(57)【要約】【課題】ロータマグネットからの漏れ磁束を検出してロータの回転位置を検出する構成において、その検出精度を向上させる。【解決手段】ホール素子２１がロータマグネット４からの漏れ磁束を検出して漏れ磁束の強さに応じた信号を出力し、その出力信号に基づいてロータ２の回転位置を回転位置検出回路にて検出するブラシレスモータ１において、ロータ２の回転軸方向においてロータマグネット４とホール素子２１との間に、ホール素子２１に向けて延出したセンサピン２４が配置され、回転軸方向においてセンサピン２４とは異なる位置に配置された金属体がホール素子２１と隣り合う位置に配置されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に沿って配置された複数の磁石片の各々からの漏れ磁束を検出し該漏れ磁束の強さに応じた信号を出力する磁束検出素子を有し、該磁束検出素子からの出力信号に基づいて前記回転体の回転位置を検出する回転位置検出回路と、
前記回転体の前記磁石片と前記磁束検出素子との間に配置され、前記磁束検出素子に向けて延出した第１の磁性体と、
前記第１の磁性体とは異なる位置に配置され、かつ、前記磁束検出素子と隣り合う位置に配置された第２の磁性体と、を備えることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記第２の磁性体は、貫通穴が形成された金属体であり、
前記磁束検出素子の少なくとも一部は、前記貫通穴の内部に収容されており、
前記第１の磁性体は、前記貫通穴の開口に臨む位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記回転電機は、エンドプレートを有するモータであり、
前記金属体は、前記エンドプレートを成していることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記第１の磁性体を支持する樹脂製の支持体を備え、
前記金属体は、前記支持体中に埋め込まれていることを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【請求項５】
前記回転位置検出回路が実装された回路基板を備え、
前記第２の磁性体は、前記回路基板内に設けられた金属体であり、前記磁束検出素子の底面に当接していることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項６】
前記第２の磁性体は、前記回転位置検出回路中に組み込まれた金属体であり、前記磁束検出素子を取り囲む位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項７】
前記回転電機は、前記回転体としてのロータと、該ロータと対向する位置に配置されたステータと、該ステータに形成された複数のスロットと、該スロット間に巻回された巻線と、を備えたモータであり、
前記回転位置検出回路は、前記巻線に通電していない状態で前記ロータを回転させた際に前記磁束検出素子が検出する前記漏れ磁束の強さの最大値を記憶しており、前記巻線に通電して前記ロータを回転させた際に前記磁束検出素子が検出した前記漏れ磁束の強さに応じた前記信号、及び記憶した前記最大値に基づいて前記回転位置を検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に係り、特に、回転体に沿って配置された複数の磁石片の各々からの漏れ磁束を検出して回転体の回転位置を検出する回路を備えた回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ等の回転電機において、回転体であるロータに沿って配置された複数の磁石片の各々からの漏れ磁束を検出してロータの回転位置を検出する構成は既に周知である。また、近年、ロータの回転位置の検出精度を向上させる技術が開発されてきており、例えば、特許文献１には、ブラシレスモータにおいて漏れ磁束を検出するホール素子とロータマグネットの間に金属からなるピンが設けられた構成が記載されている。かかる構成によれば、ピンがロータマグネットからの漏れ磁束をホール素子まで誘導することにより、ホール素子が漏れ磁束を良好に検出するようになる結果、回転位置の検出精度が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９８８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、特許文献１のようにロータマグネットからの漏れ磁束をホール素子まで誘導する部材を設ける構成では、漏れ磁束をホール素子へより誘導し易くすることで回転位置の検出精度の更なる向上を図ることが求められている。
【０００５】
また、ロータマグネットからの漏れ磁束を検出する際、ステータに設けられたコイルに通電している期間では、ロータマグネットからの漏れ磁束にステータからの漏れ磁束が重畳し、これらの漏れ磁束を合成した合成磁束がホール素子に検出されてしまうことがある。かかる場合、ロータマグネットからの漏れ磁束に基づいてロータの回転位置を検出しようとしても、ステータからの漏れ磁束の影響により検出結果が本来の位置からずれてしまい、これに起因してロータの回転位置に対する検出精度が低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転体に沿って配置された複数の磁石片からの漏れ磁束を検出して回転体の回転位置を検出する際の検出精度を向上させることが可能な回転電機を提供することである。
また、本発明の他の目的は、ロータマグネットからの漏れ磁束にステータからの漏れ磁束が重畳した場合であっても適切に回転体の回転位置を検出することが可能な回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題は、本発明の回転電機によれば、回転体に沿って配置された複数の磁石片の各々からの漏れ磁束を検出し該漏れ磁束の強さに応じた信号を出力する磁束検出素子を有し、該磁束検出素子からの出力信号に基づいて前記回転体の回転位置を検出する回転位置検出回路と、前記回転体の前記磁石片と前記磁束検出素子との間に配置され、前記磁束検出素子に向けて延出した第１の磁性体と、前記第１の磁性体とは異なる位置に配置され、かつ、前記磁束検出素子と隣り合う位置に配置された第２の磁性体と、を備えることにより解決される。
上記の回転電機では、磁石片からの漏れ磁束が第１の磁性体内を通過した後に向かう方向を第２の磁性体により規制され、具体的には、第２の磁性体に向かうように規制される。そして、かかる第２の磁性体が磁束検出素子と隣り合う位置に配置されることで、第２の磁性体に向かう漏れ磁束が磁束検出素子を通過するようになり、磁束検出素子が漏れ磁束を検出し易くなる。この結果、磁束検出素子による漏れ磁束の検出能力が高まり、以て、回転体の回転位置に対する検出精度を向上させることが可能となる。
【０００８】
また、上記の回転電機において、前記第２の磁性体は、貫通穴が形成された金属体であり、前記磁束検出素子の少なくとも一部は、前記貫通穴の内部に収容されており、前記第１の磁性体は、前記貫通穴の開口に臨む位置に配置されていることとしてもよい。
以上の構成であれば、第２の磁性体としての金属体に形成された貫通穴内に磁束検出素子の少なくとも一部が収容されているので、漏れ磁束をより磁束検出素子内に導き易くなる。この結果、回転体の回転位置に対する検出精度をより向上させることが可能となる。
【０００９】
また、上記の回転電機において、前記回転電機は、エンドプレートを有するモータであり、前記金属体は、前記エンドプレートを成していることとしてもよい。
以上の構成であれば、エンドプレートを第２の磁性体として利用することができるため、部品点数の増加を抑えることが可能となる。
【００１０】
また、上記の回転電機において、前記第１の磁性体を支持する樹脂製の支持体を備え、前記金属体は、前記支持体中に埋め込まれていることとしてもよい。
以上の構成であれば、第２の磁性体としての金属体が支持体中に埋め込まれているので、当該金属体の設置に伴う回転電機の大型化を抑制することが可能となる。
【００１１】
また、上記の回転電機において、前記回転位置検出回路が実装された回路基板を備え、前記第２の磁性体は、前記回路基板内に設けられた金属体であり、前記磁束検出素子の底面に当接していることとしてもよい。
以上の構成であれば、回路基板を利用して第２の磁性体を設けることが可能となるので、回転機器の大型化を抑制することが可能となる。また、磁束検出素子の底面に第２の磁性体が当接しているので、漏れ磁束をより一層磁束検出素子内に導き易くなり、回転体の回転位置に対する検出精度をより一層向上させることが可能となる。
【００１２】
また、上記の回転電機において、前記第２の磁性体は、前記回転位置検出回路中に組み込まれた金属体であり、前記磁束検出素子を取り囲む位置に配置されていることとしてもよい。
以上の構成であれば、回転位置検出回路中に組み込まれた金属体を第２の磁性体として利用することで、第２の磁性体の配置スペースの省スペース化を図ることが可能となる。
【００１３】
また、上記の回転電機において、前記回転電機は、前記回転体としてのロータと、該ロータと対向する位置に配置されたステータと、該ステータに形成された複数のスロットと、該スロット間に巻回された巻線と、を備えたモータであり、前記回転位置検出回路は、前記巻線に通電していない状態で前記ロータを回転させた際に前記磁束検出素子が検出する前記漏れ磁束の強さの最大値を記憶しており、前記巻線に通電して前記ロータを回転させた際に前記磁束検出素子が検出した前記漏れ磁束の強さに応じた前記信号、及び記憶した前記最大値に基づいて前記回転位置を検出することとしてもよい。
以上の構成では、巻線に通電していない状態でロータを回転させた際に磁束検出素子が検出する漏れ磁束の強さの最大値を基準値とし、かかる基準値と、巻線に通電してロータを回転させた際に磁束検出素子が検出した漏れ磁束の強さと、に基づいてロータの回転位置を検出する。つまり、巻線に通電していない状態でロータを回転させた際に磁束検出素子が検出する漏れ磁束の強さを基準値とすれば、例えロータ側からの漏れ磁束にステータ側からの漏れ磁束が重畳した合成磁束を検出した場合であっても、当該合成磁束が上記基準値と一致する時点でロータの回転位置を検出することで、ロータ側からの漏れ磁束に基づいて回転位置を検出するときと同様の結果が得られるようになる。これにより、ロータに取り付けられた磁石片からの漏れ磁束にステータからの漏れ磁束が重畳した場合であっても、ロータの回転位置を精度よく検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の回転電機によれば、磁石片からの漏れ磁束が第１の磁性体内を通過した後に向かう方向を第２の磁性体に向かうように規制され、かかる第２の磁性体を磁束検出素子と隣り合う位置に配置することで、磁束検出素子が漏れ磁束を検出し易くなる。この結果、磁束検出素子による漏れ磁束の検出能力が高まり、以て、回転体の回転位置に対する検出精度を向上させることが可能となる。
また、本発明の回転電機によれば、巻線に通電していない状態でロータを回転させた際に磁束検出素子が検出する漏れ磁束の強さの最大値を基準値とし、かかる基準値と、巻線に通電してロータを回転させた際に磁束検出素子が検出した漏れ磁束の強さと、に基づいてロータの回転位置を検出する。この結果、ロータに取り付けられた磁石片からの漏れ磁束にステータからの漏れ磁束が重畳した場合であっても、ロータの回転位置を精度よく検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】回転電機の一部断面を含む側面図である。
【図２】回転電機の一部断面を含む平面図である。
【図３】従来の回転位置検出機構の構成を示す模式図である。
【図４】第１の磁性体及びその周辺を回転軸方向一端側から見たときの図である。
【図５】回転位置検出機構の第１構成例を示す模式図である。
【図６】回転位置検出機構の構成部品間の位置関係と漏れ磁束の強さとの相関を示す図である。
【図７】回転位置検出機構の第２構成例を示す模式図である。
【図８】回転位置検出機構の第３構成例を示す模式図である。
【図９】回転位置検出機構の第４構成例を示す模式図である。
【図１０】回転位置検出機構の第５構成例を示す模式図である。
【図１１】ロータ側からの漏れ磁束にステータ側からの漏れ磁束が重畳する場合においてロータの回転位置を検出する方法についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態（以下、本実施形態）に係る回転電機について図面を参照しながら説明する。
先ず、図１及び図２を参照しながら、本実施形態に係る回転電機の基本構成について説明する。図１は、本実施形態に係る回転電機の側面図、図２は、本実施形態に係る回転電機の平面図である。なお、図１及び図２は、いずれも、一部分（図中の右半分）に断面図を含んでおり、また、説明を分かり易くするために幾分簡略化して描かれている。
【００１７】
本実施形態に係る回転電機は、ブラシレスモータ、より詳しくはアウタロータ型のモータである。本実施形態のブラシレスモータ（以下、本モータ）１は、図１に示すように、ロータ２及びステータ６を含むモータ本体１０と、ロータ２の回転位置を検出する回転位置検出機構２０とを有する。そして、本モータ１では、ロータ２の回転位置を検出した時点でステータ６に形成された三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）コイルのうち、対応するコイルに通電する。
【００１８】
モータ本体１０の構成については、公知のアウタロータ型のブラシレスモータと略同様の構成となっており、回転体としてのロータ２が回転自在になっており、ロータ２の径方向においてロータ２と対向する位置にステータ６が配置されている。図１及び２を参照しながら説明すると、ロータ２は、有底筒状のヨーク３と、ヨーク３の内側面に沿って配置された複数のロータマグネット４と、ロータ２の径方向中央において回転自在に配置された回転軸５とによって構成されている。ここで、ヨーク３の内側面に沿って配置された複数のロータマグネット４は、磁極を構成する磁石片に相当し、ロータ２の回転方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に並び、かつ、等間隔で配置されている。
【００１９】
なお、ロータ２の極数は、Ｐ（Ｐは自然数）となっており、図２に図示の構成ではＰ＝６となっている。また、本実施形態において、各ロータマグネット４は、円弧形状をなし、ヨーク３の内側面に貼り付けられている。ただし、これに限定されるものではなく、ヨーク３の側壁中に各ロータマグネット４が埋め込まれていることとしてもよい。
【００２０】
ステータ６は、ロータ２の径方向においてロータマグネット４よりも内側に位置し、ロータ２と同心円状に配置されている。ステータ６の構成要素である固定子鉄心７は、ロータ２の径方向外側に向かって略Ｔ字状に突出したティース７ａと、ティース７ａ間に形成されたスロット７ｂとを複数備え、各スロット７ｂには巻線Ｍが巻回されている。これにより、ステータ６には三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）コイルを有するコアが構成されている。なお、本実施形態では、スロット７ｂの個数をＳ（Ｓは自然数）とすると、Ｓが極数Ｐの１．５倍となっており、図２に図示の構成ではＳ＝９となっている。
【００２１】
そして、ステータ６は、ヨーク３の開口を塞ぐ位置に配置されたエンドプレート８に対して回転不能に固定されている。エンドプレート８は、金属体からなる円板状の部材により構成されている。なお、本実施形態に係るエンドプレート８には貫通穴８ａが形成されている。この貫通穴８ａは、ロータ２の径方向においてロータ２（より具体的には、ロータマグネット４の内側表面）とステータ６との間に穿設され、その開口に後述のセンサピン２４の長手方向一端部が臨んでいる。
【００２２】
次に、回転位置検出機構２０の概略構成について説明すると、回転位置検出機構２０は、磁束検出素子としてのホール素子２１と、ホール素子２１を含む回転位置検出回路が実装された回路基板２２と、を主要な構成部品として備えている。そして、上記のホール素子２１は、ロータ２の回転中、ロータマグネット４の各々からの漏れ磁束を検出し、その漏れ磁束の強さ（具体的には、磁束密度）に応じた信号を出力する。回転位置検出回路は、ホール素子２１からの出力信号に基づいてロータ２の回転位置を検出する。
【００２３】
本モータ１では、図１に示すように、ホール素子２１が回転軸５の軸方向（すなわち、回転軸方向）においてエンドプレート８を挟んでモータ本体１０とは反対側に配置されている。このような位置関係の下でロータマグネット４からの漏れ磁束をホール素子２１に導く目的から、本モータ１では、回転軸５の軸方向においてロータマグネット４とホール素子２１との間にセンサピン２４が配置されている。このセンサピン２４は、本発明における第１の磁性体に相当し、ホール素子２１に向けて回転軸５の軸方向に沿って延出した略直方体状の金属体である。そして、センサピン２４は、その長手方向においてホール素子２１側に位置する端部がエンドプレート８に形成された貫通穴８ａの開口に臨む位置に配置されるように、樹脂材料からなる固定部材（不図示）にてエンドプレート８に固定されている。
【００２４】
以上のようなセンサピン２４を設けることにより、ロータマグネット４からの漏れ磁束をホール素子２１に導くことが可能となる。一方、センサピン２４を用いる構成において、ロータマグネット４からの漏れ磁束がセンサピン２４を経由した後にホール素子２１まで適切に導かれない場合がある。例えば、図３に示すように、センサピン２４がエンドプレート８の貫通穴８ａを通り抜けてホール素子２１の直近位置まで延出している構成では、センサピン２４を経由した漏れ磁束の一部がホール素子２１ではなくエンドプレート８へ流れてしまうことがある。図３は、従来の回転位置検出機構の構成を示す模式図であり、具体的には、従来例におけるセンサピン２４周りの機器配置を示した図である。なお、同図では漏れ磁束の流れを破線にて示している。
【００２５】
以上のようにロータマグネット４からの漏れ磁束がホール素子２１へ適切に導かれなくなると、ロータ２の回転位置に対する検出精度が低下し、この結果、コイルに通電するタイミングがずれ、更に当該タイミングのずれに起因して振動音が生じてしまうことになる。
【００２６】
以上の課題に対しては、エンドプレート８のうち、センサピン２４周りに位置する部分をセンサピン２４から極力遠ざけて当該部分への漏れ磁束の流れ込みを抑制するために、図４に示すように貫通穴８ａの径を大きくすることが考えられる。ただし、かかる構成では、穴の径が大きくなる分、エンドプレート８の強度の低下を招いてしまう。なお、図４は、センサピン２４及びその周辺を回転軸５の軸方向一端側から見たときの図である。
【００２７】
また、他の対策としては、漏れ磁束の量を確保する観点から回転軸５の軸方向におけるロータマグネット４の長さ（以下、磁石長）をより長くし、例えば、磁石長を上記軸方向におけるコアの長さ（以下、コア長）よりも長く設定することが考えられる。ただし、磁石長をコア長よりも長く設定すると、その分マグネットの使用量が多くなるため、モータ製造コストがより高くなってしまう。
【００２８】
これに対して、本実施形態に係る回転位置検出機構２０では、エンドプレート８の強度低下や製造コストの上昇を抑えつつ、ロータマグネット４からの漏れ磁束をセンサピン２４からホール素子２１へ適切に誘導することが可能な構成を採用している。
以下、本実施形態に係る回転位置検出機構２０の構成について、図５及び６を参照しながら詳細に説明する。図５は、本実施形態に係る回転位置検出機構２０の構成例を示す模式図であり、図３に対応する図である。図６は、回転位置検出機構２０の構成部品間の位置関係と漏れ磁束の強さとの相関を示すグラフである。
【００２９】
より具体的に説明すると、図６中、上側に図示したグラフは、ホール素子２１とその周囲に位置する金属体（図６ではエンドプレート８）との位置関係を変化させることによりホール素子２１の検出精度が変化する際の傾向を示しており、横軸は、金属片の底面位置を基準としたときのホール素子２１（厳密には、ホール素子２１の底面）の位置を示し、縦軸は、各位置に配置されたときにホール素子２１に検出される漏れ磁束の磁束密度、厳密には、エンドプレート８に比較的大径の貫通穴８ａを設けた際の漏れ磁束を基準としたときの比（磁束密度比）を示している。一方、図６中の下側には、同図に図示のグラフ中、プロットＡ〜Ｅに対応する時点のセンサピン２４、ホール素子２１及び金属体の位置関係を模式的に示している。
【００３０】
本実施形態では、図５に示すように、回転軸５の軸方向においてセンサピン２４がエンドプレート８に形成された貫通穴８ａよりもコア側に配置されている。つまり、本実施形態に係るセンサピン２４は、図３に示した従来例とは異なり、上記の貫通穴８ａを通り抜けていない。一方、本実施形態では、図５に示すように、ホール素子２１の一部がエンドプレート８に形成された貫通穴８ａ内に収容されている。つまり、本実施形態に係るホール素子２１は、その外側面の一部が回転軸５の軸方向においてエンドプレート８とラップし、具体的には、貫通穴８ａの外縁部分と隣り合っている。
【００３１】
ここで、エンドプレート８は、前述したように、金属体であり、本発明の第２の磁性体として機能する。すなわち、本実施形態において、エンドプレート８を成す金属体は、回転軸５の軸方向においてセンサピン２４とは異なる位置に配置され、かつ、ホール素子２１と隣り合う位置に配置されている。このような配置により、ロータマグネット４からの漏れ磁束は、センサピン２４を経由した後にエンドプレート８に流れ込むことなく、ホール素子２１へ適切に誘導されるようになる。
【００３２】
上述した効果に関して図６を参照しながら説明すると、ホール素子２１とセンサピン２４との間隔を保持しながらホール素子２１を金属体であるエンドプレート８に対して回転軸５の軸方向に移動させた際、当該移動範囲の所定区間において、ホール素子２１がエンドプレート８とラップするようになる。このようにホール素子２１がエンドプレート８とラップする区間では、図６に示すように、ホール素子２１に検出される漏れ磁束の磁束密度が比較的に高くなる。これは、回転軸５の軸方向においてホール素子２１がエンドプレート８とラップする位置に配置されていると、ロータマグネット４からの漏れ磁束がセンサピン２４を通過した後に向かう方向を金属体としてのエンドプレート８に向かうように規制され、エンドプレート８に向かう漏れ磁束がホール素子２１を通過するためである。
【００３３】
以上により、ホール素子２１が漏れ磁束を検出し易くなる結果、ホール素子２１による漏れ磁束の検出能力が高まり、以て、ロータ２の回転位置を検出する際の精度を向上させることが可能となる。
また、回転軸５の軸方向においてホール素子２１、センサピン２４及びエンドプレート８の位置関係を調整することで漏れ磁束の検出精度が向上するので、従来例のように、エンドプレート８に比較的大径の貫通穴８ａを設けてセンサピン２４からエンドプレート８を極力遠ざける必要がなく、貫通穴８ａの径を最小化することが可能となる。例えば、３．０ｍｍ×１．２ｍｍの断面形状となったセンサピン２４を用いた場合には外径が約５．０ｍｍの貫通穴８ａを設ければよいことになる。この結果、貫通穴８ａの穿設に伴うエンドプレート８の強度の低下を抑えることが可能となる。
【００３４】
なお、図６に示すように、回転軸５の軸方向におけるホール素子２１とエンドプレート８とのラップ量がホール素子２１の厚みの１／３になった時点（図６中、プロットＤの時点）での、ホール素子２１に検出される漏れ磁束の強さは、従来例でエンドプレート８に比較的大径の貫通穴８ａを設けた際の強さに匹敵する。したがって、回転軸５の軸方向におけるホール素子２１の位置については、上記のラップ量がホール素子２１の厚みの１／３以上となるような位置に設定した方が望ましい。
【００３５】
さらに、本実施形態では、漏れ磁束の検出精度を向上させる上で磁石長をコア長よりも長くする必要がなく、磁石長を比較的短く設定したとしてもホール素子２１に導かれる漏れ磁束の量が十分に確保される。この結果、マグネットの使用量を減らしてモータ製造コストを抑えることが可能となる。
【００３６】
さらにまた、本実施形態では、センサピン２４がエンドプレート８の貫通穴８ａの開口に臨む位置に配置され、同貫通穴８ａ内にホール素子２１の少なくとも一部が収容されている。これにより、ロータマグネット４からの漏れ磁束をよりホール素子２１内に導き易くなり、ロータ２の回転位置の検出精度をより向上させることが可能となる。
以上のように本モータ１ではロータ２の回転位置の検出精度が向上する結果、ステータ６のコイルに通電するタイミングのずれ、並びに当該ずれに起因する振動音の発生を抑制することが可能となる。
【００３７】
ところで、以上までに説明した回転位置検出機構２０の構成（以下、第１構成例）では、エンドプレート８を成す金属体が第２の磁性体を構成することとした。このように第１構成例では、エンドプレート８を第２の磁性体として利用することで部品点数の増加を抑えることが可能となる。ただし、第１構成例に限定されるものではなく、図７に示すように、回路基板２２上に設置された金属体、例えば、回路保護ケース２３が第２の磁性体を成す構成（以下、第２構成例）であってもよい。図７は、第２構成例に係る回転位置検出機構１２０を示す模式図であり、図５に対応する図である。
【００３８】
そして、図７に図示した回転位置検出機構１２０では、回路保護ケース２３に貫通穴２３ａが形成され、かかる貫通穴２３ａ内にホール素子２１全体が収容されており、センサピン２４が同貫通穴２３ａの開口に臨む位置に配置されている。このような位置関係により、第２構成例においても、第１構成例と同様の効果、すなわち、ロータ２の回転位置の検出精度を向上させることが可能となる。
【００３９】
また、第１構成例及び第２構成例では、ホール素子２１を取り囲む部材としてのエンドプレート８や回路保護ケース２３が金属体からなることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、エンドプレート１２８の大部分が樹脂材料からなる構成（以下、第３構成例）であってもよい。図８は、第３構成例に係る回転位置検出機構２２０を示す模式図であり、図５に対応する図である。
【００４０】
第３構成例において、樹脂製のエンドプレート１２８の一部は、隆起しており、かかる隆起部分にセンサピン２４が保持されている。すなわち、第３構成例に係るエンドプレート１２８は、センサピン２４を支持する樹脂製の支持体として機能する。また、上記の隆起部分の裏側（回路基板２２と対向する側）には窪みが形成されている。この窪み内には、図８に示すようにホール素子２１が収容されている。
一方、第３構成例に係るエンドプレート１２８は、上記の窪み部を取り囲む部分に埋め込まれた環状の金属体３１を備えている。換言すると、第３構成例に係るエンドプレート１２８は、インサート成形品であり、金型内に環状の金属体３１をセットしておいた状態で樹脂材料を投入することで製造される。そして、第３構成例において環状の金属体３１が第２の磁性体を成し、当該金属体３１の中央位置には貫通穴３１ａが形成されている。
【００４１】
また、第３構成例では、貫通穴３１ａ内にホール素子２１の一部が収容されており、回転軸５の軸方向において環状の金属体３１とラップしている。これにより、第３構成例においても、ロータマグネット４からの漏れ磁束をセンサピン２４からホール素子２１へ適切に導き、以て、ロータ２の回転位置に対する検出精度を向上させることが可能となる。
なお、図８に示すように、環状の金属体３１とホール素子２１との間のスペースや、センサピン２４とホール素子２１との間のスペースに、エンドプレート１２８を構成する樹脂材料の一部が廻り込んで樹脂層が形成されていることとしてもよい。
【００４２】
以上のように第３構成例では、第２の磁性体を成す環状の金属体３１が樹脂製のエンドプレート１２８中に埋め込まれているため、当該金属体３１の設置スペースを別途に確保する必要がなく、以て、モータサイズの大型化を抑制することが可能となる。なお、第３構成例では、図８に示すように、環状の金属体３１がエンドプレート１２８の表面（モータ本体１０側の面）に現れるように埋め込まれているが、図９に示すように、環状の金属体３１が露出しないようにエンドプレート１２８内に完全に埋め込まれる構成（以下、第４構成例）であってもよい。かかる点において第４構成例は第３構成例と相違するものの、それ以外の点において両構成例は共通する。なお、図９は、第４構成例に係る回転位置検出機構３２０を示す模式図であり、図８に対応する図である。
【００４３】
また、第１構成例〜第４構成例では、回転軸５の軸方向においてホール素子２１が第２の磁性体を成す部材（エンドプレート８、回路保護ケース２３及び環状の金属体３１）とラップする位置に配置されていることとした。ただし、これに限定されるものではなく、図１０に示すように、第２の磁性体を成す金属体３２がホール素子２１の底面に当接している構成（以下、第５構成例）であってもよい。図１０は、第５構成例に係る回転位置検出機構４２０を示す模式図であり、図５に対応する図である。
【００４４】
第５構成例において、第２の磁性体を成す金属体３２は、回路基板２２内に設けられており、前述したように、ホール素子２１の底面に当接している。すなわち、第５構成例では、回転軸５の軸方向においてホール素子２１が金属体３２と直列に並んだ状態で配置されている。このように第５構成例では、回路基板２２を利用して第２の磁性体を設けることが可能となるので、モータサイズの大型化を抑制することが可能となる。また、ホール素子２１の底面に第２の磁性体が当接しているので、ロータマグネット４からの漏れ磁束をより一層ホール素子２１内に導き易くなる結果、ロータ２の回転位置に対する検出精度をより一層向上させることが可能となる。なお、第５構成例のうち、上記の点を除く構成については、第３構成例や第４構成例と共通するので説明を省略する。
【００４５】
また、回路基板２２に実装された回転位置検出回路中に金属体が組み込まれている構成において、第１構成例〜第４構成例と同様に、上記の金属体とホール素子２１とが回転軸５の軸方向においてラップしていることとしてもよい。換言すると、回転位置検出回路中に組み込まれた金属体が第２の磁性体を成し、かかる金属体がホール素子２１を取り囲む位置に配置されていることとしてもよい。このような構成であっても、ロータマグネット４からの漏れ磁束をセンサピン２４からホール素子２１へ適切に導き、以て、ロータ２の回転位置に対する検出精度を向上させることが可能となる。
【００４６】
ところで、ステータ６に設けられたコイルが通電している間にホール素子２１がロータマグネット４からの漏れ磁束を検出しようとすると、ロータマグネット４からの漏れ磁束にステータ６からの漏れ磁束が重畳し、これらの漏れ磁束を合成した合成磁束をホール素子２１が検出してしまうことがある。このように合成磁束がホール素子２１に検出されることで、ロータ２の回転位置が正しく検出されなくなってしまう。このため、本モータ１では、ロータ２からの漏れ磁束にステータ６からの漏れ磁束が重畳する場合を想定してロータ２の回転位置を検出することとしている。以下、図１１を参照ながら詳しく説明する。
【００４７】
図１１は、ロータ２側からの漏れ磁束にステータ６側からの漏れ磁束が重畳する場合においてロータ２の回転位置を検出する方法についての説明図である。より具体的に説明すると、図１１中、上段図は、ロータ２の回転位置と漏れ磁束との関係を示すグラフを示しており、横軸が回転角度（機械角）を、縦軸が磁束の強さをそれぞれ表している。また、同図中、ロータ２側からの漏れ磁束についてのグラフを細実線にて、ステータ６側からの漏れ磁束についてのグラフを破線にて、合成磁束についてのグラフを太実線にて、それぞれ示している。
【００４８】
図１１中、中段図は、従来例に係るホール素子２１が漏れ磁束を検出したときに出力する信号の波形を示した図であり、下段図は、本モータ１に搭載された従来例に係るホール素子２１が漏れ磁束を検出したときに出力する信号の波形を示した図である。いずれの図についても、横軸が回転角度（機械角）を示しており、図１１中の上段の図と対応している。また、各図中、ロータ２側からの漏れ磁束のみを検出したときの信号波形を実線にて、合成磁束を検出したときの信号波形を破線にて、それぞれ示している。
【００４９】
ホール素子２１が合成磁束を検出することによる不具合について改めて説明すると、従来例では、通常、漏れ磁束の方向が変わる地点でロータ２の回転位置を検出することとしていた。一方、図１１の上段図及び中段図に示すように、ロータ２側からの漏れ磁束のみを検出した場合と合成磁束を検出する場合とで、漏れ磁束の方向が変わる地点、すなわち、回転位置検出地点が異なってくる。つまり、漏れ磁束の方向が変わる地点でロータ２の回転位置を検出する従来の構成では、コイル通電時にホール素子２１が合成磁束に基づいて回転位置を検出してしまうために、ロータ２側からの漏れ磁束のみに基づいて検出される本来の回転位置からずれた位置を検出してしまうことになる。
【００５０】
以上のような問題に対する措置としては、ロータ２側からの漏れ磁束の方向が変化する際にステータ６側からの漏れ磁束が重畳しない位置にホール素子２１やセンサピン２４を配置することが考えられるが、モータの極数とスロット数との関係によってはステータ６側からの漏れ磁束が重畳しない位置が存在しないケースがあり得る。かかるケースでは、漏れ磁束の方向が変わる地点でロータ２の回転位置を検出しようとすると、上述した不具合により、ロータ２の回転位置を正しく検出することができず、当該回転位置の検出精度が低下してしまうことになる。
【００５１】
これに対して、本モータ１では、ステータ６側からの漏れ磁束の強さが０となるときにホール素子２１が検出した磁束の強さを基準としてロータ２の回転位置を検出することとしている。かかる検出方法について説明すると、本モータ１が備える回転位置検出回路は、不図示の記憶素子を有しており、当該記憶素子には、コイル（換言すると、巻線Ｍ）に通電していない状態でロータ２を回転させた際にホール素子２１が検出する漏れ磁束の強さの最大値（以下、数値αという）が記憶されている。一方、コイルに通電している状態でロータ２を回転させた際にホール素子２１が検出する合成磁束については、図１１の上段図に示すような挙動を示すが、同図に示す通り、ステータ６側からの漏れ磁束の強さが０となる時点での合成磁束の強さ（以下、数値βという）は、ロータ２側からの漏れ磁束の強さの最大値、すなわち、数値αにほぼ等しくなる。ここで、数値αが数値βと略等しくなるという関係は、ブラシレスモータにおいて普遍的なものであり、モータ構造（例えば、モータの極数やスロット数）に関係なく成立する。
【００５２】
そして、回転位置検出回路は、数値αと、コイルに通電してロータ２を回転させた際にホール素子２１が検出した合成磁束の強さに応じた信号に基づいてロータ２の回転位置を検出する。具体的に説明すると、ホール素子２１が検出した合成磁束の強さが数値αとなる時点では、ロータ２側からの漏れ磁束にステータ６側からの漏れ磁束が重畳したときの合成磁束の強さが、ステータ６側からの漏れ磁束が重畳していないロータ側から漏れ磁束のみの強さと略等しくなる。このことを考慮して、本モータ１の回転位置検出回路は、数値αを基準としてロータ２の回転位置を検出する。
【００５３】
より詳しく説明すると、ホール素子２１は、図１１の下段図に示すように、検出した合成磁束の強さが数値αとなった時点、換言すると、ステータ６側からの漏れ磁束の強さが０となった時点で信号を出力する。そして、回転位置検出回路は、当該信号を受信すると、ロータ２の回転位置が磁気中心に至ったと判断する。つまり、本モータ１では、ホール素子２１が合成磁束を検出していたとしても、ステータ６側からの漏れ磁束の強さが０となった時点での合成磁束に基づいて回転位置を検出するので、かかる時点において検出された回転位置は、同時点にてロータ２側からの漏れ磁束のみに基づいて検出される回転位置と略等しくなる。
【００５４】
以上のように本モータ１では、ステータ６側からの漏れ磁束の強さが０となるときにホール素子２１が検出した磁束の強さを基準としてロータ２の回転位置を検出するので、例えロータ２側からの漏れ磁束にステータ６側からの漏れ磁束が重畳したとしても、正確にロータ２の回転位置を検出することが可能となる。また、ステータ６側からの漏れ磁束の強さが０となるときにホール素子２１が検出する磁束の強さを基準とするので、ステータ６側からの漏れ磁束が重畳しない位置にセンサピン２４を配置させる必要がない。つまり、センサピン２４の配置位置については、モータの極数やスロット数に制限されることなく自由に設定することが可能となる。
【００５５】
また、ステータ６側からの漏れ磁束の強さが０となるときのロータ２の回転位置については、コイルへの通電タイミングに依存して変化するという性質がある。かかる性質を利用して、ロータ２の回転位置を検出する時点での漏れ磁束の強さを適宜に設定すれば、狙いとするタイミングにてコイルへの通電を行うことが可能となる。
【００５６】
以上までに本発明の一実施形態に係る回転電機、具体的にはアウタロータ型のブラシレスモータの構成を説明してきたが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【００５７】
また、上記の実施形態では、回転するロータ２とステータ６とがロータ２の径方向において互いに対向する位置に配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、ロータ回転軸の方向（アキシャル方向）においてロータ及びステータが互いに対向する位置に配置された所謂アキシャルギャップ型のモータにも適用可能である。換言すると、ロータマグネットがアキシャル方向に複数配置されているモータにおいて漏れ磁束を検出してロータの回転位置を検出する場合にも本発明は適用される。
【符号の説明】
【００５８】
１  本モータ（回転電機）
２  ロータ（回転体）
３  ヨーク
４  ロータマグネット（磁石片）
５  回転軸
６  ステータ
７  固定子鉄心
７ａ  ティース
７ｂ  スロット
８  エンドプレート（第２の磁性体）
８ａ  貫通穴
１０  モータ本体
２０，１２０，２２０，３２０，４２０  回転位置検出機構
２１  ホール素子（磁束検出素子）
２２  回路基板
２３  回路保護ケース（第２の磁性体）
２３ａ  貫通穴
２４  センサピン（第１の磁性体）
３１，３２  金属体（第２の磁性体）
３１ａ  貫通穴
１２８  エンドプレート
Ｍ  巻線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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