JPH05176512A - ブラシレスモータ - Google Patents

ブラシレスモータ

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JPH05176512A
JPH05176512A JP3139209A JP13920991A JPH05176512A JP H05176512 A JPH05176512 A JP H05176512A JP 3139209 A JP3139209 A JP 3139209A JP 13920991 A JP13920991 A JP 13920991A JP H05176512 A JPH05176512 A JP H05176512A
Authority
JP
Japan
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index detection
rotor
amplifier
brushless motor
magnetic flux
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3139209A
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English (en)
Inventor
Shinko Oda
真弘 小田
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Canon Electronics Inc
Original Assignee
Canon Electronics Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Electronics Inc filed Critical Canon Electronics Inc
Priority to JP3139209A priority Critical patent/JPH05176512A/ja
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータ直径方向の小型化を可能にできて、か
つ部品点数を削減してコストダウンを図れるブラシレス
モータを提供する。 【構成】 多極着磁された永久磁石37を固定したロー
タ39の回転位相検出のためにステータ側に所定個数の
非接触型の磁束変化検出手段17を設け、かつインデッ
クス検出の機能を備えたブラシレスモータであって、永
久磁石の極間に磁石38を埋設して、磁束変化検出手段
17による回転位相とインデックス検出の共有化をする
とともに、インデックス検出の検出信号を受けて前記イ
ンデックス検出の出力信号を発生するインデックス検出
回路部とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はブラシレスモータに係
り、特にロータの回転位相検出のためにステータ側に所
定個数の磁束変化検出手段を設け、かつインデックス検
出機能を備えるブラシレスモータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ブラシレスモータは種々の機
器の回転駆動手段として用いられており、磁気ディスク
装置においては磁気ディスク回転用として用いられてい
る。磁気ディスク装置に用いられるブラシレスモータは
できる限り扁平に形成されており、装置の外形寸法の厚
さ方向を薄く構成するために大きく寄与している。
【0003】図4は上記の磁気ディスク装置他に用いら
れるブラシレスモータの中心断面図であり、モータ要部
のみ図示している。本図において、ロータ39は回転中
心部位に回転用の軸体41を一体形成し、多極着磁され
た永久磁石37を裏面において接着などにより固定して
設けており、この永久磁石37に対してステータ側の回
転磁界が作用してロータ39の回転駆動を行なう。一
方、ステータ45には基板40上に実装されたコイル3
6を基板40の間に挟むように設けるとともに、コイル
36の中心部位にあたるステータ45上には、軸受け4
2のアウターレース部と軸受メタル43を圧入などして
設けたフランジ部44が設けられている。ロータ39の
軸体41は軸受け42と、軸受けメタル43とにより回
転自在に支持されて、ステータ45に対して回転支持さ
れる。このように支持されるロータ39の外周面上には
ロータ39の回転位置検出のためのインデックス検出用
の磁束変化検出手段である磁石380が固定される一
方、基板40上にはこの磁石380を検出する磁束変化
検出手段であるホール素子51が設けられており、ロー
タ39の回転に伴い磁石380がホール素子51を横切
る際にインデックス検出信号の検出を行えるように構成
されている。また、コイル36の内側には永久磁石37
の位相変化を非接触状態で検出する磁束変化検出手段の
ホール素子17が夫々設けられている。
【0004】以上説明の構成のブラシレスモータは駆動
回路に接続されて一定回転速度に回転制御される、図5
は図4のブラシレスモータに接続される駆動回路構成図
であり、周知の構成例を示したものである。本図におい
て、上記の永久磁石37の位相変化を非接触状態で検出
するホール素子17は、3個分がコイル36内側に設け
られるとともにホールバイアス用抵抗18を介してVC
Cに接続されており、夫々がホールアンプ1に接続され
ている。このホールアンプ1はコイル36の回転磁界発
生順序を決定するマトリクス回路3を介して出力アンプ
2に接続されており、この出力アンプ2からの出力を得
て上記のコイル36への通電を行う。また、ホールアン
プ1にはAGフイルター54に接続されるAGC回路4
が接続されている。さらに、ホールバイアス用スイツチ
16でホール素子17、51をスイッチしている。
【0005】一方、ロータ39の外周面上の磁石38を
検出してインデックス検出信号を出力する上述のホール
素子51はホールバイアス用抵抗52を介してVCCに
接続されるとともに、ホールアンプ53に接続されてい
る。このホールアンプ53はヒステリシス付きコンパレ
ータ8に接続されており、時定数回路9にさらに接続さ
れている。この時定数回路9には外付け部品として外部
調整可能にされるインデックス遅延時間調整用の可変抵
抗19とコンデンサ20が接続されている。
【0006】次に、一定回転速度を得るための回路構成
としては、外付け部品のコンデンサ25、27と発信子
26を接続した発振回路11に保護抵抗28を接続した
分周回路12が接続されており、FGアンプ10に接続
される速度ディスクリ(速度ディスクリミネータ)13
にさらに接続され、チャージポンプ14において接続を
終えている。このチャージポンプ14には外付け部品で
あつて、チャージポンプ14の定数を決定する抵抗3
0、コンデンサ31、32が接続される一方、途中から
バッファアンプ7のプラス側に接続されている。このバ
ッファアンプ7の出力端は電流制限アンプ6のプラス側
に接続されており、この電流制限アンプ6の出力端は上
述のマトリクス回路3に接続されるとともにTDS回路
5に一方の入力端が接続されたゲート15の他の入力端
に接続されている。また、電流制限アンプ6のマイナス
側は上述の出力アンプ2に並列接続される。さらに、F
Gコイル22とアンプ定数設定のコンデンサ23、24
と、パスコンデンサ35と、保護抵抗29と、帰還抵抗
34と、位相補償用コンデンサ33が図示のように接続
されている。
【0007】以上説明のブラシレスモータと駆動回路構
成において、駆動が開始されるとホールアンプ1の出力
をマトリク回路3で回転磁界を発生するように出力アン
プ2を選択的に駆動してコイル36の励磁を行いロータ
39の永久磁石37を順次吸引して、ロータ39の回転
駆動を行う。またこれに前後して、速度デイスクリ13
でFGアンプ10の出力と発信子分周回路12の出力を
比較して、速度誤差信号を出力し、チャージポンプ14
において積分、位相補償をしてから、出力アンプ2に帰
還して目標回転数に収束させるように制御する。
【0008】一方、ロータ39の回転に伴い磁石380
がホール素子51を横切ると、この際に発生する磁束変
化を検出して、ホールアンプ53とヒステリシスコンパ
レータ8によりインデックス検出信号を作り、このイン
デックス検出信号の立ち下がりタイミングの微調整を時
定数回路9の可変抵抗19他の調整で行えるようにして
いる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例では、インデックス検出信号を発生させるため
に、ロータ39の外周面上に磁石380を固定し、ステ
ータ側に専用のホール素子51を設け、このホール素子
に接続されるホールアンプ53を設けるように構成して
いるので、部品点数が増加する結果、ロータ直径方向の
小型化が困難であり、かつコストアップを招く問題点が
あつた。
【0010】したがって、本発明のブラシレスモータは
上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、ロータ直径方向の小型化を可能にでき
て、かつ部品点数を削減してコストダウンを図れるブラ
シレスモータを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成し、
課題を解決するために本発明のブラシレスモータは、以
下の構成を備える、即ち、多極着磁された永久磁石を固
定したロータの回転位相検出のためにステータ側に所定
個数の磁束変化検出手段を設け、かつインデックス検出
の機能を備えるブラシレスモータであって、前記永久磁
石の極間に磁石を埋設して、前記磁束変化検出手段によ
る前記回転位相と前記インデックス検出の共有化を図る
とともに、該インデックス検出の検出信号を受けて前記
インデックス検出の出力信号を発生するインデックス検
出回路部と、を具備する。
【0012】
【作用】上述の構成において、永久磁石の極間に磁石を
埋設して、磁束変化検出手段によるロータの回転位相検
出とインデックス検出の共有化を図るようにして、磁束
変化検出手段と磁石とからなる専用のインデックス検出
構成を省くようにする。
【0013】
【実施例】以下に、図面に基づいて本発明の好適な実施
例に付き詳細に説明する。図1(a)は本発明のブラシ
レスモータの実施例を示す中心断面図であり、図1
(b)は永久磁石の外観斜視図である。まず、図1
(a)において、ロータ39は回転中心部位に回転支持
用の軸体41を一体形成し、多極着磁された永久磁石3
7を裏面において接着などにより固定して設けており、
この永久磁石37に対してステータ側のコイル36の回
転磁界が作用してロータ39の回転駆動を行なうもので
ある。この永久磁石37は図1(b)に示すように、ラ
ジアル方向に多極着磁されており、極間において、例え
ば1個の磁石38が面一にされて埋設されており、この
磁石38による磁束密度を部分的に大きくしている。
【0014】一方、ステータ45には基板40上に実装
されたコイル36を基板40の間に挟むように設けると
ともに、コイル36の中心部位にあたるステータ45上
には、軸受け42のアウターレース部と軸受メタル43
を圧入などして設けたフランジ部44が設けられてい
る。
【0015】ロータ39の軸体41は軸受け42と、軸
受けメタル43とにより回転自在に支持されて、ステー
タ45に対して回転支持される。また、基板40上には
永久磁石37に埋設されている磁石38と永久磁石37
を検出する磁束変化検出手段のホール素子17が設けら
れており、ロータ39の回転に伴い磁石38がホール素
子17上を通過する際に位相検出とインデックス検出の
検出を1個のホール素子17で行える位置に設けられて
いる。また、コイル36の内側にはさらに永久磁石37
の位相変化を非接触状態で検出する他のホール素子17
がさらに2個(不図示)が周知のようにラジアル方向に
等間隔で設けられている。
【0016】以上説明の構成のブラシレスモータは駆動
回路に接続されて一定回転速度に回転制御される、図2
は図1のブラシレスモータに接続される駆動回路構成図
であり、本図において、上記の永久磁石37の位相変化
を非接触状態で検出するホール素子17は、3個分がコ
イル36内側に設けられるとともにホールバイアス用抵
抗18を介してVCCに接続されており、夫々がホール
アンプ1に接続されている。このホールアンプ1はコイ
ル36の回転磁界発生順序を決定するマトリクス回路3
を介して出力アンプ2に接続されており、この出力アン
プ2からの出力を得て上記のコイル36への通電を行
う。また、ホールアンプ1にはAGフイルター54に接
続されるAGC回路4が接続されている。さらに、ホー
ルバイアス用スイツチ16がホール素子17に接続され
ている。
【0017】一方、ロータ39の永久磁石37に埋設さ
れた磁石38を検出してインデックス検出信号を出力す
るとともにロータ39の位相検出をするホール素子17
に接続されるホールアンプ(U)1はヒステリシス付き
コンパレータ8のプラス端子に接続されており、ヒステ
リシス付きコンパレータ8はさらに時定数回路9に接続
されている。この時定数回路9には外付け部品として外
部調整可能にされるインデックス遅延時間調整用の可変
抵抗19とコンデンサ20が接続されており、遅延時間
の設定を外部から可能にしている。
【0018】次に、一定回転速度を得るための回路構成
としては、外付け部品のコンデンサ25、27と発信子
26を接続した発振回路11に保護抵抗28を接続した
分周回路12が接続されており、FGアンプ10に接続
される速度ディスクリ13にさらに接続され、チャージ
ポンプ14において接続を終えている。このチャージポ
ンプ14には外付け部品であつて、チャージポンプ14
の定数を決定する抵抗30、コンデンサ31、32が接
続される一方、途中からバッファアンプ7のプラス側に
接続されている。このバッファアンプ7の出力端は電流
制限アンプ6のプラス側に接続されており、この電流制
限アンプ6の出力端は上述のマトリクス回路3に接続さ
れるとともにTDS回路5に一方の入力端が接続された
ゲート15の他の入力端に接続されている。また、電流
制限アンプ6のマイナス側は上述の出力アンプ2に並列
接続される。さらに、FGアンプ22と定数設定のコン
デンサ23、24と、パスコンデンサ35と、保護抵抗
29と、帰還抵抗34と、位相補償用コンデンサ33が
図示のように接続されている。
【0019】以上説明のブラシレスモータと駆動回路構
成において、駆動が開始されるとホールアンプ1の出力
をマトリク回路3で回転磁界を発生するように変換し
て、出力アンプ2を駆動してコイル36の励磁を行いロ
ータ39の永久磁石37を順次吸引して、ロータ39の
回転駆動を行う。また、これに前後して、速度デイスク
リ13でFGアンプ10の出力と発信子分周回路12の
出力を比較して、速度誤差信号を出力し、チャージポン
プ14において積分、位相補償をしてから、出力アンプ
2に帰還して目標回転数に収束させるように制御する。
【0020】一方、ロータ39の回転に伴い磁石38が
ホール素子51上を通過すると、この際に発生する磁束
変化を検出して、ヒステリシスコンパレータ8によりイ
ンデックス検出信号を作り、このインデックス検出信号
の立ち下がりタイミングの微調整を時定数回路9の可変
抵抗19の調整で行うようにしている。
【0021】このインデックス検出信号について図面参
照の上でさらに詳しく説明すると、図3(a)はインデ
ックス検出の回路図、(b)は出力波形図であり、
(a)は図2のインデックス検出回路構成部分のみを示
している。上述のようにロータ39の回転に伴い、磁石
38がホール素子17上を通過すると(b)の出力波形
(1)を得る。即ち、ホール素子17で検出された信号
はホールアンプ(U)1により増幅された後に、1a,
1bに示されるようにロータ39の永久磁石の位相変化
を検出する波形を得るとともに、磁石38がホール素子
17上を通過すると1c,1dに示されるような急峻な
磁束変化を検出する。この磁束変化はヒステリシスコン
パレータ8のスレッシュホールド電圧を越えてパルス出
力8aを出力する。次に、時定数回路9ではパルス出力
8aの立ち下がり部により立ち下がり波形部9aを作り
パルス出力8aの立ち上がり部により立ち上がり波形部
9bを作る。この波形部9a,9bを時間T1だけ遅延
するように上述のインデックス遅延用の可変抵抗19を
調整して、時間T2のインデックス信号を外部へ出力す
る。以上のように、本来は位相検出用に設けられたホー
ル素子17の1個を用いインデックス信号を出力でき
る。
【0022】ここで、時定数回路にデジタルカウンタを
用いても良く、また、上述の実施例では、3個のホール
素子17を用いて1回転当たり1個のインデックス信号
を外部出力する構成例について述べたが、これに限定さ
れずロータ多極着磁数に応じてホール素子数を増減し、
かつ1回転当たり1個以上のインデックス信号を発生さ
せても良い。また、磁束変化検出手段はホール素子に限
定されず光学式など非接触型であればその形式を問わな
い。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ロ
ータ直径方向の小型化を可能にできて、かつ部品点数を
削減してコストダウンを図れるブラシレスモータを提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明のブラシレスモータの実施例を
示す中心断面図であり、(b)は永久磁石部の外観斜視
図である。
【図2】図1のブラシレスモータに接続される制御回路
構成図である。
【図3】(a)はインデックス検出の回路図、(b)は
出力波形図である。
【図4】従来のブラシレスモータの中心断面図である。
【図5】従来のブラシレスモータに接続される制御回路
構成図である。
【符号の説明】
1 ホールアンプ、 2 出力アンプ、 3 マトリクス回路、 8 ヒステリシスコンパレータ、 9 時定数制限アンプ、 17 ホール素子、 19 インデックス調整用抵抗、 20 インデックス調整用コンデンサ、 36 コイル、 38 磁石、 39 ロータ、 40 基板、 41 軸体、 45 ステータである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多極着磁された永久磁石を固定したロー
    タの回転位相検出のためにステータ側に所定個数の非接
    触型の磁束変化検出手段を設け、かつインデックス検出
    の機能を備えたブラシレスモータであって、 前記永久磁石の極間に磁石を埋設して、前記磁束変化検
    出手段による前記回転位相と前記インデックス検出の共
    有化をするとともに、 該インデックス検出の検出信号を受けて前記インデック
    ス検出の出力信号を発生するインデックス検出回路部
    と、 を具備することを特徴とするブラシレスモータ。
  2. 【請求項2】 前記磁束変化検出手段はホール素子から
    なることを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモー
    タ。
JP3139209A 1991-06-11 1991-06-11 ブラシレスモータ Withdrawn JPH05176512A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3139209A JPH05176512A (ja) 1991-06-11 1991-06-11 ブラシレスモータ

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JP3139209A JPH05176512A (ja) 1991-06-11 1991-06-11 ブラシレスモータ

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JP3139209A Withdrawn JPH05176512A (ja) 1991-06-11 1991-06-11 ブラシレスモータ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012169156A1 (ja) * 2011-06-06 2012-12-13 株式会社デンソー 内燃機関制御用信号出力機能付き回転機、及び内燃機関制御用信号出力機能付き始動モータ

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980903