JPH01136547A - 周波数発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ば）産業上の利用分野 本発明は周波数発電装置に係り、特にモータの速度制御
装置に好適する周波数発電装置の改良に関する。

（ロ）従来の技術 従来、この種の周波数発電装置は、第６図に示すように
主に周波数発電用マグネット（５ａ）と周波数発電コイ
ル（２）から構成されている。

このような周波数発電装置を、例えばブラシレスモータ
に適用した場合について、第５図を用いて説明する。

軸受部材としての二個のポールベアリングｔｔａ　。

顛を共軸的に保持する、中空円筒状の軸受ハウジング（
２１Ｊの外周に設けられたフランジ部（２１ａ）上に回
路基板α勾が載置され、その回路基板α勾上には径方向
に伸びる複数の突極歯（９ａ）に駆動コイル０１）を巻
装したコア（９）が環状のスペーサ０３）を介して重ね
られるように固定されており、ステータを構成している
。そして回路基板（１４）Ｇこは、エツチング等の技術
により周波数発電コイルα６）が、パターン成形されて
おり、この周波数発電コイル０６）は、第６図式に示す
ように、後述する周波数発電用マグネット（５ａ）（第
６図（Ｂ））の磁極の境界と並行な複数の発電素線（１
６ａ）を直列接続して構成されている。

磁性材より成るカップ状のロータヨーク（３）の側壁内
側には、前記コア（９）の突極歯（９ａ）の先端外周と
僅かな空隙を介して対向するように、環状の駆動マグネ
ット（５ｂ）が取付けられている。この駆動マグネット
（５ｂ）は周方向に交互に異極となるように、径方向に
多極着磁されている。この駆動マグネット（５ｂ）の前
記回路基板Ｃ４１側には、前記周波式発電コイル（３）
と対向するように、環状の周波数発電用マグネット（５
ａ）が取付けられている。この周波数発電用マグネｙ　
）（５ａ）は、第６図６に示すように、周方向に交互に
異極となるように軸方向に多極着磁されている。そして
このロータヨーク（３）が、二個のボールベアリング（
１９１、０ｇ）に回転自在に軸支された回転軸−にネジ
（１）にて、固定され、ブラシレスモータを構成してい
る。なお、図中符号（ロ）は、回転軸（２）に取付けら
れたターンテーブルを示す。

このように構成されたブラシレスモータは、コア（９）
の突極歯（９ａ）に分割して巻かれている複数相の駆動
コイルαυを順次切り換え通電することにより、ロータ
が一定方向に回転する。そして、周波数発電コイル（１
６）からはロータの回転数に比例し周波数の信号が得ら
れるので、この信号をモータの制御回路（図示せず）に
フィードバックさせることに、より、モータの回転数を
一定に保つことができる、 ところが周波数発電コイル（１６）の近傍には、周波数
発電用マグネット（５ａ）以外に駆動マグネット（５ｂ
）や通電により磁束を発生する駆動コイル（川のような
磁束発生源がある。そしてこれら周波数発電用マグネｙ
　ト（５ａ）以外の磁束発生源からの磁束により、周波
数発電コイル０６）に誘導される信号は、本来周波数信
号として得ようとしている信号に対し不要、かつ不具合
を生じさせることもあるノイズ信号となって出力される
という問題点がある。

そこで第７図式及びＢに示すように、周波数発電コイル
（３１ａ）　、　（３３ａ）の内周または外周に円環状
の戻りコイル（３１ｂ）　、　（３３ｂ）を直列に接続
し、周波数発電コイル（３１ａ）　、　（３３ａ）に誘
起されるノイズ信号と逆位相のノイズ信号を戻りコイル
（３１ｂ）　、　（３３ｂ）に誘起させ、互いに打ち消
させるように構成した周波数発電コイルパターンＣ１１
ｌ）　、　Ｃ１３）が提案されている。（特公昭５８−
３５０２７号公報参照）。

Ｐｉ　　発明が解決しようとする問題点しかしながら、
上述したような周波数発電装置では、周波数発電コイル
（３１ａ）　、　（３３ａ）とともに戻りコイル（３１
ｂ）　、　（３３ｂ）を形成して直列接続させたとして
も、駆動コイル（１１）や駆動マグネット（ｓｔ））の
磁界に起因されるノイズ信号が、有効に打ち消されない
ことが分った。

第５図中の周波数発電コイル（１６）の代わりにそれぞ
れ第７図式及び６に示す周波数発電コイルパターンＣ１
１Ｄ及び（３３）を形成して構成した周波数発電装置よ
り得られる出力信号の周波数分析結果を第１表及び第２
表に示す。表においては出力ルベｌしが大きいものから
１０個を採取しその信号周波数を示しである。これをグ
ラフ化したのが第９図、第１０図であり、両図において
横軸は周波数を、縦軸は出力信号レベルとして示しであ
る。

第　　１　　表 第２表 これら周波数分析図から、例えば基本周波数信号である
３００Ｈｚの周波数発電信号付近に生じるノイズ信号の
レベルがあまり抑えられていないことが分かる。

この理由としては種々のものがあるが、周波数発電コイ
ル（３１ａ）　、　（３３ａ）で囲む駆動コイル０１）
やる。

従って、戻りコイルを第８図中破線（３５ｆｉ）のよう
に、周波数発電コイル（３５ｂ）の各発電素線（３５Ｃ
）の中心を通るように形成すればよいと考えられるが、
これでは一平面上にパターン成形することは不可能であ
り、導線を用いるか両面回路基板を使用することにより
、いずれも製造が面倒でコスト高を招き易い難点がある
。

本発明はこのような状況の下になされたもので、駆動コ
イルαυや駆動マグネット（５ｂ）からの磁束に起因し
て、周波数発電コイルに誘起されるノイズ信号を効果的
に抑えることが可能で、製造が容易かつ安価な周波数発
電装置を提供するものである。

に）問題点を解決するための手段 上述した問題点を解決するために本発明の周波数発電装
置は、第１図及び第２図に示すように、一平面上に隣接
する磁極が交互に異極となるように多極着磁された環状
の周波数発電用マグネット（５ａ）と、この周波数発電
用マグネット（５ａ）の着磁境界と並行な複数の発電素
線（１５ａ）を直列接続して環状に形成された周波数発
電コイル（ｉ　５ｔ））と、この周波数発電コイル（１
５ｂ）の外周に形成された第一の戻りコイル（１７ａ）
、及び周波数発電コイル（５ｂ）の内周に形成された第
二の戻りコイル（１７ｂ）とから構成され、この第一及
び第二の戻りコイル（１７ａ）　、　（１７ｂ）は並列
に接続されて、周波数発電コイル（１５ｂ）に対しては
直列に接続されている。

そして、例えばモータに搭載されるときは、固定子側に
周波数発電コイル（１５１））と第一及び第二の戻りコ
イル（１７ａ）　、　（１７ｂ）から成る周波数発電コ
イルパターンα５）を配置し、回転子側にこの周波数発
電コイルパターン似と僅かな空隙を介して対向するよう
に周波数発電用マグネット（５ａ）を配置すればよい。

（ホ）作用 このような手段を備えた本発明の周波数発電装置は、第
一の戻りコイル（１７ａ）が駆動コイル圓や駆動マグネ
７　）（５ｂ）からの磁束のうち周波数発電コイル（１
５ｂ）より多い磁束量を囲む一方、第二の戻りコイル（
１７１））が周波数発電コイル（１５ｂ）より少ない磁
束量を囲み、その結果、第一の戻りコイル（１７ａ）及
び第二の戻りコイル（１７ｂ）での合成ノイズ信号レベ
ルが周波数発電コイル（ｉ　ｓｂ）に誘起されるノイズ
信号レベルとほとんど同等となる。

（へ）実施例 以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明
する。

第１図及び第２図は本発明の周波数発電装置の構成要素
である周波数発電コイルパターン個、及び周波数発電用
マグネッ）（５ａ）の一実施例を示す平面図である。

周波数発電用マグネット（５ａ）は、第２図に示すよう
に、周方向に隣接する磁極が交互に異極となるようその
厚さ方向に多極着磁されている。

周波数発電コイルパターン（２）は、第１図に示すよう
に、前記周波数発電用マグネッ）（５ａ）の磁極の境界
に平行な複数の発電素線（１５４）を直列に接続して環
状に形成された周波数発電コイル（１５ｂ）と、その周
波数発電コイル（ｉ　５ｔ））の外周に形成された第一
の戻りコイル（１７ａ）及び、周波数発電コイル（１５
ｂ）の内周に形成された第二の戻りコイル（１７ｂ）と
からなり、この第一の戻りコイル（１７ａ）と第二の戻
りコイル（１７ｂ）は並列に接続されて、前記周波数発
電コイル（１５ｂ）に対して直列に接続されて構成され
ている。この周波数発電コイルパターン（国は、フェノ
ール樹脂上に直接もしくは金属板上に絶縁層を介してエ
ツチング等の技術、により形成される。なお図中符号α
印の部分は、ジャンパー線等を用いればよい。

上述のように構成された周波数発電コイルパターン（至
）と、周波数発電用マグネット（５ａ）を僅かな空隙を
隔てて対向させ、種々回転機器の固定子側に周波数発電
コイルパターン（２）を、回転子側に周波数発電用マグ
ネ？／　）（５ａ）をそれぞれ配置すれば、本発明の周
波数発電装置が構成され、回転子の回転に伴いその回転
速度に比例した周波数の周波数発電信号が周波数発電コ
イルパターン叫から出力される。

第３図は本発明の周波数発電装置をブラシレスモータに
適用したときの組立構造を示す斜視図であり、この図の
ものを組み立てたブラシレスモータの断面図は、従来技
術の説明に用いた第５図における周波数発電コイルαｅ
の代わりに、第１図の周波数発電コイルパターン（至）
を配置したものと同様であるので、詳しい説明は省略す
る。ここで周波数発電用マグネット（５ａ）は、駆動マ
グネット（５ｂ）とプラスチックマグネットによりロー
タマグネット（５）として一体成形されており、機器全
体としての部品点数の増加を抑えている。

第１図及び第２図に示す周波数発電コイルパターン叩及
び周波数発電用マグネツ）（５ａ）を用いた本発明の周
波数発電装置を、第６図のブラシレスモータに適用した
ときの、周波数発電信号の周波数分析結果を第３表に示
す。これをグラフ化したのが第４図であり、従来例の第
９図または第１０図に対応するものである。

第３表 この図から、基本周波数信号の３００Ｈ２付近のノイズ
信号レベルが従来例に比し、３ｄＢＶ程度抑えられてい
るのが分かり、Ｓ／Ｎ比が大幅に改善されていることが
確認された。

なお、上述した実施例ではコア（９）を用いた径方向空
隙型のブラシレスモータに適用した例を示したが、本発
明の周波数発電装置は、これ以外に軸方向空隙型のブラ
シレスモータや、ブラシ付きモータ及び種々回転機器の
回転速度検出用に適当されうろことは明らかである。

（ト）発明の詳細 な説明したように本発明の周波数発電装置は、周波数発
電コイル（１５１））の内外周に第一及び第二の戻りコ
イル（１７ａ）　、　（１７ｂ）を設けて並列回路を形
成し、この並列回路と周波数発電コイルとを直列接続し
て周波数発電コイルパターン（至）を構成したので、周
波数発電用マグネツ）（５ａ）以外の磁束発生源からの
磁束に起因して周波数発電コイル（１５ｂ）に誘起され
るノイズ信号を十分小さく抑えることが可能となる。

さらに同一平面上に周波数発電コイル（１５ｂ）と第一
及び第二の戻りコイル（１７ａ）　、　（１７ｂ）が形
成されるから、製造が簡単かつ安価である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の周波数発電装置の構成を示
す図で、第１図は周波数発電コイルパターンの平面図、
第２図は周波数発電用マグネットの平面図、第３図は本
発明の周波数発電装置をブラシレスモータに適用したと
きの分解斜視図、第４図は本発明の周波数発電コイルパ
ターンからの出力信号の周波数分析図、第５図は本発明
または従来の周波数発電装置をブラシレスモータに適用
したときの縦断面図、第６図は従来の周波数発電装置の
構成を示す平面図、第７図は従来の周波数発電コイルパ
ターンを示す平面図、第８図は理想的な戻りコイルを有
する周波数発電コイルパターンを説明するための平面図
、第９図及び第１０図はそれぞれ第７図内及び６の周波
数発電コイルパターンからの出力信号の周波数分析図で
ある。 （１）・・・ネジ、（３）・・・ロータヨーク、（５）
・・・ロータマグネット、（５ａ）・・・周波数発電用
マグネット、（５ｂ）・・・駆動マグネット、（７）・
・・ネジ、（９）・・・コア、（９ａ）・・・突極歯、
（１１１・・・駆動コイル、■・・・スペーサ、似。 Ｃ３１）　、（ト）１缶・・・周波数発電コイルパター
ン、（１５ａ）、（１６ａ）、（３５ｃ）・−発電素線
、（１５ｂ）、（１６）、（３１ａ）　、　（３３ａ）
　、　（３ｓｌ））・・・周波数発電コイル、αす・・
・回路基板、（１７ａ）、（１７ｂ）、（３１ｂ）、（
＋３ｂ）、（３５ａ）　−戻リコイル、０９）・・・ボ
ールベアリング、（２１Ｊ・・・軸受ハウジング、（２
１ａ）・・・７ラング部、（ト）・・・回転軸、内・・
・ターンテーブル。 出願人　三洋電機株式会社外１名 代理人　弁理士西野卓嗣（外１名） 派　　　　　　Ｃ Ｕ） Ｃワ 派　　　　　　　　　Ｑ 口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一平面上に隣接する磁極が交互に異極となるよう
   に多極着磁され、回転子側に取付けられた環状の周波数
   発電用マグネットと、 該周波数発電用マグネットに対向するように固定子側に
   形成され、前記周波数発電用マグネットの着磁境界と並
   行な複数の発電素線を直列接続して環状に配置された周
   波数発電コイルと、 該周波数発電コイルの外周に形成された第一の戻りコイ
   ルと、 前記周波数発電コイルの内周に形成された第二の戻りコ
   イル とからなる周波数発電装置であつて、 前記第一及び第二の戻りコイルが並列に接続されかつ前
   記周波数発電コイルに対して直列に接続されてなること
   を特徴とする周波数発電装置。