JPH0556621A - Electromagnetic rotating machine - Google Patents

Electromagnetic rotating machine

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JPH0556621A
JPH0556621A JP3208061A JP20806191A JPH0556621A JP H0556621 A JPH0556621 A JP H0556621A JP 3208061 A JP3208061 A JP 3208061A JP 20806191 A JP20806191 A JP 20806191A JP H0556621 A JPH0556621 A JP H0556621A
Authority
JP
Japan
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magnetic field
drive magnet
magnet
rotor
stator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3208061A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuaki Imai
康章 今井
Toru Okada
透 岡田
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Canon Electronics Inc
Original Assignee
Canon Electronics Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0556621A publication Critical patent/JPH0556621A/en
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Abstract

PURPOSE:To eliminate a necessity of an excitation timing detector such as a conventional Hall element and realize a reduced thickness of the title machine by providing generating filaments for detecting an excitation timing. CONSTITUTION:An electromagnetic rotating machine has a rotor and a stator, and comprises magnetic field generating means 102 having a circumferential shape and provided on the stator. Further, it comprises magnetic field generating means 102 for generating a rotating magnetic field by energizing a plurality of phases of exciting currents, multipolarly magnetized drive magnet 101 provided on the rotor side to obtain a rotary magnet from the magnetic field, and coil means for detecting a magnetic field change generated when the magnet 101 provided on the rotor is rotated and having generating filaments (104, 105, 106) etched to be formed on the stator.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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、特に回転磁界を発生させるためのタイミング検出
の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic rotating machine such as a motor used in, for example, a floppy disk drive device, and more particularly to improvement of timing detection for generating a rotating magnetic field.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、モータを回転させるための回
転磁界を発生するために、モータの回転位相検出装置と
して、回転体の駆動マグネットの磁極面と対向する位置
にマグネットの磁気変化を検出するホール素子等を設け
ておき、このホール素子からの信号をもとに回転磁界を
発生させるためのタイミング信号を合成する手法が知ら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to generate a rotating magnetic field for rotating a motor, a motor rotation phase detecting device detects a magnetic change of a magnet at a position facing a magnetic pole surface of a drive magnet of a rotating body. A method is known in which a hall element or the like is provided and a timing signal for generating a rotating magnetic field is synthesized based on a signal from the hall element.

【0003】図面を参照の上で従来のモータ構成につい
て説明する。図1は、従来の3相ブラシレスモータの要
部の破断平面図であり、図2は図1のX−X矢視の断面
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、回転駆動力を発生させるための磁気
回路、FG信号を発生させるための磁気回路、回転位置
信号を発生するための磁気回路、回転磁界を発生させる
ための励磁タイミングを検出するための磁気回路が形成
されている。
A conventional motor configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cutaway plan view of a main part of a conventional three-phase brushless motor, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line XX of FIG. In such a conventional brushless motor, four magnetic circuits are provided, namely, a magnetic circuit for generating a rotational driving force, a magnetic circuit for generating an FG signal, a magnetic circuit for generating a rotational position signal, and a rotating magnetic field. A magnetic circuit for detecting the excitation timing for generating is formed.

【0004】先ず、図2において3相ブラシレスモータ
の概略構成を述べる。基板7は鉄など磁性材料などから
なり、その中心部分に含油ベアリング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と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、これにより
ロータヨーク4,駆動マグネット1,FG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。
First, a schematic structure of a three-phase brushless motor will be described with reference to FIG. The substrate 7 is made of a magnetic material such as iron, and the oil-impregnated bearing 9 is press-fitted into the central portion thereof, while the Hall element 14 serving as a rotational position detecting means is provided at the outer peripheral end portion.
Are installed. The rotary shaft 5 is integrally provided with the rotor yoke 4 via the shaft fixing member 6, and is further fitted to the inner race of the bearing 8 provided above the oil-impregnated bearing 9 and the oil-impregnated bearing 9. The rotor yoke 4, the drive magnet 1, the FG magnet 2, the position detecting magnet 13, and the like integrally rotate with respect to the substrate 7.

【0005】ロータヨーク4の外縁部には駆動マグネッ
ト1(図1)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を回転駆動を行わせる。このために駆動マ
グネット1は、図1に示すように、半径方向に16極に
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。
A drive magnet 1 (FIG. 1) is fixed to the outer edge portion of the rotor yoke 4, and as is well known, a rotating magnetic field is applied to the drive magnet 1 to rotate the rotor yoke 4. Therefore, as shown in FIG. 1, the drive magnet 1 is multi-polarized with 16 poles in the radial direction, and is fixed inside the outer edge portion of the rotor yoke 4.

【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が回転軸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。
To actuate a rotating magnetic field, a plurality of drive coils 10 are provided wound around a stator yoke 11, while the stator yoke 11 is used to rotate the rotating shaft 5.
A plurality of drive coils are radially formed around and the plurality of drive coils are provided on the yoke 11 in the circumferential direction. The stator yoke 11 is fixed on the iron substrate 7 by a fixing member such as a screw (not shown).

【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と共に閉じた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。
In the above structure, the stator yoke 11
Together with the drive magnet 1, the rotor yoke 4, and the drive magnet yoke 3 form a closed magnetic circuit. still,
A brushless motor of the type in which the drive magnet 1 is provided in the radial direction of the stator yoke 11 so as to be separated from the yoke 11 is referred to as a circumferentially opposed motor.

【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
相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。
A cutout 4 is formed on the outer peripheral surface of the rotor yoke 4.
h is processed and molded, and the position detecting magnet 13 as the rotational phase detecting means is embedded in the cutout portion 4h. This magnet 13 also constitutes one magnetic circuit.

【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上の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、これらの素子12a,12
b,12cによりマグネット1からの磁界変化が検出さ
れて、ステータ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1の矢印方向Aに回転させる。
Further, a plurality of Hall elements 12a, 12b, 1 for detecting the excitation timing of the coil 10 of each phase.
2c is fixed to an appropriate position on the substrate 7. The magnetic field from the drive magnet 1 is applied to these Hall elements 12a, 1
2b, 12c, so these elements 12a, 12
b and 12c detect changes in the magnetic field from the magnet 1 to detect the phase difference of the magnetic field to be generated by the coil 10 of the stator 11 with respect to the magnetic field of the rotating drive magnet 1. An electric current is passed through and a rotating magnetic field is generated. This rotating magnetic field causes the rotor 4 to rotate in the direction of arrow A in FIG.

【0010】一方、FG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FGマグネット2と対向する鉄基
板7の表面部には、図3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。
On the other hand, the FG magnet 2 is fixed to the outermost peripheral edge portion of the rotor yoke 4, and is magnetized for 120 poles in total. On the surface portion of the iron substrate 7 facing the FG magnet 2, 120 power generating line elements 7a having a pattern as shown in FIG. 3 are formed by etching with a copper pattern or the like.

【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7a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、定速回転制御が行われる。
With the above configuration, when the rotor yoke 4 is started to rotate, a sine wave having a frequency corresponding to the rotation speed of the rotor yoke 4 is generated from the power generating line element 7a. Therefore, a constant speed rotation control is performed by a control circuit (not shown). Is done.

【0012】このロータヨーク4が回転すると、前記ロ
ータヨーク4に固着されていたマグネット13も一体回
転するので、インデックス位置検出用ホール素子14に
よりマグネット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相等を検出できるようにしている。
When the rotor yoke 4 rotates, the magnet 13 fixed to the rotor yoke 4 also rotates integrally. Therefore, the change in the magnetic field of the magnet 13 is sensed by the index position detecting Hall element 14, and the rotor yoke 4 rotates once. On the other hand, one pulsed so-called position detection signal is generated. The pulse signal allows detection of the rotation phase of the rotating body.

【0013】また、ロータヨークが回転起動されると、
各相の駆動タイミングを検出するホール素子12a,1
2b,12cは、図3に示すような波形を出力する。こ
の信号をもとに図4に示すコイル駆動信号合成回路15
により、駆動コイル17a,b,c,に電流を流すタイ
ミングが合成され、コイル駆動アンプ16a,b,cに
より増幅され、図5に示すような電流がコイルに流れ、
モータは回転する。
When the rotor yoke is started to rotate,
Hall elements 12a, 1 for detecting the drive timing of each phase
2b and 12c output waveforms as shown in FIG. Based on this signal, the coil drive signal synthesis circuit 15 shown in FIG.
By this, the timings at which currents are passed through the drive coils 17a, b, c are combined, amplified by the coil drive amplifiers 16a, b, c, and the currents shown in FIG. 5 flow through the coils.
The motor rotates.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
述の従来のタイミング位置検出方法によると、タイミン
グ検出用のホール素子等のある程度の大きさを有した検
出素子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いでいる。ま
た、製品コストも高くなる問題点がある。
However, according to the above-mentioned conventional timing position detecting method, a space for providing a detecting element having a certain size such as a Hall element for timing detection is required, which is a multi-phase. This prevents the brushless motor from becoming smaller and thinner. Further, there is a problem that the product cost becomes high.

【0015】したがって、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、構成
部品点数を減らすことで、多相ブラシレスモータの小型
/薄型化を実現することにある。さらに、低コスト化を
実現する事にある。
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to reduce the number of constituent components to realize a compact / thin-profiled multiphase brushless motor. is there. Furthermore, it is to realize cost reduction.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を達成
するための本発明の電磁回転機の構成は、ローラとステ
ータとからなる電磁回転機において、前記ステータ上に
設けられた円周形状を有する磁界発生手段であって、複
数相の励磁電流を通電することにより回転磁界を発生さ
せる磁界発生手段と、この回転磁界から回転トルクを得
るために前記ロータ側に設けられたところの多極着磁さ
れた駆動マグネットと、上記ロータ上に設けられた駆動
マグネットが回転するときに発生する磁界変化を検出す
るためのコイル手段であって、その発電線素が前記ステ
ータ上にエッチング形成されたところのコイル手段と具
備することを特徴とする。
The structure of the electromagnetic rotary machine of the present invention for achieving the above-mentioned object is an electromagnetic rotary machine comprising a roller and a stator, wherein the circumferential shape provided on the stator is The magnetic field generating means has a magnetic field generating means for generating a rotating magnetic field by supplying exciting currents of a plurality of phases, and a multi-pole attachment provided on the rotor side to obtain a rotating torque from the rotating magnetic field. A magnetic drive magnet and a coil means for detecting a magnetic field change generated when the drive magnet provided on the rotor rotates, in which the power generating line element is formed by etching on the stator. It is characterized in that it is provided with the coil means.

【0017】即ち、励磁タイミングの検出に、発電線素
を設けたことにより、薄型化が可能となり、併せて従来
の例えばホール素子等の励磁タイミング検出素子が不要
となり、コスト低減が可能となった。
That is, since the power generating line element is provided for detecting the excitation timing, it is possible to make the device thinner, and at the same time, the conventional excitation timing detection element such as a Hall element is not required, and the cost can be reduced. ..

【0018】[0018]

【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明を面対
向型のブラシレスモータに適用した実施例を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a face-to-face brushless motor will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0019】図6は、実施例の面対向型のモータの断面
図である。そして、図7はロータ側のマグネットの着磁
状態を説明する平面図、図8はステータ側において位相
タイミングを生成する信号を検出する線素のパターンを
説明する図である。図6,図7において、図1の従来例
と同じ要素には同じ番号を付すこととする。
FIG. 6 is a sectional view of a face-to-face type motor of the embodiment. 7 is a plan view for explaining the magnetized state of the rotor-side magnet, and FIG. 8 is a view for explaining a line element pattern for detecting a signal for generating phase timing on the stator side. 6 and 7, the same elements as those in the conventional example of FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0020】図6,図7において、駆動用のマグネット
101はロータの裏面を図7のように覆い、8極に分割
されて着磁されている。そのパターン101aは各極が
扇状をなしている。駆動マグネット101の更に外周に
はFG信号発生用のマグネット201が設けられてい
る。
In FIGS. 6 and 7, the drive magnet 101 covers the back surface of the rotor as shown in FIG. 7, and is divided into eight poles and magnetized. In the pattern 101a, each pole has a fan shape. A magnet 201 for generating an FG signal is provided further on the outer circumference of the drive magnet 101.

【0021】図8は、ステータ側の駆動コイル102の
上に形成された線素のパターン(104,105,10
6)と、FG信号検出用の線素7aを示す。FG信号用
の線素パターン7aは基板7のFGマグネット201に
対向した位置に矩形の繰り返しパターン形状により設け
られる。FGマグネットは120極着磁なので、線素7
aも120個の線素からなる。従って、線素7aは1回
転当り60個のパルスを生成する。
FIG. 8 shows patterns (104, 105, 10) of line elements formed on the drive coil 102 on the stator side.
6) and the line element 7a for FG signal detection. The line element pattern 7a for the FG signal is provided in a position facing the FG magnet 201 on the substrate 7 in a rectangular repeating pattern shape. Since the FG magnet is magnetized to 120 poles, the line element 7
a is also composed of 120 line elements. Therefore, the line element 7a generates 60 pulses per rotation.

【0022】実施例のモータは3極のモータなので、駆
動マグネット101に駆動力を与える磁界を発生するコ
イル102も3相分必要である。この3相のコイルは、
図6に示すように、基板7の上に形成されている。3相
の回転磁界がロータを駆動するためには、駆動タイミン
グを3つの相で検出しなくてはならない。このタイミン
グを検出するために、駆動コイル102の上(または内
部)に、図8に示すようなパターンの、U,V,W相の
発電線素104,105,106が形成されている。1
04,105,106の各線素は駆動マグネットの極数
と同じ8つの極を有する。各線素の1つの極は駆動マグ
ネット101のパターン101aと同じ周期で繰り返さ
れているので、発電線素104,105,106の各々
の1つの極は、ロータが1回転する間に4サイクルだけ
変化する正弦波を発生する。発電線素104,105,
106の各々の4つの極は各々正弦波を発生するので、
1つの線素全体からは、これら4つの正弦波(各々は同
相)の重畳したものが得られる。
Since the motor of the embodiment is a three-pole motor, a coil 102 for generating a magnetic field that gives a driving force to the driving magnet 101 is also required for three phases. This three-phase coil
As shown in FIG. 6, it is formed on the substrate 7. In order for the three-phase rotating magnetic field to drive the rotor, the drive timing must be detected in three phases. In order to detect this timing, U-, V-, and W-phase power generation line elements 104, 105, and 106 having a pattern as shown in FIG. 8 are formed on (or inside) the drive coil 102. 1
Each of the line elements 04, 105 and 106 has eight poles, which is the same as the number of poles of the drive magnet. Since one pole of each line element is repeated in the same cycle as the pattern 101a of the drive magnet 101, one pole of each of the power generation line elements 104, 105 and 106 changes by 4 cycles during one rotation of the rotor. Generates a sine wave. Power line elements 104, 105,
Each of the four poles of 106 produces a sine wave, so
A superposition of these four sine waves (each in phase) is obtained from one entire line element.

【0023】そして、U,V,W相の発電線素104,
105,106は、図8に示すように、夫々が互いに、
30o ずつずれているので、U,V,W相の発電線素1
04,105,106の夫々から発生される信号は図9
に示すように120o ずつずれた正弦波となる。これら
の正弦波はアンプ141a,141b,141c(図1
1)により増幅されてコイル駆動信号合成回路151に
送られ、ここで、図10に示すようなコイル電流制御信
号がUVWの各相について発生される。これらの制御信
号はアンプ16a,16b,16cに送られて増幅さ
れ、各相のコイル17a,17b,17cを励磁する。
Then, the U, V, and W-phase power generation line elements 104,
105 and 106, as shown in FIG.
Since they are shifted by 30 o , U, V, and W-phase power generation line elements 1
The signals generated from 04, 105 and 106 are shown in FIG.
As shown in, the sine wave is shifted by 120 ° . These sine waves are generated by the amplifiers 141a, 141b, 141c (see FIG.
It is amplified by 1) and sent to the coil drive signal synthesizing circuit 151, where a coil current control signal as shown in FIG. 10 is generated for each phase of UVW. These control signals are sent to and amplified by the amplifiers 16a, 16b, 16c to excite the coils 17a, 17b, 17c of the respective phases.

【0024】かくして、従来のホール素子に代って、図
8に示すような発電線素によっても、励磁タイミング制
御信号を生成することができることが明らかとなった。
発電線素は、エッチングにより形成され、しかも1層で
ある故に薄く、従って、ディスク装置の小型化に寄与す
る。
Thus, it has become clear that the excitation timing control signal can be generated also by the power generating line element as shown in FIG. 8 in place of the conventional Hall element.
The power generation line element is formed by etching and is thin because it is a single layer, and therefore contributes to downsizing of the disk device.

【0025】ここで、発電線素7a,7b,7cのエッ
チング位置について言及する。従来のホール素子は磁界
の強度そのものを検出する素子である。一方、発電線素
はそれを通る磁力線の数の増減を検出する、即ち微分出
力であるために、ホール素子に比べて、90o だけ早く
信号を出力する。従って、発電線素のエッチング位置は
従来のホール素子の装着位置に比して電気角にて90o
(機械角で22.5o)遅く装着する必要がある。
Here, the etching positions of the power generating line elements 7a, 7b, 7c will be described. The conventional Hall element is an element that detects the strength of the magnetic field itself. On the other hand, the power generating line element detects an increase / decrease in the number of magnetic force lines passing through it, that is, because it is a differential output, it outputs a signal 90 ° earlier than the Hall element. Therefore, the etching position of the power generation line element is 90 ° in electrical angle compared to the mounting position of the conventional Hall element.
(Mechanical angle is 22.5 o ) It is necessary to wear it slowly.

【0026】第15図に発電線素104,105,10
6と駆動コイル102の位置関係を示す。まず、U相発
電線素104の半径方向の線分を1つ選び、回転中心を
通る直線a−aを引く。次に、円周を6等分するよう
に、W相発電線素106と重なる線分b−bと、V相発
電線素105と重なる線分c−cを引く。U相コイル1
02aは線分b−bと線分c−cが囲む60o の拡りを
有する空間内に配置され、V相コイルは線分a−aと線
分b−bが囲む60o の拡りを有する空間内に配置さ
れ、W相コイルは線分c−cと線分a−aが囲む60o
の拡りを有する空間内に配置される。モータドライブ回
路をオンすると、ロータは図中矢印方向に回転する。
FIG. 15 shows the power generating line elements 104, 105 and 10.
6 shows the positional relationship between 6 and the drive coil 102. First, one line segment in the radial direction of the U-phase power generation line element 104 is selected, and a straight line aa passing through the rotation center is drawn. Next, a line segment b-b overlapping with the W-phase power generation line element 106 and a line segment c-c overlapping with the V-phase power generation line element 105 are drawn so as to divide the circumference into six equal parts. U-phase coil 1
02a is arranged in a space having an extent of 60 ° surrounded by the line segment bb and the line segment cc, and the V-phase coil has an extension of 60 ° enclosed by the line segment aa and the line segment bb. And the W-phase coil is surrounded by a line segment c-c and a line segment a-a 60 °.
Is arranged in a space having a spread. When the motor drive circuit is turned on, the rotor rotates in the direction of the arrow in the figure.

【0027】発電線素を用いずに、従来例と同じように
ホール素子でタイミング位置を検出する場合には、図中
×印で示した3つの位置にホール素子12を配置する、
即ち、線分a−a上にU相ホール素子500aを、線分
b−b上にW相ホール素子500bを、線分c−c上に
W相ホール素子500cを配置する。U相発電線素10
4とU相ホール素子とは、図示するように、U相発電線
素の半径方向の線分間の中点から機械角で22.5o
側にU相ホール素子が配置されるべき場所となるような
位置関係となる。
When the timing position is detected by the Hall element as in the conventional example without using the power generating line element, the Hall element 12 is arranged at three positions indicated by X in the figure.
That is, the U-phase Hall element 500a is arranged on the line segment aa, the W-phase Hall element 500b is arranged on the line segment bb, and the W-phase Hall element 500c is arranged on the line segment cc. U-phase power line element 10
4 and the U-phase Hall element are the places where the U-phase Hall element should be arranged at the right side 22.5 o in mechanical angle from the midpoint of the radial line segment of the U-phase power generating line element as shown in the figure. It becomes such a positional relationship.

【0028】ところで、発電線素はそれを磁界が横切っ
て初めて信号を出力する。換言すれば、回転していない
起動時は、励磁電流の方向が不明となる。起動時は発電
線素は出力しないためである。そこで、別に、起動回路
が必要となる。
By the way, the generator element outputs a signal only when the magnetic field crosses it. In other words, the direction of the exciting current becomes unknown at the time of starting without rotation. This is because the power generation line element is not output at startup. Therefore, a separate starting circuit is required.

【0029】ここで、モータ起動について述べる。従来
のモータでは、駆動用コイルのUVWの3つの相のうち
の2相に電流を流してロータを回転し、このときに残り
の相に発生する逆起電力を検出して起動時の回転方向を
チェックしている。しかし、この手法はスイツチングノ
イズを発生するために好ましくはない。そのために、前
記他の相にも電流を流して励磁する所謂ソフトスイツチ
ングが現在は主流となっている。本実施例のための起動
時の回転方向の検出に、このソフトスイツチング制御用
のICを用いてもよい。また、本実施例では、駆動用コ
イル102とタイミング検出用の発電線素が異なるの
で、駆動用コイル102にはソフトスイツチングを用い
てノイズを抑え、起動時の回転方向の検出には、いずれ
かの相の発電線素に発生する逆起電圧を使ってもよい。
Here, the motor starting will be described. In the conventional motor, a current is passed through two of the three phases of the UVW of the drive coil to rotate the rotor, and the counter electromotive force generated in the remaining phases at this time is detected to detect the rotation direction at startup. Is checked. However, this method is not preferable because it causes switching noise. Therefore, so-called soft switching, in which a current is also applied to the other phases to excite them, is currently the mainstream. This soft switching control IC may be used to detect the rotation direction at startup for this embodiment. Further, in the present embodiment, since the drive coil 102 and the power generation line element for timing detection are different, noise is suppressed by using soft switching for the drive coil 102, and the rotation direction at the time of startup is detected at any time. The back electromotive voltage generated in the power generation line element of that phase may be used.

【0030】次に、上記実施例に対する変形例を図1
2,図13に基づいて説明する。
Next, a modification of the above embodiment is shown in FIG.
2, it demonstrates based on FIG.

【0031】この変形例は、前記実施例の図7からFG
マグネット201をなくし、更に、W相発電線素をなく
したものである。駆動マグネット101は、図12に示
すように、8極の扇形形状のパターン101aを有する
8極である。FGマグネットを除去しても、FG信号
は、図13に示すようなFG発電線素103により検出
することができる。ステータ側の最内周に設けられた線
素103を駆動マグネット101が発生する8極の磁界
を横切るからである。図8では、W相の発電線素が図8
の実施例から除去されている。W相の信号はU相とV相
の発電線素を合成してつくる。
This modification is similar to the FG shown in FIG.
The magnet 201 is eliminated, and further the W-phase power generation line element is eliminated. As shown in FIG. 12, the drive magnet 101 has 8 poles having an 8-pole fan-shaped pattern 101a. Even if the FG magnet is removed, the FG signal can be detected by the FG power generation line element 103 as shown in FIG. This is because the line element 103 provided on the innermost circumference on the stator side crosses the 8-pole magnetic field generated by the drive magnet 101. In FIG. 8, the W-phase power generation line element is shown in FIG.
Has been removed from the example of FIG. The W-phase signal is created by combining the U-phase and V-phase power generation line elements.

【0032】 W=−U−V(但し、U,V,Wはベクトル。) この変形例のタイミング回路は、図11において、W相
発電線素とW相発電線素アンプが不要となり、コイル駆
動信号合成回路151の前に、上式によりW相の信号を
合成するベクトル合成回路が付加される。
W = −U−V (where U, V and W are vectors.) The timing circuit of this modification does not require the W-phase generator line element and the W-phase generator line element amplifier in FIG. In front of the drive signal synthesizing circuit 151, a vector synthesizing circuit for synthesizing the W-phase signal by the above equation is added.

【0033】この変形例によれば、FGマグネットが不
要となり、駆動マグネットの着磁を最外周までできるの
で、トルクアップになる。また、FGマグネットを駆動
マグネットと別に作っていた場合には、部品点数が少な
くなり、コストダウンにつながる。
According to this modification, the FG magnet is not required and the drive magnet can be magnetized to the outermost circumference, so that the torque is increased. Also, if the FG magnet is made separately from the drive magnet, the number of parts is reduced, leading to cost reduction.

【0034】上記実施例では、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面対向型のスピン
ドルモータに適用したものであったが、本発明はそれに
限定されず、周対向型のモータ、さらにまた回転位置検
出装置を有した一般的な電磁回転機に適用が可能であ
る。周対向型のモータに適用する場合は、図14に示す
ように、線素を垂直方向に並べる必要がある。
In the above embodiment, the present invention is applied to a spindle motor having a rotational position detecting device, which is a surface-opposing spindle motor, but the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to a general electromagnetic rotating machine having a motor and a rotation position detecting device. When applied to a circumferentially opposed motor, it is necessary to arrange the line elements in the vertical direction as shown in FIG.

【0035】以上説明した実施例及び変形例では、n極
のブラシレスモータにおいて、従来のホール素子に換え
て、n相の発電線素を設け、これらの発電線素からの正
弦波信号を励磁タイミングとすることにより、ホール素
子が不要となり、装置の小型化(特に薄型化)及びロー
コスト化が可能になった。特に、面対向型のモータで
は、3相の発電線素をその面内に広げることが可能とな
り、薄型化の効果が顕著である。
In the embodiment and the modified examples described above, in the n-pole brushless motor, n-phase power generating line elements are provided in place of the conventional Hall element, and sine wave signals from these power generating line elements are excited at the excitation timing. As a result, the Hall element is not needed, and the device can be made smaller (especially thinner) and at a lower cost. Particularly, in the face-to-face type motor, the three-phase power generating line elements can be spread in the plane, and the effect of thinning is remarkable.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ローラ
とステータとからなる電磁回転機において、前記ステー
タ上に設けられた円周形状を有する磁界発生手段であっ
て、複数相の励磁電流を通電することにより回転磁界を
発生させる磁界発生手段と、この回転磁界から回転トル
クを得るために前記ロータ側に設けられたところの円周
方向に多極着磁された駆動マグネットと、上記ロータ上
に設けられた駆動マグネットが回転するときに発生する
磁界変化を検出するためのコイル手段であって、その発
電線素が前記ロータ上にエッチング形成されたところの
コイル手段と具備することを特徴とする。
As described above, the present invention relates to a magnetic field generating means having a circumferential shape provided on the stator in an electromagnetic rotating machine composed of a roller and a stator, and the exciting currents of a plurality of phases. Magnetic field generating means for generating a rotating magnetic field by energizing the rotating magnetic field, a drive magnet which is provided on the rotor side in order to obtain a rotating torque from the rotating magnetic field, and which is multi-pole magnetized in the circumferential direction, and the rotor. Coil means for detecting a change in magnetic field generated when the driving magnet provided above rotates, the coil means having the power generation line element formed by etching on the rotor. And

【0037】即ち、励磁タイミングの検出に、発電線素
を設けたことにより、薄型化が可能となり、併せて従来
の例えばホール素子等の励磁タイミング検出素子が不要
となり、コスト低減が可能となった。
That is, since the power generating line element is provided for detecting the excitation timing, it is possible to make the device thinner, and at the same time, the conventional excitation timing detection element such as a Hall element is not necessary, and the cost can be reduced. ..

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

【図1】 従来技術に係る3相ブラシレスモータの構造
を説明する平面図。
FIG. 1 is a plan view illustrating a structure of a conventional three-phase brushless motor.

【図2】 図1のモータの部分断面図。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the motor shown in FIG.

【図3】 図1モータのホール素子から出力される信号
を示すタイミングチヤート。
FIG. 3 is a timing chart showing signals output from the Hall element of the motor shown in FIG.

【図4】 従来技術における励磁タイミング検出回路及
び励磁回路の構成を示すブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing the configurations of an excitation timing detection circuit and an excitation circuit according to a conventional technique.

【図5】 従来技術に係る励磁電流のタイミングチヤー
ト。
FIG. 5 is a timing chart of the exciting current according to the related art.

【図6】 本発明の実施例に係るモータの断面図。FIG. 6 is a sectional view of a motor according to an embodiment of the present invention.

【図7】 図6モータのロータ部の平面図であって、駆
動マグネットの着磁パターンを説明する図。
FIG. 7 is a plan view of the rotor portion of the motor shown in FIG. 6, illustrating the magnetization pattern of the drive magnet.

【図8】 図7のモータの発電線素パターンを示す図。8 is a diagram showing a power generation line element pattern of the motor of FIG. 7. FIG.

【図9】 実施例モータの発電線素から出力される信号
を示すタイミングチヤート。
FIG. 9 is a timing chart showing a signal output from the power generation line element of the example motor.

【図10】 本実施例における励磁電流のタイミングチ
ヤート。
FIG. 10 is a timing chart of the exciting current in the present embodiment.

【図11】 本実施例における励磁タイミング検出回路
及び励磁回路の構成を示すブロック図。
FIG. 11 is a block diagram showing the configurations of an excitation timing detection circuit and an excitation circuit in this embodiment.

【図12】 本発明の他の実施例に係るモータのロータ
部の平面図。
FIG. 12 is a plan view of a rotor portion of a motor according to another embodiment of the present invention.

【図13】 図12モータのステータ部における発電線
素パターンを示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a power generating line element pattern in the stator portion of the motor.

【図14】 更に他の変形例に係る発電線素とマグネッ
トとの位置関係を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing a positional relationship between a power generating line element and a magnet according to still another modification.

【図15】 発電線素と駆動コイルの位置関係を示す
図。
FIG. 15 is a diagram showing a positional relationship between a power generating wire element and a drive coil.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…駆動マグネット、2…FGマグネット、4…ロータ
ヨーク、103,104,105,106…発電線素
部、101b…FG着磁パターン、102…駆動コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Driving magnet, 2 ... FG magnet, 4 ... Rotor yoke, 103, 104, 105, 106 ... Generating wire element part, 101b ... FG magnetization pattern, 102 ... Driving coil

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロータとステータとからなる電磁回転機
において、 前記ステータ上に設けられた円周形状を有する磁界発生
手段であって、複数相の励磁電流を通電することにより
回転磁界を発生させる磁界発生手段と、 この回転磁界から回転トルクを得るために前記ロータ側
に設けられたところの多極着磁された駆動マグネット
と、 上記ロータ上に設けられた駆動マグネットが回転すると
きに発生する磁界変化を検出するためのコイル手段であ
って、その発電線素が前記ステータ上にエッチング形成
されたところのコイル手段と具備する電磁回転機。
1. An electromagnetic rotating machine comprising a rotor and a stator, wherein the magnetic field generating means is provided on the stator and has a circumferential shape, and a rotating magnetic field is generated by supplying exciting currents of a plurality of phases. It is generated when the magnetic field generating means, the multi-pole magnetized drive magnet provided on the rotor side to obtain the rotational torque from the rotating magnetic field, and the drive magnet provided on the rotor rotate. An electromagnetic rotating machine comprising coil means for detecting a change in a magnetic field, the coil means having its power generating line element formed by etching on the stator.
【請求項2】 請求項1に記載の電磁回転機において、
前記コイル手段は、前記駆動マグネットが1回転する間
に、この駆動マグネットの極数の半分に等しい周波数の
信号を検出する。
2. The electromagnetic rotating machine according to claim 1,
The coil means detects a signal having a frequency equal to half the number of poles of the drive magnet during one rotation of the drive magnet.
【請求項3】 請求項1に記載の電磁回転機において、
前記コイル手段の発電線素の各々は矩形形状しており、
全ての発電線素の、前記駆動マグネットの形成する磁界
に直交する方向の切片の数は、前記駆動マグネットの磁
化反転の数に等しい。
3. The electromagnetic rotating machine according to claim 1,
Each of the power generating line elements of the coil means has a rectangular shape,
The number of intercepts of all the power generating line elements in the direction orthogonal to the magnetic field formed by the drive magnet is equal to the number of magnetization reversals of the drive magnet.
【請求項4】 請求項1に記載の電磁回転機において、
前記コイル手段の各々の発電線素の出力は、該発電線素
の出力信号の1周期を360度とし、前記磁界発生手段
の相数をnとすると、夫々360/n度ずつ位相が離れ
ている。
4. The electromagnetic rotating machine according to claim 1,
With respect to the output of each power generating line element of the coil means, when one cycle of the output signal of the power generating line element is 360 degrees and the number of phases of the magnetic field generating means is n, the phases are separated by 360 / n degrees. There is.
【請求項5】 請求項1に記載の電磁回転機において、
前記発電線素の装着位置を、前記駆動マグネットの磁化
反転位置よりも90o 遅らせる。
5. The electromagnetic rotating machine according to claim 1,
The mounting position of the power generation line element is delayed by 90 ° from the magnetization reversal position of the drive magnet.
JP3208061A 1991-07-05 1991-08-20 Electromagnetic rotating machine Withdrawn JPH0556621A (en)

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JP3208061A JPH0556621A (en) 1991-08-20 1991-08-20 Electromagnetic rotating machine
US08/280,380 US5408153A (en) 1991-07-05 1994-07-26 Index position detecting apparatus for an electromagnetic rotary machine

Applications Claiming Priority (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6161065A (en) * 1997-04-08 2000-12-12 Nissan Motor Co., Ltd. Control system for vehicular illumination
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