JPS61500295A - 直流可変速電動機 - 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】 直流可変速電動機 技術分野 本発明は直流電動機に関し、特に直流電動機に関速度計用発電機を装着したこと を特徴とするフラ国特許第５０−１２７７６８号公報、第５１−６６６６号公報 及び第５１−６６６８号公報参照）、該電動機はリング状永久磁石、円盤状固定 子巻線及び速度計用発電機巻線から構成されている。前記永久磁石はその外面に 交番磁極を配置するために、軸方向に磁化されている。前記速度計用発電機巻線 は鋸歯状印刷巻線であり、該巻線は円盤状固定子巻線に接着されると共に、主エ アギャッグ内に配設されている。このため、印刷巻線の内の磁極開領域に位置す る導電体部分にのみ電圧が誘起される。従って、速度計用発電機の出力信号は微 弱である。更に、前記固定子巻線における電流の断続に起因する雑音が前記速度 計用発電機の出力信号中に発生する恐れがある。速度計用発電機の出力信号は耐 雑音性が不十分であるため、電動機速度安定化装置には誤情報を帯びた信号を真 の回転速度中に供給される可能性がある。このことは電動機速度安定化装置に重 大な影響を及ぼすと共に、電動機の不規則回転の原因と成り得る０又、固定子巻 線、リング状永久磁石である回転子及び速度計用発電機巻線を具備する電動機も 公知技術である（例えば英国特許第２，０２２，３２６号、クラスＨ２Ａ、１９ ７３参照）。前記永久磁石は下記の様に磁化されている。即ち、永久磁石は速度 計用発電機の外側面には速度計用発電機のｍ極が形成される一方、内側面にはｐ 極が形成され、ｍ＞ｐによる主磁束を形成すべく磁化されている。固定子巻線は ｐ極を有するリング状磁石の内面に対向して配設され、一方速度計用発電機巻線 はｍ極を有する前記磁石の筒状外側面に対向して配設されている。

この電動機では永久磁石が半径方向にのみ磁化されている。従って、主磁束の一 部が外側面を通過し、速度計用発電機の磁場を歪ませる。この結果、速度計用発 電機の出力信号が変調される。更に、この電動機では主磁束は導磁度が比較的低 い永久磁石を介して閉じている。速度計用発電機の磁極が永久磁石の外側面に配 設されているため、高専磁度をもたらす強磁性ヨークを永久磁石の周囲に使用す ることができない。即ち、永久磁石、特に最近の異方性材料で製作された永久磁 石はその能力を十分には発揮していない状態で使用されている。

又、フラット型速度計用発電機を装着したことを特徴とする無接触電動機も公知 技術である。該電動機は日本国の日立製作所によって開発され、日立によって製 作されたターンテーブルＨＴ−５５０に使用されている（エレクトロニクスハウ （Ｅｌｅｋｔｒｏｎｉｋｓｈａｕ　）社刊、ＦＲＧ誌、第４号、第４８頁、１９ ７９年版、日立レコードプレーヤＨＴ−５５０参照）。轟該電動機は固定子巻線 、速度計用発電機巻線及び回転子に載置されたリング状永久磁石から構成されて いる。該磁石は２つの磁極群から成り、各群は交番逆極性磁極で構成されている 。全ての磁極が磁石の端面に位置するように、磁石は軸方向に磁化されている。

そして、前記端面に対向して前記固定子巻線及び速度計用発電機巻線が配設され ている。複数の磁極の内８個の磁極は固定子巻線に作用する主砲°束を発生し、 そして２００個の磁極は磁石の回転に伴って速度計用発電機に交流電圧を誘導す る磁束を発生する。

この電動機では永久磁石が強磁性ヨーク上に配設されており、隣接する磁極の磁 束はこの強磁性ヨークを介して閉じている。磁石本体内の磁束は一方向即ち軸方 向に向いている。このことは永久磁石の有効利用、並びに高磁気エネルギを特徴 とする異方性材料の使用を可能にする。

速度計用発電機巻線は固定子上に配設されており、磁極の近傍に主磁束を形成す る。こ、れは重大な欠点である。何故ならば、速度計用発電機の出力信号が果速 度計用発電機の出力信号に雑音が混入する恐れがあるからである。更に、速度計 用発電機巻線が主エアギャップ内に位置しているため、固定子巻線の有効体積が 減じられている。このことは電動機の電磁特性をひどく損う虞がある。一方、速 度計用発電機の巻線数を減少させると速度計用発電機の出力信号が小さくなる。

本発明は、速度計用発電機の出力信号の雑音に対する抵抗性を高めるように回転 子の永久磁石の磁極を配列することにより、より均一な電動機回転を可能にした 直流可変速電動機を提供するものである。

直流可変速電動機は固定子巻線、速度計用発電機巻線及び回転子に載置されるリ ング状永久磁石から構成される。そして、前記永久磁石は２つの交番逆極性磁極 群を有し、固定子巻線に作用する主磁束を発生する一方の群の磁極は永久磁石の 端面に配列されていると共に、本発明によれば、速度計用発電機巻線に作用する 磁束を発生する他方の群の磁極は永久磁石の筒状側面に配列されている。そして 、速度計用発電機巻線は永久磁石の筒状側面に対向して配設されている。

本発明に係る直流電動機はそのより均一な回転をもたらすものである。

図面の簡単な説明 本発明は、添付図面を伴った特定の実施例を参照して詳細に記載される。

第１図は本発明に係る直流電動機の外観図、第２図は本発明に係る速度計用発電 機の磁気回路の歯列を示す図及び第３図は本発明に係る回転子の永久磁石の筒状 側面に配列された磁極の順序を示す図である。

本発明を実施するための最善の方法 本発明に係る直流電動機はケース１（第１図）及びベアリング３に嵌装され且つ 軸状ベアリング４に当接する軸２を備えている。磁気ヨーク５は軸２に固定され ていると共に、回転子のリング状永久磁石６を搭載している。円盤状固定子巻線 ７及び回転子位置検出器８、例えばホール素子装置、は永久磁石６の端面１に対 向する位置でケースｌに固着されている。速度計用発電機巻線９はケースｌ内に 、永久磁石６の側面に対向して装着されている。速度計用発電機巻線９は歯列状 磁気回路１０を備えており、該回路１０の上部歯列１１及び下部歯列１２（第２ 図）は歯列のピッチの半分に等しい距離だけ相互に夫々変位している。リング状 永久磁石６（第１図）は固定子巻線７及び速度計用発電機巻線９と共に使用され る共通誘導子である。一方の磁極群に属する交番逆極性磁極１３をこの永久磁石 ６の端面上に配列するために、永久磁石６は軸方向に磁化されている。

他方の磁極群に属する交番逆極性磁極１４（第３図）を永久磁石６の筒状側面上 に配列するために、永久磁石６は半径方向にも磁化されている。

本発明に係る直流可変速電動機は下記のように作動する。

固定子巻線７（第１図）は電子制御装置（図示せず）を介して電源に接続されて いる。前記電子制御装置は回転子位置検出器８から供給される制御信号に応じて 固定子巻線７の区画を断続する。固定子巻線７を流れる電流と永久磁石６の主磁 場との相互作用はトルクを発生させる。磁石６が回転し、その結果磁極１４によ って作られる磁場も又回転する。磁極１４によって発生する磁束は歯列１１及び １２（第２図）、並びにＳ気回路１０を通過する。歯列１１及び１２は歯列のピ ッチの半分に等しい距離をもって交互に置き換えられている。このため、磁束は 磁気回路１０内でその方向が変化し、交流電圧が速度計用発電機巻線９に誘導さ れる。１回転当りの交流電圧の周期の数は磁極１４０対の数に等しい。

速度計用発電機の出力信号はモータ回転速度に関する情報を含んでおり、該信号 は電動機速度安定化装置に供給される。

直流電動機は容易に生産可能な高密度構造を採用している。雑音に対する速度計 用発電機の出力信号の免疫性は永久磁石６の筒状側面に磁極１４を配置すること 及び主エアギャップの外側に速度計用発電機巻線９を配設することにより改良さ れている。更に、速度計用発電機の出力信号の大きさを増大させるために速度計 用発電機巻線９の巻数を増加させるととも可能である。これは又直流電動機のよ り均一な回転にも寄与する。

この電動機の構造は又永久磁石６の有効使用にも寄与する。何故ならば、永久磁 石６が最大磁気パラメータの方向に無理なく磁化されていると共に、磁束が高専 磁度を有する磁気回路１０を介して閉じているからである。このことは電動機の 重量及び大きさの減少に役立つ。

これらの特長は、例えばビデオ及び録音装置、又は音再生装置のように、極度に 均一な回転速度を要求される小製電動機への適用において特に重要である。

本発明は自動装置及びコンピュータの駆動電動機、並びにビデオ、録音及び再生 装置等の電動機において成功裡に使用され得る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 固定子巻線と、速度計用発電機巻線と、２つの交番逆極性磁極群を有し、回転子 に載置されるリング状永久磁石とを備え、前記固定子巻線に作用する主磁束を発 生する前記永久磁石の一方の群の磁極が前記永久磁石の端面に配置されている直 流可変速電動機において、前記速度計用発電機巻線（９）に作用する磁束を発生 する、前記永久磁石（６）の他方の群の磁極（１４）が該永久磁石（６）の筒状 側面に配置されていると共に、前記速度計用発電機巻線（９）が前記永久磁石（ ６）の筒状側面に対向して配設されていることを特徴とする直流可変速電動機。