(57)【要約】【課題】エンコーダを用いないでモータの回転角度を検知することができるモータを提供する。【解決手段】モータ５の回転軸２に冷却ファン３を設け、冷却ファン３に多磁極マグネット８を設け、冷却ファン３の外周部に相対角度を設けて２個の磁力検出素子４ａ，４ｂを設け、これら磁力検出素子４ａ，４ｂからのパルス信号に基づいて回転軸２の回転角を算出する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転軸に回転体を設け、
前記回転体に多磁極マグネットを設け、
前記回転体の外周部に所定の角度を開けて複数の磁力検出素子を設け、
前記複数の磁力検出素子からの検出信号に基づいて前記回転軸の回転角を算出する角度算出回路を設けた
ことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記複数の磁力検出素子が２個である
ことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記回転体が冷却ファンである
ことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項４】
前記複数の磁力検出素子を、前記モータを支持する台座に設ける
ことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項５】
前記多磁極マグネットがリング状である
ことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項６】
前記モータがブラシレスＤＣモータである
ことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項７】
前記モータが電動工具用モータである
ことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項８】
前記モータが衝撃電動工具用モータである
ことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動工具等に用いられるモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動工具には、色々な種類のモータが駆動源として用いられている（例えば、特許文献１参照）。このようなモータの中で、最近はブラシレスＤＣモータを用いた電動工具が提案されている。
【０００３】
ブラシレスＤＣモータの回転数の変動を正確につかんでフィードバックをかけるために、ブラシレスＤＣモータの回転軸にエンコーダを直結したものがある。例えば、衝撃電動工具用のモータの場合には、回転角速度を検知して負荷変動回数を打撃回数としてカウントしたり、ネジ等が着座してからの回転角度を検知してモータへの停止命令をフィードバック制御する等にこのエンコーダは利用されている。
【特許文献１】特開２００２−１８７４７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなエンコーダを用いたモータであると、モータにエンコーダを配置するスペースが必要となるため、電動工具が大型化するという問題点がある。また、エンコーダとモータを接続する必要があり、その接続作業が煩雑になるとともに、取り込む配線が作業の衝撃等で切断したりする問題点もある。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みエンコーダを用いないでモータの回転角度を検知することができるモータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、モータの回転軸に回転体を設け、前記回転体に多磁極マグネットを設け、前記回転体の外周部に所定の角度を開けて複数の磁力検出素子を設け、前記複数の磁力検出素子からの検出信号に基づいて前記回転軸の回転角を算出する角度算出回路を設けたことを特徴とするモータである。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記複数の磁力検出素子が２個であることを特徴とする請求項１記載のモータである。
【０００８】
請求項３に係る発明は、前記回転体が冷却ファンであることを特徴とする請求項１記載のモータである。
【０００９】
請求項４に係る発明は、前記複数の磁力検出素子を、前記モータを支持する台座に設けることを特徴とする請求項１記載のモータである。
【００１０】
請求項５に係る発明は、前記多磁極マグネットがリング状であることを特徴とする請求項１記載のモータである。
【００１１】
請求項６に係る発明は、前記モータがブラシレスＤＣモータであることを特徴とする請求項１記載のモータである。
【００１２】
請求項７に係る発明は、前記モータが電動工具用モータであることを特徴とする請求項１記載のモータである。
【００１３】
請求項８に係る発明は、前記モータが衝撃電動工具用モータであることを特徴とする請求項１記載のモータである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、回転軸の回転に伴う多磁極マグネットの回転を複数の磁力検出素子によって検出することにより、回転軸の回転角を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一実施形態のモータ５について図１〜図３に基づいて説明する。
【００１６】
モータ５は、電動工具、例えば、衝撃ドリルや衝撃ドライバ等に用いられるものであり、ブラシレスＤＣモータである。
【００１７】
図１〜図３に示すように、モータ５のモータフレーム１は、鋼板よりなり、その内部に固定子１４が収納されている。円筒状の固定子１４の内周側には、回転子１５が回転自在に配され、この回転子１５の回転軸２が、モータフレーム１に設けられた一対のボールベアリング２２、２２によって回転自在に支持されている。また、このモータフレーム１内部にはドーナツ型の取り付け基板２１が設けられ、この取り付け基板２１には３個のホールＩＣ２０が設けられている。このホールＩＣ２０は、回転子１５の回転位置を検出するためのものである。
【００１８】
モータ５の出力側の回転軸２はモータフレーム１から突出し、反出力側の回転軸２には冷却ファン３が同軸に取り付けられている。この冷却ファン３のファン本体７には、放射状に複数の羽根６が設けられ、また、ファン本体７の外周部にはリング状の多磁極マグネット８が取り付けられている。この多磁極マグネット８は、Ｓ極とＮ極とが所定角度毎に交互に着磁されている。
【００１９】
モータフレーム１は、台座９にネジ１９によって固定されている。この台座９には、金属製のモータフレーム１からの熱が伝わり放射するための冷却フィン１３が設けられている。台座９は、不図示の電動工具のフレームに固定されている。
【００２０】
台座９の下方には配線基板１０が固定されている。この配線基板１０の下面には、後から説明する駆動回路を構成する電子部品が取り付けられている。
【００２１】
図２に示すように、台座９から、一対の支持部１１，１１が外方に広がるように傾斜して設けられている。この支持部１１が設けられている位置は、冷却ファン３における多磁極マグネット８の位置である。この一対の支持部１１，１１には、それぞれ磁力検出素子４ａ，４ｂが取り付けられている。この磁力検出素子４ａ，４ｂは、ホールＩＣ、ホールセンサ、ＭＲ素子等から構成されている。この磁力検出素子４ａ，４ｂから引き出されているリード線１２ａ，１２ｂは配線基板１０の駆動回路に接続されている。磁力検出素子４ａ，４ｂは回転軸２の中心から見て、θ°（例えば６０°）の相対角度を有している。なお、この相対角度は０°＜θ＝＜１８０°であればよい。
【００２２】
（２）制御回路の構成
次に、制御回路の構成について図３に基づいて説明する。
【００２３】
モータ５は、前記したようにブラシレスＤＣモータであり、インバータ回路１６によって回転、停止及び回転数がＰＷＭ制御される。インバータ回路１６は、制御回路１７からの制御信号によって制御され、制御回路１７は、３個のホールＩＣ２０が検出した回転速度と、外部から入力する速度指令信号Ｓに基づいてフィードバック制御する。そして、この制御回路１７は、さらに角度算出回路１８からの回転角も入力信号として制御に用いている。
【００２４】
角度算出回路１８は、前記した磁力検出素子４ａ，４ｂからのそれぞれのパルス信号に基づいて回転角を検出する。即ち、磁力検出素子４ａ，４ｂは相対角度θを有するため、磁力検出素子４ａからのパルス信号が入力し、次に磁力検出素子４ｂからのパルス信号が入力するまでの時間差が、回転軸２が角度θを回転した時間となる。これによって、回転角速度を検知することができ、また回転角度も検知することができる。例えば、回転角速度を検知して、負荷変動回数を打撃回数としてカウントできる。また、電動工具で締めてネジ等が着座してからの回転角度を停止してモータ５への停止命令をフィードバックする制御も行うことができる。さらに、衝撃系の電動工具であると、締め付けトルクを安定させるため、モータ５の回転数の一定速度制御時のフィードバックとしても利用することができる。
【００２５】
（３）本実施形態の効果
以上のように本実施形態のモータ５であると、電動工具や衝撃電動工具の制御を容易に行うことができ、また、従来必要であったエンコーダを装着するためのスペースが不要となり、制御を行うための制御回路が配線基板１０の１枚に収納することができる。
【００２６】
（４）変更例
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。
【００２７】
例えば、上記実施形態では、磁力検出素子を２個設けたが、これに限らず３個以上設けてもよい。３個以上設ければより正確に回転角度を検出することができる。
【００２８】
また、上記実施形態では電動工具に用いたが、他の電気機器の駆動源として用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態を示すモータの一部欠裁断面図である。
【図２】モータの反出力側から見た図面である。
【図３】モータの制御回路のブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
１      モータフレーム
２      回転軸
３      冷却ファン
４ａ    磁力検出素子
４ｂ    磁力検出素子
５      モータ
６      羽根
７      ファン本体
８      多磁極マグネット
９      台座
１０      配線基板
１１      支持部
１２ａ    リード線
１２ｂ    リード線
１３      冷却フィン
１４      固定子
１５      回転子
１６      インバータ回路
１７      制御回路
１８      角度算出回路
１９      ネジ
２０      ホールＩＣ
２１      取り付け基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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