(57)【要約】【課題】高分解能で小型なロータリエンコーダ、及びブラシレスモータを提供する。【解決手段】インクリメンタルパターンが形成されたロータリスケールと、ハブに取付けられたセンサマグネットと、インクリメンタルパターンからの反射光を検出する光検出部７４と、センサマグネットの磁束を検出する磁気検出部７５と、回転軸の絶対角度位置と回転数を算出する信号処理部７３と、信号処理部７３の情報を外部に出力するための通信回路部７６とを備えたロータリエンコーダであって、ハブの筒部の外周面に、センサマグネットを取付け、光検出部７４、磁気検出部７５、信号処理部７３、及び通信回路部７６を可撓可能な１つのフレキシブル基板３４上に実装し、該フレキシブル基板３４を屈曲形成することで光検出部７４を回転スケール板に対して対向配置すると共に、磁気検出部７５をセンサマグネットに対して対向配置した。【選択図】図４
2008241639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と共回りする回転体に取付けられインクリメンタルパターンが形成された回転スケール板と、
前記回転体に取付けられたセンサマグネットと、
前記インクリメンタルパターンからの反射光を検出する光検出部と、
前記センサマグネットの磁束を検出する磁気検出部と、
前記光検出部、及び前記磁気検出部の検出信号に基づいて前記回転軸の絶対角度位置と回転数を算出する信号処理部と、
前記信号処理部の前記回転軸の絶対角度位置情報、及び回転数情報を外部に出力するための通信回路部とを備えたロータリエンコーダであって、
前記回転体を前記回転軸に取付けられる軸部と、前記軸部の前記回転軸とは反対側端に形成され前記回転スケール板が取付けられる取付け部とで構成し、
前記軸部の外周面に、前記センサマグネットを取付け、
前記光検出部、前記磁気検出部、前記信号処理部、及び前記通信回路部を可撓可能な１つのフレキシブル基板上に実装し、
該フレキシブル基板を屈曲形成することで前記光検出部を前記回転スケール板に対して対向配置すると共に、前記磁気検出部を前記センサマグネットに対して対向配置したことを特徴とするロータリエンコーダ。
【請求項２】
前記フレキシブル基板は、前記信号処理部を中心に各々光検出部、磁気検出部、及び通信回路部が周方向に配置され、少なくとも各々光検出部、磁気検出部、及び通信回路部と前記信号処理部との境界にそれぞれ屈曲部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のロータリエンコーダ。
【請求項３】
回転軸と共回りする回転体に取付けられインクリメンタルパターンが形成された回転スケール板と、
前記インクリメンタルパターンからの反射光を検出する光検出部と、
前記光検出部の検出信号に基づいて前記回転軸の相対角度位置と回転数を算出する信号処理部と、
前記信号処理部の前記回転軸の相対角度位置情報、及び回転数情報を外部に出力するための通信回路部とを備えたロータリエンコーダであって、
前記光検出部、前記信号処理部、及び前記通信回路部を可撓可能な１つのフレキシブル基板上に実装し、
前記フレキシブル基板を前記光検出部、及び前記信号処理部が実装された第一ブロックと、前記通信回路部が実装された第二ブロックとで構成し、
少なくとも前記第一ブロックと前記第二ブロックとの境界に屈曲部を設けたことを特徴とするロータリエンコーダ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れかに記載のロータリエンコーダを用いたブラシレスモータであって、
前記ブラシレスモータは、コイルが巻装されたステータと、該ステータに対して回転自在に設けられたロータとを備え、
前記ロータの回転軸の一端に前記回転体が取付けられていることを特徴とするブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転軸の回転角度等を検出するロータリエンコーダ、及びこれを用いたブラシレスモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ブラシレスモータは、有底筒状のヨークに内嵌固定されたステータと、このステータに対して回転自在に設けられたロータとを有している。
ステータは、略円筒状のステータコアを有し、このステータコアにコイルを巻装するための複数のティース部が径方向内側に向かって突出形成されている。各ティース部間には軸方向に延びる蟻溝状のスロットが形成され、このスロットからコイルを挿入して各ティース部にコイルを巻装するようになっている。一方、ロータは、ヨークに回転自在に支持されている回転軸を有し、この回転軸に永久磁石が周方向に沿って配置されている。
このように構成されたブラシレスモータは、コイルに通電するとティース部に磁界が形成され、ロータの永久磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転軸が駆動する。
【０００３】
この種のブラシレスモータは、回転軸に減速機構等を連係し、この減速機構を介して被駆動体を駆動させるために用いられる場合がある。また、被駆動体の動作を制御するために、ブラシレスモータにロータリエンコーダを設ける場合がある。このロータリエンコーダは、ロータの回転軸の回転角度を検出するためのものであって、回転軸の一端に設けられ回転軸と共回りする回転スケール板と、この回転スケール板を挟んで振り分け配置された発光素子、及び受光素子とを備えている。回転スケール板には、複数のパターンが形成されている。そして、発光素子から照射された光がパターンを介して受光素子に受光され、これが検出信号となって回転軸の回転角度が認識できるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２８２１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ロータリエンコーダとしては、インクリメンタル型とアブソリュート型との２種類が一般に用いられている。
インクリメンタル型ロータリエンコーダは、回転スケール板にインクリメンタルパターン（２値化符号パターン、スリット）が形成されている。そして、回転スケール板の回転に伴ってインクリメンタルパターンをパルス信号として検出し、このパルス信号を所定の計数動作を行うことによって回転軸の相対角度位置や回転数を算出するようになっている。
【０００５】
一方、アブソリュート型ロータリエンコーダは、回転スケール板に出力ビット数に応じた数のシリアルアブソリュートパターン（円環パターン、模様）が形成されている。このため、回転スケール板に単純なスリットが形成されたインクリメンタル型とはことなり、回転軸が停止していても回転軸の絶対角度位置を算出することができる。
【０００６】
しかしながら、アブソリュート型ロータリエンコーダの分解能を高くしようとした場合、より微細なシリアルアブソリュートパターンを形成する必要があったり、このシリアルアブソリュートパターンを検出する高精度センサ等の多数の実装部品が必要になったりする。このため、分解能が高くなるほどアブソリュート型ロータリエンコーダのサイズが大きくなってしまうことに加え、小型化しようとするとシリアルアブソリュートパターンの形成が困難であるという課題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、高分解能で小型なロータリエンコーダ、及びブラシレスモータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、回転軸と共回りする回転体に取付けられインクリメンタルパターンが形成された回転スケール板と、前記回転体に取付けられたセンサマグネットと、前記インクリメンタルパターンからの反射光を検出する光検出部と、前記センサマグネットの磁束を検出する磁気検出部と、前記光検出部、及び前記磁気検出部の検出信号に基づいて前記回転軸の絶対角度位置と回転数を算出する信号処理部と、前記信号処理部の前記回転軸の絶対角度位置情報、及び回転数情報を外部に出力するための通信回路部とを備えたロータリエンコーダであって、前記回転体を前記回転軸に取付けられる軸部と、前記軸部の前記回転軸とは反対側端に形成され前記回転スケール板が取付けられる取付け部とで構成し、前記軸部の外周面に、前記センサマグネットを取付け、前記光検出部、前記磁気検出部、前記信号処理部、及び前記通信回路部を可撓可能な１つのフレキシブル基板上に実装し、該フレキシブル基板を屈曲形成することで前記光検出部を前記回転スケール板に対して対向配置すると共に、前記磁気検出部を前記センサマグネットに対して対向配置したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、前記フレキシブル基板は、前記信号処理部を中心に各々光検出部、磁気検出部、及び通信回路部が周方向に配置され、少なくとも各々光検出部、磁気検出部、及び通信回路部と前記信号処理部との境界にそれぞれ屈曲部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、回転軸と共回りする回転体に取付けられインクリメンタルパターンが形成された回転スケール板と、前記インクリメンタルパターンからの反射光を検出する光検出部と、前記光検出部の検出信号に基づいて前記回転軸の相対角度位置と回転数を算出する信号処理部と、前記信号処理部の前記回転軸の相対角度位置情報、及び回転数情報を外部に出力するための通信回路部とを備えたロータリエンコーダであって、前記光検出部、前記信号処理部、及び前記通信回路部を可撓可能な１つのフレキシブル基板上に実装し、前記フレキシブル基板を前記光検出部、及び前記信号処理部が実装された第一ブロックと、前記通信回路部が実装された第二ブロックとで構成し、少なくとも前記第一ブロックと前記第二ブロックとの境界に屈曲部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜請求項３の何れかに記載のロータリエンコーダを用いたブラシレスモータであって、前記ブラシレスモータは、コイルが巻装されたステータと、該ステータに対して回転自在に設けられたロータとを備え、前記ロータの回転軸の一端に前記回転体が取付けられていることを特徴とするブラシレスモータとした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、回転スケール板に形成されているインクリメンタルパターンを細分化することによってロータリエンコーダの分解能を高めることができる。また、センサマグネットと磁気検出部を併用することで、シリアルアブソリュートパターンのように複雑なパターンを回転スケール板に形成することなく回転軸の絶対角度位置を算出することができる。このため、回転スケール板を小型化することが可能になり、高分解能で小径なアブソリュート型ロータリエンコーダを提供することが可能になる。
【００１３】
さらに、回転体を回転軸に取付けられる軸部と、軸部の回転軸とは反対側端に形成され回転スケール板が取付けられる取付け部とで構成し、軸部の外周面に、センサマグネットを取付けているため、これら回転スケール板とセンサマグネットとが略同一平面上に配置されていない。これに加え、可撓可能な１つのフレキシブル基板上に多数の実装部品が配置されている。このため、フレキシブル基板を折り曲げることで各実装部品（光検出部や磁気検出部）を略同一平面上に配置することなく立体的に配置させ、コンパクトにすることができる。
【００１４】
そして、ロータリエンコーダの配置場所に応じてフレキシブル基板を屈曲させることができるので、ロータリエンコーダに無駄なスペースができ難いと共に、小さいスペースにロータリエンコーダを配置することができる。この場合、インクリメンタル型ロータリエンコーダとして使用する場合にあっては、センサマグネットと磁気検出部とを取り除けばよいため、より小型化することが可能になる。
【００１５】
とりわけ、このロータリエンコーダをブラシレスモータに使用する場合にあっては、フレキシブル基板を屈曲させることでブラシレスモータの小型、小径化を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２に示すように、ブラシレスモータ１は、ヨーク２と、このヨーク２に内嵌固定されたステータ３と、ステータ３に対して回転自在に設けられたロータ４とを有する所謂インナーロータ型の電動モータである。
【００１７】
ヨーク２は、有底筒状に形成されたものであって、周壁５とエンド部（底部）６とを有している。周壁５の内周面側には、エンド部６寄りに段差によって径方向内側に縮径された縮径部７が形成されている。この縮径部７によって形成された段差部８にステータ３が当接することでステータ３の軸方向の位置決めが行われるようになっている。
ヨーク２のエンド部６には、径方向略中央に軸受けハウジング１０が形成され、ここに、回転軸９の一端側を回転自在に支持するための軸受け１１が挿入されている。尚、周壁５の外径Ｅ１は約２０〜３０ｍｍ程度に設定されている。
【００１８】
ステータ３は、磁性材料の板材をプレス等で打ち抜いた金属板を軸方向に積層したり、軟磁性粉末を加圧成形したりすることによって形成されたものであって、略円筒状のステータコア４４を有している。ステータコア４４は、周壁を形成するコア本体４５と、コア本体４５から径方向内側に向かって突設された複数のティース部４６とが一体成形されたものである。
【００１９】
ティース部４６はコイル４８を巻装する部分であって、周方向に等間隔で設けられている。ティース部４６には、各相の空芯コイル５２がそれぞれ不図示の絶縁シートを介して径方向に着脱自在に設けられている。空芯コイル５２は、コイル４８を予め巻回して形成したものである。
また、ステータコア４４には、一対の抜け止めインシュレータ５４，５５が軸方向外側からステータコア４４側に向かって挿入するようにしてそれぞれセットされている。
【００２０】
これら抜け止めインシュレータ５４，５５は、空芯コイル５２の抜け方向への移動を規制するためのものであって、それぞれ各ティース部４６間に介装する複数の介装部５８，５９を有している。介装部５８、及び介装部５９の外方側端には、それぞれ略円環状のリング部５６，５７が一体成形されている。すなわち、抜け止めインシュレータ５４，５５は、それぞれ介装部５８，５９をリング部５６，５７で連結した状態になっている。
【００２１】
一対の抜け止めインシュレータ５４，５５のうちのリヤブラケット１３側に取付けられる抜け止めインシュレータ５４には、リング部５６に略円環状のインロー部６２が形成されている。このインロー部６２は、後述する配電板６３の径方向、及び軸方向の位置決めを行うためのものであって、リング部５６の内周縁から軸方向外側に向かって延出するように形成されている。また、インロー部６２は、リング部５６よりも縮径されており、これによって段差部６４が形成されている。
【００２２】
配電板６３は、ステータ３のティース部４６に装着されている空芯コイル５２に外部電力を供給するためのものであって、空芯コイル５２を形成するコイル４８の端末部が接続されている。配電板６３は、略円盤状の基板６５と、この基板６５に電気的に接続されているリード線６６とを有している。基板６５の内周には、抜け止めインシュレータ５４のインロー部６２が内嵌されている。
【００２３】
また、基板６５のステータ３側の面は、抜け止めインシュレータ５４の段差部６４に当接した状態になっている。これによって、配電板６３は、抜け止めインシュレータ５４のインロー部６２によって径方向、及び軸方向の位置決めが行われる。リード線６６は、ヨーク２の周壁５に設けられたグロメット６７を介して外部へと引き出され、不図示の外部電源に電気的に接続されている。このようにブラシレスモータ１は、外部電源の電力を配電板６３を介してステータ３のコイル４８に供給することが可能になる。
【００２４】
ロータ４は、回転軸９にリング状の永久磁石１２を外嵌固定したものである。この永久磁石１２は、周方向に磁極が順番に変わるように着磁されている。
回転軸９の他端側は、ヨーク２の開口部２ａを閉塞するリヤブラケット１３に回転自在に支持されている。
【００２５】
リヤブラケット１３は、略円盤状に形成されヨーク２に内嵌するインロー部１５を有している。インロー部１５の外周面には、複数の雌ネジ部１７が周方向に等間隔で刻設されている一方、ヨーク２の周壁５には、インロー部１５の雌ネジ部１７に対応する部位にボルト孔１８が形成されている。これら雌ネジ部１７、及びボルト孔１８にボルト１９が螺入されることによって、リヤブラケット１３は、ヨーク２に対して周方向に回転不能となっている。
【００２６】
インロー部１５の径方向略中央には、ロータ４の永久磁石１２側（図１における下側）に向かって突出する軸受けハウジング１６が形成されている。この軸受けハウジング１６には、回転軸９を挿通可能にする挿通孔２０が形成され、ここに回転軸９の他端側を回転自在に支持するための軸受け１４が圧入固定されている。
【００２７】
インロー部１５の軸受けハウジング１６とは反対側（図１における上側）には、外周縁にフランジ部２１が形成されている。このフランジ部２１がヨーク２の開口端に当接することによって、リヤブラケット１３の軸方向の位置が決定するようになっている。
また、インロー部１５の軸受けハウジング１６とは反対側には、径方向略中央に段付き凹部２２が形成されており、ここにロータリ２３が収納されている。
【００２８】
図１、図３に詳示するように、ロータリ２３は、回転軸９の回転角度を検出するためのロータリエンコーダ２５を構成するものであって、回転軸９の他端にボルト２６によって締結固定されている。このロータリ２３は、段付き筒状に形成されたハブ（回転体）２７を有している。このハブ２７は、回転軸９に取付けられる筒部６９と、筒部６９の回転軸９とは反対側に形成された円盤部２９とが一体成形されたものである。
【００２９】
筒部６９は、回転軸９に外嵌される第一筒部２７ａと、この第一筒部２７ａの円盤部２９側に設けられ第一筒部２７ａよりも拡径された第二筒部２７ｂとを備えている。
第一筒部２７ａの内周面側には、第二筒部２７ｂ寄りにボルト孔３０が形成され、ここにボルト２６が螺入されるようになっている。第二筒部２７ｂの外周面には、略円環状のセンサマグネット２８が外嵌固定されている。このセンサマグネット２８は、円盤部２９に当接することによって軸方向の位置決めが行われるようになっている。
【００３０】
円盤部２９の径方向略中央に形成された凹部には、ロータリスケール（回転スケール板）３１が設けられている。すなわち、ロータリスケール３１はハブ２７に対して上面（図１における上側）に、センサマグネット２８は外周面に配置された状態になっており、同一平面上には配置されていない。
このロータリスケール３１の外表面３１ａには、インクリメンタルパターン７０、及び原点位置を検出するためのＺ相パターン７０ａが形成されている。
【００３１】
インクリメンタルパターン７０は、反射パターン７１とパターンニングが施されていない領域７２とが周方向に交互となるように放射状に配設されているものである。そして、これら反射パターン７１とパターンニングが施されていない領域７２との幅を小さくしてロータリスケール３１に多数配設すればするほど分解能が高まるようになっている。
ロータリスケール３１の径方向略中央には、ロータリ２３を締結固定するときに使用される工具（不図示）を挿通可能にする挿通孔３２が形成されている。
【００３２】
ロータリ２３の外方には、これを覆う有底筒状のホルダー３３が設けられている。このホルダー３３は、ロータリエンコーダ２５を構成するロータリ検出ユニット２４の位置決めを行うためのものであって、ロータリ検出ユニット２４がホルダー３３の外面を覆うように取付けられている。ロータリ検出ユニット２４は、フレキシブル基板３４に各種装置を実装したものである。
【００３３】
具体的には、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５に示すように、フレキシブル基板３４は、円盤状に形成された信号処理部７３と、この信号処理部７３を中心にして周方向に沿って配置された光検出部７４、磁気検出部７５、及び通信回路部７６と、外部コネクタに接続されるコネクタ部８０とで構成されている。
【００３４】
光検出部７４は略円盤状に形成されており、この表面には、光学式センサモジュール３５が実装されている（図４（ａ）参照）。この光学式センサモジュール３５は、受／発光素子を備えたものであって、インクリメンタルパターン７０に光を照射し、且つ反射光を検出するようになっている。反射光を検知した受光素子からは、正弦波アナログ信号が出力される。
光検出部７４の裏面には、光学式センサモジュール３５から出力された正弦波アナログ信号をデジタル信号化（パルス信号化）するための差動Ａ／Ｄコンバータ８２、及びコンパレータ８３等が実装されている（図４（ｂ）参照）。
【００３５】
磁気検出部７５は、帯状のフレキシブル基板８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄが信号処理部７３から放射状に４箇所設けられたものであって、各フレキシブル基板８４は、周方向に４５°間隔で配設されている。これらフレキシブル基板８４の先端には、それぞれセンサマグネット２８の磁束を検出する２対のホールＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）３６ａ，３６ｂが実装されている。
【００３６】
すなわち、１つ飛ばしで存在しているホールＩＣ同士（周方向に９０°間隔を開けて配置されているホールＩＣ同士）が一対となっており、ホールＩＣ３６ａ，３６ａは、回転軸９の回転角度位置検出用であって、正弦波アナログ信号を出力する。ここで、このホールＩＣ３６ａ，３６ａは、図４（ｂ）における鉛直方向下方に沿って延出するフレキシブル基板８４ａと、これに対して略直角方向に延出するフレキシブル基板８４ｃに実装されているホールＩＣである。
一方、ホールＩＣ３６ｂ，３６ｂは、回転軸９の回転数検出用であって、矩形波を出力する。ここで、このホールＩＣ３６ｂ，３６ｂは、図４（ｂ）における斜め左方向に延出する２つのフレキシブル基板８４ｂ，８４ｄに実装されているホールＩＣである。
【００３７】
信号処理部７３は、光検出部７４と磁気検出部７５の出力信号に基づいて回転軸９の絶対角度位置と回転数を算出するものであって、この表面（図４（ａ）参照）には、ホールＩＣ３６ｂ，３６ｂから出力された矩形波に基づいて回転軸９の回転数を算出するためのＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）８５等が実装されている。
信号処理部７３の裏面（図４（ｂ）参照）には、ホールＩＣ３６ａ，３６ａから出力された正弦波アナログ信号に基づいて回転軸９の回転角度位置を算出するための回転角度センサＩＣ８６等が実装されている。
【００３８】
通信回路部７６は、平面視矩形に形成され信号処理部７３で算出された回転軸９の回転数情報や回転角度位置情報を外部に出力するものであって、この表面（図４（ａ）参照）には、レベル変換回路８７等が実装されている。このレベル変換回路８７は、信号処理部７３から出力された回転軸９の回転数情報や回転角度位置情報を所定の信号形式（例えば、ＬＶＤＳ，ＲＳ４２２等の差動信号形式）に変換して出力する。そして、この通信回路部７６から出力された信号は、コネクタ部８０を介して外部機器に伝達されるようになっている。
【００３９】
このように、フレキシブル基板３４に各種装置を実装したロータリ検出ユニット２４は、図１、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５に示すように、フレキシブル基板３４の信号処理部７３と、各々光検出部７４、磁気検出部７５、及び通信回路部７６との境界を屈曲部８８，８９，９０として構成し、これらを中心に折り曲げることでフレキシブル基板３４を立体形状にしてブラシレスモータ１内に配設してある。
【００４０】
より詳しくは、光検出部７４を信号処理部７３と光検出部７４との境界にある屈曲部８８を中心に裏面側に向かって、すなわち、光学式センサモジュール３５が外側に向くようにして約１８０°折り曲げる。そして、信号処理部７３と光検出部７４とを軸方向で対向させる。
また、磁気検出部７５を信号処理部７３と磁気検出部との境界にある屈曲部８９を中心に裏面側に向かって、すなわち、ホールＩＣ３６ａ，３６ｂが内側に向くようにして約９０°折り曲げる。
【００４１】
さらに、通信回路部７６を信号処理部７３と通信回路部７６との境界にある屈曲部９０を中心に裏面側に向かって約９０°折り曲げる。このとき、通信回路部７６を信号処理部７３、及び光検出部７４の外周縁に沿わせるようにする。
このようにフレキシブル基板３４を折り曲げたロータリ検出ユニット２４は、光学式センサモジュール３５を下側、つまり、ロータリ２３側に向けてホルダー３３の外面を覆うように取付けられている（図１、図２参照）。
【００４２】
図１、図６に示すように、ホルダー３３は、有底筒状に形成されたものであって、エンド部（底壁）３３ａと周壁３３ｂとが一体成形されている。
エンド部３３ａの光学式センサモジュール３５に対応する部位に孔３７が形成されている。また、エンド部３３ａには、光学式センサモジュール３５を固定するためのボルト孔３７ａが形成されている。
【００４３】
一方、周壁３３ｂには、ホールＩＣ３６ａ，３６ｂに対応する部位に切り欠き部３８が形成されている。
ここで、ホールＩＣ３６ａ，３６ｂは、フレキシブル基板３４の磁気検出部７５を９０°折り曲げることによって、センサマグネット２８と径方向で対向するようになっている。
【００４４】
また、一対のホールＩＣ３６ａ，３６ａは周方向に９０°間隔開けて存在するフレキシブル基板８４ａ，８４ｃに、一対のホールＩＣ３６ｂ，３６ｂは周方向に９０°間隔開けて存在するフレキシブル基板８４ｂ，８４ｄにそれぞれ実装されている。このため、ホールＩＣ３６ａ，３６ａ同士がセンサマグネット２８を中心にして９０°周方向に間隔を開けた状態で、且つホールＩＣ３６ｂ，３６ｂ同士がセンサマグネット２８を中心にして９０°周方向に間隔を開けた状態で配置されるようになっている。
【００４５】
さらに、ホルダー３３の周壁３３ｂには、開口部側周縁に外フランジ部３９が形成されている。この外フランジ部３９のホールＩＣ３６に対応する部位には、フレキシブル基板３４の磁気検出部７５のフレキシブル基板８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄの端部を格納可能な格納溝４０が４箇所形成されている。
【００４６】
この他に、外フランジ部３９には、ホルダー３３をリヤブラケット１３に締結固定するためのボルト孔９１が３箇所形成されている。このボルト孔９１の直径は、ここに螺入されるボルト（不図示）の径よりも若干大きく設定されており、これによって、ホルダー３３に取付けられたロータリ検出ユニット２４の径方向の調整ができる。
【００４７】
すなわち、ホルダー３３は、不図示のボルトで仮締めされた後、ロータリ検出ユニット２４の径方向の調整を行うようになっており、ロータリ検出ユニット２４の径方向の位置が決定した後で、ホルダー３３をリヤブラケット１３に締結固定する。尚、ロータリ検出ユニット２４の高さ方向の位置は、ホルダー３３の周壁３３ｂの高さで決定するようになっている。
【００４８】
ロータリ検出ユニット２４の外方には、これを覆うカバー４１が設けられている。カバー４１は、有底筒状に形成されたものであって、エンド部（底壁）４１ａと周壁４１ｂとを有している。カバー４１は、周壁４１ｂの開口部を閉塞するリヤブラケット１３に取付けられている。また、周壁４１ｂには、ロータリ検出ユニット２４のフレキシブル基板３４を外側に引き出すための切り欠き部４２が形成されている。
【００４９】
次に、図７に基づいてロータリエンコーダ２５の作用について説明する。
同図に示すように、光学式センサモジュール３５の発光素子は、ロータリ２３に設けられたロータリスケール３１のインクリメンタルパターン７０に向けて照射光を照射する。光学式センサモジュール３５の受光素子は、インクリメンタルパターン７０からの反射光をロータリ２３の相対角度位置情報、及び回転数情報として受光し、光電変換することで正弦波アナログ信号を出力する。
【００５０】
光学式センサモジュール３５の受光素子から出力された正弦波アナログ信号は、差動Ａ／Ｄコンバータ８２によってデジタル信号に変換されて出力されると共に、コンパレータ８３によって高電圧状態（ハイレベル）と低電圧状態（ローレベル）の２つの状態をとるデジタル信号に変換されて出力される。
【００５１】
差動Ａ／Ｄコンバータ８２、及びコンパレータ８３から出力されたデジタル信号は、レベル変換回路８７によって所定の信号形式（例えば、ＬＶＤＳ，ＲＳ４２２等の差動信号形式）に変換され、コネクタ部８０を介して不図示の外部機器に伝達される。これによって、ロータリ２３、すなわち、回転軸９の相対角度位置、及び回転数情報を得ることができる。
【００５２】
一方、ホールＩＣ３６ａ，３６ｂは、センサマグネット２８から発生する磁界の変化を示す情報として検出し、電気信号として出力する。このとき、ホールＩＣ３６ａ，３６ａからは９０°位相のずれた正弦波アナログ信号を出力し、これを受け取る回転角度センサＩＣ８６でロータリ２３の絶対角度位置を検出する。すなわち、ロータリエンコーダ２５は、アブソリュート型ロータリエンコーダとして機能するようになっている。
【００５３】
また、ホールＩＣ３６ｂ，３６ｂからは９０°位相のずれた矩形波を出力し、これを受け取るＦＰＧＡ８５は、ロータリ２３の正／逆回転を検出すると共に、ロータリ２３の回転数を検出する多回転カウンタとして機能している。このカウンタは、所定の条件でリセットされるようになっている。
尚、回転角度センサＩＣ８６の絶対角度位置情報、及びＦＰＧＡ８５の正／逆回転情報、回転数情報、多回転カウンタ情報もレベル変換回路８７、コネクタ部８０を介して外部機器（不図示）に出力される。
【００５４】
したがって、上述の実施形態によれば、ブラシレスモータ１の駆動開始時点においては、センサマグネット２８、及び磁気検出部７５（ホールＩＣ３６ａ，３６ｂ）によって、回転軸９の回転数情報を得ることができる。多回転情報は不図示のモータコントローラ電源、及びバックアップ電源により動作するホールＩＣ３６ｂとＦＰＧＡ８５の多回転カウント機能により、常に得ることができる。このため、ロータリスケール３１に形成されたパターンがインクリメンタルパターン７０であっても、アブソリュート型ロータリエンコーダとして機能させることができる。よって、シリアルアブソリュートパターンのような複雑なパターン形状が無用になり、ロータリスケール３１を小型化（小径化）することが可能になる。
【００５５】
また、回転スケール板に形成されているインクリメンタルパターンを細分化することによってロータリエンコーダの分解能を高めることができるため、安価に高分解能なアブソリュート型ロータリエンコーダを提供することができる。
【００５６】
さらに、ハブ２７を回転軸９に取付けられる筒部６９と、筒部６９の回転軸９とは反対側端に形成されロータリスケール３１が取付けられる円盤部２９とで構成し、筒部６９の外周面、すなわち、第二筒部２７ｂに、センサマグネット２８を取付けているため、これらロータリスケール３１とセンサマグネット２８とが同一平面上に配置されていない。
【００５７】
これに加え、可撓可能な１つのフレキシブル基板８４上に多数の実装部品が配置されているため、フレキシブル基板８４を折り曲げることで各実装部品（光検出部７４、磁気検出部７５、及び通信回路部７６）を同一平面上に配置することなく立体的に配置させ、コンパクトにすることができる。
【００５８】
また、ロータリエンコーダ２５の光検出部７４、磁気検出部７５、及び通信回路部７６で囲まれ空間Ｋ（図５参照）にロータリ２３を配設させることができる。すなわち、ロータリエンコーダ２５に無駄なスペースができ難い。さらに、ロータリエンコーダ２５の配置場所に応じてフレキシブル基板８４を屈曲させることができるので、小さいスペースにロータリエンコーダ２５を配置することができ、小径のブラシレスモータ１を提供することが可能になる。
【００５９】
尚、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、ロータリエンコーダ２５は、ロータリ２３（回転軸９）の絶対角度位置等を検出することができるアブソリュート型ロータリエンコーダである場合について説明した。しかしながら、ロータリ２３（回転軸９）の相対角度位置等が検出できればよい場合、すなわち、インクリメンタル型ロータリエンコーダとしての機能を備えていればよい場合にあっては、ロータリ２３のセンサマグネット２８、及びフレキシブル基板３４の磁気検出部７５を省いてロータリエンコーダ２５をインクリメンタル型ロータリエンコーダとしてもよい。
【００６０】
具体的には、図８〜図１０に示すように、インクリメンタル型ロータリエンコーダにおけるロータリ検出ユニット９５のフレキシブル基板９６は、略円盤状に形成され信号処理部７３に光検出部７４の各種装置（例えば、光学式センサモジュール３５）が実装された第一ブロック９７と、第二ブロック９８として構成される通信回路部７６と、外部コネクタに接続されるコネクタ部８０とを備えている。
【００６１】
そして、第一ブロック９７と第二ブロック９８との境界を屈曲部９９として構成し、ここを中心に折り曲げることでフレキシブル基板９６を立体形状にしている（図９参照）。尚、ここでの信号処理部７３は、光検出部７４の出力信号に基づいて回転軸９の相対角度位置と回転数を算出するようになっている。
【００６２】
このように、ロータリエンコーダ２５をインクリメンタル型ロータリエンコーダとすれば、フレキシブル基板９６をさらに小型化することができる。
しかも、ロータリ２３のセンサマグネット２８が外嵌固定されている第二筒部２７ｂ（図１参照）を省略して筒部６９の軸長を短くすることができ、ロータリ２３の扁平化も図ることができる。このため、ブラシレスモータ１の軸長を短くすることが可能になる（図１０参照）。
【００６３】
さらに、ロータリ検出ユニット９５の位置決めを行うホルダー３３は、アブソリュート型ロータリエンコーダの場合のように、磁気検出部７５のホールＩＣ３６に対応する部位に切り欠き部３８を形成したり、磁気検出部７５のフレキシブル基板８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄの端部を格納可能な格納溝４０を形成したりする必要がない。このため、ロータリエンコーダ２５として、インクリメンタル型ロータリエンコーダを使用する場合にあっては、アブソリュート型ロータリエンコーダを使用する場合と比較してホルダー３３の形状を単純化することができ、さらなるコストの低廉化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態におけるブラシレスモータの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるブラシレスモータの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態におけるロータリの斜視図である。
【図４】本発明の実施形態におけるロータリ検出ユニットのフレキシブル基板を示し、（ａ）は表面の平面図、（ｂ）は裏面の平面図である。
【図５】本発明の実施形態におけるロータリ検出ユニットの斜視図である。
【図６】本発明の実施形態におけるホルダーの斜視図である。
【図７】本発明の実施形態におけるロータリエンコーダのブロック図である。
【図８】本発明の実施形態におけるインクリメンタル型ロータリエンコーダの場合のロータリ検出ユニットのフレキシブル基板を示す平面図である。
【図９】本発明の実施形態におけるインクリメンタル型ロータリエンコーダの場合のロータリ検出ユニットの斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態におけるインクリメンタル型ロータリエンコーダを内装したブラシレスモータの一部断面側面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  ブラシレスモータ
３  ステータ
４  ロータ
９  回転軸
２３  ロータリ
２４，９５  ロータリ検出ユニット
２５  ロータリエンコーダ
２７  ハブ（回転体）
２８  センサマグネット
２９  円盤部（取付け部）
３１  ロータリスケール（回転スケール板）
３４，９６  フレキシブル基板
４８  コイル
６９  筒部（軸部）
７０  インクリメンタルパターン
７３  信号処理部
７４  光検出部
７５  磁気検出部
７６  通信回路部
８８，８９，９０，９９  屈曲部
９７  第一ブロック
９８  第二ブロック
【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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