JP3441798B2 - Motor position detector - Google Patents

Motor position detector

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JP3441798B2
JP3441798B2 JP15924394A JP15924394A JP3441798B2 JP 3441798 B2 JP3441798 B2 JP 3441798B2 JP 15924394 A JP15924394 A JP 15924394A JP 15924394 A JP15924394 A JP 15924394A JP 3441798 B2 JP3441798 B2 JP 3441798B2
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pattern
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magnetic
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信一 内海
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、モータにおける移動子
の位置検出装置に関するもので、特に出力信号を大きく
することができる位置検出装置に関する。 【0002】 【従来の技術】例えばビデオテープレコーダ(VTR)
用シリンダモータなどでは、1回転中の基準位置を常に
検出する必要があるため、回転位置検出装置が組み込ま
れている。図5は、このようなVTR用シリンダモータ
の例を示す。図5において、符号12は下側の固定シリ
ンダを示している。固定シリンダ12の下面側には、周
波数発電機(以下「FG」という)および位置信号発電
機(以下「PG」という)用の基板17の介在のもとに
ステータコア15が適宜の固定手段で固定されている。
ステータコア15は複数の突極を放射状に有し、各突極
には駆動コイル16が巻回されている。ステータコア1
5、駆動コイル16、基板17等によってステータを構
成している。 【0003】固定シリンダ12は中心孔を有しこの中心
孔には二つの軸受13,14の外輪が圧入されて上下に
固定され、軸受13,14の内輪には軸11が圧入され
て固着され、軸11が回転自在に支持されている。上側
の軸受14から突出した軸11の上端部には回転シリン
ダ18が固着されている。回転シリンダ18の下面外周
縁部と固定シリンダ12の上面外周縁部との間には適宜
の間隙があり、回転シリンダ18の下面外周縁部に取付
けられた磁気ヘッドが上記間隙内を回転する。下側の軸
受13から突出した軸11の下端部にはボスなどを介し
て扁平なカップ状のロータケース1が固着されている。
ロータケース1はステータコア15を下側から覆ってい
る。ロータケース1の周壁内面にはリング状の駆動マグ
ネット2が固着され、駆動マグネット2の内周面はステ
ータコア15の外周面である上記各突極の先端面と適宜
の間隙をおいて対向している。 【0004】駆動マグネット2の上端面にはFGマグネ
ット3が固着されている。図6は駆動マグネット2とF
Gマグネット3の例を示すもので、駆動マグネット2の
着磁ピッチを1ピッチとしたとき、FGマグネット3の
着磁ピッチは1/2ピッチになっている。FGマグネッ
ト3の2磁極分はさらにその1/2ピッチで4極に磁極
配列されてPGマグネット4が形成されている。従って
PGマグネット4は駆動マグネット2の1磁極に対応し
て配置されている。図5において、FGマグネット3の
上端面は前記基板17の下面と適宜の間隙をおいて対向
している。基板17のFGマグネット3との対向面には
周知のFG信号を発電するFGパターンとPG信号を発
電するPGパターンがエッチング等によって形成されて
いる。 【0005】駆動マグネット2の磁極をホール素子等で
検出し、この検出信号に応じて各駆動コイル16への通
電を切り換えることにより、駆動マグネット2と実質一
体のロータケース1、回転シリンダ18などが回転駆動
される。駆動マグネット2と共にFGマグネット3が回
転し、その磁束が上記FGパターンを横切ることにより
周知のとおりFGパターンがロータの回転速度に応じた
周波数のFG信号を出力する。このFG信号に基づいて
回転速度が一定に制御される。また、PGマグネット4
の磁束が上記PGパターンを横切ることにより周知のと
おりPGパターンがPG信号を出力する。このPG信号
が1回転の基準信号となる。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】以上説明したモータの
ように、駆動マグネット2と一体に設けたPGマグネッ
ト4と、これに対向するPGパターンとで位置検出装置
を構成したものによれば、PGパターンが駆動マグネッ
ト2の磁束の影響を受けて、PG発電出力が低く、その
信号対雑音比(S/N)が悪化する難点がある。 【0007】本発明は、上に述べたような従来技術の問
題点を解消するためになされたもので、位置検出用マグ
ネットの構成を工夫することにより、PGパターンが駆
動マグネットの磁束の影響を受けてPG発電出力が増大
するようにし、その信号対雑音比を向上させることがで
きるモータの位置検出装置を提供することを目的とす
る。 【0008】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、駆動マグネットに位置検出用マグネットを
設け、この位置検出用マグネットに対向して位置信号発
生用線素を配置し、上記位置検出用マグネットは、上記
駆動マグネットの1磁極内に対応して配置すると共に4
極の磁極配列で構成し、これらの磁極のうち移動子の移
動方向先端の磁極を、対応する駆動マグネットの磁極と
同極にしたことを特徴とする。 【0009】 【作用】位置信号発生用線素を位置検出用マグネットの
磁束が横切ることにより位置信号発生用線素が発電し、
各位置信号発生用線素に位置検出用マグネットの磁極が
通過する周期と同じ周期の信号が発生する。各位置信号
発生用線素に発生する信号は合成され、合成された信号
のうち最初に立ち上がる信号を位置信号として用いる
が、位置検出用マグネットの4極の磁極配列のうち移動
子の移動方向先端の磁極は、対応する駆動マグネットの
磁極と同極であることから、位置信号発生用線素が受け
る駆動マグネットの磁束の影響は、上記合成信号のうち
最初に立ち上がる信号を増大するように作用し、大きな
位置信号を得ることができる。 【0010】 【実施例】以下、図面を参照しながら本発明にかかるモ
ータの位置検出装置の実施例について説明する。なお、
モータの基本構成は図5の例と同じとし、共通の構成部
分には共通の符号を付し、ここでは本発明に特徴的な構
成を重点的に説明する。 【0011】図1において、ロータケース1の周壁内面
にはリング状の駆動マグネット2が固着されている。駆
動マグネット2は周方向に8極の磁極が等間隔に配列さ
れている。駆動マグネット2の軸方向端面にはFGマグ
ネット3が固着されている。FGマグネット3は駆動マ
グネット2の磁極ピッチに対し1/2ピッチで磁極配列
されている。従って、FGマグネット3の磁極数対駆動
マグネット2の磁極数は2対1になっている。FGマグ
ネット3の各磁極のうち隣接する二つの磁極に対応する
部分、すなわち、駆動マグネット3の1磁極に対応する
部分は、周方向に4等分されてそれぞれに磁極が形成さ
れ、4極の磁極配列からなる位置検出用マグネット(以
下「PGマグネット」という)4を構成している。この
ようにして、PGマグネット4の磁極幅は駆動マグネッ
ト2の磁極幅の1/4、FGマグネット3の磁極の1/
2となっている。 【0012】さらに、PGマグネット4の4つの磁極の
うちロータの回転方向先端の磁極は、PGマグネット4
が対応する駆動マグネット2の磁極と同極になってい
る。図1に示す例では、駆動マグネット2の一つのN極
内に対応して4極の磁極配列からなるPGマグネット4
が配置されると共に、ロータの回転方向を矢印で示す反
時計方向としたとき、PGマグネット4の回転方向先端
の磁極が、対応する駆動マグネット2の磁極と同じN極
になっている。PGマグネット4を含むFGマグネット
3は駆動マグネット2とは別に作っておいてこれを駆動
マグネット2に固着してもよいし、駆動マグネット2の
端部にFGマグネット3としての着磁とPGマグネット
4としての着磁を行ってもよい。 【0013】上記FGマグネット3およびPGマグネッ
ト4と対向して配置されるFGパターンとPGパターン
の例を図2(a)(b)に示す。図2(a)(b)にお
いて、ほぼ円形の基板10の一面側にはFGパターン5
が形成されている。FGパターン5は、FGマグネット
3の磁極ピッチと同じピッチで放射状に、かつ、周方向
に一定間隔で形成されたFG信号発生用線素5aと、相
隣接するFG信号発生用線素5aの内周端をつなぐ導線
5bと、相隣接するFG信号発生用線素5aの外周端を
つなぐ導線5cとを有してなる。FG信号発生用線素5
aは、その内周端と外周端が交互に導線5b,5cでつ
ながれることにより1本の連続した矩形波状に形成され
ると共に、円弧状にほぼ1周した形になっており、両端
部は端子7と端子9につながっている。 【0014】FGパターン5の一部に重ねてPGパター
ン6が配置されている。PGパターン6は、4本の位置
信号発生用線素a,b,c,dと、線素a,bの内端及
び線素c,dの内端をつなぐ導線6bと、線素b,cの
外端をつなぐ導線6cとによって1本の連続した矩形波
状に形成され、両端部は端子9(マイナス側)と端子8
(プラス側)につながっている。端子9はFGパターン
5とPGパターン6の共通端子になっている。PGパタ
ーン6の上記位置信号発生用線素a,b,c,dは、前
記PGマグネット4の磁極ピッチと同じピッチで放射状
に、かつ、周方向に一定間隔で形成されている。PGパ
ターン6はFGパターン5との間に適宜の絶縁体を介在
させて形成されている。例えば、フレキシブル回路基板
にPGパターン6を形成し、FGパターン5が形成され
た基板10上に上記フレキシブル回路基板を重ねて貼り
合わせてもよい。 【0015】以上説明したPGマグネット4とPGパタ
ーン6によって位置検出装置を構成している。そこで次
に、この位置検出装置の動作を説明する。図5について
説明した駆動コイル16に通電し、また、駆動マグネッ
ト2の回転位置に対応して駆動コイル16への通電を切
り換えることにより、モータの一部を構成する駆動マグ
ネット2と、ステータコア15の突極との間に発生する
磁力で駆動マグネット2が付勢され、駆動マグネット2
と共にロータケース1、FGマグネット3、PGマグネ
ット4が図1において反時計方向に回転する。FGマグ
ネット3とPGマグネット4が回転することにより、そ
れらの磁束がPGパターン6の位置信号発生用線素a,
b,c,dを横切り、各位置信号発生用線素a,b,
c,dに正弦波状の信号が発生する。図3(a)(b)
(c)(d)は上記各位置信号発生用線素a,b,c,
dに発生する信号を示す。これら各信号の時間t1から
時間t2までの範囲で短い周期で変化している部分がP
Gマグネット4による発電信号であり、これよりも2倍
の周期で変化している部分がFGマグネット3による発
電信号である。 【0016】図3(a)で、破線A1で示す波形は駆動
マグネット2の磁束の影響を受けない場合の位置信号発
生用線素aの発電波形を示している。しかし、波形B1
で示すような駆動マグネット2の漏洩磁束があり、この
影響を受けて上記線素aは実際には線C1で示す波形の
信号を出力する。図3(b)(c)(d)に示す位置信
号発生用線素b,c,dの出力信号についても同様であ
り、それぞれの線素の駆動マグネット2の磁束の影響を
受けない場合の発電波形をA2,A3,A4で示し、そ
れぞれの線素が受ける駆動マグネット2の漏洩磁束波形
をB2,B3,B4で示し、これらの漏洩磁束の影響を
受けた上記位置信号発生用線素b,c,dの実際の出力
波形をC2,C3,C4で示す。各位置信号発生用線素
a,b,c,dは前記導線6b,6cによって直列接続
されているため、図3(a)(b)(c)(d)の波形
を合成したものがPGパターン6の出力となる。 【0017】図4は上記PGパターン6の出力を示す。
各位置信号発生用線素a,b,c,dが発電する信号を
合成することにより、FGマグネット3に対応する信号
は相互にキャンセルされ、PGマグネット4に対応する
信号だけが図4に示すようなプラス側に二つのピークを
もった信号として出力される。図4において、破線Aは
駆動マグネット2の磁束の影響を受けない場合の波形を
示すもので、上記二つのピーク値は同じである。これに
対して実線Cは駆動マグネット2の磁束の影響を受けた
実際の出力波形を示すもので、1番目のピーク値が上記
波形Aの1番目のピーク値よりもUで示す分だけ高くな
っており、2番目のピーク値は上記波形Aの2番目のピ
ーク値よりも低くなっている。その理由は、PGマグネ
ット4が、駆動マグネット2の1磁極内に対応して配置
されると共に4極の磁極配列からなり、これらの磁極の
うちロータの回転方向先端の磁極が、対応する上記駆動
マグネット2の磁極と同極であることによる。すなわ
ち、PGマグネット4に対応する駆動マグネット2の磁
極が、PGマグネット4のロータ回転方向先端の磁極か
ら出る磁束を増強する向きに作用し、PGパターン出力
の1番目に現われる信号のピーク値が増大するものであ
る。 【0018】PGパターンの出力は1番目に現われる信
号を波形整形して位置検出信号として用いられるため、
上記のようにPGパターン出力の1番目に現われる信号
のピーク値が増大することによって位置検出信号の信号
対雑音比が改善され、精度のよい位置検出信号を得るこ
とができる。 【0019】ここで参考までに、図6に示すようにPG
マグネット4の磁極のうちロータの回転方向先端の磁極
が、対応する駆動マグネット2の磁極と逆極になってい
る場合について検討する。PGマグネット4の回転面に
対向するPGパターンは図2に示すものと同じとする。
この場合の各位置信号発生用線素に発生する信号を合成
した波形を図7に示す。図7において、破線Aは駆動マ
グネット2の磁束の影響を受けない場合の波形を示すも
ので、二つのピーク値は同じである。これに対して実線
Cは駆動マグネット2の磁束の影響を受けた実際の出力
波形を示すもので、1番目に現われる信号のピーク値は
破線Aの波形のピーク値よりもDで示す値だけ低下して
いる。従って、この信号を位置検出信号として用いる
と、ノイズ成分が多く、信号対雑音比が悪化することが
わかる。 【0020】以上、本発明の実施例としてVTR用シリ
ンダモータの例について説明してきたが、本発明はこれ
に限られるものではなく、位置検出信号を必要とするあ
らゆるモータ、例えばディスク駆動モータなどにも適用
できる。また、図示の実施例では回転型のモータであっ
たが、ロータケース、各マグネットおよびこれに対向す
るFGパターン、PGパターンを直線状に展開した形の
リニアモータにも適用可能である。回転型モータの場
合、ロータが移動子ということになる。 【0021】図示の実施例では4極の磁極配列からなる
位置検出用マグネットの範囲と駆動マグネットの1磁極
範囲とが一致していたが、駆動マグネットの1磁極範囲
よりも狭い範囲に位置検出用マグネットを形成してもよ
い。駆動マグネットの着磁ピッチとFGマグネットの着
磁ピッチとの関係は特に限定されるものではない。 【0022】 【発明の効果】本発明によれば、位置検出用マグネット
が、駆動マグネットの1磁極内に対応して配置されると
共に4極の磁極配列からなり、これらの磁極のうちロー
タの回転方向先端の磁極が、対応する上記駆動マグネッ
トの磁極と同極になっているため、位置検出用マグネッ
トに対応する駆動マグネットの磁極が、位置検出用マグ
ネットのロータ回転方向先端の磁極から出る磁束を増強
する向きに作用し、1番目に現われる位置検出信号のピ
ーク値が増大し、この1番目に現われるを位置検出信号
として用いることにより信号対雑音比の良好な位置検出
信号を得ることができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting device for a moving element in a motor, and more particularly to a position detecting device capable of increasing an output signal. 2. Description of the Related Art For example, a video tape recorder (VTR)
Since a reference position during one rotation needs to be always detected in a cylinder motor for a motor or the like, a rotation position detection device is incorporated. FIG. 5 shows an example of such a VTR cylinder motor. In FIG. 5, reference numeral 12 denotes a lower fixed cylinder. On the lower surface side of the fixed cylinder 12, a stator core 15 is fixed by an appropriate fixing means with a substrate 17 for a frequency generator (hereinafter referred to as "FG") and a position signal generator (hereinafter referred to as "PG") interposed. Have been.
The stator core 15 has a plurality of salient poles radially, and a driving coil 16 is wound around each salient pole. Stator core 1
5, a driving coil 16, a substrate 17, and the like constitute a stator. The fixed cylinder 12 has a center hole into which outer rings of two bearings 13 and 14 are press-fitted and fixed vertically, and a shaft 11 is press-fitted into inner rings of the bearings 13 and 14 and fixed. , Shaft 11 are rotatably supported. A rotating cylinder 18 is fixed to the upper end of the shaft 11 protruding from the upper bearing 14. There is an appropriate gap between the outer peripheral edge of the lower surface of the rotating cylinder 18 and the outer peripheral edge of the upper surface of the fixed cylinder 12, and the magnetic head attached to the outer peripheral edge of the lower surface of the rotating cylinder 18 rotates in the above-mentioned gap. The flat cup-shaped rotor case 1 is fixed to the lower end of the shaft 11 protruding from the lower bearing 13 via a boss or the like.
The rotor case 1 covers the stator core 15 from below. A ring-shaped drive magnet 2 is fixed to the inner surface of the peripheral wall of the rotor case 1, and the inner surface of the drive magnet 2 faces the distal end surface of each salient pole, which is the outer peripheral surface of the stator core 15, with an appropriate gap. I have. An FG magnet 3 is fixed to an upper end surface of the driving magnet 2. FIG. 6 shows drive magnet 2 and F
This shows an example of the G magnet 3, and when the magnetizing pitch of the drive magnet 2 is one pitch, the magnetizing pitch of the FG magnet 3 is 1/2 pitch. Two magnetic poles of the FG magnet 3 are further arranged in four poles at a half pitch to form a PG magnet 4. Therefore, the PG magnet 4 is arranged corresponding to one magnetic pole of the drive magnet 2. In FIG. 5, the upper end surface of the FG magnet 3 faces the lower surface of the substrate 17 with an appropriate gap. A well-known FG pattern for generating a FG signal and a PG pattern for generating a PG signal are formed on the surface of the substrate 17 facing the FG magnet 3 by etching or the like. The magnetic pole of the drive magnet 2 is detected by a Hall element or the like, and the energization of each drive coil 16 is switched in accordance with the detection signal. It is driven to rotate. As the FG magnet 3 rotates together with the drive magnet 2 and its magnetic flux crosses the FG pattern, the FG pattern outputs an FG signal having a frequency corresponding to the rotation speed of the rotor, as is well known. The rotation speed is controlled to be constant based on the FG signal. PG magnet 4
When the magnetic flux crosses the PG pattern, the PG pattern outputs a PG signal as is well known. This PG signal is a reference signal for one rotation. [0006] Like the motor described above, there is provided a position detecting device comprising a PG magnet 4 provided integrally with the driving magnet 2 and a PG pattern opposed thereto. For example, the PG pattern is affected by the magnetic flux of the driving magnet 2 and the PG power generation output is low, and the signal-to-noise ratio (S / N) deteriorates. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art. By devising the structure of the position detecting magnet, the PG pattern can reduce the influence of the magnetic flux of the driving magnet. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a motor position detecting device capable of increasing the PG power generation output and improving the signal-to-noise ratio. In order to achieve the above object, according to the present invention, a drive magnet is provided with a position detecting magnet, and a position signal generating wire element is arranged to face the position detecting magnet. The position detecting magnet is disposed within one magnetic pole of the drive magnet and
The magnetic poles are arranged in the form of magnetic poles. Of these magnetic poles, the magnetic pole at the tip of the moving element in the moving direction is the same as the magnetic pole of the corresponding drive magnet. When the magnetic flux of the position detecting magnet crosses the position signal generating wire element, the position signal generating wire element generates electric power.
A signal having the same cycle as the cycle at which the magnetic pole of the position detecting magnet passes through each position signal generating wire element is generated. The signals generated in each position signal generating element are combined, and the first rising signal of the combined signals is used as a position signal. Since the magnetic poles are of the same polarity as the magnetic poles of the corresponding drive magnets, the influence of the magnetic flux of the drive magnets on the position signal generating wire element acts to increase the signal that rises first among the composite signals. , A large position signal can be obtained. An embodiment of a motor position detecting apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition,
The basic configuration of the motor is the same as that of the example of FIG. 5, and the common components are denoted by the same reference numerals. Here, the features characteristic of the present invention will be mainly described. In FIG. 1, a ring-shaped drive magnet 2 is fixed to the inner surface of the peripheral wall of the rotor case 1. The drive magnet 2 has eight magnetic poles arranged at regular intervals in the circumferential direction. An FG magnet 3 is fixed to an axial end surface of the drive magnet 2. The FG magnets 3 are arranged with magnetic poles at a half pitch with respect to the magnetic pole pitch of the drive magnet 2. Therefore, the number of magnetic poles of the FG magnet 3 to the number of magnetic poles of the drive magnet 2 is 2: 1. A portion corresponding to two adjacent magnetic poles among the magnetic poles of the FG magnet 3, that is, a portion corresponding to one magnetic pole of the drive magnet 3 is divided into four equal parts in the circumferential direction to form magnetic poles respectively. A position detecting magnet (hereinafter, referred to as a “PG magnet”) 4 having a magnetic pole arrangement is configured. Thus, the magnetic pole width of the PG magnet 4 is 1/4 of the magnetic pole width of the driving magnet 2 and 1 / of the magnetic pole width of the FG magnet 3.
It is 2. Further, of the four magnetic poles of the PG magnet 4, the magnetic pole at the tip in the rotation direction of the rotor is the PG magnet 4.
Are the same as the magnetic poles of the corresponding drive magnet 2. In the example shown in FIG. 1, a PG magnet 4 having a magnetic pole arrangement of four poles corresponding to one N pole of the drive magnet 2 is provided.
When the rotation direction of the rotor is set in the counterclockwise direction indicated by the arrow, the magnetic pole at the tip of the PG magnet 4 in the rotation direction is the same N pole as the corresponding magnetic pole of the drive magnet 2. The FG magnet 3 including the PG magnet 4 may be made separately from the driving magnet 2 and fixed to the driving magnet 2, or the magnetized FG magnet 3 may be attached to the end of the driving magnet 2 and the PG magnet 4 May be performed. FIGS. 2A and 2B show examples of an FG pattern and a PG pattern arranged to face the FG magnet 3 and the PG magnet 4, respectively. 2A and 2B, the FG pattern 5 is provided on one surface side of the substantially circular substrate 10.
Are formed. The FG pattern 5 is composed of the FG signal generating line elements 5a radially formed at the same pitch as the magnetic pole pitch of the FG magnet 3 and at regular intervals in the circumferential direction, and the adjacent FG signal generating line elements 5a. It has a conducting wire 5b connecting the peripheral ends and a conducting wire 5c connecting the outer peripheral ends of adjacent FG signal generating wire elements 5a. Line element 5 for FG signal generation
a is formed into a single continuous rectangular wave by connecting its inner and outer ends alternately with conductors 5b and 5c, and is formed in a substantially arc-shaped circuit. Is connected to terminals 7 and 9. A PG pattern 6 is arranged so as to overlap a part of the FG pattern 5. The PG pattern 6 includes four position signal generating line elements a, b, c, d, a conductor 6b connecting the inner ends of the line elements a, b and the inner ends of the line elements c, d, and line elements b, c is formed in a continuous rectangular wave shape by a conducting wire 6c connecting the outer ends of the terminals 9a and 9b.
(Plus side). The terminal 9 is a common terminal of the FG pattern 5 and the PG pattern 6. The line signals a, b, c, d of the position signal generation of the PG pattern 6 are formed radially at the same pitch as the magnetic pole pitch of the PG magnet 4 and at regular intervals in the circumferential direction. The PG pattern 6 is formed with an appropriate insulator interposed between the PG pattern 6 and the FG pattern 5. For example, the PG pattern 6 may be formed on a flexible circuit board, and the flexible circuit board may be laminated on the substrate 10 on which the FG pattern 5 is formed and bonded. The PG magnet 4 and the PG pattern 6 described above constitute a position detecting device. Therefore, next, the operation of the position detecting device will be described. By energizing the drive coil 16 described with reference to FIG. 5 and switching the energization to the drive coil 16 in accordance with the rotational position of the drive magnet 2, the drive magnet 2 forming part of the motor and the stator core 15 The driving magnet 2 is biased by the magnetic force generated between the driving magnet 2 and the
At the same time, the rotor case 1, the FG magnet 3, and the PG magnet 4 rotate counterclockwise in FIG. When the FG magnet 3 and the PG magnet 4 rotate, their magnetic flux causes the position signal generating line elements a,
b, c, and d, and each position signal generating line element a, b,
Sinusoidal signals are generated at c and d. FIGS. 3A and 3B
(C) and (d) show the position signal generating line elements a, b, c,
The signal generated at d is shown. The portion of each of these signals that changes in a short period from time t1 to time t2 is P
The signal generated by the G magnet 4 is generated by the FG magnet 3, and the portion that changes at twice the period is the signal generated by the FG magnet 3. In FIG. 3A, a waveform indicated by a broken line A1 shows a power generation waveform of the position signal generating line element a when the magnetic flux of the driving magnet 2 is not affected. However, the waveform B1
There is a leakage magnetic flux of the drive magnet 2 as shown by the following, and under the influence of this, the line element a actually outputs a signal having a waveform shown by a line C1. The same applies to the output signals of the position signal generating line elements b, c, and d shown in FIGS. 3B, 3C, and 3D, which are not affected by the magnetic flux of the drive magnet 2 of each line element. The power generation waveforms are indicated by A2, A3, and A4, and the leakage flux waveforms of the drive magnet 2 received by the respective line elements are indicated by B2, B3, and B4, and the position signal generating line element b affected by these leakage fluxes , C, d are indicated by C2, C3, C4. Since the position signal generating line elements a, b, c, and d are connected in series by the conductors 6b and 6c, the waveforms of FIGS. 3A, 3B, 3C, and 3D are combined with the PG. The pattern 6 is output. FIG. 4 shows the output of the PG pattern 6.
By synthesizing the signals generated by the position signal generating wire elements a, b, c and d, the signals corresponding to the FG magnets 3 are mutually canceled, and only the signals corresponding to the PG magnets 4 are shown in FIG. It is output as a signal having two peaks on the positive side. In FIG. 4, a broken line A shows a waveform in the case where the magnetic flux of the driving magnet 2 does not affect, and the two peak values are the same. On the other hand, the solid line C shows the actual output waveform affected by the magnetic flux of the drive magnet 2, and the first peak value is higher than the first peak value of the waveform A by U. Therefore, the second peak value is lower than the second peak value of the waveform A. The reason is that the PG magnet 4 is arranged corresponding to one magnetic pole of the drive magnet 2 and has an arrangement of four magnetic poles. Of these magnetic poles, the magnetic pole at the tip end in the rotation direction of the rotor corresponds to the above-mentioned drive magnet. This is because the magnetic pole of the magnet 2 is the same. That is, the magnetic pole of the drive magnet 2 corresponding to the PG magnet 4 acts in a direction to increase the magnetic flux emitted from the magnetic pole at the tip of the PG magnet 4 in the rotor rotation direction, and the peak value of the first signal of the PG pattern output increases. Is what you do. The output of the PG pattern is used as a position detection signal by shaping the waveform of the first appearing signal.
By increasing the peak value of the signal appearing first in the PG pattern output as described above, the signal-to-noise ratio of the position detection signal is improved, and a highly accurate position detection signal can be obtained. Here, for reference, as shown in FIG.
Consider a case in which the magnetic pole at the tip of the rotor in the rotation direction of the magnet 4 is the reverse of the magnetic pole of the corresponding drive magnet 2. The PG pattern facing the rotation surface of the PG magnet 4 is the same as that shown in FIG.
FIG. 7 shows a waveform obtained by synthesizing signals generated in each position signal generating line element in this case. In FIG. 7, a broken line A shows a waveform when the influence of the magnetic flux of the driving magnet 2 is not exerted, and the two peak values are the same. On the other hand, the solid line C shows the actual output waveform affected by the magnetic flux of the driving magnet 2, and the peak value of the first appearing signal is lower than the peak value of the waveform of the broken line A by the value indicated by D. are doing. Therefore, when this signal is used as the position detection signal, it is understood that the noise component is large and the signal-to-noise ratio is deteriorated. Although the embodiment of the present invention has been described with reference to an example of a cylinder motor for a VTR, the present invention is not limited to this, and is applicable to any motor requiring a position detection signal, such as a disk drive motor. Can also be applied. In the illustrated embodiment, a rotary motor is used. However, the present invention can be applied to a linear motor in which a rotor case, magnets, and an FG pattern and a PG pattern opposed thereto are linearly developed. In the case of a rotary motor, the rotor is the moving element. In the illustrated embodiment, the range of the position detecting magnet having the four-pole magnetic pole arrangement coincides with the range of one magnetic pole of the drive magnet. A magnet may be formed. The relationship between the magnetized pitch of the drive magnet and the magnetized pitch of the FG magnet is not particularly limited. According to the present invention, the position detecting magnet is arranged corresponding to one magnetic pole of the drive magnet and has a four-pole magnetic pole array. Since the magnetic pole at the tip of the direction is the same as the magnetic pole of the corresponding drive magnet, the magnetic pole of the drive magnet corresponding to the position detecting magnet generates magnetic flux from the magnetic pole at the tip of the position detecting magnet in the rotor rotation direction. Acting in an increasing direction, the peak value of the position detection signal that appears first increases, and a position detection signal with a good signal-to-noise ratio can be obtained by using the signal that appears first as a position detection signal.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明装置に適用可能な駆動マグネットと周波
数発電用マグネットと位置検出用マグネットの例を示す
平面図。 【図2】同上駆動マグネットと周波数発電用マグネット
と位置検出用マグネットに対応する周波数発電パターン
と位置検出パターンの例を示す平面図と斜視図。 【図3】上記位置検出パターンの各位置信号発生用線素
の発電信号の例を示す波形図。 【図4】同上各発電信号を合成した波形図。 【図5】位置検出装置付きモータの従来例を示す正面断
面図。 【図6】同上モータの駆動マグネットと周波数発電用マ
グネットと位置検出用マグネットを示す平面図。 【図7】同上モータの位置検出装置から得られる位置検
出信号の波形図。 【符号の説明】 1 移動子としてのロータケース 2 駆動マグネット 4 位置検出用マグネット a 位置信号発生用線素 b 位置信号発生用線素 c 位置信号発生用線素 d 位置信号発生用線素
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a plan view showing an example of a drive magnet, a frequency power generation magnet, and a position detection magnet applicable to the device of the present invention. FIG. 2 is a plan view and a perspective view showing an example of a frequency power generation pattern and a position detection pattern corresponding to the drive magnet, the frequency power generation magnet, and the position detection magnet. FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of a power generation signal of each position signal generating line element of the position detection pattern. FIG. 4 is a waveform diagram in which power generation signals are combined. FIG. 5 is a front sectional view showing a conventional example of a motor with a position detecting device. FIG. 6 is a plan view showing a drive magnet, a frequency power generation magnet, and a position detection magnet of the motor. FIG. 7 is a waveform diagram of a position detection signal obtained from the motor position detection device. [Description of Signs] 1 Rotor case 2 as mover Drive magnet 4 Position detecting magnet a Position signal generating line element b Position signal generating line element c Position signal generating line element d Position signal generating line element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H02K 29/14 H02K 11/00 C (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 29/08 G01B 7/30 101 G01D 5/245 G01D 5/245 101 H02K 11/00 H02K 29/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI H02K 29/14 H02K 11/00 C (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02K 29/08 G01B 7 / 30 101 G01D 5/245 G01D 5/245 101 H02K 11/00 H02K 29/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ステータと、このステータに対して移動
する移動子と、この移動子に設けられ複数の磁極を配列
した駆動マグネットとを有するモータにおいて、 上記駆動マグネットは位置検出用マグネットを有し、 上記位置検出用マグネットに対向して位置信号発生用線
素が配置されており、 上記位置検出用マグネットは、上記駆動マグネットの1
磁極内に対応して配置されると共に4極の磁極配列から
なり、これらの磁極のうち上記移動子の移動方向先端の
磁極が、対応する上記駆動マグネットの磁極と同極であ
ることを特徴とするモータの位置検出装置。
(57) The present invention relates to a motor having a stator, a mover that moves with respect to the stator, and a drive magnet provided on the mover and arranged with a plurality of magnetic poles. The magnet has a position detecting magnet, and a position signal generating wire element is arranged to face the position detecting magnet. The position detecting magnet is one of the driving magnets.
The magnetic poles are arranged correspondingly within the magnetic poles, and have a four-pole magnetic pole arrangement, and the magnetic pole at the tip of the mover in the moving direction of these magnetic poles is the same as the magnetic pole of the corresponding drive magnet. Motor position detection device.
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