JPS604664B2

JPS604664B2 - モータ装置

Info

Publication number: JPS604664B2
Application number: JP10554077A
Authority: JP
Inventors: 嘉人浦田; 雅一郎立川; 直行尾原; 孝夫松井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1977-09-01
Filing date: 1977-09-01
Publication date: 1985-02-05
Also published as: JPS5438508A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は回転出力軸およびロータマグネットを有するロ
ータ部がステータ部に設けられた駆動用コイルとの相互
作用で回転するＤＣブラシレスモータに関し、とくに磁
気記録再生装置において磁気テープを走行せしめるため
のキャプスタンの如く大きな慣性モーメントを必要とし
、かつ極めて回転ムラの少ないことを必要とする回転体
を駆動するに最適な構造を有するモータ装置を提供する
ことを目的とするものである。

一般に回転出力軸およびロータマグネットを有するロー
タ部がステ−タ部に設けられた駆動用コイルとの相互作
用で回転するＤＣブラシレスモ−夕においては、ロータ
部には前記出力軸、ロータマグネットの他に上記ロータ
マグネットの回転位置を電気的に非接触状態で検出する
手段を設ける必要があり、また前記ｏ−タ部の回転速度
を電気的に制御する機能を有するモータにおいてはさら
に回転速度を電気的に検出するための手段をも設ける必
要があり、構造が極めて複雑となり組立てが困難となる
欠点を有していた。

本発明は前記の問題点を解決した新規な構造を有するモ
ータ装置を提供したものであり、特に磁気記録再生装置
において磁気テープを走行せしめるためのキヤプスタン
のごとく大きな慣性モーメントを必要とし、しかも極め
て回転ムラが少ないことを必要とする回転体を駆動せし
めるのに最適な構造を有するモータ装置を提供するもの
である。

以下、本発明によるキャプスタンモータについて実施例
の図面にもとづき詳細に説明する。

第１図は本発明のキャプスタンモータの断面図を示し、
該キヤプスタンモータはＤＣブラシレスモータであり、
大きな慣性モーメントを有しキャプスタン１１を圧入固
定せしめた第１のロータ９０と、該第１のロータ９川こ
回転平面に平行な面で多極に着磁されたロータマグネッ
ト９３を有する第２のロータ９１よりなるロータ部８９
と、該ロータマグネット９３と平面で対向する複数個の
駆動用コイル１００を有する駆動部ステータ２１８と、
上記ロータマグネット９３の回転位置を検出する位置検
出手段と、上記ロータの回転速度を検出する回転速度検
出手段と、上記位置検出手段及び回転速度検出手段の信
号に応じて本キャプスタンモータを定速に駆動制御なら
しめる駆動制御回路により構成されている。先ず回転速
度検出手段について説明する。

回転速度検出手段は第１図に示す如く、磁性体より成る
円板２００、厚み方向Ｎ，Ｓに着磁されたマグネット２
０１、発電コイル２０２、外周に凹凸歯部２０４を有す
る歯円板２０３とより成るステー夕部と、磁性体より成
る第１のロータ９０１こ上記歯円板２０３と対向する位
置に設けられた歯部２０５より構成されている。このス
テータ部は第１図、第２図に示す如くゴム等の振動吸収
材２０６を介して止〆金２０７により軸受１１９に固定
せしめられている。また上記歯部２０４及び２０５は互
いに同数もしくは整数比を有する凹凸歯の関係に構成さ
れている。この回転速度検出手段において第１のロータ
９０が回転すると、上記歯部２０４及び２０５の凹凸歯
の対向関係において磁束変化が発生し、これにより発電
コイル２０２には歯部２０４及び２０５のうち多い方の
歯数に応じ、かつ第１のロータ９０の回転速度に応じた
交流信号が誘起せしめられている。この交流信号を回転
速度検出信号とする。このとき上記歯部２０４及び２０
５において発生する磁束変化のために歯円板２０３は振
動を発生し、該歯円板２０３が共鳴を起こすことがある
。振動吸収材２０６はこの歯円板２０３の共鳴を防止す
る効果を有するものである。ｏ−タ部８９はキャプスタ
ン１１を圧入固定せし、かつ一部に上記回転速度検出
用の歯部２０５を有する第１のロータ９０と、ロータマ
グネット９３を有する第２のロータ９１と、被回転位置
検出手段である変調板９６とからなり、各々、第１のロ
ータ９０に設けた穴２１１、変調板９６に設けた透孔９
８、第２のロータ９１に設けた位置決め用突起９５にお
いて互いに位置決めをされ、ネジ２１０により一体的に
締結せしめられている。

このロータ部８９を構成する第２のロータ９１は第３図
に示す如く第１のロー夕９０の回転平面に平行な面で厚
み方向にＮ，Ｓの磁極が着磁されたロータマグネツト９
３と、該ロータマグネツト９３を一体的に固着せしめた
磁性体よりなる磁気ヨーク９２とから構成されている。
また、ロータマグネット９３は本実施例では８極に着磁
せしめている。駆動部ステータ２１８は磁性体より成る
ステータ板１１７と、該ステータ板１１７上に設けられ
た複数個の駆動用コイル１００と、ロータマグネット９
３の回転位置を検出するための第１次コイル１０６と、
複数個の第２次コイル１１１と、配線用の印刷配線基板
２１２と、ロータ部８９のスラスト方向の荷重を支える
スラスト軸受２１３とより構成されている。

この駆動部ステータ２１８を構成する駆動用コイル１０
０はボビン１０２及び１０１とより成り、ピン１０３に
よりステータ板１１７に固定せしめられており導電端子
１０４，１０５により印刷配線基板２１２に結線せしめ
られている。本実施例の場合は６個のコイルを有する３
相駆動方式とし、各コイル１０１ａ，１０１ｂ，１０１
ｃ，１０１ｄ，１０１ｅ，１０１ｆは各々中心より対象
な位置すなわち１０１ａ．１０１ｄ，１０１ｂ・１０１
ｅ，１０１ｃ・１０１ｆが一対となって第７図に示す如
く３相形式の駆動コイルを構成しいる。回転位置検出手
段は第１図、第５図に示す如く第１のロータ９０に取付
けられた変調板９６と、駆動部ステータ２１８１こおい
て駆動用コイル１００の内側に設けられた第１次コイル
１０６及び複数個の第２次コイル１１１より成るもので
ある。

この回転位置検出手段を構成する変調板９６は導電性に
優れた材料例えば銅、アルミニウム等で作られ、透孔９
７及び磁束遮蔽部９９を有する。透孔９７及び磁束遮蔽
部９９の数及び形状はロータマグネット９３の極数によ
り決定されるが、本実施例の場合は８極であるので４組
の透孔９７ａ，９７ｂ，９７ｃ，９７ｄ及び磁束遮蔽部
９９ａ，９９ｂ，９９ｃ，９９ｄを有する。また第１次
コイル１０６はコイル１０７及びボビン１０８とより成
り、導電端子１０９，１１０により印刷配線基板２１２
に結線されている。また複数個の第２次コイル１１１は
該第１次コイル，０６の内側に設けられ、各々第１次コ
イル１０６と同じくコイル１１２及びボビン１１３とよ
り成り、導電端子１１４，１１５により印刷配線基板２
１２に結線されている。また該第２次コイル１１１には
その中心に磁性体である磁気芯１１６がボビン１１
３に庄入固定せしめられている。本実施例は３相駆動方
式であるので第２次コイル１１１の数は３個と決定され
る。上記の如き回転位置検出手段の構成において、第１
次コイル１０６に第１次高周波交流信号を与えると、第
２次コイル１１１には該第１次高周波交流信号により誘
起される第２次高周波交流信号が発生するが、該第１次
コイル１０６と第２次コイル１１１の間の相互電磁作用
はこれと密接して配置された変調板９６の回転位置によ
り異なる。すなわち、第２次コイル上に透孔９７が位置
するときは第２次コイル１１１には大きな第２次高周波
交流信号が譲起され、磁気遮蔽部９９が位置するときに
は第２次高周波交流信号の誘起は小さくなる。このよう
に第２次高周波交流信号は上記変調板９６の回転によっ
て変調されるものであり、これをロータマグネット９３
の回転位置検出手段となす。本実施例の場合３個の第２
次コイル１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃにより発生する
回転位置検出信号Ａ，Ｂ，Ｃは第６図の如く成る。なお
透孔部９７に対する遮蔽部９６の中心に対する角度比を
１対１．５とすると略正弦波状の良好な変調信号が得ら
れる。なお変調板９６の構成において、ロータョーク９
２に切欠き９４が設けてある。これは一般に磁気ヨーク
９２は鉄系、磁性材料で作られるため変調板９６の磁気
遮蔽部９９と同じように磁気遮蔽作用を有するため、切
欠き９４が無い場合は上記変調板９６による前記第２次
高周波交流信号の変調率を低下せしめることになるため
である。該切欠き９４は変調板９６の透孔９７ａ，９７
ｂ，９７ｃ，９７ｄに合致させて略同一形状で設けてあ
る。また変調板９６のロータマグネット９３の着磁位置
に対する関係及び第２次コイル１１１ａ，１１１ｂ，１
１１ｃの駆動用コイル１００‘こ対する位置関係はモー
タの性能上最も大切な点であり、第３図、第５図の如く
ロータマグネット９３の極間位置を変調板９６の磁束遮
蔽部９９の中央に設け、かつ第２次コイル１１１ａ，１
１１ｂ，１１１ｃを各々駆動用コイル１０川こ対する位
置に設けるのが精度、性能上及び組立ての点で最も良い
位置を得ることが出来る。もちろんこれらの位置関係は
図示の位置関係に限定されるものではない。第７図はキ
ャプスタンモ−夕における各コイルと駆動制御回路２５
０，２５１との結線状態を示す。この駆動制御手段は既
にダイレクト・ドライブ方式のレコードプレャー等で実
用化されているのでここではその説明は省略する。以上
の実施例の説明によって明らかなごとく本発明によれば
、第１のロー夕、被回転位置検出手段である変調板およ
び第２のロータをそれぞれの機能において必要な形状お
よび材料で構成し、それらを極めて簡単に一体の回転体
とすることを可能ならしめたため、大きな慣性力を必要
とするモー夕装置の場合は前記第１のロータを大きくす
ることにより、また小さな慣性力を必要とするモ−タ装
置の場合には前記第１のロータを小さくすることによっ
て、ステータ部や回転速度検出手段、さらに第２のロー
タ等を変更することなく所要の駆動力を有するモータ装
置を得ることができる。

また、従来困難であったロータマグネットと被回転位置
検出手段との回転方向の位置合わせを極めて簡単な回転
決め手段によって位置決めすることを得て、組立てを容
易ならしめるこができる。また変調板の形状や、第２の
ロータに設けた切欠き部の形状等はモータの性能をより
一層高性能にするものである。特に本発明のモータ装置
は磁気記録再生装置に使用した場合にはロータ部が大き
な慣性モーメントを持つフライホイールとして働くため
キヤプスタンを極めて容易にＤＣブラシレスモータで直
接駆動ならしめる構成とすることができ、またロータマ
グネットの吸引力でスラスト方向の荷重が与えられてい
るので、上下方向のがたつきが発生せず、磁気テープの
走行を安定させ得るばかりでなくモータの取付方向によ
りモ−夕の性能が変化することもないなどの工業上多大
の利益を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のモータ装置の一構成例を示す断面図、
第２図そのモー夕の回転検出手段の平面見取図、第３図
及び第４図はそのモータのロータと変調板を示す平面図
、第５図はそのモータのステータの平面図、第６図はそ
のモ−夕の回転位置検出信号の波形図、第７図はそのモ
ータの要部電気回路である。１１……回転軸、８９・・・・・・ロータ部、９０…・
・・第１のロー夕、９１……第２のロータ、９３……ロ
ータマグネット、９５・・・・・・位置決め突起、９６
・・・・・・変調板、９７・・・・・・透孔、９９・・
・・・・磁気遮蔽部、１００……駆動コイル、１０６・
・・・・・１次コイル、１１１……２次コイル、１１７
……ステータ板、２００……円板、２０１……マグネッ
ト、２０２・・・・・・発電コイル、２０３・・・・・
・歯円板、２１３・・・・・・スラスト軸受、２１８…
・・・駆動部ステータ。第１図第２図第３図第４図第５図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】１回転出力軸を有しかつ所要の慣性を有する磁性体で
なり、回転方向に直角な第１の端部に回転速度検出のた
めの凹凸歯部を有し、他端にロータマグネツトを有する
第２のロータを取付自在にせしめた第１のロータと、前
記第１のロータの凹凸歯部と対向する位置に、歯円板、
マグネツトおよび発電コイルからなり、前記第１ロータ
の凹凸歯部と前記歯円板間の磁束変化を前記発電コイル
にて検出する回転速度検出手段と、回転方向と直角な平
面で多極着磁された円板状のロータマグネツトおよびそ
のロータマグネツトの外周と前記着磁面と反対の側で前
記ロータマグネツトを支持しかつ回転軸心を中心とした
透孔を有する磁性体でなる第２のロータと、前記第１の
ロータの回転軸心から略等距離でかつ回転方向に等間隔
に配置され前記ロータマグネツトと巻心方向で対向する
複数個の駆動用コイル、および前記駆動用コイル、前記
ロータマグネツトによって囲まれる空間中に前記第１の
ロータの回転位置を検出する回転位置検出手段を設けた
ステータ部と、前記回転位置検出手段と平面で対向し、
かつ対向する面に前記回転軸心から等距離でかつ回転方
向に等間隔に配置された複数個の透孔を有し、前記透孔
と前記回転位置検出手段との相互位置の変化に応じて前
記第１のロータの回転位置を検出せしめるための被回転
位置検出手段を具備し、前記第１、第２のロータおよび
前記被回転位置検出手段には、前記回転軸心から等距離
でかつ回転方向に所定間隔に配置され、互いに前記回転
軸心方向に嵌合し合う１個ないしは複数の嵌合孔と突起
の対からなる位置決め手段と、互いに前記回転軸の長さ
方向に一体的に締結せしめる締結手段を具備せしめ、前
記第１のロータ、前記被回転位置検出手段、前記第２の
ロータの順に回転軸の長さ方向に、順次前記位置決め手
段を嵌合させ、しかる後に前記締結手段により互いに締
結せしめることによって一体に組立てた回転体となし、
この回転体を一端で前記回転速度検出手段と、他端で前
記ステータと各々対向せしめたことを特徴とするモータ
装置。２ステータ部に構成した位置検出手段は、ロータの回
転軸心の方向を巻芯の方向としかつ上記巻芯の中心位置
を上記ロータの回転軸心と一致もしくはほぼ一致させて
配設された１個の第１次コイル部材と、その第１次コイ
ル部材によって囲まれる空間中に、前記回転軸心から略
等距離でかつ回転方向に所定間隔あけて並設され、かつ
巻芯方向を前記回転軸心の方向とならしめた複数個の第
２次コイルにて構成せしめ、一方ロータ部に設けた被回
転位置検出手段は前記回転軸心から略等距離でかつ回転
方向に所定間隔あけて並設された複数個の第２次コイル
にて構成せしめ、一方ロータ部に設けた被回転位置検出
手段は前記回転軸心を中心とする円上もしくはその近傍
に所定間隔あけて並設された複数個の透孔を有する導電
体よりなる円板にて構成せしめ、かつ前記各透孔の大き
さは、前記第１次コイル部材と前記第２次コイル部材に
対向する位置関係において、前記回転軸心に対して外縁
は少なくとも前記第１次コイルの最外周位置より外側と
し、かつ内縁は前記第２次コイルよりも前記回転軸心に
対し内側となしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のモータ装置。３第２のロータの回転軸心を中心とする透孔は少なく
とも第１次コイルの外周よりも大ならしめたことを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載のモータ装置。