JP2021023000A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】 ヨークからの磁束が磁気センサによって検出されてしまっても、意図したコイルへの通電切替えのタイミングを実現するモータユニットを提供すること。【解決手段】 マグネットの内径部に配置されたコア部材を備えたロータを備え、コア部材の外周部の周方向にマグネットの極の境界線を中心として略均等に溝部が設けられていることを特徴とする。【選択図】 図７

Description

本発明は、位置検出手段を備えたモータの構成に関する。

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に、モータが脱調してしまう問題や、ブラシレスモータやＤＣモータと比較して効率が低いという問題があった。これら問題を解決するためにステッピングモータにロータの位置検出機能を有する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替える、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方法が従来から行なわれている。

特許文献１には、磁気センサによってロータの位置を検出し、コイルへの通電を順次切り替えていくモータが開示されている。特許文献１は、励磁が電気進角０度から４５度以内になるように配置した磁気センサと、励磁が電気進角４５度から９０度以内になるように配置した磁気センサをモータに設けることで、複数の進角を設定でき、脱調を発生させないモータ駆動装置を提案している。

ロータが有する磁石が、周方向にＮ極とＳ極が交互になるように多極に着磁されている。このＮ極とＳ極の切り替わりを、磁気センサによって検知し、コイルへの通電を順次切り替えている。

特開２０１４−１２８１４３号公報

しかしながら、上記の特許文献１に開示された技術では、次の課題がある。二つのコイルの通電状態によっては、ロータの有する磁石からの磁束のみを検出すべき磁気センサに、ヨークからの磁束も検出されてしまう問題があった。これによって、意図したコイルへの通電切替えのタイミングから時間的なずれを生じるといった問題があった。この時間的なずれによって、意図した発生トルクより実際の発生トルクがずれてしまう問題があった。

そこで、本発明の目的は、ヨークからの漏れ磁束が磁気センサによって誤検出されないよう、磁気センサ検知時にヨークからの漏れ磁束を低減可能なモータユニット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ユニットは、
円筒形状に形成されるとともに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たマグネットと前記マグネットの内径部に配置されたコア部材とを備えた回転可能なロータと、前記マグネットの前記外周面に対向するように配置される第１の磁極部を備えた第１のヨークと、通電されることで前記第１の磁極部を励磁する第１のコイルと、前記第１の磁極部と電気角で略９０度ずれた位置で前記マグネットの前記外周面に対向するように配置される第２の磁極部を備えた第２のヨークと、通電されることで前記第２の磁極部を励磁する第２のコイルと、前記ロータの外周面側に位置し、ロータの磁束を検出してロータの回転位置を検出する磁気センサを有するモータの駆動部材であって、前記コア部材の外周部の周方向にマグネットの極の境界線を中心として略均等に溝部が設けられていることを特徴とする。

本発明に係るモータユニットによれば、ヨークからの漏れ磁束が磁気センサを通過して誤検出されないよう、磁気センサ検知時にヨークからの漏れ磁束を低減することが可能である。

本実施例におけるモータ駆動装置のブロック図である。 （ａ）（ｂ） 本実勢例のモータの外観斜視図と部品展開図である。 ロータの回転位置とモータのトルクとの関係図である。 ヨーク及びマグネットの位相関係を示すモータの軸直角方向断面図である。 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。 （ａ）（ｂ）（ｃ） 本実施例におけるヨークと磁気センサとマグネットの位置関係を示した断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ） 本実施例におけるロータの正面図、断面図、及び部品展開図である。 （ａ）（ｂ）本実施例におけるヨークとマグネットとコア部材の形状関係を示した側面図と断面図である。 （ａ）（ｂ）ヨーク６、７とコア部材１３との側面図と断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

＜モータの構成＞
図１と図２（ａ）（ｂ）を用いて、モータ構成について述べる。

図１は、本発明の実施例１のモータ駆動装置のブロック図である。図２（ａ）は、モータ１の斜視図であり、内部が見えるよう外装のモータカバー１２は不図示としている。図２（ｂ）は、モータ１の部品展開図である。

回転可能なロータ３は、マグネット２を備え、制御回路（制御装置ともいう）１３によって回転可能に制御される。マグネット２は円筒形状に形成されている。外周面を周方向に分割して、隣り合う部分が異なる極に交互に多極に着磁されている。本実施形態では、８分割すなわち８極（Ｎ極が４極、Ｓ極が４極）に着磁されている。なお、８極に限らず、４極や１２極、いずれの数の極数に着磁されていても良い。ロータ３は回転軸としてのシャフト１４を備えており、マグネット２を支持してシャフト１４を固定するコア部材１３を備えている。コア部材１３もシャフト１４も後述されるモータの磁気回路を構成するために磁性材料で構成されている。

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。第１のベアリング１５は焼結磁性材料で構成され、シャフト１４を回転可能に支持するための貫通孔が設けられている。また、第１のベアリング１５は第１のコイル４を第１のヨーク６とで挟持し、第１のヨーク６に対して圧入固定されている。

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に対向する第１のベアリング１５によって第１のステータユニットが構成される。

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のベアリング１６は焼結磁性材料で構成され、シャフト１４を回転可能に支持するための孔が設けられている。また、第２のベアリング１６は第２のコイル５を第２のヨーク７とで挟持し、第２のヨーク７に対して圧入固定されている。

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に対向する第２のベアリング１６によって第２のステータユニットが構成される。

＜モータの基本的な駆動方法＞
モータの基本的な駆動方法について述べる。

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。

第１のコイル４と第２のコイル５には、各々の通電時には、同じ大きさの電圧を印加する。

また、同じ大きさの印加電圧とした際に、 第１の磁極部６ａと第２の磁極部７ａには、同じ強さの磁極となる様に、コイルやヨークが設定されている。

第１の磁気センサ（第１の検出素子）１０、第２の磁気センサ（第２の検出素子）１１、第３の磁気センサ（第３の検出素子）８、第４の磁気センサ（第４の検出素子）９は、ロータ３の外周側に配置されており、モータカバー１２に固定されている。これらの磁気センサ（８から１１）は、ロータ３の有するマグネット２の磁束を検知するホール素子である。マグネット２は周方向に磁極の極性が８極に分割されている。ロータが１回転すると、磁気センサはＮ極とＳ極を交互に検出し、８回の極を持った信号を出力する。これらによってロータの回転位置が検出可能となっている。

モータカバー１２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を固定保持する。

ここで、電気角とは、マグネットの磁力の１周期を３６０°として表したものであり、マグネットの極数をＭ、機械角をθ０とすると、電気角θは以下の式で表せる。

θ＝θ０×Ｍ／２
本実施形態では、マグネット２の着磁は８極であるから電気角９０度は機械角で２２．５度となる。

図３は、モータ１のコイルへ一定電流を流したときのロータ３の回転位置とモータ１のトルクとの関係を示しており、横軸は電気角、縦軸はモータトルクを表している。モータトルクは、ロータ３を時計回りに回転させるトルクを正とする。図４は、各ヨーク及びマグネット３の位相関係を示すモータ１の軸直角方向断面図である。

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

図４（ａ）の状態の位相を図３中に符号ａとして示す。図４（ａ）は、マグネット２の着磁された極の中心と第１の磁極部６ａとの距離と、極の中心と第２の磁極部７ａとの距離が同じとなる状態である。図４（ａ）の状態では、回転位置（回転位相とも言う）を保持する力は発生しているが、マグネット２のＳ極が第１の磁極部６ａと第２の磁極部７ａに引きつけられて釣り合った状態であるため、回転駆動力は発生していない。

図４（ａ）の状態から第２の磁極部７ａを切り換えてＳ極に励磁すると、ロータ３は、図４（ｂ）に示す状態になるまで回転する。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す状態と同様に回転位置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。すなわち、マグネット２のＳ極が第１の磁極部６ａに引きつけられ、マグネット３のＮ極が第２のヨークの磁極部７ａに引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コイル４と第２コイル５の通電方向を切り換えて、第１の磁極部６ａと第２の磁極部７ａの極性を切り換えることでロータ３を回転させていくことができる。

このような回転駆動力が発生しないタイミングで第１の磁極部６ａおよび第２の磁極部７ａに励磁される極を切り換えることを電気進角０度での通電切り換えとする。これよりも電気角γ度だけ早いタイミングで第１の磁極部６ａおよび第２の磁極部７ａに励磁される極を切り換えることを電気進角γ度で磁極部の励磁切換を行うとして定義する。

図５は、ロータの回転位置を横軸とし、第１のコイル４および第２のコイル５の通電状態により発生するモータトルクを縦軸に表わした図である。横軸は電気角で表現している。

Ｌ１は、第１のコイル４への通電方向が正、第２のコイル５への通電方向が正の場合である。Ｌ２は、第１のコイル４への通電方向が正、第２のコイル５への通電方向が逆の場合である。Ｌ３は、第１のコイル４への通電方向が逆、第２のコイル５への通電方向が逆の場合である。Ｌ４は、第１のコイル４への通電方向が逆、第２のコイル５への通電方向が正の場合である。

図５（ａ）は、電気進角０度のときの状態を示している。しかしながら、このようなタイミングでコイルの通電方向を切り換えていくと、通電方向を切り換える直前の位相は、斜線部と太線に示すように、モータトルクがきわめて小さくなっているため、モータ１の出力としては大きくならない。

図５（ｂ）は、電気進角４５度のときの状態を示している。このとき、通電方向を切り換えたときに発生するモータトルクは最大となる。

また、切り換えタイミングを早めて、電気進角９０度でコイルの通電方向を切り換えると図５（ｃ）の斜線部で示すようになり、結果として電気進角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。

このように、本実施例において電気進角は４５度の時ニモータトルクが最大となる。モータトルクを減少させたい時には、電気進角を４５度からずらして、０度や９０度に近づけ、例えば４０度や５０度など、得たい所望のトルクに応じて変更すれば良い。また、コイルの通電を切り替えても、電流が所定の電流値に瞬時には切り替わらず、電流は徐々に増加しながら所定の電流値に近づいていく。この電流の過渡的な応答を加味して、電気進角４５度よりも、例えば、電気角で２４度早めると、最も大きいトルクを得る事ができる。

＜磁気センサへの磁極部結合磁界の影響＞
ここで、本発明が解決しようとする課題について詳細を説明する。なお、本説明において複数の磁界が互いに作用して新たに発生する磁界のことを『結合磁界』と称して説明する。

本実施例では、ロータ３の位置を磁気センサ８〜１１によって検出し、この磁気センサ８〜１１の位置によって、所望の電気進角を得ている。

図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ヨークと磁気センサとマグネットの位置関係を表わした断面図である。

図６（ａ）では、コイル４およびコイル５への通電によって、第１のヨーク６の磁極部６ａおよび第２のヨーク７の磁極部７ａは、共に磁極がＮ極となっている。このＮ極に引き寄せられて、ロータ３のマグネット２はＳ極の部分が近づく状態となっている。

第１の磁気センサ１０にはホール素子を用いており、磁気を検出する磁束検出部１０ａを内部に有している。図６（ａ）のように、磁束検出部１０ａが図中の上に向かう磁力線を検出すると、出力信号１０ｂとして＋（プラス）の電圧を出力する。なお、逆に下に向かう磁力線を検出すると、出力信号１０ｂは−（マイナス）の電圧を出力する。また、検出した磁力の大きさに応じて、出力信号１０ｂの電圧の大きさも変化し、大きな磁力の場合には大きな電圧を出力し、小さな磁力の場合には小さな電圧を出力する特性を持っている。

この磁束検出部１０ａには、マグネット２からの径方向（図中の上下方向）の磁束を検出するために設けられているが、ヨークの磁極部６ａおよび７ａで発生する漏れ磁束も検出してしまう。磁極部６ａおよび７ａが共にＮ極の場合には、図６（ａ）のように、磁極部６ａと７ａの磁界の結合で発生する磁力線１０３が発生する。磁力線１０３は以下の原因で発生する。コイル４への通電によって発生する磁力線は図中の破線１０１で示す矢印方向であり、またコイル５への通電によって発生する磁力線は図中の破線１０２で示す矢印方向である。以下、それぞれを磁力線１０１、磁力線１０２と記載する。磁力線１０１の磁気回路はコイル４の通電で発生した磁束がヨーク６の磁極部６ａから、マグネット２、コア部材１３、シャフト１４を経由してヨーク６へ戻る経路と、ヨーク６の磁極部６ａから、マグネット２、第一のベアリング１５を経由してヨーク６へ戻る経路がある。

また、磁力線１０２の磁気回路はコイル５の通電で発生した磁束がヨーク７の磁極部７ａから、マグネット２、コア部材１３、シャフト１４を経由してヨーク７へ戻る経路と、ヨーク７の磁極部７ａから、マグネット２、第２のベアリング１６を経由してヨーク７へ戻る経路がある。である。この磁力線１０１と磁力線１０２の結合磁界によって第１の磁気センサ１０には図中の下方向へ向かう磁力線１０３が発生する。この時、第１の磁気センサ１０は、磁力線１０３をＳ極として検出し、第１の磁気センサ１０が出力する出力信号は−（マイナス）側にシフトする。

図６（ｂ）では、コイル４およびコイル５への通電によって、第１のヨーク６の磁極部６ａおよび第２のヨーク７の磁極部７ａは、共に磁極がＳ極となっている。このＳ極に引き寄せられて、ロータ３のマグネット２はＮ極の部分が近づく状態となっている。前述の図６（ａ）の説明と同様に、コイル４への通電によって発生する磁力線は図中の破線１０４で示す矢印方向であり、またコイル５への通電によって発生する磁力線は図中の破線１０５で示す矢印方向である。以下、それぞれを磁力線１０４、磁力線１０５と記載する。

磁力線１０４の磁気回路はコイル４の通電で発生した磁力がヨーク６の磁極部６ａから、シャフト１４、コア部材１３、マグネット２を経由してヨーク６へ戻る経路であり、磁力線１０２の磁気回路はコイル５の通電で発生した磁力がヨーク７の磁極部７ａから、シャフト１４、コア部材１３、マグネット２を経由してヨーク７へ戻る経路である。この磁力線１０４と磁力線１０５の結合磁界によって第１の磁気センサ１０には図中の上方向へ向かう磁力線１０６が発生する。この時、第１の磁気センサ１０は、磁力線１０６をＮ極として検出し、第１の磁気センサ１０が出力する出力信号は＋（プラス）側にシフトする。

磁束検出部１０ａをヨークの磁極部６ａおよび７ａで形成される磁界の影響を受けない箇所に配置できれば、磁力線１０３、１０６を検出してしまう事は無い。しかしながら、マグネット２の磁束を検知するために磁気センサ１０はマグネット２近傍に配置しなければならず、ヨークの磁極部６ａおよび７ａから磁気センサ１０を遠ざけて配置することは極めて困難である。このため、磁気検出部１０ａはマグネット２からの磁束だけでなく、コイル４、コイル５の励磁により発生する結合磁界の磁力線１０３、１０６の影響を受けることで、所望の電気進角がずれてしまう問題を有している。

なお、図６（ｃ）では、コイル４およびコイル５の通電によって、第１のヨーク６の磁極部６ａはＮ極、第２のヨーク７の磁極部７ａはＳ極となっている。各々の磁極部の磁極の強さは同じとなっている。コイル４の磁力線１０７とコイル５の磁力線１０８の結合磁界によって発生する磁力線１０９は磁気センサ１０に感度の低い図中の左右方向に向く。このような状態であると、磁気センサ１０の位置がずれたとしても、元々の敏感度が低いために、磁力線１０９による磁気センサ信号出力への影響は少ない。

同様に不図示であるがコイル４およびコイル５の通電によって、第１のヨーク６の磁極部６ａはＳ極、第２のヨーク７の磁極部７ａはＮ極の場合にも、磁力線は図６（ｃ）で示した磁力線１０９の逆方向の磁力線となり、磁気センサ１０の感度が低い方向に向くため、信号出力１０ｂへの影響は少ない。つまり、磁極部６ａと磁極部７ａが異なる極の場合は、コイル４、コイル５の励磁により発生する結合磁界の磁力線が磁気センサ１０の感度が無い方向に向くため、磁気線センサ信号出力への影響は少ない。

なお、代表例として第１の磁気センサ１０を用いて本発明の課題を説明したが、第２の磁気センサ１１、第３の磁気センサ８、第４の磁気センサ９においても同様の現象が発生する。

図７は、ロータ３の回転位置と、コイルの通電極性、磁束検出部の出力信号の関係を示した図である。

特許文献１の様に、コイルの通電極性の切り替えに用いるコイルと磁気センサの対応を変える事で、様々な発生トルクを得る事が可能である。ここでは、第１の磁気センサ１０において第１のコイル４の通電を切替え、第２の磁気センサ１１において第２のコイル５の通電を切り替えてモータを駆動した場合を説明する。

図８（ａ）には、磁気センサ１０の磁束検出部１０ａの出力信号１０ｂを実線の太線で記している。図８（ｂ）には、磁気センサ１１の磁束検出部１１ａの出力信号１１ｂを実線の太線で記している。横軸がロータ３の回転位置を示しておりロータ１回転分の３６０度分が示されている。縦軸は、磁束検出部の出力信号の波形である。

グラフ内の０Ｖより上側がＮ極を検出した際のプラス電圧側、０Ｖより下側がＳ極を検出した際のマイナス電圧側の信号となっている。各グラフの下に、コイルの通電極性とヨークの磁極部の磁極を記している。対応する磁束出力検出部の出力信号が０Ｖを通過する度に、コイルの通電極性を変更し、磁極部の磁極を変更している。

各図の実線の細線が磁極部の磁束の影響が無い理想的な出力信号の波形１０ｒおよび１１ｒである。先述したように、二つの磁極部６ａと７ａの極性が異なる時には、これらによって発生する磁力線１０９は、磁気センサ１０および１１の出力信号１０ｂおよび１１ｂに影響が少ない状態となっている。

コイル４およびコイル５に共に、＋（プラス）の電圧が印加された際には、対応する磁極部６ａと７ａが共にＮ極となり、前述の磁力線１０３を検出すると出力信号１０ｂおよび１１ｂはプラスの電圧側（グラフ中の縦軸のＮ側）にオフセットし、破線で示した、１０（＋）および１１（＋）の波形となる。オフセット量は＋０．３Ｖとする。逆に、コイル４およびコイル５に共に、−（マイナス）の電圧が印加された際には、対応する磁極部６ａと７ａが共にＳ極となり、前述の磁力線１０６を検出すると出力信号１０ｂおよび１１ｂはマイナスの電圧側（グラフ中の縦軸のＳ側）にオフセットし、破線で示した、１０（−）および１１（−）の波形となる。オフセット量はマイナス０．３Ｖとする。

＜従来技術での課題＞
ここで、ロータ３の回転方向が、０度から１８０度を経て３６０度になる場合を説明する。ここでは、ロータ３の回転位置を２２．５度、６７．５度、１１２．５度、以降４５度毎に、第１のコイル４の通電切替えを行う駆動を意図した場合、かつ、ロータ３の回転位置を０度、４５度、９０度、以降４５度毎に、第２のコイル５の通電切替えを行う駆動を意図した場合について述べる。

従来の構成においては、第１の磁気センサ１０の出力信号１０ｂがプラスの際に、第１のコイル４の通電極性はプラスとし、出力信号１０ｂがマイナスの際に、コイル４の通電極性がマイナスになる駆動方法である。これに応じて、磁極部６ａの磁極も変更される。

同様に、第２の磁気センサ１１の出力信号１１ｂがプラスの際に、第２のコイル５の通電極性はプラスとし、出力信号１１ｂがマイナスの際に、コイル５の通電極性がマイナスになる駆動方法である。これに応じて、磁極部７ａの磁極も変更される。

ここで、ロータ３の回転位置２２．５度から、順に、出力信号１０ｂおよび１１ｂと、コイル４および５の電圧の正負の切り替わりのタイミングを見ていく。２２．５度の瞬間に、コイル４もコイル５もマイナス電圧となり、磁極部６ａも磁極部７ａもＳ極となる。これによって、信号出力１０ｂも１１ｂも、マイナス側の１０（−）と１１（−）を通る。

次に、ロータ３の回転位置４５度付近を見ると、４５度では出力信号１１ｂがまだマイナスのままであるので、コイル５の電圧の切り替わりは起こらず、４５度を３．７５度過ぎた４８．７５度において、出力信号１１ｂがゼロになり、コイル５の電圧が負（−）から正（＋）に切り替わる。この遅れ３．７５度（機械角）は、電気角で言うと１５度の遅れとなる。このように、磁極部からの磁束によって、コイル５の電圧切替えのタイミングが遅れる事が分かる。

ロータ３の回転位置９０度付近では、出力信号１１ｂがまだプラス側であるので、ここでも、９０度を３．７５度過ぎた９３．７５度において、出力信号１１ｂがゼロになり、コイル５の電圧が正（＋）から負（−）に切り替わる。この遅れ３．７５度（機械角）は、電気角で言うと１５度の遅れとなる。同様に、コイル５の通電においては、いずれの切り替わりタイミングの０度（３６０度）付近、４５度付近、９０度付近、１３５度付近、１８０度付近、２２５度付近、２７０度付近、３１５度付近、の回転位置で遅れが生じてしまう。

この二つのコイルの通電状態によって、ロータの有する磁石からの磁束のみを検出すべき磁気センサに、ヨークからの磁束（前述の磁束線１０３、１０６）も検出されてしまう。これによって、意図したコイルへの通電切替えのタイミングから時間的なずれを生じる事に対して、ヨークからの漏れ磁束の磁力線１０３、１０６の発生を低減させることで、当初意図した通電切替えタイミングを達成することが、本発明が解決しようとする課題である。

＜本実施例の構成＞
ここで前述の図６から図７で説明した課題を解決する構成の実施例を説明する。

前述の通り、磁気センサ８〜１１の位置によって設定された電気進角は、ヨーク磁極部６ａとヨーク磁極部７ａとが同じ磁極に励磁した時に発生する、磁力線１０３、乃至は磁力線１０６の影響によってずれてしまう。この問題を解決するために本実施例では、磁気センサ８〜１１の検知時に磁力線１０３、１０６が発生しないよう、磁力線１０３と１０６の発生源となる磁力線１０１と１０２、及び１０４、１０５の磁気経路にギャップを設け、磁力線１０１と１０２、及び１０４と１０５の発生を低減する構成とする。図７を用いて具体的な構成を述べる。

図８（ａ）〜（ｃ）は、本実施例におけるロータ３の正面図と断面図、及び展開図を示している。ロータ３はマグネット２とマグネット２の支持部材となるコア部材１３と回転軸となるシャフト１４から構成されている。

マグネット２は円周方向に８極で着磁されている。コア部材１３には８か所の溝形状１３ａが形成されており、マグネット２と組み合わせた時にマグネット２のＮ極とＳ極の境界位置と前記溝形状１３ａとが一致し、かつ溝形状１３ａの幅がＮ極とＳ極の境界位置の中心に対して均等になるよう固定される。マグネット２とコア部材１３が固定されたのち、コア部材１３にシャフト１４が圧入固定される。

このようなロータ３の構成において、図７（ｂ）の断面図に示すように、マグネット２のＮ極とＳ極の境界位置ではコア部材１３の溝形状１３ａによって、マグネット２とコア部材１３の間にギャップＧが形成される。ギャップＧの形成によって、図６（ａ）（ｂ）で図示された磁力線１０１と１０２、及び１０４と１０５の磁気回路の一部が遮断されるため、磁力線１０１、１０２、１０４、１０５は発生を抑制し、ひいては結合磁界で発生する磁力線１０３、１０６の発生を低減する。

このため、第１の磁気センサ１０、第２の磁気センサ１１、第３の磁気センサ８、第４の磁気センサ９が、マグネット２の磁極の切替わりを検知する際に、ヨークからの漏れ磁束が磁気センサの感度のある方向へ向くことが無くなるため、電気進角がずれてしまう現象を防ぐことが可能である。

図９（ａ）（ｂ）にてヨーク６、７とコア部材１３との側面図と断面図を用いて双方の形状関係を図示する。前述の磁力線１０１、１０２、１０５、１０６は、磁気センサ（８、９、１０、１１）の検知ずれの原因となるものの、モータトルク発生の磁界の一部となるため、磁気センサ（８、９、１０、１１）の磁極検知時以外の回転位相では、前記磁力線１０１、１０２、１０５、１０６が発生するように構成する。

図９（ｂ）の断面図で示すとおり、第１のヨーク６の磁極部６ａがマグネット２の磁極と正対した回転位相の時、磁極部６ａの幅Ｗｙとコア部材１３のマグネット２との接触幅Ｗｃを比較すると、Ｗｃ＞Ｗｙの関係が成立するよう構成する。前記の構成は図中の４箇所のヨーク磁極部６ａで共通であり、かつ不図示であるが、第２のヨーク７の磁極部７ａにおいても同様の構成である。前述のように構成することで、磁気センサ（８、９、１０、１１）の磁極検知時以外の回転位相では、前記磁力線１０１、１０２、１０５、１０６の磁気回路を阻害しないようにできるため、コア部材１３の溝形状１３ａの形成によってモータトルクの低減を防止できる。

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、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，７ａ 磁極部、
７ 第２のヨーク、８ 第３の磁気センサ、９ 第４の磁気センサ、
１０ 第１の磁気センサ、１１ 第２の磁気センサ、１２ モータカバー、
１３ コア部材、１３ａ コア部材 溝形状、１４ シャフト、
１５ 第１のベアリング、１６ 第２のベアリング

Claims (1)

1. 円筒形状に形成されるとともに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たマグネットと前記マグネットの内径部に配置されたコア部材とを備えた回転可能なロータと、前記マグネットの前記外周面に対向するように配置される第１の磁極部を備えた第１のヨークと、通電されることで前記第１の磁極部を励磁する第１のコイルと、前記第１の磁極部と電気角で略９０度ずれた位置で前記マグネットの前記外周面に対向するように配置される第２の磁極部を備えた第２のヨークと、通電されることで前記第２の磁極部を励磁する第２のコイルと、前記ロータの外周面側に位置し、ロータの磁束を検出してロータの回転位置を検出する磁気センサと、を有し、前記コア部材の外周部の周方向にマグネットの極の境界線を中心として略均等に溝部が設けられていることを特徴とするモータユニット。