JP3238451B2 - Brushless motor - Google Patents
Brushless motorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はブラシレスモータに係わ
り、特にロータの特定の回転位置を検出する構成を改良
したものに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor, and more particularly to an improved structure for detecting a specific rotational position of a rotor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、通常のモータは回転運動だけを行
うものであった。しかしながら、モータを駆動源とする
装置によっては、回転運動と直線運動とを必要とする場
合がある。ところが、従来のモータでは、回転運動を行
うだけであるから、回転運動から直線運動を取り出そう
とすると、カム機構などが必要となり、構造が複雑にな
る。2. Description of the Related Art Conventionally, an ordinary motor performs only a rotary motion. However, some devices that use a motor as a driving source may require a rotary motion and a linear motion. However, since the conventional motor only performs a rotary motion, a cam mechanism or the like is required to extract a linear motion from the rotary motion, which complicates the structure.
【0003】この問題を解消するものとして、本出願人
は先に特願平3−134580号を出願した。同出願で
は、ブラシレスモータに適用した実施例を示しており、
これは、図9に示すように、モータケース1に複数個の
ステータコイルからなるコイル列2〜4を軸方向に沿っ
て例えば3列設け、各コイル列2〜4のいずれかに通電
することにより回転磁界を発生させると共に、通電する
コイル列を変えることにより、ロータ5を回転させなが
ら軸方向に移動させる、という構成のものである。To solve this problem, the present applicant has previously filed Japanese Patent Application No. 3-134580. The application shows an embodiment applied to a brushless motor,
That is, as shown in FIG. 9, for example, three rows of coils 2 to 4 each including a plurality of stator coils are provided in the motor case 1 along the axial direction, and power is supplied to any one of the coil rows 2 to 4. , A rotating magnetic field is generated, and by changing the coil array to be energized, the rotor 5 is moved in the axial direction while rotating.
【0004】そして、ロータ5の回転位置を検出して各
コイルのスイッチングのタイミングを決めるために、ロ
ータ5が有する永久磁石6の磁気を検出するホール素子
7を設ける一方、ロータ5の一回転内における特定の回
転位置を検出するために、図10に示すようにロータ5
にミラー8を設けると共に、モータケース1側にロータ
5に向けて光を照射する投光素子およびミラー8により
反射された投光素子からの光を受ける受光素子からなる
光センサ9を設けている。In order to detect the rotational position of the rotor 5 and determine the switching timing of each coil, a Hall element 7 for detecting the magnetism of the permanent magnet 6 of the rotor 5 is provided. In order to detect a specific rotational position in the rotor 5, as shown in FIG.
And a light sensor 9 comprising a light emitting element for irradiating light toward the rotor 5 and a light receiving element for receiving light from the light emitting element reflected by the mirror 8 on the motor case 1 side. .
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記のブラシレスモー
タでは、各コイルへ通電タイミングを決めるためにロー
タ5の回転位置を検出するホール素子7の他、ロータ5
の特定の回転位置を検出するためにミラー8および光セ
ンサ9とを必要とし、しかも光センサ9は投光素子と受
光素子からなる反射形のものとしなければならないた
め、小形化の妨げとなると共にコストアップをもたらす
こととなる。In the above-described brushless motor, in addition to the Hall element 7 for detecting the rotational position of the rotor 5 in order to determine the energization timing for each coil, the rotor 5
Since the mirror 8 and the optical sensor 9 are required to detect the specific rotational position of the optical sensor, the optical sensor 9 must be of a reflective type including a light projecting element and a light receiving element, which hinders miniaturization. In addition, the cost is increased.
【0006】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ロータの回転位置を検出する素子を利
用してロータの特定の回転位置をも検出できるモータを
提供するにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a motor that can detect a specific rotational position of a rotor using an element that detects the rotational position of the rotor.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明のブラシレスモー
タは、複数相のステータコイルを有するコイル列を軸方
向に所定間隔で複数列設けたステータと、周方向に交互
に異極なるように複数極着磁された永久磁石を有して回
転駆動および軸方向駆動を可能に設けられたロータとを
備えたブラシレスモータにおいて、前記ステータ側に前
記永久磁石の磁気を検出する複数の磁気検出素子を前記
ロータの軸方向に所定間隔離して配置し、該磁気検出素
子の検出信号により前記ロータの回転位置を検出すると
共に、複数の磁気検出素子の検出信号間の位相差により
前記ロータの特定の回転位置を検出する構成としたこと
を特徴とするものである。この場合、前記永久磁石の磁
極境界線は、少なくとも一境界線を除きスキュー角を有
する構成とすることができる。また、前記永久磁石の軸
方向長さは、前記軸方向に配置された複数の磁気検出素
子の少なくとも二つに跨る長さに構成することができ
る。 According to the present invention, there is provided a brushless motor comprising: a coil array having a plurality of stator coils arranged in an axial direction;
A stator provided a plurality of rows at predetermined intervals in the direction, in the circumferential direction with a permanent magnet having a plurality magnetized magnetic so different poles alternately times
In the brushless motor having a rotor mounted for the rotation drive and the axial drive, placing a plurality of magnetic detecting elements for detecting magnetism of the permanent magnets on the stator side in isolation between predetermined in the axial direction of the rotor and detects a rotational position of the rotor by a detection signal of the magnetic detecting element, and characterized in that a structure for detecting a specific rotational position of the rotor by a phase difference between the detection signals of the plurality of magnetic detection elements Is what you do. In this case, the permanent magnet
Polar boundaries have a skew angle except at least one boundary
Configuration. Also, the shaft of the permanent magnet
The direction length is determined by a plurality of magnetic sensing elements arranged in the axial direction.
Can be configured to span at least two of the children
You.
【0008】[0008]
【作用】磁気検出素子の検出信号により前記ロータの回
転位置を検出すると共に、複数の磁気検出素子の検出信
号間の位相差によりロータの特定の回転位置を検出で
き、その特定の回転位置の検出のために、別途センサを
設ける必要がない。 The rotation of the rotor is determined by the detection signal of the magnetic detecting element.
Detecting the shift position and detecting signals from multiple magnetic sensing elements.
The specific rotational position of the rotor can be detected by the phase difference between the signals.
A separate sensor to detect that particular rotational position.
No need to provide.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明の一実施例につき図1ないし図
7を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0010】図2において、11は円筒状のモータケー
スであり、これは縦軸形に配置され、その内周面には、
ステータ12の例えば3個の環状のヨーク13〜15が
上下3段にして嵌着されている。In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a cylindrical motor case, which is arranged in a vertical axis shape, and has an inner peripheral surface provided with:
For example, three annular yokes 13 to 15 of the stator 12 are fitted in three upper and lower stages.
【0011】各ステータヨーク13〜15の内周部に
は、突部13a〜15aが例えば3個ずつ120度の角
度間隔をもって突設されている。これら各突部13a〜
15aには、図3に示すように複数相例えば3相のステ
ータコイルを構成する3個のステータコイル16a〜1
6c,17a〜17c,18a〜18cが巻装されてい
る(図3ではステータコイル16a〜16cのみ図
示)。そして、このように配置された各段3個ずつのス
テータコイル16a〜16c,17a〜17c,18a
〜18cによってコイル列16〜18が構成されてい
る。On the inner peripheral portion of each of the stator yokes 13 to 15, three projections 13a to 15a are provided, for example, three at an angular interval of 120 degrees. Each of these projections 13a-
The 15a, stearyl of a plurality of phases, for example, a three-phase, as shown in FIG. 3
Three stator coils of the Takoiru 16a~1
6c, 17a to 17c, and 18a to 18c are wound (only the stator coils 16a to 16c are shown in FIG. 3). Then, three stator coils 16a to 16c, 17a to 17c, and 18a are arranged in each stage.
To 18c constitute coil arrays 16 to 18.
【0012】上記モータケース11の上下両端部には、
軸受19,19が取り付けられており、この軸受19,
19にロータ20のシャフト21が回転自在に且つ上下
方向に移動自在に支持されている。ロータ20は永久磁
石形ロータとして構成されており、シャフト21に固定
されたコア22の外周部に永久磁石23が設けられてい
る。At the upper and lower ends of the motor case 11,
The bearings 19, 19 are mounted.
The shaft 21 of the rotor 20 is rotatably supported on the rotation shaft 19 and is vertically movable. The rotor 20 is configured as a permanent magnet rotor, and a permanent magnet 23 is provided on an outer peripheral portion of a core 22 fixed to a shaft 21.
【0013】なお、軸受19,19は非磁性材、例えば
セラミックスにより形成されている。また、シャフト2
1には、後述のようにしてロータ20が軸方向に移動す
るとき、軸受19,19に当接して移動限界位置を規制
するためのストッパ21aが取り付けられている。The bearings 19, 19 are made of a non-magnetic material, for example, ceramics. Also, shaft 2
1 is provided with a stopper 21a for abutting on the bearings 19, 19 to regulate the movement limit position when the rotor 20 moves in the axial direction as described later.
【0014】上記永久磁石23には、図1および図4に
示すように、ロータ20の周方向に交互に異極となるよ
うに複数極、例えば8極着磁されている。そして、この
永久磁石23の隣接する異極間の境界線を図1および図
4に破線で示した場合、当該境界線と図2に示すロータ
20の回転中心線Cとのなす角(以下、これをスキュー
角と称する)は、一境界線Aについては零、残る他の境
界線Bについては所定角度αに定められている。これに
より、一境界線Aが他の境界線Bと異なる形態となるよ
うに構成されている。As shown in FIGS. 1 and 4, the permanent magnet 23 is magnetized with a plurality of poles, for example, eight poles, so that the poles are alternately alternately arranged in the circumferential direction of the rotor 20. When the boundary between the adjacent different poles of the permanent magnet 23 is indicated by a broken line in FIGS. 1 and 4, an angle formed by the boundary and the rotation center line C of the rotor 20 shown in FIG. The skew angle is set to zero for one boundary line A and to a predetermined angle α for the other boundary line B. Thus, the configuration is such that one boundary A is different from the other boundary B.
【0015】一方、各段のステータヨーク13〜15に
は、図3に示すように永久磁石23の磁気を検出する磁
気検出素子としてのホール素子24a〜24c,25a
〜25c,26a〜26c(図3には上段のもののみ図
示)が3個ずつ各ステータコイル16a〜16c相互
間、ステータコイル17a〜17c相互間、ステータコ
イル18a〜18c相互間に位置して配設されている。On the other hand, as shown in FIG. 3, hall elements 24a to 24c and 25a as magnetic detecting elements for detecting the magnetism of the permanent magnets 23 are provided on the stator yokes 13 to 15 at the respective stages.
3 to 25c, 26a to 26c (only the upper ones are shown in FIG. 3) are arranged at a position between each of the stator coils 16a to 16c, between the stator coils 17a to 17c, and between the stator coils 18a to 18c. Has been established.
【0016】この場合、上下に対応位置するホール素子
24a〜26a,24b〜26b,24c〜26cはそ
れぞれ軸方向に沿った一直線上に配置されている。そし
て、ロータ20の永久磁石23の軸方向長さは、ロータ
20が上下方向の移動範囲内のいかなる位置にあって
も、3段のホール素子のうち、少なくとも2段のホール
素子に対向するような長さに設定されている。In this case, the Hall elements 24a to 26a, 24b to 26b and 24c to 26c corresponding to the upper and lower sides are respectively arranged on a straight line along the axial direction. The axial length of the permanent magnet 23 of the rotor 20 is set so as to face at least two of the three stages of Hall elements, regardless of the position of the rotor 20 within the vertical movement range. Length is set.
【0017】このように構成されたモータの電気的回路
構成を示す図5において、27〜29は駆動回路であ
り、これは各コイル列16〜18のステータコイル16
a〜16c,17a〜17c,18a〜18cを通断電
制御するものである。各駆動回路27〜29の具体的な
制御構成はすべて同一であるので、ここでは上段のコイ
ル列15の駆動回路27についてのみ説明し、他の駆動
回路28,29については説明を省略する。In FIG. 5, which shows the electric circuit configuration of the motor thus constructed, drive circuits 27 to 29 are provided.
a through 16c, 17a through 17c, and 18a through 18c are controlled to cut off the power. Since the specific control configurations of the drive circuits 27 to 29 are all the same, only the drive circuit 27 of the upper coil array 15 will be described here, and the description of the other drive circuits 28 and 29 will be omitted.
【0018】すなわち、駆動回路27はPNP形トラン
ジスタ30とNPN形トランジスタ31とを3組備えて
いる。これら両トランジスタ30および31のコレクタ
はY結線されたステータコイル16a〜16cにそれぞ
れ接続され、PNP形トランジスタ31のエミッタは直
流電源32のプラス端子に接続されていると共にNPN
形トランジスタ31のエミッタはアースされている。そ
して、両トランジスタ30および31のベースは論理回
路により構成された制御回路33にそれぞれ抵抗34を
介して接続されている。That is, the drive circuit 27 includes three pairs of a PNP transistor 30 and an NPN transistor 31. The collectors of these transistors 30 and 31 are connected to Y-connected stator coils 16a to 16c, respectively, and the emitter of the PNP transistor 31 is connected to the plus terminal of the DC power supply 32 and is connected to the NPN
The emitter of the transistor 31 is grounded. The bases of the transistors 30 and 31 are connected to a control circuit 33 constituted by a logic circuit via resistors 34, respectively.
【0019】一方、ホール素子24a〜24c,25a
〜25c,26a〜26cの検出信号はセンサ回路35
a〜35c,36a〜36c,37a〜37cに入力さ
れる。このセンサ回路35a〜35c,36a〜36
c,37a〜37cはホール素子24a〜24c,25
a〜25c,26a〜26cの検出信号を増幅し、且つ
基準値と比較してパルス信号化して制御回路33に入力
する。この場合、パルス信号は、ホール素子24a〜2
4c,25a〜25c,26a〜26cが例えば永久磁
石23のN極と対向した場合にハイレベルのパルス信号
として出力されるようになっている。On the other hand, Hall elements 24a to 24c, 25a
25c and 26a to 26c are detected by the sensor circuit 35.
a to 35c, 36a to 36c, and 37a to 37c. These sensor circuits 35a to 35c, 36a to 36
c, 37a to 37c are Hall elements 24a to 24c, 25
The detection signals a to 25c and 26a to 26c are amplified and compared with a reference value to form a pulse signal and input to the control circuit 33. In this case, the pulse signals are output from the Hall elements 24a to 24a.
For example, when 4c, 25a to 25c, and 26a to 26c face the N pole of the permanent magnet 23, a high-level pulse signal is output.
【0020】制御回路33は、各センサ回路35a〜3
5c,36a〜36c,37a〜37cからのパルス信
号に基づいてステータコイル16a〜16c,17a〜
17c,18a〜18cに対するロータ20の相対的な
回転位置を検出し、駆動回路27〜29を介する各トラ
ンジスタ30,31のスイッチングのタイミングを決定
するように構成されている。そして、各トランジスタ3
0,31のスイッチングによりコイル列16〜18のス
テータコイル16a〜16c,17a〜17c,18a
〜18cの通電が制御され、回転磁界を形成する。The control circuit 33 includes the sensor circuits 35a to 35a-3.
5c, 36a to 36c, 37a to 37c, and the stator coils 16a to 16c, 17a to
The configuration is such that the relative rotational position of the rotor 20 with respect to 17c, 18a to 18c is detected, and the switching timing of each of the transistors 30, 31 via the drive circuits 27 to 29 is determined. And each transistor 3
The switching of 0, 31 causes the stator coils 16a-16c, 17a-17c, 18a of the coil arrays 16-18.
To 18c to form a rotating magnetic field.
【0021】この場合、すべてのコイル列16〜18に
通電して回転磁界を形成するのではなく、本実施例にあ
っては、いずれか一列のコイル列に択一的に通電して回
転磁界を形成する。通電するコイル列の切り替えは、ロ
ータ20が特定の回転位置に回転したときに行われる。In this case, instead of energizing all the coil arrays 16 to 18 to form a rotating magnetic field, in the present embodiment, one of the coil arrays is selectively energized to rotate the rotating magnetic field. To form The switching of the coil array to be energized is performed when the rotor 20 rotates to a specific rotation position.
【0022】ここで、ロータ20が特定の回転位置に回
転したことを検出する構成を説明する。すなわち、前述
したように、永久磁石23の軸方向長さはロータ20が
いかなる位置にあっても3段のホール素子24a〜24
c,25a〜25c,26a〜26cのうち、少なくと
も2段のホール素子に対向するような長さに設定されて
いるので、ロータ20が回転すれば、それぞれ少なくと
も2段のホール素子が検出信号を出力することとなる。Here, a configuration for detecting that the rotor 20 has rotated to a specific rotation position will be described. That is, as described above, the axial length of the permanent magnet 23 can be set at three positions regardless of the position of the rotor 20.
c, 25a to 25c, and 26a to 26c, the length is set so as to oppose at least two stages of Hall elements. Therefore, when the rotor 20 rotates, at least two stages of Hall elements each generate a detection signal. Will be output.
【0023】制御回路33は、ロータ20の特定の回転
位置検出のために、各段に3個ずつ配設されているホー
ル素子24a〜24c,25a〜25c,26a〜26
cのうち、各段について同一直線上に位置する1個のホ
ール素子、例えば24a,25a,26aの検出信号ひ
いては該ホール素子24a,25a,26aのセンサ回
路35a,36a,37aからのパルス信号の位相差を
検出する。The control circuit 33 is provided with three Hall elements 24a to 24c, 25a to 25c, 26a to 26 arranged in each stage for detecting a specific rotational position of the rotor 20.
c, the detection signals of one Hall element, for example, 24a, 25a, 26a, and the pulse signals from the sensor circuits 35a, 36a, 37a of the Hall elements 24a, 25a, 26a for each stage. Detect the phase difference.
【0024】一方、永久磁石23の隣接する異極間の境
界線には、一境界線Aを除き、他の境界線Bにはすべて
スキュー角が設けられているから、ロータ20が図1に
Dで示す方向に回転するものとすると、スキュー角の設
けられている境界線Bがホール素子24a〜26aを通
過するとき、ホール素子24a〜26aのセンサ回路3
5a〜37aがパルス信号を出力するタイミングが異な
る。On the other hand, the boundary line between adjacent different poles of the permanent magnet 23 is provided with a skew angle on all other boundary lines B except one boundary line A. When the boundary line B provided with the skew angle passes through the hall elements 24a to 26a, the sensor circuit 3 of the hall elements 24a to 26a is assumed to rotate in the direction indicated by D.
5a to 37a output pulse signals at different timings.
【0025】例えば、今、上段の1個のホール素子24
aと中段の1個のホール素子25aが検出信号を出力す
るものとする。すると、スキュー角の設けられている境
界線Bがホール素子24aおよび25aを通過するとき
には、該境界線Bがホール素子24aおよび25aを通
過する時期に差を生ずる。このため、そのセンサ回路3
5aおよび36aがパルス信号を出力するタイミングは
異なり、図6に(a)および(b)で示すように、或る
位相差Eをもつこととなる。ところが、スキュー角の設
けられていない境界線Aがホール素子24aおよび25
aを通過するときには、該境界線Bは両ホール素子24
aおよび25aを同時に通過する。このため、そのセン
サ回路35aおよび36aから出力されるパルス信号は
位相差零となる。For example, now, one Hall element 24 in the upper stage
one Hall element 25a of the middle and a stage and outputs a detection signal. Then, when the boundary line B provided with the skew angle passes through the Hall elements 24a and 25a, there is a difference in the time when the boundary line B passes through the Hall elements 24a and 25a. Therefore, the sensor circuit 3
The timings at which the pulse signals 5a and 36a output the pulse signals are different, and have a certain phase difference E as shown in FIGS. However, the boundary line A where no skew angle is provided is defined by the Hall elements 24a and 25a.
a, the boundary line B is defined by both Hall elements 24
a and 25a simultaneously. Therefore, the pulse signals output from the sensor circuits 35a and 36a have a phase difference of zero.
【0026】以上のことから、制御回路33は、センサ
回路35a,36a,37aからのパルス信号の位相差
を検出し、その位相差が零となったとき、ロータ20が
特定の回転位置にあることを検出するように構成されて
いるものである。As described above, the control circuit 33 detects the phase difference between the pulse signals from the sensor circuits 35a, 36a and 37a, and when the phase difference becomes zero, the rotor 20 is at a specific rotational position. It is configured to detect that.
【0027】さて、ロータ20が特定の回転位置に回転
したとき、どのコイル列に通電するかは、マイクロコン
ピュータ38から制御回路33に入力されるコイル列指
定信号に基づいて決定される。すなわち、上記マイクロ
コンピュータ38には、制御回路33がロータ20の特
定の回転位置を検出したとき、該制御回路33から基準
位置信号が入力される。そして、マイクロコンピュータ
38は、この基準位置信号の入力回数と各コイル列13
〜15への通電順との関係を図示しないメモリに記憶し
ており、そのプログラムに従ってコイル指定信号を制御
回路33に入力するようになっている。When the rotor 20 rotates to a specific rotational position, which coil array is to be energized is determined based on a coil array designating signal input from the microcomputer 38 to the control circuit 33. That is, when the control circuit 33 detects a specific rotational position of the rotor 20, a reference position signal is input from the control circuit 33 to the microcomputer 38. The microcomputer 38 determines the number of times of input of the reference position signal and
The relationship with the order of energization of the power supply to the power supply 15 is stored in a memory (not shown), and a coil designation signal is input to the control circuit 33 according to the program.
【0028】このメモリの記憶内容は、例えば図7(斜
線部分が通電期間である)に示すように、モータを起動
すべく図示しないスイッチが投入されると、まず中段の
コイル列17に通電し、この通電後、第1回目の基準位
置信号が入力されるたときには、そのまま中段のコイル
列17を通電し続ける。そして、次に第2回目の基準位
置信号が入力されると、中段のコイル列17を断電して
上段のコイル列16に通電する、というようになってお
り、基準位置信号が入力される毎に通電するコイル列が
選択されるようになっているものである。When the switch (not shown) is turned on to start the motor as shown in, for example, FIG. After the energization, when the first reference position signal is input, the energization of the middle coil row 17 is continued. Then, when the second reference position signal is input, the middle coil array 17 is cut off and the upper coil array 16 is energized, so that the reference position signal is input. A coil array to be energized is selected every time.
【0029】そして、ロータ20は、通電されるコイル
列が変化すると、その通電されたコイル列により形成さ
れる磁気力により吸引されて軸方向に移動し、磁気抵抗
が最小となる位置でその軸方向移動を停止する。そし
て、通電されるコイル列が変えられると、ロータ20の
磁気中心が変化するので、新たに通電されたコイル列の
磁気力により吸引されて軸方向に移動し、磁気抵抗が最
小となる位置で停止する。例えば通電されるコイル列が
中段のコイル列17から上段のコイル列16に変えられ
た場合には、ロータ20は上段のコイル列14の磁気力
により吸引されて上方に移動するものである。When the energized coil array changes, the rotor 20 is attracted by the magnetic force formed by the energized coil array, moves in the axial direction, and moves at the position where the magnetic resistance is minimized. Stop moving. When the coil array to be energized is changed, the magnetic center of the rotor 20 changes, so that the magnetic force of the newly energized coil array attracts and moves in the axial direction, and at a position where the magnetic resistance is minimized. Stop. For example, when the energized coil array is changed from the middle coil array 17 to the upper coil array 16, the rotor 20 is attracted by the magnetic force of the upper coil array 14 and moves upward.
【0030】この結果、ロータ20のシャフト21上端
の高さ位置は、通電されるコイル列に応じて図2にE、
F、Gで示す上、中、下の三段に変化する。図7のよう
にコイル列が通電される場合においては、シャフト21
の上端の高さ位置は、第2回目の基準位置信号が出力さ
れるまではFの中位置、第2回目の基準位置信号が出力
されてから第3回目の基準位置信号が出力されるまでは
上段のEの上位置というように変化する。従って、ロー
タ20は回転しながら軸方向に移動するので、回転運動
と軸方向運動とを行うことができる。As a result, the height position of the upper end of the shaft 21 of the rotor 20 depends on the coil array to be energized.
It changes to three stages of F, G, upper, middle, and lower. When the coil array is energized as shown in FIG.
The height position of the upper end of F is the middle position of F until the second reference position signal is output, and the height position from the second reference position signal is output until the third reference position signal is output Changes to the upper position of the upper E. Therefore, since the rotor 20 moves in the axial direction while rotating, it can perform a rotational movement and an axial movement.
【0031】以上ように構成した本実施例によれば、一
直線上に位置する上下3段のホール素子24a,25
a,26aの検出信号の位相差により、ロータ20の特
定の回転位置を検出できるので、トランジスタ30,3
1のスイッチングのタイミングを決めるためにステータ
コイル16a〜16c,17a〜17c,18a〜18
cに対するロータ20の相対的な回転位置を検出するた
めのホール素子24a〜24c,25a〜25c,26
a〜26cを利用してロータ20の特定の回転位置を検
出できる。従って、ロータ20の特定の回転位置を検出
するためのセンサが不要となり、コストの低減化を図る
ことができると共に、小形化を図ることができる。According to the present embodiment configured as described above, three upper and lower Hall elements 24a, 25 located on a straight line
The specific rotational position of the rotor 20 can be detected based on the phase difference between the detection signals of the transistors 30 and a.
1 to determine the switching timing, the stator coils 16a to 16c, 17a to 17c, 18a to 18
Hall elements 24a to 24c, 25a to 25c, 26 for detecting the relative rotational position of the rotor 20 with respect to the rotation angle c.
The specific rotational position of the rotor 20 can be detected by using a to 26c. Therefore, a sensor for detecting a specific rotational position of the rotor 20 is not required, so that the cost can be reduced and the size can be reduced.
【0032】また、永久磁石23の境界線にスキュー角
が設けられているので、ロータ20の回転が円滑になる
という効果を併せ得ることができる。Since the skew angle is provided at the boundary between the permanent magnets 23, the effect of smooth rotation of the rotor 20 can be obtained.
【0033】なお、上記実施例では、これは一境界線に
のみスキュー角を設け、他の境界線についてはスキュー
角を設けないようにしても良い。In the above embodiment, the skew angle may be provided only on one boundary line, and the skew angle may not be provided on the other boundary lines.
【0034】また、上記実施例では、ロータ20の特定
の回転位置を検出するために、同一直線状に位置するホ
ール素子24a,25a,26aの検出信号を使用した
が、特に同一直線状のホール素子に限る必要はない。In the above embodiment, the detection signals of the Hall elements 24a, 25a and 26a located on the same straight line are used to detect the specific rotational position of the rotor 20, but in particular, the hall signals on the same straight line are used. It is not necessary to limit to the element.
【0035】更に、上記実施例では、永久磁石23の異
極間の一境界線を他の境界線と異なる形態にするため
に、一境界線Aを除いて他のすべての境界線Bにスキュ
ー角を設けたが、これは他の実施例を示す図8のよう
に、一境界線Hについては軸方向に沿った一直線状に
し、残る他の境界線Jについては上半分と下半分とで周
方向に段差を持たせるようにして一境界線Hを他の境界
線Jと異なる形態となるように構成しても良く、逆に一
境界線については上半分と下半分とで周方向に段差を持
たせ、残る他の境界線については軸方向に沿った一直線
状となるように構成しても良い。Further, in the above embodiment, in order to make one boundary line between the different poles of the permanent magnet 23 different from the other boundary line, all the boundary lines B except the one boundary line A are skewed. The corners are provided, as shown in FIG. 8 showing another embodiment, in which one boundary line H is linearly formed along the axial direction, and the remaining boundary line J is formed by an upper half and a lower half. One boundary line H may be configured to be different from the other boundary line J by providing a step in the circumferential direction. Conversely, for one boundary line, the upper half and the lower half may be circumferentially different from each other. A step may be provided, and the remaining boundary line may be configured to be linear along the axial direction.
【0036】また、上記実施例では3列のコイル列16
〜18のいずれか1列のコイル列に択一的に通電する構
成としたが、2列或いは3列のコイル列に同時通電する
ようにしても良く、この場合において各コイル列へ流す
電流の比率を変えるようにしても良い。このようにすれ
ば、ロータ20はシャフト23の上端が前記第1の実施
例における上位置A、中位置B、下位置Cの三段階だけ
でなく、上位置Aと中位置Bとの中間、中位置Bと下位
置Cとの中間に位置させることもでき、さらに電流比率
の変化によりいずれの位置へも無段階に変位させること
ができる。In the above embodiment, three coil arrays 16
18 is selectively applied to one of the coil arrays, but two or three coil arrays may be simultaneously energized. In this case, the current flowing through each coil array is The ratio may be changed. In this way, the rotor 20 has the upper end of the shaft 23 not only at the three positions of the upper position A, the middle position B, and the lower position C in the first embodiment, but also between the upper position A and the middle position B, It can be positioned between the middle position B and the lower position C, and can be displaced to any position steplessly by changing the current ratio.
【0037】[0037]
【0038】その他、本発明は上記し且つ図面に示す実
施例に限定されるものではなく、例えば磁気検出素子と
してはホール素子に限らず、磁気抵抗素子であっても良
い等、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施で
きるものである。In addition, the present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings. For example, the magnetic sensing element is not limited to the Hall element, but may be a magnetoresistive element. Various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上説明したように本発明のモータによ
れば、磁気検出素子の検出信号によりロータの回転位置
を検出すると共に、複数の磁気検出素子の検出信号間の
位相差によりロータの特定の回転位置を検出する構成と
したことにより、ロータの回転位置を検出する素子を利
用してロータの特定の回転位置をも検出でき、コストの
低減化および小形化を図ることができるという優れた効
果を奏するものである。 According to the motor of the present invention as described in the foregoing, and detects the rotational position of the rotor by the detection signal of the magnetic detecting element, the rotor by a phase difference between the detection signals of the plurality of magnetic detection elements By adopting a configuration for detecting a specific rotational position, it is possible to detect a specific rotational position of the rotor by using an element for detecting the rotational position of the rotor, which is advantageous in that cost reduction and size reduction can be achieved. It has the effect that it has.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の一実施例における永久磁石の展開図FIG. 1 is a development view of a permanent magnet according to an embodiment of the present invention.
【図2】全体の縦断側面図FIG. 2 is an overall vertical side view.
【図3】ステータの拡大斜視図FIG. 3 is an enlarged perspective view of a stator.
【図4】ロータの永久磁石の斜視図FIG. 4 is a perspective view of a permanent magnet of a rotor.
【図5】電気回路構成図FIG. 5 is an electric circuit configuration diagram.
【図6】センサ回路の出力波形図FIG. 6 is an output waveform diagram of a sensor circuit.
【図7】各コイル列への通電状態を示す図FIG. 7 is a diagram showing a state of energization of each coil array.
【図8】本発明の他の実施例を示す図1相当図FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 1, showing another embodiment of the present invention.
【図9】本発明と比較するための図2相当図FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 2 for comparison with the present invention.
【図10】ロータの特定の回転位置を検出するための構
成を示す斜視図FIG. 10 is a perspective view showing a configuration for detecting a specific rotational position of a rotor.
12はステータ、16〜18はコイル列、16a〜16
c,17a〜17c,18a〜18cはステータコイ
ル、20はロータ、23は永久磁石、24a〜24c,
25a〜25c,26a〜26cはホール素子(磁気検
出素子)、35a〜35c,36a〜36c,37a〜
37cはセンサ回路である。12 is a stator, 16 to 18 are coil arrays, 16a to 16
c, 17a to 17c, 18a to 18c are stator coils, 20 is a rotor, 23 is a permanent magnet, 24a to 24c,
25a to 25c, 26a to 26c are Hall elements (magnetic detection elements), 35a to 35c, 36a to 36c, 37a to
37c is a sensor circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−128654(JP,A) 実開 平2−17944(JP,U) 実開 昭61−92181(JP,U) 実開 昭63−131582(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 29/08 H02K 11/00 H02K 21/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-128654 (JP, A) JP-A-2-17944 (JP, U) JP-A 61-92181 (JP, U) JP-A 63-92181 131582 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02K 29/08 H02K 11/00 H02K 21/14
Claims (3)
列を軸方向に所定間隔で複数列設けたステータと、周方
向に交互に異極なるように複数極着磁された永久磁石を
有して回転駆動および軸方向駆動を可能に設けられたロ
ータとを備えたブラシレスモータにおいて、前記 ステータ側に前記永久磁石の磁気を検出する複数の
磁気検出素子を前記ロータの軸方向に所定間隔離して配
置し、該磁気検出素子の検出信号により前記ロータの回
転位置を検出すると共に、複数の磁気検出素子の検出信
号間の位相差により前記ロータの特定の回転位置を検出
する構成としたことを特徴とするブラシレスモータ。1. A coil having a plurality of stator coils.
A stator having a plurality of rows provided at predetermined intervals in the axial direction and a permanent magnet having a plurality of permanent magnets magnetized so as to be alternately different in the circumferential direction so as to be rotatable and axially driven; in the brushless motor having a <br/> over data, a plurality of magnetic detecting elements for detecting magnetism of the permanent magnets on the stator side and arranged a predetermined distance apart in the axial direction of the rotor, of the magnetic detection element A brushless motor, wherein a rotation position of the rotor is detected by a detection signal, and a specific rotation position of the rotor is detected by a phase difference between detection signals of a plurality of magnetic detection elements.
も一境界線を除きスキュー角を有することを特徴とする
請求項1記載のブラシレスモータ。 2. The permanent magnet according to claim 1, wherein the boundary between the magnetic poles is at least.
Also has a skew angle except for one boundary line
The brushless motor according to claim 1.
向に配置された複数の磁気検出素子の少なくとも二つに
跨る長さに構成されていることを特徴とする請求項1ま
たは2記載のブラシレスモータ。 3. The permanent magnet according to claim 1, wherein said permanent magnet has a length in the axial direction.
At least two of the plurality of magnetic sensing elements
2. The structure according to claim 1, wherein the straddling length is set.
Or the brushless motor according to 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02369692A JP3238451B2 (en) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | Brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02369692A JP3238451B2 (en) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | Brushless motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05227719A JPH05227719A (en) | 1993-09-03 |
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Family
ID=12117577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02369692A Expired - Fee Related JP3238451B2 (en) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | Brushless motor |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP3238451B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7086318B1 (en) * | 2021-08-18 | 2022-06-17 | 三菱電機株式会社 | Field magnets and motors |
-
1992
- 1992-02-10 JP JP02369692A patent/JP3238451B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH05227719A (en) | 1993-09-03 |
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