JPS608549Y2 - 回転数検出装置を備えた整流子電動機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、回転数検出装置をコンパクトに組み込んだ薄
型の整流子電動機に関する。

高級な小型テープレコーダには薄型のコアレス整流子電
動機が駆動源として用いられている。

この種電動機の速度制御を行なう場合、該電動機の回転
軸に小型の交流発電機を結合せしめ、該発電機の出力に
より電動機の回転速度を検知し、この信号を速度制御回
路の入力側に帰還させるという制御方法が良く用いられ
る。

上述の如きこの種従来電動機は、速度検出用の発電機を
電動機と別体に構威し、電動機と発電機を回転軸方向に
積み重ねる構造をとっているため、回転軸方向の厚みが
増加し、このため、テープレコーダの薄型化を阻害して
いた。

本考案は、上述の如き従来の欠点を改善する新規な考案
であり、その目的は回転速度検出用の発電機を備えた直
流電動機において、発電機機構を直流電動機の中に組み
込むことができるような構造を提供することにある。

次に、本考案の一実施例を、図面を用いて詳細に説明す
る。

第１図は、本考案に係る回転数検出装置付き整流子電動
機の一実施例を示す断面図であり、図中、１は回転軸、
２は上部軸受、３は下部軸受であり、回転軸１はこれら
２つの軸受で軸支されている。

４は回転軸１に固定された回転子である。回転子４は合
成樹脂製の円板で、回転子４の中に回転子コイル４ａが
埋め込まれている。

回転子４の外周にはシリコンゴムの中に酸化鉄粉末を混
合せしめた、いわゆるゴム磁石４ｂが嵌め込まれている
。

ゴム磁石４ｂには、第２図に示すように、交互にＮ極と
Ｓ極が着磁されて磁極を構成している。

５はコミュテータ、６はブラシで、先端はコミュテータ
５の表面と接触している。

７はカップ状の外筐で、軟鉄板で威されれている。

第３図に示すように外筐７の上面７ａ中央には、上部軸
受２を嵌め込む円孔７ｂが形成されており、さらに円孔
７ｂの周囲には、上面７ａの一部を内方に切り起した複
数の発電機磁極７ｃが形成されている。

８は外筐７の下部開口部に嵌め込まれたブラケットで、
中央の凹み８ａには下部軸受３が嵌合支持されている。

９はブラケット８上に設けられた磁性板である。

磁性板９には、第４図に示すように、磁極板９の一部を
上方に切り起した発電機磁極９ａが複数個形成されてい
る。

１０は外筐７の内周面に設けられた発電機コイルである
。

１１は電動機用の永久磁石で、たとえば上面がＮ極に着
磁され、下面がＳ極に着磁されている。

なお回転子４の外周に嵌め込まれたゴム磁石４ｂは、回
転子４が静止している状態において、発電機磁極７ｃと
対向している部分がＮ極に着磁され、発電機磁極９ａと
対向している部分がＳ極に着磁されている（第５図参照
）。

次に動作について説明する。

電動機を回転させる永久磁石１０の磁束は、永久磁石１
１−回転子コイル４ａ−外筐７の上面７ａ−同側壁７ｄ
−磁性板９−永久磁石１１の磁気閉路を流れ、ブラシ６
及びコミュテータ５を通して回転子コイル４ａに印加さ
れた電圧により生じた磁束と、上記永久磁石１１の磁束
の相互作用で回転子４は回転するが、これは一般の電動
機の回転動作であるので、これ以上の詳細な動作説明は
行なわない。

一方、第６図ａに示すように、回転子４の外周に嵌め込
まれたゴム磁石４ｂのＮ極が発電機磁極７ｃと対向し、
Ｓ極が発電機磁極９ａと対向したとき、ゴム磁石４ｂか
ら発する磁束は、Ｎ極−発電機磁極７ｃ−外筐の上面７
ａ−同側壁７ｄ−磁性板９−磁性板の発電機磁極９ａ−
３極という磁気閉路を作って流れる。

回転子４が回転して、第６図すに示すように、ゴム磁石
４ｂのＮ極が発電機磁極９ａと対向し、Ｓ極が発電機磁
極７ｃと対向すると、ゴム磁石４ｂから発する磁束は、
Ｎ極−磁性板の発電機磁極９ａ−磁性板９−外筐の側壁
７ｄ−同上面７ａ−発電機磁極７ｃｍ５極という磁気閉
路を作って流れる。

したがって、回転子４が回転すると、ゴム磁石４ｂから
発する磁束は前記磁気閉路を交番する。

このため該磁気閉路内に巻回されている発電機コイル１
０には交流電圧が誘起し、その周波数は回転子４の回転
数の変化に比例して変化するため、これを電動機の回転
数信号として使用する。

。第７図は、本考案に係る電動機の速度制御回路の一例
を示すブロック図であり、１２は本考案に係る電動機、
Ｍは電動機部、ＴＧは速度計発電機部、１３はパルス整
形部、１４は速度指令用の可変周波数発振器、１５は加
減算カウンタ、１６はデジタル−アナログ変換器、１７
は電動機駆動回路である。

電動機１２は所望の回転速度で回転させる場合、可変周
波数発振器１４から所定の周波数をを持ったパルス信号
を出力する。

一方、電動機Ｍが回転し始めると、速度計発電機部ＴＧ
から回転速度に比例したサイン波状の交流信号が出力さ
れ、この交流信号がパルス整形回路１３でパルスに交換
された後、加減算カウンタに加えられる。

加減算カウンタ１５では、可変周波数発振器１４からの
パルスとパルス整形回路からのパルスを一定周期ごとに
加減算し、その差部を出力する。

そしてデジタル−アナログ変換器１６でデジタルで出力
された信号をアナログ値に変換し、このアナログ信号を
電動機駆動回路１７に速度指令信号として加える。

そして加減算カウンタ１５の出力が零になるように閉ル
ープ制御を行なって電動機１２を所望の回転数で回転せ
しめる。

なお、上記実施例においては、回転子４の外周にゴム磁
石４ｂからなる発電機用磁極を形成したが、回転子４の
外周に磁性材の薄層を蒸着などの方法で形成し、この磁
性材の薄層に着磁して発電機用磁極を形成してもよく、
さらに合成樹脂の中に磁性粉末を混和させた薄いフィル
ムを貼り付け、これに着磁して発電機用磁極を形成して
もよい。

以上詳細に説明したように、本考案は電動機本体内に速
度発電機部を設けているので、従来のように電動機と速
度計発電機とを別体に形成してこれらを一体化したもの
に比較し、小型に形成することができるほか、部品点数
も少なくなってコスト的に有利となるとともに、組立て
も容易になる。

また、速度計発電機部を電動機の回転軸方向に積重ねる
ように構成した従来のものと異なり、回転子の面方向に
回転数検出装置を形成したので、電動機の厚みを増加せ
しめるようなこともなく、きわめて有効な考案である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す断面図、第２図は、
回転子の斜視図、第３図は、外筐の斜視図、第４図は、
磁性板の斜視図、第５図は、回転子と発電機磁極との位
置関係を示す平面図、第６図ａ及びｂは動作説明のため
の部分断面図、７図は、速度制御回路の一例を示すブロ
ック図である。 図中、１は回転軸、２は上部軸受、３は下部軸受、４は
回転子、４ａは回転子コイル、４ｂはゴム磁石、５はコ
ミュテータ、６はブラシ、７は外筐、７ａは上面、７ｂ
は円孔、７ｃは発電機磁極、７ｄは側壁、８はブラケッ
ト、８ａは凹み、９は磁性板、９ａは発電機磁極、１ｏ
は発電機コイル、１１は永久磁石、１２は電動機、１３
はパルス整形回路、１４は可変周波数発振器、１５は加
減算カウンタ、１６はデジタル−アナログ変換器、１７
は電動機駆動回路である。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）偏平な合成樹脂板に回転子コイルを埋設するとと
   もに周辺に回転数検出装置を構成する複数の磁石を形成
   しコミュテータを備えた回転子と回転子コイルを通過す
   る磁束を生ぜしめ磁極板に載置される永久磁石とコミュ
   テータに接触するブラシと、外筐の内周面に設けられ、
   回転子の周囲に巻回された発電機コイルと、前記磁極板
   及び外筐を切り起こし、回転子の周囲に設けた磁極と互
   い違いに対向配置した発電機磁極と、これらの発電機磁
   極と外筐側壁により前記発電機コイルを囲繞して磁路を
   形成したことを特徴とする回転数検出装置を備えた整流
   子電動機。
2. （２）回転子の周辺に嵌め込まれたゴム磁石により磁極
   を形成した実用新案登録請求の範囲第（１）項記載の回
   転数検出装置を備えた整流子電動機。
3. （３）回転子の周辺に磁性体薄層からなる磁極を形成し
   た実用新案登録請求の範囲第（１）項記載の回転数検出
   装置を備えた整流子電動機。
4. （４）回転子の周辺に磁性粉末を混和せしめたフィルム
   を貼着して磁極を形成した実用新案登録請求の範囲第（
   １）項記載の回転数検出装置を備えた整流子電動機。