モータ
【課題】簡易な構成にてトルクリップルの低減を図ることが可能なモータを提供する。
【解決手段】マグネットを有する各磁極が周方向に等ピッチに設けられたロータに対して、センサマグネット１７は、Ｎ極着磁部１７ｃがなす角度θｓ１をＳ極着磁部１７ｄがなす角度θｓ２よりも大きい角度に設定される。モータは、センサマグネット１７の回転動作により生成される回転検出信号に基づいて、ロータの磁極の切り替わりタイミングに対してずれた回転磁界を発生させる。
【解決手段】マグネットを有する各磁極が周方向に等ピッチに設けられたロータに対して、センサマグネット１７は、Ｎ極着磁部１７ｃがなす角度θｓ１をＳ極着磁部１７ｄがなす角度θｓ２よりも大きい角度に設定される。モータは、センサマグネット１７の回転動作により生成される回転検出信号に基づいて、ロータの磁極の切り替わりタイミングに対してずれた回転磁界を発生させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転検出センサを用いてステータに対する通電制御を行うモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータ等においては、例えば特許文献１に記載されているように、周方向に多極着磁されロータと一体回転するセンサマグネットと、該センサマグネットと対向配置される磁気センサ（例えば、ホール素子）とが備えられてロータの回転位置が検出され、ステータの巻線に対する通電制御が行われている。
【０００３】
また、同ブラシレスモータにおいては、ロータの回転時の振動やそれに伴う騒音に繋がるトルクリップル（トルク脈動）の改善が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９４５６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したトルクリップルは、該トルクリップルに含まれる各次成分を分散させることで低減されることが知られているが、そのようなトルクリップルを低減する構成を設けることでモータの構成が複雑化されてしまうという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、簡易な構成にてトルクリップルの低減を図ることが可能な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】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、巻装された巻線に通電されることで回転磁界を発生させるステータと、前記ステータに対向して配置され前記回転磁界に基づいて回転動作するロータと、前記ロータと一体回転可能に設けられた被検出部材を有し、前記被検出部材の回転動作により生成される回転検出信号を出力する回転検出手段とを備え、前記回転検出信号に基づいて前記ステータに対して前記回転磁界の発生のための通電制御が行われるモータであって、前記ロータは、マグネットを有する磁極がロータコアの周方向に等ピッチで設けられるものに対し、前記回転検出手段の被検出部材は、前記回転検出信号の生成のための複数の被検出部が周方向に不等ピッチで設けられ、前記ロータとともに回転する前記被検出部材の各被検出部に応じた前記回転検出信号に基づいて、前記ロータの前記磁極の切り替わりタイミングに対してずれた回転磁界を前記ステータに発生させるようにしたことをその要旨とする。
【０００８】
この発明では、マグネットを有する磁極が周方向に等ピッチで設けられるロータに対して、回転検出手段の被検出部材は、複数の被検出部が周方向に不等ピッチで設けられ、その被検出部材の回転動作により生成される回転検出信号に基づいてステータに回転磁界を発生させる。つまり、被検出部材の被検出部を不等ピッチとする構成によりロータの磁極の切り替わりタイミングに対してずれた回転検出信号が出力されることで、ステータの巻線への通電タイミングがロータの磁極の切り替わりタイミングに対してずれ、ステータとロータとの間に発生する磁気吸引力に不規則な部分が含まれる回転磁界が発生するようになる。結果、制御側で通電タイミングをずらすような演算が不要となって処理能力の高い制御手段を用いない簡易な構成であっても、トルクリップルに含まれる各次成分を分散でき、トルクリップルの低減を図ることが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記ステータの巻線は、複数相で構成され、前記回転検出手段は、前記巻線の各相に応じた回転検出信号を生成すべく複数の検出部が設けられ、前記各相の検出部のうち少なくとも一つは、各相に対応して配置される基準となる位置からずらして配置されたことをその要旨とする。
【００１０】
この発明では、ステータの巻線は複数相で構成され、回転検出手段にはその巻線の各相に応じた回転検出信号を生成すべく複数の検出部が設けられる。そして、各相の検出部のうち少なくとも一つは、各相に対応して配置される基準となる位置からずらして配置される。つまり、ステータの巻線への通電タイミングをずらした相で全体的にロータの磁極の切り替わりタイミングに対してずれ、ステータとロータとの間に発生する磁気吸引力に一層不規則な部分が含まれる回転磁界を発生させることができる。これにより、一層のトルクリップルの低減を図ることが可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータにおいて、前記被検出部材の被検出部は、周方向のなす角度が異なる第１被検出部及び第２被検出部を周方向に交互に配置して構成されたことをその要旨とする。
【００１２】
この発明では、被検出部材の被検出部は、周方向のなす角度が異なる第１被検出部及び第２被検出部を周方向に交互に配置して構成される。これにより、第１及び第２被検出部にてステータの巻線への通電タイミングの１周期分（電気角３６０°）の設定を容易に行うことができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータにおいて、前記ステータの巻線は、複数相で構成され、前記被検出部材の被検出部は、周方向のなす角度が異なる第１被検出部及び第２被検出部の組み合わせが少なくとも二組み設けられたことをその要旨とする。
【００１４】
この発明では、ステータの巻線は複数相で構成され、被検出部材の被検出部には周方向のなす角度が異なる第１被検出部及び第２被検出部の組み合わせが少なくとも二組み設けられる。これにより、少なくとも二組の第１及び第２被検出部にてステータの各相の巻線に対して少なくとも２つの異なる通電タイミングの１周期分（電気角３６０°）の設定を容易に行うことができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載のモータにおいて、前記回転検出手段の被検出部材は、前記第１被検出部としてＮ極着磁部及び前記第２被検出部としてＳ極着磁部を有し各着磁部が周方向に交互に配置された環状のセンサマグネットで構成されたことをその要旨とする。
【００１６】
この発明では、被検出部材は、第１被検出部をＮ極、第２被検出部をＳ極として着磁された各着磁部が周方向に交互に配置された環状のセンサマグネットで構成される。これにより、被検出部材を環状のセンサマグネットとして容易に構成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡易な構成にてトルクリップルの低減を図ることが可能なモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態におけるモータの概略構成図である。
【図２】同実施形態におけるロータ及びセンサマグネットの分解斜視図である。
【図３】センサマグネットの平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は電気角と各相センサの回転検出信号との関係を示す波形図である。
【図５】別例におけるセンサマグネットの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のモータＭは、インナロータ型のブラシレスモータであり、モータケース１の内部に、ステータ２及びロータ３を収容して構成されている。モータケース１は、有底円筒状のケース本体５と、該ケース本体５の開口部を閉塞する略円板状のカバープレート６とから構成されている。ケース本体５の内周面には、円環状のステータ２が固定され、該ステータ２のティース２ａには、ロータ３を回転させる回転磁界を発生させるための巻線磁極１０がインシュレータ（図示略）介して巻装されている。巻線磁極１０は、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相の三相からなり、それぞれ所定のティース２ａに巻装されている。
【００２０】
ステータ２の内側には、回転軸１１を備えるロータ３が配置されている。略円柱状に形成された回転軸１１の基端部は、前記ケース本体５の底部中央に設けられた軸受１２によって軸支される一方、該回転軸１１の先端側の部位は、前記カバープレート６の径方向の中央部に設けられた軸受１３によって軸支されている。また、回転軸１１の先端部は、カバープレート６の径方向の中央部を貫通してモータケース１の外部に突出している。
【００２１】
図１及び図２に示すように、回転軸１１には、その軸方向の中央部よりも基端部寄りの部位に、磁性体よりなる略円柱状のロータコア１４がステータ２と径方向に対向するように固定されている。ロータコア１４の径方向の中央部には、該ロータコア１４を軸方向に貫通する圧入孔１４ａが形成されている。そして、ロータコア１４は、この圧入孔１４ａに回転軸１１が圧入されることにより該回転軸１１に対して一体回転可能に固定されている。また、ロータコア１４には、軸方向に沿ってマグネット１５，１６が埋め込まれている。
【００２２】
回転軸１１の先端部分とロータコア１４との間となる位置には、環状に形成され周方向に複数の磁極を有するセンサマグネット１７が固定されている。センサマグネット１７は、その軸方向の厚さが一定の板状をなすとともに、その外径がロータコア１４の外径と等しく形成されている。センサマグネット１７とロータコア１４とは、軸方向において互いに離間した位置に固定されている。
【００２３】
前記カバープレート６の内側面６ａには、モータＭを制御するための回路素子（図示略）が搭載された回路基板２１が固定されている。回路基板２１は、センサマグネット１７におけるロータコア１４と反対側の軸方向の端面１７ａと軸方向に対向している。そして、この回路基板２１上には、センサマグネット１７の外周側部分と軸方向に対向可能な位置に磁気センサ２２が配置されている。磁気センサ２２は、例えばホールＩＣであり、前記巻線磁極１０の各相（Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相）に応じた回転検出信号を生成すべく、Ｕ相用のセンサ素子２２ｕ、Ｖ相用のセンサ素子２２ｖ及びＷ相用のセンサ素子２２ｗの３つのセンサ素子から構成されている（図３参照）。また、回路基板２１は、モータＭの外部に設けられる駆動制御回路（図示略）に電気的に接続されている。
【００２４】
図２に示すように、回転軸１１の先端側に固定されたセンサマグネット１７には、径方向の中央部に軸方向に円形状に貫通する固定孔１７ｂが形成されている。該固定孔１７ｂには、回転軸１１の先端側の部位が嵌挿される。これにより、センサマグネット１７は、マグネット１５，１６が埋め込まれたロータコア１４と一体回転可能に回転軸１１に対して固定されている。
【００２５】
ロータコア１４には、周方向に４５°の等角度間隔（等ピッチ）となる８箇所に、ロータコア１４を軸方向に貫通する断面長方形状の嵌合孔１４ｂが形成されている。各嵌合孔１４ｂには、その形状に沿って形成された略直方体形状のマグネット１５，１６が周方向に交互に埋め込まれて固定されている。マグネット１５は、径方向外側の側面１５ａ側がＮ極に着持されロータコア１４にＮ極１８を構成するとともに、マグネット１６は、径方向外側の側面１６ａ側がＳ極に着磁されロータコア１４にＳ極１９を構成している。従って、ロータコア１４は、対向する磁極を有する磁極１８，１９が周方向交互に等ピッチに配置されている。尚、各マグネット１５，１６の径方向内側の側面１５ｂ，１６ｂ側は、径方向外側の側面１５ａ，１６ａと逆の磁極となっている。
【００２６】
図３に示すように、本実施形態のセンサマグネット１７は、磁極境界線Ｌｓ１〜Ｌｓ３を径方向の直線として周方向（回転方向）にＮ極のＮ極着磁部１７ｃ及びＳ極のＳ極着磁部１７ｄが交互に配置された環状のマグネットとして構成されている。両着磁部１７ｃ，１７ｄは、径方向外側に向かってその周方向の幅が広がる扇形状をなし、ロータコア１４の各磁極１８，１９との周方向の並びが１対１の対応関係となるようにそれぞれ８個形成されている。また、前記回路基板２１上の各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗは、センサマグネット１７の両着磁部１７ｃ，１７ｄと軸方向に対向した位置において周方向に所定間隔で配置されている。そして、本実施形態のモータＭでは、ステータ２の巻線磁極１０に発生される回転磁界がロータコア１４の回転に伴って各磁極１８，１９が切り替わるタイミングに対してずれた回転磁界となるようにセンサマグネット１７及び各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗが構成されている。
【００２７】
具体的に、センサマグネット１７は、Ｎ極着磁部１７ｃの反時計回り方向側の磁極境界線Ｌｓ１と、時計回り方向側の磁極境界線Ｌｓ２とがなす角度θｓ１が、Ｓ極着磁部１７ｄの時計回り方向側の磁極境界線Ｌｓ３と、磁極境界線Ｌｓ２とがなす角度θｓ２よりも大きい角度に形成され、各着磁部１７ｃ，１７ｄが不等ピッチにて配置されている。尚、センサマグネット１７において、１個のＮ極着磁部１７ｃ及びＳ極着磁部１７ｄの各角度θｓ１，θｓ２を合計すると電気角３６０°（θｓ１＋θｓ２＝３６０°）となる。
【００２８】
また、各センサ素子２２ｖ，２２ｗは、各相に対応して配置される基準となる位置から周方向に所定角度ずらして配置されている。ここで、三相で構成された巻線磁極１０に対応してセンサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗを配置する位置としては、センサマグネット１７の回転に伴って電気角１２０°の位相差を有する回転検出信号が得られるように、任意のセンサ素子に対して他の２つのセンサ素子が周方向のなす角度（電気角）をそれぞれ１２０°又は２４０°のとした位置が基準となる。
【００２９】
これに対して本実施形態では、センサ素子２２ｖは、センサ素子２２ｕと周方向のなす角度が電気角１２０°（本実施形態では機械角３０°）となる位置から角度θｖの位相差を設けた位置（時計回り方向側に移動した位置）に配置されている。また、センサ素子２２ｗは、センサ素子２２ｕと周方向のなす角度が電気角２４０°（本実施形態では機械角６０°）となる位置から角度θｗの位相差を設けた位置（時計回り方向側に移動した位置）に配置されている。更に本実施形態では、センサ素子２２ｖのずらし角度θｖと、センサ素子２２ｗのずらし角度θｗとが異なる角度に設定されている（θｖ＜θｗ）。尚、各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗは、センサマグネット１７の径方向に対する距離が等しい位置に配置されている。
【００３０】
図４に、グラフの横軸を電気角（３６０°）とし、（ａ）〜（ｃ）の各グラフの縦軸をセンサ素子２２ｕ（センサＵ），センサ素子２２ｖ（センサＶ），センサ素子２２ｗ（センサＷ）から出力される回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗとした場合の各関係をグラフに示す。
【００３１】
各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗにて生成される回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗは、Ｎ極着磁部１７ｃを検出するとＨレベル、Ｓ極着磁部１７ｄを検出するとＬレベルとなる信号である。Ｎ極着磁部１７ｃ及びＳ極着磁部１７ｄの角度θｓ１，θｓ２（θｓ１＞θｓ２）が異なるセンサマグネット１７では、各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗから出力される回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗが、１周期分の電気角３６０°においてＨレベルとなる期間（図中のθｓ１）がＬレベルとなる期間（図中のθｓ２）に比べて長い期間となる。一方、ロータ３の磁界が変化する（磁極極１８，１９が切り替わる）タイミングは電気角１８０°間隔であり、基準位置に配置されるセンサ素子２２ｕにおいては、ロータ３の磁極がＮ極１８からＳ極１９に切り替わるタイミング（電気角１８０°の位置）に比べて、回転検出信号ＫｕがＨレベルからＬレベルに立ち下がるタイミングが角度θａの位相差だけ遅れることとなる。
【００３２】
次に、センサ素子２２ｖ，２２ｗは、各センサ素子２２ｖ，２２ｗがＶ相及びＷ相に対応して配置される基準となる位置から角度θｖ，θｗの位相差を設けた位置に配置されている。このような配置のセンサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗでは、センサマグネット１７の回転に伴ってセンサ素子２２ｖから出力される回転検出信号Ｋｖは全体的にずれることとなり、電気角１２０°に対して角度θｖの位相差だけ遅れて立ち上がることとなる。また、センサ素子２２ｗから出力される回転検出信号Ｋｗにおいても全体的にずれることとなり、電気角２４０°に対して角度θｗの位相差だけ遅れて立ち上がることとなる。この場合、θｖ＜θｗの関係から、回転検出信号Ｋｗの方がより遅く立ち上がる。
【００３３】
上記したモータＭでは、ステータ２の巻線磁極１０に電源が供給されると、該巻線磁極１０にて発生される回転磁界に基づいてロータ３が回転される。そして、ロータ３の回転に伴ってセンサマグネット１７も回転動作を行う。センサマグネット１７と軸方向に対向する各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗは、該センサマグネット１７の回転動作よって両着磁部１７ｃ，１７ｄが交互に変化する磁界を検出し、検出した磁界の変化に応じたパルス信号である回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗを前記駆動制御回路にそれぞれ出力する。駆動制御回路は、この回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗの立ち上がり及び立ち下がりエッジを通電タイミングとし各相の巻線磁極１０に対する電源の供給を行う。
【００３４】
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態のモータＭでは、センサマグネット１７のＮ極着磁部１７ｃがなす角度θｓ１は、Ｓ極着磁部１７ｄがなす角度θｓ２よりも大きい角度に設定されている。従って、各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗから出力される回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗ（図４参照）は、Ｈレベルとなる期間がＬレベルとなる期間に比べて長い期間となる。そして、モータＭは、各回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗの変化（エッジ）をステータ２に電源を供給する通電タイミングとして用いているため、ステータ２の巻線磁極１０への通電タイミングがロータ３の磁極のＮ極１８からＳ極１９への切り替わりタイミングに対して角度θａの位相差が生じる。
【００３５】
ここで、本実施形態のロータ３のように、マグネット１５を有する各磁極１８，１９がロータコア１４の周方向に等ピッチに設けられたロータ構成では、ロータ３の回転に伴うコギングトルクが各磁極１８，１９の切り替わりタイミングにおいて同一周期及び振幅で生じ得るような規則的な発生態様となる。これに対応し、処理能力の高いマイコン等の制御手段を用い、ステータ２とロータ３との間に発生する磁気吸引力に不規則な部分が含まれるような回転磁界を発生させる通電制御（演算）を行うようにすることで、トルクリップルに含まれる各次成分を分散させて低減することが考えられるが、そのような制御手段を設けることは高コスト化を招く。そのため、本実施形態のモータＭでは、ステータ２への通電タイミングを各磁極１８，１９の切り替わるタイミングに対して角度θａのずれが生じるようなセンサマグネット１７のＮ極着磁部１７ｃ及びＳ極着磁部１７ｄの角度設定としたことで、上記したようなステータ２とロータ３との間の磁気吸引力に不規則な部分が含まれる回転磁界を発生させることができる。
【００３６】
また、本実施形態の磁気センサ２２は、センサ素子２２ｖ，２２ｗが角度θｖ，θｗの位相差を設けた位置にずらして配置され、センサ素子２２ｖから出力される回転検出信号Ｋｖは、電気角１２０°に対して角度θｖの位相差だけ遅れて立ち上がり、センサ素子２２ｗから出力される回転検出信号Ｋｗは、電気角２４０°に対して角度θｗの位相差だけ遅れて立ち上がり、これらの相の信号全体がずれることとなる。これにより、上記した磁気吸引力に一層不規則な部分が含まれるような回転磁界を発生させることができる。
【００３７】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）本実施形態では、マグネット１５，１６を有する磁極１８，１９がロータコア１４の周方向に等ピッチで設けられたロータ３に対して、センサマグネット１７は、Ｎ極着磁部１７ｃがなす角度θｓ１をＳ極着磁部１７ｄがなす角度θｓ２よりも大きい角度に設定して各着磁部１７ｃ，１７ｄが周方向に不等ピッチで設けられている。そのセンサマグネット１７の回転動作により各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗから生成される回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗは、Ｈレベルとなる期間がＬレベルとなる期間に比べて長い期間となるため、ステータ２に対する通電制御において、その回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗの変化（エッジ）をステータ２への通電タイミングとして用いていることで、ステータ２の巻線磁極１０への通電タイミングがロータ３の磁極のＮ極１８からＳ極１９への切り替わりタイミングに対して角度θａの位相差が生じる。つまり、センサマグネット１７の各着磁部１７ｃ，１７ｄを不等ピッチとする構成によりロータ３の磁極１８，１９の切り替わりタイミングに対してずれた回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗが出力されることで、ステータ２の巻線磁極１０への通電タイミングがロータ３の磁極１８，１９の切り替わりタイミングに対してずれ、ステータ２とロータ３との間に発生する磁気吸引力に不規則な部分が含まれる回転磁界を発生させることができる。結果、制御側で通電タイミングをずらすような演算が不要となって処理能力の高い制御手段を用いない簡易な構成であっても、トルクリップルに含まれる各次成分を分散でき、トルクリップルの低減を図ることが可能となる。
【００３８】
（２）本実施形態のモータＭは、巻線磁極１０の各相（Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相）に応じた回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗを生成すべく三つのセンサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗが設けられるとともに、センサ素子２２ｖ，２２ｗがＶ相及びＷ相に対応して配置される基準となる位置から角度θｖ，θｗの位相差を設けた位置にずらして配置されている。つまり、ステータ２の巻線磁極１０への通電タイミングをずらした相（Ｖ相・Ｗ相）で全体的にロータ３の磁極１８，１９の切り替わりタイミングに対してずれ、ステータ２とロータ３との間に発生する磁気吸引力に一層不規則な部分が含まれる回転磁界を発生させることができる。これにより、一層のトルクリップルの低減を図ることが可能となる。
【００３９】
（３）センサマグネット１７は、周方向になす角度θｓ１，θｓ２が異なる各着磁部１７ｃ，１７ｄを周方向に交互に配置して構成されている。これにより、各着磁部１７ｃ，１７ｄにてステータ２の巻線磁極１０への通電タイミングの１周期分（電気角３６０°）の設定を容易に行うことができる。
【００４０】
（４）ロータ３の回転位置の検出に用いる被検出部材として、Ｎ極のＮ極着磁部１７ｃと、Ｓ極のＳ極着磁部１７ｄが周方向（回転方向）に交互に配置された環状のセンサマグネット１７が用いられて構成されている。これにより、被検出部材を、周方向に磁極を着磁させた環状のセンサマグネット１７として容易に構成することができる。
【００４１】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、センサマグネット１７の両着磁部１７ｃ，１７ｄは、径方向の直線を磁極境界線Ｌｓ１〜Ｌｓ３として構成されていたが、図５に示すように、磁極境界線Ｌｓ１〜Ｌｓ３を径方向の直線に対して所定の角度を以て傾斜させた直線としてもよい。この場合、センサマグネット１７は、両着磁部１７ｃ，１７ｄの回転軸１１の軸方向から見た面積が同一面積となるように構成される。これにより、センサマグネット１７の検出部分においての各着磁部１７ｃ，１７ｄの周方向長さが異なるようにしても、各着磁部１７ｃ，１７ｄの面積としては同一であるため、各着磁部１７ｃ，１７ｄの磁気量の均一化を図ることができる。つまり、各着磁部１７ｃ，１７ｄ間の磁極境界線Ｌｓ１〜Ｌｓ３がより適切となるため、各回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗに含まれる誤差を一層小さくすることができる。因みに、両着磁部１７ｃ，１７ｄは回転対称形状とし、両回転方向に対応可能としている。
【００４２】
また、同図５のセンサマグネット１７では、各磁極境界線Ｌｓ１〜Ｌｓ３が傾斜していることから、各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗの径方向の位置をずらすことでも、ステータ２への通電を開始する通電タイミングを変更することができる。
【００４３】
・上記実施形態では、センサマグネット１７は、周方向のなす角度θｓ１，θｓ２が異なる各着磁部１７ｃ，１７ｄを周方向に交互に配置して構成されていたが、これに限定されない。例えば、センサマグネット１７の両着磁部１７ｃ，１７ｄは、周方向のなす角度が異なる各着磁部１７ｃ，１７ｄの組み合わせが少なくとも二組み設けられた構成に変更してもよい。これにより、各着磁部１７ｃ，１７ｄにて各相の巻線磁極１０に対して少なくとも２つの異なる通電タイミングの１周期分（３６０°）の設定を容易に行うことができ、様々な通電タイミングを用いた一層のトルクリップルの低減が可能な制御を行うことができる。また、センサマグネット１７の各着磁部１７ｃ，１７ｄの周方向のなす角度がすべて異なる構成に変更してもよい。
【００４４】
・上記実施形態では、センサマグネット１７の各着磁部１７ｃ，１７ｄと磁気センサ２２の各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗの両方が不等ピッチにて配置された構成としたが、どちらか一方のみを不等ピッチとする構成に変更してもよい。また、複数のセンサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗのうち２つを基準位置からずらしたが、例えば１つをずらしてもよい。
【００４５】
・上記実施形態において、回転検出手段としてのセンサマグネット１７や磁気センサ２２（各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗ）の構成・設定等は一例であり、例えば、Ｎ極着磁部１７ｃがなす角度θｓ１をＳ極着磁部１７ｄがなす角度θｓ２よりも小さい角度に設定してもよい。
【００４６】
・上記実施形態において、巻線磁極１０の相数は一例であり、単相やその他複数相の構成に変更してもよい。また、センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗの数を巻線磁極１０の相数と異なる数で構成してもよい。
【００４７】
・上記実施形態では、ロータ３の回転位置の検出に用いる被検出部材としてセンサマグネット１７を用いたが、これに限定されない。例えば、突極（非着磁）を被検出部として周方向に複数有する磁性体等に変更してもよい。
【００４８】
・上記実施形態では、センサマグネット１７とロータ３との各磁極の角度及び磁極数は一例であり、適宜変更してもよい。また、センサマグネット１７とロータ３のとの各磁極の対応関係を１対１としたが、１対多（多対１）としてもよい。
【００４９】
・上記実施形態において、ロータ３は、ロータコア１４にマグネット１５，１６を埋め込む、所謂ＩＰＭ型に構成されたが、これに限定されず、例えばロータコア１４の外周面の表面にマグネット１５，１６を配置した、所謂ＳＰＭ型のロータ構成に変更してもよい。
【符号の説明】
【００５０】
２…ステータ、３…ロータ、１０…巻線磁極（巻線）、１４…ロータコア、１５，１６…マグネット、１７…センサマグネット（被検出部材、回転検出手段）、１７ｃ…Ｎ着磁部（第１被検出部、被検出部、回転検出手段）、１７ｄ…Ｓ着磁部（第２被検出部、被検出部、回転検出手段）、１８…Ｎ磁極（磁極）、１９…Ｓ磁極（磁極）、２２…磁気センサ（検出部、回転検出手段）、２２ｕ，２２ｖ，２２ｗ…センサ素子（検出部、回転検出手段）、Ｍ…モータ、Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗ…回転検出信号、θｓ１，θｓ２…角度。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転検出センサを用いてステータに対する通電制御を行うモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータ等においては、例えば特許文献１に記載されているように、周方向に多極着磁されロータと一体回転するセンサマグネットと、該センサマグネットと対向配置される磁気センサ（例えば、ホール素子）とが備えられてロータの回転位置が検出され、ステータの巻線に対する通電制御が行われている。
【０００３】
また、同ブラシレスモータにおいては、ロータの回転時の振動やそれに伴う騒音に繋がるトルクリップル（トルク脈動）の改善が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９４５６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したトルクリップルは、該トルクリップルに含まれる各次成分を分散させることで低減されることが知られているが、そのようなトルクリップルを低減する構成を設けることでモータの構成が複雑化されてしまうという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、簡易な構成にてトルクリップルの低減を図ることが可能な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】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、巻装された巻線に通電されることで回転磁界を発生させるステータと、前記ステータに対向して配置され前記回転磁界に基づいて回転動作するロータと、前記ロータと一体回転可能に設けられた被検出部材を有し、前記被検出部材の回転動作により生成される回転検出信号を出力する回転検出手段とを備え、前記回転検出信号に基づいて前記ステータに対して前記回転磁界の発生のための通電制御が行われるモータであって、前記ロータは、マグネットを有する磁極がロータコアの周方向に等ピッチで設けられるものに対し、前記回転検出手段の被検出部材は、前記回転検出信号の生成のための複数の被検出部が周方向に不等ピッチで設けられ、前記ロータとともに回転する前記被検出部材の各被検出部に応じた前記回転検出信号に基づいて、前記ロータの前記磁極の切り替わりタイミングに対してずれた回転磁界を前記ステータに発生させるようにしたことをその要旨とする。
【０００８】
この発明では、マグネットを有する磁極が周方向に等ピッチで設けられるロータに対して、回転検出手段の被検出部材は、複数の被検出部が周方向に不等ピッチで設けられ、その被検出部材の回転動作により生成される回転検出信号に基づいてステータに回転磁界を発生させる。つまり、被検出部材の被検出部を不等ピッチとする構成によりロータの磁極の切り替わりタイミングに対してずれた回転検出信号が出力されることで、ステータの巻線への通電タイミングがロータの磁極の切り替わりタイミングに対してずれ、ステータとロータとの間に発生する磁気吸引力に不規則な部分が含まれる回転磁界が発生するようになる。結果、制御側で通電タイミングをずらすような演算が不要となって処理能力の高い制御手段を用いない簡易な構成であっても、トルクリップルに含まれる各次成分を分散でき、トルクリップルの低減を図ることが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記ステータの巻線は、複数相で構成され、前記回転検出手段は、前記巻線の各相に応じた回転検出信号を生成すべく複数の検出部が設けられ、前記各相の検出部のうち少なくとも一つは、各相に対応して配置される基準となる位置からずらして配置されたことをその要旨とする。
【００１０】
この発明では、ステータの巻線は複数相で構成され、回転検出手段にはその巻線の各相に応じた回転検出信号を生成すべく複数の検出部が設けられる。そして、各相の検出部のうち少なくとも一つは、各相に対応して配置される基準となる位置からずらして配置される。つまり、ステータの巻線への通電タイミングをずらした相で全体的にロータの磁極の切り替わりタイミングに対してずれ、ステータとロータとの間に発生する磁気吸引力に一層不規則な部分が含まれる回転磁界を発生させることができる。これにより、一層のトルクリップルの低減を図ることが可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータにおいて、前記被検出部材の被検出部は、周方向のなす角度が異なる第１被検出部及び第２被検出部を周方向に交互に配置して構成されたことをその要旨とする。
【００１２】
この発明では、被検出部材の被検出部は、周方向のなす角度が異なる第１被検出部及び第２被検出部を周方向に交互に配置して構成される。これにより、第１及び第２被検出部にてステータの巻線への通電タイミングの１周期分（電気角３６０°）の設定を容易に行うことができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータにおいて、前記ステータの巻線は、複数相で構成され、前記被検出部材の被検出部は、周方向のなす角度が異なる第１被検出部及び第２被検出部の組み合わせが少なくとも二組み設けられたことをその要旨とする。
【００１４】
この発明では、ステータの巻線は複数相で構成され、被検出部材の被検出部には周方向のなす角度が異なる第１被検出部及び第２被検出部の組み合わせが少なくとも二組み設けられる。これにより、少なくとも二組の第１及び第２被検出部にてステータの各相の巻線に対して少なくとも２つの異なる通電タイミングの１周期分（電気角３６０°）の設定を容易に行うことができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載のモータにおいて、前記回転検出手段の被検出部材は、前記第１被検出部としてＮ極着磁部及び前記第２被検出部としてＳ極着磁部を有し各着磁部が周方向に交互に配置された環状のセンサマグネットで構成されたことをその要旨とする。
【００１６】
この発明では、被検出部材は、第１被検出部をＮ極、第２被検出部をＳ極として着磁された各着磁部が周方向に交互に配置された環状のセンサマグネットで構成される。これにより、被検出部材を環状のセンサマグネットとして容易に構成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡易な構成にてトルクリップルの低減を図ることが可能なモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態におけるモータの概略構成図である。
【図２】同実施形態におけるロータ及びセンサマグネットの分解斜視図である。
【図３】センサマグネットの平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は電気角と各相センサの回転検出信号との関係を示す波形図である。
【図５】別例におけるセンサマグネットの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のモータＭは、インナロータ型のブラシレスモータであり、モータケース１の内部に、ステータ２及びロータ３を収容して構成されている。モータケース１は、有底円筒状のケース本体５と、該ケース本体５の開口部を閉塞する略円板状のカバープレート６とから構成されている。ケース本体５の内周面には、円環状のステータ２が固定され、該ステータ２のティース２ａには、ロータ３を回転させる回転磁界を発生させるための巻線磁極１０がインシュレータ（図示略）介して巻装されている。巻線磁極１０は、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相の三相からなり、それぞれ所定のティース２ａに巻装されている。
【００２０】
ステータ２の内側には、回転軸１１を備えるロータ３が配置されている。略円柱状に形成された回転軸１１の基端部は、前記ケース本体５の底部中央に設けられた軸受１２によって軸支される一方、該回転軸１１の先端側の部位は、前記カバープレート６の径方向の中央部に設けられた軸受１３によって軸支されている。また、回転軸１１の先端部は、カバープレート６の径方向の中央部を貫通してモータケース１の外部に突出している。
【００２１】
図１及び図２に示すように、回転軸１１には、その軸方向の中央部よりも基端部寄りの部位に、磁性体よりなる略円柱状のロータコア１４がステータ２と径方向に対向するように固定されている。ロータコア１４の径方向の中央部には、該ロータコア１４を軸方向に貫通する圧入孔１４ａが形成されている。そして、ロータコア１４は、この圧入孔１４ａに回転軸１１が圧入されることにより該回転軸１１に対して一体回転可能に固定されている。また、ロータコア１４には、軸方向に沿ってマグネット１５，１６が埋め込まれている。
【００２２】
回転軸１１の先端部分とロータコア１４との間となる位置には、環状に形成され周方向に複数の磁極を有するセンサマグネット１７が固定されている。センサマグネット１７は、その軸方向の厚さが一定の板状をなすとともに、その外径がロータコア１４の外径と等しく形成されている。センサマグネット１７とロータコア１４とは、軸方向において互いに離間した位置に固定されている。
【００２３】
前記カバープレート６の内側面６ａには、モータＭを制御するための回路素子（図示略）が搭載された回路基板２１が固定されている。回路基板２１は、センサマグネット１７におけるロータコア１４と反対側の軸方向の端面１７ａと軸方向に対向している。そして、この回路基板２１上には、センサマグネット１７の外周側部分と軸方向に対向可能な位置に磁気センサ２２が配置されている。磁気センサ２２は、例えばホールＩＣであり、前記巻線磁極１０の各相（Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相）に応じた回転検出信号を生成すべく、Ｕ相用のセンサ素子２２ｕ、Ｖ相用のセンサ素子２２ｖ及びＷ相用のセンサ素子２２ｗの３つのセンサ素子から構成されている（図３参照）。また、回路基板２１は、モータＭの外部に設けられる駆動制御回路（図示略）に電気的に接続されている。
【００２４】
図２に示すように、回転軸１１の先端側に固定されたセンサマグネット１７には、径方向の中央部に軸方向に円形状に貫通する固定孔１７ｂが形成されている。該固定孔１７ｂには、回転軸１１の先端側の部位が嵌挿される。これにより、センサマグネット１７は、マグネット１５，１６が埋め込まれたロータコア１４と一体回転可能に回転軸１１に対して固定されている。
【００２５】
ロータコア１４には、周方向に４５°の等角度間隔（等ピッチ）となる８箇所に、ロータコア１４を軸方向に貫通する断面長方形状の嵌合孔１４ｂが形成されている。各嵌合孔１４ｂには、その形状に沿って形成された略直方体形状のマグネット１５，１６が周方向に交互に埋め込まれて固定されている。マグネット１５は、径方向外側の側面１５ａ側がＮ極に着持されロータコア１４にＮ極１８を構成するとともに、マグネット１６は、径方向外側の側面１６ａ側がＳ極に着磁されロータコア１４にＳ極１９を構成している。従って、ロータコア１４は、対向する磁極を有する磁極１８，１９が周方向交互に等ピッチに配置されている。尚、各マグネット１５，１６の径方向内側の側面１５ｂ，１６ｂ側は、径方向外側の側面１５ａ，１６ａと逆の磁極となっている。
【００２６】
図３に示すように、本実施形態のセンサマグネット１７は、磁極境界線Ｌｓ１〜Ｌｓ３を径方向の直線として周方向（回転方向）にＮ極のＮ極着磁部１７ｃ及びＳ極のＳ極着磁部１７ｄが交互に配置された環状のマグネットとして構成されている。両着磁部１７ｃ，１７ｄは、径方向外側に向かってその周方向の幅が広がる扇形状をなし、ロータコア１４の各磁極１８，１９との周方向の並びが１対１の対応関係となるようにそれぞれ８個形成されている。また、前記回路基板２１上の各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗは、センサマグネット１７の両着磁部１７ｃ，１７ｄと軸方向に対向した位置において周方向に所定間隔で配置されている。そして、本実施形態のモータＭでは、ステータ２の巻線磁極１０に発生される回転磁界がロータコア１４の回転に伴って各磁極１８，１９が切り替わるタイミングに対してずれた回転磁界となるようにセンサマグネット１７及び各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗが構成されている。
【００２７】
具体的に、センサマグネット１７は、Ｎ極着磁部１７ｃの反時計回り方向側の磁極境界線Ｌｓ１と、時計回り方向側の磁極境界線Ｌｓ２とがなす角度θｓ１が、Ｓ極着磁部１７ｄの時計回り方向側の磁極境界線Ｌｓ３と、磁極境界線Ｌｓ２とがなす角度θｓ２よりも大きい角度に形成され、各着磁部１７ｃ，１７ｄが不等ピッチにて配置されている。尚、センサマグネット１７において、１個のＮ極着磁部１７ｃ及びＳ極着磁部１７ｄの各角度θｓ１，θｓ２を合計すると電気角３６０°（θｓ１＋θｓ２＝３６０°）となる。
【００２８】
また、各センサ素子２２ｖ，２２ｗは、各相に対応して配置される基準となる位置から周方向に所定角度ずらして配置されている。ここで、三相で構成された巻線磁極１０に対応してセンサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗを配置する位置としては、センサマグネット１７の回転に伴って電気角１２０°の位相差を有する回転検出信号が得られるように、任意のセンサ素子に対して他の２つのセンサ素子が周方向のなす角度（電気角）をそれぞれ１２０°又は２４０°のとした位置が基準となる。
【００２９】
これに対して本実施形態では、センサ素子２２ｖは、センサ素子２２ｕと周方向のなす角度が電気角１２０°（本実施形態では機械角３０°）となる位置から角度θｖの位相差を設けた位置（時計回り方向側に移動した位置）に配置されている。また、センサ素子２２ｗは、センサ素子２２ｕと周方向のなす角度が電気角２４０°（本実施形態では機械角６０°）となる位置から角度θｗの位相差を設けた位置（時計回り方向側に移動した位置）に配置されている。更に本実施形態では、センサ素子２２ｖのずらし角度θｖと、センサ素子２２ｗのずらし角度θｗとが異なる角度に設定されている（θｖ＜θｗ）。尚、各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗは、センサマグネット１７の径方向に対する距離が等しい位置に配置されている。
【００３０】
図４に、グラフの横軸を電気角（３６０°）とし、（ａ）〜（ｃ）の各グラフの縦軸をセンサ素子２２ｕ（センサＵ），センサ素子２２ｖ（センサＶ），センサ素子２２ｗ（センサＷ）から出力される回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗとした場合の各関係をグラフに示す。
【００３１】
各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗにて生成される回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗは、Ｎ極着磁部１７ｃを検出するとＨレベル、Ｓ極着磁部１７ｄを検出するとＬレベルとなる信号である。Ｎ極着磁部１７ｃ及びＳ極着磁部１７ｄの角度θｓ１，θｓ２（θｓ１＞θｓ２）が異なるセンサマグネット１７では、各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗから出力される回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗが、１周期分の電気角３６０°においてＨレベルとなる期間（図中のθｓ１）がＬレベルとなる期間（図中のθｓ２）に比べて長い期間となる。一方、ロータ３の磁界が変化する（磁極極１８，１９が切り替わる）タイミングは電気角１８０°間隔であり、基準位置に配置されるセンサ素子２２ｕにおいては、ロータ３の磁極がＮ極１８からＳ極１９に切り替わるタイミング（電気角１８０°の位置）に比べて、回転検出信号ＫｕがＨレベルからＬレベルに立ち下がるタイミングが角度θａの位相差だけ遅れることとなる。
【００３２】
次に、センサ素子２２ｖ，２２ｗは、各センサ素子２２ｖ，２２ｗがＶ相及びＷ相に対応して配置される基準となる位置から角度θｖ，θｗの位相差を設けた位置に配置されている。このような配置のセンサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗでは、センサマグネット１７の回転に伴ってセンサ素子２２ｖから出力される回転検出信号Ｋｖは全体的にずれることとなり、電気角１２０°に対して角度θｖの位相差だけ遅れて立ち上がることとなる。また、センサ素子２２ｗから出力される回転検出信号Ｋｗにおいても全体的にずれることとなり、電気角２４０°に対して角度θｗの位相差だけ遅れて立ち上がることとなる。この場合、θｖ＜θｗの関係から、回転検出信号Ｋｗの方がより遅く立ち上がる。
【００３３】
上記したモータＭでは、ステータ２の巻線磁極１０に電源が供給されると、該巻線磁極１０にて発生される回転磁界に基づいてロータ３が回転される。そして、ロータ３の回転に伴ってセンサマグネット１７も回転動作を行う。センサマグネット１７と軸方向に対向する各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗは、該センサマグネット１７の回転動作よって両着磁部１７ｃ，１７ｄが交互に変化する磁界を検出し、検出した磁界の変化に応じたパルス信号である回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗを前記駆動制御回路にそれぞれ出力する。駆動制御回路は、この回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗの立ち上がり及び立ち下がりエッジを通電タイミングとし各相の巻線磁極１０に対する電源の供給を行う。
【００３４】
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態のモータＭでは、センサマグネット１７のＮ極着磁部１７ｃがなす角度θｓ１は、Ｓ極着磁部１７ｄがなす角度θｓ２よりも大きい角度に設定されている。従って、各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗから出力される回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗ（図４参照）は、Ｈレベルとなる期間がＬレベルとなる期間に比べて長い期間となる。そして、モータＭは、各回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗの変化（エッジ）をステータ２に電源を供給する通電タイミングとして用いているため、ステータ２の巻線磁極１０への通電タイミングがロータ３の磁極のＮ極１８からＳ極１９への切り替わりタイミングに対して角度θａの位相差が生じる。
【００３５】
ここで、本実施形態のロータ３のように、マグネット１５を有する各磁極１８，１９がロータコア１４の周方向に等ピッチに設けられたロータ構成では、ロータ３の回転に伴うコギングトルクが各磁極１８，１９の切り替わりタイミングにおいて同一周期及び振幅で生じ得るような規則的な発生態様となる。これに対応し、処理能力の高いマイコン等の制御手段を用い、ステータ２とロータ３との間に発生する磁気吸引力に不規則な部分が含まれるような回転磁界を発生させる通電制御（演算）を行うようにすることで、トルクリップルに含まれる各次成分を分散させて低減することが考えられるが、そのような制御手段を設けることは高コスト化を招く。そのため、本実施形態のモータＭでは、ステータ２への通電タイミングを各磁極１８，１９の切り替わるタイミングに対して角度θａのずれが生じるようなセンサマグネット１７のＮ極着磁部１７ｃ及びＳ極着磁部１７ｄの角度設定としたことで、上記したようなステータ２とロータ３との間の磁気吸引力に不規則な部分が含まれる回転磁界を発生させることができる。
【００３６】
また、本実施形態の磁気センサ２２は、センサ素子２２ｖ，２２ｗが角度θｖ，θｗの位相差を設けた位置にずらして配置され、センサ素子２２ｖから出力される回転検出信号Ｋｖは、電気角１２０°に対して角度θｖの位相差だけ遅れて立ち上がり、センサ素子２２ｗから出力される回転検出信号Ｋｗは、電気角２４０°に対して角度θｗの位相差だけ遅れて立ち上がり、これらの相の信号全体がずれることとなる。これにより、上記した磁気吸引力に一層不規則な部分が含まれるような回転磁界を発生させることができる。
【００３７】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）本実施形態では、マグネット１５，１６を有する磁極１８，１９がロータコア１４の周方向に等ピッチで設けられたロータ３に対して、センサマグネット１７は、Ｎ極着磁部１７ｃがなす角度θｓ１をＳ極着磁部１７ｄがなす角度θｓ２よりも大きい角度に設定して各着磁部１７ｃ，１７ｄが周方向に不等ピッチで設けられている。そのセンサマグネット１７の回転動作により各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗから生成される回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗは、Ｈレベルとなる期間がＬレベルとなる期間に比べて長い期間となるため、ステータ２に対する通電制御において、その回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗの変化（エッジ）をステータ２への通電タイミングとして用いていることで、ステータ２の巻線磁極１０への通電タイミングがロータ３の磁極のＮ極１８からＳ極１９への切り替わりタイミングに対して角度θａの位相差が生じる。つまり、センサマグネット１７の各着磁部１７ｃ，１７ｄを不等ピッチとする構成によりロータ３の磁極１８，１９の切り替わりタイミングに対してずれた回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗが出力されることで、ステータ２の巻線磁極１０への通電タイミングがロータ３の磁極１８，１９の切り替わりタイミングに対してずれ、ステータ２とロータ３との間に発生する磁気吸引力に不規則な部分が含まれる回転磁界を発生させることができる。結果、制御側で通電タイミングをずらすような演算が不要となって処理能力の高い制御手段を用いない簡易な構成であっても、トルクリップルに含まれる各次成分を分散でき、トルクリップルの低減を図ることが可能となる。
【００３８】
（２）本実施形態のモータＭは、巻線磁極１０の各相（Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相）に応じた回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗを生成すべく三つのセンサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗが設けられるとともに、センサ素子２２ｖ，２２ｗがＶ相及びＷ相に対応して配置される基準となる位置から角度θｖ，θｗの位相差を設けた位置にずらして配置されている。つまり、ステータ２の巻線磁極１０への通電タイミングをずらした相（Ｖ相・Ｗ相）で全体的にロータ３の磁極１８，１９の切り替わりタイミングに対してずれ、ステータ２とロータ３との間に発生する磁気吸引力に一層不規則な部分が含まれる回転磁界を発生させることができる。これにより、一層のトルクリップルの低減を図ることが可能となる。
【００３９】
（３）センサマグネット１７は、周方向になす角度θｓ１，θｓ２が異なる各着磁部１７ｃ，１７ｄを周方向に交互に配置して構成されている。これにより、各着磁部１７ｃ，１７ｄにてステータ２の巻線磁極１０への通電タイミングの１周期分（電気角３６０°）の設定を容易に行うことができる。
【００４０】
（４）ロータ３の回転位置の検出に用いる被検出部材として、Ｎ極のＮ極着磁部１７ｃと、Ｓ極のＳ極着磁部１７ｄが周方向（回転方向）に交互に配置された環状のセンサマグネット１７が用いられて構成されている。これにより、被検出部材を、周方向に磁極を着磁させた環状のセンサマグネット１７として容易に構成することができる。
【００４１】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、センサマグネット１７の両着磁部１７ｃ，１７ｄは、径方向の直線を磁極境界線Ｌｓ１〜Ｌｓ３として構成されていたが、図５に示すように、磁極境界線Ｌｓ１〜Ｌｓ３を径方向の直線に対して所定の角度を以て傾斜させた直線としてもよい。この場合、センサマグネット１７は、両着磁部１７ｃ，１７ｄの回転軸１１の軸方向から見た面積が同一面積となるように構成される。これにより、センサマグネット１７の検出部分においての各着磁部１７ｃ，１７ｄの周方向長さが異なるようにしても、各着磁部１７ｃ，１７ｄの面積としては同一であるため、各着磁部１７ｃ，１７ｄの磁気量の均一化を図ることができる。つまり、各着磁部１７ｃ，１７ｄ間の磁極境界線Ｌｓ１〜Ｌｓ３がより適切となるため、各回転検出信号Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗに含まれる誤差を一層小さくすることができる。因みに、両着磁部１７ｃ，１７ｄは回転対称形状とし、両回転方向に対応可能としている。
【００４２】
また、同図５のセンサマグネット１７では、各磁極境界線Ｌｓ１〜Ｌｓ３が傾斜していることから、各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗの径方向の位置をずらすことでも、ステータ２への通電を開始する通電タイミングを変更することができる。
【００４３】
・上記実施形態では、センサマグネット１７は、周方向のなす角度θｓ１，θｓ２が異なる各着磁部１７ｃ，１７ｄを周方向に交互に配置して構成されていたが、これに限定されない。例えば、センサマグネット１７の両着磁部１７ｃ，１７ｄは、周方向のなす角度が異なる各着磁部１７ｃ，１７ｄの組み合わせが少なくとも二組み設けられた構成に変更してもよい。これにより、各着磁部１７ｃ，１７ｄにて各相の巻線磁極１０に対して少なくとも２つの異なる通電タイミングの１周期分（３６０°）の設定を容易に行うことができ、様々な通電タイミングを用いた一層のトルクリップルの低減が可能な制御を行うことができる。また、センサマグネット１７の各着磁部１７ｃ，１７ｄの周方向のなす角度がすべて異なる構成に変更してもよい。
【００４４】
・上記実施形態では、センサマグネット１７の各着磁部１７ｃ，１７ｄと磁気センサ２２の各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗの両方が不等ピッチにて配置された構成としたが、どちらか一方のみを不等ピッチとする構成に変更してもよい。また、複数のセンサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗのうち２つを基準位置からずらしたが、例えば１つをずらしてもよい。
【００４５】
・上記実施形態において、回転検出手段としてのセンサマグネット１７や磁気センサ２２（各センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗ）の構成・設定等は一例であり、例えば、Ｎ極着磁部１７ｃがなす角度θｓ１をＳ極着磁部１７ｄがなす角度θｓ２よりも小さい角度に設定してもよい。
【００４６】
・上記実施形態において、巻線磁極１０の相数は一例であり、単相やその他複数相の構成に変更してもよい。また、センサ素子２２ｕ，２２ｖ，２２ｗの数を巻線磁極１０の相数と異なる数で構成してもよい。
【００４７】
・上記実施形態では、ロータ３の回転位置の検出に用いる被検出部材としてセンサマグネット１７を用いたが、これに限定されない。例えば、突極（非着磁）を被検出部として周方向に複数有する磁性体等に変更してもよい。
【００４８】
・上記実施形態では、センサマグネット１７とロータ３との各磁極の角度及び磁極数は一例であり、適宜変更してもよい。また、センサマグネット１７とロータ３のとの各磁極の対応関係を１対１としたが、１対多（多対１）としてもよい。
【００４９】
・上記実施形態において、ロータ３は、ロータコア１４にマグネット１５，１６を埋め込む、所謂ＩＰＭ型に構成されたが、これに限定されず、例えばロータコア１４の外周面の表面にマグネット１５，１６を配置した、所謂ＳＰＭ型のロータ構成に変更してもよい。
【符号の説明】
【００５０】
２…ステータ、３…ロータ、１０…巻線磁極（巻線）、１４…ロータコア、１５，１６…マグネット、１７…センサマグネット（被検出部材、回転検出手段）、１７ｃ…Ｎ着磁部（第１被検出部、被検出部、回転検出手段）、１７ｄ…Ｓ着磁部（第２被検出部、被検出部、回転検出手段）、１８…Ｎ磁極（磁極）、１９…Ｓ磁極（磁極）、２２…磁気センサ（検出部、回転検出手段）、２２ｕ，２２ｖ，２２ｗ…センサ素子（検出部、回転検出手段）、Ｍ…モータ、Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗ…回転検出信号、θｓ１，θｓ２…角度。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻装された巻線に通電されることで回転磁界を発生させるステータと、
前記ステータに対向して配置され前記回転磁界に基づいて回転動作するロータと、
前記ロータと一体回転可能に設けられた被検出部材を有し、前記被検出部材の回転動作により生成される回転検出信号を出力する回転検出手段とを備え、
前記回転検出信号に基づいて前記ステータに対して前記回転磁界の発生のための通電制御が行われるモータであって、
前記ロータは、マグネットを有する磁極がロータコアの周方向に等ピッチで設けられるものに対し、前記回転検出手段の被検出部材は、前記回転検出信号の生成のための複数の被検出部が周方向に不等ピッチで設けられ、
前記ロータとともに回転する前記被検出部材の各被検出部に応じた前記回転検出信号に基づいて、前記ロータの前記磁極の切り替わりタイミングに対してずれた回転磁界を前記ステータに発生させるようにしたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記ステータの巻線は、複数相で構成され、
前記回転検出手段は、前記巻線の各相に応じた回転検出信号を生成すべく複数の検出部が設けられ、
前記各相の検出部のうち少なくとも一つは、各相に対応して配置される基準となる位置からずらして配置されたことを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のモータにおいて、
前記被検出部材の被検出部は、周方向のなす角度が異なる第１被検出部及び第２被検出部を周方向に交互に配置して構成されたことを特徴とするモータ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のモータにおいて、
前記ステータの巻線は、複数相で構成され、
前記被検出部材の被検出部は、周方向のなす角度が異なる第１被検出部及び第２被検出部の組み合わせが少なくとも二組み設けられたことを特徴とするモータ。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のモータにおいて、
前記回転検出手段の被検出部材は、前記第１被検出部としてＮ極着磁部及び前記第２被検出部としてＳ極着磁部を有し各着磁部が周方向に交互に配置された環状のセンサマグネットで構成されたことを特徴とするモータ。
【請求項１】
巻装された巻線に通電されることで回転磁界を発生させるステータと、
前記ステータに対向して配置され前記回転磁界に基づいて回転動作するロータと、
前記ロータと一体回転可能に設けられた被検出部材を有し、前記被検出部材の回転動作により生成される回転検出信号を出力する回転検出手段とを備え、
前記回転検出信号に基づいて前記ステータに対して前記回転磁界の発生のための通電制御が行われるモータであって、
前記ロータは、マグネットを有する磁極がロータコアの周方向に等ピッチで設けられるものに対し、前記回転検出手段の被検出部材は、前記回転検出信号の生成のための複数の被検出部が周方向に不等ピッチで設けられ、
前記ロータとともに回転する前記被検出部材の各被検出部に応じた前記回転検出信号に基づいて、前記ロータの前記磁極の切り替わりタイミングに対してずれた回転磁界を前記ステータに発生させるようにしたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記ステータの巻線は、複数相で構成され、
前記回転検出手段は、前記巻線の各相に応じた回転検出信号を生成すべく複数の検出部が設けられ、
前記各相の検出部のうち少なくとも一つは、各相に対応して配置される基準となる位置からずらして配置されたことを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のモータにおいて、
前記被検出部材の被検出部は、周方向のなす角度が異なる第１被検出部及び第２被検出部を周方向に交互に配置して構成されたことを特徴とするモータ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のモータにおいて、
前記ステータの巻線は、複数相で構成され、
前記被検出部材の被検出部は、周方向のなす角度が異なる第１被検出部及び第２被検出部の組み合わせが少なくとも二組み設けられたことを特徴とするモータ。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のモータにおいて、
前記回転検出手段の被検出部材は、前記第１被検出部としてＮ極着磁部及び前記第２被検出部としてＳ極着磁部を有し各着磁部が周方向に交互に配置された環状のセンサマグネットで構成されたことを特徴とするモータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２０５３９９（Ｐ２０１２−２０５３９９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６７９２６（Ｐ２０１１−６７９２６）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００１０１３５２）アスモ株式会社 (1,622)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００１０１３５２）アスモ株式会社 (1,622)
【Ｆターム（参考）】
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