JPH07236296A - １個の位置検知素子により３相の位置検知信号を得る装置 - Google Patents
１個の位置検知素子により３相の位置検知信号を得る装置Info
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- JPH07236296A JPH07236296A JP6061929A JP6192994A JPH07236296A JP H07236296 A JPH07236296 A JP H07236296A JP 6061929 A JP6061929 A JP 6061929A JP 6192994 A JP6192994 A JP 6192994A JP H07236296 A JPH07236296 A JP H07236296A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 １個の位置検知素子により３相の直流電動機
に使用される３相の位置検知信号の発生装置を得ること
が目的である。 【構成】 電動機と同期回転する回転子の外周に物理的
性質の異なる第１，第２，第３の区間を順次に設け、第
１，第２，第３の区間はそれぞれ電気角で１２０度の巾
とする。本体に固定した１個の位置検知素子を第１，第
２，第３の区間に対向し、該区間が通過することによ
り、第１，第２，第３の区間に対応する３相の位置検知
信号を得る構成となっている。
に使用される３相の位置検知信号の発生装置を得ること
が目的である。 【構成】 電動機と同期回転する回転子の外周に物理的
性質の異なる第１，第２，第３の区間を順次に設け、第
１，第２，第３の区間はそれぞれ電気角で１２０度の巾
とする。本体に固定した１個の位置検知素子を第１，第
２，第３の区間に対向し、該区間が通過することによ
り、第１，第２，第３の区間に対応する３相の位置検知
信号を得る構成となっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】リラクタンス型の電動機及びブラ
シレス直流電動機の位置検知装置として利用することが
できる。
シレス直流電動機の位置検知装置として利用することが
できる。
【従来の技術】１個の位置検知素子を使用した電動機は
すでに周知で例えば本件出願人による特許登録番号第１
１６７４９４号がある。しかしこれらの技術は電動機が
起動するときに不安定な出力トルクとなる問題点があ
る。
すでに周知で例えば本件出願人による特許登録番号第１
１６７４９４号がある。しかしこれらの技術は電動機が
起動するときに不安定な出力トルクとなる問題点があ
る。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】第１の課題 ３相の直
流電動機の回転子の位置を検出して位置検知信号を得る
為の位置検知素子の数は３個である。従って電気部品の
数が多く対応して電気回路も錯雑となる不都合がある。
第２の課題 特に小型の電動機（径が２０ミリメートル
位）では上述した問題点は更に大きく解決困難な現状に
ある。
流電動機の回転子の位置を検出して位置検知信号を得る
為の位置検知素子の数は３個である。従って電気部品の
数が多く対応して電気回路も錯雑となる不都合がある。
第２の課題 特に小型の電動機（径が２０ミリメートル
位）では上述した問題点は更に大きく解決困難な現状に
ある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】第１の手段 電動機と同
期回転する導体円板と、該円板の円周面に電気角で２４
０度の巾で互いに電気角で１２０度離間して配設された
複数個の突出部と、該突出部の回転面と僅かな空隙を介
してコイル面が対向して本体に固定された１個の位置検
知素子となるコイルと、突出部の回転面の電気角で１２
０度の巾と次の１２０度の巾の部分とコイル面との空隙
長を異ならしめてコイルのインピーダンスを異ならしめ
る手段と、コイル面を通過する突出部の上記した電気角
で１２０度の第１の区間及び次の１２０度の第２の区間
及び次の１２０度の突出部のない第３の区間におけるコ
イルのインピーダンスの差をコイルに印加された高周波
交流の通電電流値の変化により検出して、第１，第２，
第３の区間に対応する第１，第２，第３の相の位置検知
信号を得る電気回路とより構成されたものである。第２
の手段 電動機と同期回転する円板と、該円板の円周面
に電気角で１２０度の巾で隣接して設けられたＮ，Ｓ磁
極のマグネットが互いに電気角で１２０度離間して配設
されたマグネット回転子と、該マグネット回転子のＮ，
Ｓ磁極面と僅かな空隙を介して対向して本体に固定され
た位置検知素子となる１個のホール素子と、該ホール素
子を通過するマグネット回転子の電気角で１２０度の巾
の磁極の第１の区間及び次の１２０度の巾の磁極の第２
の区間及び次の１２０度の巾の磁極の無い第３の区間を
通過したときにおけるホール素子の第１の出力信号及び
第２の出力信号及び第３の出力信号を検出して、第１，
第２，第３の区間に対応する３個の電気信号の隣接する
電気信号曲線間の空隙を無くした第１，第２，第３の相
の位置検知信号を得る電気回路とより構成されたもので
ある。
期回転する導体円板と、該円板の円周面に電気角で２４
０度の巾で互いに電気角で１２０度離間して配設された
複数個の突出部と、該突出部の回転面と僅かな空隙を介
してコイル面が対向して本体に固定された１個の位置検
知素子となるコイルと、突出部の回転面の電気角で１２
０度の巾と次の１２０度の巾の部分とコイル面との空隙
長を異ならしめてコイルのインピーダンスを異ならしめ
る手段と、コイル面を通過する突出部の上記した電気角
で１２０度の第１の区間及び次の１２０度の第２の区間
及び次の１２０度の突出部のない第３の区間におけるコ
イルのインピーダンスの差をコイルに印加された高周波
交流の通電電流値の変化により検出して、第１，第２，
第３の区間に対応する第１，第２，第３の相の位置検知
信号を得る電気回路とより構成されたものである。第２
の手段 電動機と同期回転する円板と、該円板の円周面
に電気角で１２０度の巾で隣接して設けられたＮ，Ｓ磁
極のマグネットが互いに電気角で１２０度離間して配設
されたマグネット回転子と、該マグネット回転子のＮ，
Ｓ磁極面と僅かな空隙を介して対向して本体に固定され
た位置検知素子となる１個のホール素子と、該ホール素
子を通過するマグネット回転子の電気角で１２０度の巾
の磁極の第１の区間及び次の１２０度の巾の磁極の第２
の区間及び次の１２０度の巾の磁極の無い第３の区間を
通過したときにおけるホール素子の第１の出力信号及び
第２の出力信号及び第３の出力信号を検出して、第１，
第２，第３の区間に対応する３個の電気信号の隣接する
電気信号曲線間の空隙を無くした第１，第２，第３の相
の位置検知信号を得る電気回路とより構成されたもので
ある。
【０００４】
【作用】電動機と同期回転する回転子の外周に物理的な
性質の異なる第１，第２，第３の区間を設け、それぞれ
の区間は電気角で１２０度の巾とする。本体に固定した
１個の位置検知素子を第１，第２，第３の区間が通過す
ることにより、対応した第１，第２，第３の位置検知信
号が得られるので、該信号により対応する第１，第２，
第３の相の電機子コイルの通電制御を行なうことにより
電動機を回転せしめることができる。従来の手段による
と、３個の位置検知素子が必要となるが、本発明の手段
によると１個でよいので構成が簡素化され、径が２０ミ
リメートル位の小型の電動機に適用すると特に有効な手
段となる。
性質の異なる第１，第２，第３の区間を設け、それぞれ
の区間は電気角で１２０度の巾とする。本体に固定した
１個の位置検知素子を第１，第２，第３の区間が通過す
ることにより、対応した第１，第２，第３の位置検知信
号が得られるので、該信号により対応する第１，第２，
第３の相の電機子コイルの通電制御を行なうことにより
電動機を回転せしめることができる。従来の手段による
と、３個の位置検知素子が必要となるが、本発明の手段
によると１個でよいので構成が簡素化され、径が２０ミ
リメートル位の小型の電動機に適用すると特に有効な手
段となる。
【０００５】
【実施例】図１以降について本発明の実施例を説明す
る。各図面の同一記号のものは同一部材なので、その重
複した説明は省略する。以降の角度表示はすべて電気角
で表示する。次に本発明が適用される３相片波のリラク
タンス型の電動機の構成について説明する。図１は、固
定電機子と回転子の平面図である。図１において、記号
１は回転子で、その突極１ａ，１ｂ，…の巾は１８０
度、それぞれは３６０度の位相差で等しいピッチで配設
されている。回転子１は、珪素鋼板を積層した周知の手
段により作られている。記号５は回転軸である。固定電
機子１６には、磁極１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，
１６ｅ，１６ｆが、それ等の巾が１８０度で、等しい離
間角で配設されている。突極と磁極の巾は１８０度で等
しくされている。突極数は８個，磁極数は６個である。
電機子１６も回転子１と同じ手段により作られている。
る。各図面の同一記号のものは同一部材なので、その重
複した説明は省略する。以降の角度表示はすべて電気角
で表示する。次に本発明が適用される３相片波のリラク
タンス型の電動機の構成について説明する。図１は、固
定電機子と回転子の平面図である。図１において、記号
１は回転子で、その突極１ａ，１ｂ，…の巾は１８０
度、それぞれは３６０度の位相差で等しいピッチで配設
されている。回転子１は、珪素鋼板を積層した周知の手
段により作られている。記号５は回転軸である。固定電
機子１６には、磁極１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，
１６ｅ，１６ｆが、それ等の巾が１８０度で、等しい離
間角で配設されている。突極と磁極の巾は１８０度で等
しくされている。突極数は８個，磁極数は６個である。
電機子１６も回転子１と同じ手段により作られている。
【０００６】磁極１６ａ，１６ｂ，…には、電機子コイ
ル１７ａ，１７ｂ，…がそれぞれ捲着されている。図４
は、図１の磁極と回転子の展開図である。図４におい
て、円環部１６及び磁極１６ａ，１６ｂ，…は、図示し
ない外筺に固定されて固定電機子となる。記号１６の部
分は磁路となる磁心である。電機子コイル１７ａ，１７
ｄは直列若しくは並列に接続され、この接続体を電機子
コイルＫと呼称する。電機子コイル１７ｂ，１７ｅ及び
電機子コイル１７ｃ，１７ｆも同様に接続され、これ等
をそれぞれ電機子コイルＬ，電機子コイルＭと呼称す
る。電機子コイルＬが通電されていると、突極１ｂ，１
ｆが吸引されて、矢印Ａ方向に回転子１が回転する。６
０度回転すると、電機子コイルＬの通電が断たれ、電機
子コイルＭが通電される。更に１２０度回転すると、電
機子コイルＭの通電が断たれて、電機子コイルＫが通電
される。通電モードは１２０度の回転毎に、電機子コイ
ルＫ→電機子コイルＬ→電機子コイルＭ→とサイクリッ
クに交替され、３相片波の電動機として駆動される。こ
のときに軸対称の位置にある磁極は、図示のようにＮ，
Ｓ極に着磁されている。励磁される２個の磁極が常に異
極となっている為に、非励磁磁極を通る洩れ磁束は互い
に反対方向となり、反トルクの発生が防止される。
ル１７ａ，１７ｂ，…がそれぞれ捲着されている。図４
は、図１の磁極と回転子の展開図である。図４におい
て、円環部１６及び磁極１６ａ，１６ｂ，…は、図示し
ない外筺に固定されて固定電機子となる。記号１６の部
分は磁路となる磁心である。電機子コイル１７ａ，１７
ｄは直列若しくは並列に接続され、この接続体を電機子
コイルＫと呼称する。電機子コイル１７ｂ，１７ｅ及び
電機子コイル１７ｃ，１７ｆも同様に接続され、これ等
をそれぞれ電機子コイルＬ，電機子コイルＭと呼称す
る。電機子コイルＬが通電されていると、突極１ｂ，１
ｆが吸引されて、矢印Ａ方向に回転子１が回転する。６
０度回転すると、電機子コイルＬの通電が断たれ、電機
子コイルＭが通電される。更に１２０度回転すると、電
機子コイルＭの通電が断たれて、電機子コイルＫが通電
される。通電モードは１２０度の回転毎に、電機子コイ
ルＫ→電機子コイルＬ→電機子コイルＭ→とサイクリッ
クに交替され、３相片波の電動機として駆動される。こ
のときに軸対称の位置にある磁極は、図示のようにＮ，
Ｓ極に着磁されている。励磁される２個の磁極が常に異
極となっている為に、非励磁磁極を通る洩れ磁束は互い
に反対方向となり、反トルクの発生が防止される。
【０００７】電機子コイルＫ，Ｌ，Ｍをそれぞれ第１，
第２，第３の相の電機子コイルと呼称する。次に第１，
第２，第３の相の電機子コイルの通電を制御する為に突
極１ａ，１ｂ，…の回転位置を検知して位置検知信号を
発生する手段について説明する。図２は、本発明装置の
側面図である。図２において、記号３は、固定電機子１
６，１６ａ，１６ｂ，…が内周面に固定された外筺であ
る。回転軸５の右端には、回転円板１５の中心が固定さ
れ、回転子１（図示せず）と同期回転する。回転円板１
５の平面図が図３に示されている。図３において、回転
円板１５は、アルミニユームのような金属導体で作ら
れ、その外周回転面には、突出部１５ａ，１５ｂ，…が
設けられる。突出部１５ａ，１５ｂ，…の巾は１２０度
で、それぞれの突出部は互いに２４０度離間している。
第２，第３の相の電機子コイルと呼称する。次に第１，
第２，第３の相の電機子コイルの通電を制御する為に突
極１ａ，１ｂ，…の回転位置を検知して位置検知信号を
発生する手段について説明する。図２は、本発明装置の
側面図である。図２において、記号３は、固定電機子１
６，１６ａ，１６ｂ，…が内周面に固定された外筺であ
る。回転軸５の右端には、回転円板１５の中心が固定さ
れ、回転子１（図示せず）と同期回転する。回転円板１
５の平面図が図３に示されている。図３において、回転
円板１５は、アルミニユームのような金属導体で作ら
れ、その外周回転面には、突出部１５ａ，１５ｂ，…が
設けられる。突出部１５ａ，１５ｂ，…の巾は１２０度
で、それぞれの突出部は互いに２４０度離間している。
【０００８】突出部１５ａ，１５ｂ，…に隣接して斜線
部の突出部１６ａ，１６ｂ，…が設けられ、突出部１５
ａ，１５ｂ，…に対して突出部１６ａ，１６ｂ，…は所
定長だけ表面が後退している。突出部１６ａ，１６ｂ，
…の巾も１２０度となり空隙部の巾も１２０度となって
いる。突出部１５ａ，１５ｂ，…と突出部１６ａ，１６
ｂ，…の数は８個で突極１ａ，１ｂ，…の数は８個であ
る。点線２３ａ，２３ｂは、かかる突出部が設けられて
いることを略示したものである。図２の点線Ｃで示す筺
体には、位置検知素子となる小径の偏平なコイル１０が
載置され、コイル面は突出部１５ａ，１５ｂ，…及び突
出部１６ａ，１６ｂ，…に空隙を介して対向している。
部の突出部１６ａ，１６ｂ，…が設けられ、突出部１５
ａ，１５ｂ，…に対して突出部１６ａ，１６ｂ，…は所
定長だけ表面が後退している。突出部１６ａ，１６ｂ，
…の巾も１２０度となり空隙部の巾も１２０度となって
いる。突出部１５ａ，１５ｂ，…と突出部１６ａ，１６
ｂ，…の数は８個で突極１ａ，１ｂ，…の数は８個であ
る。点線２３ａ，２３ｂは、かかる突出部が設けられて
いることを略示したものである。図２の点線Ｃで示す筺
体には、位置検知素子となる小径の偏平なコイル１０が
載置され、コイル面は突出部１５ａ，１５ｂ，…及び突
出部１６ａ，１６ｂ，…に空隙を介して対向している。
【０００９】回転円板１５とコイル１０の展開図が図５
に示されている。矢印Ａは回転方向で、図４の矢印Ａと
同じ方向である。矢印Ｄの巾は１２０度、矢印Ｅの巾も
１２０度である。空隙部の巾も１２０度である。次にコ
イル１０より位置検知信号を得る手段について説明す
る。コイルは５ミリメートル径で５０ターン位の空心の
ものである。図７に、コイル１０より、３相の位置検知
信号を得る為の装置が示されている。
に示されている。矢印Ａは回転方向で、図４の矢印Ａと
同じ方向である。矢印Ｄの巾は１２０度、矢印Ｅの巾も
１２０度である。空隙部の巾も１２０度である。次にコ
イル１０より位置検知信号を得る手段について説明す
る。コイルは５ミリメートル径で５０ターン位の空心の
ものである。図７に、コイル１０より、３相の位置検知
信号を得る為の装置が示されている。
【００１０】図７において、コイル１０，抵抗９ａ，９
ｂ，９ｃ，…９ｅはブリッジ回路となり、コイル１０が
突出部１５ａ，１５ｂ，…に対向していないときには平
衡するように調整されている。即ちダイオード１１ａ，
コンデンサ１２ａならびにダイオード１１ｂ，コンデン
サ１２ｂよりなるローパスフイルタの出力は等しく、オ
ペアンプ１３ｂの出力はローレベルとなる。記号７は発
振器で１メガサイクル位の発振が行なわれている。コイ
ル１０が突出部１５ａ，１５ｂ，…に対向すると、鉄損
（渦流損とヒステリシス損）により、インピーダンスが
減少するので、抵抗９ａの電圧降下が大きくなり、オペ
アンプ１３ｂの出力はハイレベルとなる。
ｂ，９ｃ，…９ｅはブリッジ回路となり、コイル１０が
突出部１５ａ，１５ｂ，…に対向していないときには平
衡するように調整されている。即ちダイオード１１ａ，
コンデンサ１２ａならびにダイオード１１ｂ，コンデン
サ１２ｂよりなるローパスフイルタの出力は等しく、オ
ペアンプ１３ｂの出力はローレベルとなる。記号７は発
振器で１メガサイクル位の発振が行なわれている。コイ
ル１０が突出部１５ａ，１５ｂ，…に対向すると、鉄損
（渦流損とヒステリシス損）により、インピーダンスが
減少するので、抵抗９ａの電圧降下が大きくなり、オペ
アンプ１３ｂの出力はハイレベルとなる。
【００１１】オペアンプ１３ａの＋，−端子の入力を説
明する。コイル１０の面を突出部１５ａが通過したとき
にそのインピーダンスが最少となり、次に突出部１６ａ
を通過すると空隙長が大きいので、インピーダンスが増
大し、次に空間部を通過すると更に増大する。空間部を
通過したときに図７のオペアンプ１３ｂの＋，−の端子
の入力は等しくなるようになっているので、その出力は
ローレベルとなる。このときに、オペアンプ１３ａの−
端子の入力は、抵抗９ｄの電圧降下分だけ上昇している
のでオペアンプ１３ａの出力もローレベルとなってい
る。ダイオード１１ｃ，コンデンサ１２ｃは平滑回路で
ある。突出部１５ａ，１６ａにコイル１０が順次に対向
すると、オペアンプ１３ｂの出力波形は、図９のグラフ
の曲線２７ａとなる。曲線の下部の巾は２４０度、点線
Ｇの部分では１２０度である。オペアンプ１３ａの−端
子の入力は前述したように抵抗９ｄの電圧降下分だけ上
昇しているので、オペアンプ１３ａの出力は図９の点線
Ｇの上の部分だけの出力となり、図９の曲線２８ａとな
り、１２０度の巾となる。
明する。コイル１０の面を突出部１５ａが通過したとき
にそのインピーダンスが最少となり、次に突出部１６ａ
を通過すると空隙長が大きいので、インピーダンスが増
大し、次に空間部を通過すると更に増大する。空間部を
通過したときに図７のオペアンプ１３ｂの＋，−の端子
の入力は等しくなるようになっているので、その出力は
ローレベルとなる。このときに、オペアンプ１３ａの−
端子の入力は、抵抗９ｄの電圧降下分だけ上昇している
のでオペアンプ１３ａの出力もローレベルとなってい
る。ダイオード１１ｃ，コンデンサ１２ｃは平滑回路で
ある。突出部１５ａ，１６ａにコイル１０が順次に対向
すると、オペアンプ１３ｂの出力波形は、図９のグラフ
の曲線２７ａとなる。曲線の下部の巾は２４０度、点線
Ｇの部分では１２０度である。オペアンプ１３ａの−端
子の入力は前述したように抵抗９ｄの電圧降下分だけ上
昇しているので、オペアンプ１３ａの出力は図９の点線
Ｇの上の部分だけの出力となり、図９の曲線２８ａとな
り、１２０度の巾となる。
【００１２】コイル１０が他の突出部と対向したときの
オペアンプ１３ｂ，１３ａの出力も同様で、これ等の出
力が曲線２７ｂ，２７ｃ，…，曲線２８ｂ，２８ｃ，…
として図９に示されている。オペアンプ１３ｂの出力は
２４０度の巾であるが、曲線２８ａ，２８ｂ，…の信号
が、反転回路２５ａを介してアンド回路２６に入力され
ているのでアンド回路２６の出力は曲線２９ａ，２９
ｂ，…の曲線となる。オペアンプ１３ｂの＋端子の入力
即ち図９の曲線２７ａ，２７ｂ，…を反転回路２５ｂで
反転した信号が図９の曲線３０ａ，３０ｂ，…となる。
以上の説明より理解されるように、図７の端子６ａ，６
ｂ，６ｃの出力はそれぞれ図９の曲線２８ａ，２８ｂ，
…と曲線２９ａ，２９ｂ，…と曲線３０ａ，３０ｂ，…
となる。曲線の巾は１２０度で位相が１２０度づつおく
れているので、３相の位置検知信号となる。
オペアンプ１３ｂ，１３ａの出力も同様で、これ等の出
力が曲線２７ｂ，２７ｃ，…，曲線２８ｂ，２８ｃ，…
として図９に示されている。オペアンプ１３ｂの出力は
２４０度の巾であるが、曲線２８ａ，２８ｂ，…の信号
が、反転回路２５ａを介してアンド回路２６に入力され
ているのでアンド回路２６の出力は曲線２９ａ，２９
ｂ，…の曲線となる。オペアンプ１３ｂの＋端子の入力
即ち図９の曲線２７ａ，２７ｂ，…を反転回路２５ｂで
反転した信号が図９の曲線３０ａ，３０ｂ，…となる。
以上の説明より理解されるように、図７の端子６ａ，６
ｂ，６ｃの出力はそれぞれ図９の曲線２８ａ，２８ｂ，
…と曲線２９ａ，２９ｂ，…と曲線３０ａ，３０ｂ，…
となる。曲線の巾は１２０度で位相が１２０度づつおく
れているので、３相の位置検知信号となる。
【００１３】上述した位置検知信号により通電制御の行
なわれる電機子コイルの説明をする。上述した位置検知
信号は、一般の手段によると、３個の１２０度離間した
位置検知素子により得ているが、本発明によると、１個
の位置検知素子により得られるので位置検知装置の構成
が簡素化される作用効果がある。回転円板１５の代り
に、マグネット回転子とホール素子を利用しても同じ目
的が達成される。次にその説明をする。図３において、
回転軸５には、プラスチック円板１６が固定され、その
外周には、円環状のマグネットが固定される。上述した
マグネットの展開図が図６に示される。図６において、
１２０度の巾のＮ，Ｓ磁極（記号２３ａ，２３ｂ，…と
記号２４ａ，２４ｂ，…）が配設され、斜線部は無磁極
部で１２０度の巾となっている。矢印Ｄ，Ｅの巾は１２
０度である。
なわれる電機子コイルの説明をする。上述した位置検知
信号は、一般の手段によると、３個の１２０度離間した
位置検知素子により得ているが、本発明によると、１個
の位置検知素子により得られるので位置検知装置の構成
が簡素化される作用効果がある。回転円板１５の代り
に、マグネット回転子とホール素子を利用しても同じ目
的が達成される。次にその説明をする。図３において、
回転軸５には、プラスチック円板１６が固定され、その
外周には、円環状のマグネットが固定される。上述した
マグネットの展開図が図６に示される。図６において、
１２０度の巾のＮ，Ｓ磁極（記号２３ａ，２３ｂ，…と
記号２４ａ，２４ｂ，…）が配設され、斜線部は無磁極
部で１２０度の巾となっている。矢印Ｄ，Ｅの巾は１２
０度である。
【００１４】ホール素子１０ａは磁極に対向し、図６の
矢印Ａ方向にマグネットが回転することにより対応して
出力が得られる。次にその説明をする。図５、図６の回
転体はそれぞれ図３の回転子１５と１６の外周側面若し
くは外周面のいづれに設けてもよい。図８において、ホ
ール素子１０ａがＮ，Ｓ磁極に対向したときの２個の出
力信号は増幅回路により増幅されて、フリップフロップ
回路２５ａに入力される。フリップフロップ回路を以降
はＦＦ回路と略称する。ＦＦ回路２５ａの出力の１つは
トランジスタ回路２５ｃを介して端子６ａより導出さ
れ、ホール素子の他の１つの出力もＦＦ回路２５ａに入
力される。ＦＦ回路２５ａの他の１つの出力もトランジ
スタ回路２５ｂを介して端子６ｂより導出される。ホー
ル素子１０ａの左右の２つの出力は、それぞれダイオー
ド２６ａ，２６ｂを介して反転回路２６に入力され、そ
の出力はトランジスタ回路２５ｂ，２５ｃの制御入力と
なり、反転回路２６の出力は端子６ｃより導出される。
ホール素子１０ａが図６のＮ極に対向すると端子６ａよ
り磁極巾と同じ巾の１２０度の巾の位置検知信号が得ら
れる。次に図６のＳ極に対向すると、ＦＦ回路２５ａの
下側の出力により、端子６ｂより１２０度の巾の位置検
知信号が得られる。このときに、ダイオード２６ａ若し
くはダイオード２６ｂを介する反転回路２６の入力はハ
イレベルなので端子６ｃの出力はローレベルとなってい
る。ホール素子１０ａが図６の１２０度の巾の無磁界部
（斜線部）に対向すると、ホール素子１０ａの出力が消
滅するので、ＦＦ回路２５ａの２つの入力もローレベル
となる。ＦＦ回路２５ａの出力の１つはハイレベルに保
持されたままとなるが、ダイオード２６ａまたはダイオ
ード２６ｂを介する反転回路２６の入力がハイレベルと
なっているのでその出力がローレベルとなり、トランジ
スタ回路２５ｂ，２５ｃの制御入力もローレベルとな
る。従ってトランジスタ回路２５ｂ，２５ｃは不導通に
保持されるので、端子６ａ，６ｂの出力もローレベルと
なる。ホール素子１０ａが、電源を投入したときに図６
の１２０度の巾の無磁界部に対向しているときでも、Ｆ
Ｆ回路２５ａの２つの出力が得られるが、このときには
ダイオード２６ａ，２６ｂを介する出力はローレベルと
なるので、トランジスタ回路２５ｂ，２５ｃの制御入力
がなく不導通に保持され、従って端子６ａ，６ｂの出力
はローレベルとなる。ホール素子１０ａの左右の２つの
出力は増幅されてダイオード２６ａ，２６ｂの入力とな
り、ダイオード２６ａ，２６ｂの出力は小容量のコンデ
ンサにより両者の出力の境界の電圧が零値となることを
防止している。以上の説明により理解されるように、ホ
ール素子１０ａが図６のＮ極，Ｓ極，無磁界部に対向す
ることに対応して端子６ａ，６ｂ，６ｃより１２０度の
巾の矩形波の位置検知信号を得ることができる。上述し
た手段により、矩形波の境界の信号の空隙が無くなる作
用がある。空隙があると、この位置にホール素子１０ａ
が対向したときに出力がなく、従って起動が不安定とな
る欠点が発生するが、本発明の手段によるとこの欠点が
除去される作用がある。
矢印Ａ方向にマグネットが回転することにより対応して
出力が得られる。次にその説明をする。図５、図６の回
転体はそれぞれ図３の回転子１５と１６の外周側面若し
くは外周面のいづれに設けてもよい。図８において、ホ
ール素子１０ａがＮ，Ｓ磁極に対向したときの２個の出
力信号は増幅回路により増幅されて、フリップフロップ
回路２５ａに入力される。フリップフロップ回路を以降
はＦＦ回路と略称する。ＦＦ回路２５ａの出力の１つは
トランジスタ回路２５ｃを介して端子６ａより導出さ
れ、ホール素子の他の１つの出力もＦＦ回路２５ａに入
力される。ＦＦ回路２５ａの他の１つの出力もトランジ
スタ回路２５ｂを介して端子６ｂより導出される。ホー
ル素子１０ａの左右の２つの出力は、それぞれダイオー
ド２６ａ，２６ｂを介して反転回路２６に入力され、そ
の出力はトランジスタ回路２５ｂ，２５ｃの制御入力と
なり、反転回路２６の出力は端子６ｃより導出される。
ホール素子１０ａが図６のＮ極に対向すると端子６ａよ
り磁極巾と同じ巾の１２０度の巾の位置検知信号が得ら
れる。次に図６のＳ極に対向すると、ＦＦ回路２５ａの
下側の出力により、端子６ｂより１２０度の巾の位置検
知信号が得られる。このときに、ダイオード２６ａ若し
くはダイオード２６ｂを介する反転回路２６の入力はハ
イレベルなので端子６ｃの出力はローレベルとなってい
る。ホール素子１０ａが図６の１２０度の巾の無磁界部
（斜線部）に対向すると、ホール素子１０ａの出力が消
滅するので、ＦＦ回路２５ａの２つの入力もローレベル
となる。ＦＦ回路２５ａの出力の１つはハイレベルに保
持されたままとなるが、ダイオード２６ａまたはダイオ
ード２６ｂを介する反転回路２６の入力がハイレベルと
なっているのでその出力がローレベルとなり、トランジ
スタ回路２５ｂ，２５ｃの制御入力もローレベルとな
る。従ってトランジスタ回路２５ｂ，２５ｃは不導通に
保持されるので、端子６ａ，６ｂの出力もローレベルと
なる。ホール素子１０ａが、電源を投入したときに図６
の１２０度の巾の無磁界部に対向しているときでも、Ｆ
Ｆ回路２５ａの２つの出力が得られるが、このときには
ダイオード２６ａ，２６ｂを介する出力はローレベルと
なるので、トランジスタ回路２５ｂ，２５ｃの制御入力
がなく不導通に保持され、従って端子６ａ，６ｂの出力
はローレベルとなる。ホール素子１０ａの左右の２つの
出力は増幅されてダイオード２６ａ，２６ｂの入力とな
り、ダイオード２６ａ，２６ｂの出力は小容量のコンデ
ンサにより両者の出力の境界の電圧が零値となることを
防止している。以上の説明により理解されるように、ホ
ール素子１０ａが図６のＮ極，Ｓ極，無磁界部に対向す
ることに対応して端子６ａ，６ｂ，６ｃより１２０度の
巾の矩形波の位置検知信号を得ることができる。上述し
た手段により、矩形波の境界の信号の空隙が無くなる作
用がある。空隙があると、この位置にホール素子１０ａ
が対向したときに出力がなく、従って起動が不安定とな
る欠点が発生するが、本発明の手段によるとこの欠点が
除去される作用がある。
【００１５】図８の端子６ａ，６ｂ，６ｃの出力信号は
図１０のグラフにおいてそれぞれ曲線３１ａ，３１ｂ，
…と曲線３２ａ，３２ｂ，…と曲線３３ａ，３３ｂ，…
として示され、図８の反転回路２６の入力信号は図１０
のグラフの曲線３４ａ，３４ｂ，…として示されてい
る。上述した説明より理解されるように、図６のマグネ
ットが電動機の回転子と同期回転すると、端子６ａ，６
ｂ，６ｃより３相の１２０度の巾の位置検知信号が得ら
れる。この信号の第１，第２，第３の相の１２０度の巾
の位置検知信号は互いに連続し、空隙がないので安定確
実に起動する電動機が得られる作用効果がある。本発明
装置は３相のマグネット回転子を有する片波通電の直流
電動機の位置検知装置としても利用することができる。
図１０のグラフにおいてそれぞれ曲線３１ａ，３１ｂ，
…と曲線３２ａ，３２ｂ，…と曲線３３ａ，３３ｂ，…
として示され、図８の反転回路２６の入力信号は図１０
のグラフの曲線３４ａ，３４ｂ，…として示されてい
る。上述した説明より理解されるように、図６のマグネ
ットが電動機の回転子と同期回転すると、端子６ａ，６
ｂ，６ｃより３相の１２０度の巾の位置検知信号が得ら
れる。この信号の第１，第２，第３の相の１２０度の巾
の位置検知信号は互いに連続し、空隙がないので安定確
実に起動する電動機が得られる作用効果がある。本発明
装置は３相のマグネット回転子を有する片波通電の直流
電動機の位置検知装置としても利用することができる。
【００１６】
【発明の効果】位置検知素子が１個となるので電動機の
制御装置が簡素化される効果がある。特に径の小さい２
０ミリメートル位の径の電動機の場合に有効な手段とな
る。大きい出力の３相リラクタンス型の電動機の場合に
は、位置検知素子としてコイル１０を利用することによ
り、磁極の発生する強い磁界の影響を受けることなく良
質な位置検知信号が得られる効果がある。
制御装置が簡素化される効果がある。特に径の小さい２
０ミリメートル位の径の電動機の場合に有効な手段とな
る。大きい出力の３相リラクタンス型の電動機の場合に
は、位置検知素子としてコイル１０を利用することによ
り、磁極の発生する強い磁界の影響を受けることなく良
質な位置検知信号が得られる効果がある。
【図１】リラクタンス型電動機の電機子と回転子の平面
図
図
【図２】本発明装置の外観を示す側面図
【図３】回転子１５，１６の説明図
【図４】本発明装置の電機子と回転子の展開図
【図５】コイルを利用した位置検知装置の展開図
【図６】マグネットを使用した位置検知装置の展開図
【図７】図５の位置検知装置の電気回路図
【図８】図６の位置検知装置の電気回路図
【図９】図５の位置検知装置の位置検知信号のグラフ
【図１０】図６の位置検知装置の位置検知信号のグラフ
１，１ａ，１ｂ，… 回転子と突出部 ５ 回転軸 １６，１６ａ，１６ｂ，… 電機子と磁極 １７ａ，１７ｂ，… 電機子コイル ３ 外筺 １５ 円板 １５ａ，１５ｂ，…，１６ａ，１６ｂ，… 突出部 １６ 回転子 １０ コイル １０ａ ホール素子 ２３ａ，２３ｂ，…，２４ａ，２４ｂ，… Ｎ，Ｓ磁極 ７ 発振器 １３ａ，１３ｂ オペアンプ ２５ａ，２５ｂ フリップフロップ回路 ２７ａ，２７ｂ，… コイル１０の出力信号 ２８ａ，２８ｂ，…，２９ａ，２９ｂ，…，３０ａ，３
０ｂ，… 位置検知信号曲線 ３１ａ，３１ｂ，…，３２ａ，３２ｂ，…，３３ａ，３
３ｂ，… 位置検知信号曲線
０ｂ，… 位置検知信号曲線 ３１ａ，３１ｂ，…，３２ａ，３２ｂ，…，３３ａ，３
３ｂ，… 位置検知信号曲線
Claims (2)
- 【請求項１】電動機と同期回転する導体円板と、該円板
の円周面に電気角で２４０度の巾で互いに電気角で１２
０度離間して配設された複数個の突出部と、該突出部の
回転面と僅かな空隙を介してコイル面が対向して本体に
固定された１個の位置検知素子となるコイルと、突出部
の回転面の電気角で１２０度の巾と次の１２０度の巾の
部分とコイル面との空隙長を異ならしめてコイルのイン
ピーダンスを異ならしめる手段と、コイル面を通過する
突出部の上記した電気角で１２０度の第１の区間及び次
の１２０度の第２の区間及び次の１２０度の突出部のな
い第３の区間におけるコイルのインピーダンスの差をコ
イルに印加された高周波交流の通電電流値の変化により
検出して、第１，第２，第３の区間に対応する第１，第
２，第３の相の位置検知信号を得る電気回路とより構成
されたことを特徴とする１個の位置検知素子により３相
の位置検知信号を得る装置。 - 【請求項２】電動機と同期回転する円板と、該円板の円
周面に電気角で１２０度の巾で隣接して設けられたＮ，
Ｓ磁極のマグネットが互いに電気角で１２０度離間して
配設されたマグネット回転子と、該マグネット回転子の
Ｎ，Ｓ磁極面と僅かな空隙を介して対向して本体に固定
された位置検知素子となる１個のホール素子と、該ホー
ル素子を通過するマグネット回転子の電気角で１２０度
の巾の磁極の第１の区間及び次の１２０度の巾の磁極の
第２の区間及び次の１２０度の巾の磁極の無い第３の区
間を通過したときにおけるホール素子の第１の出力信号
及び第２の出力信号及び第３の出力信号を検出して、第
１，第２，第３の区間に対応する３個の電気信号の隣接
する電気信号曲線間の空隙を無くした第１，第２，第３
の相の位置検知信号を得る電気回路とより構成されたこ
とを特徴とする１個の位置検知素子により３相の位置検
知信号を得る装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6061929A JPH07236296A (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | １個の位置検知素子により３相の位置検知信号を得る装置 |
| PCT/JP1995/000077 WO1995022851A1 (fr) | 1994-02-22 | 1995-01-24 | Appareil d'obtention de signaux de detection de position tri-phases a l'aide d'un element de detection de position |
| US08/507,281 US5691638A (en) | 1994-02-22 | 1995-01-24 | Apparatus for obtaining 3-phase position detecting signals by using a single position detecting element |
| EP95906512A EP0698963A4 (en) | 1994-02-22 | 1995-01-24 | DEVICE FOR DETERMINING THREE-PHASE POSITION DETECTION SIGNALS BY MEANS OF A DETECTION ELEMENT |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6061929A JPH07236296A (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | １個の位置検知素子により３相の位置検知信号を得る装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07236296A true JPH07236296A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=13185352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6061929A Pending JPH07236296A (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | １個の位置検知素子により３相の位置検知信号を得る装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5691638A (ja) |
| EP (1) | EP0698963A4 (ja) |
| JP (1) | JPH07236296A (ja) |
| WO (1) | WO1995022851A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI112278B (fi) * | 2000-01-20 | 2003-11-14 | High Speed Tech Ltd Oy | Menetelmä sähkökoneen roottorin sijainnin määrittämiseksi sekä sijaintianturi |
| KR100388248B1 (ko) * | 2000-02-10 | 2003-06-18 | 엘지전자 주식회사 | 단상 에스알엠의 파킹 장치 |
| US10323960B2 (en) * | 2014-12-31 | 2019-06-18 | Ingersoll-Rand Company | Method of making sensing mechanism and machine system using same |
| JP6330127B2 (ja) * | 2015-06-22 | 2018-05-30 | コニカミノルタ株式会社 | ３相ｄｃブラシレスモータの制御方法並びに該制御方法を有する３相ｄｃブラシレスモータが取り付けられた感光体ドラム、転写ベルト、及び画像形成装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50136607A (ja) * | 1974-04-19 | 1975-10-30 | ||
| JPS58279B2 (ja) * | 1974-09-12 | 1983-01-06 | カブシキガイシヤ セコ−ギケン | １ コノイチケンチソシニヨリツウデンセイギヨノオコナワレル ハンドウタイデンドウキ |
| US4142153A (en) * | 1977-02-17 | 1979-02-27 | Sperry Rand Corporation | Tachometer for measuring speed and direction of shaft rotation with a single sensing element |
| JPS58279A (ja) * | 1981-06-24 | 1983-01-05 | Nitto Electric Ind Co Ltd | 樹脂被覆線状体の製造方法 |
| NL8401336A (nl) * | 1984-04-26 | 1985-11-18 | Philips Nv | Eenfase reluktantiemotor. |
| GB8519384D0 (en) * | 1985-08-01 | 1985-09-04 | Lucas Ind Plc | Position encoder |
| EP0422226B1 (en) * | 1988-10-07 | 1996-05-15 | Kabushikigaisha Sekogiken | Reluctance motor |
| GB9311694D0 (en) * | 1993-06-07 | 1993-07-21 | Switched Reluctance Drives Ltd | Electric machine rotor prosition encoder |
-
1994
- 1994-02-22 JP JP6061929A patent/JPH07236296A/ja active Pending
-
1995
- 1995-01-24 US US08/507,281 patent/US5691638A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-24 WO PCT/JP1995/000077 patent/WO1995022851A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1995-01-24 EP EP95906512A patent/EP0698963A4/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0698963A4 (en) | 1996-06-26 |
| WO1995022851A1 (fr) | 1995-08-24 |
| EP0698963A1 (en) | 1996-02-28 |
| US5691638A (en) | 1997-11-25 |
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