JP2000341926A - モータの回転位置検出装置 - Google Patents

モータの回転位置検出装置

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JP2000341926A
JP2000341926A JP11151075A JP15107599A JP2000341926A JP 2000341926 A JP2000341926 A JP 2000341926A JP 11151075 A JP11151075 A JP 11151075A JP 15107599 A JP15107599 A JP 15107599A JP 2000341926 A JP2000341926 A JP 2000341926A
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JP
Japan
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magnetized
hall element
rotor
pole
motor
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Application number
JP11151075A
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English (en)
Inventor
Atsuo Yoshiyama
敦雄 吉山
Kenji Matsui
賢二 松井
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Jeco Corp
Original Assignee
Jeco Corp
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Publication date
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転基準位置の検出精度を向上させる。 【解決手段】 回転子15の永久磁石22を、周方向に
複数のN極とS極が交互に着磁された円筒状の磁石で構
成し、ホール素子側端面の一部に検出部26を一体に設
ける。この検出部26は、永久磁石22を構成する複数
のS極部分のうちの任意の一つをホール素子17と対向
するように回転子15の軸線方向に延長させて形成した
一方の着磁部(S極)27と、この一方の着磁部27が
形成されたS極部分の両側にそれぞれ位置する2つのN
極部分を同じく回転子15の軸線方向にホール素子17
と対向するように延長させて形成した一対からなる他方
の着磁部(N極)28,29とで3極構造の検出部を構
成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の回転角度範
囲内で駆動されるモータの回転位置検出装置に関し、特
に自動車等の車輛に採用される減衰力調整機構に用いて
好適なモータの回転位置検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車等の車輛においては、サスペンシ
ョンを構成するショックアブソーバの減衰力を調整する
減衰力調整機構を備えたものが知られている。
【0003】例えば、特開平7−115795号公報に
開示された減衰力調整機構は、減衰力可変ショックアブ
ソーバのコントロールロッドに結合されたステップモー
タの回転基準位置を、回転子側の永久磁石と、固定子側
に設けたリードスイッチによって検出するようにしてい
る。
【0004】しかし、このような従来の回転位置検出装
置においては、リードスイッチのON、OFF特性が永
久磁石の磁束密度の変化に対して先鋭化されていないた
め、リードスイッチと永久磁石の間隔を高精度に管理し
ないと回転基準位置がずれて検出できないことがあり、
また、リードスイッチは機械的接点であるため、耐久性
が低く、振動や衝撃により誤作動し、信頼性に欠けるな
どの問題があった。
【0005】このような問題を解決するものとして、リ
ードスイッチの代わりに半導体で構成された一方向磁界
のホール素子を回転位置検出手段として用いた回転位置
検出装置を提案した。この回転位置検出装置は、図5
(a)に示すように基板1にホール素子2を設けてこの
位置を回転基準位置Xoとし、回転子3に周方向に複数
のN極とS極が交互に着磁された円筒状の永久磁石4を
設け、複数のS極(またはN極)のうちの任意の一つを
前記ホール素子2と対向するように回転子3の軸線方向
に所定量延長させて検出部5としている。
【0006】このような構造において、回転子3の回転
に伴い検出部5が回転基準位置Xoに最も近接してホー
ル素子2と対向したとき、これら両者間の磁束密度が増
大するため(b図)、ホール素子2はONとなって回転
子3が回転基準位置Xoに到達したことを検出する。な
お、ホール素子2としては、S極に着磁された検出部5
が近接対向したとき電圧が発生してONとなる一方向磁
界のホール素子に限らず、N極に着磁された検出部が近
接対向したとき電圧が発生してONとなる特性を有する
一方向磁界のホール素子であってもよい。
【0007】このように一方向磁界によって電圧を発生
するホール素子2を回転位置検出手段として用いると、
機械的な接点からなるリードスイッチに比べて耐久性を
向上させるとともに、振動、衝撃などによる誤作動を防
ぐことができ信頼性を向上させることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ホ
ール素子2を用いた従来の回転位置検出装置において
は、図5(d)に示すようにホール素子2のON領域が
3つ発生し、回転基準位置Xoの検出精度が低いという
問題があった。すなわち、回転子3の回転に伴い検出部
5が回転基準位置Xoに到達すると(a図)、永久磁石
4によるホール素子2と検出部5との間の磁束の密度が
増大するため、ホール素子2は電圧を発生してONとな
り回転子3が回転基準位置Xoに到達したことを検出す
る。この回転基準位置XoにおけるON領域を第1のO
N領域とすると、その前後にもホール素子2をONにす
る第2、第3のON領域が発生する。この第2、第3の
ON領域の発生は、図5(c)に示すように励磁コイル
から漏洩する磁束(漏洩磁束)の密度が回転基準位置X
oの前後で増大することに起因している。
【0009】そこで、このような第2、第3のON領域
でホール素子2がONとなるのを防止するための対策と
して通常磁気遮蔽板をモータ内に組込んでいる。しか
し、磁気遮蔽板を組込むと、それだけモータ自体の重量
が増加するばかりか大型化するため小型軽量化を図る上
で大きな障害となり、特に限られた狭いスペースへの設
置が要請される場合に好ましくない。
【0010】本発明は上記した従来の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、簡単な
構成で回転基準位置を高精度に検出することができるモ
ータの回転位置検出装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、励磁コイルを含む固定子と、この固定子内
に配設され所定位置に検出部を有する回転子と、前記検
出部の近接によって前記回転子の回転位置を検出する回
転位置検出手段とを備えたモータの回転位置検出装置に
おいて、前記検出部を、前記回転子の一端面から軸線方
向に突出するN極またはS極のみからなる一方の着磁部
と、この一方の着磁部の回転方向両側にぞれぞれ設けら
れ前記一方の着磁部とは極性が異なる一対からなる他方
の着磁部とで構成し、前記回転位置検出手段を前記一方
の着磁部が接近して対向したときONとなる一方向磁界
の磁気検出素子によって構成したことを特徴とする。
【0012】本発明において、磁気検出素子は一方の着
磁部が回転基準位置に移動して対向すると磁束密度の増
加によりONとなり、回転子の回転位置を検出する。一
方の着磁部が磁気検出素子に近づくと、励磁コイルの磁
束の漏れによって磁束密度が増大するため、回転基準位
置の前後においても磁気検出素子はONとなる。そこ
で、一対からなる他方の着磁部を設けておくと、この他
方の着磁部が磁気検出素子に近接したとき、永久磁石の
磁束と励磁コイルの漏洩磁束とが合成されて互いに打ち
消し合う。したがって、磁気検出素子は励磁コイルの漏
洩磁束によっては動作せずOFFの状態を保持する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図1〜図4は、本発明
を減衰力可変ショックアブソーバのコントロールロッド
を駆動するステップモータに適用した一実施の形態を示
すもので、図1は同モータの一部を破断して示す底面
図、図2は図1のA−A線断面図、図3は回転子の斜視
図、図4は位置検出の様子を説明するための図で、
(a)はホール素子と検出部を示す図、(b)は検出部
の極による磁束と励磁コイルの漏洩磁束を示す図、
(c)は検出部による磁束と励磁コイルの漏洩磁束の合
成波を示す図、(d)はホール素子の出力を示す図であ
る。
【0014】これらの図において、ステップモータ10
は、ハウジング11と、このハウジング11の内部に組
み込まれた固定子14,回転子15、基板16、ホール
素子17等を備えている。前記ハウジング11は、ロア
ケース12と、このロアケース12の上面開口部を覆う
アッパーケース13とからなり、車輛のサスペンション
側に固定されている。
【0015】前記固定子14は、円筒状のヨーク18
と、このヨーク18内にコイルボビン(ヨーク18とコ
イル19間の絶縁体)を介して巻回された上下一対の励
磁コイル19とを備え、前記基板16に固定されてい
る。また各励磁コイル19は、前記基板16の回路にリ
ード線25を介して電気的に接続されており、ステップ
モータ10の駆動時に同方向に通電される。なお、ヨー
ク18の内周には、適宜な隙間を保って噛合う複数個の
歯18aが周方向に所定の間隔をおいて形成されてい
る。
【0016】前記回転子15は、出力軸20と、この出
力軸20に設けられた円筒状のヨーク21と、このヨー
ク21の外周に設けられた円筒状の永久磁石22とを備
え、前記固定子14内に僅かな磁気ギャップを保って嵌
挿されている。前記出力軸20は、前記ロアケース12
とアッパーケース13の内面に対向して設けた軸受24
A,24Bによって回転自在に軸支され、一端が前記ロ
アケース12の外部に突出して図示しない減衰力可変シ
ョックアブソーバのコントロールロッドに連結されてい
る。
【0017】前記永久磁石22は、周方向に複数のN極
とS極が交互に着磁された円筒状の磁石からなり、ホー
ル素子17側端面の一部に検出部26が一体に設けられ
ている。この検出部26は、永久磁石22を構成する複
数のS極部分のうちの任意の一つを前記ホール素子17
と対向するように回転子15の軸線方向に所定長さ延長
させることにより形成された一方の着磁部(S極)27
と、この一方の着磁部27が形成された前記S極部分の
両側にそれぞれ位置する2つのN極部分を同じく回転子
15の軸線方向にホール素子17と対向するように延長
させることにより形成された一対からなる他方の着磁部
(N極)28,29とで3極構造の検出部を構成してい
る。
【0018】前記ホール素子17は、S極からなる一方
の着磁部27が近接して対向すると電圧を発生してON
となる一方向磁界のホール素子からなり、前記ヨーク1
8の下面に設けたセンサ基板30に前記検出部26と近
接して対向するように取付けられている。ホール素子1
7の取付位置は、モータの回転基準位置Xoとされる。
なお、ホール素子17の取付箇所は、固定子14側であ
れば何処でもよく、固定子14に限らず例えばロアケー
ス12の内面であってもよい。
【0019】このような構造からなるステップモータ1
0において、励磁コイル19に通電して回転子15を図
4に示すように任意の回転位置Xまたは−Xから回転基
準位置Xoまで回転させると、S極からなる一方の着磁
部27がホール素子17と対向するため、ホール素子1
7と一方の着磁部27との間における永久磁石22の磁
束Φ1の密度が増大する。このため、ホール素子17
は、電圧を発生してONとなり回転子22が回転基準位
置Xoに到達したことを検出する。
【0020】ここで、一方の着磁部27がホール素子1
7に近接すると、その前後において励磁コイル19の漏
洩磁束Φ4,Φ5の密度も増加する。これらの漏洩磁束
Φ4,Φ5は、前記磁束Φ1の向きと同じで、ホール素
子17がONとなる磁束密度のしきい値G0より大き
く、このためホール素子17はこれらの漏洩磁束Φ4,
Φ5によっても電圧を発生してONとなる。このONと
なる領域は、図5(d)に示した第2、第3のON領域
である。
【0021】そこで、一対からなる他方の着磁部28,
29を一方の着磁部27の回転方向両側に設けておく
と、これらの他方の着磁部28,29とホール素子17
との間の磁束Φ2,Φ3の密度が増加する。これらの磁
束Φ2,Φ3は、他方の着磁部28,29の極性が一方
の着磁部27とは異なりN極であることから、図4
(b)に示すように一方の着磁部27による磁束Φ1と
は向きが反対で略同じ大きさで、漏洩磁束Φ4,Φ5と
合成される。磁束Φ2,Φ3と漏洩磁束Φ4,Φ5は、
向きが互いに反対方向であるために合成されると互いに
打ち消し合い、図4(c)に示すようにホール素子17
がONとなる磁束密度のしきい値G0より小さい磁束Φ
6となる。したがって、漏洩磁束Φ4,Φ5によっては
ホール素子17をONとする第2、第3のON領域が発
生せず、第1のON領域のみによってホース素子17が
ONとなり、回転位置検出装置の検出精度を向上させる
ことができる。また、磁気遮蔽板を設ける必要もないの
で、モータの小型軽量化を図ることができる。
【0022】なお、上記した実施の形態においては、一
方向磁界の磁気検出素子としてホール素子17を用い、
S極からなる一方の着磁部27が近接して対向したとき
電圧を発生してONとなるホール素子を用いたが、これ
に限らずN極からなる着磁部が近接して対向したとき電
圧を発生してONとなる特性を有するホール素子であっ
てもよい。その場合は、一方の着磁部27をN極とし、
他方の着磁部28,29をS極とすればよい。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るモータ
の回転位置検出装置によれば、励磁コイルの漏洩磁束に
よっては磁気検出素子がONとなることがなく、ON領
域をただ一つとすることができる。したがって、回転位
置を正確に検出することができ、検出精度を向上させる
ことができる。また、磁気遮蔽板を用いる必要もないの
でモータを小型軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態の一部を破断して示す
底面図である。
【図2】 図1のA−A線断面図である。
【図3】 回転子の斜視図である。
【図4】 位置検出の様子を説明するための図で、
(a)はホール素子と検出部を示す図、(b)は検出部
の極による磁束と励磁コイルの漏洩磁束を示す図、
(c)は検出部による磁束と励磁コイルの漏洩磁束の合
成波を示す図、(d)はホール素子の出力を示す図であ
る。
【図5】 従来装置における位置検出の様子を説明する
ための図で、(a)はホール素子と検出部を示す図、
(b)は検出部の極による磁束を示す図、(c)は検出
部による磁束と励磁コイルの漏洩磁束を示す図、(d)
はホール素子の出力を示す図である。
【符号の説明】
10…ステップモータ、11…ハウジング、14…固定
子、15…回転子、17…ホール素子、18…ヨーク、
19…励磁コイル、20…出力軸、21…ヨーク、22
…永久磁石、26…検出部、27…一方の着磁部、2
8,29…他方の着磁部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F063 AA02 AA35 BA30 BD05 BD16 CA08 CA34 DB01 DB07 DD02 GA36 GA49 GA52 ZA01 2F077 AA11 AA21 AA49 JJ01 JJ08 JJ23 TT62 UU11 5H019 BB01 BB05 BB14 BB20 BB22 CC03 CC08 DD01 DD07 EE02 EE10

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 励磁コイルを含む固定子と、この固定子
    内に配設され所定位置に検出部を有する回転子と、前記
    検出部の近接によって前記回転子の回転位置を検出する
    回転位置検出手段とを備えたモータの回転位置検出装置
    において、 前記検出部を、前記回転子の一端面から軸線方向に突出
    するN極またはS極のみからなる一方の着磁部と、この
    一方の着磁部の回転方向両側にぞれぞれ設けられ前記一
    方の着磁部とは極性が異なる一対からなる他方の着磁部
    とで構成し、 前記回転位置検出手段を前記一方の着磁部が接近して対
    向したときONとなる一方向磁界の磁気検出素子によっ
    て構成したことを特徴とするモータの回転位置検出装
    置。
JP11151075A 1999-05-31 1999-05-31 モータの回転位置検出装置 Pending JP2000341926A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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