JPH01264555A - ブラシモーター及びブラシモーターを備えた磁気記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、コイルの整流にブラシとコンミテータを用い
た直流ブラシモーター及び、ブラシモーターを備えた磁
気記録装置に関する。

［従来の技術］ 従来のブラシモーターの構造は、第６図に示すごとき構
造であり、また、そのコイルの接続方向は第７図及び、
第８図に示すごとき構造である。

第６図は従来のブラシモーターの断面図であり、第７図
及び第８図はそれぞれコイルの接続図である。　　　　
。

第６図において、１はローター継鉄、２は駆動コイル、
３は主磁石で複数極に着磁されている。

４は主軸、５はローター継鉄１とはかしめ等により固定
し、主軸４とは圧入等により固定するブツシュであり、
６は主磁石３の磁気回路を構成する目的とモーター全体
のフレームの役割をするモーターフレーム、７は複数の
駆動コイルの接続を受けもつローター基板で、コイル数
と同一極数をもちラジアル方向に接触面を構成したコン
ミテータ９と接続している。８ａはころがり軸受、８ｂ
はメタル軸受である。１０はコイル２への通電をコンミ
テータ９との接触を通じて行うブラシであり、ブラシ１
０からのリード線はモーター回転数制御基板１１に接続
されている。

次にコイルの接続について説明する。第７図において、
駆動コイル２は６個あり、コイル２個を一対にして３相
から構成されており、３相の接続は周知のＹ型接続であ
る。またコンミテータ９は主軸４を中心に円筒形構造を
しており、円周方向、に６等分割されている。さらにブ
ラシ１０はコンミテータ９の外周に接触するように２個
配置されており、２個のブラシの取り付は角度はこの゛
場合は９０°となっている。

上記ブラシモーターの回転はブラシ１０とコンミテータ
９によりコイル２への通電のタイミングをンカ的に切り
換えることにより主磁石３の各極とコイル２の各相が吸
引あるいは反発力を得ることで、モーターの回転力とな
っている。また定速回転の制御は、回転数制御基板１１
により、ローターの回転速度に比例して発生するタコジ
ェネレータ出力を検出して、コイル２に流す電流を制御
してモーターの回転数を一定に保っている。

またコイルの通常の通電方法は、たとえば第７図のとと
くＣ相、Ａ相の２相のコイルに通電をし、コンミテータ
９０回転途中で第８図のごとく、となりあう２つのコン
ミテータがブラシによりショート状態となった場合（以
下、転流状態と称する）には、Ｂ相とＣ相のコイルは並
列に接続され、それがさらにＡ相と直列に接続される。

このようにモーターの回転により通電されるコイルが切
り換わり、２相通電−３相通電（転流状態）−２相通電
−というように通電される。

［発明が解決しようとする課題Ｊ しかし、かかる従来のブラシモーターは、３相あるコイ
ルの接続がＹ型接続となっているため転流状態以夕１の
通常通電時においては、コイルは３相あるうち２相ずつ
に通電され、回転トルクを発生させているものであるか
ら効率が低い通電方法となっている。このため、モータ
ーの回転トルクを大きくするためにはコイル体積を大き
くする、主磁石の体積を大きくする等の必要性があり、
モーターの薄型化に対する支障になっていた。

そこで、本発明は従来のこのような問題点を解決するも
ので、モーター効率が高く、形状的には全１ｖ型のブラ
シモーターを提供することを目的とする。

げた、ｈｆｌ来のブラシモーターは上記のように、モー
ターの回転）・ルクを得るためにコイルと主磁石の体積
を大きくする必要があり、モーター形状も厚みの厚いも
のであり、磁気記録装置に組み込む場合、磁気記録装置
そのものの厚みも厚くなっていた。

本発明の他の目的は、ブラシ付きＤＤモモ−−を磁気記
録装置に組み込んだ場合でもそのような問題が生ぜず、
薄型の磁気記録装置を提供する点に−ある。

［課題を解決するための手段］ 上記問題点を解決するため、本発明のブラシモーターは
、ステーターに設置した複数極をもつ主磁石と該主磁石
と平面対向し、基板を介してローター継鉄に固着した３
０倍数から成る複数個のコイルと、前記ローター継鉄の
回転中心に配した主軸と、該主軸を回転可能に受け支え
ハウジングを介してステーターに固定した軸受と、前記
主磁石と前記コイルの成す磁気回路により回転するロー
ターの回転を制御する制御基板と、前記コイルに通電を
行い、前記基板に対向して前記ステーターに配した複数
個のブラシと、前記コイルと同−敗の極数を有し、それ
ぞれが前記コイルと接続され、前記ブラシと回転接触を
して該コイルの通電を順次切り換えて行い、前記基板に
平面的に配したヲンミテータとから成り、 前記コイルは複数対を１相として３声で構成し、該３相
の接続はデルタ型接続をしていることを特徴とする。。

また、かかるブラシモーターを搭載した磁気記録装置が
構成される。

［作用〕 上記のように構成されたブラシモーターは、消費電流に
対する回転トルクを効率良く出力することができる。換
言すると所定の回転トルクを得るためには、従来よりも
小さなコイル及び主磁石の体積にて達成できるため、薄
型のモーターを提供することができる。

また、モーターが薄型化できるため、それを搭載する磁
気記録装置においても薄型化が可能になる。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第５図は、本発明の一実施例を示す図であ？て
、第１図は本発明のブラシモーターの全体構造を示す断
面図、第２図及び第３図は駆動コイルの通電方法を示す
図であって、第２図は通常通電の一例を示すコイル接続
の概略図、第３図は転流状態における通電の一例を示す
コイル接続の！略図である。第４図は本発明の要部詳細
図であり、第５図は左半分がロータ一部分を示す平面図
であって、右半分はステータ一部分を示す平面図である
。

第１図〜第５図において、２５ａは磁気ディスク（図示
省略）の金属性メディアハブをチャッキングする時に、
メディア・・ブを受けるで・ブ受け体、２５ｂは前記メ
ディアハブ声磁気吸引するためのチャッキングマグネッ
ト、２５ｃはメディアハブの駆動用に設けられたメτイ
ア孔に飲会してメディアハブを回転駆動するチャワキン
グローラーであり、磁気ディスクをチャッキン【するチ
ャッキングハブ２５を構成している。２１はモーターの
回転部分であって、駆動コイル２２とともに磁気回路を
構成するローター継鉄であり、本実施例では、チャッキ
ングハブ２５と一体構造となっているが、チャッキング
ハブ２５と別体構造であってもかまわない。２２．は駆
動コイルであり−っの相は複数の直列に接線されたコイ
ルがらなり、３相にて構成するためコイル数は３の債数
個で構成しである。本実施例では二つのコイルを一対と
して１相を形成しているが、１相中のコイル数は何個で
あっても良い。２７はローダ−基板であって、コイル２
２の結線のため、所望のパターンを配置しである。基板
材質は非磁性のガラスエポキシ系等の基板でも良いが、
本実施例ではコイル２２とローター継鉄２１の間に磁気
抵抗を生じないよう磁性体の基板にて構成しである。２
９はコンミテータ基板であり、第２図及び第３図に示す
ように円周方向に分割した平面的なパターンが形成して
あり、これがコンミテータ２９ａである。コンミテーク
２９ａは銅箔のパターンで形成しても良いし、更に導慕
性、耐摩肝性を、向上させるようＮｉメツキを銅箔上に
施し、更に金メツキをする等の表面処理をしても良い。

コンミテータの分割数はコイル２２と同数にしてあり等
分割である。本実施例では、ローター基板２７とコンミ
テータ基板２９を別基板としたが、ローター基板２７キ
にコンミテータのパターンを形成して、コンミテータ基
板を使わなくともかまわない。２４はモーターの主軸で
あり、ハブ受け体２５ａに１ｉＳＩＩ看されている。第
４呼において３２は、速度検出のためのＦＧマグネット
であり、その真下の制御基板３１上にはＦＧマグネット
の磁束により誘起電圧を発生するパターンが形成されて
いる。また３３はコンデンサであり、コイル２２のスイ
ッチング時に発生するノイズ、吸収用、さらにはコイル
のスイッチング時に発生するコイル鳴き音の吸収用にコ
イル間に接続されており、その容量は１μＦ以上のもの
が良い。以上のチャッキングハブ２５、ローター継鉄２
１、コイル２２、ローター基板２７、コル２２、ロータ
ー基板２７、コンミテータ基板２９、主軸２４を一体構
成の要素としてローター２０と総称する。

２６はモーターのσ体となるモーターフレームであり磁
性体にて形成しである。２８は軸受であり２８ａはボー
ルベアリング、２８ｂは含油メタルで構成しである。２
３はローター２０に対して回転方向の力を付与するため
の主磁石であり、Ｎ極とＳ極を１極とした極数は、１相
中のコイル数と等しく、本実施例では１相中にコイルが
２個ずつあり、主磁石の極数は２極で構成しである。

３１はローター２０の回転数を一定に保つための制御回
路を実装した制御基板であり、３４は軸受２８を固定し
つつ、モーターフレーム２６にネジ等の手段により固定
されるノ＼ウジングである。

３０は駆動コイル２２に、コンミテータ２９ａと接触し
て通電するためのブラシであって、本実施例では２個用
いてあり、その平面位置関係は第５図右手分に示す通り
主軸２４の中心に対し、互いに９０’の位置に配置して
あり、その中心からのように決めである。３０ａはブラ
シと制御基板３１とを接続するためのリード線であり、
リード線３０ａの制御基板３１までの配線は、主磁石２
３に一部切り欠き２３ａを設けて、該切り欠き２３ａの
中をリード線３０ａを通しである。さらにブラシ３０に
はローター２０の回転中に生ずる振動防止のための制振
ゴム３０ｂを砧り付けである。以上述べたモーターフレ
ーム２６、主磁石２３、ハウジング３４、ブラシ３０、
制御基板３１を一体構成の別要素としてステーター４０
と総称する。

以上のような構造のモーターにおいて、コイル２２の通
電方法について説明すると、通常通電時においては第２
図に示すように、各々のブラシは１極のコンミテータ２
９ａにだけ接触している。

このとき電流の流れる方向については第２図の場合、プ
ラス側のブラシからＢ相方向とＣ相方向に流れ、さらに
Ｂ相からＡ相に流れ、Ａ相とＣ相の電流が合流してマイ
ナス側のブラシへ流れるという経路をとる。従ってこの
状態では６個のコイルすべてが通電されており、主磁石
２３ＯＮ極、Ｓ極とコイル２２の位置関係を適正に配置
すると６個のコイルにはすべて回転方向の力が付与され
てローター２０が回転する。一方、第３図に示す転流状
態における通電方法について説明すると、プラス側のブ
ラシ３０は２極あコンミテータ２９ａに接触しており２
極のコンミテータ２９ａはショート状態になっている。

マイナス側のブラシは１極のコンミテータにのみ接触し
た状態である。このときの電流の流れる方向は、ショー
ト状態の２極のコンミテータにつながるコイルのＢ相に
おいてはＢ相コイル両端が同電位となるためＢ相には電
流は流れない。従って、プラス側のブラシよりＡ相コイ
ルとＣ相コイルに電流がそれぞれ流れ、それが合流して
マイナス側のブラシへ流れ込むという経路をとる。従っ
て、この状態ではローター２０の回転方向の力となるコ
イルは４個となるが、転流状態となる時間はコンミテー
タ２９ａの極間のスリット１１により決定されるもので
あり、該スリット中を極力狭く構成することにより転流
状態を短くし、回転トルクむらについても実用上問題と
ならない程度まで小さくすることが可能である。

従って、コイル２２を周知のデルタ型結線方法にするこ
とにより高効率の回転トルクを得ることができる。換言
すると、所定のトルクを得るにも、従来のＹ型接続より
も小さなコイル及び主磁石の体積にて得ることができる
ため、モーターの小型化、薄型化が可能となる。

次龜コイル通電に用いるブラシとコンミテータであるが
、平面方向に対向させて、コンミテータを基板上に形成
したことにより、従来の畏シアル方向に接触面をもらも
のではモーターの厚み方向にコンミテータが配され、こ
のコンミテータ部材の分厚み方向のスペースを確保する
必要があったのに対し、コンミテータ基板厚と、若干の
ブラシ設置空間だけですみ、モーターの薄型化に有利で
ある。また、従来のような高価なコンミテータ部材を用
いなくとも、十分な整流作用を実現できるため、コンミ
テータの製法が金フラッシュ等の表面処理だけでよく簡
単であり、コンミテータ部材を必要としない（すなわち
部品数削減）等の利点がある。

また、ブラシモーターの欠点としては、コイルのスイッ
チング時に発生する電気ノイズがあるが、ブラシモータ
ーを磁気記録装置に搭載した場合には、前記電気ノイズ
が磁気ヘッドにふく射され、信号の読み込み、書き込み
時に正常なデータパルスにノイズとして飛び込み、エラ
ーの発生源となる。このふく射ノイズの低減方法として
第５図右手分に示すように磁気ヘッドのある方向に主磁
石のＮ極とＳ極の切り換わり部分がくるように配置する
と良い。これは磁石の極の中心にコイルが達した瞬間に
コイルのスイッチングが行われるため、できるだけスイ
ッチングされるコイルと磁気ヘッドを遠ざけることによ
りふく射ノイズの磁気ヘッドへの飛び込みを減少するこ
とができる。

他の電気ノイズ対策として、コンデンサをコイル２２間
に接続する方法がある。接続としてはコンデンサ３個を
コイル間にＹ型に接続する方法（第２図、及び第３図に
示しである）、コイル１相の両端に並列に接続する方法
等がある。さらにはバリスタを上記コンデンサと同様に
接続しても効果が得られる。コンデンサ３個をコイル間
にＹ型に接続する方法については、電気ノイズ吸収の他
に、コイルのスイッチング時に発生するコイル鳴き音を
吸収する効果もあり、磁気記録装置が静かなオフィスで
使用されるようになった昨今、磁気記録装置も静かなも
のが要求される中で、コイルの鳴き音を吸収し、モータ
ーの回転音を小さくするということは磁気記録装置゛に
搭載する上では必要条件となる。コンデンサの容量はた
とえば１μＦ以上のものと０．１μＦ程度のセラミック
コンデンサを併用すると効果が大きい。さらにモーター
の回転音にはブラシとコンミテータが回転接触するとき
に発生する摺動音もあるが、これはローター継鉄２１と
ローター基板２７の間に存在する空間をエポキシ系の接
着剤等の防振材でうめると空間中の拡声作用を防止して
、実用上気にならない程度に音の発生をおさえることが
できる。

［発明の効果］ 本発明のブラシモーターは、以上説明したように、ブラ
シとコンミテータを平面対向に配置したことによりブラ
シモーターの薄型化を達成するとともに、コイルの結線
方法をデルタ型接続にしたことにより高効率の回転トル
クが得られ、モーター全体の体積の小型化、薄型化を促
進できる効果がある。

またかかるブラシモーターを磁気記録装置に搭載すると
、磁気記録装置の小型化、薄型化ができるという効果が
あり、さらに安価で音の静かな装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のブラシモーターの全体構造を示す断
面図、第２図及び第３図は駆動コイルの通電方法を示す
図であって、第２図は通常通電の一例を示すコイル接続
の概略図、第３図は転流状態における通電の一例を示す
コイル接続の概略図である。第４図は本発明のブラシモ
ーターの要部詳細図であり、第５図は左半分がロータ一
部分を示す平面図であって、右半分はステータ一部分を
示す平面図である。 第６図は従来のブラシモーターの断面図であり、第７図
及び第８図はそれぞれコイルの接続図である。 ２」・・・・・・・・・・・・ローター継鉄２２・・１
・・・・・・・・駆動コイル２３・・・・・・・・・・
・・主磁石 ２４・・・・・・・・・・・・主軸 ２５・・・・・・・・・・・・チャッキングハブ２６・
・・・・・・・・・・・モーターフレーム２７・・・・
・・・・・・・・ローター基板２８・・・・・・・・・
・・・コンミテータ基板３０・・・…・・・・・・ブラ
シ ３１・・・・・・・・・・・・制御基板以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士　鈴木喜三部（他１名） Ｘ　譜 工　　　　法　　　　　　・ ミ吏是固冷ぬに心心

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ステーターに設置した複数極をもつ主磁石と、該主
   磁石と平面対向し、基板を介してローター継鉄に固着し
   た３の倍数から成る複数個のコイルと、前記ローター継
   鉄の回転中心に配した主軸と、該主軸を回転可能に受け
   支えハウジングを介してステーターに固定した軸受と、
   前記主磁石と前記コイルの成す磁気回路により回転する
   ローターの回転を制御する制御基板と、前記コイルに通
   電を行い、前記基板に対向して前記ステーターに配した
   複数個のブラシと、前記コイルと同一数の極数を有し、
   それぞれが前記コイルと接続され、前記ブラシと回転接
   触をして該コイルの通電を順次切り換えて行い、前記基
   板に平面的に配したコンミテータとから成り、前記コイ
   ルは複数対を１相として３相で構成し、該３相の接続は
   デルタ形接続をしていることを特徴とするブラシモータ
   ー。 ２）第１項記載のブラシモーターを備えて構成したこと
   を特徴とする磁気記録装置。 ３）磁気ヘッドを前記主磁石のＮ極とＳ極の遷移線上に
   配置したことを特徴とする第２項記載の磁気記録装置。