專利名稱：能夠調(diào)整輸出信號(hào)之間的相位差的馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通過(guò)切換線圈的通電狀態(tài)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子的馬達(dá)，尤其涉及ー種設(shè)置有用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的位置檢測(cè)單元的馬達(dá)。
背景技術(shù)：
步進(jìn)馬達(dá)具有以下特征其切換線圈的通電狀態(tài)，從而能夠以針對(duì)各步設(shè)置的轉(zhuǎn)動(dòng)角度來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，因此即使在沒(méi)有用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的単元的情況下也能夠容易地進(jìn)行位置控制。為此，在驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)時(shí)，通常利用以下驅(qū)動(dòng)模式通過(guò)開(kāi)環(huán)控制以預(yù)定時(shí)間間隔切換線圈的通電狀態(tài)。然而，在高速或高負(fù)荷條件下驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)的情況下，轉(zhuǎn)子不能響應(yīng)以預(yù)定時(shí)間間隔進(jìn)行的線圈的通電狀態(tài)的切換，這可能導(dǎo)致馬達(dá)的失歩。
為了消除該可能性，提出了以下步進(jìn)馬達(dá)其設(shè)置有用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的位置檢測(cè)單元，并且具有可以通過(guò)執(zhí)行用于根據(jù)位置檢測(cè)單元的輸出切換線圈的通電狀態(tài)的反饋控制來(lái)實(shí)現(xiàn)高速驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)模式。這種類型的步進(jìn)馬達(dá)基于從位置檢測(cè)單元輸出的轉(zhuǎn)子位置信息來(lái)進(jìn)行反饋控制，因此需要正確的轉(zhuǎn)子位置信息。例如，在日本專利03517548中公開(kāi)了上述類型的步進(jìn)馬達(dá)。在日本專利03517548所公開(kāi)的步進(jìn)馬達(dá)中，在外磁軛的齒之間、與以圓周方向分割的方式被磁化的中空?qǐng)A筒狀磁體的外周表面相對(duì)地設(shè)置電氣元件，并且電氣元件檢測(cè)磁體(轉(zhuǎn)子)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。對(duì)于如在日本專利03517548中所公開(kāi)的步進(jìn)馬達(dá)中的對(duì)以圓周方向分割的方式被磁化的磁體(轉(zhuǎn)子)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的檢測(cè)，通常實(shí)踐為沿圓周方向與磁體相對(duì)地設(shè)置位置檢測(cè)單元。此外，2相驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)通常設(shè)置有兩個(gè)位置檢測(cè)單元以便于轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制。以偏移與一個(gè)極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)角的1/2 (電氣角為90度)的方式、與磁體表面相對(duì)地在磁體(轉(zhuǎn)子)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上并排配置兩個(gè)位置檢測(cè)單元?；趶膬蓚€(gè)位置檢測(cè)單元輸出至馬達(dá)控制器的轉(zhuǎn)子位置信息，馬達(dá)控制器根據(jù)步進(jìn)馬達(dá)的兩個(gè)相位來(lái)切換線圈的通電狀態(tài)，從而可以進(jìn)行2相驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)的反饋控制。如果兩個(gè)位置檢測(cè)單元在相對(duì)位置上相互偏移，則難以將轉(zhuǎn)子位置信息精確地反饋至馬達(dá)控制器。作為該問(wèn)題的解決方案，將兩個(gè)位置檢測(cè)單元(位置檢測(cè)傳感器)設(shè)置在単一芯片中，并且通常，這種單ー芯片位置檢測(cè)傳感器產(chǎn)品在市場(chǎng)上流通。圖12是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的步進(jìn)馬達(dá)中使用的磁體和位置檢測(cè)傳感器的圖。圖12僅示意性示出從步進(jìn)馬達(dá)軸向觀察的由附圖標(biāo)記101表示的磁體和由附圖標(biāo)記102表示的位置檢測(cè)傳感器。磁體101形成為中空?qǐng)A筒狀，并且將磁體101磁化為在其圓周方向上交替具有不同的極(總共8個(gè)極，即，4個(gè)N極和4個(gè)S扱)。位置檢測(cè)傳感器102具有在單ー芯片(封裝)中集成形成的第一傳感器部102a和第二傳感器部102b,并與磁體101的外周表面相對(duì)地設(shè)置。當(dāng)位置檢測(cè)傳感器102的第一傳感器部102a與磁體101的S極和N極之間的邊界相對(duì)時(shí)，第二傳感器部102b與磁體101的N極的中心相対。由此以與磁體101相対的方式設(shè)置位置檢測(cè)傳感器102，以使得第一傳感器部102a和第二傳感器部102b關(guān)于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸所形成的角變得等干與一個(gè)極相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)角的1/2(電氣角為90度)。簡(jiǎn)而言之，將從兩個(gè)位置檢測(cè)單元(位置檢測(cè)傳感器102的第一傳感器部102a和第二傳感器部102b)各自輸出的信號(hào)形成為在電氣角方面具有90度的相位差。因此，通過(guò)根據(jù)各信號(hào)的正負(fù)狀態(tài)來(lái)切換線圈通電定時(shí)，可以獲得高效率的步進(jìn)馬達(dá)。然而，在市場(chǎng)上，在兩個(gè)傳感器部之間的間隔方面，如圖12所示在単一芯片上內(nèi)置有兩個(gè)傳感器部的位置檢測(cè)傳感器僅有很少類型。為此，當(dāng)需要獲得位置檢測(cè)傳感器的兩個(gè)傳感器部和步進(jìn)馬達(dá)的磁極之間的適當(dāng)間隔時(shí)，僅可以從以下兩種方法中選擇機(jī)械地調(diào)節(jié)相互相対的位置檢測(cè)傳感器和磁體之間的距離的方法，以及制造定制兩個(gè)傳感器部之間的間隔的特定位置檢測(cè)傳感器的方法。然而，在機(jī)械地調(diào)節(jié)相互相対的位置檢測(cè)傳感器和磁體之間的距離的方法的情況下，如果通過(guò)使位置檢測(cè)傳感器與磁體的外周表面變得接近來(lái)調(diào)節(jié)距離，則可能使得位置檢測(cè)傳感器與磁體的外周表面接觸。另ー方面，如果通過(guò)使得位置檢測(cè)傳感器遠(yuǎn)離磁體的外周表面來(lái)調(diào)節(jié)距離，則位置檢測(cè)傳感器的輸出減小，導(dǎo)致由于位置檢測(cè)傳感器的靈敏度降低引起檢測(cè)誤差増大。此外，制造定制兩個(gè)傳感器部之間的間隔的特定位置檢測(cè)傳感器的方法非常昂貴。特別地，在成本限制的情況下，每當(dāng)開(kāi)發(fā)了磁體的極數(shù)和外部尺寸不同的步進(jìn)馬達(dá)時(shí)就制造定制在兩個(gè)傳感器部之間的間隔的位置檢測(cè)傳感器是不實(shí)際的。以上的另一可選方法是對(duì)兩個(gè)傳感器部之間的間隔進(jìn)行作為相位調(diào)整的電氣調(diào)整的方法(電氣調(diào)整)。然而，當(dāng)考慮兩個(gè)傳感器部之間的相互位置誤差和封裝的安裝誤差等時(shí)，需要對(duì)每臺(tái)步進(jìn)馬達(dá)進(jìn)行電氣調(diào)整。通常將驅(qū)動(dòng)電路與步進(jìn)馬達(dá)分離設(shè)置。因此，需要對(duì)每臺(tái)步進(jìn)馬達(dá)進(jìn)行電氣調(diào)整，從而針對(duì)各步進(jìn)馬達(dá)確定電氣調(diào)整值，然后，在將步進(jìn)馬達(dá)集成到設(shè)備中時(shí)將調(diào)整值寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)電路中。

發(fā)明內(nèi)容
與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明提供以下馬達(dá)能夠在防止位置檢測(cè)傳感器與磁體的外周表面接觸或者位置檢測(cè)傳感器的靈敏度降低的情況下，進(jìn)行磁檢測(cè)單元的機(jī)械位置調(diào)整從而調(diào)整從兩個(gè)磁感極各自輸出的信號(hào)之間的相位差。本發(fā)明提供一種馬達(dá)，包括轉(zhuǎn)子，其能夠繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并包括軸向端面被磁化為在圓周方向上交替具有不同的極的磁體；定子，其由軟磁性材料形成，并包括與所述磁體的外周面相對(duì)的磁極部；多個(gè)線圈，用于通電以勵(lì)磁所述定子的磁極部；磁檢測(cè)單元，其以與所述磁體的軸向端面相對(duì)的方式設(shè)置，并具有用于檢測(cè)由所述磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)引起的磁場(chǎng)變化的第一磁感極和第二磁感扱；以及保持構(gòu)件，用于以與所述磁體的軸向端面相對(duì)的方式保持所述磁檢測(cè)單元，其中，所述保持構(gòu)件保持所述磁檢測(cè)單元，以使得在與所述磁體 的徑向方向垂直的方向上并排配置所述磁檢測(cè)單元的第一磁感極和第二磁感極，并且使得能夠在所述磁體的徑向方向上調(diào)整保持所述磁檢測(cè)單元的位置。 根據(jù)本發(fā)明，保持構(gòu)件保持磁檢測(cè)單元以使得在與磁體的徑向方向垂直的方向上并排配置磁檢測(cè)単元的第一磁感極和第二磁感極，并且使得可以在磁體的徑向方向上調(diào)整保持磁檢測(cè)単元的位置。結(jié)果，可以提供以下馬達(dá)能夠進(jìn)行磁檢測(cè)単元的機(jī)械位置調(diào)整，并由此調(diào)整從兩個(gè)磁感極各自輸出的信號(hào)之間的相位差。因此，可以解決在針對(duì)磁體機(jī)械地調(diào)整位置檢測(cè)傳感器的位置的傳統(tǒng)方法中所涉及的、位置檢測(cè)傳感器與磁體的外周表面接觸或位置檢測(cè)傳感器的靈敏度降低的問(wèn)題。此夕卜，與電氣地調(diào)整位置檢測(cè)傳感器相對(duì)于磁體的位置的傳統(tǒng)方法不同，可以節(jié)省用于確定馬達(dá)用的電氣調(diào)整值并將值寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)電路中的時(shí)間和勞カ。通過(guò)以下參考附圖對(duì)典型實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖I是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的步進(jìn)馬達(dá)的分解立體圖。圖2是沿著經(jīng)由線圈和步進(jìn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子軸延伸并與轉(zhuǎn)子軸平行的平面的、步進(jìn)馬達(dá)的截面圖。圖3是步進(jìn)馬達(dá)的磁傳感器和馬達(dá)蓋的傳感器安裝部的放大圖。圖4是設(shè)置有步進(jìn)馬達(dá)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的控制系統(tǒng)的框圖。圖5是用于說(shuō)明步進(jìn)馬達(dá)的定子和磁傳感器之間的相位關(guān)系的沿軸向的俯視圖。圖6A是示出歩進(jìn)馬達(dá)中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角和馬達(dá)轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的圖，以及圖6B是示出歩進(jìn)馬達(dá)中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角和磁傳感器輸出之間的關(guān)系的圖。圖7A 7D，是用于說(shuō)明步進(jìn)馬達(dá)的反饋驅(qū)動(dòng)操作的沿軸向的俯視圖。圖8A是位置調(diào)整之前的步進(jìn)馬達(dá)的磁傳感器的圖，以及圖SB是位置調(diào)整之后的步進(jìn)馬達(dá)的磁傳感器的圖。圖9是沿著經(jīng)由步進(jìn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子軸延伸并與轉(zhuǎn)子軸平行的平面的、根據(jù)本發(fā)明第ニ實(shí)施例的步進(jìn)馬達(dá)的截面圖。圖10是步進(jìn)馬達(dá)的磁傳感器和B相蓋構(gòu)件的傳感器安裝部的放大圖。圖11是用于說(shuō)明步進(jìn)馬達(dá)的磁傳感器和磁體之間的相位關(guān)系的沿軸向的俯視圖。圖12是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的步進(jìn)馬達(dá)中的磁體和位置檢測(cè)傳感器的圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考示出本發(fā)明實(shí)施例的附圖在以下詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。首先，將說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖I是根據(jù)第一實(shí)施例的步進(jìn)馬達(dá)的分解立體圖。圖2是沿著經(jīng)由線圈和步進(jìn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子軸延伸并與轉(zhuǎn)子軸平行的平面的、步進(jìn)馬達(dá)的截面圖。圖3是步進(jìn)馬達(dá)的磁傳感器和馬達(dá)蓋的傳感器安裝部的放大圖。如圖I 3所示，步進(jìn)馬達(dá)包括定子2、第一線圈3、第一繞線筒4、第二線圈5、第ニ繞線筒6、磁體7、芯8、由附圖標(biāo)記9表示的轉(zhuǎn)子軸、軸承10、由附圖標(biāo)記11表示的馬達(dá)蓋和由附圖標(biāo)記12表示的磁傳感器。定子2由軟磁性材料形成,并具有第一外磁極部2a、第二外磁極部2b、在第一外磁極部2a和第二外磁極部2b各自的一端連接的平板部2c、以及用于將軸承10安裝在其中的軸承安裝部2d。將定子2的第一外磁極部2a和第二外磁極部2b各自形成為與轉(zhuǎn)子軸9平行延伸的梳齒形狀。將第一線圈3以纏繞至第一繞線筒4的狀態(tài)固定至第一繞線筒4，以使得定子2的第一外磁極部2a位于第一繞線筒4的內(nèi)周側(cè)(參考圖2)。當(dāng)?shù)谝痪€圈3被通電時(shí)，對(duì)定子2的第一外磁極部2a進(jìn)行勵(lì)磁。將第二線圈5以纏繞至第二繞線筒6的狀態(tài)固定至第二繞線筒6，以使得定子2的第二外磁極部2b位于第二繞線筒6的內(nèi)周側(cè)(參考圖2)。當(dāng)?shù)诙€圈5被通電時(shí)，對(duì)定子2的第二外磁極部2b進(jìn)行勵(lì)磁。 將第一線圈3和第二線圈5 (多個(gè)線圈)相互鄰近地 設(shè)置在平板部2c的平面上，其中芯8的一部分和轉(zhuǎn)子軸9介于第一線圈3和第二線圈5之間。這使得可以減小步進(jìn)馬達(dá)的軸向長(zhǎng)度。磁體(磁環(huán))7由中空?qǐng)A筒狀永磁體形成。磁體7的外周表面沿圓周方向被分割成多個(gè)分割部(在本實(shí)施例中為8個(gè)分割部)，并且分割部被交替磁化為S極和N極以使得磁極的數(shù)量N等于8 (N = 8)(參考圖5)。芯8由軟磁性材料形成，并且將芯8的中空部剛性地固定在轉(zhuǎn)子軸9上。通過(guò)接合或嵌入成形將如圖2所示的芯8的上部的外周表面和磁體7的內(nèi)周表面剛性固定為相互緊密接觸(參考圖2)。轉(zhuǎn)子軸9由軸承10和馬達(dá)蓋11的軸承部Ila可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。如圖2所示的芯8的下部以相互鄰近的方式設(shè)置在第一線圈3和第二線圈5之間(參考圖2)。磁體7、芯8和轉(zhuǎn)子軸9形成轉(zhuǎn)子。以間隔預(yù)定間隙的方式與磁體7的外周表面相對(duì)地設(shè)置定子2的第一外磁極部2a和第二外磁極部2b。與定子2的第一外磁極部2a相對(duì)的芯8的部分和與第一線圈3的外周相鄰的芯8的部分形成第一內(nèi)磁極部。同樣，與定子2的第二外磁極部2b相対的芯8的部分和與第二線圈5的外周相鄰的芯8的部分形成第二內(nèi)磁極部。由于包括芯8的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，因而在芯8上所限定的第一內(nèi)磁極部和第二內(nèi)磁極部根據(jù)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)輪換其在芯8上的實(shí)際位置。當(dāng)?shù)谝痪€圈3被通電時(shí),定子2的第一外磁極部2a和第一內(nèi)磁極部被勵(lì)磁。結(jié)果，在兩個(gè)極之間生成穿過(guò)磁體7的磁通量并且磁通量有效作用于磁體7。在該情況下，定子2的第一外磁極部2a和第一內(nèi)磁極部被勵(lì)磁為相互相反的極性。同樣，當(dāng)?shù)诙€圈5被通電時(shí)，定子2的第二外磁極部2b和第二內(nèi)磁極部被勵(lì)磁。結(jié)果，在兩個(gè)極之間生成穿過(guò)磁體7的磁通量并且磁通量有效作用于磁體7。在該情況下，定子2的第二外磁極部2b和第二內(nèi)磁極部被勵(lì)磁為相互相反的極性。軸承10由軟磁性材料形成，并通過(guò)例如壓合被固定至定子2的軸承安裝部2d。將軸承10固定在轉(zhuǎn)子軸9軸向的一個(gè)端部上，從而以轉(zhuǎn)子軸9可以轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐轉(zhuǎn)子軸9。馬達(dá)蓋11形成有軸承部Ila和傳感器安裝部11b，并被固定至定子2。將馬達(dá)蓋11的軸承部Ila固定在轉(zhuǎn)子軸9軸向的另一端部上，從而以轉(zhuǎn)子軸9可以轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐轉(zhuǎn)子軸9。馬達(dá)蓋11的傳感器安裝部Ilb保持磁傳感器12。換句話說(shuō)，馬達(dá)蓋11用作保持構(gòu)件。在將馬達(dá)蓋11固定至定子2的狀態(tài)下，由磁體7、芯8和轉(zhuǎn)子軸9構(gòu)成的轉(zhuǎn)子以設(shè)置在馬達(dá)蓋11內(nèi)的狀態(tài)由馬達(dá)蓋11可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐，同時(shí)，將轉(zhuǎn)子的軸向移動(dòng)限制在預(yù)定范圍內(nèi)。在該狀態(tài)下，在轉(zhuǎn)子的磁體7的外周表面與定子2的第一外磁極部2a以及第二外磁極部2b之間形成預(yù)定間隙(參考圖2)。此外，在轉(zhuǎn)子的磁體7軸向的一個(gè)端部和馬達(dá)蓋11的內(nèi)表面之間維持預(yù)定間隔，并且還在轉(zhuǎn)子的磁體7軸向的另一端部與纏繞有第一線圈3的第一繞線筒4以及纏繞有第二線圈5的第二繞線筒6之間維持預(yù)定間隔。換句話說(shuō)，將磁體7設(shè)置得與第一線圈3和第二線圈5軸向相鄰。此外，第一線圈3和第二線圈5被設(shè)置為在與軸向方向垂直的平面上相互鄰近。這使得可以構(gòu)造具有減小的軸向長(zhǎng)度的步進(jìn)馬達(dá)。
磁傳感器12是用于檢測(cè)來(lái)自磁體7的磁通量的非接觸磁檢測(cè)単元，并被構(gòu)造為例如霍爾兀件。磁傳感器12在單一傳感器(芯片)中具有第一磁感極12a和第二磁感極12b (參考圖3)。磁傳感器12的第一磁感極12a和第二磁感極12b檢測(cè)由磁體7的轉(zhuǎn)動(dòng)引起的磁場(chǎng)變化。磁傳感器12設(shè)置有分別與第一磁感極12a和第二磁感極12b相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)輸出端子。磁傳感器12經(jīng)由輸出端子分別輸出各自與流過(guò)相關(guān)聯(lián)的第一磁感極12a或第二磁感極12b的磁通量的密度成比例的電壓。當(dāng)與流過(guò)磁感極的磁通量的方向相對(duì)應(yīng)的極性是N吋，從相關(guān)聯(lián)的輸出端子輸出正電壓，而當(dāng)極性是S吋，從相關(guān)聯(lián)的輸出端子輸出負(fù)電壓。將磁傳感器12固定在馬達(dá)蓋11的傳感器安裝部Ilb中(參考圖I)。假定并排配置第一磁感極12a和第二磁感極12b的方向是橫向方向，磁傳感器12具有由A表不的橫向長(zhǎng)度和由B2表示的縱向長(zhǎng)度(參考圖3)。馬達(dá)蓋11的傳感器安裝部Ilb具有比A長(zhǎng)裝配公差的橫向長(zhǎng)度、以及由BI表示的縱向長(zhǎng)度?？v向長(zhǎng)度BI和縱向長(zhǎng)度B2的關(guān)系是BI >B2。利用上述配置，允許磁傳感器12在如圖3所示的縱向方向上移動(dòng)。作為磁傳感器12的第一磁感極12a和第二磁感極12b之間的中間線的縱向中心線15經(jīng)由轉(zhuǎn)子軸9的中心延伸。更具體地，磁傳感器12的縱向方向與沿著從轉(zhuǎn)子軸9的中心經(jīng)過(guò)磁傳感器12的中心延伸的線的磁體7的徑向方向相對(duì)應(yīng),并且磁傳感器12的橫向方向?qū)?yīng)于與磁體7的徑向方向垂直的方向(參考圖3和5)。磁傳感器12在縱向方向上(即，在磁體7的徑向方向上)調(diào)整其位置之后，例如通過(guò)接合被固定至馬達(dá)蓋11的傳感器安裝部lib。以下將詳細(xì)說(shuō)明調(diào)整磁傳感器12的位置的方法。以從磁體7的軸向上端面隔開(kāi)預(yù)定間隔的方式設(shè)置磁傳感器12(參考圖2)。將定子2的第一外磁極部2a和第二外磁極部2b形成為具有被設(shè)置成各外磁極的軸向上端面低于磁體7的軸向上端面的軸向長(zhǎng)度(參考圖2)。更具體地，如圖2所示，沿著轉(zhuǎn)子軸9的軸向方向突出磁體的軸向上端面以使其比第一外磁極部2a和第二外磁極部2b各自的端面更接近磁傳感器12。利用該配置，在轉(zhuǎn)子軸9的軸向方向上生成作用于磁體7的吸引力，以使得總是將磁體7拉向軸承10。更具體地，即使在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)期間，磁體7的軸向上端面和磁傳感器12之間的距離也不改變。這使得可以獲得來(lái)自磁傳感器12的穩(wěn)定的輸出。此外，在與定子2的第一外磁極部2a和第二外磁極部2b各自的上端部分隔的位置處設(shè)置的磁傳感器12難以被勵(lì)磁第一外磁極部2a和第二外磁極部2b時(shí)所生成的磁通量影響。因此，可以獲得來(lái)自磁傳感器12的穩(wěn)定輸出。圖4是設(shè)置有步進(jìn)馬達(dá)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的控制系統(tǒng)的框圖。如圖4所示，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的控制系統(tǒng)包括磁傳感器信號(hào)處理電路21、控制器22、反饋驅(qū)動(dòng)電路23、開(kāi)環(huán)驅(qū)動(dòng)電路24和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器25。磁傳感器信號(hào)處理電路21處理從具有參考圖I 3所述的結(jié)構(gòu)的步進(jìn)馬達(dá)I的磁傳感器的輸出。控制器22選擇反饋控制和開(kāi)環(huán)控制之ー并執(zhí)行所選擇的控制。當(dāng)控制器22選擇反饋控制吋，反饋驅(qū)動(dòng)電路23生成用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)I的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)控制器22選擇開(kāi)環(huán)控制吋，開(kāi)環(huán)驅(qū)動(dòng)電路24生成用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)I的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器25根據(jù)從反饋驅(qū)動(dòng)電路23或開(kāi)環(huán)驅(qū)動(dòng)電路24輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)I。接著將說(shuō)明利用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的步進(jìn)馬達(dá)I的開(kāi)環(huán)驅(qū)動(dòng)。 可以使用開(kāi)環(huán)驅(qū)動(dòng)電路24和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器25來(lái)進(jìn)行步進(jìn)馬達(dá)I的開(kāi)環(huán)驅(qū)動(dòng)。這里提到的開(kāi)環(huán)驅(qū)動(dòng)與用于控制一般步進(jìn)馬達(dá)的開(kāi)環(huán)控制相同，并基于以預(yù)定時(shí)間間隔切換第ー線圈3和第二線圈5的通電狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)方法來(lái)進(jìn)行開(kāi)環(huán)驅(qū)動(dòng)。更具體地，開(kāi)環(huán)驅(qū)動(dòng)電路24和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器25根據(jù)所輸入的驅(qū)動(dòng)脈沖間隔(驅(qū)動(dòng)頻率)和轉(zhuǎn)動(dòng)方向來(lái)交替切換第一線圈3和第二線圈5的通電狀態(tài)。這使得可以以期望速度轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子(速度控制)。此外，可以根據(jù)所輸入的驅(qū)動(dòng)脈沖的數(shù)量以期望角度轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子(位置控制)。在開(kāi)環(huán)驅(qū)動(dòng)時(shí)，以預(yù)定時(shí)間間隔(驅(qū)動(dòng)脈沖間隔)切換第一線圈3和第二線圈5的通電狀態(tài)。因此，可以在不被用于檢測(cè)磁體7的轉(zhuǎn)動(dòng)所引起的磁場(chǎng)變化的磁傳感器12的檢測(cè)結(jié)果所影響的情況下，控制切換第一線圈3和第二線圈5的通電狀態(tài)的定時(shí)。然而，當(dāng)増大驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)I的驅(qū)動(dòng)速度時(shí)(即，當(dāng)減小驅(qū)動(dòng)脈沖間隔時(shí))，轉(zhuǎn)子變得不能響應(yīng)第一線圈3和第二線圈5的通電狀態(tài)的切換，從而馬達(dá)失步發(fā)生的可能性増大。為此，需要調(diào)整用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)I的脈沖的驅(qū)動(dòng)脈沖間隔，因此限制了高速驅(qū)動(dòng)。接著將說(shuō)明利用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的步進(jìn)馬達(dá)I的反饋驅(qū)動(dòng)?？梢允褂梅答侐?qū)動(dòng)電路23和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器25來(lái)進(jìn)行步進(jìn)馬達(dá)I的反饋驅(qū)動(dòng)。基于根據(jù)磁傳感器12的輸出來(lái)切換第一線圈3和第二線圈5的通電狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)方法來(lái)進(jìn)行這里提到的反饋驅(qū)動(dòng)。更具體地，反饋驅(qū)動(dòng)電路23和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器25根據(jù)基于所輸入的驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)方向以及從磁傳感器12所輸出的檢測(cè)信號(hào)所生成的信號(hào)，交替切換第一線圈3和第二線圈5的通電狀態(tài)。這使得可以以期望角度轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子(位置控制)。此外，通過(guò)控制要供給至第一線圈3和第二線圈5的電流或電壓，可以以期望轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子(電流/電壓控制)。在反饋驅(qū)動(dòng)中，根據(jù)位置檢測(cè)元件(在本實(shí)施例中為磁傳感器12)的輸出來(lái)切換第一線圈3和第二線圈5的通電狀態(tài)。由于根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置切換第一線圈3和第二線圈5的通電狀態(tài)，因而可以抑制由于轉(zhuǎn)子的響應(yīng)延遲所引起的馬達(dá)的失步的發(fā)生，并實(shí)現(xiàn)步進(jìn)馬達(dá)I的高速驅(qū)動(dòng)。接著將說(shuō)明步進(jìn)馬達(dá)I的定子2和磁傳感器12之間的相位關(guān)系。圖5是用于說(shuō)明步進(jìn)馬達(dá)I的定子2和磁傳感器12之間的相位關(guān)系的沿軸向的俯視圖。
為了簡(jiǎn)化，圖5僅示出定子2的第一外磁極部2a和第二外磁極部2b、磁體7、芯8、轉(zhuǎn)子軸9和磁傳感器12之間的位置關(guān)系。將如圖5所示的逆時(shí)針?lè)较蚍Q為“正方向”。磁傳感器12被設(shè)置得與芯8的軸向端面相對(duì)，以使得在與磁體7的徑向方向垂直的前述方向上并排配置第一磁感極12a和第二磁感極12b (參考圖2)。此外，當(dāng)從轉(zhuǎn)子軸觀察時(shí)，磁傳感器12被設(shè)置在第一外磁極部2a和第二外磁極部2b之間所限定的兩個(gè)間隔(圓周方向間隔)中較寬的間隔(在圖5中從轉(zhuǎn)子軸9觀察的上部空間)中。與第一外磁極部2a和第二外磁極部2b分離設(shè)置的磁傳感器12難以被勵(lì)磁第一外磁極部2a和第二外磁極部2b時(shí)所生成的磁通量影響。因此，可以獲得磁傳感器12的穩(wěn)定輸出。在本實(shí)施例中，如圖5所示,磁體7具有8個(gè)極,并且磁化角P在機(jī)械角方面為45度。此外，以第一外磁極部2a為基準(zhǔn),第二外磁極部2b相對(duì)于磁體7具有P/2的相位偏移，即-22. 5度的機(jī)械角。
當(dāng)?shù)谝煌獯艠O部2a與磁體7的N極的中心相對(duì)時(shí)，第二外磁極部2b與磁體7的S極和N極之間的邊界相対。此時(shí)，磁傳感器12的第一磁感極12a與磁體7的S極和N極之間的邊界相対，并且磁傳感器12的第二磁感極12b與磁體7的N極的中心相対。以下將使用電氣角說(shuō)明步進(jìn)馬達(dá)的操作。在假定磁力的ー個(gè)周期與360度的電氣角相對(duì)應(yīng)的情況下表示電氣角。假定轉(zhuǎn)子的極數(shù)由M表示，并且各極的實(shí)際角度(機(jī)械角)由Qtl表示，可以通過(guò)以下等式(I)表示電氣角Θ :Θ = θ 0ΧΜ/2· · · (I)第一外磁極部2a和第二外磁極部2b之間的相位差、第一磁感極12a和第二磁感極12b之間的相位差、第一外磁極部2a和第一磁感極12a之間的相位差、以及第二外磁極部2b和第二磁感極12b之間的相位差均等于90度的電氣角。注意，在圖5中，第一外磁極部2a的中心和作為磁體7的ー個(gè)分割部的N極的中心相互相対，并且將該狀態(tài)定義為具有O度的電氣角的轉(zhuǎn)子初始狀態(tài)。接著將參考圖6A和6B說(shuō)明步進(jìn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)位置和馬達(dá)轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系、以及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)位置和磁傳感器輸出之間的關(guān)系。圖6A是示出歩進(jìn)馬達(dá)中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角度和馬達(dá)轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的圖，以及圖6B是示出歩進(jìn)馬達(dá)中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角度和磁傳感器輸出之間的關(guān)系的圖。在圖6A中，橫軸表示電氣角，并且縱軸表示由T表示的步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)矩。步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)矩在使轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為正。注意，圖5的狀態(tài)與O度的電氣角相對(duì)應(yīng)。由圖6A中(I)、
(2)、(3)和(4)表示的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)位置分別與圖7A、7B、7C和7D中所示的各轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)位置相對(duì)應(yīng)。當(dāng)正方向上的電流通過(guò)步進(jìn)馬達(dá)的第一線圈3時(shí)，定子2的第一外磁極部2a被勵(lì)磁、即被磁化為N極，從而在第一外磁極部2a和磁體7的磁極之間生成磁力。此外，當(dāng)正方向上的電流通過(guò)步進(jìn)馬達(dá)的第二線圈5時(shí)，定子2的第二外磁極部2b被勵(lì)磁、即被磁化為N扱，從而在第二外磁極部2b和磁體7的磁極之間生成磁力。當(dāng)合成磁體7中所生成的兩個(gè)磁力時(shí)，獲得根據(jù)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)具有大致正弦波形的轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩曲線A+B+)。同樣，在其它通電狀態(tài)下，獲得各自具有大致正弦波形的其它類型的轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩曲線A+B-、A_B_和A-B+)。由于以從第二外磁極部2b在相位上偏移90度的電氣角的方式設(shè)置定子2的第一外磁極部2a，因而4種類型的轉(zhuǎn)矩中相鄰的轉(zhuǎn)矩之間具有90度電氣角的相位差。在圖6B中，橫軸表示電氣角，并且縱軸表示從步進(jìn)馬達(dá)的磁傳感器12的第一磁感極12a和第二磁感極12b各自輸出的磁傳感器信號(hào)A和磁傳感器信號(hào)B。步進(jìn)馬達(dá)的磁體7被磁化以使得其磁力在徑向方向上的強(qiáng)度相對(duì)于電氣角具有大致正弦波形。因此，從定子2的磁感極12a獲得具有大致正弦波形的信號(hào)(磁傳感器信號(hào)A)。注意，在本實(shí)施例中，第一磁感極12a在與磁體7的N極相對(duì)時(shí)輸出正值。此外，以從第一磁感極12a在相位上偏移90度的電氣角的方式設(shè)置磁傳感器12的第二磁感極12b。因此，從第二磁感極12b獲得具有大致余弦波形的信號(hào)(磁傳感器信號(hào)B) ο注意，在本實(shí)施例中，第二磁感極12b在極性上與第一磁感極12a相反，因此第二磁感極12b在與磁極7的S極相對(duì)時(shí)輸出正值。接著將說(shuō)明在用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)的反饋驅(qū)動(dòng)中的通電狀態(tài)切換。在反饋驅(qū)動(dòng)中，基于通過(guò)ニ值化圖6B中的磁傳感器信號(hào)A而獲得的ニ值信號(hào)A來(lái)切換第一線圈3的通電狀態(tài)，并且基于通過(guò)ニ值化圖6B中的磁傳感器信號(hào)B而獲得的ニ值信號(hào)B來(lái)切換第二線圈5的通電狀態(tài)。更具體地，當(dāng)ニ值信號(hào)A為正時(shí)，正方向上的電流通過(guò)第一線圈3，而當(dāng)ニ值信號(hào)A為負(fù)時(shí)，反方向上的電流通過(guò)第一線圈3。此外，當(dāng)ニ值信號(hào)B為正時(shí)，正方向上的電流通過(guò)第二線圈5，而當(dāng)ニ值信號(hào)B為負(fù)吋，反方向上的電流通過(guò)第二線圈5。圖7A、7B、7B’、7C、7D和7D’是用于說(shuō)明步進(jìn)馬達(dá)的反饋驅(qū)動(dòng)操作的沿軸向的俯視圖。如圖5中那樣,為了簡(jiǎn)化,在圖7A 7D’中，僅不出定子2的第一外磁極部2a和第二外磁極部2b、磁極7、芯8、轉(zhuǎn)子軸9和磁傳感器12之間的位置關(guān)系。將如圖7A 7D’所示的逆時(shí)針?lè)较蚍Q為“正方向”。如上所述，圖7A、7B、7C和7D所示的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)位置分別與圖6A和6B中由(I)、⑵、(3)和(4)所示的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)位置相對(duì)應(yīng)。圖7A示出轉(zhuǎn)子從圖5的狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)了 135度的電氣角的狀態(tài)。ニ值信號(hào)A是正值，并且ニ值信號(hào)B是負(fù)值。磁傳感器12的第二磁感極12b在極性上與第一磁感極12a相反。因此，正方向上的電流流過(guò)步進(jìn)馬達(dá)的第一線圈3，并且定子2的第一外磁極部2a被磁化為N扱。另ー方面，反方向上的電流流過(guò)第二線圈5，并且定子2的第二外磁極部2b被磁化為S扱。此時(shí)，與圖6中的轉(zhuǎn)矩曲線A+B-相對(duì)應(yīng)的逆時(shí)針轉(zhuǎn)矩作用于轉(zhuǎn)子上，從而在逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子。圖7B示出轉(zhuǎn)子從圖5的狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)了 180度的電氣角的狀態(tài)。磁傳感器12的第一磁感極12a與磁體7的N極和S極之間的邊界相対。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子從圖5的狀態(tài)在電氣角方面轉(zhuǎn)動(dòng)了 180度時(shí)，ニ值信號(hào)A從正值改變?yōu)樨?fù)值，從而將第一線圈3的通電方向從正方向切換為負(fù)方向。該電氣角與在轉(zhuǎn)矩曲線A+B-和轉(zhuǎn)矩曲線A-B-之間的交點(diǎn)處的電氣角相對(duì)應(yīng)。圖7B’示出轉(zhuǎn)子從圖5的狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)了 180度的電氣角并且剛剛切換了第一線圈3的通電方向的狀態(tài)。 在該狀態(tài)下，反方向中的電流流過(guò)第一線圈3，并且定子2的第一外磁極部2a被磁化為S扱。此外，反方向上的電流流過(guò)第二線圈5，并且第二外磁極部2b被磁化為S扱。此時(shí)，與圖6A中的轉(zhuǎn)矩曲線A-B-相對(duì)應(yīng)的逆時(shí)針轉(zhuǎn)矩作用于轉(zhuǎn)子上，從而在逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子。圖7C示出轉(zhuǎn)子從圖5的狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)了 225度的電氣角的狀態(tài)。磁傳感器信號(hào)A和B取如圖6B中的(3)所示的值，并且ニ值信號(hào)A和B都是負(fù)值。在該狀態(tài)下，反方向上的電流流過(guò)第一線圈3，并且定子2的第一外磁極部2a被磁化為S扱。此外，反方向上的電流流過(guò)第二線圈5，并且定子2的第二外磁極部2b被磁化為S扱。此時(shí)，與圖6A中的轉(zhuǎn)矩 曲線A-B-相對(duì)應(yīng)的逆時(shí)針轉(zhuǎn)矩作用于轉(zhuǎn)子上，從而在逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子。圖7D示出轉(zhuǎn)子從圖5的狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)了 270度的電氣角的狀態(tài)。磁傳感器12的第二磁極部12b與磁體7的N極和S極之間的邊界相対。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子從圖5的狀態(tài)在電氣角方面轉(zhuǎn)動(dòng)了 270度時(shí)，ニ值信號(hào)B從負(fù)值改變?yōu)檎?，由此將第二線圈5的通電方向從反方向切換為正方向。該電氣角與轉(zhuǎn)矩曲線A-B-和轉(zhuǎn)矩曲線A-B+的交點(diǎn)處的電氣角相對(duì)應(yīng)。圖7D，示出轉(zhuǎn)子從圖5的狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)了 270度的電氣角并且剛剛切換了第二線圈5的通電方向的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，正方向上的電流流過(guò)第二線圈5，并且定子2的第二外磁極部2b被磁化為N扱。此外，反方向上的電流流過(guò)第一線圈3，并且第一外磁極部2a被磁化為S扱。此時(shí)，與圖6A中的轉(zhuǎn)矩曲線A-B+相對(duì)應(yīng)的逆時(shí)針轉(zhuǎn)矩作用于轉(zhuǎn)子上，從而在逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子。通過(guò)重復(fù)進(jìn)行上述操作，可以使步進(jìn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。還可以通過(guò)相對(duì)于以上情況反轉(zhuǎn)ニ值信號(hào)A和B的正負(fù)值，使步進(jìn)馬達(dá)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。接著將說(shuō)明本實(shí)施例的步進(jìn)馬達(dá)的磁傳感器12的位置的調(diào)整。期望將磁傳感器12的第一磁感極12a和第二磁感極12b設(shè)置為離磁體7盡可能最近，以增強(qiáng)磁傳感器信號(hào)的輸出并減少噪聲的影響。在本實(shí)施例中，以距磁體7的軸向端面大約O. 5mm的間隔設(shè)置磁傳感器12，以確保不與磁體7接觸(參考圖2)。如上所述，磁體7的中空?qǐng)A筒狀主體的外周表面沿圓周方向被分割成多個(gè)分割部(在本實(shí)施例中為8個(gè)分割部)并且這些分割部被磁化。結(jié)果，還沿圓周方向?qū)⒋朋w7的軸向端面分割成被磁化的多個(gè)分割部。磁體7的軸向端面具有略微低于外周表面但足夠用于利用磁傳感器12的檢測(cè)的表面磁通量密度。如果增大了磁傳感器12的第一磁感極12a和第二磁感極12b之間的間隔，則磁傳感器的大小變大，這妨礙了步進(jìn)馬達(dá)的小型化。為了解決這個(gè)問(wèn)題，即為了防止増大磁傳感器的大小，需要選擇磁傳感器的兩個(gè)磁感極之間的適當(dāng)間隔。在市售的磁傳感器中，兩個(gè)磁感極之間的間隔僅限于幾種類型。為此，即使需要根據(jù)步進(jìn)馬達(dá)的磁體直徑和磁極數(shù)來(lái)選擇具有適當(dāng)間隔的磁感極的磁傳感器，也難以找到滿足選擇條件的磁傳感器，因此需要機(jī)械位置調(diào)整或電氣相位調(diào)整。在本實(shí)施例中，進(jìn)行機(jī)械位置調(diào)整。圖8A是位置調(diào)整之前的步進(jìn)馬達(dá)的磁傳感器的圖，以及圖SB是位置調(diào)整之后的步進(jìn)馬達(dá)的磁傳感器的圖。如圖8A和SB所示，磁傳感器12如上所述在單一傳感器(芯片)中設(shè)置有第一磁感極12a和第二磁感極12b，并且將第一磁感極12a和第二磁感極12b之間的距離設(shè)置為し在位置調(diào)整之前，由于部件的尺寸公差或安裝位置誤差而使得磁傳感器12的第一磁感極12a和第二磁感極12b之間的相位不總是等于P/2(在電氣角方面為90度)。在磁傳感器12的位置調(diào)整之前，在磁傳感器12的第一磁感極12a和第二磁感極12b之間的間隔與磁體7的P/2角度(參考圖5)之間，生成位置誤差α (參考圖8A)。如果基于在該狀態(tài)下從磁傳感器12輸出的磁傳感器信號(hào)來(lái)切換線圈通電的方向，則在通電切換期間發(fā)生大的轉(zhuǎn)矩變化，引起步進(jìn)馬達(dá)的輸出功率下降。磁體7不僅其外周表面而且其軸向端面沿圓周方向被分割成多個(gè)分割部，并且這些分割部被磁化(參考圖5),以使得當(dāng)在磁體7的徑向方向上移動(dòng)磁傳感器12時(shí),第一磁感極12a和第二磁感極12b之間的相位差改變。在進(jìn)行磁傳感器12的機(jī)械位置調(diào)整時(shí)，磁傳感器12在監(jiān)視磁傳感器12的第一磁感極12a和第二磁感極12b的輸出的同時(shí)在磁體7的徑向方向上移動(dòng)。然后，在第一磁感 極12a和第二磁感極12b之間的相位差變得等于90度的電氣角的位置處，通過(guò)接合來(lái)將磁傳感器12固定至馬達(dá)蓋11 (參考圖SB)。這完成了磁傳感器12的位置調(diào)整。如上所述，在磁體7的徑向方向上機(jī)械調(diào)整與磁體7的軸向端面相距預(yù)定間隔地設(shè)置的磁傳感器12的位置，從而可以將第一磁感極12a和第二磁感極12b之間的相位差在電氣角方面設(shè)置為90度。換句話說(shuō)，即使在使用第一磁感極和第二磁感極之間的間隔預(yù)定的市售的磁傳感器來(lái)代替制造作為定制產(chǎn)品的磁傳感器的情況下，也可以進(jìn)行磁傳感器的機(jī)械位置調(diào)整，從而適當(dāng)調(diào)整磁傳感器的位置以使得兩個(gè)磁感極各自的輸出信號(hào)在電氣角方面具有90度的相位差。這使得可以解決機(jī)械地調(diào)整位置檢測(cè)傳感器相對(duì)于磁體的位置的傳統(tǒng)方法中涉及的以下問(wèn)題位置檢測(cè)傳感器與磁體的外周表面接觸或者位置檢測(cè)傳感器的靈敏度降低。此外，與電氣調(diào)整位置檢測(cè)傳感器相對(duì)于磁體的位置的傳統(tǒng)方法不同，可以節(jié)省用于確定馬達(dá)用的電氣調(diào)整值并將該值寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)電路中的時(shí)間和勞カ。注意，在本發(fā)明的馬達(dá)中，還可以使用各自在相關(guān)聯(lián)的単一傳感器(芯片)中具有単一磁感極的兩個(gè)磁傳感器，但期望使用在単一傳感器(芯片)中具有兩個(gè)磁感極的磁傳感器。即，期望在単一芯片中設(shè)置第一磁感極12a和第二磁感極12b。這使得可以抑制兩個(gè)傳感器(兩個(gè)磁感極)的特性的變化。此外，可以作為部件的尺寸確定兩個(gè)磁感極之間的間隔，因此可以獲得難以被安裝誤差影響并且質(zhì)量穩(wěn)定的步進(jìn)馬達(dá)。此外，與使用各自在単一傳感器中具有単一磁感極的兩個(gè)磁傳感器的情況相比，可以減少部件和配線的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)步進(jìn)馬達(dá)的小型化。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，由于磁傳感器12被構(gòu)造為在磁體7的徑向方向上可移動(dòng)(位置可調(diào)整)，因而可以調(diào)整從単一芯片中所設(shè)置的第一磁感極12a和第二磁感極12b各自輸出的信號(hào)之間的相位差。因此，即使使用市售的磁傳感器來(lái)代替制造定制兩個(gè)傳感器部之間的間隔的特定磁傳感器，也可以進(jìn)行磁傳感器的機(jī)械位置調(diào)整，從而適當(dāng)?shù)卣{(diào)整磁傳感器的位置以使得兩個(gè)磁感極各自的輸出信號(hào)在電氣角方面具有90度的相位差。
此外，可以作為組件內(nèi)的尺寸確定磁傳感器12的第一磁感極12a和第二磁感極12b之間的間隔,便于用于使兩個(gè)磁感極各自的輸出信號(hào)在電氣角方面具有90度的相位差的機(jī)械位置調(diào)整。在本實(shí)施例中，在與磁體7的徑向方向垂直的方向上并排配置磁傳感器12的第一磁感極12a和第二磁感極12b，以使得可以在磁體7的徑向方向上進(jìn)行磁傳感器12的機(jī)械位置調(diào)整。這使得可以提供以下步進(jìn)馬達(dá)能夠在避免位置檢測(cè)傳感器與磁體的外周表面接觸并防止位置檢測(cè)傳感器的靈敏度降低的情況下，進(jìn)行磁傳感器12的機(jī)械位置調(diào)整，從而調(diào)整從兩個(gè)磁感極各自輸出的信號(hào)之間的相位差。接著將說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。 圖9是沿著經(jīng)由步進(jìn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子軸延伸并與轉(zhuǎn)子軸平行的平面的、根據(jù)第二實(shí)施例的步進(jìn)馬達(dá)的截面圖。圖10是步進(jìn)馬達(dá)的磁傳感器和B相蓋構(gòu)件的傳感器安裝部的放大圖。圖11是用于說(shuō)明步進(jìn)馬達(dá)的磁傳感器和磁體之間的相位關(guān)系的沿軸向的俯視圖。如圖9 11所示，由附圖標(biāo)記30表示的步進(jìn)馬達(dá)包括磁體31、由附圖標(biāo)記32表示的轉(zhuǎn)子軸、線圈33和34、定子35、36、37和38、外圓筒殼39、A相蓋構(gòu)件40、由附圖標(biāo)記42表不的B相蓋構(gòu)件、以及由附圖標(biāo)記45表不的磁傳感器。磁體31被形成為圓筒形狀，并且其外周表面沿圓周方向被分割成多個(gè)分割部且這些分割部被磁化。通過(guò)壓合或接合，轉(zhuǎn)子軸32剛性地固定至磁體31的中心部分。在磁體31的外周側(cè)上，以在轉(zhuǎn)子軸32的軸向上相互分離并與磁體31的外周表面相対的方式配置兩個(gè)線圈33和34。以形成預(yù)定相位角度的方式將ー對(duì)定子35和36固定至線圈33。定子35和36各自由軟磁性材料形成并具有磁極齒。定子35和36形成勵(lì)磁磁性回路的一部分。以形成預(yù)定相位角度的方式將ー對(duì)定子37和38固定至線圈34。定子37和38各自由軟磁性材料形成并具有磁極齒。定子37和38形成勵(lì)磁磁性回路的一部分。在具有由軟磁性材料形成的外周的外筒殼39中支撐線圈33和34。圍繞線圈33和34的定子35、36、37和38以及外筒殼39限定由兩個(gè)閉磁路分別定義的A相和B相勵(lì)磁相位。當(dāng)線圈33被通電時(shí),勵(lì)磁定子35和36,并且當(dāng)線圈34被通電時(shí),勵(lì)磁定子37和38。A相蓋構(gòu)件40位于步進(jìn)馬達(dá)30的A相側(cè)端部。以嵌合在外筒殼39中的方式支撐A相蓋構(gòu)件40。在A相蓋構(gòu)件40的中心部，剛性地固定了 A相軸承41。A相軸承41以轉(zhuǎn)子軸32可以轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐轉(zhuǎn)子軸32的A相側(cè)端部。磁體31具有即使在磁體31的轉(zhuǎn)動(dòng)期間也與A相軸承41的軸向端面恒定保持接觸的軸向端面。這使得磁體31可以在不在軸向上擺動(dòng)的情況下穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動(dòng)。B相蓋構(gòu)件42位于步進(jìn)馬達(dá)30的B相側(cè)端部。以嵌合在外筒殼39中的方式支撐B相蓋構(gòu)件42。在B相蓋構(gòu)件42的中心部，剛性地固定了 B相軸承43。B相軸承43以轉(zhuǎn)子軸32可以轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐轉(zhuǎn)子軸32的B相側(cè)端部。在B相蓋構(gòu)件42中形成的傳感器安裝部42a中安裝磁傳感器45。B相蓋構(gòu)件42由例如聚碳酸酯樹(shù)脂形成。將板簧44固定至B相蓋構(gòu)件42,用于在軸向方向上對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸32和磁體31施力。磁傳感器45是用于檢測(cè)磁體31的磁通量的非接觸磁檢測(cè)單元，并被構(gòu)造為例如霍爾兀件。磁傳感器45具有內(nèi)置在單一傳感器(芯片)中的第一磁感極45a和第二磁感極45b。磁傳感器45的第一磁感極45a和第二磁感極45b檢測(cè)由磁體31的轉(zhuǎn)動(dòng)引起的磁場(chǎng)變化。
磁傳感器45設(shè)置有各自與第一磁感極45a和第二磁感極45b相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)輸出端子。磁傳感器45經(jīng)由輸出端子中各自相關(guān)聯(lián)的輸出端子分別輸出各自與流過(guò)第一磁感極45a和第二磁感極45b的磁通量密度成比例的電壓。當(dāng)流過(guò)磁感極的磁通量的極性是N時(shí)，磁傳感器45輸出正電壓,而當(dāng)極性是S時(shí),磁傳感器45輸出負(fù)電壓。在B相蓋構(gòu)件42的傳感器安裝部42a中固定磁傳感器45。假定并排配置第一磁感極45a和第二磁感極45b的方向是橫向方向，磁傳感器45具有由A’表不的橫向長(zhǎng)度和由B2’表示的縱向長(zhǎng)度(參考圖10)。B相蓋構(gòu)件42的傳感器安裝部42a具有比A’大裝配公差的橫向長(zhǎng)度以及由BI’表示的縱向長(zhǎng)度?？v向長(zhǎng)度BI’和縱向長(zhǎng)度B2’的關(guān)系是BI’> B2，。利用上述配置，允許磁傳感器45在縱向方向上移動(dòng)。作為磁傳感器45的第一磁感極45a和第二磁感極45b之間的中間線的縱向中心線46延伸通過(guò)轉(zhuǎn)子軸32的中心。更具體地,磁傳感器45的縱向方向與沿著從轉(zhuǎn)子軸32的中心經(jīng)過(guò)磁傳感器45的中心延伸的線的磁體31的徑向方向相對(duì)應(yīng),并且磁傳感器45的縱向方向?qū)?yīng)于與磁體31的徑向方向垂直的方向(參考圖10和11)。在磁體31的徑向方向上調(diào)整磁傳感器45的位置，然后通過(guò)例如接合將其固定至B相蓋構(gòu)件42的傳感器安裝部42a。以下將詳細(xì)說(shuō)明用于調(diào)整磁傳感器45的位置的方法。以與磁體7的軸向端面隔開(kāi)預(yù)定間隔的方式設(shè)置磁傳感器45 (參考圖9)。板簧44對(duì)轉(zhuǎn)子軸32和磁體31在軸向施力，并且即使在磁體31的轉(zhuǎn)動(dòng)期間也使磁體31的軸向端面與A相軸承41的軸向端面恒定保持接觸。因此，甚至在磁體31的轉(zhuǎn)動(dòng)期間，磁體31的軸向端面與磁傳感器45之間的距離也不改變。這使得可以獲得來(lái)自磁傳感器45的穩(wěn)定輸出功率。由此構(gòu)造本實(shí)施例的步進(jìn)馬達(dá)30。如圖11所示，以與磁體31的軸向端面相對(duì)的方式在與磁體31的徑向方向垂直的方向上并排配置磁傳感器45的第一磁感極45a和第二磁感極45b。在圖11中，為了簡(jiǎn)化，僅示出磁體31、轉(zhuǎn)子軸32和磁傳感器45之間的位置關(guān)系。在本實(shí)施例中，如圖11所示，磁體31具有8個(gè)磁極，并且磁化角P在機(jī)械角方面是45度。當(dāng)磁傳感器45的第一磁感極45a與磁體31的S極和N極之間的邊界相對(duì)時(shí)，磁傳感器45的第二磁感極45b與磁體31的N極的中心相対。更具體地，根據(jù)上述等式(I)Θ = θ ^XM/2,磁傳感器45的第一磁感極45a和第二磁感極45b之間的相位差在電氣角方面等于90度。接著將說(shuō)明根據(jù)本實(shí)施例的步進(jìn)馬達(dá)30的磁傳感器45的位置調(diào)整。將磁傳感器45的第一磁感極45a和第二磁感極45b之間的相位差在電氣角方面設(shè)置為90度，但當(dāng)考慮部件公差和安裝位置的變化時(shí)，如上述第一實(shí)施例中一祥，難以在沒(méi)有任何機(jī)械調(diào)整的情況下使得相位差等于90度的電氣角。如上所述，磁體31的圓筒狀主體的外周表面沿圓周方向被分割成多個(gè)分割部(在本實(shí)施例中為8個(gè)分割部)并且分割部被磁化，結(jié)果，還沿圓周方向?qū)⒋朋w31的軸向端面分割成被磁化的多個(gè)分割部。磁體31的軸向端面具有略低于外周表面但足夠用于利用磁傳感器45的檢測(cè)的表面磁通量密度。磁體31的外周表面沿圓周方向被分割并被磁化，并且如圖11所示，其軸向端面沿圓周方向被分割成多個(gè)分割部，各分割部從內(nèi)周向外周以扇形形狀擴(kuò)展并被磁化。因此，當(dāng)在磁體31的徑向方向上移動(dòng)磁傳感器45時(shí),第一磁感極45a和第二磁感極45b之間的相位差改變。在進(jìn)行磁傳感器45的位置調(diào)整時(shí)，在監(jiān)視磁傳感器45的第一磁感極45a和第二磁感極45b的輸出的同時(shí),在磁體31的徑向方向上移動(dòng)磁傳感器45。然后,在第一磁感極45a和第二磁感極45b之間的相位差變得等于90度的電氣角的位置處通過(guò)接合將磁傳感器45固定至B相蓋構(gòu)件42。這完成了磁傳感器45的位置調(diào)整。如上所述，通過(guò)在磁體31的徑向方向上調(diào)整磁傳感器45的位置，可以將第一磁感極45a和第二磁感極45b之間的相位差在電氣角方面設(shè)置為90度。換句話說(shuō)，即使使用市售的磁傳感器來(lái)代替制造定制了兩個(gè)傳感器部之間的間隔的特定磁傳感器，也可以進(jìn)行磁傳感器的機(jī)械位置調(diào)整，從而適當(dāng)調(diào)整磁傳感器的位置以使得兩個(gè)磁感極各自的輸出信號(hào)在電氣角方面具有90度的相位差。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，在與磁體31的徑向方向垂直的方向上并排配置磁傳感 器45的第一磁感極45a和第二磁感極45b以使得可以在磁體31的徑向方向上進(jìn)行磁傳感器45的機(jī)械位置調(diào)整。這使得可以提供以下步進(jìn)馬達(dá)能夠在避免位置檢測(cè)傳感器與磁體的外周表面接觸并防止位置檢測(cè)傳感器的靈敏度降低的情況下，進(jìn)行磁傳感器45的機(jī)械位置調(diào)整從而調(diào)整從兩個(gè)磁感極分別輸出的信號(hào)之間的相位差。盡管已經(jīng)參考典型實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書(shū)的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功倉(cāng)^:。本申請(qǐng)要求于2011年2月4日提交的日本專利申請(qǐng)2011-022657的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用包含于此。
權(quán)利要求
1.一種馬達(dá)，包括 轉(zhuǎn)子，其能夠繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并包括軸向端面被磁化為在圓周方向上交替具有不同的極的磁體； 定子，其由軟磁性材料形成，并包括與所述磁體的外周面相對(duì)的磁極部； 多個(gè)線圈，用于通電以勵(lì)磁所述定子的磁極部； 磁檢測(cè)單元，其以與所述磁體的軸向端面相對(duì)的方式設(shè)置，并具有用于檢測(cè)由所述磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)引起的磁場(chǎng)變化的第一磁感極和第二磁感極；以及 保持構(gòu)件，用于以與所述磁體的軸向端面相對(duì)的方式保持所述磁檢測(cè)單元， 其中，所述保持構(gòu)件保持所述磁檢測(cè)單元，以使得在與所述磁體的徑向方向垂直的方向上并排配置所述磁檢測(cè)單元的第一磁感極和第二磁感極，并且使得能夠在所述磁體的徑向方向上調(diào)整保持所述磁檢測(cè)單元的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的馬達(dá)，其特征在于，所述磁體的軸向端面沿著所述轉(zhuǎn)子的軸向方向向所述磁檢測(cè)單元突出，以使得所述磁體的軸向端面比所述磁極部的各端面更接近所述磁檢測(cè)單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的馬達(dá)，其特征在于，所述磁檢測(cè)單元具有在單一芯片中設(shè)置的所述第一磁感極和所述第二磁感極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能夠調(diào)整輸出信號(hào)之間的相位差的馬達(dá)。該馬達(dá)能夠進(jìn)行磁檢測(cè)單元的機(jī)械位置調(diào)整以調(diào)整從兩個(gè)磁感極各自輸出的信號(hào)之間的相位差。轉(zhuǎn)子包括軸向端面被磁化為在圓周方向上交替具有不同的極的磁體。定子具有與磁體的外周表面相對(duì)的兩個(gè)外磁極部。兩個(gè)線圈被通電以勵(lì)磁外磁極部。磁傳感器與磁體的軸向端面相對(duì)。磁傳感器的磁感極檢測(cè)由磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)引起的磁場(chǎng)變化。在與磁體的徑向方向垂直的方向上挨著配置磁感極。可以在磁體的徑向方向上調(diào)整磁傳感器的位置。
文檔編號(hào)H02K29/08GK102629813SQ201210025530
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月4日
發(fā)明者水牧雅夫 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社