JP2549461Y2 - 周波数ゼネレータ付電動機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は周波数ゼネレータ（FG）付電動機に係り、特
にスロットを有するコアに巻線を施したステータと、多
極着磁された駆動マグネットよりなるロータとにより構
成された周波数ゼネレータ付電動機に関する。

従来の技術 例えば、回転ヘッド式のディジタルオーディオテープ
レコーダで磁気ヘッドを回転させる電動機（モータ）は
一定回転速度を得る必要がある。このようなモータでは
周波数ゼネレータ（FG）によりモータの回転の回転速度
を検出し、一定回転速度となるように制御が行なわれて
いる。

磁気ヘッド駆動用モータとしては起動トルク振動等の
面から円筒形のコア付モータを使用する場合がある。

円筒形コア付モータは第４図に示すように積層コアに
巻線を施してステータ１を構成し、このステータ１に第
５図に示すように８極に多極着磁されたロータマグネッ
ト13をロータヨーク７に固定してなるロータ６を被せた
構成となっている。

FGはFGパターン11が形成されたプリント配線基板10と
多極着磁され、ロータヨーク７周縁部に固定されたFGマ
グネット９よりなる。

従来のFGのロータ6,1回転当りの出力FG信号のパルス
数は24パルスであった。また、ステータ１を構成するコ
アのスロット数は12ヶで、ロータマグネット13の着磁極
数は８ヶであり漏れ磁束によりFGパターンにロータ6,1
回転当り発生するパルス数は12ヶであった。

考案が解決しようとする課題 しかるに、従来の周波数ゼネレータ（FG）付き電動機
は、ロータ及びステータの漏れ磁束がロータ１回転中に
FGに発生させるパルス信号のパルス数は12パルスでFGが
ロータ回転中に発生すべきパルス数24パルスとは異なっ
ていた。

図６に従来の一例の動作波形図を示す。図６（Ａ）は
FGマグネットによるFGパターンの検出波形図、図６
（Ｂ）は漏れ磁束によるFGパターンの検出波形図、図６
（Ｃ）はFGマグネットによる検出波形と漏れ磁束による
検出波形との合成波形図、図６（Ｄ）は合成波形をパル
ス状に波形整形したFGパルス波形図を示す。

図６の動作波形図は８極12スロットの円筒型コア付モ
ータのFG波形を示す。したがって、FGマグネットにより
FGパターンで得られる発生パルス数はロータ１回転当た
り24個、ロータマグネットの漏れ磁束によりFGパターン
に発生するパルス数はロータ１回転当たり12個である。

従って、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように漏れ磁束に
よるFGパターンの検出波形の周期はFGマグネットによる
FGパターンの検出波形の周期の２倍となる。従って、こ
れらを合成すると図６（Ｃ）に示すような合成波形とな
る。

図６（Ｃ）の合成波形の中心電圧をしきい値として合
成波形がしきい値より大きければハイレベル、しきい値
より小さければローレベルとすることによりパルス状に
波形整形することにより図６（Ｄ）に示すようなパルス
状の波形が得られる。

図６（Ｄ）のパルス波形は図６（Ａ）に示すようにロ
ータの回転が一定でFGマグネットによりFGパターンで検
出波形は一定にも関わらず、図６（Ａ）と図６（Ｂ）の
ように周期が異なる波形を合成した結果、図６（Ｃ）に
示すような歪んだ波形となり、これをパルス状に波形整
形しているため、異なる周期T1、T2が混在した波形とな
る。

このように、従来はFGの出力パルス信号は漏れ磁束を
重畳したものとなるため、FGの出力信号が歪んでしま
い、正確なFG信号が得られなず、正確な制御が行えない
等の問題点があった。

本考案は上記の点に鑑みてなされたもので、正確なFG
信号が得られる周波数ゼネレータ付電動機を提供するこ
とを目的とする。

課題を解決するための手段 本考案はスロットを有するコアに巻線を施してなるス
テータに多極着磁されたロータマグネットよりなるロー
タが対向して設けられ、周波数ゼネレータによりロータ
の回転速度を検出し、ステータを構成する巻線に供給す
る信号を制御することによりロータを回転させる周波数
ゼネレータ付電動機において、前記周波数ゼネレータが
前記ロータの一回転当りに検出すべきパルス数と前記ス
テータ及び前記ロータの漏れ磁束により前記周波数ゼネ
レータが前記ロータの一回転当りに検出するパルス数と
が同一となるように前記ステータを構成する前記コアの
スロット数及び前記ロータを構成する前記ロータマグネ
ットの着磁極数とを設定してなる。

作用 ステータを構成するコアのスロット数とロータを構成
するロータマグネットの着磁数とを周波数ゼネレータが
ステータ及びロータの漏れ磁束を検出した際に生じるロ
ータ１回転当りのパルス数と周波数ゼネレータがロータ
１回転当りに検出すべきパルス数とが同一となるように
設定されている。

このため、周波数ゼネレータの出力はロータ１回転当
りの検出すべきパルス数のパルス信号と漏れ磁束による
同一のパルス数のパルス信号とを重畳したものとなり、
したがって、漏れ磁束によるパルス信号の影響が生じる
ことがない。

実施例 第１図は本考案の一実施例の側面図、第２図は本考案
の一実施例の要部の平面図及び側面図、第３図は本考案
の一実施例の他の要部の平面図及び側面図を示す。

本実施例のモータ（電動機）はホール素子を用いてロ
ータ磁極を検出し、ロータの回転位置を検出し、ステー
タコイルの電流を制御することによりロータを回転させ
る円筒形の積層鉄心付モータで、起動トルクが高く、騒
音も少ない。

ステータ１は第３図に示すように金属板を積層してな
るコア２に巻線３を施した構成である。コア２は巻線３
を巻回するために12ヶのスロット（溝）４を有する。

また、コア２の巻線３の巻回部分は回転中心より外周
方向に向ってＴ字状をなし、この部分に巻線３が巻回さ
れる。コア２はホルダ５に固定される。

ロータ６はロータヨーク７にロータマグネット８を固
定してなる。ロータマグネット８は円筒形で第２図に示
すように16極に着磁されている。ロータマグネット８は
磁気回路を形成するロータヨーク７内部に接着剤により
固定される。ロータ６はステータ１に上部より被せたよ
うな形で回転自在に保持される。

ロータヨーク７の周縁部分には、円環状のFGマグネッ
ト９が固定される。FGマグネット９は48極に着磁されて
いる。

ステータ１が固定されたホルダ５には、その下部に制
御回路が形成されたプリント配線基板10が固定される。
プリント配線基板10上のFGマグネット９に対向する部分
には円形にFG信号を生成するためのFGパターン11が形成
される。

ロータ６が回転するとFGマグネット９が回転する。FG
マグネット９の回転により、FGマグネット９の磁束がFG
パターン11を横切るとパルス信号が発生する。このと
き、FGパターン11はFGマグネット９の48極の着磁に対し
てロータ6,1回転で24パルスのパルス信号が出力される
ように形成されている。

プリント配線基板10は外部回路と接続コード12により
接続され、外部回路にFG信号等の制御用の信号を出力す
ると共に外部回路よりモータ駆動用の信号が供給され
る。

また、プリント配線基板10はコア２に巻回された巻線
３と接続され、外部回路からの信号に応じて巻線３に信
号を供給する。さらに、プリント配線基板10上にはホー
ル素子13が設けられていて、ホール素子13によりロータ
６の回転位置が検出される巻線３への供給信号はホール
素子13により検出されたロータ６の回転位置により制御
される。

ロータ６が回転すると、コア２及びロータヨーク7,ロ
ータマグネット９より形成される磁気回路が経時的に変
化する。FGパターン11にはFGマグネット９からの磁束の
他に漏れ磁束が飛び込んでおり、この漏れ磁束によりFG
パターン11でパルス信号が発生する。このときのFGパタ
ーン11に発生するパルス信号のロータ6,1回転当りの発
生パルス数はロータマグネット８の極数とコア２のスロ
ット数とにより決まり、表１に示すような関係にある。

本実施例ではコア２のスロット数12,ロータマグネッ
ト８の極数16であるため、FGパターン11にロータ6,1回
転当りに発生するパルス数24となり、これはFGマグネッ
ト９によりFGパターン11に発生するパルス信号のパルス
数と同一となる。FG信号はこれらのパルス信号を重畳し
たものとなるため、漏れ磁束によりFGパターン11に発生
するパルス信号がFGマグネット９によりFGパターン11に
発生するパルス信号に影響を与えることはない。

図７に本発明の一実施例の動作波形図を示す。図７
（Ａ）はFGマグネットによるFGパターンの検出波形図、
図７（Ｂ）は漏れ磁束によるFGパターンの検出波形図、
図７（Ｃ）はFGマグネットによる検出波形と漏れ磁束に
よる検出波形との合成波形図、図７（Ｄ）は合成波形を
パルス状に波形整形したFGパルス波形図を示す。

図７の動作波形図は16極12スロットの円筒型コア付モ
ータのFG波形を示す。したがって、ロータマグネットの
漏れ磁束によりFGパターンに発生するパルス数は１回転
当たり24個得られるものである。

図７（Ａ）に示すFGマグネットによるFGパターンの検
出波形と図７（Ｂ）に示す漏れ磁束によるFGパターンの
検出波形とが同一であれば、図７（Ａ）のFGマグネット
の検出波形と図７（Ｂ）に示す漏れ磁束の検出波形との
位相がずれてもその合成波形は図７（Ｃ）に示すように
位相と振幅が全体的に変わるだけで波形が歪むことはな
い。また、図７（Ａ）のFGマグネットの検出波形と図７
（Ｂ）に示す漏れ磁束の検出波形とが完全に逆相になっ
たとしても図７（Ａ）のFGマグネットの検出信号の振幅
は図７（Ｂ）に示す漏れ磁束の検出信号の振幅に比べて
十分に大きいため、検出信号を得ることができる。

従って、図７（Ｃ）の波形を中心レベルと比較し、中
心レベルより大きければハイレベル、中心レベルより小
さければローレベルとすることによりパルス状に波形整
形することにより図７（Ｄ）に示すようなパルス状の波
形が得られる。図７（Ｄ）のパルス波形は図７（Ｃ）の
合成波形がひずまないため、ロータの回転が一定であれ
ば、その合成波形に周波数も一定となり、一定の周期T0
に等しい周期T3を得ることができる。

このため、FGマグネットとロータマグネットとの位相
がずれてもFGパターンで得られるFG信号が歪むことはな
くなり、常に所望のFGパルスを得ることができる。本実
施例ではFGマグネット９を48極着磁とし、ロータ6,1回
転当りFGパターン11に24パルスを発生させ、これに応じ
て、スロット数を12,ロータマグネット極数を16として
いるがこれに限ることはなく、FG信号の出力すべき１回
転当りのパルス数と漏れ磁束により、発生するパルス数
とが同一となるように各数値を決めればよい。

考案の効果 上述の如く、本考案によればステータを構成するコア
のスロット数とロータを構成するロータマグネットの着
磁極数とをステータ及びロータによる漏れ磁束が周波数
ゼネレータに発生させるパルス信号のパルス数と周波数
ゼネレータに発生すべきパルス信号のパルス数とが同一
となるように設定しているため、周波数ゼネレータの出
力にステータ及びロータによる漏れ磁束の影響を受ける
ことがなく、歪みのないFG信号を得ることができ、FG信
号による制御を正確に行なえる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の側面図、第２図は本考案の
要部の平面図及び側面図、第３図は本考案の他の要部の
平面図及び側面図、第４図は従来の一例の側面図、第５
図は従来の一例の要部の平面図及び側面図、第６図は従
来の一例の動作波形図、第７図は本考案の一実施例の動
作波形図である。 １……ステータ、２……コア、３……巻線、４……スロ
ット、６……ロータ、８……ロータマグネット、９……
FGマグネット、11……FGパターン。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】スロットを有するコアに巻線を施してなる
   ステータに多極着磁されたロータマグネットよりなるロ
   ータが対向して設けられ、周波数ゼネレータにより該ロ
   ータの回転速度を検出し、該巻線に供給する信号を制御
   して該ロータを回転させる周波数ゼネレータ付電動機に
   おいて、 前記周波数ゼネレータが前記ロータの一回転当りに検出
   すべきパルス数と前記周波数ゼネレータが前記ロータの
   一回転当りに前記ステータ及び前記ロータの漏れ磁束を
   検出して得るパルス数とが同一になるように前記ステー
   タを構成する前記コアのスロット数及び前記ロータを構
   成する前記ロータマグネットの着磁極数とを設定してな
   る周波数ゼネレータ付電動機。