JPS5936142Y2

JPS5936142Y2 - 直流モ−タ

Info

Publication number: JPS5936142Y2
Application number: JP1977001306U
Authority: JP
Inventors: 進星見; 謙三中川
Original assignee: ソニー株式会社
Priority date: 1977-01-10
Filing date: 1977-01-10
Publication date: 1984-10-05
Also published as: JPS5396614U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は例えばレコードプレーヤの駆動用モタとして使
用して好適な直流モータに関する。

従来、この種の直流モータのロータ軸のスラスト受けは
特殊合金金使用したものが使用されている。

ところが、この特殊合金は高価なうえ、ロータ軸金接地
しなければならないモータでは、その接地するための接
続が非常にやっかいである欠点があった。

本考案はこの点に鑑み、非常に安価で、しかもロータ軸
紫接地するのも容易な直流モータ全提案しようとするも
のである。

以下本考案による直流モータの一実施側音、トルクむら
がなく、しかも発生トルクが犬で、製造容易な新規な直
流モータ４例にとって、説明しよう。

第１図は、本考案による直流モータの縦断面図で、トは
ロータマグネット４示し、これは、第３図に示すように
、環状の磁石がロータヨーク２上に取付けられて、ロー
タヨーク２と一体に取付けられたロータ軸３紫中心に回
転するようにされている。

そして、この場合、ロータマグネット１は、磁束密度が
サイン波状になるように、例えば８極に着磁されている
。

４は軸受けで、例えば黄銅からなる筒体４ａと、これ金
覆う例えばプラスチックよりなる筒状カバ４ｂとよりな
る。

５はステータヨークで。

このステータヨーク５のロータ軸３の延長方向と直交す
る面上には４個の巻線ブロック６Ａ、６Ｂ、６Ｃ，６Ｄ
とプリント基板９が配される。

即ち、第２図は、ロータマグネット１、ロータヨーク２
、軸３及び軸受け４金除いた状態の平面図で、ステータ
ヨーク５上に、４個の巻線ブロック６Ａ、６Ｂ、６Ｃ及
び６Ｄが、互いに重ならないように所定の間隔金あけて
、ロタマグネット１に対向する位置に配され、さらに、
これら巻線ブロック６Ａ〜６Ｄの配置位置と重ならない
形状の例えば紙エポキシ樹脂よりなるプリント配線基板
９がステータヨーク５上に、従って巻線ブロック６Ａ〜
６Ｄと同一平面上に配される。

そして、ロータ軸３の延長純金横切るようにプリント配
線基板１０がステータヨーク５上に配される。

筐た各巻線ブロック６Ａ、６Ｂ、６Ｃ，６Ｄは、同様の
形状で、同じ巻き幅の扁平な、例えばプラスチックから
なる巻枠７Ａ、７Ｂ、７Ｃ，７Ｄにコイル８Ａ、８Ｂ
、８Ｃ，８Ｄがそれぞれ巻回づれて構威すれる。

そして、このコイル８Ａ、８Ｂ。８Ｃ，８Ｄが巻回され
た巻枠７Ａ〜７Ｄが、螺子９Ａ、９Ｂ、９Ｃ，９Ｄによ
りステータヨーク５上に固定されて、巻線ブロック６Ａ
〜６Ｄがステータヨーク５上に配されろ。

そして、この場合、各巻線ブロック６Ａ〜６Ｄの半径方
向に沿う一側のコイル巻回部分と、他側のコイル巻回部
分の距離は、それぞれ電気角で１８０異なるようにで
れる。

そして、各巻線ブロック６Ａ〜６Ｄの配置関係は次のよ
うにされろ。

即ち、巻線ブロック６Ａと６Ｂ及び６Ｃと６Ｄは電気角
で９０離れた位置に配でれ、即ち、巻線ブロック６Ａ
及び６Ｃの半径方向に沿う他（則の巻回部分と、これと
隣り合う巻線ブロック６Ｂ及び６Ｄの一側の巻回部分と
が電気角で９０°異ならされて配され、また、巻線ブロ
ック６Ａと６Ｃ及び６Ｂと６Ｄは電気角で、１８０°×
４−７２０゜だけ離れた位置に配されろ。

そして、巻線ブロック６Ａのコイル８Ａト巻線ブロ
ック６Ｃのコイル８Ｃとが直列に接続でれ、１だ巻線ブ
ロック６Ｂのコイル８Ｂと巻線ブロック６Ｄのコイル８
Ｄとが直列に接続されろ。

これらの接続はプリント基板１０の銅箔よりなるパター
ン（図示せず）にて行なわれる。

さらに、プリント基板１０上には、ロータマグネットの
回転位賃金検出する２個の検出素子例えハホール素子１
１及び１２が銅箔パターンにハンダ付けされて取付けら
れる。

そして、ホール素子１１及び１２の取付は位置は、互い
に電気角で９０異なるようにされるとともに、ホール
素子１１ば、巻線ブロック６Ａとは電気角で１８０゜Ｘ
３＝５４００異なるようにでれる。

この場合巻線ブロック６Ａのホール素子１１から児で遠
い方の半径方向の一１則のコイル巻回部分の位置とホル
素子１１の位置とが電気角で５４００異なるようにされ
るものである。

そして、プリント基板１０上のロータ軸３との接点部分
がスラスト受け１３とされ、これにてロータ軸３の先端
金堂けるようにされる。

図の例の場合、軸３の先端にはボール３ａが圧入されて
おり、このボール３ａｋスラスト受け１３で受けるよう
にされている。

そして、この場合、軸３金アースする必要があるもので
は、第４図に示すように、プリント基板１０のスラスト
受け１３の部分は銅箔４残しておき、これより一側の端
部１で配線パターン金延長し、これよりリード線１４金
導出し、このリード線１４金接地端に接続するようにす
る。

なお、１５，１６，１７は取付は弔貫通孔である。

この場合軸受け４０筒状カバー４ｂにもこの貫通孔と対
応する位置に孔が開けられ、螺子により、軸受け４とと
もにプリント基板１０がステータヨーク５に固定てれる
。

なお、プリント配線基板１０上の銅箔によるパターン及
びこれより導出するリード線は図示しなかったが、銅箔
パターンは、プリント配線基板１０の長手方向の一端１
則にのみ、延長されろようにされ、このプリント配線基
板１０の長手方向の一端より導出され、このリード線が
ステータヨーク５の一部が切欠かれて形威すれた窓１８
よりステータヨーク５外に導出されるようにされる。

以上述べたように、本考案によれば、ステータコイルの
接続等の配線に必要とするプリント配線基板乞ロータ軸
３のスラスト受けとして共田するようにしたので、製造
コストが安価になるという効果がある。

しかも、ロータ軸３を接地するのには、このプリント配
線基板１０金利用して簡単にできろという利点もある。

斗だ、図の例の場合、磁束密度がサイン波状になるよう
にロータマグネット１金着線し、巻線ブロック６Ａ〜６
Ｄ、従ってステータコイル及びコイル８Ａと８Ｂ及び
コイル８Ｃと８Ｄは互いに９００異なるように配される
ことから、ロータの回転角（電気角）乞θ、ロータマグ
ネット１による磁束密度の最大値’ｋＢ。

とすると、Ｂ工＝Ｂ □ ｓｉｎθ ・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
Ｂ＝ＢＣＯ３θ ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（２）０となる。

従って、ホール素子１１及び１２に得られる電圧ｅ１及
びｅ２は、ｅ＝：Ｋｓｉ、ｎθ ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（３）１ｅ２＝Ｋ１ｃｏｓθ ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）（Ｋ１は
定数である。

）となる。

そして、コイル８Ａ〜８Ｄには、ホール素子より得られ
る電圧に比例した電流が流れるものとすれば、コイル８
Ａ及び８Ｃに流れる電流１１及びコイル８Ｂ及び８Ｄに
流れる電流１２は、（３）、（４）式から、ｉ＝Ｋｓｉｎθ ・胃・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（５）２ｉ２＝Ｋ２ｃｏｓθ ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）（Ｋ２は
定数である。

）となる。

フレミングの法則によりコイル８Ａ、８Ｃに働く力Ｆ１
及びコイル８Ｂ、８Ｄに働く力Ｆ２ば、２、、、。

Ｆ１＝ｉ１・Ｂ１＝Ｋ２ＢＯｓｉｎθ
・・・・・・・・（７）２１．、。

Ｆ２−１２・Ｂ２−に２ＢｏＣＯ３θ ・・・・・・
・・（８）となる。

従ってロータが受ける力Ｆは、Ｆ＝＝Ｆｌ＋Ｆ２
＝＝Ｋ２Ｂ□ ｓｉｎ２θ＋に２Ｂｏｃｏｓ２θ
二に２Ｂｏ（ｓ１ｎ２θ＋ｏｓ’θ ）二に２Ｂ。

・・・・・・・・・・・・（９）となり、ロ
ータの回転角θに無関係に一定となる。

従って、トルクむらがなく、なみらかな回転音し、レコ
ードプレーヤ等で、特に問題となるクラ・フラッタの原
因となるトルクむらが全くなく、なめらかな回転音する
。

１だ各ステータコイルに、電流全切換えて流すようにす
るものに比べて、スイッチング時の雑音（機械音）は全
くない。

また、この例にも・いては、ロータマグネットの極数に
対し、巻線ブロックの数金少なくして、巻線ブロックが
互いに重なり合わないようにして、巻線スタック紫１段
としたので、ロータマグネットとステータヨーク間の軸
方向の間隔金狭くでき、巻線ブロックの数が少なくなっ
ても、その分だけ磁束密度が大きくなるので、巻線ブロ
ックの数が多く互いに重なり合って巻線スタックが２段
にしたものと同等以上のトルクが得られる。

しかも、巻線ブロック奮−面上に重なり合わないように
配し、その巻線ブロックの間にプリント基板４券線ブロ
ックと同一面上に配すことができるので従来のようにプ
リント基板上に巻線ブロック４載せるような場合に比べ
て、プリント基板１０の厚み分だけロータマグネット１
とステータヨーク５との軸方向の間隔が狭くできるので
、この点ても磁束密度４増すことができ、トルク金入き
くとれる利点がある。

さらに、巻線スタックが一段で、４個の巻線ブロックの
軸方向の高さは同一であることからモータ金組立てるに
当たって、ロータマグネット１と巻線ブロック６Ａ〜６
Ｄ間の間隙は容易に設計し得、それだけ組み立てが容易
になる。

１だ、図の例のように、巻線ブロック６Ａ〜６Ｄとして
扁平の巻枠７Ａ〜７Ｄにそれぞれコイル８Ａ〜８Ｄｖ巻
装したもの音便用し、これ金螺子９Ａ〜９Ｄにてステー
タヨーク５上に取付けるようにしたことにより、従来の
この種のモータのように巻線ブロックをステータヨーク
と別の固定具により固定する場合に比べて、巻線ブロッ
クの取付が非常に簡単にでき、しかも各巻線ブロックの
位置決めも容易になし得、σらには製造コストも安価に
なるという利点がある。

また、スラスト軸受が従来より一般に用いられているプ
リント配線基板で兼用されるので、従来のようにスラス
ト軸受部分音別個に設ける必要はなく、構成が極めて簡
単になるものである。

また、スラスト軸受がプリント配線基板で兼用σれるこ
とにより、モータ全体の構成上、一層の薄型化が可能に
なるものである。

さらに、前述もしたように、軸３奮接地する必要がある
ときは、プリント配線基板の配線パターン金接地するこ
とにより極めて簡単にできるという効果もある。

なお、ロータ軸３合接地するに当たって、プリント配線
基板１０上に形威すれた銅箔４有するスラスト受けとス
テータヨークとが電気的に接続されていれば、このステ
ータヨーク自体全接地するようにしてもよい。

１だ、図の例は、ロータマグネットは８極に着磁され、
巻線ブロックの数は４個とでれ、そのうちの２個づつが
直列に接続された場合であるが、これに限らないもので
ある。

即ち例えばロータマグネットが２極に着磁されるときは
、巻線ブロックの数は２個で、これ米電気角で９０だ
け異なるように、互いに重ならないように配するように
すればよく、また８極以上の多極のときにも、巻線ブロ
ックは互いに重ならない数に選定し、互いに直列に接続
されないもの同士が互いに９０’の奇数倍だけ異なるよ
うに配置すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による直流モータの一例の縦断面図、第
２図はそのステータコーク部分の一例の平面図、第３図
はそのロータ部分の一例の斜視図、第４図はそのプリン
ト基板の一側音詳明するための図である。１はロータマグネット、２はロータヨーク、３はロータ
軸、４に軸受け、５はステータヨーク、６Ａ〜６Ｄは巻
線ブロック、７Ａ〜７Ｄは巻枠、８Ａ〜８Ｄはコイル、
９Ａ〜９Ｄはその取付は田螺子、１０はプリント基板、
１１及び１２は検出素子としてのホル素子、１３はスラスト受けである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ロータヨークとこれに被着でれるロータマグネットとロ
ータ軸金有するロータと、ステータヨクと分有し、上記
ステータヨークの上記ロータ軸の延長方向と直交する面
上にプリント配線基板が上記ロータ軸の延長純金横切る
ように取付けられ、このプリント配線基板の配線パター
ン自体が上記ロータ軸のスラストパッドとなでれた直流
モータ。