JPS6070954A - 着磁装置 - 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、ディスク型ブラシレスモータの主マグネット
の磁極に精度の良い周波数検出用磁極を容易に重畳形成
することができるようにしだ着磁装置に関する。

例えば、ダイレクトドライブ方式のカセットチープレコ
ータ等に用いるディスク型ブラシレスモータにあっては
、細かな回転速度信号を得る必要がある。このようなデ
ィスク型ブラシレスモータ１としては、例えば、第１図
に示すような構造のものが知られている。＾′−こ１の
モータ１について説明すると、モータ軸２には円板状の
ロータヨーク３が固定され、このロータヨーク３の下面
には第２図に示すようなリング状の界磁マグネット４が
接着固定されている。モータ軸２の先端側はセンタース
ピンドル５が形成され、またその下端側は軸受６によっ
て回転自在に支持されている。軸受６にはステータヨー
ク７が固定され、このステータヨーク７上には第３図に
示すように３個の扇枠状＋７）ｔｉ子コイル８が平面重
畳しないように等間隔配置で接着固定している。電機子
コイル８の枠内空胴部内には回転位置検知のためのホー
ル素子。

ホールＩＣ，磁気抵抗素子等の磁電変換素子９が収納配
置されている。電機子コイル８の上面には円板状のプリ
ント基板１０が固定され、このプリント基板１０の表面
にはロータの回転速度検出用（周波数発電機形成用）の
くし歯状導電パターン１１が形成されている。プリント
基板１０と界磁マクネット４とは微少空隙を隔てて対向
している。

第２図は第１図の界磁マグネット４の下面図である。第
２図に示すように、界磁マグネット４の主磁極１２は、
Ｎ、Ｓの磁極を交互等間隔に有する４極のものに着磁形
成され、その周辺部にはロータ回転速度検出用の約１８
０極の周波数検出用磁極１３が形成されている。Ｎ極、
Ｓ極はＮｉ’Ｆｘ。

Ｓ′極よりも強く着磁されている。従って、Ｎ′極はＳ
′極の、Ｓ′極はＮ極の機能を果たすので、Ｎ極。

Ｓ極の周波数検出用磁極が交互に細かなピッチで着磁形
成されていることになる。

第５図は、従来における主磁極１２の着磁方法を説明す
るため着磁装置１４の斜視図である。この着磁装置１４
は、純鉄等の強磁性体よりなる円筒体１５の端面１６に
、中心で直交するような溝１７を入れ、これに駆動用の
主磁極１２を形成するための励磁用コイル１８を巻装し
たものとなっている。これをマグネットに接触させ、励
磁用コイル１８に通電することによって４極の主磁極１
２を着磁する。

このように、まず主磁極１２を着磁した後、周波数検出
用磁極１３を着磁するための専用の着磁装置（図示せず
）を用いて、周波数検出用磁極１３を比較的弱（着磁す
る。

従って、界磁マグネット４が形成する空隙部の磁束密度
波形は第６図のようになる。

この第６図に示すように、主磁極１２によって形成され
た磁束密度波形に、周波数検出用磁極１３によって形成
された磁束密度波形が重畳されるので、主磁極１２によ
って形成された磁束密度波形の山又は谷部に細かな凹凸
の波形が形成される。

第４図は第１図のプリント基板１０の平面図である。プ
リント基板１０の表面における界磁マグネット４の周波
数検出用磁極１３と対向する部分には、第４図に示すよ
うなくし歯状の導電パターン１１が形成されている。こ
の導電パターン１１のピッチは、第２図に示す周波数検
出用磁極１６のピッチと同一である。導電パターン１１
の放射方向の一本置きの線分群が、例えば周波数検出用
磁極のＮ又はＳ極と対向しているとき、これらの間の線
分群はＮ′又はぎに対向する。これによって各線分に周
波数検出用磁極１３の回転速度に応じた同方向の起電力
が発生し、導電パターン１１の図示しない出力端子から
ロータの回転速度に応シた周波数の検出出力が得られる
。

尚、周波数検出用磁極１３によるパルス状磁束は間欠的
に現われるが、導電パターン１１が第４図に示すように
全周に形成されている（全周積分型となっている）ので
、検出出力は連続波で得られる。また周波数検出用磁極
１３にピッチむらがあっても、複数の導電パターン１１
の放射方向の線分群によってピッチむらは平均化され、
ロータの回転数が一定のとき一定の周波数の検出出力が
得られる。ロータ回転数の変動分は検出出力の周波数変
調成分として取り出される。

上記した回転速度検出機構を有するディスク型ブラシレ
スモータ１は、最近においては非常に注目を集め、各社
その開発に必死になっているところである。

しかし、従来において、更に回転速度検出用のより多（
の周波数を得ることが希望されていた。

しかしながら、あらかじめｌめられた径のマグネットに
より多くの周波数検出用磁極を形成することは着磁ヨー
クの加工事の問題上から困難であり、また非常に高価に
つき、更にまた実際に目いっは痢 しχ数だけ周波数検出用磁極をマグネットに着磁したと
しても精度の良い回転速度信号を得ることができないと
いう欠点があった。同様に周波数検出用磁極の極数を増
加させることから、これに対向する回転速度検出用のく
し歯状の導電パターンの放射方向の線分間の幅も、極め
て狭いものに形成しなければならず、予じめ径の定めら
れている現状下においては、その作成が非常にやっかい
で、ともすると導電パターンがショートしていタリ、断
線していたり等不良品を多く生じる等やっかいな問題が
あり、安価に量産できないという欠点があった。

かかる欠点は、周波数検出用磁極を着磁形成しようとす
るマグネットの径が小さくなればなるほど増長されるも
ので、また現段階の技術では、上記場合において精度を
あげることは非常にやつかいで限度があるものであった
。

そのために、より精度の良い回転速度検出信号が得られ
ないことから、より性能の良い回転速度制御がなし得な
いものとなっていた。その他として、従来において、主
磁極１２及び周波数検出用磁極１３を有する界磁マグネ
ット４を形成するのに非常に手間がかかっていた。即ち
、主磁極１２の着磁と、周波数検出用磁極１３の着磁と
を分離して行なわなければならなかったためである。そ
のために、主磁極１２を形成する着磁装置と、周波数検
出用磁極１３を形成する着磁装置を必要とするので非常
に高価なものとなっていた。また周波数検出用磁極１３
を形成するに当って、複数回の着磁行程を必要とするの
で、その位置合せがやっかいで、これを正しく行なわな
いと主磁極１２内に正しく周波数検出用磁極１３を着磁
形成できず、この結果できあがる製品も高価となる欠点
を有していた。

本発明はかかる事情１ζ基づいてなされた着磁装置で、
主に回転速度検出用の周波数信号を多く取れる性能の良
い周波数検出用磁極を形成できる界磁マグネットを容易
に形成できる着磁装置を得ることを目的としてなされた
ものである。

その信奉発明の目的としては、主磁極と周波数検出用磁
極とを同時に着磁できるようにして、着磁工程の簡略を
はかれるようにすることにある。

かかる本発明の目的は、磁性体又は樹脂等で形成した円
筒体の端面に、細かなピッチの周波数検出磁極形成用溝
を半径方向に渡って２段設け、該２つの周波数検出用磁
極用溝それぞれに周波数検出磁極形成用励磁コイルを巻
装してなることを特徴とする着磁装置を提供することに
よって達成される。以下第７図以下を参照して本発明の
第１実施例としての主磁極及び周波数検出用磁極を同時
形成するための着磁装置の実施例を説明していく。

尚、第５図と共通する部分には、ダラシを符することと
する。

第７図は本発明の着磁ヨーク１４′の斜視図で、この着
磁ヨーク１４′は４極の主磁極１２を形成するものとし
て構成されている。着磁ヨーク１４′は強磁性体よりな
る円筒体１５′の端面１６′に、中心で直交するような
溝１７′を入れ、この溝１７′に第５図に示すように太
い線径の励磁用コイル１８を巻装し、上記端面１６′全
体に細かなピッチの周波数検出用磁極１３′を形成する
ために細かな等間隔ピッチで内外周２段に渡って周波数
検出用磁極形成用溝１９．１９’を形成し、該溝１９．
１９’に第８図ｆａｎ、　（ｂ）で示すように細い線径
の周波数検出用磁極１３′形成のための励磁用コイル２
１を螺旋状に巻装している。尚、上記溝１９．１９’は
実際にはもっと細かな等間隔ピッチのものに形成する必
要があるが、図面の都合上、溝はあまり細かく形成して
いないものを描いである。

従って、まずこの着磁ヨーク１４′を用いて励磁用コイ
ル１８に電流を流して着磁してやると、当然のことなが
ら、第２図に示すようにＮ、Ｓの磁極を有する４極の主
磁極１２が形成される。その後、励磁用コイル２１に電
流を流してやると、周波数検出用磁極１３′が主磁極１
２の中に形成され、第９図に示す界磁マグネット４が得
られる。

尚、励磁用コイル２１は細い線径となっていることから
、周波数検出用磁極１３′は主磁極１２に比較して比較
的弱く着磁される。従って、周波数検出用磁極１３′に
よるパルス状の磁束が電機子コイル８に影響を与えるこ
とはほとんどない。

尚、周波数検出用磁極１３′は、第２図に示した周波数
検出用磁極１６よりも２倍の幅がある。従って、回転速
度検出用のくし歯状の導電パターン１１−１．１１−２
を、第１０図に示すようにプリント基板１０に２段に渡
って形成することができる。第９図において周波数検出
用磁極１３’−１。

１．１５’−２はそれぞれ第７図に示した周波数検出磁
極形成用溝１９．１９’によって形成されたものである
。ここにおいて、溝１９．１９’は、共に半径方向にお
いて略同位相に形成しているため、周波数検出用磁極１
　、！ｉ’−１、１３’−２は半径方向において略同位
相にあるように形成される。従って、上記２つの導電パ
ターン１１−１と１１−２によって、２倍の回転速度検
出用の周波数を得るためには、導電パターン１１−１と
１１−２とは互いに周方向に、周波数検出用磁極１３′
のＮ′又はＳ′極の幅（又は導電パターン１１−１．１
１−２の半径方向の隣接する２つ導体部１１ａと１１ａ
′との幅）の２分の１だけずらせて形成している。この
ことにより、界磁マグネット４′が導電パターン１１−
１．１１−２と相対的回転運動をなすと、導電パターン
１１−１．１１−２の図示しない出力端子から回転速度
に応じた周波数信号が得られる。尚、小型のディスク型
ブラシレスモータの場合には、界磁マグネット４′は半
径の小さなものと用いる必要がある。従って、プリント
基板１０も半径の小さなものになり、内周方向の上記導
電パターン１１−２の半径方向の導体部１１ａ、１１ａ
’の数も少なくなる。すなわち第１０図における内周方
向の導電パターン１１−２の半径方向の導体部１１ａ、
１１ａ’の数が外周方向の導電パターン１１−１の半径
方向の導体部１１ａ、Ｉｌａ’の数より少なくなること
は当然である。しかし、この場合でも、内周方向の導電
パターン１１−２の半径方向の導体部１１ａ、１１ａ’
の数が少なくなることによって、導電パターン１１−２
の半径方向の導体部１１ａ又は１１ａ′を導電パターン
１１−１の半径方向の導体部１１ａと１１ａ′間に位置
させることができ、結采的には導電パターン１１−この
ため、上記同様に２つの導電パターン１１−１と１１−
２とによって従来よりも多くの周波数をとることができ
る。

第１１図は周波数検出磁極形成用着磁ヨーク１４〃の斜
視図で、第７図の着磁ヨーク１４′から主磁極１２を形
成する端面部１６′を凹部２２にすると共に励磁用コイ
ル１８を巻装するための溝１７′部分をなくし、この溝
１７′のあった部分にも周波数検出用磁極１３′を形成
するための溝１９゜１９′を円筒体１５′の端面に形成
したものである。

この着磁ヨーク１４“は周波数検出磁極１６′を着磁す
るもので、主磁極１２を形成する場合と異なり弱い着磁
で足りるため、加工の容易な樹脂で形成すると都合良い
。尚、この着磁ヨーク１４〃の周波数検出磁極形成用溝
１９．１９’への励磁用コイル２１の巻線方法について
は第８図ｆａｎ、　ｆｂｌで示したと同じ方法で良い。

第１２図は周波数検出用磁極形成用着磁ヨーク１４″ｉ
ｏ）平面図で、この着磁ヨーク１４７の場合、内外周の
溝１９．１９’を周波数検出用磁極１３′の磁す界磁マ
グネット４′の内外周の周波数検出用磁極１３’−１と
１３’−２とが該磁極の２分の１ピツチずれて形成され
る。従って、この場合には、第７図に示した２つの導電
パターン１１−１と１１−２とは互いに周方向に位相を
ずらせて形成する必要はな（半径方向に同一位相で形成
すれば、上記したと同様に該導電パターン１１−１と１
１−２とで、従来よりも多くの回転速度に応じた周波数
検出信号が得られる。

上記から本発明の着磁ヨークによれば、この着磁装置に
よって得られる界磁マグネットが、内外周２段に渡って
形成された回転速度検出用の導電パターンと共用して、
従来においては得られなかった回転速度に応じた多くの
速度検出用周波数が得られる。従って、従来においてか
かる速度検出機構を具備していたディスク型ブラシレス
モータに鳳してやれば、性能の良いディスク型ブラシレ
スモータを得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はディスク型ブラシレスモータの縦断面図、第２
図は主磁極及び周波数検出用磁極を有する界磁マグネッ
トの平面図、第３図は電機子コイル群の配設方法を示す
だめの説明図、第４図は導電パターンを有するプリント
基板の平面図、第５図は従来の主磁極を形成するための
着磁方法を示す着磁ヨークの斜視図、第６図は第２図の
界磁マグネットが形成する空隙磁束密度の波形図、第７
図は本発明第１実施例の着磁装置を形成する着磁ヨーク
の斜視図、第８図（ａ）、第８図（ｂ）はそれぞれ周波
数検出磁極形成のための励磁コイルを周波数検出磁極形
成用溝へ巻装する方法の説明図、第９図は本発明の着磁
装置によって得られた主磁極及び周波数検出磁極を有す
る界磁マグネットの斜視図、第１０図は第９図の界磁マ
グネットと面対向させられる導電パターンを形成したプ
リント基板の平面図、第１１図は本発明第２実施例の周
波数検出用磁極形成用着磁装置の斜視図、第１２図は本
発明第３実施例の周波数検出用磁極形成用着磁装置の平
面図である。 １・・・ディスク型ブラシレスモータ、２・・・モータ
軸、３・・・ロータヨーク、４，４′・・・界磁マグネ
ット、５・・・センタースピンドル、６・・・軸受、７
・・・ステータヨーク、８・・・電機子コイル、９・・
・磁電変換素子、１ｏ・・・プリント基板、１１１１−
１．１１−２・・・導電パターン、　１２・・・主磁極
、１３．１３’・・・周波数検出用磁極、１４．１４’
、１４’・・・着磁ヨーク、１５，１５’・・・円筒体
、１６．１６′・・・端面、１７．１７’・・・溝、１
８・・・励磁用コイル、１９．１９’・・・周波数検出
用磁極形成用溝、　２１・・・励磁用コイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁性体又は樹脂等で形成した円筒体の端面に、細か
   なピッチの周波数検出用磁極を形成するために細かなピ
   ッチで周波数検出用磁極形成用溝を半径方向に渡って２
   段設け、該２つの周波数検出用磁極形成用溝それぞれに
   周波数検出用磁極形成用励磁コイルを巻装してなること
   を特徴とする着磁装置。 ２、上記端面に半径方向に２段に渡って形成した２個の
   周波数検出磁極形成用溝は、周方向に位相をずらせて形
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の着
   磁装置。 ３・　上記端面に半径方向に２段に渡って形成した２個
   の周波数検出磁極形成用溝は、共に半径方向において略
   同位相に形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の着磁装置。 ４、駆動用の主磁極を形成するための励磁用コイルを巻
   装するために、磁性体よりなる円筒体の端面に中心で直
   交する溝を設けた着磁装置において、上記端面に細かな
   ピッチの周波数検出用磁極を形成するために細かなピッ
   チの周波数検出磁極形成用溝を多数形成し、該溝に励磁
   用コイルを巻装してなることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第３項記載の着磁装置。