JP3299435B2 - Device for detecting rotor position of brushless motor - Google Patents

Device for detecting rotor position of brushless motor

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JP3299435B2
JP3299435B2 JP02994296A JP2994296A JP3299435B2 JP 3299435 B2 JP3299435 B2 JP 3299435B2 JP 02994296 A JP02994296 A JP 02994296A JP 2994296 A JP2994296 A JP 2994296A JP 3299435 B2 JP3299435 B2 JP 3299435B2
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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、ブラシレスモータ
のロータ位置検出装置に係り、特にフロッピィディスク
駆動装置のスピンドルモータ等として使用されるブラシ
レスモータのロータの磁極の磁界の変化を利用してフロ
ッピィディスク駆動制御用等のインデックス信号を生成
するに好適なロータ位置検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotor position detecting device for a brushless motor, and more particularly to a floppy disk using a change in magnetic field of a magnetic pole of a rotor of a brushless motor used as a spindle motor of a floppy disk driving device. The present invention relates to a rotor position detecting device suitable for generating an index signal for drive control and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】フロッピィディスクのドライブ装置に
は、フロッピィディスク上のデータトラックのスタート
位置を知るために、モータの回転を検出してインデック
ス信号を生成出力するインデックス信号出力装置が設け
られている。最近、需要が高まる3.5インチフロッピ
ィディスクを駆動するフロッピィディスクドライブのイ
ンデックス信号出力装置は、電磁的生成方式、光電的生
成方式のいずれかの方式が採用される。
2. Description of the Related Art A floppy disk drive device is provided with an index signal output device for detecting the rotation of a motor and generating and outputting an index signal in order to know the start position of a data track on the floppy disk. In recent years, a floppy disk drive index signal output device for driving a 3.5-inch floppy disk, which is increasing in demand, employs either an electromagnetic generation method or a photoelectric generation method.

【0003】電磁的生成方式を採用するインデックス信
号出力装置は、ディスクを回転駆動するスピンドルモー
タのロータ外周に設けられたインデックス磁石と、この
インデックス磁石の磁力を検出するホール素子、ホール
IC等の磁気検出器とを備え、インデックス信号を生成
する。また、光電的生成方式を採用するインデックス信
号出力装置は、スピンドルモータのロータ外周に設けら
れたインデックス反射板と、光信号の発光及び反射され
た光信号を受光する光トランジスタ等の光検知器とを備
え、インデックス信号を生成する。
An index signal output device adopting an electromagnetic generation method includes an index magnet provided on the outer periphery of a rotor of a spindle motor for rotating a disk, and a magnetic element such as a Hall element and a Hall IC for detecting the magnetic force of the index magnet. A detector for generating an index signal. The index signal output device adopting the photoelectric generation method includes an index reflector provided on the outer periphery of the rotor of the spindle motor, and a light detector such as an optical transistor for receiving light emission of a light signal and a reflected light signal. And generates an index signal.

【0004】前記磁気検出器、光検知器の夫々は、いず
れもスピンドルモータが装着された基板(回路基板)に
固定される。この種のインデックス信号出力装置は、イ
ンデックス信号を所定のトラックスタート位置に一致さ
せることを目的として、磁気検出器又は光検知器の固定
位置を可動できる可動調整機構が設けられる。
Each of the magnetic detector and the photodetector is fixed to a board (circuit board) on which a spindle motor is mounted. This type of index signal output device is provided with a movable adjustment mechanism that can move a fixed position of a magnetic detector or a photodetector for the purpose of making the index signal coincide with a predetermined track start position.

【0005】また、前述のインデックス磁石及び磁気検
出器やインデックス反射板及び光検知器といった機械的
部品を備える方式に変えて、電気的にインデックス信号
を生成するインデックス信号出力装置の開発が行われて
いる(例えば、特開平2−10569号公報)。このイ
ンデックス信号出力装置は、図6(動作タイミングチャ
ート)に示すように、まず、スピンドルモータのロータ
に装着されるロータマグネットが回転することによって
発生するホール素子の略正弦波形の出力のピーク(A
点)をピークホールドし、ホールドした電圧を基準電圧
としてコンデンサに充電する。コンデンサに充電された
基準電圧は経時的に減衰する。そして、この減衰した基
準電圧とホール素子の出力の次段の周期における略正弦
波のピーク(B点)の検出電圧とを比較し、基準電圧に
対して検出電圧が下回っていた場合に、インデックス信
号を生成し出力する。
Further, instead of the above-mentioned system having mechanical parts such as the index magnet and the magnetic detector, the index reflector and the photodetector, an index signal output device for electrically generating an index signal has been developed. (For example, JP-A-2-10569). In this index signal output device, as shown in FIG. 6 (operation timing chart), first, a substantially sinusoidal output peak (A) of a Hall element generated by rotation of a rotor magnet mounted on a rotor of a spindle motor.
Point), and charge the capacitor with the held voltage as the reference voltage. The reference voltage charged in the capacitor decays with time. Then, the attenuated reference voltage is compared with the detected voltage at the peak (point B) of the substantially sine wave in the cycle of the next stage of the output of the Hall element, and when the detected voltage is lower than the reference voltage, the index is determined. Generate and output signals.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インデックス信号出力装置は、電磁的生成方式、光電的
生成方式のいずれの方式においても、インデックス磁石
及び磁気検出器やインデックス反射板及び光検知器の機
械部品、可動調整機構の機械部品等、外付け機械部品の
点数が増加する。このため、インデックス信号出力装置
の組立て工数が増大し、結果スピンドルモータの組立て
工数が増大するという問題がある。
However, in the conventional index signal output device, the index magnet and the magnetic detector, the index reflection plate and the photodetector are used in both the electromagnetic generation system and the photoelectric generation system. The number of external mechanical parts such as mechanical parts and mechanical parts of the movable adjustment mechanism increases. For this reason, there is a problem that the man-hour for assembling the index signal output device increases, and as a result, the man-hour for assembling the spindle motor increases.

【0007】さらに、前記外付け機械部品の点数の増
加、組立て工数の増大は、いずれも当該スピンドルモー
タの製品価格を増大する。メンテナンスにおいても多大
な労力が必要となる。
[0007] Further, the increase in the number of external mechanical parts and the increase in the number of assembling steps increase the product price of the spindle motor. A great deal of labor is also required for maintenance.

【0008】また、前記電気的にインデックス信号を生
成するインデックス信号出力装置は、機械部品点数を極
力減少でき、所謂センサレスとして上述の問題が解決で
きる。しかしながら、図6に示すように、ホール素子の
出力波形の振幅にC点のようなばらつきが発生した場
合、この振幅が変化したときのピークで基準電圧が生成
されると、この基準電圧と次段の周期の正弦波のピーク
(D点)の電圧との比較結果に応じて、本来、出力しな
いはずのインデックス信号が出力されて、誤動作が発生
する。そこで、基準電圧とホール素子出力の正弦波形を
明確に区別するために、正弦波形のピーク部分にさらに
大きな振幅波形が生成されるように、ロータの磁極にそ
の磁極の磁力よりもさらに強く磁化した部分を設け、こ
の強い磁化部分の検出波形と基準電圧とを比較すること
により精度を向上することが考えられる。
The index signal output device for electrically generating an index signal can reduce the number of mechanical parts as much as possible, and can solve the above-mentioned problem as a so-called sensorless device. However, as shown in FIG. 6, when the amplitude of the output waveform of the Hall element fluctuates as at point C, if a reference voltage is generated at the peak when the amplitude changes, the reference voltage and the next In accordance with the result of comparison with the voltage of the peak (point D) of the sine wave of the cycle of the stage, an index signal that should not be output is output, and a malfunction occurs. Therefore, in order to clearly distinguish the reference voltage from the sine waveform of the Hall element output, the rotor magnetic pole was magnetized stronger than the magnetic force of the magnetic pole so that a larger amplitude waveform was generated at the peak portion of the sine waveform. It is conceivable to improve the accuracy by providing a portion and comparing the detection waveform of the strong magnetization portion with a reference voltage.

【0009】しかしながら、最近ではブラシレスモータ
の駆動力向上のために、ロータマグネットの磁極自体を
飽和着磁する場合が多い。この場合に問題となるのは、
磁極が飽和状態ではそれ以上に強い着磁を施すことは事
実上不可能であるという点である。従って、ロータマグ
ネットの磁極の磁力よりも強い磁力となる強磁化部分を
設ける場合には、ロータマグネットの磁極を飽和着磁す
ることができず、その結果、モータの効率が落ちてしま
うことになる。
However, recently, in order to improve the driving force of the brushless motor, the magnetic pole of the rotor magnet is often subjected to saturation magnetization. The problem in this case is
When the magnetic pole is in a saturated state, it is practically impossible to perform stronger magnetization. Therefore, when a strong magnetized portion having a magnetic force stronger than the magnetic force of the magnetic pole of the rotor magnet is provided, the magnetic pole of the rotor magnet cannot be saturated and magnetized, and as a result, the efficiency of the motor decreases. .

【0010】本発明の目的は、装置構成上の機械部品点
数の削減とともに、ロータマグネットの磁極を飽和着磁
した場合においても、ブラシレスモータの効率を落すこ
となく、精度の良いインデックス信号を生成し得るブラ
シレスモータのロータ位置検出装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce the number of mechanical parts in the apparatus configuration and to generate an accurate index signal without reducing the efficiency of a brushless motor even when the magnetic poles of a rotor magnet are saturated. An object of the present invention is to provide a device for detecting a rotor position of a brushless motor.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に、本発明は、ロータに装着され、複数の駆動用磁極を
有するロータマグネットと、該ロータマグネットに対向
する領域に配置され、このロータマグネットの回転によ
って通過する磁界を検出して複数相の略正弦波形の回転
位置信号を出力する複数個の磁気検出手段と、上記ロー
タマグネットの少なくとも1つの駆動用磁極の磁気セン
ターから電気角で所定の角度位相の進んだ位置に形成さ
れ、当該駆動用磁極よりも弱い磁界を発生させる位置検
出用磁極と、上記磁気検出手段から出力される回転位置
信号のうち任意の相の各周期における正負のピークのう
ち何れか一方のピーク前段の所定点の値をサンプルホー
ルドし、基準電圧を出力する基準電圧生成手段と、上記
磁気検出手段から出力された回転位置信号と上記基準電
圧生成手段から出力された基準電圧とを比較して、イン
デックス信号を出力するインデックス信号合成手段と、
を備えて構成される。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a rotor magnet mounted on a rotor and having a plurality of driving magnetic poles, and a rotor magnet disposed in a region facing the rotor magnet. A plurality of magnetic detecting means for detecting a magnetic field passing by rotation of the magnet and outputting a rotational position signal having a substantially sinusoidal waveform of a plurality of phases; and a predetermined electrical angle from a magnetic center of at least one driving magnetic pole of the rotor magnet. A position detection magnetic pole formed at a position where the angular phase is advanced, and generating a magnetic field weaker than the driving magnetic pole, and a positive / negative in each cycle of an arbitrary phase of the rotation position signal output from the magnetic detection means. A reference voltage generation unit that samples and holds a value at a predetermined point before any one of the peaks and outputs a reference voltage; By comparing the reference voltage output from the force it has been rotated position signal and the reference voltage generating means, and the index signal combining means for outputting the index signal,
It is comprised including.

【0012】このような本発明にかかる位置検出装置に
おいては、位置検出用磁極が、当該位置検出用磁極が設
けられている磁極の磁力よりも弱い磁力で着磁されてお
り、したがって磁気検出手段から出力される回転位置信
号の出力波形には、各周期のピーク前段において凹状の
異形部が発生する。一方、上記回転位置信号の出力波形
における各周期のピーク前段の所定点での電圧は、基準
電圧発生手段により基準電圧としてサンプルホールドさ
れ、その基準電圧が、インデックス信号合成手段によっ
て回転位置信号の電圧と比較される。そしてこの場合、
異形部直後に迎える回転位置信号のピーク付近は基準電
圧よりも高い値となり、その結果、インデックス信号合
成手段からインデックス信号が生じることとなる。
In the position detecting device according to the present invention, the position detecting magnetic pole is magnetized with a magnetic force weaker than the magnetic force of the magnetic pole provided with the position detecting magnetic pole. In the output waveform of the rotational position signal output from the controller, a concave deformed portion occurs at a stage before the peak of each cycle. On the other hand, the voltage at a predetermined point before the peak of each cycle in the output waveform of the rotation position signal is sampled and held as a reference voltage by the reference voltage generation means, and the reference voltage is converted to the voltage of the rotation position signal by the index signal synthesis means. Is compared to And in this case,
The vicinity of the peak of the rotational position signal immediately after the deformed portion has a value higher than the reference voltage, and as a result, an index signal is generated from the index signal combining means.

【0013】すなわち本発明によれば、ロータマグネッ
トの磁極を飽和磁化にしても、上記位置検出用磁極は周
辺の磁力よりも弱い磁力で良く、磁極自体の磁力強化に
よるモータの駆動力向上とともに、インデックス信号の
精度を向上させることが可能となる。
That is, according to the present invention, even if the magnetic poles of the rotor magnet are made to be in the saturation magnetization, the position detecting magnetic poles may have a magnetic force weaker than the peripheral magnetic force. It is possible to improve the accuracy of the index signal.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づき説明する。本発明に係るブラシレスモータ
の一実施形態の構成を図1及び図2(a)、(b)に示
す。図1は当該ブラシレスモータの一部縦断面を有する
側面図で、図2(a)は平面図、図2(b)は横断面図
である。なお、このブラシレスモータは具体的にはフロ
ッピーディスクドライブ用のスピンドルモータである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2A and 2B show the configuration of an embodiment of a brushless motor according to the present invention. FIG. 1 is a side view having a partial vertical cross section of the brushless motor, FIG. 2 (a) is a plan view, and FIG. 2 (b) is a horizontal cross sectional view. The brushless motor is a spindle motor for a floppy disk drive.

【0015】図1及び図2に示すように、当該ブラシレ
スモータ1は、例えば周対向型の3相ブラシレスモータ
である。このブラシレスモータ1は、基板(回路基板)
2、軸3、ロータ(ロータケース)4、ロータマグネッ
ト5、コイル6、積層鉄心コア7、及び軸受8を主体に
構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the brushless motor 1 is, for example, a circumferentially opposed three-phase brushless motor. This brushless motor 1 includes a board (circuit board)
2, a shaft 3, a rotor (rotor case) 4, a rotor magnet 5, a coil 6, a laminated core 7, and a bearing 8.

【0016】基板2には、当該ブラシレスモータ1を駆
動制御する図示しない駆動制御用LSI、抵抗素子、容
量素子等の回路素子が実装されている。この基板2上に
軸受8が固定され、この軸受8にはコイル6を巻装した
積層鉄心コア7が取り付けられている。軸受8は、略カ
ップ状のロータ4の中央部に立設された軸3を回転自在
に支承する。ロータ4の周壁の内周面には円環状のロー
タマグネット5が装着され、このロータマグネット5は
上記積層鉄心コア7と適宜の間隔をおいて対向してい
る。
A circuit element such as a drive control LSI (not shown) for controlling the drive of the brushless motor 1, a resistance element, a capacitance element and the like is mounted on the substrate 2. A bearing 8 is fixed on the substrate 2, and a laminated core 7 around which a coil 6 is wound is attached to the bearing 8. The bearing 8 rotatably supports the shaft 3 erected at the center of the substantially cup-shaped rotor 4. An annular rotor magnet 5 is mounted on the inner peripheral surface of the peripheral wall of the rotor 4, and the rotor magnet 5 faces the laminated core 7 at an appropriate interval.

【0017】ロータ4はその上面にチャッキングピン4
B及びチャッキングマグネット4Aを備える。つまり、
本実施形態のブラシレスモータ1は3.5インチフロッ
ピィディスクを回転駆動する。上記コイルに所定の電流
を通電すると、ブラシレスモータ1のロータ4は、ロー
タマグネット5と積層鉄心コア7との電磁作用によって
軸3を中心として回転し、このロータ4がチャッキング
ピン4B及びチャッキングマグネット4Aを介してフロ
ッピィディスクを回転駆動させる。
The rotor 4 has a chucking pin 4 on its upper surface.
B and a chucking magnet 4A. That is,
The brushless motor 1 of this embodiment drives a 3.5-inch floppy disk to rotate. When a predetermined current is applied to the coil, the rotor 4 of the brushless motor 1 rotates about the shaft 3 by the electromagnetic action of the rotor magnet 5 and the laminated core 7, and the rotor 4 is rotated by the chucking pin 4B and the chucking magnet. The floppy disk is rotated via 4A.

【0018】前記ロータマグネット5は、図2及び図3
(ロータマグネットの磁極を模式的に表した展開図)に
示すように、N極及びS極の複数の磁極がロータ4の円
周に沿って複数極配置される。本実施形態においては、
ロータマグネット5は、N極及びS極を1組として合計
8組、つまり16極が着磁されている。ロータ4の円周
は機械角で360度であるので、機械角で22.5度毎
にN極、S極の夫々が順次配列される。
The rotor magnet 5 is shown in FIGS.
As shown in (a development view schematically showing the magnetic poles of the rotor magnet), a plurality of magnetic poles of N and S poles are arranged along the circumference of the rotor 4. In the present embodiment,
The rotor magnet 5 is magnetized in a total of eight sets, that is, 16 poles, with one set of the N pole and the S pole. Since the circumference of the rotor 4 is 360 degrees in mechanical angle, the N pole and the S pole are sequentially arranged every 22.5 degrees in mechanical angle.

【0019】前記積層鉄心コア7は、放射状に突出した
複数本の突極を有している。図2(b)に示すように、
本実施形態において、積層鉄心コア7の突極は、機械角
で30度毎に合計12本配置される。また、それぞれの
突極には3相のコイル6が巻回される。
The laminated core 7 has a plurality of salient poles projecting radially. As shown in FIG.
In the present embodiment, a total of 12 salient poles of the laminated core 7 are arranged every 30 degrees in mechanical angle. A three-phase coil 6 is wound around each salient pole.

【0020】前記12本の積層鉄心コア7の突極のう
ち、所定の連続した4本の突極の間であって、基板1の
表面には磁気検出手段としてのホール素子18が合計3
個配置される。つまり、図2及び図3に示すように、基
板1の表面にホール素子18U、18V及び18Wが配
置される。
Of the twelve laminated cores 7, a hall element 18 as a magnetic detecting means is provided on the surface of the substrate 1 between four predetermined continuous salient poles and a total of three.
Are placed. That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the Hall elements 18U, 18V and 18W are arranged on the surface of the substrate 1.

【0021】磁気検出手段18は、ロータ4に装着され
たロータマグネット5の回転に伴って複数個の磁極の磁
界を検出し、略正弦波形の回転位置信号(正弦波起電
力、電流又は電圧)を出力する。ホール素子18Uは3
相の回転位置信号のうちのU相(第1の相)を出力す
る。ホール素子18Vは、3相の回転位置信号のうちの
V相(第2の相)を出力する。また、ホール素子18W
は、3相の回転位置信号のうちのW相(第3相)を出力
する。
The magnetic detecting means 18 detects the magnetic fields of a plurality of magnetic poles as the rotor magnet 5 mounted on the rotor 4 rotates, and generates a rotational position signal (sine wave electromotive force, current or voltage) having a substantially sinusoidal waveform. Is output. Hall element 18U is 3
The U-phase (first phase) of the phase rotation position signal is output. Hall element 18V outputs the V phase (second phase) of the three-phase rotation position signals. In addition, Hall element 18W
Outputs the W phase (third phase) of the three-phase rotation position signals.

【0022】ホール素子18U、18V、18Wの夫々
は、隣接する2本の積層鉄心コア7の突極の中心から機
械角で各々15度の角度を維持しつつ、互いに機械角で
30度の間隔をおいて配置される。このホール素子18
U、18V、18Wの夫々は、インデックス信号用を生
成するために新たに設けるのではなく、従来のブラシレ
スモータ駆動用の磁気検出手段であるホール素子がその
まま使用される。
Each of the Hall elements 18U, 18V, and 18W maintains a mechanical angle of 15 degrees from the center of the salient poles of two adjacent laminated cores 7 and has a mechanical angle of 30 degrees from each other. It is arranged at. This Hall element 18
Each of U, 18V, and 18W is not newly provided to generate an index signal, but a Hall element, which is a conventional magnetic detection unit for driving a brushless motor, is used as it is.

【0023】前記ロータマグネット4の複数個の磁極、
積層鉄心コア7、ホール素子18U、18V及び18W
の夫々の配置によって、ブラシレスモータ1は、図3に
示すように、1組の磁極(N,S)がホール素子18の
近傍を通過する毎に、このホール素子18から1周期の
略正弦波形の回転位置信号を出力できる。図3における
波形は、ホール素子18Uによって検出され出力される
回転位置信号としてのU相の出力波形を示す。1つの相
の波形の一周期は電気角(θe)で360度である。当
該実施形態のブラシレスモータ1は、8組の磁極を有し
ているので、ブラシレスモータ1が1回転すると、8周
期の略正弦波形が出力される。ホール素子18U、18
V、18Wの夫々から出力されるU相、V相、W相の夫
々の出力波形は、図5に示すように、時間軸方向に12
0度の位相差を有する。
A plurality of magnetic poles of the rotor magnet 4;
Laminated core 7, Hall elements 18U, 18V and 18W
As shown in FIG. 3, each time one set of magnetic poles (N, S) passes in the vicinity of the Hall element 18, the brushless motor 1 outputs one cycle of a substantially sinusoidal waveform. Can output the rotational position signal. The waveform in FIG. 3 shows a U-phase output waveform as a rotational position signal detected and output by the Hall element 18U. One cycle of one phase waveform is 360 degrees in electrical angle (θe). Since the brushless motor 1 of this embodiment has eight sets of magnetic poles, when the brushless motor 1 makes one rotation, a substantially sinusoidal waveform having eight periods is output. Hall element 18U, 18
As shown in FIG. 5, the output waveforms of the U-phase, V-phase, and W-phase output from V and 18W respectively have 12
It has a phase difference of 0 degrees.

【0024】このように構成されるブラシレスモータ1
は、図1、図2及び図3に示すように、ロータ4に装着
されたロータマグネット5の複数個の磁極(N極及びS
極の合計16極)のうち、1個の磁極(本実施形態では
N極)の所定位置に位置検出用磁極5Mが設けられてい
る。本実施形態において、位置検出用磁極5Mは、ロー
タマグネット5のN極自体の磁力に比べて局部的に磁力
が弱い部分であり、例えば次のような手法によって形成
される。
The brushless motor 1 constructed as described above
As shown in FIGS. 1, 2 and 3, a plurality of magnetic poles (N-pole and S-pole) of a rotor magnet 5 mounted on the rotor 4 are shown in FIG.
Among the poles (a total of 16 poles), a position detecting magnetic pole 5M is provided at a predetermined position of one magnetic pole (N pole in this embodiment). In the present embodiment, the position detecting magnetic pole 5M is a portion where the magnetic force is locally weaker than the magnetic force of the N pole itself of the rotor magnet 5, and is formed by, for example, the following method.

【0025】すなわち、第1の手法としては、ロータマ
グネット5に着磁を施す着磁ヘッドの所定の箇所を予め
削っておき、該着磁ヘッドをロータマグネット5に近接
させて着磁を行う手法がある。このような着磁ヘッドで
着磁を行うと、上記所定の箇所はロータマグネット5と
の距離が他の部分に比べて離れているので、その部位の
みに弱い着磁が施される。
That is, as a first method, a predetermined portion of the magnetizing head for magnetizing the rotor magnet 5 is cut in advance, and the magnetizing head is magnetized by bringing the magnetizing head close to the rotor magnet 5. There is. When magnetization is performed with such a magnetization head, the predetermined portion is farther away from the rotor magnet 5 than other portions, so that only the portion is weakly magnetized.

【0026】また、第2の手法としては、ロータマグネ
ット5の全周に駆動用磁極を着磁した後に、特定の磁極
(例えばN極のうちの1極)にその磁極とは逆極(S
極)を部分的に着磁する手法がある。
As a second method, after a driving magnetic pole is magnetized on the entire circumference of the rotor magnet 5, a specific magnetic pole (for example, one of N poles) has a reverse polarity (S
Pole) is partially magnetized.

【0027】さらに、第3の手法としては、第2の手法
とは反対に、ロータマグネット5に駆動用磁極を着磁す
る前に予め部分的な磁極(S極)を施しておいて、その
後部分的な磁極に逆極(N極)が重なるように着磁する
手法がある。
Further, as a third method, in contrast to the second method, a partial magnetic pole (S-pole) is applied in advance before the driving magnetic pole is magnetized on the rotor magnet 5, and thereafter, There is a method of magnetizing such that a reverse pole (N pole) overlaps a partial magnetic pole.

【0028】さらにまた、第4の手法としては、全周に
駆動用磁極を着磁したロータマグネット5の所定箇所を
切削することによっても、局部的に磁力が弱い部分を形
成することができる。
Further, as a fourth method, a portion where the magnetic force is locally weak can be formed by cutting a predetermined portion of the rotor magnet 5 having the driving magnetic poles magnetized all around.

【0029】さらにまた、第5の手法としては、着磁ヘ
ッドの形状を工夫して、例えば着磁ヘッドの一部を完全
に欠落させて、この着磁ヘッドで着磁を行い、部分的に
無着磁部分が形成されるようにしてもよい。
Further, as a fifth technique, the shape of the magnetizing head is devised, for example, a part of the magnetizing head is completely removed, and the magnetizing head is used to perform magnetizing. A non-magnetized portion may be formed.

【0030】このようにして形成される位置検出用磁極
5Mは、駆動用磁極の磁気センターより電気角で所定の
角度位相の進んだ位置に形成される。即ち詳細には、駆
動用磁極のN極の磁気センターから電気角で30度前段
に形成される。そして、この位置検出用磁極5Mが形成
されたことによって、ブラシレスモータ1のロータ4の
1回転毎に、各ホール素子18U、18V、18Wから
それぞれ出力される回転位置信号としての8周期の出力
波形のうち、いずれか1つの正側ピーク前段にへこみ状
の異形部が生成される。該異形部は、回転位置信号の出
力波形の任意の周期の半周期内において、S極とN極と
の境界点から電気角で60度付近に形成される。
The position detecting magnetic pole 5M thus formed is formed at a position advanced by a predetermined angle phase in electrical angle from the magnetic center of the driving magnetic pole. That is, in detail, it is formed 30 degrees in electrical angle from the magnetic center of the N pole of the driving magnetic pole. By forming the position detecting magnetic pole 5M, an output waveform of eight periods as a rotation position signal output from each of the Hall elements 18U, 18V, 18W for each rotation of the rotor 4 of the brushless motor 1 Of these, a dent-shaped irregular portion is generated in front of any one positive peak. The irregular portion is formed at an electrical angle of about 60 degrees from the boundary between the S pole and the N pole within a half cycle of an arbitrary cycle of the output waveform of the rotational position signal.

【0031】前記各ホール素子18のうち、ホール素子
18U及び18Vは、図4(ブロック回路図)に示すロ
ータ位置検出装置の主体に連結される。該ロータ位置検
出装置は、ロータマグネット5、磁気検出手段18、基
準電圧生成手段19、インデックス信号合成手段20を
主体に構成される。
Of the Hall elements 18, the Hall elements 18U and 18V are connected to the main part of the rotor position detecting device shown in FIG. 4 (block circuit diagram). The rotor position detecting device mainly includes a rotor magnet 5, a magnetic detecting unit 18, a reference voltage generating unit 19, and an index signal synthesizing unit 20.

【0032】基準電圧生成手段19は、ホール素子18
Uの出力端子に接続された増幅器10と、同じくホール
素子18Uの出力端子に接続された第1比較器16と、
増幅器10の出力端子に接続されたオフセット回路17
と、ホール素子18Vの出力端子に接続された第2比較
器16と、第1比較器16およびオフセット回路17お
よび第2比較器11に接続されたサンプルホールド回路
12と、サンプルホールド回路12と接地電位間に接続
されたサンプルホールド用コンデンサ13とを備えてい
る。
The reference voltage generating means 19 includes a Hall element 18
An amplifier 10 connected to the output terminal of U, a first comparator 16 also connected to the output terminal of the Hall element 18U,
Offset circuit 17 connected to the output terminal of amplifier 10
A second comparator 16 connected to the output terminal of the Hall element 18V; a sample hold circuit 12 connected to the first comparator 16, the offset circuit 17 and the second comparator 11; A sample and hold capacitor 13 connected between the potentials.

【0033】インデックス信号合成手段20は、前記サ
ンプルホールド回路12の出力信号である基準電圧と前
記増幅器10の出力信号とを比較する第3比較器14
と、第3比較器14および第1比較器16の各出力端子
に接続されインデックス信号を出力する波形整形回路1
5とを備えている。
The index signal synthesizing means 20 compares a reference voltage, which is an output signal of the sample-and-hold circuit 12, with an output signal of the amplifier 10.
And a waveform shaping circuit 1 connected to each output terminal of the third comparator 14 and the first comparator 16 to output an index signal
5 is provided.

【0034】かかる構成を具体的に説明すると次のよう
になる。すなわち、増幅器10はホール素子18Uから
出力される回転位置信号としてのU相(第1相)の出力
信号を増幅する。そして、増幅器10は、その出力信号
をオフセット回路17、及び第3比較器14の夫々に出
力する。
The above configuration is specifically described as follows. That is, the amplifier 10 amplifies the U-phase (first phase) output signal as the rotational position signal output from the Hall element 18U. Then, the amplifier 10 outputs the output signal to each of the offset circuit 17 and the third comparator 14.

【0035】第2比較器11は、ホール素子18Vから
出力される回転位置信号としてのV相(第2相)の出力
信号を入力して、後述するサンプルホールド回路12に
おける電圧ホールドを開始させる信号(ホールド指令)
を生成し、サンプルホールド回路12に出力する。
The second comparator 11 inputs a V-phase (second phase) output signal as a rotational position signal output from the Hall element 18V, and starts a voltage hold in a sample-and-hold circuit 12 described later. (Hold command)
Is generated and output to the sample and hold circuit 12.

【0036】サンプルホールド回路12は、第1比較器
16およびオフセット回路17および第2比較器11に
接続され、前記第2比較器11からのホールド指令に基
づき、U相の出力波形の各周期におけるピーク前段の所
定点(電気角でピークの30度手前)をサンプルホール
ドし、サンプルホールド用コンデンサ13に基準電圧と
して充電して保持する。サンプルホールドされるU相の
出力信号は予めオフセット回路17によって電位が昇圧
される。また、サンプルホールド用コンデンサ13に充
電された基準電圧は、第1比較器16からのタイミング
制御信号に従って強制的に放電される。
The sample hold circuit 12 is connected to the first comparator 16, the offset circuit 17 and the second comparator 11. Based on the hold command from the second comparator 11, the sample hold circuit 12 is provided for each cycle of the U-phase output waveform. A predetermined point before the peak (30 degrees before the peak in electrical angle) is sampled and held, and the sample and hold capacitor 13 is charged and held as a reference voltage. The potential of the U-phase output signal sampled and held is boosted by the offset circuit 17 in advance. Further, the reference voltage charged in the sample and hold capacitor 13 is forcibly discharged according to the timing control signal from the first comparator 16.

【0037】第3比較器14は、サンプルホールド回路
12においてサンプルホールドされ、かつサンプルホー
ルド用コンデンサ13に充電された基準電圧と、前記増
幅器10から出力されるU相の回転位置信号とを比較す
る。ロータ4の1回転で生成される合計8周期のU相の
出力波形のうち、1つの波形ピーク前段には、前記ロー
タマグネット5に局部的に形成された位置検出用磁極5
Mによって、へこみ状の異形部が生成される。この異形
部は通常の略正弦波形の電圧よりも電圧値が低くなって
いる。一方、異形部付近でサンプルホールドされる基準
電圧が同一半周期内のピーク電圧を越えないようにオフ
セット電圧値を設定しているため、この場合の基準電圧
はオフセット回路17で昇圧されてもピーク電圧以下に
なる。したがって、上記異形部の直後に迎えるピーク電
圧が基準電圧を越えたとき(上回ったとき)、第3比較
器14は図5のaに示すようなパルス信号を出力する。
なお、上記オフセット電圧は、異形部を有しないU相の
出力波形に対して、ピーク前段の基準電圧がピーク電圧
を越えるように設定されており、この場合には、ピーク
前段において基準電圧がピーク電圧を既に越えることと
なってパルス信号は出力されない。
The third comparator 14 compares the reference voltage sampled and held in the sample and hold circuit 12 and charged in the sample and hold capacitor 13 with the U-phase rotational position signal output from the amplifier 10. . Among the eight phases of the U-phase output waveform generated by one rotation of the rotor 4, the position detection magnetic pole 5 locally formed on the rotor magnet 5 is provided in front of one waveform peak.
M creates a dented profile. This deformed portion has a voltage value lower than that of a normal substantially sinusoidal voltage. On the other hand, the offset voltage value is set so that the reference voltage sampled and held in the vicinity of the deformed portion does not exceed the peak voltage in the same half cycle. Below the voltage. Therefore, when the peak voltage immediately after the deformed portion exceeds (when exceeds) the reference voltage, the third comparator 14 outputs a pulse signal as shown in FIG.
Note that the offset voltage is set so that the reference voltage at the preceding stage exceeds the peak voltage with respect to the U-phase output waveform having no deformed portion. Since the voltage has already been exceeded, no pulse signal is output.

【0038】前記サンプルホールド用コンデンサ13へ
の基準電圧の充電並びに放電のタイミングは、第1比較
器16のタイミング制御信号で制御される。
The timing of charging and discharging the reference voltage to the sample and hold capacitor 13 is controlled by a timing control signal of the first comparator 16.

【0039】波形整形回路15は、第3比較器14から
出力される信号を第1比較器16のタイミング制御信号
にしたがって正規化し、パルス状の安定したインデック
ス信号に波形整形し、当該ロータ位置検出装置の外部に
インデックス信号を出力する。
The waveform shaping circuit 15 normalizes the signal output from the third comparator 14 in accordance with the timing control signal of the first comparator 16, shapes the waveform into a pulse-like stable index signal, and detects the rotor position. An index signal is output to the outside of the device.

【0040】次に、本発明に係るロータ位置検出装置の
動作について、図4、図5を参照して説明する。
Next, the operation of the rotor position detecting device according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0041】前記図1及び図2に示すブラシレスモータ
1のロータ4及びロータマグネット5の回転によって、
ホール素子18U、18V、18Wの夫々から、回転位
置信号として、図5に示すU相、V相及びW相の3相の
略正弦波形が検出される。図5において、これら3相の
出力波形はそれぞれホールアンプの出力波形を示す。ま
た、コンデンサの蓄積電荷量はサンプルホールド用コン
デンサ13に蓄積される基準電圧、aは第3比較器14
の出力波形、bは波形整形回路15の出力波形の夫々を
示す。
The rotation of the rotor 4 and the rotor magnet 5 of the brushless motor 1 shown in FIGS.
From each of the Hall elements 18U, 18V and 18W, a substantially sinusoidal waveform of three phases of U phase, V phase and W phase shown in FIG. 5 is detected as a rotational position signal. In FIG. 5, these three-phase output waveforms respectively show the output waveforms of the Hall amplifier. The amount of charge stored in the capacitor is a reference voltage stored in the sample-and-hold capacitor 13, and a is a third comparator 14
And b indicates the respective output waveforms of the waveform shaping circuit 15.

【0042】まず、図4に示すように、ホール素子18
Uの出力信号は第1比較器16に入力される。第1比較
器16は、回転位置信号としてのU相(第1相)の出力
波形の負側から正側への切り替わりのゼロクロス地点
(U相の波形の0度地点)において、サンプルホールド
用コンデンサ13に基準電圧の充電を開始するタイミン
グ信号を出力する。このサンプルホールド用コンデンサ
13への基準電圧の充電は、オフセット回路17によっ
て昇圧された電圧が充電される。このオフセット回路1
7の昇圧電圧は、前述のように異形部付近でサンプルホ
ールドされる基準電圧が同一半周期内のピーク電圧を越
えないような値のオフセット電圧値に設定されている。
First, as shown in FIG.
The output signal of U is input to the first comparator 16. The first comparator 16 provides a sample-and-hold capacitor at a zero-cross point (0-degree point in the U-phase waveform) at which the output waveform of the U-phase (first phase) as the rotational position signal switches from the negative side to the positive side. 13 outputs a timing signal to start charging the reference voltage. In charging the sample-and-hold capacitor 13 with the reference voltage, the voltage boosted by the offset circuit 17 is charged. This offset circuit 1
The boosted voltage 7 is set to an offset voltage value such that the reference voltage sampled and held near the deformed portion does not exceed the peak voltage in the same half cycle as described above.

【0043】次に、前記ホール素子18Vの出力に基づ
き、第2比較器11は、V相(第2相)の出力波形の正
側から負側への切り替わりのゼロクロス地点においてホ
ールド指令をサンプルホールド回路12に出力する。こ
のホールド指令に基づき、サンプルホールド用コンデン
サ13の基準電圧の充電が終了する。すなわち、ホール
ドが開始される。このサンプルホールド用コンデンサ1
3の基準電圧の充電が終了する時点は、回転位置信号と
してのU相の出力波形の各周期におけるピーク前段(U
相の出力波形においてゼロクロス点から電気角で約60
度地点)に相当する。
Next, based on the output of the Hall element 18V, the second comparator 11 samples and holds the hold command at the zero crossing point where the V-phase (second phase) output waveform switches from the positive side to the negative side. Output to the circuit 12. Based on this hold command, the charging of the sample-and-hold capacitor 13 with the reference voltage ends. That is, hold is started. This sample hold capacitor 1
3 is completed at the point before the peak (U) in each cycle of the U-phase output waveform as the rotational position signal.
Approximately 60 electrical degrees from the zero crossing point in the phase output waveform
Degree point).

【0044】図5に示すサンプルホールド用コンデンサ
13に充電された基準電圧の強制放電は、充電の開始と
同様に、第1比較器16から出力されるタイミング制御
信号によって制御される。即ち、サンプルホールド用コ
ンデンサ13に充電された基準電圧の強制放電は、U相
の出力波形の正側から負側への切り替わりのゼロクロス
地点(U相の出力波形の180度地点)において行われ
る。
The forced discharge of the reference voltage charged in the sample and hold capacitor 13 shown in FIG. 5 is controlled by a timing control signal output from the first comparator 16 as in the start of charging. That is, the forced discharge of the reference voltage charged in the sample-and-hold capacitor 13 is performed at the zero-cross point (180-degree point of the U-phase output waveform) at which the output waveform of the U-phase switches from the positive side to the negative side.

【0045】一方、増幅器10で増幅された前記ホール
素子18Uの回転位置信号は、第3比較器14に送られ
る。この第3比較器14は、U相(第1相)の出力波形
と、サンプルホールド用コンデンサ13に充填された基
準電圧であってオフセットがかけられて且つU相のピー
クの30゜前段でサンプルホールドされた電圧波形とを
比較する。
On the other hand, the rotational position signal of the Hall element 18U amplified by the amplifier 10 is sent to the third comparator 14. The third comparator 14 outputs the output waveform of the U-phase (first phase) and the reference voltage charged in the sample-and-hold capacitor 13 so as to be sampled at an offset and 30 ° before the peak of the U-phase. Compare the held voltage waveform.

【0046】各ホール素子18U,18V,18Wの各
出力波形には、図5に示すように、ロータマグネット5
のN極に設けられた位置検出用磁極5Mによって、局部
的な凹状の異形部が形成されている。ロータ4(又はロ
ータマグネット5)が1回転すると各相の正弦波形は8
周期分が生成されるが、この8周期のうちの1周期、し
かもこの1周期の正側の半周期の前段にのみ、異形部が
生成される。
As shown in FIG. 5, the output waveform of each of the Hall elements 18U, 18V, 18W
A local concave deformed portion is formed by the position detecting magnetic pole 5M provided at the N pole. When the rotor 4 (or the rotor magnet 5) makes one rotation, the sine waveform of each phase becomes 8
A cycle portion is generated, but a deformed portion is generated only in one of the eight periods, and only in the preceding stage of the positive half period of the one period.

【0047】回転位置信号のうちU相(第1相)の出力
波形において異形部を有する正側の半周期と同一の半周
期内でサンプルホールドされた基準電圧は、U相の波形
ピーク前段の異形部付近でホールドされているので、U
相の出力波形は異形部よりも後段のピーク付近で基準電
圧を越える。このとき、第3比較器14は図5aに示す
ようなパルス信号を出力する。このパルス信号は波形整
形回路15に入力され、この波形整形回路15は第1比
較器16からのタイミング制御信号に基づいて波形整形
してインデックス信号を出力する。このインデックス信
号はインデックス信号出力装置の外部に出力される。
In the U-phase (first phase) output waveform of the rotational position signal, the reference voltage sampled and held within the same half cycle as the positive half cycle having the deformed part is the same as the U-phase waveform peak preceding stage. Since it is held near the deformed part,
The output waveform of the phase exceeds the reference voltage near the peak after the deformed portion. At this time, the third comparator 14 outputs a pulse signal as shown in FIG. 5A. The pulse signal is input to the waveform shaping circuit 15, which shapes the waveform based on the timing control signal from the first comparator 16 and outputs an index signal. This index signal is output outside the index signal output device.

【0048】なお、第3比較器14は、U相(第1相)
の出力波形で異形部を有する周期のつぎの周期において
も、オフセットがかけられると共にピークの前段でサン
プルホールドされた基準電圧とU相の出力波形とを比較
する。ところが、第2周期以降のU相の出力波形には異
形部すなわち波形上の凹みが形成されていないので、基
準電圧はU相のピーク前段で前述のオフセット電圧値で
昇圧されることにより、電圧ホールドのタイミングでは
既に基準電圧はピーク値を越えている。従って、第2周
期以降ではパルス信号を出力しない。
The third comparator 14 operates in the U phase (first phase).
Also in the next cycle after the cycle having the deformed portion in the output waveform of the above (1), the offset is applied and the reference voltage sampled and held before the peak and the output waveform of the U phase are compared. However, since the U-phase output waveform after the second cycle does not have a deformed portion, that is, a dent on the waveform, the reference voltage is boosted by the above-described offset voltage value before the peak of the U-phase. At the hold timing, the reference voltage has already exceeded the peak value. Therefore, no pulse signal is output after the second cycle.

【0049】すなわち、図5に示すように、異形部の発
生しない周期のU相の波形においては、サンプルホール
ド回路12による基準電圧が通常のU相の出力波形の振
幅値をとるので、オフセット回路7によるオフセット電
圧によって基準電圧が当該U相波形のピーク値より高く
なり、第3比較器14から出力が生じることはない。
That is, as shown in FIG. 5, in the case of a U-phase waveform having a period in which no deformed portion is generated, the reference voltage of the sample-and-hold circuit 12 takes the amplitude value of a normal U-phase output waveform. 7, the reference voltage becomes higher than the peak value of the U-phase waveform, and the third comparator 14 does not generate an output.

【0050】以上を要約すれば、次の通りである。位置
検出用磁極5Mは当該位置検出用磁極5Mが設けられて
いる磁極の磁力(例えば飽和磁化)よりも弱い磁力で着
磁されており、したがってU相の出力波形には、図3に
示すように、位相角60度近傍の点に凹状の異形部が発
生する。サンプルホールド回路12は、U相の電圧のゼ
ロクロス点から充電を開始し、U相電圧の位相角60度
(V相電圧のゼロクロス点)での電圧にオフセット回路
7により所定のオフセット電圧を加えた電圧をホールド
する。このホールド電圧は基準電圧として第3比較器1
4において増幅器10から出力されるU相の電圧と比較
される。この場合、異形部直後に迎えるU相の波形のピ
ーク付近は基準電圧よりも高い値となり、第3比較器1
4からは出力が生じることとなる。
The above can be summarized as follows. The position detecting magnetic pole 5M is magnetized with a magnetic force that is weaker than the magnetic force (for example, saturation magnetization) of the magnetic pole on which the position detecting magnetic pole 5M is provided. Therefore, the output waveform of the U-phase is as shown in FIG. Then, a concave deformed portion is generated at a point near the phase angle of 60 degrees. The sample and hold circuit 12 starts charging from the zero-cross point of the U-phase voltage, and applies a predetermined offset voltage to the voltage at the phase angle of the U-phase voltage of 60 degrees (the zero-cross point of the V-phase voltage) by the offset circuit 7. Hold the voltage. This hold voltage is used as a reference voltage in the third comparator 1
At 4, the voltage is compared with the U-phase voltage output from the amplifier 10. In this case, the vicinity of the peak of the U-phase waveform immediately after the deformed portion has a value higher than the reference voltage, and the third comparator 1
4 will produce an output.

【0051】以上、本発明者によってなされた発明を実
施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変形可能であるというのは言うまでもない。
例えば、上記実施形態において、基準電圧生成手段は、
磁気検出手段から出力される回転位置信号のうちU相の
各周期における正側のピーク前段の所定点の値をサンプ
ルホールドして、基準電圧を出力する構成としたが、U
相に限らず、V相またはW相の回転位置信号に基づいて
基準電圧を出力する構成としてもよい。
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say.
For example, in the above embodiment, the reference voltage generation means
The reference voltage is output by sampling and holding the value at a predetermined point before the peak on the positive side in each cycle of the U phase in the rotational position signal output from the magnetic detection means.
The configuration may be such that the reference voltage is output based on not only the phase but also the V-phase or W-phase rotational position signal.

【0052】また、上記実施形態において、駆動用磁極
のN極の磁気センターから電気角で所定の角度位相の進
んだ位置に位置検出用磁極5Mを形成したが、S極の磁
気センターから電気角で所定の角度位相の進んだ位置に
位置検出用磁極5Mを形成してもよい。この位置検出用
磁極5Mは、たとえば駆動用磁極のS極の所定の位置に
N極を局部的に着磁することによって形成される。な
お、この場合の基準電圧生成手段は、回転位置信号のう
ち任意の相の各周期における負側のピーク前段の所定点
の値をサンプルホールドして、基準電圧を出力するよう
に構成される。さらに、上記実施形態において、図3に
示すように、基準電圧を生成するために、オフセット回
路17を設けたが、これに代えて、増幅回路を用いて増
幅器10の出力電圧をそのまま所定の増幅度でリニアに
増幅することにより昇圧する構成とすることも可能であ
る。
In the above embodiment, the position detecting magnetic pole 5M is formed at a position advanced by a predetermined angle phase in electrical angle from the magnetic center of the N pole of the driving magnetic pole. Thus, the position detecting magnetic pole 5M may be formed at a position advanced by a predetermined angle phase. The position detecting magnetic pole 5M is formed, for example, by locally magnetizing the N pole at a predetermined position of the S pole of the driving magnetic pole. In this case, the reference voltage generating means is configured to sample and hold a value at a predetermined point before the negative peak in each cycle of an arbitrary phase in the rotational position signal and output a reference voltage. Further, in the above embodiment, as shown in FIG. 3, the offset circuit 17 is provided to generate the reference voltage. However, instead of this, the output voltage of the amplifier 10 is directly amplified by a predetermined amplification using an amplification circuit. It is also possible to adopt a configuration in which the voltage is boosted by linearly amplifying the temperature.

【0053】さらにまた、上記実施形態において、位置
検出用磁極5Mを1つの駆動用磁極の磁気センターから
電気角で30度位相の進んだ位置に形成した例を示した
が、30度以外の電気角(例えば45度)であっても同
様な効果を奏することができる。さらにまた、本発明は
フロッピーディスク駆動用モータ以外のブラシレスモー
タにも当然適用可能である。
Further, in the above-described embodiment, an example is shown in which the position detecting magnetic pole 5M is formed at a position advanced by 30 degrees in electrical angle from the magnetic center of one driving magnetic pole. Similar effects can be obtained even with a corner (for example, 45 degrees). Furthermore, the present invention is naturally applicable to brushless motors other than the floppy disk drive motor.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気的にインデックス信号を生成する所謂センサレスと
してのロータ位置検出装置を構成したので、機械部品点
数を減少することができる。
As described above, according to the present invention,
Since the so-called sensorless rotor position detecting device that electrically generates the index signal is configured, the number of mechanical parts can be reduced.

【0055】また、本発明によれば、ブラシレスモータ
において、ロータマグネットの磁極に位置検出用磁極を
形成し、磁気検出手段の出力波形に局部的な異形部を生
成したので、出力波形の任意の半周期内のみで波形の比
較が確実に行え、間違ったインデックス信号の出力を防
止できる。
Further, according to the present invention, in the brushless motor, the position detecting magnetic pole is formed on the magnetic pole of the rotor magnet and a locally deformed portion is generated in the output waveform of the magnetic detecting means. Waveform comparison can be reliably performed only within a half cycle, and output of an incorrect index signal can be prevented.

【0056】さらに、本発明によれば、ロータの磁極を
飽和磁化にしても、上記異形部生成のための位置検出用
磁極は周辺の磁力よりも弱い磁力で良く、磁極自体の磁
力強化によるモータの効率向上とともに、インデックス
信号の精度を向上させることが可能となる。
Furthermore, according to the present invention, even if the magnetic poles of the rotor are saturated, the position detecting magnetic poles for generating the deformed portion need only have a magnetic force weaker than the surrounding magnetic force, and the magnetic force of the magnetic poles themselves is enhanced. And the accuracy of the index signal can be improved.

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

【図1】本発明の一実施形態におけるブラシレスモータ
の構成を示す一部断面側面図である。
FIG. 1 is a partially sectional side view showing a configuration of a brushless motor according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)は前記ブラシレスモータの要部平面図
で、(b)はその横断面図である。
FIG. 2A is a plan view of a main part of the brushless motor, and FIG. 2B is a cross-sectional view thereof.

【図3】前記ブラシレスモータのロータマグネットおよ
び磁気検出器の位置関係を示す展開図である。
FIG. 3 is a development view showing a positional relationship between a rotor magnet and a magnetic detector of the brushless motor.

【図4】前記ブラシレスモータのロータ位置検出装置の
ブロック回路図である。
FIG. 4 is a block circuit diagram of the rotor position detecting device of the brushless motor.

【図5】前記ロータ位置検出装置の動作を示すタイミン
グチャートである。
FIG. 5 is a timing chart showing an operation of the rotor position detecting device.

【図6】従来のインデックス出力装置の動作を示すタイ
ミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of a conventional index output device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スピンドルモータ 2 基板 4 ロータ 5 ロータマグネット 5M 回転検査部 6 コイル 7 積層鉄心コア 10 アンプ回路 11,14,16 電圧比較回路 12 サンプルホールド回路 13 サンプルホールド用コンデンサ 15 波形整形回路 17 オフセット回路 18 ホール素子 Reference Signs List 1 spindle motor 2 substrate 4 rotor 5 rotor magnet 5M rotation inspection unit 6 coil 7 laminated iron core 10 amplifier circuit 11, 14, 16 voltage comparison circuit 12 sample and hold circuit 13 sample and hold capacitor 15 waveform shaping circuit 17 offset circuit 18 Hall element

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H02K 29/08 H02K 11/00 C (56)参考文献 特開 平6−311782(JP,A) 特開 平7−131965(JP,A) 特開 平2−84094(JP,A) 特開 昭61−218384(JP,A) 特開 昭61−202213(JP,A) 特開 昭61−128759(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/00 - 6/24 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H02K 29/08 H02K 11/00 C (56) References JP-A-6-311782 (JP, A) JP-A-7-131965 (JP, A JP-A-2-84094 (JP, A) JP-A-61-218384 (JP, A) JP-A-61-202213 (JP, A) JP-A-61-128759 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 6/00-6/24

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ロータに装着され、複数の駆動用磁極を
有するロータマグネットと、 該ロータマグネットに対向する領域に配置され、このロ
ータマグネットの回転によって通過する磁界を検出して
複数相の略正弦波形の回転位置信号を出力する複数個の
磁気検出手段と、 上記ロータマグネットの少なくとも1つの駆動用磁極の
磁気センターから電気角で所定の角度位相の進んだ位置
に形成され、当該駆動用磁極よりも弱い磁界を発生させ
る位置検出用磁極と、 上記磁気検出手段から出力される回転位置信号のうち任
意の相の各周期における正負のピークのうち何れか一方
のピーク前段の所定点の値をサンプルホールドし、基準
電圧を出力する基準電圧生成手段と、 上記磁気検出手段から出力された回転位置信号と上記基
準電圧生成手段から出力された基準電圧とを比較して、
インデックス信号を出力するインデックス信号合成手段
と、 を備えたことを特徴とするブラシレスモータのロータ位
置検出装置。
1. A rotor magnet mounted on a rotor and having a plurality of driving magnetic poles, a rotor magnet disposed in a region facing the rotor magnet, and detecting a magnetic field passing by rotation of the rotor magnet to detect a plurality of phases of substantially sinusoidal. A plurality of magnetic detecting means for outputting a rotational position signal having a waveform, formed at a position advanced by a predetermined angle phase in electrical angle from a magnetic center of at least one driving magnetic pole of the rotor magnet; A magnetic pole for position detection that generates a weak magnetic field, and a value of a predetermined point before any one of the positive and negative peaks in each cycle of an arbitrary phase among the rotational position signals output from the magnetic detecting means. A reference voltage generating means for holding and outputting a reference voltage; and a rotational position signal output from the magnetic detecting means and the reference voltage generating means. By comparing the power reference voltage,
A rotor position detecting device for a brushless motor, comprising: an index signal synthesizing unit that outputs an index signal.
【請求項2】 基準電圧生成手段は、上記回転位置信号
の電位を上昇させるオフセット回路を備えていることを
特徴とする請求項1記載のブラシレスモータのロータ位
置検出装置。
2. The brushless motor rotor position detecting device according to claim 1, wherein the reference voltage generating means includes an offset circuit for increasing a potential of the rotational position signal.
【請求項3】 磁気検出手段は、3個の磁気検出器から
なり、これらの磁気検出器は互いに120゜位相の異な
る3相の回転位置信号を出力することを特徴とする請求
項1記載のブラシレスモータのロータ位置検出装置。
3. The magnetic detecting means according to claim 1, wherein said magnetic detecting means comprises three magnetic detectors, and these magnetic detectors output three-phase rotational position signals having a phase difference of 120 ° from each other. A rotor position detector for brushless motors.
【請求項4】 基準電圧生成手段は、3相の回転位置信
号のうち第1の相と第2の相の回転位置信号を入力する
とともに、第1の相の回転位置信号に基づいてサンプル
ホールドのタイミングを制御する第1比較器と、第2の
相の回転位置信号に基づいて基準電圧がホールドされる
タイミングを制御する第2比較器と、上記第1比較器と
第2比較器の各出力信号に従って第1の相の波形ピーク
前段の所定点の電圧値をサンプルホールドするサンプル
ホールド回路と、このサンプルホールド回路によってサ
ンプルホールドされた電圧を充電するコンデンサとを備
えていることを特徴とする請求項1記載のブラシレスモ
ータのロータ位置検出装置。
4. The reference voltage generating means receives a first phase and a second phase rotation position signals among the three phase rotation position signals, and samples and holds based on the first phase rotation position signals. A first comparator for controlling the timing of the second phase, a second comparator for controlling the timing at which the reference voltage is held based on the rotational position signal of the second phase, and each of the first comparator and the second comparator. A sample-and-hold circuit that samples and holds a voltage value at a predetermined point before the waveform peak of the first phase in accordance with the output signal, and a capacitor that charges the voltage sampled and held by the sample-and-hold circuit. The rotor position detecting device for a brushless motor according to claim 1.
【請求項5】 基準電圧生成手段は、上記第1の相の回
転位置信号を増幅する増幅器を備え、インデックス信号
合成手段は、上記増幅器の出力信号と前記サンプルホー
ルド回路の出力信号である基準電圧とを比較する第3比
較器を備えるとともに該第3比較器の出力信号からイン
デックス信号を形成することを特徴とする請求項4記載
のブラシレスモータのロータ位置検出装置。
5. The reference voltage generating means includes an amplifier for amplifying the rotational position signal of the first phase, and the index signal synthesizing means includes a reference voltage which is an output signal of the amplifier and an output signal of the sample and hold circuit. 5. The apparatus according to claim 4, further comprising a third comparator that compares the first and second signals with each other, and forming an index signal from an output signal of the third comparator.
【請求項6】 インデックス信号合成手段は、磁気検出
手段から出力された回転位置信号と基準電圧生成手段か
ら出力された基準電圧とを比較する第3比較器と、この
第3比較器の出力信号を波形整形してインデックス信号
を形成する波形整形回路とを備えてなる請求項1記載の
ブラシレスモータのロータ位置検出装置。
6. A third comparator for comparing a rotation position signal output from the magnetic detector with a reference voltage output from the reference voltage generator, and an output signal of the third comparator. 2. A rotor position detecting device for a brushless motor according to claim 1, further comprising: a waveform shaping circuit for shaping the waveform of the signal to form an index signal.
【請求項7】 位置検出用磁極は、駆動用磁極の磁気セ
ンターから電気角で30度位相の進んだ位置に形成され
ていることを特徴とする請求項1記載のブラシレスモー
タのロータ位置検出装置。
7. The brushless motor rotor position detecting device according to claim 1, wherein the position detecting magnetic pole is formed at a position advanced by 30 degrees in electrical angle from the magnetic center of the driving magnetic pole. .
【請求項8】 位置検出用磁極は、駆動用磁極の少なく
とも1つのN極の磁気センターから電気角で所定の角度
位相の進んだ位置に形成され、磁気検出手段から出力さ
れる回転位置信号は、少なくとも1つの正のピーク前段
に異形部が形成されていることを特徴とする請求項1記
載のブラシレスモータのロータ位置検出装置。
8. The magnetic pole for position detection is formed at a position advanced by a predetermined angle phase in electrical angle from the magnetic center of at least one N pole of the driving magnetic pole, and the rotational position signal output from the magnetic detection means is 2. The rotor position detecting device for a brushless motor according to claim 1, wherein a deformed portion is formed before the at least one positive peak.
【請求項9】 位置検出用磁極は、駆動用磁極の少なく
とも1つのS極の磁気センターから電気角で所定の角度
位相の進んだ位置に形成され、磁気検出手段から出力さ
れる回転位置信号は、少なくとも1つの負のピーク前段
に異形部が形成されていることを特徴とする請求項1記
載のブラシレスモータのロータ位置検出装置。
9. The position detecting magnetic pole is formed at a position advanced by a predetermined angle phase in electrical angle from the magnetic center of at least one S pole of the driving magnetic pole, and the rotational position signal output from the magnetic detecting means is 2. The rotor position detecting device for a brushless motor according to claim 1, wherein a deformed portion is formed before the at least one negative peak.
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