JP2762278B2 - 周波数発電機付電動機 - Google Patents

周波数発電機付電動機

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JP2762278B2
JP2762278B2 JP63219861A JP21986188A JP2762278B2 JP 2762278 B2 JP2762278 B2 JP 2762278B2 JP 63219861 A JP63219861 A JP 63219861A JP 21986188 A JP21986188 A JP 21986188A JP 2762278 B2 JP2762278 B2 JP 2762278B2
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柿木  渉
幸治 荒井
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、量産に好適であるとともに、大きな駆動ト
ルクを得ることができるようにした周波数発電機付電動
機に関するものである。
(従来の技術) 周波数発電機付電動機の一例として特開昭54-98905号
公報に示されたものがある。これは、ロータ部として円
周方向に分割着磁を施されて駆動着磁部が設けられたマ
グネットに、ステータ部として回転磁界を発生させる複
数の駆動コイルが対向して配設された回転界磁形の電動
機である。そして、マグネットと駆動コイルとの間に配
設された非磁性体の基板に、駆動コイルが配置固定され
る。また、マグネットの外周部に多数の凹凸部によって
周波数発電用の磁束可変要素が設けられ、これらの凹凸
部に対向して矩形波状発電コイルが前記基板に設けられ
る。
かかる構成からなる周波数発電機付電動機にあって
は、マグネットと駆動コイルとの間に、非磁性体の基板
が介装されるため、それだけマグネットと駆動コイルの
隙間が離されて磁気抵抗が大となり、磁束が小さくな
る。この結果、ロータ部の駆動トルクが小さい。ここ
で、基板に駆動コイルが配置固定されるため、基板を薄
くすると駆動コイルを所望の位置制度で保持できず、む
やみに基板を薄くすることはできない。また、基板は、
駆動コイル側の面に駆動コイルの端子が接続される接続
端子がプリント配線により設けられるとともに、反対側
のマグネットに対向する面に矩形波状発電コイルがプリ
ント配線により設けられた、いわゆる両面基板であって
高価なものであるという不具合がある。
そこで、上述の周波数発電機付電動機の不具合を改善
する一例として、第4図のごとき周波数発電機付電動機
が提案されている。第4図は、従来の周波数発電機付電
動機の一例の縦断面図である。
第4図において、シャフト1にプーリー2が固定さ
れ、このプーリー2に磁性体からなるヨーク3が固定さ
れる。そして、このヨーク3に円板状で円周方向に分割
着磁が施されて駆動着磁部が設けられたマグネット4が
接着等によって固定され、さらにマグネット4の外周に
嵌合するようにFGマグネット5が配置固定される。この
FGマグネット5は、後述する駆動コイル6の厚さ分だけ
マグネット4より高く形成され、その上端面にNとS極
が交互に多数極着磁されてFG多極着磁部が設けられる。
これらのシャフト1とプーリー2とヨーク3とマグネッ
ト4およびFGマグネット5でロータ部が構成されてい
る。
また、シャフト1は、ベアリング7,7によってハウジ
ング8に回転自在に保持される。そして、ハウジング8
に鉄ベースプリント基板9が固定され、この鉄ベースプ
リント基板9にマグネット4に対向させて複数の駆動コ
イル6,6…が配置固定されるとともに、FGマグネット5
に対向させて矩形波状発電コイル(図示せず)が配置固
定される。なお、鉄ベースプリント基板9は、鉄ベース
に絶縁層が配設され、この絶縁層上に矩形波状発電コイ
ルおよび駆動コイル6,6…の端子が接続される接続端子
がプリント配線によって設けられたものである。また、
鉄ベースプリント基板9の鉄ベースは、ステータヨーク
として作用する。これらのハウジング8と鉄ベースプリ
ント基板9および駆動コイル6,6…でステータ部が構成
される。
第4図に示す従来の周波数発電機付電動機の構成にあ
っては、駆動コイル6,6…とマグネット4との間に何も
介装されずに近接して配置することができ、磁気抵抗を
小さくして磁束を大とし得る。この結果、ロータ部の駆
動トルクを大きくすることができる。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、第4図に示す従来の周波数発電機付電
動機にあっては、鉄ベースプリント基板9に配設された
矩形波状発電コイルに、FGマグネット5を近接して対向
させるために、FGマグネット5はマグネット4より駆動
コイル6,6…の厚さ分だけ高く形成されなければならな
い。このために、FGマグネット5とマグネット4を第4
図のごとく別体として、別個に着磁したものをそれぞれ
のヨーク3に固着しなければならず、部品点数が多いと
ともに、作業工数が多いという不具合があった。また、
FGマグネット5とマグネット4を一体で成形するなら
ば、FGマグネット5の段差を逃げるようにしてマグネッ
ト4に分割着磁を行なわなければならず、着磁作業が煩
雑である。さらに、ロータ部の外形に比較して、FGマグ
ネット5の存在する分だけ駆動コイル6,6…の配置位置
がシャフト1側に寄せられ、ロータ部の駆動トルクを大
きくすることができない。
本発明は、上記した従来の周波数発電機付電動機の事
情に鑑みてなされたもので、量産に好適であるととも
に、大きな駆動トルクを得ることのできる周波数発電機
付電動機を提供することにある。
(課題を解決するための手段) かかる目的を達成するために、本発明の周波数発電機
付電動機は、円周方向に分割着磁を施して駆動着磁部を
設けたマグネットに、回転磁界を発生させる複数の駆動
コイルを対向させた回転界磁形の電動機であって、前記
複数の駆動コイルを前記マグネットと反対側の面で支持
基板に配置固定し、前記マグネットの前記駆動コイルに
対向する面の外周部にFG多極着磁部を設け、このFG多極
着磁部に対向させて矩形波状発電コイルが設けられた鉄
ベースプリント基板からなる発電用基板を前記複数の駆
動コイルの外側部上に配置固定して構成されている。
また、前記発電用基板の平面形状を、円弧状に形成す
るとともに前記支持基板の平面形状と重ならないように
その周縁外側に形成し、前記発電用基板と前記支持基板
を一組として一枚の鉄ベースプリント基板から板取りし
ても良い。
(作用) マグネットの外周部に設けられたFG多極着磁部に対向
させて、矩形波状発電コイルが設けられた鉄ベースプリ
ント基板からなる発電用基板を、支持基板に配置固定さ
れた複数の駆動コイル上に配置固定するので、発電用基
板は強度が強くて矩形波状発電コイルを支持するには極
めて薄いもので良く、それだけマグネットと駆動コイル
の隙間を狭く配置し得る。また、円板状のマグネットの
同一平面に、駆動着磁部とその外周にFG多極着磁部を設
けるので着磁が容易である。さらに、第4図のごとくFG
マグネットで駆動コイルの配置位置が制限されず、駆動
コイルをロータ部の外形寸法範囲でシャフトからできる
だけ離して外周側に配置できるので、ロータ部の駆動ト
ルクを大とし得る。しかも、発電用基板により、駆動コ
イルから矩形波状発電コイルに向かう無用な磁界がシー
ルドされるので、矩形波状発電コイルに誘起される電圧
に影響が生ずることがなく、矩形波状発電コイルから正
確な回転速度信号が出力される。なお、駆動コイルから
マグネットに至る有用な磁界はシールドされることがな
い。
また、発電用基板の平面形状を、円弧状に形成すると
ともに支持基板の平面形状と重ならないようにその周縁
外側に形成し、発電用基板と支持基板を一組として一枚
の基板から板取りするならば、基板の小さい面積で効率
良く安価に製造し得る。
(実施例) 以下、本発明の実施例を第1図ないし第3図を参照し
て説明する。第1図は、本発明の周波数発電機付電動機
の一実施例の縦断面図であり、第2図は、第1図のA−
A矢視における発電用基板と駆動コイルおよび支持基板
の配置図であり、第3図は、発電用基板と支持基板の板
取りを示す図である。第1図において、第4図と同一ま
たは均等な部材には、同一符号を付けて重視する説明を
省略する。
第1図において、第4図に示されるFGマグネット5は
省かれ、ヨーク3にヨーク3の内径いっぱいの外径を有
する円板状のマグネット10が接着等により配置固定され
る。このマグネット10は、円周方向に分割着磁が施され
て駆動着磁部が設けられ、さらに外周部で駆動コイル6,
6…に対向する面に、NとS極が交互に多数着磁されてF
G多極着磁部10aが設けられる。
そして、ハウジング8に支持基板11が固定され、この
支持基板11にマグネット10に対向させて複数の駆動コイ
ル6,6…が配置固定される。また、支持基板11に固定さ
れた駆動コイル6,6…の外側部上に、FG多極着磁部10a
対向させて矩形波状発電コイル12aが設けられた発電用
基板12が配置固定される。ここで、支持基板11と発電用
基板12は、ともに鉄ベースプリント基板で形成され、し
かも発電用基板12の平面形状が円弧状に形成されるとと
もに、支持基板11を囲むようにして支持基板11の平面形
状と重ならないようにその周縁外側に形成される。そこ
で、第3図のごとく、支持基板11の発電用基板12で囲む
ようにして、一組として一枚の鉄ベースプリント基板か
ら小さい占有面積で板取りされる。そして、支持基板11
上には、駆動コイル6,6…の端子が接続される接続端子
(図示せず)がプリント配線により設けられるととも
に、回転位置を検出するためのホール素子等の磁気感応
素子13,13…が設けられ、さらにコネクタ14および矩形
波状発電コイル12aの端子用の接続端子等が設けられ
る。さらに、駆動コイル6,6…は、支持基板11に、ヨー
ク3の外径寸法範囲内でシャフト1から最も離した外周
側に配置される。
かかる構成において、発電用基板12として薄いものを
用いることで、駆動コイル6,6…とマグネット10との隙
間を狭くすることができ、磁気抵抗を小さくして磁束を
大にできて、マグネット10を含むロータ部の駆動トルク
を大とすることができる。ここで、上記の実施例では、
発電用基板12は、駆動コイル6,6…が配置固定される支
持基板11と同じ鉄ベースプリント基板が用いられている
が、この鉄ベースプリント基板は従来の非磁性体の紙フ
ェノールやポリアミド等の基板に比較して強度がある。
そして、支持基板は広い平面形状で駆動コイル6,6…を
支持することができ、かなり薄いものでも充分である。
このために、発電用基板12も充分に薄いものとなる。
また、駆動コイル6,6…をシャフト1から離して配置
するので、駆動トルクを発生させるアームが長くなり、
これによってもロータ部の駆動トルクが大きなものとな
る。
本発明者らの実験によれば、第2図のごとく3ケの駆
動コイル6,6,6で、従来6ケの駆動コイル6,6…が設けら
れた周波数発電機付電動機とほぼ同等の駆動トルクが得
られた。
そして、マグネット10の同一平面上に、駆動着磁部と
FG多極着磁部10aを設ければ良く、着磁を施すことが容
易である。
さらに、支持基板11と発電用基板12を一組として一枚
の基板から板取りすれば、小さな占有面積で効率良く形
成でき、しかも片面基板で良いので、極めて安価に基板
11,12を製造し得る。
そしてさらに、鉄ベースプリント基板からなる発電用
基板12により、駆動コイル6,6,6から矩形波状発電コイ
ルに向かう無用な磁界がシールドされるので、矩形波状
発電コイル12aにFG多極着磁部10aの磁界により誘起され
る電圧に対して、駆動コイル6,6,6の磁界による影響が
与えられることがなく、矩形波状発電コイル12aから正
確な回転速度信号が出力される。なお、駆動コイルから
マグネットに至る有用な磁界はシールドされることがな
い。
なお、上記実施例では、支持基板11,21と発電用基板1
2,22の平面形状が重ならないようにして、一組として板
取りできるようにしたが、これに限られないことは勿論
である。また、平面形状が重ならないようにして一枚の
基板から板取りされた支持基板11,21と発電用基板12,22
であっても、シャフト1の軸方向で一部が重なるように
配置固定されて組み立てられても良い。
(発明の効果) 本発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に記載されるような効果を奏する。
駆動コイルとマグネットの隙間を狭くできるととも
に、駆動コイルをシャフトから離して外周側に配置する
ことができるので、ロータ部の駆動トルクを大きくする
ことができる。そして、このようにロータ部の駆動トル
クが大きくできるので、電動機の駆動トルクを同じとす
るならば、駆動コイルの個数を少なくすることができ、
部品点数が削減される。さらに、円板状のマグネットに
駆動着磁部とFG多極着磁部を設けるので、着磁が容易で
ある。この着磁が容易であることと、部品点数が少なく
作業工数が少ないことによって、量産に好適である。し
たがって、周波数発電機付電動機を安価に製造すること
ができる。そしてさらに、鉄ベースプリント基板からな
る発電用基板により駆動コイルから矩形波状発電コイル
に向かう無用な磁界がシールドされ、矩形波状発電コイ
ルに正確な回転速度信号が出力される。なお、駆動コイ
ルからマグネットに至る有用な磁界はシールドされるこ
とがない。
また、発電用基板と支持基板の平面形状が重ならない
ように形成し、両基板を1組として一枚の基板から小さ
な占有面積で効率良く板取りができるように構成するな
らば、両基板を安価に製造でき、その分、より安価に周
波数発電機付電動機を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の周波数発電機付電動機の一実施例の
縦断面図であり、第2図は、第1図のA−A矢視におけ
る発電用基板と駆動コイルおよび支持基板の配置図であ
り、第3図は、発電用基板と支持基板の板取りを示す図
であり、第4図は、従来の周波数発電機付電動機の一例
の縦断面図である。 4,10:マグネット、6:駆動コイル、10a:FG多極着磁部、1
1,21:支持基板、12,22:発電用基板、12a:矩形波状発電
コイル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−225160(JP,A) 特開 昭59−139850(JP,A) 特開 昭61−295688(JP,A) 実開 昭62−107583(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円周方向に分割着磁を施して駆動着磁部を
    設けたマグネットに、回転磁界を発生させる複数の駆動
    コイルを対向させた回転界磁形の電動機であって、前記
    複数の駆動コイルを前記マグネットと反対側の面で支持
    基板に配置固定し、前記マグネットの前記駆動コイルに
    対向する面の外周部にFG多極着磁部を設け、このFG多極
    着磁部に対向させて矩形波状発電コイルが設けられた鉄
    ベースプリント基板からなる発電用基板を前記複数の駆
    動コイルの外側部上に配置固定したことを特徴とする周
    波数発電機付電動機。
  2. 【請求項2】前記発電用基板の平面形状を、円弧状に形
    成するとともに前記支持基板の平面形状と重ならないよ
    うにその周縁外側に形成し、前記発電用基板と前記支持
    基板を一組として一枚の鉄ベースプリント基板から板取
    りしたことを特徴とする請求項1記載の周波数発電機付
    電動機。
JP63219861A 1988-09-02 1988-09-02 周波数発電機付電動機 Expired - Lifetime JP2762278B2 (ja)

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