JP2020036492A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】ロータの回転位相を検出する素子を１つのパッケージ内に収納したＩＣを構成した場合、ロータの直径や極数の異なるモータにも転用しても、ＩＣの組み付け角度を調節することで使用できるモータを提供すること。【解決手段】周方向にｎ分割して異なる極に交互にピッチＣにて多極着磁された第１の着磁層２Ａと第２の着磁層２Ｂからなるマグネットを具えた回転可能なロータ３と、第１のコイル４と、第２のコイル５と、第１の磁極部６ａを備えた第１のヨーク６と、第２の磁極部７ａを備えた第２のヨーク７と、マグネットの回転位相を検出し、ピッチＬで配置された第１の検出素子１０ａ、第２の検出素子１０ｂを持つ検出手段とを備え、第１の検出素子は、着磁層の磁極中心位置に配置され、第２の検出素子は、着磁層の磁極の切り替わりに位置に配置されている事を特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は位置検出手段を具えたモータに関する。

ステッピングモータは小型、高トルク、高寿命といった特徴を有し、開ループ制御で容易にデジタル的な位置決め動作が実現できる。このため、カメラや光ディスク装置などの情報家電、プリンタやプロジェクタ等のＯＡ機器などに広く用いられている。

しかし、高速回転時やモータへの負荷が多いときや高速回転を行なおうとしたときに、モータが脱調してしまうという問題や、ブラシレスモータやＤＣモータに比べて効率が低いという問題があった。

この問題を解決するために、ステッピングモータにエンコーダを取り付け、ロータの位置にあわせて通電を切り換える、いわゆるブラシレスＤＣモータの動作を行なわせることで脱調を防ぐことが知られている（特許文献１および２参照）。これは、モータに内蔵された非接触式センサにより得られる信号を速度に応じて進相させた信号によってコイルに流す電流を切り換えることで電流の立ち上がり遅れをカバーし、高速運転を可能にしている。

図９は、特許文献１および２に開示されているモータのコイルへ一定電流を流したときのロータに働くトルクを示している。２つのコイルそれぞれに正方向、逆方向の電流を流すことができるので、４種類のトルク曲線が出現する。これらはそれぞれほぼ正弦波状の波形であり、電気角で９０°の位相差をもっている。なお、ここで電気角とは、この正弦波の１周期を３６０°として表わしたものであり、ロータの極数をｎとすると、機械角は、電気角×２／ｎとなる。

モータを回転させるときには、コイルへの通電を理想的に順次切り換えていくことで図９（ａ）の太線で示すＴ１のようなトルクを得ることができ、常に高いトルクを得ることができる。このとき、コイルへの通電を切り換えるタイミングは検出素子からの信号によって決めている。２つの検出素子の間隔を電気角で９０°になるように配置することで、最も効率の良いタイミングで通電を切り換えることができる。

特開平０６−０６７２５９号公報 特開２００２−３５９９９７号公報 特開２０１４−１２８１４３号公報 ところが、検出素子の取り付け位置に誤差があると、図９（ｂ）のＴ２のようにトルク曲線が崩れ、モータの効率が低下する。このため、モータを組み立てる際に検出素子の取り付け位置を調整する工程が必要になる為、コストアップや品質低下の要因となっていた。

上記の特許文献３に開示されているモータでは、周方向にｎ分割して異なる極に交互に多極着磁されたマグネットを具えた回転可能なロータと、第１のコイルと、第２のコイルと、前記ロータの外周面に隙間を持って対向し、第１のコイルに励磁される第１の磁極を備えた第１のヨークと、前記ロータの外周面に隙間を持って対向し第１ヨークとマグネット間の相対位相とは異なる位相で配置され第２のコイルに励磁される第２の磁極を備えた第２のヨークと、マグネットの外周面に対向する位置にマグネットの回転位相を検出する第１、第２の検出素子 を備えマグネットの回転速度を検出するとともに該第１、第２の検出素子の出力を選択的に検出し、それらの出力結果に応じて第１のコイルと、第２のコイルの通電方向を切り換え、モータを脱調することなく回転駆動する駆動装置が開示されている。

上記特許文献３に開示されている駆動装置では、第１の検出素子及び第２の検出素子の位置精度は重要であり、組み立て時の精度によって駆動装置の性能が左右される。そのため、１つのＩＣパッケージ内に２つもしくは複数の検出素子を配置する場合には、そのパッケージと第１のヨーク、第２のヨークとマグネットの関係性を保つようにパッケージを正確に位置決め固定できる構造とすることが、組み立ての簡易性や性能のばらつきの抑制という面で合理的である。図１０は、その構成例をマグネットとヨーク及び検出素子の位置関係を展開図で示しており、これを用いて説明する。

しかしながら、第１の検出素子１０ａ及び第２の検出素子１０ｂを１つのパッケージ内に収納したＩＣを構成した場合、そのＩＣをモータ或いはロータの直径、極数が異なるモータにも転用して使用する事ができなくなる。

なぜなら、ＩＣの検出素子のピッチとマグネットの磁極のピッチが合わず、設計通りのコイル印加電圧が切り替わらず、意図した回転数が得られなくなる。

また、モータを小型化していくと第１の検出素子１０ａ及び第２の検出素子１０ｂと各ヨーク６、７との距離（ｔ１やｔ２）も近距離に配置せざるを得なくなり、各ヨークの漏れ磁束が励磁切り換え時に第１の検出素子１０ａ及び第２の検出素子１０ｂに影響を及ぼし、更に各ヨーク６、７の励磁状態判別に影響を及ぼすことがある。

そこで、本発明の目的は、ロータ３の回転位相を検出する素子を１つのパッケージ内に収納したＩＣを構成した場合、そのＩＣがロータ３の直径や極数の異なるモータにも転用しても、ＩＣの組み付け角度を調節することで使用できる事を可能にしたモータを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係るモータは、
周方向にｎ分割して異なる極に交互にピッチＣにて多極着磁された第１の着磁層と該第１の着磁層に対し、Ｄだけずらして周方向にｎ分割して異なる極に交互にピッチＣにて多極着磁された第２の着磁層からなるマグネット２を具えた回転可能なロータと、第１のコイルと、第２のコイルと、前記ロータの第１の着磁層の外周面に隙間を持って対向し、第１のコイルに励磁される第１の磁極部を備えた第１のヨークと、
前記ロータの第２の着磁層の外周面に隙間を持って対向し、第１のヨークとマグネット間の相対位相とは異なる位相で配置され第２のコイルに励磁される第２の磁極部を備えた第２のヨークと、
マグネットの回転位相を検出し、ピッチＬで配置された第１の検出素子、第２の検出素子を持つ検出手段と、を備え
前記第１の検出素子は、前記着磁層の磁極中心位置に配置され、前記第２の検出素子は、前記着磁層の磁極の切り替わりに位置に配置され
Ｃ／２＝Ｄ
に構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、ロータの直径やロータマグネットの極数が異なっても、同一の検出素子で組み立て可能であり、脱調を発生しないモータを提供することができる。

また、検出素子はヨークからの漏れ磁束による影響を受けなくなり、設計通りのコイル印加電圧で切り替わり、意図した回転数が得られるモータを提供することができる。

本発明の実施形態に係るモータの外観斜視図である。 本発明の実施形態に係るモータの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るモータの断面図である。 本発明の実施形態に係るマグネットとヨーク及び検出素子の位相関係を示す展開図である。 本発明の実施形態に係るマグネットとヨーク及び検出素子の位相関係を示すモータの軸垂直方向断面図である。 ロータの回転角度とモータのトルクとの関係図である。 モータのコイルへ一定電流を流したときのロータに働くトルクを示している。 本発明の実施形態２に係るマグネットとヨーク及び検出素子の位相関係を示す展開図である。 モータのコイルへ一定電流を流したときのロータに働くトルクを示している。 従来例のマグネットとヨーク及び検出素子の位置関係を示す展開図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

以下、本発明で提案するモータについて、図を参照しながら説明する。図１は、本発明で提案するモータの分解斜視図である。図２は、本発明で提案するステッピングモータの構成をあらわす組み立て斜視図である。なお、説明のため、一部の部品を破断して示している。図３は本実施例の断面図である。

ロータ３は、マグネット２を備え、円筒形状に形成され、外周面を周方向に分割して、異なる極に交互に多極着磁されている。本実施形態では、８分割すなわち８極に着磁されている。なお、８極に限らず、４極や１２極に着磁してもよい。

マグネット２の外周の円筒部は、周方向にｎ等分割されて交互に異なる極にピッチＣにて多極着磁されている第１の着磁層２Ａと第２の着磁層２Ｂが形成されている。本実施例では第１の着磁層２Ａと第２の着磁層２Ｂは電気角として９０度位相がずれて構成されている。言い換えれば、ずらし量をＤとすると、
Ｃ／２＝Ｄ
の関係にある。

また本実施例ではｎ＝８すなわち第１の着磁層２Ａと第２の着磁層２Ｂともに８極に着磁されている。

本実施例では、８極に着磁されているので着磁角Ｐは、機械角で４５度である。８極着磁の場合、電気角３６０度は機械角２極分９０度に相当するので第１の着磁層２Ａと第２の着磁層２Ｂは機械角として２２．５度位相がずれて構成されている。

第１のコイル４は、マグネット２の軸方向の一端に配置されている。第１のヨーク６は、軟磁性材料で、マグネット２の外周面に隙間を持って対向して形成されている。また、第１のヨーク６は、円環状の本体部から軸方向に延出され、周方向に所定の間隔で配置された複数の第１の磁極部６ａを備えている。第１の磁極部６ａは、第１のコイル４に通電されることで励磁される。磁極部６ａは前記マグネット２の第１の着磁層２Ａの外周面に隙間を持って対向している。

第１の内ヨーク８は、軟磁性材料で前記第１のコイル４の内径部を通って、前記第１のヨーク６に８ａ部で固定される。第１の内ヨーク８は円筒磁極部８ｂがマグネット２の第１の着磁層２Ａの内径部に隙間を持って対向し前記第１のコイル４より円筒磁極部８ｂが励磁される。円筒磁極部は主として前記第１の磁極部６ａに対向する部分が、前記第１の磁極部６ａの励磁される極性と逆の極性に励磁される。

第２のコイル５は、マグネット２の第１のコイル４が取り付けられた軸方向の一端と反対側の他端に配置されている。第２のヨーク７は、軟磁性材料で、マグネット２の外周面に隙間を持って対向して形成されている。また、第２のヨーク７は、円環状の本体部から軸方向に延出され、周方向に所定の間隔で配置された複数の第２の磁極部７ａを備えている。第２の磁極部７ａは、第２のコイル５に通電されることで励磁される。第２の磁極部７ａは前記マグネット２の第２の着磁層２Ｂの外周面に隙間を持って対向している。
第２の内ヨーク９は、軟磁性材料で前記第２のコイル５の内径部を通って、前記第２のヨーク７に内ヨーク９ａ部が固定される。

第２の内ヨーク９は円筒磁極部９ｂがマグネット２の第２の着磁層２Ｂの内径部に隙間を持って対向し前記第２のコイル５より円筒磁極部９ｂが励磁される。円筒磁極部は主として前記第２の磁極部７ａに対向する部分が、前記第２の磁極部７ａの励磁される極性と逆の極性に励磁される。マグネット２と一体的に構成されるロータ３と、第１の内ヨーク８の８ｃ部と第２の内ヨーク９の９ｃ部は、回転可能に嵌合している。第１の磁極部６ａと第２の磁極部７ａに励磁される極（Ｎ極、Ｓ極）を切り換えることで、ロータ３に与えるトルクを変化させることができる。

ロータ回転検出部１０は、第１磁気センサ（第１の検出素子）１０ａ、第２磁気センサ（第２の検出素子）１０ｂの検出手段で構成され、第１磁気センサ１０ａと第２磁気センサ１０ｂが同一パッケージ内に間隔Ｌをもって配置される。各検出素子は、それぞれマグネット２の磁束を検出するホール素子であり、前記ロータ回転検出部１０は、モータカバー１２の側面に位置決め穴１２ｂで位置決め固定される。

モータカバー１２は、非磁性材料で内径部１２ａには、第１の磁極部６ａと第２の磁極部７ａとがマグネット２の着磁位相に対して電気角で略９０度ずれて配置されるように第１のヨーク６と第２のヨーク７を嵌合しこれらを所定の相対位置に固定する。

本実施例では前記第１のヨーク６の磁極部６ａと前記第２のヨーク７の磁極部７ａとが向き合う位相で固定されている。

図４は第１のヨーク６、第２のヨーク７、マグネット２の第１の着磁層２Ａ、第２の着磁層２Ｂ、および検出素子の位相関係を展開図で示しており、これを説明する。モータカバー１２は第１のヨーク６の第１の磁極部６ａと第２のヨーク７の第２の磁極部７ａとがマグネット２の着磁位相に対して電気角度で９０度ずれて配置されるように第１のヨーク６と第２のヨーク７を固定保持する。ｎを着磁極数とすると
電気角α度×２／ｎ＝機械角β度
なので、本実施例のマグネット２の着磁は８極ならば、電気角度９０度で機械的角度は２２．５度となる。

マグネット２は第１の着磁層２Ａと第２の着磁層２Ｂからなりそれぞれの着磁層は周方向にｎ分割（本実施例ではｎ＝８）して異なる極に交互に多極着磁されている。第１の着磁層２Ａと第２の着磁層２Ｂは電気角として９０度の位相がずれて構成されているので、結果として第１のヨーク６の第１の磁極部６ａと第２のヨーク７の第２の磁極部７ａとは、お互いに向き合う位相即ち第１のヨーク６を基準として、第２のヨーク７の位相は０度の機械角となって、前記第１の磁極部６ａと前記第２の磁極部７ａとが向き合う位相で固定されている。

第１磁気センサ１０ａは、第２の着磁層２Ｂの外周面に対向する位置に配置され第２の着磁層２Ｂの位相を検出できるようになっている。第２磁気センサ１０ｂは、第１の着磁層２Ａの外周面に対向する位置に配置され、第１の着磁層２Ａの位相を検出できるようになっている。

第１の着磁層２Ａと第２の着磁層２Ｂとは上述したように、電気角９０度位相がずれて構成されているので第１検出素子１０ａは第２の着磁層２Ｂの位相を検出することで、第１の着磁層２Ａの電気角９０度位相がずれた位置を検出することになる。

同様に第２磁気センサ１０ｂは、第１の着磁層２Ａの位相を検出することで第２の着磁層２Ｂの電気角９０度位相がずれた位置を検出することになる。

マグネット２と一体的に構成されたロータ３、第１のコイル４、第２のコイル７、第１のヨーク６、第２のヨーク７などの構造は、本出願人が特開平０９−３３１６６６として提案したものと同じである。したがって、第１磁気センサ１０ａ、第２磁気センサ１０ｂの出力結果に依存しない通常のステッピングモータとしての駆動も可能である。

本モータは、第１のコイル４と第１のヨーク６と、複数の第１の磁極部６ａと第１の内ヨーク８と、対向するマグネット２の第１の着磁層２Ａからなる磁気回路で第１のステータユニットを構成される。

第２のコイル５と第２のヨーク７と複数の第２の磁極部７ａと第２の内ヨーク９と対向するマグネット２の第２の着磁層２Ｂからなる磁気回路で第２のステータユニットが構成される。

図５は、ヨーク、検出素子およびマグネットの位相関係を示すモータの軸直角方向の断面図を示しており、これを用いて説明する。

上段はＡ−Ａ断面、下段はそのときのＢ−Ｂ断面である。モータカバー１２は省略している。なお、図５において、ロータの着磁された極の中心Ｑ１と第１の磁極部６ａとの距離と、Ｑ１と第２の磁極部７ａとの距離が同じになるロータ位相になっている。この状態をロータの初期状態とし、電気角０°とする
この図５（ａ）から時計回りに回転させるときには第２のコイル５は第２磁気センサ１０ｂがＮ極を検出しているときには、第２のヨーク７をＳ極に励磁するようになっており、第２磁気センサ１０ｂがＳ極を検出しているときには第２のヨーク６をＮ極に励磁するようになっている。

第１のコイル４は第１磁気センサ１０ａがＳ極を検出しているときには第１のヨーク６をＳ極に励磁するようになっており第１磁気センサ１０ａがＮ極を検出しているときには、第１のヨーク６をＮ極に励磁するようになっている。

図５（ｂ）の状態では、第１のコイル４が、どの状態であれマグネット２は右回転を行う。右回転を行うと第１磁気センサ１０ａがＳ極を検知するため第１のヨーク６をＳ極に励磁するようになって図５（ｃ）の位置に回転する。

図５（ｃ）の状態になると、第２磁気センサ１０ｂがＳ極を検知するため第２のヨーク７をＮ極に励磁するようになって、図５（ｄ）の位置に回転する。

図５（ｄ）の状態になると第１磁気センサ１０ａがＮ極を検知するため第１のヨーク６をＮ極に励磁するようになって図５（ａ）の位置に回転する。

以後、同様な動きを繰り返して回転していく。

第１の着磁層２Ａと第２の着磁層２Ｂとは、上述したように電気角９０度位相がずれて構成されているので第１磁気センサ１０ａは第２の着磁層２Ｂの位相を検出することで第１の着磁層２Ａの電気角９０度位相がずれた位置を検出する。同様に第２磁気センサ１０ｂは第１の着磁層２Ａの位相を検出することで第２の着磁層２Ｂの電気角９０度位相がずれた位置を検出する。

ロータ３が右回転していく場合、ロータ３の着磁された第１の着磁層２Ａの極の中心Ｑ１が第１の磁極部６ａの中心とぴったり対向したロータの位相（図５（ａ）、図５（ｃ）に示す）において、第２の着磁層２Ｂに対向している第１磁気センサ１０ａは、マグネット２のＳ極とＮ極の境界線を検知可能になるように配置されている。

つまり、第２磁気センサ１０ｂは第１の着磁層２Ａと第２の着磁層２Ｂのずれ角（機械角２２．５度）と着磁角Ｐの半分の角度（着磁極の中心から極の境目までの角度 機械角で２２．５度）の合計の機械角４５度（電気角で１８０度）だけ第１の磁極部６ａとは離れた位置に配置されている。

第１の磁極部６ａは機械角９０度（電気角３６０度）毎に配置されており、第２の磁極部７ａも機械角９０度（電気角３６０度）毎に配置されており、且つ第１の磁極部６ａと第２の磁極部７ａは同じ機械位相で向き合って配置されているため、機械角４５度（電気角で１８０度）だけ第１の磁極部６ａとは離れた位置に第２磁気センサ１０ｂに配置され、第１の磁極部６ａ同士の中間位置且つ、第２の磁極部６ｂ同士の中間位置即ちそれらの磁極部から最も離れた位置に配置される事から、コイル通電で励磁される磁極部６ａ、７ａの磁力の影響を受けにくくなる。そのためマグネットの回転位相を正確に検出可能となっている。

同様に、第１磁気センサ１０ａは、以下のように配置されている。ロータ３が右回転していく場合、ロータ３の着磁された第２の着磁層２Ｂの極の中心Ｑ２が第２の磁極部７ａの中心とぴったり対向したロータの位相（図５（ｂ）、図５（ｄ）に示す）において、第１の着磁層２Ａに対向している第２磁気センサ１０ｂがマグネットのＳ極とＮ極の境界線を検知可能になるように配置されている。

つまり、第１磁気センサ１０ａは第１の着磁層２Ａと第２の着磁層２Ｂのずれ角（機械角２２．５度）と着磁角Ｐの半分の角度（着磁極の中心から極の境目までの角度 機械角で２２．５度）の合計の機械角４５度（電気角で１８０度）だけ第１の磁極部７ａとは離れた位置に配置されている。

第１の磁極部６ａは機械角９０度（電気角３６０度）毎に配置されており、第２の磁極部７ａも機械角９０度（電気角３６０度）毎に配置されており、且つ第１の磁極部６ａと第２の磁極部７ａは同じ機械位相で向き合って配置されているため、機械角４５度（電気角で１８０度）だけ第１の磁極部６ａとは離れた位置に第１磁気センサ１０ａに配置され、第１の磁極部６ａ同士の中間位置、且つ第２の磁極部７ａ同士の中間位置即ちそれらの磁極部から最も離れた位置に配置される事から、コイル通電で励磁される磁極部６ａ、７ａの磁力の影響を受けにくくなる。そのためマグネットの回転位相を正確に検出可能となっている。

また、第１磁気センサ１０ａ、第２磁気センサ１０ｂはマグネットの軸方向と平行に配置されている。

図６は、ロータ３の回転角度とモータトルクの関係を示すグラフであり、横軸は電気角を、縦軸はモータトルクを示す。モータトルクは、ロータを時計回りに回転させるトルクを正とする。

第１のコイル４に正方向の電流を流すと、第１のヨーク６の磁極部６ａは、Ｎ極に磁化されるとする。第２のコイル５に正方向の電流を流すと、第２のヨーク７の磁極部７ａは、Ｎ極に磁化されるとする。

図５（ｄ）から図５（ａ）に回転する間、図５（ｅ）の状態の位相を図６内にａとして示す。この状態では回転位相を保持する力は発生しているが、回転駆動力は発生していない。ちょうどロータ３のＳ極が第１のヨーク６と第２のヨーク７にひきつけられて釣り合った状態である。

この状態になった後に、第２のヨークの磁極部６ａを切り替えてＳ極に励磁するとロータ３は、ロータ３の第１の着磁層２Ａの着磁された極の中心Ｑ１と第１の磁極部６ａとの距離と第２の着磁層２Ｂの着磁された極の中心Ｑ２と第２の磁極部７ａとの距離が同じになる図５（ａ）に示すロータの位相になるまで回転する。

図５（ｅ）に示すロータ位相と同様にこの状態では、回転位相を保持する力は発生しているが、回転駆動力は発生していない。ロータ３の第１の着磁層２ＡのＳ極が第１のヨーク６の磁極部３ａにひきつけられ、ロータ３の第２の着磁層２ＢのＮ極が第２のヨーク７の磁極部７ａにひきつけられ釣り合った状態である。

以後、同様に順番に第１のコイル４、第２のコイル５の通電方向を切り替えて、第１のヨーク６の磁極部６ａ、第２のヨーク７の磁極部７ａの極性を切り替え、ロータ３を回転させていくことができる。このようなタイミングで切り替えることを電気進角０度での通電切り替えとする。これよりも早いタイミングで切り替えることを進角γ度で通電切り替えを行うとして定義する。

図７は、ロータ３の回転角を横軸とし、第１のコイル４および第２のコイル５の通電状態による発生トルクを縦軸にあらわした図である。横軸は電気角で表現している。

Ｌ１は第１のコイル４への通電が正、第２のコイル５への通電が正
Ｌ２は第１のコイル４への通電が正、第２のコイル５への通電が逆
Ｌ３は第１のコイル４への通電が逆、第２のコイル５への通電が逆
Ｌ４は第１のコイル４への通電が逆、第２のコイル５への通電が正
に通電した時の発生するトルクをしめす。

しかしながら、このようなタイミングでコイルの通電を切り替えていくと、通電を切り替える直前の位相では駆動トルクがきわめて小さくなっているため、回転位相とトルクの関係を図７（ａ）の斜線部と太線に示すようにモータの出力としては大きくならない。

そこで図５（ｅ）で示す状態になる前の第２のヨーク７の磁極部７ａがロータ３のＮ極を左回転方向への駆動力を発生させる前に通電を切り替える必要がある。

図５（ａ）の位相で通電を切り替えた時の発生する駆動トルクは図７（ｂ）で示すように最大となる。このタイミングでの通電切り替えは、電気進角４５度での通電切り替えである。

右回転駆動する場合、第１磁気センサ１０ａは第１のステータユニットに対し、電気進角４５度の位置に配置、第２磁気センサ１０ｂは第２のステータユニットに対し、電気進角４５度の位置に配置する。

第１磁気センサ１０ａによりロータ３の回転位相を検出し、第１のコイル４の通電を切り替え、第２磁気センサ１０ｂでは、ロータ３の回転位相を検出し、第２のコイル５の通電を切り替えると、図５（ａ）で示す状態になる前に、ロータ位相で通電が切り換えられるので大きな回転駆動力を発生することができる。

更に切り替えタイミングを早めて、図５（ｅ）で示す状態でコイルの通電を切り替える電気進角９０度の場合は図７（ｃ）の斜線部で示すようになり、結果として進角０度と同様な結果となり大きな回転駆動力は得られない。逆回転の場合も同様に考えて、図５（ｅ）の状態から左回転方向に駆動力を発生させる場合、第１磁気センサ１０ａは、第１のステータユニットに対し、電気進角４５度の位置に配置されてあることになり、第２磁気センサ１０ｂは、第２のステータユニットに対し電気進角４５度の位置に配置されてあることになる。

第１磁気センサ１０ａにより、ロータ３の回転位相を検出し、第１のコイル４の通電を切り替え、第２磁気センサ１０ｂにより、ロータ３の回転位相を検出し、第２のコイル５の通電を切り替えれば、図５（ｄ）で示す状態になる前のロータ位相で通電が切り換えられるので大きな回転駆動力を発生することができる。

第１のコイル４の励磁状態を切り替える信号を出力する第１磁気センサ１０ａ、は第２のヨーク７の磁極部７ａの間に位置しており、第１のコイル４の通電を切り替えるタイミングでは、第２のコイル５の通電を切り替えないので通電による磁界の変化による影響を受けにくく誤動作をすることがない。同様に、第２のコイル５の励磁状態を切り替える信号を出力する第２磁気センサ１０ｂは、第１ヨーク６の磁極部６ａの間に位置しており、第２のコイル５の通電を切り替えるタイミングでは、第１のコイル４の通電を切り替えないので、通電による磁界の変化による影響を受けにくく誤動作をすることがない。

また、第１磁気センサ１０ａ、第２磁気センサ１０ｂは、マグネット２の軸方向と平行に配置されているので、第１磁気センサ１０ａ及び第２磁気センサ１０ｂを一つのパッケージ内に収納したＩＣを構成した場合、そのＩＣをモータ或いはロータの直径、極数が異なるモータにも転用して使用する事ができる。

以下、図８を参照して、本発明の第２の実施例による、モータ制御装置について説明する。図８は本発明の実施形態２に係るマグネット２とヨーク６、７及び検出素子１０ａ、１０ｂの位置関係を示す展開図である。

第２の実施例では、マグネット２の外周の円筒部は、周方向にｎ等分割されて交互に異なる極にピッチＣにて多極着磁されている。本実施形態では、８分割すなわち８極に着磁されている。なお８極に限らず、４極や１２極に着磁してもよい。

マグネット２の外周の円筒部は、周方向にｎ分割されて交互に異なる極にピッチＣにて着磁されている第１の着磁層２Ａと第２の着磁層２Ｂが形成されている。

本実施例では第１の着磁層２Ａと第２の着磁層２Ｂは電気角として４３．４度（機械角１０．８５°）ずれて構成されている。第１の着磁層２Ａに対し、第２の着磁層２Ｂのずらし量をＤとする。第１磁気センサ（１０ａ）と第２磁気センサ（１０ｂ）のピッチをＬとして配置する。第１磁気センサ（１０ａ）と第２磁気センサ（１０ｂ）とを結ぶ直線と、ロータ３の第１の着磁層（２Ａ）或いは第２の着磁層（２Ｂ）の周方向のなす角をαとすると、請求項２記載の関係式（Ｃ／２−Ｄ）＝Ｌ×ｃｏｓαが構成される。

例えば、マグネット２の第１の着磁層２Ａの着磁ピッチ量Ａは２２．５度、対向する第２の着磁層２Ｂとのずらし量Ｄを１０．８５度とし、１パッケージに２個の磁気センサ１０ａ、１０ｂのピッチＬ０．８ｍｍの場合には、請求項２の式（Ｃ／２−Ｄ）＝Ｌ×ｃｏｓαから、磁気センサ１０の配置αは６０度となる。

第１の実施例同様に、第１磁気センサ１０ａ、及び第２磁気センサ１０ｂを一つのパッケージ内に収納したＩＣを構成した場合、そのＩＣをモータ或いはロータの直径、極数が異なるモータにも転用して使用する事ができる。

機械角４５度（電気角で１８０度）だけ、第２の磁極部７ａとは離れて位置された第１磁気センサ１０ａは、第２の磁極部７ａ同士の中間位置即ちそれらの磁極部から最も離れた位置に配置される事になりコイル通電で励磁される磁極部６ａの磁力の影響を受けにくくなる。そのためマグネット２の回転位相を正確に検出可能となっている。

機械角４５度（電気角で１８０度）だけ第１の磁極部６ａとは離れて位置された第２磁気センサ１０ｂは、第１の磁極部６ａ同士の中間位置即ちそれらの磁極部から最も離れた位置に配置される事になりコイル通電で励磁される磁極部６ａの磁力の影響を受けにくくなる。そのためマグネットの回転位相を正確に検出可能となっている。

実施例２では、第１の着磁層２Ａと第２の着磁層のずらし量Ｄは電気角９０°でなくても、請求項２の示す関係式に従って配置することで、実施例１と同様の効果が得られる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ モータ、２ マグネット、２Ａ 第１の着磁層、２Ｂ 第２の着磁層、
３ ロータ、４ 第１のコイル、５ 第２のコイル、６ 第１のヨーク、
６ａ 第１の磁極部、７ 第２のヨーク、７ａ 第２の磁極部、
１０ ロータ回転検出部、１０ａ 第１の検出素子、１０ｂ 第２の検出素子、
１２ モータカバー、１２ａ 嵌合部、１２ｂ 位置決め穴

Claims (3)

1. 周方向にｎ分割して異なる極に交互にピッチＣにて多極着磁された第１の着磁層と該第１の着磁層に対し、Ｄだけずらして周方向にｎ分割して異なる極に交互にピッチＡにて多極着磁された第２の着磁層からなるマグネット２を具えた回転可能なロータと、第１のコイルと、第２のコイルと、前記ロータの第１の着磁層の外周面に隙間を持って対向し、第１のコイルに励磁される第１の磁極部を備えた第１のヨークと、
   前記ロータの第２の着磁層の外周面に隙間を持って対向し、第１のヨークとマグネット間の相対位相とは異なる位相で配置され第２のコイルに励磁される第２の磁極部を備えた第２のヨークと、
   マグネットの回転位相を検出し、ピッチＬで配置された第１の検出素子、第２の検出素子を持つ検出手段と、を備え
   前記第１の検出素子は、前記着磁層の磁極中心位置に配置され、前記第２の検出素子は、前記着磁層の磁極の切り替わりに位置に配置され、Ｃ／２＝Ｄに構成されていることを特徴とするモータ。
2. 前記第１の検出素子と前記第２の検出素子とを結ぶ直線と、前記ロータの第１の着磁層或いは第２の着磁層の周方向のなす角をαとすると
   （Ｃ／２−Ｄ）＝Ｌ×ｃｏｓα
   となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. その出力状態により第１のコイルの通電を切り替える第１の検出手段と、その出力状態により第２のコイルの通電を切り替える第２の検出手段と、を備え、
   第１の検出手段は第２の着磁層に対向する位置に配置され、第２の検出手段は第１の着磁層に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。