JPS5947944B2 - 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は上記回転軸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極の各磁極ピッ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。

この検出コイル５は第４図に示すようにフレキシブルな
帯状の絶縁体上に交互に巻線用の突起８Ａを設けた巻線
ボビン８を使用し、この巻線ボビン８に第５図に示すよ
うに巻線用導線を一重巻きした検出用巻線５Ａを有する
ものを使用する。

６は上記検出コイル５を上記回転子磁石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リングより構成
されている。

ここで、上記検出コイル５は上記支持体６を構成するリ
ングの内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５Ａが上記回転子磁石１のｍ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に対して対向される。

７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７Ａには第２図に示すように上記固
定子巻線４Ａがリード線１０でもって半田付けされ、同
様に上記検出コイル５の検出用巻線５Ａの両端における
出力端子が半田付けされるようになっている。

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、この回転子磁石１の内周にｎ極
着磁された磁極Ｎ極より（Ｎ極→空隙→固定子凸部→固
定子→固定子凸耶→空隙→Ｓ極→Ｎ極）の通路を通って
一巡し、同様に回転子磁石１の回転速度信号の発生に必
要な磁束の方向は、この回転子磁石１の外周にｍ極着磁
された磁極Ｎ極より、（Ｎ極→空隙→支持リング１出コ
イルブ支持リング→空隙→Ｓ極）の通路を通って一巡す
るようになっている。

このような構成の回転速度信号検出器では次の利点を有
する。

（ｉ） 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の一方の円筒周面のｎ極の磁束
を回転力発生のために、他の一方の円筒局面の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。

（ｉｌ）回転速度信号を検出するためには、一回転子磁
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、支持体としてリング６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
。

（ｉｉｉ）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二１６．ｍ＝７２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９０
〜１００ｍｒｎの回転子磁石でもｍ’ｉ２００〜５００
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。

尚、上記の実施例では検出コイル５を支持体としてのリ
ング６の内周面に設けたが、この検出コイル５を保護す
るために該検出コイル５と回転子磁石１０ｍ極の磁極列
１Ｂとの間に内周リングを介在させるような場合にはそ
の内周リングの外周に上記検出コイル５をリング状に巻
き付け、その検出コイル５のリング状形状をより確実な
ものとすることができる。

この場合、内周リング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。

ここで、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内周リング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１００Ｈｚの領域であるため、内周リング
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のであ
る。

また、支持体としてのリング６の材料としては第１図の
ものとは逆に磁性材料のものを使用すると、検出コイル
５に誘起する出力信号が大きく得られ好適である。

この場合検出コイル５を構成するフレキシブル絶縁体が
薄いものであればある程出力信号の増加も著るしい。

このような支持体としてのリング６の材料としては鉄板
の絞り品やソフトフェライトの成形品あるいは鉄の焼結
合金などが有用テする。

しかも支持体としてのリング６又は内周リングとして上
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。

つまり支持としてのリング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。

また、巻線ボビン８としては第６図に示すように上下に
巻線用の突起８Ａを設けたものを使用してもよく、また
上記巻線ボビン８に巻装される検出用巻線５Ａは第７図
ａ、ｂに示すように重ね巻きしたり、二重の重ね巻きに
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、そ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、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
る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図、第３図は第２図
のｘ−ｘ’線断面図、第４図は同検出器に使用される巻
線ボビンの要部切欠斜視図、第５図はその巻線ボビンに
巻装される検出用巻線の説明図、第６図は同検出器に使
用される巻線ボビンの他の構成例を示す要部切欠斜視図
、第７図ａ、ｂは同検出器の巻線ボビンに巻装され検出
用巻線の他の構成例を示す説明図である。 １・・・・・回転子磁石、４・・・・・固定子、４Ａ・
・・・固定子巻線、５・・・・・検出コイル、６・・・
・・・・・支持体、７・・・・・巻線処理基板、８・・
・・・巻、＃ｉＩボビン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一方の円筒周面にその円周方向にｎ極の磁極列を着
   磁し、他方の円筒周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
   各検出用巻線を有し、これら各検出用巻線がフレキシブ
   ルな巻線ボビンに巻装された検出コイルと、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
   となり、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隙を持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
   を具備し、上記回転子磁石のｎ極の磁極列は固定子の作
   用により回転力の発生に使用し、上記回転子磁石のｍ極
   の磁極列は支持体により支持された検出コイルに回転速
   度信号を得るように構成したことを特徴とする回転速度
   信号検出器。