JPH0360356A - モータ装置 - 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 本発明はテープレコーダのフライホイールもしくは、キ
ャプスタンを直接駆動するモータ装置に関するものであ
る。

従来の技術 近年、オーディオの分野においては、コンパクトディス
クいわゆるＣＤの普及をはじめ、メディアの音質向上は
著しく、テープレコーダに対しても高品位な録音再生が
のぞまれている。

従来から高性能のテープトランスポート部においてはモ
ータでテープを直接駆動するいわゆるダイレクトドライ
ブモータ（ＤＤモータ）方式が採用されてきた。

以下図面を参照しながら従来のＤＤモータ装置の一例に
ついて説明する。

第５図は従来のモータ装置の断面を示すものである。第
５図において、１はキャプスタンで、ロータ２に圧入さ
れている。３はバックヨークでロータ２に固着され、回
転駆動用マグネット４がバックヨーク３に外周部に一定
の間隙をもって固着されている。また５は回転状態検出
用マグネットで放射状に多極着磁され、対向するプリン
トコイル６とともに周波数発電方式により回転状態を検
出する。ここではマグネット５をＦＧマグネットと呼ぶ
。なお、これらの技術は周知のものであるがプリントコ
イル６の形状を第３図に示す。

ＦＧマグネット５はロータ２に固着され、ロータ２．バ
ックヨーク３．駆動マグネット４とともにフライホイー
ルを構成し、キャプスタン１と一体に回転自在に保持さ
れている。軟磁性材料からなるステータ基板７には、電
気配線基板（図示せず）を介して、あるいはまた直接に
駆動用アマチュアコイル８が複数個設けられている。

またスラスト軸受９がステータ基板７に設けられ、キャ
プスタン１の端面と当接し、駆動マグネット４とステー
タ基板７とによって引き合うスラスト荷重を保持してい
る。アマチュアコイル８の内側または近傍には駆動マグ
ネット４の回転位置を検出するためホール素子（図示せ
ず）が設けられている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成においては、駆動用マグ
ネット４のバックヨーク３への位置決め、固着は困難で
、治具等によって位置決めし、接着剤等で固着されてい
るため、組立コストや位置精度において問題であった。

またＦＧマグネット５についても同様にロータ２に接着
剤等で固着され、上述と同様、組立コストや取付精度の
確保が難しい等の問題点を有していた。

また、スラスト軸受９にあっては、キャプスタン１との
当接部において、局部的な部品表面の仕上がり具合に難
点（例えばヒケ等による凹み〉があっても、ステータ基
板に固着されているため、キャプスタン１の回転に悪い
影響を及ぼす恐れがある等の問題点を有していた。

本発明−は、上記問題点に鑑み、部品相互の位置決め精
度も含めて組立性の改善をはかり、また、スラスト軸受
にあっては局部的な部品の難点があっても自動的に最適
位置に調整し、キャプスタンの回転精度への悪影響を極
力低減することができるモータ装置、あるいはフライホ
イールを提供するものである。

課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のフライホイールは
、キャプスタンと一体に回転するロータと、ロータの外
形より小さな外形で、その外形部でロータに対して位置
決めあるいは保持されている回転状態検出用マグネット
とを備えたことを特徴とするものである。

または、本発明のモータ装置は、キャプスタンと一体に
回転するロータと、ロータの外形より小さな外形で、そ
の外形によってロータに対して位置決めされている回転
駆動用マグネットと、前記ロータに固着され、前記マグ
ネットの外形と等しいか小さな外形をもつほぼ平板で環
状のバックヨークを備えたものである。

また、バックヨークの外形が回転状態検出用マグネット
の外形よりも大きく、内形は回転状態検出用マグネット
の内形よりも小さいという条件を備えている。

または、回転駆動用マグネットの内径より、バックヨー
クの内径が小さいという条件を備えている。

また、本発明のモータ装置は、キャプスタンと当接して
フライホイールのスラスト荷重を受けるスラスト軸受が
、駆動用マグネットの対向位置にあるアマチュアコイル
を保持しているステータ基板に、完全に固着されること
なく、微小範囲においてステータ基板上で位置が移動可
能に構成されている。

また、本発明のモータ装置は、ステータ基板上に硬質あ
るいは軟質の印刷配線部材を設け、その印刷配線部材に
設けたアマチュアコイルとほぼ同形状のプリントパター
ン上にアマチュアコイルを構成するようにしたものであ
る。

また、そのプリントパターンが電気的に環状になってお
らず、あるいは、本来の配線パターンと電気的に絶縁さ
れているという条件を満たしている。

作用 本発明は上記した構成によって、回転状態検出用マグネ
ットのロータに対する位置決め及び固着は、そのマグネ
ットの外周側で行なうため、マグネットに対しては圧縮
方向となり、内側から位置決め、あるいは圧入、あるい
は絞め止めする場合に比べ格段に破壊しに＜＜、接着等
という工数がかかり扱いが面倒な組立法でなく、容易に
位置決め、圧入固着、あるいは絞め止め等が行なえるた
め、位置精度及び組立コストが大幅に改善できる。

また、回転駆動用マグネットに関しても、ロータに対す
る位置決めは、その外形で行なうため、きわめて容易に
なしえる。これは外形が駆動マグネットと同じかより小
さい平板状のバックヨークによって構成されているから
である。

また、バックヨークの内径が駆動マグネットの内径より
小さいため、バックヨークのロータへの固着は、圧入だ
けでなく、絞め止め等を用いても駆動用マグネットの組
込みが可能である。

また、回転状態検出用マグネットの着磁より、駆動マグ
ネットの着磁の方がより容量の大きな着磁装置を用いる
こととなり、それ故に、駆動マグネットの着磁を先に行
ない、残留磁界の小さな回転状態検出用マグネットに影
響を及ぼさない配慮が必要とされるが、回転状態検出用
マグネットの外形は、バックヨークの外形より小さく、
内形はバックヨークの内形より大きいため、換言すれば
、回転状態検出用マグネットの平面的な投影形状は、バ
ックヨークのそれよりも小さいため、着磁の順序にこだ
わることなく行なえ、互いの着−磁の影響を最小限に押
さえることができる。

また、キャプスタンの一端と当接し、フライホイールの
スラスト荷重をうけるスラスト軸受は、ヒケ等によりそ
の表面に局部的な難点を有していても、キャプスタンと
の当接部が最も適当となるよう、その取り付けられたス
テータ基板に対して、平面的に微小範囲で移動可能であ
るため、組立によるセンターずれ補正も含めキャプスタ
ンの回転精度に及ぼす悪影響を極力最小にすることがで
きる。

また、このスラスト軸受のキャプスタンとの当接部にキ
ャプスタンの当接部の球面の半径より大きな半影の半球
面状の凹み、あるいは、キャプスタンの当接部が円錐状
である時は、その頂角より大きな頂角をもつ円錐状の凹
みを設けることにより、キャプスタン回転精度に与える
影響を取り去ることができる。

また、ステータ基板上に印刷配線部材を介して、駆動マ
グネットと対向する位置に設けられたアマチュアコイル
は、その内側あるいはその近傍にホール素子を構威せね
ばならないため、もしくはアマチュアコイル自身の電気
的な配線用としてのプリントパターンが必要なため、ア
マチュアコイルの平面投影形状と重なってプリントパタ
ーン線が存在する。この時、プリントパターン線上にア
マチュアコイルを絶縁された状態で固着することは、も
ちろん可能であるが、そのプリントパターン以外に、は
ぼアマチュアコイルと同形状のプリントパターンを設け
ることにより、アマチュアコイルの固着高さのバラツキ
や、アマチュアコイルと印刷配線部材との間のインバラ
ンスな間隙の発生を防ぐことができ、モータ装置全体の
高さ精度の向上や、アマチュアコイルの固着強度の信頼
性を確保することができる。

また、上述のアマチュアコイルとほぼ同形状のプリント
パターンは、電気的に環状になっていたなら、アマチュ
アコイルに密着した１ターンコイルを構成することとな
るので、アマチュアコイルが発生する出力を減じること
となるが、前記プリントパターンは、環状になっていな
いため、その性能劣化の恐れもない。

また、前記プリントパターンは、電気的には本来の配線
用のプリントパターンと絶縁されているため、機能や性
能に悪影響を及ぼすこともない。

実施例 以下本発明の一実施例のモータ装置及びフライホイール
について、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例におけるモータ装置及び
フライホイールの断面図を示すものである。

第１図において、１１はキャプスタン、１２はロータで
ある。キャプスタン１１はロータ１２にブツシュ１３を
介して圧入されている。回転状態検出用のＦＧマグネッ
ト１４は、その外周部によってロータ１２に位置決めさ
れ、ロータ１２の一部１２ａを中心方向へ全周にわたっ
て塑性変形させることにより絞め止めされている。また
ＦＧマグネット１４はＦＧコイル基板１５上に描かれた
パターンコイル（第３図にその一例を示す〉１５ａに対
向した面１４ａに放射状に多極着磁されている。ＦＧコ
イル基板１５は軟磁性材料からなるＦＧジョーク６とと
もに、メカニズム基板１７に植立された複数のＦＧボス
１８にビス１９により固定されている。

キャプスタンギア２０はキャプスタン１１に圧入され、
ロータ１２と共に回転するよう一体に設けられている。

回転駆動マグネット２１のバックヨーク２２は、平板環
状の軟磁性材料からなりその内形によりロータ１２に位
置決めされるとともに、ロータ１２の一部１２ｂを塑性
変形させることにまりロータ１２に絞め止めされている
。バックヨーク２２の内外径がそれぞれ大きな内外形を
もち、外形はロータ１２の外形より小さな駆動マグネッ
ト２１は、放射状に４〜１０極程度（本実施例では８極
〉着磁され、外形でロータ１２に位置決めされて、自身
の磁力吸着力によりバックヨーク２２に吸着し、密着保
持されている。ロータ１２．ＦＧマグネット１４．バッ
クヨーク２２．駆動マグネット２１．ブツシュ１３．キ
ャプスタン１１によって構成されるフライホイールは、
メカニズム基板１７に植立された軸受２３に圧入された
メタル２４．２５によって、そのキャプスタン１１を回
動自在に保持されている。

メカニズム基板１７に支柱（図示せず）を介して固定さ
れた軟磁性材料からなるステータ基板２６上には、印刷
配線部材２７が密着保持され、さらにその上には、駆動
マグネット２１に対向する位置に複数のアマチュアコイ
ル２８が密着して設けられている。

２９は駆動マグネットの回転位置を検出するためのホー
ル素子で、本実施例においてはチップタイプのものが印
刷配線部材２７にハンダ付３０されている。

第２図にアマチュアコイル２８とホール素子２９の平面
的な配置を示す。

第３図は第２図のように配置されたアマチュアコイル２
８−１〜６及びホール素子２９−１〜３のプリント配線
の一例を示す印刷配線部材２７上のプリント配線パター
ンである。

アマチュアコイル２８−１〜２８−６とほぼ同形状に、
電気的には絶縁され、環状になっていないプリントパタ
ーン２７ａ〜２７ｅが設けられている。

３１はスラスト軸受で本実施例では樹脂材料からなり、
ステータ基板２６に構成されている。このスラスト軸受
３１は、はぼ位置決めの機能を有する円柱部３１ａとス
ラスト基板２６から脱落しないように設けられたフック
形状を持つ２本のばね性を有する係止部３１ｂとを持っ
ている。ステータ基板２６のスラスト軸受保持部の平面
的な形状を第２図の２６ａ〜２６ｃに示す。第１図の断
面図からも明らかであるが、スラスト軸受３１の係止部
３１ｂがステータ基板２６の２個の角穴部２６ａ、’２
６ｃに挿入され、樹脂のばね性によりフック部が係止し
ている。スラスト軸受の円柱部３１ａの直径より、ステ
ータ基板２６の丸穴部２６ｂの直径の方が、わずかに大
きいため、スラスト軸受３１はステータ基板２６上にお
いてわずかに移動可能に構成され、係止部３１ｂによっ
て脱落しないように設けられている。

以上のように本実施例によれば、ロータ１２の外形より
小さな外形のＦＧマクグネット１４を、その外形によっ
てロータ１２に位置決めし、絞め止めすることにより、
位置決め時の治具等や、接着時の組立工数を大幅に削減
でき、内径によって位置決め、圧入等にあっては、ＦＣ
マグネット１４の破壊等の事故も発生しうるがそれらを
も防止でき、従来と同等以上の性能を安価に実現しうる
ちのである。

また、回転駆動用マグネット２１においても、従来例に
みられるように、バックヨーク２２に位置決め、接着す
る必要がないために、本実施例の如く、接着や絞め等も
省略して、ロータ２１に正確に位置決め、保持が可能で
ある。これは、駆動マグネット２１等においては精度が
良好な外形をロータ２１によって位置決めしているから
であり、バックヨーク２２の外形が駆動マグネット２１
の外形より小さな平面であるがゆえに実現できたもので
ある。

また、バックヨーク２２の内径が駆動マグネット２１の
内径より小さくして構成したため、ロータ２２の位置決
めを内径で行ない、なおかつ接着せず絞め止めでロータ
１２への固着が可能となり、安価に組立できるものであ
る。

なお、バックヨーク２２のロータ１２への位置決めは、
内径で行なっているが、外形２２ａでも可能であり、そ
の場合のロータ１２の形状を第１図すに示す。

また、ＦＧマグネット１４の外径をバックヨーク２２の
外形より小さくし、かつ内径をバックヨーク２２の内径
よりも大きくすることにより、すなわち、ＦＧマグネッ
ト１４の平面投影形状がバックヨーク２２のそれにより
覆われてしまうような構成にしたことにより、通常、磁
力の弱いＦＧマグネットの着磁を駆動マグネット２１の
着磁より後で行なわねばならない制約を取り除け、ある
いは、より影響を少なくできるものである。

また、スラスト軸受３１をステータ基板２Ｇに設けるに
あたり、微小範囲において移動可能でなおかつ脱落しな
い構成としたために、スラスト軸受３１のキャプスタン
１１の端部１１ａとの当接部３１ｄに何かの不具合（ヒ
ケや微小範囲の傾きやくぼみ等）があった場合もまた組
立によるセンターずれ等の誤差も含めもっとも安定して
キャプスタン１１が回転する位置にスラスト軸受３１が
微小量移動し、極力回転ムラ等の悪影響を低減でき、安
価に高性能なりＤモータ装置を提供し、安定した生産を
実現できるものである。

また、スラスト軸受３１のキャプスタン１１との当接部
３１ｄに、球面や、円錐形の凹部を設けることにより、
より安定した位置にスラスト軸受３１が移動するような
構成も可能であり、その−例を第１図すに示す。

また、印刷配線部材２７のプリント配線パターンにおい
て、第４図の２７ａ〜２７ｅに示すごとく、本来の配線
とは絶縁され、環状になっていないプリントパターンを
設けることにより、ホール素子２９−１〜２９−３のた
めの配線用のプリントパターンが、アマチュアコイル２
８の下を通った場合にもそれによって高さのバラツキ（
プリントパターンの厚さ）や、１個のアマチュアコイル
においては、印刷配線部材２７とのインバランスな間隙
を補正し、接着強度の安定化をはかることができるもの
である。

発明の効果 以上のように本発明は、キャプスタンと共に回転するロ
ータの外形より小さな外形の回転状態検出用マグネット
を、その外形によってロータに位置決めし、圧入もしく
は絞め止めめすることにより、そのマグネットを破壊す
ることなく、治具による位置決めや接着をなくして容易
に組立を可能にし、従来と同等以上の性能を安価に実現
しうるものである。

また、ロータ外形よりも小さな外形の駆動用マグネット
と、その駆動用マグネット外形と同じかそれより小さな
平板状のバックヨークとで構成することにより、駆動用
マグネットのロータもしくは、バックヨークに対する位
置決めを治具なぐ極めて容易にし、接着等の工程を省く
ことにより、安価に従来と同等以上の性能をもつフライ
ホイールを提供することができる。

また、バックヨークの内径が駆動用マグネットの内径よ
り小さいため、回転状態検出用マグネット同様に圧入や
絞め止め等が可能となる。

また、回転状態検出用マグネットの平面的な投影形状は
、バックヨークの同じくその中にか°くれるような形状
、すなわち、回転状態検出用マグネットの内径はバック
ヨークのそれより大きく、一方法形はバックヨークのそ
れより小さいため、回転状態検出用マグネットと駆動マ
グネットを、はぼ隔離することができ、着磁時の互いの
影響を最小に押えることができ、加工工程の制約を極力
少なくすることができる。

また、スラスト軸受をステータ基板上で微少範囲内で移
動可能に構成したことにより、キャプスタンとの当接面
において、最もよい条件に自動的に調整できることとな
る。なお、スラスト軸受の当接面に球面あるいは円錐状
の凹みをつくることにより、組立上の誤差をも吸収し、
回転ムラなどの悪影響を極力押え込むことが可能となる
。

また、駆動用マグネットの対向位置に、ステータ基板上
に印刷配線部材を介して設けられた複数個のアマチュア
コイルと、はぼ同形状のかつ電気的ｌこ本来の配線とは
絶縁されている環状でないプリントパターンを設けるこ
とにより、アマチュアコイル周辺のホール素子等の配線
がアマチュアコイルの下を通っている場合であっても、
それぞれのアマチュアコイル間の高さのバラツキや、ｌ
ａｌのアマチュアコイルにおいてもプリントパターンに
よる印刷配線部材との間隙のインバランスをなくすこと
により接着強度のバラツキを押さえることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明の第１の実施例における直接駆動タイ
プのモータ装置およびフライホイールの断面図、第１図
すは本発明の第２の実施例を示すモータ装置およびフラ
イホイールの断面図、第２図はアマチュアコイル、ホー
ル素子およびステータ基板のスラスト軸受保持部を示す
平面図、第３図は回転状態検出手段としてのＦＧコイル
のパターン図、第４図はアマチュアコイルおよびホール
素子を配線するための電気配線基板のプリントノくター
ン図、第５図は従来のモータ装置およびフライホイール
の断面図である。 １１・・・・・・キャプスタン、１２・・・・・・ロー
タ、１４・・・・・・ＦＧマグネット、２１・・・・・
・駆動用マグネ・ソト、２２・・・・・・バックヨーク
、２６・・・・・・ステータ基板、２７・・・・・・印
刷配線部材、２８・・・・・・アマチュアコイル、２９
・・・・・・ホール素子、３１・・・・・・スラスト軸
受。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）キャプスタンと、そのキャプスタンと一体的に回
   転するロータと、そのロータの外形より小さな外形でロ
   ータと一体的に回転する環状の回転状態検出用のマグネ
   ットとを備え、前記マグネットがその外周部でロータに
   対して位置決めあるいは保持されていることを特徴とす
   るフライホイール。
2. （２）キャプスタンと、そのキャプスタンと一体的に回
   転するロータと、そのロータの外形より小さな外形でそ
   の外形によってロータに位置決めされ、ロータと一体的
   に回転する環状の回転駆動用マグネットと、その回転駆
   動用マグネットの外形と等しいかもしくは小さな外形で
   ロータと一体的に回転し、軟磁性材料からなるほぼ平板
   状で環状の上記回転駆動マグネット用バックヨークとを
   備えたことを特徴とするモータ装置。
3. （３）キャプスタンと、そのキャプスタンと一体的に回
   転するロータと、そのロータと一体的に回転する回転駆
   動用マグネットと、軟磁性材料からなるステータ基板と
   、そのステータ基板上に直接もしくは印刷配線部材を介
   して前記回転駆動用マグネットと対向した位置に設けら
   れたアマチュアコイルと、前記ステータ基板に設けられ
   、微小範囲内においてその位置が自在に移動可能に構成
   されて前記キャプスタンと当接するスラスト軸受とを備
   えたことを特徴とするモータ装置。
4. （４）キャプスタンと、そのキャプスタンと一体的に回
   転するロータと、そのロータと一体的に回転する回転駆
   動用マグネットと、軟磁性材料からなるステータ基板と
   、そのステータ基板上に設けられた軟質または硬質の印
   刷配線部材と、その印刷配線部材上の前記回転駆動用マ
   グネットと対向する位置に構成されたアマチュアコイル
   と、そのアマチュアコイルの内側または近傍に設けられ
   、前記マグネットの回転位置を検出するホール素子とを
   備え、前記アマチュアコイルを前記印刷配線部材上に設
   けたアマチュアコイルとほぼ同形状のプリントパターン
   上に設けたことを特徴とするモータ装置。
5. （５）請求項２記載のモータ装置であって、バックヨー
   クは回転駆動用マグネットの内径より小さく、その内径
   でロータに位置決めおよび絞め止めされていることを特
   徴とするモータ装置。
6. （６）請求項２記載のモータ装置であって、ロータに設
   けた回転状態検出用マグネットの外形がバックヨークの
   外形よりも小さく、かつそのマグネットの内径がバック
   ヨークの内径よりも大きいことを特徴とするモータ装置
   。
7. （７）請求項（４）記載のモータ装置であって、そのア
   マチュアコイルとほぼ同形状のプリントパターンが、電
   気的に環状になっていないことを特徴とするモータ装置
   。
8. （８）請求項（７）記載のモータ装置であって、そのプ
   リントパターンが本来の配線パターンと絶縁されている
   ことを特徴とするモータ装置。
9. （９）請求項（３）記載のモータ装置であって、スラス
   ト軸受のキャプスタンとの当接部分に、球面の一部もし
   くは円錐状の凹部を備えたことを特徴とするモータ装置
   。