JPH02184282A - Motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To simplify the constitution of a motor without increasing the size of the outer diameter of the same by providing a detecting means, counting the number of blades in the motor, in which the main body of a fan, having a plurality of blades, is attached to the rotary shaft of the motor. CONSTITUTION:The rotating speed of a motor 31 is detected by counting the number of pieces of blades 24 for the main body 23 of a fan by a detecting means 29 while the detecting signal (pulse signal) is supplied to a waveform shaping circuit 36. The phase of the detecting signal is compared after shaping the waveform thereof by a phase comparing circuit 37 with the phase of a pulse train equal to a command speed of a reference oscillator 38 and the comparison is supplied to a compensating circuit (PI) 39. Errors in the phase and the frequency are outputted from the compensating circuit 39 to supply them to the base of a transistor(Tr) 32 through a PWM(pulse width modulation) signal converting circuit 41 to change the ON/OFF ratio of the Tr 32. Accordingly, the ON time of the Tr 32 is elongated (shortened) to increase (decrease) the speed of the motor by increasing (reducing) the voltage of the motor when a motor speed is slower (quicker) than the command speed.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、回転体本体に回転体制御手段を一体的に組込
んでなる電動機に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an electric motor in which a rotating body control means is integrally incorporated into a rotating body body.

（従来の技術） この種の電動機では回転体制御手段の収納スペースが限
られているため回路を構成する半導体等の発熱部品の放
熱が不充分となり、このため冷却することが要求される
。(Prior Art) In this type of electric motor, the storage space for the rotating body control means is limited, so heat dissipation from heat generating components such as semiconductors forming the circuit is insufficient, and cooling is therefore required.

このような冷却を実現した電動機としては従来実開昭６
２−１７８７７７号公報に記載されたものが知られてい
る。これは第５図に示すように略円盤形状のハウジング
１の円筒部２にシャフト３が回転自在に設けられ、この
シャフト３にロータ４を固着している。このロータ４は
外周に立上がり部を有する円盤状のロータホルダー５の
周囲にロータマグネット６を固着して構成されるもので
ある。またハウジング１にはステータコイル７を設けた
ステータ８が固着され、このステータ８とロータマグネ
ット６が対向配置されている。そしてロータホルダー５
には冷却用孔９．・・・が形成され、その冷却用孔９．
・・・の近傍には冷却用羽根１０、・・・が付設されて
いる。またロータマグネット６の回転位置をハウジング
１の裏面に付設されたプリント配線基板１１の上に設け
られたロータ位置検出器１２によって検出するようにし
ている。The first electric motor that achieved this type of cooling was the
The one described in Japanese Patent No. 2-178777 is known. As shown in FIG. 5, a shaft 3 is rotatably provided in a cylindrical portion 2 of a substantially disc-shaped housing 1, and a rotor 4 is fixed to this shaft 3. This rotor 4 is constructed by fixing a rotor magnet 6 around a disk-shaped rotor holder 5 having a raised portion on its outer periphery. Further, a stator 8 provided with a stator coil 7 is fixed to the housing 1, and the stator 8 and the rotor magnet 6 are arranged to face each other. and rotor holder 5
There are cooling holes in 9. ... are formed, and its cooling holes 9.
Cooling vanes 10, . . . are attached near the . Further, the rotational position of the rotor magnet 6 is detected by a rotor position detector 12 provided on a printed wiring board 11 attached to the back surface of the housing 1.

この電動機においては、ロータ４が回転すると冷却用羽
根１０．・・・によってロータホルダ−５内部の空気が
冷却用孔９．・・・を介して図中矢印で示すように外部
に放出され、ステータコイル７等から発生する熱を放出
して内部を冷却するとともにロータ４の外側に隣接して
配置されている制御回路の回路部品を冷却するようにし
ている。In this electric motor, when the rotor 4 rotates, the cooling blades 10. . . , the air inside the rotor holder 5 flows through the cooling holes 9. ... is released to the outside as shown by the arrow in the figure, and the heat generated from the stator coil 7, etc. is released to cool the inside and also to the control circuit located adjacent to the outside of the rotor 4. It is designed to cool the circuit components.

この従来装置はロータ位置検出器１２がロータマグネッ
ト６の回転位置を検出してステータコイル７への通電切
換えを行なうものであり、これを速度制御のための回転
数検出に使用するとロータマグネット６の磁極数を増や
す必要があり、しかし磁極数を増やすとトルク低下が生
じて所望のモータが得られ無くなる。In this conventional device, a rotor position detector 12 detects the rotational position of the rotor magnet 6 and switches the energization to the stator coil 7. When this device is used to detect the rotation speed for speed control, the rotational position of the rotor magnet 6 is detected. It is necessary to increase the number of magnetic poles, but increasing the number of magnetic poles causes a decrease in torque, making it impossible to obtain the desired motor.

そこで従来はロータマグネットとして内側に磁極数の少
ないロータを形成し、外側に磁極数の多いロータを形成
し、内側のロータを第１のロータ位置検出器で検出して
通電制御を行なうとともに外側のロータを第２のロータ
位置検出器で検出して回転数検出による速度制御を行な
うようにしている。Conventionally, a rotor with a small number of magnetic poles is formed on the inside as a rotor magnet, and a rotor with a large number of magnetic poles is formed on the outside. The rotor is detected by a second rotor position detector, and speed control is performed by detecting the number of rotations.

（発明が解決しようとする課題） しかしこのようにロータマグネットとして内側に磁極数
の少ないロータを配し、外側に磁極数の多いロータを配
したのでは、ロータマグネットの径が大きくなり、従っ
てモータの外径が大きくなる問題があった。またロータ
位置検出器を複数使用することになりロータマグネット
の構成とともに構成が複雑化する問題があった。(Problem to be solved by the invention) However, if a rotor with a small number of magnetic poles is arranged on the inside and a rotor with a large number of magnetic poles on the outside as a rotor magnet, the diameter of the rotor magnet becomes large, and therefore the motor There was a problem that the outer diameter of the Furthermore, since a plurality of rotor position detectors are used, there is a problem that the structure becomes complicated as well as the structure of the rotor magnet.

そこで本発明は、回転体本体の回転検出ができるととも
に回路部品の冷却ができるものにおいて、外径を大きく
することなく、しかも構成が簡単な電動機を提供しよう
とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an electric motor that is capable of detecting the rotation of a rotating body body and cooling circuit components, without increasing the outer diameter, and with a simple configuration.

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、回転軸を有する回転体本体に回転検出手段を
含む回転体制御手段が取着され、回転軸には複数の羽根
を有するファン本体が取着されてなる電動機において、
回転検出手段は、羽根の個数を数える検知手段を設けた
ものである。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides a fan in which a rotating body control means including a rotation detecting means is attached to a rotating body body having a rotating shaft, and a rotating body having a plurality of blades on the rotating shaft. In an electric motor with a main body attached,
The rotation detection means is provided with a detection means for counting the number of blades.

（作用） このような構成の本発明においては、回路部品を冷却す
るためにファン本体に設けられた複数の羽根の個数を検
知手段で検知することによって回転検出を行ない回転体
の回転制御を行なう。(Function) In the present invention having such a configuration, the rotation of the rotating body is controlled by detecting the number of blades provided in the fan body with the detection means to cool the circuit components. .

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第１図において２１は回転軸２２を有する回転体本体、
２３は前記回転軸２２に取着され複数の羽根２４，２４
．・・・を有するファン本体、２５は前記回転体本体２
１とファン本体２３との間に配置された回転体制御手段
である。この回転体制御手段２５は回路基板２６の上に
回転検出手段を構成する検知手段２９を始め多数の回路
部品２７゜・・・を配置して構成されている。２８は前
記回転体制御手段２５及びファン本体２３を前記回転体
本体２１に一体的に収納するためのカバーである。In FIG. 1, 21 is a rotating body body having a rotating shaft 22;
23 is attached to the rotating shaft 22 and has a plurality of blades 24, 24.
．． 25 is the rotating body main body 2.
1 and the fan main body 23. The rotating body control means 25 is constructed by arranging a large number of circuit parts 27 DEG . . . including a detection means 29 constituting a rotation detection means on a circuit board 26. Reference numeral 28 denotes a cover for integrally housing the rotating body control means 25 and the fan body 23 in the rotating body main body 21.

前記ファン本体２３は第３図に示すように１枚の円盤の
外縁部を例えば１０か所切り起して羽根２４、・・・を
形成している。As shown in FIG. 3, the fan main body 23 is formed by cutting and raising the outer edge of a single disc at, for example, ten places to form blades 24, . . . .

前記ファン本体２３の羽根２４と検知手段２９との関係
は、例えば第４図の（ａ）に示すように羽根２４が磁性
体の羽根２４ａであれば検知手段２９はセンサーコイル
２９ａで構成され、また光を反射させる材質で構成され
た羽根２４ｂであれば検知手段２９は光センサ−２９ｂ
で構成され、また磁石で構成された羽根２４ｃであれば
検知手段２９は磁気感応抵抗やホール素子等の磁気感知
素子２９ｃで構成されることになる。The relationship between the blades 24 of the fan body 23 and the detection means 29 is, for example, as shown in FIG. Further, if the blade 24b is made of a material that reflects light, the detection means 29 is the optical sensor 29b.
If the blade 24c is composed of a magnet, the detection means 29 will be composed of a magnetic sensing element 29c such as a magnetically sensitive resistor or a Hall element.

第２図は回転体制御手段２５を示すもので、回転体本体
２１のモータ３１の一端をＰＮＰ形トランジスタ３２を
介して直流電源３３の正極端子に接続するとともに他端
をシャント抵抗３４を介して前記直流電源３３の負極端
子に接続している。FIG. 2 shows the rotating body control means 25, in which one end of the motor 31 of the rotating body body 21 is connected to the positive terminal of a DC power supply 33 via a PNP transistor 32, and the other end is connected via a shunt resistor 34. It is connected to the negative terminal of the DC power supply 33.

前記モータ３１の回転速度を前記検知手段２９でファン
本体２３の羽根２４の個数を数えることによって検出し
その検出信号（パルス信号）を波形整形回路３６に供給
している。The rotational speed of the motor 31 is detected by the detection means 29 by counting the number of blades 24 of the fan body 23, and the detection signal (pulse signal) is supplied to the waveform shaping circuit 36.

前記波形整形回路３６で検出信号が波形整形された後位
相比較回路３７にて基準発振器３８からの指令速度に等
しいパルス列と位相比較し補償回路（ＰＩ）３９に供給
される。また前記基準発振器３８からのパルス列は周波
数比較器４ｏにて周波数比較し前記補償回路３９に供給
されている。After the detection signal is waveform-shaped by the waveform shaping circuit 36, the phase comparison circuit 37 compares the phase with a pulse train equal to the command speed from the reference oscillator 38, and the detected signal is supplied to a compensation circuit (PI) 39. Further, the frequency of the pulse train from the reference oscillator 38 is compared by a frequency comparator 4o, and the pulse train is supplied to the compensation circuit 39.

前記補償回路３９からは位相と周波数との誤差分が出力
されＰＷＭ（パルス幅変調）信号変換回路４１を介して
前記トランジスタ３２のベースに供給されこのトランジ
スタ３２のオン、オフ比率を可変させるようにしている
。The compensation circuit 39 outputs a phase and frequency error, which is supplied to the base of the transistor 32 via a PWM (pulse width modulation) signal conversion circuit 41 to vary the on/off ratio of the transistor 32. ing.

従ってこの回路においては、モータ速度が指令速度より
も遅い場合にはトランジスタ３２のオン時間を長くして
モータ電圧を上昇させ速度を増加させる。逆にモータ速
度が指令速度よりも早い場合にはトランジスタ３２のオ
ン時間を短くしてモータ電圧を低下させ速度を減少させ
る。Therefore, in this circuit, when the motor speed is slower than the commanded speed, the ON time of the transistor 32 is increased to increase the motor voltage and increase the speed. Conversely, when the motor speed is faster than the commanded speed, the ON time of the transistor 32 is shortened to lower the motor voltage and reduce the speed.

このような構成の本実施例においては、モータ３１の回
転速度がこのモータ３１の回転軸２２に取着されたファ
ン本体２３の羽根２４の個数を検知手段２９で検知され
モータ３１の速度制御が行われる。In this embodiment with such a configuration, the rotation speed of the motor 31 is detected by the detection means 29 by the number of blades 24 of the fan body 23 attached to the rotation shaft 22 of the motor 31, and the speed of the motor 31 is controlled. It will be done.

またファン本体２３が回転することによって羽根２４．
・・・によってケース２８内の空気が拡散され回路部品
２７．２９の冷却が行われる。Also, as the fan body 23 rotates, the blades 24.
... diffuses the air inside the case 28 and cools the circuit components 27, 29.

このようにファン本体２３をモータ３１の回転酸が簡単
である。またロータマグネットを使用して電流切換えと
回転数検知を行なうものに比べて径を小さくでき、かつ
構成も簡単となる。In this way, it is easy to rotate the fan body 23 and the motor 31. Furthermore, the diameter can be made smaller and the configuration is simpler than in a case where a rotor magnet is used to switch the current and detect the rotational speed.

なお、前記実施例ではファン本体の羽根の数を１０個と
したが必ずしもこれに限定されるものではなく、要は複
数の羽根が等間隔に配置されていればよい。In the above embodiment, the number of blades in the fan body is 10, but the number is not necessarily limited to this, and it is sufficient if a plurality of blades are arranged at equal intervals.

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、回転体本体の回転
検出ができるとともに回路部品の冷却ができるものにお
いて、外径を大きくすることなく、しかも構成が簡単な
電動機を提供できるものである。[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, it is possible to provide a motor that can detect the rotation of a rotor body and cool circuit components without increasing the outer diameter and has a simple configuration. It is something that can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図乃至第４図は本発明の実施例を示すもので、第１
図は構成図、第２図はブロック図、第３図はファン本体
の平面図、第４図は各種羽根と検知手段との関係を示す
図、第５図は従来例を示す断面図である。 ２１・・・回転体本体、２２・・・回転軸、２３・・・
ファン本体、２４・・・羽根、２５・・・回転体制御手
段、２９・・・検知手段。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第５図 手続補正書 ４．−６ 平成元年　　月　　日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、事件の表示 特願昭６４−　　　４８２号 ２、発明の名称 電　　動　　機 ３、゛補正をする者 ・　事件との関係　　特許出願人 （３０７）　　株式会社　東　芝 ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 ７、補正の内容 明細書第３頁第７行目から同頁第１１行目にわたって「
これを速度制御のための・・・得られ無くなる。」とあ
るを下記の通り訂正する。 記 これを速度制御のための回転検出信号として流用するこ
とも可能である。この場合、制御条件に最適な１回転当
りの検出信号回数（分解能）範囲と一致するときは良い
が、不一致のときは制御特性が不安定なものとなる。一
般に速度制御回転数が低くなるほど高い分解能が必要と
なり、ステータコイル７の通電切換信号では分解能が不
足となることが多い。この解決手段としてモータの極数
を増やし、１回転当りの検出信号を増すことも考えられ
る。しかし極数の増加は一般的にトルクの低下、モータ
寸法の増加、工作上の困難性の増加等を生じ易く自ずと
限度がある。1 to 4 show embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram, FIG. 3 is a plan view of the fan body, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between various blades and detection means, and FIG. 5 is a sectional view showing a conventional example. . 21... Rotating body body, 22... Rotating shaft, 23...
Fan body, 24...Blade, 25...Rotating body control means, 29...Detection means. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 5 Procedural amendment 4. -6 Yoshi, Commissioner of the Japan Patent Office, Mon., 1989 1) Takeshi Moon1, Indication of the case, Patent Application No. 1982-4822, Name of the invention, Electric motor3, Person making the amendment/Relationship with the case Patent application Person (307) Toshiba Corporation 4, Agent 3-7-2-7 Kasumigaseki, Chiyoda-ku, Tokyo, from page 3, line 7 to line 11 of the statement of contents of the amendment, ``
This can no longer be used for speed control. ” is corrected as follows. It is also possible to use this as a rotation detection signal for speed control. In this case, it is good if it matches the range of the number of detection signals per revolution (resolution) that is optimal for the control conditions, but if they do not match, the control characteristics become unstable. Generally, the lower the speed control rotational speed, the higher the resolution is required, and the energization switching signal for the stator coil 7 often lacks resolution. As a solution to this problem, it may be possible to increase the number of poles of the motor and increase the detection signal per rotation. However, an increase in the number of poles generally tends to cause a decrease in torque, an increase in motor size, an increase in machining difficulty, etc., and there is a limit naturally.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 回転軸を有する回転体本体に回転検出手段を含む回転体
制御手段が取着され、前記回転軸には複数の羽根を有す
るファン本体が取着されてなる電動機において、前記回
転検出手段は、前記羽根の個数を数える検知手段を設け
たことを特徴とする電動機。In an electric motor, a rotating body control means including a rotation detecting means is attached to a rotating body having a rotating shaft, and a fan main body having a plurality of blades is attached to the rotating shaft. An electric motor characterized by being provided with a detection means for counting the number of blades.