JPH1089911A - 回転角検出部内蔵形電動機 - Google Patents
回転角検出部内蔵形電動機Info
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- JPH1089911A JPH1089911A JP24010596A JP24010596A JPH1089911A JP H1089911 A JPH1089911 A JP H1089911A JP 24010596 A JP24010596 A JP 24010596A JP 24010596 A JP24010596 A JP 24010596A JP H1089911 A JPH1089911 A JP H1089911A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電動機に内蔵される回転角検出部に、回転子
の回転角を検出させるとともに、１回転につき１パルス
に相当する信号、すなわちＺ信号を発生させる。 【解決手段】 内側に複数個の突極５と巻線３を有する
固定子１１と、固定子１１内に配設され、外周面に沿っ
て極性が交互に繰り返される複数個の永久磁石７を有す
る回転子１２と、回転角検出部４とからなり、該検出部
４は、２組の検出コイル回路を有し、一方の前記回路
は、突極５の第１対に回巻されたコイルＳａ，Ｓｄに接
続され、他方の前記回路は、突極５の第２対に回巻され
たコイルＳｂ，Ｓｃに接続されるとともに、コイルのイ
ンダクタンス変化として、回転子１２の回転角検出信号
を発生する回転角検出部内蔵形電動機であって、回転子
１２の外周面に配設された永久磁石７のうち、少なくと
も１個１７が他のものに比べて磁気的に変化されてい
る。
の回転角を検出させるとともに、１回転につき１パルス
に相当する信号、すなわちＺ信号を発生させる。 【解決手段】 内側に複数個の突極５と巻線３を有する
固定子１１と、固定子１１内に配設され、外周面に沿っ
て極性が交互に繰り返される複数個の永久磁石７を有す
る回転子１２と、回転角検出部４とからなり、該検出部
４は、２組の検出コイル回路を有し、一方の前記回路
は、突極５の第１対に回巻されたコイルＳａ，Ｓｄに接
続され、他方の前記回路は、突極５の第２対に回巻され
たコイルＳｂ，Ｓｃに接続されるとともに、コイルのイ
ンダクタンス変化として、回転子１２の回転角検出信号
を発生する回転角検出部内蔵形電動機であって、回転子
１２の外周面に配設された永久磁石７のうち、少なくと
も１個１７が他のものに比べて磁気的に変化されてい
る。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転角検出部内蔵
形電動機に関し、特に、回転子の回転角を検出する際
に、Ｚ信号を発生する機能をもつ回転角検出部を内蔵し
た電動機に関する。ここで、Ｚ信号とは、回転子が１回
転するごとに発生する１パルスの信号をいう。
形電動機に関し、特に、回転子の回転角を検出する際
に、Ｚ信号を発生する機能をもつ回転角検出部を内蔵し
た電動機に関する。ここで、Ｚ信号とは、回転子が１回
転するごとに発生する１パルスの信号をいう。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の回転角検出部内蔵形電動
機としては、例えば図４の構成断面図に示される回転角
検出部が内蔵された２相直流電動機Ｍがある。図４によ
れば、前記電動機Ｍは、固定子１と、回転子２と、該回
転子２にトルクを発生させる複数個（図では２０個）の
突極にそれぞれ回巻した電動機巻線部３と、該回転子２
の回転角度を検出するための複数個（図では４個）の突
極にそれぞれ回巻したコイルからなる回転角検出部４と
から構成されている。
機としては、例えば図４の構成断面図に示される回転角
検出部が内蔵された２相直流電動機Ｍがある。図４によ
れば、前記電動機Ｍは、固定子１と、回転子２と、該回
転子２にトルクを発生させる複数個（図では２０個）の
突極にそれぞれ回巻した電動機巻線部３と、該回転子２
の回転角度を検出するための複数個（図では４個）の突
極にそれぞれ回巻したコイルからなる回転角検出部４と
から構成されている。
【０００３】前記固定子１は、内側に向かって放射状に
等ピッチ角で配設された複数個（図では２４個）の突極
５を有する。前記回転子２は、該固定子１の中心軸上
で、その外周面が、前記固定子１の内周面と空隙を介し
て前記突極５に対向するように配設され、その軸６の両
端が図示しないブラケットと軸受により回動自在に支持
されている。そして、その外周面には複数個（図では９
対、すなわち１８個）の永久磁石７が、前記突極５に対
向するようにその極性を外周面に沿って交互に繰り返し
て配置されている。
等ピッチ角で配設された複数個（図では２４個）の突極
５を有する。前記回転子２は、該固定子１の中心軸上
で、その外周面が、前記固定子１の内周面と空隙を介し
て前記突極５に対向するように配設され、その軸６の両
端が図示しないブラケットと軸受により回動自在に支持
されている。そして、その外周面には複数個（図では９
対、すなわち１８個）の永久磁石７が、前記突極５に対
向するようにその極性を外周面に沿って交互に繰り返し
て配置されている。
【０００４】前記固定子１の２４個の突極５のうち、２
０個の突極５にはトルク発生用の巻線が回巻されるとと
もに、２相すなわち、Ａ相、逆Ａ相、Ｂ相、逆Ｂ相に結
線されて、前記電動機巻線部３が形成されている。ま
た、固定子１の残りの４個の突極５には、回転角検出コ
イルが回巻されるとともに、２組の検出コイル回路に結
線された２対の突極５からなる前記回転角検出部４が形
成されている。
０個の突極５にはトルク発生用の巻線が回巻されるとと
もに、２相すなわち、Ａ相、逆Ａ相、Ｂ相、逆Ｂ相に結
線されて、前記電動機巻線部３が形成されている。ま
た、固定子１の残りの４個の突極５には、回転角検出コ
イルが回巻されるとともに、２組の検出コイル回路に結
線された２対の突極５からなる前記回転角検出部４が形
成されている。
【０００５】該検出部４は、前記２組の検出コイル回路
のうち、一方は前記２対の突極５のうち第１対に回巻さ
れたコイルＳａ，Ｓｄに接続され、他方は前記２対の突
極５のうち第２対に回巻されたコイルＳｂ，Ｓｃに接続
されるとともに、各コイルＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄは、
コイルＳａ，Ｓｃ間が７５度（５突極分のピッチ角）、
コイルＳｃ，Ｓｂ間が９０度（６突極分のピッチ角）、
コイルＳｂ，Ｓｄ間が１０５度（７突極分のピッチ
角）、コイルＳｄ，Ｓａ間が９０度（６突極分のピッチ
角）で、前記固定子１に配置されている。（特開昭62-2
44265 号公報）
のうち、一方は前記２対の突極５のうち第１対に回巻さ
れたコイルＳａ，Ｓｄに接続され、他方は前記２対の突
極５のうち第２対に回巻されたコイルＳｂ，Ｓｃに接続
されるとともに、各コイルＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄは、
コイルＳａ，Ｓｃ間が７５度（５突極分のピッチ角）、
コイルＳｃ，Ｓｂ間が９０度（６突極分のピッチ角）、
コイルＳｂ，Ｓｄ間が１０５度（７突極分のピッチ
角）、コイルＳｄ，Ｓａ間が９０度（６突極分のピッチ
角）で、前記固定子１に配置されている。（特開昭62-2
44265 号公報）
【０００６】前記検出部４の各１対のコイルＳａ，Ｓｄ
およびＳｂ，Ｓｃを、それぞれサインコイルペアおよび
コサインコイルペアといい、これらのコイルＳａ，Ｓｄ
間およびＳｂ，Ｓｃ間は、そのインダクタンス変化が差
動結合となるように電気角で１８０度の位相差をもち、
かつ前記２つのコイルペアＳａ，ＳｄとＳｂ，Ｓｃとの
間は、回転角電圧信号の位相差が９０度になるように形
成されている。そして、前記それぞれ１対にされたコイ
ルＳａ，ＳｄおよびＳｂ，Ｓｃのインダクタンス変化か
ら、前記回転子回転角の検出信号を発生する２組の検出
チャンネルからなる回転角検出部４を形成している。
およびＳｂ，Ｓｃを、それぞれサインコイルペアおよび
コサインコイルペアといい、これらのコイルＳａ，Ｓｄ
間およびＳｂ，Ｓｃ間は、そのインダクタンス変化が差
動結合となるように電気角で１８０度の位相差をもち、
かつ前記２つのコイルペアＳａ，ＳｄとＳｂ，Ｓｃとの
間は、回転角電圧信号の位相差が９０度になるように形
成されている。そして、前記それぞれ１対にされたコイ
ルＳａ，ＳｄおよびＳｂ，Ｓｃのインダクタンス変化か
ら、前記回転子回転角の検出信号を発生する２組の検出
チャンネルからなる回転角検出部４を形成している。
【０００７】前記回転角検出部４のサインコイルペアＳ
ａ，ＳｄおよびコサインコイルペアＳｂ，Ｓｃの結線
は、図５に示すとおりであり、外部の交流電源から周波
数１００ｋＨｚ程度の交流電圧で励磁されている。該各
コイルペアＳａ，ＳｄおよびＳｂ，Ｓｃの接続点におけ
る中点電位Ｖad，Ｖbcは、前記回転子２の回転角θを１
つの変数としており、それぞれθのサイン、コサイン関
数の形で与えられている。この中点電位Ｖad，Ｖbcは、
図示しないバンドパスフィルタ、ローパスフィルタを経
て、回転子２の回転角θを変数とする回転角電圧信号Ｖ
A ，ＶB として取り出される。これらの値に対し、演算
を行うことにより回転子２の回転角が算出される。な
お、ここで算出される回転子２の回転角は電気角であ
り、実際には演算により、これを機械角に変換してい
る。
ａ，ＳｄおよびコサインコイルペアＳｂ，Ｓｃの結線
は、図５に示すとおりであり、外部の交流電源から周波
数１００ｋＨｚ程度の交流電圧で励磁されている。該各
コイルペアＳａ，ＳｄおよびＳｂ，Ｓｃの接続点におけ
る中点電位Ｖad，Ｖbcは、前記回転子２の回転角θを１
つの変数としており、それぞれθのサイン、コサイン関
数の形で与えられている。この中点電位Ｖad，Ｖbcは、
図示しないバンドパスフィルタ、ローパスフィルタを経
て、回転子２の回転角θを変数とする回転角電圧信号Ｖ
A ，ＶB として取り出される。これらの値に対し、演算
を行うことにより回転子２の回転角が算出される。な
お、ここで算出される回転子２の回転角は電気角であ
り、実際には演算により、これを機械角に変換してい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例の場合、このインダクタンス変化は回転子２の１回
転につき１８周期であり、構成部品等のばらつきがなけ
れば、この変化波形は全て同一である。したがって、こ
の１８個の変化波形の中から特定の１つの波形を特定す
ることはできず、その結果、１回転内で回転子２の回転
角を絶対値で算出することができないという問題点があ
った。
来例の場合、このインダクタンス変化は回転子２の１回
転につき１８周期であり、構成部品等のばらつきがなけ
れば、この変化波形は全て同一である。したがって、こ
の１８個の変化波形の中から特定の１つの波形を特定す
ることはできず、その結果、１回転内で回転子２の回転
角を絶対値で算出することができないという問題点があ
った。
【０００９】また、位置決め機構においては、回転子２
の１回転内において、１パルスの信号を得ることができ
ると、原点出し等で便利な場合が多いが、従来の前記回
転角検出部にあっては、１回転中に２ｎ（ｎ＝１、２、
‥‥‥）サイクルで、位相の９０度ずれた２つ疑似正弦
波を発生する構造となっていたため、原点信号となる１
回転につき１パルスの信号、すなわち前記Ｚ信号を得る
ことができないという問題点があった。
の１回転内において、１パルスの信号を得ることができ
ると、原点出し等で便利な場合が多いが、従来の前記回
転角検出部にあっては、１回転中に２ｎ（ｎ＝１、２、
‥‥‥）サイクルで、位相の９０度ずれた２つ疑似正弦
波を発生する構造となっていたため、原点信号となる１
回転につき１パルスの信号、すなわち前記Ｚ信号を得る
ことができないという問題点があった。
【００１０】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解消し、電動機の運転中、回転
子の回転角を検出するとともに、回転子１回転につき１
パルスに相当する信号、すなわちＺ信号を発生する機能
を併せもつ回転角検出部内蔵形電動機を提供することに
ある。
その目的は前記問題点を解消し、電動機の運転中、回転
子の回転角を検出するとともに、回転子１回転につき１
パルスに相当する信号、すなわちＺ信号を発生する機能
を併せもつ回転角検出部内蔵形電動機を提供することに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、内側に向かって放射状に等ピッチ角
で配設された複数個の突極を有する固定子と、該突極の
それぞれに回巻した電動機巻線部と、前記固定子の内周
面と空隙を介して前記突極に対向するように配設され、
その極性が外周面に沿って交互に繰り返される複数個の
永久磁石を有し、かつ回動自在に支持された回転子と、
該回転子の回転角検出部とからなり、該検出部は、２組
の検出コイル回路を有し、一方の前記回路は、前記突極
の第１対に回巻されたコイルに接続され、他方の前記回
路は、前記突極の第２対に回巻されたコイルに接続さ
れ、該それぞれ１対にされた各コイルはインダクタンス
変化が電気角で１８０度の位相差を有するとともに、該
両対のコイル間では回転角信号の位相差が９０度になる
ように前記固定子に配置させ、前記それぞれ１対にされ
たコイルのインダクタンス変化から、前記回転子回転角
の検出信号を発生する２組の検出チャンネルからなる回
転角検出部を内蔵した電動機において、次のとおりであ
る。
の本発明の構成は、内側に向かって放射状に等ピッチ角
で配設された複数個の突極を有する固定子と、該突極の
それぞれに回巻した電動機巻線部と、前記固定子の内周
面と空隙を介して前記突極に対向するように配設され、
その極性が外周面に沿って交互に繰り返される複数個の
永久磁石を有し、かつ回動自在に支持された回転子と、
該回転子の回転角検出部とからなり、該検出部は、２組
の検出コイル回路を有し、一方の前記回路は、前記突極
の第１対に回巻されたコイルに接続され、他方の前記回
路は、前記突極の第２対に回巻されたコイルに接続さ
れ、該それぞれ１対にされた各コイルはインダクタンス
変化が電気角で１８０度の位相差を有するとともに、該
両対のコイル間では回転角信号の位相差が９０度になる
ように前記固定子に配置させ、前記それぞれ１対にされ
たコイルのインダクタンス変化から、前記回転子回転角
の検出信号を発生する２組の検出チャンネルからなる回
転角検出部を内蔵した電動機において、次のとおりであ
る。
【００１２】（１） 前記回転子の外周面に配設された
前記永久磁石のうち、少なくとも１個が他のものに比べ
て磁気的に変化されていることを特徴とする。
前記永久磁石のうち、少なくとも１個が他のものに比べ
て磁気的に変化されていることを特徴とする。
【００１３】（２） 前記（１）において、前記永久磁
石のうち、少なくとも１個の軸方向の長さが他のものよ
り短いことを特徴とする。
石のうち、少なくとも１個の軸方向の長さが他のものよ
り短いことを特徴とする。
【００１４】（３） 前記（１）において、前記永久磁
石のうち、少なくとも１個の軸方向の長さが他のものよ
り長いことを特徴とする。
石のうち、少なくとも１個の軸方向の長さが他のものよ
り長いことを特徴とする。
【００１５】（４） 前記（１）において、前記永久磁
石のうち、少なくとも１個の周方向の長さが他のものよ
り長いことを特徴とする。
石のうち、少なくとも１個の周方向の長さが他のものよ
り長いことを特徴とする。
【００１６】（５） 前記（１）において、前記永久磁
石のうち、少なくとも１個の周方向の長さが他のものよ
り短いことを特徴とする。
石のうち、少なくとも１個の周方向の長さが他のものよ
り短いことを特徴とする。
【００１７】（６） 前記（１）において、前記永久磁
石のうち、少なくとも１個の残留磁束密度が他のものよ
り大きいことを特徴とする。
石のうち、少なくとも１個の残留磁束密度が他のものよ
り大きいことを特徴とする。
【００１８】（７） 前記（１）において、前記永久磁
石のうち、少なくとも１個の残留磁束密度が他のものよ
り小さいことを特徴とする。
石のうち、少なくとも１個の残留磁束密度が他のものよ
り小さいことを特徴とする。
【００１９】（８） 前記（１）において、前記永久磁
石のうち、少なくとも１個の半径方向の長さが他のもの
より短いことを特徴とする。
石のうち、少なくとも１個の半径方向の長さが他のもの
より短いことを特徴とする。
【００２０】（９） 前記（１）において、前記永久磁
石のうち、少なくとも１個の材質が非磁性材から形成さ
れることを特徴とする。
石のうち、少なくとも１個の材質が非磁性材から形成さ
れることを特徴とする。
【００２１】（１０） 前記（１）ないし（９）におい
て、前記回転角検出部が１組の検出コイル回路を有し、
１組の検出チャンネルからなることを特徴とする。
て、前記回転角検出部が１組の検出コイル回路を有し、
１組の検出チャンネルからなることを特徴とする。
【００２２】本発明は以上のように構成されているの
で、回転子の外周面に配設された複数個の永久磁石のう
ち、少なくとも１個の該磁石が他のものに比べて磁気的
に変化されているため、その部分に磁気的不平衡を生じ
させて、該回転子の１回転中における回転角電圧信号に
変位点を生じさせ、この変位点を検出することにより、
前記Ｚ信号を発生させる。
で、回転子の外周面に配設された複数個の永久磁石のう
ち、少なくとも１個の該磁石が他のものに比べて磁気的
に変化されているため、その部分に磁気的不平衡を生じ
させて、該回転子の１回転中における回転角電圧信号に
変位点を生じさせ、この変位点を検出することにより、
前記Ｚ信号を発生させる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の好
適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。図１および
図２は、本発明の回転角検出部内蔵形電動機の一実施例
を示す図で、図１は該電動機の構成断面図、図２は回転
子の正面図である。図１において、図４と同一部材には
同一符号を付して、その説明を省略する。
適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。図１および
図２は、本発明の回転角検出部内蔵形電動機の一実施例
を示す図で、図１は該電動機の構成断面図、図２は回転
子の正面図である。図１において、図４と同一部材には
同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２４】図１において、前記回転角検出部内蔵形電
動機Ｍは、固定子１１と、回転子１２と、該回転子１２
にトルクを発生させる複数個（図では２０個）の突極に
それぞれ回巻した電動機巻線部３と、前記回転子１２の
回転角度を検出するための複数個（図では４個）の突極
にそれぞれ回巻したコイルからなる回転角検出部４とか
ら構成されている。
動機Ｍは、固定子１１と、回転子１２と、該回転子１２
にトルクを発生させる複数個（図では２０個）の突極に
それぞれ回巻した電動機巻線部３と、前記回転子１２の
回転角度を検出するための複数個（図では４個）の突極
にそれぞれ回巻したコイルからなる回転角検出部４とか
ら構成されている。
【００２５】前記固定子１１は、内側に向かって放射状
に等ピッチ角で配設された複数個（図では２４個）の突
極５を有する。回転子１２は、該固定子１１の中心軸上
で、その外周面が、前記固定子１１の内周面と空隙を介
して前記突極５に対向するように配設され、その軸１６
の両端が図示しないブラケットと軸受により回動自在に
支持されている。そして、その外周面には複数個（図で
は９対、すなわち１８個）の半径方向に磁化された永久
磁石７が、前記突極５に対向してその極性を外周面に沿
って交互に繰り返して配置されている。
に等ピッチ角で配設された複数個（図では２４個）の突
極５を有する。回転子１２は、該固定子１１の中心軸上
で、その外周面が、前記固定子１１の内周面と空隙を介
して前記突極５に対向するように配設され、その軸１６
の両端が図示しないブラケットと軸受により回動自在に
支持されている。そして、その外周面には複数個（図で
は９対、すなわち１８個）の半径方向に磁化された永久
磁石７が、前記突極５に対向してその極性を外周面に沿
って交互に繰り返して配置されている。
【００２６】前記回転角検出部４は、前記固定子１１の
２４個の突極５のうち、４個の突極５に前記回転子１２
の回転角を検出するためのコイルＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓ
ｄが回巻されるとともに、図５に示すように２組の検出
コイル回路としてのサインコイルペアＳａ，Ｓｄおよび
コサインコイルペアＳｂ，Ｓｃに結線された２対の突極
５から形成されている。
２４個の突極５のうち、４個の突極５に前記回転子１２
の回転角を検出するためのコイルＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓ
ｄが回巻されるとともに、図５に示すように２組の検出
コイル回路としてのサインコイルペアＳａ，Ｓｄおよび
コサインコイルペアＳｂ，Ｓｃに結線された２対の突極
５から形成されている。
【００２７】ところで、回転子１２は、図２に示すよう
に、その外周面に、極性が外周面に沿って交互に繰り返
されて配設されている複数個（図では９対、すなわち１
８個）の永久磁石７のうち、１個が他のものに比べて磁
気的に変化されているもので、例えばその軸方向の長さ
のみが、他のものより例えば約２０％短くされた短磁石
１７として配置されている。この短磁石１７が、前記固
定子１１の前記検出部４、例えばコイルＳａが回巻され
た突極５に対向するときは、それ以外の永久磁石７が対
向したときに比べ、図５における回路の電圧信号ＶA
（すなわち、中点電位Ｖadのバンドパスフィルタ、ロー
パスフィルタを経た回転角電圧信号）は異なる。これ
は、該短磁石１７が、前記コイルＳａの突極５に対向し
たとき、他の磁石７に比較して該磁石１７のみ総磁束数
が減少して、インダクタンス変化の低下につながり、結
果として、前記電圧信号ＶA の変動が小さくなるためで
ある。
に、その外周面に、極性が外周面に沿って交互に繰り返
されて配設されている複数個（図では９対、すなわち１
８個）の永久磁石７のうち、１個が他のものに比べて磁
気的に変化されているもので、例えばその軸方向の長さ
のみが、他のものより例えば約２０％短くされた短磁石
１７として配置されている。この短磁石１７が、前記固
定子１１の前記検出部４、例えばコイルＳａが回巻され
た突極５に対向するときは、それ以外の永久磁石７が対
向したときに比べ、図５における回路の電圧信号ＶA
（すなわち、中点電位Ｖadのバンドパスフィルタ、ロー
パスフィルタを経た回転角電圧信号）は異なる。これ
は、該短磁石１７が、前記コイルＳａの突極５に対向し
たとき、他の磁石７に比較して該磁石１７のみ総磁束数
が減少して、インダクタンス変化の低下につながり、結
果として、前記電圧信号ＶA の変動が小さくなるためで
ある。
【００２８】前記サインコイルペアＳａ，Ｓｄについて
は、前記回転子１２の１回転の間に、前記短磁石１７は
該コイルペアＳａ，Ｓｄに一度ずつ対向する。該回転子
１２の回転角と、図５におけるサインコイルペアＳａ，
Ｓｄの中点電位Ｖadから得られる電圧信号ＶA 、コサイ
ンコイルペアＳｂ，Ｓｃの中点電位Ｖbcから得られる電
圧信号ＶB （中点電位Ｖbcのバンドパスフィルタ、ロー
パスフィルタを経た回転角電圧信号）との関係を示す
と、図３（ａ）および図３（ｂ）のようになる。
は、前記回転子１２の１回転の間に、前記短磁石１７は
該コイルペアＳａ，Ｓｄに一度ずつ対向する。該回転子
１２の回転角と、図５におけるサインコイルペアＳａ，
Ｓｄの中点電位Ｖadから得られる電圧信号ＶA 、コサイ
ンコイルペアＳｂ，Ｓｃの中点電位Ｖbcから得られる電
圧信号ＶB （中点電位Ｖbcのバンドパスフィルタ、ロー
パスフィルタを経た回転角電圧信号）との関係を示す
と、図３（ａ）および図３（ｂ）のようになる。
【００２９】図３（ａ）および図３（ｂ）から、短磁石
１７の前記コイルＳａの突極５との対向により電圧信号
ＶA には、回転子１２の１回転の間に他とは値の異なる
極値をもった点が２箇所現れる。そのうちの１箇所はＡ
１′点であり、他の点はＡ２′点である。また、電圧信
号ＶB についても、同様に極値をもった点が２箇所現
れ、それぞれＢ１′点、Ｂ２′点となる。これらの点を
変位点といい、これらの変位点は回転子１２の１回転中
に４回発生するから、信号処理でどれかを特定すれば、
それをＺ信号として使用することができる。
１７の前記コイルＳａの突極５との対向により電圧信号
ＶA には、回転子１２の１回転の間に他とは値の異なる
極値をもった点が２箇所現れる。そのうちの１箇所はＡ
１′点であり、他の点はＡ２′点である。また、電圧信
号ＶB についても、同様に極値をもった点が２箇所現
れ、それぞれＢ１′点、Ｂ２′点となる。これらの点を
変位点といい、これらの変位点は回転子１２の１回転中
に４回発生するから、信号処理でどれかを特定すれば、
それをＺ信号として使用することができる。
【００３０】次にＺ信号の検出方法について説明する。
まず、Ａ１′点をＺ信号として検出する場合を説明す
る。図３（ａ）および図３（ｂ）のように、Ａ１′点
は、電圧信号ＶA の他の負側の極値と比較してその値は
大きいので、極値判定の際の電圧レベルを変えることに
より検出することができる。また、Ａ２′点は、正側の
極値と比較してその値は小さいので、同様に極値判定の
際の電圧レベルを適宜変えることにより検出することが
できる。Ｂ１′点およびＢ２′点についても、同様に検
出することができ、Ｚ信号を発生することが可能であ
る。
まず、Ａ１′点をＺ信号として検出する場合を説明す
る。図３（ａ）および図３（ｂ）のように、Ａ１′点
は、電圧信号ＶA の他の負側の極値と比較してその値は
大きいので、極値判定の際の電圧レベルを変えることに
より検出することができる。また、Ａ２′点は、正側の
極値と比較してその値は小さいので、同様に極値判定の
際の電圧レベルを適宜変えることにより検出することが
できる。Ｂ１′点およびＢ２′点についても、同様に検
出することができ、Ｚ信号を発生することが可能であ
る。
【００３１】次に回転角信号を絶対値で算出する方法に
ついて述べる。本実施例の場合、回転子１２の１回転に
つき回転角信号は１８サイクルであるため、これより算
出される回転角度は絶対値とはならない。しかしなが
ら、Ｚ信号を回転角信号に加味すれば、絶対値として回
転角度を得ることができる。
ついて述べる。本実施例の場合、回転子１２の１回転に
つき回転角信号は１８サイクルであるため、これより算
出される回転角度は絶対値とはならない。しかしなが
ら、Ｚ信号を回転角信号に加味すれば、絶対値として回
転角度を得ることができる。
【００３２】次いで、Ｚ信号を検出する他の方法につい
て、図３（ａ）および図３（ｂ）を用いて説明する。例
えばＡ１′点を使用して検出する場合を考えると、まず
前述の方法によってＡ１′点を特定し、その近傍で電圧
信号ＶB がゼロクロスする点、Ｂ１点を検出してＺ信号
とする。同様に、Ａ２′点を特定し、その近傍で電圧信
号ＶB がゼロクロスする点、Ｂ２点を検出してＺ信号と
する。さらに同様に、Ｂ１′点およびＢ２′点を特定し
て、電圧信号ＶA からＡ１点およびＡ２点でＺ信号とす
ることもできる。
て、図３（ａ）および図３（ｂ）を用いて説明する。例
えばＡ１′点を使用して検出する場合を考えると、まず
前述の方法によってＡ１′点を特定し、その近傍で電圧
信号ＶB がゼロクロスする点、Ｂ１点を検出してＺ信号
とする。同様に、Ａ２′点を特定し、その近傍で電圧信
号ＶB がゼロクロスする点、Ｂ２点を検出してＺ信号と
する。さらに同様に、Ｂ１′点およびＢ２′点を特定し
て、電圧信号ＶA からＡ１点およびＡ２点でＺ信号とす
ることもできる。
【００３３】前記変位点を形成するため、本実施例で
は、回転子１２の外周面に配設された複数個の永久磁石
７のうち、１個の軸方向の長さを他のものより短くした
場合（１７）を説明したが、このほか、該永久磁石７の
うち、少なくとも１個について、軸方向の長さを他のも
のより長くすること、周方向の長さを他のものより長く
すること、周方向の長さを他のものより短くすること、
残留磁束密度を他のものより大きくすること、残留磁束
密度を他のものより小さくすること、半径方向の長さを
他のものより短くすること、また、材質を非磁性材から
形成することなどがある。
は、回転子１２の外周面に配設された複数個の永久磁石
７のうち、１個の軸方向の長さを他のものより短くした
場合（１７）を説明したが、このほか、該永久磁石７の
うち、少なくとも１個について、軸方向の長さを他のも
のより長くすること、周方向の長さを他のものより長く
すること、周方向の長さを他のものより短くすること、
残留磁束密度を他のものより大きくすること、残留磁束
密度を他のものより小さくすること、半径方向の長さを
他のものより短くすること、また、材質を非磁性材から
形成することなどがある。
【００３４】また、本実施例では、前記回転角検出部４
が２組の検出コイル回路を有し、２組の検出チャンネル
からなる場合について説明したが、該検出部４が１組の
検出コイル回路を有し、１組の検出チャンネルからなる
場合もよいことは当然である。
が２組の検出コイル回路を有し、２組の検出チャンネル
からなる場合について説明したが、該検出部４が１組の
検出コイル回路を有し、１組の検出チャンネルからなる
場合もよいことは当然である。
【００３５】なお、本発明の技術は前記実施例における
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他
の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記
構成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他
の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記
構成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
【００３６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
回転角検出部内蔵形電動機によれば、回転子の外周面に
配設された複数個の永久磁石のうち、少なくとも１個が
他のものに比べて磁気的に変化されているので、電動機
の運転中、回転子の回転角を検出するとともに、回転子
１回転につき１パルスに相当する信号、すなわちＺ信号
を併せて発生させることができる。また、このＺ信号を
使って１回転内で回転子の回転角を絶対値で算出するこ
とができる。
回転角検出部内蔵形電動機によれば、回転子の外周面に
配設された複数個の永久磁石のうち、少なくとも１個が
他のものに比べて磁気的に変化されているので、電動機
の運転中、回転子の回転角を検出するとともに、回転子
１回転につき１パルスに相当する信号、すなわちＺ信号
を併せて発生させることができる。また、このＺ信号を
使って１回転内で回転子の回転角を絶対値で算出するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転角検出部内蔵形電動機の一実施例
を示す構成断面図である。
を示す構成断面図である。
【図２】回転子の正面図である。
【図３】回転子の回転角と、図５による、サインコイル
ペアＳａ，Ｓｂの中点電位から得られる電圧信号ＶA 、
コサインコイルペアＳｃ，Ｓｄの中点電位から得られる
電圧信号ＶB との関係を示す図で、図３（ａ）は回転角
が０度から１８０度まで、図３（ｂ）は回転角が１８０
度から３６０度までの場合を示す。
ペアＳａ，Ｓｂの中点電位から得られる電圧信号ＶA 、
コサインコイルペアＳｃ，Ｓｄの中点電位から得られる
電圧信号ＶB との関係を示す図で、図３（ａ）は回転角
が０度から１８０度まで、図３（ｂ）は回転角が１８０
度から３６０度までの場合を示す。
【図４】従来の回転角検出部内蔵形電動機の構成断面図
である。
である。
【図５】回転角検出部のサインコイルペアＳａ、Ｓｄお
よびコサインコイルペアＳｂ、Ｓｃの作動時の結線図で
ある。
よびコサインコイルペアＳｂ、Ｓｃの作動時の結線図で
ある。
１，１１ 固定子 ２，１２ 回転子 ４ 回転角検出部 ５ 突極 ７ 永久磁石 １７ 短磁石 Ｍ 回転角検出部内蔵形電動機 Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ コイル Ｖad，Ｖbc 中点電位 ＶA ，ＶB 回転角電圧信号
Claims (10)
- 【請求項１】 内側に向かって放射状に等ピッチ角で配
設された複数個の突極を有する固定子と、該突極のそれ
ぞれに回巻した電動機巻線部と、前記固定子の内周面と
空隙を介して前記突極に対向するように配設され、その
極性が外周面に沿って交互に繰り返される複数個の永久
磁石を有し、かつ回動自在に支持された回転子と、該回
転子の回転角検出部とからなり、該検出部は、２組の検
出コイル回路を有し、一方の前記回路は、前記突極の第
１対に回巻されたコイルに接続され、他方の前記回路
は、前記突極の第２対に回巻されたコイルに接続され、
該それぞれ１対にされた各コイルはインダクタンス変化
が電気角で１８０度の位相差を有するとともに、該両対
のコイル間では回転角信号の位相差が９０度になるよう
に前記固定子に配置させ、前記それぞれ１対にされたコ
イルのインダクタンス変化から、前記回転子回転角の検
出信号を発生する２組の検出チャンネルからなる回転角
検出部を内蔵した電動機において、 前記回転子の外周面に配設された前記永久磁石のうち、
少なくとも１個が他のものに比べて磁気的に変化されて
いることを特徴とする回転角検出部内蔵形電動機。 - 【請求項２】 前記永久磁石のうち、少なくとも１個の
軸方向の長さが他のものより短いことを特徴とする請求
項１に記載の回転角検出部内蔵形電動機。 - 【請求項３】 前記永久磁石のうち、少なくとも１個の
軸方向の長さが他のものより長いことを特徴とする請求
項１に記載の回転角検出部内蔵形電動機。 - 【請求項４】 前記永久磁石のうち、少なくとも１個の
周方向の長さが他のものより長いことを特徴とする請求
項１に記載の回転角検出部内蔵形電動機。 - 【請求項５】 前記永久磁石のうち、少なくとも１個の
周方向の長さが他のものより短いことを特徴とする請求
項１に記載の回転角検出部内蔵形電動機。 - 【請求項６】 前記永久磁石のうち、少なくとも１個の
残留磁束密度が他のものより大きいことを特徴とする請
求項１に記載の回転角検出部内蔵形電動機。 - 【請求項７】 前記永久磁石のうち、少なくとも１個の
残留磁束密度が他のものより小さいことを特徴とする請
求項１に記載の回転角検出部内蔵形電動機。 - 【請求項８】 前記永久磁石のうち、少なくとも１個の
半径方向の長さが他のものより短いことを特徴とする請
求項１に記載の回転角検出部内蔵形電動機。 - 【請求項９】 前記永久磁石のうち、少なくとも１個の
材質が非磁性材から形成されることを特徴とする請求項
１に記載の回転角検出部内蔵形電動機。 - 【請求項１０】 前記回転角検出部が１組の検出コイル
回路を有し、１組の検出チャンネルからなることを特徴
とする請求項１ないし請求項９のいずれかひとつの請求
項に記載の回転角検出部内蔵形電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24010596A JPH1089911A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 回転角検出部内蔵形電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24010596A JPH1089911A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 回転角検出部内蔵形電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1089911A true JPH1089911A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17054572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24010596A Pending JPH1089911A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 回転角検出部内蔵形電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1089911A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110260775A (zh) * | 2018-03-12 | 2019-09-20 | 瑞萨电子株式会社 | 旋转角度传感器系统和半导体器件 |
-
1996
- 1996-09-11 JP JP24010596A patent/JPH1089911A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110260775A (zh) * | 2018-03-12 | 2019-09-20 | 瑞萨电子株式会社 | 旋转角度传感器系统和半导体器件 |
| CN110260775B (zh) * | 2018-03-12 | 2022-09-02 | 瑞萨电子株式会社 | 旋转角度传感器系统和半导体器件 |
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