JPH07298557A - 電動機の信号用磁石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動機を円滑に回転させることができる信号
用磁石を得る。 【構成】 ロータ１と一体に回転する信号用磁石２と、
所定の間隙を置いてこの信号用磁石２に対向配置された
磁気検出器３とを備え、信号用磁石２は第１の被検出部
２ａと第２の被検出部２ｂとを有し、第１の被検出部２
ａと第２の被検出部２ｂは、それぞれＮ極とＳ極が交互
にしかも等間隔で形成されているとともに、Ｎ極とＳ極
の１ピッチ分をλとしたとき、第１の被検出部２ａは第
２の被検出部２ｂに対してλ／６だけ位相がずれてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電動機などに適
用される信号用磁石に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的に広く使用されている電動
機の例として図３に示すようなものがある。図３におい
て、基板２８の中央部には孔が形成されており、この孔
には円筒状の軸受ホルダー２２が挿入されている。軸受
ホルダー２２の外周面にはフランジ部２２ａが形成され
ており、このフランジ部２２ａにはステータコア２６が
重ねられている。ステータコア２６はコア素体を複数枚
積層することによって構成されており、外周には複数個
の突極が形成されている。また、各突極にはコイル２７
が巻回されている。上記フランジ部２２ａに重ねられた
ステータコア２６と、基板２８の間にはスペーサ３２が
介在している。フランジ部２２ａの下側から、フランジ
部２２ａ、ステータコア２６、スペーサ３２を貫通して
ねじ３４を挿入し、ねじ３４の先端を基板２８に対して
ねじ込むことにより、ねじ３４の頭部よってフランジ部
２２ａが基板２８側に押さえつけられ、ステータコア２
６及び軸受ホルダー２２がスペーサ３２を介して基板２
８の下面側に固定されている。

【０００３】軸受ホルダー２２の中央孔の上部と下部に
は、リング状の軸受２３、２３’が取り付けられてい
る。軸受ホルダー２２の中央孔の上端には円形状で中央
に孔を有するキャップ２５が、軸受ホルダー２２の中央
孔の下端には円形状で中央に孔を有するキャップ２５’
が取り付けられている。キャップ２５の下端面には軸受
２３の上端面が、キャップ２５’の上端面には軸受２
３’の下端面が当接している。これらキャップ２５、軸
受２３、軸受２３’、キャップ２５’には回転軸２１が
挿通されている。

【０００４】回転軸２１の下端部にはカップ状のロータ
ケース２４が取り付けられている。ロータケース２４の
周壁内面には駆動用マグネット２９が取り付けられてい
る。駆動用マグネット２９は、ステータコア２６の突極
と、一定の間隙をおいて対向している。このため、突極
に巻回されたコイル２７を通電制御することにより、駆
動マグネット２９は周方向に付勢され、ロータケース２
４及び回転軸２１が回転駆動される。

【０００５】ロータケース２４の周壁外面にはリング状
の信号用磁石３０が取り付けられている。信号用磁石３
０には、複数のＮ極とＳ極とが周方向に均等幅となるよ
うに形成されている。

【０００６】一方、基板２８には磁気検出器３１が取り
付けられている。図４に示すように、磁気検出器３１に
は一端側に磁気感応素子３１ａが取り付けられており、
磁気感応素子３１ａの感磁面はロータケース２４の外周
面に取り付けられたリング状の信号用磁石３０と一定の
間隙をおいて向かい合っている。磁気感応素子３１ａに
よって検出された信号は磁気検出器３１の磁気感応素子
３１ａとは反対側の面に形成されたリード３２によって
外部に伝達される。この検出信号は、電動機の速度制
御、あるいはロータの回転位置検出などに用いられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のような構成の電
動機において、円滑な回転を得るためには磁気検出器３
１で得られる信号波形は正弦波状が好ましい。しかし、
磁気検出器３１での信号の出力波形を十分に大きくする
ために、磁気感応素子３１ａと信号用磁石３０との間隔
を小さくすると、磁気検出器３１で得られる入力信号は
高調波成分を多く含んだ歪んだものとなる。このような
検出信号を、電動機の速度制御に用いると円滑な回転を
得ることができず、位置検出に用いると正確な位置検出
ができなかった。

【０００８】逆に、磁気感応素子３１ａと信号用磁石３
０との間隔を大きくして高調波の影響が小さくなるよう
にすると、磁気検出器３１で得られる入力信号は小さく
なり、エンベーロープが波打ってしまい、これを電動機
の速度制御に用いると円滑な回転を得ることができず、
位置検出に用いると正確な位置検出ができなかった。

【０００９】なお、円滑な電動機の回転を得るために、
特公平４−２９９６７号公報に記載されているようにヘ
ッド構成部材を少なくとも２つのブロックに分け、これ
らブロックの間に所定の位相差を設けることにより高調
波成分を除去して誤差を減少させたもの、実公昭６４−
１０６８号公報に記載されているようにステータ歯とロ
ータ歯の関係を改良して出力電圧の誤差を改善したも
の、特公平４−４８１４２号公報に記載されているよう
に回転子の突極外周をスキュー状にして検出誤差の発生
を防止したもの等が提案されている。

【００１０】上記各従来例によれば、ヘッド構成部材を
複数設けたり、ステータ歯とロータ歯を複雑な形にした
り、突極外周をスキュー状にしたりする必要があるた
め、構成及び部品加工が複雑になり、その割には磁気検
出器の出力信号波形中の高調波成分の低減効果が低いと
いう難点があった。

【００１１】本発明は以上のような問題点を解決するた
めになされたもので、磁気検出器出力に含まれる高調波
成分の低減効果が高く、速度制御に用いた場合に電動機
を円滑に回転させることが可能であり、位置検出に用い
た場合に正確な位置検出が可能な電動機の信号用磁石を
得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために本発明は、ロータと一体に回転する信号用磁
石と、所定の間隙を置いてこの信号用磁石に対向配置さ
れた磁気検出器とを備えた電動機において、上記信号用
磁石に第１の被検出部と第２の被検出部とを設け、第１
の被検出部と第２の被検出部は、それぞれＮ極とＳ極が
交互にしかも等間隔で形成するとともに、Ｎ極とＳ極の
１ピッチ分をλとしたとき、第１の被検出部は第２の被
検出部に対してλ／６だけ位相をずらしたことを特徴と
する。

【００１３】

【作用】信号用磁石の第１の被検出部を検出することに
よって得られる磁気検出器出力中の高調波が、λ／６だ
け位相のずれた第２の被検出部を検出することによって
得られる磁気検出器出力中の高調波で相殺され、歪みの
少ない正弦波状の信号が得られる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明にかかる電動機の信号用磁石の
実施例について図面を参照しながら説明する。図１にお
いて、図示しないステータコアによって回転駆動される
ロータケース１の外周面にはリング状の信号用磁石２が
取り付けられている。信号用磁石２は上下２つの第１の
被検出部２ａと、第２の被検出部２ｂとから構成されて
いる。第１の被検出部２ａ、及び、第２の被検出部２ｂ
はＮ極とＳ極がそれぞれ周方向に等間隔に多数形成され
ている。なお、Ｎ極から隣接のＳ極までのピッチをλと
したとき、第１の被検出部２ａに対して第２の被検出部
２ｂがλ／６だけ位相がずれた設定となっている。ま
た、図１の例では、信号用磁石２の着磁ピッチが比較的
大きく記載されているが、実際は例えば１ｍｍ程度の微
小なピッチに設定されている。

【００１５】また、基板５上には磁気検出器３が取り付
けられている。磁気検出器３には磁気感応素子３ａが取
り付けられている。磁気感応素子３ａの端面には感磁面
３ｂが形成されており、感磁面３ｂは信号用磁石２と一
定の間隙をおいて向かい合っている。また、感磁面３ｂ
の上下方向の長さは上下２つの第１の被検出部２ａと第
２の被検出部２ｂを跨ぎうる長さになっている。ロータ
ケース１は例えばモータのロータケースを構成している
ものとする。モータ自体の内部構成は任意であり、例え
ば図３に示すような従来例と同様な構成としてもよい。

【００１６】次に、信号用磁石２の着磁パターンと、磁
気検出器３で検出される電気信号との関係について説明
する。図２において、信号用磁石２の上側に形成された
第１の被検出部２ａは、前述したように、均等なＮ極と
Ｓ極が複数、しかも交互に形成されている。このような
第１の被検出部２ａを磁気検出器３で検出することによ
り出力信号６が得られる。出力信号６は、実際に得られ
るべき正弦波状の基本波６ａに、第３次高調波６ｂが加
わったもので、歪んだ形状となっている。また、信号用
磁石２の下側に形成された第２の被検出部２ｂも、前述
したように、均等なＮ極とＳ極が複数、しかも交互に形
成されている。このような第２の被検出部２ｂを磁気検
出器３で検出することによって出力信号７が得られる。
出力信号７は、実際に得られるべき正弦波状の基本波７
ａに、第３次高調波７ｂが加わり、歪んだ形状となって
いる。

【００１７】第１の被検出部２ａに対し第２の被検出部
２ｂは、λ／６だけ位相をずらして配置されているた
め、出力信号６に対して出力信号７もλ／６だけずれた
形状となっている。しかし、λ／６だけずれたことによ
り、第３次高調波６ｂと第３次高調波７ｂはそれぞれプ
ラスとマイナスが逆となるため、互いに打ち消し合う。
このため、残りの基本波６ａと基本波６ｂを合成してな
る出力信号８は、歪みが大幅に解除されて正弦波に近い
ものとなる。

【００１８】以上のような電動機の信号用磁石によれ
ば、第１の被検出部２ａと第２の被検出部２ｂとを有
し、これら第１の被検出部２ａと第２の被検出部２ｂ
は、それぞれＮ極とＳ極が交互にしかも等間隔で形成さ
れているとともに、Ｎ極とＳ極の１ピッチ分をλとした
とき、第１の被検出部２ａは第２の被検出部２ｂに対し
てλ／６だけ位相をずらしたため、第１の被検出部２ａ
を検出することによって生ずる高調波６ｂと第２の被検
出部２ｂを検出することによって生ずる高調波７ｂは、
それぞれプラスとマイナスが逆となり互いに打ち消し合
う。このため、磁気検出器３を信号用磁石２に近づけて
配置しても、信号用磁石２から得られる出力信号は、歪
みのない正弦波に近いものとなるため、電動機を円滑に
回転させることができる。また、高調波を打ち消すこと
ができるため、磁気検出器３を信号用磁石に近づけて配
置することができ、十分な大きさの入力信号を得ること
ができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、ロータと一体に回転す
る信号用磁石と、所定の間隙を置いてこの信号用磁石に
対向配置された磁気検出器とを備え、信号用磁石は第１
の被検出部と第２の被検出部とを有し、第１の被検出部
と第２の被検出部は、それぞれＮ極とＳ極が交互にしか
も等間隔で形成されているとともに、Ｎ極とＳ極の１ピ
ッチ分をλとしたとき、第１の被検出部は第２の被検出
部に対してλ／６だけ位相をずらしたため、第１の被検
出部を検出することによって生ずる高調波を、第２の被
検出部を検出することによって生ずる高調波で相殺する
ことができ、歪みのなく正弦波に近い出力信号を得るこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる電動機の信号用磁石の実施例を
示す断面図。

【図２】同上信号用磁石と出力信号との関係を示す波形
図。

【図３】従来の電動機の実施例を示す断面図。

【図４】同上電動機の要部を示す側面図。

【符号の説明】

１ ロータ ２ 信号用磁石 ２ａ 第１の被検出部 ２ｂ 第２の被検出部 ３ 磁気検出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータと一体に回転する信号用磁石と、
   所定の間隙を置いてこの信号用磁石に対向配置された磁
   気検出器とを備え、上記信号用磁石は第１の被検出部と
   第２の被検出部とを有し、上記第１の被検出部と上記第
   ２の被検出部は、それぞれＮ極とＳ極が交互にしかも等
   間隔で形成されているとともに、Ｎ極とＳ極の１ピッチ
   分をλとしたとき、上記第１の被検出部は第２の被検出
   部に対してλ／６だけ位相がずれていることを特徴とす
   る電動機の信号用磁石。