JPH104666A - パルスジェネレータ - Google Patents
パルスジェネレータInfo
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- JPH104666A JPH104666A JP8174273A JP17427396A JPH104666A JP H104666 A JPH104666 A JP H104666A JP 8174273 A JP8174273 A JP 8174273A JP 17427396 A JP17427396 A JP 17427396A JP H104666 A JPH104666 A JP H104666A
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- pulse generator
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- poles
- coil
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/24—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/14—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with speed sensing devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 ロータマグネットを全周不等割付角で構成
し、ステータコイルをこれに整合させ、一回転に一回の
パルスを発生させるパルスジェネレータが提案されてい
るが、S/Nが十分ではなかった。これらを解決する為
にロータマグネットの割付方法を改善して、信頼性が高
く、極めてS/Nの良いパルスジェネレータを提供する
こと。 【解決手段】 互いに逆極性の複数の磁極を、交互に円
周方向にM 個配置した、永久磁石からなるロータ組立体
と、複数のステータコイルをロータ組立体に対向して共
軸に設けたステータ組立体の構成において、磁極の割付
角を軸中心から均等としたものを一組以上、残りを割付
角不等とすることによって、ロータ組立体一回転に一度
だけ、該ステータコイルが電磁的に整合して極めて大き
なパルスを発生する。しかもS/Nのよい波形が得られ
る。
し、ステータコイルをこれに整合させ、一回転に一回の
パルスを発生させるパルスジェネレータが提案されてい
るが、S/Nが十分ではなかった。これらを解決する為
にロータマグネットの割付方法を改善して、信頼性が高
く、極めてS/Nの良いパルスジェネレータを提供する
こと。 【解決手段】 互いに逆極性の複数の磁極を、交互に円
周方向にM 個配置した、永久磁石からなるロータ組立体
と、複数のステータコイルをロータ組立体に対向して共
軸に設けたステータ組立体の構成において、磁極の割付
角を軸中心から均等としたものを一組以上、残りを割付
角不等とすることによって、ロータ組立体一回転に一度
だけ、該ステータコイルが電磁的に整合して極めて大き
なパルスを発生する。しかもS/Nのよい波形が得られ
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パルスジェネレー
タ、特に、ロータ組立体の一回転に一度だけ有効な電気
信号を出力するパルスジェネレータ、更に詳しくは、V
TR、FDD等のスピンドルモータの回転位置検出用に
利用出来るインデックス発電機の発電電圧特性(波形)
の改善に関する。
タ、特に、ロータ組立体の一回転に一度だけ有効な電気
信号を出力するパルスジェネレータ、更に詳しくは、V
TR、FDD等のスピンドルモータの回転位置検出用に
利用出来るインデックス発電機の発電電圧特性(波形)
の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、3.5インチのFDDのメディ
ア間の互換性を保証する為に、インデックス信号が用い
られている。このインデックス信号は、スピンドルモー
タで生成され一回転に付き一度信号を出力し、被検出回
転体の絶対位置を正しく決めるのに用いられ、その信号
は信頼性を維持する為に一般に非接触で検出される。具
体的には、被検出回転体の一箇所にインデックス信号発
生用のマグネットを設け、前記マグネットに相い対する
固定部に磁電変換素子{例えば、ホール素子を用いた
(ホールセンサ)}を設け、その電気信号で被検出回転
体の絶対位置を検出するようになっている。ところが、
半導体から出来ているホールセンサは高価であり、温度
による特性変化が大きく、又、電気的/機械的ストレス
に弱いことから、これに変わるものが検討されている。
ア間の互換性を保証する為に、インデックス信号が用い
られている。このインデックス信号は、スピンドルモー
タで生成され一回転に付き一度信号を出力し、被検出回
転体の絶対位置を正しく決めるのに用いられ、その信号
は信頼性を維持する為に一般に非接触で検出される。具
体的には、被検出回転体の一箇所にインデックス信号発
生用のマグネットを設け、前記マグネットに相い対する
固定部に磁電変換素子{例えば、ホール素子を用いた
(ホールセンサ)}を設け、その電気信号で被検出回転
体の絶対位置を検出するようになっている。ところが、
半導体から出来ているホールセンサは高価であり、温度
による特性変化が大きく、又、電気的/機械的ストレス
に弱いことから、これに変わるものが検討されている。
【0003】その一例として、特願平7ー352205
号による方法が提案されているが、この構成はロータマ
グネット側の磁極の割付角を全て不等とし、これと対向
するステータ側のコイルピッチもロータマグネット同様
に全て不等であることから、確かに一回転に一度、ロー
タマグネットとステータコイルが電磁的に正確に整合し
合って、インデックス信号が生成できるが、発電電圧の
第1のピーク値と第2のピーク値の電圧差が大きく取れ
ず(接近しており)、いわゆるS/N特性(S/N比)
が悪いものであった。従って、その後の波形処理回路が
複雑となる欠点があった。又、環境(温度/電圧等)の
変化により、誤パルス発生の危険が高く、その発電電圧
特性(波形)の改善が求められていた。
号による方法が提案されているが、この構成はロータマ
グネット側の磁極の割付角を全て不等とし、これと対向
するステータ側のコイルピッチもロータマグネット同様
に全て不等であることから、確かに一回転に一度、ロー
タマグネットとステータコイルが電磁的に正確に整合し
合って、インデックス信号が生成できるが、発電電圧の
第1のピーク値と第2のピーク値の電圧差が大きく取れ
ず(接近しており)、いわゆるS/N特性(S/N比)
が悪いものであった。従って、その後の波形処理回路が
複雑となる欠点があった。又、環境(温度/電圧等)の
変化により、誤パルス発生の危険が高く、その発電電圧
特性(波形)の改善が求められていた。
【0004】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は、このよう
な事情に鑑みて、従来技術の欠点である発電電圧のS/
N特性の悪さを改善し、簡単な波形処理回路で、安価
で、又誤パルスの発生の心配がないパルスジェネレータ
を提供することである。
な事情に鑑みて、従来技術の欠点である発電電圧のS/
N特性の悪さを改善し、簡単な波形処理回路で、安価
で、又誤パルスの発生の心配がないパルスジェネレータ
を提供することである。
【0005】
【問題点を解決するための手段】上記の課題を解決する
ために、本発明に基づくパルスジェネレータは、互いに
逆極性の複数の磁極を交互に円周方向にM個(Mは4以
上の偶数)配置して形成した永久磁石から成るロータ組
立体と複数のステータコイルを該ロータ組立体に対向し
て共軸に設けて形成したステータ組立体との構成におい
て、前記ロータ組立体の中心からの磁極の割付角の内、
割付角の大きさを互いに均等にしたものを1組以上有
し、それ以外の磁極の割付角を全て互いに不等とするこ
とにより、前記ロータ組立体の一回転に一度だけ該ステ
ータコイルが対向した前記磁極に電磁的に整合するよう
に、該ステータコイルピッチを設定することによって構
成されている。
ために、本発明に基づくパルスジェネレータは、互いに
逆極性の複数の磁極を交互に円周方向にM個(Mは4以
上の偶数)配置して形成した永久磁石から成るロータ組
立体と複数のステータコイルを該ロータ組立体に対向し
て共軸に設けて形成したステータ組立体との構成におい
て、前記ロータ組立体の中心からの磁極の割付角の内、
割付角の大きさを互いに均等にしたものを1組以上有
し、それ以外の磁極の割付角を全て互いに不等とするこ
とにより、前記ロータ組立体の一回転に一度だけ該ステ
ータコイルが対向した前記磁極に電磁的に整合するよう
に、該ステータコイルピッチを設定することによって構
成されている。
【0006】特に、上記構成において、磁極の割付角の
大きさが均等(全て同一)のM/2個からなるS(N)
極と、磁極の割付角の大きさが互いに不等のM/2個か
らなるN(S)極とでロータ組立体を構成し、前記ロー
タ組立体の一回転に一度だけ該ステータコイルが対向し
た前記磁極に電磁的に整合するように該ステータコイル
ピッチを設定することによって、著しい発電電圧特性
(波形)の改善がなされた。
大きさが均等(全て同一)のM/2個からなるS(N)
極と、磁極の割付角の大きさが互いに不等のM/2個か
らなるN(S)極とでロータ組立体を構成し、前記ロー
タ組立体の一回転に一度だけ該ステータコイルが対向し
た前記磁極に電磁的に整合するように該ステータコイル
ピッチを設定することによって、著しい発電電圧特性
(波形)の改善がなされた。
【0007】上記構成のパルスジェネレータにおいて
は、ロータ組立体の磁極の割付けにおいて、磁極S
(N)極の割付角の大きさを均等(全て同一)とし、且
つ磁極N(S)極の割付角を互いに不等に配置し、ステ
ータ組立体のコイルも同様のピッチで配置されている。
そのため、パルスジェネレータの一回転に付きロータ組
立体中のマグネットの磁極とステータ組立体中のコイル
とが、電磁的に正確に整合した、ただ一位置のみが、他
の位置における発電電圧(出力)よりも明確に大きな正
負のパルス状の電圧を発生するようになっている。この
結果、このパルスジェネレータは一回転に一度、正確に
一インデックス信号を発生する。
は、ロータ組立体の磁極の割付けにおいて、磁極S
(N)極の割付角の大きさを均等(全て同一)とし、且
つ磁極N(S)極の割付角を互いに不等に配置し、ステ
ータ組立体のコイルも同様のピッチで配置されている。
そのため、パルスジェネレータの一回転に付きロータ組
立体中のマグネットの磁極とステータ組立体中のコイル
とが、電磁的に正確に整合した、ただ一位置のみが、他
の位置における発電電圧(出力)よりも明確に大きな正
負のパルス状の電圧を発生するようになっている。この
結果、このパルスジェネレータは一回転に一度、正確に
一インデックス信号を発生する。
【0008】又、前記磁極の大きさが不等の割付角を、
おおむね等差数列をなすように配置し、且つ残りの磁極
の大きさが均等(全て同一)の割付角の値を、前記不等
の割付角の値の内で一番小さい値に等しいか、若しく
は、それより小さい値に設定することにより、該パルス
ジェネレータの有効発電電圧を大きくすることが出来
る。
おおむね等差数列をなすように配置し、且つ残りの磁極
の大きさが均等(全て同一)の割付角の値を、前記不等
の割付角の値の内で一番小さい値に等しいか、若しく
は、それより小さい値に設定することにより、該パルス
ジェネレータの有効発電電圧を大きくすることが出来
る。
【0009】更に又、プリント状コイルのようにコイル
が平面的に構成されている場合においては、該コイルが
取り囲む面積を最小にする様にパターン(径方向の発電
線素及び円周方向の接続線素及び、リターンコイルで構
成されたもの等)を設けることにより、外部磁界の影響
が最小となり、結果としてS/N特性の良い発電電圧を
得ることが出来る。
が平面的に構成されている場合においては、該コイルが
取り囲む面積を最小にする様にパターン(径方向の発電
線素及び円周方向の接続線素及び、リターンコイルで構
成されたもの等)を設けることにより、外部磁界の影響
が最小となり、結果としてS/N特性の良い発電電圧を
得ることが出来る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に本発明のパルスジェネレー
タをラジアルギャップ型ブラシレスDCモータの端部に
組込んだ(該モータのロータマグネットの端面にパルス
ジェネレータの磁極も合わせ持つマグネット一体構造)
場合の分解斜視図を図1に示した。図の構成は、ロータ
カバー24と、これに適当な固定手段によって共軸に固
定されるモータ及びパルスジェネレータ共用のロータ組
立体(ロータマグネット)25と、その内部に配置され
るモータ用ステータ組立体26と、パルスジェネレータ
用ステータコイル(本実施例ではプリントコイルの例で
ある)27が形成されると共にモータ駆動用IC 28
(公知のものを用いるので単なるブロックで示してい
る)等を実装した電子回路基板29と、ハウジング30
と更に回転シャフト31とを有する。回転シャフト31
の先端には円板状のカップリング32が付加されてい
る。
タをラジアルギャップ型ブラシレスDCモータの端部に
組込んだ(該モータのロータマグネットの端面にパルス
ジェネレータの磁極も合わせ持つマグネット一体構造)
場合の分解斜視図を図1に示した。図の構成は、ロータ
カバー24と、これに適当な固定手段によって共軸に固
定されるモータ及びパルスジェネレータ共用のロータ組
立体(ロータマグネット)25と、その内部に配置され
るモータ用ステータ組立体26と、パルスジェネレータ
用ステータコイル(本実施例ではプリントコイルの例で
ある)27が形成されると共にモータ駆動用IC 28
(公知のものを用いるので単なるブロックで示してい
る)等を実装した電子回路基板29と、ハウジング30
と更に回転シャフト31とを有する。回転シャフト31
の先端には円板状のカップリング32が付加されてい
る。
【0011】モータ用ステータ組立体26は、中心孔4
0が形成された円板状の中心部26Aと、その外周から
半径方向外側へ突出し円周方向の先端にステータ突極子
が形成されたステータ突極と、これと電気的に絶縁され
た状態で巻回されたモータ用ステータコイルより成って
いる。ステータ突極の数は、本実施例では12本であ
る。このモータ用ステータ組立体26は、取付けボルト
33によって電子回路基板29上の3つの孔100を通
し、ハウジング30の3つのねじ孔101に各々ネジ止
めされる。その際、ハウジング30のボス36は電子回
路基板29上の孔102とステータ組立体26の中心孔
40とで嵌合される。又、ロータカバー24は、該ロー
タカバー24の中央に形成されたボス部34で回転シャ
フト31とボルト41でネジ止めされる。回転シャフト
31は、ハウジング30のボス部36、38に設けられ
たボールベアリング37、39により回転自在に保持さ
れている。
0が形成された円板状の中心部26Aと、その外周から
半径方向外側へ突出し円周方向の先端にステータ突極子
が形成されたステータ突極と、これと電気的に絶縁され
た状態で巻回されたモータ用ステータコイルより成って
いる。ステータ突極の数は、本実施例では12本であ
る。このモータ用ステータ組立体26は、取付けボルト
33によって電子回路基板29上の3つの孔100を通
し、ハウジング30の3つのねじ孔101に各々ネジ止
めされる。その際、ハウジング30のボス36は電子回
路基板29上の孔102とステータ組立体26の中心孔
40とで嵌合される。又、ロータカバー24は、該ロー
タカバー24の中央に形成されたボス部34で回転シャ
フト31とボルト41でネジ止めされる。回転シャフト
31は、ハウジング30のボス部36、38に設けられ
たボールベアリング37、39により回転自在に保持さ
れている。
【0012】ロータ組立体25には、図2の2つの矢印
に示すように、着磁方向が径方向である上部のモータ用
ロータマグネット42と、着磁方向が軸方向である下部
のパルスジェネレータ用のロータマグネット43とから
成る。このようにすれば、1個のロータマグネットでモ
ータ用とパルスジェネレータ用の両方に共用出来る利点
があるばかりでなく、偏平で、且つコンパクトにパルス
ジェネレータ部を構成出来る。
に示すように、着磁方向が径方向である上部のモータ用
ロータマグネット42と、着磁方向が軸方向である下部
のパルスジェネレータ用のロータマグネット43とから
成る。このようにすれば、1個のロータマグネットでモ
ータ用とパルスジェネレータ用の両方に共用出来る利点
があるばかりでなく、偏平で、且つコンパクトにパルス
ジェネレータ部を構成出来る。
【0013】ロータ組立体25のモータ用ロータマグネ
ット42とパルスジェネレータ用ロータマグネット43
は、共に、円周方向にN極とS極を交互に配置するが、
モータ用ロータマグネト42についての磁極の割付け方
は16極、均等である。尚、本マグネットを含めた、モ
ータ構成については、本発明に直接関係しないのでこれ
以上の説明は省略する。
ット42とパルスジェネレータ用ロータマグネット43
は、共に、円周方向にN極とS極を交互に配置するが、
モータ用ロータマグネト42についての磁極の割付け方
は16極、均等である。尚、本マグネットを含めた、モ
ータ構成については、本発明に直接関係しないのでこれ
以上の説明は省略する。
【0014】次に本発明に特に重要であるパルスジェネ
レータのロータマグネット部と該マグネットに微小エア
ギャップを隔てて、共軸に配置されたステータコイル部
について述べる。先ずロータマグネット43について述
べる。本実施例では前述したように、モータ用ロータマ
グネット42と一体的に構成されている。以下の説明で
はパルスジェネレータ用マグネット43のM個の磁極の
内、M/2個の磁極割付角は、N極で不等であり、他の
M/2個の磁極割付角はS極で全て均等に設定されてい
る。尚、該不等のM/2個のN極の該磁極割付角は、お
おむね等差数列をなしている場合である。
レータのロータマグネット部と該マグネットに微小エア
ギャップを隔てて、共軸に配置されたステータコイル部
について述べる。先ずロータマグネット43について述
べる。本実施例では前述したように、モータ用ロータマ
グネット42と一体的に構成されている。以下の説明で
はパルスジェネレータ用マグネット43のM個の磁極の
内、M/2個の磁極割付角は、N極で不等であり、他の
M/2個の磁極割付角はS極で全て均等に設定されてい
る。尚、該不等のM/2個のN極の該磁極割付角は、お
おむね等差数列をなしている場合である。
【0015】本実施例の場合のパルスジェネレータ用マ
グネット43の磁極配置を図3に示す。図より、極数M
は36(≧4)極であり、該磁極をM1からM36で表
し、それに対応する中心角をΘ1からΘ36としてあ
る。該偶数極(M2、M4、M6・・・M36)はS極
であり、該奇数極(M1、M3、M5・・・M35)は
N極である。又、該偶数極の各々の中心角は全て均等
(Θ2=Θ4=Θ6=・・・=Θ34)の5度である。
一方、該奇数極の各々の中心角は初項6度、公差1度の
等差数列にほぼ成るように設定されている。具体的に
は、Θ1=6度、Θ3=7度、Θ5=8度、Θ7=9
度、・・・、Θ31=21度、Θ33=22度、及びΘ
35=32度である。
グネット43の磁極配置を図3に示す。図より、極数M
は36(≧4)極であり、該磁極をM1からM36で表
し、それに対応する中心角をΘ1からΘ36としてあ
る。該偶数極(M2、M4、M6・・・M36)はS極
であり、該奇数極(M1、M3、M5・・・M35)は
N極である。又、該偶数極の各々の中心角は全て均等
(Θ2=Θ4=Θ6=・・・=Θ34)の5度である。
一方、該奇数極の各々の中心角は初項6度、公差1度の
等差数列にほぼ成るように設定されている。具体的に
は、Θ1=6度、Θ3=7度、Θ5=8度、Θ7=9
度、・・・、Θ31=21度、Θ33=22度、及びΘ
35=32度である。
【0016】Θ1からΘ33の17個は初項Θ1=6
度、公差1度の等差数列をなしているが、末項のΘ35
のみ前記等差数列から外れている。これは初項(本実施
例では6度)、公差(本実施例では1度)並びに項数
(本実施例では偶数/奇数極数ともに18極)の設定の
仕方によって、一周(360度)割り付けた時、端数が
出る為である。末項Θ35は本来の等差数列に則れば、
23度であるが、Θ35=32度であるのはこの為であ
る。尚、端数が出ない場合が好ましいが、一般的には端
数が出る場合が多い。端数が出る場合の対応方法は上記
に限るものではない。
度、公差1度の等差数列をなしているが、末項のΘ35
のみ前記等差数列から外れている。これは初項(本実施
例では6度)、公差(本実施例では1度)並びに項数
(本実施例では偶数/奇数極数ともに18極)の設定の
仕方によって、一周(360度)割り付けた時、端数が
出る為である。末項Θ35は本来の等差数列に則れば、
23度であるが、Θ35=32度であるのはこの為であ
る。尚、端数が出ない場合が好ましいが、一般的には端
数が出る場合が多い。端数が出る場合の対応方法は上記
に限るものではない。
【0017】例えば、Θ1=6度、Θ3=7度、Θ9=
8度、・・・、Θ27=19度、Θ29=20度、Θ3
1=22度、Θ33=24度、Θ35=29度のよう
に、Θ1からΘ29までの15個は初項6度で公差1度
の等差数列であるが、Θ31からΘ35の3個は等差数
列をなしていないが、こういう場合でも良い。おおむね
等差数列とは、一周割り付けた時端数が生じ、この調整
の為に一部等差数列から外れる場合のみならず、公差の
異なる2つ以上の等差数列の組合わせから成る場合も含
んでいる。例えば、Θ1=6度、Θ3=7度、Θ9=8
度、・・・、Θ27=19度、Θ29=20度、Θ31
=22度、Θ33=25度、Θ35=28度のように、
Θ1からΘ29までの15個は初項6度で公差1度の等
差数列であり、Θ31からΘ35の3個は初項22度で
公差3度の等差数列をなしている。
8度、・・・、Θ27=19度、Θ29=20度、Θ3
1=22度、Θ33=24度、Θ35=29度のよう
に、Θ1からΘ29までの15個は初項6度で公差1度
の等差数列であるが、Θ31からΘ35の3個は等差数
列をなしていないが、こういう場合でも良い。おおむね
等差数列とは、一周割り付けた時端数が生じ、この調整
の為に一部等差数列から外れる場合のみならず、公差の
異なる2つ以上の等差数列の組合わせから成る場合も含
んでいる。例えば、Θ1=6度、Θ3=7度、Θ9=8
度、・・・、Θ27=19度、Θ29=20度、Θ31
=22度、Θ33=25度、Θ35=28度のように、
Θ1からΘ29までの15個は初項6度で公差1度の等
差数列であり、Θ31からΘ35の3個は初項22度で
公差3度の等差数列をなしている。
【0018】又、上記実施例では磁極の割付角が不等な
磁極18個全てがN極に限られていたが、割付角が不等
な磁極はN極のみに限るものではない。例えば、18個
のN極の内、9個を不等に、残り9個を均等にし、同様
に18個のS極の内、9個を不等に、残り9個を均等に
配分しても良い。勿論その際、合計18個の不等の磁極
割付角はほぼ等差数列を成すようにすることが好まし
い。又、均等である9個のN極と9個のS極の割付角は
全て等しいことが望ましいが、必ずしも等しくする必要
はない。例えば、該均等である9個のN極を4.5度、
又該均等である9個のS極を5度と言うように変えても
良い。
磁極18個全てがN極に限られていたが、割付角が不等
な磁極はN極のみに限るものではない。例えば、18個
のN極の内、9個を不等に、残り9個を均等にし、同様
に18個のS極の内、9個を不等に、残り9個を均等に
配分しても良い。勿論その際、合計18個の不等の磁極
割付角はほぼ等差数列を成すようにすることが好まし
い。又、均等である9個のN極と9個のS極の割付角は
全て等しいことが望ましいが、必ずしも等しくする必要
はない。例えば、該均等である9個のN極を4.5度、
又該均等である9個のS極を5度と言うように変えても
良い。
【0019】更に、磁極が均等である場合の割付角の大
きさが小さければ小さい程、有効発電電圧が増大する点
で好ましいが、それに伴って、着磁が困難になることは
当然である。本実施例では、これを着磁可能な5度と
し、この値は磁極の不等の割付角の中の最小値である6
度よりも更に、小さな値となっている。この事により発
電電圧を増大させることが出来た。(図6、7を比較参
照)
きさが小さければ小さい程、有効発電電圧が増大する点
で好ましいが、それに伴って、着磁が困難になることは
当然である。本実施例では、これを着磁可能な5度と
し、この値は磁極の不等の割付角の中の最小値である6
度よりも更に、小さな値となっている。この事により発
電電圧を増大させることが出来た。(図6、7を比較参
照)
【0020】次にパルスジェネレータのステータコイル
について説明する。図4に、電子回路基板29に形成さ
れるステータコイルの一種である、プリントコイル27
の例を実施例1として示す。これは半径方向に延びる発
電線素L1乃至L36(対応のロータマグネット43と
の電磁作用によって有効発電電圧を発生する線素であ
り、反時計方向に番号が付されている)とこれらの始点
と終点を結合する円弧状の結合線素Kとによりジグザグ
に形成されている。そして、隣り合う2本の発電線素間
で成す中心角(結合線素Kの成す中心角に相当)は、前
述したパルスジェネレータ用ロータマグネット43の磁
極配置と同じに設定されている。
について説明する。図4に、電子回路基板29に形成さ
れるステータコイルの一種である、プリントコイル27
の例を実施例1として示す。これは半径方向に延びる発
電線素L1乃至L36(対応のロータマグネット43と
の電磁作用によって有効発電電圧を発生する線素であ
り、反時計方向に番号が付されている)とこれらの始点
と終点を結合する円弧状の結合線素Kとによりジグザグ
に形成されている。そして、隣り合う2本の発電線素間
で成す中心角(結合線素Kの成す中心角に相当)は、前
述したパルスジェネレータ用ロータマグネット43の磁
極配置と同じに設定されている。
【0021】即ち、本実施例では発電線素Lの数は36
本であり、隣り合う2本の発電線素間が成す中心角を図
の様に、α1からα36とすれば、該偶数番目の中心角
(α2、α4、α6・・・α36)は均等(α1=α3
=α5=・・・=α35=5度)であり、該奇数番目の
中心角(α1、α3、α5・・・α35)は初項6度、
公差1度の等差数列にほぼ成るように設定されている。
但し、α35のみはパルスジェネレータ用マグネット4
2のΘ35の場合と同様に、32度であり、等差数列を
なしていない。勿論、ロータマグネット43の所で種々
磁極の割付け方として述べたように、該ロータマグネッ
ト43側の磁極の割付け方に伴って、ステータ側のコイ
ルも変更しなければならないことは当然である。
本であり、隣り合う2本の発電線素間が成す中心角を図
の様に、α1からα36とすれば、該偶数番目の中心角
(α2、α4、α6・・・α36)は均等(α1=α3
=α5=・・・=α35=5度)であり、該奇数番目の
中心角(α1、α3、α5・・・α35)は初項6度、
公差1度の等差数列にほぼ成るように設定されている。
但し、α35のみはパルスジェネレータ用マグネット4
2のΘ35の場合と同様に、32度であり、等差数列を
なしていない。勿論、ロータマグネット43の所で種々
磁極の割付け方として述べたように、該ロータマグネッ
ト43側の磁極の割付け方に伴って、ステータ側のコイ
ルも変更しなければならないことは当然である。
【0022】尚、第2線素L2が引出部の出力端子44
に、第3線素L3も同じく引出部の出力端子45に接続
されている。これらの出力端子44と45から発電電圧
を取出すようになっている。ここから取出された発電電
圧を用いて通常の波形処理回路(説明せず)によりイン
デックス信号を生成するのである。当然のことながら、
出力端子の位置はここに限る物ではない。
に、第3線素L3も同じく引出部の出力端子45に接続
されている。これらの出力端子44と45から発電電圧
を取出すようになっている。ここから取出された発電電
圧を用いて通常の波形処理回路(説明せず)によりイン
デックス信号を生成するのである。当然のことながら、
出力端子の位置はここに限る物ではない。
【0023】パルスジェネレータは上述のように構成さ
れたロータマグネット部(パルスジェネレータ用ロータ
マグネット43)がステータコイル部(プリントコイル
27)に対面してこの上に共軸に配置される。そして、
この状態でロータマグネットがステータコイルと電磁的
に最も整合した状態にある時の平面図を図5に示した。
図はロータマグネット43がステータコイル27と電磁
的に整合した瞬間であり、発電線素L1乃至L36の中
心線にロータ組立体25のパルスジェネレータ用ロータ
マグネット43の磁極M1乃至M36の周方向位置関係
が完全に合致した状態である。 尚、本発明において
は、この状態はロータマグネット43の一回転に付き一
回起こる。
れたロータマグネット部(パルスジェネレータ用ロータ
マグネット43)がステータコイル部(プリントコイル
27)に対面してこの上に共軸に配置される。そして、
この状態でロータマグネットがステータコイルと電磁的
に最も整合した状態にある時の平面図を図5に示した。
図はロータマグネット43がステータコイル27と電磁
的に整合した瞬間であり、発電線素L1乃至L36の中
心線にロータ組立体25のパルスジェネレータ用ロータ
マグネット43の磁極M1乃至M36の周方向位置関係
が完全に合致した状態である。 尚、本発明において
は、この状態はロータマグネット43の一回転に付き一
回起こる。
【0024】このパルスジェネレータの対時間発電電圧
特性を図6に示す。図中の時刻t=t0(73ms)の
瞬間はロータマグネットが図5で示した状態の時であ
る。図で示すように、発電電圧V0は時刻t=t0−Δ
1(71ms)において負の最大(V0=ー4.8m
V)になり、時刻t=t0(73ms)でV0=0(m
V)となり、更に時刻t=t0+Δ1(75ms)で正
の最大(V0=4.8mV)になる。その他の時刻にお
いては、V0は極めて小さな値(|V0|<1.4m
V)となる。図の発電電圧V0の負の最大値から正の最
大値に向かう間のV0=0である時刻t=t0の点、い
わゆる発電電圧V0のゼロクロスポイントを正確に定め
ることは、現在の電気的乃至電子的波形処理技術では極
めて容易な事である。従って、被検出回転体の回転位置
の安定した検出を行うことが出来る。
特性を図6に示す。図中の時刻t=t0(73ms)の
瞬間はロータマグネットが図5で示した状態の時であ
る。図で示すように、発電電圧V0は時刻t=t0−Δ
1(71ms)において負の最大(V0=ー4.8m
V)になり、時刻t=t0(73ms)でV0=0(m
V)となり、更に時刻t=t0+Δ1(75ms)で正
の最大(V0=4.8mV)になる。その他の時刻にお
いては、V0は極めて小さな値(|V0|<1.4m
V)となる。図の発電電圧V0の負の最大値から正の最
大値に向かう間のV0=0である時刻t=t0の点、い
わゆる発電電圧V0のゼロクロスポイントを正確に定め
ることは、現在の電気的乃至電子的波形処理技術では極
めて容易な事である。従って、被検出回転体の回転位置
の安定した検出を行うことが出来る。
【0025】比較の為に、従来技術によるパルスジェネ
レータの、対時間発電電圧特性を図7に示す。これと比
較すれば、本発明の発電電圧特性は第1のピーク値と第
2のピーク値を含めた総合波形において、S/N特性が
著しく改善していることが一目で分かる。又、発電電圧
のピークツーピーク値についても、本実施例では大きく
なっていることが分かる。
レータの、対時間発電電圧特性を図7に示す。これと比
較すれば、本発明の発電電圧特性は第1のピーク値と第
2のピーク値を含めた総合波形において、S/N特性が
著しく改善していることが一目で分かる。又、発電電圧
のピークツーピーク値についても、本実施例では大きく
なっていることが分かる。
【0026】図8はプリントコイルによるステータコイ
ルの第2の実施例である。図はリターンコイル付きのプ
リントコイル27の場合を示している。リターンコイル
は、図4の場合に対しては、その出力端に直列に且つ、
同心円状の円弧で取り囲む様に配置したものである。
尚、その際それらが平面的に取り囲む面積を最小にする
ように配置することが好ましい。(後述説明)
ルの第2の実施例である。図はリターンコイル付きのプ
リントコイル27の場合を示している。リターンコイル
は、図4の場合に対しては、その出力端に直列に且つ、
同心円状の円弧で取り囲む様に配置したものである。
尚、その際それらが平面的に取り囲む面積を最小にする
ように配置することが好ましい。(後述説明)
【0027】次にリターンコイルの機能について以下に
述べる。接続されるモータ部から発生する漏洩磁束(モ
ータ用ロータマグネット42及びステータ組立体26に
流す励磁電流による磁界)が該プリントコイル27と鎖
交することによって、ノイズ電圧が発生する。しかしな
がら、付加したリターンコイルにもほぼ同様な大きさの
ノイズ電圧が発生し、これらが互いにキャンセルするよ
うに接続されるので、結果として漏洩磁束によるノイズ
電圧を、キャンセルすることが出来る。従い、リターン
コイルの付加によって、発電電圧のS/N特性の低下を
防ぐ事が出来る。
述べる。接続されるモータ部から発生する漏洩磁束(モ
ータ用ロータマグネット42及びステータ組立体26に
流す励磁電流による磁界)が該プリントコイル27と鎖
交することによって、ノイズ電圧が発生する。しかしな
がら、付加したリターンコイルにもほぼ同様な大きさの
ノイズ電圧が発生し、これらが互いにキャンセルするよ
うに接続されるので、結果として漏洩磁束によるノイズ
電圧を、キャンセルすることが出来る。従い、リターン
コイルの付加によって、発電電圧のS/N特性の低下を
防ぐ事が出来る。
【0028】このようにリターンコイルは同心円弧状の
ものに限るわけではなく、要は発電線素に直列に接続し
て、軸方向の磁界の変化によって発生するノイズ電圧を
キャンセルする線素全般をいう。特に、説明はしていな
いが、モータ部の磁界が軸方向に発生するアキシャルギ
ャップ型モータ及び、軸方向に大きなソレノイドコイル
を持つクローポール型ステッピングモータ等の端部に組
込む場合には効果がある。
ものに限るわけではなく、要は発電線素に直列に接続し
て、軸方向の磁界の変化によって発生するノイズ電圧を
キャンセルする線素全般をいう。特に、説明はしていな
いが、モータ部の磁界が軸方向に発生するアキシャルギ
ャップ型モータ及び、軸方向に大きなソレノイドコイル
を持つクローポール型ステッピングモータ等の端部に組
込む場合には効果がある。
【0029】図9は更に別のステータ(プリント)コイ
ルの例であり、実施例3として示した。図aはプリント
コイルが平面的に取り囲む面積が小さくなる場合であ
り、図bは逆に、プリントコイルが平面的に取り囲む面
積が大きくなる場合を示している。このように本発明に
おいては同一発電線素の配置に対して、その引き回し方
が2通りある。
ルの例であり、実施例3として示した。図aはプリント
コイルが平面的に取り囲む面積が小さくなる場合であ
り、図bは逆に、プリントコイルが平面的に取り囲む面
積が大きくなる場合を示している。このように本発明に
おいては同一発電線素の配置に対して、その引き回し方
が2通りある。
【0030】図9 a、bいずれの場合も前述したよう
に、モータ等からの漏洩磁束に対してキャンセルするよ
うに成っているが、以下に述べる理由から、プリントコ
イルが平面的に取り囲む面積が小さい図9 aのほうがよ
り好ましい。理由は漏洩磁束の内、特に、軸方向(プリ
ントコイルが展開されている平面に対して垂直)成分が
プリントコイルに鎖交し、ノイズ電圧を発生させている
からである。従がい、この軸方向の漏洩磁束の鎖交量を
出来るだけ少なくする為には、該プリントコイル27が
平面的に取り囲む面積を絶対的に小さくする必要があ
る。この点で図9 aの方がより好ましい。又、該面積を
小さくするという点においても、前述した磁極の大きさ
が均等である割付角の値をできるだけ小さく設定するこ
とが好ましい。
に、モータ等からの漏洩磁束に対してキャンセルするよ
うに成っているが、以下に述べる理由から、プリントコ
イルが平面的に取り囲む面積が小さい図9 aのほうがよ
り好ましい。理由は漏洩磁束の内、特に、軸方向(プリ
ントコイルが展開されている平面に対して垂直)成分が
プリントコイルに鎖交し、ノイズ電圧を発生させている
からである。従がい、この軸方向の漏洩磁束の鎖交量を
出来るだけ少なくする為には、該プリントコイル27が
平面的に取り囲む面積を絶対的に小さくする必要があ
る。この点で図9 aの方がより好ましい。又、該面積を
小さくするという点においても、前述した磁極の大きさ
が均等である割付角の値をできるだけ小さく設定するこ
とが好ましい。
【0031】本発明は上記の構成に限る物ではなく、本
発明の理念に測り自由に構成することが出来る。コイル
はプリント状コイルに限るものではなく、鉄芯を用いそ
れにコイルを巻回して構成したものでも良い。又、コイ
ルについても、全周配設してある必要はない。特に、プ
リントコイルにおいては、発電電圧は低下するものの、
360度全周パターンを配設しておく必要はない(発電
線素を間引いても良い)。又、マグネットの磁極の配置
においても、コイルと同様に全周着磁しておく必要はな
い(着磁のない無着磁部を設けても良いし、マグネット
の一部をカットしたものを用いても良い)。更に又、パ
ルスジェネレータ単体で構成し、カップリング等を介し
て、被回転体に取付ける構成でも良い。
発明の理念に測り自由に構成することが出来る。コイル
はプリント状コイルに限るものではなく、鉄芯を用いそ
れにコイルを巻回して構成したものでも良い。又、コイ
ルについても、全周配設してある必要はない。特に、プ
リントコイルにおいては、発電電圧は低下するものの、
360度全周パターンを配設しておく必要はない(発電
線素を間引いても良い)。又、マグネットの磁極の配置
においても、コイルと同様に全周着磁しておく必要はな
い(着磁のない無着磁部を設けても良いし、マグネット
の一部をカットしたものを用いても良い)。更に又、パ
ルスジェネレータ単体で構成し、カップリング等を介し
て、被回転体に取付ける構成でも良い。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、パルスジェネレータの
コストを上げることなく、その発電電圧のS/N特性を
著しく向上させる事が出来る。特に、第1のピーク値と
第2のピーク値との電圧差が大きく取れる為、その後の
波形処理回路が非常に簡単に且つ、安価に構成でき、電
子回路を含めたトータルのコストを安価にすることが出
来る。又、環境(温度/電圧等)の変化による、インデ
ックスパルスの誤動作もなくすことが出来る効果があ
る。
コストを上げることなく、その発電電圧のS/N特性を
著しく向上させる事が出来る。特に、第1のピーク値と
第2のピーク値との電圧差が大きく取れる為、その後の
波形処理回路が非常に簡単に且つ、安価に構成でき、電
子回路を含めたトータルのコストを安価にすることが出
来る。又、環境(温度/電圧等)の変化による、インデ
ックスパルスの誤動作もなくすことが出来る効果があ
る。
【図1】パルスジェネレータを組込んだラジアルギャッ
プ型ブラシレスDCモータの分解斜視図
プ型ブラシレスDCモータの分解斜視図
【図2】ロータ組立体とその着磁方向
【図3】本発明のパルスジェネレータ用マグネット磁極
配置図
配置図
【図4】電子回路基板上に形成されたステータコイル例
【図5】本発明のロータマグネット部とステータコイル
部と電磁的に最も良く整合した状態図
部と電磁的に最も良く整合した状態図
【図6】本発明のパルスジェネレータの発電電圧特性
【図7】従来のパルスジェネレータの発電電圧特性
【図8】本発明のステータコイル部をリターンコイル付
きプリントコイルとした実施例
きプリントコイルとした実施例
【図9a 】本発明のプリントコイルで囲む面積が小さい
場合の例
場合の例
【図9b 】本発明のプリントコイルで囲む面積が小さい
場合
場合
24−−−ロータカバー 25−−−ロータ組立体(マグネット) 26−−−モータステータ組立体 27−−−プリントコイル 28−−−電子部品の一つ 29−−−電子回路基板 30−−−ハウジング 31−−−回転シャフト 32−−−カップリング 33−−−取付けボルト 34−−−ロータカバーのボス 36−−−ハウジングのボス 37−−−ボールベアリング 38−−−ハウジングのボス 39−−−ボールベアリング 40−−−ステータコイル中心穴 41−−−ボルト 42−−−モータ用ロータマグネット 43−−−パルスジェネレータ用マグネット 44−−−プリントコイル出力端子 45−−−プリントコイル出力端子 100−−−取付けボルト穴 101−−−取付けボルト穴 102−−−基板中心穴
Claims (17)
- 【請求項1】互いに逆極性の複数の磁極を交互に円周方
向にM個(Mは4以上の偶数)配置して形成した永久磁
石から成るロータ組立体と複数のステータコイルを該ロ
ータ組立体に対向して共軸に設けて形成したステータ組
立体との構成において、前記ロータ組立体の中心からの
磁極の割付角の内、該割付角の大きさを互いに均等にし
たものを1組以上有し、それ以外の磁極の割付角を全て
互いに不等とすることにより、前記ロータ組立体の一回
転に一度だけ該ステータコイルが対応の前記磁極に電磁
的に整合するように、該ステータコイルピッチを設定し
たことを特徴とするパルスジェネレータ。 - 【請求項2】前記M個の磁極の内、任意のM/2個をN
(又はS)極とし、残りのM/2個全てを反対のS(又
はN)極としたことを特徴とする、請求項1記載のパル
スジェネレータ。 - 【請求項3】前記磁極の割付角の大きさが均等の、1組
以上の磁極の数がM/2個未満で該磁極を全てN(又は
S)極の同極とし、割付角が不等である磁極の内、M/
2個の磁極をS(又はN)極、更に残りの割付角が不等
の磁極全てを均等な割付角のものと同極のN(又はS)
極としたことを特徴とする、請求項1に記載のパルスジ
ェネレータ。 - 【請求項4】前記磁極の割付角の大きさが均等の、1組
以上の磁極の数がM/2個を越え、該磁極の任意のM/
2個をN(又はS)極とし、残りの割付角が均等の磁極
と割付角が不等の磁極全てを、S(又はN)極としたこ
とを特徴とする、請求項1に記載のパルスジェネレー
タ。 - 【請求項5】前記割付角の大きさが均等の磁極は1組以
上有し、それらの総数をM/2個としたことを特徴とす
る、請求項1に記載のパルスジェネレータ。 - 【請求項6】前記割付角の大きさが均等のM/2個全て
の磁極をS(又はN)極とし、残りの割付角の不等のM
/2個全ての磁極を反対のN(又はS)極としたことを
特徴とする、請求項5に記載のパルスジェネレータ。 - 【請求項7】前記磁極の不等の割付角は、おおむね等差
数列をなすように配設されたことを特徴とする、請求項
1乃至6のいずれか1つに記載のパルスジェネレータ。 - 【請求項8】前記1組以上からなる大きさが均等の割付
角の内、該割付角が最小の組の値は、割付角の大きさが
不等の中で一番小さい値に等しいか又は、該値より小さ
く設定されていることを特徴とする、請求項1乃至7の
いずれか1つに記載のパルスジェネレータ。 - 【請求項9】前記ステータコイルは、プリントコイルで
形成したことを特徴とする、請求項1記載のパルスジェ
ネレータ。 - 【請求項10】前記M個の磁極の内任意の偶数極を未着
磁として磁極数を間引いたことを特徴とする請求項第1
項に記載のパルスジェネレータ。 - 【請求項11】モータ及びパルスジェネレータ共用のロ
ータ組立体における磁極の着磁は、モータ磁極を強い磁
界、パルスジェネレータ磁極を弱い磁界発生とするよう
に着磁することを特徴とする請求項第1項に記載のパル
スジェネレータ。 - 【請求項12】前記プリントコイルを構成する発電線素
の数は、全周に限らず一部の区間に配置されることを特
徴とする請求項第1項に記載のパルスジェネレータ。 - 【請求項13】前記プリントコイルを構成する発電線素
の数は、前記磁極の数と一致しないことを特徴とする、
請求項9に記載のパルスジェネレータ。 - 【請求項14】前記プリントコイルの出力端に、直列に
接続されたプリント状のリターンコイルを、円周方向に
設けたことを特徴とする、請求項9に記載のパルスジェ
ネレータ。 - 【請求項15】前記円周方向に配したリターンコイル
と、発電線素及び接続線素で取り囲む面積が、最小とな
る様に該リターンコイルを設けたことを特徴とする、請
求項14に記載のパルスジェネレータ。 - 【請求項16】前記プリントコイルは、2つのジグザグ
状パターンが同心円状に形成されており、各々の発電線
素に発生する電圧が加算される様に、該ジグザグ状コイ
ルの各々を直列に接続されていることを特徴とする、請
求項9に記載のパルスジェネレータ。 - 【請求項17】前記各々のジグザグ状プリントコイルで
取り囲む面積が、最小となる様に該プリントコイルを設
けたことを特徴とする、請求項16に記載のパルスジェ
ネレータ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8174273A JP2777710B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | パルスジェネレータ |
US08/861,066 US5847483A (en) | 1996-06-13 | 1997-05-21 | Pulse generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8174273A JP2777710B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | パルスジェネレータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH104666A true JPH104666A (ja) | 1998-01-06 |
JP2777710B2 JP2777710B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=15975781
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5847483A (ja) |
JP (1) | JP2777710B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2002527272A (ja) * | 1998-10-16 | 2002-08-27 | シルバーブルック リサーチ プロプライエタリイ、リミテッド | インクジェットプリンタに関する改良 |
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