JPS60180468A - Position controlling axial air gap type coreless brushless motor - Google Patents

Position controlling axial air gap type coreless brushless motor

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Publication number
JPS60180468A
JPS60180468A JP3536684A JP3536684A JPS60180468A JP S60180468 A JPS60180468 A JP S60180468A JP 3536684 A JP3536684 A JP 3536684A JP 3536684 A JP3536684 A JP 3536684A JP S60180468 A JPS60180468 A JP S60180468A
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JP
Japan
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magnetic pole
phase
poles
pole
brushless
Prior art date
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Pending
Application number
JP3536684A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohisa Kuwako
桑子 朋久
Norimitsu Hirano
平野 紀光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokai Rika Co Ltd
Original Assignee
Tokai Rika Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS60180468A publication Critical patent/JPS60180468A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08Motors 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To rotate a magnet rotor from low to high speeds by disposing a stator armature planely opposed to a pole for driving the rotor, and disposing a position designating pole detector suitable for the pole for designating the position. CONSTITUTION:A magnet rotor 14 has drive poles 14A and position designating poles 14B alternately having N- and S-poles. A stator armature 17 having two or more air core armature coil group planely opposed to the poles 14A is disposed. A drive position detector 24 detects the N- or S-poles of the drive poles 14A. Two position designating pole detectors 25-1, 25-2 are provided oppositely to the poles 14B. The detectors 25-1, 25-2 are displaced at 90 deg. of electric angle.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は応答性に優れたポジション制御用軸方向空隙型
コアレスブラシレス七−夕に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an axial gap type coreless brushless Tanabata for position control with excellent responsiveness.

最近、簡単欠構成で8−夕の1回転当りの複数箇所で、
ロータを停止させることができるようにしたポジション
制御の可能なe−夕が請求められるに至っている。
Recently, with a simple missing configuration, at multiple locations per rotation of 8-even,
E-vehicles with position control that can stop the rotor are now in demand.

従来、この種のモータとしてはパルスe−夕が用いられ
ているが、種々の事情から直流モータを要求されるに至
っていζ「″しかしながら、従来の直流モータを用いて
、ポジション制御を行なうにハ、高価なエンコーダ等を
用いなければならず、結果として高価で大型になる欠ζ
があった。
Traditionally, pulse motors have been used as this type of motor, but for various reasons a direct current motor has come to be required.However, position control cannot be performed using a conventional direct current motor. C. It is necessary to use an expensive encoder, etc., resulting in an expensive and large size.
was there.

また直流〔−夕でブラシ有む一夕では、寿命が短かいた
め、使用頻度の多い装置には不同きである。
Furthermore, since the lifespan of direct current (DC) brushes is short, they are not suitable for devices that are frequently used.

本発明は上記事情に籏いてなされたもので、低速から高
速まで回転でき、コアレスで応答性が良く、起動トルク
が大きくて効率良好で、また機械的振動が少なく長寿命
で、簡単な構成にして安価で小型のポジション制御用軸
方同空隙型コアレスグラシレスe−夕を提供することを
目的になされたものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can rotate from low to high speeds, is coreless, has good responsiveness, has a large starting torque, has good efficiency, has little mechanical vibration, has a long life, and has a simple configuration. The purpose of this invention is to provide an inexpensive and compact coreless glassless e-tube with the same axial gap for position control.

かかる本発明の目的は、N、Sの磁極を交互にの位置指
定用磁極を有するマグネットロータと。
The object of the present invention is to provide a magnet rotor having N and S magnetic poles for position designation alternately.

上記駆動用磁極と面対向して配設された2以上の空心型
の電機子コイル群からなるステータ電機子と、上記駆動
用磁極のN、Sの磁極を検出するための駆動用位置検知
素子と、上記位置指定用磁極と対向して設けられた2個
の位置指定用磁極検出って達成される。
A stator armature consisting of a group of two or more air-core armature coils disposed to face the driving magnetic poles, and a driving position detection element for detecting the N and S magnetic poles of the driving magnetic poles. This is achieved by detecting two position specifying magnetic poles provided opposite to the above position specifying magnetic pole.

以下1図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below with reference to one drawing.

まず、第1図乃至第3図を参照して本発明の第1実施例
を説明Tる。
First, a first embodiment of the present invention will be explained with reference to FIGS. 1 to 3.

第1図は本発明のコイル両面配置形のボジンヨンII 
I用軸方同空隙型コアレスグラシレスe−タの縦断面図
で、第2図は第1図の主要部の分解斜視図である。
FIG. 1 shows the Bojin Yon II of the coil double-sided arrangement type according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the axially same-gap type coreless glaciless e-tater for I, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the main parts of FIG. 1.

1はコイル両1面配置形のポジション制御用軸方1向空
隙型コアレスブラシレスそ一タ、2はアルミ又はしんら
ゆう等の非磁性体で形成されたケーシングで、その内部
は中空をなしCいる。6は回転軸で、軸受4,5により
て上記ケーシング2の略々中心部に回動自在に軸支され
ている。6,7はそれぞれケーシング2の上下内面部に
固設された円環状のステータヨークで、該ステータヨー
ク6゜7によりて通電制御回路用電気部品10の収納部
8.9を本体2の上下に形成している。11゜12はそ
れぞれステータヨーク6の上面、ステータヨーク7の下
面に固設された円環状のプリント基板で、プリント基板
11.12それぞれには通電制御回路用電気部品10が
配設されている。
1 is a coreless brushless motor with a single axial gap for position control with coils arranged on both sides, and 2 is a casing made of a non-magnetic material such as aluminum or cylindrical material, which is hollow inside. There is. Reference numeral 6 denotes a rotating shaft, which is rotatably supported approximately at the center of the casing 2 by bearings 4 and 5. Reference numerals 6 and 7 denote annular stator yokes fixedly attached to the upper and lower inner surfaces of the casing 2, respectively, and the stator yokes 6 and 7 house the housing portions 8 and 9 of the electrical components 10 for the energization control circuit on the upper and lower sides of the main body 2. is forming. Reference numerals 11 and 12 denote annular printed circuit boards fixed to the upper surface of the stator yoke 6 and the lower surface of the stator yoke 7, respectively, and the electrical components 10 for the energization control circuit are disposed on each of the printed circuit boards 11 and 12.

13C1よ回転軸3に固設されたアルミニウム等ノ非磁
性体、からなるロータ板、14はロータ板13の、下面
に固設されたマグネットロータで、このマグ14Aを有
する円環状のものとなっている。駆動用磁極14Aの外
周部には、N、Sの磁極を180度の磁極幅で有する2
極の位置指定用磁極14Bを形成している。位置指定用
磁極14Bは、駆動用磁極14Aと一体的に着磁形成し
ても良いが。
13C1 is a rotor plate made of a non-magnetic material such as aluminum fixed to the rotating shaft 3, 14 is a magnet rotor fixed to the lower surface of the rotor plate 13, and has a circular ring shape with this magnet 14A. ing. On the outer periphery of the driving magnetic pole 14A, there are two magnetic poles having N and S magnetic poles with a magnetic pole width of 180 degrees.
A magnetic pole 14B for specifying the pole position is formed. The position specifying magnetic pole 14B may be magnetized and formed integrally with the driving magnetic pole 14A.

この実施例ではフェライトで形成された駆動用磁極14
Aの外周に2他に着磁した帯状のゴム磁石(又はプラス
チック磁石でも良い)を巻装固着して位置指定用磁極1
4Bを形成してマグネットロータ14を形成している。
In this embodiment, the driving magnetic pole 14 is made of ferrite.
A magnetized strip-shaped rubber magnet (or a plastic magnet may also be used) is wound and fixed around the outer circumference of A to create a position specifying magnetic pole 1.
4B to form the magnet rotor 14.

尚、駆動用磁tM14Aの外周に位置指定用磁極14B
を形成するのに当って1弱い磁束の位置指定用磁極14
Bが強い磁束の駆動用磁tt14Aの影響があるときに
は、駆動用磁極14Aの外周に磁性体リングを装若し。
Furthermore, there is a position designating magnetic pole 14B on the outer periphery of the driving magnet tM14A.
A magnetic pole 14 for specifying the position of a weak magnetic flux is formed.
When B is affected by the driving magnet tt14A with a strong magnetic flux, a magnetic ring is installed around the outer periphery of the driving magnetic pole 14A.

該磁性体リングの外周に位置指定用磁極14Bを形成す
ると良い 15.16はそれぞれ内面に6個の空心型の
電機子コイル17を等間隔に配設した円環状のプリント
基板である。電機子コイル17群を配設したプリント基
板15.16をそれぞれステータヨーク6.7の内面に
固設することで、上記駆動用磁極14Aと面対向するス
テータ電機子を形成している。電機子コイル17を、そ
れぞれのプリント基板15.16に6個ずつ配設したの
は、大きな起動トルクの3相のブランレスe−夕を形成
するためである。電機子コイル17は1発生トルクに寄
与する半径方向の導体部17aの開角が駆動用磁極14
Aの磁極幅と等しい幅。
It is preferable to form a position specifying magnetic pole 14B on the outer periphery of the magnetic ring. Reference numerals 15 and 16 are annular printed circuit boards each having six air-core armature coils 17 arranged at equal intervals on its inner surface. Printed circuit boards 15.16 on which armature coils 17 groups are disposed are each fixed to the inner surface of the stator yoke 6.7, thereby forming a stator armature that faces the driving magnetic pole 14A. The reason why six armature coils 17 are arranged on each printed circuit board 15 and 16 is to form a three-phase branless e-coil with a large starting torque. In the armature coil 17, the opening angle of the conductor portion 17a in the radial direction, which contributes to the generated torque, is the driving magnetic pole 14.
Width equal to the magnetic pole width of A.

すなわら45度の開角の扇枠状のものに形成されている
。18.・・・、23は、それぞれプリント基板11.
ステータヨーク6、プリント基板15゜16、ステータ
ヨーク7、プリント基板12に形成された透孔である。
In other words, it is formed into a fan frame shape with an opening angle of 45 degrees. 18. . . , 23 are printed circuit boards 11 .
These are through holes formed in the stator yoke 6, the printed circuit board 15, 16, the stator yoke 7, and the printed circuit board 12.

プリント基板15に配設された電機子コイル17群の端
子は、透孔20゜19及び18を通してプリント基板1
1の図示しないプリント配電パターンに半田付されてい
る。
The terminals of the armature coil 17 group arranged on the printed circuit board 15 are connected to the printed circuit board 1 through through holes 20° 19 and 18.
It is soldered to a printed power distribution pattern (not shown) of No. 1.

プリント基板16に配設された6個の電機子コイル17
群のうら3個の電機子コイル17の枠内空胴部のプリン
ト基板16位置には、駆動用磁極14AのN又はS極の
磁極を検出することで、上記電機子コイル17群にいず
れの方向の電流を通電するかを検出する駆動用位置検知
素子24を配設している。該駆動用位置検知素子24と
しては、ホール素子、ホールIC,磁気抵抗(MF2)
素子等の磁電変換素子が1史用される。駆動用位置検知
素子24の端子は、プリント基板16に形成された図示
しないプリント配電パターンに半田付けによって接続さ
れている。該プリント配電パターンに半田付けによって
接続された図示しない電線及びプリント基板16に配設
された電機子コイル17群の端子は、透孔21,22及
び26を通してプリント基板12に形成した図示しない
ブリ、ント配電パターンfこ半田付けして接続している
。尚1、、trl電制御回路用電気部品10の端子は、
プリント基板11.12に形感した図示しないプリント
配電パターンに半田付けして接続している。また位置検
知索子24の出力は、J:、段の電機子コイル17群に
も出力するように図示しない配線によって上段のプリン
ト基板11の図示しないプリント配電パターンに結線し
ている。尚、下段の電機子コイル17群からなるステー
タ電機子は、駆動用磁極14Aと直接面対向しているが
、上段の電機子コイル17群からなるステータ電機子は
ロータ板16と面対向している。このようにしても、ロ
ータ板16は非磁性体からなるため、駆動用磁極14A
の磁束がロータ板13を通りて上段の電機子コイル17
群にも作用する。従つて、大きなトルクを得るためにコ
イル両面配置形のグラシレスe−夕1としても、駆動用
磁極14Aは1個で足りるので、安価に当該ブラシレス
モータ1を量企てきる。またマグネットロータ14は、
ロータ板16を介して回転軸3と一体化しているので、
マグネットロータ14のダイナミックバランスを取りや
すく%量産に適し、しかもマグネットロータ14の破損
を招きにくいので、長寿命化の期待できるポジション制
御用軸方向空隙型コアレスブラシレスe−夕1が得られ
る。また上段と下段とに電機子コイル17群を振り分け
て配設したコイル両面配置形のグラシレスe−夕1とス
ルと、電機子コイル17群を重畳させないで配設できる
ので。
Six armature coils 17 arranged on a printed circuit board 16
By detecting the N or S pole of the driving magnetic pole 14A at the position of the printed circuit board 16 in the hollow part of the frame of the three armature coils 17 at the back of the group, which of the armature coils 17 is connected to the armature coil 17 group. A drive position detection element 24 is provided to detect whether a current is being applied in the direction. The driving position detection element 24 includes a Hall element, a Hall IC, and a magnetic resistance (MF2).
Magnetoelectric conversion elements such as elements have been used for a long time. The terminals of the drive position detection element 24 are connected to a printed power distribution pattern (not shown) formed on the printed circuit board 16 by soldering. The electric wires (not shown) connected to the printed power distribution pattern by soldering and the terminals of the armature coil 17 group arranged on the printed circuit board 16 are connected to the terminals of the armature coil 17 group arranged on the printed circuit board 16 through through holes 21, 22, and 26 through holes (not shown) formed on the printed circuit board 12. The power distribution pattern f is connected by soldering. 1. The terminals of the electrical component 10 for the trl electric control circuit are as follows:
It is connected by soldering to a printed power distribution pattern (not shown) formed on the printed circuit board 11, 12. Further, the output of the position detection cable 24 is connected to a printed power distribution pattern (not shown) of the upper printed circuit board 11 by wiring (not shown) so as to be outputted to the armature coil 17 group of the J: stage. The stator armature consisting of 17 groups of armature coils in the lower stage directly faces the driving magnetic pole 14A, while the stator armature consisting of 17 groups of armature coils in the upper stage directly faces the rotor plate 16. There is. Even in this case, since the rotor plate 16 is made of a non-magnetic material, the driving magnetic pole 14A
The magnetic flux passes through the rotor plate 13 and reaches the upper armature coil 17.
It also acts on groups. Therefore, in order to obtain a large torque, even if the brushless motor 1 is of a type in which coils are arranged on both sides, only one driving magnetic pole 14A is required, so that the brushless motor 1 can be manufactured at a low cost. Moreover, the magnet rotor 14 is
Since it is integrated with the rotating shaft 3 via the rotor plate 16,
Since it is easy to dynamically balance the magnet rotor 14, it is suitable for mass production, and the magnet rotor 14 is not likely to be damaged, so the axial gap type coreless brushless e-type 1 for position control can be expected to have a long life. In addition, the armature coils 17 groups can be arranged without overlapping the coil double-sided arrangement type glassless e-type 1 and 2, in which the armature coils 17 groups are distributed and arranged in the upper and lower stages.

磁気空隙を狭くでき、強い磁束が得られ、この結果、大
きな回転トルクが得られて効率の良いブラシレス〔−夕
1が得られる。また上段と下段の電機子コイル17群を
重畳配置させる必要がないので1組立が容易で、安価に
グラシレスe−夕1を形成できる。25−1.25−2
は位置指定用磁極14BのN極、 5fflの磁極を検
出するために。
The magnetic gap can be narrowed, a strong magnetic flux can be obtained, and as a result, a large rotational torque can be obtained and an efficient brushless motor can be obtained. Furthermore, since it is not necessary to arrange the upper and lower armature coils 17 in an overlapping manner, one assembly is easy and the glassless e-tube 1 can be formed at low cost. 25-1.25-2
is the N pole of the position specifying magnetic pole 14B, in order to detect the magnetic pole of 5ffl.

位置指定用磁極14Bと対向するケーシング2の内面位
置lこ配設された位置指定用磁極検出素子である。該位
置指定用磁極検出素子25−1.25−2としては、ホ
ール素子、ホールIC,磁気抵抗(MR)素子等の磁電
変換素子が使用される。
A position specifying magnetic pole detection element is disposed on the inner surface of the casing 2 facing the position specifying magnetic pole 14B. As the position designating magnetic pole detection element 25-1, 25-2, a magnetoelectric transducer such as a Hall element, a Hall IC, or a magnetoresistive (MR) element is used.

2個の位置指定用磁極検出素子25−1と25−2とは
、互いに電気角で90度位相をずらせた位置に配設して
いる。
The two position designating magnetic pole detection elements 25-1 and 25-2 are arranged at positions that are out of phase with each other by 90 electrical degrees.

本発明の第1実施例としてのポジション制御用軸方向空
隙型コアレスブラシレス〔−夕1は、上記のように構成
されているため、2個の位置指定用磁極検出素子25−
1.25−2の出方波形図は第3図に示す通りになる。
The axial gap type coreless brushless brushless brushless for position control as the first embodiment of the present invention is configured as described above, so that two position specifying magnetic pole detection elements 25-
The output waveform diagram of 1.25-2 is as shown in FIG.

第3図はポジション制御における位置指定用磁極検出素
子25−1.25−2の出力波形図で。
FIG. 3 is an output waveform diagram of the magnetic pole detection element 25-1, 25-2 for position designation in position control.

第3図(alは位置指定用磁極検出素子25−1によっ
て得られるA相位置出力信号波形図、第3図(blは位
置指定用磁極検出素子25−2によって得られるB相位
置出力信号波形図である。
FIG. 3 (al is a waveform diagram of the A-phase position output signal obtained by the position designating magnetic pole detection element 25-1, FIG. 3 (bl is the B-phase position output signal waveform obtained by the position designation magnetic pole detection element 25-2) It is a diagram.

位置指定用磁極検出素子25−1と25−2とは、上記
したようにこ周方向に電気角で90度位相をずらせて配
設しているため1位置指定用磁極検出素子25−1と2
5−2とによって得られる出力波形26−1.2.6−
2は、電気角で90度位相がずれている。マグネットロ
ータ14の1回転当りにおいて1位置指定用磁極検出素
子25−1は、2個のデッド・ポイント(位置指定用磁
極14BのN極とS極の境界部)を検出するので。
As described above, the position specifying magnetic pole detecting elements 25-1 and 25-2 are arranged with a phase difference of 90 electrical degrees in the circumferential direction. 2
Output waveform 26-1.2.6- obtained by 5-2
2 are out of phase by 90 degrees in electrical angle. This is because the position specifying magnetic pole detection element 25-1 detects two dead points (the boundary between the N pole and the S pole of the position specifying magnetic pole 14B) per rotation of the magnet rotor 14.

180度の間隔で2箇所に零へ271.27−3の信号
を得ることができる。同様−に位置指定用磁極検出素子
25−2によっても、マグネットロータ14の1回転当
りにおいて2箇所に零点27−2,27−4を得ること
ができる。ここにお0て1位置指定用磁極検出素子25
−1と25−2と!ま90度位相がずれているので、零
点27−1゜27−3それぞれから90度位相がずれた
位置においてza27−6.27−4の信号を得ること
ができる。
It is possible to obtain a signal of 271.27-3 to zero at two locations with an interval of 180 degrees. Similarly, the position designating magnetic pole detection element 25-2 can also provide zero points 27-2 and 27-4 at two locations per rotation of the magnet rotor 14. Here, the magnetic pole detection element 25 for specifying the 0 and 1 positions
-1 and 25-2! Since the phase is shifted by 90 degrees, the signals of za27-6 and 27-4 can be obtained at positions shifted by 90 degrees from the zero points 27-1 and 27-3.

すなわら、マグネットロータ14 (位置指定用磁極1
4B)の1回転当りにおいて、位置指定用磁極検出素子
25−1及び25−2によって、等間隔に4箇所にポジ
ション制御用停止位置指定用零α27−1.・・・、2
7−4が得られる。
In other words, the magnet rotor 14 (position designating magnetic pole 1
4B), the position designating magnetic pole detection elements 25-1 and 25-2 detect the position control stop position designation zero α27-1 at four equally spaced locations. ..., 2
7-4 is obtained.

従って、上記零ζ27−1.・・・、27−4の信号を
基に、適宜な通電制御回路を用いてこの通電制御回路を
借成するe−夕駆動回路の上記電機子コイル群・\の通
電を制御してやれば、上記4つの零点27 1 ’*・
・・、27−4のいずれか任意の位置でマグネットロー
タ14を停止できる。また指定された零点27−1.・
・・、27−4位置を選択して、順次当該e−夕1を停
止したり、正逆回転させることができる。
Therefore, the above zeroζ27-1. . . . If the energization of the armature coil group of the e-van drive circuit that borrows this energization control circuit is controlled using a suitable energization control circuit based on the signal of 27-4, the above-mentioned result can be obtained. 4 zero points 27 1 '*・
..., 27-4, the magnet rotor 14 can be stopped at any arbitrary position. Also, the specified zero point 27-1.・
..., 27-4 position can be selected to sequentially stop the e-1 or rotate it forward or backward.

上記のことを第4図及び第5図を用いて、更に詳しく説
明する。
The above will be explained in more detail using FIGS. 4 and 5.

第4図は4ポジション停止制御回路29のブロック図、
第5図(a)〜(d)それぞれは、4ポジシヨン停止制
御用のA相、B相 A/相 Bt相の出力波形図である
FIG. 4 is a block diagram of the 4-position stop control circuit 29.
FIGS. 5(a) to 5(d) are output waveform diagrams of the A phase, B phase, A/phase, and Bt phase for 4-position stop control, respectively.

第4図及び第5図を参照して、1は4ポジション制御用
軸方回空隙型コアレスグラシレスe−夕で、26− i
J第5図(a)参照)、26−2(第5図(b)参照)
は、それぞれブラシレスビー夕1の位置指定用磁h 1
4 Bと位置指定用磁極検出素子25−1と25−2と
により形成される4ポジシヨン停止制御用のA相、B相
位置出力信号波形である。A相、B相位置出力信号波形
26−1゜26−2の立上り波形の零点27−1.27
−2位置でグラシレスe−夕1が停止するようにしてい
る。第3図で示した零点27−3.27−4位置におい
てもブラシレスモータ1が停止するようにスルタめ、第
5図(a)、(b)ノ波形26−1.26−2の零点2
7−1.27−.2と電気角で180度位相がずれた位
置にも零慨を形成可る必要がある。位置出力回路28は
、第5図(a)、 (b)で示すA相位置出力信号波形
26−1.B相位置出力信号波形26−2を180度反
転して、第5図fclで示すA′相位置出力信号波形2
6−6及び第5図fdlで示すB′相位置出力信号波形
26−4をつくる回路である。このようにA′相位置出
力信号波形26−3、B′相位置出力信号波形26−4
をつくり、この波形の立ら下り波形の零点27−3.2
7−4位置でも〔−夕1が停止するようにすることで。
Referring to FIGS. 4 and 5, 1 is an axial rotation gap type coreless glassless e-type for 4-position control, and 26-i
J (see Figure 5 (a)), 26-2 (see Figure 5 (b))
are the position designating magnets for brushless bee 1, respectively.
4B and the A-phase and B-phase position output signal waveforms for 4-position stop control formed by the position designating magnetic pole detection elements 25-1 and 25-2. Zero point 27-1.27 of the rising waveform of A-phase and B-phase position output signal waveforms 26-1゜26-2
The Graciles e-Y1 is made to stop at the -2 position. The brushless motor 1 is adjusted so that the brushless motor 1 stops even at the zero point 27-3, 27-4 position shown in FIG.
7-1.27-. It is necessary to be able to form a zero point even at a position that is 180 degrees out of phase with 2 in terms of electrical angle. The position output circuit 28 outputs an A-phase position output signal waveform 26-1. shown in FIGS. 5(a) and 5(b). The B-phase position output signal waveform 26-2 is inverted by 180 degrees to obtain the A'-phase position output signal waveform 2 shown in FIG.
This circuit generates the B' phase position output signal waveform 26-4 shown in FIG. 6-6 and fdl in FIG. In this way, the A' phase position output signal waveform 26-3, the B' phase position output signal waveform 26-4,
Create the zero point 27-3.2 of the falling waveform of this waveform.
By making [-Y1] stop even at the 7-4 position.

e−夕1の・1回転当りにおいて、4箇所の停止仁を得
ている。いま4ポジション停止制御回路29の図示しな
い電源が投入されていると、位置検出回路281Cよっ
て、第5図(a l〜fd 1.+7.、) A相、B
相。
E-Y1 - Four stops were obtained per revolution. When the power (not shown) of the 4-position stop control circuit 29 is turned on, the position detection circuit 281C causes the phase A, phase B, as shown in FIG.
phase.

A′相 13/相の4種類の出力信号が得られ、この信
号をアナログスイッチ60の入力信号とされる。
Four types of output signals of A' phase 13/phase are obtained, and these signals are used as input signals of the analog switch 60.

61はポジション選択スイッチで、ポジション選択スイ
ッチ61により、任意の停止ポジションを選択すると、
論理回路32によってゲート回路66を介してアナログ
スイッチ60の出力信号が。
61 is a position selection switch, and when an arbitrary stop position is selected by the position selection switch 61,
The logic circuit 32 outputs the output signal of the analog switch 60 via the gate circuit 66 .

A(肌B相g A’相 B/相のいずれかであるかを決
定し、該決定した出力信号を制御信号アンプ64で増幅
して適宜な駆動用位置検知素子24に入力する。このこ
とにより、適宜な駆動用位置検知素子24の出力が駆動
回路65に供給されると、該駆動回路65によってブラ
シレスを一夕1内の適宜な電機子コイル17に適宜方向
の電流を供給してやると、適宜方向の回転トルクが発生
し、グラシレスe−夕1は回転し、指定された位置(零
へ27−1.・・・、又は27−4まで回転したら、そ
の位置で停止する。66はタイマー回路で、ポジション
選択スイッチ61によって任意の停止ポジションを選択
すると、論理回路62からの、出力信号はゲート回路6
6を介してタイマー回路36及び67に出力される。タ
イマー回路66は、この例ではポジション選択スイッチ
61によって任意の停止ポジションを選択すると、該選
択後1秒経過後にグラシレスe−夕1の通電を断ったた
めの回路である。タイマー回路66は、グプシレスe−
夕1かポジション選択スイッチ61を選択後、1秒以内
にモータ1が任意のポジションで停止したときには、ゲ
ート回路63からアナログスイッチ60への出力がない
ようにして当該ブラシレスモータ1へ通電しないように
する。ブラシレス〔−夕1が過負荷等の理由で、ポジシ
ョンM択スイッチ61を選択した後に、グラシレスe−
夕1が選択された任意のポジションで、1秒以内に停止
しなかっ1こ場合は、e−夕1の過負荷等により異なる
電流値信号を出力する電流検出抵抗68による電流値信
号をアンプ69によって増幅されゲート回路40を介し
て上記タイマー回路67に入力される信号と、ゲート回
路66からの信号とによって作動されくタイマー回路6
7は、ポジション選択スイッチ61により注意のポジシ
ョンを選択後5秒経過後、ゲート回路66から出力信号
が出ないようにしてグランレスe−夕1・〜の通電を断
つようにしている。即ち、タイマー回路361こより゛
C指定された時間内にブラシレスビータ1が任意のポジ
ションで停止した場合には、当該ダラシレスε−夕1へ
の通電をその後に断つが、1秒経過後もグラシレスe−
夕1が任意のポジションで停止しなかった場合には、許
容範囲として当初より5秒間を認め(尚、5秒間以内に
当該ブラシレス七−夕1が任意のポジションに停止しな
かった場合には、当該グラシンスe−夕1の4ポジシヨ
ゲ ン停止制御回路29自体が性能を満たさないダ。
A (skin B phase g A' phase B/phase is determined, and the determined output signal is amplified by the control signal amplifier 64 and inputted to the appropriate drive position detection element 24. When the output of the appropriate drive position detection element 24 is supplied to the drive circuit 65, the drive circuit 65 supplies a current in an appropriate direction to the appropriate armature coil 17 within the brushless motor 1 overnight. A rotational torque in an appropriate direction is generated, and the Graciles e-1 rotates, and when it rotates to a specified position (towards zero 27-1... or 27-4), it stops at that position. 66 is a timer. When an arbitrary stop position is selected by the position selection switch 61 in the circuit, the output signal from the logic circuit 62 is output to the gate circuit 6.
6 to timer circuits 36 and 67. In this example, the timer circuit 66 is a circuit for, when an arbitrary stop position is selected by the position selection switch 61, energization of the glassless e-type 1 is cut off one second after the selection. The timer circuit 66 is
If the motor 1 stops at any position within 1 second after selecting the position selection switch 61, no output is output from the gate circuit 63 to the analog switch 60 so that the brushless motor 1 is not energized. do. After selecting the position M selection switch 61 due to overload etc., the brushless e-
If e-1 does not stop within 1 second at any selected position, the amplifier 69 outputs a current value signal from the current detection resistor 68 which outputs a different current value signal due to overload of e-1. The timer circuit 6 is operated by a signal amplified by the gate circuit 40 and input to the timer circuit 67 via the gate circuit 40 and a signal from the gate circuit 66.
7 is designed to cut off the power to the groundless e-1 . . . 5 seconds after the position selection switch 61 selects the caution position, so that no output signal is output from the gate circuit 66. That is, if the brushless beater 1 stops at an arbitrary position within the time specified by the timer circuit 361, the current to the brushless beater 1 is cut off, but even after one second has elapsed, the brushless beater 1 stops at an arbitrary position. −
If the brushless Tanabata 1 does not stop at the desired position, the allowable range is 5 seconds from the beginning (in addition, if the brushless Tanabata 1 does not stop at the desired position within 5 seconds, The 4-position generator stop control circuit 29 of the Glassins e-1 itself does not meet its performance.

または故障しているものであるため、これらについては
適用外とする)、該5秒経過後にグラシレスe−夕1が
任意のポジションに確実に停止しているものと判断し、
タイマー回路67によって上g乙 蓚5秒経過後、当該グラシレスe−夕1の電機子コイル
17への通電を切るようにすることで、電源の余分な消
費を防いでいる。ゲート回路40はタイマー回路36が
作動しているとき、あるいはタイマー回路66が、上記
1秒以内にブラシレスe−夕が任意のポジションで停止
した場合には。
or is malfunctioning, so these are not applicable), and after the 5 seconds have elapsed, it is determined that the Gracilless e-Y1 has stopped securely at the desired position,
The timer circuit 67 turns off the power to the armature coil 17 of the glassless e-type 1 after 5 seconds have elapsed, thereby preventing unnecessary consumption of power. The gate circuit 40 is activated when the timer circuit 36 is activated, or when the timer circuit 66 stops the brushless electronic device at any position within the 1 second mentioned above.

タイマー回路37を作動しないようにしている。The timer circuit 37 is not activated.

上記のようにして、ブラシレス〔−タ1ハ、1回転当り
において、任意のポジションに極メて迅速に移動及び停
止できる。特に、任意のボジションニ極めて迅速に移動
及び停止できるのは、4ポジシヨンff1(J御用軸方
同空隙型コアレスグラシレスe−夕1が、コアレスタイ
プの直流6−タであり、従来の有鉄芯型コアレス〔−夕
に比較して応答性が良く、また従来のパルスe−夕を用
いたものは、応答性が悪く、高速回転できず、効率が悪
く、また低速から高速まで自由に変更するのにやっかい
で、更にまた高速回転させるようにすると脱調現象を生
ずる欠点があるほか、機械的振動か大きいという欠点が
あるか1本発明のものにおいては。
As described above, the brushless motor can move and stop at any desired position extremely quickly per revolution. In particular, the 4-position FF1 (J's axially same-gap type coreless Glaciless e-1) that can move and stop at any position extremely quickly is a coreless type DC 6-tor, which is different from the conventional iron core. Type coreless type (e-type) has better response compared to e-type, and conventional pulse e-type e-type e-type has poor response, cannot rotate at high speed, is inefficient, and can be freely changed from low to high speed. However, the device of the present invention has the drawback of causing a step-out phenomenon when rotated at high speed, and also has the drawback of large mechanical vibration.

コアレスの直流e−夕となっているため、そのよ゛ う
な欠へかない。
Since it is a coreless DC e-channel, it is indispensable.

第6図及び第7図は本発明第2実施例としてのコイル片
面配置形のポジション制御用コアレスブラシレス〔−夕
1′を示すもので、上記第1実施例と共通する箇所の説
明は省略する。
6 and 7 show a coreless brushless brushless for position control with a single-sided coil arrangement according to a second embodiment of the present invention, and explanations of parts common to the first embodiment will be omitted. .

このコイル片面配置形のポジション制御用軸方同空隙型
コアレスズランレスe−夕1宥ま、上記グラシレスe−
夕1と異なり、プリント基板11゜ステータヨーク6及
び電機子コイル17群を配設したプリント基板15を省
略した形状のものとなっている。従って、ロータ板16
の代わりに磁性体でできたロータ板13′を用いている
。またステータヨーク7の表面は絶縁シールを施こし、
直接電機子コイル17群を配設し、電機子コイル17群
の上面には、下面に駆動用位置検知素子24を電機子コ
イル17の枠内空胴部と対向する位置に配設したプリン
ト基板16を電機子コイル17群からなるステータ電拭
子の上面に固着することで、当該ステータ電機子を保護
するようにしている。
This coil single-sided arrangement type position control axially same gap type coreless Zuranless e-1 is available, and the above-mentioned Gracilless e-
Unlike No. 1, the printed circuit board 11°, the printed circuit board 15 on which the stator yoke 6 and the armature coil 17 group are arranged are omitted. Therefore, the rotor plate 16
Instead, a rotor plate 13' made of a magnetic material is used. In addition, the surface of the stator yoke 7 is coated with an insulating seal.
A printed circuit board on which armature coils 17 groups are directly arranged, and on the upper surface of the armature coils 17 groups, a driving position detection element 24 is arranged on the lower surface at a position facing the hollow part in the frame of the armature coils 17. 16 is fixed to the upper surface of a stator electric wiper consisting of a group of armature coils 17 to protect the stator armature.

尚、上記実施例においては、駆動用磁鷺として8極のも
のを用いたが、’N、Sの磁極を交互に有する2p(p
は2以上の正の整数)極のものであっても良く、また電
機子コイルは片面において6個用い3相のグラシレスe
−夕としたカ、コtLニ限るものでなく、2個又は4個
等用いて2相のグラシレスe−夕としても良く、その他
趨宜な相数のものとしても良いことは言うまでもない。
In the above embodiment, an 8-pole driving magnetic heron was used, but a 2p (p) having N and S magnetic poles alternately was used.
is a positive integer of 2 or more), and six armature coils are used on one side, and a three-phase glassless e
It goes without saying that the number of phases is not limited to 2 or 4, and may be used as a 2-phase glassless e-type, or any other suitable number of phases may be used.

また駆動用位置検知素子も1相分に′っき1個用いたが
、これに限るものでなく1回路措成によっては、更に省
略しても良いことは言うまでもないっ更にまた1位置指
定用磁極として2極のものを採用しで4ポジシヨン停止
が可能にしたが、位置指定用磁極を2n (nは1を除
く2以りの正の整数)hの多極着磁としても良い。ただ
し、このように多極着磁した場合には、ブラシレスe−
夕の1回転当りにおいて、同相となる泣直にも当該ブラ
シレス〔−夕が停止することになることは言うまでもな
い。従って、上記した例のものが望ましいであろう。
In addition, although one drive position detection element is used for each phase, it is not limited to this, and depending on the configuration of one circuit, it goes without saying that further elements may be omitted. Although a two-pole type is adopted as the magnetic pole to enable stopping in four positions, the position specifying magnetic pole may be multi-pole magnetized with 2n (n is a positive integer greater than or equal to 2 excluding 1) h. However, when multipole magnetized in this way, the brushless e-
It goes without saying that the brushless motor will stop even when the brushless motors are in phase with each other during one revolution. Therefore, the example described above would be desirable.

以上から明らかなように1本発明のポジション制御用軸
方同空隙型コアレスブラシレス〔−夕は、簡単な構成で
、コアレスタイプの直流七−夕にイ、′η成できるため
、低速から高速まで自由な速度に回転制御でき、応答性
が良く、起動トルクが大きくて効率良好で、またパルス
e−夕でないので機械的振動が少なく、長寿命で容易且
つ安価に量産できる効果がある。
As is clear from the above, the axially same-gap coreless brushless brushless brushless for position control of the present invention has a simple configuration and can be used as a coreless type DC tanabata, so it can be used from low speed to high speed. Rotation can be controlled at any speed, responsiveness is good, starting torque is large and efficiency is good, and since it is not a pulse e-wave, there is little mechanical vibration, it has a long life, and can be easily and inexpensively mass-produced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明第1実施例を示すコイル両面配置形のポ
ジション制御用軸方向空隙型コアレスプランレス〔−夕
の縦断面図、第2図は第1図の主要ff1Eの分解斜視
図、第3図は位置指定用磁極検出素子の出力波形図、第
4図は4ポジション停止制御回路のブロック図、第5図
(a)〜(d)それぞれは4ポジシヨン制御用のA相、
B相、A′相 B/相の出力波形図、第6図は本発明第
2実施例を示すコイル片面配置δ形のポジション制御用
軸方向空隙型コアレスプランレスe−夕の縦断面図、第
7図は第6図の主要部の分解斜視図である。 1・・・コイル両面配置形のポジション制御用軸方向空
隙型コアレスプランレスe−タ1丁・・・コイ6・・・
回転軸、4,5・・・転受、 6.7・・・ステータヨ
ーク、 8,9・・・収納部、10・・・通電制御回路
用電気部品、 11.12・・・プリント基板。 1、!1.13’・・・ロータ板、14・・・マグネッ
トロータ、14A・・・駆動用磁極、14B・・・位置
指定用磁極、 15.16・・・プリント基板、 17
・・・電機子コイル、17a・・・発生トルクに寄与す
る半径方向の専体部、18.・・・、23・・・透孔、
24・・・駆動用位置検知素子、 25−1.25−2
・・・位置指定用磁極検出素子、 26−1.26−2
・・・出力波形、27−1.・・・、27−4・・・零
屯、28・・・位置出力回路、29・・・4ポジション
停止制御回路、 3[1・・・アナログスイッチ。 61・・・ポジション選択スイッチ、 62・・・論理
回路、66・・・ゲート回路、64・・・制御用信号ア
ンプ、35・・・駆動回路、 、156.37・・・タ
イマー回路、 68・°・電流検出抵抗、 69・・・
アンプ、40・・・ゲート回路。 特許出願人 B式゛塗と東海理化電機、製作所 代表音大岩 孝夫 兜1図 第3図 宵6図 第70 Z+
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a position control axial gap type coreless planless device with coils arranged on both sides, showing the first embodiment of the present invention; FIG. 2 is an exploded perspective view of the main ff1E in FIG. 1; Fig. 3 is an output waveform diagram of the magnetic pole detection element for position designation, Fig. 4 is a block diagram of the 4-position stop control circuit, and Figs. 5 (a) to (d) each show the A phase for 4-position control.
B phase, A' phase B/phase output waveform diagram, FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of an axial gap type coreless planless e-tube for position control with coil single-sided arrangement δ type showing the second embodiment of the present invention, FIG. 7 is an exploded perspective view of the main parts of FIG. 6. 1...1 axial gap type coreless planless e-tater for position control with coils arranged on both sides...Coil 6...
Rotating shaft, 4, 5... Transfer bearing, 6.7... Stator yoke, 8, 9... Storage part, 10... Electrical components for energization control circuit, 11.12... Printed circuit board. 1,! 1.13'...Rotor plate, 14...Magnetic rotor, 14A...Magnetic pole for driving, 14B...Magnetic pole for position specification, 15.16...Printed circuit board, 17
. . . Armature coil, 17a . . . A dedicated portion in the radial direction that contributes to the generated torque, 18. ..., 23... through hole,
24... Drive position detection element, 25-1.25-2
...Magnetic pole detection element for position specification, 26-1.26-2
...Output waveform, 27-1. ..., 27-4... Zero ton, 28... Position output circuit, 29... 4-position stop control circuit, 3 [1... Analog switch. 61...Position selection switch, 62...Logic circuit, 66...Gate circuit, 64...Control signal amplifier, 35...Drive circuit, 156.37...Timer circuit, 68. °・Current detection resistor, 69...
Amplifier, 40...gate circuit. Patent Applicant Type B Painting and Tokai Rika Denki, Manufacturing Representative Takao Otoiwa Figure 1 Figure 3 Evening 6 Figure 70 Z+

Claims (1)

【特許請求の範囲】 は1以上の正の整数)極の位置指定用磁極を有するマグ
ネットロータと、上記駆動用磁極と面対向して配設され
た2以上の空心型の電機子コイル群からなるステータ電
機子と、上記駆動用磁極のN。 Sの磁極を検出するための駆動用位置検知素子と、上記
位置指定用磁極と対向して設けられた2個の位置指定用
磁極検出素子とを有し、該2個の位置指定用磁極検出素
子を互いに電気角で90度位相をずらせて配設したこと
を特徴とするポジション制御用軸方向空隙型コアレスブ
ラシレスe−タ。
[Scope of claims] is a positive integer of 1 or more) A magnetic rotor having a magnetic pole for specifying the position of the pole, and a group of two or more air-core armature coils disposed face-to-face with the driving magnetic pole. N of the stator armature and the driving magnetic pole. It has a drive position detection element for detecting the magnetic pole of S, and two position designation magnetic pole detection elements provided opposite to the position designation magnetic pole, and the two position designation magnetic pole detection elements are provided. An axial gap type coreless brushless e-tater for position control, characterized in that elements are arranged with a phase shift of 90 electrical degrees from each other.
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