JPH0730584U - 周波数信号検出装置付きモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ステータとロータとの間にＦＧセンサを取り付
けるための十分なスペースがない場合であっても、別途
ＦＧ専用のマグネット等を設けることなく周波数信号を
精度よく検出できる周波数信号検出装置付きモータを得
る。 【構成】ロータケース１の外周にモータの冷却用ファン
１０が取り付けられ、モータの冷却用ファン１０に対向
する位置に周波数信号検出用のセンサ１１を配置した。
モータの冷却用ファン１０をマグネット材により成形す
ると共に、このモータの冷却用ファン１０に周波数発電
用の着磁を施してもよい。モータの冷却用ファンに対向
する位置に周波数信号検出用光センサを配置してもよ
い。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、モータの周波数信号によりモータの回転数や回転位置の検出などを 行うことができる周波数信号検出装置付きモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

モータの回転数を制御する手段として、駆動マグネットの磁極の変化を磁気セ ンサで検出し、この検出された信号をもとにしてモータの速度制御等を行うこと が一般に行われている。 このように、モータの速度制御等のために周波数発電機（以下ＦＧという）を 用いる場合、周波数発電用のセンサとしてホール素子、ＦＧコイルパターンなど の磁気センサをロータのＦＧマグネットや駆動マグネットに対向させてモータの 基板上に配置する構成が一般的であった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記のような構成にすると、ステータとロータとの間隔が狭い場合に は、ＦＧセンサを組み込むことができなくなったり、また、著しく困難となって しまうことがあった。 かかる場合、駆動マグネットとは別個にＦＧ専用のマグネットを設けたり、ス リット円盤を設けることも考えられるが、別途これらの部品を組み込む分モータ の製作コストが高くなってしまうという問題があった。

【０００４】 本考案は上記問題点を解決するためになされたものであって、冷却用ファンを 利用して周波数信号検出機を構成することにより、別途ＦＧ専用のマグネットや スリット円盤を取り付けなくとも周波数信号を精度よく検出することができるよ うにしたものであり、特に、ステータとロータとの間にＦＧセンサを取り付ける ための十分なスペースがない場合に有効な周波数信号検出装置付きモータを提供 することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本願考案は、ロータに取り付けられたモータの冷却 用ファンに対向させて周波数信号検出用のセンサを配置した。モータの冷却用フ ァンをマグネット材で成形し、このモータの冷却用ファンに周波数発電用の着磁 を施してもよい。モータの冷却用ファンを不透明な素材または光を反射する素材 で成形し、このモータの冷却用ファンに対向する位置に周波数信号検出用光セン サを配置してもよい。

【０００６】

【作用】

モータの冷却用ファンに対向する位置に周波数信号検出用のセンサを配置した ことから、ロータとステータとの間隔が極めて狭い場合であっても、容易に周波 数信号検出用センサを取付けることができる。モータの冷却用ファンをマグネッ ト材で成形し、このモータの冷却用のファンに周波数発電用の着磁を施せば、フ ァンに対向させて配置したセンサがファンの回転に伴う磁気的変化を検出して周 波数信号を検出する。また、モータの冷却用ファンを不透明な素材または光を反 射する素材で成形し、このモータの冷却用ファンに対向する位置に周波数信号検 出用光センサを配置すれば、ファンの回転に伴う光の反射率の変化又は光の透過 率の変化に応じて上記光センサの検出出力が変化し、周波数信号を得ることがで きる。

【０００７】

【実施例】

以下、図面を参照しながら本考案にかかる周波数信号検出装置付きモータの実 施例を説明する。 図１ないし図３において、略円筒状をした軸受ホルダ５の中空部内周面には複 数個のボールベアリングからなる軸受９，９の外輪が圧入固着されており、この 軸受９，９を介して軸３が回転自在に支持されている。軸受ホルダ５のフランジ 部５ａの底面側にはステータコア６がビス１３により取り付けられている。ステ ータコア６は適宜数の突極を有し、各突極には駆動コイル７が巻き回されている 。上記軸受ホルダ５のフランジ部５ａの上面側には段部が形成されており、この 段部に逆カップ状をしたモータケース８が嵌合され固着されている。

【０００８】 上記軸３の一端部（図１において軸３の上部）にはゴムローラ２３が圧入固着 されている。一方、軸３の他端部（図１において軸３の下部）にはボス２を介し てカップ状のロータケース１が圧入固着されている。ロータケース１の周壁内周 面には円筒状の駆動マグネット４が固着されており、この駆動マグネット４とロ ータケース１とによってモータのロータが構成されている。駆動マグネット４は 上記ステータコア６の外周面と適宜の間隔をおいて対向している。そして、駆動 コイル７が通電制御されることによりロータが付勢され、回転するようになって いる。

【０００９】 上記ロータケース１の周壁外周面には、穴２４が複数個周方向に適宜の間隔で 形成されている。ロータケース１の外周面には、プラスチックマグネットからな るモータの冷却用ファン１０が嵌合され、冷却用ファン１０の内周側に形成され た複数個の突起がそれぞれ上記穴２４に嵌合している。この冷却用ファン１０は プラスチックマグネットを型により成形して作られている。冷却用ファン１０は ロータと一体に回転され、図１に矢印で示すようにロータケース１の底面に形成 された穴１２から外気を吸引し、ロータケース１の周壁外周面とモータケース８ の周壁内周面との間の間隙から排気することによりモータの冷却がなされる。

【００１０】 上記モータケース８の内周上面であって、上記冷却用ファン１０の上面に対向 する位置には磁気センサからなる周波数信号検出素子１１が配置され、上記冷却 用ファン１０から適宜の間隔をおいて対向している。 モータの冷却用ファン１０には周波数発電用の着磁が施されており、この磁力 を上記周波数信号検出素子１１が検出するようになっている。これによって冷却 用ファン１０が回転されると上記周波数信号検出素子１１がその回転数に比例し た信号を発し、この信号を検出することによりモータの回転速度や回転位置を検 出し制御することができる。

【００１１】 具体的には、図３において冷却用ファンの羽根１０ａ及び上面部１０ｂに周波 数発電用の着磁が施されている。また、図３のＡ，Ｂの位置に周波数信号検出セ ンサ１１が配置されている。そして、羽根１０ａが図３の紙面に対して垂直方向 奥側に一定の角度で傾斜しているため、冷却用ファン１０が図３の矢印方向に回 転した場合、羽根１０ａとセンサ１１との間の距離が変化し、これによって冷却 用ファンからの磁力も変化する。かかる磁力の変化にともなってセンサ１１の検 出信号は略正弦波状の波形となり、この検出信号を処理することでモータの速度 制御やモータの位置検出等を行うことができる。

【００１２】 上記のような構成とすることにより、ロータケースとステータとの間の間隔が 著しく狭い場合であっても、別途ＦＧ専用のマグネットやスリット円盤を設ける 必要がなくなり、センサの取付けが容易になると共に製作コストの上昇を抑える ことができる。また、冷却用のファンを型により成形するため、型の精度を向上 させることにより冷却用ファンの精度を一定に保つことができると共に、高い精 度の製品を大量に製造することができる。 なお、上記周波数信号検出センサとしては、ホール素子、ホールＩＣ、ＭＲ素 子、ＦＧコイルなどの任意の手段を用いればよい。 また、冷却用ファンに施す着磁は、周方向に一定間隔でＮ極とＳ極を交互に行 ってもよいし、厚さ方向又は内外方向に一様に行ってもよい。厚さ方向又は内外 方向に一様に着磁しても、回転に伴うファンとセンサとの距離の変化によって周 波数信号を得ることができる。

【００１３】 次に、第４図に示す本願考案にかかる別の実施例について説明する。 なお、図１ないし図３に示す実施例と同様の構成については説明を省略する。 図４において、カップ状のロータケース１の周壁外周面には複数個の穴２４が 周方向に適宜の間隔で形成されている。ロータケース１の外周面にはモータの冷 却用ファン１８が嵌合され、ファン１８の内周側の突起が上記穴２４に嵌まって いる。これにより冷却用ファン１８がロータケース１の周壁外周面に取り付けら れている。この実施例においては、冷却用ファン１８は光を通さない不透明なプ ラスチックを型成形することによって成形されている。 一方、逆カップ状のモータケース８の底部内面であって、上記冷却用ファン１ ８の上面に対向する位置に受光素子１６が配置されている。ファン１８を軸方向 に挾んで上記受光素子１６と対向する位置に発光素子１７が配置されている。上 記受光素子１６は、上記ファン１８の一定間隔ごとの隙間を透過する発光素子１ ７からの光を感知するようになっている。

【００１４】 上記のような構成とすることにより、冷却用ファン１８の回転により発光素子 １７からの光が一定間隔で遮られると共に一定間隔で透過し、この一定間隔ごと の透過光を受光素子１６で検出することにより略正弦波状の信号が得られ、この 正弦波状の信号を処理することによりモータの速度制御や位置検出等が可能とな る。 従って、図４に記す実施例によっても図１ないし図３に示す実施例と同様に、 別途ＦＧ用のマグネット等を設けなくとも周波数信号を検出することができ、モ ータの回転速度、回転位置等を検出することができる。 また、図４に示す実施例においても冷却用ファンを型により成形することで、 精度良く周波数信号を検出できると共に、精度の高い製品を大量に製造すること ができる。

【００１５】 次に、図５に示す本願考案にかかる別の実施例について説明する。 なお、図１ないし図３に示す実施例と同一の構成については説明を省略する。 カップ状をしたロータケース１の周壁外周面にはモータ冷却用のファン１９が 嵌合されることにより、冷却用ファン１９がロータケース１に取り付けられてい る。この実施例においては、冷却用ファン１９は光を反射するプラスチック素材 を型成形することで成形されている。

【００１６】 一方、逆カップ状をしたモータケース８の底部内面であって、上記冷却用ファ ン１９の上面と対向する位置に周波数信号検出用光センサ２０が取り付けられて いる。この周波数信号検出用光センサ２０は発光素子と受光素子とを有する反射 型の光センサであって、光センサ２０から発せられた光が冷却用ファン１９の上 面部（図３において上面部１０ｂ）に反射するため、この反射光を受光素子で検 出することによりモータの回転速度変に比例した周波数信号を得ることができる 。

【００１７】 具体的には、光センサ２０の発光素子から発せられた光が、冷却用ファン１９ の上面部（図３において上面部１０ｂ）に照射されると、この光はセンサ２０へ の反射光となる。一方、光センサ２０の発光素子から発せられた光が図３に示す 羽根１０ａに照射されると、羽根１０ａが図３の紙面に対し垂直方向奥側に傾斜 しているため、センサ２０への反射光とはならずに、羽根１０ａの傾斜に比例し て逃げてしまう。従って、センサ２０から出力される検出信号はロータの回転速 度に比例した周波数の略正弦波状に近い形となり、これを処理することにより別 途ＦＧ用のセンサを設けなくとも周波数信号を得ることができ、モータの速度制 御等を行うことができる。 また、図５に示す実施例によっても冷却用ファン１９を型により成形すること で、精度良く周波数信号を検出できると共に、精度の高い製品を大量に製造する ことができる。

【００１８】 次に、図６に示す実施例について説明する。 なお、図１ないし図３に示す実施例と同様の構成については説明を省略する。 図６において、カップ状をしたロータケース１の周壁外周面にはモータの冷却 用ファン２１が嵌合されることにより、冷却用ファン２１がロータケース１に取 り付けられている。 一方、逆カップ状のモータケース８の周壁内周面であって、上記冷却用ファン ２１の外周面に対向する位置に周波数検出用センサ２２が取り付けられている。 この周波数信号検出用センサとしてホール素子、ホールＩＣ、ＭＲ素子等の磁気 センサを用いた場合には、冷却用ファン２１をプラスチックマグネットで型成形 すると共に、冷却用ファン２１の羽根に周波数発電用の着磁を施せばよい。 また、周波数信号検出用センサとして反射型の光センサを用いる場合には、冷 却用ファン２１を光を反射するプラスチック素材で型成形すればよい。

【００１９】 上記のような構成とすることによっても、冷却用のファン２１の回転により周 波数信号検出用センサ２２が磁力または反射光の変化を検出することによって、 略正弦波状の検出信号が得られる。従って、図１ないし図３に示す実施例と同様 に別途ＦＧ用のマグネット等を設けなくとも周波数信号を検出することができ、 モータの回転速度、回転位置等を検出することができる。 また、図６に示す実施例においても冷却用ファンを型により成形することで、 精度良く周波数信号を検出できると共に、精度の高い製品を大量に製造すること ができる。

【００２０】 次に、図７に示す実施例について説明する。 なお、図１ないし図３に示す実施例と同様の構成については説明を省略する。 図７において、軸受ホルダー５から突出した軸３の上端部にはディスク２５の ボス２５ａが圧入固着され、ロータの一部となっている。ディスク２５ａの外周 面にはモータの冷却用ファン２６が取り付けられている。冷却用ファン２６はモ ータのロータと一体に回転し、空気をモータ本体に吹き付けてモータを冷却する 。 また、基板２８上には周波数信号検出用センサ２７が取り付けられており、セ ンサ２７は上記冷却用ファン２６の外周面から適宜の間隔をおいて対向する位置 に配置されている。周波数信号検出用センサ２７としては、磁気センサ又は反射 型の光センサを用いればよく、磁気センサを用いた場合にはファン２６をプラス チックマグネット等で型成形し、これに周波数発電用の着磁を施せばよく、光セ ンサを用いた場合は不透明な素材又は光を反射する素材で型成形すればよい。

【００２１】 上記のような構成によってもファン２６の回転により周波数信号検出用センサ ２７が磁力又は反射光の変化を検出することによって、略正弦波状の検出信号が 得られる。従って、図１ないし図３に示す実施例と同様に別途ＦＧ専用のマグネ ット等を設けなくとモータ周波数信号を検出することができる。 また、図７に示す実施例においても冷却用ファン２６を型成形することで、精 度良く周波数信号を検出することができると共に、精度の高い製品を大量に製造 することができる。

【００２２】 なお、上記図１ないし図７に示す実施例において、複数個の周波数信号検出用 センサを配置し位相差信号を得ることなどにより、モータの駆動タイミングの検 出や回転方向の検出などに利用することもできる。

【００２３】 冷却用ファンを構成するマグネットとしては、プラスチックマグネットに限ら れず、その他の適宜の素材、例えばゴムマグネット、焼結マグネットなどを用い ることができる。 また、冷却用ファンを構成する不透明な素材または光を反射する素材としては 、プラスチックのほか適宜の素材、例えば、鉄、アルミニウムなどを用いること ができる。

【００２４】

【考案の効果】

本考案によれば、ロータケースの外周にモータの冷却用ファンが取り付けられ 、このモータの冷却用ファンに対向する位置に周波数信号検出用のセンサを配置 したことから、ロータとステータとの間隔が狭くＦＧセンサを組み込むスペース がない場合であっても、別途ＦＧマグネットやスリット円盤等を設けるまでもな く、周波数信号を検出することができるため、モータの製造コストの上昇を抑え ることができる。 また、冷却用ファンは型により形成することができるため、この型の精度を高 くすることにより、精度のよい周波数信号検出装置付きモータを量産することが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる周波数信号検出装置付きモータ
の実施例を示す断面図。

【図２】同上実施例のロータケースと冷却用ファンとを
示す側面図。

【図３】同上ロータケースと冷却用ファンの平面図。

【図４】本考案にかかる別の実施例を示す要部の断面
図。

【図５】本考案にかかるさらに別の実施例を示す要部の
断面図。

【図６】本考案にかかるさらに別の実施例を示す要部の
断面図。

【図７】本考案にかかるさらに別の実施例を示す要部の
断面図。

【符号の説明】

１ ロータケース １０ 冷却用ファン １１ 周波数信号検出用センサ １６ 受光素子 １７ 発光素子 １８ 冷却用ファン １９ 冷却用ファン ２０ 周波数信号検出用光センサ ２１ 冷却用ファン ２２ 周波数信号検出用センサ ２６ 冷却用ファン ２７ 周波数信号検出用センサ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータにモータの冷却用ファンが取り付
   けられ、このモータの冷却用ファンに対向する位置に周
   波数信号検出用のセンサが配置されていることを特徴と
   する周波数信号検出装置付きモータ。
2. 【請求項２】 モータの冷却用ファンはマグネット材に
   より成形されると共に、このモータの冷却用ファンに周
   波数発電用の着磁が施されている請求項１記載の周波数
   信号検出装置付きモータ。
3. 【請求項３】 モータの冷却用ファンに対向する位置に
   周波数信号検出用光センサが配置されている請求項１記
   載の周波数信号検出装置付きモータ。