JPS5816023B2 - 周波数発電機を有する電動機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転界磁形電動機本体と、該電動機本体の内部
に組込んで、上記電動機の回転速度に比例した信号を得
る周波数発電機との複合体に関するもので、特に周波数
発電機の構成を簡単にし、しかも電動機本体に組込みが
容易で、かつ周波数発電機自体の回転むら信号を発生し
ない周波数発電機布する電動機を提供するものである。

電動機制御方式において、電動機本体に周波数発電機を
組込んで、電動機の回転数を周波数に変換したのち電圧
に変換するＦ Ｇ （ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＧｅｎｅｒａ
ｔｏｒ ）方式の場合、回転数を直接電圧Ｉこ変換する
逆起電力方式と比較して、ＦＧ方式は制御周波数帯域を
広くとれることにより高性能な電動機の提供が可能な反
面、本質的に付属部品である周波数発電機を設けること
により、高価で容積が大きい電動機を提供せざるを得な
い欠陥も有している。

本発明は、そのような欠陥を是正するもので、以下にそ
の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例として回転界磁形電動機に組
込んだ場合の側断面図を示す。

同図において、メタル１に回転軸２が回転自在に支承さ
れており、その回転軸２には平歯車状の磁性体回転子３
がスペーサ４を介して固着されている。

上記磁性体回転子３にはＰ極対数で永久着磁されたワッ
シャー状またはドーナツツ状の界磁磁石５が配備され、
電機子鉄心８、電機子巻線７と共に電機子を構成してい
る。

また、上記界磁磁石５と対向させて電機子鉄心６には回
転位置検出部を構成するホール素子８が配備されている
。

ざら（こ上記磁性体回転子３の外周端面全域にわたって
形成した多数の凹凸部（歯部）９と近接して対向するよ
うに磁性体フレーム１０の内周面上には粘着性フレキシ
ブル基板あるいは蒸着技術でもって形成された矩形波状
発電コイル１１を設けている。

第２図Ａは界磁磁石５がＰ＝１の場合の回転子の断面図
を示し、第２図Ｂは、その平面図である。

第３図は歯部９と矩形波状発電コイル１１との概略配置
関係図を示す。

一般に上記Ｐ＝１の界磁磁石５には、主磁束面である回
転力発生面５Ａ以外１こ、それと反対側の面の磁性体回
転子３と接している面５Ｂｉこもほぼ同等な磁界が現れ
ている。

磁性体回転子３をＮ極に接している部分とＳ極に接して
いる部分と円周方向に２分割し、それぞれの側の外周端
部に歯部９Ａと歯部９Ｂとを同ピツチｔで、しかもＮ極
側の歯部９Ａｌこ対してＳ極側の歯部９Ｂ全体をｔ ／
２ずらせるよう（こ構成している。

磁束発生源として界磁磁石５を利用して磁性体回転子３
の歯部９と、間隙を介して磁性体回転子３の凸部のピッ
チｔの”／２のピッチの矩形波状発電コイル１１と磁性
体フレーム１０とで磁気回路を形成している。

周波数発電機としての磁気通路は、界磁磁石５→回転力
発生面５Ａの空隙部→電機子鉄心６→磁性体フレーム１
０→矩形波状発電コイル１１が配置された空隙部→磁性
体回転子３の歯部９→界磁磁石５である。

発電源理は歯部９Ａ及び歯部９Ｂの凹凸部の間隙変化（
こより生じる磁束の濃淡が上記矩形波状発電コイルを横
切ることにより発電を行なわしめ、上記歯部９Ａによる
発電電圧と歯部９Ｂによる発電電圧は、それぞれの全体
の歯部を半ピツチずらせて構成することによって同相電
圧で加算され、歯数に比例した電圧が発生する。

上記の如く、本発明は電動機本体の界磁磁石の主磁束、
あるいは漏洩磁束を周波数発電機の磁束発生源とするこ
とを骨子とするもので、これ（こよって次のようなすぐ
れた効果を得ることができるすなわち、第１の利点は構
造が簡単で、小型化が容易であるということである。

第２の利点は別個の周波数発電機用磁石を必要としない
し、磁性体回転子は従来からの周波数発電機を有しない
電動機でも磁気抵抗を少なくするため、あるいは界磁磁
石の支持体として必要部品であったことなどの理由で、
周波数発電機として構成する専用部品の点数を少なくし
得るので、それ自体のコストを安く提供できることであ
る。

第３の利点は検出コイルとして矩形波状発電コイルを全
周（こ配備するので、機械部品の偏心、傾きなどが全周
平均化され、全体としての発電周波数精度が向上し、生
産性がすぐれていることである。

第４の利点は界磁磁石を周波数発電機用磁石と兼用して
主磁極面以外の面に周波数発電機用磁極面として多数の
磁極を別１こ設ける方式でないので、特別な着磁工程を
必要とせず、したがって回転力発生面（こ関係する磁極
面での着磁の乱れ等の心配もないことである。

従って本発明の周波数発電機を有する電動機をプレーヤ
の如き音響機器製品の駆動源に使用すれば特性の良好な
機器となし得る。

なお、前記本発明の実施例ではｐ＝ｉすなわち２極着磁
の界磁磁石の場合を説明したが、不発明はこれ（こ限定
されるものではなく、Ｐが２以上の整数の磁極構成でも
可能である。

第４図はＰ＝２すなわち４極着磁の界磁磁石５′を使用
した場合の磁性体回転子の他の実施例を示す裏面図であ
る。

同実施例では凹凸変化を平面対向形とするため、打抜き
加工）こより前記の凹部（こ相当する打抜き部１２ａと
凸部に相当する打抜き残存部１２ｂを同一円同線上（こ
交互（こ形成し、同様（こＮ極側打抜き部とＳ極側打抜
き部とを同ピツチｔで、かつＮ極側打抜き部に対してＳ
極側打抜き部を半ピツチ（ｔ／２）ずらせて磁性体回転
子３を構成している。

上記磁性体回転子３′の打抜き部と対向して平面基板上
（こ矩形波状発電コイルを配備して周波数発電機を構成
することも可能である。

また、同図においてＮ極とＳ極の境界部の継鉄部である
磁性体回転子３′の一部に切欠き部１３を設けて、発電
１こ関与しない継鉄部１４の磁気抵抗を太きくシ、凹凸
部の磁気変化を大きくするよう（こ構成すると、なお一
層発電電圧を犬ならしめることが可能である。

また本実施例では回転力発生面とは反対側の面を利用し
て発電出力を得るよう（こした場合であるが、本発明は
これに限定されるものではなく、回転力発生面の一部を
利用することもできる。

例えば第１図１こおいて、磁性体回転子３と同様Ｉこ外
周部に歯部を有し、かつ中央部がくり抜かれたごとき円
環状の磁性体回転子を界磁磁石５の上面部に装着しくこ
の場合、第１図に示されている磁性体回転子３は円板状
のものであって良い）、発電コイル１１を上記円環状の
磁性体回転子の外周の歯部と対向するように第１図の位
置よりも上方へ配設するなどしても同様の効果が得られ
ることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の側断面図、第２図Ａ、Ｂは
同実施例における周波数発電機の磁性体回転子部の断面
図および平面図、第３図は同実施例１こおける同波数発
電機の磁性体回転子部と矩形波状発電コイル部の配置関
係を示す要部斜視図、第４図は本発明で使用しうる磁性
回転子の他の例の裏面図である。 ３．３′・・・・・・磁性体回転子、５，５′・・・・
・・界磁磁石、９・・・・・・歯部、９Ａ・・・・・・
Ｎ極側の歯部、９Ｂ・・・・・・Ｓ極側の歯部、１１・
・・・・・発電コイル、１２ａ・・・・・・打抜き部、
１２ｂ・・・・・・打抜き残存部、１３・・・・・・切
欠部、１４・・・・・・継鉄部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転界磁形電動機本体と、その電動機本体のＰ（た
   だし、Ｐは１以上の整数）極対数の界磁磁石の磁極面に
   磁性体回転子を配設し、上記磁性体回転子を円周方向に
   区分して、界磁磁石のＮ極に接している側の磁性体面に
   複数個の凸部が構成されるように定めた一定ピッチの凹
   凸部を設け、かつＳ極（こ接している側の磁性体面（こ
   、上記Ｎ極に接している側の磁性体面に設けた凹凸部と
   同一ピッチで、かつ凹凸部全体をＮ極側の凹凸部に対し
   て半ピツチずらせた凹凸部を設け、かつ上記磁性体回転
   子の凹凸部と近接して周方向に亘って対向し、上記凹凸
   部のピッチの半分のピッチの発電コイルを固定側に設け
   たことを特徴とする周波数発電機を有する電動機。 ２ 界磁磁石の片面を主磁束面である回転力発生面とし
   、かつその面１こ対して反対側の面に磁性体回転子を配
   設したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の周
   波数発電機を有する電動機。 ３ 磁性体回転子は、界磁磁石のＮ極とＳ極の境界部に
   接する部分の少なくとも一部１こ切欠部を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の周
   波数発電機を有する電動機。