JPH0823667A

JPH0823667A - ブラシレスモータ

Info

Publication number: JPH0823667A
Application number: JP15377994A
Authority: JP
Inventors: Satoru Goto; 哲後藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-07-05
Filing date: 1994-07-05
Publication date: 1996-01-23

Abstract

(57)【要約】【目的】ＦＧパターン形状の最適化を図り、プリント
配線基板を片面化してもＦＧ信号に振幅上の乱れ（モジ
ュレーション）が生じないようにして、ブラシレスモー
タの回転数制御を高精度に行えるようにする。【構成】プリント配線基板１が取り付けられたフレー
ムに配設固定され、コイルが巻回された固定子と、プリ
ント配線基板１に近接して配設され、かつフレームに対
して回転自在に取り付けられた回転軸と、固定子に対向
して設けられたリング状の主マグネットとを有する回転
子と、プリント配線基板１の主マグネットと対向する面
にＦＧパターン１３が、主マグネットがかたち作る円周
に沿って形成されたブラシレスモータにおいて、ＦＧパ
ターン１３の形成範囲を、主磁極の極数をＭとしたと
き、３６０゜／Ｍ又はその整数倍の角度を中心角αとす
る円弧に沿った範囲にして構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばフレキシブルデ
ィスク用の駆動装置に取り付けられ、フレキシブルディ
スクを回転駆動するためのブラシレスモータに関し、特
に、モータ駆動のための駆動回路等が実装されたプリン
ト配線基板にモータの回転速度（回転数）を検出するた
めの周波数信号発生用パターンが形成されたブラシレス
モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、電子機器、例えばヘッドホンステ
レオ、カメラ一体型ＶＴＲ等の携帯用ＡＶ機器やＦＤＤ
（フレキシブルディスク駆動装置）、ＣＤ（コンパクト
ディスク）プレーヤー等の据置型機器などの小型化、薄
型化が開発の焦点となってきている。

【０００３】電子機器を小型化、薄型化するうえでネッ
クになるのが、モータの大きさである。従来では、モー
タの厚みを抑えるために、コイルが巻回された円板状の
固定子とマグネットが取り付けられた回転子によって構
成された例えば扁平型ブラシレスＤＣモータを採用する
ようにしている。

【０００４】図９に、従来の扁平型ブラシレスＤＣモー
タの構成を示す。このモータは、図示するように、プリ
ント配線基板１０１が取り付けられたフレーム１０２に
配設固定された固定子１０３と、上記プリント配線基板
１０１に近接して配設されて上記フレーム１０２に対し
て回転自在とされた回転子１０４を有して構成されてい
る。

【０００５】固定子１０３は、中央に貫通孔を有する上
記フレーム１０２に、複数の巻線部（鉄芯）１０５が例
えば放射状に設けられて構成されており、これら巻線部
１０５にコイル１０６が巻回されている。上記フレーム
１０２の貫通孔には、回転軸１０７が回動自在に挿通さ
れている。

【０００６】回転子１０４は、上記回転軸１０７に固着
された金属製のケース１０８と、このケース１０８の外
周内壁面に上記固定子１０３に対向するように固着され
たリング状の主マグネット１０９とを有して構成されて
いる。上記ケース１０８は金属板を例えばエンボス加工
して外周縁にフランジ１０８ａを有する皿状に成形さ
れ、このフランジ１０８ａの上記プリント配線基板１０
１に対向する面にリング状の周波数信号発生用マグネッ
ト（以下、単にＦＧマグネットと記す）１１０が設けら
れている。

【０００７】上記主マグネット１０９は、図示しない
が、所定のピッチでＮ・Ｓ・Ｎ・Ｓ・……磁極が着磁さ
れ、また、ＦＧマグネット１１０は、上記主マグネット
１０９の着磁ピッチよりも細かいピッチで等間隔にＮ・
Ｓ・Ｎ・Ｓ・……磁極が着磁されている。そして、プリ
ント配線基板１０１の上記回転子１０４におけるケース
１０８のフランジ１０８ａに対向する部分には、図１０
に示すように、回転速度検出用のくし歯形状の周波数信
号発生用パターン（以下、単にＦＧパターンと記す）１
１１が、上記主マグネット１０９がかたち作る円周に沿
って形成されている。このＦＧパターン１１１の両端子
１１１ａ及び１１１ｂは、互いに近接した状態で引き出
され、周波数信号取り出し用端子（パッド）としてプリ
ント配線基板１０１上に形成されている。

【０００８】このような構成において、固定子１０３の
コイル１０６に駆動電流を供給すると、回転子１０４の
主マグネット１０９による磁界とコイル１０６に流れる
電流によって、回転子１０４に回転力が加えられ、回転
子１０４が回転することになる。この回転子１０４の回
転によって、ＦＧパターン１１１の両端子１１１ａ及び
１１１ｂに、回転子１０４の回転数に比例した周波数を
有する信号（以下、単にＦＧ信号と記す）Ｓ_FGが発生
し、このＦＧ信号Ｓ_FGを用いてブラシレスＤＣモータの
回転数制御を行なうことが可能となる。

【０００９】ここで、従来のＦＧパターン１１１は、図
１０に示すように、全周（３６０゜）にわたって形成さ
れ、これにより、ＦＧパターン１１１の両端子１１１ａ
及び１１１ｂからは振幅に乱れ（モジュレーション）の
ないＦＧ信号が取り出されることになる（例えば実開昭
６１−８１７８０号公報参照）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子機器の
低価格化により、各電子部品を安価に入手あるいは作製
する必要があり、特に上記ブラシレスＤＣモータのよう
な駆動機構を有する電子部品においては、回転精度の劣
化を招来させることなく、安価に作製しなければなら
ず、その作製には困難が伴う。

【００１１】そこで、困難性が伴う回転駆動機構系の改
良よりも、モータの周辺部材であるプリント配線基板１
０１等を安価なものにすることが考えられている。その
代表例がプリント配線基板１０１として片面のみ配線回
路を形成することができる片面銅張り板を用いることが
挙げられる。即ち、プリント配線基板の片面化である。

【００１２】プリント配線基板１０１の片面化を実現さ
せるためには、その片面に上記ＦＧパターン１１１のほ
かに、固定子１０３のコイル１０６に通電を行なうため
の駆動回路を形成する必要がある。従来は、図１１に示
すように、ＦＧパターン１１１を全周ではなく、中心角
が３１５゜である円弧に沿って形成し、ＦＧパターン１
１１が形成されない部分に駆動回路１１２を形成すると
いう例が提案されている（例えば特開平３−１９０５５
２号公報参照）。

【００１３】しかしながら、上記従来のＦＧパターン１
１１の場合、ＦＧパターン１１１からの磁束のほか、主
マグネット１０９からの漏れ磁束の影響（干渉）によっ
て、ＦＧパターン１１１の両端子１１１ａ及び１１１ｂ
に発生するＦＧ信号Ｓ_FGの振幅に乱れ（モジュレーショ
ン）が生じるという新たな問題が生じる。

【００１４】具体的に、上記問題を図１２〜図１４を参
照しながら説明する。説明を簡単にするために、図にお
いて、主マグネット１０９及びＦＧマグネット１１０を
帯状に展開して示し、更に主マグネット１０９の極数を
４、ＦＧマグネット１１０の極数を１６、ＦＧパターン
１１１のくし歯形状の歯数を８として示す。

【００１５】上記従来のＦＧパターン１１１は、中心角
３１５゜の円弧に沿って形成されていることから、全周
のうち、中心角４５゜の円弧に相当する部分が無効範囲
（ＦＧパターン１１１が形成されていない範囲）とな
る。

【００１６】また、主マグネット１０９の着磁とＦＧマ
グネット１１０の着磁との関係は、主マグネット１０９
の１つの磁極（Ｎ又はＳ）に対して、ＦＧマグネット１
１０の磁極数は４でその配列は図面上左からＮ・Ｓ・Ｎ
・Ｓとなっている。

【００１７】ここで、まず、主マグネット１０９からの
漏れ磁束によってＦＧパターン１１１の両端子１１１ａ
及び１１１ｂに発生するＦＧ信号Ｓ_FGの波形を見てみ
る。主マグネット１０９の磁極の境界は４つあり、それ
ぞれ境界Ａ，境界Ｂ，境界Ｃ及び境界Ｄとしたとき、境
界Ａの通過によって生じるＦＧ信号Ｓ_FGの波形は、図１
２（ａ）に示すように、境界ＡがＦＧパターン１１１の
立ち上がり部分ｕ（モータの中心に向かう部分）の位置
に来たときに振幅上のピーク（極大値又は極小値）とな
り、境界ＡがＦＧパターン１１１の無効範囲（領域）に
対応した位置に来たときに０レベルとなる波形を有する
ことになる。

【００１８】上記無効範囲は、ＦＧパターン１１１の１
つのくし歯に相当する領域にわたって形成されているた
め、ＦＧ信号Ｓ_FGのレベルが０レベルとなる期間は、境
界Ａが、連続する２つの立ち上がり部分ｕを通過する期
間に相当する。

【００１９】次に、境界Ｂの通過によって生じるＦＧ信
号Ｓ_FGの波形は、図１２（ｂ）に示すように、境界Ｂが
ＦＧパターン１１１の立ち上がり部分ｕの位置に来たと
きに振幅上のピークとなり、境界ＢがＦＧパターン１１
１の無効範囲に対応した位置に来たときに０レベルとな
る波形を有することになる。ＦＧ信号Ｓ_FGのレベルが０
レベルとなる期間は、上記境界Ａの場合と同様に、境界
Ｂが、連続する２つの立ち上がり部分ｕを通過する期間
に相当する。

【００２０】以下同様に、境界Ｃ及びＤが通過すること
によってＦＧパターン１１１の両端子１１１ａ及び１１
１ｂに発生するＦＧ信号Ｓ_FGは、それぞれ同図（ｃ）及
び（ｄ）に示す波形を有することになる。

【００２１】このとき、ＦＧパターン１１１における両
端のくし歯中、一方の端に境界Ａが位置したときの各境
界と無効範囲との距離がそれぞれ異なるため、各境界に
関するＦＧ信号Ｓ_FGにおいて、０レベルとなるタイミン
グがそれぞれ異なることになる。具体的には、上記位置
（図１２で示す位置）を初期状態としたとき、回転子１
０４が１回転する間に、境界Ａにおいては、１３のピー
クが出力された後に２つのピークの出力に相当する期間
中、０レベルが出力され、境界Ｂにおいては、９つのピ
ークが出力された後に２つのピークの出力に相当する期
間中、０レベルが出力され、境界Ｃにおいては、５つの
ピークが出力された後に２つのピークの出力に相当する
期間中、０レベルが出力され、境界Ｄにおいては、１つ
のピークが出力された後に２つのピークの出力に相当す
る期間中、０レベルが出力されることになる。

【００２２】次に、ＦＧマグネット１１０からの漏れ磁
束によってＦＧパターン１１１の両端子１１１ａ及び１
１１ｂに発生するＦＧ信号Ｓ_FGの波形を見てみる。主マ
グネット１０９の磁極の境界は１６箇所あり、それぞれ
境界ａ，境界ｂ，・・・・境界ｏ及び境界ｐとしたと
き、境界ａの通過によって生じるＦＧ信号Ｓ_FGの波形
は、図１３（ａ）に示すように、境界ａがＦＧパターン
１１１の立ち上がり部分ｕ（モータの中心に向かう部
分）の位置に来たときに振幅上のピーク（極大値又は極
小値）となり、境界ａがＦＧパターンの無効範囲に対応
した位置に来たときに０レベルとなる波形を有すること
になる。

【００２３】これは、残りの境界ｂ〜境界ｐについても
同様である。境界ｂ〜境界ｐについてのＦＧ信号の波形
を図１３（ｂ）〜（ｈ）及び図１４（ｉ）〜（ｐ）にそ
れぞれ示す。また、この場合は、各境界の配列ピッチが
ＦＧパターン１１１の立ち上がり部分ｕの配列ピッチと
同じであるため、０レベルの出力期間が１つのピークに
相当する期間であり、その出現のタイミングは、各境界
毎に異なり、一つの時間軸で見たとき、各０レベル期間
は連続したものとなる。

【００２４】従って、ＦＧマグネット１１０からの漏れ
磁束によって、ＦＧパターン１１１の両端子１１１ａ及
び１１１ｂに発生するＦＧ信号Ｓ_FGは、上記図１３
（ａ）〜（ｈ）及び図１４（ｉ）〜（ｐ）までの信号波
形を合計した波形となるが、このとき、それぞれ同一時
間における信号波形の合成について見ると、２つの０レ
ベル成分と残りの１４の有効信号成分との合成となり、
その合成信号は、図１２（ｅ）に示すように、振幅上の
乱れのない信号波形となる。

【００２５】しかし、ＦＧパターン１１１の両端子１１
１ａ及び１１１ｂに発生するＦＧ信号Ｓ_FGは、上記主マ
グネット１０９からの漏れ磁束による信号も合成された
信号波形となるため、実際には、図１２（ｆ）に示すよ
うに、主マグネット１０９の各境界が無効範囲を通過す
ることによって生じる０レベル期間において、振幅が低
下する信号波形となり、振幅上の乱れ（モジュレーショ
ン）が生じたＦＧ信号となる。

【００２６】従って、後段の例えばスピンドルサーボ回
路系において、周波数−電圧変換する際に、上記振幅上
の乱れが変換後の電圧信号に悪影響を及ぼし、サーボ系
の安定化を阻害するという不都合が生じるおそれがあ
る。

【００２７】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、ＦＧパターン形状の最
適化を図り、プリント配線基板を片面化してもＦＧ信号
に振幅上の乱れ（モジュレーション）が生じず、回転数
の制御を高精度に行なうことができるブラシレスモータ
を提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うに、プリント配線基板１が取り付けられた基台２に配
設固定され、コイル７が巻回された固定子３と、プリン
ト配線基板１に近接して配設され、かつ基台２に対して
回転自在に取り付けられた回転軸８と、固定子３に対向
して設けられたリング状の主磁極１１とを有する回転子
４と、プリント配線基板１の主磁極１１と対向する面に
回転速度検出用のくし歯形状の周波数信号発生用パター
ン１３が、主磁極１１がかたち作る円周に沿って形成さ
れたブラシレスモータにおいて、周波数信号発生用パタ
ーン１３の形成範囲を、主磁極１１の極数をＭとしたと
き、３６０゜／Ｍ又はその整数倍の角度を中心角とする
円弧に沿った範囲にして構成する。

【００２９】この場合、上記回転子４の周波数信号発生
用パターン１３と対向する面に、極数が主磁極１１の極
数よりも多いとされたリング状の周波数信号発生用磁極
１２を設けるようにしてもよい。

【００３０】また、上記主磁極１１における１つの着磁
部分の円周に沿った長さを、上記周波数信号発生用磁極
１２における１つの着磁部分の円周に沿った長さの整数
倍にしてもよいし、上記周波数信号発生用磁極１２の着
磁ピッチを、周波数信号発生用パターン１３のくし歯形
状のピッチとほぼ同じにしてもよい。

【００３１】

【作用】本発明に係るブラシレスモータにおいては、固
定子３のコイル７に駆動電流を供給することにより、回
転子４の主磁極１１による磁界とコイル７に流れる駆動
電流によって、回転子４に回転力が加えられ、回転子４
が回転することになる。この回転子４の回転によって、
周波数信号発生用パターン（以下、単にＦＧパターンと
記す）１３の両端子１３ａ及び１３ｂに、回転子４の回
転数に比例した周波数を有する周波数信号（以下、単に
ＦＧ信号と記す）Ｓ_FGが発生する。このＦＧ信号Ｓ
_FGは、周知のサーボ制御系に供給され、該ＦＧ信号Ｓ_FG
を用いて、ブラシレスＤＣモータの回転数制御を行なう
ことが可能となる。

【００３２】この場合、上記ＦＧパターン１３の形成範
囲が、主磁極１１の極数をＭとしたとき、３６０゜／Ｍ
又はその整数倍の角度を中心角とする円弧に沿った範囲
としているため、ＦＧパターン１３が形成されない範囲
（即ち、無効範囲）も３６０゜／Ｍ又はその整数倍の角
度となり、主磁極１１の着磁境界が無効範囲を通過する
ことによって生じる信号レベルの低下期間は、各着磁境
界毎に異なり、一つの時間軸で見たとき、各低レベル期
間は連続したものとなる。

【００３３】そして、ＦＧパターン１３の両端子１３ａ
及び１３ｂに発生するＦＧ信号Ｓ_FGは、主磁極１１の各
境界がＦＧパターン１３を通過して得られる信号波形を
合成したものとなるが、このとき、それぞれ同一時間に
おける信号波形の合成について見ると、１つの低レベル
信号成分と残りの有効信号成分との合成となり、その合
成信号は、振幅上の乱れのない信号波形となる。

【００３４】このように、本発明に係るブラシレスモー
タにおいて、ＦＧパターン１３の両端子１３ａ及び１３
ｂから発生するＦＧ信号Ｓ_FGは、信号波形に振幅上の乱
れがない正規の信号波形となるため、プリント配線基板
１を片面化して、モータ自体の小型化及び薄型化を図っ
ても、ＦＧ信号Ｓ_FGに振幅上の乱れ（モジュレーショ
ン）が生じず、モータに対する周知のサーボ制御系によ
る回転数の制御を高精度に行なわせることができる。

【００３５】そして、上記構成において、回転子４のＦ
Ｇパターン１３と対向する面に、極数が主磁極１１の極
数よりも多いとされたリング状の周波数信号発生用磁極
（ＦＧ磁極）１２を設けるようにした場合においては、
ＦＧ磁極１２からの漏れ磁束によって発生するＦＧ信号
成分と主磁極１１からの漏れ磁束によって発生するＦＧ
信号成分との合成信号が実際にＦＧパターン１３の両端
子１３ａ及び１３ｂに発生するＦＧ信号Ｓ_FGとなるた
め、信号成分における各ピーク（極大値及び極小値）間
のレベル変位の大きいＦＧ信号を得ることができる。そ
の結果、後段のサーボ制御系にてＦＧ信号の周波数を検
出し易くなり、このサーボ制御系によるモータの回転数
制御を更に高精度に行なわせることが可能となる。

【００３６】

【実施例】以下、本発明に係るブラシレスモータを、ヘ
ッドホンステレオ、カメラ一体型ＶＴＲ等の携帯用ＡＶ
機器やＦＤＤ（フレキシブルディスク駆動装置）、ＣＤ
（コンパクトディスク）プレーヤー等の電子機器におい
て記録媒体を回転駆動するために使用される例えばラジ
アル・ギャップ方式の扁平型ブラシレスＤＣモータに適
用した実施例（以下、単に実施例に係るモータと記す）
を図１〜図７を参照しながら説明する。

【００３７】この実施例に係るモータは、図１に示すよ
うに、片面銅張り板にて構成されるプリント配線基板１
が取り付けられた金属製のフレーム２に配設固定された
固定子３と、上記プリント配線基板１に近接して配設さ
れて上記フレーム２に対して回転自在とされた回転子４
を有して構成されている。

【００３８】固定子３は、中央に貫通孔５を有する上記
フレーム２に、複数（例えば８本）の巻線部（鉄芯）６
が例えば放射状に設けられて構成されており、これら巻
線部６にコイル７が巻回されている。上記フレーム２の
貫通孔５には、回転軸８が挿通されている。この回転軸
８は、例えばボールベアリング９にてフレーム２に対し
て回動自在とされている。

【００３９】回転子４は、上記回転軸８に固着された金
属製のケース１０と、このケース１０の外周内壁面に上
記固定子３に対向するように固着されたリング状の主マ
グネット１１とを有して構成されている。上記ケース１
０は金属板を例えばエンボス加工して外周縁にフランジ
１１ａを有する皿状に成形され、このフランジ１０ａの
上記プリント配線基板１に対向する面にリング状の周波
数信号発生用マグネット（以下、単にＦＧマグネットと
記す）１２が設けられている。

【００４０】上記主マグネット１１は、図２に示すよう
に、所定のピッチで等間隔にＮ・Ｓ・Ｎ・Ｓ・……磁極
が着磁され、また、ＦＧマグネットは、上記主マグネッ
ト１１の着磁ピッチよりも細かいピッチで等間隔にＮ・
Ｓ・Ｎ・Ｓ・……磁極が着磁されている。そして、プリ
ント配線基板１の上記回転子４におけるケース１０のフ
ランジ１０ａに対向する部分には、図３に示すように、
回転速度検出用のくし歯形状の周波数信号発生用パター
ン（以下、単にＦＧパターンと記す）１３が、上記ＦＧ
マグネット１２がかたち作る円周に沿って形成されてい
る。このＦＧパターン１３の両端子１３ａ及び１３ｂ
は、互いに近接した状態で引き出され、周波数信号取り
出し用端子（パッド）としてプリント配線基板１上に形
成されている。

【００４１】そして、本実施例に係るモータにおいて
は、ＦＧパターン１３の形成範囲が、主マグネット１１
の極数をＭとしたとき、３６０゜／Ｍ又はその整数倍の
角度を中心角とする円弧に沿った範囲となっている。

【００４２】具体的には、図３に示すように、中心角α
＝２７０゜の円弧に沿った範囲に上記ＦＧパターン１３
が形成され、残りの中心角β＝９０゜の円弧に沿った範
囲が無効範囲（ＦＧパターン１３が形成されない範囲）
とされている。また、上記プリント配線基板１には、固
定子３のコイル７に駆動電流を供給するための駆動回路
１４（図３において二点鎖線で示す領域に形成される）
が上記ＦＧパターン１３と共に同一面に形成されてい
る。上記ＦＧパターン１３の無効範囲が中心角で９０゜
の範囲となっているため、その空いた領域を利用して上
記駆動回路１４とコイル７とを電気的に接続する配線部
１５が形成されている。

【００４３】このような構成において、固定子３のコイ
ル７に駆動電流を供給すると、回転子４の主マグネット
１１による磁界とコイル７に流れる電流によって、回転
子４に回転力が加えられ、回転子４が回転することにな
る。この回転子４の回転によって、ＦＧパターン１３の
両端子１３ａ及び１３ｂに、回転子４の回転数に比例し
た周波数を有する信号（以下、単にＦＧ信号と記す）Ｓ
_FGが発生し、このＦＧ信号Ｓ_FGを用いてブラシレスＤＣ
モータの回転数制御を行なうことが可能となる。

【００４４】ここで、上記実施例に係るモータのＦＧパ
ターン１３から発生するＦＧ信号Ｓ _FGの出力波形につい
て図４〜図６を参照しながら説明する。説明を簡単にす
るために、図４〜図６において、主マグネット１１及び
ＦＧマグネット１２を帯状に展開して示し、更に主マグ
ネット１１の極数を４、ＦＧマグネット１２の極数を１
６、ＦＧパターン１３のくし歯形状の歯数を８として示
す。

【００４５】本実施例に係るモータのＦＧパターン１３
は、中心角２７０゜の円弧に沿って形成されていること
から、全周のうち、中心角９０゜の円弧に相当する部分
が無効範囲（ＦＧパターン１３が形成されていない範
囲）となる。

【００４６】また、主マグネット１１の着磁とＦＧマグ
ネット１２の着磁との関係は、主マグネット１１の１つ
の磁極（Ｎ又はＳ）に対して、ＦＧマグネット１２の磁
極数は４でその配列は図面上左からＮ・Ｓ・Ｎ・Ｓとな
っている。

【００４７】まず、主マグネット１１からの漏れ磁束に
よってＦＧパターン１３の両端子１３ａ及び１３ｂに発
生するＦＧ信号Ｓ_FGの波形を見てみる。主マグネット１
１の磁極の境界は４つあり、それぞれ境界Ａ，境界Ｂ，
境界Ｃ及び境界Ｄとしたとき、境界Ａの通過によって生
じるＦＧ信号Ｓ_FGの波形は、図４（ａ）に示すように、
境界ＡがＦＧパターン１３の立ち上がり部分ｕ（モータ
の中心に向かう部分）の位置に来たときに振幅上のピー
ク（極大値又は極小値）となり、境界ＡがＦＧパターン
１３の無効範囲に対応した位置に来たときに０レベルと
なる波形を有することになる。

【００４８】上記無効範囲は、ＦＧパターン１３の２つ
のくし歯に相当する領域にわたって形成されているた
め、ＦＧ信号Ｓ_FGのレベルが０レベルとなる期間は、境
界Ａが連続する４つの立ち上がり部分ｕを通過する期間
に相当する。

【００４９】次に、境界Ｂの通過によって生じるＦＧ信
号Ｓ_FGの波形は、図４（ｂ）に示すように、境界ＢがＦ
Ｇパターン１３の立ち上がり部分ｕの位置に来たときに
振幅上のピークとなり、境界ＢがＦＧパターンの無効範
囲に対応した位置に来たときに０レベルとなる波形を有
することになる。ＦＧ信号Ｓ_FGのレベルが０レベルとな
る期間は、上記境界Ａの場合と同様に、境界Ｂが連続す
る４つの立ち上がり部分ｕを通過する期間に相当する。

【００５０】以下同様に、境界Ｃ及びＤが通過すること
によってＦＧパターン１３の両端子１３ａ及び１３ｂに
発生するＦＧ信号Ｓ_FGは、それぞれ同図（ｃ）及び
（ｄ）に示す波形となる。

【００５１】このとき、ＦＧパターン１３における両端
のくし歯中、一方の端に境界Ａが位置したときの各境界
と無効範囲との距離がそれぞれ異なるため、各境界に関
するＦＧ信号Ｓ_FGにおいて、０レベルとなるタイミング
がそれぞれ異なることになる。具体的には、上記位置
（図４で示す位置）を初期状態としたとき、回転子４が
１回転する間に、境界Ａにおいては、１１のピークが出
力された後に４つのピークの出力に相当する期間中、０
レベルが出力され、境界Ｂにおいては、７つのピークが
出力された後に４つのピークの出力に相当する期間中、
０レベルが出力され、境界Ｃにおいては、３つのピーク
が出力された後に４つのピークの出力に相当する期間
中、０レベルが出力され、境界Ｄにおいては、最初の４
つのピークの出力に相当する期間中、０レベルが出力さ
れることになる。

【００５２】この場合は、ＦＧパターン１３の無効範囲
の長さが主マグネット１１の１つの着磁長さと同じであ
るため、０レベルの出力期間が４つのピークに相当する
期間であり、その出現のタイミングは、各境界毎に異な
り、一つの時間軸で見たとき、各０レベル期間は連続し
たものとなる。

【００５３】次に、ＦＧマグネット１２からの漏れ磁束
によってＦＧパターン１３の両端子１３ａ及び１３ｂに
発生するＦＧ信号Ｓ_FGの波形を見てみる。主マグネット
１１の磁極の境界は１６箇所あり、それぞれ境界ａ，境
界ｂ，・・・・境界ｏ及び境界ｐとしたとき、境界ａの
通過によって生じるＦＧ信号Ｓ_FGの波形は、図５（ａ）
に示すように、境界ａがＦＧパターンの立ち上がり部分
ｕの位置に来たときに振幅上のピークとなり、境界ａが
ＦＧパターンの無効範囲に対応した位置に来たときに０
レベルとなる波形を有することになる。

【００５４】これは、残りの境界ｂ〜境界ｐについても
同様である。境界ｂ〜境界ｐについてのＦＧ信号の波形
を図５（ｂ）〜（ｈ）及び図６（ｉ）〜（ｐ）にそれぞ
れ示す。また、この場合は、各境界の配列ピッチがＦＧ
パターン１３の立ち上がり部分ｕの配列ピッチと同じで
あるため、０レベルの出力期間が１つのピークに相当す
る期間であり、その出現のタイミングは、各境界毎に異
なり、一つの時間軸で見たとき、各０レベル期間は連続
したものとなる。

【００５５】従って、ＦＧマグネット１２からの漏れ磁
束によって、ＦＧパターン１３の両端子１３ａ及び１３
ｂに発生するＦＧ信号Ｓ_FGは、上記図５（ａ）〜（ｈ）
及び図６（ｉ）〜（ｐ）までの信号波形を合計した波形
となるが、このとき、それぞれ同一時間における信号波
形の合成について見ると、４つの０レベル成分と残りの
１２の有効信号成分との合成となり、その合成信号は、
図４（ｅ）に示すように、振幅上の乱れのない信号波形
となる。

【００５６】そして、実際にＦＧパターン１３の両端子
１３ａ及び１３ｂに発生するＦＧ信号Ｓ_FGは、図４
（ｆ）に示すように、上記主マグネット１１からの漏れ
磁束による信号も合成された信号波形となる。このと
き、それぞれ同一時間における信号波形の合成について
見ると、主マグネット１１からの漏れ磁束による３つの
有効信号成分と１つの０レベル成分及びＦＧマグネット
１２からの漏れ磁束による１つの合成有効信号成分（図
４（ｅ）参照）との合成となり、その合成信号は、図４
（ｆ）に示すように、振幅上の乱れのない信号波形とな
る。

【００５７】このように、上記実施例に係るモータにお
いて、ＦＧパターン１３の両端子１３ａ及び１３ｂから
発生するＦＧ信号Ｓ_FGは、信号波形に振幅上の乱れがな
い正規の信号波形となるため、プリント配線基板１を片
面化して、モータ自体の小型化及び薄型化を図っても、
ＦＧ信号Ｓ_FGに振幅上の乱れ（モジュレーション）が生
じず、モータに対する周知のサーボ制御系による回転数
の制御を高精度に行なわせることができる。

【００５８】特に、本実施例においては、回転子のＦＧ
パターンと対向する面に、極数が主マグネットの極数よ
りも多いとされたリング状のＦＧマグネットを設けるよ
うにしているため、ＦＧ信号として、各ピーク（極大値
及び極小値）間のレベル変位の大きいＦＧ信号を得るこ
とができる。その結果、後段のサーボ制御系にてＦＧ信
号の周波数を検出し易くなり、このサーボ制御系による
モータの回転数制御を更に高精度に行なわせることが可
能となる。

【００５９】上記実施例に係るモータでは、ＦＧパター
ン１３の形成範囲を中心角で２７０゜（無効範囲は中心
角で９０゜）の範囲としたが、上記関係、即ち主マグネ
ット１１の極数をＭとしたとき、３６０゜／Ｍ又はその
整数倍の角度を中心角とする円弧に沿った範囲を形成範
囲をした場合においても、上記と同じように、ＦＧ信号
に振幅上の乱れがない信号波形となるため、ＦＧパター
ン１３の形成範囲を中心角で１８０゜（無効範囲は中心
角で１８０゜）の場合やＦＧパターン１３の形成範囲を
中心角で９０゜（無効範囲は中心角で２７０゜）の場合
でも同じ効果を得ることができる。

【００６０】更に、上記と同じ原理により、主マグネッ
ト１１が８極の場合は、ＦＧパターン１３の形成範囲を
４５゜，９０゜，１３５゜，１８０゜，２２５゜，２７
０゜，３１５゜とした場合、ＦＧ信号Ｓ_FGの振幅上の乱
れは生じず、信号出力は一様となる。

【００６１】また、上記実施例に係るモータにおいて
は、フレーム２のフランジ１０ａ下面にＦＧマグネット
１２を設けるようにしたが、このＦＧマグネット１２は
必ず設けなければならないというものではなく、プリン
ト配線基板１にＦＧパターン１３が形成されていれば、
上記ＦＧマグネット１２がなくても、主マグネット１１
からの漏れ磁束によってＦＧ信号Ｓ_FGが発生するので、
ＦＧマグネット１２を省略したモータにも利用すること
ができる。

【００６２】また、上記実施例においては、ラジアル・
ギャップ方式の扁平型ブラシレスＤＣモータに適用した
例を示したが、その他、図７に示すように、アキシャル
・ギャップ方式の扁平型ブラシレスＤＣモータにも適用
させることができる。なお、図７において、上記実施例
に係るモータ（ラジアル・ギャップ方式の扁平型ブラシ
レスＤＣモータ）と対応するものについては同符号を記
し、その重複説明を省略する。

【００６３】このアキシャル・ギャップ方式のモータに
おいては、主マグネットが平板リング状に形成され、プ
リント配線基板とフレームとの間に介在された形に設け
られる。そして、この主マグネットの着磁とＦＧマグネ
ットの着磁は図８に示すように、ラジアル・ギャップ方
式の場合とほぼ同じである。

【００６４】このアキシャル・ギャップ方式のモータに
おいても、上記実施例に係るモータ（ラジアル・ギャッ
プ方式のモータ）と同じように、ＦＧパターン１３の両
端子１３ａ及び１３ｂから発生するＦＧ信号Ｓ_FGは、図
４（ｆ）に示すように、振幅上の乱れがない一様の信号
波形（ピークが一定とされた信号波形）を有することに
なる。

【００６５】従って、上記アキシャル・ギャップ方式の
モータにおいて、ＦＧパターン１３の両端子１３ａ及び
１３ｂから発生するＦＧ信号Ｓ_FGは、信号波形に振幅上
の乱れがない正規の信号波形となるため、プリント配線
基板１を片面化して、モータ自体の小型化及び薄型化を
図っても、ＦＧ信号Ｓ_FGに振幅上の乱れ（モジュレーシ
ョン）が生じず、モータに対する周知のサーボ制御系に
よる回転数の制御を高精度に行なわせることができる。

【００６６】

【発明の効果】上述のように、本発明に係るブラスレス
モータによれば、プリント配線基板が取り付けられた基
台に配設固定され、コイルが巻回された固定子と、上記
プリント配線基板に近接して配設され、かつ上記基台に
対して回転自在に取り付けられた回転軸と、上記固定子
に対向して設けられたリング状の主磁極とを有する回転
子と、上記プリント配線基板の上記主磁極と対向する面
に回転速度検出用のくし歯形状の周波数信号発生用パタ
ーンが、上記主磁極がかたち作る円周に沿って形成され
たブラシレスモータにおいて、上記周波数信号発生用パ
ターンの形成範囲が、上記主磁極の極数をＭとしたと
き、３６０゜／Ｍ又はその整数倍の角度を中心角とする
円弧に沿った範囲にしたので、周波数信号発生用パター
ンの両端子から発生するＦＧ信号は、信号波形に振幅上
の乱れがない正規の信号波形となるため、プリント配線
基板を片面化して、モータ自体の小型化及び薄型化を図
っても、ＦＧ信号に振幅上の乱れ（モジュレーション）
が生じず、モータに対する周知のサーボ制御系による回
転数の制御を高精度に行なわせることができる。

【００６７】また、本発明に係るブラシレスモータによ
れば、上記構成において、上記回転子の上記周波数信号
発生用パターンと対向する面に、極数が主磁極の極数よ
りも多いとされたリング状の周波数信号発生用磁極を設
けるようにしたので、周波数信号として、各ピーク（極
大値及び極小値）間のレベル変位の大きいＦＧ信号を得
ることができる。その結果、後段のサーボ制御系にてＦ
Ｇ信号の周波数を検出し易くなり、このサーボ制御系に
よるモータの回転数制御を更に高精度に行なわせること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るブラシレスモータを電子機器にお
いて記録媒体を回転駆動するために使用されるラジアル
・ギャップ方式の扁平型ブラシレスＤＣモータに適用し
た実施例（以下、単に実施例に係るモータと記す）の構
成を一部破断して示す正面図である。

【図２】実施例に係るモータの回転子を下方から見て示
す斜視図である。

【図３】実施例に係るモータのプリント配線基板上に形
成されるＦＧパターンを示す平面図である。

【図４】実施例に係るモータのＦＧパターンの両端子に
発生するＦＧ信号の信号波形を、ＦＧパターン，主マグ
ネット及びＦＧマグネットの配置関係とともに示す波形
図である。

【図５】実施例に係るモータにおいて、ＦＧマグネット
からの漏れ磁束によりＦＧパターンの両端子に発生する
ＦＧ信号の信号波形を、ＦＧパターン，主マグネット及
びＦＧマグネットの配置関係とともに示す波形図である
（その１）。

【図６】実施例に係るモータにおいて、ＦＧマグネット
からの漏れ磁束によりＦＧパターンの両端子に発生する
ＦＧ信号の信号波形を、ＦＧパターン，主マグネット及
びＦＧマグネットの配置関係とともに示す波形図である
（その２）。

【図７】本発明に係るブラシレスモータをアキシャル・
ギャップ方式の扁平型ブラシレスＤＣモータに適用した
他の実施例（以下、単に他の実施例に係るモータと記
す）の構成を一部破断して示す正面図である。

【図８】他の実施例に係るモータの主マグネット及びＦ
Ｇマグネットの着磁状態を示す平面図である。

【図９】従来例に係るブラシレスモータの構成を示す断
面図である。

【図１０】従来例に係るブラシレスモータのプリント配
線基板上に形成されるＦＧパターンを示す平面図であ
る。

【図１１】他の従来例に係るブラシレスモータのプリン
ト配線基板上に形成されるＦＧパターンを示す平面図で
ある。

【図１２】他の従来例に係るブラシレスモータのＦＧパ
ターンの両端子に発生するＦＧ信号の信号波形を、ＦＧ
パターン，主マグネット及びＦＧマグネットの配置関係
とともに示す波形図である。

【図１３】他の従来例に係るモータにおいて、ＦＧマグ
ネットからの漏れ磁束によりＦＧパターンの両端子に発
生するＦＧ信号の信号波形を、ＦＧパターン，主マグネ
ット及びＦＧマグネットの配置関係とともに示す波形図
である（その１）。

【図１４】他の従来例に係るモータにおいて、ＦＧマグ
ネットからの漏れ磁束によりＦＧパターンの両端子に発
生するＦＧ信号の信号波形を、ＦＧパターン，主マグネ
ット及びＦＧマグネットの配置関係とともに示す波形図
である（その２）。

【符号の説明】

１プリント配線基板２フレーム３固定子４回転子５貫通孔６巻線部（鉄芯）７コイル８回転軸９ボールベアリング１０ケース１１主マグネット１２ＦＧマグネット１３ＦＧパターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント配線基板が取り付けられた基台
に配設固定され、コイルが巻回された固定子と、上記プリント配線基板に近接して配設され、かつ上記基
台に対して回転自在に取り付けられた回転軸と、上記固
定子に対向して設けられたリング状の主磁極とを有する
回転子と、上記プリント配線基板の上記主磁極と対向する面に回転
速度検出用のくし歯形状の周波数信号発生用パターン
が、上記主磁極がかたち作る円周に沿って形成されたブ
ラシレスモータにおいて、上記周波数信号発生用パターンの形成範囲が、上記主磁
極の極数をＭとしたとき、３６０゜／Ｍ又はその整数倍
の角度を中心角とする円弧に沿った範囲であることを特
徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】上記回転子の上記周波数信号発生用パタ
ーンと対向する面に、極数が主磁極の極数よりも多いと
されたリング状の周波数信号発生用磁極が設けられてい
ることを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ。
【請求項３】上記主磁極における１つの着磁部分の円
周に沿った長さが、上記周波数信号発生用磁極における
１つの着磁部分の円周に沿った長さの整数倍であること
を特徴とする請求項２記載のブラシレスモータ。
【請求項４】上記周波数信号発生用磁極の着磁ピッチ
が、上記周波数信号発生用パターンのくし歯形状のピッ
チとほぼ同じとされた請求項２又は３記載のブラシレス
モータ。