JPH0727823Y2 - Servostepping motor with position sensing element - Google Patents

Servostepping motor with position sensing element

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JPH0727823Y2
JPH0727823Y2 JP1986062890U JP6289086U JPH0727823Y2 JP H0727823 Y2 JPH0727823 Y2 JP H0727823Y2 JP 1986062890 U JP1986062890 U JP 1986062890U JP 6289086 U JP6289086 U JP 6289086U JP H0727823 Y2 JPH0727823 Y2 JP H0727823Y2
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magnetic
magnet rotor
stepping motor
pole
stator
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白木  学
喜久雄 島津
和雄 鈴木
修美 宮尾
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Kaneka Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、閉ループ制御に適するように位置検知素子を
備えることで結果的に磁気エンコーダを内蔵し、サーボ
制御に適した回転子の位置信号を合理的に得ることがで
きるようにした、低慣性で応答性の良い位置検知素子を
備えたサーボステッピングモータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention has a position detection element suitable for closed-loop control, and consequently has a built-in magnetic encoder, and is suitable for servo control. The present invention relates to a servo stepping motor equipped with a position detecting element having low inertia and excellent responsiveness, which is capable of rationally obtaining

[従来技術とその問題点] ステッピングモータは、エンコーダがなくても位置決め
ができる特徴があり、しかも簡単な開ループ制御回路構
成で足りるため安価に構成できるメリットがある。しか
しながら、ステッピングモータは高速回転させると回路
からの信号についていくことができず、脱調するという
欠点がある。
[Prior Art and its Problems] The stepping motor has a feature that it can perform positioning without an encoder, and has a merit that it can be inexpensively constructed because a simple open loop control circuit configuration is sufficient. However, when the stepping motor is rotated at a high speed, it cannot keep up with the signal from the circuit, and there is a drawback that it loses synchronization.

このため、ステッピングモータは、高速回転には適さ
ず、高速回転では、DCブラシレスモータに劣るものであ
るが、近年、ステッピングモータの性能をアップさせる
ためにエンコーダを内蔵し、該エンコーダからの信号を
フィードバックして高速回転させても脱調させないよう
にする要求が強くなってきた。
Therefore, the stepping motor is not suitable for high-speed rotation and is inferior to the DC brushless motor at high-speed rotation, but in recent years, an encoder is built in to improve the performance of the stepping motor, and a signal from the encoder is transmitted. There is an increasing demand for feedback to prevent step-out even when rotating at high speed.

エンコーダを用いることで、高速回転が可能で、低速か
ら高速回転までの自由な速度変換が可能で、しかも位置
決めの容易なサーボステッピングモータを実現できる。
By using an encoder, it is possible to realize a servo stepping motor that is capable of high-speed rotation, free speed conversion from low-speed to high-speed rotation, and easy positioning.

ここに従来のステッピングモータにエンコーダを付設す
ることは、当該ステッピングモータが大型且つ高価にな
る欠点があった。
Attaching an encoder to the conventional stepping motor here has a drawback that the stepping motor becomes large and expensive.

そのために、いくつかの改良案が出されたので、これら
についての幾つかの例を示す。
To that end, several improvements have been made and some examples of these are given.

改良された幾つかの低慣性で、応答性の良いカップカッ
プ型マグネットロータを用いたステッピングモータにつ
いての従来例を、以下図面第1図乃至第5図で説明す
る。
Conventional examples of several improved stepping motors using a cup-cup type magnet rotor with low inertia and good response will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.

まず第1図の従来のステッピングモータ1は、回転軸2
にプラスチックやアルミニウム等の非磁性体でできたカ
ップ型ロータ部材3を固定している。
First, the conventional stepping motor 1 shown in FIG.
A cup-shaped rotor member 3 made of a non-magnetic material such as plastic or aluminum is fixed to.

このカップ型ロータ部材3の周面に、第2図で示すよう
に周面にN,Sの磁極を交互に2P(Pは複数の整数)極、
例えば100極等の多極着磁をラジアル配向に着磁して形
成した駆動用磁極4を形成した円筒状のマグネットロー
タ5を固定している。
On the peripheral surface of the cup-shaped rotor member 3, as shown in FIG. 2, N and S magnetic poles are alternately arranged on the peripheral surface to form 2P (P is a plurality of integer) poles,
For example, a cylindrical magnet rotor 5 having a driving magnetic pole 4 formed by magnetizing a multi-pole magnet such as 100 poles in a radial orientation is fixed.

該マグネットロータ5の駆動用磁極4と対向する固定側
に駆動コイル等のステータ電機子6を設けて相対的回動
をなすようにしている。
A stator armature 6 such as a drive coil is provided on the fixed side of the magnet rotor 5 that faces the drive magnetic pole 4 so as to make relative rotation.

該ステータ電機子6とマグネットロータ5との間の空隙
部7に回転位置検出の為のホール素子,ホールIC,磁気
抵抗素子等の位置検出用磁気センサ8を上記駆動用磁極
4を検出するように配設している。
In the space 7 between the stator armature 6 and the magnet rotor 5, a position detecting magnetic sensor 8 such as a Hall element, Hall IC, magnetic resistance element or the like for detecting a rotational position is used to detect the driving magnetic pole 4. It is installed in.

このステッピングモータ1では、駆動用磁極4と位置検
出用磁気センサ8とで、磁気エンコーダが構成されるの
で、特別に磁気エンコーダ等のエンコーダを付設するこ
となく、小型且つ安価に磁気エンコーダ内蔵ステッピン
グモータを構成できるメリットがある。
In this stepping motor 1, since the magnetic poles for driving and the magnetic sensor 8 for position detection constitute a magnetic encoder, a stepping motor with a built-in magnetic encoder can be made compact and inexpensive without specially attaching an encoder such as a magnetic encoder. Can be configured.

しかしながら、かかる構成によると、空隙部7に位置検
出用磁気センサ8を配設する為に、該センサ8の厚み分
だけエアギャップ長が増加するため、強い磁束が得られ
ず、その為に大きなトルクが得られず効率が低下する欠
点がある。
However, according to such a configuration, since the position detecting magnetic sensor 8 is disposed in the void portion 7, the air gap length is increased by the thickness of the sensor 8, so that a strong magnetic flux cannot be obtained, which is large. There is a drawback that the torque cannot be obtained and the efficiency is lowered.

尚、この場合、エアギャップの増長を防ぐためにステー
タ電機子(電機子コイル)内に位置検出用磁気センサ8
を埋め込むと、この磁気センサ8の位置調整が困難にな
り、量産性が優れなくなる欠点を持つ。
In this case, in order to prevent the air gap from increasing, the magnetic sensor 8 for position detection is provided in the stator armature (armature coil).
If embedded, the position adjustment of the magnetic sensor 8 becomes difficult, and mass productivity is not excellent.

上記の欠点を解消するためになされたのが第3図に示す
ステッピングモータ1′である。
The stepping motor 1'shown in FIG. 3 has been made to solve the above-mentioned drawbacks.

構成については、第1図のステッピングモータ1とほと
んど同じであるが、このモータ1′では、マグネットロ
ータ5′をステータ電機子6に対向しない位置まで、軸
方向に長く形成し、この伸びたマグネットロータ5′の
周面と対向するステータ電機子6の下部に位置検出用磁
気センサ8を配設して、駆動用磁極4を検出するように
している。
The structure is almost the same as that of the stepping motor 1 shown in FIG. 1, but in this motor 1 ', the magnet rotor 5'is formed axially long to a position where it does not face the stator armature 6 and the extended magnet is used. A magnetic sensor 8 for position detection is arranged below the stator armature 6 facing the peripheral surface of the rotor 5'to detect the magnetic pole 4 for driving.

この構成によると、第1図のステッピングモータ1の欠
点を解消できるが、今度は、必要以上にマグネットロー
タ5′が軸方向に長くなるため、モータ体積に対するモ
ータ効率(体積効率)が悪いものになる欠点がある。
With this configuration, the drawbacks of the stepping motor 1 shown in FIG. 1 can be solved, but this time, since the magnet rotor 5'becomes longer than necessary in the axial direction, the motor efficiency (volume efficiency) with respect to the motor volume becomes poor. There is a drawback.

第1図及び第3図のステッピングモータ1,1′の欠点を
解消するためになされたのが、第4図に示すステッピン
グモータ1′′である。
The stepping motor 1 ″ shown in FIG. 4 is made in order to eliminate the drawbacks of the stepping motors 1, 1 ′ shown in FIGS. 1 and 3.

このステッピングモータ1′′は、上記同様な構成であ
るが、回転軸2にプラスチックマグネットによって一体
形成した第5図に示すようなカップ型のマグネットロー
タ5′′を固定している。
This stepping motor 1 ″ has the same structure as that described above, but has a cup-shaped magnet rotor 5 ″ as shown in FIG.

このマグネットロータ5′′は、周面に上記同様の駆動
用磁極4を形成し、その上端面部に多極着磁の磁気エン
コーダ磁極9を軸方向から着磁形成し、この磁気エンコ
ーダ磁極9に対向して位置検出用磁気センサ8を配設し
ている。
This magnet rotor 5 ″ has a driving magnetic pole 4 similar to the above on its peripheral surface, and a multi-pole magnetized magnetic encoder magnetic pole 9 is magnetically formed on the upper end surface thereof in the axial direction. The position detecting magnetic sensor 8 is disposed so as to face each other.

この構造のステッピングモータ1′′は、上記従来例の
モータ1,1′の欠点を解消できる利点があるものの、駆
動用磁極4と磁気エンコーダ磁極9との着磁方向が異な
るため、及び着磁を別個に行わなければならないため、
製造工程が多くなり、コストの高いものになる欠点があ
る。
Although the stepping motor 1 ″ having this structure has an advantage that the drawbacks of the above-described conventional motors 1 and 1 ′ can be solved, the driving magnetic pole 4 and the magnetic encoder magnetic pole 9 have different magnetization directions, and Must be done separately,
There is a drawback that the number of manufacturing processes increases and the cost becomes high.

また磁気エンコーダ磁極9が端面に形成してあるため、
すなわちアキシャルギャップ(軸)方向検出型となるの
で、マグネットロータのスラスト方向の機械的精度を極
めて精度良くしておかないと、センサ8と磁気エンコー
ダ磁極9間のギャップ長が変動し、位置検出信号が不安
定なものとなり、精巧な磁気エンコーダを構成できなく
なる欠点がある。
Further, since the magnetic encoder magnetic pole 9 is formed on the end surface,
That is, since it is an axial gap (axial) direction detection type, unless the mechanical accuracy in the thrust direction of the magnet rotor is made extremely accurate, the gap length between the sensor 8 and the magnetic encoder magnetic pole 9 fluctuates, and the position detection signal is detected. Is unstable, and a delicate magnetic encoder cannot be constructed.

[考案の課題] 本考案は、大型且つ高価なエンコーダを用いることな
く、低慣性で、応答性が良く、効率良好で、体積効率も
良く、高精度の閉ループ制御に適する結果的に磁気エン
コーダを内蔵したと同様な位置検知素子を備えたサーボ
ステッピングモータを小型,安価に構成できるようにす
ることを課題になされたものである。
[Problem of the Invention] The present invention provides a magnetic encoder suitable for closed loop control with high inertia, low inertia, good response, good efficiency, and high precision without using a large and expensive encoder. The problem was to make it possible to configure a servo stepping motor with a position detecting element similar to that built in it, at a small size and at low cost.

[考案の課題達成手段] かかる本考案の課題は、上下二段に渡ってステータ電機
子を設け、該上下二段に渡って形成されたステータ電機
子それぞれと対向するカップ型または円筒型のマグネッ
トロータの周面にN,Sの磁極を微細ピッチで2P(Pは複
数の整数)極にラジアル配向着磁した駆動用磁極を形成
し、上記上段のステータ電機子と下段のステータ電機子
間位置のマグネットロータと対向するステータ電機子位
置に位置検知用磁気センサを配設し、該位置検知用磁気
センサと対向するマグネットロータの周面で且つ上段と
下段の駆動用磁極との間に凹部を形成し、該凹部にN,S
の磁極を交互に微細間隔で2P極にラジアル配向着磁した
磁気エンコーダ磁極部を形成し、上記凹部に位置検知用
磁気センサを臨ませた、位置検知素子を備えたサーボス
テッピングモータを提供することによって達成される。
[Means for Achieving the Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a stator armature in two upper and lower stages, and a cup-type or cylindrical magnet that faces the stator armature formed in the two upper and lower stages, respectively. A magnetic pole for driving is formed by radially orientating N and S magnetic poles in a 2P (P is a plurality of integers) pole at a fine pitch on the circumferential surface of the rotor, and the position between the stator armature of the upper stage and the stator armature of the lower stage is formed. A magnetic sensor for position detection is disposed at a stator armature position facing the magnet rotor of, and a concave portion is formed on the circumferential surface of the magnet rotor facing the magnetic sensor for position detection and between the upper and lower drive magnetic poles. Formed and N, S in the recess
To provide a servo stepping motor having a position detecting element, in which magnetic poles of the magnetic encoder are formed by magnetically magnetizing the magnetic poles of 2P poles in a radial direction alternately at fine intervals and facing the magnetic sensor for position detection in the recess. Achieved by

[考案の実施例] 第6図は一実施例としての本考案の縦断面図、第7図は
本考案のPM形サーボステッピングモータの一部切欠分解
斜視図である。
[Embodiment of the Invention] FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the present invention as one embodiment, and FIG. 7 is a partially cutaway exploded perspective view of a PM type servo stepping motor of the present invention.

以下第6図及び第7図を参照して実施例を説明してい
く。
An embodiment will be described below with reference to FIGS. 6 and 7.

このサーボステッピングモータ10は、上段のステータ電
機子14と対向する外周面位置に駆動用磁極11−1を微細
なピッチで多極に着磁形成し、また下段のステータ電機
子15と対向する外周面位置に駆動用磁極11−2を微細な
ピッチで多極に着磁形成し、上記ステータ電機子14と15
の間と対向する外周面位置を凹部部13とし、該凹部13と
対向する内面位置に磁気エンコーダ磁極12を着磁形成し
たカップ型マグネットロータ16を回転軸2と共に一体回
転するようにしている。
This servo stepping motor 10 has a drive magnetic pole 11-1 formed in a multi-pole magnetism at a fine pitch at a position on the outer peripheral surface facing the upper stage stator armature 14, and an outer peripheral surface facing the lower stage stator armature 15. The driving magnetic poles 11-2 are magnetized and formed in a plane position in multiple poles at a fine pitch.
An outer peripheral surface position facing the space is defined as a concave portion 13, and a cup-shaped magnet rotor 16 in which a magnetic encoder magnetic pole 12 is magnetized and formed at an inner surface position facing the concave portion 13 is integrally rotated with the rotary shaft 2.

磁気エンコーダ磁極12は、駆動用磁極11−1,11−2と等
しいピッチで、且つ駆動用磁極11−1,11−2と同相位置
に同じ磁性のN,Sの磁極を周方向に沿って駆動用磁極11
−1,11−2と同数極,すなわち2P極ラジアル配向着磁に
多極着磁している。
The magnetic encoder magnetic poles 12 have the same magnetic N, S magnetic poles in the circumferential direction at the same pitch as the driving magnetic poles 11-1, 11-2 and at the same phase position as the driving magnetic poles 11-1, 11-2. Drive magnetic pole 11
It has the same number of poles as -1, 11-2, that is, it is multi-pole magnetized in the 2P pole radial orientation magnetization.

もともと、ステッピングモータ10において、ステータ電
機子14と15の間及びマグネットロータ16の駆動用磁極11
−1と11−2の間は、モータのトルク発生に寄与しない
無駄な部分となっているので、この部分に上記凹部13を
形成しても何等影響がないものとなっている。
Originally, in the stepping motor 10, between the stator armatures 14 and 15 and the driving magnetic pole 11 of the magnet rotor 16.
Between -1 and 11-2 is a useless portion that does not contribute to the generation of torque of the motor, so that forming the recess 13 in this portion has no effect.

この凹部13は、後記する位置検知用磁気センサ8−1,8
−2を収納するのに役立つものである。またこの凹部13
に磁気センサ磁極8−1,8−2を収納することは、第1
図に示したステッピングモータ1のように、ステータ電
機子とマグネットロータとの間のエアギャップを増加さ
せることがないので、上記エアギャップの間に磁気セン
サを入れてもトルクの低下をきたさないという利点があ
るものである。
The recess 13 is provided with the position detecting magnetic sensors 8-1, 8 described later.
It is useful for storing -2. Also, this recess 13
It is the first to store the magnetic sensor magnetic poles 8-1, 8-2 in the first
Unlike the stepping motor 1 shown in the figure, since the air gap between the stator armature and the magnet rotor is not increased, even if a magnetic sensor is inserted in the air gap, the torque does not decrease. There are advantages.

上記駆動用磁極11−1と対向するマグネットロータ16の
外周固定側位置には、ステータ電機子14を配設し、駆動
用磁極11−2と対向するマグネットロータ16の外周の固
定側位置には、ステータ電機子15を配設し、磁気エンコ
ーダ磁極12と対向するカップ型マグネットロータ16の凹
部13と対向し且つ2つのステータ電機子14と15との間の
固定子17面には、互いに電気角で90度位相をずらして配
設した2個の位置検出用磁気センサ8−1,8−2を配設
してなる。
A stator armature 14 is provided at a fixed position on the outer periphery of the magnet rotor 16 facing the drive magnetic pole 11-1 and a fixed position on the outer periphery of the magnet rotor 16 facing the drive magnetic pole 11-2. , The stator armature 15 is disposed, and the stator 17 surface between the two stator armatures 14 and 15 facing the recess 13 of the cup-shaped magnet rotor 16 facing the magnetic encoder magnetic pole 12 is electrically connected to each other. Two position detecting magnetic sensors 8-1, 8-2 are arranged with their phases shifted by 90 degrees at each angle.

更に詳細に説明していくと、このステッピングモータ10
は、2つの磁性体中空リングを有するステータ電機子1
4,15を上下二段に重ねた構造の中空状の固定子17があ
る。
More specifically, this stepping motor 10
Is a stator armature 1 with two magnetic hollow rings
There is a hollow stator 17 having a structure in which 4, 15 are vertically stacked.

このステータ電機子14,15は、磁性体からなるドーナツ
状の薄板の内周部を、後記するステータ磁極片18a,19a,
20a及び21aを形成するためにクシ歯型にして、このクシ
歯型と外周の一部を直角に折曲して断面コ字状に形成し
たヨーク18及び19と20及び21の2対をクシ歯が互いに噛
み合うように組合せて、その空胴部に絶縁物からなる断
面コ字状で且つドーナツ状のコイルボビン22にステータ
コイル23を多数ターン巻いている。
The stator armatures 14 and 15 include a stator pole piece 18a, 19a, and a stator pole piece 18a, which will be described later.
A comb tooth type is formed to form 20a and 21a, and two pairs of the yokes 18 and 19 and 20 and 21 formed in a U-shaped cross section by bending the comb tooth type and a part of the outer periphery at a right angle. A large number of turns of the stator coil 23 are wound around a coil bobbin 22 having a U-shaped cross section and a donut shape, which is made of an insulating material, in which the teeth are combined so as to mesh with each other.

従って、ステータ磁極片18aと19a及び20aと21aは、ステ
ータコイル23に通電することにより、交互にN,Sの磁極
を形成する。
Therefore, the stator pole pieces 18a and 19a and 20a and 21a form N and S magnetic poles alternately by energizing the stator coil 23.

また磁極片18aと19a及び20aと21の対は、電気角で90度
ずらして軸方向に2段に重ねて配設固定されている。
The pairs of magnetic pole pieces 18a and 19a and 20a and 21 are arranged and fixed so as to be superposed in two stages in the axial direction with an electrical angle difference of 90 degrees.

磁極片18aと19a,20aと21aの幅は、後記するマグネット
ロータ16の駆動用磁極11−1,11−2の一磁極幅に略等し
く形成されている。
The width of the magnetic pole pieces 18a and 19a, 20a and 21a is substantially equal to the width of one magnetic pole for driving 11-1 and 11-2 of the magnet rotor 16 described later.

24,25はそれぞれステータ電機子14,15のステータコイル
23に接続されたリード線である。
24 and 25 are the stator coils of the stator armatures 14 and 15, respectively.
It is a lead wire connected to 23.

カップ型マグネットロータ16は、プラスチックマグネッ
トによるモールド形成時、その中心部に回転軸2の一端
部と一体化して該回転軸2と一体回動するようにしてい
る。
The cup-shaped magnet rotor 16 is integrally formed with one end of the rotary shaft 2 at the center of the cup magnet rotor 16 when the mold is formed by the plastic magnet so as to rotate integrally with the rotary shaft 2.

このマグネトロータ16は、この内側中空部26に設けた軸
受27によって回動自在に軸支されている。
The magnet rotor 16 is rotatably supported by a bearing 27 provided in the inner hollow portion 26.

軸受27は、モータ取付け板28に固定されている。The bearing 27 is fixed to the motor mounting plate 28.

プリント基板29は、マグネットロータ16の内側に位置し
て、透孔30,31を利用してビス32によりモータ取付け板2
8,プリント基板29に固定している。
The printed circuit board 29 is located inside the magnet rotor 16 and uses the through holes 30 and 31 with screws 32 to mount the motor mounting plate 2.
8, It is fixed to the printed circuit board 29.

上記磁気センサ8−1,8−2は、図示しないプリント配
電パターンを形成したフレキシブルプリント基板を介し
て、上記プリント基板29に形成した図示しないプリント
配電パターンを介して電気部品33群と電気的に接続され
ている。
The magnetic sensors 8-1 and 8-2 are electrically connected to the group of electric components 33 through a flexible printed circuit board having a printed power distribution pattern (not shown) and a printed power distribution pattern (not shown) formed on the printed circuit board 29. It is connected.

尚、上記マグネットロータ16は、プラスチックマグネッ
ト、または焼結によるマグネットのいずれであってもよ
く適宜なものを使用すればよい。
The magnet rotor 16 may be either a plastic magnet or a sintered magnet, and an appropriate magnet may be used.

またマグネットロータ16は、後記するようにプラスチッ
クマグネットによってカップ型に形成する方法がメリッ
トがあるが、必ずしもカップ型ででなくてもよく、この
場合に回転軸2にボスを固定し、このボスに円筒型のプ
ラスチックマグネット等で形成したマグネットロータを
固定してもよい。
The magnet rotor 16 has a merit in that it is formed in a cup shape by using a plastic magnet as described later, but the magnet rotor 16 may not necessarily be formed in a cup shape. In this case, a boss is fixed to the rotary shaft 2 and A magnet rotor formed of a cylindrical plastic magnet or the like may be fixed.

尚、駆動用磁極11−1及び11−2の磁極幅は、上記磁極
片18a,19a,20a及び21aの幅と等しい幅となっている。
The magnetic pole widths of the driving magnetic poles 11-1 and 11-2 are the same as the magnetic pole pieces 18a, 19a, 20a and 21a.

かかる駆動用磁極11−1,11−2を有するマグネットロー
タ16は、ステータ電機子14,15の磁極片18a,19a,20a,21a
に相対して回転する。駆動用磁極11−1,11−2の着磁
は、ラジアル配向着磁としている。
The magnet rotor 16 having the driving magnetic poles 11-1 and 11-2 is configured such that the magnetic pole pieces 18a, 19a, 20a and 21a of the stator armatures 14 and 15 are provided.
Rotate relative to. The drive magnetic poles 11-1 and 11-2 are magnetized in a radial orientation.

このように本考案のPM形ステッピングモータ10では、マ
グネットロータ16の外周のステータ電機子14,15と対向
する部分に駆動用磁極11−1,11−2を形成し、ステータ
電機子14と15の間のと対向する無駄となるマグネットロ
ータ16の部分に凹部13を形成し、この凹部13に位置検知
用の磁気センサ8−1,8−2を配設し、マグネットロー
タ16の凹部13に形成された多極着磁の磁気エンコーダ磁
極12検出しているので、ステータ電機子14,15とマグネ
ットロータ16間に位置検知用磁気センサ8−1,8−2を
合理的に配設できるのみならず、位置検知用磁気センサ
8−1,8−2のための特別なスペースが不要になる。
As described above, in the PM type stepping motor 10 of the present invention, the driving magnetic poles 11-1 and 11-2 are formed on the outer periphery of the magnet rotor 16 at the portions facing the stator armatures 14 and 15, and the stator armatures 14 and 15 are formed. A recess 13 is formed in a wasteful portion of the magnet rotor 16 that faces the space between them, and the magnetic sensors 8-1 and 8-2 for position detection are disposed in the recess 13, and the recess 13 is formed in the recess 13 of the magnet rotor 16. Since the formed multi-pole magnetized magnetic encoder magnetic pole 12 is detected, only the position detecting magnetic sensors 8-1, 8-2 can be rationally arranged between the stator armatures 14, 15 and the magnet rotor 16. In addition, no special space is required for the position detecting magnetic sensors 8-1 and 8-2.

尚、この実施例では、磁気センサ8−1,8−2として
は、ホール素子を用いている。従って、A相,B相の信号
を得るため、2個の磁気センサ8−1,8−2を電気角
で、90度ずらして配設している。この場合、1個の磁気
センサでA相,B相のエンコーダ信号が得られるものを使
用するならば、2個の磁気センサを用いなくて良いこと
はいうまでもない。
In this embodiment, Hall elements are used as the magnetic sensors 8-1 and 8-2. Therefore, in order to obtain the A-phase and B-phase signals, the two magnetic sensors 8-1 and 8-2 are arranged so as to be offset by 90 degrees in terms of electrical angle. In this case, it goes without saying that if one magnetic sensor capable of obtaining A-phase and B-phase encoder signals is used, it is not necessary to use two magnetic sensors.

磁気センサ8としては、他に磁気抵抗素子(MR素子),
ホールICや磁気ヘッドを用いてもよい。
As the magnetic sensor 8, a magnetic resistance element (MR element),
A Hall IC or a magnetic head may be used.

磁気センサ8−1,8−2からの出力信号は、プリント基
板29に形成した図示しないプリント配電パターン及び電
気部品33群によって構成された電気回路を介して出力用
リード線34から取り出される。
Output signals from the magnetic sensors 8-1, 8-2 are taken out from the output lead wire 34 through an electric circuit formed by a printed power distribution pattern (not shown) formed on the printed circuit board 29 and a group of electric parts 33.

従って、通電制御回路によって、ステッピングモータ10
が駆動させられると、マグネットロータ16が回転し、こ
のグネットロータ16に形成されている磁気エンコーダ磁
極12を磁気センサ8−1,8−2で検出することで、その
信号をリード線34より取り出せば、ステッピングモータ
10の回転速度,回転角,回転方向等が判明する。
Therefore, the stepping motor 10 is controlled by the energization control circuit.
Is driven, the magnet rotor 16 rotates, and the magnetic encoder magnetic pole 12 formed on the gnet rotor 16 is detected by the magnetic sensors 8-1, 8-2, and the signal is extracted from the lead wire 34. Stepper motor
The rotation speed, rotation angle, rotation direction, etc. of 10 are known.

これらのステッピングモータ10の回転情報に応じて通電
制御回路にフィードバックして、閉ループ制御をかける
ことで、ステッピングモータであっても高速回転させて
も脱調しないものを得るこことが出来る。
By feeding back to the energization control circuit according to the rotation information of the stepping motor 10 and performing closed loop control, it is possible to obtain a stepping motor or one that does not lose step even when rotated at high speed.

[考案の効果] 本考案によれば、主に下記のような効果がある。[Effects of the Invention] According to the present invention, the following effects are mainly obtained.

(1)低速から高速まで自在且つ位置決めの極めて容易
なサーボ用として適する位置検知素子を備えたサーボス
テッピングモータを安価且つ容易に量産できる。しか
も、この場合において、高速回転が必要な場合は通常の
直流ブラシレスモータとして制御させても位置決め制御
が極めて容易で、またステッピングモータ使用する場合
は、位置検知素子からの信号をフィードバックして閉ル
ープ制御しているので、高速回転させても脱調しないも
のとなる利点がある。
(1) It is possible to mass-produce inexpensively and easily a servo stepping motor equipped with a position detection element suitable for a servo, which can be freely operated from low speed to high speed and whose positioning is extremely easy. Moreover, in this case, when high-speed rotation is required, positioning control is extremely easy even if it is controlled as a normal DC brushless motor, and when using a stepping motor, the signal from the position detection element is fed back to perform closed-loop control. Therefore, there is an advantage that even if it is rotated at a high speed, the step does not occur.

(2)従来において、多く市販されている高価且つ大型
のエンコーダを付設することなく、しかも光学式エンコ
ーダのようにゴミやほこりに弱く、電気ノイズが入り誤
動作したり、寿命が短い等の欠点がなく、単に位置検知
素子を備えるだけで、結果的に磁気エンコーダを備えた
ものを構成できるので、小型且つ安価で性能の良い磁気
エンコーダ内蔵型サーボステッピングモータが得られ
る。
(2) Conventionally, there are drawbacks such as the fact that an expensive and large-sized encoder that is commercially available on the market is not attached, and that it is vulnerable to dust and dirt like an optical encoder, malfunctions due to electrical noise, and a short life. Instead, a magnetic encoder built-in type servo servo stepping motor having a small size, low cost, and good performance can be obtained because a magnetic encoder provided as a result can be configured simply by providing the position detecting element.

(3)結果的に磁気エンコーダを内蔵するものを構成で
きるが、磁気エンコーダの構成要素となるマグネットロ
ータがステッピングモータの駆動用のマグネットロータ
となっているため、磁気エンコーダ内蔵型ステッピング
モータを小型且つ安価に得られる。
(3) As a result, a magnetic encoder built-in can be configured, but since the magnet rotor that is a component of the magnetic encoder is a magnet rotor for driving the stepping motor, the stepping motor with a built-in magnetic encoder can be made compact and compact. It can be obtained at low cost.

(4)位置検知素子を合理的な位置に配設しており、し
かもこのような位置に位置検知素子を配設しても、従来
のサーボステッピングモータのようにエアギャップを広
くしたり、長さを長くしたりしないので、効率並びに体
積効率の優れた小型の位置検知素子を備えたサーボステ
ッピングモータを得ることができる。
(4) The position detecting element is arranged at a reasonable position, and even if the position detecting element is arranged at such a position, the air gap can be widened or lengthened as in the conventional servo stepping motor. Since the length is not lengthened, it is possible to obtain a servo stepping motor including a small position detection element having excellent efficiency and volume efficiency.

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

第1図は従来のステッピングモータの説明図、第2図は
ステッピングモータのマグネットロータの斜視図、第3
図及び第4図は他の従来のステッピングモータの説明
図、第5図は第4図のステッピングモータに用いたマグ
ネットロータの斜視図、第6図は本考案のサーボステッ
ピングモータの縦断面図、第7図は同サーボステッピン
グモータの一部切欠分解斜視図である。 1,1′,1′′……ステッピングモータ、2……回転軸、
3……カップ型ロータ部材、4……駆動用磁極、5,5′,
5′′……マグネットロータ、6……ステータ電機子、
7……空隙部、8,8−1,8−2……位置検知用磁気セン
サ、9……磁気エンコーダ磁極、10……位置検知素子を
備えたサーボステッピングモータ、11−1,11−2……駆
動用磁極、12……磁気エンコーダ磁極、13……凹部、1
4,15……ステータ電機子、16……マグネットロータ、17
……固定子、18,……,21……ヨーク、18a,19a,20a,21a
……磁極片、22……コイルボビン、23……ステータコイ
ル、24,25……リード線、26……中空部、27……軸受、2
8……モータ取付け板、29……プリント基板、30,31……
透孔、32……ビス、33……電気部品、34……出力用リー
ド線。
FIG. 1 is an explanatory view of a conventional stepping motor, FIG. 2 is a perspective view of a magnet rotor of the stepping motor, and FIG.
4 and 5 are explanatory views of another conventional stepping motor, FIG. 5 is a perspective view of a magnet rotor used in the stepping motor of FIG. 4, and FIG. 6 is a vertical sectional view of a servo stepping motor of the present invention. FIG. 7 is a partially cutaway exploded perspective view of the servo stepping motor. 1,1 ′, 1 ′ ′ …… Stepping motor, 2 …… Rotary axis,
3 ... Cup type rotor member, 4 ... Driving magnetic pole, 5, 5 ',
5 ″ …… Magnet rotor, 6 …… Stator armature,
7 ... Air gap, 8,8-1,8-2 ... Magnetic sensor for position detection, 9 ... Magnetic encoder magnetic pole, 10 ... Servo stepping motor with position detection element, 11-1, 11-2 ...... Drive magnetic pole, 12 ...... Magnetic encoder magnetic pole, 13 ...... Concave, 1
4,15 …… stator armature, 16 …… magnet rotor, 17
...... Stator, 18, ……, 21 …… Yoke, 18a, 19a, 20a, 21a
...... Pole piece, 22 ...... Coil bobbin, 23 ...... Stator coil, 24,25 ...... Lead wire, 26 ...... Hollow part, 27 ...... Bearing, 2
8 …… Motor mounting plate, 29 …… Printed circuit board, 30,31 ……
Through hole, 32 ... Screw, 33 ... Electrical component, 34 ... Output lead wire.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 宮尾 修美 神奈川県大和市中央林間4丁目9番4号 株式会社シコー技研内 審査官 及川 泰嘉 (56)参考文献 特開 昭58−175965(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shumi Miyao 4-9-4 Chuorinkan, Yamato-shi, Kanagawa Shico Giken Co., Ltd. Inspector Yasuyoshi Oikawa (56) Reference JP-A-58-175965 (JP) , A)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】上下二段に渡ってステータ電機子を設け、
該上下二段に渡って形成されたステータ電機子それぞれ
と対向するカップ型または円筒型のマグネットロータの
周面にN,Sの磁極を微細ピッチで2P(Pは複数の整数)
極にラジアル配向着磁した駆動用磁極を形成し、上記上
段のステータ電機子と下段のステータ電機子間位置のマ
グネットロータと対向するステータ電機子位置に位置検
知用磁気センサを配設し、該位置検知用磁気センサと対
向するマグネットロータの周面で且つ上段と下段の駆動
用磁極との間に凹部を形成し、該凹部にN,Sの磁極を交
互に微細間隔で2P極にラジアル配向着磁した磁気エンコ
ーダ磁極部を形成し、上記凹部に位置検知用磁気センサ
を臨ましてなる、位置検知素子を備えたサーボステッピ
ングモータ。
1. A stator armature is provided in two upper and lower stages,
The magnetic poles of N and S are 2P (P is a plurality of integers) at a fine pitch on the circumferential surface of a cup-type or cylindrical-type magnet rotor that faces the stator armatures formed in two steps above and below.
A magnetic pole for radial orientation is formed on the pole, and a magnetic sensor for position detection is arranged at a stator armature position facing the magnet rotor at a position between the upper stator armature and the lower stator armature. A concave portion is formed on the peripheral surface of the magnet rotor facing the position detecting magnetic sensor and between the upper and lower driving magnetic poles, and the magnetic poles of N and S are alternately aligned in the concave portion to the 2P pole at a fine interval. A servo stepping motor provided with a position detecting element, wherein a magnetized magnetic encoder magnetic pole part is formed, and a magnetic sensor for position detection is exposed in the recess.
【請求項2】上記マグネットロータに形成した磁気エン
コーダ磁極部は、上記駆動用磁極と等しい着磁ピッチで
且つ同相位置にN,Sの磁極を着磁形成してなる、実用新
案登録請求の範囲第(1)項記載の位置検知素子を備え
たサーボステッピングモータ。
2. The utility model registration claim, wherein the magnetic encoder magnetic pole portion formed on the magnet rotor is formed by magnetizing N and S magnetic poles at the same magnetic pitch as the driving magnetic pole and at the same phase position. A servo stepping motor including the position detection element according to item (1).
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