JPS61139260A - アクチユエ−タ - Google Patents

アクチユエ−タ

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Publication number
JPS61139260A
JPS61139260A JP26024884A JP26024884A JPS61139260A JP S61139260 A JPS61139260 A JP S61139260A JP 26024884 A JP26024884 A JP 26024884A JP 26024884 A JP26024884 A JP 26024884A JP S61139260 A JPS61139260 A JP S61139260A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
magnetic pole
magnetic
pole teeth
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26024884A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukihiro Ashizaki
芦崎 幸弘
Hiroaki Tamae
玉江 裕明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP26024884A priority Critical patent/JPS61139260A/ja
Priority to GB08619706A priority patent/GB2179803B/en
Priority to PCT/JP1985/000680 priority patent/WO1986003629A1/ja
Priority to DE19853590633 priority patent/DE3590633T/de
Priority to DE3590633A priority patent/DE3590633C2/de
Publication of JPS61139260A publication Critical patent/JPS61139260A/ja
Priority to US07/273,141 priority patent/US4970423A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

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 バーンナルコンピュータが事務機器として多くのR場、
家庭に普及して来たのに伴ない、その外部記憶装置とし
て、フロッピーディスク装置、ハードディスク装置、光
デイスク装置が一大市場を形成しようとしている。それ
らの装置の中でも、アクセスタイムが短くかつ大容量で
あるハードディスク装置は序々に需要が増大してきてい
る、ハードディスク装置は主として、スピンドルモータ
ディスク、ヘッドアクチュエータ、磁気ヘッド。
ディスクエンクロージャー、呼吸フィルタ、位置制御回
路2回転制御回路、記録再生回路より構成されている。
この中でヘッドアクチュエータは、磁気ヘット′を高精
度、高速で位置決めする為に欠かせない機構である。本
発明は上記のハードディスク用のへッドアクテユエ〜り
に関するものである。
従来の技術 従来、ハードディスク用のヘッドアクチュエータは、ボ
イスコイルモルタタイプとステッピングモータタイプが
ある。
ボイスコイルモルタタイプで構成したアクチュエータを
第9図に示す。以下図面を参照しながら、上述したボイ
スコイルモータタイプのアクチュエータの一例について
説明する。図において、2゜はヨーク22.ノヤフト2
5等を取付けるノ・ウジング、23はヨーク22に装着
された永久磁石、24はコイルである。、121はアー
ムで、コイル謳と直結され、その先端には磁気ヘッドを
取りつける。
以上の様に構成され之ヘッドアクチュエータについて、
以下その動作について説明する。ヨーク22と永久磁石
23で構成された磁気回路はギャップに静磁界をつくる
。その中に摺動可能なコイル24を入れて通電するとフ
レミングの左手側によって推力が発生する。この方式は
作り易く、コギングのないことから精密な制御がかけ易
いことが利点としてあげられるが、反面、所望の駆動力
を得る為には体積が大きくなり電力消費も大きいという
欠点がある。
次に、ステッピングモータタイプで構成したアクチ?り
を第10図に示す。以下図面を参照しながら、ステッピ
ングモータタイプのアクチュエータの一例について説明
する。26は磁気ヘッド、27はアーム28の回転軸と
なるノヤフト、29はプーリー、3oはステッピングモ
ータである。
プーリー29の周囲にはメタルバンドが巻きつけてあり
、そのメタルバンドはアーム28とプーリー29で固定
しである。そして、ステッピングモータ3Qの回転に伴
ない、アーム28が動くようになっている。ステッピン
グモータタイプは開ループで駆動できるため制御回路は
簡単になることと、モータ体積当たりの駆動力はボイス
コイルモータタイプより大きくすることができる。ただ
、ステップ角の微細化には限度があり、精密な位置制御
には向かない。
発明が解決しようとする問題点 以上述べたように、ボイスコイルモータには体積大、消
費電力大という短所があり、ステッピングモータには微
小位置制御が困難であるという問題点があって、高精度
位置決め性と高トルク性を備えたアクチュエータが得ら
れていなかつ之。
本発明は上記問題点に鑑み、微小位置制御性と高・トル
ク性を備え次アクチュエータを提供するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決する之めに、本発明のアクチュエータ
は、外周に一定の角度ピッチで複数の凹凸の磁極歯を具
備する磁性体よりなる回転子コアと、該回転子とわずか
な空隙を維持して対向すると共に前記磁極歯と同角度ピ
ッチの複数の磁極歯を具備する複数の磁極歯群を有する
磁性体よりなる固定子コアと、該固定子コアに装着され
た永久磁石と、該固定子コアに巻装された複数個の多相
のコイルと、前記回転子コアと固定子コアとの空隙を一
定に維持し滑らかに回転可能ならしめる軸受装置と、前
記回転子の外周に配置され回転子の磁極歯を検出しこれ
を電気信号に変換し互いに位相の異なる略正弦波の複数
の位置信号を出力する非接触型の位置検出器とを備えた
ものである。
作    用 本発明は、トルク発生はステッピングモータと同様のリ
ラクタノス変化に基づくものであり、比較的少消費電力
で大トルクを発生することができるものであり、また、
コギング力が小さいことから微小位置決めに適するもの
である。さらに、回転子の磁極iを検出して電流を切換
えることにより、トルクリップルのない滑らかな動きが
得られる。
実捲例 以下本発明の一実権例のアクチュエータについて、図面
を参照しながら説明する。
第1図に原理図を示す。この図は本発明のモータを直線
状に展開したものである。
ステータコア1は大きく分けて磁極歯群A、B。
Cを有するコア2aと、磁極歯群A、B、Cf有するコ
ア2bから成る。磁極歯群A、B、Cはロータ磁極歯(
ピッチL)に対してそれぞれ0ピツチ、L/3ピッチ、
−L/3ピッチずれており、磁極歯群A、B、Cはそれ
ぞれL/2ピッチ、L/ 2 + L / 3ピツチ、
L/2−L/3ピッチずれている。このとき、それぞれ
の磁極歯群のバー ミアンス変化は、歯形状を工夫する
ことにより正弦波として扱うことができ、 P A’:: P□+ pcO5θ     PH=P
o pCCiSθP B= P ()+ pCO5(θ
−1200)  PH=Po−pcos(θ−120°
)PC=Po+pcO3(θ−2400)  P6=P
□ pcos(θ−24oO)Po−(Prnax+P
m1n)/2p=(Pnax−Pmin)/2Ptna
工:歯対向n + Pm1n ”両弁対向時、θ=2π
そ 又、永久磁石のつくる磁束は、 φMA:(1+マocosθ)φM φMB= (1+JLoCOS(θ−1200月φMφ
yc=(1+ pOCM(θ−2400) )φMφM
A = (1pr−CQS fl )φMφM五=(1
−、c喧1l−1200)jφM3φM=永久磁石のつ
くる平均磁束 法にコイル電流を次の様に選ぶ。
I A=I (plnθ    I、H= I□s+n
θI B= I 0sln (θ−1200) I H
= I □Sin (θ−12oo)I c: I □
sin (θ−2400)I Eニー I □Sln 
(θ−240°)これによりコイルの作る磁束は、 φCA” ”AIA    φCλ=−NPiIλφ。
3=−NPBIB   φ。s =−N P百Iiφc
cニーJJpcI c   φccE= −NPcIC
Nニー磁極歯群当りのコイル巻数 一方、リラクタンス変化は、 Rp、= R()−r QCSθ      ”A=R
□+ rcosθRB=R()  rcOs(θ−12
0’)  RB=R□+rCO5(θ−12CP)Rc
=Ro−rcos(θ−240’)  Rに==R□+
rCO5(θ−2400)RO”(”rnax +Rw
in )/2’=(Rmaz  ”min )/2R1
1na工:歯非対向時+Rmiユニ歯対向時各相推力は
、 Ri Fi=−+φi2   (i=A、B、C,A、B、C
)x 全推力は、 ノズルのない運動を行なうことができることがわかる。
理論的にコギング、トルクリップルがないことは、まず
位置精度が良くなる。つまり制御ループのゲインを大き
く取らなくてもよく、それによって機械的共振点を低く
設定してもよく組立易くなる。また、滑らかな運動のた
めに、不用の振動を抑えることができるので、セトリン
グタイムも短くなり、アクセスタイムの短縮となる。第
2図は断面図、第3図は位置検出器の取付けを示す断面
図である。
外周に同一角度ピノチで歯を形成しているロータコア4
は、シャフト11に圧入され、軸受装置7を介して、ケ
ース9,10に固定される。一方、ステータコア5はコ
イル6が巻回され、永久磁石3を取付けられ、ヨークを
介してケース9に固定される。さらに、位置検出器12
がロータ4の外周に配置されケース1oに固定される。
この位置検出器12はロータ4の歯の凹凸を磁気的もし
くは光学的な非接触手段によって検出する。これを電気
信号に変え、それぞれのコイルに通電指令を与える電子
整流子の信号としている。このため、コイル6は最大ト
ルクを得られる様に通電される。
さらに電流の振幅は外部の指令によって可変できる様に
しである。
第4図にロータコア4の形状、第5図にステータコア5
の形状を示す。ステータコア5はロータコア4の磁極歯
に対して、それぞれ位相の異なる6つの磁極歯群を基本
単位としている。もちろん、同一ステータ内に複数の基
本単位の磁極歯群を配置してもよい。
第6図にステルタコアロへの永久磁石3の取付側を示す
。aの様にヨーク13を介して積厚方向に取付ける方法
、bの様にステータコア5の外周に取付ける方法、Cの
様にステータコア5の間に取付ける方法、さらにdの様
に2つのコアでサンドイッチ状にする方法がある。位置
検出器12は、第7図の様にステータコアの間に配置さ
れている。
第8図に駆動回路ブロック図を示す。
なお、理論から実捲例まで三相を前提として行なったが
、もちろん二相でもよいことは言うまでもない。
発明の効果 以上のように本発明は、外周に一定の角度ピッチで凹凸
の歯をもつロータと、ロータに対して位相の異なる磁極
歯群からなるステータと、ロータの外周に配置されてそ
の凹凸から位置を検出する位置検出器を基本講成とする
ものである。磁極歯のリラクタンスを原理とするため、
発生トルクが大きいこと、又、磁極歯群の位相と通電電
流を選んでやれば、トルクリップルのないモータとなる
こと、さらに、トータル磁気抵抗は一定となる為、コギ
ングがなくせ位置制御がかけ易くなることなどの効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理図、第2図は本発明の実捲例にか
かる断面図、第3図は同位置検出器の取付けを示す断面
図、第シ図は同ロータ形状を示す正面図、第6図は同ス
テータ形状を示す正面図、第6図は同ステータへの永久
磁石取付例を示す斜視図、第7図は同ステータコアと位
置検出器の関係を示す説明図、第8図は同駆動回路のブ
ロック図、第9図は従来のボイスコイルタイプのアクチ
ュエータの説明図、第1Q図は従来のステッピングモー
タタイプのアクチュエータの説明図である。 3・・・・・・永久磁石、4・・・・・・ロータコア、
5・・・・・・ステータコア、6・・・・・・コイル、
7・・・・・・軸受、12・・・・・位置検出器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名栗4
図 第 5 閃 第6図 (b) 16図 (CJ         3 第 7 図 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 外周に一定の角度ピッチで複数の凹凸の磁極歯を具備す
    る磁性体よりなる回転子コアと、該回転子とわずかな空
    隙を維持して対向すると共に前記磁極歯と同角度ピッチ
    の複数の磁極歯を具備する複数の磁極歯群を有する磁性
    体よりなる固定子コアと、該回転子コアに装着された求
    久磁石と、該固定子コアに巻装された複数個の多相のコ
    イルと、前記回転子コアを回転自在に支持する軸受装置
    と、前記固定子の内周に配置され回転子の磁極歯を検出
    しこれを電気信号に変換し互いに位相の異なる略正弦波
    の複数の位置信号を出力する非接触型の位置検出器とを
    備えたアクチュエータ。
JP26024884A 1984-12-10 1984-12-10 アクチユエ−タ Pending JPS61139260A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26024884A JPS61139260A (ja) 1984-12-10 1984-12-10 アクチユエ−タ
GB08619706A GB2179803B (en) 1984-12-10 1985-12-10 Brushless motor
PCT/JP1985/000680 WO1986003629A1 (en) 1984-12-10 1985-12-10 Brushless motor
DE19853590633 DE3590633T (ja) 1984-12-10 1985-12-10
DE3590633A DE3590633C2 (ja) 1984-12-10 1985-12-10
US07/273,141 US4970423A (en) 1984-12-10 1988-10-25 Stepper motor with a rotor teeth sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26024884A JPS61139260A (ja) 1984-12-10 1984-12-10 アクチユエ−タ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61139260A true JPS61139260A (ja) 1986-06-26

Family

ID=17345406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26024884A Pending JPS61139260A (ja) 1984-12-10 1984-12-10 アクチユエ−タ

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JP (1) JPS61139260A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101072783B1 (ko) 2009-08-26 2011-10-14 대성전기공업 주식회사 액추에이터

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57189554A (en) * 1981-05-14 1982-11-20 Japan Servo Co Ltd Stepping motor

Patent Citations (1)

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Cited By (1)

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KR101072783B1 (ko) 2009-08-26 2011-10-14 대성전기공업 주식회사 액추에이터

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