JPH0442073A - 磁力ヘッドの基準位置検出装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、磁力ヘッドの基準位置検出装置に係り、特
にブラシレスモータに使用される着磁ロータの着磁分布
を精密測定する際に使用される磁力ヘッドの基準位置を
自動的に検出してこれを設定することのできる磁力ヘッ
ドの基準位置検出装置に関する。

「従来の技術］ 近年における音響機器、映ｔ＃機器および計算機等の発
展が急速な状況下でその性能の向上に伴い品質の高度化
が要求されつつある。

殊にＡＶＩＩ器（オーディオビジュアル機器）に搭載す
るモータは、回転むらが小さく、高能率、安定性が要求
される。

しかるに、その駆動方式においては、ダイレクトドライ
ブ方式が注目され始め、低速度で回転むらの極めて小さ
いモータが要求され、これを満足するモータとしてアキ
シャルフラックス型ブラシレスモータが最適で、ＡＶｉ
器にはこのモータが一般的に採用されている。

すなわち、第５図（ａ）および（ｂ）のブラシレスモー
タの全体断面図に示すように、最も多く使用される３相
バイポーラ８極ブラシレスモータは、その外形が直径に
比し軸方向寸法の小さい偏平な構成となっている。

この場合、ロータ６０は円板状のマグネットで形成され
、この円板の面に垂直な回転軸６２ａの方向に着磁され
たアキシュアルフラックスと呼ばれる″：ｉ１磁構成と
なっている。

そして、このロータマグネット６２の回転軸６２ａの一
方はハウジング６５のボス６５ａ内に挿着された軸受６
７ａ、　６７ｂを介して回転可能に支持されている。

さらに、ハウジング６５に形成されたフランジ６５ｂの
上面には鉄基板（以下ヨーク９８と称する）が固定され
、このヨーク９８の絶縁面９８ａとなる上面には６個の
扇形コイル９６をオレンジの輪切り状に配設したステー
タ９７が構成される。そして、ロータマグネット６２の
下面は８極の扇形状に着磁され、この着磁面６２ｂとス
テータ９７のコイル９６上面との間に僅かなギャップδ
を形成するようにロータマグネット６２が支持される。

また、磁極とコイル９６の中心が重なった位置を基準に
±７．５°の位置関係をなすコイル９６は、コイル９６
のトルク発生導体（直線部分）が磁極の境界部分と多く
重なり、コイルの発生トルクが不安定になる為、モータ
の回路より切離される。

一方、６個のコイル９６は互いに回転軸６２ａを中心に
対向する２個のコイル９６を直列に連結したものを〜相
とし、このうちの上記の条件に無い２相を直列に連結し
磁極（Ｎ極、Ｓ柘）に応じて回転トルクが一方向に発生
するように電流の向きが制御される。

この形式のモータは、常に３相のうち１相のコイルは休
止しており、この切換えはロータ６２が１５°回転する
ごとにドライバーＩＣによって行われる。

すなわち、トルクの発生は、それぞれのコイルが同時に
ロータマグネットの全磁極に作用することにより起生ず
るようになっており、このロータマグネットの回転につ
れて電機子電流は一つの極を形成するコイルから次の極
を形成するコイルへと逐次切換えられ、各コイルがトル
クの発生を順送りに受持つ、そして一つの極のコイル電
流は接近してくる磁極の極性に応じて正負方向に切換え
られ、この電流の正負の切換えはロータマグネットの極
数とモータの回転速度で定まる同期周波数で行われる。

この場合、トルクは主磁束の強さ、コイルの電流のみな
らずＮ極とコイル９６との相対位置関係によっても変わ
るから、ロータマグネット６２の回転によるロータマグ
ネット６２の磁極とコイル９６との相対位置関係の変化
に応じて、適切に各コイルの電流を制御し、結果的にど
の瞬間にも発生するトルクか常に一定であるようにしな
ければならない。

そして、トルクがロータマグネット６２の位置関係によ
って変化すると、モータの回転速度が瞬間的に変動し、
いわゆるワウフラッタの原因になる。ＡＶ［器モータに
とって、このワウフラッタは致命的となるため、トルク
変動は極力抑えることが必要である。

この制御を行うのがホール素子１００とコイル電流制御
回路であり、ホール素子１００が口−タマグネット６２
の磁極の位置を検出し、その信号に基づいて電子回路が
各相のコイルに適切な電流を分配する。

ここで、トルク発生のシーケンスが正確に行われるため
には、磁極、ホール素子１００の配列位置が正確でなけ
ればならず、各要素の配列間隔が不揃いであったり、円
周に偏心があったりすると、コイル電流を制御するシー
ケンスの周期性を狂わせ、モータの１回転の中で時間的
にトルクが変動することになる。

またロータマグネットの回転につれてトルクを発生する
磁極は順次変化して行くが、若しマグネットの着磁にむ
らがあれば、それが直ちに回転速度の変動の原因となっ
てあられれる。

そこで、各種ブラシレスモータのロータマグネットの着
磁分布状態を予め計測し、磁束密度のデータを収集する
必要がある。

この場合、磁気ロータの着磁分布状態の計測に使用され
る磁力ヘッドはその最高感度部分を予めマーキングして
おき、磁気ロータの計測に際し目視等で磁力ヘッドのマ
ーキング位置をマニュアルで所定位置に位置決め設定し
ていた。

［発明が解決しようとす：＆課題］ このように、検出された磁力ヘッドの基準位置を所定の
位置に設定する作業はマニュアルで操作されていたため
多くの時間かかかると共に、位置決め精度が低下する敷
点を有していた。

そこで、本発明の目的は、磁力ヘッドを高磁束密度発生
装置のナイフェツジ間を通過させることにより得られる
最高感度部を基準位置として求め、この基準位置を自動
位置決めして高精度に設定することのできる磁力ヘッド
の基準位置検出装置を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するため、上下一対の支持軸で中心軸
の両端を回転可能に挟持した磁石ロータに対しラジアル
方向に移動させて着磁分布の特性を検出する本発明の磁
力ヘッドの基準位置検出装置においては、 前記一対の支持軸と、この一対の支持軸間に挟持される
高磁束密度発生装置と、この高磁束密度発生装置に対し
進退移動する偏平杆状の磁力ヘッドとからなり、前記一
対の支持軸は、ベース上に回転可能に軸支され先端に係
止部を備えた主軸と、この主軸軸線上に回転かつ軸方向
摺動可能に軸支され先端に前記主軸と対向する係止部を
備えた補助軸と、この補助軸を支持すべく前記ベース上
に設けられた支持体とで構成され、前記高磁束密度発生
装置は、先端を折曲してそれぞれナイフェツジを形成し
た一対の金属板と、このナイフェツジを所定間隔離間し
て対向するよう平行に配設しこの一対の金属板間に磁石
を挟持すると共にこれら金属板を貫通支持し上下に係止
部を備えた係止軸と、前記金属板の一方を延在させてそ
の一端に形成された係合部とで構成され、前記係止軸の
両端係止部を前記一対の支持軸の係止部で係止すると共
に前記金属板の一端に形成された係合部を前記支持体の
係合部と係合するよう構成し、前記ナイフェツジ間に磁
力ヘッドを通過させて基準位置を検出することを特徴と
する。

［作用］ 本発明に係る磁力ヘッドの基準位置検出装置は、磁気ロ
ータの着磁分布状態の計測に際し、高磁束密度発生装置
のナイフェツジ間に磁力ヘッドを通過させて基準位置と
なる最高感度部を検出すると共に磁力ヘッドを進退移動
するステッピングモータから送出されるパルス数により
基準位置を求め、これにより基準位置を自動位置決めし
短時間で高精度に設定することができる。

［実施例］ 次に、本発明に係る磁力ヘッドの基準位置検出装置の実
施例につき添付図面を参照しながら以下詳細に説明する
。

第１図は、本発明の一実施例を示す磁力へラドの基準位
置検出装置の断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、
第３図は磁力ヘッドの送り択楕の正面図であり、第４図
は本発明における磁力ヘッドの基準位置検出装置を備え
たロータの着磁分布測定装置の全体斜視図である。

図において、参照符号１０はブラシレスモータに使用さ
れるロータの着磁分布を検出する磁力ヘッドを示す。

この着磁分布を検出するに際し、磁力ヘッド１０先端の
偏平部分に埋設されているホール素子（図示せず）の位
置を検出し最高感度部となる基準位置を求める必要があ
る。

すなわち、この検出に使用される高磁束密度発生装置１
１は、先端を折曲してナイフェツジ１４を形成し、この
ナイフェツジ１４を所定間隔離間してこれを平行に対向
するよう配設した一対の磁性体からなる金属板１６ａ、
１６ｂと、この一対の金属板１６ａ、　１６ｂ間に挟持
される磁石１７とで構成され、これによりナイフェツジ
１４間には微少な間隙が形成される。

さらに詳しくは、一対の金属板１６ａ、　１６ｂの間に
は磁石１７を挟持すると同時にこれらを所定間隔離間し
て支持すべく、金属板１６ａ、　１６ｂ間の前方（ナイ
フェツジ１４＠）とその後方に非磁性体の係止軸２２と
一対の支持軸２５ａ、　２５ｂがそれぞれ配設される。

そして、係止ｆｌ！１２２が金属板２５ａ、　２５ｂを
３１！過した上下両端にはそれぞれ係止部２０ａ、２０
ｂ　　（凸センタ）が形成され、一方の金属板（上ｊａ
ｉｌ）１６ａの後端には突出した係合部２４が設けられ
る。

このように構成された高磁束密度発生装置１１は、この
発生装置１１の上下に配設された支持軸１８．３０に支
持され、同時に上部金属板１６ａ後方の係合部２４は後
述する支持体３４の縦長穴３６に係合してその横振れを
規制している。

この場合、支持軸２２は主軸１８と補助軸３０とで構成
され、これらは同一軸線上にベース１２および支持体３
４にそれぞれ回転可能に支持されている。

一方、ベース１２の貫通穴１５内にはケース１３が挿通
固定され、このケース１３の開口部にはハウジング１９
が挿着され、このハウジング１９の上端縁に形成された
フランジ１９ａをボルトにより固定している。そしてこ
のハウジング１９の中央に形成された貫通穴の上下には
一対のベアリング２３ａ、　２３ｂが挿着され、このベ
アリング２３ａ、　２３ｂには上端部に凹センタ３１を
形成した主軸１８が回転自在に支持されている。

さらに、主軸１８の下部にはプーリ２７が止めネジを介
して固定され、下部ベアリング２３ｂはプーリ２７のボ
ス部によりこのベアリング２３ａの内輪を軸方向に押圧
しこれに予圧を与えている。

また、上部ベアリング２３ａも同様にこの上部ベアリン
グ２３ａを通過した主軸１８にキャップ３７を挿着し、
このキャップ３７と上部ベアリング２３ａ間に予圧カラ
ー３９および波ワツシヤ３９ａを介挿させてこれらを押
圧状態にしてキャップ３７を固定することにより、この
上部ベアリング２３ａの内輪を弾力的に押圧しこれに予
圧を与えている。

一方、主軸１８の上部にはこの主軸１８の凹センタ３１
と対向すべく下端部に凹センタ３２を形成した補助軸３
０が同一軸線上に配設され、この補助軸３０は支持体３
４に挿着されたリニアボールベアリング２８を介して回
転かつ軸方向摺動可能に支持されている。

尚、このリニアボールベリング２８は、通常市Ｐ厘され
ているもので、その外輪を支持体３４の挿通穴２６内に
固定すると共に、その内部には複数のボール２８ａが保
持器を介して回転自在に支持される構造となっている。

このようにして、高磁束密度発生装置１１の係止軸２２
上下両端は主軸１８及び補助軸３０の互いに対向する端
部に形成された凹センタ３、３２にそれぞれ係合し、同
一軸線上に支持される。

この場合、補助軸３０の上部には所定の計量された重錘
４２が着脱可能に挿嵌し、これにより係止軸２２の上下
は適正な押圧力で支持され、同時に上部金属板１６ａ後
端の係合部２４を支持＃：３４内側面に形成された縦長
穴３６に係合させることにより、高磁束密度発生装置１
１を安定状態の姿勢で支持することができる。

次に、磁力ヘッド１０を進退移動させる送り機構につき
、第３図および第４図を参照しながら説明する。

すなわち、ベース１２上に立設した支柱４４の近傍には
これと平行に同一ベース上に回転自在に支持された螺子
杆４６が配設され、この支柱４４の縦方向案内面には螺
子杆４６のマニュアルによる回転操作で昇降移動するＬ
字型スライドベース４８が活動可能に案内支持されてい
る。そしてこのスライドベース４８の水平面上に進退移
動可能に案内支持されたホルダ５０には磁力ヘッド１０
の本体部分が固定支持されている。

さらに、スライドベース４８の前側面に固定されたブラ
ケット５２の端部にはステッピングモータ４０が取付け
られ、このステッピングモータ４０の出力軸（図示せず
）に直結したねじ軸５４のねＩ−清にはホルダ５０側に
設けられた係合ピン５６が弾力的に押圧係合するよう構
成されている。

このように構成された送りｍ梢は、ステッピングモータ
４０を回転駆動させることにより、このモータ４０のね
じ軸５４とこれに弾力的に係合しているビン５６を介し
て磁力ヘッド１０を軸線方向に進退移動させることがで
きる。

従って、本発明の如く構成された基準位置検出装置の高
磁束密度発生装置１１により互いに対向するナイフェツ
ジ１４から集束した磁束が得られ、第３図に示されるナ
イフェツジ１４間に磁束密度計測器３８の先端の磁力ヘ
ッド１０をステッピングモータ４０による直進移動で通
過させ−ることで、磁力ヘッド１０に埋設されたホール
素子の最高感度となる基準点を知ることができる。

従って、磁力ヘッド１０のステッピングモータ４０によ
る軸線方向の移動をステッピングモータ４０から送出さ
れるパルス数で、磁力ヘッドの基準位置を自動的に検出
し、これを短時間でしかも高精度に設定することができ
る。

「発明の効果〕 前述した実施例から明らかなように、本発明に係る磁力
ヘッドの基準位置検出装置は、上下一対の支持軸で中心
軸の両端を回転可能に挟持した磁石ロータに対しラジア
ル方向に移動させて着磁分布の特性を検出する磁力ヘッ
ドの基準位置検出装置において、 前記一対の支持軸と、この一対の支持軸間に挟持される
高磁束密度発生装置と、この高磁束密度発生装置に対し
進退移動する偏平杆状の磁力ヘッドとからなり、前記一
対の支持軸は、ベース上に回転可能に軸支され先端に係
止部を備えた主軸と、この主軸軸線上に回転かつ軸方向
摺動可能に軸支され先端に前記主軸と対向する係止部を
備えた補助軸と、この補助軸を支持すべく前記ベース、
上に設けられた支持体とで構成され、前記高磁束密度発
生装置は、先端を折曲してそれぞれナイフェツジを形成
した一対の金属板と、このナイフェツジを所定間隔離間
して対向するよう平行に配設しこの一対の金属板間に磁
石を挟持すると共にこれら金属板を貫通支持し、上下に
係止部を備えた係止軸と、前記金属板の一方を延在させ
てその一端に形成された係合部とで構成され、前記係止
軸の両端係止部を前記一対の支持軸の係止部で係止する
と共に前記金属板の一端に形成された係合部を前記支持
体の係合部と係合するよう構成することにより、ナイフ
ェツジ間に磁力ヘッドを通過させて基準位置となる最高
感度部を検出すると共に磁力ヘッドを進退移動するステ
ッピングモータから送出されるパルス数により基準位置
を求め、これにより磁力ヘッドの基準位置を自動位置決
めし短時間で高精度に設定することができる効果を奏す
る。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、前述
の実施例に限定されることなく本発明の精神を逸脱しな
い範囲内において種々の設計変更をなし得ることは勿論
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す磁力ヘッドの基準位置
検出装置の断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第
３図は磁気ヘッドを支持した送り機構の正面図であり、
第４図は本発明における磁力ヘッドの基準位置検出装置
を使用する着磁ロータの着磁分布測定装置の全体斜視図
、第５図はブラシレスモータを示し、第５図（ａ）はブ
ラシレスモータの縦断面図であり、第５図（ｂ）は第５
図（ａ）のＢ−ＢＷｆｒ面図である。 １０・・・磁力ヘッド １１・・・高磁束密度発生装置 １２・・・ベース １４・・・ナイフェツジ １７・・・磁石 １３・・・ケース １６ａ、１６ｂ　＝−・金属板 １８・・・主軸 ２０ａ、　２０ｂ・・・係止部（凸センタ）３、３２・
・・停止部　（凹センタ） ２２・・・係止軸 ２３ａ・・・上部ベアリング ２３ｂ・・・下部ベアリング ２５ａ、２５ｂ・・・支持軸　　　２４・・・係合部２
８・・・リニアボールベアリング ３０・・・補助軸　　　　　　３４・・・支持体３６・
・・縦長穴 ３８・・・磁束密度計測器 ４０・・・ステヅピングモータ ４２・・・１！１ｍ　　　　　　　４４・・・支柱４６
・・・螺子杆　　　　　４８・・・スライドベース５０
・・・ホルダ　　　　　５２・・・ブラケット５４・・
・ねじ軸　　　　　５６・・・係合ピン６０・・・ロー
タ　　　　　６２・・・ロータマクネット６２ａ・・・
回転軸　　　　６２ｂ・・・着磁面９６・・・扇形コイ
ル　　　９７・・・ステータ９８・・・ヨーク　　　　
　９８ａ・・・絶縁面１００・・・ホール素子 ＩＧ 図面の浄書 Ｇ 手 続 補 正 書（方式） ２　発明の名称 磁力／＼ラッドＵ準位万検出装首 ３、補正をすると 事件との関係　　特許出願人 住　所　　東京都高梅市東青梅−丁目１６７番地の１名
　称　　日本ケミコン株式会社 代表名　　佐　藤　敏　明 ４、代理人 ６、補正の対象 （１）図面 ＦＩＧ。 （Ｇ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下一対の支持軸で中心軸の両端を回転可能に挟
   持した磁石ロータに対しラジアル方向に移動させて着磁
   分布の特性を検出する磁力ヘッドの基準位置検出装置に
   おいて、 前記一対の支持軸と、この一対の支持軸間 に挟持される高磁束密度発生装置と、この高磁束密度発
   生装置に対し進退移動する偏平杆状の磁力ヘッドとから
   なり、前記一対の支持軸は、ベース上に回転可能に軸支
   され先端に係止部を備えた主軸と、この主軸軸線上に回
   転かつ軸方向摺動可能に軸支され先端に前記主軸と対向
   する係止部を備えた補助軸と、この補助軸を支持すべく
   前記ベース上に設けられた支持体とで構成され、前記高
   磁束密度発生装置は、先端を折曲してそれぞれナイフエ
   ッジを形成した一対の金属板と、このナイフエッジを所
   定間隔離間して対向するよう平行に配設しこの一対の金
   属板間に磁石を挟持すると共にこれら金属板を貫通支持
   し上下に係止部を備えた係止軸と、前記金属板の一方を
   延在させてその一端に形成された係合部とで構成され、
   前記係止軸の両端係止部を前記一対の支持軸の係止部で
   係止すると共に前記金属板の一端に形成された係合部を
   前記支持体の係合部と係合するよう構成し、前記ナイフ
   エッジ間に磁力ヘッドを通過させて基準位置を検出する
   ことを特徴とする磁力ヘッドの基準位置検出装置。