JPS5947942B2 - 回転速度信号検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は永久磁石を回転子とする電動機の回転速度信号
検出器、なかでも円筒状永久磁石の一方の円周面に着磁
された磁極列を回転トルクの発生のために利用し、他方
の円周面に着磁された磁極列を回転速度信号の検出のた
めに使用するきわめて簡素かつ経済的な速度検出器に関
するものである。

以下、本発明について実施例の図面と共に説明する。

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示し、図中１は等
方性の磁石材料よりなる円筒状の回転子磁石であり、そ
の内周面にはその円周方向にｎ極の磁極列１Ａが順次着
磁されており、その外周面にはその円周方向にｍ（ｍ＞
ｎ）極の磁極列１Ｂが順次着磁されている。

２は上記回転子磁石２が固定された磁石支持体、３は上
記磁石支持体２が固定されて支持ベース９の軸受部９Ａ
に回転自在に軸承された回転軸であり、上記回転子磁石
１は上配回転軸３により回転自在に支持されている。

４は上記支持ベース９の固定子取付部９Ｂに固定された
固定子であり、上記回転子磁石１のｎ極の磁極列１Ａに
対向されている。

この固定子４には上記回転子磁石１のｎ極の磁極列１Ａ
に作用して該回転子磁石１に回転力を与える固定子巻線
４Ａを有している。

５は上記回転子磁石１０ｍ極の磁極列１Ｂに一定の間隔
をもって対向されたリング状の検出コイルであり、上記
ｍ極の各磁性ヒツチに相応した角度位置にそれぞれ検出
用巻線５Ａを有するものである。

６は上記検出コイル５の外周囲に近接して対向されたリ
ング状の磁性体であり、上記検出コイル５に誘起される
出力信号を増大させる作用を有する。

ここで、上記検出コイル５としては第５図に示すように
フレキシブルな帯状の絶縁シート上に検出用巻線として
の波状の導体層５Ａをエツチング法又はダイスタンプ法
等の手法で形成したものを使用し、一方、上記リング状
磁性体６としては第５図に示すようにフレキシブルな帯
状の絶縁シート上に磁性材料を塗布したものを使用し、
上記検出コイル５の導体層５Ａ形成面に上記磁性体６の
磁性材料の非塗布面を貼着したものである。

７は上記検出コイル５及び磁性体６を上記回転子磁石１
０ｍ極の磁極列１Ｂに対して一定の間隔をもってリング
状に支持するための支持体であり、上記支持ベース９に
回転軸心と同心となるように固定された合成樹脂製の外
周リング７Ａと、この外周リング６Ａにビス８にて回転
軸心と同心となるように取付けられたアルシミニウム製
の内周リング６Ｂとで構成されている。

ここで上記検出コイル５及び磁性体６は上記支持体７を
構成する内周リング７Ｂの外周面に接着されてリング状
の形状が維持され、その検出用巻線としての導体層５Ａ
が上記回転子磁石１０ｍ極の各磁極ピッチに相応した角
度位置に固定されるように上記回転子磁石１０ｍ極の磁
極列１Ｂに対して一定の間隔をもって対向され、また磁
性体６が上記検出コイル５の外周を取り巻くように上記
検出コイル５に対してリング状に対向される。

１０は上記支持ベース９に固定された巻線処理基板であ
り、その裏面の導体層１０Ａには第２図に示すように上
記固定子巻線４Ａがリード線１１でもって半田付けされ
、同様に第４図に示すように上記検出コイル５の導体層
５Ａの両端における出力端子が半田付けされている。

このような構成において、回転子磁石１０回転力の発生
に必要な磁束の方向は、回転子磁石１の内周にｎ極着磁
された磁極Ｎより（Ｎ極→空隙→固定子凸部→固定子→
固定子凸部→空隙→Ｓ極→Ｎ極）の通路を通って一巡し
、同様に回転子磁石１０回転速度信号の発生に必要な磁
束の方向は、回転子磁石１の外周にｍ極着磁された磁極
Ｎより（Ｎ極→空隙→支持すング→検出コイル→支持り
； ング→空隙→Ｓ極）の通路を通って一巡するように
なっている。

上記のような構成の回転速度信号検出器では次のような
利点を有する。

： 回転速度信号を検出するために、特にその、 た
めの別の回転子を必要としていない。

すなわち、回転子磁石１の一方の円筒局面のｎ極の磁束
を回転力発生のために、他の一方の円筒周面のｍ極の磁
束を速度信号発生用に使用し、この種構成材料として高
価な永久磁石を共用してい； る。

このため、回転速度信号検出器として簡素な構成となる
のみならずきわめて経済的である。

１１ 回転速度信号を検出するためには、回転子磁石
１の径方向（本実施例では外周面）に回転速度信号のた
めの着磁を行なっているため、そ、 の検出に当って
検出コイル５は径方向に配置すればよく、従って、この
種検出器の量産においては回転子磁石１の内外周面を所
定精度に研磨しておけば内外周のフレはかなり精度よく
小さく抑えることができる。

そのため、支持体７と； ともに検出コイル５を回転
子磁石１にかなり接近させることができ、量産において
検出信号のバラツキを小さく抑えることができる。

Ｉｉｌ 検出コイル５は、支持体７を回転子磁石１０
周対向させるとともにサンドインチする構成であり、こ
のような構成においては支持体７の材料としては非磁性
体であればよく、一般には樹脂を薄く成形したものある
いは薄い金属板を絞り加工したものを使用することがで
きる。

特に、銅板やアルミニウム板はきわめて薄くでき・
るのみならず構造を強固にできるためこの種の構成材料
として軽量かつ安価であり、きわめて有用である。

ここに、検出器は電磁現象の利用とは言え、電気的出力
を得るのにあたかも支持体７の内周リングＩＢでシール
ドしてしまいそうな形体ではあるが、その用途として必
要な検出周波数が数Ｈｚ〜数１００ Ｈｚの領域である
ため、支持体７の内周リング７Ｂの材料として銅やアル
ミニウムのよ５な金属材料を大いに活用し、機構精度を
大いに上げることができる。

また、支持体７の内周リング７Ｂとして上記したように
金属材料を使用する場合は、検出コイル５に対して外部
より混入する比較的高い周波数（数ＫＨｚ以上）の妨害
を未然に排除することができる。

つまり、支持体７の内周リング７Ｂの局面の金属材料が
、これら比較的高い周波数に対して渦電流損を与えるた
め、本質的に空間を介しての高周波誘導あるいは電磁波
妨害に対してきわめて強い構成とすることができる。

１ｖ 検出信号の磁束源は、回転子磁石１の外周側に
あり、従って、回転力の発生に必要な磁束源の磁極数ｎ
に比べてｍを格段に大きくもってゆくことができる。

つまり、実施例ではｎ ＝１６゜ｍニア２の構成を示し
ているが、これは図示による理解を容易にするために示
したにすぎず、ｍの値は回転子磁石１の外径の大きさＤ
と、着磁装置の最小磁極幅等によって決定され、外径９
０〜１００７Ｗ７７１の回転子磁石でもｍ−２００〜５
００にとることも可能である。

従って回転速度信号としての出力周波数を大きくとるこ
とができるため、該出力信号を利用して固定子巻線の電
流を制御する場合、制御すべき電流のリップル周波数を
同様に高くとることができ、そのため、速度制御帰還系
のゲインを高くとることができ、負荷トルクの変化に対
する回転速度の変化を僅少にすることができ、また、起
動時の立上り特性あるいは外乱負荷変動に伴う速度制御
系の応答特性を大いに改善することができる。

■ 検出コイル５の外周囲には磁性体６が取り巻くよう
に近接して配置されるために回転子磁石１が検出コイル
５に与える磁束を強化する一部となり、そのため検出コ
イル５に誘起する出力信号を大きく取ることができる。

このような磁性体６の補助的効果は該磁性体６を構成す
るフレキシブルシートが薄いものであるほど、また検出
コイル５を構成するフレキシブルシートが薄いものであ
るほど、検出コイル５に誘起される出力信号の増加も著
しい。

尚、上記の実施例では検出コイル５と磁性体６とをフレ
キシブルシートに一体化して支持体７の内周リング７Ｂ
の外周面にリング状に構成したが、これ以外にも検出コ
イル５ど磁性体６とは第５図に示すようにフレキシブル
シートに一体化して支持体７の外周りング７Ａの内周面
に接着してリング状に構成してもよく、また、第７図に
示すように磁性体６は鉄板を絞り加工したり、フェライ
ト材を成形したりしてリング状に構成し、これを支持体
７の外周リング７Ａに取付けてその内周に検出コイル５
を接着してリング状に構成してもよい。

この場合、支持体７の内周リング７Ｂは検出コイル５の
保護のために必要に応じて設ければよい。

また、他に磁性体６と検出コイル５とはフレキシブルシ
ートに一体化して支持体７を構成する内周リング７Ｂと
外周リング７Ａとの間に挿入し挾持してもよいものであ
る。

以上のように本発明によれば、回転子磁石の周面を着磁
して、この磁極列を回転速度信号の検出のために利用す
ることにより、簡素かつ経済的な回転速度検出器を得る
ことができ、また、回転速度検出器の各構成部品の寸法
精度が維持しやすく出力信号のバラツキを小さく抑える
ことができ、また高周波誘導あるいは妨害電磁波等の混
入に対して強い構造とすることができ、しかも−回転数
当りの出力周波数をかなり大きくとることができ、しか
も検出コイルの外周を磁性体で取り巻くために検出コイ
ルに大きな出力信号を取り出すことができるなどの効果
が得られるものであり、この種回転速度信号検出器に応
用し、きわめて著しい効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転速度信号検出器の一構成例を示す
平面図、第２図はその一部切欠正面断面図、第３図は第
２図のｘ−ｘ’線断面図、第４図は同検出器の要部拡大
断面図、第５図は同検出器に使用される検出コイル及び
磁性体の構成斜視図、第６図は本発明の回転速度信号検
出器の他の構成例を示す要部構成斜視図、第７図は本発
明の回転速度信号検出器の更に他の構成例を示す一部切
欠断面図である。 １・・・・・回転子磁石、２・・・・・磁石支持体、３
・・・・・回転軸、４・・・・・固定子、４Ａ・・・・
・固定子巻線、５・・・・・検出コイル、５Ａ・・・・
・検出用巻線、６・・・・・磁性体、７・・・・・支持
体、７Ａ・・・・・外周リング、７Ｂ・・・・・内周リ
ング、８・・・・・・・ビス、１０・・・・・巻線処理
基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一方の円筒局面にその円周方向にｎ極の磁極列を着
   磁し、他方の円筒局面にその円周方向にｍ極（但しｍ＞
   ｎ）の磁極列を着磁した円筒状の回転子磁石と、上記回
   転子磁石のｎ極の磁極列と対向して固定された該回転子
   磁石に回転力を与える固定子巻線を含む固定子と、上記
   回転子磁石のｍ極の各磁極ピッチに相応した角度位置に
   各検出巻線素体を有しこれらを波状に連結するごとくな
   した検出コイルと、上記検出コイルの外周囲を取り巻く
   ように該検出コイルと近接して配置された磁性体と、上
   記検出コイルが上記回転子磁石のｍ極の各磁極列に対し
   て放射状に配置され、かつ上記検出コイルが上記回転子
   磁石のｍ極の磁極列に対して一定の間隔をもって局面対
   向されるように上記検出コイルをリング状に支持するた
   めの支持体とを備えたことを特徴とする回転速度信号検
   出器。 ２ 検出コイルとしてフレキシブルな帯状の絶縁シート
   上に検出用巻線としての導体層を形成したものを使用し
   、磁性体としてフレキシブルな帯状の絶縁シート上に磁
   性材料層を形成したものを使用し、上記検出コイル及び
   磁性体を重ね合せて一体化して非磁性体よりなる内周リ
   ングと外周リングの二重構造からなる支持体の内周リン
   グ外周面に巻回したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の回転速度信号検出器。 ３ 磁性体は鉄又はフェライトをリング状に構成して支
   持体の内周面に取付げ、検出コ、イルは上記リング状の
   磁性体の内周面に設けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の回転速度信号検出器。 ４ 磁性体及び検出コイルはそれぞれフレキシブルな帯
   状の絶縁シート上に設けて重ね合せて一体化し、非磁性
   体よりなる支持体の内周リングと外周リングとの間に挾
   持したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回
   転速度信号検出器。