JPH0635654Y2 - モ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、ビデオテープレコーダやオーディオカセット
テープレコーダ、レコードプレーヤ等の映像・音響機器
に用いられるモータに関するものである。

従来の技術 従来のモータとして、たとえば、第４図に示すモータが
ある。

第４図は従来例の側断面図である。図において、このモ
ータ１は、第１の平面部２に複数の所定の極に着磁され
た円環状の永久磁石５と、上記第１の平面部２と所定の
間隙を有して対向し、電気配線部を有するところの、磁
性材料製の固定子平板６上に施された複数相の固定子巻
線７および前記永久磁石５の回転位置を検出するための
回転位置検出部８とを具備している。前記永久磁石５は
磁性材料からなるバックヨーク４に前記永久磁石５の第
２の平面部３を当接して固着されており、モータ軸９と
一体的に回転する。前記モータ軸９はモータ基板10に取
り付けられた軸受部材11に嵌合し、回転自在に軸承され
ている。また、前記固定子平板６上に設けられたスラス
ト受け材12に前記モータ軸９の端面部が当接し、前記永
久磁石５の磁力の吸引力によるスラスト荷重を前記スラ
スト受け材12にて受ける構成になっている。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら、前記のように構成された従来のモータ１
は、永久磁石５の磁力の吸引力によるスラスト荷重によ
りスラスト受け材12が激しく摩耗し、永久磁石５と固定
子平板６の空隙距離ｌがモータの運転時間の増加ととも
に短くなり、永久磁石５と固定子巻線７が接触し、モー
タ１の回転不良を引き起すという問題があった。

また、前記永久磁石５と固定子平板６の空隙距離ｌが変
化するために、永久磁石５と前記固定子平板６との間に
形成される磁気回路のレラクタンスが変化し、前記固定
子巻線７に鎖交する磁束密度も変化するため、モータの
回転数−トルク特性を一定に保つのは困難であった。

また、従来のモータ１から得ることのできる回転数−ト
ルク特性は唯一であり、低速回転数で高トルクの特性
と、高速回転数で低トルクの特性を同時に得ることは困
難であり、これを実現するためには２個のモータが必要
であった。

本考案は前記問題点に鑑みてなされたものであり、永久
磁石５のスラスト荷重によるスラスト受け材12の摩耗が
少なく、モータの回転数−トルク特性を一定に保つこと
のできる、もしくは１個のモータであるにもかかわら
ず、種々の回転数−トルク特性を有するモータを提供す
るものである。

問題点を解決するための手段 前記問題点を解決するために、本考案のモータは、モー
タ軸および、そのモータ軸と一体的に回転し、第１の平
面部に所定の極数の着磁が施され、第２の平面部に磁性
材料製のバックヨークが配された円環状または円板状の
永久磁石を含めてなる回転子と、その回転子の第１の平
面部に対向して固定子巻線が固定子平板上に施された固
定子と、前記モータ軸を回転摺動自在に支承する軸受部
材と、前記モータ軸の周囲に配設し前記回転子を前記モ
ータ軸方向に移動せしめる電磁石と、前記永久磁石の磁
気量を検出することにより前記回転子の回転位置を検出
する回転位置検出手段と、前記回転位置検出手段により
得られる電気信号に応じて前記電磁石の電磁力を変化さ
せて前記回転子をモータ軸方向に移動させる制御手段と
を具備したことを具備するものである。

作用 本考案は、前記した構成により、永久磁石のスラスト荷
重を低減するによりスラスト受け材の摩耗を少なくし、
モータの回転数−トルク特性を一定に保つことができる
のみならず、１個のモータであるにもかかわらず、種々
の回転数−トルク特性を有するモータを実現することが
できる。

実施例 以下、本考案の一実施例について第１図〜第３図を参照
しながら説明する。これらの図において、第４図で説明
したものと同じものについては同一の符号を付してい
る。

第１図は本考案の一実施例の側断面図である。

第１図において、この一実施例のモータ13は、第１の平
面部２に所定の極数の着磁が施され、第２の平面部３に
は磁性材料製のバックヨーク14が当接して固着されてい
る円環状または円板状の永久磁石５からなる回転子21
と、前記第１の平面部２に対向して固定子巻線７が磁性
材料製の固定子平板６上に施された固定子22を具備して
なる。前記回転子21と一体的に回転する磁性材料製のモ
ータ軸15は、前記固定子平板６に取り付けられた軸受部
材16の軸受16aならびに軸受16bに嵌合し、回転摺動自在
に支承され、また前記バックヨーク14の一部は前記軸受
部材16の軸受16bに当接し、前記永久磁石５の磁力によ
って、その永久磁石５と前記固定子平板６の間に発生す
る吸引力によりスラスト荷重を前記軸受14bにて受けて
いる。また前記バックヨーク14の、前記永久磁石５の第
２の平面部３に当接した面の反対側の面の近傍であっ
て、前記モータ軸15の周囲に、コイル17が巻回された電
磁石18が設けられている。前記永久磁石５の磁気量を検
出することにより前記回転子21の回転位置を検出する回
転位置検出手段19は、前記固定子平板６上に設けられ
た、たとえばボール素子,MR素子等の磁気感応素子から
なる磁気検出素子19aを含めてなる。制御手段20は比較
回路20a,基準信号発生器20b,電磁石駆動回路20cから構
成され、前記回転位置検出手段19により得られる電気信
号に応じて前記電磁石18を駆動し、モータの特性を制御
する。

たとえば、軸受部材16の軸受16bが摩耗し、永久磁石５
の第１の平面部２と固定子平板６との空隙距離Ｌが変化
したとき、前記永久磁石５と固定子平板６との間に形成
される磁気回路のレラクタンスが変化するゆえ前記永久
磁石５の前記磁気検出素子19aに鎖交する磁束は変化
し、その変化量は回転位置検出手段19により電気量とな
り、比較回路20aにてこの電気量と基準信号発生器20bか
らの基準信号とが比較される。この比較出力が電磁石駆
動回路20cに出力され、その出力に応じて電圧が前記電
磁石駆動回路20cにより電磁石18に印加される。こうし
て前記電磁石18は電磁力を発生し、前記電磁石18がモー
タ軸15を吸引することにより、前記永久磁石５の前記磁
気検出素子19aに鎖交する磁束が所定量になるまで、言
い換えれば永久磁石５の第１の平面部２と固定子平板６
との空隙距離Ｌが所定の値になるまで、前記回転子21は
矢印ア方向に、軸受16aならびに軸受16bに沿って移動す
る。したがって、たとえ永久磁石５の第１の平面部２と
固定子平板６との空隙距離Ｌが変化し、磁気検出素子19
aに鎖交する磁束が変化しても、回転位置検出手段19と
制御手段20によって前記鎖交磁束は一定値となるため前
記空隙距離Ｌは常時一定に保持され、モータの回転数−
トルク特性も一定に保たれるのである。

また、永久磁石５のスラスト荷重を低減することにより
軸受部材16の軸受16aの摩耗を低減するためには、モー
タ13が運転されている時は常時電磁石18に通電し、永久
磁石５の吸引力によるスラスト荷重の作用する方向と反
対方向（第１図中矢印ア方向）に回転子21を前記電磁石
18により常時吸引すればよい。このとき、前記電磁石18
の前記回転子21を吸引する吸引力を、前記永久磁石５の
吸引力によるスラスト荷重と等しくなるように回転位置
検出手段19と制御手段20により設定すれば、軸受16aに
はスラスト荷重は全く作用せず、摩耗も起こり得ない。
この場合も回転位置検出手段19と制御手段20の上記した
作用により、磁気検出素子19aに鎖交する磁束量を一定
値に保つことにより空隙距離Ｌを常時一定に保持するこ
とができるのは言うまでもない。

第２図は同実施例の制御手段により回転子をモータ軸方
向に移動させた時の側断面図、第３図は同実施例の回転
数−トルク特性である。本実施例のモータ13の回転数−
トルク特性を変化させる方法について以下に述べる。

あらかじめ複数の、永久磁石５の磁気検出素子19aに鎖
交する磁束量に対応した基準信号（つまり永久磁石５の
第１の平面部２と固定子平板６との空隙距離Ｌに対応し
た基準信号）を、制御手段20の基準信号発生器20bに設
定しておく。ある空隙距離Ｌを得る場合、その空隙距離
Ｌによって構成される磁気回路を通過する磁束量に対応
した基準信号発生器20bの基準信号を選択する。永久磁
石５の磁気量を検出して得られる回転位置検出手段19の
電気量と前記選択した基準信号は比較回路20aにて比較
され、この比較出力は電磁石駆動回路20cに出力され、
この出力に応じて電磁石18が永久磁石５の第１の平面部
２と固定子平板６との空隙距離Ｌが所望する距離になる
まで駆動されるのである。モータ13に印加される電圧が
一定である場合において、第３図の傾斜線Ａは永久磁石
５の第１の平面部２と固定子平板６との空隙距離がＬで
ある場合の回転数−トルク特性を示す。今、前記回転位
置検出手段19と制御手段20により電磁石18を動作させ、
回転子21を軸受16a,16bに沿って移動させることにより
空隙距離を1.5Lに変化させたとき、モータ13の回転数−
トルク特性は第３図傾斜線Ｂに示すように、無負荷回転
数が大きく、起動トルクが小さいものとなる。つまり、
永久磁石５と磁性材料製の固定子平板６との間に形成さ
れる磁気回路のレラクタンスが高い値となるようにより
固定子巻線７に鎖交する磁束が減少し、モータ13に流れ
る単位電流当りに発生するトルクが小さくなる反面、モ
ータ13の無負荷回転数が大きくなるのである。さらに、
前記制御手段20により前記電磁石18に電圧を印加し、第
２図に示すように空隙距離を2.0Lに変化させたとき、モ
ータ13の回転数−トルク特性は第３図傾斜線Ｃに示すよ
うに、無負荷回転数がさらに大きく、起動トルクがさら
に小さいものとなる。このように複数の、永久磁石５の
磁気検出素子19aに鎖交する磁束量に対応した基準信号
（永久磁石５の第１の平面部２と固定子平板６との空隙
距離Ｌに対応した基準信号）をあらかじめ制御手段20の
基準信号発生器20bに設定しておき、用途に応じて前記
空隙距離Ｌを電磁石18により自在に変化させることによ
り、本実施例のモータ13は１個のモータであるにもかか
わらず、種々の回転数−トルク特性を得ることができ
る。

考案の効果 以上のように本考案は、モータ軸および、そのモータ軸
と一体的に回転し、第１の平面部に所定の極数の着磁が
施され、第２の平面部に磁性材料製のバックヨークが配
された円環状または円板状の永久磁石を含めてなる回転
子と、その回転子の第１の平面部に対向して固定子巻線
が固定子平板上に施された固定子と、前記モータ軸を回
転摺動自在に支承する軸受部材と、前記モータ軸の周囲
に配設し前記回転子を前記モータ軸方向に移動せしめる
電磁石と、前記永久磁石の磁気量を検出することにより
前記回転子の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記回転位置検出手段により得られる電気信号に応じて
前記電磁石の電磁力を変化させて前記回転子をモータ軸
方向に移動させる制御手段とを具備しているので、 （１）スラスト荷重により軸受が摩耗し、永久磁石５と
固定子平板の空隙距離が変化してもモータの回転数−ト
ルク特性を一定に保つことができる。

（２）永久磁石に起因するスラスト荷重による軸受の摩
耗を小さくすることができる。

（３）１個のモータであるにもかかわらず、種々の回転
数−トルク特性を有するモータを実現することができ
る。

（４）回転位置検出手段により回転子の回転位置のみな
らず、永久磁石と固定子平板の空隙距離をも検出するこ
とができるので、部品点数削減によるコストダウンを容
易に実現することができる。

という優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の側断面図、第２図は同実施
例の制御手段により回転子をモータ軸方向に移動させた
時の側断面図、第３図は同実施例の回転数−トルク特性
図、第４図は従来例のモータの側断面図である。 ５……永久磁石、７……固定子巻線、15……モータ軸、
16……軸受部材、18……電磁石、19……回転位置検出手
段、20……制御手段、21……回転子、22……固定子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】モータ軸および、そのモータ軸と一体的に
   回転し、第１の平面部に所定の極数の着磁が施され、第
   ２の平面部に磁性材料製のバックヨークが配された円環
   状または円板状の永久磁石を含めてなる回転子と、その
   回転子の第１の平面部に対向して固定子巻線が固定子平
   板上に施された固定子と、前記モータ軸を回転摺動自在
   に支承する軸受部材と、前記モータ軸の周囲に配設し前
   記回転子を前記モータ軸方向に移動せしめる電磁石と、
   前記永久磁石の磁気量を検出することにより前記回転子
   の回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記回転位
   置検出手段により得られる電気信号に応じて前記電磁石
   の電磁力を変化させて前記回転子をモータ軸方向に移動
   させる制御手段とを具備したことを特徴とするモータ。