JP2000306292A - キャプスタンモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＡＶ関連機器に使用される小型キャプスタン
モータにおいて、軸受ハウジングの材質、形状を改善
し、低コスト・高品質を実現することを目的とする。 【解決手段】 キャプスタンモータの両軸タイプの軸受
ハウジングにマグネシウム合金を選定し、ハウジングの
底部のステータホルダーとの締結部に座４を形成し、ハ
ウジングのガイドシャフト接着溝底部隅にＲ部７を形成
し、ガイドシャフト接着溝上部に壁８を形成し、ガイド
シャフト接着溝末端に空気逃げの溝９を形成し、ハウジ
ング上メタル圧入部上部へオイル溜まり用の溝１０を形
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主としてＡＶ関連
機器に用いられるキャプスタンモータに係るもので、詳
しくは、その軸受ハウジングの装着及び構造に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の両軸タイプの軸受ハウジン
グ２（以下ハウジング）を採用したキャプスタンモータ
の断面構造を図９に示す。このモータではハウジングの
支柱部１４が長く、磁気テープ１５を走行駆動させるに
必要なテープをキャプスタンシャフト１６に押さえる
力、いわゆるピンチローラ圧ｐという圧力がキャプスタ
ンシャフトにかかった時にハウジング支柱部がたわみや
すい。支柱部がたわめばテープ走行が乱れ、最終的には
テープの破損を誘発し致命的な欠陥となる。

【０００３】このため、ハウジング材質は比較的ヤング
率が大きいことを基準として選択していた。したがって
ヤング率は大きくても２次クリープに問題がある亜鉛ダ
イカスト製かあるいは、ヤング率は亜鉛ダイカストの次
点になるが２次クリープ量が少ないアルミニウムダイカ
スト（以下アルミダイカスト）を切削により精度を確保
して使用していた。亜鉛はその特性上、鋳造金型の精度
を上げることで、このタイプのハウジングに求められる
精度は確保できるが２次クリープが大きな問題となって
いる。

【０００４】一方アルミダイカストはその特性上２次ク
リープは亜鉛に比較しはるかに少ないものの、亜鉛のよ
うに鋳造のみでは精度確保が難しく必要部分を後工程で
切削加工することにより精度を確保している。鋳造のみ
で精度確保が難しいという理由はアルミニウムの場合は
亜鉛に比較して溶融温度が高いため、金型の寿命が極端
に短い（亜鉛の約１０分の１）から頻繁に金型を起こさ
なければならず、精度をアップするための金型の微調整
とか、加工精度のアップ、金型材料の検討し改善するこ
とは非常にコスト的に不利であった。またマグネシウム
は亜鉛ほどではないにせよ融点がアルミニウムより若干
低いために金型寿命が経験上アルミダイカストの約５倍
あるから多少有利ではあるが１、及び２次クリープがア
ルミニウムより大きいことからキャプスタンモータの両
軸タイプの軸受ハウジングに使用することについてはい
まだに不安があった。又ハウジングの形状においても、
以下の点の考慮が不足していた。

【０００５】ハウジングをステータホルダーへ固定する
うえで垂直度がでていないとロータマグネットとステー
タホルダーとの隙間がアンバランスとなり磁気特性に影
響するため（ｂ）図のように切削加工によりハウジング
底部の平面と振れの精度を確保している。更にテープを
ガイドするためのガイドシャフトの接着溝部において接
着剤注入時のあふれによる接着剤垂れ、高温下でのメタ
ルオイル粘度低下でのオイル流出によるシャフトへの付
着対策、シャフト付着オイルのテープへの転写等の潜在
的問題をかかえていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の構成
の亜鉛ダイカストでは、その特性からピンチローラ圧ｐ
がダイレクトにシャフトにかかり、そのシャフトを支え
るハウジングの２次クリープ量が大きくなり最終的に記
録、再生用の磁気テープの走行がうまくいかなくなると
いう不安、アルミダイカストでは２次クリープの不安は
ないもののモータ取付精度を出すためにハウジングのモ
ータ取付部分の切削加工及びステータホルダーとの取付
垂直度を確保するため底部の全面切削加工も必要である
こと、更には鋳造時の湯温の高さから、金型寿命が亜鉛
ダイカスト等に比較し、１／５〜１／１０程度しかもた
ないため金型を頻繁に製作する必要があり大幅なコスト
アップの要因となっていた。

【０００７】また単純にマグネシウムに変更しても図７
に示すようなハウジングではヤング率が低い分（亜鉛＞
アルミ＞マグネシウム）形状的に補完が必要であること
や、ガイドシャフト接着時の接着剤上がりによる接着剤
の上メタル部への侵入、高温下でのメタルオイル流出対
策などの問題があった。本発明はこのような従来の課題
を解決するものであり、性能、コストとも満足するキャ
プスタンモータを実現することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、キャプスタンモータの両軸タイプの軸受ハウ
ジングの材料にマグネシウム合金を選定し、形状的な改
良を加えることで、金型寿命金型精度の維持確保と１次
クリープの対策とした。すなわちハウジングの底部のス
テータホルダーとの締結部に座を形成、そしてガイドシ
ャフト接着溝底部隅にＲ部を形成した。更に溝上部に壁
を形成することでガイドシャフト接着用接着剤のあふれ
防止とした。更にガイドシャフト接着溝下部末端に空気
逃げ溝を形成し接着剤の注入速度をアップした。更には
上メタル圧入部上部にオイル溜まり用の溝を形成した。
また、このようなハウジングを装着してキャプスタンモ
ータを構成したものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。

【００１０】（実施の形態１）本発明に係るキャプスタ
ンモータを図１に示す。図１はモータの側面断面図であ
る。また図２は亜鉛、アルミ、マグネシウムのヤング率
と融点を比較した表であり、図３は２次クリープ量のグ
ラフである。ここにこれらの代表的な物理特性を示した
ように、マグネシウムは融点がアルミより若干低くその
特性から鉄をおかしにくく金型的に長持ちするため金型
の精度を出すことを傾注するのにアルミより有利であ
る。

【００１１】また亜鉛ダイカストは融点が更に低いため
金型寿命が十分に長い、よって金型の精度だしに十分な
時間と費用を費やすことができる。この考えに着目する
ことでマグネシウムの金型を製作すれば、アルミのよう
に金型寿命があまりにも短すぎるために頻繁に金型を起
こす必要がない。アルミは金型寿命が短いため精度だし
に時間と費用がかけられないという大前提が存在してい
ることにより、このような両軸タイプの軸受ハウジング
の材料としてマグネシウム合金を選定した。更にマグネ
シウム合金を本キャプスタンモータに適用するにあたっ
ては、以下の実施例に示すさまざまな形状的な工夫・発
明が必要であった。

【００１２】（実施の形態２）本発明によるマグネシウ
ム合金ハウジングを図４に示す。（ａ）は正面図、
（ｂ）は底面図で（ｃ）は側面図である。図５はステー
タホルダーとの締結図である。図４（ｂ）においてハウ
ジング底部はステータホルダー３との垂直な締結をする
ことを目的として締結部のみ若干突き出し（０．０３）
座４とし狭い面積とすることで精度管理を楽にした。以
上を実施することで切削加工をしなくても要求精度が鋳
造のみで確保でき、精度良くハウジングをステータホル
ダーへ装着できる。狭い面積とすることで鋳造時のヒ
ケ、フクレ等の精度におよぼす悪影響を排除することが
できる。

【００１３】（実施の形態３）また上記ハウジングにお
いて支柱部側面にテープガイドシャフトを接着する溝６
を形成している。図６に示す（ａ）は側面図、（ｂ）は
上面図であり、この溝のためにピンチローラによって加
わるピンチローラ圧によるハウジング支柱のピンチロー
ラと反対側のたわみは溝がないときよりも大きくなる。
本モータにおける許されるハウジングのたわみ量は１０
μ以内であり、マグネシウム仕様は１２〜１３μ程度と
なって大きい。ヤング率を考慮すればマグネシウムはア
ルミニウムの２／３程度であり、１次クリープはアルミ
ニウムより大きい。マグネシウムをハウジング材料とし
て使用するためには少なくともたわみの大きさはアルミ
レベルまで近づけることが必要である。

【００１４】そこで、最も手っ取り早い方法はハウジン
グ支柱部の太さを太くすることであるが外観寸法に制約
があり、設計の変更は不可能である。更にピンチローラ
ーでシャフトに加圧した場合の応力解析を行った結果、
応力集中箇所でハウジング根元以外の場所はやはり支柱
部であり特にガイドシャフト接着溝の影響があることが
わかった。現在のガイドシャフトを接着する溝部の断面
形状は接着剤溜まりが必要なため角断面となっており円
筒断面のガイドシャフトに対し接着剤のはみ出し防止を
行っている。よってこの角断面を極力埋めることで支柱
部の断面積が増加したことになり１次クリープ量を低減
することができる。本モータの場合、隅にＲ部７を形成
することで対策とした。またＲの大きさは極力大きい方
がよいがシャフトの半径まで大きくすれば、断面形状を
角とした意味を持たないためＲシャフトＲ以下にしなけ
ればならない。本モータの場合シャフト径はφ２である
ためＲ＜１でありＲ＝０．５とした。

【００１５】（実施の形態４）テープガイドシャフト接
着図を図７に示す。（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図で
ある。テープガイドシャフト５はハウジングへ接着され
るがその時に注意しなければならないのは、シャフト表
面（ハウジングよりはみ出した部分）へ接着剤１１が付
着することは、テープ走行の安定性及びテープ表面のダ
メージから厳禁である。よってこのようなシャフトを接
着する接着剤は扱いやすい低粘度タイプのものを選んで
使用している。またその注入方法は、シャフトを溝には
め込んだ後、上方向１２より角断面の隅１３の隙間に瞬
時に注入される。その時、接着剤が下部まで浸透するの
に数秒かかるため、瞬間的に注入方向へ逆流しあふれる
場合がある。あふれた場合シャフト及びハウジングへ付
着する。本モータの場合、接着剤注入方向にはみ出し防
止壁８を形成することでシャフトや他部分への付着を防
止することができた。

【００１６】（実施の形態５）接着剤のはみ出し防止対
策として、接着剤注入時に瞬時に浸透させるためにはガ
イドシャフトと接着溝断面隅の微少なスキマの空気を逃
げやすくし空気抵抗を低減してやればよい。よって本モ
ータでは接着剤進行方向末端に空気逃げを図７のように
形成した。

【００１７】（実施の形態６）通常タイプのモータハウ
ジングは上下の軸受１をハウジングの所定の位置にただ
圧入するタイプであるが、このようなタイプであると周
囲温度が上昇したときに、メタルに含浸されているオイ
ルが膨張しあふれ出てハウジングやシャフトへ付着しテ
ープダメージ等の致命的な不良を誘発する場合がある。
この場合あふれる方向はハウジングの形状や付属部品の
形状によって異なるが、基本のオイルの流れとしては毛
細管現象によって小さなすき間を伝搬していくため毛細
管現象を断ち切るための方策を考えた。本モータの場
合、ハウジングメタル圧入部上部図８（ａ）（ｂ）図箇
所に上メタルのために円周状に段あるいは溝１２を形成
しオイル溜まりとし、毛細管を遮断した。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るキャプ
スタンモータにおいては、軸受ハウジングの材料をマグ
ネシウム合金とすることで、金型寿命を延ばし、金型の
精度アップが可能となり、最終的にハウジング単価の大
幅なコストダウンとなった。

【００１９】また、軸受ハウジング底部を従来の平面か
ら、突き出しの座とし狭い面積にしたことで、平面度、
振れの管理が容易となりハウジング鋳造時の精度だけで
ステータホルダーへの規格を満足した垂直締結が可能と
なった。

【００２０】また、軸受ハウジングのガイドシャフト接
着溝低部隅にＲを形成することによって、支柱断面積を
アップし、ピンチローラー圧に対するたわみを補正でき
た。更にハウジングのマグネシウム合金化にも貢献でき
た。

【００２１】また、軸受ハウジングのガイドシャフト接
着溝上部に接着剤上がり防止壁を形成したことによって
接着剤の他部分への付着が防止でき、テープの走行安定
性に寄与できた。

【００２２】また、軸受ハウジングのガイドシャフト接
着溝下部末端に空気逃げ用溝を形成したことによって、
ガイドシャフト接着時の接着剤浸透時間の短縮になり、
組立工数の低減が可能となり同時に接着剤上がり防止対
策ともなった。

【００２３】また、軸受ハウジングの上メタル圧入部上
部に溝を形成することにより、高温環境下でのメタルオ
イルの膨張によるはみ出し分をその溝に溜め、シャフト
への付着が防止可能となり、最終的に磁気テープへの付
着を回避できテープの安定走行が可能となった。

【００２４】また、このような軸受ハウジングを搭載し
たことによって、コストメリットのある、品質の安定し
たキャプスタンモータを製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るキャプスタンモータの断面構造図

【図２】ハウジング材質別特性表を示す図

【図３】ハウジング材質別クリープ特性グラフ

【図４】（ａ）本発明に係るハウジングの正面及び部分
拡大図 （ｂ）本発明に係るハウジングの底面図 （ｃ）本発明に係るハウジングの側面図

【図５】本発明に係るハウジングとステータホルダーの
締結図

【図６】（ａ）本発明に係るハウジングガイドシャフト
接着溝側面図 （ｂ）同接着溝断面図

【図７】本発明に係るハウジングのガイドシャフト接着
状態図

【図８】（ａ）本発明に係るハウジングのメタル圧入断
面図 （ｂ）本発明に係るハウジング上面図

【図９】（ａ）従来のキャプスタンモータの断面構造図 （ｂ）従来のハウジングの底、正面図 （ｃ）従来のハウジングの側、上断面、側断面図

【符号の説明】

１ 軸受 ２ 軸受ハウジング ３ ステータホルダー ４ 座 ５ テープガイドシャフト ６ シャフト接着溝底部 ７ 補強Ｒ部 ８ 接着剤上がり防止壁 ９ 空気逃げ用溝 １０ オイル溜まり用溝

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピンチローラーの加圧位置が上下の軸受
   の中間に位置する両軸タイプの軸受ハウジングの材料に
   マグネシウム合金を使用しているキャプスタンモータ。
2. 【請求項２】 ステータホルダーに対し軸受ハウジング
   を垂直に固定するため、締結部ビス穴周囲のみ丸形状等
   の幾何学的形状の狭い面積で突き出し、精度の確保をし
   やすいように座とした請求項１記載のキャプスタンモー
   タ。
3. 【請求項３】 テープガイドシャフトを接着する軸受ハ
   ウジングシャフト接着溝底部に、補強Ｒ部を形成した、
   請求項１に載のキャプスタンモータ。
4. 【請求項４】 テープガイドシャフトを接着するための
   軸受ハウジングシャフト接着溝上部に上部を塞ぐように
   薄く接着剤上がり防止壁を形成した請求項１記載のキャ
   プスタンモータ。
5. 【請求項５】 テープガイドシャフトを接着するための
   軸受ハウジングシャフト接着溝下部にその溝幅より小さ
   く、溝長手方向に空気逃げ用の溝を形成した請求項１記
   載のキャプスタンモータ。
6. 【請求項６】 軸受ハウジング上メタル圧入部上部にオ
   イル溜まり用の溝を形成した請求項１記載のキャプスタ
   ンモータ。