JPS61221562A - Ｆｇ付ブラシレスモ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＦＧ付ブラシレスモータ、特に回転子の回転検
出を行う周波数発電機を備えたブラシレスモータの改良
に関する。

［従来の技ＩＦ 周波数発電機（以下ＦＧと記す）を備えたブラシレスモ
ータは、回転子に駆動用磁極及びＦＧ用磁極を永久磁石
を用いて形成している。

そして、前記駆動用磁極は固定子側に設けられた複数の
励磁巻線との間で、回転子に回転トルクを与える駆動用
磁気回路を構成し、励磁巻線を制御することにより回転
子に回転トルクを与えている。

また、前記ＦＧ用磁極は、固定子と回転子との間に設け
られたＦＧコイルとの間で、回転子の回転に応じた周波
数の検出パルスを発生するＦＧ用磁気回路を構成し、こ
のＦＣコイルから出力される交流電圧を演算することに
より、回転子の回転数、回転速度、回転位置及びその他
の情報を得ることができる。

ところで、ＦＧ付ブラシレスモータとして、駆動用磁極
と、Ｆ（Ｊｌ磁極とを１つの永久磁石を兼用して形成し
たものが周知であり、このブラシレスモータは、回転子
に設けられた永久磁石の表面磁束分布をＦＧコイルに直
接印加し、回転子の回転速度に応じた周波数の検出パル
スを出力している。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、このようなブラシレスモータは、駆動用とＦＧ
用との兼用永久磁石を回転子に設けるだけで良いため、
回転子のＩＩ４″＆が極めて簡単なものとなるという利
点を有する半面、ＦＧコイルから正確に回転検出パルス
を出力することができないという欠点があった。

すなわち、一般に、ブラシレスを一夕に設けられるＦＧ
は、回転子の円周方法に沿ってピッチのＮ極及びＳ極の
永久磁石を交互に配列し、この永久磁石に対向して所定
ピッチの巻線幅を有するＦＧコイルを設けている。

従って、このＦＧコイルからは、回転子がＦＧ用永久磁
石１１１Ｉ分のピッチを回転する毎に検出パルスが出力
されることになり、この検出パルスを演算することによ
り回転子の各種回転情報を得ることができる。従って、
このようなＦＧを用い正確な回転検出を行うためには、
回転子に設けられたＦＧ用永久磁石を細かなピッチに分
割して整列配置することが好ましく、このようにするこ
とにより、ＦＧコイルからは正確に回転検出用の検出パ
ルスを得ることができる。

しかし、前述したようにＦＧ用永久磁石を駆動用永久磁
石と共用すると、回転子に良好な回転トルクを与えるた
めに、この永久磁石のピッチ幅を小さく形成することが
できず、この結果ＦＧコルイからは正確な検出パルスを
得ることができないという欠点があった。

このため、ＦＧコイルの各巻線ピッチを細かに形成し、
その検出精度を向上させることも考えられるが、このよ
うにＦＧコイルの巻線ピッチを４細かに形成しても、Ｆ
Ｇコイルに各巻線中に誘起される起電力は各種の磁束に
よりその大部分が相殺され、しかも回転子に設けられた
各永久磁石の着磁角度精度、着磁波形によって出力電圧
が大きく変動してしまうため、正確な回転検出を行うこ
とができなかった。

１艶立旦潰 本発明はこのような従来の課題に鑑み為されたものであ
り、ＦＧ用永久磁石と駆動用永久磁石を兼用した場合に
おいても、回転子の正確な回転検出を行うことの可能な
ＦＧ付ブラシレスモータを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のブラシレスモータは、等しいピッチのＮ極及び
Ｓ極の永久磁石が回転方向に沿って交互に配列された回
転子と、前記永久磁石に対向して設けられ回転子に回転
トルクを与える複数の励磁巻線が設けられた固定子と、
前記回転子の回転速度に対応する周波数の検出パルスを
発生する周波数発電機と、を含む。

そして、その特徴的事項は、前記周波数発電機を次のよ
うに形成したことにある。

まず、前記回転子の永久磁石面の外周に沿ってギア巻線
が一定ピッチで配列されてなるＦＧコイルを、固定子と
回転子との間に設ける。

そして、前記各Ｓ極の永久磁石からその外側に向け前記
巻線のビッヂに対応して延設された第１のＦＧ励磁突部
群を設けるとともに、前記各Ｎ極の久磁石からその外側
に向け前記第１のＦＧ励磁突部分と１８０＃位相の異な
るピッチで延設された第２のＦＧ励磁突部群を設ける。

［作用〕 以上の構成とすることにより、回転子を回転すると、前
記回転子がギア巻線ワンピッチ分を移動する度に、第１
及び第２のＦＧ励磁突部群が各ギア巻線と鎖交し同一極
性の起電力を誘起するため、ＦＧコイルからは各ギア巻
線に゛誘起される起電力を合計した電圧の検出パルスが
出力されることになる。

このように、本発明によれば、回転子がＦＧコイルの各
ギア巻線を１ピッチ分移動する毎に、充分大きな電圧を
有する安定した検出パルスが出力されるため、この検出
パルスを演算することにより、回転子の回転検出を正確
に行うことが可能となる。

［実施例］ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。

第２図には本発明の好適な実施例を表すブラシレスモー
タ断面図、第３図にはその分解斜視図が示されており、
実施例のモータは回転子１０と固定子２０とを含む。

前記回転子１２はヨーク１２匹・・円環状の永久磁石１
４が取付は固定され、回転軸１６により固定子２０に回
動自在に軸支されている。

前記永久磁石１４は、第４図に示すごとく、等しいピッ
チのＮ極及びＳ極の永久磁石を回転子１０の回転方向に
沿って交互に整列配置することにより形成されており、
実施例においては、合計８極の永久磁石を用いて形成さ
れている。

また、前記固定子２０は、前記各永久磁石１４と対向す
る面に４つの励磁巻８１！２２−１．２２−２．２２−
３．２２−４を設け、これら各励磁巻１ｉ！２２は軸受
け２４を中心として９０度毎“に配置さている。そして
、励磁巻１！２２−１及び２２−２の間と２２−２及び
２２−３との間にはそれぞれ位置検出器としてホール素
子２６−１．２６−２が設けられており、これら各ホー
ル素子２４−１．２４−２により回転子１０の回転位置
を検出し、各励磁巻［１２２−１，２２−２，・２２−
４の励磁電流を制御することにより、回転子１０を回転
駆動している。

また、このようにして回転駆動される回転子１０の回転
情報は、周波数光′ＦｉＩ１３０により検出されている
。

実施例において、周波数発電機３０は、表面にＦＧコイ
ル３２がリング上に設けられたＦＧボード３４を有し、
このＦＧボード３４を第３図に示すごとく固定子２０の
表面に取付は固定している。

第４図には、ＦＧコイル３２と回転子１０との関係が示
されており、本発明の特徴的事項は、回転子１０の永久
磁石面外周に沿って配設された一定ビッチＰのギア巻１
ｓ３６を用いてＦＧコイル３２を形成したことにある。

実施例において、前記ＦＧコイル３２は、回転子１０の
８極の各永久磁石１４にそれぞれ４つのギア巻線３６が
対応するように設けられており、従って本実施例におい
ては、回転子１０の８極の永久磁石１４外周に沿って合
計３２個のギア巻線３６が一定ピッチ間隔Ｐで整列配置
されることになる。

そして、本発明の回転子１０は、そのＳ極永久磁石１４
−１．１４−３．１４−５．１４−７ｈｋらの外側に向
け、前記ＦＧコイル３２のギヤ巻線ピッチＰに対応して
第１のＦＧ励磁突部群１００が設けられ、またＮ極永久
磁石１４−２．１４−４．１４−６．１４−８から同様
にして外側に向け前記第１のＦＧ励磁突部群１００に対
して１８０度位相の異なるピッチで第２のＦＧｌｌｉｌ
Ｊ！ｉ突部群２００が設けられている。

実施例において、前記容箱１及び第２ＦＧ励磁突部群１
００，２００は、各永久磁石１４とともに磁気回路を構
成するヨーク１２の下端部からその外側へ向け延設され
た６本の磁気ボール４（１らなる。そして磁気ボール４
０をもって構成された第１及び第２のＦＧ励磁突部群１
００及び２００は回転子１０が回転することによりＦＧ
コイル３２の各ギヤ巻線３６との間にＦＱＪ１１１ｉ気
回路を構成する。

第１図にはこのようにして構成されたＦＧ用磁気回路が
示されており、同図においては説明を簡単にするために
、回転子１０及びＦＧコイル３２を直列に展開して表し
ている。

ここにおいて、第１のＦＧ励磁突部群１００はＳ極永久
磁石としてＦＧコイル３２の各ギア巻線３６と磁気的に
鎖交する。また、第２のＦＧ励磁突部群２００はＮ極の
永久磁石として残りのギア巻１３６と磁気的に鎖交する
。従って、これら第１のＦＧ励磁突部群１００と第２の
ＦＧ励磁突部群２００とはＦＧコイル３２の各ギア巻線
３６に極性の異なる起電力を誘起することになる。

ここにおいて、第１図からも明らかなように、第１のＦ
Ｇ励磁突部群１００と第２のＦＧ励磁突部群２００とは
ＦＧコイル３２の各ギア巻［１３６に対し、１８０度位
相の異なるピッチで設けられているため、ＦＧコイル３
２を構成する各ギア巻線３６内にはそれぞれ同じ方向に
電力を誘起するよう磁気回路が構成されることになり従
ってこのＦＧコイル３２の出力端３８からは各ギア巻線
３６内に誘起される起電力を加え合せた電圧の検出パル
スが３８から出力されることになる。

このようにして、本発明によれば、ＦＧコイル３２の出
力端子から、回転子１０がギア巻１ｉ１３６の１ピッチ
分移動する毎に前述した検出パルスを出力することがで
きる。例えば本実施例のようにギア巻線３６が３２個存
在する場合には、単純計篩で各ギア巻線３６に誘起され
る起電圧を３２倍した電圧の検出パルスを、回転子１０
がワンピッチｐ回転するごとに出力することができる。

この仁き、本発明によれば、ＦＧコイル３２と第１及び
第２のＦＧ励磁突部群１００及び２００から構成される
ＦＧ用磁気回路は、永久磁石１′４と励磁巻線２２とか
ら構成される駆動用磁気回路の外側に位置するため、こ
れら駆動用磁気回路の影響を受けることなく回転子１０
の回転検出を正確に行うことが可能となる。

特に、本発明によれば、ＦＧコイル３２のピッチｐを小
さく設定することによりより、回転子１０の回転検出を
更に高い周波数の検出パルスをもって行うことが可能と
なり一各種ザーボ制御を良好に行うことが可能となる。

なお、前記実施例においては、前記第１及び第２のＦＧ
励磁突部群１００及び２００を、ＦＧコイル３２の全て
のギア巻線３６と鎖交するよう形成した場合を例にとり
説明したが、ＦＧコイル３２の出力端子３８から充分な
大きさの検出パルスを得ることができるならば、これら
第１及び第２のＦＧ励磁突部群１００及び２００の各磁
気ボール４０を適宜間引き形成することも可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、回転子の回転速
度に対応した周波数をもつ検出パルスを、簡単な構成で
充分な電圧をもって出力することが可能となり、回転子
の回転検出を正確に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図には本発明にかかるＦＧ付ブラシレスモータの周
波散発ｔｔｍｍ分の原理説明図、第２図は本発明のＦＧ
付ブラシレスモータの断面説明図、 第３図は第２図に示すモータの分解説明図、第４図は本
発明のモータの回転子とＦＧコイルとの構造を示す説明
図である。 １０　・・・　回転子 １２　・・・　ヨーク １４　・・・　永久磁石 ２０　・・・　固定子 ２２　・・・　励磁巻線 ３０　・・・　周波数発電機 ３２　・・・　ＦＧコイル ３６　・・・　ギヤ巻線 ４０　・・・　磁気ボール １００　・・・　第１のＦＧ励磁突部群２００　・・・
　第２のＦＧ励励磁突部出出願人シチズン時計株式会社 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）等ピッチのＳ極及びＮ極の永久磁石が回転方向に
   沿って交互に配列された回転子と、 前記永久磁石に対向して設けられた複数の励磁巻線有し
   、各励磁巻線を励磁することによる回転子を回転駆動す
   る固定子と、 前記回転子の回転速度に対応する周波数を有する検出パ
   ルスを出力する周波数発電機と、 を含み、前記周波数発電機は、 回転子と固定子との間に位置し、回転子の永久磁石面外
   周に沿ってギア巻線が一定ピッチで配列されてなるＦＧ
   コイルと、 前記各Ｓ極永久磁石からその外側に向け前記巻線のピッ
   チ間隔に対応して延設された第１のＦＧ励磁突部群及び
   前記各Ｎ極永久磁石からその外側に向け第１のＦＧ励磁
   突部群と１８０度位相の異なるピッチで延設された第２
   のＦＧ励磁突部群と、を含み、前記第１及び第２のＦＧ
   励磁突部群がＦＧコイルと鎖交することにより各ギア巻
   線の起電力を合計した電圧を有する検出パルスを出力す
   ることを特徴とするＦＧ付ブラシレスモータ。
2. （２）特許請求の範囲（１）記載のモータにおいて、第
   １及び第２のＦＧ励磁突部群は、回転子を構成するヨー
   クをその外側に向け延設してなることを特徴とするＦＧ
   付ブラシレスモータ。