JPH0429551A

JPH0429551A - モータ

Info

Publication number: JPH0429551A
Application number: JP2135007A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Miyamori; 健一宮森; Shigeo Obata; 茂雄小幡; Norikiyo Komoda; 薦田　教清
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-05-24
Filing date: 1990-05-24
Publication date: 1992-01-31

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】産業上の利用分野本発明は、ビデオテープレコーダやオーディオカセット
テープレコーダやビデオディスクプレーヤ等の映像、音
響機器に用いられるモータに関するものである。

従来の技術近年、安価で高性能のフェライトマグネットの普及、小
型で高性能のホール素子や集積回路、パワー素子の進歩
などによって、ビデオテープレコーダやディジタルオー
ディオチーブレコーダ等のＡＶ機器、さらにはレーザプ
リンタ等のＯＡ機器にブラシレスモータが使用され、そ
の応用範囲は拡大の一途にある。

通常、ブラシレスモータは１相につき１つの位置検出素
子と、１つの電機子通電制御回路が必要であり、一般的
には２相あるいは３相の半波駆動方式または全波駆動方
式が主に使用されている。

第８図に従来のモータの側断面図、第９図に従来のモー
タのＹ方向矢視図を示す。

第８図において、複数極に着磁された回転子磁石１は、
磁性材料よりなるバックヨーク２に接着等により固着さ
れている。また、回転子磁石１の内周側には、外周面が
回転子磁石１の内周面１ａと対向するように珪素鋼板な
どからなる薄板の磁性材料を複数枚積層してなる積層コ
ア３が配設されている。積層コア３の外周には、固定子
巻線４を回転子磁石１と同心円上に捲装するためのスロ
ワ）３ａが設けられている。

また、バックヨーク２には、その内周部に設けたボス部
２ａにモータ軸５が圧入されている。そのモータ軸５と
回転子磁石１とバックヨーク２とで、モータの回転千支
を形成しており、モータ軸５は、積層コア３をビス７で
固着したハウジング８に設けられた焼結含油合金等から
なるすべり軸受９により回転自在に支持されている。

また、ハウジング８には、積層コア３と所定の空隙量だ
け離間対向する位置に固定子巻線４に通電するためと、
回転子磁石１の位置を検出するためのホールＩＣ等から
なる複数個の回転位置検出素子１０を取り付けるための
印刷配線基板１１がビス７により積層コア３とともに固
着されている。

すなわち、積層コア３は印刷配線基板１１を挟んで、ハ
ウジング８にビス７により固着されていることになる。

したがって、印刷配線基板１１には、固定子巻線４に通
電するために固定子巻線４の端部４ａ（図示せず）と、
回転子磁石１の位置情報を駆動制御するための駆動制御
回路１２（図示せず）に与えるためにホール素子などか
らなる回転子位置検出素子１０の端子１０ａ（図示せず
）とが結線されている。なお、この回転子位置検出素子
１０は、回転子磁石１の軸方向端面１ｂと対向する位置
に配置されている。以上の構成によって固定子ｚ５が形
成されている。

また、第８図、第９図に示すように、モータの回転数を
検出するための周波数発生機は、モータの回転千支とと
もに回転するエツチングや塗装等の手段によって反射部
１３ａと非反射部１３ｂとを周方向に等ピッチで交互に
形成した反射板１３と、反射板１３と対向する位置にあ
り発光部１４ａ（図示せず）と受光部１４ｂ（図示せず
）とからなる発光受光素子１４とからなっている。さら
に、モータの回転千支の位相を検出するために、回転千
支の外周部６ａ（図示せず）には、単極着磁されたＰＧ
マグネット１５が一体的に保持されており、ＰＧマグネ
ット１５と対向する位置に発電コイル、ホール素子、磁
気抵抗効果素子等からなる位相検出素子１６が設けられ
ている。

今ここで、回転子位置検出素子１０は、回転子磁石１の
磁極を検知することによって、回転子磁石１の回転位置
を検出するので、この出力信号にしたがって固定子巻線
４のそれぞれの相に電流を切り換えて通電すると、固定
子巻線４が発生する磁力の付勢により回転千支は回転を
開始する。

したがって、回転千支が回転することにより、回転千支
と一体的に設けられている反射板１３も回転を開始する
。そのとき、発光受光素子１４の発光部１４ａ（図示せ
ず）から発光した光が、反射板１３に照射され、反射板
１３の反射部１３ａにその光が照射さるときは反射し、
その反射光が受光部１４ｂ（図示せず）に入射されるこ
とによって、発光受光素子１４の端子部１４６に電圧が
発生する。一方、発光された光が非反射部１３ｂに照射
されるときは、受光部１４ｂ（図示せず）に反射光が入
射しないので、端子１４ｃには電圧が発生しない。よっ
て、電圧が発生する回数を駆動制御回路１２の内部にあ
る計数部によって計数することで、回転千支の回転速度
が検出され、駆動制御回路１２により、モータの回転数
が一定になるように構成されていた。

さらに、モータの回転により、位相検出素子１６の位置
をＰＧマグネット１５が通過する毎に、位相検出素子１
６は、パルスを発生するので、回転数の検出、ならびに
回転へ・ソドを用いた磁気記録再生装置の回転ヘッド部
のモータに本モータを採用した場合、回転ヘッドとモー
タの回転位置との同期をとることによって、テープ上に
記録あるいは、テープ上に記録されている信号を再生す
ることが可能となる。

また、従来、３相駆動力式において位置検出素子の数（
通常最低３ケ必要）を削減しようとする試みが数多く行
われており、その代表的な技術が米国特許第３，５７７
．０５３号（以下、文献１と略す）に示されている。こ
の文献１には、３相半半波駆動式のブラシレスモータに
おいて、回転子上に光反射率の異なる第１．第２．第３
の構成要素を有する識別帯を設け、この識別帯に光線を
照射し、反射光を受光素子で検出することによって受光
素子の出力レベルの３段階の変化として回転子の回転位
置の変化を出力している。

また、他の試みとして回転子上に、Ｎ極区間。

中間極であるゼロ着磁区間、Ｓ極区間を構成する位置検
出用マグネットを設け、この位置検出用マグネットの磁
束の変化をホール素子等の磁電変換素子で検出すること
によって、磁電変換素子の出力レベルの３段階の変化と
して回転子の回転位置の変化を出力している。

発明が解決しようとする課題しかしなが呟　従来のような構成のモータにおいては、（イ）モータの出力を取り出すときは、モータの支軸に
歯車、プーリー等の出力伝達部材を設ける必要がある。

（ロ）ホール素子の数が多くなるためにコストアップに
なる。

（ハ）回転精度を向上させるためには、ホール素子の取
り付は精度が要求され、モータ作成上、検査工程が必要
となりコストアップにつながる（特にホール素子が３ケ
必要な場合は、顕著になる）。

（ニ）モータの回転位相を検出するためには、ＰＧマグ
ネットを新たに設ける、もしくは回転子磁石の一部に位
置検出用の別の着磁が必要となり、工数がかかる等によ
って、コストアップになっていた。

また、文献１に示す方法では、光反射率の異なる３つの
識別帯と、この識別帯に光線を照射する発光素子、およ
び反射光を受光する受光素子を設けなければならないた
め、構成要素が増加し複雑になり、かつ、発光素子、受
光素子は現在のところ磁電変換素子等を使用した位置検
出素子と比較すると高価であるため、コスト面において
位置検出素子を削減したメリットはない。

また、位置検出用マグネットに中間極であるゼロ着磁を
行うことは非常に困難であり、着磁を行ったとしても、
その部分は非常に磁界が不安定で経年変化を起こしやす
いという課題を有していた。

上記課題を解決するために、第１の発明の目的は、モー
タの回転数を検出するための周波数発生機の一部にモー
タの出力を外部に取り出すための伝達歯車を設け、モー
タ軸等に新たに伝達部品を設けることなく、モータの出
力を取り出すことが可能なモータを提供することにある
。

第２の発明の目的は、モータの回転位相を検出するため
のＰＧ用の磁束発生を、モータの回転数を検出する周波
数発生機を構成する部品を使用することによって、新た
なマグネットあるいは回転子磁石の一部にＰＧ用の別着
磁を施す必要が無いモータを提供することにある。

また、第３の発明の目的は唯一の位置検出素子で、３相
電動機の相切り替えのための回転子位置信号を発生する
とともに、前記回転子位置信号発生手段と同一部品によ
り、モータの回転数を検出する周波数発生機を構成した
モータを提供することにある。

課題を解決するための手段上記目的を達成するために第１の発明の技術的手段は、
複数極に着磁された円環状または円板状の永久磁石を有
した回転子と、その回転子に対向配置された固定子巻線
を含めてなる固定子と、回転子と一体的に回転し、反射
面を設けた歯車と、歯車の反射面と対向する位置に配し
た発光受光素子とから構成したことによる。

さらに、第２の発明の技術的手段は、複数極に着磁され
た円環状または円板状の永久磁石を有した回転子と、回
転子に対向配置された固定子巻線を含めてなる固定子と
、永久磁石の漏れ磁束の一部を遮蔽し、かつ、等間隔に
光の反射率が異なる複数個の反射部を有した磁束遮蔽部
材と、磁束遮蔽部材の反射部と対向する位置に配した発
光受光素子とから構成したことによる。

最後に、第３の発明の技術的手段は、複数極に着磁され
た円環状または円板状の永久磁石を有した回転子と、そ
の回転子に対向配置された固定子巻線を含めてなる固定
子と、永久磁石の漏れ磁束の一部を遮蔽し、かつ、等間
隔に光の反射率が異なる複数個の反射部を有した磁束遮
蔽部材と、磁束遮蔽部材の反射部と対向する位置に配し
た発光受光素子とからなり、磁束遮蔽部材の遮蔽領域は
回転子の永久磁石のＮ極とＳ極の境界領域において、１
個とびの境界領域に設けたことによる。

作用前記第１の発明の技術的手段による作用は、モータの回
転数を検出するための周波数発生機の一部にモータの出
力を外部に取り出すための伝達歯車を設けたことにより
、モータ軸等に新たに伝達部品を設けることな（、モー
タの出力を取り出すことが可能なことにある。

前記第２の発明の技術的手段による作用は、モータの回
転位相を検出するためのＰＧ用の磁束発生を、モータの
回転数を検出する周波数発生機を構成する部品を使用す
ることによって行うので、新たなマグネットあるいは回
転子磁石の一部にＰＧ用の別着磁を施す必要が無いこと
にある。

最後に、前記第３の発明の技術的手段による作用は、上
記した構成により、唯一の位置検出素子で、３相電動機
の相切り替えのための回転子位置信号を発生するととも
に、前記回転子位置信号発生手段と同一部品により、モ
ータの回転数を検出する周波数発生機を構成したことに
ある。

実施例以下、第１の発明の一実施例について、図面を参照しな
がら説明する。

第１図は第１の発明の一実施例におけるモータの側断面
図、第２図は第１の発明の一実施例におけるモータのＹ
方向矢視図である。

第１図において、複数極に着磁された回転子磁石１は、
磁性材料よりなるバックヨーク２に接着等により固着さ
れている。また、回転子磁石１の内周側には、外周面が
回転子磁石１の内周面１ａと対向するように珪素鋼板な
どからなる薄板の磁性材料を複数枚積層してなる積層コ
ア３が配設されている。積層コア３の外周には、固定子
巻線４を回転子磁石１と同心円上に捲装するためのスロ
ワ）３ａが設けられている。

また、バックヨーク２には、その内周部に設けたボス部
２ａにモータ軸５が圧入されている。そのモータ軸５と
回転子磁石１とバックヨーク２とで、モータの回転平旦
を形成しており、モータ軸５は、積層コア３をビス７で
固着したハウジング８に設けられた焼結含油合金等から
なるすべり軸受９により回転自在に支持されている。

また、ハウジング８には、積層コア３と所定の空隙量た
け離間対向する位置に固定子巻線４に通電するためと、
回転子磁石１の位置を検出するためのホールＩＣ等から
なる複数個の回転子置検出素子工０を取り付けるための
印刷配線基板１１がビス７により積層コア３とともに固
着されている。

したがって、印刷配線基板１１には、固定子巻線４に通
電するために固定子巻線４の端部４ａ（図示せず）と、
回転子磁石１の位置情報を駆動制御するための駆動制御
回路１２（図示せず）に与えるためにホール素子などか
らなる回転子位置検出素子１０の端子１０ａ　（図示せ
ず）とが結線されている。なお、この回転子位置検出素
子１０は、回転子磁石１の軸方向端面１ｂと対向する位
置に配置されている。以上の構成によって固定子λ玉が
形成されている。

また、第１図、第２図に示すように、モータの回転数を
検出するための周波数発生機は、モータの回転子遺とと
もに回転し、かつエツチングや切削、打ち抜き等の手段
によってその外周部に歯車部１７ａを形成することによ
って、反射部１７ｂと非反射（透過）部１７ｃとを形成
し、回転千支の軸方向端面部に設けた反射板１７と、反
射板１７と対向し、かつ、前記歯車部１７ａの反射部１
７ｂと非反射部１７ｃが周方向に等ピッチで交互になる
位置に発光部１４ａ（図示せず）と受光部１４ｂ（図示
せず）とからなる発光受光素子１４と設けることによっ
て構成されている。また、反射板１７の歯車部１７ａに
は、モータの回転力を他部に伝えるための伝達歯車１８
（図示せず）が設けられている。

したがって、回転千支が回転することにより、回転千支
と一体的に設けられている反射板１７も回転を開始する
。そのとき、発光受光素子１４の発光部１４ａ（図示せ
ず）から発光した光が、反射板１７に照射され、反射板
１７の反射部１７ｂにその光が照射さるときは反射し、
その反射光が受光部１４ｂ（図示せず）に入射されるこ
とによって、発光受光素子１４の端子部１４ｃに電圧が
発生する。一方、発光された光が非反射部１７ｃに照射
されるときは、受光部１４ｂ（図示せず）に反射光が入
射しないので、端子１４ｃには電圧が発生しない。よっ
て、電圧が発生する回数を駆動制御回路１２の内部にあ
る計数部によって計数することで、回転千支の回転速度
が検出され、駆動制御回路１２により、モータの回転数
が一定に保つように回転数を制御している。また、回転
千支が回転することによって、回転千支と一体的に構成
されている反射板１７の歯車部１７ａもともに回転を開
始するので１．歯車部１７ａと噛み合っている伝達歯車
１８もともに回転し、モータの回転を外部に伝達するこ
とが可能となる。

次に本実施例における作用を説明する。

上記のごとく周波数発生機を構成する反射板の外周部に
歯車を形成することによって、非常に簡単な構成であり
ながら、部品点数を増加することなくモータの出力を外
部に伝達することが可能にすることができる。

なお、本実施例においては、周波数発生機の反射部を回
転子の軸方向端面に設けたが、周波数発生機を設ける位
置は本実施例に限るものではなく、例えば、モータ軸な
どに取り付けても良い。

また、本実施例においては、ブラシレスの周対向モータ
において説明を行ったが、本発明は、モータの形式に捕
られれるものではない。

なお、本実施例において、光学式の周波数発生機の形式
は、反射方式を用いたが、透過光方式の周波数発生機を
使用しても何等差し支えないが、薄型化、調整工程の煩
雑さを考えると、本実施例における反射方式の方が有利
となる。

以下、第２の発明の一実施例について、図面を参照しな
がら説明する。

第３図は第２の発明の一実施例におけるモータの側断面
図、第４図は第２の発明の一実施例におけるモータのＹ
方向矢視図である。

第３図において、複数極に着磁された回転子磁石１は、
磁性材料よりなるバックヨーク２に接着等により固着さ
れている。また、回転子磁石１の内周側には、外周面が
回転子磁石１の内周面１ａと対向するように珪素鋼板な
どからなる薄板の磁性材料を複数枚積層してなる積層コ
ア３が配設されている。積層コア３の外周には、固定子
巻線４を回転子磁石１と同心円上に捲装するためのスロ
ワ）３ａが設けられている。

したがって、印刷配線基板１１には、固定子巻線４に通
電するために固定子巻線４の端部４ａ（図示せず）と、
回転子磁石１の位置情報を駆動制御する・ための駆動制
御回路１２（図示せず）に与えるためのホール素子等か
らなる回転子位置検出素子１０の端子１０ａ（図示せず
）とが結線されている。なお、この回転子位置検出素子
１０は、回転子磁石１の軸方向端面１ｂと対向する位置
に配置されている。以上の構成によって固定子λ玉が形
成されている。

また、第３図、第４図に示すように、モータの回転数を
検出するための周波数発生機は、モータの回転平旦とと
もに回転し、回転子磁石１の軸方向端面１ｂ部に接着な
どの手段により固着され、かつ、磁性材料からなり、エ
ツチングや切削、打ち抜き等の手段によってその外周部
にスリット部１９ａを形成することによって、等ピンチ
で交互に反射部１９ｂと非反射（透過）部１９ｃとを形
成し、回転平旦の軸方向端面部に設けた反射板１９と、
反射板１９と対向する位置に発光部１４ａ（図示せず）
と受光部１４ｂ（図示せず）とからなる発光受光素子１
４と設けることによって構成されている。また、反射板
１９は、回転子磁石１の軸方向端面１ｂから発生する磁
束するように略円環形状をしているが、回転平旦の特定
の回転位相に切り欠き部１９ｄを設けている。切り欠き
部１９ｄと対向する位置に発電コイル、ホール素子。

磁気抵抗効果素子等からなる位相検出素子２０が設けら
れている。

今ここで、回転子位置検出素子１０は、回転子磁石１の
磁極を検知することによって、回転子磁石１の回転位置
を検出するので、この出力信号にしたがって固定子巻線
４のそれぞれの相に電流を切り換えて通電すると、固定
子巻線４が発生する磁力の付勢により回転平旦は回転を
開始する。

したがって、回転平旦が回転することにより、回転平旦
と一体的に設けられている磁束遮蔽部材１９も回転を開
始する。そのとき、発光受光素子１４の発光部１４ａ（
図示せず）から発光した光が、磁束遮蔽部材１９に照射
され、磁束遮蔽部材１９の反射部１９ｂにその光が照射
さるときは反射し、その反射光が受光部１４ｂ（図示せ
ず）に入射されることによって、発光受光素子１４の端
子部１４ｃに電圧が発生する。一方、発光された光が非
反射部１９ｃに照射されるときは、受光部１４ｂ（図示
せず）に反射光が入射しないので、端子１４ｃには電圧
が発生しない。よって、電圧が発生する回数を駆動制御
回路１２の内部にある計数部によって計数することで、
回転平旦の回転速度が検出され、駆動制御回路１２によ
り、モータの回転数が一定に保つように回転数を制御し
ている。

さらに、モータの回転により、位相検出素子２０の位置
を切り欠き部１９ｄが通過する毎に位相検出素子２０は
パルスを発生するので、回転数の検出、ならびに回転ヘ
ッドを用いた磁気記録再生装置の回転ヘッド部のモータ
に本モータを採用した場合、回転ヘッドとモータの回転
位置との同期をとることによって、テープ上に記録ある
いは、テープ上に記録されている信号を再生することか
可能となる。

次に本実施例における作用を説明する。

上記のごとく周波数発生機を構成する反射板を磁性材料
で構成し、かつその形状が回転子磁石の軸方向端面に回
転子磁石の軸方向端面から発生する磁束の多くを遮蔽し
、一部の磁束を通過させるようになっており、回転子磁
石の軸方向端面に固着することによって、非常に簡単な
構成でありながら、部品点数を増加することなくモータ
の回転位相と回転数を検出することができる。

また、第４図に示すように、スリット部の形状を歯車形
状をすることによって、その歯車部と噛み合う伝達歯車
を設けることによって、モータの出力を取り出すことも
可能となる。

なお、本実施例においては、ブラシレスの周対向モータ
において説明を行ったが、本発明は、モータの形式に捕
られれるものではない。

また、本実施例においては、周波数発生機を構成する反
射板のスリット部を反射板の外周部に設けたが、スリッ
ト部を設ける位置は、外周部に限るものではなく、例え
ば回転子磁石の位置に設ければ、回転子磁石の材質が、
フェライト系の場合は、スリット開口部を非反射部とす
ることが可能であるし、またネオジウム系の場合は表面
にニッケル等のメツキ処理が施されているので、反射板
を黒色等で塗装し反射率を落とすことによって、スリッ
ト開口部を反射部とすることができる。

また本実施例においては、周波数発生機を構成する反射
板を反射板にスリットを設けることによって、反射部と
非反射部を設けていたが、エツチングや塗装などの手段
により、反射板の反射率を変化させて、反射部と非反射
部を等ピッチで交互に形成することによって構成しても
よく、周波数発生機の構成の仕方は、本実施例に限るも
のではない。

なお本実施例において、光学式の周波数発生機の形式は
反射方式を用いたが、透過光方式の周波数発生機を使用
しても何等差し支えないが、薄型化、調整工程の煩雑さ
を考えると、本実施例における反射方式の方が有利とな
る。

以下、第３の発明の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。

第５図は第３の発明の一実施例におけるモータの側断面
図、第６図は第３の発明の一実施例におけるモータのＹ
方向矢視図、第７図は第３の発明の一実施例における回
転子位置検出素子の出力波形図である。

第５図において、複数極に着磁された回転子磁石１は、
磁性材料よりなるバックヨーク２に接着等により固着さ
れている。また、回転子磁石１の内周側には、外周面が
回転子磁石１の内周面１ａと対向するように珪素鋼板な
どからなる薄板の磁性材料を複数枚積層してなる積層コ
ア３が配設されている。積層コア３の外周には、固定子
巻線４を回転子磁石１と同心円上に捲装するためのスロ
ット３ａが設けられている。

また、ハウジング８には、積層コア３と所定の空隙量だ
け離間対向する位置に固定子巻線４に通電するためと、
回転子磁石１の位置を検出するためのホールＩＣ等から
なる１個の回転位置検出素子１０を取り付けるための印
刷配線基板１１がビス７により積層コア３とともに固着
されている。

したがって、印刷配線基板１１には、固定子巻線４に通
電するために固定子巻線４の端部４ａ（図示せず）と、
回転子磁石１の位置情報を駆動制御するための駆動制御
回路１２（図示せず）に与えるためのホール素子等から
なる回転子位置検出素子１０の端子１０ａ（図示せず）
とが結線されている。なお、この回転子位置検出素子１
０は、回転子磁石１の軸方向端面１ｂと対向する位置に
配置されている。以上の構成によって固定子λ上が形成
されている。

また、第５図、第６図に示すように、モータの回転数を
検出するための周波数発生機は、モータの回転千支とと
もに回転し、回転子磁石１の軸方向端面１ｂ部に接着な
どの手段により固着され、かつ磁性材料からなり、エツ
チングや切削、打ち抜き等の手段によってその外周部に
スリット部２１ａを形成することによっ□て、等ピッチ
で交互に反射部２１ｂと非反射（透過）部２１ｃとを形
成し、回転千支の軸方向端面部に設けた磁束遮蔽部材２
１と、磁束遮蔽部材２１と対向する位置に発光部１４ａ
（図示せず）と受光部１４ｂ（図示せず）とからなる発
光受光素子１４と設けることによって構成されている。

また、磁束遮蔽部材２１は、回転子磁石１の軸方向端面
１ｂから発生する磁束するように略円環形状をしている
が、回転子磁石１のＮ極とＳ極の一対を基準とするＮ極
とＳ極の隣接位置に切り欠き部２１ｄ（本実施例におい
ては４ケ所）を設けている。切り欠き部２１ｄと対向す
る位置に発電コイル、ホール素子、磁気抵抗効果素子等
からなる位相検出素子１０が設けられている。

したがって、回転平旦が回転することにより、回転平旦
と一体的に設けられている磁束遮蔽部材２１も回転を開
始する。そのとき、発光受光素子１４の発光部１４ａ（
図示せず）から発光した光が磁束遮蔽部材２１に照射さ
れ、磁束遮蔽部材２１の反射部２１ｂにその光が照射さ
るときは反射し、その反射光が受光部１４ｂ（図示せず
）に入射されることによって、発光受光素子１４の端子
部１４ｃに電圧が発生する。一方、発光された光が非反
射部２１ｃに照射されるときは、受光部１４ｂ（図示せ
ず）に反射光が入射しないので、端子１４ｃには電圧が
発生しない。よって、電圧が発生する回数を駆動制御回
路１２の内部にある計数部によって計数することで、回
転平旦の回転速度が検出され、駆動制御回路１２により
モータの回転数が一定に保つように回転数を制御してい
る。

ここで、ホール素子等からなる回転子位置検出素子１０
の動作原理について簡単に説明する。

ホール素子は４本の端子を有しており、ホール素子にバ
イアス電流を供給する２本の端子と、回転子位置検出素
子の出力電圧を出力する２本の端子から構成される。こ
こで、単位面積当たりの磁束によるホール出力電圧は、
次の（１）式で表すことができる。

ＨＥＨ＝　　−・ＩＨ−Ｂ−ＣＯ５θ＋Ｖ＠　　　　・・
・（１）たたし、ＥＨ：　　ホール出力電圧に８：　　ホール素子の積密度Ｂ：磁束密度ｉＨ：　　ホール素子バイアスミ流Ｖｌｌ二　　ホール素子不平衡電圧ｄ：　ホール素子の厚さ θ：磁束の入射角（１）式から、ホール出力電圧はホール素子を通過する
磁束とバイアス電流に比例することがわかる。

また、磁束の方向が変わると、（１）式のホール出力電
圧は逆極性となり、磁極の切り替わりを検出することが
できる。

第５図において、回転子位置検出素子１０は磁束遮蔽部
材２１と対向するように設置されており、磁束遮蔽部材
２１が固着されている回転子磁石１の位置検出部分の磁
束が回転子位置検出素子１０の中を通過することになる
。いま、仮にＮ極の位置に回転子位置検出素子１０があ
るとき、ホール出力電圧が正極側に出力されるように一
定のバイアス電流を流しているものとし、以下説明を進
める。まず始めに、Ｎ極の位置に回転子位置検出素子１
０があるとき正極側に最大のホール出力電圧が発生する
。次に、磁束遮蔽部材２１が取り付けられた位置に回転
子位置検出素子１０があるとき、磁束遮蔽部材２１によ
り回転子磁石１の磁束が遮断され、回転子位置検出素子
１０を磁束が通過しないようになるので、中間電位のホ
ール出力電圧が発生する。さらに、Ｓ極の位置に回転子
位置検出素子１０があるときは負極側に最大のホール出
力電圧が発生する。

第７図は、第６図のＮ極の位置に回転子位置検出素子１
０があり、回転平旦が固定子λ二の方向から見て反時計
回り（左回り）に回転しているときの、ホール出力電圧
を示した波形図である。前述したようにホール出力電圧
は、Ｎ極の位置で正極側の最大値を、磁束遮蔽部材２１
が固着された位置で中間電位を、Ｓ極の位置で負極側に
最大値を発生する。

以上のように、回転子磁石１のＮ極とＳ極の一対を基準
としてＮ極とＳ極が隣接する位置に磁束遮蔽部材２１を
固着し、対向する位置に回転子位置検出素子１０を設置
することにより、唯一の回転子位置検出素子１０で回転
子磁石１のＮ極とＳ極を基準とする電気角３６０度に対
し３種類の回転子位置信号を発生することが可能となる
。

次に本実施例における作用を説明する。

上記のごとく周波数発生機を構成する反射板を磁性材料
で構成し、かつ、その形状が回転子磁石の軸方向端面に
回転子磁石の軸方向端面から発生する磁束の多くを遮蔽
し、一部の磁束を通過させるようになっており、回転子
磁石の軸方向端面に固着刷ることによって、非常に簡単
な構成でありながら部品点数を増加することなく、唯一
の位置検出素子で３相電動機の相切り替えのための回転
子位置信号を発生することが可能となる。

また、第６図に示すようにスリット部の形状を歯車形状
をすることによって、その歯車部と噛み合う伝達歯車を
設けることによって、モータの出力を取り出すことも可
能となる。

なお、本実施例においては、ブラシレスの周対向モータ
において説明を行ったが、本発明はモータの形式に捕ら
れれるものではない。

また本実施例においては、周波数発生機を構成する反射
板のスリット部を反射板の外周部に設けたが、スリット
部を設ける位置は外周部に限るものではなく、例えば回
転子磁石の位置に設ければ、回転子磁石の材質がフェラ
イト系の場合は、スリット開口部を非反射部とすること
が可能であるし、またネオジウム系の場合は表面にニッ
ケル等のメツキ処理が施されているので、反射板を黒色
等で塗装し、反射率を落とすことによってスリット開口
部を反射部とすることができる。

また本実施例においては、周波数発生機を構成する反射
板を反射板にスリットを設けることによって、反射部と
非反射部を設けていたが、エツチングや塗装などの手段
により反射板の反射率を変化させて、反射部と非反射部
を等ピッチで交互に形成することによって構成してもよ
く、周波数発生機の構成の仕方は本実施例に限るもので
はない。

なお、本実施例において、光学式の周波数発生機の形式
は反射方式を用いたが、透過光方式の周波数発生機を使
用しても何等差し支えないが、薄型化、調整工程の煩雑
さを考えると、本実施例における反射方式の方が有利と
なる。

発明の効果上述のごとく前記第１発明になるモータによれば、複数
極に着磁された円環状または円板状の永久磁石を有した
回転子と、その回転子に対向配置された固定子巻線を含
めてなる固定子と、回転子と一体的に回転し、反射面を
設けた歯車と、歯車の反射面と対向する位置に配した発
光受光素子とを設けたことによって、非常に簡単な構成
でありながら、部品点数を増加することなくモータの出
力を外部に伝達することが可能にすることができるとい
う特徴を有しており、その実用的効果は大なるものがあ
る。

また一方、前記第２の発明になるモータによれば、複数
極に着磁された円環状または円板状の永久磁石を有した
回転子と、その回転子に対向配置された固定子巻線を含
めてなる固定子と、磁性体からなり、永久磁石の漏れ磁
束の一部を遮蔽し、かつ、交互に光の反射率が異なる複
数対の反射部、あるいは等間隔に配設した複数個のスリ
ット部を有した磁束遮蔽部材と、磁束遮蔽部材の反射部
あるいはスリット部と対向する位置に配した発光受光素
子とから構成したことによって、非常に簡単な構成であ
りながら、部品点数を増加することなくモータの回転位
相と回転数を検出することができるという特徴を有して
おり、その実用的効果は大なるものがある。

次に、前記第３の発明になるモータによれば、複数極に
着磁された円環状または円板状の永久磁石を有した回転
子と、その回転子に対向配置された固定子巻線を含めて
なる固定子と、磁性体からなり、永久磁石の漏れ磁束の
一部を遮蔽し、かつ、交互に光の反射率が異なる複数対
の反射部あるいは等間隔に配設した複数個のスリット部
を有した磁束遮蔽部材と、磁束遮蔽部材の反射部あるい
はスリット部と対向する位置に配した発光受光素子とを
具備し、磁束遮蔽部材は回転子の永久磁石のＮ極とＳ極
の一対を基準とするＮ極とＳ極の隣接位置に設けたこと
により、非常に簡単な構成でありながら部品点数を増加
することなく、唯一の位置検出素子で、３相電動機の相
切り替えのための回転子位置信号を発生することが可能
となるという特徴を宵しており、その実用的効果は大な
るものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例におけるモータの側断面
図、第２図は第１の発明の一実施例におけるモータのＹ
方向矢視図、第３図は第２の発明の一実施例におけるモ
ータの側断面図、第４図は第２の発明の一実施例におけ
るモータのＹ方向矢視図、第５図は第３の発明の一実施
例におけるモータの側断面図、第６図は第３の発明の一
実施例におけるモータのＹ方向矢視図、第７図は第３の
発明の一実施例における回転子位置検出素子の出力波形
図、第８図は従来のモータの側断面図、第９図は従来の
モータのＹ方向矢視図である。旦・・・回転子、　　１４・・・発光受光素子、１７ａ
・・・歯車、１９・・・磁束遮蔽部材、 λｊ・・・固定子。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数極に着磁された円環状または円板状の永久磁
石を有した回転子と、その回転子に対向配置された固定
子巻線を含めてなる固定子と、前記回転子と一体的に回
転し、反射面を設けた歯車と、前記歯車の反射面と対向
する位置に配した発光受光素子とを具備することを特徴
とするモータ。
（２）複数極に着磁された円環状または円板状の永久磁
石を有した回転子と、その回転子に対向配置された固定
子巻線を含めてなる固定子と、前記永久磁石の漏れ磁束
の一部を遮蔽し、かつ等間隔に光の反射率が異なる複数
個の反射部を有した磁束遮蔽部材と、前記磁束遮蔽部材
の反射部と対向する位置に配した発光受光素子とを具備
したことを特徴とするモータ。
（３）複数極に着磁された円環状または円板状の永久磁
石を有した回転子と、その回転子に対向配置された固定
子巻線を含めてなる固定子と、前記永久磁石の漏れ磁束
の一部を遮蔽し、かつ等間隔に光の反射率が異なる複数
個の反射部を有した磁束遮蔽部材と、前記磁束遮蔽部材
の反射部と対向する位置に配した発光受光素子とからな
り、前記磁束遮蔽部材の遮蔽領域は、前記回転子の永久
磁石のＮ極とＳ極の境界領域において、１個とびの境界
領域に設けたことを特徴とするモータ。