JPH0638484A

JPH0638484A - モータ

Info

Publication number: JPH0638484A
Application number: JP18908292A
Authority: JP
Inventors: Makoto Miyamoto; 誠宮本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-07-16
Filing date: 1992-07-16
Publication date: 1994-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】回転ヘッド装置に使用されるモータにおい
て、任意にＦＧ周波数を上げることができ、かつ位相検
出が可能な優れたモータを提供する。【構成】円環状の磁石に第１の磁極と第２の磁極と第
３の磁極とを配設したことにより、磁石の回転により第
２の磁極からの漏洩磁束がＦＧコイルに鎖交し、ＦＧ出
力信号が得られる。また、第３の磁極からの漏洩磁束が
ＰＧコイルに鎖交し、ＰＧ出力信号が得られる。従っ
て、第２の磁極数を任意に設定することによってＦＧ周
波数を上げることができ、さらに位相検出も可能な優れ
たモータが実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオテープレコーダー
（以下ＶＴＲと略す）等に用いられる回転ヘッド装置の
モータに関する。

【０００２】

【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。さらに、回転
位相制御を行うために回転ヘッド装置の回転速度に比例
した周波数信号を得る周波数発電機を設けたモータが数
多く考案されている。

【０００３】以下、図面を参照しながら従来の回転ヘッ
ド装置におけるモータについて説明する。図９は、従来
例におけるモータのステータ部の平面図である。図１０
は、従来例における磁石の着磁パターンを示す平面図、
図１１は、従来例におけるモータを搭載した回転ヘッド
装置の側断面図である。図１２は、従来例におけるＦ
Ｇ、及びＰＧの出力波形図である。図１１において、固
定ドラム１５には、その中心に軸１６が固定されてい
る。回転ドラム１９には、その中心に軸１６と所定の間
隙をもって回転自在な動圧型流体軸受１７ａが圧入固定
されている。スラスト軸受２０は、軸１６の先端部に摺
動自在に当接されて回転ドラム１９に締結されている。
回転側，固定側のロータリートランス２１ａ，２１ｂ
は、各々所定の空隙（約５０〜７０μｍ）をもって回転
ドラム１９、固定ドラム１５に固定されている。ロータ
部２２は、軸方向に複数極（ここでは８対、すなわち１
６極）の第１の磁極２を着磁した円環状の磁石１（図１
０参照）を固着し、回転自在に回転ドラム１９に支承さ
れている。磁性材料よりなる回転ヨーク２４は、磁石１
の着磁面と軸方向に所定の空隙をもって対向配置され、
ロータ部２２に固着されて一体的に回転可能である。な
お磁石１の外周部には図１０に示すように１箇所だけ後
述する回転位相検出用の第２の磁極３が形成されてい
る。更に回転ヨーク２４と磁石１とで構成される空隙部
には、後述する駆動コイル１０を有するステータ部２３
が保持部材２６を介して固定ドラム１５にビス止めされ
ている。このステータ部２３は耐熱樹脂製の絶縁基板２
５の両面に、図９（Ａ），（Ｂ）に示すようにエッチン
グもしくはメッキによって形成された駆動コイル１０が
等ピッチで配設されて構成されている。ここでは駆動コ
イル１０は３相よりなり、また絶縁基板２５の両面にそ
れぞれ１２個配設されている。さらに、ステータ部２３
の絶縁基板２５の両面の駆動コイル１０は、スルーホー
ル（図示せず）によって電気的に接続されている。ま
た、吸引板２７は、円環状磁性材料からなり、磁石１の
着磁面と軸方向に所定の空隙を介し、ロータ部２２と同
軸的にステータ部２３に固着され、かつ磁石１との間で
発生する磁気的吸引力によって、ロータ部２２は軸方向
の固定ドラム１５側に付勢されている。

【０００４】ここでモータの回転速度を検出するため
に、周波数発生器（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｇｅｎｅｒａ
ｔｏｒ：以下ＦＧと略記する）が一般に必要とされる。
ここでは図９（Ａ）に示すように、ステータ部２３上の
磁石１に近い面の駆動コイル１０の外周側にＦＧコイル
５が配設してある。このＦＧコイル５は、磁石１の第１
の磁極２と等ピッチ間隔に放射状に配置した複数個の第
１の発電線素部７を電気的に接続して一つのコイルを形
成している。従ってＦＧコイル５は、磁石１が回転する
ことで、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ヘッドの回転位置を検出
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−Ｇｅｎｅｒａｔｏ
ｒ：以下ＰＧと略記する）を設ける必要がある。ここで
は磁石１には図１０に示すように１箇所だけ第１の磁極
２と極性の異なる第２の磁極３を設けている。また、図
９（Ｂ）に示すように、ステータ部２３上の回転ヨーク
２４に近い面に、第２の磁極３の漏洩磁束に鎖交する第
２の発電線素部８と、第２の磁極３の漏洩磁束に鎖交
し、かつ第２の発電線素部８に対して２π・ｍ／ｎ（ラ
ジアン）（ここでは４５度）の開き角を有して第２の発
電線素部８と電気的に接続された第３の発電線素部９と
を有するＰＧコイル６を配設してある。

【０００５】以上のように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。

【０００６】まず、磁石１の回転位相に対応した所定の
相の駆動コイル１０に順次通電切り替えをすると、磁石
１は吸引反発力を受け、所定の方向に回転する。磁石１
が回転すると、これに一体的に固着された回転ドラム１
９も回転する。ここで磁石１の回転に伴い第１の磁極２
の漏洩磁束がＦＧコイル５の第１の発電線素部７に鎖交
し、起電力が発生する。起電力の方向はＮ極及びＳ極に
対応して交互に逆向きになるが、各起電力が加算される
ようにＦＧコイルを構成しているために図１２に示すよ
うなＦＧ出力信号１１が得られる。同様に、第２の磁極
３の漏洩磁束がＰＧコイル６の第２，第３の発電線素部
８，９に鎖交し、起電力が発生する。ＰＧ出力信号１２
は、図１２に示すような１回転につき各１回の正負の発
電波形となる。従って、回転ドラム１９の回転速度は、
ＦＧ出力信号１１の周期が所定の値になるように制御回
路（図示せず）によって制御され、またヘッド１８の位
相は、映像信号の垂直同期信号に同期して記録するよう
にＰＧ出力信号１２をもとに制御される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の構
成において、制御性を改善するためにＦＧ周波数を上げ
るには第１の磁極数を増やさなければならない。しか
し、第１の磁極は駆動用の磁極としても用いられるため
任意に磁極数を増やすことはできない。つまり、第１の
磁極数を８対（１６極）から１０対（２０極）にすると
それに対応して駆動用コイルの数も増え製造組立工程が
困難になるという問題があった。

【０００８】本発明は、前記従来の問題点を解決するも
ので、簡単な構成でＦＧ周波数を上げることができ、か
つ位相検出が可能な制御性に優れたモータを提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の第１の実施例のモータは、等ピッチ間隔に２
ｎ個（ｎは自然数）の第１の磁極を内周側に配設し、か
つ等ピッチ間隔に２ｎ・ｍ個（ｍは自然数）の第２の磁
極を外周側に配設し、さらに第２の磁極近傍に第３の磁
極を少なくとも１箇所配設した円環状の磁石と、第１の
磁極の漏洩磁束に鎖交し、磁石と所定の空隙を介して対
向配置した複数個の駆動コイルと、磁石と所定の空隙を
介して第２の磁極の漏洩磁束に鎖交し、かつ第２の磁極
と等ピッチ間隔に放射状に対向配置した複数個の第１の
発電線素部を電気的に接続して一つのコイルを形成した
ＦＧコイルと、第３の磁極の漏洩磁束に鎖交する第２の
発電線素部と、第３の磁極の漏洩磁束に鎖交し、かつ第
２の発電線素部に対して２π・ｒ／ｎ／ｍ（ｒａｄ）
（ｒは自然数）だけずらした回転位相に配設した第３の
発電線素部とを電気的に接続して一つのコイルを形成
し、かつ磁石と所定の空隙を介して対向配置したＰＧコ
イルとで構成されている。

【００１０】また、本発明の第２の実施例のモータは、
等ピッチ間隔に２ｎ個（ｎは自然数）の第１の磁極を内
周側に配設し、かつπ／ｎ／ｍ（ｒａｄ）（ｍは自然
数）に等分割した磁極の内、所定の隣接極がＮ極または
Ｓ極に連続する領域を少なくとも１箇所設けた第２の磁
極を外周側に配設した円環状の磁石と、第１の磁極の漏
洩磁束に鎖交し、磁石と所定の空隙を介して対向配置し
た複数個の駆動コイルと、磁石と所定の空隙を介して第
２の磁極の漏洩磁束に鎖交し、かつ第２の磁極と等ピッ
チ間隔に放射状に対向配置した複数個の第１の発電線素
部を電気的に接続して一つのコイルを形成したＦＧコイ
ルと、第２の磁極の漏洩磁束に鎖交する第２の発電線素
部と、第２の磁極の漏洩磁束に鎖交し、かつ第２の発電
線素部に対して２π・ｒ／ｎ／ｍ（ｒａｄ）（ｒは自然
数）だけずらした回転位相に配設した第３の発電線素部
とを電気的に接続して一つのコイルを形成し、かつ磁石
と所定の空隙を介して対向配置したＰＧコイルとで構成
されている。

【００１１】

【作用】上記第１の実施例の構成によって、磁石の回転
により第２の磁極からの漏洩磁束がＦＧコイルの第１の
発電線素部に鎖交し、起電力が発生する。複数個の第１
の発電線素部に発生する各起電力は加算されてＦＧ出力
信号が得られる。同様に、第３の磁極からの漏洩磁束が
ＰＧコイルの第２の発電線素部及び第３の発電線素部に
鎖交し、起電力が発生する。従って、１回転に各１回の
正負のＰＧ出力信号が得られる。

【００１２】また、上記第２の実施例の構成によって、
磁石の回転により第２の磁極からの漏洩磁束がＦＧコイ
ルの第１の発電線素部に鎖交し、起電力が発生する。複
数個の第１の発電線素部に発生する各起電力は加算され
てＦＧ出力信号が得られる。同様に、第２の磁極からの
漏洩磁束がＰＧコイルの第２の発電線素部及び第３の発
電線素部に鎖交し、起電力が発生する。従って、１回転
に各１回の正負のＰＧ出力信号が得られる。

【００１３】

【実施例】以下図面を参照しながら本発明の第１の実施
例を説明する。図１は、第１の実施例における磁石の着
磁パターンを示す平面図である。図２は、本発明の実施
例におけるＦＧ、及びＰＧの導体パターンを示すステー
タの平面図である。図３は、第１の実施例におけるＦ
Ｇ、及びＰＧの出力波形図である。図４は、本発明の実
施例におけるモータを搭載した回転ヘッド装置の側断面
図である。図４において、固定ドラム１５には、その中
心に軸１６が固定されている。ディスク１７には、その
中心に軸１６と所定の間隙をもって回転自在な動圧型流
体軸受１７ａが構成されている。複数個のヘッド１８を
担持した回転ドラム１９は、ディスク１７と同軸的に固
定されて回転自在である。スラスト軸受２０は、軸１６
の先端部に摺動自在に当接されてディスク１７に締結さ
れている。回転側、固定側のロータリートランス２１
ａ，２１ｂは、各々所定の空隙（約５０〜７０μｍ）を
もってディスク１７、固定ドラム１５に接着固定されて
いる。バックヨーク２２は、円環状の磁石１を固着し、
ディスク１７に支承されて回転自在である。磁石１には
駆動用の複数極（ここでは６対、すなわち１２極）の第
１の磁極２が内周側に、かつ回転速度検出用の複数極
（ここでは１２対、すなわち２４極）の第２の磁極３が
外周側に、さらに第２の磁極３の近傍に第２の磁極３と
は極性の異なる回転位相検出用の第３の磁極４が少なく
とも１箇所、いずれも軸方向に着磁して配設されている
（図１参照）。エッチングもしくはメッキ等により形成
されたＦＧコイル５、及びＰＧコイル６は、それぞれが
第２の磁極３及び第３の磁極４の漏洩磁束に鎖交すべく
軸方向に所定の空隙を介して対向配置され、さらに固定
ドラム１５にビス止めされた磁性材料性ステータ２３上
に絶縁層（図示せず）を介して構成されている。なおＦ
Ｇコイル５は、第２の磁極３と等ピッチ間隔に放射状に
配置した複数個の第１の発電線素部７を電気的に接続し
て一つのコイルを形成している。またＰＧコイル６は、
第３の磁極４の漏洩磁束に鎖交する第２の発電線素部８
と、第３の磁極４の漏洩磁束に鎖交し、かつ第２の発電
線素部８に対して２π・ｒ／ｎ／ｍ（ｒａｄ）（ここで
は３０度）の開き角を有した第３の発電線素部９とを電
気的に接続して一つのコイルを形成している（図２参
照）。駆動コイル１０は、第１の磁極２の漏洩磁束に鎖
交すべく磁石１と軸方向に所定の空隙を介して等ピッチ
で対向配置され、かつステータ２３上に絶縁層（図示せ
ず）を介して接着固定されている。ここでは駆動コイル
１０は３相よりなり、それぞれ９個配設されている（図
示せず）。

【００１４】以上のように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について以下説明す
る。

【００１５】まず、磁石１の回転位相に対応した所定の
相の駆動コイル１０に順次通電切り替えをすると、磁石
１は吸引反発力を受け、所定の方向に回転する。磁石１
が回転すると、これに一体的に固着された回転ドラム１
９も回転する。ここで磁石１の回転に伴い第２の磁極３
の漏洩磁束がＦＧコイル５の第１の発電線素部７に鎖交
し、起電力が発生する。起電力の方向はＮ極及びＳ極に
対応して交互に逆向きになるが、各起電力が加算される
ようにＦＧコイル５を構成しているために図３に示すＦ
Ｇ出力信号１１が得られる。同様に、第３の磁極４の漏
洩磁束がＰＧコイル６の第２，第３の発電線素部８，９
に鎖交し、起電力が発生する。ＰＧ出力信号１２は、図
３に示すように１回転につき各１回の正負の発電波形と
なる。なお、第２の磁極３の１回転につきｎ・ｍ周期発
生する磁束成分については、ＰＧコイル６の第２，第３
の発電線素部８，９が第２の磁極３の２極分の開き角
（３０度）を有するために、お互いにキャンセルされ、
ＰＧコイル６の出力信号に重畳することはない。従っ
て、回転ドラム１９の回転速度は、ＦＧ出力信号１１の
周期が所定の値になるように制御回路（図示せず）によ
って制御され、またヘッド１８の位相は、映像信号の垂
直同期信号に同期して記録するようにＰＧ出力信号１２
をもとに制御されることになる。

【００１６】以上のように本実施例によれば、部品点数
を増やすことなく磁石の着磁パターンを改良するだけの
簡単な構成でＦＧ周波数を上げることができ、かつ位相
検出が可能なモータを実現できる。

【００１７】以下本発明の第２の実施例について、図面
を参照しながら説明する。図５は本発明の第２の実施例
における磁石の着磁パターンを示す平面図である。図６
は第２の実施例におけるＦＧ、及びＰＧの出力波形図で
ある。図５において磁石１の第１の磁極２は図１の構成
と同様なものである。図１と異なる点は、第２の磁極３
の構成であり、π／ｎ／ｍ（ｒａｄ）に等分割した磁極
の内、所定の隣接極がＮ極またはＳ極に連続する領域Ａ
を１箇所設けて磁石１の外周側に配設した点である。ま
た、ＦＧコイル５及びＰＧコイル６の形状は第１の実施
例と同様なものであるが、各々第２の磁極３の漏洩磁束
に鎖交すべく対向配置されている。

【００１８】以上のように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（図４参照）の動作について
以下説明する。

【００１９】まず、磁石１の回転位相に対応した所定の
相の駆動コイル１０に順次通電切り替えをすると、磁石
１は吸引反発力を受け、所定の方向に回転する。磁石１
が回転すると、これに一体的に固着された回転ドラム１
９も回転する。ここで磁石１の回転に伴い第２の磁極３
の漏洩磁束がＦＧコイル５の第１の発電線素部７に鎖交
し、起電力が発生する。起電力の方向はＮ極及びＳ極に
対応して交互に逆向きになるが、各起電力が加算される
ようにＦＧコイルを構成しているために図６に示すＦＧ
出力信号１１が得られる。同様に、第２の磁極３の漏洩
磁束がＰＧコイル６の第２，第３の発電線素部８，９に
鎖交し、起電力が発生する。ＰＧ出力信号１２は、図６
に示すように１回転につき各１回の正負の発電波形とな
る。なお、第２の磁極３の１回転につきｎ・ｍ周期発生
する磁束成分については、ＰＧコイル６の第１の発電線
素部８及び第２の発電線素部９が第２の磁極３の２極分
の開き角（３０度）を有するために、お互いにキャンセ
ルされ、ＰＧコイルの出力信号１２に重畳することはな
い。従って、回転ドラム１９の回転速度は、ＦＧ出力信
号１１の周期が所定の値になるように制御回路（図示せ
ず）によって制御され、またヘッド１８の位相は、映像
信号の垂直同期信号に同期して記録するようにＰＧ出力
信号１２をもとに制御される。

【００２０】以上のように本実施例によれば、部品点数
を増やすことなく磁石の着磁パターンを改良するだけの
簡単な構成でＦＧ周波数を上げることができ、かつ位相
検出が可能なモータを実現できる。また、磁石の着磁工
程が２回で済むために組立工程が簡略化できる。さら
に、回転位相検出用に用いる第２の磁極の磁極幅を比較
的確保しやすいために安定したＰＧ出力を得ることがで
きる。

【００２１】なお、本実施例において駆動コイル１０は
絶縁層（図示せず）を介してステータ２３に接着固定し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、例え
ば、エッチングやメッキ等により駆動コイルを形成して
もよい（図示せず）。また、本実施例においてＦＧコイ
ル５とＰＧコイル６は、ステータ２３上に構成したが駆
動コイル１０の端面と磁石１との空隙部にＦＧ，ＰＧ基
板１３（図７参照）を配設してもよい（図８参照）。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明のモータは部品点数
を増やすことなく磁石の着磁パターンを改良するだけの
簡単な構成でＦＧ周波数を上げることができ、かつ位相
検出が可能なモータを実現することができる。

【００２３】また、磁石の着磁工程が２回で済むために
組立工程が簡略化できる。さらに、回転位相検出用に用
いる第２の磁極の磁極幅を比較的確保しやすいために安
定したＰＧ出力を得ることができる優れたモータを実現
できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における磁石の着磁パタ
ーンを示す平面図

【図２】本発明の実施例におけるＦＧ及びＰＧの導体パ
ターンを示すステータの平面図

【図３】本発明の第１の実施例におけるＦＧ及びＰＧの
出力波形図

【図４】本発明の実施例におけるモータを搭載した回転
ヘッド装置の側断面図

【図５】本発明の第２の実施例における磁石の着磁パタ
ーンを示す平面図

【図６】本発明の第２の実施例におけるＦＧ及びＰＧの
出力波形図

【図７】本発明の第３の実施例におけるＦＧ及びＰＧの
導体パターンを示すＦＧ，ＰＧ基板の平面図

【図８】本発明の第３の実施例におけるモータを搭載し
た回転ヘッド装置の側断面図

【図９】従来例におけるステータ部の平面図

【図１０】従来例における磁石の着磁パターンを示す平
面図

【図１１】従来例におけるモータを搭載した回転ヘッド
装置の側断面図

【図１２】従来例におけるＦＧ及びＰＧの出力波形図

【符号の説明】

１磁石２第１の磁極３第２の磁極４第３の磁極５ＦＧコイル６ＰＧコイル７第１の発電線素部８第２の発電線素部９第３の発電線素部１０駆動コイル１１ＦＧ出力信号１２ＰＧ出力信号１３ＦＧ，ＰＧ基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】等ピッチ間隔に２ｎ個（ｎは自然数）の
第１の磁極を内周側に配設し、かつ等ピッチ間隔に２ｎ
・ｍ個（ｍは自然数）の第２の磁極を外周側に配設し、
さらに前記第２の磁極近傍に第３の磁極を少なくとも１
箇所配設した円環状の磁石と、前記第１の磁極の漏洩磁束に鎖交し、前記磁石と所定の
空隙を介して対向配置した複数個の駆動コイルと、前記磁石と所定の空隙を介して前記第２の磁極の漏洩磁
束に鎖交し、かつ前記第２の磁極と等ピッチ間隔に放射
状に対向配置した複数個の第１の発電線素部を電気的に
接続して一つのコイルを形成したＦＧコイルと、前記第３の磁極の漏洩磁束に鎖交する第２の発電線素部
と、前記第３の磁極の漏洩磁束に鎖交し、かつ前記第２
の発電線素部に対して２π・ｒ／ｎ／ｍ（ｒａｄ）（ｒ
は自然数）だけずらした回転位相に配設した第３の発電
線素部とを電気的に接続して一つのコイルを形成し、か
つ前記磁石と所定の空隙を介して対向配置したＰＧコイ
ルとを具備したモータ。
【請求項２】等ピッチ間隔に２ｎ個（ｎは自然数）の
第１の磁極を内周側に配設し、かつπ／ｎ／ｍ（ｒａ
ｄ）（ｍは自然数）に等分割した磁極の内、所定の隣接
極がＮ極またはＳ極に連続する領域を少なくとも１箇所
設けた第２の磁極を外周側に配設した円環状の磁石と、前記第１の磁極の漏洩磁束に鎖交し、前記磁石と所定の
空隙を介して対向配置した複数個の駆動コイルと、前記磁石と所定の空隙を介して前記第２の磁極の漏洩磁
束に鎖交し、かつ前記第２の磁極と等ピッチ間隔に放射
状に対向配置した複数個の第１の発電線素部を電気的に
接続して一つのコイルを形成したＦＧコイルと、前記第２の磁極の漏洩磁束に鎖交する第２の発電線素部
と、前記第２の磁極の漏洩磁束に鎖交し、かつ前記第２
の発電線素部に対して２π・ｒ／ｎ／ｍ（ｒａｄ）（ｒ
は自然数）だけずらした回転位相に配設した第３の発電
線素部とを電気的に接続して一つのコイルを形成し、か
つ前記磁石と所定の空隙を介して対向配置したＰＧコイ
ルとを具備したモータ。
【請求項３】前記ＦＧコイルと前記ＰＧコイルとを同
一平面上に構成したことを特徴とする請求項１または請
求項２記載のモータ。
【請求項４】前記ＦＧコイルと前記ＰＧコイルは、半
径方向の略略同一位置に配置したことを特徴とする請求
項３記載のモータ。
【請求項５】前記第１の磁極、前記第２の磁極、及び
第３の磁極は、軸方向に着磁されていることを特徴とす
る請求項１記載のモータ。
【請求項６】前記第１の磁極と前記第２の磁極は、軸
方向に着磁されていることを特徴とする請求項２記載の
モータ。