JP2973214B2 - モータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光ディスク、光磁気ディスク或はハードデ
ィスクなどの駆動等に用いられる周波数発電機付きのモ
ータに関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］ ブラシレスモータ等に、その駆動用のロータマグネッ
トよりも極数の多い周波数発電用マグネットを備えた周
波数発電機を設け、周波数発電機に発生する電圧信号を
例えばパルス波に整形して種々の制御に利用するような
場合、周波数発電機に発生する電圧信号にロータマグネ
ットの磁気的影響が及ぶと、そのままでは必要なパルス
波を得たり正確な回転速度を検出することができないの
で、その電圧信号を電気的なフィルタに通してロータマ
グネットの影響を排除することが行われている。

しかしながら、周波数発電用マグネットとロータマグ
ネットとが近接している場合は、フィルタに高度な調整
を施す等の高度な処理を行わなければロータマグネット
の影響を十分に排除し切れず、パルス波を出力する場合
などには、ジッタ、すなわち立ち上がりや立ち下がり時
期の理論値からのずれが大きくなることを免れ難い。

周波数発電にロータマグネットの磁気的影響が及ぶの
を防止するために、周波数発電用マグネットとロータマ
グネットの間にシールド板を設けることも行われるが、
それだけで十分な効果を挙げるのは困難である。また周
波数発電用マグネットをロータマグネットから大きく離
すことも行い得るが、例えば光ディスク等の駆動に用い
る場合におけるコンパクト化の要請に反する。

本発明は、従来技術に存した上記のような問題点に鑑
み行われたものであって、その目的とするところは、周
波数発電に対するロータマグネットの磁気的影響が相対
的に低減され、周波数発電機に発生する電圧信号からロ
ータマグネットの影響を除外するために高度な処理を使
用しなくとも、例えばジッタの小さいパルス波等の精度
の良い出力信号を得ることができ、コンパクト化の要請
にも適応し得る周波数発電機付きのモータを提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のモータは、環状
のロータマグネットと、そのロータマグネットと半径方
向に間隔を隔てると共に同軸状をなす環状の周波数発電
用マグネットとを備えたロータを有する周波数発電機付
きのモータにおいて、 強磁性材料製の回路基板に、前記周波数発電用マグネッ
トに相対するように周波数発電用導通路が設けられ、前
記回路基板における前記周波数発電用導通路と前記ロー
タマグネットの半径方向位置との間に、少なくともその
回路基板の強磁性材料部分を貫通する複数の基板貫通孔
が周方向不連続状に設けられ、周波数発電に対するロー
タマグネットの磁気的影響が低減されている。

［作用］ ロータの周波数発電用マグネットに相対する周波数発
電用導通路が、強磁性材料製の回路基板に設けられてい
るので、周波数発電用マグネットからの磁束が周波数発
電用導通路が設けられている部分の回路基板を通り易く
なり、その周波数発電用導通路に鎖交する磁束密度が高
くなる。従って、周波数発電用マグネットとの相対回転
により周波数発電用導通路に発生する信号電圧レベルが
高まる。

周波数発電用マグネットと同軸状をなすと共に半径方
向内側又は外側に間隔を隔てるロータマグネットからの
磁束も回路基板を通り易くなるが、回路基板における周
波数発電用導通路とロータマグネットの半径方向位置と
の間に、少なくともその回路基板の強磁性材料部分を貫
通する基板貫通孔が設けられているため、その基板貫通
孔において磁気抵抗が急増し、回路基板を通るロータマ
グネットからの磁束が周波数発電用導通路の側へは流れ
にくくなって周波数発電に対するロータマグネットの磁
気的影響の増大が抑えられる。

基板貫通孔は周方向不連続状に設けられているので、
回路基板における基板貫通孔の内側と外側との機械的な
一体性は保たれる。

［実施例］ 本発明の実施例等を、図面を参照しつつ説明する。

第１図は、参考例としての光ディスク駆動用モータの
縦断面図、第２図は、第１図におけるＶ−Ｖ線要部断面
図である。

10はモータフレームである。モータフレーム10の中央
部にはロータ軸11が貫通しており、ロータ軸11は上下軸
受12・13を介してモータフレーム10に回転自在に支持さ
れている。

ロータ軸11のうちモータフレーム10の下方に突出する
下端部には、強磁性材料製のカップ形のロータヨーク部
材14が固定されている。このロータヨーク部材14におけ
る周壁14aの外周部には、ロータ軸11と同軸状に環状の
ロータマグネット16が設けられており、主にロータヨー
ク部材14とロータマグネット16とによりロータ18を構成
している。このロータマグネット16は８極からなり、各
磁極16a‥‥16aは径方向に着磁されている。各磁極16a
‥‥16aの強さは6000ガウスである。

ロータマグネット16の外周には、モータフレーム10に
固設されたステータコア20にステータコイル22が捲回さ
れてなるステータ24が、半径方向ギャップを隔てて相対
している。

ロータヨーク部材14の底板部14bの下面側には、ロー
タ軸11と同軸状に、環状の周波数発電用マグネット26が
設けられている。この周波数発電用マグネット26は34極
からなり、各磁極26a‥‥26aは軸方向に着磁されてい
る。各磁極26a‥‥26aの強さは100ガウスである。

ロータヨーク部材14にはロータマグネット16と周波数
発電用マグネット26の両者が設けられているので、ロー
タヨーク部材14はその両者に対するヨークとして作用す
る。またこのロータヨーク部材14はロータフレームとし
ての機能も果たしている。なお、ロータフレームとロー
タヨーク部材を別体とし、ロータフレームにロータヨー
ク部材を固設することも可能である。

そしてロータヨーク部材14の底板部14bにおける周波
数発電用マグネット26の外周側に、その底板部14bを上
下に貫通するヨーク貫通孔30‥‥30が設けられている。
このヨーク貫通孔30‥‥30は円弧形のスリット状をな
し、ロータヨーク部材14におけるロータマグネット16と
周波数発電用マグネット26の間の円周上に位置してい
る。隣接する各ヨーク貫通孔30‥‥30の間には残部32‥
‥32が存在し、これによって周方向不連続状となってい
る。そのためロータヨーク部材14におけるロータマグネ
ット16の部分と周波数発電用マグネット26の部分との機
械的な一体性は保たれ、ロータフレームとしての機能を
十分に果たし得る。各ヨーク貫通孔30‥‥30の長さ及び
残部32‥‥32の長さは実質上均一であり、各ヨーク貫通
孔30‥‥30は、その外周側に位置するロータマグネット
16の各磁極16a‥‥16aの中央部に残部32‥‥32が相対す
るように配設されている。この例においてはヨーク貫通
孔30‥‥30はロータマグネット16の磁極数と同数となっ
ているが、これに限定されるものではない。

ロータヨーク部材14の底板部14bの下方には、モータ
フレーム10に固定された回路基板34の上面が相対してい
る。回路基板34の上面部には、周波数発電用マグネット
26に相対するように環状に配列された短形状パターンか
らなるコイルパターン36（周波数発電用導通路の一
例。）が設けられており、主にこの周波数発電用マグネ
ット26とコイルパターン36とが、全周積分タイプの周波
数発電機を構成している。

また回路基板34上には、ロータマグネット16の磁極位
置を検出するためのホール素子38が設けられている。

一方、ロータ軸11のうちモータフレーム10の上方に突
出する上端部にはカップ形のハブ部材40が固定されてい
る。ハブ部材40の底板部40a上には、光ディスク42を吸
着するための吸着用マグネット44が設けられている。

ロータ18が回転することによりコイルパターン36の両
端に発生する交流電圧信号は、周波数発電用マグネット
26からの磁束がコイルパターン36を切ることによりコイ
ルパターン36の両端に発生する交流電圧信号、すなわち
回転速度に比例した周波数を有する目的とする交流電圧
信号に、周波数発電用マグネット26に比し磁力が強く磁
極数が少ないロータマグネット16からの磁束がロータヨ
ーク部材14を通って周波数発電用マグネット26の部分に
達し、その磁束がコイルパターン36を切ることにより発
生する低周波数（目的とする交流電圧信号の4/17）の交
流電圧が合成されたものとなる。

ところが、ロータヨーク部材14におけるロータマグネ
ット16と周波数発電用マグネット26の間の部分にそのロ
ータヨーク部材14を上下に貫通するヨーク貫通孔30‥‥
30が設けられているため、そのヨーク貫通孔30‥‥30に
おいて磁気抵抗が急増してロータマグネット16からの磁
束が流れにくくなり、周波数発電用マグネット26により
コイルパターン36の両端に発生する目的とする交流電圧
信号に対するロータマグネット16の磁気的影響は低減さ
れる。ロータマグネット16における隣接磁極16a‥‥16a
の境界部付近においてはロータヨーク部材14を通る磁束
の量が大きくなるが、その境界部に各ヨーク貫通孔30‥
‥30の周方向中央部が相対しているため、特に、周波数
発電に対するロータマグネット16の磁気的影響を低減さ
せる効果が高い。

このように、周波数発電に対するロータマグネット16
の磁気的影響を低減させる効果を高めるには、各ヨーク
貫通孔30‥‥30は、ロータマグネット16の各磁極16a‥
‥16aの境界部に隣接ヨーク貫通孔30‥‥30間の残部32
‥‥32が相対することのないように配設することが望ま
しい。

スリット状をなすヨーク貫通孔30‥‥30の半径方向幅
は、加工容易性やロータマグネット16による磁界の影響
を考慮して、0.3mm以上とすることが望ましい。またそ
の周方向長さは、ロータマグネット16の磁気的影響が周
波数発電に及ぶのを抑制する上ではできるだけ長い方が
望ましい。

なお、第１図に２点鎖線で示すような環状のシールド
部材46をヨーク貫通孔30‥‥30とロータマグネット16の
間の部分に配装することにより更に周波数発電に対する
ロータマグネット16の磁気的影響を低減させる効果を上
げることが可能である。

計測試験 以上に説明した例のモータであって、周波数発電用マ
グネット26の内外径がそれぞれ約7mm及び10mm、各ヨー
ク貫通孔30‥‥30の内周半径及び外周半径がそれぞれ約
10.5mm及び11.5mm、隣接ヨーク貫通孔30‥‥30間の残部
32‥‥32の周方向長さが約2mm、ロータマグネット16の
内外径がそれぞれ約12.5mm及び14mmであるものについ
て、周波数発電機の出力を計測したところ、ジッタは0.
5μsecであった。ロータマグネット16の磁気的影響を排
除するために電子的フィルタを用いたが、その電子的フ
ィルタに高度な調整を施す必要性は認められなかった。

比較試験 比較のため、ヨーク貫通孔30‥‥30を設けないこと以
外は上記計測試験に用いたものと同様のモータについて
周波数発電機の出力を計測したところ、電子的フィルタ
に高度な調整を施す必要が認められ、そのような調整を
行うことにより、ジッタを５μsecとすることができ
た。

第３図は、本発明モータの実施例である光ディスク駆
動用モータの縦断面図、第４図は、第３図におけるVI−
VI線要部断面図である。

第３図及び第４図中の符番は、第１図及び第２図に示
した前記参考例における共通の符番と同意義である。

50は、強磁性材料製の回路基板である。

この強磁性材料製の回路基板50というのは、全体が強
磁性材料製である必要はない。一般的には、強磁性材料
製の基板に絶縁材料と導電パターンを組合せたものが用
いられる。

回路基板50における、コイルパターン36の外周側で、
且つロータマグネット16の半径方向位置の内周側の円周
上に、その回路基板50を上下に貫通する基板貫通孔52‥
‥52が９個所設けられている。この基板貫通孔52‥‥52
は円弧形のスリット状をなし、隣接する各基板貫通孔52
‥‥52の間には残部54‥‥54が存在して周方向不連続状
となっている。そのため回路基板50における基板貫通孔
52‥‥52の内側と外側との機械的な一体性は保たれる。
各基板貫通孔52‥‥52の長さ及び残部54‥‥54の長さは
実質上均一である。

この実施例のモータでは、周波数発電用マグネット26
に相対するコイルパターン36が強磁性材料製の回路基板
50に設けられているので、周波数発電用マグネット26か
らの磁束がコイルパターン36が設けられている部分の回
路基板50を通り易くなり、そのコイルパターン36に鎖交
する磁束密度が高くなる。従って、ロータ18の回転によ
りコイルパターン36の両端に発生する目的とする交流電
圧信号のレベルが高まる。

ロータマグネット16からの磁束も回路基板50を通り易
くなるが、回路基板50におけるコイルパターン36とロー
タマグネット16の半径方向位置の間に、その回路基板50
を貫通する基板貫通孔52‥‥52が設けられているため、
その基板貫通孔52‥‥52において磁気抵抗が急増してコ
イルパターン36の側へは前記ロータマグネット16からの
磁束が流れにくくなり、周波数発電に対するロータマグ
ネット16の磁気的影響の増大が抑えられる。

そのため、周波数発電用マグネット26によりコイルパ
ターン36の両端に発生する目的とする交流電圧信号に対
するロータマグネット16の磁気的影響は相対的に低減さ
れる。

基板貫通孔52‥‥52の数は、例えばロータマグネット
16の磁極数が８又は６の場合に９とする等、ロータマグ
ネット16の磁極数又はその整数倍とは異なる数とし、ロ
ータ18の回転により隣接基板貫通孔52‥‥52間の残部54
‥‥54が２個所以上同時にロータマグネット16の各磁極
16a‥‥16aの境界部に相対することのないようにするこ
とが望ましい。磁極16a‥‥16aの境界部付近では漏れ磁
束の量が大きくなるので、残部54‥‥54が２個所以上同
時にロータマグネット16の各磁極16a‥‥16aの境界部に
相対することが起こると、コイルパターン36の両端に発
生する目的とする交流電圧信号に対するロータマグネッ
ト16の磁気的影響が大きく変動することとなるからであ
る。

スリット状をなす基板貫通孔52‥‥52の半径方向幅
は、加工容易性やロータマグネット16による磁界の影響
を考慮して、0.3mm以上とすることが望ましい。またそ
の周方向長さは、ロータマグネット16の磁気的影響が周
波数発電に及ぶのを抑制する上ではできるだけ長い方が
望ましい。

また、以上の実施例のモータはラジアルギャップ形で
あるが、本発明はアキシャルギャップ形についても実施
可能である。

［発明の効果］ 本発明のモータでは、回路基板が強磁性材料製である
から、周波数発電用マグネットからの磁束が周波数発電
用導通路が設けられている部分の回路基板を通り易くな
って周波数発電用導通路に発生する信号電圧レベルが高
まり、一方、回路基板を通るロータマグネットからの磁
束は周波数発電用導通路の側へは流れにくいので、周波
数発電に対するロータマグネットの磁気的影響が相対的
に低減される。従って周波数発電機により得られる信号
からロータマグネットの影響を除外するためのフィルタ
に高度な調整を施す等の高度な処理の必要性が低下し、
例えばジッタの小さいパルス波等の、精度の良い周波数
発電出力信号を得ることが可能となる。而もコンパクト
化の要請にも反せず、また基板貫通孔は周方向不連続状
に設けられていて回路基板における基板貫通孔の内側と
外側との機械的な一体性は保たれるので、部品点数の増
加などによる製造効率の低下等を回避し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、参考例としてのモータの縦断面図、第２図
は、第１図におけるＶ−Ｖ線要部断面図、第３図は、本
発明モータの実施例の縦断面図、第４図は、第３図にお
けるVI−VI線要部断面図である。 図面中、14はロータヨーク部材、16はロータマグネッ
ト、18はロータ、26は周波数発電用マグネット、30はヨ
ーク貫通孔、34は回路基板、36はコイルパターン、52は
基板貫通孔である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】環状のロータマグネットと、そのロータマ
   グネットと半径方向に間隔を隔てると共に同軸状をなす
   環状の周波数発電用マグネットとを備えたロータを有す
   る周波数発電機付きのモータにおいて、 強磁性材料製の回路基板に、前記周波数発電用マグネッ
   トに相対するように周波数発電用導通路が設けられ、前
   記回路基板における前記周波数発電用導通路と前記ロー
   タマグネットの半径方向位置との間に、少なくともその
   回路基板の強磁性材料部分を貫通する複数の基板貫通孔
   が周方向不連続状に設けられ、周波数発電に対するロー
   タマグネットの磁気的影響が低減されていることを特徴
   とするモータ。