JPS60131089A - 直流モ−タ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流モーフ装置に係り、詳しくはトルクリップ
ルを可及的に少なくしたものに関する。

直流モータ、例えば偏平型無刷子直流モータは、構造が
簡単で小型であり、かつゴギングが少ない等の種々の利
点を有し、レコードプレーヤ、テープレコーダ等に多く
使用されている。

第１図ａ、ｂはこの偏平型無刷子直流モータの構造を示
している。図中符号１はマグネ・ノド、２はマグネット
ヨーク、３はスピン＋’ル、４は基板、５Ａ、５’Ｂば
駆動コイル、６は固定子ヨーク、７は軸受、８はスラス
ト受、９ａ、９ｂは位置検出器である。

マグネット１は同図Ｃに示すようにＮ極とＳ極が交互に
着磁されていて、駆動コイル５　Ａ　、１５　Ｂに流す
コイル電流の極性をマグネ・ノド１の位置と極性に応じ
て切換えることにより、スピンｌ”／し３とともに回転
する。

第２図ａ、−ｇは従来の偏平型無刷子直流モータの動作
時における磁界分布、コイル電流、トルクを示している
。マグネ・ノド１の磁界分布は同図ａに示すように正弦
波状になっている。同図中実線は位置検出器９ａの受け
る磁界分布を示し、また点線は位置検出器９ｂの受ける
磁界分布を示している。同図すは位置検出器９ａ、９ｂ
の出力を示している。

また、駆動コイル５　Ａ　ｐ　５　Ｂのコイル電流は同
図ｃ、ｄに示すように電気角π／２の矩形波状になって
いる。

これにより、各相で発生するトルク（磁界の強さとコイ
ル電流との積）は同図ｅ、ｆに示すようになり、その合
成トルクは同図ｇに示すようなトルクリップルが生じた
ものとなるが、あえてこのようにするのは次の理由によ
る。

すなわち、トルクリップルをなくすためには、例えばコ
イル電流を磁界分布に合わせて正弦波状にするか、ある
いは磁界分布をコイル電流に合わせて矩形波状にすれば
よいが、前者の場合にあっては、位置検出器９ａ、９ｂ
のバラツキ、温度特性、経時変化等に対して影響を受け
やすい問題があり、また後者の場合にあっては、磁界分
布を矩形波状にすることは現在までのところ難かしい問
題があるからである。

しかし、磁界分布を正弦波状にし、コイル電流を矩形波
状にすると、コイル電流を変化させてモータの回転数を
一定に制御するサーボ系に磁界分布が外乱として加わる
ことと等しいことになり、このため磁界分布の乱れによ
っても１−ルクリップルが生じる問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、磁界分布を正弦波状にすることや磁界分
布が乱れることによって生じるトルクリップルを可及的
に少なくすることができる直流モータ装置を提供するこ
とである。

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第３図は本発明の直流モータ装置の一例を示している。

図中符号１０はモータ、１１は回転数検出回路、１２は
基準電圧器、１３．１４はアンプ、１５はコイル電流検
出回路、１６は磁界検出回路、１７は演算回路である。

モータ１０は第１図ａ〜Ｃに示すものと同様に構成され
ていて、その回転数が回転数検出回路１２により電圧と
して検出されてアンプ１３の一端子に入力される。アン
プ１３の子端子には基準回転数に相当する電圧を発生す
る基準電圧器１２からの信号が入力されていて、該信号
と回転数とが比較されてその差が増幅される。この増幅
された信号Ｖ１は、アンプ１４の子端子に入力される。

モータ１０のマグネット１８　（第５図参照）の磁界分
布は、電圧として磁界検出回路１６により検出されて演
算回路１７に入力される。また、駆動コイル１９Ａ、１
９Ｂ（第５図参照）のコイル電流は、コイル電流検出回
路１５により検出されて同じく演算回路１７に入力され
る。演算回路１７では電圧とコイル電流との積（トルク
に相当する）をめる。

この演算結果■２はアンプ１４の一端子に入力されて、
上述の信号Ｖ１と比較される。Ｖ２＜Ｖ。

のときには、アンプ１４の出力が大きくなって、モータ
１０の回転数を一定にする図示しないサーボ系によりコ
イル電流を増加させる。また、Ｖ２〉Ｖｌのときには、
アンプ１４の出力が小さくなって、反対にコイル電流を
減少させる。

ずなわち、モータ１０のトルクは、信号Ｖ、によって決
められる一定トルクに制御されることになる。ところで
、この信号Ｖ＋　は、上述の如くモータ１０の回転数制
御系のものであり、モータ１０の回転数が基準回転数よ
りも小さいときに増加し、また反対に大きいときに減少
して、回転数を基準回転数に制御する。

換言すると、モータ１０の回転数を一定に制御しつつト
ルクを一定にしている。

なお、モータ１０は、偏平型無刷子直流モータに限定さ
れず、他のタイプの直流モータも使用することができる
。

第４図ａ−％−ｇは上記直流モータ装置の動作時におけ
る磁界分布、コイル電流、トルクを示している。

マグネット１８の磁界分布は同図ａに示すように正弦波
状になっている。同図中実線はホール素子２ＯＡの受け
る磁界分布を示し、また点線はボール素子２０Ｂの受け
る磁界分布を示している。

同図すはこの磁界分布を検出する磁界検出回路１６のボ
ール素子２０Ａ、２０Ｂの出力波形を示している。

また、駆動コイル１９Ａ、１９Ｂのコイル電流は、同図
ｃ、ｄに示すように、トルクが一定となるようにし、か
つ磁界分布の乱れが生じたときトルクが変動しないよう
に変化している。

このため、各相で発生するトルクは同図ｅ、ｆに示すよ
うに、一定でコギングのないものとなり、その合成トル
クには同図ｇに示すようにほとんどトルクリンプルが生
じない。なお、同図ｇに示す大きなゆらぎは、一定回転
数を得るため外乱を打ち消すトルク変動である。

第５図は上記磁界検出回路１６を詳細に示している。ボ
ール素子２０Ａ、２０Ｂは位置兼磁界検出器であり、第
１図に示す位置検出器９ａ、９ｂと同様の位置に配置さ
れる。

磁界検出回路１６は、このホール素子２０Δ。

２０Ｂと差動増幅器２１．２１と両波整流回路２２．２
２と切換回路２３とから構成されている。

ボール素子２０Ａ、２０Ｂの出力（第４図す参照）は差
動増幅器２１．２１と位置信号合成回路２４に出力され
る。位置信号合成回路２４は、ボール素子２０Ａ、２０
Ｂを位置検出器として動作させるためのもので、ホール
素子２０　Ａ　、　２０　Ｂの出力により位置信号を合
成し、駆動コイル１９Ａ、１９Ｂ及び電流の方向を切換
えるスイッチ信号を出力する。

差動増幅器２１．２１に入力されたホール素子２０Ａ、
２０Ｂの出力は増幅された後、両波整流回路２２．２２
により整流される。駆動コイル１９Ａに通電されている
ときには、位置信号合成回路２４からのスイッチ信号に
より切換回路２３がホール素子２０Ａ側に切換えられて
、増幅整流されたホール素子２０Ａの出力が演算回路１
７に入力される。駆動コイル１９Ｂに通電されていると
きには、切換回路２３がホール素子２０Ｂ側に切換えら
れて、増幅整流されたホール素子２０Ｂの出力が演算回
路１７に入力される。

上記実施例では、位置検出器のホール素子２０Ａ、２０
Ｂをそのまま磁界検出器として兼用したが、専用のボー
ル素子を設けるようにしてもよい。

また、駆動コイル１９Ａ、１９Ｂの非通電時におりる逆
起電力を検出して、これにより磁界分布をめるようにし
てもよく、また別に磁界検出器としてのコイルを備えて
もよい。

以上説明したように本発明によれば、マグネットの磁界
分布を電圧しとて検出する磁界検出回路と、駆動コイル
のコイル電流を検出するコイル電流検出回路と、これら
磁界検出回路とコイル電流検出回路とを装備して、電圧
と電流との積が一定となるようにコイル電流を制御する
ので、磁界分布が正弦波状になることにより生じるトル
クリップルや磁界分布の乱れにより生じるトルクリップ
ルを可及的に少なくし、かつコギングを少なくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来の偏平型無刷子直流モータの断面図、同
図すは同平面図、同図Ｃはマグネットの平面図、第２図
ａ〜ｇは従来のモーフの動作時の磁界分布、コイル電流
、トルク等の波形図、第３図は本発明の一実施例を示す
ブロック図、第４図ａ〜ｇは同実施例の動作時における
磁界分布、コイル電流、Ｉ・ルク等の波形図、第５図は
磁界検出回路を詳細に示したブロック図である。 １５・・・コイル電流検出回路、１６・・・磁界検出回
路、１７・・・演算回路、１８・・・マグネット、１９
Ａ。 １９Ｂ・・・駆動コイル、２０Ａ、２０Ｂ・・・ホール
素子。 特許出願人　パイオニア株式会社 第２因 （ 第３因 （ ７ （ 第４因

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マグネットと駆動コイルを装備し、該駆動コイルに流す
   電流の極性をマグネットの位置と極性に応じて切換える
   直流モーフ装置において、前記マグネットの磁界分布を
   電圧として検出する磁界検出回路と、前記駆動コイルの
   コイル電流を検出するコイル電流検出回路と、これら磁
   界検出回路とコイル電流検出回路からの電圧と電流との
   積をめる演算回路とを装備して、電圧と電流との積が一
   定となるようにコイル電流を制御するよう構成してなる
   ことを特徴とする直流モータ装置。