JPH1141897A - 回転速度検出手段を有するモータ - Google Patents

回転速度検出手段を有するモータ

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JPH1141897A
JPH1141897A JP9198461A JP19846197A JPH1141897A JP H1141897 A JPH1141897 A JP H1141897A JP 9198461 A JP9198461 A JP 9198461A JP 19846197 A JP19846197 A JP 19846197A JP H1141897 A JPH1141897 A JP H1141897A
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poles
rotation speed
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Shigeru Furuki
茂 古木
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Alps Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/14Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with speed sensing devices

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータを駆動するための駆動用着磁部から発
生する磁束が回転速度の検出部分に影響を及ぼし、モー
タの回転速度検出出力のレベル変動が発生しやすかっ
た。 【解決手段】 駆動用着磁部9の着磁極数をn、回転速
度検出着磁部の着磁極数をmとし、任意の整数をaとし
たときに、m/a:n/a=偶数:偶数になるように、
mおよびnを選択し、FGパターン12の検出ライン1
3の数がm/aとなるように設定する。モータを回転さ
せた場合、駆動用着磁部9から発生する磁束が検出ライ
ン13を透過し、検出ライン13に起電力が生じるが、
駆動用着磁部9のN極に対向する検出ライン13の総数
とS極に対向する検出ライン13の総数が、互いに同数
となるため、駆動用着磁部9の磁極により検出ライン1
3に生じる電流が相殺される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フロッピディスク
ドライブなどに使用される駆動用のモータに関し、特に
ロータの回転速度の検出手段を有するモータに関する。
【0002】
【従来の技術】図8は、従来のいわゆるブラシレスのモ
ータ30を示したものである。前記モータ30は、ステ
ータ側の基台31上にコイル基板32、およびリング状
のステータコイル33が設けられている。さらに、前記
ステータコイル33の上にはフレキシブル基板にパター
ン印刷された検知基板34が設けられ、前記パターンに
は回転数検知用のFGパターン35が形成されている。
さらにその上には、ロータマグネット36が回転自在に
支持されている。前記ロータマグネット36は、外周部
分が回転駆動用の主着磁部37で、内径側が回転数検知
用のFG着磁部38となっている。主着磁部37では、
N極とS極が周方向に交互に配置されて着磁されてい
る。前記ステータコイル33は、その直線部33aの部
分において半径方向へ電流が流れるようになっており、
この直線部33aに流れる電流と、これに対向する前記
主着磁部37の磁極によって、ロータマグネット36に
回転方向への電磁力が作用するようになっている。
【0003】また、ロータマグネット36のFG着磁部
38では、周方向へ向けて、N極とS極とが前記主着磁
部37よりも短いピッチにて交互に形成されている。一
方、FGパターン35には、半径方向に電流が流れる検
出部35aが短いピッチにて形成されている。前記FG
パターン35は、FG着磁部38に対向しており、ロー
タマグネット36が回転すると、FG着磁部38の磁極
に応じてFGパターン35から周波数発電信号が出力さ
れるようになっている。この周波数発電信号の出力によ
りロータマグネット36の回転数が検出される。またF
Gパターン35からの周波数発電信号に応じて、ステー
タコイル33に与えられる電流が制御され、これにより
ロータマグネット36が一定の回転速度で回転するよう
に制御される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、前記
モータ30では、前記ステータコイル33に流れる電流
と、前記ロータマグネット36の外周部に形成された主
着磁部37の磁極との関係で、ロータマグネット36に
回転力が与えられる。しかしながら、図示されているよ
うに、前記主着磁部37とFG着磁部38とがロータマ
グネット36に一体にそれぞれ近傍に設けられているた
め、主着磁部37から発せられる磁束が、回転数検出用
のFGパターン35を通過することになり、周波数発電
信号にノイズとなって重畳しやすい。すなわち、前記F
G着磁部38とFGパターン35との関係においてFG
パターンの半径方向の検出部35aに発生する電流に、
前記主着磁部37とFGパターン35との関係に基づく
前記検出部35aに発生する電流が加算され、検出周波
数の波形のレベルがロータの回転周波数に応じて変動す
ることがあり得る。
【0005】前記主着磁部37からの磁束がFGパター
ン35に与えられたとき、隣接する検出部35aを同じ
磁極が通過していくときには、隣接する検出部35aに
発生する電流が同じ方向の電流となるため、FGパター
ン35内で打ち消される場合が多いが、前記検出部35
aと主着磁部37との関係においては、FGパターン3
5に前記のように打ち消されない電流が発生することが
あり、この場合には、前記のようにFGパターン35か
ら得られる周波数発電信号のレベルが、ロータの回転周
波数に応じて変化することになる。その結果、回転数の
検出誤差が生じ、モータの正確な回転制御ができなくな
る。そこで、FGパターン35が主着磁部の影響を受け
ないように、主着磁部37とFG着磁部38とを別々の
部品で形成することも考えられるが、構造が複雑になっ
たり、装置本体をコンパクトに設計することができず、
またコストの上昇にもつながるなどの不都合を生じる。
【0006】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、ロータを駆動するための着磁部とロー
タの回転数を検出するための着磁部とが接近して設けら
れ、検出パターンがロータ駆動用の着磁部の磁束の影響
を受けたとしてもその影響を打ち消すことができる回転
速度検出手段を有するモータを提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ステータと、
このステータに対して回転自在に設けられたロータと、
前記ステータ側に設けられた駆動用コイルと、ロータ側
に設けられて円周方向へ一定のピッチでN極とS極とが
交互に着磁された駆動用着磁部と、同じくロータ側に設
けられて、円周方向へ一定のピッチでN極とS極とが交
互に着磁された回転速度検出着磁部と、前記回転速度検
出着磁部に対向してステータ側に設けられ且つ前記回転
速度検出着磁部のN極とS極との配置ピッチに合わせて
半径方向へ延びる検出ラインがジグザグ形状に形成され
た検出パターンとを有し、前記駆動用着磁部のN極に対
向する前記検出ラインの総数と、駆動用着磁部のS極に
対向する検出ラインの総数とが、常に互いに同数となる
ように、検出パターンでの前記検出ラインの数と、駆動
用着磁部の極数とが決められていることを特徴とする。
【0008】例えば、前記駆動用着磁部の着磁極数を
n、回転速度検出着磁部の着磁極数をmとし、任意の整
数をaとしたときに、m/a:n/a=偶数:偶数にな
るように、mおよびnが選択され、前記検出ラインの数
がm/aとなる検出パターンを1ブロックとし、これが
1ブロック以上配置されていることが好ましい。
【0009】前記回転速度を検出するための検出ライン
には、回転速度検出着磁部から発せられる磁束に加え
て、駆動用着磁部から発せられる磁束が重畳して、半径
方向に延びる前記検出ラインに電流が励起される。
【0010】そこで本発明では、1つのブロックの検出
パターンに対し、または互いに直列に接続された複数ブ
ロックの検出パターンに対して、駆動用着磁部のN極と
S極とが対向する際に、駆動用着磁部のN極に対向する
検出ラインの総数と、S極に対向する検出ラインの総数
が、常に同数となるように設定している。その結果、駆
動用着磁部のN極により検出ラインに生じる電流と、S
極により検出ラインに生じる電流とが、ロータの回転位
相に関らず常に相殺されるようになり、駆動用着磁部か
らの磁束により検出パターンからノイズが出力されるの
を防止できるようになる。
【0011】そのためには、検出パターンの1つのブロ
ックに着目したときに、このブロック内での検出ライン
の数と駆動用着磁部の極数との関係が一定となるように
する必要がある。回転速度検出着磁部の磁極は、前記検
出ラインと同じピッチで配置されるため、駆動用着磁部
の極数と回転速度検出着磁部の極数を、一定の関係にす
ると、1ブロックの検出パターンに対して、駆動用着磁
部のN極に対向する検出ラインの総数と、S極に対向す
る検出ラインの総数とが、互いに同数になり、これはロ
ータが回転している間、常に変わらなくなる。その結
果、駆動用着磁部の磁極により検出ラインに発生する電
流が常に相殺されるようになる。
【0012】このような関係となる駆動用着磁部の極数
nと回転速度検出用着磁部の極数mとの比が、m/a:
n/a=偶数:偶数であり、1ブロックの検出パターン
では、検出ラインをm/a本設ければよいことになる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の回転速度検出手段
を有するモータについて、図1ないし図7を示して説明
する。図1は、本発明のモータ1の断面図を示したもの
である。このモータ1は平板状のステータ基板2上に、
軸受4が固定されており、逆トレー型の円形状のロータ
3に固定された回転軸5が、前記軸受4に回転可能に支
持されている。前記ロータ3が対向する位置において、
ステータ基板2上にコイル本体20が固定されている。
前記ロータ3のステータ基板2とは反対の面に、情報記
録媒体としてのディスクを載せるためのターンテーブル
14が固定されて設置されている。
【0014】前記コイル本体20は、図2の平面図に示
すように、半径方向へ延びて配置された12個の鉄芯の
ヨーク6と、このヨーク6の中心線回りに巻回された駆
動用コイル7とから構成されている。図2に示されてい
るものは、例えば3相モータ用であり、U相、V相、W
相のヨーク6およびコイル7が順番に配列されている。
そしてU相、V相、W相の駆動用コイル7には、位相が
120°づつ相違する駆動電流が与えられる。前記ステ
ータ基板2の前記ロータ3に対向する表面に、銅箔をエ
ッチングすることによりパターン形成されたフレキシブ
ル基板11が接着されて形成されている。また、このパ
ターンとして、回転数の検出パターンとして機能するF
G(周波数ジェネレータ)パターン12が形成されてお
り、前記FGパターン12はロータ3の外周部に形成さ
れた後述するロータマグネット8に沿って配設されてい
る。なお、図3は1ブロックで形成されたFGパターン
12を平面図で示しているが、このFGパターン12で
は、半径方向に延びる検出ライン13が一定のピッチで
配列している。隣接する検出ライン13どうしは、外周
側の接続ライン13aと内周側の接続ライン13bとで
交互に接続されており、その結果、FGパターン12は
ジグザグ形状である。
【0015】前記ロータ3の内面外周部にロータマグネ
ット8が固定されている。図4はロータマグネット8を
斜視図で示しているが、前記ロータマグネット8では、
上記コイル本体20の先端部に対向する面に、駆動用着
磁部9が形成され、上記FGパターン12に対向する面
に回転速度検出着磁部10が形成されている。前記駆動
用着磁部9は、円周方向へ一定ピッチでN極とS極とが
交互に着磁され、前記回転速度検出着磁部10について
も、円周方向へ前記駆動用着磁部9のピッチよりも狭い
一定ピッチでN極とS極とが交互に着磁されている。
【0016】また、前記回転速度検出着磁部10に形成
されたN極とS極の着磁ピッチは、前記FGパターン1
2の半径方向の検出ライン13のピッチと同ピッチで形
成されている。すなわち、回転速度検出着磁部10のN
極とS極の境界線の配置間隔が、前記検出ライン13の
円周方向への配置間隔と同じである。よって、回転速度
検出着磁部10のN極がいずれかの検出ライン13に対
向しているときに、これに隣接する検出ライン13には
回転速度検出着磁部10のS極が必ず対向する。さら
に、図3に示す1ブロックのFGパターン12におい
て、ロータマグネット8に形成されている前記駆動用着
磁部9のN極に対向する検出ライン13の総数と、S極
に対向する検出ライン13の総数が、常に互いに同数に
なるように、駆動用着磁部9の磁極数と、検出ライン1
3の数が設定されている。
【0017】すなわち、前記駆動用着磁部9の着磁極数
をn、回転速度検出着磁部10の着磁極数をmとし、任
意の整数をaとしたときに、m/a:n/a=偶数:偶
数になるようにmおよびnが選択され、前記1ブロック
のFGパターン12では、検出ライン13の数がm/a
となるように形成されている。例えば、図3に示した例
では、駆動用着磁部9の着磁極数が、N極とS極とで合
計n=16、回転速度検出着磁部10の着磁極数が、N
極とS極とでm=120である。この場合に、任意の整
数a=4とすると、m/a=30、n/a=4であり、
m/a:n/a=30:4で、偶数:偶数である。この
場合に、1ブロックのFGパターン12内での検出ライ
ン13をm/a=30本に設定すると、図3に示すよう
に、駆動用着磁部9のN極に対向する検出ライン13の
総数と、S極に対向する検出ライン13の総数とが、互
いに同数となる。
【0018】図3は、回転速度検出着磁部10に対し
て、ロータマグネット8がある時点の回転位置に至った
状態を示している。このとき、駆動用着磁部9の磁極に
対向する検出ライン13の数を数えると、N極では7
本、N極では7本、でN極合計で14本である。また
S極では7本、S極では7本で、S極合計で14本
である。駆動用着磁部9のN極の影響で検出ライン13
に起電される電流の方向と、S極の影響で検出ライン1
3に起電される電流の方向とが、互いに逆であるため、
FGパターン12内で前記電流が打ち消され、駆動用着
磁部9から、FGパターン12にノイズが重畳しなくな
る。
【0019】図6は、前記のFGパターン12に対して
駆動用着磁部9の磁極が与える電流が相殺される状態
を、さらに詳しく模式的に示したものである。図6で
は、説明を簡単にするために、m/a:n/a=6:2
の場合を例にとって説明する。本発明で駆動用着磁部9
の磁極による影響を相殺できる関係は、m/a:n/a
=偶数:偶数のときすべてに成立する。図6において、
駆動用着磁部9の2極分の角度を2π(rad)とする
と、FGパターン12の隣接する検出ライン13の配置
角度はπ/3(rad)である。
【0020】また、図5で示した点線は、前記駆動用着
磁部から発生する磁束の経路を示したもので、前記磁束
は前記検出ライン13を垂直に通過するため、検出ライ
ン13に起電力が発生する。前記ロータマグネット8が
回転することにより、N極側の検出ライン(No.1な
いしNo.3)には、半径方向の外側または内側に向か
って起電力が発生し、一方S極側の検出ライン(No.
4ないしNo.6)に半径方向の内側または外側に向か
って起電力が発生する。すなわち、前記駆動用着磁部9
の磁束により検出ラインNo.1が発電する信号をV1
(t)=sin(ωt)とした場合、検出ラインNo.
4が発電する信号は位相差πの位置にあり、V4(t)
=sin(ωt+π)となる。よって、V1(t)=−
V4(t)の関係が成立ち、V1(t)とV4(t)と
は打ち消される関係になる。同様にして、検出ラインN
O.2およびNo.5、検出ラインNo.3およびN
o.6についても打ち消される関係になる。
【0021】したがって、上記関係は、回転速度検出着
磁部10の磁束による発電には影響を与えず、ノイズと
なるような駆動用着磁部9の磁束の発電成分のみ打ち消
されるようになる。また、上記した構成以外において
も、前記駆動用着磁部9の着磁極数をn、回転速度検出
着磁部10の着磁極数をmとし、任意の整数をaとした
ときに、m/a:n/a=偶数:偶数になるようにmお
よびnを選択し、前記検出ライン13の数がm/aとな
る検出ラインを1ブロックとした場合、これをブロック
状に配置する構成であればよい。なお、図3では、FG
パターン12が1ブロックのみ設けられたものを示して
いるが、図7(A)に示すように、30本を1ブロック
としたFGパターン12を2ブロック形成して直列に接
続したもの、または図7(B)に示すように、3ブロッ
ク形成して直列に接続したものであってもよい。
【0022】このようにして得られた本発明のモータ1
は、ロータマグネット8の構成において、前記駆動用着
磁部9と回転速度検出着磁部10とが同一のマグネット
で、且つ両者が近傍に設けられていたとして、または駆
動用着磁部9と回転速度検出着磁部10が別々のマグネ
ットで形成されて隣接して配置されていても、駆動用着
磁部9の磁束が検出パターン(FGパターン)12にノ
イズを与えることがない。よってFGパターン12から
得られる周波数検出信号のレベルが安定し、この信号を
用いて、モータの回転速度制御を高精度に行うことが可
能である。本発明のモータ1は、上記した構成に限定さ
れるものではなく、例えばコイル本体20を鉄芯に駆動
用コイルを巻回したものではなく、図8に示したような
コイルを用いたモータであっても実施可能である。
【0023】
【発明の効果】本発明の回転速度検出手段を有するモー
タは、回転速度検出着磁部の着磁極数と駆動用着磁部の
着磁極数を適正に設定することにより、駆動用着磁部か
ら回転速度検出用の検出パターンにノイズが重畳するの
を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のモータを示す断面図、
【図2】モータに使用されるコイルを示す平面図、
【図3】モータに使用されるFGパターンを示す一部省
略平面図、
【図4】モータに使用されるロータマグネットを示す斜
視図、
【図5】ロータマグネットから発せられる磁束の経路を
示す一部拡大断面図、
【図6】磁束キャンセル効果を説明する説明図、
【図7】(A)(B)は本発明の他のFGパターンを示
す平面図、
【図8】従来のモータの主構成を示す分解斜視図、
【符号の説明】
1 モータ 2 ステータ基板 3 ロータ 4 軸受 5 回転軸 6 鉄芯ヨーク 7 駆動用コイル 8 ロータマグネット 9 駆動用着磁部 10 回転速度検出着磁部 11 フレキシブル基板 12 FGパターン 13 検出ライン 14 ターンテーブル 20 コイル本体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステータと、このステータに対して回転
    自在に設けられたロータと、前記ステータ側に設けられ
    た駆動用コイルと、ロータ側に設けられて円周方向へ一
    定のピッチでN極とS極とが交互に着磁された駆動用着
    磁部と、同じくロータ側に設けられて、円周方向へ一定
    のピッチでN極とS極とが交互に着磁された回転速度検
    出着磁部と、前記回転速度検出着磁部に対向してステー
    タ側に設けられ且つ前記回転速度検出着磁部のN極とS
    極との配置ピッチに合わせて半径方向へ延びる検出ライ
    ンがジグザグ形状に形成された検出パターンとを有し、 前記駆動用着磁部のN極に対向する前記検出ラインの総
    数と、駆動用着磁部のS極に対向する検出ラインの総数
    とが、常に互いに同数となるように、検出パターンでの
    前記検出ラインの数と、駆動用着磁部の極数とが決めら
    れていることを特徴とする回転速度検出手段を有するモ
    ータ。
  2. 【請求項2】 前記駆動用着磁部の着磁極数をn、回転
    速度検出着磁部の着磁極数をmとし、任意の整数をaと
    したときに、m/a:n/a=偶数:偶数になるよう
    に、mおよびnが選択され、前記検出ラインの数がm/
    aとなる検出パターンを1ブロックとし、これが1ブロ
    ック以上設けられている請求項1記載の回転速度検出手
    段を有するモータ。
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