JPH05292711A - 着磁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】被着磁体を有するロータを回転駆動させるモー
タとこの被着磁体の着磁面と所定のギャップを介して配
置された着磁用磁気ヘッドとを備えた着磁部と、モータ
の回転を制御するモータ制御部と、被着磁体の着磁バラ
ツキを検知してバラツキを補正するための補正信号を生
成する補正信号生成部と、この補正信号を基に被着磁体
の補正着磁を行う機構を設けた。 【効果】各磁極の着磁レベルを高精度に均一化でき、よ
って、信頼性のある出力を得ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、精密モータに使用する
ロータの、周波数発電機用のマグネットの回転着磁装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としては、円環状の
着磁用鉄心に着磁用コイルを巻装したものを、被着磁体
の着磁面と一定のギャップを介して配置し、着磁用コイ
ルにパルス電流を流して被着磁体に所定のピッチパター
ンでＮ極Ｓ極を着磁するようにしたものが一般的であっ
た。

【０００３】以下、上述したような従来の周波数発電機
用回転着磁装置について図７を参照しながら説明する。
図中１はモータであり、このモータ１の下方には回転速
度検出用のエンコーダ２が配置されている。このエンコ
ーダ２は、モータ１の回転軸１ａに嵌合され磁気バイア
スされた外歯ギア３と、この外歯ギア３の凹凸を検知す
るように配置されたピックアップコイル４とにより構成
されている。一方、モータ１の上方には、フライホイー
ル６が回転軸１ａに嵌合されており、さらに上方には、
上部に磁性体５ａを有する取付盤５が同様に回転軸１ａ
に嵌合されている。取付盤５の上方には、円盤状のロー
タ２２が配置されており、このロータ２２の下面側に固
定されたマグネット２４により、取付盤５の有する磁性
体に吸着してモータの回転駆動を得ている。ロータ２２
には、被着磁体２３が接着等により固定されており、ロ
ータ２２と共に回転駆動するよう構成されている。

【０００４】被着磁体２３の近傍位置には、所定のギャ
ップを介して被着磁体２３に着磁を行うための着磁用磁
気ヘッド２０が配置されている。この着磁用磁気ヘッド
２０は、図中２１で示すように、位置調整機構であるリ
ニア・ステップモータにより、回転軸１ａの径方向に移
動可能になっている。また、着磁用磁気ヘッド２０に
は、着磁用コイル１７が巻装されており、後述する通電
制御部１４から所定のパルス電流が通電されるように構
成されている。

【０００５】７は、モータ１の回転及び被着磁体２３の
着磁極数の基準となる基準周波数で基準パルスを発生す
る基準パルス発生回路である。また、８はモータ制御分
であり、このモータ制御部８は、モータ用分周回路９，
位相同期化制御回路１０，及びモータ駆動回路１１とに
より構成されている。基準パルス発生回路７から発せら
れた基準パルスは、モータ用分周回路９に入力され、こ
こでモータ１の定速回転制御のための基準周波数とすべ
く、所定の周波数に変換してモータ基準パルスとして位
相同期化制御回路１０に送られる。位相同期化制御回路
１０では、このモータ基準パルスと、上記した回転検出
用のエンコーダ２からの検出パルスとを受け、これら２
つのパルス信号の同期誤差を検出し、同期誤差信号とし
てモータ駆動回路１１へ送る。そして、このモータ駆動
回路１１では、この同期誤差信号を基にモータ１の定速
回転を制御している。

【０００６】また、１４は通電制御部であり、この通電
制御部１４は、着磁用分周回路１５及び着磁回路１６と
により構成されている。基準パルス発生回路７から発せ
られた基準パルスは、モータ用分周回路９に送られると
共に、この着磁用分周回路１５にも送られている。基準
パルスを受けた着磁用分周回路１５は、この基準パルス
を所定の着磁極数にあった周波数に変換して、着磁基準
パルスとして着磁回路１６に送られる。着磁基準パルス
を受けた着磁回路１６は、着磁基準パルスに対応するパ
ルス電流を、着磁用磁気ヘッド２０の着磁用コイル１７
に通電する。このようにして、従来は被着磁体２３への
着磁を行っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したような構成の
従来の周波数発電機用回転着磁装置では、被着磁体材料
の密度のバラツキや、被着磁体の着磁面の機械精度的な
バラツキ（偏心）などがあると、被着磁体に着磁される
各磁極の着磁レベルは極ごとにばらついてしまう。従っ
て、このような状態で着磁され他被着磁体を周波数発電
機用のマグネットとして利用して得た信号は、精度的に
も問題があり、高精度を必要とする精密モータに適用す
ることは困難であった。 ［発明の構成］

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記したよう
な技術的課題を解決するためになされたものであり、被
着磁体を有するロータを回転駆動させるモータと、この
被着磁体の着磁面と所定のギャップを介して配置された
着磁用磁気ヘッドとを備えた着磁部と、前記モータの回
転を制御するモータ制御部と、前記被着磁体の着磁バラ
ツキを検知してバラツキを補正するための補正信号を生
成する補正信号生成部と、この補正信号生成部からの補
正信号を基に前記着磁用磁気ヘッドに通電するパルス電
流を制御する通電制御部とを備えたことを特徴とする着
磁装置を提供するものである。また、被着磁体を有する
ロータを回転駆動させるモータと、この被着磁体の着磁
面と所定のギャップを介して配置された着磁用磁気ヘッ
ドとを備えた着磁部と、前記モータの回転を制御するモ
ータ制御部と、前記着磁用磁気ヘッドに通電するパルス
電流を制御する通電制御部と、前記被着磁体の着磁バラ
ツキを検知してバラツキを被制するための補正信号を生
成する補正信号生成部と、この補正信号生成部からの補
正信号を基に前記着磁用磁気ヘッドを移動させて前記ギ
ャップを調整する磁気ヘッド制御部と、を備えたことを
特徴とする着磁装置を提供するものである。

【０００９】

【作用】本発明の着磁装置は上記したような構成によ
り、被着磁体の着磁バラツキを検知して、その着磁バラ
ツキを補正して均一になるように着磁していくので、極
毎の着磁状態が均一になり、よって精密モータに適用し
ても信頼性の高い出力を得ることができるようになる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例として、周波数
発電機用回転着磁装置に適用したものについて図１及び
図２を参照しながら説明する。

【００１１】図中１はモータであり、このモータ１の下
方には回転速度検出用のエンコーダ２が配置されてい
る。このエンコーダ２は、モータ１の回転軸に嵌合され
磁気バイアスされた外歯ギア３と、この外歯ギア３の凹
凸及び歯数を検知するように配置されたピックアップコ
イル４とにより構成されている。一方、モータ１の上方
には、フライホイール６が回転軸１ａに嵌合されてお
り、さらに上方には、上部に例えば円環状をなす磁性体
５ａを有する取付盤５が、フライホイール６と同様に回
転軸１ａに嵌合されている。取付盤５の上方には、円盤
状のロータ２２が配置されており、このロータ２２の下
面には円環状のマグネット２４は固定されている。そし
て、このマグネット２４と磁性体５ａの吸着により、モ
ータ１の回転駆動をロータ２２に伝達するように構成し
ている。また、マグネット２４の外周側でかつロータ２
２の下面には、着磁されるべき被着磁体２３が固定され
ており、ロータ２２と共に回転駆動をするようになって
いる。

【００１２】被着磁体２３の近傍位置には、着磁面と所
定のギャップを介して被着磁体に着磁を行うための着磁
用磁気ヘッド２０が配置されている。この着磁用磁気ヘ
ッド２０には、図中２１で示すように、位置調整機構で
ある例えばリニア・ステップモータが設けられている。
位置調整機構２１は、回転軸１ａの径方向の移動を行い
得るように構成されている。また、着磁用磁気ヘッド２
０には、着磁用コイル１７が巻装されており、後述する
通電制御部１４から所定のパルス電流が供給されるよう
になっている。上記した構成により、着磁部を構成して
いる。

【００１３】７は、モータ１の回転及び被着磁体２３の
着磁極数の基準となる基準周波数で基準パルスを発生す
る基準パルス発生回路である。また、８はモータ制御部
であり、このモータ制御部８は、モータ用分周回路９，
位相同期化制御回路１０，及びモータ駆動回路１１とに
より構成されている。モータ用分周回路９は基準パルス
発生回路７からの基準パルスを受け、モータ１の定速回
転を行うための回転基準パルスに変換する。この回転基
準パルスは、上記モータ１の回転速度検出用のエンコー
ダ２からの検出パルスと同時に、位相同期化制御回路１
０に入力される。そして、これら回転基準パルス及び検
出パルスを比較して、位相差に応じた速度信号をモータ
駆動回路１１に与え、モータ１をその速度信号に応じ
て、両入力パルスの位相が一致するように定速回転制御
を行っている。

【００１４】また、１４は通電制御部であり、この通電
制御部１４は、着磁用分周回路１５及び着磁回路１８と
により構成されている。この着磁回路１８は、入力信号
のレベルを可変する増幅器（ＡＭＰ）１８ａを内蔵して
おり、その増幅率は可変抵抗１８ｂにより調節できるよ
うに構成されている。さらに、増幅器１８ａは図２に示
すように、タイミング発生ロジック回路１８ｃ及び電力
増幅部１８ｄとにより構成されている。基準パルス発生
回路７から発せられた基準パルスは、モータ用分周回路
９に送られると共に、この着磁用分周回路１５にも送ら
れている。基準パルスを受けた着磁用分周回路１５は、
この基準パルスを所定の着磁極数にあった周波数に変換
して、着磁基準パルスとして着磁回路１８の増幅器１８
ａを構成するタイミング発生ロジック回路１８ｃに送ら
れる。着磁基準パルスを受けたタイミング発生ロジック
回路１８ｃは、電力増幅部１８ｄを構成している例えば
トランジスタやＦＥＴなどのスイッチング素子１８ｅを
動作させ、増幅器１８ａの機能を持たせている。そし
て、この着磁回路１８により、着磁基準パルスに対応す
るパルス電流を着磁用磁気ヘッド２０の着磁コイル１７
に通電して、被着磁体２３への着磁を行う。

【００１５】被着磁体２３の着磁面近傍位置には、着磁
用磁気ヘッド２０により着磁された被着磁体２３の着磁
バラツキを検出する検出ヘッド１９が設置されている。
１２は補正信号生成部であり、この補正信号生成部１２
は、波形記憶回路１３ａ，基準波形生成回路１３ｂ，及
び信号比較回路１３ｃとにより構成されている。検出ヘ
ッド１９により検出された着磁バラツキの出力波形は、
波形記憶回路１３ａに入力され、被着磁体２３の仮着磁
状態の着磁バラツキの波形として記憶される。波形記憶
回路１３ａに記憶された被着磁体２３の仮着磁波形は、
基準波形生成回路１３ｂに入力されると共に、信号比較
回路１３ｃへも入力されている。基準波形生成回路１３
ｂでは、波形記憶回路１３ａに記憶された被着磁体２３
の仮着磁波形のうち、最大レベルの波形を検知して、そ
のレベルで基準波形を生成して信号比較回路１３ｃに送
信する。信号比較回路１３ｃには、波形記憶回路１３ａ
からの出力と共に、基準波形生成回路１３ｂからの基準
波形も送られてくる。そして、信号比較回路１３ｃでは
これらの出力波形を比較し、レベル差を検出して着磁回
路１８の構成要素である可変抵抗１８ｂに送信する。

【００１６】磁気回路１８は、信号比較回路１３ｃから
の出力波形により、可変抵抗１８ｂの抵抗値を変化さ
せ、着磁用磁気ヘッド２０の着磁用コイル１７に通電す
るパルス電流を調整して、被着磁体２３の補正着磁を行
うようにしている。

【００１７】以下、上記構成の第１の実施例の動作及び
作用を説明する。モータ駆動回路１１によりモータ１が
回転駆動を開始すると、回転速度検出用のエンコーダ２
において、外歯ギア３の凹凸及び歯数を検知して、ピッ
クアップコイル４に検知した凹凸及び歯数に応じた誘起
電圧を発生し、この誘起電圧に応じた検出パルスを出力
して位相同期化制御回路１０に送信する。一方、基準パ
ルス発生回路７から出力された基準パルスは、モータ１
の定速回転制御のための基準周波数とすべく、モータ用
分周回路９を介して所定の回転基準パルスに変換され、
位相同期化制御回路１０に入力される。この位相同期化
制御回路１０では、回転速度検出用のエンコーダ２から
出力された検出パルスと、モータ用分周回路９からの回
転基準パルスを受け、これら両パルスを比較して同期誤
差を検出し、同期誤差信号としてモータ駆動回路１１に
入力する。モータ駆動回路１１では、この同期誤差信号
を受け、モータ１の定速回転のための所定回転数に制御
するようにしている。

【００１８】また、基準パルス発生回路７から出力され
た基準パルスは、モータ用分周回路９に送られると共に
着磁用分周回路１５にも送られ、この着磁用分周回路１
５において、被着磁体２３の着磁極数に対応する所定の
着磁基準パルスに変換して着磁回路１８に与えられる。
この着磁回路１８では、着磁基準パルスを構成要素の１
つであるタイミング発生ロジック回路１８ｃに入力し、
電力増幅部１８ｄを介して着磁のための所定のパルス電
流を、着磁用磁気ヘッド２０の着磁用コイル１７に供給
して、被着磁体２３の着磁面への着磁を行う。

【００１９】ここで、初期（例えば１回転目）の着磁で
は、着磁用コイル１７へ通電するパルス電流の通電レベ
ルを抑制し、被着磁体２３の磁気飽和レベルまでの着磁
を行わない被飽和領域での仮着磁としている。そして、
この被着磁体２３の仮着磁レベルでの着磁バラツキを検
出ヘッド１９により検出し、補正信号生成部１２に入力
される。この補正信号生成部１２は、波形記憶回路１３
ａ，基準波形生成回路１３ｂ，及び信号比較回路１３ｃ
とにより構成されている。補正信号生成部１２に入力さ
れた被着磁体２３の仮着磁の着磁波形は、波形記憶回路
１３ａにおいて記憶させる。この仮着磁波形は基準波形
生成回路１３ｂに送信され、ここで１周期中の最大レベ
ルを検出し、その最大レベルを基にモータ１の回転時の
基準波形を生成し、信号比較回路１３ｃへ入力するよう
になっている。この信号比較回路１３ｃには、基準波形
生成回路１３ｂから出力された基準波形のほかに、仮着
磁の着磁バラツキを表す仮着磁波形が波形記憶回路１３
ａから与えられている。そして、基準波形と仮着磁波形
の各周期ごとのレベル差を検出し、そのレベル差を着磁
回路１８の可変抵抗１８ｂの設定用の値としている。こ
の場合、仮着磁波形のレベルが基準波形のレベルより小
さければ、増幅器１８ａの増幅率を増すことで被着磁体
２３の着磁レベルを揃えるようにし、電力増幅部１８ｄ
のスイッチング素子１８ｅを作動させている。

【００２０】上記のようにして、順次２回転目以降も同
様の動作を繰り返し行うことによって、被着磁体２３の
周波数発電機用としての着磁レベルを高精度に均一化す
ることができる。

【００２１】次に、本発明の第２の実施例として、図３
を参照しながら説明する。尚、上記第１の実施例と同様
の構成である部分については、詳細な説明は省略して同
一符号を付している。

【００２２】１はエンコーダ２を備え、被着磁体２３を
有するロータ２２を回転させるモータである。被着磁体
２３の近傍位置には、着磁面と所定のギャップを介して
被着磁体２３に着磁を行うための着磁用磁気ヘッド２０
が配置されている。この着磁用磁気ヘッド２０には、図
中２１ａ及び２１ｂで示しているように、位置調整機構
である例えばリニア・ステップモータが設けられてい
る。位置調整機構２１ａは、着磁用磁気ヘッド２０を回
転軸１ａの径方向に移動させるものであり、位置調整機
構２１ｂは、着磁用磁気ヘッド２０を回転軸１ａの軸方
向に移動させるものである。また、着磁用磁気ヘッド２
０には、着磁用コイル１７が巻装されており、後述する
通電制御部１４から所定のパルス電流が供給されるよう
になっている。本実施例では、このような構成により着
磁部を構成している。

【００２３】基準パルス発生回路７から発せられた基準
パルスは、モータ制御部８の構成要素の１つであるモー
タ用分周回路９に入力される。モータ用分周回路９で
は、基準パルスをモータ１の定速回転を行うための回転
基準パルスに変換している。この回転基準パルスは、位
相同期化制御回路１０に入力される。そして、モータ１
の回転速度検出用のエンコーダ２より得られる検出パル
スと比較され、位相差に応じた速度信号を形成してモー
タ駆動回路１１に与え、モータ１をその速度信号に応じ
て両入力パルスの位相が一致するように定速回転制御を
行っている。

【００２４】また、１４は通電制御部であり、この通電
制御部１４は、着磁用分周回路１５及び着磁回路１６と
により構成されている。基準パルス発生回路７から発せ
られた基準パルスは、着磁用分周回路１５に入力され
る。そして、基準パルスを受けた着磁用分周回路１５
は、この基準パルスを所定の着磁極数にあった周波数に
変換して、着磁基準パルスとして着磁回路１６に送られ
る。着磁基準パルスを受けた着磁回路１６は、着磁基準
パルスに対応するパルス電流を、着磁用磁気ヘッド２０
の着磁コイル１７に通電して被着磁体２３の着磁を行
う。

【００２５】被着磁体２３の着磁面近傍位置には、着磁
用磁気ヘッド２０により着磁された被着磁体２３の着磁
バラツキを検出する検出ヘッド１９が設置されている。
この検出ヘッド１９により検出された着磁バラツキの出
力波形は、補正信号生成部１２の構成要素の１つである
波形記憶回路１３ａに入力され、被着磁体２３の仮着磁
状態の着磁バラツキの波形として記憶される。波形記憶
回路１３ａに記憶された仮着磁波形は、基準波形生成回
路１３ｂ及び信号比較回路１３ｃに入力される。基準波
形生成回路１３ｂでは、被着磁体２３の仮着磁波形のう
ち、最大レベルの波形を検知してそのレベルで基準波形
を形成して、信号比較回路１３ｃに送信している。信号
比較回路１３ｃでは仮着磁波形と基準波形の両波形を比
較し、レベル差を検出して磁気ヘッド駆動回路２５に送
信する。磁気ヘッド駆動回路２５では、この信号比較回
路１３ｃからの出力を基にして着磁用磁気ヘッド２０を
位置調整機構２１ｂにより回転軸１ａの軸方向の調節を
して、ギャップの広さの微小調節を行ってい、最適なギ
ャップを得るようにしている。以下、上記構成の第２の
実施例の動作及び作用を説明を、上記第１の実施例とこ
となる部分についてのみ説明する。

【００２６】通電制御部１４では、基準パルス発生回路
７から発せられた基準パルスを着磁用分周回路１５にお
いて受け、この着磁用分周回路１５で被着磁体２３の着
磁極数に対応する所定の着磁基準パルスに変換される。
この着磁基準パルスは着磁回路１６に入力され、着磁の
ための所定のパルス電流を着磁用磁気ヘッド２０の着磁
用コイル１７に供給する。そして、被着磁体２３の着磁
を行っている。

【００２７】また、補正信号生成回路１２では、信号比
較かいろ１３ｃにおいて補正信号を生成し、この補正信
号を位置調整機構２１ｂの位置決め設定用の信号として
磁気ヘッド駆動回路２５に入力している。つまり、仮着
磁波形のレベルが基準波形のレベルより小さければ、ギ
ャップを狭くするように位置調整機構２１ｂで調整する
ことで、被着磁体２３の着磁レベルを高めるようにして
いる。このな補正着磁を順次繰り返して行うことによ
り、各磁極の着磁レベルを均一に揃えるように調整して
いる。

【００２８】本実施例においては、位置調整機構２１ａ
及び２１ｂにリニア・ステップモータを適用したものに
ついて説明しているが、他のリニア型アクチュエータ
や、回転型アクチュエータとスパイラルスピンドルの組
合せなど、他の機構を適用して実施することも可能であ
る。

【００２９】上記第１及び第２の実施例においては、基
準パルス発生回路７から出力される基準パルスは、モー
タ用分周回路９を介して位相同期化制御回路１０に供給
し、または、着磁用分周回路１５を介して着磁回路１６
或いは１８に供給しているが、第３及び第４の実施例と
して図４或いは図５に示すように、直接位相同期化制御
回路１０や着磁回路１６或いは１８に供給するように構
成することもでき、また、図示しないが、モータ用分周
回路９及び着磁用分周回路１５を、逓倍器に置き換えて
適用することも可能である。

【００３０】さらに、上記実施例における図では、被着
磁体２３の着磁面を平面側として図示説明しているが、
第５の実施例として図６に示すように、着磁用磁気ヘッ
ド２０を横向きに配置することにより外周側の曲面部を
着磁面とすることもできる。第２の実施例においてこの
ような構成とするときは、磁気ヘッド駆動回路２５から
の位置調整用の信号を、位置調整機構２１ｂではなく、
位置調整機構２１ａに供給するように構成し直すことで
実施できる。

【００３１】尚、上記実施例では周波数発電機用回転着
磁装置に適用したものについてのみ説明しているが、こ
の着磁装置に限られるものではなく、他の着磁装置に適
用することも可能である。

【００３２】

【発明の効果】上記したような本発明の着磁装置によれ
ば、被着磁体材料の密度バラツキや、被着磁体の着磁面
に偏心などがあっても、着磁バラツキを検知して、その
着磁バラツキを補正するように補正着磁する機構を備え
ているので、各磁極の着磁レベルを高精度に均一化で
き、よって、高精度を要求する精密モータに使用して
も、信頼性のある出力を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の構成を示す図

【図２】図１の一部の詳細説明図

【図３】第２の実施例の構成を示す図

【図４】第３の実施例の構成を示す図

【図５】第４の実施例の構成を示す図

【図６】第５の実施例の構成を示す一部拡大図

【図７】従来例の構成を示す図

【符号の説明】

１ モータ ８ モータ制御部 １２ 補正信号生成部 １４ 通電制御部 ２０ 着磁用磁気ヘッド ２２ ロータ ２３ 被着磁体 ２５ 磁気ヘッド駆動回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被着磁体を有するロータを回転駆動させる
   モータとこの被着磁体の着磁面と所定のギャップを介し
   て配置された着磁用磁気ヘッドとを備えた着磁部と、前
   記モータの回転を制御するモータ制御部と、前記被着磁
   体の着磁バラツキを検知してバラツキを補正するための
   補正信号を生成する補正信号生成部と、この補正信号生
   成部からの補正信号を基に前記着磁用磁気ヘッドに通電
   するパルス電流を制御する通電制御部とを備えたことを
   特徴とする着磁装置。
2. 【請求項２】被着磁体を有するロータを回転駆動させる
   モータとこの被着磁体の着磁面と所定のギャップを介し
   て配置された着磁用磁気ヘッドとを備えた着磁部と、前
   記モータの回転を制御するモータ制御分と、前記着磁用
   磁気ヘッドに通電するパルス電流を制御する通電制御分
   と、前記被着磁体の着磁バラツキを検知してバラツキを
   補正するための補正信号を生成する補正信号生成部と、
   この補正信号生成部からの補正信号を基に前記着磁用磁
   気ヘッドを移動させて前記ギャップを調整する磁気ヘッ
   ド駆動回路とを備えたことを特徴とする着磁装置。