JPH0433557A

JPH0433557A - モータ

Info

Publication number: JPH0433557A
Application number: JP2141041A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Obata; 茂雄小幡; Toshio Inaji; 利夫稲治; Makoto Goto; 誠後藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-05-29
Filing date: 1990-05-29
Publication date: 1992-02-04

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、各種電子機器に用いられるモータに関する。

従来の技術近年、各種電子機器には高性能化、多機能化等を目的と
してモータを多用するようになってきている。とりわけ
、ビデオテープレコーダ等に用いられる回転ヘッド装置
は、回転ムラを最小限にするために早くから直接駆動方
式のモータが採用されている。

第６図に従来例の回転ヘッド装置のモータ部の横断面図
を示す。

図において、回転軸方向に複数極（ここては８対、すな
わち１６極）に着磁された回転子磁石１は、磁性材料よ
りなるバックヨーク２に接着等により固着されている。

また、磁性月利ｊ−りなる回転子ヨーク３は、この回転
子磁石１に対向配置され、軸８０と−・体向に回転する
。この軸８０は、固定ドラム９０に軸受２００を介して
回転自在に支承されている。

なお、回転子磁石１の外周部には第３図に示すように１
箇所の反転磁極１２が形成されている。

更に、回転子ヨーク３と回転子磁石１とで構成される空
隙部には、電機子５が固定ドラム９０にビス８５によっ
て固着されている。この電機子５は、耐熱樹脂製の絶縁
基板４の両面に、第７図（Ａ）、　　（Ｂ）に示すよう
にエツチングもしくはメツキによって形成された駆動コ
イル５１，６２゜５３．６１．．６２．　６３が等ピッ
チで配設された構成となっている。ここでは、駆動コイ
ル５１゜５２．５３．　６１，６２．８３は３相よりな
り、１また、絶縁基板４の各面にそれぞれ１２個配設さ
れている。なお、駆動コイル５１．８１は第１相を構成
し、駆動コイル５２．（３２は第２相を構成し、更に駆
動コイル５３．８３は第３相を構成しヱいる。また、絶
縁基板４上の各駆動コイルの絶縁基板４の基準位置に対
する位相を第−Ｗ面側を０１、第二平面側を０２とした
場合、ここでは０１−０２としである。従って、着磁極
対数８個に対して、各相の駆動コイルは４対となってい
る。

なお絶縁基板４の両面を電気的に接続するために、スル
ーホール６を設けている。

ここで、モータの回転速度を検出するために、回転子磁
石１の回転速度に比例した周波数の信号を出力する周波
数発生器（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｇ　ｅ　ｎ　ｅ　ｒ　
ａ　ｊ　Ｏｒ　：以下ＦＧと略記する。）が−・般に必
要とされる。ここでは、前記絶縁基板４の回転子磁石１
に対向する側の第一平面−１−の駆動コイル５１，５２
．５３の外周に櫛歯状のＦＧコイル７０が配設しである
。このＦＧコイル７０は、回転子磁石１が回転すること
で、回転子磁石１の回転速度に比例した周波数の信号を
出力する。

また、回転ヘッド装置は、モータの回転位置を検出する
ために、モータ１回転につき１回の原点信号を発生する
位置信号発生器（Ｐｕｌｓｅ−Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：以
下ＰＧと略記する。）を設ける必要がある。ここでは、
絶縁基板４の回転ヨーク３に対向する側である第二平面
上の駆動コイル６Ｌ　　６２，６３の外周の１箇所に扇
形をなす複数ターンのＰＧコイル７５が配設しである。

このＰＧコイル７５は、回転子磁石１が回転することで
、この回転子磁石１の外周部に１箇所だけ設けられた反
転磁極１２の洩れ磁束を検出し、ＰＧ倍信号発生する。

なお、絶縁基板４の第二平面側の駆動コイル６Ｌ　　８
２，６３はＰＧコイルとの干渉を避けるために、各相と
も１箇所のコイルの形状を小さなものとして、他のコイ
ルは大きくとっである。

上記のごとく構成された従来例のモータを搭載した回転
ヘッド装置の動作について、以下説明する。

回転子磁石１の回転位相に対応して第１相駆動コイル５
１．６１と、第２相駆動コイル５２，６２と、第３相駆
動コイル５３．６３とに順次通電切り替えをすると、回
転子磁石１は電機子５から回転付勢力を受けて所定の方
向に回転を続ける。

ここで、回転子磁石１が回転すると、各相の駆動コイル
には回転子磁石１の回転速度に比例した周波数、振幅を
有する逆起電力電圧が発生する。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記の如き構成においては、次のような
課題が挙げられる。

回転子磁石１の洩れ磁束は、着磁強度ムラや、面振れに
よって、極間バラツキが数％以−１−必ず発生する。こ
こで、この極間バラツキは各々の駆動コイルに鎖交する
総磁束のバラツキになるので、各駆動コイルの逆起電力
電圧のバラツキとなる。

一般に、この各駆動コイルの逆起電力電圧のバラツキを
低減するには、各相の駆動コイルの個数ｎを着磁極対数
Ｐと等しくする必要がある。したがって、駆動コイルは
各相４対（９０度配置）となっているのに対して、回転
子磁石１の着磁極対数は８対（４５度配置）となってい
る。

さらに、電機子５の第二平面側の駆動コイル６Ｌ　　８
２．６３の形状が１箇所だけ、他の駆動コイルよりも小
さくなっているために、逆起電力電圧の周期バラツキも
増大することになる。

この結果、１つ１つの駆動コイルの逆起電力電圧のバラ
ツキは充分には低減されず、第８図において、逆起電力
波形１５２が示すように１波形ごとに振幅バラツキが発
生してしまう。また、同時に逆起電力波形の周期もばら
つくことになる。

なお、回転子磁石１の着磁極数を８個、すなわち、着磁
極対数を４個とすれば逆起電力電圧のバラツキは低減可
能であるが、第９図の逆起電力波形１５３が示すように
、波形そのものが歪んでしまい、トルクリップルが増大
することになる。

この逆起電力波形の振幅バラツキは、トルクリップルに
つながるので、回転ヘッド装置の回転ムラを引き起こし
てしまうという課題があった。

また、周期バラツキがあるために、１つの相の駆動コイ
ルの逆起電力波形をＦＧ倍信号して使うことができない
ために、専用のＦＧコイルを別途設ける必要があった。

そのために、絶縁基板４の第−平面側の駆動コイル５１
，５２．５３の形状は小さく抑えられてしまい、モータ
の電磁変換効率が低くなり、消費電力の増大、モータ寸
法の増大へとつながってしまうという課題もあった。

課題を解決するための手段上記課題を解決する第１の発明の技術的な手段は、Ｐ対
に複数極着磁した回転子磁石に対向配置した絶縁基板上
の第−及び第二平面に、各相Ｐ／２個ずつの駆動コイル
をそれぞれ配設し、かつ、絶縁基板の第一、第二平面」
二の各同一相は互いに３６０／Ｐ度だけずれた位相に配
設したことによる。

また、第２の発明の技術的な手段は、複数相の駆動コイ
ル群の内、少なくとも１つの相の各コイルは互いに同一
の形状、同一のターン数とし、かつ、その他の相の少な
くとも１個のコイルは、その相の他の各コイルと異なる
形状もしくはターン数としたことによる。

作用第１の発明の技術的手段による作用は次のようになる。

すなわち、絶縁基板上の第−及び第二平面上の各同一相
を互いに３６０／Ｐ度だけずれた位相に配設したことに
より、回転子磁石の着磁強度ムラ等の影響がキャンセル
され、均一な振幅ををした逆起電力波形を得ることが可
能になる。

また、第２の発明の技術的手段による作用は次のように
なる。すなわち、複数相の駆動コイル群の内、少なくと
も１つの相の各コイルは、互いに同一の形状、同一のタ
ーン数とし、かつ、その他の相の少なくとも１個のコイ
ルは、その相の他の各コイルと異なる形状もしくはター
ン数としたことにより、少なくとも１つの相の逆起電力
波形の周期バラツキ及び振幅バラツキが低減されるので
、駆動コイルの逆起電力波形をＦＧ倍信号して用いるこ
とが可能となり、専用のＦＧコイルを配設する必要がな
くなる。

実施例以下、図面を参照しながら第１の発明の一実施例を説明
する。なお、従来例で説明した第２図に示す回転子磁石
および第６図に示す回転ヘッド装置は、本実施例にも適
用される。したがって、本実施例での構成の説明は省略
する。第１図は第１の発明の一実施例におけるモータの
電気子の平面図である。電機子５は、耐熱樹脂製の絶縁
基板４の両面に、第１図（Ａ）、　　（Ｂ）に示すよう
にエツチングもしくはメツキによって形成された駆動コ
イル５１，５２，５３．ｆ３Ｌ　　６２．６３が等ピッ
チで配設された構成となっている。ここでは駆動コイル
５１．　５２．　５３．　６１．　６２．　６３は３相
よりなり、また、絶縁基板４の各面にそれぞれ１２個配
設されている。なお、駆動コイル５１．６１は第１相を
構成し、駆動コイル５２，６２は第２相を構成し、更に
、駆動コイル５３，６３は第３相を構成している。また
、絶縁基板４」ニー１０＝の各駆動コイルの絶縁基板４の基準位置に対する位相を
、第−平面側を０１、第二平面側を０２とした場合、こ
こでは、θ１＝０２＋（３６０／Ｐ）としである。従っ
て、着磁極対数８に対して、各相の駆動コイルも８対と
なっている。なお、絶縁基板４の両面を電気的に接続す
るために、スルーホール６を設けている。

なお、ＦＧ手段、２０手段は本実施例では図示していな
い。

」１記のごとく構成された本実施例のモータを搭載した
回転ヘッド装置の動作、作用について以下説明する。

ここで回転子磁石１が回転すると、各相の駆動コイルに
は回転子磁石１の回転速度に比例した周波数、振幅を有
する逆起電力電圧が発生ずる。

ここで、本実施例においては、絶縁基板上の第−及び第
二平面」―の各同一相を互いに３６０／Ｐ度だけずれた
位相に配設している。従って、第１相の駆動コイル５１
．６１は第１図（Ｃ）に示すように３８０／Ｐ度毎に配
設されることになる。

第２相、第３相についても同様である。

このように構成した場合、Ｐ対に着磁された回転子磁石
１に強度ムラや、而振れが発生していたとしても、各相
共にＰ対の駆動コイルが等ピッチで配設されているため
に、ロータ側の変動成分を平均化し、第４図に示すよう
に振幅、周期のバラツキが低減され均一な振幅を有した
逆起電力波形１５０　ヲ４　　）ルクリップルの低減が
可能になる。

このように本実施例によれば、非常に簡単な構成であり
ながら、回転ムラの少ないモータを提供することが可能
になる。

次に第２の発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。

電機子５は、耐熱樹脂製の絶縁基板４の両面に、第５図
（Ａ）、　　（Ｂ）に示すようにエツチングもしくはメ
ツキによって形成された駆動コイル５１゜５２．５３，
６Ｌ　　６２，６３が等ピッチで配設された構成となっ
ている。ここでは駆動コイル５１．５２，５３，６１，
６２．６３は３相よりなり、また、絶縁基板４の各面に
それぞれ１２個配設されている。なお、駆動コイル５１
．６１は第１相を構成し、駆動コイル５２．６２は第２
相を構成し、更に駆動コイル５３．６３は第３相を構成
している。また、絶縁基板４上の各駆動コイルの絶縁基
板４の基準位置に対する位相を、第一平面側を０１、第
二平面側を０２とした場合、ここではθ１＝０２としで
ある。従って、着磁極対数８個に対して、各相の駆動コ
イルは４対となっている。なお、絶縁基板４の両面を電
気的に接続するために、スルーホール６を設けている。

ここてモータの回転速度を検出するために、回転子磁石
１の回転速度に比例した周波数の信号を出力するＦＧ手
段としては、第１相駆動コイル５゜１．６１の逆起電力
波形を使用している。

また、モータの回転位置を検出するための原点信号を発
生する２０手段として、絶縁基板４の回転ヨーク３に対
向する側である第二平面」二の駆動コイル６２．６３の
外周の１箇所に扇形をなす複数ターンのＰＧコイル７５
が配設しである。このＰＧコイル７５は、回転子磁石１
が回転することで、この回転子磁石１の外周部に１箇所
だけ設けられた反転磁極１２の洩れ磁束を検出し、ＰＧ
倍信号発生する。

なお、絶縁基板４の第二平面側の第２相、第３相の駆動
コイル８２．６３はＰＧコイルとの干渉を避けるために
、それぞれ１箇所のコイルの形状を小さなものとして、
他のコイルは大きくとっである。

上記のごとく構成された本実施例のモータを搭載した回
転ヘッド装置の動作、作用について以下説明する。

回転子磁石１の回転位相に対応して第１相駆動コイル５
１．６１と、第２相駆動コイル５２，６２と、第３相駆
動コイル５３．６３とに順次通電切り替えをすると、回
転子磁石１は電機子５がら回転イ」勢力を受けて所定の
方向に回転を続ける。

ここで回転子磁石１が回転すると、各相の駆動コイルに
は回転子磁石１の回転速度に比例した周波数、振幅を有
する逆起電力電圧が発生する。

ここで本実施例においては、３相の駆動コイル群の内、
第１相の各コイルは同一面上で互いに同一の形状、同一
のターン数としている。従って、第１相の発電波形１５
０は、第４図に示すように、均一な出力、均一な周期を
得ることができる。従って、本実施例においては、電機
子５にはＦＧコイルを配設ぜずとも、第１相の逆起電力
波形１５０をＦＧ倍信号利用することが可能となる。

一方策２相、第３相の駆動コイルＥｉ２，６３の内１個
のコイルは、ＰＧコイル７５との干渉を避けるために、
その相の他の各コイルと異なる形状もしくはターン数と
しであるが、第２相、第３相の逆起電力電圧が、第１相
の逆起電力波形と路間−の振幅、波形形状をなすように
、駆動コイルの形状、ターン数を設定しである。

従って、このように構成したことで、第１相の＝１５− 駆動コイル５１．５２の逆起電力波形１５０をＦＧ倍信
号して用いることが可能となり、専用のＦＧコイルを配
設する必要がなくなり、コストダウンと、駆動コイル形
状を大きくでき、モータの高効率化ができる。

なお、本実施例において電機子５は絶縁基板４の両面に
メツキ等により形成した駆動コイルを配設したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、例えば、エナメル
線をボビンに巻き込んで、扇形に成形したコイルを紙フ
エノール基板上に接着剤にて固着したものであってもよ
い。

なお、本実施例においては、第２相、第３相の駆動コイ
ルはＰＧコイルとの干渉を避けるために、１個の形状を
異ならせていたが、例えば、電機子を固定ドラムに固定
するビスを避けるために、複数個の駆動コイルの形状を
異なったものとしてもよい。

また、第１．第２の発明においては、モータの磁気回路
を閉じるために回転子磁石に対向配置されるヨーク部材
は、回転子磁石と一体的に回転することは必ずしも必要
ではなく、数十μｍの絶縁基板を介して、駆動コイルを
配設した電機子に固着した固定ヨークであっても何等差
し支えない。

更に、前記第１．第２の発明の各実施例においては磁石
が回転するいわゆるブラシレスモータを例にあげたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、ブラシモータ
であっても全く同様に適用可能であることは明白である
。また本発明は回転ヘッド装置に適用されるモータに限
定されるものではなく、あらゆるタイプのＤＣモータに
適用可能である。

発明の効果上述のごとく第１発明におけるモータによれば、絶縁基
板上の第−及び第二平面上の各同一相を互いに３６０／
Ｐ度だけずれた位相に配設したことにより、回転子磁石
の着磁強度ムラ等の影響がキャンセルされ、均一な振幅
を有した逆起電力波形を得ることが可能になり、トルク
リップルの低減が可能になる。

また、第２の発明におけるモータによれば、複数相の駆
動コイル群の内、少なくとも１つの相の各コイルは互い
に同一の形状、同一のターン数とし、かつ、その他の相
の少なくとも１個のコイルは、その相の他の各コイルと
異なる形状もしくはターン数としたことにより、少なく
とも１つの相の逆起電力波形の周期バラツキ及び、振幅
バラツキが低減されるので、駆動コイルの逆起電力波形
をＦＧ倍信号して用いることが可能となり、専用のＦＧ
コイルを配設する必要がなくなり、コストダウンと、モ
ータの高効率化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例におけるモータの電機子
の平面図、第２図は第１の発明の実施例及び従来例にお
ける回転子磁石の平面図、第３図は第２の発明の実施例
及び従来例における回転子磁石の平面図、第４図は本発
明の実施例における第１相駆動コイルの逆起電力波形図
、第５図は第　　　　“２の発明の一実施例におけるモ
ータの電機子の平面図、第６図は本発明の実施例及び従
来例におけるモータを搭載した回転ヘッド装置の横断面
図、１Ｑ− 第７図は従来例におけるモータの電機子の平面図、第８
図は従来例における第１相駆動コイルの逆起電力波形図
、第９図は従来の他の実施例における第１相駆動コイル
の逆起電力波形図である。１・・・回転子磁石、　　２・・・バックヨーク、　　
３・・・回転子ヨーク、　　４・・・絶縁基板、　　５
・・・電機子、６・・・スルーホール、　　１２・・・
反転磁極、　　５１・・・第一平面上の第１相駆動コイ
ル、　　５２・・・第−平面上の第２相駆動コイル、　
　５３・・・第−平面」二の第３相駆動コイル、　　６
１・・・第二平面上の第１相駆動コイル、　　６２・・
・第二平面」二の第２相駆動コイル、　　６３・・・第
二平面上の第３相駆動コイル、７０・・・ＦＧコイル、
　　７５・・・ＰＧコイル、８０・・・軸、　　８５・
・・ビス、　　９０・・・固定ドラム、　　１５０．１
５２．１５３・・・第１相逆起電力波形、２００・・・
軸受。代理人の氏名　弁理士　粟野　重孝　はか１名＝１９− 第５図（ハ］第７図（Ａ）ｎ（Ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）平面にＰ対に複数極着磁した磁石と、この磁石の
着磁された平面に所定の空隙を介して対向配置した磁性
材料製のヨーク部材と、このヨーク部材と前記磁石とで
挟まれた空隙内であって、かつ前記磁石の着磁された平
面に所定の空隙を介して対向配置した絶縁基板と、この絶縁基板上であって、前記磁石の着磁された平面に
対向する第一平面と、前記ヨーク部材に対向する第２平
面とに各相Ｐ／２個ずつ等分割配置し、かつ前記絶縁基
板の前記第１，第２平面上の各同一相は互いに３６０／
Ｐ度だけずれた位相に配設した複数相よりなる駆動コイ
ルとを、具備したことを特徴とするモータ。
（２）平面にＰ対に複数極着磁した磁石と、この磁石の
着磁された平面に所定の空隙を介して対向配置した磁性
材料製のヨーク部材と、このヨーク部材と前記磁石とで
挟まれた空隙内であって、かつ前記磁石の着磁された平
面に所定の空隙を介して対向配置した絶縁基板と、この絶縁基板上に等分割配置した複数相の駆動コイル群
とを具備し、この駆動コイル群の内、前記絶縁基板の各平面内の少な
くとも１つの相の各コイルは、互いに同一の形状、同一
のターン数を有し、かつ前記駆動コイル群の、その他の
相の少なくとも１個のコイルは、その相の他の各コイル
と異なる形状もしくはターン数としたことを特徴とする
モータ。