JPS6146161A - ブラシレス直流モ−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】 技術骨！ 本発明はブラシレス直流モータに関し、特に回転子の回
転位置を検出する素子をモータ内に組込むことにより、
ブラシレス直流モータの占有スペースを小さくする技術
に関するものである。

従来技術 ブラシレス直流モータにおいては、その回転軸上の所定
の回転位置に装着された回転体、たとえばフロンピディ
スクに対して情報の記録、再生を行うために、回転子の
回転位置検出が行われる。

回転子、の位置検出方法としては、光を用いる方式、ホ
ール素子を用いる方式、インダクタンスを用いる方式等
′がある。第７図、第８図、第９図に示す方式はその一
例である。第７図においては、回転子７０の外周面に位
置検出用の切欠７２が設けられ、その切欠７２がプリン
ト基板７６に固定されかつ一対の投光部および受光部を
有するＵ字状のホトカプラ７４によって検出されるよう
に構成されている。また、第８図においては、回転子７
０の外周面の一部に反射マーク７８が設けられ、プリン
ト基板７６に固定された反射型光電スイッチ８０によっ
て検出されるように構成されている。

また、第９図においては、回転子７０の外周面の一部に
永久磁石８２が固設され、その永久磁石８２がプリント
基板７６に固定されたホールセンサ８４によって検出さ
れるように構成されている。

発明が解決すべき問題点 しかしながら、斯る従来の方式によれば、ホトカプラ７
４、反射型光電スイッチ８０、またはホールセンサ８４
はいずれも回転子７０の外周側において固設され、かつ
プリント基板７６上において立設されているので、ブラ
シレス直流モータの占有スペースがそれ等ホトカプラ７
４、反射型光電スイッチ８０、またはホールセンサ８４
によって大きくなることが避けられなかった。特に、機
器の小型化が要請される場合においてその機器内に設け
られるブラシレス直流モータはできるだけ小さな占有ス
ペースとなるようにに構成されるのが望ましいのである
。

発明を解決するための手段 本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、
その要旨とするところは、−軸心まわりに回転可能に設
けられた円板状の回転子と、その回転子の一面に比較的
狭い間隙を隔てて対向して位置固定に設けられ、その回
転子と対向する面と反対側の面に複数の駆動コイルが固
設されたプリント基板とを備えたブラシレス直流モータ
において、前記プリント基板の前記回転子との対向面で
あって前記駆動コイルの間に厚さ方向に貫通した切欠ま
たは穴を形成するとともに、一対の投光部および受光部
を一面に有する反射型光検出素子をその切欠または穴を
通してその一面を前記回転子に対向させた状態で配設し
、その回転子の前記光電素子と対向する部分の一部に、
他の部分と先の反射率が異なる回転位置検出用のマーク
を付したことにある。

作用および発明の効果 このようにすれば、回転子の反射型光電素子と対向する
部分の一部に付されたマークが、反射型光検出素子によ
って検出されるので、回転子の回転位置が容易に検出さ
れる。しかも、反射型光電素子は、プリント基板に厚み
方向に貫通して設けたり欠または穴を通して回転子に対
向しかつ駆動コイル間に位置した状態で配設されている
ので、反射型光検出素子を回転子の外周縁よりも内側へ
配設することができ、ブラシレス直流モータの占をスペ
ースが効果的に節減されるのである。

実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は、本発明の一実施例である偏平ブラシレス直流
モータの断面図であって、ベース板１０の略中央部には
筒状の軸受突部１２が突設されている。軸受突部１２内
には、スペーサ１４を挟んで一対のローラ軸受１６．１
８が嵌合されており、回転子としてのロータ２０の中央
部に固設された回転軸２２が軸受１６，１８によって回
転可能に支持されるようになっている。ロータ２０は円
板状の偏平な形状を成し、有底円筒状のケース２４と、
そのケース２４内に固設された環状の永久磁石２６とか
ら成る。永久磁石２６は、たとえば、炭素鋼、タングス
テン鋼、クロム鋼、コハルＨｆ１７等の保磁力の大きい
磁石合金が用いられており、たとえば第２図に示すよう
に、内周部において後述の駆動コイル３２に対応した磁
極が形成され、また外周部において後述の回転速度検出
パターン４１に対応した比較的細かな多数の磁極が円環
状に形成されている。

ベース板１０にばロータ２０と僅かな間隙をト１７Ｉで
て対向するプリント基板２８が図示しないスクリューに
より固定されている。プリント基板２８のベース板１０
と対向する面には、コア３０に巻回された複数（本実施
例では６ｆ［！ｉｆ）の駆動コイル３２が回転軸２２を
中心とする一円周方向において等角度間隔に固設されて
いる。この駆動コイル３２には後述の駆動回路から駆動
電流がロータ２０の回転位置に応じて選択的に供給され
ると、この゛駆動コイル３２に形成される磁極と前記永
久磁石２６に設けられた磁極とが相互に引合いあるいは
反撥することによりロータ２０が回転駆動されるように
なっている。そして、駆動コイル３２に供給する駆動電
流をロータ２０の回転位置に応じて所定のタイミングで
供給するために、ロータ２０の永久磁石２６の磁極を検
出する３個のホール素子３３が駆動コイル３２間に位置
した状態でプリント基板２８に取り付けられている。こ
れ等のホール素子３３はプリント基板２８に形成された
貫通穴３６に配設され、これ等のホール素子３３がロー
タ２０の永久磁石２６の磁極を検出することにより、駆
動コイル３２にはロータ２０の磁極位置に対する所定の
タイミングで駆動電流が供給されるようになっているの
である。すなわち、たとえば第６図に示すように、この
ホール素子３３は１目切換信号発生回路５０に接続され
ており、前記ロータ２０の回転に伴って発生されるホー
ル素子３３の検出信号に基づいて前記相切換信号発生回
路５０で発生された信号はスイッチ回路５２を介して駆
動回路５４に伝達され、前記駆動コイル３２が適宜励磁
されることによって、その磁気作用により前記ロータ２
０が回転される。また前記回転速度検出パターン４１は
速度検出信号発生回路５６と接続されており、前記ロー
タ２０の回転速度に応じた信号を出力する。この信号は
比較器５８によって基準信号発生回路６０から出力され
た基準信号と比較され、この比較器５８からの出力信号
によって前記スイッチ回路５２がオン、オフされて、駆
動回路５４を介して駆動コイル３２に各々通電され、そ
れによって前記ロータ２０は所定の回転速度に抑制され
る。

他方、プリント基ｆ！２８には、ロータ２０の回転位置
、換言すればロータ２０の回転軸上に装着されるフロン
ピディスクのような回転体の回転位置を検出するための
反射型光検出素子３４が駆動　　　　　！コイル３２間
に位置した状態で設けられている。

すなわち、第３図および第４図に示すように、プリント
基板２８には、駆動コイル３２の間に位置して１個の貫
通穴３５が形成されており、反射型光検出素子３４は、
その投受光面３日が貫通穴３５を通してロータ２０に対
向しかつその貫通穴３５内に嵌め入れられた状態で、リ
ード端子４０がプ・リント基板２８のベース板１０と対
向する面に形成された図示しない印刷配線にハンダ付け
されることにより固定されている。なお、プリント基板
２８のロータ２０側の面であって前記永久磁石２６の外
周に設けられた多数の細かな磁極に対向する位置には櫛
歯状の回転速度検出用パターン４１が配設されており、
ロータ２０の回転速度がこのパターン４１の両端に発生
する誘導起電力によって検出されるようになっている。

反射型光検出素子３４は、たとえば第゛５図の原理図に
示すように、投受光面３８に開口する一対の有底穴４２
を備えたケース４４と、その有底穴４２内に透光性樹脂
４６によって固着された発光ダイオード４７およびホト
トランジスタ４８とから構成される。そして、ロータ２
０の反射型光検出素子３４に対向する円環状の部分（永
久磁石２６のプリント基板２８に対向する面）の一部に
は、他の部分に対して光の反射率が異なるマーカ４９が
付されており、発光ダイオード４７の光がマーカ４９に
反射されてホトトランジスタ４８によって受けられると
、そのマーカ４９の位置が検出されてロータ２０の回転
位置が割り出される。この回転位置割り出しにより、例
えばロータ２０の回転軸２２上に装備されたフロッピデ
ィスク上の所定場所に記録動作が開始される。

本実施例によれば、前述のように、反射型光検出素子３
４が、プリント基板２８のロータ２０との対向面に位置
して貫通して形成された貫通穴３５内を通してロータ２
０と対面する状態で駆動コイル３２間に位置してプリン
ト基板２８に固定されているので、ロータ２０の外周縁
よりも内側位置において配設され得ることとなり、ロー
タ２０の外側においてロータ２０の回転位置を検出する
ためのホトカプラ７４、反射型光電スイッチ８０、ある
いはホールセンサ８０をプリント基板７６上に設ける従
来のブラシレス直流モータに比較して、−見プリント基
扱２８上からロータ２０の回転位置を検出するための部
品が除去された状態となって、ブラシレス直流モータの
占有スペースが効果的に節減される。

また、反射型光検出素子３４はその一部が貫通穴３５内
に嵌め入れられた状態で固定されているめで、反射型光
検出素子３４の厚み方向（回転軸２２に平行な方向）に
おける寸法が略プリント基板２８の厚み分だけスペース
が節約される利点がある。

なお、永久磁石２６は一般に黒色表皮を有しているので
、前記マーカ４９は白色あるいは白色系のペイントを塗
布したものであったり、白色系のシールを貼着したもの
であっても良い。しかし、永久磁石２６の表面が鏡面等
である場合には、黒色系統のマーカが望ましい。要する
に、ロータ２０の反射型光検出素子３４と対向する環状
の部分の一部に他の部分と反射率の異なるマーカを付け
れば良いのである。

また、プリント基板２８の反射型光検出素子３４を配設
する貫通穴３５の代わりに厚さ方向に貫通した切欠であ
っても良い。

なお、上述したのばあ（までも本発明の一実施例であり
、本発明はその精神を逸脱しない範囲において永久磁石
２６の形状や数、あるいは反射型光検出素子３４の形状
、配設位置、あるいは数等は種々変更が加えられ得るも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図である。 第２図は第１図のロータの一部を構成する永久磁石の磁
極配列を示す図である。第３図は第１図のプリント基板
をロータ側から示す正面図である。第４図は第１図のプ
リント基板の要部断面図である。第５図は第２図の実施
例に用いた反射型光検出素子の構成を示す原理図である
。第６図は第１図のモータを駆動する回路の例を示すブ
ロック線図である。第７図乃至第９図は従来のブラシレ
ス直流モータにおいてロータの回転位置を検出するため
の方式をそれぞれ示す斜視図である。 ２０：ロータ（回転子）　　２６：永久磁石２８ニブリ
ント基板　　　３２：駆動コイル３４：反射型光検出索
子　　３５：貫通穴３８：投受光面　　　　　４９：マ
ーカ出願人　　ブラザー工業株式会社 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一軸心まわりに回転可能に設けられた円板状の回
   転子と、該回転子の一面に比較的狭い間隙を隔てて対向
   した状態で位置固定に設けられ、その回転子と対向する
   面と反対側の面に複数の駆動コイルが固設されたプリン
   ト基板とを備えたブラシレス直流モータにおいて、 前記プリント基板の前記回転子と対向する部分であって
   、前記駆動コイルの間に厚さ方向に貫通した切欠または
   穴を形成するとともに、一対の投光部および受光部を一
   面に有する反射型光検出素子を、その切欠または穴を通
   して該一面を前記回転子に対向させた状態で配設し、該
   回転子の該光検出素子との対向可能な部分の一部に他の
   部分と光の反射率が異なる回転位置検出用のマークを付
   したことを特徴とするブラシレス直流モータ。
2. （２）前記回転子の前記光検出素子と対向する部分は永
   久磁石の黒色表面であり、前記マークは該黒色表面に付
   された白色系のペンキまたはシールである特許請求の範
   囲第１項に記載のブラシレスモータ。