JPS6333381B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモータの回転速度検出装置に係り、特
に速度検出用磁極をロータの駆動用磁極中飽和磁
束部分にのみ重畳して着磁してなる構成として、
回転速度検出を高精度で行ないうるモータの回転
速度検出装置を提供することを目的とする。

第１図は従来の回転速度検出装置を適用したモ
ータの一例の縦断面図、第２，３図は夫々上記モ
ータのロータ磁石及びステータに取付けるプリン
ト基板の下方又は上方よりみた斜視図である。

第１図中、モータ１は、例えばレコードプレー
ヤ等のターンテーブル（図示せず）を一定の速度
で回転駆動するものであり、ステータベース２の
中央の軸受３に軸支したモータ軸４にロータ５が
取付けてある。このロータ５は、モータ軸４に固
定した円板状のホルダ６の下面に環状のロータ磁
石７を固着してなる。

ロータ磁石７は、第２図に示すように、駆動用
磁極８と速度検出用磁極９とを配してなる。

ステータベース２上には、駆動コイル１０とプ
リント基板１１とが固定してある。プリント基板
１１上には、第３図に示すように、櫛歯状コイル
１２がロータ磁石７の速度検出用磁極９に対向し
て形成してある。プリント基板１１の下面には、
ロータ磁石７の駆動用磁極８に対向する位置に、
ホール素子等の磁電変換素子１３が取付けてあ
る。

こゝで、磁電変換素子１３は駆動用磁極８の磁
界を検出して検出に応じた電圧を出力する。この
電圧が駆動回路にて電流に変換され、この電流が
駆動コイル１０（磁電変換素子１３に対して電気
角で90゜ずれた位置に配設してある）に加えられ、
これによりロータ５が回転力を付与されて回転す
る。ロータ５の回転に伴い、速度検出用磁極９の
磁束が櫛歯状の速度検出用コイル１２のコイル片
１２ａ（速度検出用磁極９と同数、同ピツチで配
してある）と鎖交し、コイル片１２ａに起電力が
誘起される。誘起起電力は各コイル片１２ａ全部
について加算されて出力端子１４より取り出され
る。こゝで、コイル片１２ａに誘起する電圧はこ
れと鎖交する速度検出用磁極９の磁束の変化に比
例するので、出力端子１４よりはロータ回転数に
比例した速度検出用信号が取り出される。

こゝで、ロータ磁石７は、磁性体に最初に駆動
用磁極８（本実施例では４極）を着磁し、次いで
全円周に亘つてこれに重畳して速度検出用磁極９
（本実施例では24極）を着磁形成してなる構造と
してある。この構造により、以下に述べる欠点を
有していた。

第４図中、１５は第２図の速度検出用磁極９を
重畳着磁する前の駆動用磁極８の円周方向θの磁
束分布線を示す。１６は速度検出用磁極を重畳着
磁するときの駆動用磁極８に加える着磁用磁界の
磁界分布線を示す。

３０は重畳着磁されて形成された速度検出用磁
極９の円周方向θの磁束分布線である。

こゝで、駆動用磁極８は、磁束分布線１５で示
すように、一般に台形波着磁される。その理由
は、台形波をフーリエ展開して周波数分析する
と、その基本波の波高値は台形波より高くなり、
その結果、駆動用磁極を正弦波着磁した場合より
大きなトルクを得ることができるからである。

第４図より分かるように、上記速度検出用磁極
９の磁束分布線３０が波形が着磁用磁界の磁界分
布線１６の波形と大きく異なつている。これは駆
動用磁極８の影響を受けためである。即ち、駆動
用磁極８のうちＤの部分は飽和磁化しており、ａ
の部分は未飽和である。そこに速度検出用磁界を
加えたとき、そこに残留する着磁のレベル、波形
は異なる。以下この点を第５図、第６図にて説明
する。

第５図は駆動用磁極着磁剤ロータ中磁束が零の
場所（第４図中点ａの位置に相当する）に第４図
中磁界分布線１６で示す速度検出用磁極の着磁用
正弦磁界１６ａを印加したときに、上記ロータに
着磁された着磁波形を示す。着磁用正弦磁界１６
ａにより、ロータは初磁化曲線１７ａに沿つて着
磁され、着磁波形は１７で示す如くになる。

第６図は駆動用磁極着磁済ロータ中飽和磁束領
域（第４図中の領域Ｄに相当する）、特に第４図
中の点ｂの位置に相当する場所に、着磁用正弦磁
界１６ａを印加したときに、ロータに着磁された
波形を示す。着磁用正弦磁界により、ロータは磁
化曲線（第６図中のヒステリシス曲線）中飽和部
分の曲線ｅ−ｆに沿つて着磁され、着磁波形は１
８で示す如くになる。

即ち、速度検出用磁極９の着磁波形は、２種類
の歪（駆動用磁極８の磁化飽和部Ｄで受ける歪、
及び駆動用磁極８の磁化０の部分ａで受ける歪）
をもつ波形である。

従つて、駆動用磁極着磁済ロータに着磁された
速度検出用磁極の着磁波形がロータの角度位置で
差違があることになる。着磁波形１７と１８とを
比較してみると、例えば駆動用磁極の磁束レベル
と交差する点間の間隔d₁，d₂（この間隔d₁，d₂を
基に矩形波である速度検出信号が作られる）とに
差違がある。

こゝで、モータ１の回転時に、プリント基板上
に櫛歯状コイル１２上を上記着磁波形の形状に違
いのある速度検出用磁極９が回転することにな
る。

速度検出用櫛歯状コイル１２を有するプリント
基板１１及びロータ磁石８を有するロータ５に偏
心および面ぶれが全くなければ、速度検出用磁極
９の着磁波形が２種類の歪を有していても、櫛歯
状コイル１２と磁極９との間隔が常に一定であ
り、２種類の歪も同一周期で現われるので速度検
出信号に誤差は生じない。

しかし、実際には、ロータ５及びプリント基板
１１の偏心及び面振れを防ぎきれない。

例えば、速度検出用磁極９の磁極ピツチ0.6mm、
プリント基板１１とロータ磁石７との距離を0.6
mm程度とすると、現在の技術では、プリント基板
１１に0.1mm程度の面振れが生じやすい。

この0.1mmの面ぶれは磁極ピツチ0.6mm、プリン
ト基板１１とロータ磁石７との距離0.6mmに対し
て、かなり大きな割合である。

プリント基板１１の面振れにより、プリント基
板１１上の櫛歯状コイル１２と速度検出用磁極９
との距離が変動し、かつこの面振れによつて、速
度検出用磁極９の着磁波形の２種類の歪が同一周
期でコイル１２上を通過しないため、コイル片１
２ａに誘起される電圧の波形及び周期が変動し、
速度検出信号に大きな誤差を生じる。

このように、速度検出信号に誤差分を含むた
め、モータの回転速度検出の精度が低下するとう
欠点があつた。

本発明は、上記欠点を除去したものであり、以
下図面と共にその一実施例について説明する。

本発明の回転速度検出装置は、ロータ磁石とし
ては第７図に示すロータ磁石２０を使用し、櫛歯
状コイルとしては第３図に示す従来の櫛歯状コイ
ル１２を使用してなる構成としてある。この回転
速度検出装置は第１図に示す構造のモータに組込
まれるものであり、モータの基本的構成は第１図
のモータ１と同じである。

ロータ磁石２０は、磁性体に着磁された駆動用
磁極８に重畳させて、その飽和磁束部分Ｄに限定
して櫛歯状コイル１２と同ピツチで速度検出用磁
極２１を着磁してなる構成としてある。速度検出
用磁極２１は、櫛歯状コイル１２に対向するよう
に、ロータ磁石２０の外周側に形成してある。即
ち、速度検出用磁極２１は、円周方向上４個所に
分割されて配してある。

速度検出用磁極２１は駆動用磁極８よりも多極
である。

第８図は、速度検出用磁極２１の磁束分布線３
１と、速度検出用磁極２１を重畳着磁する前の駆
動用磁極の磁束分布線１５と、速度検出用磁極２
１を着磁するための磁界の分布を示す線２２とを
併せて示す。同図より明らかなように着磁用の正
弦波の磁界は、飽和磁束部分Ｄに限定して印加さ
れ、４個所に分散した速度検出用磁極２１の着磁
形成は全て略第６図中１８で示す波形に統一され
る。なお、場所を限定しての着磁は、着磁用コイ
ルを分散的に配することによりなされる。

こゝで速度検出用磁極２１の着磁波形が統一さ
れる理由について説明する。

駆動用磁極８の飽和磁束部分Ｄでは、速度検出
用磁極２１の着磁波形は、第６図中１８で示す波
形になるはずであるが、既に、Ｄ部分は磁束飽和
状態であるので、これ以上磁束密度(B)は増加しな
い。よつて、速度検出用磁極２１の着磁波形は、
駆動用磁極８の飽和磁束部分Ｄの影響を受け、歪
み、第８図に磁束分布線３１に示すように山がつ
ぶれたような着磁波形となる（第８図にｇで示す
山がつぶされる）。しかし、この歪み方は常に一
定である。

このように、速度検出用磁極２１の着磁波形は
歪んでいるとはいえその形状は全て統一されるた
め、モータの回転時に櫛歯状コイル１２のコイル
片１２に誘起される電圧の波形は、歪を有する
も、一定の形状となり、これを波形変換して得た
矩形波の速度検出信号は誤差分を含まない信号と
なり、モータ回転速度検出が精度良く行なわれ
る。

本発明によれば、速度検出用磁極２１の着磁波
形はそれぞれ同じ形状であるため、プリント基板
１１のロータ磁石２０に対する取付が多少ずれて
いたりしても、速度検出信号には誤差は表われな
い。このため、ロータ磁石２０に対するプリント
基板１１の取付精度は従来程の厳密さは要求され
ず、組立作業が容易となる。

なお、駆動用磁極８中飽和磁束部分が占める領
域は比較的広いため、速度検出用信号としては充
分な出力レベルの信号が得られる。また、この飽
和磁束部分に着磁された磁極の着磁波形は安定で
あり、安定度の高い速度検出用信号が得られる。
なお、駆動用磁極の磁束分布線１５中傾斜部分だ
けを速度検出用磁極形成部分として利用すること
も考えられるが、着磁波形が不安定となり、しか
もこの部分の領域は狭く出力信号のレベルも小と
なるため、実際的でない。

上述の如く、本発明になるモータの回転速度検
出装置によれば、着磁された磁極波形が一定とな
る。従つて、ロータおよびプリント基板に多少の
面振れや偏心があつても、更にはロータ磁石に対
するプリント基板の取付位置に多少のずれがあつ
たとしても、誤差を含まない速度検出信号が得ら
れ、速度検出を精度良く行なうことが出来、組立
作業も容易になるという特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来及び本発明の回転速度検出装置が
適用されたモータの一例の概略構成を示す図、第
２図及び第３図は夫々ロータ磁石及びプリント基
板を示す斜視図、第４図は第２図に示すロータ磁
石の速度検出用磁極の磁束分布を示すグラフ線
と、駆動用磁極の磁束分布を示すグラフ線と、速
度検出用磁極着磁用磁界を表わすグラフ線とを併
せて示す図、第５図、第６図は夫々磁束等の部分
及び飽和磁束部での着磁波形を示す図、第７図は
本発明になる回転速度検出装置の一実施例の要部
をなすロータ磁石の斜視図、第８図は第７図に示
すロータ磁石での第４図に対応する図である。 １……モータ、２……ベース、４……モータ
軸、５……ロータ、８……駆動用磁極、１１……
プリント基板、１２……櫛歯状コイル、１５……
駆動用の磁極の磁束分布線、１８……着磁波形、
２０……ロータ磁石、２１……速度検出用磁極、
３１……速度検出用磁極の磁束分布線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 駆動コイルと協働する駆動用磁極上に速度検
   出コイルと協働する速度検出用磁極を重畳して着
   磁してなるロータを有してなるモータの回転速度
   検出装置において、該速度検出用磁極が上記駆動
   用磁極よりも多極であり、該速度検出用磁極を該
   駆動用磁極の飽和磁束部分のみに重畳して上記速
   度検出コイルと同ピツチで磁着してなることを特
   徴とするモータの回転速度検出装置。