JPH0311739Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の技術分野 本考案は、ステツピングモータに関し、特にそ
のロータの回転情報を得るための手段に係る。

従来技術 ステツピングモータにおいて、永久磁石型のロ
ータの回転位置は、磁気抵抗素子などのセンサに
よつて検出できる。従来、この磁気抵抗素子は、
ロータの外周面から所定の距離だけ離れた位置に
ホルダーなどによつて取付けられる。ところが、
このような取付け手段によると、センサの取付け
のためにホルダが必要とされるほか、ホルダーと
ステータまたはロータとの位置関係が組み立て条
件等に大きく依存し、組み立て上のばら付きが大
きくなると、特性面での不安定要素が存在するこ
ととなる。

考案の目的およびその解決手段 したがつて、本考案の目的は、この種のステツ
ピングモータ内で、センサつまり磁気検知体の取
付け位置の精度を確保するとともに、モータ内部
のスペースを有効に利用し、ホルダーなどの取付
け具を省略できるようにすることである。

そこで、本考案は、磁気検知体をモータの内
部、特にステータの複数の極の間に固定するとと
もに、その２つのセンサ部をロータの磁束の疎密
の距離と等しい距離だけ離れて設けることによ
り、励磁コイルによる磁界の悪影響を受けない状
態で、ロータの回転情報のみを得るようにしてい
る。

考案の構成 以下、本考案の構成を図面に基づいて具体的に
説明する。

まず、第１図は、本考案のステツピングモータ
１の概要的な構造を示している。このステツピン
グモータ１は、一例としてハイブリツド型であ
り、フレーム２と一体的な４つのステータ３、お
よび永久磁石によつて励磁されるロータ４によつ
て構成されている。上記ステータ３は、それぞれ
の外周に巻き付けられた励磁コイル５によつて磁
束を発生する。

次に、第２図は、ステータ３およびロータ４の
対応する部分を詳細に示している。ステータ３
は、断面にして、Ｔ字状に形成されており、ロー
タ４と対向する部分で、ステツプ角を小さく分割
するために、複数例えば４つの極３ａを同一ピツ
チで、しかも励磁コイル５の中心線を軸として対
称に形成している。一方、ロータ４は、同様にそ
の外周で同じピツチの極４ａを形成しているた
め、その磁束は、外周面で、正弦波状の曲線を描
きながら、交互に疎密となつている。もちろん、
これらの極３ａは、ロータ４の極４ａに対して、
相対的にずれている。

そして、磁気検知体６は、ある１つのステータ
３の中央の２つの極３ａの間つまりその溝部分に
固定されている。

次に、第３図は、上記磁気検知体６の構成を示
している。この磁気検知体６は、２つのセンサ部
７ａ，７ｂを備えており、これらは極３ａの距離
Ｄの1/2の間隔、つまり磁束の疎密の距離と等し
い距離だけ離れた状態で設けられており、それぞ
れの端部で、電極８，９，１０に接続されてい
る。

つぎに、第４図は、磁気検知体６と差動増幅器
１１の接続を示している。上記のセンサ部７ａ，
７ｂは、電源端子１２とアース１３との間で、抵
抗器１４ａ，１４ｂとともにブリツジ回路を形成
しており、その出力端の電極８，９は、差動増幅
器１１の差動入力端子に接続されている。そして
この出力端は、出力端子１５に接続されている。

考案の作用 次に、上記ステツピングモータ１の作用を説明
する。

励磁コイル５が順次励磁されると、その磁束に
よつて、ロータ４は、励磁パルスの周波数に比例
して、順次ステツピング動作により回転して行
く。このとき、磁気検知体６は、励磁コイル５に
よるステータ３の磁束、および永久磁石側のロー
タ４による磁束の両影響下にある。位置検出のた
めには、ロータ４の磁束成分のみを得ることが必
要であるから、励磁コイル５による磁束の成分を
除去する必要がある。

この磁気検知体６の両センサ部７ａ，７ｂは、
励磁コイル５の中心線に対し、対称な状態にある
から、励磁コイル５の電流による磁界に対して同
じ条件下にあり、またロータ４の磁束の疎密に対
し、π（180度）の位相差をもつて配置されてい
る。このため、センサ部７ａ，７ｂがブリツジ回
路を形成し、かつ差動増幅器１１によつて２つの
信号の差を取ることにより、励磁コイル５の磁束
成分がキヤンセルされ、ロータ４の磁界成分のみ
が検出される。

ここで、磁気検知体６の磁界に対する抵抗変化
率とセンサ部７ａ，７ｂにおけるロータ４による
磁界、および励磁コイル５により生成される磁界
（バイアス）の強度は、第５図に示すように設定
される。すなわちセンサ部７ａ，７ｂでの磁界強
度、つまりステータ３およびロータ４による合成
磁界強度は、磁気抵抗体６の直線的な抵抗変化の
範囲に設定されている。以上のような条件を満た
すとき、励磁コイル５によつて生成される磁界の
影響が除去できることになる。

なお、ステータ３の極３ａの間隔は、それをｄ
とすれば、ｄ＞Ｄ／２の条件を満たさなければな
らない。この条件は、モータ特性上不利な条件と
ならない。

考案の変形例 上記実施例は、ロータ４の位置信号の１相分の
みを検出しているが、中心角の位置とこの中心角
の位置に対して90度位相のずれた位置すなわち他
のステータ３の部分とに磁気検知体６に固定する
ことにより、２相の信号が検出でき、ロータ４の
回転方向の識別が可能となる。

また、第３図では、センサ部７ａ，７ｂが便宜
上単純な直線として示されているが、それらのパ
ターンは、他の形状、例えばジグザグ状に形成さ
れていてもよい。また磁気検知体６は、磁気抵抗
素子のほか、ホール素子などで構成できる。

考案の効果 本考案では、下記の効果が得られる。

ステツピングモータの内部に直接磁気抵抗体が
組み込まれるから、モータ内部の空間が有効に利
用でき、しかも磁気検知体とステータおよびロー
タとの相対的な位置関係が精度よく確保できる。
さらに磁気検知体の２つのセンサ部をロータの磁
束の疎密の距離と等しい距離だけ離して設けるこ
とにより、ステータ極側の磁界の悪影響を除去す
ることができ、ロータの回転情報のみを得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はステツピングモータの概略的断面図、
第２図はステータおよびロータの極の拡大展開断
面図、第３図は磁気検知体の平面図、第４図はセ
ンサ部および差動増幅器の接続回路図、第５図は
磁界強度−抵抗変化率のグラフである。 １……ステツピングモータ、２……フレーム、
３……ステータ、３ａ，４ａ……極、４……ロー
タ、５……励磁コイル、６……磁気検知体、７
ａ，７ｂ……センサ部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数の極を有するステータと、磁束が交互に疎
   密となるロータを有してなるステツピングモータ
   において、上記磁束の疎密の距離と等しい距離分
   離れた２つのセンサ部を有する磁気検知体を上記
   ロータに対向させて上記ステータの極歯間に固定
   したことを特徴とするステツピングモータ。