JPH08223889A - 周波数発電機付き小型モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＦＧマグネットを整流子ユニットと一体に形
成することにより、モータを薄くし小型化する。 【構成】 整流子ユニット１３にＦＧマグネット６−１
を固定する。ＦＧマグネット６−１の外周にＭＲ素子、
磁気ＨＤおよびホール素子などからなる磁気センサ１１
−１を固定子から立設した支持体２８に設け、磁気セン
サ１１−１をＦＧマグネット６−１に対して僅かの隙間
を設けて対向配設する。この結果、ＦＧ構造がモータ本
体内部に形成され、モータ全体が偏平になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】回転子に整流子ユニットを有する
小型モータの周波数発電機（ＦＧ）構造に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ＦＧ構造をモータに付設した従来例とし
て図７（ａ）および図７（ｂ）に示すものがある。図７
（ａ）はＦＧを有する小型モータの一態様を示す横断面
図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）とは異なる態様を示
す横断面図である。図７（ａ）および図７（ｂ）におい
て、モータ本体３０は中央部が軸受３８で閉塞され、胴
部が筒状の椀状の容器からなるケース３２と軸受３９を
その中央部に支持する側板３３で外郭体を形成してい
る。外郭体で構成された空間に、軸受３８、３９で軸支
した回転軸３１に固設したコア８とコアに巻回したコイ
ル７をもって回転子主部を形成し、コア８の各突極の外
周面はケース３２の内面に固着したマグネット４０で構
成される固定子主部と対向配置されていて、コイル７に
駆動電流を印加することにより、上記突極とマグネット
４０との間の磁気作用を受けモータ本体は回転する。ま
た、ホルダ４３と整流子４２からなる整流子ユニットも
回転子主部と共に回転自在に構成して回転子を構成し、
支持体４１より延設された整流子２の外周を摺接するよ
うに回転軸３１の垂直方向に配設したブラシ４４から電
流を受け、整流子を形成する整流子片からライザ１０を
介してコイル７にモータの駆動エネルギを給電する。整
流子ユニットは、例えば、樹脂部材で成型された円柱状
のホルダ４３の中心孔に回転軸３１を嵌挿し、ホルダ４
３の外周面を囲繞するように整流子４２が形成されてい
る。整流子４２はモータの極数に対応して等分割した整
流子片として構成され、夫夫の整流子片にライザ１０が
配設されている。

【０００３】側板３３を境として、ケース３２と相対
し、回転軸３１の延設部の軸端を軸受３５でその中央部
に支持し、側板３３を同一とし別な胴部を筒状とする椀
状のケース３４が付設され、このケースが構成する閉塞
空間にＦＧを収納していて、回転軸３１にはＦＧマグネ
ット３６が固設され、ＦＧ部４６を形成している。

【０００４】図７（ａ）において、ＦＧマグネット３６
−１は皿状に形成され、そのフランジ端面にＳ極、Ｎ極
が相互に帯状につながる連続的な着磁部１９が形成さ
れ、側板３３に設けた支持体として形成する基板上の導
電パターン４５に対向している。導電パターン４５はフ
エノールやガラスエポキシ樹脂基板などのプリント基板
に環状の回路パターンを形成したものである。回転軸３
１の回転にともなって、ＦＧマグネット３６−１が回転
し着磁部が導電パターン４５上を通過するとき、導電パ
ターン４５に発生した起電力が変化して周波数として検
出することができる。この周波数はＦＧマグネットの回
転数によって定まるので、周波数を測定することによっ
てモータの回転数がわかる。図示しない制御回路をもっ
てモータの回転数を一定に制御すれば、例えば、モータ
を音響機器のメディア回転部に使用するとき回転数の変
動をなくして、ワウ・フラッタを軽減させ音響特性を向
上させることができる。

【０００５】図７（ｂ）において、ＦＧマグネット３６
−２は円盤状に形成され、その周縁部に連続的な着磁部
１９が形成されている。着磁面１９に対向して、コイル
３７のまわりにＦＧヨーク４７を配設したＦＧ組が配設
されている。ＦＧマグネット３６−２の回転に伴ってコ
イル３７に起電力が発生しＦＧ出力が得られる。

【０００６】これら従来例ではケース３２と相対し、回
転軸３１の延設部の軸端を軸受３５をその中央部に支持
し、側板３３を同一する別なケース３４が付設され、こ
のケース３４にＦＧが収納されているので、モータの回
転軸方向の長さが長くなり、モータが大型化してしま
う。また、余分な加工工数を必要とし、経済性を低くす
る要因になっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明はＦＧマ
グネットを整流子ユニットと一体に形成することによ
り、モータの回転軸方向の長さを短くしてモータを薄く
し、モータを小型化すると共に、経済性の高い小型モー
タを提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで本発明の請求項１
の周波数発電機付き小型モータはその目的を達成するた
め、コイルが巻回されたコアと、このコアの中心に挿嵌
された回転軸と、該回転軸に嵌着された整流子ユニット
と、を有する回転子と、上記コアに対向配置されたマグ
ネットと、上記整流子ユニットに摺接するように固定さ
れたブラシと、該ブラシを固定支持する支持板とを有す
る固定子と、周波数発電用マグネットと、該周波数発電
用マグネットに対向する磁気センサとを有して、上記回
転子の回転に応じて発電を行う周波数発電機とを備えた
周波数発電機付き小型モータにおいて、上記周波数発電
機の周波数発電用マグネットは上記整流子ユニットに固
設され、上記磁気センサは支持体に設けられたことを特
徴とする。

【０００９】そこで本発明の請求項２の周波数発電機付
き小型モータはその目的を達成するため、整流子ユニッ
トは、回転軸に嵌挿されたホルダーと、該ホルダの外周
に設けられた整流子と、整流子片と一体に形成されたラ
イザとを有し、前記ホルダに周波数発電用マグネットが
固設されていることを特徴とするる。

【００１０】そこで本発明の請求項３の周波数発電機付
き小型モータはその目的を達成するため、周波数発電用
マグネットはホルダと一体に形成され、磁気センサと対
向する面に着磁が施されていることを特徴とする。

【００１１】そこで本発明の請求項４の周波数発電機付
き小型モータはその目的を達成するため、磁気センサ
は、支持体上に形成された周波数発電用パターンからな
り、該周波数発電用パターンと周波数発電用マグネット
とが軸方向に対向して構成している。

【００１２】そこで本発明の請求項５の周波数発電機付
き小型モータはその目的を達成するため、周波数発電用
マグネットは、ホルダに嵌合する固定部と、所定の着磁
が施された着磁部と固定部と着磁部とを繋ぐ複数の腕部
とを有し、この腕部間に形成された空隙内でコイルの端
末と整流子片のライザとが結線されていることを特徴と
することを要旨とするものである。

【００１３】

【作用】周波数発電機付き小型モータにおいて、ＦＧマ
グネットをホルダおよび整流子からなる整流子ユニット
に固設し、また、磁気センサを対向する支持体または基
板に設けたので、周波数発電機を収納するケースを必要
とせず周波数発電機付きモータは薄型となる。

【００１４】整流子ユニットとＦＧマグネットとが一体
に形成され、その磁気センサと対向する面に着磁が施さ
れているので周波数発電機付き小型モータは、経済性の
高いものとなる。

【００１５】

【実施例】図１は本発明に関わる周波数発電機付きモー
タの回転子要部とその周波数発電原理を示す図で、図１
（ａ）は構成部品を示す斜視図であり、図１（ｂ）はそ
の構成部品を組立てた後の斜視図である。

【００１６】図において、１は回転軸、２は整流子、１
０は整流子２を構成する整流子片と一体に構成され導電
接続部を形成するライザ、３はホルダで、整流子２とラ
イザ１０およびホルダ３をもって整流子ユニット１３が
構成されている。また、４は絶縁リング、５は火花消弧
素子、６は円盤状のＦＧマグネットであり、７はコイ
ル、８はコア、９はインシュレータ、１１は磁気センサ
である。

【００１７】ＦＧマグネット６は、ホルダに嵌合する固
定部２６と、所定の着磁が施された着磁部１９と固定部
２６と着磁部とを繋ぐ複数の腕部２７とを有し、この腕
部間に形成された空隙１２内でコイル７の端末と整流子
片とがライザ１０を介して結線される。

【００１８】コイル７は巻回したコア８の中央に回転軸
１が嵌挿固定されている。この回転軸１の一端側からホ
ルダ３の溝２３にライザ１０を嵌合した整流子ユニット
１３の孔２４を嵌挿し、コイル８の引出線を空隙１２か
ら引出し、半田付け等でライザ１０に接続して、回転子
は形成される。なお、整流子ユニットは、予め絶縁リン
グ４が整流子２に圧入され、さらに絶縁リング４の外側
に火花消弧素子５が配置されている。そして、ホルダ３
の鍔外周面には、ＦＧマグネット６の中央孔２５が嵌合
固定されている。

【００１９】ＦＧマグネット６の、例えば、円盤外周縁
面にＳ磁極およびＮ磁極交互に並べ連続的に着磁して着
磁部を形成している。一方、磁気センサ１１をＦＧマグ
ネット６の着磁部に僅かの隙間をもって対向配置する。
コイル７に電流が印加され回転子が回転すると、ＦＧマ
グネット６は回転子と一体に回転し、磁気センサ１１は
その着磁部に施された着磁を感知し、ＦＧマグネット６
の着磁に対応した数のパルスを発する。単位時間当たり
のパルスをカウントすることにより、モータの回転数が
わかり、図示しない制御回路を介してモータの回転数を
制御することができる。

【００２０】図２は本発明の周波数発電機付きモータの
実施例の断面図であり、図２（ａ）および図２（ｂ）は
夫夫ＦＧマグネットの形状と磁気センサの配置を変えた
場合を示す。図１に示した回転子主部の説明および図７
に示した従来例と重複する説明は省く。

【００２１】図２（ａ）に示すように、整流子ユニット
１３にＦＧマグネット６−１を固定する。ＦＧマグネッ
ト６−１の外周にＭＲ素子、磁気ヘッドあるいはホール
素子などからなる磁気センサ１１−１を固定子から立設
した支持体２８に設け、ＦＧマグネット６−１に対して
僅かの隙間を設けて対向配設する。尚、この隙間はＦＧ
マグネット６−１の着磁の強さ、着磁部表面面積、着磁
部近傍の部材配置状態などにより適宜変更される。また
図２（ｂ）に示すように、ＦＧマグネット６−２の端面
１４に着磁を施し、整流子ユニット１３に固定すると共
に、底板１５に固設した基板１６の上記着磁部と対向す
る位置にＦＧパターン１７を形成しておく。ＦＧパター
ン１７は図３に示すように、円形の絶縁板上に波形状の
導体が印刷されたもので、回転子要部の回転と共にＦＧ
マグネット６−２が回転し、端面１４に着磁したＳおよ
びＮ極がＦＧパターン１７上を通過するとき磁気相互作
用により、波形状の導体に起電力が発生し、その発生起
電力を計測することにより回転数を検知することができ
るものである。

【００２２】ＦＧマグネット６−１または６−２の固定
はホルダ３の鍔外周面２２にＦＧマグネットの中央孔２
５を圧入などで固定する方法以外に、接着剤等をもって
固着する方法、あるいは整流子ホルダ３とＦＧマグネッ
ト６−１または６−２を一体に成形する方法、またはラ
イザ１０を空隙１２に間着固定する方法など各種の手法
をとることができる。

【００２３】また、上記の場合においては、コイル７の
引出線をライザ１０に接続するために、ＦＧマグネット
６に空隙１２を設ける必要がある。図４はそのような空
隙を含むＦＧマグネットの平面図である。図４（ａ）は
３極構造の場合の例である。空隙１２の形状はコイル７
を整流子２のライザ１０に支障なく接続できる形状で、
しかも回転に偏位をおこさないものであればよく扇形、
円形、楕円など各種の形状をとることができる。また空
隙の数も所望によって図に示した３個以上設けることが
できる。ＦＧマグネット６の円周部は着磁部１９となっ
ている。

【００２４】図４（ｂ）は回転子が多極で、例えば、回
転子のコア突極数が６極、磁極が４極、整流子が６極で
磁気回路が構成されている場合の例である。この場合、
整流子の相対峙する整流子片を電気的に接続するため
に、予め銅板などからなる導電性のよい部材でつくった
パターン１８をＦＧマグネット６−３作成時に同時にア
ウトサートし、ＦＧマグネット６−３表面にパターン１
８がのったＦＧマグネットとする。一体成形されたＦＧ
マグネットのパターン１８と整流子のライザを半田付け
することにより相対峙するセグメント同志を電気的接続
をする。同時にＦＧマグネットが固定される。

【００２５】上記においては、予め銅板などからなる導
電性のよい部材でつくったパターン１８をＦＧマグネッ
ト６−３作成時に同時にアウトサートしたが、アウトサ
ートに代えてＦＧマグネット６−３の上下平面に回路パ
ターン１８を印刷もしくはプリント基板を接着すること
により導通部を設けてもよい。この構成により各種極数
のモータに容易に対応できる。

【００２６】図５は本発明に関わるＦＧマグネットと整
流子ユニットの接合関係を示す別な態様の要部断面図で
あり、図５（ａ）、図５（ｂ）および図５（ｃ）は夫夫
態様を変えた場合の例である。

【００２７】図５（ａ）において、ＦＧマグネット６−
５はホルダ３、整流子２およびライザ１０からなる整流
子ユニット１３の鍔２９に近いブラシ側外周面２０に固
定される。従って、この場合、空隙を設けることなくコ
イルの引出線はライザ１０と接合することができる。Ｆ
Ｇマグネット６−５は、例えば、プラスチックマグネッ
トから構成されており、その外周面にＦＧ着磁が施こさ
れ、着磁部１９となっていて、磁気センサ１１に対向し
ている。

【００２８】図５（ｂ）において、ＦＧマグネット６−
６は樹脂などから形成されたＦＧマグネット基部２１の
矢示される外周部に圧入または接着などをもって接合さ
れ、環状に形成されている。ＦＧマグネット基部２１に
は火花消弧素子５−１がインサートされ、これらは一体
として整流子ユニット１３の鍔２９に近いブラシ側外周
面２０に固定される。

【００２９】図５（ｃ）は、ＦＧマグネット６−７が可
撓性マグネット等でホルダと一体に形成された例であ
る。

【００３０】図６はＦＧマグネットの別な態様を示す図
であり、図においてＦＧマグネット６−８は固定部近傍
を薄く、磁気センサと対向する着磁部１９を厚く形成し
ている。これらは例示にすぎず、以上説明した実施例以
外にも本発明の枠を逸脱しない範囲内で各種の変形実施
が可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明の構成により、ＦＧ構造がモータ
本体内部に形成されるため、モータ全体が偏平にでき
る。この結果、モータは小型化されると共に、安価にな
り、経済性が高まる。

【００３２】ＦＧマグネットは、ホルダに嵌合する固定
部と、所定の着磁が施された着磁部と固定部と着磁部と
を繋ぐ複数の腕部とを有し、この腕部間に形成された空
隙内でコイルの端末と整流子片のライザとが結線される
ので、整流子ユニットにＦＧマグネットを接合したとし
ても結線に支障が生ぜず、その信頼性が高まる。

【００３３】回転子が多極の場合は、整流子の相対峙す
る整流子片を電気的に接続するために、パターンをＦＧ
マグネット作成時に同時に作成し、ＦＧマグネット表面
にパターンがのったＦＧマグネットとすることができ
る。このＦＧマグネットのパターンとライザを半田付け
することにより相対峙するセグメント同志を電気的に接
続をすることができる。この結果、新たな導通パターン
を設ける必要がなく、安価になり、経済性が高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わる周波数発電機付きモータの要部
を示す図である。

【図２】本発明の周波数発電機付きモータの実施例の断
面図である。

【図３】本発明に関わるＦＧパターンを示す図である。

【図４】本発明に関わる空隙を含むＦＧマグネットの平
面図である。

【図５】本発明に関わるＦＧマグネットと整流子ユニッ
トの接合関係を示す別な態様の要部断面図である。

【図６】本発明に関わるＦＧマグネットの別な態様を示
す図である。

【図７】周波数発電機付きモータの従来例を示す断面図
である。

【符号の説明】

２ 整流子 ３ ホルダ ６ ＦＧマグネット １０ ライザ １１ 磁気センサ １２ 空隙 １３ 整流子ユニット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルが巻回されたコアと、このコアの
   中心に挿嵌された回転軸と、該回転軸に嵌着された整流
   子ユニットと、を有する回転子と、 上記コアに対向配置されたマグネットと、上記整流子ユ
   ニットに摺接するように固定されたブラシと、該ブラシ
   を固定支持する支持板とを有する固定子と、 周波数発電用マグネットと、該周波数発電用マグネット
   に対向する磁気センサとを有して、上記回転子の回転に
   応じて発電を行う周波数発電機とを備えた周波数発電機
   付き小型モータにおいて、 上記周波数発電機の周波数発電用マグネットは上記整流
   子ユニットに固設され、上記磁気センサは支持体に設け
   られたことを特徴とする周波数発電機付き小型モータ。
2. 【請求項２】 整流子ユニットは、回転軸に嵌挿された
   ホルダーと、該ホルダの外周に設けられた整流子と、整
   流子片と一体に形成されたライザとを有し、前記ホルダ
   に周波数発電用マグネットが固設されていることを特徴
   とする請求項１記載の周波数発電機付き小型モータ。
3. 【請求項３】 周波数発電用マグネットはホルダと一体
   に形成され、磁気センサと対向する面に着磁が施されて
   いることを特徴とする請求項１記載の周波数発電機付き
   小型モータ。
4. 【請求項４】 磁気センサは、支持体上に形成された周
   波数発電用パターンからなり、該周波数発電用パターン
   と周波数発電用マグネットとが軸方向に対向してなる請
   求項１記載の周波数発電機付き小型モータ。
5. 【請求項５】 周波数発電用マグネットは、ホルダに嵌
   合する固定部と、所定の着磁が施された着磁部と固定部
   と着磁部とを繋ぐ複数の腕部とを有し、この腕部間に形
   成された空隙内でコイルの端末と整流子片のライザとが
   結線されていることを特徴とする請求項２記載の周波数
   発電機付き小型モータ。