JP2020036492A - motor - Google Patents

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薫 須藤
Kaoru Sudo
薫 須藤
青島 力
Tsutomu Aoshima
力 青島
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To provide a motor which can use an IC by adjusting an assembled angle of the IC, when the IC housing an element which detects a rotational phase of a rotor within a single package is arranged and even when the IC is diverted for a motor with a different diameter and a different pole number of the rotor.SOLUTION: A motor has: a first yoke 6 having a rotatable rotor 3 with a magnet composed of a first magnetized layer 2A and a second magnetized layer 2B multi-polarized at a pitch C alternately in a different pole in an n-divided circumferential direction, a first coil 4, a second coil 5, and a first magnetic pole portion 6a; a second york 7 having a second magnetic pole portion 7a; and detection means for detecting a rotational phase of the magnet, and having a first detection element 10a and a second detection element 10b arranged at a pitch L. The first detection element is arranged in a magnetic pole center position of the magnetized layer and the second detection element is arranged in a position at a switchover of the magnetic pole of the magnetized layer.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は位置検出手段を具えたモータに関する。   The present invention relates to a motor provided with position detecting means.

ステッピングモータは小型、高トルク、高寿命といった特徴を有し、開ループ制御で容易にデジタル的な位置決め動作が実現できる。このため、カメラや光ディスク装置などの情報家電、プリンタやプロジェクタ等のOA機器などに広く用いられている。   The stepping motor has features such as small size, high torque, and long life, and digital positioning operation can be easily realized by open loop control. For this reason, it is widely used for information home appliances such as cameras and optical disk devices, and OA devices such as printers and projectors.

しかし、高速回転時やモータへの負荷が多いときや高速回転を行なおうとしたときに、モータが脱調してしまうという問題や、ブラシレスモータやDCモータに比べて効率が低いという問題があった。   However, when the motor is rotating at high speed, when the load on the motor is large, or when trying to rotate at high speed, there is a problem that the motor loses synchronism and a problem that the efficiency is lower than that of the brushless motor or DC motor. Was.

この問題を解決するために、ステッピングモータにエンコーダを取り付け、ロータの位置にあわせて通電を切り換える、いわゆるブラシレスDCモータの動作を行なわせることで脱調を防ぐことが知られている(特許文献1および2参照)。これは、モータに内蔵された非接触式センサにより得られる信号を速度に応じて進相させた信号によってコイルに流す電流を切り換えることで電流の立ち上がり遅れをカバーし、高速運転を可能にしている。   In order to solve this problem, it is known to prevent loss of synchronism by attaching an encoder to a stepping motor and switching the energization in accordance with the position of the rotor, that is, by operating a so-called brushless DC motor (Patent Document 1). And 2). This covers the rising delay of the current by switching the current flowing through the coil by a signal obtained by advancing the signal obtained by the non-contact type sensor built in the motor according to the speed, and enables high-speed operation. .

図9は、特許文献1および2に開示されているモータのコイルへ一定電流を流したときのロータに働くトルクを示している。2つのコイルそれぞれに正方向、逆方向の電流を流すことができるので、4種類のトルク曲線が出現する。これらはそれぞれほぼ正弦波状の波形であり、電気角で90°の位相差をもっている。なお、ここで電気角とは、この正弦波の1周期を360°として表わしたものであり、ロータの極数をnとすると、機械角は、電気角×2/nとなる。   FIG. 9 shows the torque acting on the rotor when a constant current is applied to the coils of the motors disclosed in Patent Documents 1 and 2. Since a forward current and a reverse current can be passed through each of the two coils, four types of torque curves appear. Each of them has a substantially sinusoidal waveform, and has a phase difference of 90 ° in electrical angle. Here, the electrical angle is one in which one cycle of the sine wave is represented as 360 °. If the number of poles of the rotor is n, the mechanical angle is electrical angle × 2 / n.

モータを回転させるときには、コイルへの通電を理想的に順次切り換えていくことで図9(a)の太線で示すT1のようなトルクを得ることができ、常に高いトルクを得ることができる。このとき、コイルへの通電を切り換えるタイミングは検出素子からの信号によって決めている。2つの検出素子の間隔を電気角で90°になるように配置することで、最も効率の良いタイミングで通電を切り換えることができる。   When the motor is rotated, the energization of the coil is sequentially and ideally switched, so that a torque such as T1 indicated by a thick line in FIG. 9A can be obtained, and a high torque can always be obtained. At this time, the timing for switching the energization to the coil is determined by a signal from the detection element. By arranging the two detection elements at an electrical angle of 90 °, the energization can be switched at the most efficient timing.

特開平06−067259号公報JP-A-06-0667259 特開2002−359997号公報JP-A-2002-359997 特開2014−128143号公報 ところが、検出素子の取り付け位置に誤差があると、図9(b)のT2のようにトルク曲線が崩れ、モータの効率が低下する。このため、モータを組み立てる際に検出素子の取り付け位置を調整する工程が必要になる為、コストアップや品質低下の要因となっていた。However, if there is an error in the mounting position of the detection element, the torque curve is broken as shown by T2 in FIG. 9B, and the efficiency of the motor is reduced. For this reason, a step of adjusting the mounting position of the detection element is required when assembling the motor, which has been a factor of cost increase and quality reduction.

上記の特許文献3に開示されているモータでは、周方向にn分割して異なる極に交互に多極着磁されたマグネットを具えた回転可能なロータと、第1のコイルと、第2のコイルと、前記ロータの外周面に隙間を持って対向し、第1のコイルに励磁される第1の磁極を備えた第1のヨークと、前記ロータの外周面に隙間を持って対向し第1ヨークとマグネット間の相対位相とは異なる位相で配置され第2のコイルに励磁される第2の磁極を備えた第2のヨークと、マグネットの外周面に対向する位置にマグネットの回転位相を検出する第1、第2の検出素子 を備えマグネットの回転速度を検出するとともに該第1、第2の検出素子の出力を選択的に検出し、それらの出力結果に応じて第1のコイルと、第2のコイルの通電方向を切り換え、モータを脱調することなく回転駆動する駆動装置が開示されている。   In the motor disclosed in Patent Document 3 described above, a rotatable rotor having a magnet divided into n portions in the circumferential direction and alternately multipolarly magnetized to different poles, a first coil, and a second coil are provided. A coil, a first yoke having a first magnetic pole that is excited by the first coil and facing the outer peripheral surface of the rotor with a gap, and a first yoke facing the outer peripheral surface of the rotor with a gap therebetween; A second yoke having a second magnetic pole arranged at a phase different from the relative phase between the one yoke and the magnet and being excited by the second coil; and a rotational phase of the magnet at a position facing the outer peripheral surface of the magnet. A first detecting element for detecting the rotational speed of the magnet, selectively detecting an output of the first and second detecting elements, and a first coil and a second coil corresponding to the output result. Switch the direction of energization of the second coil, Drive apparatus is disclosed for rotating without step-out of data.

上記特許文献3に開示されている駆動装置では、第1の検出素子及び第2の検出素子の位置精度は重要であり、組み立て時の精度によって駆動装置の性能が左右される。そのため、1つのICパッケージ内に2つもしくは複数の検出素子を配置する場合には、そのパッケージと第1のヨーク、第2のヨークとマグネットの関係性を保つようにパッケージを正確に位置決め固定できる構造とすることが、組み立ての簡易性や性能のばらつきの抑制という面で合理的である。図10は、その構成例をマグネットとヨーク及び検出素子の位置関係を展開図で示しており、これを用いて説明する。   In the driving device disclosed in Patent Document 3, the positional accuracy of the first detection element and the second detection element is important, and the performance of the driving device depends on the accuracy at the time of assembly. Therefore, when two or a plurality of detection elements are arranged in one IC package, the package can be accurately positioned and fixed so as to maintain the relationship between the package, the first yoke, and the second yoke and the magnet. The structure is reasonable in terms of simplicity of assembly and suppression of variations in performance. FIG. 10 is an exploded view showing a positional relationship between the magnet, the yoke, and the detecting element in a configuration example, and will be described with reference to FIG.

しかしながら、第1の検出素子10a及び第2の検出素子10bを1つのパッケージ内に収納したICを構成した場合、そのICをモータ或いはロータの直径、極数が異なるモータにも転用して使用する事ができなくなる。   However, in the case where an IC in which the first detection element 10a and the second detection element 10b are housed in one package is configured, the IC is diverted and used for a motor or a motor having a different diameter or the number of poles of a rotor. I can't do things.

なぜなら、ICの検出素子のピッチとマグネットの磁極のピッチが合わず、設計通りのコイル印加電圧が切り替わらず、意図した回転数が得られなくなる。   This is because the pitch of the detection element of the IC does not match the pitch of the magnetic poles of the magnet, the applied voltage to the coil does not switch as designed, and the intended rotation speed cannot be obtained.

また、モータを小型化していくと第1の検出素子10a及び第2の検出素子10bと各ヨーク6、7との距離(t1やt2)も近距離に配置せざるを得なくなり、各ヨークの漏れ磁束が励磁切り換え時に第1の検出素子10a及び第2の検出素子10bに影響を及ぼし、更に各ヨーク6、7の励磁状態判別に影響を及ぼすことがある。   Further, as the size of the motor is reduced, the distances (t1 and t2) between the first detection element 10a and the second detection element 10b and each of the yokes 6 and 7 must be arranged at short distances. The leakage magnetic flux may affect the first detection element 10a and the second detection element 10b when the excitation is switched, and may further affect the excitation state determination of the yokes 6 and 7.

そこで、本発明の目的は、ロータ3の回転位相を検出する素子を1つのパッケージ内に収納したICを構成した場合、そのICがロータ3の直径や極数の異なるモータにも転用しても、ICの組み付け角度を調節することで使用できる事を可能にしたモータを提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide an IC in which an element for detecting the rotation phase of the rotor 3 is housed in one package, and that the IC can be diverted to a motor having a different diameter or the number of poles of the rotor 3. An object of the present invention is to provide a motor which can be used by adjusting the angle at which the IC is assembled.

上記の目的を達成するために、本発明に係るモータは、
周方向にn分割して異なる極に交互にピッチCにて多極着磁された第1の着磁層と該第1の着磁層に対し、Dだけずらして周方向にn分割して異なる極に交互にピッチCにて多極着磁された第2の着磁層からなるマグネット2を具えた回転可能なロータと、第1のコイルと、第2のコイルと、前記ロータの第1の着磁層の外周面に隙間を持って対向し、第1のコイルに励磁される第1の磁極部を備えた第1のヨークと、
前記ロータの第2の着磁層の外周面に隙間を持って対向し、第1のヨークとマグネット間の相対位相とは異なる位相で配置され第2のコイルに励磁される第2の磁極部を備えた第2のヨークと、
マグネットの回転位相を検出し、ピッチLで配置された第1の検出素子、第2の検出素子を持つ検出手段と、を備え
前記第1の検出素子は、前記着磁層の磁極中心位置に配置され、前記第2の検出素子は、前記着磁層の磁極の切り替わりに位置に配置され
C/2=D
に構成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a motor according to the present invention
The first magnetized layer and the first magnetized layer, which are divided into n in the circumferential direction and are alternately magnetized at different pitches with different poles at a pitch C, are divided by n in the circumferential direction while being shifted by D with respect to the first magnetized layer. A rotatable rotor having a magnet 2 composed of a second magnetized layer multipolarly magnetized at different pitches with different poles, a first coil, a second coil, and a A first yoke having a first magnetic pole portion that is opposed to the outer peripheral surface of the first magnetized layer with a gap therebetween and that is excited by the first coil;
A second magnetic pole portion which faces the outer peripheral surface of the second magnetized layer of the rotor with a gap, is arranged at a phase different from the relative phase between the first yoke and the magnet, and is excited by the second coil; A second yoke having:
Detecting means for detecting a rotational phase of the magnet and having a first detecting element and a second detecting element arranged at a pitch L, wherein the first detecting element is located at a magnetic pole center position of the magnetized layer. And the second detection element is disposed at a position where the magnetic pole of the magnetized layer is switched. C / 2 = D
It is characterized by comprising.

本発明によれば、ロータの直径やロータマグネットの極数が異なっても、同一の検出素子で組み立て可能であり、脱調を発生しないモータを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if the diameter of a rotor and the number of poles of a rotor magnet differ, the motor which can be assembled with the same detection element and does not generate | occur | produce a step-out can be provided.

また、検出素子はヨークからの漏れ磁束による影響を受けなくなり、設計通りのコイル印加電圧で切り替わり、意図した回転数が得られるモータを提供することができる。   Further, it is possible to provide a motor in which the detection element is not affected by the leakage magnetic flux from the yoke, is switched by the coil application voltage as designed, and the intended rotation speed is obtained.

本発明の実施形態に係るモータの外観斜視図である。1 is an external perspective view of a motor according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るモータの分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a motor according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るモータの断面図である。It is a sectional view of a motor concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るマグネットとヨーク及び検出素子の位相関係を示す展開図である。FIG. 4 is a development view illustrating a phase relationship among a magnet, a yoke, and a detection element according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るマグネットとヨーク及び検出素子の位相関係を示すモータの軸垂直方向断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the axis of the motor, showing a phase relationship among a magnet, a yoke, and a detection element according to the embodiment of the present invention. ロータの回転角度とモータのトルクとの関係図である。FIG. 4 is a relationship diagram between a rotation angle of a rotor and a torque of a motor. モータのコイルへ一定電流を流したときのロータに働くトルクを示している。It shows the torque acting on the rotor when a constant current is passed through the coil of the motor. 本発明の実施形態2に係るマグネットとヨーク及び検出素子の位相関係を示す展開図である。FIG. 10 is a development view illustrating a phase relationship among a magnet, a yoke, and a detection element according to the second embodiment of the present invention. モータのコイルへ一定電流を流したときのロータに働くトルクを示している。It shows the torque acting on the rotor when a constant current is passed through the coil of the motor. 従来例のマグネットとヨーク及び検出素子の位置関係を示す展開図である。It is a development view showing a positional relationship of a magnet, a yoke, and a detecting element of a conventional example.

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

以下、本発明で提案するモータについて、図を参照しながら説明する。図1は、本発明で提案するモータの分解斜視図である。図2は、本発明で提案するステッピングモータの構成をあらわす組み立て斜視図である。なお、説明のため、一部の部品を破断して示している。図3は本実施例の断面図である。   Hereinafter, a motor proposed in the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view of a motor proposed in the present invention. FIG. 2 is an assembled perspective view showing the configuration of the stepping motor proposed in the present invention. For the sake of explanation, some parts are shown broken. FIG. 3 is a sectional view of the present embodiment.

ロータ3は、マグネット2を備え、円筒形状に形成され、外周面を周方向に分割して、異なる極に交互に多極着磁されている。本実施形態では、8分割すなわち8極に着磁されている。なお、8極に限らず、4極や12極に着磁してもよい。   The rotor 3 includes the magnet 2, is formed in a cylindrical shape, divides an outer peripheral surface in a circumferential direction, and is alternately multipolar magnetized to different poles. In the present embodiment, it is magnetized into eight divisions, that is, eight poles. In addition, it may be magnetized not only to 8 poles but also to 4 poles or 12 poles.

マグネット2の外周の円筒部は、周方向にn等分割されて交互に異なる極にピッチCにて多極着磁されている第1の着磁層2Aと第2の着磁層2Bが形成されている。本実施例では第1の着磁層2Aと第2の着磁層2Bは電気角として90度位相がずれて構成されている。言い換えれば、ずらし量をDとすると、
C/2=D
の関係にある。
A first magnetized layer 2A and a second magnetized layer 2B, which are divided into n equal parts in the circumferential direction and are multipolar magnetized at pitches C alternately at different poles, are formed on the outer cylindrical portion of the magnet 2. Have been. In the present embodiment, the first magnetized layer 2A and the second magnetized layer 2B are configured to be out of phase by 90 degrees in electrical angle. In other words, if the shift amount is D,
C / 2 = D
In a relationship.

また本実施例ではn=8すなわち第1の着磁層2Aと第2の着磁層2Bともに8極に着磁されている。   In this embodiment, n = 8, that is, both the first magnetized layer 2A and the second magnetized layer 2B are magnetized to eight poles.

本実施例では、8極に着磁されているので着磁角Pは、機械角で45度である。8極着磁の場合、電気角360度は機械角2極分90度に相当するので第1の着磁層2Aと第2の着磁層2Bは機械角として22.5度位相がずれて構成されている。   In this embodiment, since the magnetic poles are magnetized to eight poles, the magnetization angle P is 45 degrees in mechanical angle. In the case of octupole magnetization, the electrical angle of 360 degrees corresponds to two mechanical angles of 90 degrees, so the first magnetized layer 2A and the second magnetized layer 2B are out of phase by 22.5 degrees as the mechanical angle. It is configured.

第1のコイル4は、マグネット2の軸方向の一端に配置されている。第1のヨーク6は、軟磁性材料で、マグネット2の外周面に隙間を持って対向して形成されている。また、第1のヨーク6は、円環状の本体部から軸方向に延出され、周方向に所定の間隔で配置された複数の第1の磁極部6aを備えている。第1の磁極部6aは、第1のコイル4に通電されることで励磁される。磁極部6aは前記マグネット2の第1の着磁層2Aの外周面に隙間を持って対向している。   The first coil 4 is arranged at one end of the magnet 2 in the axial direction. The first yoke 6 is made of a soft magnetic material, and is formed to face the outer peripheral surface of the magnet 2 with a gap. The first yoke 6 has a plurality of first magnetic pole portions 6a extending from the annular main body portion in the axial direction and arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. The first magnetic pole portion 6a is excited by energizing the first coil 4. The magnetic pole portion 6a faces the outer peripheral surface of the first magnetized layer 2A of the magnet 2 with a gap.

第1の内ヨーク8は、軟磁性材料で前記第1のコイル4の内径部を通って、前記第1のヨーク6に8a部で固定される。第1の内ヨーク8は円筒磁極部8bがマグネット2の第1の着磁層2Aの内径部に隙間を持って対向し前記第1のコイル4より円筒磁極部8bが励磁される。円筒磁極部は主として前記第1の磁極部6aに対向する部分が、前記第1の磁極部6aの励磁される極性と逆の極性に励磁される。   The first inner yoke 8 is made of soft magnetic material, passes through the inner diameter of the first coil 4, and is fixed to the first yoke 6 at an 8a portion. In the first inner yoke 8, the cylindrical magnetic pole portion 8b is opposed to the inner diameter portion of the first magnetized layer 2A of the magnet 2 with a gap, and the cylindrical magnetic pole portion 8b is excited by the first coil 4. The portion of the cylindrical magnetic pole portion opposite to the first magnetic pole portion 6a is excited to a polarity opposite to the polarity of the first magnetic pole portion 6a.

第2のコイル5は、マグネット2の第1のコイル4が取り付けられた軸方向の一端と反対側の他端に配置されている。第2のヨーク7は、軟磁性材料で、マグネット2の外周面に隙間を持って対向して形成されている。また、第2のヨーク7は、円環状の本体部から軸方向に延出され、周方向に所定の間隔で配置された複数の第2の磁極部7aを備えている。第2の磁極部7aは、第2のコイル5に通電されることで励磁される。第2の磁極部7aは前記マグネット2の第2の着磁層2Bの外周面に隙間を持って対向している。
第2の内ヨーク9は、軟磁性材料で前記第2のコイル5の内径部を通って、前記第2のヨーク7に内ヨーク9a部が固定される。
The second coil 5 is disposed at the other end of the magnet 2 opposite to the one end in the axial direction to which the first coil 4 is attached. The second yoke 7 is made of a soft magnetic material, and is formed facing the outer peripheral surface of the magnet 2 with a gap. Further, the second yoke 7 has a plurality of second magnetic pole portions 7a extending in the axial direction from the annular main body portion and arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. The second magnetic pole portion 7a is excited by energizing the second coil 5. The second magnetic pole portion 7a faces the outer peripheral surface of the second magnetized layer 2B of the magnet 2 with a gap.
The second inner yoke 9 is made of a soft magnetic material, passes through the inner diameter of the second coil 5, and the inner yoke 9a is fixed to the second yoke 7.

第2の内ヨーク9は円筒磁極部9bがマグネット2の第2の着磁層2Bの内径部に隙間を持って対向し前記第2のコイル5より円筒磁極部9bが励磁される。円筒磁極部は主として前記第2の磁極部7aに対向する部分が、前記第2の磁極部7aの励磁される極性と逆の極性に励磁される。マグネット2と一体的に構成されるロータ3と、第1の内ヨーク8の8c部と第2の内ヨーク9の9c部は、回転可能に嵌合している。第1の磁極部6aと第2の磁極部7aに励磁される極(N極、S極)を切り換えることで、ロータ3に与えるトルクを変化させることができる。   In the second inner yoke 9, the cylindrical magnetic pole portion 9b is opposed to the inner diameter portion of the second magnetized layer 2B of the magnet 2 with a gap, and the cylindrical magnetic pole portion 9b is excited by the second coil 5. The portion of the cylindrical magnetic pole portion facing the second magnetic pole portion 7a is mainly excited to a polarity opposite to the polarity of the second magnetic pole portion 7a. The rotor 3 integrally formed with the magnet 2, the 8c portion of the first inner yoke 8, and the 9c portion of the second inner yoke 9 are rotatably fitted. The torque applied to the rotor 3 can be changed by switching the poles (N pole, S pole) that are excited by the first magnetic pole 6a and the second magnetic pole 7a.

ロータ回転検出部10は、第1磁気センサ(第1の検出素子)10a、第2磁気センサ(第2の検出素子)10bの検出手段で構成され、第1磁気センサ10aと第2磁気センサ10bが同一パッケージ内に間隔Lをもって配置される。各検出素子は、それぞれマグネット2の磁束を検出するホール素子であり、前記ロータ回転検出部10は、モータカバー12の側面に位置決め穴12bで位置決め固定される。   The rotor rotation detecting unit 10 is configured by detecting means of a first magnetic sensor (first detecting element) 10a and a second magnetic sensor (second detecting element) 10b, and includes a first magnetic sensor 10a and a second magnetic sensor 10b. Are arranged at an interval L in the same package. Each detecting element is a Hall element for detecting a magnetic flux of the magnet 2, and the rotor rotation detecting unit 10 is positioned and fixed to a side surface of the motor cover 12 by a positioning hole 12 b.

モータカバー12は、非磁性材料で内径部12aには、第1の磁極部6aと第2の磁極部7aとがマグネット2の着磁位相に対して電気角で略90度ずれて配置されるように第1のヨーク6と第2のヨーク7を嵌合しこれらを所定の相対位置に固定する。   The motor cover 12 is made of a non-magnetic material, and the first magnetic pole portion 6a and the second magnetic pole portion 7a are disposed on the inner diameter portion 12a so as to be shifted by about 90 degrees in electrical angle with respect to the magnetization phase of the magnet 2. Thus, the first yoke 6 and the second yoke 7 are fitted and fixed at a predetermined relative position.

本実施例では前記第1のヨーク6の磁極部6aと前記第2のヨーク7の磁極部7aとが向き合う位相で固定されている。   In this embodiment, the magnetic pole portion 6a of the first yoke 6 and the magnetic pole portion 7a of the second yoke 7 are fixed in a phase facing each other.

図4は第1のヨーク6、第2のヨーク7、マグネット2の第1の着磁層2A、第2の着磁層2B、および検出素子の位相関係を展開図で示しており、これを説明する。モータカバー12は第1のヨーク6の第1の磁極部6aと第2のヨーク7の第2の磁極部7aとがマグネット2の着磁位相に対して電気角度で90度ずれて配置されるように第1のヨーク6と第2のヨーク7を固定保持する。nを着磁極数とすると
電気角α度×2/n=機械角β度
なので、本実施例のマグネット2の着磁は8極ならば、電気角度90度で機械的角度は22.5度となる。
FIG. 4 is a developed view showing a phase relationship among the first yoke 6, the second yoke 7, the first magnetized layer 2A and the second magnetized layer 2B of the magnet 2, and the detection element. explain. The motor cover 12 is arranged such that the first magnetic pole portion 6a of the first yoke 6 and the second magnetic pole portion 7a of the second yoke 7 are shifted by 90 degrees in electrical angle with respect to the magnetization phase of the magnet 2. Thus, the first yoke 6 and the second yoke 7 are fixedly held. Assuming that n is the number of magnetized poles, the electrical angle is α degrees × 2 / n = the mechanical angle β degrees. Therefore, if the magnet 2 of this embodiment has eight poles, the electrical angle is 90 degrees and the mechanical angle is 22.5 degrees. Becomes

マグネット2は第1の着磁層2Aと第2の着磁層2Bからなりそれぞれの着磁層は周方向にn分割(本実施例ではn=8)して異なる極に交互に多極着磁されている。第1の着磁層2Aと第2の着磁層2Bは電気角として90度の位相がずれて構成されているので、結果として第1のヨーク6の第1の磁極部6aと第2のヨーク7の第2の磁極部7aとは、お互いに向き合う位相即ち第1のヨーク6を基準として、第2のヨーク7の位相は0度の機械角となって、前記第1の磁極部6aと前記第2の磁極部7aとが向き合う位相で固定されている。   The magnet 2 is composed of a first magnetized layer 2A and a second magnetized layer 2B, and each magnetized layer is divided into n parts in the circumferential direction (n = 8 in the present embodiment) and is alternately multi-pole attached to different poles. Magnetized. Since the first magnetized layer 2A and the second magnetized layer 2B are configured to be out of phase by 90 degrees in electrical angle, as a result, the first magnetic pole portion 6a of the first yoke 6 and the second The second magnetic pole portion 7a of the yoke 7 has a mechanical angle of 0 degrees with respect to the phase facing each other, that is, the first yoke 6, so that the first magnetic pole portion 6a And the second magnetic pole portion 7a are fixed in a phase in which they face each other.

第1磁気センサ10aは、第2の着磁層2Bの外周面に対向する位置に配置され第2の着磁層2Bの位相を検出できるようになっている。第2磁気センサ10bは、第1の着磁層2Aの外周面に対向する位置に配置され、第1の着磁層2Aの位相を検出できるようになっている。   The first magnetic sensor 10a is arranged at a position facing the outer peripheral surface of the second magnetized layer 2B so as to be able to detect the phase of the second magnetized layer 2B. The second magnetic sensor 10b is arranged at a position facing the outer peripheral surface of the first magnetized layer 2A, and can detect the phase of the first magnetized layer 2A.

第1の着磁層2Aと第2の着磁層2Bとは上述したように、電気角90度位相がずれて構成されているので第1検出素子10aは第2の着磁層2Bの位相を検出することで、第1の着磁層2Aの電気角90度位相がずれた位置を検出することになる。   As described above, the first magnetized layer 2A and the second magnetized layer 2B are configured to be out of phase with each other by an electrical angle of 90 degrees, so that the first detecting element 10a has the phase of the second magnetized layer 2B. Is detected, the position where the electrical angle of the first magnetized layer 2A is out of phase by 90 degrees is detected.

同様に第2磁気センサ10bは、第1の着磁層2Aの位相を検出することで第2の着磁層2Bの電気角90度位相がずれた位置を検出することになる。   Similarly, the second magnetic sensor 10b detects a position where the phase of the second magnetized layer 2B is shifted by 90 degrees in electrical angle by detecting the phase of the first magnetized layer 2A.

マグネット2と一体的に構成されたロータ3、第1のコイル4、第2のコイル7、第1のヨーク6、第2のヨーク7などの構造は、本出願人が特開平09−331666として提案したものと同じである。したがって、第1磁気センサ10a、第2磁気センサ10bの出力結果に依存しない通常のステッピングモータとしての駆動も可能である。   The structure of the rotor 3, the first coil 4, the second coil 7, the first yoke 6, the second yoke 7, and the like integrally formed with the magnet 2 is disclosed by the present applicant in Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-331666. Same as proposed. Therefore, driving as an ordinary stepping motor that does not depend on the output results of the first magnetic sensor 10a and the second magnetic sensor 10b is also possible.

本モータは、第1のコイル4と第1のヨーク6と、複数の第1の磁極部6aと第1の内ヨーク8と、対向するマグネット2の第1の着磁層2Aからなる磁気回路で第1のステータユニットを構成される。   This motor has a magnetic circuit including a first coil 4, a first yoke 6, a plurality of first magnetic pole portions 6a, a first inner yoke 8, and a first magnetized layer 2A of a magnet 2 facing the magnetic circuit. Constitute the first stator unit.

第2のコイル5と第2のヨーク7と複数の第2の磁極部7aと第2の内ヨーク9と対向するマグネット2の第2の着磁層2Bからなる磁気回路で第2のステータユニットが構成される。   A second stator unit is a magnetic circuit including a second coil 5, a second yoke 7, a plurality of second magnetic pole portions 7a, and a second magnetized layer 2B of the magnet 2 facing the second inner yoke 9. Is configured.

図5は、ヨーク、検出素子およびマグネットの位相関係を示すモータの軸直角方向の断面図を示しており、これを用いて説明する。   FIG. 5 is a cross-sectional view in the direction perpendicular to the axis of the motor showing the phase relationship between the yoke, the detecting element, and the magnet, and the description will be made with reference to FIG.

上段はA−A断面、下段はそのときのB−B断面である。モータカバー12は省略している。なお、図5において、ロータの着磁された極の中心Q1と第1の磁極部6aとの距離と、Q1と第2の磁極部7aとの距離が同じになるロータ位相になっている。この状態をロータの初期状態とし、電気角0°とする
この図5(a)から時計回りに回転させるときには第2のコイル5は第2磁気センサ10bがN極を検出しているときには、第2のヨーク7をS極に励磁するようになっており、第2磁気センサ10bがS極を検出しているときには第2のヨーク6をN極に励磁するようになっている。
The upper section is an AA section, and the lower section is a BB section at that time. The motor cover 12 is omitted. In FIG. 5, the rotor phase is such that the distance between the center Q1 of the magnetized pole of the rotor and the first magnetic pole 6a and the distance between Q1 and the second magnetic pole 7a are the same. This state is referred to as the initial state of the rotor, and the electrical angle is set to 0 °. When the clockwise rotation is performed from FIG. 5A, the second coil 5 is driven when the second magnetic sensor 10b detects the N pole. The second yoke 7 is excited to the S pole. When the second magnetic sensor 10b detects the S pole, the second yoke 6 is excited to the N pole.

第1のコイル4は第1磁気センサ10aがS極を検出しているときには第1のヨーク6をS極に励磁するようになっており第1磁気センサ10aがN極を検出しているときには、第1のヨーク6をN極に励磁するようになっている。   The first coil 4 excites the first yoke 6 to the S pole when the first magnetic sensor 10a detects the S pole, and when the first magnetic sensor 10a detects the N pole. , And the first yoke 6 is excited to the N pole.

図5(b)の状態では、第1のコイル4が、どの状態であれマグネット2は右回転を行う。右回転を行うと第1磁気センサ10aがS極を検知するため第1のヨーク6をS極に励磁するようになって図5(c)の位置に回転する。   In the state of FIG. 5B, the magnet 2 rotates clockwise regardless of the state of the first coil 4. When the clockwise rotation is performed, the first magnetic sensor 10a detects the S pole and excites the first yoke 6 to the S pole, and rotates to the position shown in FIG. 5C.

図5(c)の状態になると、第2磁気センサ10bがS極を検知するため第2のヨーク7をN極に励磁するようになって、図5(d)の位置に回転する。   In the state shown in FIG. 5C, the second magnetic sensor 10b excites the second yoke 7 to the N pole in order to detect the S pole, and rotates to the position shown in FIG. 5D.

図5(d)の状態になると第1磁気センサ10aがN極を検知するため第1のヨーク6をN極に励磁するようになって図5(a)の位置に回転する。   When the state shown in FIG. 5D is reached, the first magnetic sensor 10a excites the first yoke 6 to the N pole to detect the N pole, and rotates to the position shown in FIG. 5A.

以後、同様な動きを繰り返して回転していく。   After that, it rotates by repeating the same movement.

第1の着磁層2Aと第2の着磁層2Bとは、上述したように電気角90度位相がずれて構成されているので第1磁気センサ10aは第2の着磁層2Bの位相を検出することで第1の着磁層2Aの電気角90度位相がずれた位置を検出する。同様に第2磁気センサ10bは第1の着磁層2Aの位相を検出することで第2の着磁層2Bの電気角90度位相がずれた位置を検出する。   Since the first magnetized layer 2A and the second magnetized layer 2B are configured to be out of phase by an electrical angle of 90 degrees as described above, the first magnetic sensor 10a determines the phase of the second magnetized layer 2B. Is detected, the position where the electrical angle of the first magnetized layer 2A is out of phase by 90 degrees is detected. Similarly, the second magnetic sensor 10b detects the position of the second magnetized layer 2B shifted by 90 degrees in electrical angle by detecting the phase of the first magnetized layer 2A.

ロータ3が右回転していく場合、ロータ3の着磁された第1の着磁層2Aの極の中心Q1が第1の磁極部6aの中心とぴったり対向したロータの位相(図5(a)、図5(c)に示す)において、第2の着磁層2Bに対向している第1磁気センサ10aは、マグネット2のS極とN極の境界線を検知可能になるように配置されている。   When the rotor 3 rotates clockwise, the phase of the rotor whose pole center Q1 of the magnetized first magnetized layer 2A of the rotor 3 is exactly opposite to the center of the first magnetic pole portion 6a (see FIG. 5A 5), (c) shown in FIG. 5), the first magnetic sensor 10a facing the second magnetized layer 2B is arranged so that the boundary between the S pole and the N pole of the magnet 2 can be detected. Have been.

つまり、第2磁気センサ10bは第1の着磁層2Aと第2の着磁層2Bのずれ角(機械角22.5度)と着磁角Pの半分の角度(着磁極の中心から極の境目までの角度 機械角で22.5度)の合計の機械角45度(電気角で180度)だけ第1の磁極部6aとは離れた位置に配置されている。   In other words, the second magnetic sensor 10b determines the angle of deviation (mechanical angle 22.5 degrees) between the first magnetized layer 2A and the second magnetized layer 2B and half the angle of the magnetized angle P (from the center of the magnetized pole to the pole). The first magnetic pole portion 6a is arranged at a position apart from the first magnetic pole portion 6a by a total mechanical angle of 45 degrees (180 degrees in electrical angle) of the angle up to the boundary of 22.5 degrees in mechanical angle.

第1の磁極部6aは機械角90度(電気角360度)毎に配置されており、第2の磁極部7aも機械角90度(電気角360度)毎に配置されており、且つ第1の磁極部6aと第2の磁極部7aは同じ機械位相で向き合って配置されているため、機械角45度(電気角で180度)だけ第1の磁極部6aとは離れた位置に第2磁気センサ10bに配置され、第1の磁極部6a同士の中間位置且つ、第2の磁極部6b同士の中間位置即ちそれらの磁極部から最も離れた位置に配置される事から、コイル通電で励磁される磁極部6a、7aの磁力の影響を受けにくくなる。そのためマグネットの回転位相を正確に検出可能となっている。   The first magnetic pole portions 6a are arranged at every 90 mechanical angles (360 electrical degrees), and the second magnetic pole portions 7a are also arranged at every 90 mechanical angles (360 electrical angles). The first magnetic pole portion 6a and the second magnetic pole portion 7a are arranged to face each other with the same mechanical phase. Therefore, the first magnetic pole portion 6a is located at a position separated from the first magnetic pole portion 6a by a mechanical angle of 45 degrees (180 electrical degrees). 2 The magnetic sensor 10b is arranged at an intermediate position between the first magnetic pole portions 6a and at an intermediate position between the second magnetic pole portions 6b, that is, at a position farthest from the magnetic pole portions. The magnetic pole portions 6a and 7a to be excited are less likely to be affected by the magnetic force. Therefore, the rotation phase of the magnet can be accurately detected.

同様に、第1磁気センサ10aは、以下のように配置されている。ロータ3が右回転していく場合、ロータ3の着磁された第2の着磁層2Bの極の中心Q2が第2の磁極部7aの中心とぴったり対向したロータの位相(図5(b)、図5(d)に示す)において、第1の着磁層2Aに対向している第2磁気センサ10bがマグネットのS極とN極の境界線を検知可能になるように配置されている。   Similarly, the first magnetic sensor 10a is arranged as follows. When the rotor 3 rotates clockwise, the center Q2 of the pole of the magnetized second magnetized layer 2B of the rotor 3 is exactly opposite to the center of the second magnetic pole portion 7a (see FIG. 5B 5), the second magnetic sensor 10b facing the first magnetized layer 2A is arranged so as to be able to detect the boundary between the S pole and the N pole of the magnet. I have.

つまり、第1磁気センサ10aは第1の着磁層2Aと第2の着磁層2Bのずれ角(機械角22.5度)と着磁角Pの半分の角度(着磁極の中心から極の境目までの角度 機械角で22.5度)の合計の機械角45度(電気角で180度)だけ第1の磁極部7aとは離れた位置に配置されている。   In other words, the first magnetic sensor 10a determines that the angle of deviation (mechanical angle 22.5 degrees) between the first magnetized layer 2A and the second magnetized layer 2B and half the angle of the magnetized angle P (from the center of the magnetized pole to the pole). The first magnetic pole portion 7a is disposed at a position apart from the first magnetic pole portion 7a by a total mechanical angle of 45 degrees (180 degrees in electrical angle) of the angle up to the boundary of 22.5 degrees in mechanical angle.

第1の磁極部6aは機械角90度(電気角360度)毎に配置されており、第2の磁極部7aも機械角90度(電気角360度)毎に配置されており、且つ第1の磁極部6aと第2の磁極部7aは同じ機械位相で向き合って配置されているため、機械角45度(電気角で180度)だけ第1の磁極部6aとは離れた位置に第1磁気センサ10aに配置され、第1の磁極部6a同士の中間位置、且つ第2の磁極部7a同士の中間位置即ちそれらの磁極部から最も離れた位置に配置される事から、コイル通電で励磁される磁極部6a、7aの磁力の影響を受けにくくなる。そのためマグネットの回転位相を正確に検出可能となっている。   The first magnetic pole portions 6a are arranged at every 90 mechanical angles (360 electrical degrees), and the second magnetic pole portions 7a are also arranged at every 90 mechanical angles (360 electrical angles). The first magnetic pole portion 6a and the second magnetic pole portion 7a are arranged to face each other with the same mechanical phase. Therefore, the first magnetic pole portion 6a is located at a position separated from the first magnetic pole portion 6a by a mechanical angle of 45 degrees (180 electrical degrees). 1 The magnetic sensor 10a is disposed at an intermediate position between the first magnetic pole portions 6a and an intermediate position between the second magnetic pole portions 7a, that is, at a position farthest from the magnetic pole portions. The magnetic pole portions 6a and 7a to be excited are less likely to be affected by the magnetic force. Therefore, the rotation phase of the magnet can be accurately detected.

また、第1磁気センサ10a、第2磁気センサ10bはマグネットの軸方向と平行に配置されている。   Further, the first magnetic sensor 10a and the second magnetic sensor 10b are arranged in parallel with the axial direction of the magnet.

図6は、ロータ3の回転角度とモータトルクの関係を示すグラフであり、横軸は電気角を、縦軸はモータトルクを示す。モータトルクは、ロータを時計回りに回転させるトルクを正とする。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the rotation angle of the rotor 3 and the motor torque. The horizontal axis represents the electrical angle, and the vertical axis represents the motor torque. The motor torque is positive when the rotor rotates clockwise.

第1のコイル4に正方向の電流を流すと、第1のヨーク6の磁極部6aは、N極に磁化されるとする。第2のコイル5に正方向の電流を流すと、第2のヨーク7の磁極部7aは、N極に磁化されるとする。   When a positive current is applied to the first coil 4, the magnetic pole portion 6a of the first yoke 6 is assumed to be magnetized to the N pole. When a current in the positive direction is applied to the second coil 5, the magnetic pole portion 7a of the second yoke 7 is assumed to be magnetized to the N pole.

図5(d)から図5(a)に回転する間、図5(e)の状態の位相を図6内にaとして示す。この状態では回転位相を保持する力は発生しているが、回転駆動力は発生していない。ちょうどロータ3のS極が第1のヨーク6と第2のヨーク7にひきつけられて釣り合った状態である。   During the rotation from FIG. 5D to FIG. 5A, the phase in the state of FIG. 5E is shown as a in FIG. In this state, a force for maintaining the rotational phase is generated, but no rotational driving force is generated. The S pole of the rotor 3 is just attracted to the first yoke 6 and the second yoke 7 and is in a balanced state.

この状態になった後に、第2のヨークの磁極部6aを切り替えてS極に励磁するとロータ3は、ロータ3の第1の着磁層2Aの着磁された極の中心Q1と第1の磁極部6aとの距離と第2の着磁層2Bの着磁された極の中心Q2と第2の磁極部7aとの距離が同じになる図5(a)に示すロータの位相になるまで回転する。   After this state, when the magnetic pole portion 6a of the second yoke is switched to be excited to the S-pole, the rotor 3 is brought into contact with the center Q1 of the magnetized pole of the first magnetized layer 2A of the rotor 3 and the first pole. Until the distance between the magnetic pole 6a and the distance between the center Q2 of the magnetized pole of the second magnetized layer 2B and the second magnetic pole 7a becomes the same, the phase of the rotor shown in FIG. Rotate.

図5(e)に示すロータ位相と同様にこの状態では、回転位相を保持する力は発生しているが、回転駆動力は発生していない。ロータ3の第1の着磁層2AのS極が第1のヨーク6の磁極部3aにひきつけられ、ロータ3の第2の着磁層2BのN極が第2のヨーク7の磁極部7aにひきつけられ釣り合った状態である。   In this state, as in the rotor phase shown in FIG. 5E, a force for maintaining the rotational phase is generated, but no rotational driving force is generated. The S pole of the first magnetized layer 2A of the rotor 3 is attracted to the magnetic pole 3a of the first yoke 6, and the N pole of the second magnetized layer 2B of the rotor 3 is the magnetic pole 7a of the second yoke 7. It is attracted to and balanced.

以後、同様に順番に第1のコイル4、第2のコイル5の通電方向を切り替えて、第1のヨーク6の磁極部6a、第2のヨーク7の磁極部7aの極性を切り替え、ロータ3を回転させていくことができる。このようなタイミングで切り替えることを電気進角0度での通電切り替えとする。これよりも早いタイミングで切り替えることを進角γ度で通電切り替えを行うとして定義する。   Thereafter, similarly, the energizing directions of the first coil 4 and the second coil 5 are similarly switched to sequentially change the polarity of the magnetic pole portion 6a of the first yoke 6 and the magnetic pole portion 7a of the second yoke 7, and the rotor 3 Can be rotated. Switching at such timing is referred to as energization switching at an electrical advance angle of 0 degrees. Switching at a timing earlier than this is defined as performing energization switching at the advance angle γ degrees.

図7は、ロータ3の回転角を横軸とし、第1のコイル4および第2のコイル5の通電状態による発生トルクを縦軸にあらわした図である。横軸は電気角で表現している。   FIG. 7 is a diagram in which the horizontal axis represents the rotation angle of the rotor 3 and the vertical axis represents the torque generated by the energized state of the first coil 4 and the second coil 5. The horizontal axis is represented by an electrical angle.

L1は第1のコイル4への通電が正、第2のコイル5への通電が正
L2は第1のコイル4への通電が正、第2のコイル5への通電が逆
L3は第1のコイル4への通電が逆、第2のコイル5への通電が逆
L4は第1のコイル4への通電が逆、第2のコイル5への通電が正
に通電した時の発生するトルクをしめす。
L1 is a positive current supply to the first coil 4 and a positive power supply to the second coil 5 L2 is a positive power supply to the first coil 4 and a reverse power supply to the second coil 5 L3 is a first power supply to the second coil 5 L4 is the torque generated when the power to the first coil 4 is reverse and the power to the second coil 5 is positive. Show

しかしながら、このようなタイミングでコイルの通電を切り替えていくと、通電を切り替える直前の位相では駆動トルクがきわめて小さくなっているため、回転位相とトルクの関係を図7(a)の斜線部と太線に示すようにモータの出力としては大きくならない。   However, when the energization of the coil is switched at such a timing, the driving torque is extremely small in the phase immediately before the energization is switched. Therefore, the relationship between the rotational phase and the torque is shown by the hatched portion and the bold line in FIG. As shown in the figure, the output of the motor does not increase.

そこで図5(e)で示す状態になる前の第2のヨーク7の磁極部7aがロータ3のN極を左回転方向への駆動力を発生させる前に通電を切り替える必要がある。   Therefore, it is necessary to switch the energization before the magnetic pole portion 7a of the second yoke 7 generates a driving force in the left rotation direction on the N pole of the rotor 3 before the state shown in FIG.

図5(a)の位相で通電を切り替えた時の発生する駆動トルクは図7(b)で示すように最大となる。このタイミングでの通電切り替えは、電気進角45度での通電切り替えである。   The drive torque generated when the energization is switched in the phase of FIG. 5A is maximized as shown in FIG. 7B. The energization switching at this timing is energization switching at an electric advance angle of 45 degrees.

右回転駆動する場合、第1磁気センサ10aは第1のステータユニットに対し、電気進角45度の位置に配置、第2磁気センサ10bは第2のステータユニットに対し、電気進角45度の位置に配置する。   In the case of the right rotation drive, the first magnetic sensor 10a is disposed at a position of 45 degrees of the electric advance angle with respect to the first stator unit, and the second magnetic sensor 10b is arranged with the electric advance of 45 degrees with respect to the second stator unit. Place in position.

第1磁気センサ10aによりロータ3の回転位相を検出し、第1のコイル4の通電を切り替え、第2磁気センサ10bでは、ロータ3の回転位相を検出し、第2のコイル5の通電を切り替えると、図5(a)で示す状態になる前に、ロータ位相で通電が切り換えられるので大きな回転駆動力を発生することができる。   The first magnetic sensor 10a detects the rotation phase of the rotor 3 and switches the energization of the first coil 4, and the second magnetic sensor 10b detects the rotation phase of the rotor 3 and switches the energization of the second coil 5. Therefore, before the state shown in FIG. 5A is reached, the energization is switched at the rotor phase, so that a large rotational driving force can be generated.

更に切り替えタイミングを早めて、図5(e)で示す状態でコイルの通電を切り替える電気進角90度の場合は図7(c)の斜線部で示すようになり、結果として進角0度と同様な結果となり大きな回転駆動力は得られない。逆回転の場合も同様に考えて、図5(e)の状態から左回転方向に駆動力を発生させる場合、第1磁気センサ10aは、第1のステータユニットに対し、電気進角45度の位置に配置されてあることになり、第2磁気センサ10bは、第2のステータユニットに対し電気進角45度の位置に配置されてあることになる。   Further, when the switching timing is further advanced, and the electrical advance is 90 degrees at which the energization of the coil is switched in the state shown in FIG. 5 (e), it becomes as shown by the hatched portion in FIG. 7 (c). Similar results are obtained, and a large rotational driving force cannot be obtained. Similarly, in the case of the reverse rotation, when the driving force is generated in the counterclockwise direction from the state of FIG. 5E, the first magnetic sensor 10a moves the electrical angle of the first stator unit by 45 degrees with respect to the first stator unit. That is, the second magnetic sensor 10b is disposed at a position at an electric advance angle of 45 degrees with respect to the second stator unit.

第1磁気センサ10aにより、ロータ3の回転位相を検出し、第1のコイル4の通電を切り替え、第2磁気センサ10bにより、ロータ3の回転位相を検出し、第2のコイル5の通電を切り替えれば、図5(d)で示す状態になる前のロータ位相で通電が切り換えられるので大きな回転駆動力を発生することができる。   The rotation phase of the rotor 3 is detected by the first magnetic sensor 10a, and the energization of the first coil 4 is switched. The rotation phase of the rotor 3 is detected by the second magnetic sensor 10b, and the energization of the second coil 5 is energized. If the switching is performed, the energization is switched at the rotor phase before the state shown in FIG. 5D, so that a large rotational driving force can be generated.

第1のコイル4の励磁状態を切り替える信号を出力する第1磁気センサ10a、は第2のヨーク7の磁極部7aの間に位置しており、第1のコイル4の通電を切り替えるタイミングでは、第2のコイル5の通電を切り替えないので通電による磁界の変化による影響を受けにくく誤動作をすることがない。同様に、第2のコイル5の励磁状態を切り替える信号を出力する第2磁気センサ10bは、第1ヨーク6の磁極部6aの間に位置しており、第2のコイル5の通電を切り替えるタイミングでは、第1のコイル4の通電を切り替えないので、通電による磁界の変化による影響を受けにくく誤動作をすることがない。   The first magnetic sensor 10a that outputs a signal for switching the excitation state of the first coil 4 is located between the magnetic pole portions 7a of the second yoke 7, and at the timing of switching the energization of the first coil 4, Since the energization of the second coil 5 is not switched, the second coil 5 is not easily affected by a change in the magnetic field due to the energization and does not malfunction. Similarly, the second magnetic sensor 10b that outputs a signal for switching the excitation state of the second coil 5 is located between the magnetic pole portions 6a of the first yoke 6, and the timing for switching the energization of the second coil 5 In this case, since the energization of the first coil 4 is not switched, the first coil 4 is not easily affected by a change in the magnetic field due to the energization and does not malfunction.

また、第1磁気センサ10a、第2磁気センサ10bは、マグネット2の軸方向と平行に配置されているので、第1磁気センサ10a及び第2磁気センサ10bを一つのパッケージ内に収納したICを構成した場合、そのICをモータ或いはロータの直径、極数が異なるモータにも転用して使用する事ができる。   Further, since the first magnetic sensor 10a and the second magnetic sensor 10b are arranged in parallel to the axial direction of the magnet 2, an IC containing the first magnetic sensor 10a and the second magnetic sensor 10b in one package is used. In such a case, the IC can be used for a motor or a motor having a different diameter or the number of poles of a rotor.

以下、図8を参照して、本発明の第2の実施例による、モータ制御装置について説明する。図8は本発明の実施形態2に係るマグネット2とヨーク6、7及び検出素子10a、10bの位置関係を示す展開図である。   Hereinafter, a motor control device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a developed view showing a positional relationship between the magnet 2, the yokes 6, 7 and the detecting elements 10a, 10b according to the second embodiment of the present invention.

第2の実施例では、マグネット2の外周の円筒部は、周方向にn等分割されて交互に異なる極にピッチCにて多極着磁されている。本実施形態では、8分割すなわち8極に着磁されている。なお8極に限らず、4極や12極に着磁してもよい。   In the second embodiment, the cylindrical portion on the outer circumference of the magnet 2 is divided into n equal parts in the circumferential direction and is multipolar magnetized at pitches C alternately at different poles. In the present embodiment, it is magnetized into eight divisions, that is, eight poles. The number of poles is not limited to eight, but may be four or twelve.

マグネット2の外周の円筒部は、周方向にn分割されて交互に異なる極にピッチCにて着磁されている第1の着磁層2Aと第2の着磁層2Bが形成されている。   A cylindrical portion on the outer periphery of the magnet 2 is formed with a first magnetized layer 2A and a second magnetized layer 2B that are divided into n in the circumferential direction and are magnetized at pitches C alternately at different poles. .

本実施例では第1の着磁層2Aと第2の着磁層2Bは電気角として43.4度(機械角10.85°)ずれて構成されている。第1の着磁層2Aに対し、第2の着磁層2Bのずらし量をDとする。第1磁気センサ(10a)と第2磁気センサ(10b)のピッチをLとして配置する。第1磁気センサ(10a)と第2磁気センサ(10b)とを結ぶ直線と、ロータ3の第1の着磁層(2A)或いは第2の着磁層(2B)の周方向のなす角をαとすると、請求項2記載の関係式(C/2−D)=L×cosαが構成される。   In the present embodiment, the first magnetized layer 2A and the second magnetized layer 2B are configured so as to be deviated by an electrical angle of 43.4 degrees (mechanical angle 10.85 °). The shift amount of the second magnetized layer 2B with respect to the first magnetized layer 2A is D. The pitch between the first magnetic sensor (10a) and the second magnetic sensor (10b) is set to L. The angle between the straight line connecting the first magnetic sensor (10a) and the second magnetic sensor (10b) and the circumferential direction of the first magnetized layer (2A) or the second magnetized layer (2B) of the rotor 3 is defined. Assuming α, the relational expression (C / 2−D) = L × cos α according to claim 2 is formed.

例えば、マグネット2の第1の着磁層2Aの着磁ピッチ量Aは22.5度、対向する第2の着磁層2Bとのずらし量Dを10.85度とし、1パッケージに2個の磁気センサ10a、10bのピッチL0.8mmの場合には、請求項2の式(C/2−D)=L×cosαから、磁気センサ10の配置αは60度となる。   For example, the magnetized pitch amount A of the first magnetized layer 2A of the magnet 2 is 22.5 degrees, and the shift amount D from the opposing second magnetized layer 2B is 10.85 degrees. In the case where the pitch L of the magnetic sensors 10a and 10b is 0.8 mm, the arrangement α of the magnetic sensor 10 is 60 degrees from the expression (C / 2-D) = L × cos α in claim 2.

第1の実施例同様に、第1磁気センサ10a、及び第2磁気センサ10bを一つのパッケージ内に収納したICを構成した場合、そのICをモータ或いはロータの直径、極数が異なるモータにも転用して使用する事ができる。   Similarly to the first embodiment, when an IC in which the first magnetic sensor 10a and the second magnetic sensor 10b are housed in one package is configured, the IC can be used for a motor or a motor having a different diameter or the number of poles of a rotor. Can be diverted and used.

機械角45度(電気角で180度)だけ、第2の磁極部7aとは離れて位置された第1磁気センサ10aは、第2の磁極部7a同士の中間位置即ちそれらの磁極部から最も離れた位置に配置される事になりコイル通電で励磁される磁極部6aの磁力の影響を受けにくくなる。そのためマグネット2の回転位相を正確に検出可能となっている。   The first magnetic sensor 10a located at a mechanical angle of 45 degrees (180 degrees in electrical angle) and separated from the second magnetic pole portion 7a is located at an intermediate position between the second magnetic pole portions 7a, that is, the most from the magnetic pole portions. Since it is arranged at a distant position, it is less likely to be affected by the magnetic force of the magnetic pole portion 6a which is excited by energizing the coil. Therefore, the rotational phase of the magnet 2 can be accurately detected.

機械角45度(電気角で180度)だけ第1の磁極部6aとは離れて位置された第2磁気センサ10bは、第1の磁極部6a同士の中間位置即ちそれらの磁極部から最も離れた位置に配置される事になりコイル通電で励磁される磁極部6aの磁力の影響を受けにくくなる。そのためマグネットの回転位相を正確に検出可能となっている。   The second magnetic sensor 10b located at a mechanical angle of 45 degrees (180 electrical degrees) away from the first magnetic pole portion 6a is located at an intermediate position between the first magnetic pole portions 6a, that is, the most distant from those magnetic pole portions. And is less likely to be affected by the magnetic force of the magnetic pole portion 6a that is excited by energizing the coil. Therefore, the rotation phase of the magnet can be accurately detected.

実施例2では、第1の着磁層2Aと第2の着磁層のずらし量Dは電気角90°でなくても、請求項2の示す関係式に従って配置することで、実施例1と同様の効果が得られる。   In the second embodiment, even if the shift amount D between the first magnetized layer 2A and the second magnetized layer is not an electrical angle of 90 °, they are arranged according to the relational expression shown in claim 2 to achieve a difference between the first magnetized layer 2A and the second magnetized layer. Similar effects can be obtained.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.

1 モータ、2 マグネット、2A 第1の着磁層、2B 第2の着磁層、
3 ロータ、4 第1のコイル、5 第2のコイル、6 第1のヨーク、
6a 第1の磁極部、7 第2のヨーク、7a 第2の磁極部、
10 ロータ回転検出部、10a 第1の検出素子、10b 第2の検出素子、
12 モータカバー、12a 嵌合部、12b 位置決め穴
1 motor, 2 magnets, 2A first magnetized layer, 2B second magnetized layer,
3 rotor, 4 first coil, 5 second coil, 6 first yoke,
6a first magnetic pole portion, 7 second yoke, 7a second magnetic pole portion,
10 rotor rotation detecting section, 10a first detecting element, 10b second detecting element,
12 Motor cover, 12a Fitting part, 12b Positioning hole

Claims (3)

周方向にn分割して異なる極に交互にピッチCにて多極着磁された第1の着磁層と該第1の着磁層に対し、Dだけずらして周方向にn分割して異なる極に交互にピッチAにて多極着磁された第2の着磁層からなるマグネット2を具えた回転可能なロータと、第1のコイルと、第2のコイルと、前記ロータの第1の着磁層の外周面に隙間を持って対向し、第1のコイルに励磁される第1の磁極部を備えた第1のヨークと、
前記ロータの第2の着磁層の外周面に隙間を持って対向し、第1のヨークとマグネット間の相対位相とは異なる位相で配置され第2のコイルに励磁される第2の磁極部を備えた第2のヨークと、
マグネットの回転位相を検出し、ピッチLで配置された第1の検出素子、第2の検出素子を持つ検出手段と、を備え
前記第1の検出素子は、前記着磁層の磁極中心位置に配置され、前記第2の検出素子は、前記着磁層の磁極の切り替わりに位置に配置され、C/2=Dに構成されていることを特徴とするモータ。
The first magnetized layer and the first magnetized layer, which are divided into n in the circumferential direction and are alternately magnetized at different pitches with different poles at a pitch C, are divided by n in the circumferential direction while being shifted by D with respect to the first magnetized layer. A rotatable rotor having a magnet 2 composed of a second magnetized layer multipolarly magnetized at different pitches alternately at a pitch A, a first coil, a second coil, and a A first yoke having a first magnetic pole portion that is opposed to the outer peripheral surface of the first magnetized layer with a gap therebetween and that is excited by the first coil;
A second magnetic pole portion that faces the outer peripheral surface of the second magnetized layer of the rotor with a gap, is arranged at a phase different from the relative phase between the first yoke and the magnet, and is excited by the second coil; A second yoke having:
Detecting means for detecting a rotational phase of the magnet and having a first detecting element and a second detecting element arranged at a pitch L, wherein the first detecting element is located at a magnetic pole center position of the magnetized layer. The motor, wherein the second detection element is disposed at a position where a magnetic pole of the magnetized layer is switched, and C / 2 = D.
前記第1の検出素子と前記第2の検出素子とを結ぶ直線と、前記ロータの第1の着磁層或いは第2の着磁層の周方向のなす角をαとすると
(C/2−D)=L×cosα
となるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のモータ。
Assuming that an angle between a straight line connecting the first detection element and the second detection element and a circumferential direction of the first magnetized layer or the second magnetized layer of the rotor is α, (C / 2− D) = L × cos α
The motor according to claim 1, wherein the motor is configured to be as follows.
その出力状態により第1のコイルの通電を切り替える第1の検出手段と、その出力状態により第2のコイルの通電を切り替える第2の検出手段と、を備え、
第1の検出手段は第2の着磁層に対向する位置に配置され、第2の検出手段は第1の着磁層に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のモータ。
A first detection unit that switches energization of the first coil according to the output state, and a second detection unit that switches energization of the second coil according to the output state,
2. The device according to claim 1, wherein the first detecting means is arranged at a position facing the second magnetized layer, and the second detecting means is arranged at a position facing the first magnetized layer. Motor as described.
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