JPS592560A - 直流モ−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】 本発明は、例えばレコードプレーＡｙ等に用いられて、
回転子を永久磁石とし、該回転子と対向した駆動コイル
を備えた固定子からなる直流モータに関するものであり
、特に固定子のモータ駆動用のコイル部を、プリント基
板の両面にプリントによって形成することにより、この
モータのコイル部の厚みを充分に小とすると共に、磁気
空隙寸法を小として、構造簡単にしてコンパクトで、し
かも高１−ルクの直流モータを提供することを目的とす
る。

一般に、第１図乃至第３図に示す如く、この種の直流モ
ータでは、永久磁石を備えた回転子と、コイル部を備え
た固定子とが平面上で対向配置された構造のいわゆる平
面対向型無刷子直流モータが知られている。このモータ
は、例えばホール素子等で回転子と固定子との相対回転
位置を検出して駆動するもので、モータの回転軸１にハ
ブ２を介して固定されている回転子となるロータ３は、
枕型に形成された磁性体からなる保持体４と、この保持
体４の内側に例えば第２図に示すように、Ｎ極及びＳ極
を交互に夫々３個ずつ設けられた６極の永久磁石５とに
より構成されている。

６は、前記ロータ３の下側で所定の空隙ｇを保って対向
配置されているステータで、その中央部に軸受ホルダア
を固定すると共に、前記永久磁石５と対向して巻回され
た駆動コイル部８を含む磁性体からなる固定板９とから
構成されている。

前記軸受ホルダ７は、軸受１０．１０を介して前記ロー
タ３の回転軸１を回転自在に支承すると共に、端部にこ
の回転軸１のスラスト荷重を支持するスラスト軸受１１
を備えζいる。

前記駆動コイル８は、前記永久磁石５の極数に対応して
第３図の如く固定板９」二に配置された４個の巻回され
た一対の一１イル８ａ、３ａ’及び８ｂ１８ｂの２相の
コイルから構成され、コイル８ａ。

コイル８ａ’とコイル８ｂ、コイル８１）とは互いに電
気角で９０度の位相差をもって固定板９に取付けられて
いる。

上記した構成の直流モータは、駆動：］コイルに前記ホ
ール素子等で検出したロータ３の回転位置信号に応じて
駆動する適宜の駆動回路（図示Ｕず）にＪ：って給電す
ることにより、ロータ３を回転駆動せしめて駆動１−ル
クを得ることができる。

しかるに、この従来のものは、駆動コイル８がコイル線
材による集中巻のためコイル厚（５−ｏ）が大となるの
で、ロータ３とステータ６との磁気空隙寸法Ｓが大きく
なる。このため、コイルに鎖交づる磁界は必然的に小と
なるので所要の駆動トルクを得るためには、ロータ３の
永久磁石５の厚みを大どしなければならない。従って、
このモータは、モータ本体の構造が大きくなることを余
儀なくされ、またロータ３のイナーシャが犬となって機
械的時定数が大きくなる欠点がある。

また、駆動コイル８は、その夫々のコイル８ａ、８ｇ、
８ｂ、８５′を固定板９上に取り付ける際に生じる取付
Ｋｌ差によって、モータにトルクリップルが発生して、
これが振動となって表われ、このモータを例えばレコー
ドプレーヤ等に適用した場合、ワウ・フラッタ特性が悪
くなり、またこの駆動コイル８を固定板９上に精度よく
取付るには慎重を要して組立作業上多くの時間を必要と
する等の欠点がある。しかも、このコイル８は略三角形
状としたのでトルク発生に寄与しない無用なコイルエン
ド（図中、各コイルの円周方向の長さに相当するコイル
部分）が長くなり、モータ効率が悪くなる欠点がある。

本発明は、上記の欠点に鑑みなされたものであり、以下
図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。

第４図は、本発明になる直流上−夕の一実施例の縦断側
面図であり、回転軸１２にハブ１３を介して固定されて
いるロータ１４は、内側に永久磁石１５を備えて筒状に
形成された磁性体からなる保持体１６より構成されてい
る。

前記永久磁石１５は、保持体１６の内周面に沿ってＮ極
及びＳ極が第５図に示すごとく交互になるよう多数隣接
して環状に配置されている。

１８は、筒状に形成された保持体であり、軸方向の上下
２箇所に配置された軸受１７．１７により前記回転軸１
２を回転自在に支承しでおり、また１９は、前記保持体
１８の外周面に固定された円筒状の磁性体からなるステ
ータベースである。

２０は、両面に駆動用のコイルがプリントされて円筒状
に形成された両面プリント基板で、前記永久磁石１５の
内周面に対向する如く前記ステータベース１９の外周面
に、例えば絶縁性の接着シート２１等の接着手段により
固定されている。この両面プリント基板２０とステータ
ベース１９とで固定子２２が構成される。

２３は、例えば含油焼結合金からなるスラスト軸受で、
回転軸１２の後端部に当接してこれを回転自在に支承す
るよう前記保持体１８に固定されている。

第６図は、本発明の要部である両面プリント基板の外観
図、第７図は、第６図に示す両面プリント基板を本発明
になる直流モータに装着した時の一部拡大断面図で、両
面プリント基板２０は、周知のプリント基板に用いられ
ている例えばポリイミド、ポリプロピレン等の７レギシ
ブルな板状の素材をベース材２４として筒状に形成され
ていて、前記永久磁石１５と対向づる側の外周面に第１
の駆動コイル２５を備えると・其に、ステータベース１
９に絶縁性の接着シート２１等により接着される内周面
には第２の駆動コイル２６を備えている。

前記第１の駆動コイル２５及び第２の駆動コイル２６は
、夫々櫛歯状に形成されて互いに電気角で９０度の位相
差をもってベース材２４の円周方向に沿って配置されて
いる。

２７は、このプリント基板２０を円筒状に形成した時の
接合部で、この接合部２７の下方近傍に第１の駆動コイ
ル２５のコイル端子２５ａ１２５ｂがプリン１〜されて
いる。また、内周面の下方にも前記第１の駆動コイル２
５と同様に第２の駆動コイル２６の端子（図示せず）が
プリン［−されている。尚、第２の駆動コイル２６のコ
イル端子は、端子部をベース材２４より切り起し、更に
折曲げ反転せしめて第１の駆動コイル２５（外周面）側
に配置させることによって駆動コイル２６への給電が容
易に行なえる。

この第１及び第２の駆動コイル２５．２６どロータ１４
内の永久磁石１５との関係は、第８図に展開図で示す如
く、ベース材２４上には永久磁石１５のＮ極とＳ極との
磁極ピッチＰと等しいピッチで第１の駆動コイル２５が
櫛歯状に形成され、また内側（裏側）の第２の駆動コイ
ル２６は、図中点線で示す如く第１の駆動コイル２５と
ＨＰだけずらして形成してあり、これらのコイル間の位
相差はＭＰ、即ち電気角で９０度の位相差となっている
。従って、この両面プリント・基板２０上に形成された
コイルは２層の駆動用コイルとなる。

上記のように構成された本発明になる直流モータは、図
示ゼぬ適宜手段の駆動回路によって電気的に位相を９０
度ずらし”Ｃ給電することにより駆動コイル２５及び２
６は、外周の永久磁石１５のＮ極及びＳ極との間の磁束
を切ってロータ１４を回転せしめ所要の駆動トルクを得
ることができる。

従って、このモータは、第１図に示す従来の直流モータ
に比して、コイル厚を充分に小とジることができると共
に磁気空隙寸法を小とし得るので、コイルに鎖交する磁
界が大となり、従って永久磁石１５の厚みを小にでき、
慣性モーメントの小さいロータマグネットどなり機械的
時定数を小とじつる。

また、第１及び第２の駆動コイル２５．２６がプリン１
〜基板２０上にプリントによって形成されるので、各コ
イル間の位置が正確となってモータにトルクリップルが
発生せず、従って、このモータをレコードブレー（７等
に用いた場合、振動の発生が抑えられ、またワウ・フラ
ッタ特性が向上し、Ｄつこれを廉価に製造することがで
きる。

第９図は、本発明の他の実施例を示１両面プリント基板
の展開図である。同図中、［１−夕１４の永久磁石１５
に対向してベース材２８上に、永久磁石１５のＮ極及び
Ｓ極の磁極ピッチＰの１ビツヂ内に、奇数倍の例えば３
木（３ビッヂ分）のコイルが相当リ−るように第１の駆
動コイル２９をプリント形成する。また裏側には、上記
と同様に、第１の駆動コイル２９のコイルピップ−と局
ピッチだけずらして第２の駆動コイル３０をプリント形
成する。このようにして両面に駆動コイル２９゜３０が
プリントされＩζ両面プリン［・基板３１が構成される
。

ここで、第１、第２の駆動コイル２９．３０に適宜の駆
動手段により給電づると、永久磁石１５の極数の３倍の
磁束波形と駆動コイル２９．３０とが１対１の関係とな
ってロータ１４を駆動回転ｕしめる。

即ち、モータの極数を多極化して回転精度の高いモータ
を得ようとする場合、永久磁石を最小限の磁極幅（ビッ
ヂ）に多極着磁して行なうか、或いはプリントによって
形成された駆動コイルのコイルピッチを小さくしで行な
うかの二つの方法があるが、この両者を比較すると、後
者のプリントコイルによりコイルピッチを小さくする方
が簡単にでき、実用的である。

従って、このプリントコイルによれば、永久磁石の磁極
幅が限定された場合、モータを多極化するには最適であ
り、またこの多極化はモータより発生するｉ〜ルクリッ
プルの影響を減少させる為にも効果的な手段である。

第１０図は、更に、本発明の他の実施例を示す両面プリ
ン１−基板及び永久磁石の外観図である。

同図中、３６は、Ｎ極及びＳ極が交互になるよう多数隣
接して円盤状に形成された永久磁石である。

３２は、前記永久磁石３６と対向して設【ノられる両面
プリント基板で、ベース材３３の上面には前記永久磁石
３６の磁極ピッチＰと等しいコイルピッチで櫛歯状に形
成された第１の駆動コイル３４がプリントにより形成し
である。また、下面には、上記と同様に第１の駆動＝１
イル３４のコイルピッチと互いに局ピッチ、゛つまり電
気角で９０度の位相差をもって第２の駆動＝Ｊコイル５
が図中点線で示すようにプリントにより形成しである。

３４ａ、３４ｂは、第１の駆動コイル３４のコル端子で
あり、また第２の駆動コイル３５のコイル端子（図示せ
ず）も同様に下面に設けられている。即ち、これは、第
１図に示【ノた従来の平面対向型無刷子直流モータに対
応するものであって、この従来の直流モータのコイル８
及び永久磁石５を、前記円盤状に形成した両面プリント
基板３２及び永久磁石３６に置換えて用いることにより
、モータの構造を大幅に段調変更することなく、本発明
は所期の目的、を達成することができる。

また、両面プリント基板３２の第１及び第２の駆動コイ
ル３４．３５のコイルピッチを、上記第９図と同様に、
永久磁石３６の磁極ピッチの奇数倍に構成づることによ
り、モータを多極化することができる。

更に、この両面プリント基板３２は、その形状が円盤状
としであるので、第６図に示した円筒状のプリント基板
に比べると接合部がなく製造が容易である。

上述の如く、本発明になる直流モータは、互いに磁極を
異にする永久磁石を多数隣接した回転子を環状に配設す
ると共に、両面プリント基板のそれぞれの面に互いに電
気角として９０度の位相差をもった櫛歯状の駆動コイル
を有する固定子を前記回転子と対向して設けたので、モ
ータのコイル部の厚みを充分に小とすることができると
共に、磁気空隙寸法を小とし得るので、コイルに鎖交す
る磁界が人となる。従ってこのモータは、永久磁石の厚
みを小さくすることができ、慣性モーメントの小さいロ
ータマグネットとなって機械的時定数を小さくでき、軽
量、且つコンバントな構造で、しかも廉価とし得る。

また、駆動コイルを両面プリント基板上に形成したので
、このコイルを簡単に製造することができると共にモー
タの多極化が容易であり、また各コイル間の位置決めが
正確にできてモータのトルクリップルの減少及び振動の
発生を防止し智、更にほこのモータをレコードプレーヤ
等に用いた場合、この機器のワウ・フラッタ特性を向上
さゼることができる。

更に、駆動コイルのプリント化によってコイルエンドを
短かクシ得、モータ効率を高めることができる等多くの
特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の直流モータの縦断μり面図、第２図及
び第３図は、第１図の直流モータの永久磁石及び駆動コ
イルの平面図、第４図は、本発明（こなる直流モータの
一実施例の縦断側面図、第５図は、第４図の本発明にな
る直流モータの永久磁石の斜視図、第６図は、本発明に
なる直流モータの要部をなす両面プリント基板の外観図
、第７図は、第６図の両面プリント基板を本発明になる
直流モータに取付けた時の一部拡大断面図、第８図は、
第６図の両面プリント基板と永久磁石との関係を示した
展開図、第９図は、本発明になる直流モータの要部をな
す両面プリント基板の他の実施例を示した展開図、第１
０図は、本発明の他の実施例を示す両面プリント基板及
び永久磁石の外観図である。 １．１２・・・・・・回転軸、　３，１４・・・・・・
ロータ、５．１５・・・・・・永久磁石、　６・・・・
・・ステータ、７・・・・・・軸受ホルダ、　８・・・
・・・駆動フィル、　１０゜１７・・・・・・軸受、　
１８・・・・・・保持体、　１９・・・・・・ステータ
ベース、　２０．３１．３２・・・・・・両面プリント
基板、　２４，２８．３３・・・・・・ベース材、２５
．２９．３４・・・・・・第１の駆動コイル、　２６゜
３０．３５・・・・・・第２の駆動コイル、　２７・・
・・・・接合面。 特許出願人　日本ビクター株式会社 第４図 ３３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに磁極を異にする永久磁石を多数隣接した回転子を
   環状に配設すると共に、両面プリント基板のそれぞれの
   面に互いに電気角として９０度の位相差をもった櫛歯状
   の駆動コイルを有づる固定子を前記回転子と対向して設
   けたことを特徴とする直流モータ。