JPS62213541A - 周波数発電コイル付ブラシレスサ−ボモ−タ - 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〕 この発明は小型の周波数発電コイル１寸ブラシレスサー
ボモータに間するものであり、サーボ制御により精密回
転を要する機械全般に利用できるものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置として第６図に示すものがあった。

先ず、モータ部分の構成を説明する。

第６図において、Ｉａはロータであり、環状の駆動マグ
ネット（図示せず）ζこ′１１シて等しい着磁ピッチに
より、異なる磁極が交互に着磁されたものとマグネット
ヨーク（図示せず）により構成されている。５ａ、５ｂ
は２相の駆動コイルであり、該駆動コイル５　ａ　＋　
５　ｂは電気角π／２をもって配設されている。９は全
周積分型の周波数発電コイル（以後、ＦＣコイルと称す
）であり、前記駆動マグネットの着磁ピッチに略等しい
間隔て発電線素（図示せず）が多数配設され、各発電線
素に発生した発電電圧が加算されるように直列接続され
ている。そして前記ＦＧコイルは前記ロータ１ａの回転
数に比例した周波数の交流電圧く以後、ＦＧ電電圧上称
す）を出力し、該ＦＧ雷電圧は前記駆動マグネットに多
少の部分的着磁ムラ等があっても、前記各発電線素に発
生した電圧の総和においては、微少な誤差しか含まずな
めらかなものとなる。

次に各ブロックの構成を示しながら、動作を説明する。

前記ＦＧｉｌｆｔ圧Ｆは増幅器２０で増幅され、速度信
号Ｓとなり、サーボ回路２４ヘフイードバツク信号とし
て人力される。前記サーボ回路は前記速度信号Ｓを規定
の速度信号と比較するなどの信号処理して速度制御信号
Ｅを出力する。該速度制御信号Ｅは速度制御増幅器２６
で増幅され、増幅器２１．２３へ夫々入力される。

一方、ホール素子等でなる２つの磁気センサ２６ａ、２
６ｂは′Ｎ電気角π／２をもって前記駆動コイル５ａ、
５ｂの近傍に夫々配設されており、前記ｒｊ＆気センサ
２６　ａ　＋　２６　ｂの出力は増幅器２０．２２で増
幅され、位相信号Ｐａ、Ｐｂとなり、前記増幅器２１．
２３へ前記速度ｎｌｊ　’ＩＩ信号信号台せて入力され
る。

今、電源を投入すると前記したサーボ回路等の電子回路
及び磁気センサ２６ａ、２６ｂに通電され該磁気センサ
２６ａ、２６ｂでは前記ロータ１ａの位相に対応した駆
動電流を前記駆動コイル５ａ、５ｂへ供給する。そして
該駆動コイル６　ａ　＋５ｂは前記駆動マグネットに対
して駆動トルクを発生するので、前記ロータｌａは回転
する。以後、磁気センサを用いたブラシレスモータで周
知の動作により、前記ロータｌａは回転を継続する。

前記駆動マグネツ゛トの回転に伴い、前記ＦＧコイル９
に対して磁束変化をもたらすので、モータの回転速度に
比例した周波数のＦＧ電電圧上発生し、該ＦＧ雷電圧は
前記増ＩＩ！ｉｉＩ器２０へ入力される。

以後、ＦＧコイルを用いたサーボモータ等で周知の動作
により、前記ロータＩａは速度制御されて回転を続ける
。

（発明が解決しようとする問題点〕 従来のブラシレスモータにおいて、回転位相検出用の磁
気センサは２個以上用いられていた。

何故ならば、１個の磁気センサでは上記駆動マグネット
の磁極から発生する磁束の強さを検出するのみであり、
前記磁極からの距離は検出できても、前記磁極の方向す
なわち上記駆動マグネットの回転位相検出することがで
きずに転流不能な死点を生じるからである。

そして、磁気センサにホール素子等を用いている場合に
は該ホール素子そのものの部品コストの問題の他、モー
タ運転中には前記ホール素子に対して常時、Ｆｔ電して
おく必要があるという欠点もあった。

本発明は前記のような従来のものの欠点を除去するため
になされたもので、従来のブラシレスモータではホール
素子等でなる磁気センサを用いていたが、該ホール素子
等でなる磁気センサのうちの１個を前記ＦＧコイルで兼
用し、ＦＧ雷電圧前記サーボ回路及び前記駆動回路へ夫
々人力し、回転速度制御用と駆動電流の転流用に兼用す
ることにより、部品点数を省略し、コストダウンの可能
な周波数発電コイル付ブラシレスモータを提供すること
を目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では断る問題点を解決するために、周波数発電コ
イル付ブラシレスサーボモータにおいて、回転速度検出
専用に設けられていたＦＣコイルを回転位相検出にも兼
用できるように、ＦＧ雷電圧サーボ回路及び駆動回路に
夫々人力し、複数のホール素子でなる磁気センサの１個
を省略した。

〔作用〕

ｆｆ１ｉｌｌマグネツトから発生する磁束を受けた磁気
センサは前記駆動マグネットを有するロータの位相信号
を発生する。又、前記駆動マグネットが回転している場
合には、該駆動マグネットはＦＧコイルに対して磁束変
化をもたらすので、ＦＧ電圧を発生する。そして前記′
ｆｌｊ、気センサと前記ＦＧコイルとは、それらの取付
１α置に応じて位相差をもった位相信号をそれぞれ発生
しているので、前記ＦＧコイルも、前記磁気センサ同様
に前記ロータの位相信号を発生する。

前記ＦＧ電圧はサーボ回路へは速度信号として、駆動回
路へは位相信号として夫々人力され、前記ロータの回転
速度制御用及び駆動電流の転流用に兼用される。

〔発明の効果〕

本発明のものはＮ、Ｓの磁極が隣接し、規定の間隔で複
数極設けられた環状の多極マグネットでなる駆動マグネ
ットを有するロータが、駆動コイル、複数の磁気センサ
及び周波数発電コイルの配設された基板を有するステー
タにより回転自在に支承され、前記磁気センサの出力に
より前記ロータの回転位相を検出し、該位相に応じて転
流された駆動を流を前記駆動コイルへ供給するための駆
動回路を備え、さらに前記ＦＧコイルの出力により回転
速度制御されるようにした周波数発電コイル付ブラシレ
スサーボモータにおいて、前記複数の磁気センサのうち
の１個を前記ＦＧコイルで兼用し、該ＦＧコイルの出力
により回転速度を制御すると共に該ＦＣコイルを含む磁
気センサにより前記したロータの回転位相を検出するよ
うにしたから、前記磁気センサを１個省略できる。又、
省略された磁気センサがホール素子であった場合には、
省略する以前に比べて消１１ｆｆｉ力の節約ができる。

それから、前記ＦＣコイルを全周積分型のものにした場
合、該全周積分型のＦＧコイルの出力は従来の磁気セン
サの出力よりも、駆動マグネットの着磁ムラ等の誤差に
よる影響が少ないので、より安定したモータの回転が得
られる。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

ただし、各図において同効のものは同一符号で表現し、
説明のｌ！複を避ける。

第１図から第５図は本発明の実施例を示すものであり、
第１図は、周波数発電コイル付ブラシレスサーボモータ
（以後、本装置と称す）の要部断面図、第２図は全周積
分型のＦＧコイルと駆動マグネットとの関係を示す平面
図、第３図は駆動コイルと前記駆動マグネットとの関係
を示す平面図、第４図は本装置の起動を補助する手段を
備えた各回路すなわちサーボ回路、駆動回路及び駆動コ
イル等のブロック図であり、第５図は上記したプリント
基板上のＦＧコイル及び駆動コイルの位置間係を代えた
他の実施例を示す要部断面図である。

先ず、第１図乃至第３図により本装置の構成を説明する
。

第１図乃至第３図において、１はロータであり、軸２に
マグネットヨーク３及び駆動マグネット４が同軸結合さ
れている。尚、前記駆動マグネット４は等しい着磁ピッ
チで分割着磁された環状のものであり、前記マグネット
ヨーク３に貼着されている。

１０は前記ロータ１を回転自在に支承するステータてあ
り＼ＦＧコイル９、駆動コイル５＆、５ｂ及び磁気セン
サ２６ｂを配設したプリント基板１３がステータヨーク
１２に貼着ネジ止めされている。尚、第２図に示すよう
に半径刃゛向の発電線素８が前記駆動マグネット４の着
磁ピッチと同じピッチで全周に渡って配設され、これら
の発Ｍ１Ｔｉ圧を加算した総和が得られるよう直列接続
となるようにプリントパタンが形成され、周知の全周積
分型のＦＧコイル９を形成している。又、本実施例のも
のは２相モータであるために、第３図に示すように、第
１の駆動コイル５ａ（図上、ハツチング有り）及び第２
の駆動コイル５Ｉ）（図上、ハツチング無し）の２回路
の駆動コイルが電気角π／２をもって前記プリント基板
１３．ｈに配設されている。

尚、第２図及び第３図におけるＮ、Ｓの記号は前記駆動
マグネット４の着磁態様を示すものである。

次に第４図により本装置の動作説明する。

第４図において、■で示す直流の電源が立ち上げられる
と、抵抗Ｒ及びコンデンサＣの値の積で決まる時定数に
応じた瞬間だけ、図示り点に電源電圧の一部が印加され
る・そして、前記り点から上記増幅器２１へ瞬時電流が
入力される他、該瞬時電流が上記サーボ回路２４及び上
記速度制御増幅器２５を経て増幅された信号も前記増幅
器２１へ入力される。

以上のような起動を補助する手段により、起動時には前
記ＦＣコイル９に発生する出力が皆無である代りに、上
記電源Ｖの一部が、定められた瞬間だけ、前記ＦＧコイ
ル９の周波数発電電圧を加・勢するので、前記した増＠
＠２１又はサーボ回路２°４、速度制御増幅器２５及び
増幅器２３を経由して、上記駆動回路２７．２８へ何ら
かの信号を人力するので起動できる。

一方、上記磁気センサ２６ｂは上記ロータｌが停止状態
にあっても、ホール素子等の感磁作用により、位相信号
ｐｂを発生する。該位相信号ｐｂは上記増幅器２２で増
幅され増幅器２３へ人力される。該増幅器２３へは上記
速度制御信号Ｅが合せて人力されるが、これにより、前
記増幅器２３の出力は回転速度制御のなされた駆動Ｎ流
を得られるように駆動回路２８へ人力される。該駆動回
路２８では従来のブラシレスモータで周知の転流動作が
行なわれ、駆動コイル５ｂへ駆動Ｔ！を流が供給され、
上記ロータ１の駆動マグネット４に対して駆動トルクを
発生せしめる。

以上のようにして起動した後は、前記ＰＧコイル９もモ
ータの回転に応じた周波数発電を開始するので、位相信
号ｐｈが連続して得られる。又、前記ＦＧコイル９と前
記磁気センサ２６ｂとは、それらの配設された位置関係
により、それらの発生する位相信号Ｐｈ及び同ｐｂはπ
／２の位相差を持っており、該位相信号ｐｈ及び同ｐｂ
の相補作用により、完全な回転位相検出し、前記駆動回
路２７．２８により連続した駆動トルクを発生すべく周
知の動作を行なう。

以後、前記した磁気センサ２６ｂ及びＦＧコイル９でな
る２つの位相センサの働きにより、周知の２相ブラシレ
スモータの動作を行なうので、本装置のモータは円滑な
回転を続行する。

尚、他の実施例として第６図に示す如く、駆動コイル１
５を配設するためのプリント基板１３を前記駆動コイル
１５と前記駆動マグチット４との間に位置するように設
け、該プリント基板１３の両面のうち前記駆動マグネッ
ト４に対面する面（図示Ａ面）又は前記駆動コイルを貼
着した面（図示８面）のうちのいずれかの面に上記ＦＧ
コイルをプリントバタンにて形成したものとしてもよい
。

ざらに本発明は上記実施例に示した２回路でなる駆動コ
イルを有する２相方式に限らず、３相方式等の多相ブラ
シレスサーボモータにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の実施例を示す図であり、第
１図は本装置の要部断面図、第２図はＦＧコイルと駆動
マグネットとの関係を示す平面図、第３図は駆動コイル
と駆動マグネ・ントとの関係を示す平面図、第４図は本
装置の起動を補助する手段を備えた角回路のブロック図
、第５図は他の実施例を示す要部断面図である。第６図
は従来例を゛こ′”・・′ 第１図 第５図 第４′ｃｇＪ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｎ、Ｓの磁極が隣接し、規定の間隔（以後、着磁
   ピッチと称す）で複数極設けられた環状の多極マグネッ
   トでなる駆動マグネットを有するロータが、駆動コイル
   、複数の磁気センサ及び周波数発電コイル（以後、ＦＧ
   コイルと称す）の配設された基板を有するステータによ
   り回転自在に支承され、前記磁気センサの出力により前
   記ロータの回転位相を検出し、該位相に応じて転流され
   た駆動電流を前記駆動コイルへ供給するための駆動回路
   を備え、さらに前記ＦＧコイルの出力により回転速度制
   御されるようにした周波数発電コイル付ブラシレスサー
   ボモータにおいて、前記複数の磁気センサのうちの１個
   を前記ＦＧコイルで兼用し、該ＦＧコイルの出力により
   回転速度を制御すると共に該ＦＧコイルを含む磁気セン
   サにより前記したロータの回転位相を検出するようにし
   たことを特徴とする周波数発電コイル付ブラシレスサー
   ボモータ。
2. （２）ＦＧコイルとして、全周積分型のものを用いたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の周波数発電
   コイル付ブラシレスサーボモータ。