解決し，モ−タ構造を簡略化でき
るブラシレスＤＣモ−タ用磁気エンコ−ダを提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，本発明に基づくブラシレスＤＣモ−タ用磁気エンコ
−ダにおいては，磁気ドラムには，対向する磁気センサ
によって１回転に１個のオン・オフ信号（Ｚ相信号）を
得る１本の磁気ベルトと，１回転に少なくとも１サイク
ルの等間隔のオン・オフ信号（回転位置検出信号）を得
るブラシレスＤＣモ−タの極数と巻線数に対応する本数
の磁気ベルトとを備え，回転位置検出信号とＺ相信号と
は，所定電気角度を有するように形成した。所定の回転
位置検出信号とＺ相信号との間に有する所定電気角度の
位相差は３０度になるように形成するのが望ましい。さ
らに，Ｚ相信号用磁気ベルトの着磁と回転位置検出信号
用磁気ベルトの着磁とは，相互に所定角度の位相差を有
するように形成するのが望ましい。

【００１１】

【作用】本発明は上述のように構成したので，磁気エン
コ−ダのＺ相信号をモ−タの所定の巻線間に出力する誘
起電圧と同相にする（ゼロ電圧点に合わせる）ことによ
って，各巻線の結合点である中性点からの引き出し線が
なくても各巻線の誘起電圧に同期する回転位置検出信号
が得られるのでモ−タの構造を簡易にできる。この場
合，所定の回転位置検出信号とＺ相信号との間に有する
電気角度の位相差は，ほぼ３０度になるように形成する
と２極式３巻線のブラシレスＤＣモ−タにおける所定巻
線の誘起電圧の位相に，所定の回転位置検出信号は３０
度の設定誤差範囲内で一致する。さらに，Ｚ相信号用磁
気ベルトの着磁と回転位置検出信号用磁気ベルトの着磁
とは，相互に所定角度の位相差を有するように形成する
と，容易にそれぞれの巻線の誘起電圧の位相に所定の回
転位置検出信号の出力位相を一致させることができる。

【００１２】

【実施例】本発明に基づくブラシレスＤＣモ−タ用磁気
エンコ−ダの実施例を図１ないし図３を参照して説明す
る。図１ないし図３においては，従来の技術で説明した
図４ないし図５に記した機能要素と同一，または相当の
機能要素は図４ないし図５に記した符号と同一の符号を
使用し説明は省略する。図２は本発明を適用したブラシ
レスＤＣモ−タと磁気エンコ−ダの説明図で，同図
（Ａ）は２極式ブラシレスＤＣモ−タの電磁機能の構成
を示す概念図，同図（Ｂ）が磁気エンコ−ダの外観斜視
図である。図２（Ａ）において，１０は２極式ブラシレ
スＤＣモ−タ（以下モ−タと略称する）であって，図２
（Ｂ）に示す２０は磁気エンコ−ダである。図２（Ａ）
に示すモ−タ１０と図４（Ａ）に示したモ−タ１０′と
の違いは，各巻線１２ｕ，１２ｖ，１２ｗをスタ−接続
した中性点からの引き出し線を廃止した点である。ま
た，図２（Ｂ）に示す磁気エンコ−ダ２０と図４（Ｂ）
に示した磁気エンコ−ダ２０′との違いは，図１によっ
て後述するように図４（Ｂ）の磁気ドラム２２′にＺ相
用の第４の磁気ベルト２２ｄを設け，磁気センサ２３′
にＺ相用の第７のセンサ素子２３ｄ₁と第８のセンサ素
子２３ｄ₂とを設けた点である。

【００１３】図１は，磁気エンコ−ダ２０の磁気ドラム
２２の展開図に対して，磁気センサ２３とその検出信号
の経路をブロック図で示している。なお，図１は縦方向
が磁気ドラム２２の軸方向に，また横方向が磁気ドラム
２２の円周３６０度に対応している。以降の説明は，図
１において磁気ドラムが矢印方向に回転するとして説明
する。図１において，２２は磁気ドラムを展開したもの
であって，２２ｄNは磁気ドラム２２の表面に円周の半
分の長さ，即ち１８０度の区間に着磁した第４の磁気ベ
ルト２２ｄのＮ極，２２ｄSは磁気ドラム２２の面に円
周の半分の長さに構成した第４の磁気ベルトのＮ極(２
２ｄN)に連続して着磁したＳ極である。従って，第４の
磁気ベルト２２ｄは磁気ドラム２２の円周表面をＮ極２
２ｄNとＳ極２２ｄSとによって２等分している。第４の
磁気ベルト２２ｄは第１の磁気ベルト２２ａに対して機
械的角度で３０度位相をずらして着磁している。また，
図１において２３は磁気センサであって，磁気ドラム２
２に設けた第４の磁気ベルト２２ｄに対向し，磁気ベル
ト２２の方向に並べて第７のセンサ素子２３ｄ₁と第８
のセンサ素子２３ｄ₂とを設けている。また，図１にお
いて６は波形整形回路で，図５に示した波形整形回路
６′との違いは，第７のセンサ素子２３ｄ₁と第８のセ
ンサ素子２３ｄ₂の結合部を入力する第４の比較器６ｄ
を設けた点である。即ち，第７のセンサ素子２３ｄ₁と
第８のセンサ素子２３ｄ₂とは回転方向に所定間隔を開
けて詳細を後述する位置に，条件によっては装着位置の
調節可能にして装着している。この第７のセンサ素子２
３ｄ₁と第８のセンサ素子２３ｄ₂とは直列に接続して，
両端をグランド電位Ｇと，所定値の直流電源回路Ｅとの
間に接続しており，第７のセンサ素子２３ｄ₁と第８の
センサ素子２３ｄ₂の結合部が第４の比較器６ｄの第１
の入力端子６ｄ₁に接続している。また，第４の比較器
６ｄの第２の入力端子６ｄ₂には，グランド電位Ｇと所
定値の直流電源回路Ｅとの間の１／２の電圧点，例え
ば，グランド電位Ｇと所定値の直流電源回路Ｅとの間を
等しい抵抗値の固定抵抗器７ａと７ｂとで２分割した接
続点に接続している。図１は本発明を説明するために磁
気エンコ−ダの構成を概念的に示したものであって，上
述した各磁気ベルトの寸法や各センサ素子の寸法等は実
物とは対応していない。

【００１４】次に,上述の回路機能により構成した実施
例における働きを図３を参照して説明する。図３に，時
間経過に対応する図１に示す各部の誘起電圧（以下電圧
と略記する）波形を示している。図３は横軸に時間を示
していて，縦軸には，上段から（Ａ）が第１の巻線１２
ｕの電圧波形，（Ｂ）が第２の巻線１２ｖの電圧波形，
（Ｃ）が第３の巻線１２ｗの電圧波形，（Ｄ）が端子Ｐ
ｕとＰｖとの間の電圧波形，（Ｅ）が端子ＰｖとＰｗと
の間の電圧波形，（Ｆ）が端子ＰｗとＰｕとの間の電圧
波形，（Ｇ）が第１の比較器６ａの出力端子Ａａの出力
信号波形，（Ｈ）が第２の比較器６ｂの出力端子Ａｂの
出力信号波形，（Ｉ）が第３の比較器６ｃの出力端子Ａ
ｃの出力信号波形，（Ｊ）が第４の比較器６ｄの出力端
子Ａｄの出力信号波形をそれぞれ示している。第４の比
較器６ｄの出力端子Ａｄの出力信号波形をＺ相信号と称
す。図３に示す（Ａ）ないし（Ｉ）は図６の（Ａ）ない
し（Ｉ）と共通である。即ち，磁気ドラム２２に形成す
る第４の磁気ベルトの極性に対応して第７のセンサ素子
２３ｄ₁と第８のセンサ素子２３ｄ₂とに供給する電圧Ｅ
の方向を適切に設定することによって，また，第４の比
較器６ｄの特性に対応して，図３に示すようにほぼ第７
のセンサ素子２３ｄ₁と第８のセンサ素子２３ｄ₂との装
着幅に対応する１個のパルス状のオン・オフ信号が得ら
れる。また，第１ないし第３の磁気ベルトに対応する各
センサ素子に供給する電圧Ｅの方向を適切に設定するこ
とによって，第１ないし第３の比較器の特性に対応して
各比較器の出力端子には，図３に示すような各１サイク
ルの等間隔のオン・オフ信号によって形成される方形波
信号が得られる。モ−タ１０に構成した各巻線はスタ−
接続しているので，第１の巻線１２ｕの誘起電圧に対し
て第１の巻線１２ｕと第２の巻線１２ｖを接続する端子
ＰｕとＰｖとの間の誘起電圧は３０度位相が進んでい
る。前述したように第４の磁気ベルト２２ｄは第１の磁
気ベルト２２ａに対して３０度位相をずらして着磁して
いるので，第７のセンサ２３ｄ₁と第８のセンサ２３ｄ₂
の装着位置を適切な位置に合わせることによって，第４
の比較器６ｄの出力端子Ａｄの出力信号の立ち上がり位
置は第１の巻線１２ｕの誘起電圧よりも３０度位相が進
んで得られる。従って，磁気センサ２３の装着を第４の
比較器６ｄの出力端子Ａｄの出力信号位置と第１の巻線
１２ｕと第２の巻線１２ｖを接続する端子ＰｕとＰｖと
の間の出力電圧（波形）のゼロ点位置とを一致させるこ
とによって，第１の比較器６ａの出力端子Ａａに得られ
る信号（図３（Ｇ））と第１の巻線１２ｕの誘起電圧
（図３（Ａ））とは同相になる。モ−タの各巻線１２
ｕ，１２ｖ，１２ｗとは正しく相互に１２０度の位相差
をもたせて構成しており，磁気ドラム２２の第１ないし
第３の磁気ベルトは相互に正しく１２０度位相差をもた
せて形成し，各センサ素子２３ａ₁から２３ｃ₂は正しく
１列に構成しているので，同様に出力端子Ａｂに得られ
る信号図３（Ｈ）と第２の巻線１２ｖの誘起電圧（図３
（Ｂ））とは同相になり，出力端子Ａｃに得られる信号
（図３（Ｉ））と第３の巻線１２ｗの誘起電圧（図３
（Ｃ））とは同相になる。モ−タと磁気エンコ−ダと
は，図３に示すように各巻線の電圧の位相と各センサの
出力信号の位相を合わせるようにするには，モ−タと磁
気エンコ−ダとの結合を調節するようにしても良いし，
磁気センサの装着位置を調節可能にしても良い。図３に
示すタイミングで各出力信号が得られることによって，
出力端子Ａａに得られる信号と第１の巻線１２ｕを流れ
る電流が同相になり，出力端子Ａｂに得られる信号と第
２の巻線１２ｖを流れる電流が同相になり，出力端子Ａ
ｃに得られる信号と第３の巻線１２ｗに供給する電流が
同相になるように図示しない電流出力回路を制御するこ
とによってモ−タ１０は所望される回転トルクを出力し
て安定に回転する。モ−タの回転を逆転するには，上述
した検知信号によって各巻線に供給する電流位相を適切
に反転すれば良い。また，上述した実施例とは逆方向に
モ−タを回転させるときに上述した調節を実行できるよ
うにするには，上述した説明を逆方向に適用できるよう
に，図３に示した特性図を参照して各巻線の出力位相と
Ｚ相信号の判定位置条件等を適切に設定すれば良い。

【００１５】上述の説明は本発明の技術思想を実現する
ための基本手法と構成を示したものであって，種々応用
改変することができる。例えば，上述の説明において
は，第４の磁気ベルト２２ｄを磁気ドラム２２の円周を
Ｎ，Ｓ極によって２等分するように説明したが，上述し
たようにＺ信号が正しい位相で検知できれば，Ｎ，Ｓの
磁極を適切に構成すれば良いことは当然である。また，
第１の磁気ベルト２２ａと第４の磁気ベルト２２ｄとの
間に３０度の位相差をもたせ，端子ＰｕとＰｖとの間に
得られる誘起電圧とＺ相信号とを同相になるように説明
したが，Ｚ相信号とその他の端子間の誘起電圧が同相に
なった時に上述と同様の機能が得られるように構成し，
また，調節しても良いことは当然である。また，Ｚ相信
号は立ち上がり点で位相を合わせるように説明したが，
立ち下がり点で合わせるようにしても上述と同様に位相
をあわせれば良い。上述の説明では磁気センサに各２個
の磁気抵抗素子を対にして使用し，比較器によって信号
処理をするように説明したが，出力回路等の信号処理機
能を適切に対応させることによって磁気抵抗素子の配置
条件や電圧印加条件を変更しても良い。また，センサ素
子は磁気抵抗以外の磁気センサ，例えばホ−ル素子等を
使用しても，出力回路等の信号処理機能をそのセンサ素
子の機能に対応させることによって可能である。各比較
器の出力端子に得られる方形波のタイミングと対応させ
る各巻線の誘起電圧のタインングとを完全に同期するた
めには，磁気抵抗素子の機械的寸法及び各抵抗値や特性
性能のばらつき等に対応して，各入力する比較器の特性
等を調節可能にすれば良いことは当然である。また，Ｚ
相信号を対応させる巻線の誘起電圧と正しく同期をとる
ためには，第７のセンサ素子２３ｄ₁および第８のセン
サ素子２３ｄ₂それぞれの装着位置を調節可能にしても
良いことも当然である。また，Ｚ相信号は第４の磁気ベ
ルトの構成とセンサ素子の検出信号処理回路の構成によ
って複数個得られても，そのうちの適切な１個の信号を
使用するようにすれば良い。また，上述の説明では，２
極式ブラシレスＤＣモ−タの場合について説明したが，
その他の極数のブラシレスＤＣモ−タに対しても，その
極数に伴う各巻線の機械的角度と電気的角度の条件等に
対応して，実施例に上述した技術思想に従って磁気エン
コ−ダにおける磁気ドラムの各磁気ベルトと磁気センサ
それぞれの数や位置等を構成することによって同様に本
発明を適用できる。

【００１６】

【発明の効果】本発明は上述したように構成したので，
次のような優れた効果を有する。 磁気エンコ−ダのＺ相信号をモ−タの所定の巻線間に
出力する誘起電圧と同相にする（ゼロ電圧点に合わせ
る）ことによって，各巻線の結合点である中性点からの
引き出し線がなくても，各巻線の誘起電圧に同期する回
転位置検出信号が得られるので，モ−タの構造を簡単と
することができる。 所定の回転位置検出信号とＺ相信号との間に有する電
気角度の位相差をほぼ３０度になるように形成すると，
２極式３巻線のブラシレスＤＣモ−タにおける所定巻線
の誘起電圧の位相に対して，所定の回転位置検出信号が
３０度の設定誤差範囲内で一致する。 Ｚ相信号用磁気ベルトの着磁と回転位置検出信号用磁
気ベルトの着磁とは，相互に所定角度の位相差を有する
ように形成すると，容易にそれぞれの巻線の誘起電圧の
位相に所定の回転位置検出信号出力位相を一致できる。 巻線の中性点からの出力配線を設けなくても，上述し
たように制御が可能になるので，ブラシレスＤＣモ−タ
の生産工程を簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくブラシレスＤＣモ−タ用磁気エ
ンコ−ダの実施例を示す磁気ドラム２２の展開図に対し
て，磁気センサ２３とその検出信号の経路をブロック図
で示している。

【図２】本発明に基づくブラシレスＤＣモ−タ用磁気エ
ンコ−ダの実施例におけるブラシレスＤＣモ−タと磁気
エンコ−ダの説明図で，同図（Ａ）は２極式ブラシレス
ＤＣモ−タの電磁機能の構成を示す概念図，同図（Ｂ）
は磁気エンコ−ダの外観斜視図である。

【図３】図１及び図２に示す構成における，時間経過に
対応する図１に示す各部の誘起電圧波形を示している概
要タイムチャ−ト図である。

【図４】従来のブラシレスＤＣモ−タ用磁気エンコ−ダ
におけるブラシレスＤＣモ−タと磁気エンコ−ダの説明
図で，同図（Ａ）は２極式ブラシレスＤＣモ−タの電磁
機能の構成を示す概念図，同図（Ｂ）は磁気エンコ−ダ
の外観斜視図である。

【図５】従来のブラシレスＤＣモ−タ用磁気エンコ−ダ
の例を示す磁気ドラムの展開図に対して，磁気センサ２
３′とその検出信号の経路をブロック図で示している。

【図６】図４及び図５に示す構成における，時間経過に
対応する図５に示す各部の誘起電圧波形を示している概
要タイムチャ−ト図である。

【符号の説明】

６：波形整形回路 ６ａ〜６ｄ：比較器 ７ａ，７ｂ：固定抵抗器 ２２：磁気ドラム ２２ａ〜２２ｄ：磁気ベルト ２２ａN，２２ｂN，２２ｃN，２２ｄN：磁気ベルトのＮ
極 ２２ａS，２２ｂS，２２ｃS，２２ｄS：磁気ベルトのＳ
極 ２３：磁気センサ ２３ａ₁，２３ａ₂，２３ｂ₁，２３ｂ₂，２３ｃ₁，２３
ｃ₂，２３ｄ₁，２３ｄ₂：センサ素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラシレスＤＣモ−タの回転軸に結合
   し，一体になって回転する表面を回転方向に等間隔で当
   該ブラシレスＤＣモ−タの極数と回転数に対応した本数
   で所定位置に形成した所定長の磁気ベルトを備えた磁気
   ドラムと，前記磁気ベルトのそれぞれに対向する固定部
   に設けた磁気センサとを備えたブラシレスＤＣモ−タの
   回転位置検知用磁気エンコ−ダにおいて，前記磁気ドラ
   ムには，対向する磁気センサによって１回転に１個のオ
   ン・オフ信号（Ｚ相信号）を得る１本の磁気ベルトと，
   １回転に少なくとも１サイクルの等間隔のオン・オフ信
   号（回転位置検出信号）を得る当該ブラシレスモ−タの
   極数と巻線数に対応する本数の磁気ベルトとを備え，前
   記回転位置検出信号とＺ相信号とは，所定電気角度の位
   相差を有するように形成したことを特徴とするブラシレ
   スＤＣモ−タ用磁気エンコ−ダ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回転位置検出信号のうち
   の所定の信号とＺ相信号との間に有する所定電気角度
   は，ほぼ３０度になるように形成したブラシレスＤＣモ
   −タ用磁気エンコ−ダ。
3. 【請求項３】 請求項１記載のＺ相信号用磁気ベルトの
   着磁と回転位置検出信号用磁気ベルトの着磁とは，相互
   に所定角度の位相差を有するように形成したブラシレス
   ＤＣモ−タ用磁気エンコ−ダ。