JP2001078392A - Stepping motor with sensor - Google Patents

Stepping motor with sensor

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JP2001078392A
JP2001078392A JP25113999A JP25113999A JP2001078392A JP 2001078392 A JP2001078392 A JP 2001078392A JP 25113999 A JP25113999 A JP 25113999A JP 25113999 A JP25113999 A JP 25113999A JP 2001078392 A JP2001078392 A JP 2001078392A
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JP
Japan
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sensor
stepping motor
magnetic
rotor
motor
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Application number
JP25113999A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Fukuda
良明 福田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately mount a sensor for detecting the magnetic pole of a rotor for the phase of the induced voltage of a stepping motor at a fixed electrical angle. SOLUTION: A fitting part 18a for fitting the center of a sensor 17 is provided in a line for connecting the center of arbitrary yoke pole teeth in a yoke assembly to that of the rotor of a motor, the center of the sensor is used as a base point, a plurality of sensor fitting parts 18b are provided at a position that is equal to an integral multiple of the magnetic pole division angle of the rotor or 1/2, 1/3, and 1/5 for obtaining the output. Furthermore, by a hybrid Hall element where a plurality of Hall chips (sensor films) are achieved in one mold of the Hall element, the accuracy of a sensor output phase is increased.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、情報機器などに使
用されるセンサー付ステッピングモータにおけるセンサ
ーの取り付け構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor mounting structure for a sensor-equipped stepping motor used for information equipment and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ステッピングモータは、プリンタ
・ファクシミリ・イメージスキャナ・コピー機・レーザ
ービームプリンタ等々に代表される、数多くの情報関連
機器や、工作機械などのFA機器、車載用の電装機器、
白物に代表される各種家電機器など非常に広範囲の分野
で大量に普及している。これは、ステッピングモータが
非常に安価で、極めて簡単な操作で速度制御や位置決め
制御が実現できることに大きな理由がある。
2. Description of the Related Art In recent years, stepping motors have been used in many information-related devices such as printers, facsimile machines, image scanners, copiers, and laser beam printers, FA devices such as machine tools, electric devices for vehicles, and the like.
It is widely used in a very wide range of fields such as various home appliances represented by white goods. This is largely because stepping motors are very inexpensive, and speed control and positioning control can be realized by extremely simple operations.

【0003】従来、センサー付ステッピングモータのセ
ンサー取り付け構造は、特開平9−253139号公報
や実開昭62−135558号公報などに記載されたも
のが一般的に知られている。図9と図10に従来のセン
サー付ステッピングモータの構造を示す。また、特公平
6−46880号公報のようにセンサーレスとしてステ
ッピングモータの制御を記載した内容もある。
Conventionally, as a sensor mounting structure of a stepping motor with a sensor, those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-253139 and Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 62-135558 are generally known. 9 and 10 show the structure of a conventional stepping motor with a sensor. Further, there is also a content in which control of a stepping motor is described as sensorless as in Japanese Patent Publication No. 6-46880.

【0004】図9において、従来例(1)を示す。51
はステッピングモータの駆動巻線を示し、52は駆動巻
線を覆うように構成されたヨーク部であり、各巻線に対
して櫛歯状に構成された一対の磁性体でなる。53はヨ
ーク部の内周に対峙して構成される回転子である。回転
子は、出力軸54とN極・S極の複数対極の着磁を施さ
れたリング型のモータマグネット5とそれらを結合する
樹脂等の媒体で構成されている。56は、磁気センサー
であり、ステッピングモータに別体で取り付けられたプ
リント基板7に電気的導通手段にて取り付けられ、別に
取り付けられたセンサー用マグネット58に一定ギャッ
プをもって対峙する位置に構成されており、回転子の回
転によって、N極・S極の磁力に対応した電圧が磁気セ
ンサーからプリント基板の配線を通して出力される。
FIG. 9 shows a conventional example (1). 51
Denotes a drive winding of the stepping motor, and 52 denotes a yoke portion configured to cover the drive winding, and is composed of a pair of magnetic bodies formed in a comb shape for each winding. Reference numeral 53 denotes a rotor configured to face the inner periphery of the yoke. The rotor is composed of an output shaft 54, a ring-shaped motor magnet 5 having a plurality of N-pole and S-pole magnetized magnets, and a medium such as a resin connecting the magnets. Reference numeral 56 denotes a magnetic sensor, which is attached to the printed circuit board 7 separately attached to the stepping motor by electric conduction means, and is configured to face a sensor magnet 58 separately attached with a certain gap. By the rotation of the rotor, a voltage corresponding to the magnetic force of the N pole / S pole is output from the magnetic sensor through the wiring of the printed circuit board.

【0005】図10において従来例(2)を示す。この
例は、前述ステッピングモータの出力軸64に微少スリ
ットを複数設けたスリット円板65等のセンシング機構
を設け、光学センサー66によってスリットの有り無し
部をサイクリックに出力する構造のものである。このセ
ンサー構造は一般的には、光学式エンコーダと称され、
各分野で一般的に多様されている構造である。取り付け
が比較的簡単で、センサーの出力も大きく、多種類の出
力が得やすい構造であるという長所を有する一方で、回
転子に対応したセンサー出力を得るためのスリット円板
と回転子の位置調整が難しく、性能ばらつきが出やす
く、コストへの影響が大きくなる等の短所をもってい
る。
FIG. 10 shows a conventional example (2). This example has a structure in which a sensing mechanism such as a slit disk 65 having a plurality of minute slits is provided on an output shaft 64 of the stepping motor, and the optical sensor 66 cyclically outputs the presence or absence of the slit. This sensor structure is commonly referred to as an optical encoder,
The structure is generally diverse in each field. It has the advantages of relatively easy installation, large sensor output, and easy to obtain various types of output, but also position adjustment of the slit disk and rotor to obtain sensor output corresponding to the rotor. However, there are disadvantages such as difficulty in performance, variation in performance, and an increase in cost.

【0006】また、特公平6−46880号公報の例
は、センサーレスとしてステッピングモータの制御を考
案したものであるが、必然的に誘起電圧と代用センサー
信号が同相となり、制御には好都合である。
In the example of Japanese Patent Publication No. 6-46880, control of a stepping motor is devised as sensorless, but the induced voltage and the substitute sensor signal necessarily have the same phase, which is convenient for control. .

【0007】しかしながら、非励磁巻線を使う代用セン
サー信号はノイズの影響での誤動作/瞬時正・反転など
に基本的な課題が多い、コンパクトにできる可能性をも
ちつつ、結果的に制御が複雑な構成とならざる得ない、
モータの使用方法がセンサー付きに比較して限定されて
しまう等の欠点を持ち合わせている。
However, the substitute sensor signal using the non-excited winding has many basic problems such as malfunction due to the influence of noise / instantaneous normal / reversal, and has the possibility of being compact, resulting in complicated control. Inevitable
There are drawbacks such as the method of using the motor is limited as compared with the case with the sensor.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】これらのセンサー構造
は、センサーの取り付け・出力の大きさ・調整の作業性
・センサーの分解能・コスト等に各々長所・短所を有し
ている。
These sensor structures have advantages and disadvantages in terms of sensor mounting, output size, adjustment workability, sensor resolution, cost, and the like.

【0009】図9と図10において、モータの出力軸の
回転をセンシングする機能は双方とも同じであると考え
て良い。但し、図9の例においては、回転子に固定され
ているモータマグネットの磁極の位置を直接検出するこ
とが可能であるが、図10の例においては、スリット円
板と回転子の磁極の位置は別工程で調整をする必要があ
り、スリット円板のセンシングの分解能が多くなるほど
調整範囲寸法(又は角度)が狭くなり、極めて難度の高
い作業となり、コスト・性能の安定性に悪影響を及ぼ
す。
In FIGS. 9 and 10, the function of sensing the rotation of the output shaft of the motor may be considered to be the same. However, in the example of FIG. 9, the position of the magnetic pole of the motor magnet fixed to the rotor can be directly detected, but in the example of FIG. 10, the position of the slit disk and the position of the magnetic pole of the rotor can be detected. Must be adjusted in a separate process. As the resolution of sensing the slit disk increases, the adjustment range dimension (or angle) becomes narrower, making the operation extremely difficult, and adversely affecting the stability of cost and performance.

【0010】さらに二つの例に共通の課題としてモータ
のトルク発生位置(誘起電圧)とセンサー出力の位置調
整が難しいことが上げられる。モータの制御には、一般
的にはセンサー信号が不可欠である。センサレスによる
工夫もされているが、現段階ではセンサー信号を得て制
御するモータ性能には及ばない。これらのセンサー出力
信号はモータのトルク発生位置(誘起電圧と考えて良
い)との電気的位相関係が定められた範囲内にあること
が重要である。この位相関係は、制御の内容が複雑で精
度アップ化するほど重要な特性となり、その位相精度が
良いほどモータの制御性が向上し、性能が安定すること
が実証されている。
Further, it is difficult to adjust the torque generating position (induced voltage) of the motor and the position of the sensor output as a problem common to the two examples. In general, a sensor signal is indispensable for motor control. Although a sensorless device has been devised, it does not reach the performance of a motor that obtains and controls sensor signals at this stage. It is important that these sensor output signals have an electrical phase relationship with a motor torque generation position (which can be considered as an induced voltage) within a predetermined range. This phase relationship becomes more important as the content of the control becomes more complicated and the accuracy increases, and it has been demonstrated that the better the phase accuracy is, the more the controllability of the motor is improved and the performance is stabilized.

【0011】しかし、前述に示す一般的なセンサー構造
の事例では、トルク発生位置とセンサー出力を精度良く
固定するために、多大な労力(工数)を必要とすること
がわかる。センサー付きステッピングモータを構成する
ためには、従来例に示すように、複数の部品を組み合わ
せなければならないが、一般的なセンサー構造での部品
精度と組み合わせ精度の累積はモータの性能に大きなば
らつきとして発生する。センサーの位置精度保証を少な
い労力で実施するために、新しいセンサー構造の開発が
必要とされている。
However, in the case of the above-described general sensor structure, it is understood that a great deal of labor (man-hours) is required to accurately fix the torque generation position and the sensor output. In order to construct a stepping motor with a sensor, as shown in the conventional example, multiple components must be combined.However, the accumulation of component accuracy and combination accuracy in a general sensor structure causes large variations in motor performance. appear. A new sensor structure needs to be developed in order to guarantee the position accuracy of the sensor with little effort.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ステッピングモータの回転子の位置を検出
し、位置検出信号を出力する位置検出手段を備え、複数
の駆動巻線より発生する複数の誘起電圧の一つと前記回
転子の位置検出信号の一つが必ず同相出力になることを
特徴とするセンサー付きステッピングモータ構造を提供
することを目的とし、前記センサー付きステッピングモ
ータにおいて、回転子のモータマグネットの端面磁極位
置を一定ギャップをもって検出し、位置検出信号を出力
する位置検出手段の少なくとも一つが、前記ステッピン
グモータのヨーク部と一体をなしているヨーク結合樹脂
の一部で位置決めされ、その位置決めのセンサー中心に
当たる位置がヨーク片の極歯の中心と同心角上に配置さ
れている内容の構造を請求項2によって提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises a position detecting means for detecting a position of a rotor of a stepping motor and outputting a position detecting signal. In order to provide a stepping motor structure with a sensor, wherein one of a plurality of induced voltages to be generated and one of the position detection signals of the rotor are always in-phase output, in the stepping motor with a sensor, The end face magnetic pole position of the motor magnet is detected with a constant gap, and at least one of the position detecting means for outputting a position detection signal is positioned by a part of the yoke coupling resin which is integral with the yoke portion of the stepping motor, The structure where the position corresponding to the sensor center of the positioning is arranged concentrically with the center of the pole teeth of the yoke piece. The provided by claim 2.

【0013】さらに前記ヨーク片の極歯の中心と一体を
なしてほぼ同心角上に配置された位置検出手段と前記ス
テッピングモータの回転子に取り付けた磁気出力発生手
段である磁気ドラムの外周が一定のギャップをもって対
峙して設置された構造を請求項3によって提供する。
Further, the outer circumference of a magnetic drum which is a magnetic output generating means attached to a rotor of the stepping motor and a position detecting means which is arranged substantially concentrically with the center of the pole teeth of the yoke piece is constant. Claim 3 provides a structure which is installed to face with a gap.

【0014】請求項4では、前記センサー付きステッピ
ングモータにおいて回転子の位置を検出するセンサー
に、複数個のホール素子チップ(センサー膜)を、ステ
ッピングモータの基本ステップ角度もしくは、回転子の
磁極角度の1/2or1/3or1/5の整数倍の角度
の間隔で複数個配置し、樹脂モールドで一体素子をなし
たハイブリッドホール素子を用いたことを提供するもの
である。
According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of Hall element chips (sensor films) are provided on the sensor for detecting the position of the rotor in the stepping motor with the sensor, the basic step angle of the stepping motor or the magnetic pole angle of the rotor. It is an object of the present invention to use a hybrid Hall element in which a plurality of elements are arranged at an interval of an integral multiple of 1/2 or 1/3 or 1/5, and an integrated element is formed by resin molding.

【0015】これらの発明により、モータのトルク発生
位置(誘起電圧)と回転子の位置を検出する本内容のセ
ンサー出力は高精度の位相関係で得られることになり、
少ない労力でモータの制御性を著しく向上させることが
可能となる。
According to these inventions, the sensor output of the present invention for detecting the torque generation position (induced voltage) of the motor and the position of the rotor can be obtained in a highly accurate phase relationship.
The controllability of the motor can be significantly improved with a small amount of labor.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に係るセンサー
付きステッピングモータは、以下の要件を備え構成され
ている。 (a)ステッピングモータの誘起電圧の任意の1相とス
テッピングモータの回転子から得た位置検出信号の任意
の1相が必ず同相出力になる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A stepping motor with a sensor according to a first aspect of the present invention has the following requirements. (A) Any one phase of the induced voltage of the stepping motor and any one phase of the position detection signal obtained from the rotor of the stepping motor are always in-phase output.

【0017】請求項2に係るセンサー付きステッピング
モータは、以下の要件を備え構成されている。 (a)請求項1に示した要件を備える。 (b)さらに、ステッピングモータの回転子の位置検出
信号を発生するセンサーのいずれか一つが、ヨーク部に
一体に構成されたヨーク結合樹脂に固定されることによ
り、ヨーク片の極歯とずれることなしにセンサーが固定
されるので、ヨーク極歯の位置に応じて発生する誘起電
圧もステッピングモータの回転子の位置と同相で出力を
得ることになる。
A stepping motor with a sensor according to a second aspect has the following requirements. (A) The requirements set forth in claim 1 are provided. (B) Further, one of the sensors for generating the position detection signal of the rotor of the stepping motor is fixed to the yoke coupling resin integrally formed in the yoke portion, so that it is shifted from the pole teeth of the yoke piece. Without the sensor, the induced voltage generated in accordance with the position of the yoke pole teeth also obtains an output in the same phase as the position of the rotor of the stepping motor.

【0018】請求項3に係るセンサー付きステッピング
モータは、以下の要件を備え構成されている。 (a)請求項2に示した要件を備える。 (b)ステッピングモータの回転子位置の検出手段であ
る回転子に位置出力専用の磁気発生手段を設け、出力値
の安定性を向上させることが可能となる。
According to a third aspect of the present invention, a stepping motor with a sensor has the following requirements. (A) The requirement described in claim 2 is provided. (B) The rotor, which is the means for detecting the rotor position of the stepping motor, is provided with a magnetism generating means dedicated to position output, thereby improving the stability of the output value.

【0019】請求項4に係るセンサー付きステッピング
モータは、以下の要件を備え構成されている。 (a)請求項2、請求項3に示した要件を備える。 (b)回転子の位置を検出するセンサーに複数の回転子
位置を得る目的で複数のホール素子チップ(センサー
膜)を樹脂モールドで一体素子として構成したハイブリ
ッドホール素子を用いることで、誘起電圧・各センサー
出力間の位相関係をより精度良く得ることを可能とし
た。
A stepping motor with a sensor according to a fourth aspect has the following requirements. (A) The requirements described in claims 2 and 3 are provided. (B) The use of a hybrid Hall element in which a plurality of Hall element chips (sensor films) are formed as an integrated element by resin molding in order to obtain a plurality of rotor positions for a sensor for detecting the position of the rotor. It is possible to obtain the phase relationship between each sensor output with higher accuracy.

【0020】[0020]

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】(実施例1)図1は本発明の第1の実施例
に係るステッピングモータの回転子のモータマグネット
磁極より得た位置信号と駆動巻線により発生する誘起電
圧の位相の相関関係を表す。この図の中のEa、Ebは
それぞれの相の誘起電圧を表し、Cs−A、Cs−Bは
回転子のモータマグネットの磁極から得たセンサー出力
を表す。EaとCs−Aが同相になって出力されている
状態が良く分かる。ステッピングモータに関わらず、モ
ータの制御は、モータの回転子の位置と駆動巻線によっ
て発生する誘起電圧の位置関係が重要であることは衆知
のことである。特に、ステッピングモータの場合は、同
期モータであるため、この位置関係が大きくずれると制
御がかからない、同期はずれを引き起こしモータが停止
するなどの致命的な欠陥に繋がる。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a correlation between a position signal obtained from a motor magnet magnetic pole of a rotor of a stepping motor and a phase of an induced voltage generated by a driving winding according to a first embodiment of the present invention. Represent. In this figure, Ea and Eb represent the induced voltage of each phase, and Cs-A and Cs-B represent the sensor output obtained from the magnetic pole of the motor magnet of the rotor. It can be clearly seen that Ea and Cs-A are output in phase. Regardless of the stepping motor, it is well known that the control of the motor depends on the positional relationship between the position of the rotor of the motor and the induced voltage generated by the drive winding. In particular, in the case of a stepping motor, which is a synchronous motor, if the positional relationship is largely deviated, control will not be performed, and loss of synchronization will be caused, resulting in a fatal defect such as a stop of the motor.

【0022】図2と図3において本発明の第1の実施例
によるセンサー付きステッピングモータの具体的な位置
決め構造を示す。図2(a)はステッピングモータの回
転子のマグネット端面の磁気出力を得る構造の半断面
図、図2(b)はホール素子の配置図である。図3は、
磁気センサーとヨークの位置関係がわかりやすいように
モータのヨーク部を輪切りにした図である。1は、ステ
ッピングモータの駆動巻線であり、2は駆動巻線を覆う
ように構成されたヨーク部である。ヨーク部は4片の磁
性材料で構成された複数の櫛場状ヨーク極歯から構成さ
れており、ヨーク結合樹脂部11によって一体に構成さ
れている。このヨーク部と樹脂部の一体品をヨーク組立
と称する。このヨーク組立は、ステッピングモータの出
力軸4を保持するための軸受12を支持する軸受保持部
13が一体化されており、これらが、ステッピングモー
タの回転子3を覆うようにしてモータが構成されてい
る。ステッピングモータの回転子は、モータマグネット
5とモータマグネットを軸に保持するための回転子結合
樹脂部14によって構成されており、モータマグネット
の端面がヨーク組立の軸受保持部と対峙するような構成
になる。
FIGS. 2 and 3 show a specific positioning structure of the stepping motor with a sensor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a half sectional view of a structure for obtaining a magnetic output of a magnet end face of a rotor of a stepping motor, and FIG. 2B is a layout view of a Hall element. FIG.
FIG. 4 is a diagram in which a yoke portion of the motor is cut in a circle so that the positional relationship between the magnetic sensor and the yoke can be easily understood. 1 is a drive winding of the stepping motor, and 2 is a yoke configured to cover the drive winding. The yoke portion is composed of a plurality of comb-shaped yoke pole teeth made of four pieces of magnetic material, and is integrally formed by the yoke coupling resin portion 11. This integrated product of the yoke part and the resin part is called a yoke assembly. In this yoke assembly, a bearing holding portion 13 that supports a bearing 12 for holding the output shaft 4 of the stepping motor is integrated, and the motor is configured such that they cover the rotor 3 of the stepping motor. ing. The rotor of the stepping motor includes a motor magnet 5 and a rotor coupling resin portion 14 for holding the motor magnet on a shaft. The rotor magnet of the stepping motor has a configuration in which the end face of the motor magnet faces the bearing holding portion of the yoke assembly. Become.

【0023】ヨーク組立は樹脂によってヨーク位置が固
定されているため、4片のいずれかのヨーク部中心15
の延長線上に磁気センサー6(6a、6b)の中心点1
7が保持できるように、ヨーク組立の樹脂部に磁気セン
サーの外形もしくは、リードコム20を保持できる磁気
センサー嵌合部18aを設ける。さらに、図3に示すよ
うに、この磁気センサー嵌合部18aに対し、ステッピ
ングモータの基本ステップ角度の整数倍もしくは、回転
子の一個の磁極角度の1/2か1/3か1/5の整数倍
の角度位置ΘHALLに同様の磁気センサー嵌合部18
bを構成し、磁気センサー6a、6bを複数個所設ける
ことにより、誘起電圧の位置に対応し一定の位相量をも
ったサイクリックな複数の回転子位置がセンサー出力と
して得られる。
In the yoke assembly, the yoke position is fixed by the resin, so that the center 15
Center point 1 of the magnetic sensor 6 (6a, 6b) on the extension of
The magnetic sensor fitting portion 18a capable of holding the outer shape of the magnetic sensor or the lead comb 20 is provided on the resin portion of the yoke assembly so that the yoke 7 can be held. Further, as shown in FIG. 3, the magnetic sensor fitting portion 18a has an integral multiple of the basic step angle of the stepping motor or 1/2, 1/3 or 1/5 of the magnetic pole angle of one rotor. Magnetic sensor fitting portion 18 similar to integer multiple angular position HALL
b, and by providing a plurality of magnetic sensors 6a and 6b, a plurality of cyclic rotor positions having a constant phase amount corresponding to the position of the induced voltage can be obtained as sensor outputs.

【0024】(実施例2)図4、図5は、ステッピング
モータの回転子3にセンサー出力専用のセンサーマグネ
ット19(以下磁気ドラムと称する)をモータマグネッ
ト5と同心上に構成したものであり、この磁気ドラムの
円筒側面に対峙して磁気センサー6(6a、6b)を構
成した例である。ヨーク組立は実施例1と同様の構成で
あるが、回転子に一体化構成した磁気ドラムを内臓する
のでヨーク結合樹脂部の中で構成している軸受部20が
実施例1に比べ突出した形状になる。
(Embodiment 2) FIGS. 4 and 5 show a rotor 3 of a stepping motor in which a sensor magnet 19 (hereinafter referred to as a magnetic drum) dedicated to sensor output is formed concentrically with the motor magnet 5. This is an example in which a magnetic sensor 6 (6a, 6b) is configured to face the cylindrical side surface of the magnetic drum. The yoke assembly has the same configuration as that of the first embodiment, but a magnetic drum integrated with the rotor is built in, so that the bearing portion 20 formed in the yoke coupling resin portion protrudes as compared with the first embodiment. become.

【0025】磁気ドラムの各極は、モータマグネットと
同時に同位置着磁で形成する。磁気センサーの取り付け
は実施例1と同じようにヨークの中心の延長線上に磁気
センサー嵌合部を設けた構造である。本例では、ヨーク
結合樹脂部の円筒部側面構成している。したがって、モ
ータの誘起電圧とセンサー出力の位相関係は、実施例1
と全く同じである。この本例の特徴は、磁気ドラムの極
中心とセンサーの中心が機械的に合わせやすいことであ
る。実施例1に比べ、目視での確認も容易に行うことが
できる。
Each pole of the magnetic drum is formed by magnetizing the same position at the same time as the motor magnet. The attachment of the magnetic sensor has a structure in which a magnetic sensor fitting portion is provided on an extension of the center of the yoke as in the first embodiment. In this example, the yoke coupling resin portion has a cylindrical side surface. Therefore, the phase relationship between the motor induced voltage and the sensor output is determined according to the first embodiment.
Is exactly the same as The feature of this example is that the pole center of the magnetic drum and the center of the sensor are easily mechanically aligned. Compared with the first embodiment, visual confirmation can be easily performed.

【0026】より、出力値・出力歪み・出力オフセット
が安定する。特に出力値は、モータマグネットの端面の
磁極から磁束を得てセンサー出力とするよりも1.5〜
3倍大きい出力値となり、ノイズ・温度特性に対する余
裕度が大きくなる。これは、着磁方向の磁束を得るため
であり、端面の磁束はあくまで漏れ磁束に相当するから
である。
As a result, the output value, output distortion, and output offset are stabilized. In particular, the output value is 1.5 to 1.5 times that of obtaining the magnetic flux from the magnetic pole on the end face of the motor magnet and outputting it as a sensor output.
The output value becomes three times larger, and the margin for the noise / temperature characteristics increases. This is because the magnetic flux in the magnetization direction is obtained, and the magnetic flux on the end face corresponds to the leakage magnetic flux.

【0027】(実施例3)図6は、磁気センサー6に複
数のホール素子チップ21を一体となしたホール素子を
使用する構成である。各ホール素子チップは、ステッピ
ングモータの基本ステップ角度の整数倍もしくは、回転
子の一個の磁極角度の1/2か1/3か1/5の整数倍
の角度位置に複数配列され、任意の1個所のホール素子
チップの中心をヨーク組立のヨークの中心の延長線上に
合わす構造となっており、このホール素子から出力され
るセンサー出力は、モータの誘起電圧と同相の出力を基
準として回転子の磁極位置を示す出力を同じ素子内から
複数出力として取り出すことが可能である。
(Embodiment 3) FIG. 6 shows a configuration in which a Hall element in which a plurality of Hall element chips 21 are integrated with a magnetic sensor 6 is used. A plurality of Hall element chips are arranged at an integer multiple of the basic step angle of the stepping motor or an integral multiple of 1/2, 1/3, or 1/5 of the magnetic pole angle of one rotor. The center of the Hall element chip at the location is aligned with the extension of the center of the yoke of the yoke assembly, and the sensor output output from this Hall element is based on the output of the same phase as the induced voltage of the motor. It is possible to take out the output indicating the magnetic pole position as a plurality of outputs from the same element.

【0028】ホール素子の作成時にホール素子チップ間
の位置の構成を行うため、複数のセンサー出力の位相関
係の精度を極めて高く得ることが可能となる。実施例1
および2に比較するとその位相精度は、電気角で5度以
上改善することが可能である。さらに、小口径のモータ
などのように、ホール素子を複数個構成する場所の取れ
ないモータには極めて有効な長所をもっており、モータ
の小型化・機器の省スペース化に大きく貢献するもので
ある。この複数ホールチップを持つホール素子の取付構
成も、実施例1、実施例2に示すような場合が考えられ
る。
Since the position between the Hall element chips is configured when the Hall element is created, it is possible to obtain a very high precision of the phase relationship between the outputs of the plurality of sensors. Example 1
The phase accuracy can be improved by 5 degrees or more in electrical angle as compared with FIGS. Furthermore, a motor having a plurality of Hall elements, such as a small-diameter motor, in which a plurality of hall elements cannot be provided has an extremely effective advantage, and greatly contributes to downsizing of the motor and space saving of equipment. The mounting configuration of the hall element having the plurality of hall chips may be as shown in the first and second embodiments.

【0029】(実施例4)図7および図8は、モータマ
グネットの磁極に対する磁気センサーの位置に関する実
施例である。モータマグネットに対峙して磁性体のヨー
クをもつ構造においては、モータマグネットの端面から
発生する磁束に磁歪が生じている。したがって、モータ
マグネットの端面の厚みtmの中心が最大の磁気とはな
り得ない。また、着磁の構成上マグネットの厚みtmが
有効に着磁されてはいない。
(Embodiment 4) FIGS. 7 and 8 show an embodiment relating to the position of the magnetic sensor with respect to the magnetic pole of the motor magnet. In a structure having a yoke made of a magnetic material facing the motor magnet, magnetostriction occurs in the magnetic flux generated from the end face of the motor magnet. Therefore, the center of the thickness tm of the end face of the motor magnet cannot be the maximum magnetism. Further, the thickness tm of the magnet is not effectively magnetized due to the configuration of magnetization.

【0030】図8において、マグネットの端面の厚みt
mの中心からマグネットの外径方向にセンサー出力を測
定した図を表す。マグネットの中心よりも外径側にセン
サーを配置した方が出力が大きくなる。
In FIG. 8, the thickness t of the end face of the magnet is shown.
The figure which measured the sensor output in the outer diameter direction of the magnet from the center of m is shown. The output is greater when the sensor is located on the outer diameter side than the center of the magnet.

【0031】本例では、センサーの中心17をマグネッ
トの端面の厚みtmの中心16からマグネットの外径の
間に配置したことを特徴とする。
This embodiment is characterized in that the center 17 of the sensor is arranged between the center 16 of the thickness tm of the end face of the magnet and the outer diameter of the magnet.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
るセンサー付きステッピングモータおよび小型モータ
は、 (a)モータの誘起電圧と回転子の磁極から得るセンサ
ー出力を同相で発生させるため、制御性に優れる。 (b)ステッピングモータのヨーク位置に対して部品構
成時に磁気センサーの嵌合部を形成するため、誘起電圧
との同相精度が高い。 (c)モータの部品の一部に磁気センサーの嵌合部を形
成するため、モータの回転子のマグネット端面から磁気
を得る構造の場合はモータの高さを極めて薄くできる。 (d)磁気センサーの出力安定性を高く望む製品には、
回転子一体の磁気ドラム構造で出力の安定を取ることが
できる。この場合も誘起電圧とセンサー出力の位相関係
は極めて簡便に構成できる。 (e)一つのホール素子モールド内に複数のホール素子
チップ(センサー膜)を構成したことで、さらに位相精
度の高いセンサー出力を得ることができる。
As is clear from the above description, the stepping motor with sensor and the small motor according to the present invention have the following advantages. (A) Since the induced voltage of the motor and the sensor output obtained from the magnetic pole of the rotor are generated in the same phase, the controllability is improved. Excellent. (B) Since the fitting portion of the magnetic sensor is formed at the time of component configuration with respect to the yoke position of the stepping motor, the in-phase accuracy with the induced voltage is high. (C) Since the fitting part of the magnetic sensor is formed in a part of the motor component, the height of the motor can be made extremely thin in the case of a structure in which magnetism is obtained from the magnet end face of the rotor of the motor. (D) For products that require a high output stability of the magnetic sensor,
The output can be stabilized by the magnetic drum structure integrated with the rotor. Also in this case, the phase relationship between the induced voltage and the sensor output can be configured very simply. (E) By configuring a plurality of Hall element chips (sensor films) in one Hall element mold, a sensor output with even higher phase accuracy can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に係るモータの誘起電圧と回転
子の磁極出力の関係図
FIG. 1 is a diagram illustrating a relationship between an induced voltage of a motor and a magnetic pole output of a rotor according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)ステッピングモータの回転子のマグネッ
ト端面の磁気出力を得る構造の半断面図(b)同ホール
素子の配置図
2A is a half sectional view of a structure for obtaining a magnetic output of a magnet end face of a rotor of a stepping motor, and FIG.

【図3】同モータの複数ホール素子の配置図FIG. 3 is a layout diagram of a plurality of Hall elements of the motor.

【図4】ステッピングモータの回転子に磁気ドラムを追
加しその側面の磁気出力を得る構造の断面図
FIG. 4 is a sectional view of a structure in which a magnetic drum is added to a rotor of a stepping motor to obtain a magnetic output on a side surface thereof.

【図5】同モータの複数ホール素子とヨーク配置図FIG. 5 is a layout diagram of a plurality of Hall elements and a yoke of the motor.

【図6】複数のホール素子チップ(センサー膜)を一つ
のモールド内に構成したハイブリッドホール素子によっ
て磁気出力を得る構造図
FIG. 6 is a structural diagram of obtaining a magnetic output by a hybrid Hall element in which a plurality of Hall element chips (sensor films) are formed in one mold.

【図7】ステッピングモータの回転子のモータマグネッ
ト端面の位置と磁気センサーの中心の位置を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a position of a motor magnet end surface of a rotor of a stepping motor and a position of a center of a magnetic sensor.

【図8】図7実施時のデータを示す図FIG. 8 is a diagram showing data at the time of performing FIG. 7;

【図9】従来の磁気センサーを用いたセンサー付きステ
ッピングモータ構造断面図
FIG. 9 is a sectional view of the structure of a stepping motor with a sensor using a conventional magnetic sensor.

【図10】従来の光学式センサーを用いたセンサー付き
ステッピングモータ構造断面図
FIG. 10 is a sectional view of a structure of a stepping motor with a sensor using a conventional optical sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 駆動巻線 2 ヨーク部 3、53 回転子 4、54、64 出力軸 5、55 モータマグネット 6a、6b、56 磁気センサー 7、57 プリント基板 11 ヨーク結合樹脂 12 軸受 13 軸受保持部 14 回転子結合樹脂 15 ヨーク片中心 16 マグネット端面の厚みの中心 17 磁気センサー中心部 18a、18b センサー嵌合部 19、58 センサー用マグネット(磁気ドラム) 20 リードコム 21a、21b ホールチップ(センサー膜) 22 ハイブリッドホール素子 51 ステッピングモータの駆動巻線 52 ヨーク部 65 スリット円板 66 光学センサー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive winding 2 Yoke part 3, 53 Rotor 4, 54, 64 Output shaft 5, 55 Motor magnet 6a, 6b, 56 Magnetic sensor 7, 57 Printed circuit board 11 Yoke coupling resin 12 Bearing 13 Bearing holding part 14 Rotor coupling Resin 15 Center of yoke piece 16 Center of thickness of magnet end face 17 Center of magnetic sensor 18a, 18b Sensor fitting part 19, 58 Magnet for sensor (magnetic drum) 20 Lead comb 21a, 21b Hole chip (sensor film) 22 Hybrid Hall element 51 Drive Winding of Stepping Motor 52 Yoke 65 Slit Disk 66 Optical Sensor

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数相の駆動巻線を有するステッピング
モータと、前記駆動巻線を励磁するための電力を供給す
る励磁手段と、前記ステッピングモータの回転子の磁極
位置を検出し、位置検出信号を出力する位置検出手段を
備え、前記駆動巻線より発生する複数相に対応した誘起
電圧の一つと前記回転子の磁極位置検出信号の一つが必
ず同相出力となる位置に回転子の磁極を検出する磁気セ
ンサーの位置決め機構を構成したことを特徴とするセン
サー付きステッピングモータ。
A stepping motor having a plurality of phases of driving windings; an exciting means for supplying electric power for exciting the driving windings; a magnetic pole position of a rotor of the stepping motor; The rotor magnetic pole is detected at a position where one of the induced voltages corresponding to a plurality of phases generated from the drive winding and one of the magnetic pole position detection signals of the rotor always output the same phase. A stepping motor with a sensor, comprising a positioning mechanism for a magnetic sensor.
【請求項2】 回転子のモータマグネット端面の磁極位
置を一定ギャップをもって検出し、位置検出信号を出力
する位置検出手段の少なくとも一つが、ステッピングモ
ータのヨーク部と一体をなしているヨーク結合樹脂部で
位置決めされ、位置決めされる位置検出手段のセンサー
中心がヨーク片の極歯の中心と同心角上に配置されてい
ることを特徴とするモータマグネット端面対峙型の磁気
センサー付きステッピングモータ。
2. A yoke coupling resin part, wherein at least one of position detecting means for detecting a magnetic pole position of a motor magnet end face of a rotor with a certain gap and outputting a position detection signal is integrated with a yoke part of a stepping motor. A stepping motor with a magnetic sensor facing the end face of a motor magnet, wherein the sensor center of the position detecting means to be positioned is positioned concentrically with the center of the pole teeth of the yoke piece.
【請求項3】 ヨーク片の極歯の中心と一体をなしてそ
の中心と同心角上に配置されたヨーク結合樹脂部に設け
た磁気センサー中心部が両側に軸受をもったステッピン
グモータの回転子の出力軸に取り付けられ、磁気出力発
生手段である円筒状の磁気ドラムと一定ギャップをもっ
て対峙して構成されたことを特徴とする磁気センサー付
きステッピングモータ。
3. A rotor of a stepping motor having a magnetic sensor center provided on a yoke coupling resin portion formed integrally with the center of the pole teeth of the yoke piece and disposed concentrically with the center of the pole teeth. A stepping motor with a magnetic sensor, wherein the stepping motor has a fixed gap and is attached to the output shaft.
【請求項4】 回転子の磁極の位置を検出する磁気セン
サーに、複数個のホール素子チップ(センサー膜)を、
ステッピングモータの基本ステップ角度もしくは、回転
子の磁極角度の1/2or1/3or1/5の整数倍の
角度の間隔をもって配置させ樹脂モールドで一体素子化
をなしたハイブリッドホール素子をモータマグネット端
面に対して対峙させるか、もしくは、磁気ドラムの円周
外側に対峙させて複数の磁気出力信号を一個のホール素
子から得られることを特徴とした磁気センサー付きステ
ッピングモータ。
4. A plurality of Hall element chips (sensor films) are provided on a magnetic sensor for detecting the position of a magnetic pole of a rotor.
A hybrid Hall element, which is disposed at an interval of an integral multiple of 1/2 or 1/3 or 1/5 of the basic step angle of the stepping motor or the magnetic pole angle of the rotor and integrated with a resin mold, with respect to the motor magnet end face. A stepping motor with a magnetic sensor, wherein a plurality of magnetic output signals can be obtained from one Hall element by facing each other or outside the circumference of a magnetic drum.
【請求項5】 センサー付きステッピングモータにおい
て、回転子のモータマグネット端面の磁極から磁力を得
て磁気出力信号を発生する磁気センサー構造において、
磁気センサーの中心がモータマグネットの厚みの中心よ
り外周側でかつ外周内にあることを特徴としたセンサー
付きステッピングモータ。
5. A magnetic sensor structure for generating a magnetic output signal by obtaining a magnetic force from a magnetic pole of a motor magnet end face of a rotor in a stepping motor with a sensor.
A stepping motor with a sensor, characterized in that the center of the magnetic sensor is located on the outer periphery side and within the outer periphery from the center of the thickness of the motor magnet.
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