(57)【要約】【課題】ホール素子その他の電子部品に於いて為すのではなく、界磁磁石によって小型直流モータの回転速度の増減を可能とする。【解決手段】界磁磁石を２組の弧状界磁磁石対とし、１組の界磁磁石対を手動で動かすことによってモータの速度制御を可能とする。また、大型界磁磁石においては、界磁磁石を複数のＵ型磁石に分割することによって可能となる。【選択図】図５
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
小型直流モータにおいて、界磁磁石群を２組の弧状磁石対とし、１組を制御磁石対として回転することによって可能となる速度制御装置。
【請求項２】
界磁磁石を複数のＵ型磁石とし、円形に配列。内側磁極の磁束をすべて回転子の中心方向となるように配置。また一方の半円側にある磁石群の内側磁極をすべて他方の半円側にある磁石群の内側磁極に対して異極とする。界磁磁石の個数の増減、あるいは同じ配置を成す他の円形磁石群を下部に配置し、下部の磁石群を円周方向に回転することによって可能となる速度制御装置。
【請求項３】
１つのＵ型磁石を直流モータの界磁磁石とし、両磁極間に回転子を配置。他のＵ型磁石を重ね、重ねた方を手動で回転することによって可能となる速度制御装置。
【請求項４】
１つのＵ型磁石の両磁極からヨークを伸ばし、その間に回転子を配置。Ｕ型磁石の一方の極だけを回転子に近づける、あるいはそれに他のＵ型磁石の磁極を近づけることによって可能となる速度制御装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本考案は、複数の界磁磁石による小型直流モータの速度制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】小型直流整流子型モータの回転速度は、磁気センサ、ホール素子、フォトトランジスタなどによる位置の検出から電子回路を経た制御ができる。また、回転子の位置検出はロータリースイッチを兼ねる整流子で実用上可能であり、電圧の増減によって回転速度制御は可能である。【０００３】しかし、電圧制御による回転速度制御では、モータ本体としてではなく、そこから引き出された線を経由した制御回路が必要であった。【０００４】モータ以外に制御回路が付属しているため、小型模型自動車や模型ヘリコプタなどにおいてはモータだけではなく、その回路を配置する空間が必要であった。それで、速度制御のついていない形式であった。特に模型ヘリコプタ後部の羽の回転速度を落としたりすることができなかった。あるいは小型扇風機ではモータ本体に接して速度制御ができるものがなかった。【０００５】この改善策として、制御回路を外部に引き出してモータに連結しておく方法がある。しかしそれが外部にあって余計な付属品となり煩雑なものとなる。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】解決しようとする問題点は回転速度制御回路を必要とせずに回転速度制御を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】本考案は、界磁磁石を複数にして界磁磁石の回転子中心へと向けた磁束群を変化させることを可能とするため、回転速度制御が容易になることを最も主要な特徴とする。
【考案の効果】
【０００８】本考案の界磁磁石群は、界磁側面での手動による操作によって速度変化を行うことができるので、制御回路との電線を必要とせず、目的の回転速度に応じた個々のモータの回転速度制御をすることができるという利点がある。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】界磁磁石の回転子中心へと向かう磁束を変化させるという目的を、最小の部品点数で、従来の小型モータの大きさをほとんど損なわずに実現した。また、モータの規模を大きくするには界磁磁石を分割Ｕ型磁石群にしたことである。
【実施例】
【００１０】通常の小型直流整流子式モータは、回転子から等距離にあるＵ型磁石１の両磁極から伸びた軟鉄ヨーク２によって回転子３の回転をなすものである。
しかし、図１のように一方の極を回転子３に近づけることで非対称な磁場構造となり、回転速度を増加させることができる。あるい従来の位置に戻すことによって回転速度を減少させることができる。【００１１】さらに、回転子３を越えて、ヨーク２を延長し、その形状を、ヨーク２どうしが接触するほどに変形させることによっても回転速度を変化させることができる。【００１２】また、Ｕ型磁石を２つ同極どうし重ね合わせることによっても回転速度は増加する。
重ね合わせるＵ型磁石はもとの磁石１と異極どうしを重ね合わせてもよく、重ねた磁石を近づけるかあるいは遠ざけることによって、あるいは回転させることによって回転子に非対称な磁場をつくりだすことで回転速度を増減させることができる。【００１３】さらにＵ型磁石１の位置に対し、回転子３の反対側で両ヨーク２の間に他のＵ型磁石を配置することによっても速度制御ができる。このとき、もとの一方の磁極がＮであれば、回転子を介して伸びているヨークと接する新たな磁石の磁極もＮとする。
新たに対象の位置に配置したＵ型磁石の傾きと回転子との距離によって回転速度制御を行う。あるいは回転子３の極数を変えることによって新たに配置した磁石の磁極を逆にしても速度制御が可能である。【００１４】上記のことを発展させることによって以下の回転速度制御がさらに可能となる。
通常の小型直流整流子型モータでは、異極が向かい合う１組の弧状磁石対によって一定した回転速度しか得られない。そこで図２のように、回転子３（図では省略）を円周状に取り囲むように、棒磁石４を配置し、各磁石内側極の磁束方向を回転子の中心に向かうように配置する。このとき、棒磁石群４の一方の半円上にある磁石の内側はＮ極とし、他の半円上にある磁石の内側はＳ極とする。棒磁石４の配列本数によって回転速度の増減が可能となる。【００１５】しかし、棒磁石４ではその磁石間の間隙があるために回転数が不安定になりやすい。そこで、図３のようにＵ型磁石１をその内側磁極間が接触するように配列する。すると効果的に回転子３（図では省略）の増加が生じる。ただし異極どうしが隣り合う２ヶ所５は、磁性体ではない例えばプラスチック状の小片で隔てる。また、外側の磁極はすべての極を取り巻くように外周ヨーク６で覆う。
また回転数の不安定さが効果的に減少されたかどうかを調べるには回転子３の軸を固定する。そのことによって界磁側、つまり界磁磁石群１が滑らかに回転を始めることで実証される。【００１６】通常の小型直流整流子型モータに使われる２枚の弧状磁石対は、モータが大きくなるにつれて磁石対も大きなものとなるため、材料が脆弱となり、また着磁方法が大規模となってくる。しかし本考案、特に図３のようにＵ型磁石１を配列することによって、これらの問題を解決することができる。【００１７】また、図３の磁石群１と同様な配列で、外周にヨークを備えた他の磁石群７を、図３の磁石群１の下部に図４のように配置する。下部の小磁石群７を徐々に円周方向に回転することにより、回転速度の増減が可能となる。【００１８】さらに、図５のように２組の弧状磁石対８、９を配置し、下部の弧状磁石対９を円周方向に回転することにより回転速度の増減が可能となるので、従来の小型モータの大きさをほとんど損なわずに回転速度制御の操作が可能となる。【００１９】あるいは図６のように２組の弧状磁石対をそれぞれＵ型磁石に置き換える。すると１つのＵ型磁石１の両磁極間に回転子３があり、そこに新たなＵ型磁石１０が存在することになる。新たなＵ型磁石１０を回転することにより回転速度制御の操作が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】モータ本体につけた１組の弧状界磁磁石対を回転する操作によって容易に回転速度制御ができ、容積の余裕のない部分にも容易に速度制御まで含めた収容ができる。また、回転数がほとんど同じである模型用モータにおいて、さまざまな回転速度を持つ複数のモータの組み合わせが、例えば模型用ヘリコプタなどに適用できる。扇風機においては、モータ本体に速度制御を取り付けることができるので、従来のように下に伸びた速度制御装置部を必要とすることがなく、狭いところでも使用できる。また、大規模なモータにおいては弧状磁石対をＵ型磁石群におきかえれば使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】  非対称な磁場構造による実施方式を示した説明図である。（実施例１）
【図２】  棒磁石を円形に配置した実施方法を示した説明図である。（実施例５）
【図３】  Ｕ型磁石を円形に配置した実施方法を示した説明図である。（実施例６）
【図４】  大小Ｕ型磁石を上下に配置した実施方法を示した説明図である。（実施例８）
【図５】  ２組の弧状磁石対の実施方法を示した説明図である。（実施例９）
【図６】  ２つのＵ型磁石による実施方法を示した説明図である。（実施例１０）
【符号の説明】
【００２１】  １  Ｕ型磁石
２  軟鉄ヨーク
３  回転子
４  棒磁石
５  プラスチック材
６  外周軟鉄ヨーク
７  Ｕ型小磁石群（コントロール用磁石）
８  弧状磁石対（動力用磁石）
９  弧状磁石対（コントロール用磁石）
１０  Ｕ型大磁石（コントロール用磁石）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年2月16日(2007.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
小型直流モータにおいて、界磁磁石を回転子の回転軸に垂直な２平面それぞれに１組ずつの弧状磁石対として配置し、各磁石の磁束は回転子の回転軸中心を通り、１組を回転子の回転軸に垂直となる平面上を手動で回転させることによって回転子の回転速度の制御を特徴とする、界磁磁石による回転子の速度制御。
【請求項２】
前記２組の界磁磁石を、それぞれの平面上に円形に配列したＵ型磁石群に分割したことを特徴とする請求項１記載の界磁磁石による回転子の速度制御。
【請求項３】
前記２組の界磁磁石を、それぞれの平面上で２個のＵ型大磁石にしたことを特徴とする請求項１又は２記載の界磁磁石による回転子の速度制御。
【請求項４】
前記２組の界磁磁石を、１つのＵ型大磁石と、その大磁石と同形の軟鉄とし、磁石の一方の極を回転子の回転軸から遠ざけ、他方の極を回転子の回転軸に近づけることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の界磁磁石による回転子の速度制御。
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月19日(2007.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
小型直流モータにおいて、界磁磁石を回転子の回転軸に垂直な２平面それぞれに１組ずつの弧状磁石対として配置し、各磁石の磁束は回転子の回転軸中心を通り、１組を回転子の回転軸に垂直となる平面上を手動で回転させることによって回転子の回転速度の制御を特徴とする、界磁磁石による回転子の速度制御装置。
【請求項２】
前記２組の界磁磁石を、それぞれの平面上に円形に配列したＵ型磁石群に分割したことを特徴とする請求項１記載の界磁磁石による回転子の速度制御装置。
【請求項３】
前記２組の界磁磁石を、それぞれの平面上で２個のＵ型大磁石にしたことを特徴とする請求項１又は２記載の界磁磁石による回転子の速度制御装置。
【請求項４】
前記２組の界磁磁石を、１つのＵ型大磁石と、その大磁石と同形の軟鉄とし、磁石の一方の極を回転子の回転軸から遠ざけ、他方の極を回転子の回転軸に近づけることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の界磁磁石による回転子の速度制御装置。