JPS5851757A - 回転位置センサを備えたフラツトモ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転位置センサを備えたフラットモータに関す
るものである。

各種機器の回転位置制御あるいは移動量制御を行なうた
め、電機子の回転位置を検出するセ／す（エンコーダと
いう場合もある）を有するモータが用いられる場合があ
る。しかしながら、従来の回転位置センサを有するモー
タには各種の問題点があった。そこでまず１本発明の説
明の前に従来例とその問題点について説明することにす
る。

第１図及び第２図に示された従来例は、電機子１、コミ
ーテータ２及び回転軸３を一体に結合してなる回転体４
と、ブラシ５と、固定子永久磁石６とによってモータと
しての機能部分を構成し、これらモータ部分を包持する
ヨークを兼ねたケース７内において、！機器１と同軸的
に一体に固着した永久磁石ディスク８と、この永久磁石
ディスク８の外周面に対向させて固定したホール素子等
の位置検出素子９とにより回転位置センサを形成したも
のである。

しかし、上記従来例によれば、永久磁石ディスク８を付
加する分だけ回転体４の慣性が大きくなり、その分だけ
回転制御性が悪くなり、また、部品点数が多く組立作業
性が悪く、５コストも高くなる欠点がある。また、慣性
をなるべく小さくするため、あるいは構成上の要因から
、永久磁石ディスク８はなるべく小形化されるのが普通
であり、そのため回転位置セ／すの分解能が低く、それ
に伴い制御精度も悪くなる欠点がある。

第３図に示でれた従来例は、フラットモータ１０の回転
軸３にカップリング１１を介して回転位置センサ１２の
回転軸１３を実質的に同軸一体に連結したものであるが
、この従来例によれば、モータ１０の軸３とセンサ１２
の軸１３との同軸精度が出し難く、従って、センサ１２
の１回転中の出力にむらが発生し易く、壕だ、コスト高
となり、かつ、慣性が大きく制御性が悪いという欠点が
ある。

本発明の目的は１回転部分の慣性が小さく、もって応答
性がよく、かつ、回転制御性の良い回転位置センサを備
えたフラットモータを提供することにある。

本発明の他の目的は、小型化及び軽量化を図り、部品点
数が少なく組立性がよく、かつ、コストが安い回転位置
センサを備えたフラットモータ全提供することにある。

以Ｆ、第４図乃至第７図を参照しながら本発明を説明す
る。

第４図において、電機予巻ａ２１と、コミーテータ２２
と、これらを貫く回転＠Ｕ２３とを同心的に一体に形成
してなる回転体２４は、上記回転軸２３が、第１のヨー
ク２７によって保持された軸受２８と第２のヨーク３７
によって保持された軸受３８とによって支持されること
により１回転自在に支持されている。略平担に形成され
た第１のヨーク２７には、リング状の固定子永久磁石２
６が電機子２１と適宜の間隙をおいて対向するようにし
て固層されている。第２のヨーク３７からは−ｎのブラ
シ２５．２５がコミーテータ２２に向って挿入さ扛てお
り、上記ブラシ２５．２５は、端子部材２９．２９によ
って付勢されたばね３０．３０の弾力により、コミーテ
ータ２２に圧接させらｎている。電機子２１は、第５図
にも示されているように、適宜の極数に巻かれたコイル
３１が回転軸２３を中心としてその周囲に順序よく配置
されたものラミ気絶縁性の樹脂によって円板状に成形し
てコアレスにさｎたものであり、また、電機子２１の外
周縁部の片面には、多数の反射膜３２が一定間隔で形成
されている。反射膜３２は化学メッキとエツチング法に
よって作ることができる。即ち。

まず、無電解メッキによって電機子外周縁部に幅Ｗなる
Ｎｉ膜勿リング状に形成し、次にこれを化学エツチング
法によって所定の反射膜パターンを形成するのであるー
もっとも、反射ｆ７１ｉ４　バター／の形成方法は本発
明の要旨とは関係がないから、その他の手段を用いても
差し支えない。第２のヨーク３７には１発光・受光素子
３３が上記反射膜３２のパターンの通路に向けて取り付
けられている。

、いま、一対の端子部材２９．２９から、ばね３０゜３
０、ブラシ２５．２５及びコミ、デーｌ２２金介して電
機子２１のコイルに給電すると、コイルに流れる電流と
、固定子永久磁石２６とヨーク２７゜３７でなる磁気回
路との相互作用によって電機子２１が回転する。電機子
２１の回転に伴い、発光・受光素子３３は反射膜３２か
らの反射光を受光し。

反射膜１個あて１パルスの信号を出力する。この検出信
号は所定の制御回路に導入され、所定のパルス数に達し
たとき電機子２１の回転を停止させることにより、電機
子２１ないしは被駆動部材の回転角あるいは移動量等を
制御することができる。

以上述べた実施例では電機子に反射膜パターンを形成し
、その反射光によって位置を検出するようになっていた
が、第６図及び第７図の例のように透過光によって位置
検出を行なうようにしてもよい。第６図及び第７図にお
いて、コイル３１を配列したものを樹脂により円板状に
成形してなる電機子２１の外周縁部には半径方向の複数
のスリット３５が一定間隔で形成されている。このスリ
ット３５の形成縁部を挾むようにして第１のヨーク２７
には発光素子３４が、第２のヨーク３７には受光素子３
６が設けられている。そのほかの構成は前述の実施例と
同じであるから、同じ構成部分には共通の符号を付して
説明は省略する。

この実施例の場合は電機子２１の回転に伴い発光素子３
４からの光がスリット３５を透過し、またスリット３５
を形成する櫛歯状の部分で遮断され、上記スリット３５
からの透過光を受光素子３６が受光することにより、受
光素子３６は一つのスリットあて一つのパルス信号を発
し、これによって電機子２１の回転を制御することがで
きるようになっている。

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、電機子
自体に光学パターンを形成し、この光学パターンを光学
的に検知することによって回転位置検出信号とするよう
になっており、しかも上記光学パターンは反射膜又は透
過部などの形成で足シるから、従来のモータに比べると
電機子が軽量化され、よって慣性が小さく、応答性のよ
い、かつ、制御性に優れた７２ツトモータを提供するこ
とができる。また１部品点数が少なく、小型で軽く、組
立性が良くコストの安い回転位置センナを備えたフラッ
トモータを提供することができる。さらに、光学パター
ンは１図示の実施例のように電機子の外周縁部に設ける
ことができ、しかも、電機子の直径は通常、例えば１０
０１１程度あって比較的大きいから高分解能の回転位置
セ／すを形成することができ、よって、精度の高い回転
制御を行ない得る効果もある。

なお、電機子に反射膜を形成する場合、電機子の表裏両
面に反射膜を形成し、第１ヨークと第２ヨークにそれぞ
れ発光・受光素子を設けてもよい。

このようにしておけば、モータを可逆モータとした場合
に一方の発光・受光素子を正転制御用として用い、他方
の発光・受光素子を逆転制御用として用いることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転位置センサを備えたモータの一例を
示す断面図、第２図は同上モータをそのケースｔ−取除
いて示す正面図、第３図は従来の回転位置センサを備え
たモータの他の例を示す外観側面図、第４図は本発明の
一実、施例を示す断面図。 第５図は同上実施例に用いられている電機子の正面図、
第６図は本発明の他の実施例を示す断面図。 第７図は同上実施例に用いられている電機子の正面図で
ある。 ２１°−・電機子、　　　　２２・・・コミ、テーク、
２３・・・回転軸、　　　２５・・・ブラシ、２６・・
・固定子磁石、　　　　　２７．３７・・・ヨーク。 ３１−・・コイル、　　　　３２・・・反射膜。 ３３・・・発光・受光素子、　　　３４・・・発光素子
　、　　　　　　　　　　　　　３５　・　・　・　　
　ス　リ　　ッ　　ト　、　　　　　　　　　　　　　
３６　・　　・　・受光素子。 心Ｇ　圀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　成形された電機子に光学パターンを一定間隔で設け
   、この光学パターンに向けて発光素子及び受光素子を設
   けてなる回転位置センサを備えたフラットモータ。 ２　光学パターンは１反射膜でなる特許請求の範囲第１
   項記載の回転位置センサを備えたフラットモータ。 ３　反射膜は、化学メッキとエツチング法によっぞ形成
   した特許請求の範囲第２項記載の回転位置センサを備え
   たフラットモータ。 ４　反射膜は、電機子の少なくとも片面に形成さ扛た特
   許請求の範囲第２項記載の回転位置センサを備えたフラ
   ットモータ。 ５　光学パターンは、透過部でなる特許請求の範囲第１
   項記載の回転位置センサを備えたフラットモータ。 ６　光学パターンは、電機子の外周縁部に設けられた特
   許請求の範囲第１項記載の回転位置センサを備えたフラ
   ットモータ。 ７　を機器は、円板状に成形された特許請求の範囲第１
   項記載の回転位置セ／すを備えたフラットモータ。