JPH06339252A - 小型直流モータの回転検出装置 - Google Patents
小型直流モータの回転検出装置Info
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- JPH06339252A JPH06339252A JP5148458A JP14845893A JPH06339252A JP H06339252 A JPH06339252 A JP H06339252A JP 5148458 A JP5148458 A JP 5148458A JP 14845893 A JP14845893 A JP 14845893A JP H06339252 A JPH06339252 A JP H06339252A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
- H02K23/66—Structural association with auxiliary electric devices influencing the characteristic of, or controlling, the machine, e.g. with impedances or switches
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/20—Structural association with auxiliary dynamo-electric machines, e.g. with electric starter motors or exciters
Abstract
(57)【要約】
【目的】 モータ全長を短くしてモータ回転の検出がで
き、構造が簡単で防水性もよく、また回転検出装置の有
無にかかわらず共通のモータを使用することができる小
型直流モータの回転検出装置を提供する。 【構成】 ケーシング３２の内部に取付けられた磁石と
この磁石の内方で回転する電機子とにより作られる磁束
のうちケーシングの外部に漏洩した漏洩磁束を検出して
この漏洩磁束の変化を電気信号に変換するインダクタ５
３と、このインダクタ５３に接続されて共振回路を構成
するコンデンサ５５とをケーシングの外表面に取付け、
前記共振回路の共振周波数を前記電機子の回転時に発生
する一定の信号周波数に対応する値とし、前記電気信号
を信号波形として出力する。
き、構造が簡単で防水性もよく、また回転検出装置の有
無にかかわらず共通のモータを使用することができる小
型直流モータの回転検出装置を提供する。 【構成】 ケーシング３２の内部に取付けられた磁石と
この磁石の内方で回転する電機子とにより作られる磁束
のうちケーシングの外部に漏洩した漏洩磁束を検出して
この漏洩磁束の変化を電気信号に変換するインダクタ５
３と、このインダクタ５３に接続されて共振回路を構成
するコンデンサ５５とをケーシングの外表面に取付け、
前記共振回路の共振周波数を前記電機子の回転時に発生
する一定の信号周波数に対応する値とし、前記電気信号
を信号波形として出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は小型モータに係り、特に
自動車のパワーウィンド等を駆動するアクチュエータに
使用される小型直流モータの回転数等を検出する回転検
出装置に関する。
自動車のパワーウィンド等を駆動するアクチュエータに
使用される小型直流モータの回転数等を検出する回転検
出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車への小型モータの応用は年々増大
しているが、最近のエレクトロニクスの進歩に合わせて
更に増加する傾向にある。自動車のウィンドガラスを自
動的に開閉するパワーウィンドにも小型モータが使用さ
れている。このパワーウィンドによるウィンドガラスの
開閉動作も、従来は単純な全開全閉動作のみであったが
近年は色々変化に富んだものが要求されるようになって
きた。例えば、ウィンドガラスが小刻みな動きで昇降動
作する場合や、窓に手や首などが挟まった時には安全上
ウィンドガラスの動きを停止させるか又は開動作をさせ
る場合がある。
しているが、最近のエレクトロニクスの進歩に合わせて
更に増加する傾向にある。自動車のウィンドガラスを自
動的に開閉するパワーウィンドにも小型モータが使用さ
れている。このパワーウィンドによるウィンドガラスの
開閉動作も、従来は単純な全開全閉動作のみであったが
近年は色々変化に富んだものが要求されるようになって
きた。例えば、ウィンドガラスが小刻みな動きで昇降動
作する場合や、窓に手や首などが挟まった時には安全上
ウィンドガラスの動きを停止させるか又は開動作をさせ
る場合がある。
【０００３】このように、各種の動作を行うパワーウィ
ンド用のアクチュエータ等に使用される小型モータにつ
いては、ウィンドガラスの位置や開閉速度を検出するた
めに、小型モータの回転の合計数や回転数等のモータ回
転を回転検出装置により検出する必要がある。
ンド用のアクチュエータ等に使用される小型モータにつ
いては、ウィンドガラスの位置や開閉速度を検出するた
めに、小型モータの回転の合計数や回転数等のモータ回
転を回転検出装置により検出する必要がある。
【０００４】そこで、例えば図１７に示すような回転検
出装置を備えた小型直流モータが提案されている。この
小型直流モータは、ケーシング１の内部に永久磁石２を
取付け、その内部に回転子３を配設している。回転子３
の回転軸４は、ケーシング１に取付けられた軸受５，６
により回転自在に支持されている。回転軸４には整流子
７を設け、ケーシング１に取付けられたブラシ８が整流
子７と摺動係合している。
出装置を備えた小型直流モータが提案されている。この
小型直流モータは、ケーシング１の内部に永久磁石２を
取付け、その内部に回転子３を配設している。回転子３
の回転軸４は、ケーシング１に取付けられた軸受５，６
により回転自在に支持されている。回転軸４には整流子
７を設け、ケーシング１に取付けられたブラシ８が整流
子７と摺動係合している。
【０００５】回転軸４には、整流子７に隣接し且つ整流
子７と同一の構造を有する回転検出用の回転検出環９が
取付けられており、ケーシング１に設けられた回転検出
用ブラシ１０が回転検出環９に摺動係合している。ケー
シング１の端面に設けられた接続端子１１，１２は、ケ
ーシング１に埋め込まれたリード線１３，１４を介して
ブラシ８及び回転検出用ブラシ１０にそれぞれ接続され
ている。回転検出装置１５を構成する回転検出環９及び
回転検出用ブラシ１０から出力されるオンオフ信号によ
り、回転子３の回転数等を検出している。
子７と同一の構造を有する回転検出用の回転検出環９が
取付けられており、ケーシング１に設けられた回転検出
用ブラシ１０が回転検出環９に摺動係合している。ケー
シング１の端面に設けられた接続端子１１，１２は、ケ
ーシング１に埋め込まれたリード線１３，１４を介して
ブラシ８及び回転検出用ブラシ１０にそれぞれ接続され
ている。回転検出装置１５を構成する回転検出環９及び
回転検出用ブラシ１０から出力されるオンオフ信号によ
り、回転子３の回転数等を検出している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の小型直流モータ
は、回転検出環９と回転検出用ブラシ１０をケーシング
１の内部に設置していたので、モータ内部の構造が複雑
になるとともに、回転検出装置１５を持たないモータと
比べて軸方向寸法Ｗ0 （いわゆるモータ全長）が大きく
なるという課題があった。本来、これらモータが組み込
まれるアクチュエータは小さなスペースにアッセンブリ
ーされるため、回転検出装置の追加によるモータの外形
寸法の増大は許されない場合が多い。強いてモータを寸
法内に収めるように構成すれば、直流モータとして不可
欠な整流子やブラシなどの構成に無理がかかってモータ
の性能が低下する恐れもあった。
は、回転検出環９と回転検出用ブラシ１０をケーシング
１の内部に設置していたので、モータ内部の構造が複雑
になるとともに、回転検出装置１５を持たないモータと
比べて軸方向寸法Ｗ0 （いわゆるモータ全長）が大きく
なるという課題があった。本来、これらモータが組み込
まれるアクチュエータは小さなスペースにアッセンブリ
ーされるため、回転検出装置の追加によるモータの外形
寸法の増大は許されない場合が多い。強いてモータを寸
法内に収めるように構成すれば、直流モータとして不可
欠な整流子やブラシなどの構成に無理がかかってモータ
の性能が低下する恐れもあった。
【０００７】また、回転検出装置１５を設ける場合と設
けない場合とでモータの構造やリード線１３，１４の数
が異なるので、モータ部品の共通化が困難であった。回
転検出装置１５を取付けた場合にはリード線１４をケー
シング１に埋め込む必要があるので、この埋め込み部の
シールを別途行わなければならず防水性に課題があっ
た。自動車に搭載される小型モータの防水性は特に重要
視されるからである。さらに、回転検出環９に回転検出
用ブラシ１０が接触する機構であるので、この部分に故
障が多く寿命も短いという課題もあった。
けない場合とでモータの構造やリード線１３，１４の数
が異なるので、モータ部品の共通化が困難であった。回
転検出装置１５を取付けた場合にはリード線１４をケー
シング１に埋め込む必要があるので、この埋め込み部の
シールを別途行わなければならず防水性に課題があっ
た。自動車に搭載される小型モータの防水性は特に重要
視されるからである。さらに、回転検出環９に回転検出
用ブラシ１０が接触する機構であるので、この部分に故
障が多く寿命も短いという課題もあった。
【０００８】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたもので、モータ全長を短くしてモータ回転の検出
ができ、構造が簡単で防水性もよく、また、回転検出装
置の有無にかかわらず共通のモータを使用することがで
きる小型直流モータの回転検出装置を提供することを目
的とする。
されたもので、モータ全長を短くしてモータ回転の検出
ができ、構造が簡単で防水性もよく、また、回転検出装
置の有無にかかわらず共通のモータを使用することがで
きる小型直流モータの回転検出装置を提供することを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の小型直流モータの回転検出装置は、ケーシ
ングの内部に取付けられた磁石とこの磁石の内方で回転
する電機子とにより作られる磁束のうち、前記ケーシン
グの外部に漏洩した漏洩磁束を検出してこの漏洩磁束の
変化を電気信号に変換するインダクタと、このインダク
タに接続されて共振回路を構成するコンデンサとを前記
ケーシングの外表面に取付け、前記共振回路の共振周波
数を前記電機子の回転時に発生する一定の信号周波数に
対応する値とし、前記電気信号を信号波形として出力す
るものである。
め、本発明の小型直流モータの回転検出装置は、ケーシ
ングの内部に取付けられた磁石とこの磁石の内方で回転
する電機子とにより作られる磁束のうち、前記ケーシン
グの外部に漏洩した漏洩磁束を検出してこの漏洩磁束の
変化を電気信号に変換するインダクタと、このインダク
タに接続されて共振回路を構成するコンデンサとを前記
ケーシングの外表面に取付け、前記共振回路の共振周波
数を前記電機子の回転時に発生する一定の信号周波数に
対応する値とし、前記電気信号を信号波形として出力す
るものである。
【００１０】なお、前記共振回路を並列共振回路とし、
前記共振周波数を前記一定の信号周波数にほぼ一致させ
ることが好ましい。また、前記共振回路を前記電機子の
整流子が配設されている側に対して反対側のケーシング
外端面に取付けることが好ましい。
前記共振周波数を前記一定の信号周波数にほぼ一致させ
ることが好ましい。また、前記共振回路を前記電機子の
整流子が配設されている側に対して反対側のケーシング
外端面に取付けることが好ましい。
【００１１】
【作用】本発明においては、ケーシングの外部に漏洩す
る漏洩磁束が、回転子の回転により変化することを利用
し、この漏洩磁束の変化を、ケーシングの外表面に取付
けられたインダクタにより検出している。すなわち、イ
ンダクタが、変化している漏洩磁束と鎖交することによ
り、電磁誘導が起こってインダクタ自身に誘導起電力が
誘起され、これにより、インダクタから電気信号が出力
される。このインダクタを含む共振回路により、前記電
気信号を増幅して信号波形として出力する。
る漏洩磁束が、回転子の回転により変化することを利用
し、この漏洩磁束の変化を、ケーシングの外表面に取付
けられたインダクタにより検出している。すなわち、イ
ンダクタが、変化している漏洩磁束と鎖交することによ
り、電磁誘導が起こってインダクタ自身に誘導起電力が
誘起され、これにより、インダクタから電気信号が出力
される。このインダクタを含む共振回路により、前記電
気信号を増幅して信号波形として出力する。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図６を参
照して説明する。図１は本発明に係る小型直流モータを
有するパワーウィンド用アクチュエータを示す部分断面
図、図２は図１の小型直流モータの外観を示す斜視図、
図３は図２の小型直流モータの全体構造を示す断面図で
ある。図４は図３のIV−IV線による断面図、図５は図２
の部分拡大斜視図、図６は本発明に係る回転検出装置の
ブロック図である。
照して説明する。図１は本発明に係る小型直流モータを
有するパワーウィンド用アクチュエータを示す部分断面
図、図２は図１の小型直流モータの外観を示す斜視図、
図３は図２の小型直流モータの全体構造を示す断面図で
ある。図４は図３のIV−IV線による断面図、図５は図２
の部分拡大斜視図、図６は本発明に係る回転検出装置の
ブロック図である。
【００１３】図１に示すように、本実施例では、自動車
に使用されるパワーウィンド用アクチュエータ２０に本
発明の小型直流モータ２１を取付けている。小型直流モ
ータ２１は、ねじ２２により減速機構部２３に取付けら
れ、モータ２１の回転軸２４の先端部は軸受２５により
本体２６に回転自在に軸支されている。回転軸２４には
ウォーム２７が固定されている。本体２６には、ウォー
ム２７と噛合するウォームホイール２８が回転自在に取
付けられており、ウォームホイール２８の中心部には出
力軸２９が固定されている。
に使用されるパワーウィンド用アクチュエータ２０に本
発明の小型直流モータ２１を取付けている。小型直流モ
ータ２１は、ねじ２２により減速機構部２３に取付けら
れ、モータ２１の回転軸２４の先端部は軸受２５により
本体２６に回転自在に軸支されている。回転軸２４には
ウォーム２７が固定されている。本体２６には、ウォー
ム２７と噛合するウォームホイール２８が回転自在に取
付けられており、ウォームホイール２８の中心部には出
力軸２９が固定されている。
【００１４】したがって、小型直流モータ２１を駆動す
ると、その駆動トルクは回転軸２４からウォーム２７に
伝達され、次いでウォーム２７からウォームホイール２
８に伝わって出力軸２９が回転し、これにより、図示し
ないパワーウィンドの機構を介して自動車のウィンドガ
ラスが自動的に開閉動作を行う。
ると、その駆動トルクは回転軸２４からウォーム２７に
伝達され、次いでウォーム２７からウォームホイール２
８に伝わって出力軸２９が回転し、これにより、図示し
ないパワーウィンドの機構を介して自動車のウィンドガ
ラスが自動的に開閉動作を行う。
【００１５】図２乃至図４に示すように、小型直流モー
タ２１は、磁石としての永久磁石３１が内部に取付けら
れたケーシング３２と、ケーシング３２の内部に配設さ
れて回転する回転子３３とを備えている。
タ２１は、磁石としての永久磁石３１が内部に取付けら
れたケーシング３２と、ケーシング３２の内部に配設さ
れて回転する回転子３３とを備えている。
【００１６】ケーシング３２は、鋼製で堅牢な構造を有
する有底中空筒状のハウジング３４と、ハウジング３４
の開口部に嵌着固定され、絶縁性を有する樹脂材料又は
その他の絶縁材料によって形成された蓋部材３５とを備
えている。
する有底中空筒状のハウジング３４と、ハウジング３４
の開口部に嵌着固定され、絶縁性を有する樹脂材料又は
その他の絶縁材料によって形成された蓋部材３５とを備
えている。
【００１７】ハウジング３４は、プレス成型等により一
体的に形成されており、そのフランジ３６がモータ取付
け面となっている。ハウジング３４及び蓋部材３５は、
対向する一対の円筒状部３７と、円筒状部３７に一体化
し互いに平行な一対のフラット部３８とを有している。
円筒状部３７の内周面には、一対の永久磁石３１が対向
配置して固着されており、永久磁石３１は、例えばハー
ドフェライトのような磁性材料によってアークセグメン
ト状に形成されている。
体的に形成されており、そのフランジ３６がモータ取付
け面となっている。ハウジング３４及び蓋部材３５は、
対向する一対の円筒状部３７と、円筒状部３７に一体化
し互いに平行な一対のフラット部３８とを有している。
円筒状部３７の内周面には、一対の永久磁石３１が対向
配置して固着されており、永久磁石３１は、例えばハー
ドフェライトのような磁性材料によってアークセグメン
ト状に形成されている。
【００１８】ハウジング３４の軸方向端部３９の中心部
には有底凹部４０が一体的に折曲形成されており、有底
凹部４０には軸受４１が取付けられている。蓋部材３５
の中心部には別の軸受４２が取付けられている。回転子
３３の回転軸２４は、軸受４１，４２により回転自在に
軸支されている。
には有底凹部４０が一体的に折曲形成されており、有底
凹部４０には軸受４１が取付けられている。蓋部材３５
の中心部には別の軸受４２が取付けられている。回転子
３３の回転軸２４は、軸受４１，４２により回転自在に
軸支されている。
【００１９】回転子３３は、回転中心となる中心線Ｂの
方向に伸びる回転軸２４と、回転軸２４に取付けられて
電機子巻線が巻回され、永久磁石３１により回転力が付
与される電機子４３と、円筒形に組立てられて回転軸２
４に取付けられると共に電機子４３に電気的に接続され
た整流子４４とを備えている。整流子４４と回転軸２４
は互いに電気的に絶縁されている。電機子４３は、永久
磁石３１に対して所定のギャップを介してその内方に配
設されている。
方向に伸びる回転軸２４と、回転軸２４に取付けられて
電機子巻線が巻回され、永久磁石３１により回転力が付
与される電機子４３と、円筒形に組立てられて回転軸２
４に取付けられると共に電機子４３に電気的に接続され
た整流子４４とを備えている。整流子４４と回転軸２４
は互いに電気的に絶縁されている。電機子４３は、永久
磁石３１に対して所定のギャップを介してその内方に配
設されている。
【００２０】蓋部材３５には、導体の材料により形成さ
れた複数組（例えば二組）のブラシ４５が整流子４４と
摺動係合するように設けられている。また、リード線４
７により各ブラシ４５にそれぞれ電気的に接続された複
数（例えば二個）の接続端子４６が蓋部材３５に取付け
られている。
れた複数組（例えば二組）のブラシ４５が整流子４４と
摺動係合するように設けられている。また、リード線４
７により各ブラシ４５にそれぞれ電気的に接続された複
数（例えば二個）の接続端子４６が蓋部材３５に取付け
られている。
【００２１】ケーシング３２の外表面には、小型直流モ
ータ２１の回転数や回転速度などを検出する回転検出装
置５０が取付けられている。図２，図５及び図６に示す
ように、回転検出装置５０は、フェライトコア５１に銅
線５２がコイル状に巻回されたインダクタ５３と、イン
ダクタ５３に接続されて共振回路を構成するコンデンサ
５５とを備えている。
ータ２１の回転数や回転速度などを検出する回転検出装
置５０が取付けられている。図２，図５及び図６に示す
ように、回転検出装置５０は、フェライトコア５１に銅
線５２がコイル状に巻回されたインダクタ５３と、イン
ダクタ５３に接続されて共振回路を構成するコンデンサ
５５とを備えている。
【００２２】本実施例の共振回路は、インダクタ５３に
コンデンサ５５が並列に接続された並列共振回路５４の
場合を示している。並列共振回路５４から出力される電
気信号は増幅回路７０により増幅されたのち、制御装置
７１に出力される。
コンデンサ５５が並列に接続された並列共振回路５４の
場合を示している。並列共振回路５４から出力される電
気信号は増幅回路７０により増幅されたのち、制御装置
７１に出力される。
【００２３】インダクタ５３及びコンデンサ５５は、絶
縁部材で形成された箱型のセンサケース５６の底板５７
に接着剤により固着されている。ハウジング３４の軸方
向端部３９（図３）の中央部には、有底凹部４０を形成
するように外方に突出した突出部５８が形成されている
が、この突出部５８の形状に対応した凹部５９がセンサ
ケース底板５７の中央部に一体的に形成されている。
縁部材で形成された箱型のセンサケース５６の底板５７
に接着剤により固着されている。ハウジング３４の軸方
向端部３９（図３）の中央部には、有底凹部４０を形成
するように外方に突出した突出部５８が形成されている
が、この突出部５８の形状に対応した凹部５９がセンサ
ケース底板５７の中央部に一体的に形成されている。
【００２４】底板５７と一体化している側板６０は、ハ
ウジング３４の形状に対応した形状を有しており、上部
側板６０ａには、外方に突出した一対のターミナル６１
が固定されている。底板５７は、銅箔の回路パターン６
２が形成されたプリント基板になっており、半田付けさ
れたリード線６２ａと回路パターン６２とにより並列共
振回路５４が配線されている。側板６０にカバー６３を
被せると、センサケース５６の内部は密封されるように
なっている。なお、図５はカバー６３を取外した状態を
示している。
ウジング３４の形状に対応した形状を有しており、上部
側板６０ａには、外方に突出した一対のターミナル６１
が固定されている。底板５７は、銅箔の回路パターン６
２が形成されたプリント基板になっており、半田付けさ
れたリード線６２ａと回路パターン６２とにより並列共
振回路５４が配線されている。側板６０にカバー６３を
被せると、センサケース５６の内部は密封されるように
なっている。なお、図５はカバー６３を取外した状態を
示している。
【００２５】センサケース５６の凹部５９の内部にハウ
ジング３４の突出部５８が没入可能になっているので、
センサケース５６をハウジング３４の軸方向端部３９の
外表面に密着して取付けることができるようになってい
る。
ジング３４の突出部５８が没入可能になっているので、
センサケース５６をハウジング３４の軸方向端部３９の
外表面に密着して取付けることができるようになってい
る。
【００２６】インダクタ５３は、ケーシング３２の内部
に取付けられた磁石としての永久磁石３１と、永久磁石
３１の内方で回転する電機子４３とにより作られる磁束
のうち、ケーシング３２の外部に漏洩した漏洩磁束を検
出してこの漏洩磁束の変化を電気信号に変換している。
また、インダクタ５３及びコンデンサ５５を有する共振
回路としての並列共振回路５４の共振周波数ｆ0 を、電
機子４３の回転時に発生する一定の信号周波数ｆに対応
する値とし、前記電気信号を信号波形として出力してい
る。
に取付けられた磁石としての永久磁石３１と、永久磁石
３１の内方で回転する電機子４３とにより作られる磁束
のうち、ケーシング３２の外部に漏洩した漏洩磁束を検
出してこの漏洩磁束の変化を電気信号に変換している。
また、インダクタ５３及びコンデンサ５５を有する共振
回路としての並列共振回路５４の共振周波数ｆ0 を、電
機子４３の回転時に発生する一定の信号周波数ｆに対応
する値とし、前記電気信号を信号波形として出力してい
る。
【００２７】共振周波数ｆ0 を前記一定の信号周波数ｆ
にほぼ一致させることが好ましいが、信号周波数ｆの１
倍乃至１．５倍の範囲内で設定してもよい。また、共振
回路はケーシング３２の外表面に取付ける必要がある
が、電機子４３の整流子４４が配設されている側に対し
て反対側のケーシング外端面６５に共振回路を取付ける
ことが好ましく、本実施例では並列共振回路５４をハウ
ジング３４の軸方向端部３９の外表面に取付けている。
にほぼ一致させることが好ましいが、信号周波数ｆの１
倍乃至１．５倍の範囲内で設定してもよい。また、共振
回路はケーシング３２の外表面に取付ける必要がある
が、電機子４３の整流子４４が配設されている側に対し
て反対側のケーシング外端面６５に共振回路を取付ける
ことが好ましく、本実施例では並列共振回路５４をハウ
ジング３４の軸方向端部３９の外表面に取付けている。
【００２８】かかる構成を有する小型直流モータ２１に
おいて、図３に示すように、接続端子４６からブラシ４
５及び整流子４４を介して電機子４３に電流を流せば、
一対の永久磁石３１によって形成されている磁界中に存
在する電機子４３に回転力が付与されて、回転子３３は
回転運動をする。これにより回転軸２４が回転して、図
１に示すアクチュエータ２０を駆動する。なお、接続端
子４６に供給されるモータ駆動電流は、ＰＷＭ変調回路
（図示せず）により電圧をパルス状としてそのパルス幅
を変化させるＰＷＭ（パルス幅変調）制御がなされ得る
ようになっている。
おいて、図３に示すように、接続端子４６からブラシ４
５及び整流子４４を介して電機子４３に電流を流せば、
一対の永久磁石３１によって形成されている磁界中に存
在する電機子４３に回転力が付与されて、回転子３３は
回転運動をする。これにより回転軸２４が回転して、図
１に示すアクチュエータ２０を駆動する。なお、接続端
子４６に供給されるモータ駆動電流は、ＰＷＭ変調回路
（図示せず）により電圧をパルス状としてそのパルス幅
を変化させるＰＷＭ（パルス幅変調）制御がなされ得る
ようになっている。
【００２９】次に、前記漏洩磁束の変化を検出する原理
についてさらに説明する。一対の永久磁石３１とこの内
方で回転する電機子４３とにより磁束が作られるが、こ
の磁束のうち一部はケーシング３２の外部に漏洩して漏
洩磁束となる。この漏洩磁束は、電機子４３が回転する
ことにより変動する。したがって、インダクタ５３のフ
ェライトコア５１の磁束方向を漏洩磁束の方向と一致さ
せれば、インダクタ５３が、変動している漏洩磁束と鎖
交することとなり、電磁誘導によってインダクタ５３自
身に起電力が誘起される自己誘導が起こりインダクタ５
３に電気信号が流れる。
についてさらに説明する。一対の永久磁石３１とこの内
方で回転する電機子４３とにより磁束が作られるが、こ
の磁束のうち一部はケーシング３２の外部に漏洩して漏
洩磁束となる。この漏洩磁束は、電機子４３が回転する
ことにより変動する。したがって、インダクタ５３のフ
ェライトコア５１の磁束方向を漏洩磁束の方向と一致さ
せれば、インダクタ５３が、変動している漏洩磁束と鎖
交することとなり、電磁誘導によってインダクタ５３自
身に起電力が誘起される自己誘導が起こりインダクタ５
３に電気信号が流れる。
【００３０】インダクタ５３の位置及び方向としては、
図４に示すように、永久磁石３１の各磁極の中心を結ん
だ線の上方向を０°としこれと直角な左方向を９０°と
した場合、漏洩磁束の最も多い部分にインダクタ５３を
取付ければ並列共振回路５４からの信号出力も大きくな
る点を考慮すると、図４中９０°±５０°の範囲（角度
θの範囲）にインダクタ５３を設置することが好まし
い。例えば、インダクタ５３を９０°方向に配設し、フ
ェライトコア５１を図中上下方向に向ければ、誘起され
る電気信号の出力は最大になる。
図４に示すように、永久磁石３１の各磁極の中心を結ん
だ線の上方向を０°としこれと直角な左方向を９０°と
した場合、漏洩磁束の最も多い部分にインダクタ５３を
取付ければ並列共振回路５４からの信号出力も大きくな
る点を考慮すると、図４中９０°±５０°の範囲（角度
θの範囲）にインダクタ５３を設置することが好まし
い。例えば、インダクタ５３を９０°方向に配設し、フ
ェライトコア５１を図中上下方向に向ければ、誘起され
る電気信号の出力は最大になる。
【００３１】インダクタンスＬのインダクタ５３とキャ
パシタンスＣのコンデンサ５５の共振回路の共振周波数
ｆ0 は次式（１）となる。
パシタンスＣのコンデンサ５５の共振回路の共振周波数
ｆ0 は次式（１）となる。
【数１】
【００３２】一方、複数のスロットを有する回転子３３
を使用上限回転数（ＲＰＭ）で回転させたときに漏洩磁
束が変化する周波数ｆは、１回転当りのパルス数がスロ
ット数に相当するので次式（２）で求められる。
を使用上限回転数（ＲＰＭ）で回転させたときに漏洩磁
束が変化する周波数ｆは、１回転当りのパルス数がスロ
ット数に相当するので次式（２）で求められる。
【数２】
【００３３】従って、次式（３）に示すように、共振周
波数ｆ0 を一定の信号周波数ｆにほぼ一致させるように
共振回路を構成すれば、共振回路から出力される電気信
号の信号波形の振幅が大きくなるとともに信号波形整形
を行うことができ、不要なノイズ等に対してはフィルタ
として働きこれらノイズを出力せずＳＮ比が良好にな
る。
波数ｆ0 を一定の信号周波数ｆにほぼ一致させるように
共振回路を構成すれば、共振回路から出力される電気信
号の信号波形の振幅が大きくなるとともに信号波形整形
を行うことができ、不要なノイズ等に対してはフィルタ
として働きこれらノイズを出力せずＳＮ比が良好にな
る。
【数３】
【００３４】前記ノイズとしては、例えば整流子４４と
ブラシ４５との間で発する整流火花、ＰＷＭ変調及び外
部ノイズ等の高周波ノイズである。また、本実施例では
並列共振回路５４を有する回転検出装置５０を、整流子
４４の配設位置に対して最も遠いケーシング外端面６５
（図３）に取付けたので、整流火花によるノイズの影響
を低減することができる。
ブラシ４５との間で発する整流火花、ＰＷＭ変調及び外
部ノイズ等の高周波ノイズである。また、本実施例では
並列共振回路５４を有する回転検出装置５０を、整流子
４４の配設位置に対して最も遠いケーシング外端面６５
（図３）に取付けたので、整流火花によるノイズの影響
を低減することができる。
【００３５】従来はモータ内部に接触式の回転検出機構
を内蔵していたが、本実施例ではケーシング外端面６５
に回転検出装置５０を取付けたので、モータ全長Ｗを短
くすることができると共にモータ２１の構造も簡単にな
る。また、従来は回転検出用のリード線もケーシングに
取付ける必要があったので、このリード線の部分から水
がモータ内部に浸入する恐れがあったが、本実施例では
回転検出用のリード線はケーシング３２の外部に配設さ
れるので、モータ自体には何の影響もなく、モータ２１
の防水性を向上させることができる。
を内蔵していたが、本実施例ではケーシング外端面６５
に回転検出装置５０を取付けたので、モータ全長Ｗを短
くすることができると共にモータ２１の構造も簡単にな
る。また、従来は回転検出用のリード線もケーシングに
取付ける必要があったので、このリード線の部分から水
がモータ内部に浸入する恐れがあったが、本実施例では
回転検出用のリード線はケーシング３２の外部に配設さ
れるので、モータ自体には何の影響もなく、モータ２１
の防水性を向上させることができる。
【００３６】さらに、モータ２１の回転検出が必要な場
合に限りユニット構造の回転検出装置５０を外付け方式
でケーシング３２の外表面に取付ければよいので、モー
タ自体の構造には何ら変更がなく、回転検出装置５０の
必要性の有無にかかわらず共通のモータ２１を使用する
ことができる。また、図１７に示すように、従来はモー
タ外端面６５から突出部５８の外端面との間のスペース
Ｓはデッドスペースとなって利用されていなかったが、
本実施例によればこのスペースＳの部分を利用して回転
検出装置５０を取付けたので、スペースＳの有効利用が
できる。
合に限りユニット構造の回転検出装置５０を外付け方式
でケーシング３２の外表面に取付ければよいので、モー
タ自体の構造には何ら変更がなく、回転検出装置５０の
必要性の有無にかかわらず共通のモータ２１を使用する
ことができる。また、図１７に示すように、従来はモー
タ外端面６５から突出部５８の外端面との間のスペース
Ｓはデッドスペースとなって利用されていなかったが、
本実施例によればこのスペースＳの部分を利用して回転
検出装置５０を取付けたので、スペースＳの有効利用が
できる。
【００３７】また、本発明は非接触式でモータ回転を検
出するので、機械的に動く部分がなく従って故障も起こ
らず寿命も長い。
出するので、機械的に動く部分がなく従って故障も起こ
らず寿命も長い。
【００３８】図７乃至図１６は、本発明にかかる回転検
出装置５０のデータを示すグラフである。
出装置５０のデータを示すグラフである。
【００３９】次の条件で小型直流モータ２１を回転させ
た場合の結果を図７乃至図１１に示している。 モータ２１の極数及びスロット数 ：２極、８スロット モータ２１の１回転当りのパルス数：８パルス／ＲＥＶ インダクタ５３の定数Ｌ ：４．８ｍＨ コンデンサ５５の定数Ｃ ：４．７μＦ モータの負荷 ：無負荷 モータ駆動電流のＰＷＭ変調 ：なし
た場合の結果を図７乃至図１１に示している。 モータ２１の極数及びスロット数 ：２極、８スロット モータ２１の１回転当りのパルス数：８パルス／ＲＥＶ インダクタ５３の定数Ｌ ：４．８ｍＨ コンデンサ５５の定数Ｃ ：４．７μＦ モータの負荷 ：無負荷 モータ駆動電流のＰＷＭ変調 ：なし
【００４０】図７は回転数対信号出力電圧の関係を示す
グラフで、横軸は回転数（ＲＰＭ）を縦軸は信号出力電
圧（ｍＶ ＲＭＳ）をそれぞれ示している。図７におけ
る回転数が３０００，４０００，７０００及び９０００
（ＲＰＭ）の時に並列共振回路５４から出力される信号
波形を、図８乃至図１１にそれぞれ示している。
グラフで、横軸は回転数（ＲＰＭ）を縦軸は信号出力電
圧（ｍＶ ＲＭＳ）をそれぞれ示している。図７におけ
る回転数が３０００，４０００，７０００及び９０００
（ＲＰＭ）の時に並列共振回路５４から出力される信号
波形を、図８乃至図１１にそれぞれ示している。
【００４１】前記条件の場合の共振周波数ｆ0 は式
（１）から約１０６０Ｈｚとなる。この共振周波数ｆ0
を式（３）に示すように一定の信号周波数ｆにほぼ一致
させた場合には、モータの使用上限回転数は、式（２）
より約７９５０ＲＰＭとなる。したがって、図７に示す
ように、前記使用上限回転数付近で信号出力電圧は最大
値となり、また、図１０に示すようにノイズがなく振幅
の大きい正弦波となることが分かる。よって、高出力で
演算の容易な信号波形を得ることができる。
（１）から約１０６０Ｈｚとなる。この共振周波数ｆ0
を式（３）に示すように一定の信号周波数ｆにほぼ一致
させた場合には、モータの使用上限回転数は、式（２）
より約７９５０ＲＰＭとなる。したがって、図７に示す
ように、前記使用上限回転数付近で信号出力電圧は最大
値となり、また、図１０に示すようにノイズがなく振幅
の大きい正弦波となることが分かる。よって、高出力で
演算の容易な信号波形を得ることができる。
【００４２】図１２及び図１３は、モータが無負荷の状
態でモータ駆動電流をＰＷＭ変調した場合を示してお
り、図１２はモータ駆動電流の波形図、図１３は並列共
振回路５４からの出力信号の波形図である。更に、図１
４及び図１５は、モータが負荷の状態でモータ駆動電流
をＰＷＭ変調した場合を示しており、図１４はモータ駆
動電流の波形図、図１５は出力信号の波形図である。
態でモータ駆動電流をＰＷＭ変調した場合を示してお
り、図１２はモータ駆動電流の波形図、図１３は並列共
振回路５４からの出力信号の波形図である。更に、図１
４及び図１５は、モータが負荷の状態でモータ駆動電流
をＰＷＭ変調した場合を示しており、図１４はモータ駆
動電流の波形図、図１５は出力信号の波形図である。
【００４３】図１２及び図１４に示すように、モータ駆
動電流をＰＷＭ変調した場合には、電流波形はのこぎり
波になる。ところが、図１３及び図１５に示すように、
インダクタ５３により検出され並列共振回路５４から出
力される信号波形にはＰＷＭ制御のノイズは含まれてい
ない。したがって、モータ２１をＰＷＭ制御により駆動
してもノイズのない波形の信号を出力することができ
る。
動電流をＰＷＭ変調した場合には、電流波形はのこぎり
波になる。ところが、図１３及び図１５に示すように、
インダクタ５３により検出され並列共振回路５４から出
力される信号波形にはＰＷＭ制御のノイズは含まれてい
ない。したがって、モータ２１をＰＷＭ制御により駆動
してもノイズのない波形の信号を出力することができ
る。
【００４４】このように、本実施例によれば並列共振回
路５４が、ノイズに対してはフィルタとして働いてこれ
らノイズを除去した信号を、増幅回路７０を介して制御
装置７１に出力することができる。これにより、信号を
取り込んだ制御装置７１は、モータ２１の回転の合計値
や回転数などを演算し、パワーウィンドにおけるウィン
ドガラスの正確な現在位置や開閉速度などの開閉動作の
状態を判断してこれらを制御することができる。
路５４が、ノイズに対してはフィルタとして働いてこれ
らノイズを除去した信号を、増幅回路７０を介して制御
装置７１に出力することができる。これにより、信号を
取り込んだ制御装置７１は、モータ２１の回転の合計値
や回転数などを演算し、パワーウィンドにおけるウィン
ドガラスの正確な現在位置や開閉速度などの開閉動作の
状態を判断してこれらを制御することができる。
【００４５】例えば、ウィンドガラスの閉動作の途中で
窓に手や首などが挟まってモータ２１の速度が低下又は
停止した場合には、本発明の回転検出装置５０から出力
される検出信号により制御装置７１は異常事態が発生し
たと判断して、モータ２１を停止又は逆転させる指令信
号を出力する。これにより、ウィンドガラスが停止する
か又は開動作を行い、事故を未然に防止することができ
る。
窓に手や首などが挟まってモータ２１の速度が低下又は
停止した場合には、本発明の回転検出装置５０から出力
される検出信号により制御装置７１は異常事態が発生し
たと判断して、モータ２１を停止又は逆転させる指令信
号を出力する。これにより、ウィンドガラスが停止する
か又は開動作を行い、事故を未然に防止することができ
る。
【００４６】図１６は、図４に基づくインダクタ５３の
取付け角度と信号相対出力（％）との関係を示すグラフ
である。図１６には、図４に示すようにインダクタ５３
を９０°の位置に配置し、モータ負荷が無負荷のときの
信号相対出力を１００％とした場合の、各インダクタ取
付け角度での信号相対出力が示されている。
取付け角度と信号相対出力（％）との関係を示すグラフ
である。図１６には、図４に示すようにインダクタ５３
を９０°の位置に配置し、モータ負荷が無負荷のときの
信号相対出力を１００％とした場合の、各インダクタ取
付け角度での信号相対出力が示されている。
【００４７】図示するように、インダクタ５３を９０°
−５０°すなわち４０°の位置に配置した場合には信号
相対出力は９０°の位置と比べると約７０％になること
から、望ましい取付け角度としては９０°±５０°
（θ）の範囲であることが分かる。この範囲内であれ
ば、インダクタ５３は最適な漏洩磁界に位置して大きな
出力電圧を得ることができる。なお、これ以外の取付け
角度の場合でも、信号処理回路の利得を大きくすれば十
分に対応することができる。
−５０°すなわち４０°の位置に配置した場合には信号
相対出力は９０°の位置と比べると約７０％になること
から、望ましい取付け角度としては９０°±５０°
（θ）の範囲であることが分かる。この範囲内であれ
ば、インダクタ５３は最適な漏洩磁界に位置して大きな
出力電圧を得ることができる。なお、これ以外の取付け
角度の場合でも、信号処理回路の利得を大きくすれば十
分に対応することができる。
【００４８】なお、回転検出装置５０を、図２の鎖線に
示すようにケーシング３２のフラット部３８や円筒状部
３７の各外表面に取付けてもよい。また、インダクタ５
３はフェライトコア５１を設けない中空円筒状コイルで
あってもよいが、フェライトコア５１を使用すればイン
ダクタンスを大きくとることができ、低周波に共振点を
設定し易くなり、インダクタ５３を小型にすることがで
きる。また、共振回路は直列共振回路であってもよい。
示すようにケーシング３２のフラット部３８や円筒状部
３７の各外表面に取付けてもよい。また、インダクタ５
３はフェライトコア５１を設けない中空円筒状コイルで
あってもよいが、フェライトコア５１を使用すればイン
ダクタンスを大きくとることができ、低周波に共振点を
設定し易くなり、インダクタ５３を小型にすることがで
きる。また、共振回路は直列共振回路であってもよい。
【００４９】なお、前記実施例はパワーウィンド用アク
チュエータ２０に本発明の小型直流モータ２１を設けた
場合を示したが、本発明の回転検出装置は、回転数等の
制御が必要な他のアクチュエータに使用される小型直流
モータにも適用することができる。なお、各図中同一符
号は同一または相当部分を示す。
チュエータ２０に本発明の小型直流モータ２１を設けた
場合を示したが、本発明の回転検出装置は、回転数等の
制御が必要な他のアクチュエータに使用される小型直流
モータにも適用することができる。なお、各図中同一符
号は同一または相当部分を示す。
【００５０】
【発明の効果】本発明に係る小型直流モータの回転検出
装置は上述のように構成したので、ノイズの低減された
波形の検出信号を出力してモータ回転の検出ができる。
また、モータ全長を短くすることができ、構造が簡単で
防水性もよく、さらに回転検出装置の有無にかかわらず
共通のモータを使用することができる。
装置は上述のように構成したので、ノイズの低減された
波形の検出信号を出力してモータ回転の検出ができる。
また、モータ全長を短くすることができ、構造が簡単で
防水性もよく、さらに回転検出装置の有無にかかわらず
共通のモータを使用することができる。
【図１】図１乃至図６は本発明の一実施例を示す図で、
図１は本発明にかかる小型直流モータを有するパワーウ
ィンド用アクチュエータを示す部分断面図である。
図１は本発明にかかる小型直流モータを有するパワーウ
ィンド用アクチュエータを示す部分断面図である。
【図２】図１の小型直流モータの外観を示す斜視図であ
る。
る。
【図３】図２の小型直流モータの全体構造を示す断面図
である。
である。
【図４】図３のIV−IV線による断面図である。
【図５】図２の部分拡大斜視図で、カバーを取外した状
態を示している。
態を示している。
【図６】本発明にかかる回転検出装置のブロック図であ
る。
る。
【図７】図７乃至図１６は本発明にかかる回転検出装置
のデータを示すグラフで、図７は回転数対信号出力電圧
の関係を示すグラフである。
のデータを示すグラフで、図７は回転数対信号出力電圧
の関係を示すグラフである。
【図８】モータ回転数が３０００ＲＰＭの時の出力信号
の波形図である。
の波形図である。
【図９】モータ回転数が４０００ＲＰＭの時の出力信号
の波形図である。
の波形図である。
【図１０】モータ回転数が７０００ＲＰＭの時の出力信
号の波形図である。
号の波形図である。
【図１１】モータ回転数が９０００ＲＰＭの時の出力信
号の波形図である。
号の波形図である。
【図１２】モータが無負荷の状態でＰＷＭ変調時のモー
タ駆動電流の波形図である。
タ駆動電流の波形図である。
【図１３】図１２と同条件での出力信号の波形図であ
る。
る。
【図１４】モータが負荷の状態でＰＷＭ変調時のモータ
駆動電流の波形図である。
駆動電流の波形図である。
【図１５】図１４と同条件での出力信号の波形図であ
る。
る。
【図１６】図４に基づくインダクタの取付け角度と信号
相対出力との関係を示すグラフである。
相対出力との関係を示すグラフである。
【図１７】従来の回転検出装置を備えた小型直流モータ
の全体構造の断面図である。
の全体構造の断面図である。
２１ 小形直流モータ ３１ 永久磁石（磁石） ３２ ケーシング ４３ 電機子 ４４ 整流子 ５０ 回転検出装置 ５３ インダクタ ５４ 並列共振回路（共振回路） ５５ コンデンサ ６５ ケーシング外端面（ケーシング外表面） ｆ0 共振周波数 ｆ 一定の信号周波数
Claims (3)
- 【請求項１】 ケーシング（３２）の内部に取付けられ
た磁石（３１）とこの磁石（３１）の内方で回転する電
機子（４３）とにより作られる磁束のうち、前記ケーシ
ング（３２）の外部に漏洩した漏洩磁束を検出してこの
漏洩磁束の変化を電気信号に変換するインダクタ（５
３）と、このインダクタ（５３）に接続されて共振回路
を構成するコンデンサ（５５）とを前記ケーシング（３
２）の外表面に取付け、 前記共振回路の共振周波数（ｆ0 ）を前記電機子（４
３）の回転時に発生する一定の信号周波数（ｆ）に対応
する値とし、前記電気信号を信号波形として出力するこ
とを特徴とする小型直流モータの回転検出装置。 - 【請求項２】 前記共振回路を並列共振回路（５４）と
し、前記共振周波数（ｆ0 ）を前記一定の信号周波数
（ｆ）にほぼ一致させたことを特徴とする請求項１記載
の小型直流モータの回転検出装置。 - 【請求項３】 前記共振回路を、前記電機子（４３）の
整流子（４４）が配設されている側に対して反対側のケ
ーシング外端面（６５）に取付けたことを特徴とする請
求項１又は２記載の小型直流モータの回転検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5148458A JPH06339252A (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | 小型直流モータの回転検出装置 |
| US08/169,196 US5517067A (en) | 1993-05-27 | 1993-12-20 | Miniature D.C. motor provided with rotation detector |
| EP93121075A EP0626748A1 (en) | 1993-05-27 | 1993-12-29 | Miniature D.C. motor provided with rotation detector |
| TW083100639A TW284927B (ja) | 1993-05-27 | 1994-01-26 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5148458A JPH06339252A (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | 小型直流モータの回転検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06339252A true JPH06339252A (ja) | 1994-12-06 |
Family
ID=15453214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5148458A Pending JPH06339252A (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | 小型直流モータの回転検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5517067A (ja) |
| EP (1) | EP0626748A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06339252A (ja) |
| TW (1) | TW284927B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007228751A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Delta Kogyo Co Ltd | 直流モータの回転数検出方法 |
| KR101331666B1 (ko) * | 2011-12-29 | 2013-11-20 | 삼성전기주식회사 | 팬 모터 조립체 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| GB9701538D0 (en) * | 1997-01-24 | 1997-03-12 | Johnson Electric Sa | Rotation detector |
| DE19811424A1 (de) * | 1998-02-21 | 1999-08-26 | Itt Mfg Enterprises Inc | Drehmeßeinrichtung mit magnetisiertem Kommutator |
| US6400050B1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-06-04 | Robert Bosch Corporation | Motor having rotating movement detection capability |
| JP3774624B2 (ja) * | 2000-10-18 | 2006-05-17 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| DE10123626A1 (de) * | 2001-05-15 | 2002-11-21 | Bosch Gmbh Robert | Umrichter für elektrische Maschinen |
| US6984916B2 (en) * | 2001-08-17 | 2006-01-10 | Energy Conversion Systems Holdings, Llc | Integrated commutator with sense magnet |
| US20030137210A1 (en) * | 2001-08-17 | 2003-07-24 | Southall Otway Archer | Integrated commutator and slip-ring with sense magnet |
| JP3546866B2 (ja) * | 2001-08-20 | 2004-07-28 | 三菱電機株式会社 | 車両用始動充電回転電機 |
| US6737771B2 (en) * | 2001-09-17 | 2004-05-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Torque stabilizer for brushless servo motor |
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