JPH07174583A - 磁気センサおよび磁気センサを搭載したモータ - Google Patents
磁気センサおよび磁気センサを搭載したモータInfo
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- JPH07174583A JPH07174583A JP6262378A JP26237894A JPH07174583A JP H07174583 A JPH07174583 A JP H07174583A JP 6262378 A JP6262378 A JP 6262378A JP 26237894 A JP26237894 A JP 26237894A JP H07174583 A JPH07174583 A JP H07174583A
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】モ−タの位置制御、及び速度制御を向上するた
めの磁気センサを提供する。 【構成】N極及びS極が交互に等間隔に連続的に着磁さ
れた円筒状の磁気ドラム1の一方の磁極の磁束を第一の
磁性体9の複数の極歯で検知し、同磁性体9の主磁極で
収束する。また、他方の磁極の磁束を第一の磁性体9と
磁極の幅だけずらして配置された第二の磁性体10の複
数の極歯で検知し、同磁性体10の主磁極で収束する。
そして、ホ−ル素子7により第一の磁性体9と第二の磁
性体10相互間の磁束の変化を電気信号に変換し、得ら
れた振幅差の小さい信号精度の良い電気信号を用いてモ
−タを制御する。
めの磁気センサを提供する。 【構成】N極及びS極が交互に等間隔に連続的に着磁さ
れた円筒状の磁気ドラム1の一方の磁極の磁束を第一の
磁性体9の複数の極歯で検知し、同磁性体9の主磁極で
収束する。また、他方の磁極の磁束を第一の磁性体9と
磁極の幅だけずらして配置された第二の磁性体10の複
数の極歯で検知し、同磁性体10の主磁極で収束する。
そして、ホ−ル素子7により第一の磁性体9と第二の磁
性体10相互間の磁束の変化を電気信号に変換し、得ら
れた振幅差の小さい信号精度の良い電気信号を用いてモ
−タを制御する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気センサおよび、この
磁気センサを搭載したモータに関する。
磁気センサを搭載したモータに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、OA,HA,FA,音響映像機器
等ほとんどすべての分野で、モータに対して高度な制御
技術や構造の小形,軽量,薄形,低コスト化等の要望が
一段と高まってきている。
等ほとんどすべての分野で、モータに対して高度な制御
技術や構造の小形,軽量,薄形,低コスト化等の要望が
一段と高まってきている。
【0003】したがって、モータの動作にも低速から高
速まで、よりなめらかで安定した回転速度制御や、より
精度良い停止位置制御が求められている。これらの要望
に応えるために、最適なセンサの開発とモータの開発が
必要になってきた。
速まで、よりなめらかで安定した回転速度制御や、より
精度良い停止位置制御が求められている。これらの要望
に応えるために、最適なセンサの開発とモータの開発が
必要になってきた。
【0004】以下に、従来の磁気センサとそのセンサを
搭載したモータについて説明する。図13は従来の磁気
センサの構成を示したものである。図において、11は
シャフト13に固定され、外周面にN極及びS極が交互
に等間隔に連続的に着磁された円筒状の磁気ドラム、1
2は磁気ドラム11の外周面に近接するように配置さ
れ、磁気ドラムの磁界の変化を検出する強磁性磁気抵抗
素子等の磁気センサ素子である。
搭載したモータについて説明する。図13は従来の磁気
センサの構成を示したものである。図において、11は
シャフト13に固定され、外周面にN極及びS極が交互
に等間隔に連続的に着磁された円筒状の磁気ドラム、1
2は磁気ドラム11の外周面に近接するように配置さ
れ、磁気ドラムの磁界の変化を検出する強磁性磁気抵抗
素子等の磁気センサ素子である。
【0005】従来のセンサは、磁気ドラム11の回転に
より磁気センサ素子12と直角方向に交わる磁気ドラム
11の磁界の変化を磁気センサ素子12の抵抗値の変化
として取り出し、この抵抗値の変化を回路処理すること
により、磁気ドラム11の磁極の通過に対応する電圧信
号を発生する。図14に従来のセンサにより発生した電
圧信号波形を示す。次に、この電圧信号をディジタル処
理することにより磁気ドラム11の回転速度や回転角度
等を検出測定する。
より磁気センサ素子12と直角方向に交わる磁気ドラム
11の磁界の変化を磁気センサ素子12の抵抗値の変化
として取り出し、この抵抗値の変化を回路処理すること
により、磁気ドラム11の磁極の通過に対応する電圧信
号を発生する。図14に従来のセンサにより発生した電
圧信号波形を示す。次に、この電圧信号をディジタル処
理することにより磁気ドラム11の回転速度や回転角度
等を検出測定する。
【0006】図15は前記従来の磁気センサを搭載した
モータを示している。図において、磁気ドラム11はモ
ータ14のシャフト13に取り付けられ、磁気ドラム1
1の外周面に近接する状態で磁気センサ素子12を固定
してある。
モータを示している。図において、磁気ドラム11はモ
ータ14のシャフト13に取り付けられ、磁気ドラム1
1の外周面に近接する状態で磁気センサ素子12を固定
してある。
【0007】従来のセンサを搭載したモ−タは、磁気セ
ンサ素子12が2つの検出パターンを内蔵しており、図
16で示されるような電気角が90度ずれた2つの出力
信号φA、φBが得られるようになっている。この2つ
の出力信号によりモータの回転方向が判別できる。ま
た、前記出力信号をパルス回路処理することにより4倍
の分解能を有する出力信号を得ることができる。
ンサ素子12が2つの検出パターンを内蔵しており、図
16で示されるような電気角が90度ずれた2つの出力
信号φA、φBが得られるようになっている。この2つ
の出力信号によりモータの回転方向が判別できる。ま
た、前記出力信号をパルス回路処理することにより4倍
の分解能を有する出力信号を得ることができる。
【0008】図17は、図16で示した出力信号により
モータの回転速度制御,停止位置制御を行う制御装置を
示している。前記制御装置による制御方法を簡単に述べ
ると、モ−タ14の回転に伴う磁気ドラム11の磁束の
変化を図16に示す2相の電気信号φA、φBとして磁
気センサ素子12が検出し、前記電気信号を波形処理回
路15で信号処理する。前記処理した信号を位置制御回
路16、速度制御回路17にフィ−ドバックし、システ
ム18により制御を行う。
モータの回転速度制御,停止位置制御を行う制御装置を
示している。前記制御装置による制御方法を簡単に述べ
ると、モ−タ14の回転に伴う磁気ドラム11の磁束の
変化を図16に示す2相の電気信号φA、φBとして磁
気センサ素子12が検出し、前記電気信号を波形処理回
路15で信号処理する。前記処理した信号を位置制御回
路16、速度制御回路17にフィ−ドバックし、システ
ム18により制御を行う。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のセンサでは、磁界の変化を磁気センサ素子12により
磁気ドラム11の外周上のある1点で検出しているた
め、磁気ドラムの外周面に着磁されたN極及びS極の磁
気パターンの着磁バラツキや磁気ドラムおよび磁気セン
サ素子の取り付け精度等により、磁気センサ素子12の
出力信号の振幅が図18に示すように回転状態に伴って
変化する。特に、1回転毎に回転ムラが発生しやすかっ
た。また、出力信号の振幅に差がでるだけでなく、信号
精度も悪くなるという問題点があった。
のセンサでは、磁界の変化を磁気センサ素子12により
磁気ドラム11の外周上のある1点で検出しているた
め、磁気ドラムの外周面に着磁されたN極及びS極の磁
気パターンの着磁バラツキや磁気ドラムおよび磁気セン
サ素子の取り付け精度等により、磁気センサ素子12の
出力信号の振幅が図18に示すように回転状態に伴って
変化する。特に、1回転毎に回転ムラが発生しやすかっ
た。また、出力信号の振幅に差がでるだけでなく、信号
精度も悪くなるという問題点があった。
【0010】前記課題に対し、磁気ドラムの着磁バラツ
キの低減化や磁気ドラムおよび磁気センサ素子の取り付
けの調整が可能であるが、多くの工数を要しコストアッ
プになり製造上限界があった。
キの低減化や磁気ドラムおよび磁気センサ素子の取り付
けの調整が可能であるが、多くの工数を要しコストアッ
プになり製造上限界があった。
【0011】また、出力信号の分解能を上げる場合、基
本信号から一定の電気角だけずらした多相の出力信号を
用いるが、この場合には、磁気ドラムの周りに数個の磁
気センサ素子を配置し、所定の電気角のずれた出力信号
が得られるように機械的精度の高い調整が必要となり、
製造上問題であった。
本信号から一定の電気角だけずらした多相の出力信号を
用いるが、この場合には、磁気ドラムの周りに数個の磁
気センサ素子を配置し、所定の電気角のずれた出力信号
が得られるように機械的精度の高い調整が必要となり、
製造上問題であった。
【0012】このようなことから、従来の磁気センサを
搭載したモータでは、上述した磁気センサの信号精度の
悪さによりモータの回転速度制御において回転ムラが発
生したり、停止位置制御においても停止位置精度が悪く
なるという問題点を有していた。
搭載したモータでは、上述した磁気センサの信号精度の
悪さによりモータの回転速度制御において回転ムラが発
生したり、停止位置制御においても停止位置精度が悪く
なるという問題点を有していた。
【0013】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、磁気ドラムおよび磁気センサ素子の取り付けのバラ
ツキや磁気ドラムの磁気パターンの着磁バラツキの影響
が少なく、出力信号の信号精度のよい磁気センサを提供
することを目的とする。さらに、本磁気センサをモータ
に搭載することにより、回転ムラの少ない回転速度制御
または、停止位置精度の良い停止位置制御が可能なモー
タを提供することを目的とする。
で、磁気ドラムおよび磁気センサ素子の取り付けのバラ
ツキや磁気ドラムの磁気パターンの着磁バラツキの影響
が少なく、出力信号の信号精度のよい磁気センサを提供
することを目的とする。さらに、本磁気センサをモータ
に搭載することにより、回転ムラの少ない回転速度制御
または、停止位置精度の良い停止位置制御が可能なモー
タを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、N極及びS極が交互に等間隔に連続的に着
磁された磁気構造体と、前記磁気構造体の一方の磁極に
対向する複数の極歯と、この複数の極歯に発生した磁束
を収束するための主磁極を備え、かつ互いに平行に配さ
れた第一、第二の磁性体と、前記第一、第二の磁性体の
対向する主磁極の間に配され、透過する磁束の変化を電
気信号に変換する磁電変換器とを備え、前記第一、第二
の磁性体をそれぞれの極歯が前記磁気構造体の相反する
2つの磁極に対向するようにずらして配置すると共に、
前記磁気構造体と前記第一、第二の磁性体とを前記磁気
構造体の磁極の配列方向に相対的に移動可能とした磁気
センサを用い、前記磁気構造体の位置または速度を検出
する。
に本発明は、N極及びS極が交互に等間隔に連続的に着
磁された磁気構造体と、前記磁気構造体の一方の磁極に
対向する複数の極歯と、この複数の極歯に発生した磁束
を収束するための主磁極を備え、かつ互いに平行に配さ
れた第一、第二の磁性体と、前記第一、第二の磁性体の
対向する主磁極の間に配され、透過する磁束の変化を電
気信号に変換する磁電変換器とを備え、前記第一、第二
の磁性体をそれぞれの極歯が前記磁気構造体の相反する
2つの磁極に対向するようにずらして配置すると共に、
前記磁気構造体と前記第一、第二の磁性体とを前記磁気
構造体の磁極の配列方向に相対的に移動可能とした磁気
センサを用い、前記磁気構造体の位置または速度を検出
する。
【0015】更に、本発明では上記磁気センサをモ−タ
に搭載し、モ−タの駆動を制御する。
に搭載し、モ−タの駆動を制御する。
【0016】
【作用】上記構成において、第一および第二の磁性体に
設けられた複数の極歯によって、磁気構造体に着磁され
たN極、あるいはS極のうち一方の磁束を複数箇所から
同時に検出する。次に前記極歯により検出した磁束を主
磁極で収束し、磁電変換器により前記第一と第二の磁性
体を透過する磁束の変化を出力信号として検出する。そ
して、上記磁気センサにより得られた振幅差の小さい信
号精度の良い出力信号をモ−タ制御に用いる。
設けられた複数の極歯によって、磁気構造体に着磁され
たN極、あるいはS極のうち一方の磁束を複数箇所から
同時に検出する。次に前記極歯により検出した磁束を主
磁極で収束し、磁電変換器により前記第一と第二の磁性
体を透過する磁束の変化を出力信号として検出する。そ
して、上記磁気センサにより得られた振幅差の小さい信
号精度の良い出力信号をモ−タ制御に用いる。
【0017】
(実施例1)以下、本発明の第1の実施例について、図
面を参照しながら説明する。
面を参照しながら説明する。
【0018】図1は、本発明の磁気センサを搭載したモ
−タの外観を示す斜視図であり、Aがセンサ部である。
−タの外観を示す斜視図であり、Aがセンサ部である。
【0019】図において、1はモ−タ4のシャフト3と
同軸に固定され、外周面にN極およびS極の磁極を交互
に等間隔で連続的に着磁した磁気構造体の一つである円
筒状の磁気ドラムである。
同軸に固定され、外周面にN極およびS極の磁極を交互
に等間隔で連続的に着磁した磁気構造体の一つである円
筒状の磁気ドラムである。
【0020】9は先端部に磁気ドラム1の一方の磁極に
対向する複数の極歯と、この複数の極歯に発生した磁束
を収束するための主磁極を備えた第一の磁性体である。
第二の磁性体10は、第一の磁性体9と同じ構造であ
り、第一の磁性体9の極歯が対向している磁気ドラム1
の磁極と相反する磁極に対向するような位置関係で第一
の磁性体9と平行に配置してある。例えば、第一の磁性
体9が磁気ドラム1のN極に対向するとき、第二の磁性
体10はS極に対向する位置関係に配置した。
対向する複数の極歯と、この複数の極歯に発生した磁束
を収束するための主磁極を備えた第一の磁性体である。
第二の磁性体10は、第一の磁性体9と同じ構造であ
り、第一の磁性体9の極歯が対向している磁気ドラム1
の磁極と相反する磁極に対向するような位置関係で第一
の磁性体9と平行に配置してある。例えば、第一の磁性
体9が磁気ドラム1のN極に対向するとき、第二の磁性
体10はS極に対向する位置関係に配置した。
【0021】第一のセンサコア5と第二のセンサコア6
は、第一及び、第二の磁性体9、10を等間隔に複数個
配置し、かつリング状に結合してある。磁電変換器の一
つであるホ−ル素子7は第1の磁性体9と第2の磁性体
10との間に配置され、第一の磁性体9と第二の磁性体
10との間の磁束変化を検出する。
は、第一及び、第二の磁性体9、10を等間隔に複数個
配置し、かつリング状に結合してある。磁電変換器の一
つであるホ−ル素子7は第1の磁性体9と第2の磁性体
10との間に配置され、第一の磁性体9と第二の磁性体
10との間の磁束変化を検出する。
【0022】以上のように構成された磁気センサAおよ
びそのセンサを搭載したモータについて、図2〜図8を
用いてその動作を説明する。なお、図に示すN、Sは磁
極を示す。
びそのセンサを搭載したモータについて、図2〜図8を
用いてその動作を説明する。なお、図に示すN、Sは磁
極を示す。
【0023】図2は、図1に示す本発明の磁気センサA
における磁気ドラム1に対する第一の磁性体9と第二の
磁性体10の配置を図1の矢印Bで示す方向から見た図
である。説明の都合上、磁気ドラム1の外周に着磁され
た磁極と、前記磁極に対向する第一、及び第二の磁性体
9、10の有する複数の極歯を直線的に表している。第
一の磁性体9に設けられた複数の極歯と第二の磁性体1
0に設けられた複数の極歯とは、それぞれ磁気ドラム1
に着磁した磁気パターンのN極またはS極の一方の着磁
ピッチに対向しており、図2では第一の磁性体9に設け
られた複数の極歯がN極に対向するときに第二の磁性体
10に設けられた複数の極歯がS極に対向するように設
けられている。ここで、7はホ−ル素子である。
における磁気ドラム1に対する第一の磁性体9と第二の
磁性体10の配置を図1の矢印Bで示す方向から見た図
である。説明の都合上、磁気ドラム1の外周に着磁され
た磁極と、前記磁極に対向する第一、及び第二の磁性体
9、10の有する複数の極歯を直線的に表している。第
一の磁性体9に設けられた複数の極歯と第二の磁性体1
0に設けられた複数の極歯とは、それぞれ磁気ドラム1
に着磁した磁気パターンのN極またはS極の一方の着磁
ピッチに対向しており、図2では第一の磁性体9に設け
られた複数の極歯がN極に対向するときに第二の磁性体
10に設けられた複数の極歯がS極に対向するように設
けられている。ここで、7はホ−ル素子である。
【0024】この状態を図2の矢印C方向から見た図が
図3である。図2、3に示す状態のとき、第一の磁性体
9と第二の磁性体10との間の磁界は、図4の矢印で示
すように磁気ドラム1と第一、第二の磁性体に生じる磁
界と第一の磁性体9から第二の磁性体10に向かう磁界
になり、ホール素子7は第一の磁性体9から第二の磁性
体10に向かう磁界を検出する。
図3である。図2、3に示す状態のとき、第一の磁性体
9と第二の磁性体10との間の磁界は、図4の矢印で示
すように磁気ドラム1と第一、第二の磁性体に生じる磁
界と第一の磁性体9から第二の磁性体10に向かう磁界
になり、ホール素子7は第一の磁性体9から第二の磁性
体10に向かう磁界を検出する。
【0025】次に、図2の状態から磁気ドラム1が移動
して第一の磁性体9に設けられた複数の極歯がS極に対
向し、第二の磁性体10に設けられた複数の極歯がN極
に対向したときの磁気ドラム1に対する第一の磁性体9
と第二の磁性体10の配置位置を図1の矢印B方向から
見た図が図5であり、この状態を図5の矢印D方向から
見た図が図6である。
して第一の磁性体9に設けられた複数の極歯がS極に対
向し、第二の磁性体10に設けられた複数の極歯がN極
に対向したときの磁気ドラム1に対する第一の磁性体9
と第二の磁性体10の配置位置を図1の矢印B方向から
見た図が図5であり、この状態を図5の矢印D方向から
見た図が図6である。
【0026】図5、6に示す状態になったとき、第一の
磁性体9と第二の磁性体10との間の磁界は、図7の矢
印で示すように磁気ドラム1と第一、第二の磁性体9、
10に生じる磁界と第二の磁性体10から第一の磁性体
9に向かう磁界になり、ホール素子7は第二の磁性体1
0から第一の磁性体9に向かう磁界を検出する。このよ
うに、磁気ドラム1の回転により第一の磁性体9と第二
の磁性体10の複数の極歯にはN極およびS極の磁極が
交互に対向し、第一の磁性体9と第二の磁性体10との
間に設けられたホール素子7には方向の異なる磁界が交
互に印加される。ホール素子7はこの磁界変化を検出し
て電気信号に変換し、図8に示すような正弦波状の出力
波形を出力する。前記正弦波状の出力波形は振幅差の小
さい信号精度の良い波形である。
磁性体9と第二の磁性体10との間の磁界は、図7の矢
印で示すように磁気ドラム1と第一、第二の磁性体9、
10に生じる磁界と第二の磁性体10から第一の磁性体
9に向かう磁界になり、ホール素子7は第二の磁性体1
0から第一の磁性体9に向かう磁界を検出する。このよ
うに、磁気ドラム1の回転により第一の磁性体9と第二
の磁性体10の複数の極歯にはN極およびS極の磁極が
交互に対向し、第一の磁性体9と第二の磁性体10との
間に設けられたホール素子7には方向の異なる磁界が交
互に印加される。ホール素子7はこの磁界変化を検出し
て電気信号に変換し、図8に示すような正弦波状の出力
波形を出力する。前記正弦波状の出力波形は振幅差の小
さい信号精度の良い波形である。
【0027】以上のように本実施例では、モ−タの駆動
軸に同軸に備えられた磁気ドラムの着磁を、第一及び第
二の磁性体に備えられた複数の極歯から同時に検知し、
主磁極により収束することにより、磁気ドラムの外周の
1点で検出する従来の方法にくらべて、磁気ドラムおよ
び磁気センサ素子の取り付けのバラツキや磁気ドラムの
磁気パターンの着磁バラツキによる影響が減少し大きな
出力信号が得られ、出力信号の振幅差の小さい信号精度
の良い磁気センサを提供することができる。
軸に同軸に備えられた磁気ドラムの着磁を、第一及び第
二の磁性体に備えられた複数の極歯から同時に検知し、
主磁極により収束することにより、磁気ドラムの外周の
1点で検出する従来の方法にくらべて、磁気ドラムおよ
び磁気センサ素子の取り付けのバラツキや磁気ドラムの
磁気パターンの着磁バラツキによる影響が減少し大きな
出力信号が得られ、出力信号の振幅差の小さい信号精度
の良い磁気センサを提供することができる。
【0028】更に、本実施例による磁気センサを搭載し
たモータにおいては、モ−タの制御に振幅差の小さい信
号精度の良い大きな出力信号を用いるので、高精度の制
御ができ、回転ムラの少ない回転速度制御が可能で、高
精度の停止位置制御も可能なモータを実現できる。 (実施例2)図9は、実施例1の図3における磁気ドラ
ム1から第一、及び第二の磁性体9、10に透過する磁
束を示している。図において、
たモータにおいては、モ−タの制御に振幅差の小さい信
号精度の良い大きな出力信号を用いるので、高精度の制
御ができ、回転ムラの少ない回転速度制御が可能で、高
精度の停止位置制御も可能なモータを実現できる。 (実施例2)図9は、実施例1の図3における磁気ドラ
ム1から第一、及び第二の磁性体9、10に透過する磁
束を示している。図において、
【0029】
【数1】
【0030】は、磁気ドラム1のN極から第一の磁性体
9の極歯に向かう磁束を、
9の極歯に向かう磁束を、
【0031】
【数2】
【0032】は、第二の磁性体10の極歯から磁気ドラ
ム1のS極に向かう磁束を示している。また、図の矢印
は磁気ドラム1のN極からS極に向かう磁束を示してい
る。
ム1のS極に向かう磁束を示している。また、図の矢印
は磁気ドラム1のN極からS極に向かう磁束を示してい
る。
【0033】図より、磁気ドラム1から第一の磁性体9
および第二の磁性体10の極歯を通過する磁束の一部が
磁気ドラム1のN極からS極に漏れていることがわか
る。この磁束の漏れの影響により第一の磁性体9および
第二の磁性体10の極歯に収束する磁気ドラム1の磁束
が弱められる。
および第二の磁性体10の極歯を通過する磁束の一部が
磁気ドラム1のN極からS極に漏れていることがわか
る。この磁束の漏れの影響により第一の磁性体9および
第二の磁性体10の極歯に収束する磁気ドラム1の磁束
が弱められる。
【0034】このため磁気センサAが収束する磁束は不
安定になり、結果として磁気センサの精度が悪くなる。
安定になり、結果として磁気センサの精度が悪くなる。
【0035】特に、第一の磁性体9および第二の磁性体
10の極歯間が小さくなる程、つまり磁気ドラム1の磁
極間隔が小さくなる程、磁気ドラム1の一つの磁極に隣
接する磁極の影響が大きくなり、前記極歯が磁気ドラム
1の一つの磁極から収束する磁束は小さくなり、磁気セ
ンサの精度により影響を与える。
10の極歯間が小さくなる程、つまり磁気ドラム1の磁
極間隔が小さくなる程、磁気ドラム1の一つの磁極に隣
接する磁極の影響が大きくなり、前記極歯が磁気ドラム
1の一つの磁極から収束する磁束は小さくなり、磁気セ
ンサの精度により影響を与える。
【0036】本実施例では上記課題を解決するため、実
施例1で述べた磁気センサについて第一の磁性体9の極
歯間の中間部と,これに隣接する第二の磁性体10の極
歯間の中間部とを連結するように第三の磁性体8を配
し、かつこの第三の磁性体8により対向する磁気ドラム
1の2つの磁極を磁気的に結合する。
施例1で述べた磁気センサについて第一の磁性体9の極
歯間の中間部と,これに隣接する第二の磁性体10の極
歯間の中間部とを連結するように第三の磁性体8を配
し、かつこの第三の磁性体8により対向する磁気ドラム
1の2つの磁極を磁気的に結合する。
【0037】図10は実施例1の磁気センサの第一の磁
性体9と第二の磁性体10の極歯間に第三の磁性体8を
備えた第2の実施例の磁気センサの斜視図を示してい
る。
性体9と第二の磁性体10の極歯間に第三の磁性体8を
備えた第2の実施例の磁気センサの斜視図を示してい
る。
【0038】図11は、図10で示された第2の実施例
の磁気センサについて磁気ドラムから第一、第二、及び
第三の磁性体8、9、10に透過する磁束の様子を図9
と同様の方向から示した図である。図において第一の磁
性体9の極歯間の中間部と、これに隣接する第二の磁性
体10の極歯間の中間部とを連結するように第三の磁性
体8を備えている。なお、便宜上第一、第二の磁性体
9、10は極歯だけを示している。
の磁気センサについて磁気ドラムから第一、第二、及び
第三の磁性体8、9、10に透過する磁束の様子を図9
と同様の方向から示した図である。図において第一の磁
性体9の極歯間の中間部と、これに隣接する第二の磁性
体10の極歯間の中間部とを連結するように第三の磁性
体8を備えている。なお、便宜上第一、第二の磁性体
9、10は極歯だけを示している。
【0039】第三の磁性体8は磁気ドラム1により第一
の磁性体9の極歯間でS極の磁極を帯びる場合には、前
記極歯間に隣接する第二の磁性体10の極歯間でN極の
磁極を帯びる。また、第三の磁性体8が磁気ドラム1に
より第一の磁性体9の極歯間でN極の磁極を帯びる場合
には、前記極歯間に隣接する第二の磁性体10の極歯間
ではS極の磁極を帯びる。このように、第三の磁性体8
にはN極とS極の磁極が生じ、その磁束もほぼ同量であ
るため互いに磁性を消しあい、第三の磁性体8は磁気的
に中性になる。
の磁性体9の極歯間でS極の磁極を帯びる場合には、前
記極歯間に隣接する第二の磁性体10の極歯間でN極の
磁極を帯びる。また、第三の磁性体8が磁気ドラム1に
より第一の磁性体9の極歯間でN極の磁極を帯びる場合
には、前記極歯間に隣接する第二の磁性体10の極歯間
ではS極の磁極を帯びる。このように、第三の磁性体8
にはN極とS極の磁極が生じ、その磁束もほぼ同量であ
るため互いに磁性を消しあい、第三の磁性体8は磁気的
に中性になる。
【0040】このため、上述したような第一、第二の磁
性体9、10の極歯間に対向する磁気ドラム1の磁束の
影響を軽減することができ、第一、第二の磁性体9、1
0の主磁極に収束される磁束が増加し、ホール素子等の
磁電変換素子から得る電圧出力を向上することができ
る。 (実施例3)上記各実施例では一組の第一の磁性体9と
第二の磁性体10により磁気ドラム1の磁束を収束し、
第一、第二の磁性体9、10間に備えられたホ−ル素子
7により第一、第二の磁性体9、10間の磁束の変化を
電気信号として検出していた。
性体9、10の極歯間に対向する磁気ドラム1の磁束の
影響を軽減することができ、第一、第二の磁性体9、1
0の主磁極に収束される磁束が増加し、ホール素子等の
磁電変換素子から得る電圧出力を向上することができ
る。 (実施例3)上記各実施例では一組の第一の磁性体9と
第二の磁性体10により磁気ドラム1の磁束を収束し、
第一、第二の磁性体9、10間に備えられたホ−ル素子
7により第一、第二の磁性体9、10間の磁束の変化を
電気信号として検出していた。
【0041】本実施例では、前記構成からなる磁束検出
の部分を複数個用いて所定の電気角のずれを持つ多相の
出力信号を得ることにより出力信号の分解能を上げる。
の部分を複数個用いて所定の電気角のずれを持つ多相の
出力信号を得ることにより出力信号の分解能を上げる。
【0042】本実施例では、図1に示す磁気センサAを
磁気ドラム1の軸方向に複数個配置し、かつそれぞれの
磁気センサAを円周方向にずらして配置することにより
図12に示すような多相の出力信号を得る。そして、こ
の多相の出力信号を用いることにより、より精度の良い
速度、位置制御が可能となる。ここで、多相の出力信号
を得るために上記各センサコアに複数の第一、第二の磁
性体を所定の電気角を有するように配置をずらす精密加
工も、ステッピングモータのステータコアを製造するの
に用いられている機械精度の高い従来の加工方法を使用
して容易に実現できる。
磁気ドラム1の軸方向に複数個配置し、かつそれぞれの
磁気センサAを円周方向にずらして配置することにより
図12に示すような多相の出力信号を得る。そして、こ
の多相の出力信号を用いることにより、より精度の良い
速度、位置制御が可能となる。ここで、多相の出力信号
を得るために上記各センサコアに複数の第一、第二の磁
性体を所定の電気角を有するように配置をずらす精密加
工も、ステッピングモータのステータコアを製造するの
に用いられている機械精度の高い従来の加工方法を使用
して容易に実現できる。
【0043】なお、上記各実施例に示した考えは、ホ−
ル素子を有する第一、第二の磁性体をリニアモータ駆動
部に、そしてレール上に磁気構造体を設けることにより
直線運動するリニアモータに適用可能なことはいうまで
もない。
ル素子を有する第一、第二の磁性体をリニアモータ駆動
部に、そしてレール上に磁気構造体を設けることにより
直線運動するリニアモータに適用可能なことはいうまで
もない。
【0044】
【発明の効果】以上のように本発明は、磁気ドラムおよ
び磁気センサ素子の取り付けのバラツキや磁気ドラムの
磁気パターンの着磁バラツキによる影響を減少し、大き
な出力信号が得られ、出力信号の振幅差の小さい信号精
度の良い磁気センサを提供する。そして、本発明の磁気
センサをモータに搭載することにより、回転ムラの少な
い回転速度制御、及び高精度の停止位置制御が可能であ
る。
び磁気センサ素子の取り付けのバラツキや磁気ドラムの
磁気パターンの着磁バラツキによる影響を減少し、大き
な出力信号が得られ、出力信号の振幅差の小さい信号精
度の良い磁気センサを提供する。そして、本発明の磁気
センサをモータに搭載することにより、回転ムラの少な
い回転速度制御、及び高精度の停止位置制御が可能であ
る。
【図1】本発明の第1の実施例における磁気センサを搭
載したモータの外観斜視図
載したモータの外観斜視図
【図2】同実施例の磁気センサにおける磁気ドラムに対
する第一および第二の磁性体の配置関係を図1の矢印B
方向から見た図
する第一および第二の磁性体の配置関係を図1の矢印B
方向から見た図
【図3】同配置関係を図2の矢印C方向から見た図
【図4】第1の実施例における磁気センサのホ−ル素子
が、図2、3の磁気センサ状態で検知する磁極の様子を
示す図
が、図2、3の磁気センサ状態で検知する磁極の様子を
示す図
【図5】第1の実施例の磁気センサにおける磁気ドラム
に対する第一および第二の磁性体の配置関係を図1の矢
印B方向から見た図
に対する第一および第二の磁性体の配置関係を図1の矢
印B方向から見た図
【図6】同配置関係を図5の矢印D方向から見た図
【図7】第1の実施例における磁気センサのホ−ル素子
が、図4、5の磁気センサ状態で検知する磁極の様子を
示す図
が、図4、5の磁気センサ状態で検知する磁極の様子を
示す図
【図8】第1の実施例の磁気センサによる出力信号波形
を示す図
を示す図
【図9】本発明の磁気センサにおける第一及び第二の磁
性体の極歯と磁気ドラムの磁束の様子を図3と同じ方向
から見た図
性体の極歯と磁気ドラムの磁束の様子を図3と同じ方向
から見た図
【図10】第2の実施例における第三の磁性体を備えた
磁気センサの斜視図
磁気センサの斜視図
【図11】第一及び第二の磁性体の極歯間に第三の磁性
体を配した時の磁束の様子を図3と同じ方向から見た図
体を配した時の磁束の様子を図3と同じ方向から見た図
【図12】第3の実施例の磁気センサによる多相の出力
信号波形図
信号波形図
【図13】従来の磁気センサの構成を示す図
【図14】従来の磁気センサによる電圧信号波形図
【図15】従来の磁気センサを搭載したモータの構成を
示す図
示す図
【図16】2つの検出パターンを内蔵した従来の磁気セ
ンサによる出力信号波形図
ンサによる出力信号波形図
【図17】モータの回転速度制御や停止位置制御を行う
ための制御系のブロック図
ための制御系のブロック図
【図18】従来の磁気センサ素子から得られる実際の出
力信号波形図
力信号波形図
1 磁気ドラム 3 シャフト 4 モータ 5 第1のセンサコア 6 第2のセンサコア 7 ホール素子 8 第三の磁性体 9 第一の磁性体 10 第二の磁性体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 礒村 宜典 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 尾渡 清人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項1】N極及びS極が交互に等間隔に連続的に着
磁された磁気構造体と、 前記磁気構造体の一方の磁極
に対向する複数の極歯と、この複数の極歯に発生した磁
束を収束するための主磁極を備え、かつ互いに平行に配
された第一、第二の磁性体と、 前記第一、第二の磁性体の対向する主磁極の間に配さ
れ、透過する磁束の変化を電気信号に変換する磁電変換
器とを備え、 前記第一、第二の磁性体をそれぞれの極歯が前記磁気構
造体の相反する2つの磁極に対向するようにずらして配
置すると共に、前記磁気構造体と前記第一、第二の磁性
体とを、前記磁気構造体の磁極の配列方向に相対的に移
動可能とした磁気センサ。 - 【請求項2】第一の磁性体の極歯間の中間部と,これに
隣接する第二の磁性体の極歯間の中間部とを連結するよ
うに配され,かつ対向する磁気構造体の2つの磁極を磁
気的に結合する第三の磁性体を備えた請求項1記載の磁
気センサ。 - 【請求項3】モ−タの駆動軸に同軸に固定され、外周面
にN極及びS極が交互に等間隔に連続的に着磁された円
筒状の磁気ドラムと、 前記磁気ドラムの一方の磁極に対向する複数の極歯と、
この複数の極歯に発生した磁束を集束するための主磁極
を備え、かつ互いに平行に配された第一、第二の磁性体
と、 前記第一、第二の磁性体の対向する主磁極の間に配さ
れ、透過する磁束の変化を電気信号に変換する磁電変換
器とを備え、 前記第一、第二の磁性体を、それぞれの極歯が前記磁気
ドラムの相反する2つの磁極に対向するように、ずらし
て配置した磁気センサ。 - 【請求項4】第一、第二の磁性体を磁気ドラムの外周側
に等間隔に複数個配し、かつ主磁極をリング状に連結し
た請求項3記載の磁気センサ。 - 【請求項5】第一の磁性体の極歯間の中間部と,これに
隣接する第二の磁性体の極歯間の中間部とを連結するよ
うに配され,かつ対向する磁気ドラムの2つの磁極を磁
気的に結合する第三の磁性体を備えた請求項3、または
4記載の磁気センサ。 - 【請求項6】磁気変換器にホ−ル素子を用いた請求項
1、2、3、4、または5記載の磁気センサ。 - 【請求項7】請求項1〜6記載の磁気センサのいずれか
を搭載したモ−タ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06262378A JP3136921B2 (ja) | 1993-10-27 | 1994-10-26 | 磁気センサおよび磁気センサを搭載したモータ |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5-268727 | 1993-10-27 | ||
JP26872793 | 1993-10-27 | ||
JP06262378A JP3136921B2 (ja) | 1993-10-27 | 1994-10-26 | 磁気センサおよび磁気センサを搭載したモータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07174583A true JPH07174583A (ja) | 1995-07-14 |
JP3136921B2 JP3136921B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=26545521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06262378A Expired - Fee Related JP3136921B2 (ja) | 1993-10-27 | 1994-10-26 | 磁気センサおよび磁気センサを搭載したモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3136921B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001025212A (ja) * | 1999-07-09 | 2001-01-26 | Japan Servo Co Ltd | 多極回転電機とそのセンシング方法 |
US6552453B2 (en) | 2000-05-23 | 2003-04-22 | Japan Servo Co., Ltd. | Magnetic pole position detector for an electric motor |
JP2007028811A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Hitachi Ltd | ブレーキ制御装置 |
JP2015132496A (ja) * | 2014-01-10 | 2015-07-23 | セイコーエプソン株式会社 | 磁気式エンコーダー、電気機械装置、移動体およびロボット |
-
1994
- 1994-10-26 JP JP06262378A patent/JP3136921B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001025212A (ja) * | 1999-07-09 | 2001-01-26 | Japan Servo Co Ltd | 多極回転電機とそのセンシング方法 |
US6552453B2 (en) | 2000-05-23 | 2003-04-22 | Japan Servo Co., Ltd. | Magnetic pole position detector for an electric motor |
JP2007028811A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Hitachi Ltd | ブレーキ制御装置 |
JP2015132496A (ja) * | 2014-01-10 | 2015-07-23 | セイコーエプソン株式会社 | 磁気式エンコーダー、電気機械装置、移動体およびロボット |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3136921B2 (ja) | 2001-02-19 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |