JPH0729734Y2

JPH0729734Y2 - 回転位置パルス発生手段を有する電動機

Info

Publication number: JPH0729734Y2
Application number: JP1988066054U
Authority: JP
Inventors: 泰彦坂井
Original assignee: 赤井電機株式会社
Priority date: 1988-05-19
Filing date: 1988-05-19
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2003-05-19
Also published as: JPH01171575U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、回転界磁形電動機において、偶数極対数で周
方向に均等分割で着磁された界磁磁石の回転位相を示す
回転位置パルスを、簡単な構成によって発生させるよう
にした回転位置パルス発生手段を有する電動機に関する
ものである。

（従来の技術）第７図は、従来の回転位置パルス発生手段を有する電動
機の一例を示す側断面図である。

第７図において、１は回転軸であり、この回転軸１に鉄
等の磁性体からなるロータ２が固定され、さらにロータ
２の一方の面に円板状の界磁磁石３が固着される。そし
て、ロータ２には一体的に界磁磁石３の外周に配置され
る円筒状部2_aが設けられる。なお、界磁磁石３は、一極
または複数極対数で周方向に分割永久着磁される。ま
た、回転軸１を回動自在に軸承する軸受部４には、絶縁
基板10および磁性体からなるステータヨーク５が固定さ
れ、この絶縁基板10に界磁磁石３に対向させて駆動用巻
線コイル６が配設される。さらに、ロータ２の円筒状部
2_aの外周に回転位置検出用の永久磁石７が固定配設さ
れ、この永久磁石７の軌跡に対向するように、磁気ヘッ
ドまたはホール素子等の磁気検出器８が適宜に配設固定
される。

かかる構成において、駆動用巻線コイル６に電流を流し
て回転界磁を発生させれば、磁束が界磁磁石３を貫通
し、ロータ２およびステータヨーク５を介して磁路が形
成され、回転界磁の回転に伴なって界磁磁石３に回転力
が作用し、回転軸１が回転駆動される。

この回転軸１の回転により、１回転毎に永久磁石７が磁
気検出器８に対向する。そこで、磁気検出器８が強い磁
界を検出したときに回転位置パルスを発生させれば、回
転軸１の回転位置を知ることが可能である。

ところで、ビデオテープレコーダ等における回転ヘッド
ドラムにあっては、この回転ヘッドドラムの回転位置に
応じて複数の回転ヘッドを適切な時点で切り換えなけれ
ばならない。そこで、回転軸１に回転ヘッドドラムを配
設するならば、回転軸１の回転位置を示す回転位置パル
ス（PGパルス）が重要となる。このために、上記第７図
では、回転軸１の１回転毎に１つの回転位置パルスを発
生させ、この回転位置パルスを基準として、回転軸１が
180度回転する毎に回転ヘッドを切り換えるように適宜
構成される。

また、ロータ２の円筒状部2_aの外周に、Ｎ極とＳ極の回
転位置検出用の永久磁石7,7を２個180度の角度相違させ
て固定配設し、磁気検出器８で強い磁界とその向きの違
いからそれぞれＮ極またはＳ極の永久磁石7,7を判別
し、180度位相の異なる２つの回転位置パルスを発生さ
せるように構成したものがある。

（考案が解決しようとする課題）上記した従来の回転位置パルス発生手段を有する電動機
にあっては、回転位置検出用の永久磁石７が不可欠であ
り、それだけ部品点数が多いとともに製造工数を多く必
要とする。また、ロータ２に永久磁石７を接着剤等を用
いて固着するが、ロータ２は高速回転されるものであ
り、大きな遠心力が作用し、耐久性に限度がある。さら
に、ロータ２の円筒状部2_aの外周に固着された永久磁石
７の軌跡に対向するように磁気検出器８を配設する構造
が複雑であり、磁気検出器８の位置精度がバラツキ易
く、その組立も多くの製造工数を必要とする。

なお、永久磁石７の固着に代えて、ロータ２の円筒状部
2_a自体に回転位置検出用の着磁を行なうことも可能であ
るが、ロータ２は、界磁磁石３からの磁束が他に影響を
与えるのを阻止する磁気シールドとしても作用させるた
め、鉄等の磁性体が用いられ、着磁される磁力が弱く、
S/N比が充分に得られない。

本考案の目的は、上記した従来の回転位置パルス発生手
段を有する電動機の問題点を解決するためになされたも
ので、回転位置検出用の永久磁石を必要とせず、簡単な
構成で確実に回転位置パルスを発生することのできる回
転位置パルス発生手段を有する電動機を提供することに
ある。

（課題を解決するための手段）かかる目的を達成するために、本考案の回転位置パルス
発生手段を有する電動機は、回転界磁形電動機であっ
て、回転軸に固定される界磁磁石を偶数極対数で周方向
に均等分割で着磁し、磁性体からなり前記界磁磁石の外
周に配置される円筒状部を有するロータを固定し、この
ロータの前記円筒状部の縁に、一方を前記界磁磁石のＮ
極に対向させて他方をＳ極に対向させて180度でない角
度相違させた２ケ所に切り欠きを設け、Ｎ極に対向した
前記切り欠きによる強い磁界を検出する第１の磁気検出
器と、Ｓ極に対応した前記切り欠きによる強い磁界を検
出する第２の磁気検出器とを、前記界磁磁石が180度回
転した位置で前記切り欠きにそれぞれ対向するように固
定配設し、第１と第２の磁気検出器で検出される強い磁
界に応じて180度位相の異なる２つの回転位置パルスを
発生するように構成されている。

（作用）ロータの円筒状部の縁に切り欠きを設けることで、この
切り欠き部分で界磁磁石からの磁束の漏れが強く、この
強い磁束の漏れを磁気検出器で検出し得る。そして、偶
数極対数で周方向に均等分割で着磁されると、180度の
角度相違させたロータの円筒状部の縁は、同じ極に臨
む。そこで、180度でない角度相違させてＳ極とＮ極に
それぞれ対応して切り欠きを設け、界磁磁石が180度回
転した位置で、２つの切り欠きにそれぞれ対向するよう
にＮ極による磁界を検出する第１の磁気検出器とＳ極に
よる磁界を検出する第２の磁気検出器を固定配設するこ
とで、180度位相の異なる２つの回転位置パルスが発生
される。

（実施例）以下、本考案の実施例を第１図ないし第６図を参照して
説明する。第１図は、本考案の回転位置パルス発生手段
を有する電動機の基本技術を示す側断面図であり、第２
図は、第１図の界磁磁石とロータとの外観斜視図であ
り、第３図は、切り欠きによる磁束の漏れを説明する図
であり、第４図は、磁気検出器で検出される磁界の強さ
と、その磁界の変化による回転位置パルスの発生を示す
図であり、第５図は、本考案の回転位置パルス発生手段
を有する電動機の一実施例の界磁磁石とロータとの下面
図であり、第６図は、第７図で磁気検出器で検出される
磁界の強さとその磁界の変化による回転位置パルスの発
生を示す図である。第１図ないし第６図において、第７
図と同一部材には同一符号を付して重複する説明を省略
する。

本考案の回転位置パルス発生手段を有する電動機の基本
技術で、従来のものと相違するところは、回転位置検出
用の永久磁石７が省かれ、ロータ２の円筒状部2_aの縁に
１ケ所の切り欠き９を設けたことにある。この切り欠き
９は、界磁磁石３に着磁された１つの磁極の一部または
全部に対向するように設けられる。

さらに、この切り欠き９の回転軌跡に対向させて、絶縁
基板10上に磁気検出器８であるホール素子チップが実装
配置される。

かかる構成において、第３図（Ａ）のごとく、切り欠き
９が設けられた部分では、界磁磁石３からの磁束が切り
欠き９を通して外側に漏れ易い。そこで、一部の磁束が
磁気検出器８を貫通してステータヨーク５を介して磁路
が形成される。

一方、第３図（Ｂ）のごとく、切り欠き９が設けられて
いない部分では、界磁磁石３からの磁束は、ロータ２の
円筒状部2_aまたはステータヨーク５を介して磁路を形成
し、磁気検出器８を貫通するものは僅かである。

そこで、磁気検出器８は、第４図（ａ）のごとく、切り
欠き９の設けられていない部分に対向するときは僅かな
磁界強度を検出し、切り欠き９に対向するときはＦのご
とく強い磁界を検出できる。さらに、適宜なクランプレ
ベルＴ以上の磁界強度の検出に対して、第４図（ｂ）の
ごとく、公知のクランプ回路（図示せず）により回転位
置パルスＰを発生させる。

したがって、ロータ２の円筒状部2_aに１ケ所の切り欠き
９を設けることで、１回転毎にこの切り欠き９が磁気検
出器８に対向するときに、回転位置パルスＰが発生され
る。そして、駆動用巻線コイル６が配設されている絶縁
基板10上に、磁気検出器８であるホール素子チップを実
装配置すれば、磁気検出器８の固定構造が簡単となり、
それだけ位置精度を高くできてS/N比が良い。

なお、第３図において、一点鎖線で示す位置に磁気検出
器８を配設しても、切り欠き９による磁束の漏れを検出
することができる。そして、磁気検出器８は、磁気ヘッ
ドやホール素子等の磁界の変化を検出できるものであれ
ば、いずれの構成であっても良い。この磁気検出器８の
所定レベル以上の磁界強度の検出に対して、いかなる回
路構成で回転位置パルスＰに変換しても良いことは勿論
である。

上記基本技術を応用した本考案の回転位置パルス発生手
段を有する電動機の一実施例につき、第５図および第６
図により説明する。本考案の回転位置パルス発生手段を
有する電動機の一実施例で用いる界磁磁石３は、例えば
４極対数の偶数極対数で周方向に均等分割で着磁され
る。そこで、ロータ２の円筒状部2_aの180度の角度相違
した箇所は、同じ極に対向することとなる。そこで、ロ
ータ２の円筒状部2_aの180度でない角度相違させた縁
に、Ｎ極に対向させた切り欠き29_aとＳ極に対向させた
切り欠き29_bとがそれぞれ設けられる。そして、これら
の切り欠き29_a，29_bの軌跡に対向して絶縁基板10上に第
１と第２の磁気検出器18_a，18_bが設けられるが、その配
置は、180度でない角度相違されており、Ｎ極に対向す
る切り欠き29_aに第１の磁気検出器18_aが対向する位置を
基準とするならば、界磁磁石３が180度回転した位置で
Ｓ極に対向する切り欠き29_bに対向する位置に第２の磁
気検出器18_bが配置される。

かかる構成において、界磁磁石３の回転により、第１の
磁気検出器18_aは第６図（ａ）のごとく、第２の磁気検
出器18_bは第６図（ｂ）のごとく、それぞれ磁界の強さ
を検出し、切り欠き29_a，29_bに対向したときにともに互
いに向きの相違する強い磁界が検出される。そこで、第
１の磁気検出器18_aで検出される強い磁界に対して適宜
なクランプレベルT₁を設定し、第２の磁気検出器18_bで
検出される強い磁界に対して逆方向の向きで適宜なクラ
ンプレベルT₂を設定して回転位置パルスに変換する。す
ると、第１の磁気検出器18_aで検出される強い磁界F_a，F
_a…に応じて、第６図（ｃ）のごとき回転位置パルス
P_a，P_a…が発生され、第２の磁気検出器18_bで検出され
る逆向きの強い磁界F_b，F_b…に応じて、第６図（ｄ）の
ごとき回転位置パルスP_b，P_b…が発生される。この２つ
の回転位置パルスP_aとP_bは、180度位相が相違する。

（考案の効果）本考案は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載するような効果を奏する。

従来の回転位置検出用の永久磁石に代えて、ロータの円
筒状部の縁に切り欠きを設けたので、簡単な構成であ
り、しかも部品点数および製造工数が削減でき、量産に
好適である。また、ロータに切り欠きを設けるので、そ
れだけ軽量化することができる。そして、偶数極対数で
周方向に均等分割で着磁された界磁磁石を用いても、18
0度位相の相違する２つの回転位置パルスを発生させる
ことができ、ビデオテープレコーダ等の回転ヘッドドラ
ムの回転ヘッドの切り換えに便利である。しかも、２つ
の磁気検出器は、180度でない角度相違されて設けられ
るので、磁気検出器を設ける位置を適宜に設計すること
ができ、設置スペースを小さくでき、また設計の自由度
も大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の回転位置パルス発生手段を有する電
動機の基本技術を示す側断面図であり、第２図は、第１
図の界磁磁石とロータとの外観斜視図であり、第３図
は、切り欠きによる磁束の漏れを説明する図であり、第
４図は、磁気検出器で検出される磁界の強さと、その磁
界の変化による回転位置パルスの発生を示す図であり。
第５図は、本考案の回転位置パルス発生手段を有する電
動機の一実施例の界磁磁石とロータとの下面図であり、
第６図は、第５図の実施例において磁気検出器で検出さ
れる磁界の強さと、その磁界の変化による回転位置パル
スの発生を示す図であり、第７図は、従来の回転位置パ
ルス発生手段を有する電動機の一例を示す側断面図であ
る。 1:回転軸、2:ロータ、2_a：ロータの円筒状部、3:界磁磁
石、8:磁気検出器、9,29_a，29_b：切り欠き、18_a：第１
の磁気検出器、18_b：第２の磁気検出器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】回転界磁形電動機であって、回転軸に固定
される界磁磁石を偶数極対数で周方向に均等分割で着磁
し、磁性体からなり前記界磁磁石の外周に配置される円
筒状部を有するロータを固定し、このロータの前記円筒
状部の縁に、一方を前記界磁磁石のＮ極に対向させて他
方をＳ極に対向させて180度でない角度相違させた２ケ
所に切り欠きを設け、Ｎ極に対向した前記切り欠きによ
る強い磁界を検出する第１の磁気検出器と、Ｓ極に対応
した前記切り欠きによる強い磁界を検出する第２の磁気
検出器とを、前記界磁磁石が180度回転した位置で前記
切り欠きにそれぞれ対向するように固定配設し、第１と
第２の磁気検出器で検出される強い磁界に応じて180度
位相の異なる２つの回転位置パルスを発生する回転位置
パルス発生手段を有する電動機。