JP3134574U - Speed control of small DC motor by field magnet. - Google Patents
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Abstract
【課題】ホール素子その他の電子部品に於いて為すのではなく、界磁磁石によって小型直流モータの回転速度の増減を可能とする。
【解決手段】界磁磁石を2組の弧状界磁磁石対とし、1組の界磁磁石対を手動で動かすことによってモータの速度制御を可能とする。また、大型界磁磁石においては、界磁磁石を複数のU型磁石に分割することによって可能となる。
【選択図】図5It is possible to increase / decrease the rotational speed of a small DC motor by using a field magnet, not in a Hall element or other electronic components.
The field magnet is made into two sets of arc-shaped field magnet pairs, and the speed of the motor can be controlled by manually moving the pair of field magnet pairs. Moreover, in a large-sized field magnet, it becomes possible by dividing a field magnet into a plurality of U-shaped magnets.
[Selection] Figure 5
Description
本考案は、複数の界磁磁石による小型直流モータの速度制御に関するものである。The present invention relates to speed control of a small DC motor using a plurality of field magnets.
小型直流整流子型モータの回転速度は、磁気センサ、ホール素子、フォトトランジスタなどによる位置の検出から電子回路を経た制御ができる。また、回転子の位置検出はロータリースイッチを兼ねる整流子で実用上可能であり、電圧の増減によって回転速度制御は可能である。The rotational speed of the small DC commutator type motor can be controlled through detection of a position by a magnetic sensor, a Hall element, a phototransistor or the like through an electronic circuit. Further, the rotor position can be detected with a commutator that also serves as a rotary switch, and the rotational speed can be controlled by increasing or decreasing the voltage.
しかし、電圧制御による回転速度制御では、モータ本体としてではなく、そこから引き出された線を経由した制御回路が必要であった。However, in the rotational speed control by voltage control, a control circuit via a line drawn from the motor main body is required instead of the motor body.
モータ以外に制御回路が付属しているため、小型模型自動車や模型ヘリコプタなどにおいてはモータだけではなく、その回路を配置する空間が必要であった。それで、速度制御のついていない形式であった。特に模型ヘリコプタ後部の羽の回転速度を落としたりすることができなかった。あるいは小型扇風機ではモータ本体に接して速度制御ができるものがなかった。Since a control circuit is attached in addition to the motor, in a small model car, a model helicopter, etc., not only the motor but also a space for arranging the circuit is required. So it was a form without speed control. In particular, the rotation speed of the wing at the rear of the model helicopter could not be reduced. Or, there was no small electric fan that could control the speed in contact with the motor body.
この改善策として、制御回路を外部に引き出してモータに連結しておく方法がある。しかしそれが外部にあって余計な付属品となり煩雑なものとなる。As an improvement measure, there is a method in which the control circuit is pulled out and connected to the motor. However, it becomes an extra accessory and complicated.
解決しようとする問題点は回転速度制御回路を必要とせずに回転速度制御を行うことである。The problem to be solved is to perform the rotational speed control without requiring the rotational speed control circuit.
本考案は、界磁磁石を複数にして界磁磁石の回転子中心へと向けた磁束群を変化させることを可能とするため、回転速度制御が容易になることを最も主要な特徴とする。The main feature of the present invention is that the rotational speed can be easily controlled because a plurality of field magnets can be used to change the magnetic flux group directed to the center of the rotor of the field magnet.
本考案の界磁磁石群は、界磁側面での手動による操作によって速度変化を行うことができるので、制御回路との電線を必要とせず、目的の回転速度に応じた個々のモータの回転速度制御をすることができるという利点がある。The field magnet group of the present invention can change the speed by manual operation on the field side, so there is no need for a wire with the control circuit, and the rotation speed of each motor according to the target rotation speed There is an advantage that it can be controlled.
界磁磁石の回転子中心へと向かう磁束を変化させるという目的を、最小の部品点数で、従来の小型モータの大きさをほとんど損なわずに実現した。また、モータの規模を大きくするには界磁磁石を分割U型磁石群にしたことである。The objective of changing the magnetic flux toward the rotor center of the field magnet was realized with a minimum number of parts and almost no loss of the size of the conventional small motor. In order to increase the scale of the motor, the field magnets are divided into U-shaped magnet groups.
通常の小型直流整流子式モータは、回転子から等距離にあるU型磁石1の両磁極から伸びた軟鉄ヨーク2によって回転子3の回転をなすものである。
しかし、図1のように一方の極を回転子3に近づけることで非対称な磁場構造となり、回転速度を増加させることができる。あるい従来の位置に戻すことによって回転速度を減少させることができる。A normal small DC commutator motor rotates the
However, by bringing one pole closer to the
さらに、回転子3を越えて、ヨーク2を延長し、その形状を、ヨーク2どうしが接触するほどに変形させることによっても回転速度を変化させることができる。Furthermore, the rotational speed can be changed by extending the
また、U型磁石を2つ同極どうし重ね合わせることによっても回転速度は増加する。
重ね合わせるU型磁石はもとの磁石1と異極どうしを重ね合わせてもよく、重ねた磁石を近づけるかあるいは遠ざけることによって、あるいは回転させることによって回転子に非対称な磁場をつくりだすことで回転速度を増減させることができる。The rotational speed can also be increased by overlapping two U-shaped magnets with the same polarity.
The superposed U-shaped magnet may overlap the
さらにU型磁石1の位置に対し、回転子3の反対側で両ヨーク2の間に他のU型磁石を配置することによっても速度制御ができる。このとき、もとの一方の磁極がNであれば、回転子を介して伸びているヨークと接する新たな磁石の磁極もNとする。
新たに対象の位置に配置したU型磁石の傾きと回転子との距離によって回転速度制御を行う。あるいは回転子3の極数を変えることによって新たに配置した磁石の磁極を逆にしても速度制御が可能である。Furthermore, speed control can also be performed by arranging another U-shaped magnet between the
Rotational speed control is performed based on the distance between the inclination of the U-shaped magnet newly disposed at the target position and the rotor. Alternatively, the speed can be controlled even if the magnetic pole of the newly arranged magnet is reversed by changing the number of poles of the
上記のことを発展させることによって以下の回転速度制御がさらに可能となる。
通常の小型直流整流子型モータでは、異極が向かい合う1組の弧状磁石対によって一定した回転速度しか得られない。そこで図2のように、回転子3(図では省略)を円周状に取り囲むように、棒磁石4を配置し、各磁石内側極の磁束方向を回転子の中心に向かうように配置する。このとき、棒磁石群4の一方の半円上にある磁石の内側はN極とし、他の半円上にある磁石の内側はS極とする。棒磁石4の配列本数によって回転速度の増減が可能となる。By developing the above, the following rotation speed control becomes possible.
In a normal small DC commutator type motor, only a constant rotational speed can be obtained by a pair of arc-shaped magnet pairs facing different poles. Therefore, as shown in FIG. 2, the bar magnets 4 are arranged so as to surround the rotor 3 (not shown in the figure) in a circumferential shape, and the magnetic flux directions of the inner poles of the magnets are arranged so as to face the center of the rotor. At this time, the inner side of the magnet on one semicircle of the bar magnet group 4 is an N pole, and the inner side of the magnet on the other semicircle is an S pole. The rotational speed can be increased or decreased depending on the number of the bar magnets 4 arranged.
しかし、棒磁石4ではその磁石間の間隙があるために回転数が不安定になりやすい。そこで、図3のようにU型磁石1をその内側磁極間が接触するように配列する。すると効果的に回転子3(図では省略)の増加が生じる。ただし異極どうしが隣り合う2ヶ所5は、磁性体ではない例えばプラスチック状の小片で隔てる。また、外側の磁極はすべての極を取り巻くように外周ヨーク6で覆う。
また回転数の不安定さが効果的に減少されたかどうかを調べるには回転子3の軸を固定する。そのことによって界磁側、つまり界磁磁石群1が滑らかに回転を始めることで実証される。However, the rotational speed of the bar magnet 4 is likely to be unstable due to the gap between the magnets. Therefore, as shown in FIG. 3, the
Further, in order to examine whether or not the instability of the rotational speed is effectively reduced, the axis of the
通常の小型直流整流子型モータに使われる2枚の弧状磁石対は、モータが大きくなるにつれて磁石対も大きなものとなるため、材料が脆弱となり、また着磁方法が大規模となってくる。しかし本考案、特に図3のようにU型磁石1を配列することによって、これらの問題を解決することができる。The two arc magnet pairs used in a normal small DC commutator motor become larger as the motor becomes larger, so that the material becomes fragile and the magnetizing method becomes larger. However, these problems can be solved by arranging the
また、図3の磁石群1と同様な配列で、外周にヨークを備えた他の磁石群7を、図3の磁石群1の下部に図4のように配置する。下部の小磁石群7を徐々に円周方向に回転することにより、回転速度の増減が可能となる。Further, another
さらに、図5のように2組の弧状磁石対8、9を配置し、下部の弧状磁石対9を円周方向に回転することにより回転速度の増減が可能となるので、従来の小型モータの大きさをほとんど損なわずに回転速度制御の操作が可能となる。Further, as shown in FIG. 5, two pairs of
あるいは図6のように2組の弧状磁石対をそれぞれU型磁石に置き換える。すると1つのU型磁石1の両磁極間に回転子3があり、そこに新たなU型磁石10が存在することになる。新たなU型磁石10を回転することにより回転速度制御の操作が可能となる。Alternatively, as shown in FIG. 6, the two arc-shaped magnet pairs are replaced with U-shaped magnets. Then, there is a
モータ本体につけた1組の弧状界磁磁石対を回転する操作によって容易に回転速度制御ができ、容積の余裕のない部分にも容易に速度制御まで含めた収容ができる。また、回転数がほとんど同じである模型用モータにおいて、さまざまな回転速度を持つ複数のモータの組み合わせが、例えば模型用ヘリコプタなどに適用できる。扇風機においては、モータ本体に速度制御を取り付けることができるので、従来のように下に伸びた速度制御装置部を必要とすることがなく、狭いところでも使用できる。また、大規模なモータにおいては弧状磁石対をU型磁石群におきかえれば使用できる。Rotational speed control can be easily performed by rotating a pair of arcuate field magnet pairs attached to the motor body, and even a part having no capacity can be easily accommodated including speed control. In addition, in a model motor having almost the same number of rotations, a combination of a plurality of motors having various rotational speeds can be applied to a model helicopter, for example. In the electric fan, since the speed control can be attached to the motor main body, it is not necessary to have a speed control device extending downward as in the conventional case, and it can be used even in a narrow space. In a large-scale motor, the arc magnet pair can be used by replacing it with a U-shaped magnet group.
1 U型磁石
2 軟鉄ヨーク
3 回転子
4 棒磁石
5 プラスチック材
6 外周軟鉄ヨーク
7 U型小磁石群(コントロール用磁石)
8 弧状磁石対(動力用磁石)
9 弧状磁石対(コントロール用磁石)
10 U型大磁石(コントロール用磁石)DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
8 Arc-shaped magnet pair (power magnet)
9 Arc-shaped magnet pair (control magnet)
10 U-shaped large magnet (control magnet)
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006010823U JP3134574U (en) | 2006-12-15 | 2006-12-15 | Speed control of small DC motor by field magnet. |
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JP2006010823U Expired - Fee Related JP3134574U (en) | 2006-12-15 | 2006-12-15 | Speed control of small DC motor by field magnet. |
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2006
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