JPH0428218Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の利用分野〕 本考案は、VTRやフロツピーデイスクドライ
ブなどに適したブラシレスモータに係り、特に、
ロータの位相を検出するためのピツクアツプヘツ
ドの改良に関する。

〔考案の背景〕

従来より、VTRのヘツドシリンダなどを回転
駆動するモータには、第６図に示すようなブラシ
レスモータが広く採用されている。

この第６図において、１はロータ部、２はステ
ータ部である。ロータ部１は、円椀状の回転子ヨ
ーク３と、該回転子ヨーク３の内部に固着された
リング状の回転子マグネツト４と、回転子ヨーク
３の中心軸部分に貫挿固着された回転軸５とによ
つて構成されており、また、ステータ部２は、固
定子ヨーク６と、該固定子ヨーク６上に装着され
た駆動コイル７とによつて構成されている。８，
９は回転子ヨーク３の外周面に180度の間隔で固
着されたパルス発生用マグネツト（Puls
Generator マグネツト、以下、PGマグネツト
と称す）であり、一方のPGマグネツト８はＮ極
を外方に露出し、他方のPGマグネツト９はＳ極
を外方に露出しており、これらPGマグネツト８，
９と対向するように、ピツクアツプヘツド（以
下、PGヘツドと称す）１０が固定子ヨーク６の
所定位置に取付けられている。

このように構成された従来のブラシレスモータ
においては、回転子マグネツト４は、その円周方
向に沿つて等間隔に分割着磁されているため、該
回転子マグネツト４と固定子ヨーク６との間に界
磁磁束が生じ、そのため、駆動コイル７に電流を
流すことによりトルクが発生して回転子マグネツ
ト４、すなわちロータ部１が回転する。また、ロ
ータ部１が回転すると、それにともなつてPGマ
グネツト８，９も回転するため、PGヘツド１０
は２つのPGマグネツト８，９からの磁界を順次
受け、所定のPGパルスを出力する。以下、かか
るPGパルスの出力波形について説明する。

第７図は、上述したPGヘツド１０とPGマグネ
ツト８，９との関係を示す平面図であり、この図
に示すように、PGヘツド１０はＣ字状のコア１
１と、該コア１１に巻回されたコイル１２とで構
成されており、磁気ギヤツプＧは対向するPGマ
グネツト８，９の端面と平行になるように形成さ
れている。

また、第８図は、Ｎ極を露出させたPGマグネ
ツト８の磁束分布を示すものであり、実線はＹ方
向のベクトル磁束分布、破線はＸ方向のベクトル
磁束分布である。なお、図示しないが、Ｓ極を露
出させたPGマグネツト９の磁束分布は、Ｘ軸に
対してPGマグネツト８と対称にあらわれる。

今、かかる磁束分布をもつたPGマグネツト８
が、ロータ部１の回転にともなつてPGヘツド１
０と対向するように近づくと、該PGヘツド１０
の磁気ギヤツプＧは、対向するPGマグネツト８
の端面と平行に走るため、コア１１は第８図に示
したＸおよびＹ方向のベクトル磁束分布のうち、
Ｘ方向のみのベクトル磁束分布の影響を受けるこ
とになる。

そこで、第８図に示したＸ方向のベクトル磁束
分布を微分して磁束の変化率をとると、第９図に
示す如くなる。この時、コイル１２に働く電圧ｅ
は、 ｅ＝dΦ／dt であり、磁束の変化量にそのまま影響されること
がわかる。

従つて、コイル１２は、互いに極性が反対の両
PGマグネツト８，９からの磁束変化率（Ｘ方向
のベクトル磁束分布のみ）に相応して第１０図に
示す如き、両側にハネ返り部を有する電圧波形を
順次出力する。

このようにして得られた電圧波形において、正
負の所定の２個所、例えば±CVにしきい値を設
定しておけば、該しきい値±CVをコイル１２の
出力電圧が越えることにより、ロータ部１の位相
を検出できる。そこで、回転軸５に上部シリンダ
を介して２つのビデオヘツド（いずれも図示せ
ず）を取付け、該ビデオヘツドと両PGマグネツ
ト８，９とをそれぞれ位置合せしておけば、PG
ヘツド１０によつて両ビデオヘツドの回転に同期
したPGパルスを取出すことができる。

しかしながら、かかる従来の位相検出装置にあ
つては、PGマグネツト８，９の表面ガウス量の
バラツキによつて、コイル１２の出力電圧にバラ
ツキを生じることがあり、このため、例えばコイ
ル１２の出力電圧が小さすぎると、しきい値±
CVでの検出が不可能となり、反対に、出力電圧
が大きすぎると、ハネ返り部までしきい値±CV
に達してしまい、誤検出するおそれがある。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、上述した従来技術の欠点を除
き、PGヘツドを構成するコイルの出力電圧の大
きさに拘らず、確実にロータ部の位相を検出でき
るブラシレスモータを提供することにある。

〔考案の概要〕

この目的を達成するために、本考案は、PGヘ
ツドの磁気ギヤツプを、対向するPGマグネツト
の端面に対して回転軸と直交する面内で傾斜さ
せ、PGヘツドのコアが、PGマグネツトのＸおよ
びＹ方向のベクトル磁束分布の影響を受けるよう
に構成した点に特徴がある。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の実施例を図面により説明する。

第１図は本考案によるブラシレスモータの一実
施例を示す断面図、第２図はロータ部を取除いた
ステータ部の平面図であり、第６図に対応する部
分には同一符号を付けてある。

これらの図において、前述の固定子ヨーク６は
駆動回路部品１３などを搭載した配線基板１４に
ネジ止めされており、また、各駆動コイル７は固
定子ヨーク６にアウトサート成形されたコイル保
持体１５にそれぞれ装着されている。さらに、各
駆動コイル７上には、櫛葉状のFGコイル１６を
プリント形成したFG基板１７が接着固定されて
いる。一方、回転子ヨーク３の内部には、該FG
コイル１６と対向するようにFGマグネツト
（Frequency Generator マグネツト）１８が固
着されており、該FGマグネツト１８は、その円
周方向に沿つてFGコイル１６に対応するだけ等
間隔に分割着磁されている。また、固定子ヨーク
６には、回転子マグネツト４の磁極面に対向する
ように、ホール素子などからなる複数個の磁気セ
ンサ１９が取付けられている。

回転子ヨーク３の外周面には、180度の間隔を
おいて一対の窓孔３ａ，３ｂが穿設されており、
一方のPGマグネツト８は、そのＳ極が回転子マ
グネツト４のＮ極と接触するように、窓孔３ａを
通して回転子マグネツト４の外周面に固着され、
また、他方のPGマグネツト９は、そのＮ極が回
転子マグネツト４のＳ極と接触するように、窓孔
３ｂを通して回転子マグネツト４の外周面に固着
されている。これにより、Ｎ極が表面にあらわれ
るPGマグネツト８と、Ｓ極が表面にあらわれる
PGマグネツト９のそれぞれの磁束密度を、回転
子マグネツト４の磁束密度を利用して高めること
ができる。

固定子ヨーク６の所定位置には、前記PGマグ
ネツト８，９の端面と微少間隙をおいて対向する
ようにPGヘツド２０が取付けられている。この
PGヘツド２０は、第３図に示すように、Ｌ字状
のコア２１と、該コア２１に巻回されたコイル１
２とで構成されており、コア２１は従来のＣ字状
コアと比べると、２点鎖線で示す部分を切り落と
した形状となつている。このため、かかるPGヘ
ツド２０の磁気ギヤツプＧは、対向するPGマグ
ネツト８，９の端面に対して回転軸と直交する面
内で傾斜するよう形成されている。

このように構成されたブラシレスモータにおい
ては、駆動回路部品１３から駆動コイル７に電流
が供給されると、先に説明したように、トルクが
発生してロータ部１が回転する。各磁気センサ１
９は、回転子マグネツト４の回転にともなう磁界
の変化によりパルスを発生し、該パルスによつて
駆動コイル７に供給される各相の電流が制御さ
れ、ロータ部１の回転は継続される。また、FG
コイル１６も、FGマグネツト１８の回転にとも
なう磁界の変化によりパルスを発生し、該パルス
に基づいてロータ部１が定速制御される。

このようにロータ部１が定速で回転駆動される
と、PGヘツド２０のコイル１２は、ロータ部１
に連動して回転するPGマグネツト８，９の磁束
を受けてPGパルスを出力する。以下、かかるPG
パルスの出力波形について説明する。

第４図はPGヘツド２０のコア２１が影響を受
ける磁束分布を示すものであるが、該PGヘツド
２０の磁気ギヤツプＧはPGマグネツト８，９の
端面に対して傾斜状態にあるため、コア２１は、
先に説明した第８図のＸ，Ｙ両方向のベクトル磁
束分布の影響を受け、第８図に示した実線と破線
とが重ねられた磁束分布となる。

第５図は第４図に示した磁束分布を微分して磁
束の変化率をあらわしたものであるが、この第５
図より、コイル１２は、片側のハネ返り部がなく
なつた電圧波形を順次出力することがわかる。

このようにして得られた電圧波形は、磁気ギヤ
ツプＧが従来のPGヘツドに比べて広くなつた分、
出力自体は小さくなるが、しきい値をOVに設定
し、該しきい値OVでの電流方向を検出すること
により、ロータ部１の位相を検出できるため、い
わゆるゼロクロス方式が可能となる。そのため、
従来、±CVの２個所のしきい値で検出していたも
のをOVの１個所のしきい値で検出することが可
能となり、検出回路やサーボ系を簡略化できる。

なお、上記実施例は、本考案によるブラシレス
モータの位相検出装置をVTRのヘツドシリンダ
駆動用として適用したものについて説明したが、
フロツピーデイスクドライブやキユブスタン駆動
などにも適用できる。

また、上記実施例は、PGマグネツト８，９を
ロータ部１側に180度の間隔をおいて２個設けた
ものについて説明したが、このPGマグネツトの
数は２個に限定されず、必要に応じて適宜選択可
能である。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、ゼロク
ロス方式によつてPGパルスを検出することがで
きるため、PGヘツド（ピツクアツプヘツド）か
らの出力電圧の大きさに拘らず、ロータ部の位相
を確実に検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるブラシレスモータの一実
施例を示す断面図、第２図は第１図に示すブラシ
レスモータのステータ部の平面図、第３図は第１
図のPGヘツドの平面図、第４図は第３図のPGヘ
ツドが影響を受ける磁束分布を示す説明図、第５
図は第４図の磁束分布を微分した磁束の変化率を
示す説明図、第６図は従来のブラシレスモータの
位相検出装置の一例を示す断面図、第７図は第６
図のPGヘツドとPGマグネツトとの関係を示す平
面図、第８図は第６図のPGマグネツトの磁束分
布を示す説明図、第９図は第８図のＸ方向ベクト
ル磁束分布を微分した磁束の変化率を示す説明
図、第１０図は第７図のPGヘツドから出力され
る電圧波形を示す説明図である。 １……ロータ部、２……ステータ部、３……回
転子ヨーク、３ａ，３ｂ……窓孔、４……回転子
マグネツト、５……回転軸、６……固定子ヨー
ク、７……駆動コイル、８，９……PGマグネツ
ト（パルス発生用磁石）、１２……コイル、２０
……PGヘツド（ピツクアツプヘツド）、２１……
コア。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ステータ２に対して回転自在なロータ１側にパ
   ルス発生用磁石８，９を設け、該磁石８，９に対
   向してステータ２側にピツクアツプヘツド２０を
   設け、該ピツクアツプヘツド２０の磁気ギヤツプ
   Ｇを横切る前記磁石８，９の磁束変化により、回
   転するロータ１の位相を検出するブラシレスモー
   タにおいて、前記磁気ギヤツプＧを、前記ピツク
   アツプヘツド２０に対向する前記磁石８，９の端
   面に対して前記ロータ１の回転軸５と直交する面
   内で傾斜したことを特徴とするブラシレスモー
   タ。