JPH05191993A - 電磁回転機 - Google Patents
電磁回転機Info
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- JPH05191993A JPH05191993A JP4003187A JP318792A JPH05191993A JP H05191993 A JPH05191993 A JP H05191993A JP 4003187 A JP4003187 A JP 4003187A JP 318792 A JP318792 A JP 318792A JP H05191993 A JPH05191993 A JP H05191993A
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- rotating machine
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電磁回転機に付設される回転位置検出用のマ
グネット及び感磁素子を省くことで、漏洩磁束の発生を
防止するとともに、部品点数を減らして、低コストで小
型、薄型を計ること。 【構成】 回転速度検出用のマグネット及び発電線素か
ら成る回転速度検出機構を利用して、１回転に１周期の
ＡＭ変調された２種類の信号を発生せしめ、２種類の信
号の関係を処理することで回転位置信号を生成する。
グネット及び感磁素子を省くことで、漏洩磁束の発生を
防止するとともに、部品点数を減らして、低コストで小
型、薄型を計ること。 【構成】 回転速度検出用のマグネット及び発電線素か
ら成る回転速度検出機構を利用して、１回転に１周期の
ＡＭ変調された２種類の信号を発生せしめ、２種類の信
号の関係を処理することで回転位置信号を生成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばフロッピーディ
スクドライブ装置等に使われるモータ等の電磁回転機に
関し、特にその回転位置（インデックス位置）の検出の
改良に関するものである。
スクドライブ装置等に使われるモータ等の電磁回転機に
関し、特にその回転位置（インデックス位置）の検出の
改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、モータの回転位置検出装置と
して、モータの回転体の所定位置にマグネットを設け、
更にステータのこのマグネットに対向する固定的な位置
に、このマグネットの磁気変化を検出するホール素子か
らなる磁気検出素子等を用いてパルス信号を得て、回転
位置を検出する回転位置検出装置が知られている。
して、モータの回転体の所定位置にマグネットを設け、
更にステータのこのマグネットに対向する固定的な位置
に、このマグネットの磁気変化を検出するホール素子か
らなる磁気検出素子等を用いてパルス信号を得て、回転
位置を検出する回転位置検出装置が知られている。
【０００３】図面を参照の上で従来のモータの構成につ
いて説明する。図６は、従来の３相ブラシレスモータの
要部破断平面図であり、図７は図６のＸ−Ｘ線の断面図
である。このような従来のブラシレスモータでは４つの
磁気回路、即ち、回転駆動力を発生するための磁気回
路、回転速度信号を発生するための磁気回路、回転位置
信号を発生するための磁気回路、回転磁界を発生するた
めの励磁タイミングを発生するための磁気回路が形成さ
れている。
いて説明する。図６は、従来の３相ブラシレスモータの
要部破断平面図であり、図７は図６のＸ−Ｘ線の断面図
である。このような従来のブラシレスモータでは４つの
磁気回路、即ち、回転駆動力を発生するための磁気回
路、回転速度信号を発生するための磁気回路、回転位置
信号を発生するための磁気回路、回転磁界を発生するた
めの励磁タイミングを発生するための磁気回路が形成さ
れている。
【０００４】先ず、図７において３相ブラシレスモータ
の概略構成を述べると、基板７は鉄など磁性材料からな
り、中心に含油ベアリング９を圧入する一方、外周端部
に回転位置検出手段であるホール素子１４を配設してい
る。回転軸５は軸固定部材６を介してロータヨーク４を
一体に設けられており、さらに、含油ベアリング９上部
に設けられたベアリング８のインナーレースと含油ベア
リング９に嵌着されており、ロータヨーク４、駆動マグ
ネット１、速度検出用マグネット２、位置検出用マグネ
ット１３等の一体物が基板７に対して自在に回転する。
の概略構成を述べると、基板７は鉄など磁性材料からな
り、中心に含油ベアリング９を圧入する一方、外周端部
に回転位置検出手段であるホール素子１４を配設してい
る。回転軸５は軸固定部材６を介してロータヨーク４を
一体に設けられており、さらに、含油ベアリング９上部
に設けられたベアリング８のインナーレースと含油ベア
リング９に嵌着されており、ロータヨーク４、駆動マグ
ネット１、速度検出用マグネット２、位置検出用マグネ
ット１３等の一体物が基板７に対して自在に回転する。
【０００５】ロータヨーク４の外縁部には駆動マグネッ
ト１（図６）が固定されており、周知のように、駆動マ
グネット１に対して回転磁界を作用させることによりロ
ータヨーク４を回転駆動させる。このために駆動マグネ
ット１は、図６に示すように、１６極に半径方向に多極
着磁されると共に、ロータヨーク４の外縁部内側に固着
されている。
ト１（図６）が固定されており、周知のように、駆動マ
グネット１に対して回転磁界を作用させることによりロ
ータヨーク４を回転駆動させる。このために駆動マグネ
ット１は、図６に示すように、１６極に半径方向に多極
着磁されると共に、ロータヨーク４の外縁部内側に固着
されている。
【０００６】回転磁界を作用させるために、複数の駆動
コイル１０がステータヨーク１１の回りに捲着されて設
けられ、その一方、このステータヨーク１１は回転軸５
の回りに放射状に複数形成されており、駆動コイルもヨ
ーク１１上において周方向に複数分設けられている。こ
のステータヨーク１１は、図示していないネジなどの固
定部材により鉄基板７上に固定されている。
コイル１０がステータヨーク１１の回りに捲着されて設
けられ、その一方、このステータヨーク１１は回転軸５
の回りに放射状に複数形成されており、駆動コイルもヨ
ーク１１上において周方向に複数分設けられている。こ
のステータヨーク１１は、図示していないネジなどの固
定部材により鉄基板７上に固定されている。
【０００７】以上の構成において、ステータヨーク１１
は、駆動マグネット１、ロータヨーク４、駆動マグネッ
トヨーク３とともに閉磁気回路を形成している。尚、駆
動マグネット１が、ステータヨーク１１の半径方向にこ
のヨーク１１から離間して設けられているタイプのブラ
シレスモータを周対向型モータと呼ぶ。
は、駆動マグネット１、ロータヨーク４、駆動マグネッ
トヨーク３とともに閉磁気回路を形成している。尚、駆
動マグネット１が、ステータヨーク１１の半径方向にこ
のヨーク１１から離間して設けられているタイプのブラ
シレスモータを周対向型モータと呼ぶ。
【０００８】ロータヨーク４の外周面には切り欠き部４
ｈが加工成形されており、この切り欠き部４ｈに回転位
置検出手段である位置検出用マグネット１３が埋設され
ている。このマグネット１３によっても１つの磁気回路
が構成されている。
ｈが加工成形されており、この切り欠き部４ｈに回転位
置検出手段である位置検出用マグネット１３が埋設され
ている。このマグネット１３によっても１つの磁気回路
が構成されている。
【０００９】更に、各相のコイル１０の励磁タイミング
を検出するための複数のホール素子１２ａ，１２ｂ，１
２ｃが基板７上に適切な位置に固着されている。駆動マ
グネット１からの磁界はこれらのホール素子１２ａ，１
２ｂ，１２ｃを通るので、これらのホール素子１２ａ，
１２ｂ，１２ｃにより駆動マグネット１からの磁界変化
が検出され、ステータヨーク１１のコイル１０が発生さ
せるべき磁界の、回転する駆動マグネット１の磁界に対
する位相差が検出され、適切なタイミングで駆動コイル
の各相に電流が流されて回転磁界が発生させられる。こ
の回転磁界はロータ４を図６の矢印方向Ａに回転させ
る。
を検出するための複数のホール素子１２ａ，１２ｂ，１
２ｃが基板７上に適切な位置に固着されている。駆動マ
グネット１からの磁界はこれらのホール素子１２ａ，１
２ｂ，１２ｃを通るので、これらのホール素子１２ａ，
１２ｂ，１２ｃにより駆動マグネット１からの磁界変化
が検出され、ステータヨーク１１のコイル１０が発生さ
せるべき磁界の、回転する駆動マグネット１の磁界に対
する位相差が検出され、適切なタイミングで駆動コイル
の各相に電流が流されて回転磁界が発生させられる。こ
の回転磁界はロータ４を図６の矢印方向Ａに回転させ
る。
【００１０】一方、速度検出用マグネット２は、ロータ
ヨーク４の最外周縁部に固着されており、全部で１２０
極分が着磁されている。この速度検出用マグネット２と
対向する鉄基板７の表面部には図８のようなパターンの
１２０本の発電線素７ａが銅パターンなどによりエッチ
ング形成されている。
ヨーク４の最外周縁部に固着されており、全部で１２０
極分が着磁されている。この速度検出用マグネット２と
対向する鉄基板７の表面部には図８のようなパターンの
１２０本の発電線素７ａが銅パターンなどによりエッチ
ング形成されている。
【００１１】以上の構成により、ロータヨーク４が回転
起動されると、発電線素よりロータヨーク４の回転速度
に応じた周波数の正弦波が発生するので、不図示のコン
トロール回路により、定速回転制御を行う。
起動されると、発電線素よりロータヨーク４の回転速度
に応じた周波数の正弦波が発生するので、不図示のコン
トロール回路により、定速回転制御を行う。
【００１２】ロータヨーク４が回転すると、前記ロータ
ヨーク４に固着されていた位置検出用マグネット１３も
一体回転するので、位置検出用ホール素子１４により位
置検出用マグネット１３の磁界変化を感知して、ロータ
ヨーク４が１回転に対して、１発のパルス状のいわゆる
位置検出信号を発生するようにしている。このパルス信
号により、回転体の回転位置等を検出できるようにして
いる。
ヨーク４に固着されていた位置検出用マグネット１３も
一体回転するので、位置検出用ホール素子１４により位
置検出用マグネット１３の磁界変化を感知して、ロータ
ヨーク４が１回転に対して、１発のパルス状のいわゆる
位置検出信号を発生するようにしている。このパルス信
号により、回転体の回転位置等を検出できるようにして
いる。
【００１３】位置検出信号を発生する位置検出用ホール
素子１４は、図９に示すような波形を出力する。この波
形信号を図１０に示す比較器１５に入力し、図９の下段
に示すような位置検出信号を得るようにしている。
素子１４は、図９に示すような波形を出力する。この波
形信号を図１０に示す比較器１５に入力し、図９の下段
に示すような位置検出信号を得るようにしている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
回転位置検出方法によると、以下のような問題点があっ
た、即ち、 １）回転位置検出用マグネット１３は、ロータヨークの
最外周面に取り付けられており、さらに、このマグネッ
トが形成する磁気回路が開いているため、磁束が漏洩磁
束として漏洩する。このために、このモータを磁気記録
再生装置のディスク回転用に用いる場合には、漏洩磁束
が磁気記録再生用の磁気ヘッドに侵入することから、情
報の正確な記録再生を妨害することがある。 ２）回転位置検出用のホール素子１４やマグネット１３
を設けるスペースが必要であり、これが多相ブラシレス
モータの小型化および薄型化を妨げ、更に、製品コスト
も高くというなる問題点がある。
回転位置検出方法によると、以下のような問題点があっ
た、即ち、 １）回転位置検出用マグネット１３は、ロータヨークの
最外周面に取り付けられており、さらに、このマグネッ
トが形成する磁気回路が開いているため、磁束が漏洩磁
束として漏洩する。このために、このモータを磁気記録
再生装置のディスク回転用に用いる場合には、漏洩磁束
が磁気記録再生用の磁気ヘッドに侵入することから、情
報の正確な記録再生を妨害することがある。 ２）回転位置検出用のホール素子１４やマグネット１３
を設けるスペースが必要であり、これが多相ブラシレス
モータの小型化および薄型化を妨げ、更に、製品コスト
も高くというなる問題点がある。
【００１５】そこで、本発明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、漏洩磁束
に起因する諸問題点の発生することのない、また、構成
部品点数が減らされた低コストで、小型／薄型の電磁回
転機を提案する。
されたものであり、その目的とするところは、漏洩磁束
に起因する諸問題点の発生することのない、また、構成
部品点数が減らされた低コストで、小型／薄型の電磁回
転機を提案する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明による電磁回転機は、回転
速度信号（これをＦＧ信号という）を生成するための、
ロータ側とステータ側に設けられた互いに電磁結合する
第１の電磁結合素子と第２の電磁結合素子とを具備する
電子回転機であって、前記第１、第２の電磁結合素子
は、一方の電磁結合素子が発生する磁界が他方の電磁結
合素子に及ぼすところの磁界強度の変化のＡＭ成分が１
回転にピーク・１周期であるように設けられ、前記ＡＭ
成分の信号に基づいて回転位置信号を生成することを特
徴とする。前記ＡＭ変調信号よりそのＡＭ変調成分の極
小値を検出し、そのタイミングで回転位置信号を出力す
る手段を提供するものである。
的を達成するために、本発明による電磁回転機は、回転
速度信号（これをＦＧ信号という）を生成するための、
ロータ側とステータ側に設けられた互いに電磁結合する
第１の電磁結合素子と第２の電磁結合素子とを具備する
電子回転機であって、前記第１、第２の電磁結合素子
は、一方の電磁結合素子が発生する磁界が他方の電磁結
合素子に及ぼすところの磁界強度の変化のＡＭ成分が１
回転にピーク・１周期であるように設けられ、前記ＡＭ
成分の信号に基づいて回転位置信号を生成することを特
徴とする。前記ＡＭ変調信号よりそのＡＭ変調成分の極
小値を検出し、そのタイミングで回転位置信号を出力す
る手段を提供するものである。
【００１７】
【作用】本発明によれば、１回転に１周期のＡＭ変調さ
れた信号を発生する速度信号検出用の発電手段を利用し
て、モータの回転位置検出を行うことができるので、回
転位置検出用マグネットや回転位置検出用素子を省ける
ので、電磁回転機自体の小型および薄型化を実現するこ
とができ、更に、漏洩磁束の発生防止をする。
れた信号を発生する速度信号検出用の発電手段を利用し
て、モータの回転位置検出を行うことができるので、回
転位置検出用マグネットや回転位置検出用素子を省ける
ので、電磁回転機自体の小型および薄型化を実現するこ
とができ、更に、漏洩磁束の発生防止をする。
【００１８】
【実施例】以下添付図面を参照しながら、本発明を、回
転位置検出装置を有したスピンドルモータであって周対
向型のスピンドルモータに適用した実施例を説明する。
転位置検出装置を有したスピンドルモータであって周対
向型のスピンドルモータに適用した実施例を説明する。
【００１９】装置の構成 図１は実施例の発電線素７ｂのパターンを示す。図示し
ていないが鉄基板７上に銅等によりエッチング形成され
ている。角度θ0 だけ発電線素パターンがない場所があ
るが、これは、駆動コイル１０やホール素子１２ａ，１
２ｂ，１２ｃとこの電磁回転機を駆動コントロールする
ための集積回路の端子とを接続するためのパターンを配
置するためであり、本発明とは直接は関係ない。
ていないが鉄基板７上に銅等によりエッチング形成され
ている。角度θ0 だけ発電線素パターンがない場所があ
るが、これは、駆動コイル１０やホール素子１２ａ，１
２ｂ，１２ｃとこの電磁回転機を駆動コントロールする
ための集積回路の端子とを接続するためのパターンを配
置するためであり、本発明とは直接は関係ない。
【００２０】本実施例は、発電線素７ｂ全体からの出力
である回転速度信号を増幅器１６ａに入力し、また発電
線素７ｂの一部分である角度θ1 にわたる発電線素から
の回転速度信号を増幅器１６ｂに入力する構成としてお
り、従来（図７，図８）の、発電線素７ａ全体からの回
転速度信号を１つの増幅器１６ａのみに入力する構成と
は相違している。増幅器１６ａからはメインＦＧ信号が
出力され回転位置検出回路１００と回転速度コントロー
ル回路２００に入力する。増幅器１６ｂからはサブＦＧ
信号が出力され回転位置検出回路１００に入力する。
である回転速度信号を増幅器１６ａに入力し、また発電
線素７ｂの一部分である角度θ1 にわたる発電線素から
の回転速度信号を増幅器１６ｂに入力する構成としてお
り、従来（図７，図８）の、発電線素７ａ全体からの回
転速度信号を１つの増幅器１６ａのみに入力する構成と
は相違している。増幅器１６ａからはメインＦＧ信号が
出力され回転位置検出回路１００と回転速度コントロー
ル回路２００に入力する。増幅器１６ｂからはサブＦＧ
信号が出力され回転位置検出回路１００に入力する。
【００２１】図２はロータユニット４０における速度検
出用マグネットの着磁パターンを示す平面図である。従
来例の図６と図７と同じ参照番号を有する部分は同じコ
ンポーネントを意味する。
出用マグネットの着磁パターンを示す平面図である。従
来例の図６と図７と同じ参照番号を有する部分は同じコ
ンポーネントを意味する。
【００２２】従来のモータ図６，図７と異なるところ
は、位置検出用マグネット１３（図７）、同じくホール
素子１４等が不要になっている。このために、実施例の
モータはかなり小型化されている。また、図２から分か
るように、速度検出用マグネットの着磁パターンが、従
来例では全周にわたって発電線素パターンと同じピッチ
で着磁されている（図６）のに対して、実施例では、角
度αいわたって無着磁部分が構成されていることであ
る。無着磁部分の角度αと図１に示すサブＦＧ信号に寄
与する発電線素部分の角度θ1 は、 α＞θ1 （１） の関係にある。言い換えると、回転速度信号の発生パル
ス数がロータ１回転につきＰ／２発であるとき、速度検
出用マグネット２が発電線素の全面に対向する極数Ｍ
は、 Ｍ＜Ｐ （但し、Ｐは全極数） （２） メインＦＧ信号に寄与する発電線素の数Ｎ１は、 Ｎ１≦Ｐ （３） サブＦＧ信号に寄与する発電線素の数Ｎ２は、 Ｎ２≦（Ｐ−Ｍ） （４） の関係にある。
は、位置検出用マグネット１３（図７）、同じくホール
素子１４等が不要になっている。このために、実施例の
モータはかなり小型化されている。また、図２から分か
るように、速度検出用マグネットの着磁パターンが、従
来例では全周にわたって発電線素パターンと同じピッチ
で着磁されている（図６）のに対して、実施例では、角
度αいわたって無着磁部分が構成されていることであ
る。無着磁部分の角度αと図１に示すサブＦＧ信号に寄
与する発電線素部分の角度θ1 は、 α＞θ1 （１） の関係にある。言い換えると、回転速度信号の発生パル
ス数がロータ１回転につきＰ／２発であるとき、速度検
出用マグネット２が発電線素の全面に対向する極数Ｍ
は、 Ｍ＜Ｐ （但し、Ｐは全極数） （２） メインＦＧ信号に寄与する発電線素の数Ｎ１は、 Ｎ１≦Ｐ （３） サブＦＧ信号に寄与する発電線素の数Ｎ２は、 Ｎ２≦（Ｐ−Ｍ） （４） の関係にある。
【００２３】以上のことから、メインＦＧ信号に寄与す
る発電線素の数Ｎ１は、ロータの１回転に対し、対向す
る速度検出用マグネットの極数に増減があるものの、常
に対向するマグネットがあることから、メインＦＧ信号
は常に出力があり、しかも１回転に１周期のＡＭ変調さ
れた信号波形（図３ａ）となり、ロータの回転速度検出
信号として使われる。一方サブＦＧ信号に寄与する発電
線素の数Ｎ２は、ロータの１回転に対し、対向する速度
検出用マグネットがなくなる時があるため、サブＦＧ信
号は、１回転に１個所だけ出力がゼロにある信号波形
（図３ｃ）となる。この出力がゼロにある回転位置を検
出すれば回転位置検出信号が得られることになる。重要
なことは、サブＦＧ信号に寄与する発電線素の数Ｎ２の
広がり角度θ1 が、対向する無磁着部の角度αよりわず
かに小さく、発電線素Ｎ２が発電しないタイミングが、
概略ＦＧパルスの１発分だけであることである。
る発電線素の数Ｎ１は、ロータの１回転に対し、対向す
る速度検出用マグネットの極数に増減があるものの、常
に対向するマグネットがあることから、メインＦＧ信号
は常に出力があり、しかも１回転に１周期のＡＭ変調さ
れた信号波形（図３ａ）となり、ロータの回転速度検出
信号として使われる。一方サブＦＧ信号に寄与する発電
線素の数Ｎ２は、ロータの１回転に対し、対向する速度
検出用マグネットがなくなる時があるため、サブＦＧ信
号は、１回転に１個所だけ出力がゼロにある信号波形
（図３ｃ）となる。この出力がゼロにある回転位置を検
出すれば回転位置検出信号が得られることになる。重要
なことは、サブＦＧ信号に寄与する発電線素の数Ｎ２の
広がり角度θ1 が、対向する無磁着部の角度αよりわず
かに小さく、発電線素Ｎ２が発電しないタイミングが、
概略ＦＧパルスの１発分だけであることである。
【００２４】即ち、サブＦＧ信号がロータユニット４０
が１回転するうち１周期でＡＭ変調され、そのＡＭ変調
成分の極小値を検出し、そのすぐ直後に発生する、メイ
ンＦＧを微分して作られたパルスの立ち上がりまたは立
ち下がりタイミングで回転位置信号（インデックス信
号）を生成するというものである。
が１回転するうち１周期でＡＭ変調され、そのＡＭ変調
成分の極小値を検出し、そのすぐ直後に発生する、メイ
ンＦＧを微分して作られたパルスの立ち上がりまたは立
ち下がりタイミングで回転位置信号（インデックス信
号）を生成するというものである。
【００２５】次に、実施例１の作用について説明する。
【００２６】図１，図２において、速度検出用マグネッ
ト２が発生する磁界がロータユニット４０が回転するこ
とによる変化は発電線素７ｂにより検出される。発電線
素７ｂの出力は図示の増幅器１６ａ，１６ｂにより増幅
され、それぞれ、メインＦＧ信号、サブＦＧ信号として
回転位置検出回路１００に送られる。図３に回転位置検
出回路１００の各信号のタイミングチャート、図４にそ
の内側ブロック図を示す。
ト２が発生する磁界がロータユニット４０が回転するこ
とによる変化は発電線素７ｂにより検出される。発電線
素７ｂの出力は図示の増幅器１６ａ，１６ｂにより増幅
され、それぞれ、メインＦＧ信号、サブＦＧ信号として
回転位置検出回路１００に送られる。図３に回転位置検
出回路１００の各信号のタイミングチャート、図４にそ
の内側ブロック図を示す。
【００２７】図３−ａに示すメインＦＧ信号は増幅器１
６ａの出力である。図１，図２からもわかるように、メ
インＦＧ信号の出力は大きくそのＡＭ変調度を極力押さ
えている。これは、メインＦＧ信号を回転速度信号とし
て、また、インデックス信号として使用するためであ
る。メインＦＧ信号であるＡＭ変調成分は、発電線素の
ない角度θ0 の部分と無着磁部αが対向しているとき、
出力振幅は最大となり着磁部が対向しているとき、出力
振幅は最小値をとる。メインＦＧ信号に寄与する発電線
素パターンが全周にわたり配置されていれば、（図１に
おいてθ0 ＝０）ＡＭ変調成分はなくなる。
６ａの出力である。図１，図２からもわかるように、メ
インＦＧ信号の出力は大きくそのＡＭ変調度を極力押さ
えている。これは、メインＦＧ信号を回転速度信号とし
て、また、インデックス信号として使用するためであ
る。メインＦＧ信号であるＡＭ変調成分は、発電線素の
ない角度θ0 の部分と無着磁部αが対向しているとき、
出力振幅は最大となり着磁部が対向しているとき、出力
振幅は最小値をとる。メインＦＧ信号に寄与する発電線
素パターンが全周にわたり配置されていれば、（図１に
おいてθ0 ＝０）ＡＭ変調成分はなくなる。
【００２８】メインＦＧ信号が微分された後二値化され
（図４：微分回路１０１、比較器１０２）、サンプルホ
ールドおよび回転位置検出用のクロック（図３−ｂ）と
して利用される。また、メインＦＧ信号は図４に示すよ
うに比較器１０３により二値化され、回転速度制御回路
２００に入力する。
（図４：微分回路１０１、比較器１０２）、サンプルホ
ールドおよび回転位置検出用のクロック（図３−ｂ）と
して利用される。また、メインＦＧ信号は図４に示すよ
うに比較器１０３により二値化され、回転速度制御回路
２００に入力する。
【００２９】回転速度制御回路２００は基準クロック
（図４では１ＭＨｚ）とメインＦＧ信号からのクロック
を比較して速度制御信号を生成し、コイル１０に流す電
流を制御することによりモータは定度回転で回転する。
また、回転速度制御回路は、モータの回転が設定回転数
に対してある一定の範囲に入ったとき（図４においては
±１０％）回転数ロック信号を生成する。この信号の使
い方に付いては後述する。
（図４では１ＭＨｚ）とメインＦＧ信号からのクロック
を比較して速度制御信号を生成し、コイル１０に流す電
流を制御することによりモータは定度回転で回転する。
また、回転速度制御回路は、モータの回転が設定回転数
に対してある一定の範囲に入ったとき（図４においては
±１０％）回転数ロック信号を生成する。この信号の使
い方に付いては後述する。
【００３０】図３−ｃに示す信号はサブＦＧ信号であり
増幅器１６ｂの出力である。前述のとおり、ロータユニ
ット４０が１回転する間に、１個所だけ出力がほとんど
ゼロに近くなる場所がる。ここが、本発明において最も
重要な点である。
増幅器１６ｂの出力である。前述のとおり、ロータユニ
ット４０が１回転する間に、１個所だけ出力がほとんど
ゼロに近くなる場所がる。ここが、本発明において最も
重要な点である。
【００３１】即ち、サブＦＧ信号の出力の大きさは、速
度検出用マグネット２の着磁強度のばらつき、組立精度
のばらつきによる速度検出用マグネット２と発電線素７
ｂ間のギャップの変化、温度変化による磁束密度の変
化、等により変化する。また、設定回転数が異なるとそ
の出力も変化する。本発明のように、ＦＧ信号のＡＭ変
調成分等のレベル検出によりインデックス信号を生成し
ようとする場合、上記のようなレベル変化に影響されな
い検出方法が必要となる。そこで、サブＦＧ信号の振幅
がほとんどゼロになるタイミングを検出することが有効
な手段になる。
度検出用マグネット２の着磁強度のばらつき、組立精度
のばらつきによる速度検出用マグネット２と発電線素７
ｂ間のギャップの変化、温度変化による磁束密度の変
化、等により変化する。また、設定回転数が異なるとそ
の出力も変化する。本発明のように、ＦＧ信号のＡＭ変
調成分等のレベル検出によりインデックス信号を生成し
ようとする場合、上記のようなレベル変化に影響されな
い検出方法が必要となる。そこで、サブＦＧ信号の振幅
がほとんどゼロになるタイミングを検出することが有効
な手段になる。
【００３２】次に、サブＦＧ信号の極小値（ほとんどゼ
ロ出力となるタイミング）を検出する方法を説明する。
サブＦＧ信号は、サンプルホールド回路１０４（図４）
に入力し、クロック（図３−ｂ）の立ち上がりタイミン
グでサンプルホールドされる。図４においては、クロッ
クの立ち上がりエッジからパルスジェネレータ１０５に
より図示するようなパルスを生成し、それをサンプルホ
ールド信号としている。サンプルホールド回路１０４
は、サンプルホールド信号がロウの時サンプリングし、
ハイの時ホールドする。サンプルホールド回路１０４の
出力Ｓ．Ｈ．１信号を図３−ｄに示す。
ロ出力となるタイミング）を検出する方法を説明する。
サブＦＧ信号は、サンプルホールド回路１０４（図４）
に入力し、クロック（図３−ｂ）の立ち上がりタイミン
グでサンプルホールドされる。図４においては、クロッ
クの立ち上がりエッジからパルスジェネレータ１０５に
より図示するようなパルスを生成し、それをサンプルホ
ールド信号としている。サンプルホールド回路１０４
は、サンプルホールド信号がロウの時サンプリングし、
ハイの時ホールドする。サンプルホールド回路１０４の
出力Ｓ．Ｈ．１信号を図３−ｄに示す。
【００３３】Ｓ．Ｈ．１信号は第２のサンプルホールド
回路１０６に入力し、クロックの立ち下がりタイミング
でサンプルホールドされる。サンプルホールド信号を作
るために、パルスジェネレータ１０７が使われている。
第２のサンプルホールド回路の出力波形Ｓ．Ｈ．２を図
３−ｅに示す。
回路１０６に入力し、クロックの立ち下がりタイミング
でサンプルホールドされる。サンプルホールド信号を作
るために、パルスジェネレータ１０７が使われている。
第２のサンプルホールド回路の出力波形Ｓ．Ｈ．２を図
３−ｅに示す。
【００３４】つぎに、Ｓ．Ｈ．１信号とＳ．Ｈ．２信号
を比較器１０８で比較する。この時、サンプルホールド
回路１０４，１０６がサンプリングしているときと、サ
ブＦＧ信号のＡＭ変調成分の電圧がその最大値より小さ
いある一定電圧を越えている時、比較器１０８はその動
作を停止する。これは、比較器１０８の誤検出を防ぐた
めであり、特に、サブＦＧ信号の振幅が大きいときの、
速度検出用マグネットの面振れ等による余分なＡＭ変調
成分による誤動作を防いでいる。
を比較器１０８で比較する。この時、サンプルホールド
回路１０４，１０６がサンプリングしているときと、サ
ブＦＧ信号のＡＭ変調成分の電圧がその最大値より小さ
いある一定電圧を越えている時、比較器１０８はその動
作を停止する。これは、比較器１０８の誤検出を防ぐた
めであり、特に、サブＦＧ信号の振幅が大きいときの、
速度検出用マグネットの面振れ等による余分なＡＭ変調
成分による誤動作を防いでいる。
【００３５】図４においては、Ｓ．Ｈ．１信号をサブＦ
Ｇ信号のＡＭ変調成分の３分の１の電圧（Ｖｒｅｆ＝Ｖ
ｃｃ／２＋Ｖｓｕｂ／３）で比較する比較器１０９の出
力（ＣＯＭＰ２：図３−ｆ）と、パルスジェネレータ１
０５，１０７の出力とのＮＡＮＤ回路１１０の出力で、
比較器１０８の動作を禁止している。比較器１０８の出
力ＣＯＭＰ１を図３−ｇに示す。図中斜線部はＳ．Ｈ．
１信号とＳ．Ｈ．２信号のレベルが同じであり出力が不
定であることを示す。
Ｇ信号のＡＭ変調成分の３分の１の電圧（Ｖｒｅｆ＝Ｖ
ｃｃ／２＋Ｖｓｕｂ／３）で比較する比較器１０９の出
力（ＣＯＭＰ２：図３−ｆ）と、パルスジェネレータ１
０５，１０７の出力とのＮＡＮＤ回路１１０の出力で、
比較器１０８の動作を禁止している。比較器１０８の出
力ＣＯＭＰ１を図３−ｇに示す。図中斜線部はＳ．Ｈ．
１信号とＳ．Ｈ．２信号のレベルが同じであり出力が不
定であることを示す。
【００３６】比較器１０８の出力ＣＯＭＰ１はラッチ回
路１１２のデータ端子に入力する。パルスジェネレータ
１０５の出力がディレイ回路１１１により遅延されＤラ
ッチ回路１１２のクロック端子に入力している。また、
モータ起動時、停止時等のＤラット回路１１２の誤動作
を防ぐため、回転速度制御回路２００より出力される回
転数ロック信号により、回転数が目標回転数のある一定
範囲内にあるときのみ、Ｄラット回路１１２を動作させ
ている。図４において、ロック信号の出力範囲は±１０
％以下に設定してある。Ｄラッチ回路１１２の出力Ｑを
図３−ｉに示す。この信号の立ち上がりタイミングが回
転位置検出用のタイミングとなる。この回転位置検出信
号は、ディレイ回路１１１の出力ＤＥＬＡＹＣＬＯＣＫ
（図３−ｈ）と同期しているため、比較器等のオフセッ
ト電圧の変化によるタイミングの変化に影響されない。
路１１２のデータ端子に入力する。パルスジェネレータ
１０５の出力がディレイ回路１１１により遅延されＤラ
ッチ回路１１２のクロック端子に入力している。また、
モータ起動時、停止時等のＤラット回路１１２の誤動作
を防ぐため、回転速度制御回路２００より出力される回
転数ロック信号により、回転数が目標回転数のある一定
範囲内にあるときのみ、Ｄラット回路１１２を動作させ
ている。図４において、ロック信号の出力範囲は±１０
％以下に設定してある。Ｄラッチ回路１１２の出力Ｑを
図３−ｉに示す。この信号の立ち上がりタイミングが回
転位置検出用のタイミングとなる。この回転位置検出信
号は、ディレイ回路１１１の出力ＤＥＬＡＹＣＬＯＣＫ
（図３−ｈ）と同期しているため、比較器等のオフセッ
ト電圧の変化によるタイミングの変化に影響されない。
【００３７】図１と図２において、ロータユニット４０
が矢印Ｂ方向に回転していると仮定すると、発電線素の
一つ７ｂ−１と速度検出用の着磁パターンの境界線１７
−１が対向した直後に回転位置検出信号（図３−ｉの回
転位置検出信号において信号が立ち上がるタイミング）
が発生する。
が矢印Ｂ方向に回転していると仮定すると、発電線素の
一つ７ｂ−１と速度検出用の着磁パターンの境界線１７
−１が対向した直後に回転位置検出信号（図３−ｉの回
転位置検出信号において信号が立ち上がるタイミング）
が発生する。
【００３８】本実施例においては、サンプルホールド回
路１０４のホールドタイミングはクロックの立ち上がり
であり、サンプルホールド回路１０６のホールドタイミ
ングはクロックの立ち下がりであり、Ｄラット回路１１
２のラッチタイミングはクロックの立ち上がりから立ち
下がり間での間である瞬間であるが、サンプルホールド
回路１０４のホールドタイミングはクロックの立ち下が
りであり、サンプルホールド回路１０６のホールドタイ
ミングはクロックの立ち上がりであり、Ｄラット回路１
１２のラッチタイミングはクロックの立ち下がりから立
ち上がりまでの間のある瞬間であっても良い。
路１０４のホールドタイミングはクロックの立ち上がり
であり、サンプルホールド回路１０６のホールドタイミ
ングはクロックの立ち下がりであり、Ｄラット回路１１
２のラッチタイミングはクロックの立ち上がりから立ち
下がり間での間である瞬間であるが、サンプルホールド
回路１０４のホールドタイミングはクロックの立ち下が
りであり、サンプルホールド回路１０６のホールドタイ
ミングはクロックの立ち上がりであり、Ｄラット回路１
１２のラッチタイミングはクロックの立ち下がりから立
ち上がりまでの間のある瞬間であっても良い。
【００３９】［他の実施例］上記実施例は本発明の趣旨
を逸脱しない範囲で変形可能である。
を逸脱しない範囲で変形可能である。
【００４０】ところで図２に示すように、速度検出用マ
グネット２の円周上の一部（角度α）に無着磁部を設定
すると、速度検出用マグネット２と鉄基板７の間で吸着
力のアンバランスが生じ、モータの回転精度を悪化させ
る可能性がある。また、軸受け等の劣化を招く可能性が
ある。
グネット２の円周上の一部（角度α）に無着磁部を設定
すると、速度検出用マグネット２と鉄基板７の間で吸着
力のアンバランスが生じ、モータの回転精度を悪化させ
る可能性がある。また、軸受け等の劣化を招く可能性が
ある。
【００４１】図５は、上述した吸着力のアンバランスを
無くすことを目的とする。図示するように、角度αの範
囲に発電線素のピッチの２倍で着磁をしている。このよ
うに構成すると、２倍のピッチで着磁した部分は発電線
素の出力にも寄与しないため、第１の実施例の特徴を損
なうことなく吸着力のアンバランスがなくなり、回転精
度を悪化させる心配もなくなる。また、軸受けの劣化の
心配もない。
無くすことを目的とする。図示するように、角度αの範
囲に発電線素のピッチの２倍で着磁をしている。このよ
うに構成すると、２倍のピッチで着磁した部分は発電線
素の出力にも寄与しないため、第１の実施例の特徴を損
なうことなく吸着力のアンバランスがなくなり、回転精
度を悪化させる心配もなくなる。また、軸受けの劣化の
心配もない。
【００４２】更に他の変形例を説明する。
【００４３】図４において、サンプルホールド回路は反
波整流回路とロウパスフィルタに置き換えても良い。ま
た、ＡＤ変換器とＤラッチ回路を用いて構成しても良
い。
波整流回路とロウパスフィルタに置き換えても良い。ま
た、ＡＤ変換器とＤラッチ回路を用いて構成しても良
い。
【００４４】以上説明した実施例および変形例では、速
度信号発生のための（速度検出用）マグネットがその信
号を出力する線素に及ぼす磁界が１ｐｐｒのＡＭ変調さ
れているために、そのＡＭ変調成分から１回転に１つの
位置検出信号を生成することができ、そのために、従来
の位置検出用マグネット１３、同じくホール素子１４等
が不要となっている。このため、実施例のモータはかな
り小型化されている。また、インデックス用のマグネッ
トが不要となったために、漏洩磁束の問題もなくなっ
た。
度信号発生のための（速度検出用）マグネットがその信
号を出力する線素に及ぼす磁界が１ｐｐｒのＡＭ変調さ
れているために、そのＡＭ変調成分から１回転に１つの
位置検出信号を生成することができ、そのために、従来
の位置検出用マグネット１３、同じくホール素子１４等
が不要となっている。このため、実施例のモータはかな
り小型化されている。また、インデックス用のマグネッ
トが不要となったために、漏洩磁束の問題もなくなっ
た。
【００４５】また、位置検出信号の検出のタイミング
は、サブＦＧの出力がゼロまたはほとんどゼロになった
瞬間を検出してその後、メインＦＧから生成されるクロ
ックの立ち上がりまたは立ち下がりのタイミングである
ため、サブＦＧ出力のモータ間のばらつきや、マグネッ
トの作る磁束密度の温度依存性、設定回転数の違い等に
よる出力の変化にも影響されない。また、クロックに同
期して位置検出信号が生成されるため比較器等のオフセ
ットの変化にも依存しないため、タイミングズレのない
信頼性の高い回転位置検出回路が実現できる。
は、サブＦＧの出力がゼロまたはほとんどゼロになった
瞬間を検出してその後、メインＦＧから生成されるクロ
ックの立ち上がりまたは立ち下がりのタイミングである
ため、サブＦＧ出力のモータ間のばらつきや、マグネッ
トの作る磁束密度の温度依存性、設定回転数の違い等に
よる出力の変化にも影響されない。また、クロックに同
期して位置検出信号が生成されるため比較器等のオフセ
ットの変化にも依存しないため、タイミングズレのない
信頼性の高い回転位置検出回路が実現できる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による電磁
回転機は、回転速度検出用の２つの電磁結合素子間に形
成される磁界強度が１ｐｐｒでＡＭ変調されており、そ
のＡＭ変調成分から回転位置信号を生成することができ
る。このために、従来のインデックス専用の回転マグネ
ットや回転位置検出素子を省けるので、電磁回転機自体
の小型および薄型化を実現することができ、更に、漏洩
磁束の発生防止をする。
回転機は、回転速度検出用の２つの電磁結合素子間に形
成される磁界強度が１ｐｐｒでＡＭ変調されており、そ
のＡＭ変調成分から回転位置信号を生成することができ
る。このために、従来のインデックス専用の回転マグネ
ットや回転位置検出素子を省けるので、電磁回転機自体
の小型および薄型化を実現することができ、更に、漏洩
磁束の発生防止をする。
【図１】本発明の実施例による、発電線素パターンを説
明する図。
明する図。
【図２】本発明の実施例による、速度検出用マグネット
の着磁パターンを説明する図。
の着磁パターンを説明する図。
【図３】実施例の回転位置信号生成回路における各種信
号の波形を示す図。
号の波形を示す図。
【図４】実施例の回転位置信号生成回路のブロック図。
【図５】他の実施例における速度検出用マグネットの着
磁パターンを説明する図。
磁パターンを説明する図。
【図６】従来技術による３相ブラスレスモータの構造を
説明する平面図。
説明する平面図。
【図７】図６のモータ部分断面図。
【図８】図６のモータのＦＧ信号検出用の線素パターン
を示す図。
を示す図。
【図９】従来技術におけるインデックス（回転位置検出
信号）検出用のマグネットと検出素子による発生信号の
タイミングチャート。
信号）検出用のマグネットと検出素子による発生信号の
タイミングチャート。
【図１０】従来技術によるインデックス検出回路の回路
図。
図。
１ 駆動マグネット ２ 速度検出用マグネット ４ ロータヨーク ７ａ，７ｂ 発電線素部
Claims (8)
- 【請求項１】 ロータとステータとから成る電磁回転機
において、前記ロータ上に多極着磁して配置した回転速
度検出用マグネットと、前記ステータ上にくし歯状に屈
曲して配置した発電線素とから成る回転速度検出機構を
具備し、 前記ロータ上には一部に発電に寄与する領域があって、
前記発電線素からは、１回転に１周期の弱いＡＭ変調を
受ける第１回転速度信号と１回転に１度ゼロクロスする
ＡＭ変調を受ける第２回転速度信号とを取出すように設
けられ前記第１及び第２回転速度信号に基づいて回転位
置信号を生成することを特徴とする電磁回転機。 - 【請求項２】 請求項１記載の電磁回転機において、回
転速度信号の発生パルス数がロータ１回転につきＰ／２
発であるとき、前記速度検出用マグネットが発電線素の
全面に対向する極数Ｍは、Ｍ＜Ｐ、前記第１回転速度信
号に寄与する発電線系の数Ｎ１は、Ｎ１≦Ｐ、前記第２
回転速度信号に寄与する発電線系の数Ｎ２は、Ｎ２≦
（Ｐ−Ｍ）、の関係にあることを特徴とする電磁回転
機。 - 【請求項３】 請求項１記載の電磁回転機において、回
転位置信号を発生する回転位置検出回路は、前記第２回
転速度信号の振幅の変化を検出し、その振幅の極小値を
検出し、前記極小値検出の後続いて起こる前記第１回転
速度信号から作られるパルスの立ち上がりまたは立ち下
がりのタイミングで、前記回転位置信号を発生すること
を特徴とする電磁回転機。 - 【請求項４】 請求項３記載の電磁回転機において、前
記パルスは、第１回転速度信号を微分した後、第１の比
較器に入力し、その出力を回転位置信号発生タイミング
用のパルスとすることを特徴とする電磁回転機。 - 【請求項５】 請求項３記載の電磁回転機において、前
記回転位置信号を発生する回路は、前記パルスの立ち上
がりにて前記第２回転速度信号をサンプルホールドする
第１のサンプルホールド回路と、前記パルスの立ち下が
りにて第１のサンプルホールド回路の出力をサンプルホ
ールドする第２のサンプルホールド回路と、前記第１の
サンプルホールド回路の出力と前記第２のサンプルホー
ルド回路の出力を比較する第２の比較器と、前記第２の
比較器の出力をデータ入力とし、前記パルスの立ち上が
りから立ち下がりまでの間のタイミングでラッチするラ
ッチ回路とからなり、前記ラッチ回路の出力を回転位置
検出信号とすることを特徴とする電磁回転機。 - 【請求項６】 請求項３記載の電磁回転機において、前
記回転位置信号を発生する回路は、前記パルスの立ち下
がりにて前記第２回転速度信号をサンプルホールドする
第１のサンプルホールド回路と、前記パルスの立ち上が
りにて第１のサンプルホールド回路の出力をサンプルホ
ールドする第２のサンプルホールド回路と、前記第１の
サンプルホールド回路の出力と前記第２のサンプルホー
ルド回路の出力を比較する第２の比較器と、前記第２の
比較器の出力をデータ入力とし、前記パルスの立ち下が
りから立ち上がりまでの間のタイミングでラッチするラ
ッチ回路とからなり、前記ラッチ回路の出力を回転位置
検出信号とすることを特徴とする電磁回転機。 - 【請求項７】 請求項５乃至６項記載の電磁回転機にお
いて、前記第２の比較器の動作は、前記第１と第２のサ
ンプルホールド回路がサンプルしているタイミングと、
前記第２回転速度信号の振幅がその最大値に対してある
一定値以上になるタイミングにおいて、禁止されている
ことを特徴とする電磁回転機。 - 【請求項８】 請求項５乃至６項記載の電磁回転機にお
いて、前記Ｄラッチ回路は、該電磁回転機の回転速度が
目標回転速度に対しある一定範囲内に入ったときのみ動
作することを特徴とする電磁回転機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4003187A JP2902514B2 (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 電磁回転機の回転位置検出装置 |
| US08/280,380 US5408153A (en) | 1991-07-05 | 1994-07-26 | Index position detecting apparatus for an electromagnetic rotary machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4003187A JP2902514B2 (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 電磁回転機の回転位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05191993A true JPH05191993A (ja) | 1993-07-30 |
| JP2902514B2 JP2902514B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=11550403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4003187A Expired - Lifetime JP2902514B2 (ja) | 1991-07-05 | 1992-01-10 | 電磁回転機の回転位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2902514B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015073395A (ja) * | 2013-10-03 | 2015-04-16 | 日産自動車株式会社 | 機電一体型モータ |
| JP2016116406A (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | シナノケンシ株式会社 | 回転体駆動装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6074400B2 (ja) | 2014-11-26 | 2017-02-01 | シナノケンシ株式会社 | 回転体駆動装置 |
-
1992
- 1992-01-10 JP JP4003187A patent/JP2902514B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015073395A (ja) * | 2013-10-03 | 2015-04-16 | 日産自動車株式会社 | 機電一体型モータ |
| JP2016116406A (ja) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | シナノケンシ株式会社 | 回転体駆動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2902514B2 (ja) | 1999-06-07 |
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