JP2914208B2 - Motor with rotational position detector - Google Patents
Motor with rotational position detectorInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えばＦＤＤのディス
クの回転基準タイミングを示す所謂インデックス信号
や、ＶＴＲの回転ヘッドを備えたシリンダの回転の回転
基準タイミングを示す所謂ＰＧ信号等の回転基準信号を
出力する回転位置検出装置付きモータに係り、マーク磁
極の影響によるコギングトルクを軽減した回転位置検出
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotation reference signal such as a so-called index signal indicating the rotation reference timing of an FDD disk or a so-called PG signal indicating the rotation reference timing of rotation of a cylinder equipped with a rotary head of a VTR. More particularly, the present invention relates to a rotation position detecting device that reduces cogging torque due to the influence of mark magnetic poles.
【０００２】[0002]
【従来の技術】本出願人は特開平２−１０５６９号及び
特願平５−２９７４１５号等において界磁磁界の一極に
ピークの磁束密度が他の磁極の磁束密度よりも低くした
マーク磁極を設け、このマーク磁気磁極に対応した検出
電圧に応じてロータの回転基準位置信号を出力する弁別
回路を備えた回転位置検出装置付きモータに関する技術
を提案した。これらの技術によれば、ホール素子のよう
な磁電変換素子の感度のバラツキや温度特性による検出
電圧に拘ることなく回転基準位置信号の弁別動作が安定
するなどの効果を奏するものである。2. Description of the Related Art The applicant of the present invention discloses a mark magnetic pole in which the peak magnetic flux density at one pole of the field magnetic field is lower than the magnetic flux densities of the other magnetic poles in Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 2-10569 and Japanese Patent Application No. 5-297415. The present invention has proposed a technique relating to a motor with a rotation position detecting device provided with a discrimination circuit for outputting a rotation reference position signal of the rotor in accordance with a detection voltage corresponding to the mark magnetic pole. According to these techniques, there is an effect that the discrimination operation of the rotation reference position signal is stabilized irrespective of the variation in the sensitivity of the magneto-electric conversion element such as the Hall element and the detection voltage due to the temperature characteristic.
【０００３】図８は有鉄芯ラジアルギャップ型ホールブ
ラシレスモータにおける従来の回転位置検出装置付きモ
ータの概略構造を示す分解斜視図である。FIG. 8 is an exploded perspective view showing a schematic structure of a conventional motor with a rotational position detecting device in a cored radial gap type hole brushless motor.
【０００４】ロータ１は１６極の駆動用の界磁磁極を形
成したマグネット３をロータヨーク２内に保持し、フレ
キシブル磁気ディスク（図示せず）を回転駆動するセン
ターハブ、ロータ軸（共に図示せず）と一体回転する。
この駆動用マグネット３には界磁磁界中の任意の一極
（例えばＮ極）の一部（磁力の最も強い部分）に着磁を
しないか、または着磁を弱めた部分４ａを設けることに
より、この磁極の磁束密度を他の磁極の磁束密度よりも
低くなるようにしてマーク磁極３Ａとして構成してい
る。A rotor 1 holds a magnet 3 having a 16-pole driving field pole in a rotor yoke 2 and a center hub for rotating a flexible magnetic disk (not shown) and a rotor shaft (both not shown). ) And rotate together.
The driving magnet 3 is provided with a portion 4a which is not magnetized or weakened in a portion (the portion having the strongest magnetic force) of any one pole (for example, N pole) in the field magnetic field. The mark magnetic pole 3A is configured such that the magnetic flux density of this magnetic pole is lower than that of the other magnetic poles.
【０００５】この最も磁力の強い部分とは図示のよう
に、この一つの磁極３Ａの外周寄りの略中央部分であ
る。As shown in the figure, the portion having the strongest magnetic force is a substantially central portion near the outer periphery of the one magnetic pole 3A.
【０００６】一方、ステータベース９上には上記界磁磁
極と対向して設けられたステータ鉄芯５の１２個のティ
ースに３相の駆動コイル７ａ，７ｂ，７ｃがそれぞれ巻
回され、それぞれ電気角で１２０度の角度で配置された
３個の界磁磁極検出用のホール素子６ａ，６ｂ，６ｃが
配置され、かつ中央に上記ロータ軸を回転自在に支持す
る軸受８が配置され、ステータ部を構成している。この
ロータ軸を軸受８に軸支することによりダイレクトドラ
イブ型スピンドルモータを構成している。On the other hand, three-phase drive coils 7a, 7b, 7c are wound around twelve teeth of a stator iron core 5 provided on the stator base 9 in opposition to the field magnetic poles, respectively. Three Hall elements 6a, 6b, 6c for detecting field magnetic poles arranged at an angle of 120 degrees are arranged, and a bearing 8 is arranged at the center to rotatably support the rotor shaft. Is composed. The rotor shaft is supported by bearings 8 to constitute a direct drive type spindle motor.
【０００７】そして、ロータ１はマグネットの界磁磁
界、駆動コイル、ホール素子、図示せぬブラシレスモー
タ駆動回路の相互作用による公知のブラシレルモータの
回転原理により回転駆動される。また、駆動マグネット
３の界磁磁極の一極中に設けたマーク磁極３Ａがホール
素子と対向した場合の出力電圧の振幅は、他の磁極の６
５％になるように着磁等の調整を施し、他の磁極の出力
振幅との差を弁別回路にて弁別して回転基準位置信号を
出力するように構成している。The rotor 1 is driven to rotate by a known principle of rotation of a brush-rel motor by the interaction of a field magnetic field of a magnet, a driving coil, a Hall element, and a brushless motor driving circuit (not shown). Further, when the mark magnetic pole 3A provided in one of the field magnetic poles of the drive magnet 3 faces the Hall element, the amplitude of the output voltage is 6 times that of the other magnetic poles.
Adjustment such as magnetization is performed so as to be 5%, and a difference from the output amplitude of other magnetic poles is discriminated by a discrimination circuit to output a rotation reference position signal.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】それぞれの界磁磁極は
ステータ鉄芯との吸引力を生じており、これが所謂コギ
ングトルクとなる。しかし、それぞれの磁極の磁束密度
とそれぞれのテース形状が全周に亘って均一であれば全
周で生じるコギングトルクは位相が異なるため、概ね打
ち消され全体としては小さくなる。しかし、上記したよ
うな界磁磁極の一極にピークの磁束密度が他の磁極のそ
れよりも低くした部分を有するマーク磁極３Ａが設けら
れると全周均一の条件が崩れることになり、打消しが不
完全となった分ロータの一回転当りステータのテース数
に相当するサイクルで繰り返す大きな変動となる。The respective field magnetic poles generate an attractive force with respect to the stator iron core, which is what is called cogging torque. However, if the magnetic flux density of each magnetic pole and the shape of each of the teeth are uniform over the entire circumference, the cogging torque generated over the entire circumference has a different phase, so that the cogging torque is almost canceled and becomes small as a whole. However, if the mark magnetic pole 3A having a portion where the peak magnetic flux density is lower than that of the other magnetic poles is provided at one pole of the field magnetic pole as described above, the condition of uniformity around the entire circumference is broken, and the cancellation is made. Is a large fluctuation that repeats in a cycle corresponding to the number of teeth of the stator per one rotation of the rotor due to the incompleteness.
【０００９】図９は従来の回転位置検出装置付きモータ
のコギングトルクを示すもので有り、図１０はこのモー
タを３００ｒｐｍで回転するフレキシブルディスクドラ
イブのスピンドルモータに展開した場合の回転ムラ（Ｗ
／Ｆ）を周波数分析したもので、上記したコギングトル
クによる回転ムラ成分である６０Ｈｚ成分（３００ｒｐ
ｍ×１２サイクル÷６０）が０．２３％と大きい様子を
示している。このようにコギングトルクはモータの回転
に回転ムラを生じ、情報の安定した記録または再生に支
障をきたす原因となり、ひいては機器の信頼性が低下す
る可能性が有った。FIG. 9 shows the cogging torque of a conventional motor with a rotational position detecting device. FIG. 10 shows the uneven rotation (W) when this motor is developed into a spindle motor of a flexible disk drive rotating at 300 rpm.
/ F) is frequency-analyzed, and a 60 Hz component (300 rpm) which is a rotation unevenness component due to the cogging torque described above.
m × 12 cycles ÷ 60) is as large as 0.23%. As described above, the cogging torque causes rotation unevenness in the rotation of the motor, causing a problem in stable recording or reproduction of information, and possibly lowering the reliability of the device.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであり、円周方向にＮ極とＳ極とが交番
する界磁磁界を有するマグネットを備えた回転自在のロ
ータと、前記マグネットと対向する電機子コイル及び前
記界磁磁界の磁束密度に応じた検出電圧を出力する磁電
変換素子とを備えたステータと、前記界磁磁極の一の磁
極の磁束密度を他の磁極より低くしたマーク磁極と、前
記マーク磁極の磁束密度に対応した前記検出電圧に応じ
て前記ロータの回転位置基準信号を出力する弁別回路と
を備えた回転位置検出装置付きモータにおいて、前記界
磁磁極に前記マーク磁極の磁束密度と他の界磁磁極の磁
束密度との中間の磁束密度を有する補正磁極を備えたこ
とを特徴とする回転位置検出装置付きモータ提供するも
のである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has a rotatable rotor having a magnet having a field magnetic field in which a north pole and a south pole alternate in a circumferential direction. A stator comprising: an armature coil facing the magnet; and a magnetoelectric conversion element for outputting a detection voltage corresponding to a magnetic flux density of the field magnetic field, and a magnetic flux density of one magnetic pole of the field magnetic pole being changed to another magnetic pole. A motor with a rotation position detection device, comprising: a lower mark magnetic pole; and a discrimination circuit that outputs a rotation position reference signal of the rotor according to the detection voltage corresponding to the magnetic flux density of the mark magnetic pole. And a correction magnetic pole having a magnetic flux density intermediate between the magnetic flux density of the mark magnetic pole and the magnetic flux densities of the other field magnetic poles.
【００１１】[0011]
【実施例】以下に本発明に係る回転位置検出装置付きモ
ータの好適な一実施例を図１乃至図７を参照して詳細に
説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a motor with a rotational position detecting device according to the present invention will be described below in detail with reference to FIGS.
【００１２】図１は本発明の回転位置検出装置付きモー
タの一実施例の概略構造を示す分解斜視図、図２は本発
明装置を駆動するブロック図、、図３は図２の回路の動
作を示すタイミングチャート、図４は図２のブロック図
の内容を示す回路図である。なお、図１において上記し
た従来例と同一の部分には同一の符号を付してある。FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic structure of an embodiment of a motor with a rotational position detecting device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram for driving the device of the present invention, and FIG. 3 is an operation of the circuit of FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing the contents of the block diagram of FIG. In FIG. 1, the same portions as those of the above-described conventional example are denoted by the same reference numerals.
【００１３】図１に示すモータの分解斜視図にて説明す
ると、ロータ１は１６極の駆動用の界磁磁極を形成した
マグネット３をロータヨーク２内に保持し、フレキシブ
ル磁気ディスク（図示せず）を回転駆動するセンターハ
ブ、ロータ軸（共に図示せず）と一体回転する。この駆
動用マグネット３には界磁磁界中の任意の一極（例えば
Ｎ極）の一部（磁力の最も強い部分）に着磁をしない
か、または着磁を弱めた部分４ａを設けることにより、
この磁極の磁束密度が他の磁極の磁束密度よりも低くな
るようにしてマーク磁極３Ａとして構成している。この
最も磁力の強い部分とは図示のように、この一つの磁極
３Ａの外周寄りの略中央部分である。Referring to an exploded perspective view of the motor shown in FIG. 1, a rotor 1 holds a magnet 3 having a driving field pole of 16 poles in a rotor yoke 2 and a flexible magnetic disk (not shown). Rotate integrally with a center hub and a rotor shaft (both not shown) for rotationally driving the motor. The driving magnet 3 is provided with a portion 4a which is not magnetized or weakened in a portion (the portion having the strongest magnetic force) of any one pole (for example, N pole) in the field magnetic field. ,
The mark magnetic pole 3A is configured such that the magnetic flux density of this magnetic pole is lower than the magnetic flux densities of the other magnetic poles. The portion having the strongest magnetic force is, as shown, a substantially central portion near the outer periphery of the one magnetic pole 3A.
【００１４】そして、ロータ１の矢印で示す回転方向に
おいて上記マーク磁極３Ａの次の同極３Ｂ（Ｎ極）に、
上記マークを磁極４ａが付された磁極３Ａの強度をマー
クの無い磁極（Ｓ極）との強度（磁束密度）の中間の強
度（磁束密度）となるように着磁操作した部分４ｂを有
する補正磁極３Ｂが配設されている。この着磁操作した
部分４ｂもまた外周寄りの略中央部分としてある。Then, in the rotation direction indicated by the arrow of the rotor 1, the same pole 3B (N pole) next to the mark pole 3A,
A correction having a portion 4b in which the mark is magnetized so that the intensity of the magnetic pole 3A provided with the magnetic pole 4a is in the middle of the intensity (magnetic flux density) of the magnetic pole (S pole) without the mark. A magnetic pole 3B is provided. This magnetized portion 4b is also a substantially central portion near the outer periphery.
【００１５】上記マーク磁極となる磁極３Ａはホール素
子と対向した場合の出力振幅は、補正磁極となる磁極３
Ｂを除いた磁極強度の６５％となるようにし、また補正
磁極となる磁極３Ｂがホール素子と対向した場合の出力
振幅は他の磁極のそれの８５％になるように着磁などの
調整が施してある。When the magnetic pole 3A serving as the mark magnetic pole faces the Hall element, the output amplitude is equal to the magnetic pole 3 serving as the correction magnetic pole.
B is adjusted to 65% of the magnetic pole strength excluding B, and adjustment such as magnetization is performed so that the output amplitude when the magnetic pole 3B serving as the correction magnetic pole faces the Hall element is 85% of that of the other magnetic poles. It has been given.
【００１６】ここで、図２〜図４に示すようにホール素
子６ａ、６ｂ、６ｃからブラシレスモータ駆動回路１０
に供給された信号に応じて３相の電機子コイル７ａ〜７
ｃに順次駆動電流を流すことによりロータ１は矢印方向
に回転する。Here, as shown in FIGS. 2 to 4, the brushless motor drive circuit 10 is driven by the Hall elements 6a, 6b and 6c.
, The three-phase armature coils 7a to 7
The rotor 1 is rotated in the direction of the arrow by sequentially supplying a drive current to c.
【００１７】ロータ１の回転に伴いホール素子（ＨＧ）
６ａ，６ｂ，６ｃからは図３のａ，ｂ，ｃのような位相
が１２０度ずつずれた正弦波状の電圧が出力される。こ
の波形は駆動マグネット３の一回転に付き一回マーク磁
極３Ａが各ホール素子と対向した場合の振幅の小さな波
形と、補正磁極３Ｂが各ホール素子と対向した場合の中
間の振幅の波形とを含んでいる。図中、点線で示す部分
はマーク磁極３Ａや補正磁極３Ｂに磁極操作をしていな
い場合の通常の波形である。Hall element (HG) with rotation of rotor 1
3a, 6b and 6c output sinusoidal voltages whose phases are shifted by 120 degrees as shown in FIGS. 3a, 3b and 3c. This waveform has a small amplitude waveform when the mark magnetic pole 3A faces each Hall element once per rotation of the drive magnet 3, and a middle amplitude waveform when the correction magnetic pole 3B faces each Hall element. Contains. In the figure, the portion shown by the dotted line is a normal waveform when no magnetic pole operation is performed on the mark magnetic pole 3A or the correction magnetic pole 3B.
【００１８】各ホール素子（ＨＧ）６ａ，６ｂ，６ｃの
出力はブラシレスモータ駆動回路９に供給され、またホ
ール素子６ｃの出力ｃは図２に示す増幅回路１１にも供
給され、ここで適宜増幅されて図３のｄに示す波形とな
る。即ち、図４において直列に接続されたホール素子６
ａ〜６ｃはバイアスされており、ホール素子６ｃの出力
ｃがトランジスタＱ1 〜Ｑ10、抵抗Ｒ3 〜Ｒ5 、ダイオ
ードＤ4 等で構成される増幅回路１１によって適宜増幅
され、ＮＰＮトランジスタＱ10のエミッタより出力さ
れ、この出力ｄは図２に示すように電圧比較回路１４の
反転入力端子、ピークホールド回路１２、整形回路１５
にそれぞれ供給される。The output of each of the Hall elements (HG) 6a, 6b, 6c is supplied to a brushless motor drive circuit 9, and the output c of the Hall element 6c is also supplied to an amplifier circuit 11 shown in FIG. This results in the waveform shown in FIG. That is, the Hall elements 6 connected in series in FIG.
a to 6c are biased, the output c of the Hall element 6c is appropriately amplified by an amplifier circuit 11 including transistors Q1 to Q10, resistors R3 to R5, a diode D4, etc., and output from the emitter of an NPN transistor Q10. The output d is, as shown in FIG. 2, an inverting input terminal of a voltage comparison circuit 14, a peak hold circuit 12, and a shaping circuit 15.
Respectively.
【００１９】このピークホールド回路１２は入力電圧の
最大値を検出保持し、図３のｅに示す波形の出力を基準
電圧発生回路１３に供給する。即ち、ピークホールド回
路１２は図４においてトランジスタＱ11〜Ｑ17、コンデ
ンサＣ1 などで構成され、ＮＰＮトランジスタＱ17のエ
ミッタに出力される。基準電圧発生回路１３は入力電圧
を７５％に分圧して電圧比較回路１４の非反転入力端子
（Ｑ18）に基準電圧Ｖｔとして供給する。この基準電圧
Ｖｔのレベルは図３のｄに示すように、ホール素子がマ
ーク磁極３Ａと対向した場合のピーク値と、補正磁極３
Ｂに対向した場合のピーク値の中間であるから、この電
圧比較回路１４の出力は図３のｆに示すように、ホール
素子６ｃがマーク磁極４以外の補正磁極３Ｂのピークと
対向した場合に「Ｌ」に、他の場合は「Ｈ」になってお
り、この出力ｆを図２に示すように弁別回路１５に供給
する。即ち、図４ではＲ6 ，7 が基準電圧発生回路１３
を、Ｑ18〜Ｑ22などが電圧比較回路１４を構成してい
る。The peak hold circuit 12 detects and holds the maximum value of the input voltage, and supplies an output having a waveform shown in FIG. That is, the peak hold circuit 12 is composed of transistors Q11 to Q17, a capacitor C1 and the like in FIG. 4, and is output to the emitter of the NPN transistor Q17. The reference voltage generation circuit 13 divides the input voltage to 75% and supplies the input voltage to the non-inverting input terminal (Q18) of the voltage comparison circuit 14 as the reference voltage Vt. The level of the reference voltage Vt is, as shown in FIG. 3D, a peak value when the Hall element faces the mark magnetic pole 3A, and a level of the correction magnetic pole 3A.
Since the output value of the voltage comparison circuit 14 is in the middle of the peak value in the case where the Hall element 6c faces the peak of the correction magnetic pole 3B other than the mark magnetic pole 4, as shown in FIG. The output f is “L”, and in other cases “H”, the output f is supplied to the discrimination circuit 15 as shown in FIG. That is, in FIG.
And Q18 to Q22 constitute the voltage comparison circuit 14.
【００２０】図２の整形回路１５は入力信号を更に増幅
し矩形波に整形して、図３のｇに示すような信号を弁別
回路１６に供給する。図４においてＱ23〜Ｑ27が整形回
路１５を構成している。図４に示すような弁別回路は電
圧比較回路１４の出力ｆの「Ｌ」論理によってセットさ
れ、整形回路１５の出力ｇの「Ｌ」論理によってリセッ
トされるＲＳフリップフロップ（ＲＳ−ＦＦ）のＱ出力
をクロック入力端子に整形回路１５の出力信号ｇを供給
され、この信号の立ち下がりエッジでトリガされるＤフ
リップフロップとで構成される。この結果、ＲＳフリッ
プフロップのＱ出力端子には図３のｈ、Ｄフリップフロ
ップのＱ出力端子には回転基準位置信号所謂インデック
ス信号ｉが出力される。The shaping circuit 15 in FIG. 2 further amplifies the input signal, shapes it into a rectangular wave, and supplies a signal as shown in FIG. In FIG. 4, Q23 to Q27 constitute the shaping circuit 15. 4 is set by the "L" logic of the output f of the voltage comparison circuit 14, and is reset by the "L" logic of the output g of the shaping circuit 15. The Q of the RS flip-flop (RS-FF) is reset. An output is supplied to the clock input terminal of the output signal g of the shaping circuit 15, and the D flip-flop is triggered by a falling edge of the signal. As a result, h of FIG. 3 is output to the Q output terminal of the RS flip-flop, and a so-called index signal i is output to the Q output terminal of the D flip-flop.
【００２１】このように補正磁極３Ｂのピークの磁束密
度はマーク磁極３Ａのピークの磁束密度との中間である
から回転基準位置信号の検出動作には影響はない。As described above, since the magnetic flux density at the peak of the correction magnetic pole 3B is intermediate between the magnetic flux density at the peak of the mark magnetic pole 3A, there is no effect on the operation of detecting the rotation reference position signal.
【００２２】次に補正磁極３Ｂとコギングトルクとの関
係について説明する。図５ｊはマーク磁極３Ａによるコ
ギングトルクであり、駆動マグネット３の回転に伴い一
回転当たり１２サイクルのトルク変動を生じる。図５ｋ
は補正磁極３Ｂによるコギングトルクであり、駆動マグ
ネット３の回転に伴いコギングトルクｊとは位相が異な
るがやはり１２サイクルのトルク変動を生じる。これら
の位相差Ｄｐはマーク磁極３Ａと補正磁極３Ｂとの位相
差Ｍと駆動磁極数Ｔとにより式（１）で与えられる。Next, the relationship between the correction magnetic pole 3B and the cogging torque will be described. FIG. 5j shows the cogging torque generated by the mark magnetic pole 3A, and the rotation of the drive magnet 3 causes a torque fluctuation of 12 cycles per rotation. FIG. 5k
Is the cogging torque due to the correction magnetic pole 3B, and the phase of the cogging torque j is different from the cogging torque j with the rotation of the drive magnet 3, but the torque fluctuation also occurs for 12 cycles. These phase differences Dp are given by equation (1) from the phase difference M between the mark magnetic pole 3A and the correction magnetic pole 3B and the number of drive magnetic poles T.
【００２３】 Ｄｐ＝２×Ｔ×Ｍ／Ｐ （１） それぞれのコギングトルクが打ち消し合うためにはコギ
ングトルクｊとコギングトルクｋの基本波が実質的にπ
の位相差を有することが好ましく、式（１）からＤｐが
Ｎ（但しＮは１，３，５…などの奇数）×πとなる条件
を求めると式（２）となる。Dp = 2 × T × M / P (1) In order for the respective cogging torques to cancel each other, the fundamental wave of the cogging torque j and the cogging torque k is substantially π.
It is preferable to obtain a condition that Dp is N (where N is an odd number such as 1, 3, 5,...) × π from Expression (1).
【００２４】 Ｍ＝Ｎ×π×Ｐ／（２×Ｔ） （２） この式（２）にＰ＝１６、Ｔ＝１２を代入すると、＜表
１＞なる関係が得られる。M = N × π × P / (2 × T) (2) By substituting P = 16 and T = 12 into this equation (2), the relationship shown in Table 1 is obtained.
【００２５】[0025]
【表１】[Table 1]
【００２６】上記それぞれのＭの位置に補正磁極３Ｂを
設けることは可能であるが、Ｎ×Ｐ／（２×Ｔ）が整数
となるＮ＝３の２π及びＮ＝９の６π等の位置は製作が
容易であり、より好ましいと言える。Although it is possible to provide the correction magnetic pole 3B at each of the above M positions, positions such as 2π at N = 3 and 6π at N = 9, where N × P / (2 × T) are integers, are as follows. It is easy to manufacture and is more preferable.
【００２７】図１の駆動マグネット３におけるマーク磁
極３Ａと補正磁極３Ｂとの位相差は２πであり、Ｎ＝３
の条件に合致するから、コギンクトルクｊとコギングト
ルクｋとは基本波で逆位相であり概ね打ち消し合い、図
５のｌのように約１／３に小さく、また周波数も高くな
る。The phase difference between the mark magnetic pole 3A and the correction magnetic pole 3B in the drive magnet 3 of FIG. 1 is 2π, and N = 3.
Therefore, the cogging torque j and the cogging torque k are out of phase with each other in the fundamental wave and generally cancel each other out, and as shown by l in FIG.
【００２８】図６は本発明を実施した回転位置検出装置
付きモータを３００ｒｐｍで回転するフレキシブルディ
スクドライブのスピンドルモータに適用した場合のモー
タの回転ムラ（Ｗ／Ｆ）を周波数分析したものであり、
前述したコギングトルクによる回転ムラ成分である６０
Ｈｚ成分（３００ｒｐｍ１２サイクル６０）が補正磁極
を備えたことにより０．０８％と約１／３に低減された
ことが示されている。補正磁極によるコギングの打消し
効果はマーク磁極と補正磁極の強度の比に依存し、その
比が大なれば打消し効果を失ない、その比が小ならば回
転位置検出の弁別動作に支障をきたすことになる。FIG. 6 is a frequency analysis of motor rotation unevenness (W / F) when the motor with a rotation position detecting device according to the present invention is applied to a spindle motor of a flexible disk drive rotating at 300 rpm.
60 which is the rotation unevenness component due to the cogging torque described above.
It is shown that the Hz component (300 rpm, 12 cycles 60) was reduced to about 0.03% by the provision of the correction magnetic pole to about 1/3. The effect of canceling the cogging by the correction magnetic pole depends on the ratio of the strength of the mark magnetic pole and the correction magnetic pole.If the ratio is large, the cancellation effect is not lost, and if the ratio is small, the discrimination operation of the rotational position detection is hindered. Will come.
【００２９】図７はマーク磁極３Ａの強度を１００％と
して補正磁極の強度を比で表し、この比とモータの回転
ムラ（Ｗ／Ｆ）の関係を示したもので、本例では補正磁
極３Ｂが８５に対してマーク磁極３Ａが６５でその比１
３０％であるが、図示の如く１５０％以下で良好な回転
ムラと特性を得ている。これから安定した回転位置検出
動作を得るため１１５％以上が好ましく、また良好な回
転ムラ特性を合わせて得るには、これらの比は１１５％
から１５０％程度であることが好ましい範囲である。FIG. 7 shows the intensity of the correction magnetic pole as a ratio, with the intensity of the mark magnetic pole 3A being 100%, and shows the relationship between this ratio and the rotation unevenness (W / F) of the motor. Is 85, the mark magnetic pole 3A is 65 and the ratio is 1
Although it is 30%, good rotation unevenness and characteristics are obtained at 150% or less as shown in the figure. From this, 115% or more is preferable in order to obtain a stable rotation position detection operation, and these ratios are 115% in order to obtain good rotation unevenness characteristics.
To about 150% is a preferable range.
【００３０】なお、前述の説明で補正磁極は１箇所とし
たが打消し条件が合致すれば複数設けても良い。In the above description, one correction magnetic pole is provided, but a plurality of correction magnetic poles may be provided as long as the cancellation conditions are satisfied.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上詳述した本発明に係る回転位置検出
装置付きモータによると、マーク磁極によるコギングを
補正磁極によるコギングで打消し低減するから、モータ
のワウ・フラッタが良好で、情報記録再生装置等に使用
した場合、安定した記録再生を行ない得ると共に、機器
の信頼性が図れる等の効果がある。According to the motor with the rotational position detecting device according to the present invention described in detail above, the cogging caused by the mark magnetic poles is canceled out by the cogging caused by the correction magnetic poles. When used in an apparatus or the like, there is an effect that stable recording and reproduction can be performed and the reliability of the apparatus can be improved.
【図１】本発明に係る回転位置検出装置付きモータ一の
実施例を示す概略分解斜視図である。FIG. 1 is a schematic exploded perspective view showing an embodiment of a motor with a rotational position detecting device according to the present invention.
【図２】本発明の回転位置検出装置付きモータのブロッ
ク図である。FIG. 2 is a block diagram of a motor with a rotational position detecting device according to the present invention.
【図３】図２の回路の動作を示すタイミングチャートで
ある。FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the circuit of FIG.
【図４】図２のブロック図の内容を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing the contents of the block diagram of FIG. 2;
【図５】本発明におけるコギングトルクの説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram of a cogging torque in the present invention.
【図６】本発明装置における回転ムラの周波数分析図で
ある。FIG. 6 is a frequency analysis diagram of rotation unevenness in the apparatus of the present invention.
【図７】本発明における補正磁極強度−回転ムラを示す
特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing corrected magnetic pole strength-rotation unevenness in the present invention.
【図８】従来の回転位置検出装置付きモータの概略分解
斜視図である。FIG. 8 is a schematic exploded perspective view of a conventional motor with a rotational position detecting device.
【図９】従来のモータのコギングトルクの説明図であ
る。FIG. 9 is an explanatory diagram of cogging torque of a conventional motor.
【図１０】従来の回転ムラの周波数分析図である。FIG. 10 is a frequency analysis diagram of conventional rotation unevenness.
１…ロータ、３…マグネット、３Ａ…マーク磁極、３Ｂ
…補正磁極、６ａ，６ｂ，６ｃ…ホール素子、７ａ、７
ｂ、７ｃ…電機子コイル。1 ... rotor, 3 ... magnet, 3A ... mark magnetic pole, 3B
... Correction magnetic poles, 6a, 6b, 6c... Hall elements, 7a, 7
b, 7c ... armature coils.
【数１】 (Equation 1)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02K 29/00,21/00 G11B 19/20 G11B 19/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H02K 29/00, 21/00 G11B 19/20 G11B 19/28
Claims (2)
界を有するマグネットを備えた回転自在のロータと、前
記マグネットと対向する電機子コイル及び前記界磁磁界
の磁束密度に応じた検出電圧を出力する磁電変換素子と
を備えたステータと、前記界磁磁極の一の磁極の磁束密
度を他の磁極より低くしたマーク磁極と、前記マーク磁
極の磁束密度に対応した前記検出電圧に応じて前記ロー
タの回転位置基準信号を出力する弁別回路とを備えた回
転位置検出装置付きモータにおいて、前記界磁磁極に前
記マーク磁極の磁束密度と他の界磁磁極の磁束密度との
中間の磁束密度を有する補正磁極を備えたことを特徴と
する回転位置検出装置付きモータ。1. A rotatable rotor having a magnet having a field magnetic field in which a north pole and a south pole alternate in a circumferential direction, an armature coil facing the magnet and a magnetic flux density of the field magnetic field. A stator having a magnetoelectric conversion element that outputs a corresponding detection voltage, a mark magnetic pole in which one magnetic pole of the field magnetic pole is lower than the other magnetic pole, and the detection corresponding to the magnetic flux density of the mark magnetic pole. A discriminating circuit that outputs a rotation position reference signal of the rotor in accordance with a voltage, wherein a motor having a rotation position detecting device includes a magnetic flux density of the mark magnetic pole and a magnetic flux density of another field magnetic pole in the field magnetic pole. A motor with a rotation position detecting device, comprising a correction magnetic pole having an intermediate magnetic flux density.
度の１１５〜１５０％とした請求項１記載の回転位置検
出装置付きモータ。2. The motor with a rotational position detecting device according to claim 1, wherein the intensity of the correction magnetic pole is set to 115 to 150% of the intensity of the mark magnetic pole.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4250295A JP2914208B2 (en) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | Motor with rotational position detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4250295A JP2914208B2 (en) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | Motor with rotational position detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08214526A JPH08214526A (en) | 1996-08-20 |
| JP2914208B2 true JP2914208B2 (en) | 1999-06-28 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
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- 1995-02-06 JP JP4250295A patent/JP2914208B2/en not_active Expired - Fee Related
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