JPH03251096A - Dc commutatorless motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To make it possible to detect an index either at the rising edge or falling edge by subjecting a position signal, produced from a signal position detecting element opposing to the magnetized band at a ternary magnetized section, to frequency division and applying a nonmagnetized pole onto a part of N pole of the magnetized band. CONSTITUTION:In an index signal generating circuit 108, a reset pulse generating circuit 104 comprising a logic circuit for extracting nonmagnetized poles one of which is applied in the N pole of a ternary magnetized section, is arranged at the output of a distributor 100 comprising a binary comparator. A signal provided from S pole of the magnetized section is subjected to 1/n frequency division through a frequency divider 105 and thus frequency divided signal is employed for creation of an index signal representing the absolute position of the rotor of a motor. Since high and low level electrical signals having mechanical angle of 180 deg. are obtained, positional accuracy is not degraded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はＶＴＲ用シリンダトラムモータ、フロッピーデ
ィスク用スピンドルモータ等のインデックスパルス信号
の生成手段を具備する直流無整流子モ・−タ：、ｌ　Ｊ
　４−るもしりこ−＝、る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention is applicable to direct current non-commutated motors equipped with means for generating index pulse signals, such as cylinder tram motors for VTRs and spindle motors for floppy disks.
4-Rumoshiriko-=,ru.

従来の技術 従来から、ＶＴＲ用シリンダートラムモータおよびフロ
ッピーディスク用モータにおいては各々の機能として前
者はドラムのビデオヘッドの回転位置を検出するため１
回転につき１回もしくは２回のパルス信号（以下ＰＧ倍
信号略記する）を必要とし、後者においてはフ［］ツピ
ーディスクの書込み位置のインデックスパルスとして１
回転につき１回のパルスが必要となっている。2. Description of the Related Art Traditionally, cylinder tram motors for VTRs and motors for floppy disks each have one function: the former for detecting the rotational position of the video head of the drum.
One or two pulse signals (hereinafter abbreviated as PG multiplication signal) are required per rotation, and in the latter case, one pulse signal is used as an index pulse for the writing position of the disk.
One pulse is required per rotation.

第５図は従来のＶＴＲ用シリンダートラムモータの一例
である。ロータマグネット１２がロータヨーク１４に固
定され、Ｎ極とＳ極に着磁がなされた磁極片（以下ＰＧ
マグネットと称する＞１６ａ。FIG. 5 shows an example of a conventional cylinder tram motor for a VTR. A rotor magnet 12 is fixed to a rotor yoke 14, and magnetic pole pieces (hereinafter referred to as PG) are magnetized to N and S poles.
>16a called magnet.

１６　ｂをロータヨーク１３外周に１８０度分割して位
置固定され、このＰＧマグネッｈ１６ａ、１６ｂと対向
して感磁素子（−船釣にはホール素子）１７がステータ
基板２２に取付けられ、ロータが回転する度に、その磁
束を検出し１回転に２パルスのＰＧ倍信号発生する。16b is divided into 180 degrees on the outer periphery of the rotor yoke 13 and fixed in position, and a magnetic sensing element (-Hall element for boat fishing) 17 is attached to the stator board 22 facing the PG magnets h16a and 16b, and the rotor rotates. Each time, the magnetic flux is detected and a PG multiplied signal of 2 pulses per rotation is generated.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような従来例において、回転子外
周へのＰＧマグネット取付け、これと対向する感磁素子
の取付は等により、部品点数増加と組立て工数増加によ
るコストアップ、また性能的にも回転子の機械的バラン
スの悪化、ＰＣマグネット取付位置の精度、ＰＧマグネ
ットの漏れ磁束の周囲への影響等の問題点を有していた
。Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional example as described above, the mounting of the PG magnet on the outer periphery of the rotor and the mounting of the magneto-sensitive element facing the rotor, etc., increases the number of parts and assembly man-hours, resulting in increased cost. Furthermore, in terms of performance, there were problems such as deterioration of the mechanical balance of the rotor, accuracy of the PC magnet mounting position, and influence of leakage magnetic flux of the PG magnet on the surrounding area.

本発明は上記問題点を解決するために、３相の位置信号
を１個の検出素子で検知する３相無整流子モータにおい
で、この位置信号を利用し、他の特別な部品を追加する
ことなしにインデックスパルス信号を生成する手段を提
供するものである。In order to solve the above problems, the present invention utilizes this position signal and adds other special parts to a 3-phase commutatorless motor that detects 3-phase position signals with one detection element. The present invention provides a means for generating an index pulse signal without any interference.

課題を解決するための手段 上記課肪を解決するために、本発明の直流無整流子モー
タは１個のマグネット上に夫々第１．第２、第３の着磁
帯としての構成要素である２部ｇｌの主磁極と３ｎ極の
３値着磁部と速度情報を得る多極着磁部が構成された回
転子と、前記回転子の第２の着磁帯である３値着磁部（
第ルヘノｔＮ極の磁極、第２レヘル、Ｓ極の磁極、第３
しｌ＼ル無着磁の信号から成る）から得られる位置情報
を検出する１個の位置検出素子と、前記位置検出素子の
出力信号を増幅する増幅器と、上記増幅器からの出力信
号を弁別し、分配する分配器と、３相の位置信号を生成
する検出信号処理回路を通し３相の固定子巻線への通電
切換が行われる駆動回路を罐えた３相モータにおいて、
前記位置検出信号と対向する３値着磁帯の磁極の一部に
逆極性もしくは無着磁の着磁を施し、この１個の位置検
出素子の出力信号を信号処理し、前記無着磁の磁極から
（Ｈられるリセット信号と３相のうち１相の位置信号を
分周して得られる信号とからインデックス信号発生回路
を構成したものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the DC commutatorless motor of the present invention has first and second magnets on one magnet. A rotor including a main magnetic pole of 2 parts GL, a ternary magnetized part of 3 n poles, and a multi-pole magnetized part for obtaining speed information, which are components as the second and third magnetized belts, and the rotor. The ternary magnetization section (which is the second magnetization zone)
The magnetic pole of the N pole, the second leher, the magnetic pole of the S pole, the third
one position detecting element that detects position information obtained from a non-magnetized signal); an amplifier that amplifies the output signal of the position detecting element; and an amplifier that discriminates the output signal from the amplifier. , in a three-phase motor that includes a drive circuit in which energization is switched to three-phase stator windings through a distributor that distributes and a detection signal processing circuit that generates three-phase position signals,
A part of the magnetic pole of the ternary magnetized belt facing the position detection signal is magnetized with reverse polarity or non-magnetized, and the output signal of this one position detection element is subjected to signal processing. An index signal generation circuit is constructed from a reset signal (H) from the magnetic pole and a signal obtained by frequency-dividing the position signal of one of the three phases.

作用 本発明は上記した構成により、１個の感磁素子で駆動さ
れる３相１センサーの無整流子モータにおいて、この感
磁素子１個から出力されるロータマグネットの位１信号
を利用し回転子の機械角略１８０夏冬に電気信号の高レ
ベル、低レベルの１回転１パルスのインデックス信号を
得ることになる。Effect The present invention has the above-described configuration, and in a three-phase, one-sensor, non-commutator motor driven by one magnetic sensing element, rotation is achieved by using the rotor magnet position 1 signal output from one magnetic sensing element. An index signal of high level and low level electric signals of 1 pulse per revolution is obtained in the summer and winter with a mechanical angle of approximately 180.

実施例 以下本発明の一実施例の直流無整流子モータについて図
面を参照しながら説明する。EXAMPLE Hereinafter, a DC commutatorless motor according to an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第１図は本発明の実施例におけるモータの基本構成図で
ある。第１図においてシャフト１に固定されたロータヨ
ーク２及びロータマグネット・３、このマグネット３と
対向したステータコイル４とステータヨーク７及び基板
５を備えている、第２図はロータとステータの平面図で
ある。１０はロータマグネットで８極（ｎ−＝４）の主
磁極が着磁され、これと対向してステータコイル４ａ。FIG. 1 is a basic configuration diagram of a motor in an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a rotor yoke 2 fixed to a shaft 1, a rotor magnet 3, a stator coil 4 facing the magnet 3, a stator yoke 7, and a substrate 5. FIG. 2 is a plan view of the rotor and stator. be. 10 is a rotor magnet having 8 main magnetic poles (n-=4) magnetized, and facing the stator coil 4a.

４ｂ、４ｃが機械的に１２０度の角度で配置されている
。ロータマグネット３の内周部には３値着磁帯が設けら
れ、この着磁帯上対向して１個のホール素子６がステー
タ側に配置されている。4b and 4c are mechanically arranged at an angle of 120 degrees. A ternary magnetized band is provided on the inner circumference of the rotor magnet 3, and one Hall element 6 is disposed on the stator side facing above the magnetized band.

また、ロータマグネット３の外周部は速度信号が得られ
る多極着磁部１１が施されている。Further, the outer circumferential portion of the rotor magnet 3 is provided with a multi-pole magnetized portion 11 from which a speed signal can be obtained.

上記３値着磁帯にはＮ極、Ｓ極、無着磁極が形成された
３ａ、３ｂ、３ｃを備え、更にそのＮ極３ａの１部に無
着磁極３Ｃが施されている。従って３値着磁帯には１２
極（ｎ＝４）着磁部から成り、その内の１つのＮ極内に
無着磁極を形成している。The ternary magnetized belt has N poles, S poles, and non-magnetized poles 3a, 3b, and 3c, and a non-magnetized pole 3C is provided on a part of the N pole 3a. Therefore, the ternary magnetized belt has 12
It consists of a pole (n=4) magnetized part, and a non-magnetized pole is formed within one of the N poles.

第３図は本発明における回路ブロック図である。FIG. 3 is a circuit block diagram in the present invention.

図中、３値着磁帯のＺは無着磁極である。ホール素子６
の出力は不感帯幅を持つホールアンプ１０６、夫々論理
回路から構成される分配器１００．検出信号処理回路１
０１及び駆動信号発生回路１０２を用いて３相１２０度
通電の駆動信号に分離されパワートランジスタで構成さ
れる駆動回路１０３が相順に従ってオンとなり、３相の
コイルＬｌ。In the figure, Z of the ternary magnetized belt is a non-magnetized pole. Hall element 6
The outputs of the Hall amplifiers 106 each have a dead band width, and the distributors 100 . Detection signal processing circuit 1
01 and the drive signal generation circuit 102 into three-phase 120-degree energized drive signals, and the drive circuit 103 composed of power transistors is turned on in accordance with the phase order, and the three-phase coil Ll.

Ｌ２．Ｌ３に電流が流れモータが駆動される。L2. Current flows through L3 and the motor is driven.

方、本発明が強調するところのインデックス信号発生回
路１０８は、２値のコンパレータから構成される上述分
配器１００の出力において、１つは３値着磁部のＮ極内
１か所に施した無着磁極を抽出する為の論理回路から成
るリセットパルス発生回路１０４と同着磁部のＳ極から
得られた信号を分周器１０５により１　／　ｎ分周して
得られる信号とからモータ回転子の絶対的位置を示すイ
ンデックス信号が生成される。On the other hand, the index signal generation circuit 108, which is emphasized by the present invention, is configured such that, in the output of the above-mentioned distributor 100, which is composed of a binary comparator, one is applied to one place within the N pole of the ternary magnetized part. The motor rotates from a reset pulse generation circuit 104 consisting of a logic circuit for extracting non-magnetized poles and a signal obtained by dividing the signal obtained from the S pole of the magnetized portion by 1/n using a frequency divider 105. An index signal is generated indicating the absolute position of the child.

第４図のタイムチャートに沿って第３図を説明する。ホ
ール素子出力６ａからＡのような波形が６ｂにはこれと
反転した波形が得られる。これらの波形はホールアンプ
１０６に入力される。このホールアンプ１０６はホール
素子のオフセット、無着磁部の主磁極及び電機子からの
漏れ磁束を考慮し不感帯か設けである。ホールアンプか
ら得られる波形はＢのようになり、電気的に高位しｌ＼
ル。FIG. 3 will be explained along the time chart of FIG. 4. A waveform like A is obtained from the Hall element output 6a, and an inverted waveform is obtained from the Hall element output 6b. These waveforms are input to Hall amplifier 106. This Hall amplifier 106 is provided with a dead zone in consideration of the offset of the Hall element, the main magnetic pole of the non-magnetized portion, and the leakage magnetic flux from the armature. The waveform obtained from the Hall amplifier is as shown in B, and is electrically high level.
Le.

低位レベル、中位レベルに波形整形され、２値のスレッ
ショルドを有する分配器１００にてＣ，Ｄの信号が得ら
れる。このＣ，Ｄの２人力を基本に検出信号処理回路１
０１にてＤ−Ｈの信号を得ることかでき、Ｆ、Ｇ、Ｈの
電気的１２０度通電の波形を更にモータ外部から入力さ
れる制御人力Ｅと比例した電流値となるようにし駆動信
号発生回路１０２．駆動回路１０３を通し電流をスイッ
チングさせモータを駆動させる。一方のインデックスパ
ルス信号ＪはＣ，Ｄの信号を下に二つの回路ブロックか
ら成るインデックスパルス発生回路１０８から構成され
る。一つは回転子のロータマグネットの機械角３６０度
の内１８０度高１ヘし。The C and D signals are obtained by a distributor 100 which is waveform-shaped into a low level and a medium level and has a binary threshold. The detection signal processing circuit 1 is based on the two-person power of C and D.
The D-H signal can be obtained at 01, and the waveform of the electrical 120 degree energization of F, G, and H is further made to have a current value proportional to the control human power E input from the outside of the motor, and a drive signal is generated. Circuit 102. The current is switched through the drive circuit 103 to drive the motor. One index pulse signal J is composed of an index pulse generation circuit 108 consisting of two circuit blocks below the C and D signals. One is 180 degrees out of the 360 degrees mechanical angle of the rotor's rotor magnet.

１８０度低レヘしの１回転１パルスの信号を作り出す為
に信号りを分周する分周器１０５とこのパルスの立上が
り、立下がりの絶対的位置を確保する為のリセットパル
ス発生回路１０４から成る。It consists of a frequency divider 105 that divides the frequency of the signal in order to generate a signal of one pulse per rotation with a 180-degree low recursion, and a reset pulse generation circuit 104 that ensures the absolute position of the rise and fall of this pulse. .

本発明の場合によればｎ＝４であるから１部４分周とな
り、また、リセットパルスは波形Ｃに示すｋの幅のパル
スＩを抽出する。以上、上述のようなインデイクスパル
ス発生回路により、インデックスパルス信号Ｊが得られ
る。In the case of the present invention, since n=4, the frequency is divided by 4, and a pulse I having a width of k shown in waveform C is extracted as the reset pulse. As described above, the index pulse signal J is obtained by the index pulse generation circuit as described above.

以上の説明したように、本実施例によれば位置信号検出
用の１個の位置検出素子をインデックス検出用とかねる
ことによりモータ１回転に１回のインデックス信号が得
られ、従来方式と比べＰＧマグネット、これに対応する
感磁素子の削減、及びこれに附随する組立て工数及びコ
ストの削減等が実現できるものである。As explained above, according to this embodiment, by using one position detection element for position signal detection also for index detection, an index signal can be obtained once per motor rotation, and compared to the conventional method, the PG It is possible to reduce the number of magnets and corresponding magnetic sensing elements, and to reduce the number of assembly steps and costs associated therewith.

尚、本実施例はコアレス平面対向形モータで説明したが
コア付円周対向形モータでも良く、同様のことが言える
。Although this embodiment has been described using a coreless planar opposed type motor, a cored circumferentially opposed type motor may also be used, and the same applies.

発明の効果 以上の様に本発明は回転子の位置情報源として構成され
ている３値着磁部の着磁帯と対向する１個の位置検出素
子から得られる位置信号を分周することと前記着磁帯の
Ｎ磁極内の１部に無着磁の磁極を施することにより回転
子１回転に１回のインデックスパルス信号を得ることが
でき、しかも機械角１８０度高１ヘし、１８０度低レベ
ルの電気信号を得ることができ位置精度を悪化させるこ
となく立上がりエツジ、立下がりエツジのどちらでもイ
ンデックス検出か可能となり、モータの簡素化、コスト
低減が可能となる。Effects of the Invention As described above, the present invention divides the frequency of a position signal obtained from one position detection element facing a magnetized zone of a ternary magnetization section configured as a rotor position information source. By applying an unmagnetized magnetic pole to a part of the N magnetic pole of the magnetized belt, it is possible to obtain an index pulse signal once per rotor rotation, and moreover, it is possible to obtain an index pulse signal once per rotor rotation, and moreover, it is possible to obtain an index pulse signal once per rotor rotation, and moreover, it is possible to obtain an index pulse signal once per rotor rotation. It is possible to obtain low-level electrical signals, and it is possible to perform index detection on either rising edges or falling edges without deteriorating positional accuracy, making it possible to simplify the motor and reduce costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の実施例におけるモータの断面図、第２
図はロータとステータの平面図、第３図は本発明におけ
る回路ブロック図、第４図はその回路における信号波形
図、第５図は従来例を示すモータの断面図である。 １・・・・・・シャツ）−１２・・・・・・ロータヨー
ク、３・・・・・ロータマグネット、４・・・・・・ス
テータコイル、６・・・・・・ホール素子、７・・・・
・・ステータヨーク、１０・・・・・・主磁極、１１・
・・・・・多極着磁部。Fig. 1 is a sectional view of a motor in an embodiment of the present invention;
3 is a circuit block diagram according to the present invention, FIG. 4 is a signal waveform diagram in the circuit, and FIG. 5 is a sectional view of a motor showing a conventional example. 1...Shirt)-12...Rotor yoke, 3...Rotor magnet, 4...Stator coil, 6...Hall element, 7... ...
...Stator yoke, 10...Main magnetic pole, 11.
...Multi-pole magnetized part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ３相の固定子巻線と、前記固定子巻線に対向する回転子
のロータマグネット上に回転力を得る２ｎ極（但し、ｎ
は２以上の自然数）の着磁がなされた主磁極を構成する
第１の着磁帯と前記回転子の回転位置情報源として第１
レベル、第２レベル、第３レベル（第１レベルと第２レ
ベルの中間レベル）から成る３ｎ極（但し、ｎは２以上
の自然数）の３値着磁部を構成する第２の着磁帯と前記
回転子の速度情報源として着磁された多極着磁部を構成
する第３の着磁帯を設けた直流無整流子モータであって
、前記回転子１回転につき１個のインデックスパルス信
号を発生する手段として前記回転子の３値着磁部の着磁
帯の第１レベルの１磁極内に第３の磁極を形成し、この
磁極位置を対向配置した位置検出素子の出力をもとに抽
出する手段と、第２レベルの信号を分周し、前記回転子
の機械角１８０度各に電気信号の高レベル、低レベルの
繰返しインデックスパルス信号を出力する生成手段を具
備した直流無整流子モータ。A 3-phase stator winding and 2n poles (however, n
is a natural number of 2 or more) and a first magnetized band constituting the main magnetic pole magnetized and a first magnetized band as a rotational position information source of the rotor.
A second magnetized zone that constitutes a ternary magnetized section with 3n poles (where n is a natural number of 2 or more) consisting of a level, a second level, and a third level (an intermediate level between the first level and the second level). and a third magnetized zone constituting a multi-pole magnetized section magnetized as a speed information source of the rotor, the DC non-commutator motor having one index pulse per rotation of the rotor. As a means for generating a signal, a third magnetic pole is formed within one magnetic pole of the first level of the magnetized band of the three-value magnetized portion of the rotor, and the output of a position detection element in which the magnetic pole positions are arranged opposite to each other is also used. and generating means for frequency-dividing the second level signal and outputting high-level and low-level repetitive index pulse signals of the electric signal for each 180 degrees of mechanical angle of the rotor. Commutator motor.