(57)【要約】【課題】二重多極センサを使用するブラシレスモータのセンサ部のセンサ距離を最適化し、モータの小型化や材料コストの削減を図る。【解決手段】当該ブラシレスモータは、ロータと共に回転するセンサマグネット１８,１９と、センサマグネット１８,１９の極性変化に伴って検出信号を出力する磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２とを有する。磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２は、異なる高さ位置Ｈ１,Ｈ２に設置される（Ｈ１＜Ｈ２）。センサマグネット１８,１９の厚さｔ１,ｔ２は、Ｈ１とＨ２の差に対応して、センサマグネット１９側が薄く形成されている（ｔ１＞ｔ２）。これにより、センサマグネット１８と磁気検出素子Ｑ１との間の距離と、センサマグネット１９と磁気検出素子Ｑ２との間の距離が共に等しくＬ０に揃えられ、センサ距離が最適化される。【選択図】図３
2007252097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電機子巻線を備えたステータと、
永久磁石を備え前記ステータの内側又は外側に回転自在に配置されたロータと、
周方向に沿って複数個の磁極が配置され、前記ロータと共に回転する第１センサマグネットと、
前記第１センサマグネットに対向して配置され、前記第１センサマグネットの極性変化に伴って検出信号を出力する第１磁気検出素子と、
前記第１センサマグネットと同心状に配置され、周方向に沿って複数個の磁極を備え、前記ロータと共に回転する第２センサマグネットと、
前記第２センサマグネットに対向して配置されると共に、前記第１磁気検出素子と異なる高さ位置に設置され、前記第２センサマグネットの極性変化に伴って検出信号を出力する第２磁気検出素子とを有してなるブラシレスモータであって、
前記第１センサマグネットと前記第１磁気検出素子との間の距離と、前記第２センサマグネットと前記第２磁気検出素子との間の距離とが等しいことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
請求項１記載のブラシレスモータにおいて、前記第１センサマグネットと前記第２センサマグネットは、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子の高さの差に対応して異なる厚さに形成されてなり、前記第１センサマグネットと前記第２センサマグネットの厚さの差は、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子の高さの差に等しいことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項３】
請求項１記載のブラシレスモータにおいて、前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子は基板上に載置され、前記第１磁気検出素子又は前記第２磁気検出素子の何れか一方は、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子の高さの差に対応して前記基板上に設けられた台座部に載置されることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項１記載のブラシレスモータにおいて、前記第１センサマグネット及び前記第２センサマグネットは前記ロータの回転軸に固定されたプレート部材に取り付けられ、前記第１センサマグネット又は前記第２センサマグネットの何れか一方は、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子の高さの差に対応して前記プレート部材に形成された切欠部に収容されることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項５】
請求項１記載のブラシレスモータにおいて、前記第１センサマグネットと前記第２センサマグネットは、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子の高さの差に対応して異なる外径に形成されてなり、前記第１センサマグネットと前記第２センサマグネットの半径の差は、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子の高さの差に等しいことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項６】
電機子巻線を備えたステータと、
永久磁石を備え前記ステータの内側又は外側に回転自在に配置されたロータと、
周方向に沿って複数個の磁極が配置され、前記ロータと共に回転する第１センサマグネットと、
前記第１センサマグネットに対向して配置され、前記第１センサマグネットの極性変化に伴って検出信号を出力する磁気検出素子を備えた第１磁気検出装置と、
前記第１センサマグネットと同心状に配置され、周方向に沿って複数個の磁極を備え、前記ロータと共に回転する第２センサマグネットと、
前記第２センサマグネットに対向して配置され、前記第１磁気検出装置と異なる高さを有し、前記第２センサマグネットの極性変化に伴って検出信号を出力する磁気検出素子を備えた第２磁気検出装置とを有してなるブラシレスモータであって、
前記第１センサマグネットと前記第１磁気検出装置との間の距離と、前記第２センサマグネットと前記第２磁気検出装置との間の距離とが等しい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】
本発明は、ブラシレスモータに関し、特に、ブラシレスモータのロータ回転位置検出に用いられる磁気検出素子の配置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にブラシレスモータでは、ロータ側に設けたマグネットの磁極変化を磁気検出素子によって捉えてロータの回転位置を検出し、検出したロータ回転位置に基づいて、ステータ側のコイルを順次励磁してロータを回転駆動させている。図９は、従来のブラシレスモータの構成を示す断面図である。図９に示すように、ブラシレスモータ５１（以下、モータ５１と略記する）は、モータ部５２とセンサ部５３とから構成されており、モータ部５２にはロータ５４とステータ５５が、センサ部５３にはホールＩＣ６８,６９（磁気検出素子）がそれぞれ配されている。
【０００３】
ロータ５４は、ロータシャフト５６に固定されたロータコア５７と、ロータコア５７の外周に取り付けられたマグネットホルダ５８とを備えている。マグネットホルダ５８にはロータマグネット５９が取り付けられ、ロータマグネット５９はロータコア５７の外周に接着固定される。ロータシャフト５６は、ベアリング６１ａ,６１ｂによって回転自在に支持される。ステータ５５は、巻線６２が巻装されたステータコア６３と、ステータコア６３を収容する金属製のハウジング６４を備えている。ハウジング６４は有底円筒形状となっており、その開口端にはセンサ部５３のブラケット６５が固定される。
【０００４】
センサ部５３は二重多極センサ構造となっており、リング状のセンサマグネット６６,６７と、ホールＩＣ６８,６９が設けられている。図１０は、センサ部５３の構成を示す説明図である。センサマグネット６６,６７は、ロータシャフト５６に固定された円板状のマグネットプレート７１に取り付けられており、ロータシャフト５６と共に回転する。一方、ホールＩＣ６８,６９は、ブラケット６５内に固定された基板７２に載置されており、センサマグネット６６,６７に対向する形で基板上に配置されている。センサマグネット６６は、センサマグネット６７よりも小径となっており、センサマグネット６７の内周側に同心状に配置されている。センサマグネット６６は、ロータマグネット５９と同極数（６極）に着磁されており、センサマグネット６７は、センサマグネット６６よりも細かく、５°ピッチにて７２極に着磁されている。
【０００５】
ホールＩＣ６８は、周方向に沿って等間隔に３個（６８ａ〜６８ｃ）設けられており、センサマグネット６６の回転に伴い、順次、検出信号を出力する。また、ホールＩＣ６９（磁気検出装置）には、１つのＩＣパッケージに２個の磁気検出素子（ホール素子）が配置された２極ホールＩＣが使用されており、各素子からも、センサマグネット６７の回転に伴って検出信号が出力される。この場合、ホールＩＣ６８からは、６極６０°ピッチのセンサマグネット６６に対応した検出信号が得られる。これに対し、ホールＩＣ６９からは、７２極５°ピッチのセンサマグネット６７に対応した検出信号が得られる。すなわち、ホールＩＣ６９からは、回転位置をより細かくセンシングした信号が出力される。そこで、当該モータ５１では、ホールＩＣ６８の検出信号にてロータ５４の回転位置を把握しつつ、ホールＩＣ６９の検出信号を用いてホールＩＣ６８の検出信号を補間する形でロータ５４の回転位置検出の分解能を上げ、巻線６２に対する通電タイミングを制御している。
【特許文献１】米国特許第6826499号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、モータ５１は、図１１に示すように、ホールＩＣ６９がホールＩＣ６８よりも高さが高く、ホールＩＣ６８の磁気検出素子Ｑ１は、ホールＩＣ６９の磁気検出素子Ｑ２よりも基板７２からの高さが低い位置に配置されている（Ｈ１＜Ｈ２）。その一方で、センサマグネット６６,６７が共に同じ厚さ（ｔ０）に形成されているため、ホールＩＣ６８の磁気検出素子Ｑ１とセンサマグネット６６間の距離Ｌ１と、ホールＩＣ６９の磁気検出素子Ｑ２とセンサマグネット６７間の距離Ｌ２とに差が生じる（Ｌ１＞Ｌ２）。このため、一方の距離を最適値に合わせると、他方の距離が最適値とならないという問題が生じる。このような問題は、軸方向にセンサマグネットとホールＩＣを配置したモータのみならず、図１２に示すように、ホールＩＣ７３,７４をセンサマグネット７５,７６の径方向外側に配置し、センサマグネット７５,７６の外周面にホールＩＣ７３,７４を対向させたタイプのモータでも同様に生じる（Ｌ１＞Ｌ２）。
【０００７】
二重多極センサは一般に、センサマグネットと磁気検出素子との間の距離（以下、センサ距離と称す）の影響を受け易く、両者間の距離が大きくなると回転位置検出精度が低下する。例えば、ホールＩＣ６９側（外側）のセンサ距離を最適値に設定すると、ホールＩＣ６８側（内側）のセンサ距離が大きくなり、ロータ５４の回転位置検出精度が低下する。そこで、このような問題を解決すべく、従来のモータ５１では、センサマグネットとして強磁束が得られる希土類磁石を使用し、センサ距離の影響を低減させ、検出精度の確保を図っている。しかしながら、希土類磁石（例えば、ネオジウム磁石等）は、通常のフェライト磁石に比して非常に高価であり、希土類磁石の使用は、モータのコストアップの一因となるという問題があった。
【０００８】
一方、センサ距離が小さいほど位置検出精度は高くなるが、ホールＩＣ６８側のセンサ距離を最適値に設定すると、ホールＩＣ６９側の検出感度が強くなり、正確な回転位置検出が行えなくなるおそれがある。すなわち、基準位置（例えば、０°）にて、本来であればホールＩＣ６８,６９の双方が同時に０°の切り替えタイミングとなるはずが、感度の高いホールＩＣ６９側の強い信号が優先されてしまい、正確な位置が検出できない可能性がある。このようなズレは、機械的なズレとは異なり、モータを正逆転させても必ず感度の強い方の信号優先されるため、ソフトウエア上で補正することが難しい。このため、希土類磁石を使用した場合であっても、信号強度の関係から、ホールＩＣ６８側のセンサ距離は小さくしづらく、その分、検出感度を犠牲にせざるを得なかった。
【０００９】
本発明の目的は、二重多極センサを使用するブラシレスモータのセンサ部のセンサ距離を最適化し、モータの小型化や材料コストの削減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のブラシレスモータは、電機子巻線を備えたステータと、永久磁石を備え前記ステータの内側又は外側に回転自在に配置されたロータと、周方向に沿って複数個の磁極が配置され、前記ロータと共に回転する第１センサマグネットと、前記第１センサマグネットに対向して配置され、前記第１センサマグネットの極性変化に伴って検出信号を出力する第１磁気検出素子と、前記第１センサマグネットと同心状に配置され、周方向に沿って複数個の磁極を備え、前記ロータと共に回転する第２センサマグネットと、前記第２センサマグネットに対向して配置されると共に、前記第１磁気検出素子と異なる高さ位置に設置され、前記第２センサマグネットの極性変化に伴って検出信号を出力する第２磁気検出素子とを有してなるブラシレスモータであって、前記第１センサマグネットと前記第１磁気検出素子との間の距離と、前記第２センサマグネットと前記第２磁気検出素子との間の距離とが等しいことを特徴とする。
【００１１】
本発明のブラシレスモータにあっては、高さ位置の異なる磁気検出素子を使用したブラシレスモータにて、第１センサマグネットと第１磁気検出素子との間の距離と、第２センサマグネットと第２磁気検出素子との間の距離とを等しくすることにより、両者のセンサ距離が等しく揃えられる。このため、磁気検出素子とセンサマグネットの間の距離が最適化され、センサ距離をより小さく設定できる。
【００１２】
前記ブラシレスモータにおいて、前記第１センサマグネットと前記第２センサマグネットを、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子の高さの差に対応して異なる厚さに形成し、前記第１センサマグネットと前記第２センサマグネットの厚さの差を、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子の高さの差に等しく設定しても良い。この場合、前記第１センサマグネット又は前記第２センサマグネットの何れか一方の厚さを、他方に比して、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子の高さの差に対応して薄くしても良い。
【００１３】
前記ブラシレスモータにおいて、前記第１磁気検出素子及び前記第２磁気検出素子を基板上に載置し、前記第１磁気検出素子又は前記第２磁気検出素子の何れか一方を、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子の高さの差に対応して前記基板上に設けられた台座部に載置しても良い。
【００１４】
前記ブラシレスモータにおいて、前記第１センサマグネット及び前記第２センサマグネットを前記ロータの回転軸に固定されたプレート部材に取り付け、前記第１センサマグネット又は前記第２センサマグネットの何れか一方を、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子の高さの差に対応して前記プレート部材に形成された切欠部に収容しても良い。
【００１５】
また、前記ブラシレスモータにおいて、前記第１センサマグネットと前記第２センサマグネットを前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子の高さの差に対応して異なる外径に形成し、前記第１センサマグネットと前記第２センサマグネットの半径の差を、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子の高さの差に等しく設定しても良い。この場合、前記第１センサマグネット又は前記第２センサマグネットの何れか一方の外径を、他方に比して、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子の高さの差に対応して小径としても良い。
【００１６】
本発明の他のブラシレスモータにあっては、電機子巻線を備えたステータと、永久磁石を備え前記ステータの内側又は外側に回転自在に配置されたロータと、周方向に沿って複数個の磁極が配置され、前記ロータと共に回転する第１センサマグネットと、前記第１センサマグネットに対向して配置され、前記第１センサマグネットの極性変化に伴って検出信号を出力する磁気検出素子を備えた第１磁気検出装置と、前記第１センサマグネットと同心状に配置され、周方向に沿って複数個の磁極を備え、前記ロータと共に回転する第２センサマグネットと、前記第２センサマグネットに対向して配置され、前記第１磁気検出装置と異なる高さを有し、前記第２センサマグネットの極性変化に伴って検出信号を出力する磁気検出素子を備えた第２磁気検出装置とを有してなるブラシレスモータであって、前記第１センサマグネットと前記第１磁気検出装置との間の距離と、前記第２センサマグネットと前記第２磁気検出装置との間の距離とが等しいことを特徴とする。
【００１７】
本発明のブラシレスモータにあっては、第１センサマグネットと第１磁気検出装置との間の距離と、第２センサマグネットと第２磁気検出装置との間の距離とを等しくすることにより、容易に両者のセンサ距離を実質的に等しく揃えられる。このため、磁気検出素子とセンサマグネットの間の距離が最適化され、センサ距離をより小さく設定できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のブラシレスモータによれば、ロータと共に回転する第１センサマグネットと、第１センサマグネットの極性変化に伴って検出信号を出力する第１磁気検出素子と、第１センサマグネットと同心状に配置されロータと共に回転する第２センサマグネットと、第１磁気検出素子と異なる高さ位置に配置され、第２センサマグネットの極性変化に伴って検出信号を出力する第２磁気検出素子とを有してなるブラシレスモータにて、第１センサマグネットと第１磁気検出素子との間の距離と、第２センサマグネットと第２磁気検出素子との間の距離とを等しくしたので、両者のセンサ距離を等しく揃えることができ、磁気検出素子とセンサマグネットの間の距離を最適化し、センサ距離をより小さく設定することが可能となる。これにより、ロータの回転位置検出精度に対するセンサ距離の影響を小さくすることができ、検出精度の向上を図ることが可能となる。また、センサ距離を小さくできることから、強磁束の希土類磁石を使用する必要がなくなり、安価なフェライト磁石をセンサマグネットに使用でき、コスト低減を図ることも可能となる。
【００１９】
本発明の他のブラシレスモータによれば、ロータと共に回転する第１センサマグネットと、第１センサマグネットの極性変化に伴って検出信号を出力する磁気検出素子を備えた第１磁気検出装置と、第１センサマグネットと同心状に配置されロータと共に回転する第２センサマグネットと、第１磁気検出装置と異なる高さを有し、第２センサマグネットの極性変化に伴って検出信号を出力する磁気検出素子を備えた第２磁気検出装置とを有してなるブラシレスモータにて、第１センサマグネットと第１磁気検出装置との間の距離と、第２センサマグネットと第２磁気検出装置との間の距離とを等しくしたので、容易に両者のセンサ距離を実質的に等しく揃えることができ、磁気検出素子とセンサマグネットの間の距離を容易に最適化し、センサ距離をより小さく設定することが可能となる。これにより、ロータの回転位置検出精度に対するセンサ距離の影響を小さくすることができ、検出精度の向上を図ることが可能となる。また、センサ距離を小さくできることから、強磁束の希土類磁石を使用する必要がなくなり、安価なフェライト磁石をセンサマグネットに使用でき、コスト低減を図ることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の実施例１であるブラシレスモータの構成を示す断面図である。図１のブラシレスモータ１（以下、モータ１と略記する）は、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の動力源として使用され、自動車のステアリングシャフトに対し動作補助力を付与する。モータ１は、ステアリングシャフトに設けられた減速機構部に取り付けられ、モータ１の回転は、この減速機構部によってステアリングシャフトに減速されて伝達される。
【００２２】
図１に示すように、モータ１も図９のモータ５１と同様に、モータ部２とセンサ部３とから構成されている。モータ部２にはロータ４とステータ５が配されており、モータ１は、内側にロータ４、外側にステータ５を配したインナーロータ型のブラシレスモータとなっている。ステータ５は、ハウジング６と、ハウジング６の内周側に固定されたステータコア７及びステータコア７に巻装された巻線８とを備えた構成となっている。ハウジング６は鉄等にて有底筒状に形成されており、その開口部には合成樹脂製のブラケット９が取り付けられている。ステータコア７は鋼板を多数積層した構成となっており、ステータコア７の内周側には複数個のティースが突設されている。
【００２３】
ロータ４はステータ５の内側に配設されており、ロータシャフト１１と、ロータコア１２、ロータマグネット１３を同軸状に配した構成となっている。ロータシャフト１１の外周には、鋼板を多数積層した円筒形状のロータコア１２が取り付けられている。ロータコア１２の外周には、セグメントタイプのロータマグネット１３が配置されている。ロータマグネット１３は、ロータシャフト１１に固定されたマグネットホルダ１４に取り付けられており、周方向に沿って６個配置されている。
【００２４】
ロータシャフト１１の一端部は、ハウジング６の底部に圧入されたベアリング１５ａに回転自在に支持されている。ロータシャフト１１の他端部は、ブラケット９に取り付けられたベアリング１５ｂによって、回転自在に支持されている。ロータシャフト１１の端部（図１において左端部）には、スプライン部１６が形成されており、ジョイント１７の一端部側に取り付けられている。ジョイント１７の他端部側は、減速機構部の図示しないウォーム軸に接続されている。このウォーム軸にはウォームが形成されており、ステアリングシャフトに取り付けられたウォームホイールと噛合し、これにより、モータ１の回転が減速されてステアリングシャフトに伝えられる。
【００２５】
図２は、センサ部３の構成を示す説明図である。図２に示すように、センサ部３もまた、モータ５１と同様の二重多極センサ構造となっており、リング状のセンサマグネット１８,１９とホールＩＣ２１,２２が設けられている。センサ部３には、ホールＩＣ２１とセンサマグネット（第１センサマグネット）１８によって第１センサ１０が、ホールＩＣ２２とセンサマグネット（第２センサマグネット）１９によって第２センサ２０が形成されている。ホールＩＣ２１には磁気検出素子Ｑ１（第１磁気検出素子）が、ホールＩＣ２２には磁気検出素子Ｑ２（第２磁気検出素子）がそれぞれ配置されている。
【００２６】
センサ部３の基本構成は、図１０に示したセンサ部５３と同様になっており、センサマグネット１８,１９は、ロータシャフト１１に固定された円板状のマグネットプレート２３に取り付けられ、ロータシャフト１１と共に回転する。これにより、センサマグネット１８,１９は、ロータ４の回転に伴い、ホールＩＣ２１,２２と所定の距離を介して対向する形で回転する。
【００２７】
一方、ホールＩＣ２１,２２は、ブラケット９内に固定された基板２４に載置されており、センサマグネット１８,１９に対向する形で基板上に配置されている。センサマグネット１８は、センサマグネット１９の内周側に同心状に配置されており、ロータマグネット１３と同極数（６極）に着磁され、周方向に沿って磁極が配されている。センサマグネット１９も周方向に沿って磁極が配されているが、センサマグネット１８よりも細かく、５°ピッチにて７２極に着磁されている。
【００２８】
ホールＩＣ２１は、周方向に沿って等間隔に３個（２１ａ〜２１ｃ）設けられており、センサマグネット１８の回転に伴い、順次、検出信号を出力する。なお、ホールＩＣ２１の個数は３個には限定されず、２個であっても良い。一方、ホールＩＣ２２には、図９のモータ５１と同様に、２極ホールＩＣが使用されており、センサマグネット１９の回転に伴って、各素子から検出信号が出力される。ロータシャフト１１が回転すると、センサマグネット１８,１９もまた回転し、ホールＩＣ２１,２２からは回転位置検出信号が出力される。モータ１においても、モータ５１と同様に、ホールＩＣ２１の検出信号にてロータ４の回転位置を把握しつつ、ホールＩＣ２２の検出信号を用いて巻線８に対する通電タイミングを制御しロータ４を回転駆動させる。
【００２９】
図３は、センサ部３における磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２とセンサマグネット１８,１９との間の距離を示す説明図である。図３に示すように、モータ１においても、ホールＩＣ２２はホールＩＣ２１よりも高さが高くなっており、ホールＩＣ２１の磁気検出素子Ｑ１とホールＩＣ２２の磁気検出素子Ｑ２の高さ位置が異なっている（Ｈ１＜Ｈ２）。従来のモータ５１では、この高さ位置の違いに伴いセンサ距離が不揃いとなり、前述のような諸問題が生じていた。
【００３０】
これに対し、当該モータ１では、センサマグネット１８,１９は共に同じ厚さではなく、センサマグネット１９の厚さ（ｔ２）は、センサマグネット１８の厚さ（ｔ１；＝ｔ０）よりも薄くなっている（ｔ２＜ｔ１）。この場合、センサマグネット１８,１９の厚さの差（ｔ１−ｔ２）は、磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２の高さ位置の差（Ｈ２−Ｈ１）と等しく設定されている（（ｔ１−ｔ２）＝（Ｈ２−Ｈ１））。このため、磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２とセンサマグネット１８,１９との距離は共に等しくＬ０となり、第１センサ１０と第２センサ２０のセンサ距離が等しく揃えられている。
【００３１】
従って、磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２とセンサマグネット１８,１９の間の距離を共に最適値に設定することができ、しかも、信号出力の差が少ないため、センサ距離を従来よりも小さく設定することが可能となる。これにより、ロータ４の回転位置検出精度に対するセンサ距離の影響を小さくすることができ、検出精度の向上が図られる。また、センサ距離を小さくできることから、強磁束の希土類磁石を使用する必要がなくなり、安価なフェライト磁石をセンサマグネット１８,１９に使用でき、コストの低減を図ることも可能となる。さらに、センサ距離が小さくなることからモータの軸方向長も削減され、モータの小型化も図られる。
【実施例２】
【００３２】
図４は、本発明の実施例２であるブラシレスモータの構成を示す断面図である。図４のブラシレスモータ２５（以下、モータ２５と略記する）もまたＥＰＳの動力源として使用される。モータ２５もモータ部２６とセンサ部２７とから構成されている。モータ部２６にはロータ２８とステータ２９が配されている。ステータ２９は、ハウジング３１と、ハウジング３１の内周側に固定されたステータコア３２及びステータコア３２に巻装された巻線３３とを備えている。ハウジング３１は鉄等にて有底筒状に形成されており、その開口部には合成樹脂製のブラケット３４が取り付けられている。
【００３３】
ロータ２８はステータ２９の内側に配設されており、ロータシャフト３５と、ロータコア３６、ロータマグネット３７を同軸状に配した構成となっている。ロータシャフト３５の外周にはロータコア３６が取り付けられ、ロータコア１２の外周にはロータマグネット３７が配置されている。ロータマグネット３７は、ロータシャフト３５に固定されたマグネットホルダ３８に取り付けられており、周方向に沿って６個配置されている。ロータマグネット３７の外側には、金属製のマグネットカバー３９が取り付けられている。
【００３４】
ロータシャフト３５の一端部は、ハウジング３１の底部に固定されたベアリング４１ａに回転自在に支持されている。ロータシャフト３５の他端部は、ブラケット３４に取り付けられたベアリング４１ｂによって、回転自在に支持されている。ロータシャフト３５の端部（図４において左端部）には、スプライン部４２が形成されており、ジョイント４３が取り付けられている。ジョイント４３の他端部側は、減速機構部の図示しないウォーム軸に接続されている。
【００３５】
図５は、センサ部２７の構成を示す説明図である。図５に示すように、センサ部２７もまた二重多極センサ構造となっており、リング状のセンサマグネット４４,４５とホールＩＣ４６,４７が設けられている。ホールＩＣ４６とセンサマグネット（第１センサマグネット）４４によって第１センサ４９が、ホールＩＣ４７とセンサマグネット（第２センサマグネット）４５によって第２センサ５０が形成されている。ホールＩＣ４６には磁気検出素子Ｑ１（第１磁気検出素子）が、ホールＩＣ４７には磁気検出素子Ｑ２（第２磁気検出素子）がそれぞれ配置されている。ホールＩＣ４７には、図９のモータ５１と同様に、２極ホールＩＣが使用されている。
【００３６】
センサマグネット４４,４５は、マグネットホルダ３８の図中左端部に形成された切欠部３８ａに取り付けられている。ホールＩＣ４６,４７は、ブラケット３４に取り付けられたセンサホルダ４８に固定されている。センサホルダ４８には、図５に示すように、アーム部４８ａ〜４８ｃが突設されており、アーム部４８ａ,４８ｃにはホールＩＣ４６ａ,４６ｃがそれぞれ１個ずつ、アーム部４８ｂにはホールＩＣ４６ｂとホールＩＣ４７が配設されている。なお、ホールＩＣ４６の個数は３個には限定されず、２個であっても良い。
【００３７】
モータ２５では、図１のモータ１と異なり、センサマグネット４４,４５は、図５に示すように、外周面に沿って複数の磁極が形成されるように着磁されている。ホールＩＣ４６,４７は、センサマグネット４４,４５の径方向外側に設置され、センサマグネット４４,４５の外周面に対し所定の間隔をあけて対向している。ここでは、ホールＩＣ４６ａ〜４６ｃはセンサマグネット４４と、ホールＩＣ４７はセンサマグネット４５とそれぞれ対向するように配置されている。これにより、ロータ２８の回転に伴い、センサマグネット４４,４５は、ホールＩＣ４６,４７と所定のクリアランスにて対向しつつ回転する。
【００３８】
図６は、センサ部２７における磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２とセンサマグネット４４,４５との間の距離を示す説明図である。図６に示すように、モータ２５においても第１センサ４９と第２センサ５０のセンサ距離が等しく揃えられている。すなわち、センサマグネット４５の半径φ２／２は、磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２の高さ位置の差（Ｈ２−Ｈ１）の分だけ、センサマグネット４４の半径φ１／２よりも小さく形成されており（φ２＜φ１，（φ１−φ２）／２＝（Ｈ２−Ｈ１））、これにより、磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２とセンサマグネット４４,４５との距離が共に等しくＬ０に設定される。
【００３９】
このため、磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２とセンサマグネット４４,４５の間の距離を共に最適値に設定することができ、しかも、信号出力の差が少ないため、センサ距離を従来よりも小さく設定することが可能となる。従って、ロータ２８の回転位置検出精度に対するセンサ距離の影響を小さくすることができ、検出精度の向上が図られる。また、センサ距離を小さくできることから、強磁束の希土類磁石を使用する必要がなくなり、安価なフェライト磁石をセンサマグネット４４,４５に使用でき、コストの低減を図ることも可能となる。
【００４０】
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２とセンサマグネット１８,１９の間の距離を等しくするための構成は、図３のように、センサマグネット１８,１９の厚さを異ならせる方式以外にも種々の態様が可能である。図７は、センサ距離を揃えるための各種方式の例を示す説明図であり、図７（ａ）はホールＩＣ２１を嵩上げする方式、図７（ｂ）はセンサマグネット１９を後退させる方式を示している。図７（ａ）の方式では、ホールＩＣ２１は、磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２の高さ位置の差（Ｈ２−Ｈ１）に対応して設けられた台座部３０（高さｈ＝Ｈ２−Ｈ１）上に載置されている。図７（ｂ）の方式では、センサマグネット１９は、磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２の高さ位置の差（Ｈ２−Ｈ１）に対応して設けられた切欠部４０（深さｄ＝Ｈ２−Ｈ１）内に収容されており、センサマグネット１８,１９は、ロータシャフト１１の軸方向にずれた位置に同心状に配置されている。
【００４１】
同様に、実施例２のモータ２５にあっても、センサマグネット４４,４５の直径φ１,φ２を異ならせる構成のみならず、磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２の高さ位置の差に応じて、ホールＩＣ４６,４７の取付位置を異ならせても良い。すなわち、ホールＩＣ４７をホールＩＣ４６よりも径方向外側に配しても良い。
【００４２】
また、前述の実施例では、磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２とセンサマグネット１８,１９の間や、磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２とセンサマグネット４４,４５の間の距離を等しく設定する場合について述べたが、センサ距離の設定に際しては、ホールＩＣ２１,２２,４６,４７のセンサ感度やセンサマグネット１８,１９,４４,４５の強さ（磁束密度）を考慮し、第１センサ１０,４９と第２センサ２０,５０とでセンサ距離を適宜異ならせることも可能である。例えば、ホールＩＣ２１がホールＩＣ２２よりも感度が高い場合には、ホールＩＣ２１側のセンサ距離を小さくするなどの調整が可能である。
【００４３】
さらに、前述の実施例では、磁気検出素子Ｑ２が磁気検出素子Ｑ１よりも高さ位置が高い構成を示したが、ホールＩＣ２１,４６がホールＩＣ２２,４７よりも高さが高い構成にも本発明は適用可能である。その場合には、前述の実施例とは逆に、センサマグネット１８,（４４）を薄くしたり（小径としたり）、ホールＩＣ２２を台座部に載置したり、センサマグネット１８を切欠部内に収容したりすれば良い。すなわち、図３,４の何れの方式によるか、磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２の何れの位置が高いかに関わらず、第１センサ１０,４９と第２センサ２０,５０における磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２とセンサマグネット１８,１９,４４,４５の間の距離が等しくなる構成であれば、ホールＩＣとセンサマグネットの何れの側を調整しても良い。
【００４４】
なお、磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２は、ホールＩＣ２１,２２,４６,４７内に配置されているため、通常、その位置を外見上は判断しにくい。このため、磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２の正確な位置が定かでない場合などは、磁気検出素子Ｑ１,Ｑ２の高さに代えて、ホールＩＣ２１,２２のパッケージ高さＨ３,Ｈ４を用いても良い。図８は、その場合の構成を示す説明図である。
【００４５】
図８に示すように、この場合には、センサマグネット１８とホールＩＣ２１（第１磁気検出装置）２２との間のクリアランスと、センサマグネット１９とホールＩＣ２２（第２磁気検出装置）２２との間のクリアランスが等しくＣとなるように、センサマグネット１８,１９の厚さｔ３,ｔ４を調整する。その際、センサマグネット１８,１９の厚さではなく、図７のように、台座部や切欠部によって、クリアランスＣを調整しても良い。図８の構成では、厳密には、第１センサ１０と第２センサ２０でセンサ距離が若干異なることになるが、実質的には無視し得る場合も多く、また、外形上明白な寸法を基準とするため、寸法管理が容易となる。なお、図８の方式は、実施例２のモータ２５にも同様に適用可能である。
【００４６】
一方、前述の実施例では、インナーロータ型のブラシレスモータを例にとって説明したが、本発明は、ステータの外側にロータを配したアウタロータ型のブラシレスモータにも適用可能である。また、前述の実施例では、コラムアシスト式のＥＰＳに使用されるブラシレスモータを示したが、ラック軸と同軸状にモータを配したラックアシスト式や、ラック軸と噛合するピニオンギヤに補助力を付与するピニオンアシスト式のＥＰＳ用モータにも適用可能である。さらに、ＥＰＳや各種車載電動品用のモータのみならず、本発明は、広くブラシレスモータ一般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例１であるブラシレスモータの構成を示す断面図である。
【図２】図１のブラシレスモータにおけるセンサ部の構成を示す説明図である。
【図３】図１のブラシレスモータにおける磁気検出素子とセンサマグネットとの間の距離を示す説明図である。
【図４】本発明の実施例２であるブラシレスモータの構成を示す断面図である。
【図５】図４のブラシレスモータにおけるセンサ部の構成を示す説明図である。
【図６】図４のブラシレスモータにおける磁気検出素子とセンサマグネットとの間の距離を示す説明図である。
【図７】センサ距離を揃えるための各種方式の例を示す説明図である。
【図８】磁気検出素子の高さに代えて、ホールＩＣのパッケージ高さを用いてセンサ距離を揃える変形例を示す説明図である。
【図９】従来のブラシレスモータの構成を示す断面図である。
【図１０】図９のブラシレスモータにおけるセンサ部の構成を示す説明図である。
【図１１】図９のブラシレスモータにおけるホールＩＣとセンサマグネットとの間の距離を示す説明図である。
【図１２】ホールＩＣをセンサマグネットの径方向外側に配置したブラシレスモータにおけるホールＩＣとセンサマグネットとの間の距離を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    ブラシレスモータ
２    モータ部
３    センサ部
４    ロータ
５    ステータ
６    ハウジング
７    ステータコア
８    巻線
９    ブラケット
１０    第１センサ
１１    ロータシャフト
１２    ロータコア
１３    ロータマグネット
１４    マグネットホルダ
１５ａ,１５ｂ    ベアリング
１６    スプライン部
１７    ジョイント
１８    センサマグネット（第１センサマグネット）
１９    センサマグネット（第２センサマグネット）
２０    第２センサ
２１    ホールＩＣ（第１磁気検出装置）
２２    ホールＩＣ（第２磁気検出装置）
２３    マグネットプレート
２４    基板
２５    ブラシレスモータ
２６    モータ部
２７    センサ部
２８    ロータ
２９    ステータ
３０    台座部
３１    ハウジング
３２    ステータコア
３３    巻線
３４    ブラケット
３５    ロータシャフト
３６    ロータコア
３７    ロータマグネット
３８    マグネットホルダ
３８ａ  切欠部
３９    マグネットカバー
４０    切欠部
４１ａ,４１ｂ    ベアリング
４２    スプライン部
４３    ジョイント
４４    センサマグネット（第１センサマグネット）
４５    センサマグネット（第２センサマグネット）
４６    ホールＩＣ（第１磁気検出装置）
４６ａ〜４６ｃ    ホールＩＣ
４７    ホールＩＣ（第２磁気検出装置）
４８    センサホルダ
４８ａ〜４８ｃ    アーム部
４９    第１センサ
５０    第２センサ
５１    ブラシレスモータ
５２    モータ部
５３    センサ部
５４    ロータ
５５    ステータ
５６    ロータシャフト
５７    ロータコア
５８    マグネットホルダ
５９    ロータマグネット
６１ａ,６１b    ベアリング
６２    巻線
６３    ステータコア
６４    ハウジング
６５    ブラケット
６６    センサマグネット
６７    センサマグネット
６８    ホールＩＣ
６９    ホールＩＣ
７１    マグネットプレート
７２    基板
７３    ホールＩＣ
７４    ホールＩＣ
７５    センサマグネット
７６    センサマグネット
Ｑ１    磁気検出素子（第１磁気検出素子）
Ｑ２    磁気検出素子（第２磁気検出素子）
Ｈ１    磁気検出素子高さ位置
Ｈ２    磁気検出素子高さ位置
Ｌ０    センサ距離
Ｌ１    センサ距離
Ｌ２    センサ距離
Ｃ      クリアランス
【図１】
2007252097.tif 000003
【図２】
2007252097.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007252097.tif 000006
【図５】
2007252097.tif 000007
【図６】
2007252097.tif 000008
【図７】
2007252097.tif 000009
【図８】
2007252097.tif 000010
【図９】
2007252097.tif 000011
【図１０】
2007252097.tif 000012
【図１１】
2007252097.tif 000013
【図１２】
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