JPH0374165A - パルス信号発生器付きモータ - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はパルス信号発生器を有するモータに係り、例え
ばビデオテープレコーダ（＼７ＴＲ＞の回転ヘッド駆動
用モータ等に用いて好適するパルス信号発生器１ｔきモ
ータに関する。

（ロ）従来の技術 最近、パルス信号発生器付きモータとしては、第８図に
示すような構成のものが提案されている。第８図はＶ　
Ｔ　Ｒの回転ヘッド駆動用に適用した例である。

即ち、中央にシャフト（５１）が挿涌される貫通孔ヲ有
し、−吋のボールベアリング（５３）、　（５５）を共
軸的に保持する軸受ハウジングとなる固定シリンダ（７
３）の外周には回路基板（７１）が重ねられ、リング状
のスペーサ板（５５〉を介して磁・ｃ１コア（５７）が
固定されている。この磁心コア（５７）は放射状に伸び
る複数の突極歯（５７ａ）を有し、これら突極歯（５７
ａ）には駆動コイル（５９）が巻装されている。

符号（６８）はパルス信号発生器としてのフォトカップ
ラである。

−ｔｉのボールベアリング（５３）、（５５）に回転自
在に支持されたシャツ）（５１）の先端部には、光透過
性合ＦＲｍ脂をカップ状に成形したロータケース（６５
）が取付けられている。このロータケース（６５）の内
側には、環状の強磁性体板（６３）に取り付けられた駆
動マグネット（６１）が磁心コア（５７）を囲むように
固着されている。そして、ロータケース（６５）の側壁
（６５ａ　）が回路基板（７１）に配置した７オトカツ
プラ（６８）のスリットに挿入されている。尚、符号（
７５）は回転シリンダである。

一般的に、この種のモータでは駆動マグネ；・ト（６１
）の位置そ検出して複数の駆動コイル（５９）を交互に
切り換え通電することによってロータケース（６５）が
回転する。

そこでＬ述した構成のモータでは、光透過性合戊財脂製
のロータケース（６５）の側壁（６５ａ）に、第８図及
び第９図に示すように１個または複数個の幅広の光遮蔽
用縦縞（６６ａ）を形成すると共にこれから所定の間隔
で幅の狭い縦縞（６６ｂ）を複数形成し、７オトカツプ
ラ（６８）の発光素子（ＬＥＤ）（６９）からの光の透
過又は遮断を受光素ｆ（）オドトランジスタ）　（６７
）で検出するｈ！戊となっていた。

このような構成を採用することにより、第９図に示すよ
うに、高レベルのパルス信号（Ｐ、）の後に複数の低レ
ベルのパルス信号（Ｐ４）を出力し、高レベルのパルス
信号（Ｐ、）を駆動マグネット（６１）の位置検出信号
として利用する一方、低レベルのパルス信号（Ｐ、〉を
速度検出や駆動コイル（５９）’＼の通電切換信号とし
て用いている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、このようなフォトインタラプタ方式を用
いたモータでは、以下のような解決すべき課題を有して
いる。

■ロータケース（６５）の側壁（６５ａ）の曲面上に幅
広の縦縞（６６ａ）と幅狭の縦縞（６６ｂ）とを正確に
ｊＥＪ戊する必要がある。

■フォトカップラ（６８）の取付はスペースが必要とな
って回路基板（７１）の小型化に障害となる。

■フォトカップラ（６８）は高価であるため、モータの
コストダウンが制限される。

■ロータケース（６５）の側壁（６５ａ　）が汚れると
、フォトカップラ（６８）からの検出パルス信号の精度
が低下する。

本発明はこのような従来の欠点を解消するたぬに戊され
たもので、正確なパルス信号の出力が容易で、構成が簡
単かつ安価なパルス信号発生器付きモータの提供を目的
とする。

（ニ）課題を解決するための手段 このような目的を達成するために本発明のパルス信号発
生器付きモータは、ステータ部材に配置された駆動コイ
ルと、このステータ部材に回転自在に支持されたロータ
ヨークに固着され駆動コイルとλ・を向する環状の駆動
用マグネットと、そのロータヨークに配置され周方向に
多極着磁さｔしたパルス信号発生用マグネットと、この
パルス信号発生用マグネットに対向させてステータ部材
に配置されたパルス信号発生器とを備えたモータであっ
て、このパルス信号発生用マグネットの隣接する磁極の
境界が半径方向に対して異なる複数の角度で斜交させて
形成されている。

そしてこのパルス信号発生器はたとえば可飽和磁心に導
線を巻回したものが利用できる。又、この可飽和磁心の
パルス信号発生用マグネットに対向する端面を略長方形
状としてもよい。

（ホ）　作　　　用 このような手段を備えた本発明のパルス信号発生ｓ　ｒ
＝ｉきモータは、パルス信号発生用マグネットの隣接す
る磁極の境界が半径方向に対して複数の異なる角度で斜
交させて形成しであるので、そのパルス信号発生用マグ
ネットの回転に伴う磁束の変化の状態が異なる複数の変
化状態としてパルス信号発生器に検出され、異なる複数
のレベルのパルス信号が出力される。この複数の出力レ
ベルのパルス信号は、駆動コイルの切換信号や回転速度
検出信号、回転位相検出信号等に利用される。

又、パルス信号発生器として可飽和磁心に導線を巻回し
たものを用いれば、磁束の変化がない状態（パルス信号
発生用マグネットの磁極の中心付近に可飽和磁心が対向
している状態）では磁心が飽和しているので、不用な外
部磁界等の影響を受けないから巻回された導線には電圧
は誘起されずＦａ極の変化部（パルス信号発生用マグネ
ットの磁極の境界付近）でのみパルス信号を発生するの
でＳ、／Ｎ比の良好なパルス信号が得られる。そしてこ
の可飽和磁心力パルス信号発生用マグネットに対向する
端面（集磁部）を略長方形状とすることで、パルス信号
発生用マグネットの異なる角度で゛ｒ径方向と斜交する
境界部による出力信号のレベルの苓が顕著となる。

（−）実施例 以ド、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。

第１図は本発明の一実施例をＶＴＲの回転ヘッド駆動用
に適用した縦断面図である。

−村のボールベアリング（１３）、（１５）を共軸的に
保持し軸受ハウジングとなる固定側シリンダ（２２）の
タト周に形成された段部には回路基板（２１）が取り付
けられ、この回路基板（２１）に重ねるようにしてノン
グ状のスペーサ板（１１）を介して磁心コア（１７）が
固定されている。この磁心コア（１７ンは複数枚の磁性
薄板を積層して形成されており、放射状に伸びる複数の
突桶歯（１７ａ）を有している。この突極１’！（１７
ａ）には、二相又は三相の駆動コイル（９）が分割して
巻回されている。この駆動コイル（９）の端末は、回路
基板（２１）に形成された駆動回路（図示せず）の所定
のパターンに接続されている。これら−村のボールベア
リング（１３）、　（１５）を保持した固定側シリンダ
（２２）、回路基板（２１）、スペーサ板（ｌ］）及び
駆動コイル（９）を巻装した磁心コア（１７）によりモ
ータのステータ部（３１）が溝底されている。

尚、符号（２９）は後に詳述するパルス信号発生器であ
り磁心コア（１７）の突極歯（１７ａ）間のスロットに
配置されている。

一対のボールベアリング（１３）、（１５）により回転
自在に支持されたシャフト（１）の先端部にはプツ／ユ
（３）を介して磁性材製のカップ状のロータヨーク（５
）が取り付けられている。このロータヨーク（５）の側
壁内周面には、リング状の駆動マグネ・ｔ　）　（１９
）が固着されて、ロータ（３０）を構成している。この
駆動マグネット（１９）は、周方向に隣接する磁極が交
互に異極となるように複数極に着磁されている。ロータ
ヨーク（５）の内側天井面にはＪング状のパルス信号発
生用マグネット（７）が固着されている。第１図では駆
動マグネｙ　）　（１９）とパルス信号発生用マグネッ
ト（７）が一体内に形成された例を示しているが、当然
別個のものを固着しともよい。又、パルス信号発生用マ
グネ・ｌト（７）は駆動マグネット（１９）の円筒の下
面面に設けてもよく、この場合には、パルス信号発生器
（２９）を駆動マグネ・ｙ　）　（１９）の円筒の下端
面に対向させる必要がある。

このパルス信号発生用マグネット（７）は、第２図に示
すように周方向に隣接する磁極（８）、（８）が交互に
異極とｌるように複数極例えば２４極に着磁されている
。そして、その磁極（８）の境界は半径方向（図中破線
で示す方向）に対して傾きＯ゛（半径方向に一致）の境
界（６ａ）と、半径方向に対して傾きθの境界（６ｂ）
の二種類を有している。

次に事３図乃至第５図を参照しながら、パルス信号発生
の原理について説明する。

第３図Ｃよパルス信号発生用マグネット（７）を展開し
てパルス信号発生器（２９）とともに示す模式図である
。

パルス信号発生！（２９）は、第４図に示すようなドラ
ム状の可飽和磁心（２５）に導線（２７）を巻回したも
ので、可飽和磁心（２５）はフェライト粉を焼結して形
成され、導線（２７）は線径０．１１１ＩＩ１１程度の
絶縁被覆銅線を１００ターン程度巻回して溝底されてい
る。そして、パルス信号発生用マグネット（７）と対向
する集磁部（２５ａ）から巻芯部（２５ｂ）を通る磁束
の量の変化に応じて導線（２７）に誘導電流が誘起され
る。即ちパルス信号発生用マグネット（７）の磁極の境
界（６ａ）、　（６ｂ）の前後でパルス信号発生器（２
９）からパルス信号が発せられることになる。

今、ある時点でパルス信号発生器（２９）の集磁部（２
５ａ）が第３図中Ａで示すパルス信号発生用マグネット
（７）のＮ極に対向しているところから、パルス信号発
生用マグネット（７）が図中矢印Ｒの方向へ進んだ（回
転した）とすると、集磁部（２５ａ）は図中Ａ−４Ｂ→
Ｃのように対向してゆくことになり、この時磁極境界（
６ａ）が完全に通過するには距離ｄ、だけのパルス信号
発生用マグネット（７）の相対的移動（回転）が必要で
ある。同様に半径方向と斜交している磁極境界（６ｂ）
が集磁部（２５ａ）を完全に通過するには図中Ｄ→Ｅ−
４Ｆのように距離ｄ、の移動（回転）が必要である。こ
こで、モータが定速で回転している時、その移動距離が
短い程所要時間も短く磁束の変化量が同じならば、変化
するのに必要な時間が短いほど、誘導電流は大きい。第
５図（ａ）には第２図に示すパルス信号発生用マグネッ
トによる発生信号の半回転分の出力波形を示す。ここで
Ｐｌ　はパルス信号発生器（２９）上を磁極境界（６ａ
）が通過した時に発生５たパルス信号であり、他の低レ
ベルのパルスＰ、は磁極境界（６ｂ）の通過に伴なうパ
ルス信号である。

こうして得られたパルス信号を負側だけ反転させた波形
が第５図（ｂ）に示す波形で、これを波形整形したもの
が同図（ｃ）に示す波形である。このようにパルス信号
発生！（２９）がら１％られた信号を処理することによ
り従来のフォトインタラプタ方式により得ていたものと
同様のパルス信号を容易に得ることができる。

＠６図乃至第７図は本発明の他の実施例を示す図で、第
６図はパルス信号発生用マグネット（７）を展開してパ
ルス信号発生Ｗ（２９）とともに示す模式図、第７図は
パルス信号発生１３（２９）に用いる可飽和磁心（２５
）の斜視図である。

両開から明らかなように、可Ｉｊｉ和磁・Ｃ・（２５）
の集磁部（２６）を略長方形状に形成し、その長手方向
が二つの異なる角度の磁極境界（６ａ）、（６ｂ）のい
ずれかと等しくなるよう配置することにより、境界（６
ａ）を通過する距離ｄ、と、境界（６ｂ）を通過する距
離ｄ、との差がより顕著になる。これにより、出力信号
レベルの差も顕著になり、高レベルの信号と低レベルの
信号を誤認するような事故を確実に防ぐことができる。

第６図では磁極境界（６ａ）に一致させた場合を示す。

又、上述した実施例では、パルス信号発生用マグネット
（７）の磁極境界（６ａ）、（６ｂ）の角度を二種類設
け、二つの異なるレベルのパルス信号を得る１Ｍを説明
したが、本発明はこれに限定されず、複数種類の角度の
磁極境界を設けて、複数レベルのパルス信号を得るもの
に適用可能であり、どんなレベルの信号をロータ１回転
中のどこの位置に何パルス設けるかは全てパルス信号発
生用マグネット（７）の着磁パターンを変えるだけで任
意に設定可能である。又、パルス信号発生器（２９）と
しては、オーディオ機器等に用いられる磁気−ラドを使
明することができる。

（ト）発明の詳細 な説明したように本発明のパルス信号発生器付きモータ
は、ロータ（３０）側に配置したパルス信号発生用マグ
ネ７ト（７）の着磁パターンを＋４　按する磁極（８ン
の境界（６ａ）、（６ｂ）が半径方向に対しで複数の角
度を有するように形成し、このパルス信号発生相？グネ
ント（７）に対向するよ・）ステータ（３１）側に配置
され、パルス信号発生用マグネット（７）の磁極境界（
６ａ）、　（６ｂ）の通過に伴いパルス信号を発生する
パルス信号発生器（２９）を設けたので、小型かつ安価
で製造が極めて容易となる。

又、パルス信号発生器（２９）としてり飽和磁心（２５
）に導線（２７）を巻回したものを使用すれば、Ｓ／Ｎ
比の良好なパルス信号が得られるし、さらにこの可飽和
磁心（２５）の集磁部（２５ａ）を略長方形状とし、そ
の長手方向を複数の角度を有するｍ極境界（６ａ）、（
６ｂ）のいずれかと等しくなるよう配置することにより
、異なるレベルの出力信号のそれぞれの出力レベルの差
が顕著となり各信号の誤認を防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図は本発明のパルス信号発生器付きモータをＶＴＲの回
転ヘッド駆動用に適用した縦断面図、第２図は第１図の
パルス信号発生用マグネットの着磁状態を示す平面図、
第３図はパルス信号発生の原理を説明するための模式図
、第４図は可飽和磁心の形状を示す斜視図、第５図（ａ
）は発生パルス信号の波形図及び同図（ｂ）（ｃ）は処
理された信号の波形図である。第６図及び第７図は本発
明の他の実施例を示す図で、第６図はパルス信号発生用
マグネントの展開図をパルス信号発生器とともに示す模
式図、第７図は第６図の可飽和磁心の斜視図である。第
８図及び第９図は従来のパルス信号発生器付きモータを
示す図で、第８図はＶ　ＴＲの回転ヘッド駆動用に適用
した生新正面図、第９図は第８図の光遮断用マークの印
刷されたロータケースの展開図及びフォトカップラの出
力波形図である。 （１）−・・シャフト、（５）　・・・ロータヨーク、
（６ａ）（６ｂ）・・・磁極境界、（７）・・・パルス
信号発生用マグネット：８１．−（ａ極、＜ａ）、、、
駆動コイル、（１７）−ｆｆｌ−Ｃ’　−７７、（１９
）・・・駆動マグネ７ト、（２１）・・・回路基板、（
２５）・・・可飽和磁心、（２７）・・・導線、（２９
）・・・パルス信号発生護、（２５ａ）（２６１・・集
磁部、（３０）−・・ロータ、（３１）・・・ステータ
部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステータ部材と、 該ステータ部材に配置された駆動コイルと、前記ステー
   タ部材に回転自在に支持されたシャフトに固定されたロ
   ータヨークと、 該ロータヨーク固着され、前記駆動コイルと対向する環
   状の駆動用マグネットと、 前記ロータヨークに配置され、周方向に複数極に着磁さ
   れた環状のパルス信号発生用マグネットと、 前記ステータ部材に配置され前記パルス信号発生用マグ
   ネットからの磁束の変化を検出してパルス信号を発生す
   るパルス信号発生器とを備えたパルス信号発生器付きモ
   ータにおいて、 前記パルス信号発生用マグネットの隣接する磁極の境界
   が径方向に対して異なる複数の角度で斜交してなること
   を特徴とするパルス信号発生器付きモータ。
2. （２）前記パルス信号発生器は可飽和磁心に導線を複数
   回巻回して構成される請求項（１）項記載のパルス信号
   発生器付きモータ。
3. （３）前記可飽和磁心の前記パルス信号発生用マグネッ
   トに対向する側の端面が略長方形状に形成され、その長
   手方向が前記パルス発生用マグネットの異なる複数の角
   度を有する前記磁極の境界のいずれかと等しい角度に配
   置される請求項（２）項記載のパルス信号発生器付きモ
   ータ。