JPS61210858A

JPS61210858A - 磁気エンコ−ダを有するデイスク型ブラシレスモ−タ

Info

Publication number: JPS61210858A
Application number: JP4224885A
Authority: JP
Inventors: Manabu Shiraki; 学白木; Osami Miyao; 宮尾　修美
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-04
Filing date: 1985-03-04
Publication date: 1986-09-19

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】（技術分野）本発明は、磁気エンコーダを有するディスク型ブラシレ
スモータに関する。

（本発明をなすに至った技術背景・・・従来技術との関
係）（１）従来、モータの回転速度制御をなすために、モー
タの外部にエンコーダやタコジェネレータを付設したも
のが多くあるが、このようにすると非常に、大型のもの
となってしまい、小型装置に適用するにはスペース面か
ら色々と制約を受ける等不都合が多い。

（２）　そこで、最近では、モータ内に回転速度検出機
構を内蔵したものが、従来から多数出現しており、その
有用価値が認められている。かかる回転速度検出Ｗｉ構
は、その方式によって一長一短があるもので、特にロー
タが一定速度で回転する音響用のブラシレスモータにお
いては、安価に形成できるＦＧパターンと周波数検出用
磁極とで形成される周波数発電機を用いたものが多く採
用されている。この周波数発電機のための周波数検出用
磁極は、円環状の７エライトマグネツトに、駆動用磁極
を形成した後、別の着磁ヨークを用いて、上記駆動用磁
極内に二重着磁によって周波数検出□　用磁極を形成す
るものである。

かかる周波数発電機は、ブラシレスモータ・特にディス
ク型のものにおいては、かかるモータを特別に大きくす
る要素がない等の理由で、有用価値が見い出されカセッ
トテープ、７０ツピーデイスク、ビデオディスク等のモ
ータに多く使用されている。上記ＦＧパターンはプリン
ト基板に多数極（例えば１２０極）着磁した上記周波数
検出用磁極の磁極と等しいピッチの発電導体要素を有す
るくし歯状の導電体で形成している。この導電体からな
るＦＧパターンの端子から発電信号が得られることで、
これを利用してモータの回転速度制御がなし得るもので
ある。

しかしながら、このＦＧパターンを有するプリント基板
は、二重着磁手段によって周波数検出用磁極を形成した
マグネットロータの駆動用磁極面と対向するステータ電
機子面に配貨して上記マグネットロータの駆動用磁極と
対向させなければならない。

従って、ＦＧパターンを有するプリント基板の厚み分だ
け、マグネットロータの駆動用磁極面と、これに対向す
るステータ電機子のステータヨーク間のエアーギャップ
が増え、その分だけ強い磁束密度が得られず、その比率
で大！粉回転トルクが得られず、結果としてその分、効
率良好なブラシレスモータが得られない欠点がある。

この欠点を解決するためには、ＦＧパターンを有するプ
リント基板を省く必要があるが、これでは、上記有用な
周波散発１！機は得られなくなる。

（３）　また上記（２）の周波数発電機は、当該モータ
が定速回転の場合には有用であるが、当該モータの可変
速制御やパルス（間欠）制御及び所定位置停止制御には
通さない。これは、位置制御ができないことによる。従
って、位置制御を可能とするためには、更に、例えば、
光学的エンコーダ等の手段を設けねばならない。これで
は、上記（１）と同じように大型のものとなるほか、非
常に高価なものになる。しかし、ロボット産業を始めと
する多くの分野においては、当該モータに回転速度制御
手段のほかに位置制御手段を設ける要求性が多い。

（４）回転速度制御のために回転速度検出手段を設けた
ブラシレスモータは、周波数発電機を形成しているもの
の、ロータの一方向回転検出しかできないため、モータ
の正逆回転を必要とするロボット等のためのブラシレス
モータとしては不適当である。すなわち、上記周波数発
電機を有するモータでは、その正逆回転ができるものの
、設定された位置がらモータを逆転させる信号が得られ
ないことから、設定（指定信号が得られた場合を含む）
位置で当該モータを逆転させることができないため、ロ
ボット等精密機械では通さないものとなっている。従っ
て、Ａ相、Ｂ相の２相の信号を発生させることのできる
光学的エンコーダ等をｍいなければならなかったが、上
記したと同じ欠点を有するものであった。

（５）　またエンコーダであっても、従来のほとんどの
ものは、光学的エンコーダである。ここにおいて、光学
的エンコーダの場合には、温度特性、劣化、ゴミ対策に
おいて多くの問題点を有する不都合があり、エンコーダ
としでは、磁気エンコーダが要求されるケースが多くな
っている。しかしながら、現時点においては、十分な特
性を有する磁気エンコーダが出現していないために、当
該磁気エンコーグは高価になる。そこで、モータと別個
に磁気エンコーダを付設するのでは、コスト高となる不
都合が生じる。このため、磁気エンコーダよりも安価な
光学的エンコーダを用いるケース他の光源からの反射光
をもひろう可能性があるので、高精度のものには適さな
いし、後者のものにあっては余分な反射光をひろわない
ようにインデックスを設けねばならないので、構造が複
雑で゛高価になるばかりか、発光素子と受光素子とを対
向して設けなければならないため、光学的エンコーダ、
ひいては光学的エンコーダを内蔵するディスク型ブラシ
レスモータを大型化あるいは厚みのあるものに形成しな
ければならない欠点がある。

（６）最近において、車のバフ−ウィンドやリモートミ
ラーあるいは、工場での自動機、ロボット、またタイプ
ライタ−等の事務機及びコンビエータ周辺機器に用いる
小型モータ□を一層小形、高性能化しようとする動きが
ある。その−例として、整流子モータに光学的エンジー
グを付加したものがある。

しかし、該光学的エンコーダを付加した場合、ブラシと
フンミテータによるンイズで誤動作するおそれがある。

また形状的にも袖方高に長くなってしまう。また軸方向
に長くなってしまうのは、ブラシレスモータにおいても
同様であり、加え゛てブラシレスモータの場合、コイル
への転流をホール素子等の回転角検出機構で行ない、同
時にエンコーダでも回転角を検出するという２度手間を
している。

（本発明の目的）本発明は上記事情に基いてなされたもので（１）Ａ相、
Ｂ相の信号のとれるエンコーダを駆動用磁極を形成する
ためのマグネットロータに兼用させて形成した磁気エン
コーダを内蔵することで、回転速度検出機構を合理的に
内蔵して小型で安価に形成できるディスク型ブラシレス
モータを得ること、（２）しかもその磁気エンコーダを
安価に形成すること、（３）当該磁気エンコーグを利用
して適　　　　゛した位置での正逆回転制御、可変速制
御、パルス制御及、所定位置停□制御。行ヶえ、立うｌ
：ｔ７ａこと、によって、組立てが容易で安価に量産で
きる効率良好な磁気エンコーダを有するディスク型ブラ
シレスモータを提供することを目的になされたちのであ
る。本発明のその他の目的は、以下の説明で明らかにな
るだろう。

（本発明の目的達成手段）かかる本発明の目的は、主にステータ電機子と相対的回
動をなすマグネットロータの上記ステータ電機子と面対
向する面にはＮ極、Ｓ極の磁極を２Ｐ（Ｐは１以上の正
の整数）極形成した駆動用磁極を形成し、マグネットロ
ータの他方の面には、Ｎ、Ｓの磁極をそれぞれ２　’、
　２２．＝・’、　２　ｎ（ｎは１以上の正の整数）極
に着磁した磁気エンコーダ用磁極部を同心状に複数の磁
気トラックを設け、該トラックに対向して磁気エンコー
ダ用磁気センサを設けた磁気エンコーグを有するディス
ク型ブラシレスモータを提供することによって達成され
る。その他の本発明の目的達成手段については、以下の
説明で明らかとなるのであろう。尚、アブソリュート磁
気エンコーダ等を上記のごとくモータ内に内蔵するにあ
たって、特別な円板を必要とせずできるのは当該モータ
がディスク型モータであり、回転子が７ラツトな面で形
成されている為である。

以上の理由により、該アブソリュート磁気エンコーダ等
は当該ディスク型ブラシレスモーク内に合理的に内′ａ
されるのである。以下、図面を参照しつつ本発明の詳細
な説明する。

（本発明の第−実施例）第１図乃至第５図を参照して、本発明の第一実施例につ
いて説明する。１は、ディスク型ブラシレスモータ、２
はディスク型ブラシレスモータ本体で、磁性体でできた
カップ体２ａと円板体２ｂとで形成されている。３，４
は軸受、５は軸受３゜４によって回動自在に軸支された
回転輪、６は回転輪５に一体してプラスチックマグネツ
ｔでモールドされたマグネットロータ、７は透孔８を有
するロータヨーク、９はマグネットロー２６の上面と面
対向するカップ体２ａの内面に固設された円環状のプリ
ント基板、１０−１．１０−２．１０−３．１０−４は
それぞれプリント基板９に半径方向に配設され当該プリ
ント基板９の図示しない導電配線パターンに半田付は接
続された所謂磁気抵抗素子といわれるＭＲ素子、ホール
ＩＣ、ホール素子等の磁気センサを含む磁気エンコーダ
用磁気センサで、該磁気センサ１０−１．・・・、１０
−４は、気シラツクに対向してプリント基板９の半径方
向に４段に渡って設けられている。この場合、磁気エン
コーダ用磁気センサ１０−１．・・・、１０−４として
ＭＲ素子（磁気抵抗素子）を用いる場合には、Ａ相、Ｂ
相の２相の信号が得られて望ましい。従つて、上記ＭＲ
センサ１０−１．・・・、１０−４を後記する磁気エン
コーダ用磁極部と対向するようにプリント基板９の半径
方向に４段に渡って設けることが望ましい（ただし、４
ビツトの７プソリユート磁気エンコーグの場合、仏この
場合、半径方向に渡って、４段に設けられる磁気センサ
１０−１゜・・・、１０−４として、ホール素子やホー
ルＩＣ等の安価な磁電変換素子を用いる場合には、後記
するそれぞれの磁気エンコーダ用磁極部と対向するプリ
ント基板９の位置に上記磁気エンコーダ用磁極部の２分
の１磁極幅だけ、２個の磁電変換素子を周方向に位相を
ずらせて、Ａ相、Ｂ相の２相の位置信号がとれるように
配設するとよい。しかし、上記磁気エンコーダ用磁極部
の幅が狭い場合には、Ａ相、Ｂ相の２相の位置信号が得
られるように、２個の磁電変換素子を２分の１磁極幅だ
けずらせたと同様な周方向の位置のプリント基板９に配
設するとよい。尚、当該磁電変換素子の２以上が一素子
になっているものを用いても良いことは言うまでもない
。１１は円板体２ｂの内面に固設されたプリント基板、
１２はプリント基板１１面に互いに重畳しないように等
間隔配設されたコアレスの電機子コイル１３群からなる
ステータ電機子で、マグネットロータ６の下面と面対向
している。

上記したようにロータは回転輪５とマグネットロータ６
とからなり、透孔８を有するロータヨーク７と回転輪５
とをブラチックマグネットでモールドして一体化してい
る。この場合、透孔８を有するため、ロータヨーク７の
両面にプラチックマズネットを容扁に形成できるもので
、ロータヨーク７の両面にプラスチクマグネット１４と
１５を形成しでいる。透孔８を介してロータヨーク７の
上面のプラスチックマグネット１４と下面のプラスチッ
クマグネット１５とは一体化しており、またロータヨー
ク７をも一体化しているので、ロータヨーク７に上面及
び下面のプラスチックマグネ・ン）１４．１５を別個に
接着剤で貼着固定する必要がない、また上記モールド時
に回転輪５の位置決めを行なっているので、従来のよう
に回転輪５にロータヨーク７を固着したり、あるいは回
転紬５に駆動用マグネットを固着する場合の固着強度性
やグイナミックバランスの調節時におけるやっかいな問
題を解消できる。上記上面のプラスチックマグネット１
４には、同心状に半径方向に４列の磁気エンコーダ用磁
極部１６−１．・・・、１６−４を着磁形成している。

磁気エンコーダ用磁極部１６−１．・・・、１６−４に
よって、ディスク型磁気エンフーダ面１７には、全体で
４ビツトの７プソリユート磁気エンコーグを形成してい
る。すなわち、第３図に示すように磁気エンコーダ用磁
極部１６−１は、Ｎ極、Ｓ極の着磁極Ｎ１１ｔＳＩＩが
約１８０度の幅で着磁形成された２＋（＝２）極のもの
に形成され、磁気エンコーダ用磁極部１６−２は、交互
にＮ極、Ｓ極の着磁極Ｎ　ｚ＋ｔ　Ｓ　２＋ｒＮ　２２
ｔＳ２２極が約９０度の幅で着磁形成された２　２（＝
　４　）極のものに形成され、磁気エンコーダ用磁極部
１Ｇ−３は、交互にＮ極、Ｓ極の着磁極Ｎ３１゜Ｓ　ｓ
＋＋Ｎ　３２１Ｓ　、ｚｔＮ　３３ｗ５　ｓ３＊Ｎ　：
１４１Ｓ　）４極が約４５度の幅で着磁形成された２　
’（＝　８　）極のものに形成され、磁気エンフーグ用
磁極部１６−４は、交互にＮｆｉｉ、　Ｓ極の着磁極Ｎ
　４＋＋ｓ＜＋＋Ｎ＜２ｔｓ４□。

Ｎ　４３１　Ｓ　＜、ｔＮ　４＜ｙｓ　４４ｔＮ　４５
１Ｓ　４１１　Ｎ　４ｓ＊　Ｓ　４６？　Ｎ　＜ｔｔＳ
　４７１　Ｎ　４＠ｌ　Ｓ　４１極が約２２．５度の着
磁幅で着磁形成された２’（＝１６）極のものに形成さ
れている。

上記Ｎ極Ｎ　ｚｔＮ　２１１Ｎ　２２１Ｎ　３１１Ｎ　
ｙ２ｔＮ　３３＊Ｎ　３４ｔＮ　４１１Ｎ　４２１Ｎ　
４：＋＊Ｎ　４４１Ｎ　４ＳＩＮ　４ａｔＮ　４？ＩＮ
　４＠及びＳ極Ｓ　ｚ＊ｓ　２１＊Ｓ　ｚｚｔｓ　３１
？Ｓ　ｆｆ２ｙｓ　ｔｌｇｓ　３４ｔＳ４１１Ｓ　＜ｚ
＊ｓ　４）Ｉｓ　４４１Ｓ　＜ｓｒｓ　＜ｓｒｓ　＜ｔ
’ｓ　４ｇは、当該アブソリュート磁気エンコーグのう
ち交番２進符号、すなわちグレイ符号を用いることがで
きるように、第１図のように上記Ｎ極、Ｓ極を着磁形成
している。この４ビツトからなるグレイ符号の特徴は、
下記表１に示すように、隣り合った符号間では１ビツト
しか異ならないことである。従って、自然２進数を用い
た、すなわちバイナリ−フードの７プソリエート磁気エ
ンコーダに比較して回路ｈ１成が簡単になるので、誠に
有用である。尚、表１は自然自進数を用いた場合の符号
と交番２進待号とを爪いた場合のデジタル信号表を示す
。いまこの表１表１から明らかなように、交番２進符号の場合には、た
とえば００１０（＝３１０）の次は０１１０（＝４１０
）であって交番２進符号Ｇ２のビット（磁気エンコーダ
用磁極部１６−２に対応する磁気センサ１０−２からの
信号）のみが異なっている。これを符号間の距離が１で
あるという。交番２進符号を採用した磁気エンコーダの
場合には、このように隣り合った符号間の距離を１にし
であるので、自然２進数符号を用いたアブソリュート磁
気エンコーダと４ビツトＧ３（＝磁気エンコーダ用磁極
部１６−１）、Ｇ２（＝磁気エンコーダ用磁極部１６−
２）、Ｇ、（＝磁気エンコーダ用磁極部１６−３）、Ｇ
ｏ（＝磁気エンコーダ用磁極部１６−４）のおのおのに
定まった重み、すなわち磁極部１６−１には２１極の着
磁極があるので、すなわち２極であるので２、磁極部１
６−２には２２極の着磁極があるので、すなわち４極で
あるので４、磁極ｉｆ　６−３には２″極の着磁極があ
るので、すなわち、８極であるので８、磁極部１６−４
には２４極の着磁極があるので、すなわち１６という重
みがある。このように交番２進待号を用いることのでき
るアブソリュート磁気エンコーダの場合には、１０００
（＝１５＋０）と００００（＝Ｏ，。）も距離１となる
。すなわち、符号間の距離は常に１であるため、上記し
たように符号信号を０（Ｎ極）、ｉ（Ｎ極）の１つのみ
を変えれば良いため、上記したように回路構成が非常に
簡単になる特徴がある。尚、Ｎ極の場合をＯ信号とし、
Ｓ極の場合を１信号とすることとする。従って、白い部
分がＮ極で、斜線部分がＳ極である。

上記磁気エンコーダ用磁極部１６，１．・・・、１６−
４は、微少空隙を隔てて上記プリント基板９に設けた磁
気センサ１０−１．・・・、１０−４と対向している。

ロータヨーク７の下面のプラスチックマグネット１５に
は、第４図に示すようにＮ、Ｓの磁極を有する８極の駆
動用磁極１８を着磁形成している。該駆動用磁極１８と
該磁極１８と面対向する６個の電機子コイル１３−１．
・・・、　１−３−６群からなるステータ電機子１２と
で、所謂従来のディスク型ブラシレスモータを形成して
いる。電機子コイル１３は発生トルクに寄与する半径方
向の導体部１３＆と１３ａ′　との開角が駆動用磁極１
８の磁極と略等しい幅、すなわち、駆動用磁極１８が８
極なので、４５度の開角幅に形成された扇枠状のものと
なっている。尚、電機子コイル１３の周方向の導体部１
３ｂ、１３ｂ’は発生トルクに寄与しない導体部となっ
ている。６個の電機子コイル１３は、いま第２図から明
らかなように互いに重ならないように等間隔に配置され
ているが、ステータ電機子１２を形成する電機子コイル
１３−１、・・・、１３−６群の配置はｆｉ２図に示す
ものに係らず、電機子コイル１３−１．・・・、１３−
６群が不等間隔配置のもの、電機子コイル１３−１．・
・・。

１３−６群が重なるもの、電機子コイル１３がスキュー
状に形成されているもの、あるいは形状として第２図に
示す電機子コイル１３に限られるものでない。同様に、
上記駆動用磁極１８もスキュー状に着磁形成しても良い
ことは言うまでもない。

第５図は８極の駆動用磁極１８と６個の電機子コイル１
３−１．・・・、１３−６群からなるステータ電機子１
２との展開図を示す。この第５図から明らかなように、
電機子コイル１３−１と１３−４が同相（■相）にあり
、１３−２と１３−５が同相（Ｗ相）にあり、１３−３
と１３−６が同相（Ｕ相）にあるものとなっている。従
って、通常、ホール素子やホールＩＣ等の位置検知素子
を用いる場合には、Ｕ相の電機子コイル１３−３と１３
−６のために１個の位置検知素子を用い、■相の電機子
コイル１３−２と１３−５のために１個の位置検知素子
を用い、Ｗ相の電機子コイル１３−１と１３−４のため
に１個の位置検知素子を設ける−というように合計３個
の位置検知素子が必要である。しかし、本発明において
は、アブソリュート磁気エンコーグがあるため、高価な
位置検知素子を用いる必要がない。しかし、起動時、サ
イン波通電して滑らかに起動させる場合には、位置検知
素子を用いて？！！ｆｉ子コイルにサイン通電する場合
には、有利となる場合があるので、本発明における磁気
エンコーダを有するディスク型ブラシレスモータにおい
ては、当該位置検知素子を用いてもよい。

また位置検知素子を用いた場合には、回路ｖｔ成を簡単
に形成できるので、位置検知素子を設けるのも有用であ
る。この位置検知素子は、１８０度通電方式の場合には
、電機子コイル１３−１．・・・。

１３−６の発生トルクに寄与する導体部１３ａ若しくは
１３ａ′　と対向する位置又はかかる位置と均等位置に
配設される。

本発明の第−実施例は上記構成からなる。

従って、アブソリュート磁気エンコーグを形成する磁気
センサ１０−１．・・・、１０−４と磁気エンコーグ用
磁極＄１６−１．・・・、１６−４とによって、Ａ相、
Ｂ相の所謂２相のパルス信号が得られるので、当該モー
タ１の回転数、回転量、回転速度、回転方向が判明でき
ろものとなる。従って、上記で述べた位置検知素子が、
本来的には不用なことが理解できる。

本発明の第一実施例は上記構成からなる。従って、磁気
エンコーダを形成する磁気センサ１０−１、・・・、１
０−４と、磁気エンコーダ用磁極部１６−１．・・・、
１６−４とによりモータを検出することで、Ａ相、Ｂ相
の所謂２相の信号が得られるので、回転数、回転量、回
転速度が判明でき、また正逆回転できるものＡなる。ま
た従来のように電機子コイル１３への通電用のためのホ
ール素子、ホーすることで得られる検出パルスをカウン
ターによ・で検出し、例えばパルス分配器をｍいて所定
のパルスごとに適宜位置の電機子コイル１３に極性変換
回路を介して適宜方向の電流を順次流すことで、電機子
コイル１３群と駆動用磁極１８とにより、所定方向の回
転トルクを得るので、マグネッ）ロータ６は所定方向に
回転させることができる。これはアブソリュート磁気エ
ンコーグ如★磁気センサ１０−１．・・・＋　１０−４
．から回転子の所定位置の信号を得られ、ることから、
可能となるものである。

（本発明第２実施例）上記実施例においては、交番２進数符号を用いた４つの
磁気エンコーダ用磁極部１６−１．・・・。

１６−４からなるアブソリニート磁気エンフーグについ
て説明したが、この実施例第２実施例では、マグネット
ロータ６のプラスチックマグネット１５面には６極の駆
動用磁極１８′が形成され、ステータ電機子１２′は４
個の電機子コイル１３’−１，・・・、１３’−４から
なる６極４フイル２相のディスク型ブラシレスモータで
、ディスク）　　型磁気エンフーダ面１７には同心状に
形成された５個の磁気エンコーグ用磁極１６’−１，・
・・。

１Ｇ’−５を有するものとなっている。第６図は６極の
駆動用磁極１８′とステータ電機子１２′と５個の磁気
エンコーグ用磁極１Ｇ’−１，・・・。

１６’−５とのＲ開国である。磁極１６’−１は２極に
形成され、Ｎ　ｌ　ｌ極とＳ極Ｓ、との着磁幅は１：２
に形成しており、磁極１６’−２は２極に形成され、Ｎ
２１極と３２１極との着磁幅は１：２に形成されている
が磁極１６’−１と１６’−２とは、Ｎ、極とＮ２１極
が互いに半径方向に対向しない位置で且つ互いに隣接す
る位置に形成されている。磁極１６’−３は、Ｎ　３１
極、Ｓ、１極、Ｎ、２極。

・・・、Ｎ３．が交互に等しい幅で着磁形成された８極
のものになっている。い＊第６図において矢印Ａ方向に
回転するとすると、Ｓ２＋極、Ｎ２．極、Ｓ４４極及び
３５１１極のｗ１部が一致するように該Ｓ　２１極。

Ｓ３４極、Ｎ４．極及びＳ、ａ極が着磁形成されている
。

磁極１６’−４は、交互等しい幅でＮ、１極、Ｎ４．極
。

Ｎ４□極、・・・、Ｓ４６極が着磁形成された１２極の
ものとなっている。磁極１６’−５は、交互等しい幅で
ＳＳＩ極、Ｎ６．極＋５ｓｚＦＩｉｔＮｓｚ極、・・・
、Ｓ、１□極。

Ｎ、１．が着磁形成された２４極のものとなっている。

尚、磁気センサ１０−１．・・・、１ｏ−ｓはそれぞれ
エンコーダ用磁極部１６’−１，・・・、１６’−５に
対向して配設されている。２０−１．２０−２はそれぞ
れ正側電源端子、負側電源端子を示す。

第７図は、この場合の転流回路１９である。すなわち、
磁気センサ１０−４とリング軟磁気エンフーダ用磁極１
６’−４でビット１の情報を、磁気センサ１０−３とエ
ンコーグ用磁［１６’−３でビット２の情報を得ている
。このビット１とと））２の情報を転流回路１つ（第７
図参照）に入力することによって、タイミングを計って
７ｒ１機子コイル１３′への通電を切換えることができ
るわけである。この場合、磁気エンコーダ用磁極部１６
′は駆動用磁極部１８′の極数に関係するため、６極４
コイル２相のこの場合、５つのリング状磁気エンコーグ
１１１譜Ｎｉ１部１ｎ’−１，・、・、１６’　−５を
すべて有効には使っておらず、１回転で２４種類の情報
を得ている。もし５ビツトをすべて有効に使えば、２の
５乗の３２種類の情報が得られることになる。

次にこの７プソリユート磁気エンコーダの情報で転流を
する方法においては、位置検出がモータ自体に従属して
おらず、加えて細かい位置検出ができるため、駆動回路
にこちらから意図的に位置情報を与えることにより、こ
の第２実施例においては３６０度／２４＝１５度ステッ
プ角のステップ駆動ができる。すなわちこのようにする
ことによって、このモータはＤＣブラシレスモータの高
回転、高効率とステッピングモータのステップ駆動の特
徴を合せもつことになる。加えて、１５度ステップ角の
ステッピングモータにおいては、±４５度もしくは±６
０度の回松角で次の安定点に達するが、この実施例にお
いては±１２０度であり、それだけ過負荷に強いことに
なる。第８図は、本発明ｆｉ２実施例のブロック図、第
９図は該ブロック図の内のシフトレノスタ部を示す。普
通のプラシレスモータとして働かせる場合、アブソリュ
ート磁気エンコーダからのビットＯ、ビット１、ビット
２の情報２１の内ビット１、ビット２の情報は、転流（
タイミング）回路１９（第１１図参照）を経て、データ
セレクタ回路２２に入り、普通のブラシレスモータとし
て働かすか、ステッピングモータと。

して働かすかを選択するモード切換情報２３を得て、正
逆転回路２４に入り、正転させるか、逆転させるかの正
逆転情報２５を得て駆動回路２６に入る。次にステッピ
ングモータとして働かせる場合には、ビット情報２１は
デマルチプレクサ回路２７を経て、シフトレジスタ回路
２８に情報をセットし、いつでも最良点からステップ駆
動ができるようにする。この状態でモード切換情報２３
がステッピングモータを選択していると、シフトレジス
タ回路２８は駆動パルス情報２９によって、セットされ
ていた情報をシフトしモード切換回路２３、正逆転回路
２４を経て駆動回路２６に入いる。

（本発明第３実施例）上記実施例では、アブソリエート磁気エンコーグとして
交番２進符号を用いることをできるように形成した例を
示したが、自然２進数符号を用いることのできるアブソ
リエート磁気エンコーグを形成しても良い。

例えば、第１０図に示すようにである。この第１０図の
ものはプラスチックマグネット１４の磁気エンコーダ面
１７に同心状に４列に渡って形成した磁気エンコーダ用
磁極部１６”−１，・・・。

１６”−４によって自然２進数符号を利用できるアブソ
リュート磁気エンコーダを形成している。

このアブソリュート磁気エンコーダの自然２進数符号に
ついては、すでに前記表にて明らかにしている。この磁
気エンコーダの磁気エンコーグ用磁極部１６”−１は、
１８０度の着磁幅で着磁されたＮ１．極とＳ１１極の２
極のものからなり、磁気エンコーダ用磁極部１６”−２
は、それぞれ９０度の着磁幅で交互に着磁形成されたＮ
２．極、Ｓ２１原。

Ｎ２□極、Ｓ２２極の４極のものからなり、磁気エンコ
ーダ用磁極部１６”−３は、それぞれ４５度の着磁幅で
交互にＮ１．極、Ｓ、１極、Ｎ３□極、Ｓ、２極。

（本発明の効果）本発明は上記から明らかなように、７プソリユート磁気
エンコーダをブラシレスモータの限られた寸法内に合理
的に且つ安価に組み込むことができ、加えてこの７プソ
リユート磁気エンフーダからの情報は、電機子コイルへ
の転流のタイミングをとるために特別にホール素子等の
位置検知素子を必要とせずして当該位置検知素子をかね
ることができる。またこの情報を操作することにより、
ブラシレスモータをステップ駆動もさせることができる
。従ってこのディスク型ブラシレスモータは回転速度及
び回転角検出１９１１をもちながら、駆動用の位置検出
のためにホール素子等を使っていた今までのものに比べ
、該素子を省略することができ、加えて、ステップ駆動
ができるというＩｇ！！能をもちながら、無理なく小型
化ができ、安価に性能の良いブラシレスモータを世に提
供することができるものとなる。またかかるブラシレス
モータに内蔵されるアブソリュート磁気エンコーダのｌ
・　　−磁気エンフーグ面は界磁マＮ３３極、Ｓ、３極、Ｎ３４極、Ｓｌ、極に着磁形成さ
れた８極のものからなる。エンコーグ用磁極部１６″−
４は、それぞれ２２．５度の着磁幅で交互にＮ４１極？
Ｓ　４１極、Ｎ４□極、Ｓ、２極、Ｎ４．極、５４３１
＋Ｎ　４４極、Ｎ４．極ｔＮ４５極、Ｓ１．極、Ｎ４６
極、Ｓ４６極。

Ｎ４？極、Ｓ、７極、Ｎ４．極、Ｎ４．極を着磁形成し
た１６極のものからなる。これらエンコーグ用磁極部１
６”−１，・・−，１６”−４に対向して磁気センサを
配設することは言うまでもない。

この自然２進数符号を用いるアブソリュート磁号を出し
たらよいか間違うことになる。これはアナログ信号（こ
の場合は角度）からデノタル信号に変換する変換器とし
ては非常に具合の悪いことである。これに対して、上記
した交番２進符号の７プソリエート磁気エンコーグの場
合には１．必ず１つの符号しか変わらないので、自然２
進数符号を利用するアブソリュート磁気エンコーダのほ
うが望ましい。

グネット（マグネットロータ）と共同しているので、当
該磁気エンコーグを有するディスク型ブラシレスモータ
を当該高性能の磁気エンコーダを内蔵して尚且つ厚みが
薄く、しかも安価に量産できる効果がある。

上記したことを更に詳細に説明すると、本発明の磁気エ
ンコーダを有するディスク型プランレスモータは、（′
Ｉ）磁気エンコーダを形成しているので、回転速度検出
１ｇｉ構を合理的に内蔵しているので、小型且つ安価な
速度制御可能が可能なブラシレスモータとなる、（２＞
上記（１）の磁気エンコー御及び所定位置制御といった
多機能制御が行なえる、（４）位置検知素子が不要なの
で、相数や電機子コイルの数が多くなった場合には、位
置検知素子がないため特別に安価に電機子コイルに所定
方向の電流を流すことができ、所定方向の回転を行なわ
せることができ、また位置検知素子が不要なことから、
位置検知素子のための多（のリード線がなくなるので、
外観がすっきりするほか、容易に製造できるので、上記
した効果を有するブラシレスモータを容易に量産できる
効果を有する。

（５）磁気エンコーダを内蔵しても尚且つ厚みの薄い磁
気エンコーダを有するディスク型ブラシレスモータを安
価に量産できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す磁気エンコーダを有
するディスク型ブラシレスモータの縦断面図、第２図は
第１図の主要部の分解斜視図、第３図は本発明Ｐｔ５１
実施例のロータマグネットの７ブソリエート磁気エンコ
ーグの平面図、第４図は本発明第１実施例のマグネット
ロータの下面に形成された８極の駆動用磁極部の下面図
、第５図は８極の駆動用磁極部と６個の電機子コイル群
からなるステータ電機子との展開図、第６図は本発明第
２実施例を示すもので６極の駆動用磁極部と４個の電機
子コイルと７ブソリユート磁気エンフーグとの展開図、
ｆｊ４７図は第６図の転流回路、第８図は第６図の磁気
エンコーダを有するディスク型ブラシレスモータの駆動
操作用ブロック図、第９図はｆｊｔＪ８図のシフトレジ
スタ部、第１０図は本発明第１実施例アブソリュート磁
気エンコーグ面を示す。１・・・ディスク型ブラシレスモータ、２・・°ディス
ク型ブラシレスモータ本体、２ａ・・バカツブ体、２ｂ
・・・円板体、３，４・・・軸受、５・・・回転輪、６
・・・マグネットロータ、７・・・ロータヨーク、８・
・・透孔、９・・・プリント基板、１０−１．・・・、
１０−５・・・磁気エンコーグ用磁気センサ、１１・・
・プリント基板、１２、・・・、１２′・・・ステータ
電機子、１３−１．・・・。１３−６．１３’−１，・・・、１３’−４・・・電機
子コイル、１４．１５・・・プラスチックマグネット、
１６−１．・・・、１　［３−４，１６’−１，・・・
、１６’−５，１６”−１，・・・、１６”−４・・・
磁気エンコーグ用磁極部、１７・・・ディスク型磁気エ
ンコーダ面、１８．１８’・・・駆動用磁極部、１つ・
・・転流回路、２０−１・・・正側電源端子、２０−２
・・・負側電源端子、２１・・・ビット情報、２２・・
・データセレクト回路、２３・・・モード切換回路、２
４・・・正逆転回路、２５・・・正逆転情報、２６・・
・駆動回路、２７・・・デマルチプレクサ回路、２８・
・・シフトレノスタ、２つ・・・駆動パルス信号。観

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ステータ電機子と相対的回動をなすマグネットロ
ータの上記ステータ電機子と面対向する面には、Ｎ極、
Ｓ極の磁極を２Ｐ（Ｐは１以上の正の整数）極形成した
駆動用磁極を形成し、マグネットロータの他方の面には
、Ｎ、Ｓの磁極をそれぞれ２＾１、２＾２、・・・、２
＾ｎ（ｎは１以上の正の整数）極に着磁した磁気エンコ
ーダ用磁極部を同心状に複数設け、該磁気エンコーダに
対向して磁気エンコーダ用磁気センサを設けた、磁気エ
ンコーダを有するディスク型ブラシレスモータ。
（２）上記複数の磁気エンコーダ用磁極部は、全体として交番２進符号を用い
ることのできるアブソリュート磁気エンコーダを形成す
るように着磁した、特許請求の範囲第（１）項記載の磁
気エンコーダを有するディスク型ブラシレスモータ。
（３）上記複数の磁気エンコーダ用磁極部は、全体として自然２進数符号を用
いることのできるアブソリュート磁気エンコーダを形成
するように着磁した、特許請求の範囲第（１）項記載の
磁気エンコーダを有するディスク型ブラシレスモータ。
（４）上記ブラシレスモータは、回転輪とロータヨーク
をプラスチックマグネットでモールドして一体化し上記
ロータヨークの両面にプラスチックマグネットを形成し
、上記ロータヨークの一方の面のプラスチックマグネッ
トにＮ、Ｓの磁極を交互に２Ｐ（Ｐは１以上の正の整数
）極の駆動用磁極を着磁形成し、該駆動用磁極と対向す
る側にステータ電機子を設け、上記ロータヨークの他方
の面のプラスチックマグネットに磁気エンコーダ用磁極
部を形成した、特許請求の範囲第（１）項乃至第（３）
項いずれかに記載の磁気エンコーダを有するディスク型
ブラシレスモータ。
（５）上記ロータヨークは回転輪挿入用以外の透孔を有
し、該透孔を介してロータヨークの上下両面のプラスチ
ックマグネットを一体化形成したものである、特許請求
の範囲第（４）項記載の磁気エンコーダを有するディス
ク型ブラシレスモータ。
（６）上記ステータ電機子は、発生トルクに寄与する導
体部が上記マグネットロータの駆動用磁極と略等しい開
角幅に形成した電機子コイル群からなる、特許請求の範
囲第（１）項乃至第（５）項いずれかに記載の磁気エン
コーダを有するディスク型ブラシレスモータ。
（７）上記電機子コイル群は互いに重ならないように等
間隔配設した、特許請求の範囲第（１）項または第（６
）項記載の磁気エンコーダを有するディスク型ブラシレ
スモータ。
（８）上記電機子コイルは空心型コイルである、特許請
求の範囲第（１）項、第（６）項又は第（７）項いずれ
かに記載のディスク型ブラシレスモータ。