JPS5926788Y2 - 回転状態検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は回転状態検出装置に関し、特に、電動機等の回
転子、フライホイール等の回転体の周縁部に第一の検出
要素を設け、前記周縁部に対向する固定側の部分に第二
の検出要素を設け、前記回転体を回転させたときに生ず
る前記第一の検出要素と前記第２の検出要素との間の相
対的位置変化に応じた電気的変化を検出することによっ
て、前記回転体の回転状態を検出するようにした回転状
態検出装置に関する。

一般に電動機を定速度制御するためには、回転子の回転
速度を検出しなければならない。

この検出の方法の１つには、ｆｌＫは回転子の周縁部に
形成された歯形と、これに対向して固定子側に形成され
た歯形との間の静電容量か、回転子の角変位によって変
化するのな利用して、回転子の回転速度を検出するもの
がある。

また別の方法には、回転子の周縁部にＮＳ交互に着磁さ
れた磁極片から成る磁石からの磁束が、この回転子の回
転と共に、固定子側に対向して設けられた導線に交流電
圧を発生させるのを利用して、回転子の回転速度を検出
するものがある。

第１図〜第３図は、静電容量の変化を利用する回転速度
検出装置を採用した偏平型無刷子直流電動機の一例を示
すもので、以下これについて説明する。

図において、金属製のわん形の上側ケース１の中火孔に
は、円筒形状の軸受・・ウジング２か圧入嵌着されてお
り、上端部及び下端部には銅系の含油焼結合金から成る
軸受メタル３，４が取りつけられている。

一力、回転子５は磁性材から成る下側リング６と、この
中火孔に圧入嵌着された黄銅製のつり鐘形状の回転子側
ボス７と、このボス７の上端面にねじ止め固着された皿
形の磁性材から戊る上側リング８と、このリング８にＮ
Ｓ極交互に一定角度間隔で配置固定された４個の永久磁
石９とから戎っている。

上述の回転子側ボス７には回転軸１０か固着され、この
軸１０は軸受・・ウジフグ２内へ挿入されて軸受メダル
３，４により回転可能に支承される。

上側リング８と下側リング６との間には、回転子５を駆
動するためのコイル組立体か挿入さへこれははピリング
状のコイル用プリント基板１１とこれにリング状にかつ
交互に上下に配置された６個の偏平なコイル体１２とか
ら戊っている。

なお、コイル組立体のプリント基板１１は、金属製の下
側ケース１６の縁辺部を上側ケース１の縁辺部にねじ止
め固定することにより、ケース１゜１６に固定される。

寸た、回転子５の軸方向の高さ位置は、下側ケース１６
の底部中央に螺着された調整ねじ１８の調整によって変
え得る。

以上のような電動機において、回転速度検出装置は、上
側ケース１の内周面に例えば絶縁材から成るねじで固定
された断面かは’ｓＬ字状の絶縁材か・ら戊る絶縁リン
グ１３と、このリング１３にねじ止め固定され、その内
周に歯形部１４ａを形成させた金属製のリング状の固定
子側検出ヘッド１４と上述の回転子５側の上側リング８
の外周面に形成された歯形部８ａとから或っている。

以上のような構成にむいて、金属製の回転子５か回転す
ると、歯形部１４ａと８ａとの間の容量か所定回転角毎
に規則的に変化し、回転速度情報を得ることかできる。

すなわち、第３図に示すような等価回路を形成し、容量
Ｃか変化する。

故に、例えば搬送波発信器からの搬送波を振巾変調し、
これを復調することによって、この変化量を電気的に検
出すると、回転速度を検出することか出来る。

以上の構成にむいては、上側リング８の歯形部８ａと固
定子側検出ヘッド１４の歯形部１４ａとか対向するよう
に、電動機か組み立てられるのであるが、この場合、回
転子５、すなわち回転軸１０に対して固定子側検出ヘッ
ド１４の歯形部１４ａか同心的となるように組み立てな
ければならない。

換言すれば、歯形８ａと１４ａとの間の空隙ｇか上側リ
ング８の全周面に沿って一定であるように組立てられな
ければならない。

何故ならば、もしも上記空隙ｇが一定でなければ歯形ピ
ンチ誤差を検出しやすくなり正しい回転速度情報な得る
ことかでさないからである。

しかるに、以上の電動機において、固定子側検出ヘッド
１４の歯形１４ａを回転子５の回転軸１０に対して同心
的に配置するには、上側ケース１に対する絶縁リング１
３の取付位置を調整するか、または絶縁リング１３に対
する固定子側検出ヘッド１４の取付位置を調整しなけれ
ばならない。

あるいは、これら部品を高精度に加工して、相互に位置
決めされるように構威しなければならない。

以上の構成においては、軸受ハウジング２を圧入嵌着す
るための上側ケース１の中央孔が絶縁リング１３を取付
けたその内周面に対してたとえ高精度に同区・的となる
ように、上側ケース１か加工されていても、軸受・・ウ
ジング２を上記中央孔に対して、もしくはケース１の内
周面に対して、高精度に同心的となるように圧入嵌着し
なければ、高精度に加工した絶縁リング１３を上側ケー
ス１の内周面によって高精度に同心的に位置決めをする
ことかでざない。

特に、上側ケース１のかわりに、平板状のシャーシーの
一部か用いられる場合には、上記絶縁リング１３を軸受
ハウジング２の軸心に対して高精度に同区・的に配置す
るためには、特別な治具を用いる調整作業か必要となり
、面倒な上に高精度な同心的配置は困難である。

本考案は上述のような点に鑑みて考案されたものであっ
て、本考案による回転状態検出装置は、回転体の周縁部
に第一の検出要素を設け、前記周縁部に対向する固定側
の部分に第二の検出要素を設け、前記回転体を回転させ
たとぎに生ずる前記第一の検出要素と前記第二の検出要
素との間の相対的位置変化に応じた電気的変化を検出す
ることによって、前記回転子の回転状態を検出するよう
にした回転状態検出装置において、前記回転体に同已・
的に設けられた回転軸を支承している軸受部と、この軸
受部の軸心に対して同心的に配設烙れている形成部とか
共通の金属板にそれぞれ保持された状態で金型成形され
ている金型成形体を具備し、上記形成部に前記第二の検
出要素か設けられていることを特徴としている。

以上の構成によって、固定側の部分に設けた第二の検出
要素を形成するための形成部の位置の調整か不要となり
、しかも回転軸に対する同心的な位置精度を高くするこ
とができる。

更に、金型の間に金属板を挾み、成形部分がこの金属板
に保持された状態となるように金型成形するようにした
、いわゆるアウトサート方式の成形法を用いることによ
って、高精度な維持して低コストで量産化をはかること
かでざる。

以下、本考案の実施例につぎ、図面を参照して詳細に説
明する。

なお、以下の実施例につぎ第１図〜第３図１でおける部
分と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明は
省略する。

第４図〜第７図は本考案を偏平型の無刷子直流電動機に
トける回転速度検出装置に適用した実施例を示すもので
、１ず第４図を参照して、金属板に保持される軸受部と
検出ヘッド位置決めリングのアウトサート方式の成形法
による製造方法を説明する。

円形の金属板２１は一対の金型２２．２３によって挾持
される。

金属板２１の中央部には軸支部保持用の丸孔２５かあけ
られており、更に金属板２１には、この金属板２１の外
周近くにおける孔２５と同心的な円周上に等角度間隔で
検出ヘッド位置決めリング保持用の４個の丸孔２４かあ
けられている。

上側金型２２には、はマ円筒状の軸受部２８の上側部分
を成型するためのキャビティ２７か形成されており、更
に上記の金属板２１の丸孔２４と連通して、検出ヘッド
位置決めの１）ング２９の抜は止め部３１を成型するた
めの４個のキャビティ２６か形成されている。

他方、下側金型２３には軸受部２８の下側部分を成型す
るためのキャビティ３２か形成されており、更に検出ヘ
ッド位置決めリング２９を成型するためのリング状のキ
ャビティ３０か形成されている。

上側金型２２のキャビティ２６．２７は下側金型２３の
キャビティ３０ ．３２とそれぞれ金属板２１の丸孔２
４．２５を通じて連通している。

なお、下側金型２３に成型されている検出ヘッド位置決
めリング２９用のリング状キャビティ３０は相連通する
軸受２８ 用のキャビティ２７，３２の軸心Ｐと同ノ已
的になっている。

上述のように形成された一対の金型２２，２３に金属板
２１を挾持させた状態において、上側金型２２に設けら
れ、上記キャビティ２６，２７゜３０．３２へと通ずる
湯口及び湯道（いずれも図示せず）を経て、溶融した合
成樹脂、例えばジュラコン（商品名、アセタール系の樹
脂でホルムアルデヒドとエチレンオキシドとの共重合体
）か溶融状態で上述のキャビティ２６，２７，３０゜３
２へと注入される。

冷却後、上側金型２２と下側金型２３とを抜き取れば、
第４図で断面で示すように、軸受部２８及び検出ヘッド
位置決めリング２９か金属板２１に保持された状態で成
型品として得られる。

しかも、軸受部２８の軸心と位置決めリング２９とは同
心的に成型された状態で得られる。

第５図は、以上のように金属板２１に保持された状態で
成型された軸受部２８と検出ヘッド位置決めリング２９
の抜は止め部３１のＹ面図を示すもので、図から明らか
なように、位置決めリング２９は４個の抜は止め部３１
によって金属板２１上に保持され、軸支部２８にはビそ
の中央部に成型された一対のフランジ部２８ａ、２８ｂ
によって金属板２１に保持される。

第６図は以上のように成型された軸受部２８と検出ヘッ
ド位置決めリング２９とを、偏平型無刷子直流電動機に
組込んだ状態を示す増面図である。

組立てにおいては、内周面に検出歯形部４０ａを有する
金属製のリング状の検出ヘッド４０が位置決めリング２
９により位置決めされた上、適宜これに固着される。

この固着の方法としては、ねじ止めその他種々の方法か
考えられる。

その他の方法として例えば、位置決めリング２９の成型
時に、このリング２９の下面に等角度間隔に複数個のピ
ンを突設させるようにキャビティ３０を形成させること
により、複数個のピンをリング２９と一体に成型する。

そしてリング状の検出ヘッド４０のフランジ部に上記複
数個のピンに対応して設けられた丸孔にこれらのピンを
挿通して位置決めした上、熱を加えてピンを押しつぶし
、これによって検出ヘッド４０を位置決めリング２９に
固着シせるようにしてもよい。

次いで、回転子５に同心的に固定された回転軸１０は、
軸受メタル３，４を上端部と下端部に固着させた軸受部
２８に挿し込１れ、軸支部２８により回転可能に支承さ
れる。

次いで下側ケース４２の上端フランジ部か金属板２１の
周縁部にねじ止め固定される。

下側ケース４２の底部近くに設けられた段部４３にコイ
ル組立体のプリント基板１１が固定され、プリント基板
１１の端子接続用の突出部は下側ケース４２０周面の一
部に設けられた切欠部４４を通って外部に突出する。

かくして、第７図で明示されるように、軸受部２８すな
わち回転軸１０と、位置決めリング２９すなわちリング
状検出ヘッド４０とは相互に同心的に配置されるので、
固定子側の検出歯形部４０ａと回転子５の上側リング８
の外周に形成されている検出歯形８ａとは、これらの間
の空隙ｇがこれらの全周に亘って一定であるように組立
てられる。

以上のようにして、回転子５０回転速度か高精度に検出
されることができる。

以上、本考案の実施例について説明したか、本考案はこ
の実施例に限定されることなく、本考案の技術的思想に
基づいて種々の変形が可能である。

例えば、以上の実施例においては検出ヘッド位置決めリ
ング２９か軸受部２８に対して同心的に成型されたか、
この位置決めリング２９のかわりにあらかじめ検出歯形
部となる凹凸部をその内周面に有するリング体を成型す
るようにしてもよい。

この場合には、成型後、検出要素としての金属薄を形成
するために、この凹凸部に金属メッキを施して検出歯形
を構成することが出来る。

また、以上の実施例においては、位置決めリング２９に
リング状の検出ヘッド４０を固着するようにしたか、こ
の検出ヘッド４０を固着するかわりに、位置決めリング
２９の内周面に相連続するコ字状の導電性パターンを形
成するように金属メッキを施してもよい。

この場合には、回転子５の上側リング８の外周面に形成
された検出歯形８ａのかわりに、上側リング８の外周面
はＮＳ交互に多極に着磁される。

そして回転子５０回転と共に各磁極からの磁束が順次方
向を変えて、固定子側の導電性パターンを交さしていく
ことにより、導電性パターンに交流電圧か誘起される。

この電圧を検出することにより、回転子５の回転速度か
検出烙れることかできる。

更に捷た、上述の導電性パターンに平面的形状か同一の
条溝を内周面に形成するように、位置決めリングを成形
するようにしてもよい。

この場合にも、成型後、との条溝に金属メッキが施され
ることにより固定側の検出要素が形成される。

その他の構成及び効果については、以上述べた場合と同
様である。

更にまた、以上の実施例では回転子の回転速度を検出す
る場合について述べたか、勿論回転子の位相を検出する
場合にも本考案は適用可能である。

以上述べたように、本考案は、回転体の周縁部に第一の
検出要素を設け、前記周縁部に対向する固定側の部分に
第二の検出要素を設け、前記回転体を回転させたとぎに
生ずる前記第一の検出要素と前記第二の検出要素との間
の相対的位置変化に応じた電気的変化を検出することに
よって、前記回転体の回転状態を検出するようにした回
転状態検出装置において、前記回転体に同心的に設けら
れた回転軸な支承している軸受部と、この軸受部の軸心
に対して同心的に配設されている形成部（上記の実施例
における位置決めリング２９、内周面に凹凸部を有する
リング体に相当する）とが共通の金属板にそれぞれ保持
された状態で金型成形寧れている金型成形体を具備し、
上記形成部に前記第二の検出要素（上述の実施例におけ
る検出ヘッド４０、凹凸部の金属メッキ、相連続するコ
字状の導電性パターンに相当する）か設けられたもので
ある。

従って本考案によれば、固定側の検出要素を設けるため
の形成部の位置の調整か不要となり、しかも回転軸に対
する同心的な位置精度を高くすることかでざる。

更に、アウトサート方式の成形性を用いて低コストでし
かも製品のばらつきを少なく大量生産することかでざる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転速度検出装置か適用でれている偏平
型無刷子直流電動機の断面図、第２図は第１図に釦ける
■−■線断面図、第３図は同電動機における回転速度検
出部の等価回路図、第４図〜第７図は本考案の実施例を
示すもので偏平型無刷子直流電動機に適用した場合を示
し、第４図は同電動機の要部の製造方法な示す断面図、
第５図は同要部の平面図、第６図は同電動機０析面図及
び第７図は第６図における■−■線断面図である。 なお図面に用いられている符号において、２８は軸受部
、２９は検出ヘッド位置決めリング、４０は検出ヘッド
、４０ａは検出歯形部である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転体の周縁部に第一の検出要素を設け、前記周縁部に
   対向する固定側の部分に第二の検出要素を設け、前記回
   転体を回転させたときに生ずる前記第一の検出要素と前
   記第二の検出要素との間の相対的位置変化に応じた電気
   的変化を検出することによって、前記回転体の回転状態
   を検出するようにした回転状態検出装置において、前記
   回転体にＦ１７６的に設けられた回転軸を支承している
   軸受部と、この軸受部の軸心に対して同心的に配設され
   ている形成部とが共通の金属板にそれぞれ保持された状
   態で金型成形されている金型成形体な具備し、上記形成
   部に前記第二の検出要素か設けられていることを特徴と
   する回転状態検出装置。