JPH06237564A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種電気機器に使用されるモータにおいて、
周波数発電機（以下ＦＧと略す）コイルに鎖交するメイ
ンマグネットからの漏洩磁束を低減した回転むらの少な
い高精度、かつ鉄損失の少ない高効率モータを提供す
る。 【構成】 磁性材料製基板２３上に配設された駆動コイ
ル１０と、駆動コイル１０が配設された面とは反対側の
磁性材料製基板２３上に配設されたＦＧコイル５と、回
転自在に支持されて駆動コイル１０に対向配置されたメ
インマグネット１と、メインマグネット１と一体的に支
持されてＦＧコイル５に対向するように配置されたＦＧ
マグネット２とを設けることにより、メインマグネット
１の磁極面から発生する磁束は、磁性材料製基板２３に
より遮蔽され、ＦＧコイル５に鎖交する漏洩磁束は極め
て少なくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオテープレコーダ
ー（以下ＶＴＲと略す）等に用いられるモータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種電子機器には高性能化、多機
能化等を目的としてモータを多用するようになってきて
いる。とりわけＶＴＲ等に用いられるキャプスタンモー
タや回転ヘッド装置は、回転むらを最小限にするため
に、早くから直接駆動方式のモータが採用されている。
さらに、回転速度制御を行うために回転速度に比例した
周波数信号を得る周波数発電機（以下ＦＧと略す）を設
けたモータが数多く採用されている。

【０００３】以下、図面を参照しながら従来のモータに
ついて説明する。図７は、従来のモータの断面図であ
る。図７において、磁性材料製のステータヨーク３３に
固定されたプリント配線基板製の配線板３４上に、複数
個の駆動コイル１０が配設されている。また、軸受３７
の外輪を保持した軸受ホルダ３６はステータヨーク３３
に固定されており、以上の部材でステータ３０を構成し
ている。駆動コイル１０は、配線板３４に形成されたプ
リントパターン（図示せず）を経由して、駆動回路（図
示せず）に接続されている。一方、駆動コイル１０と空
隙を介して対向して配置され、複数個の駆動磁極１ａを
軸方向に着磁した円環状のメインマグネット１が鉄板の
プレス成形による丸盆状のロータヨーク３１の内面に固
着されている。ロータヨーク３１は、軸受３７に回転自
在に軸支されたロータシャフト３２に一体的にねじ３５
により固定されており、以上の部材でロータ３８を構成
している。また、ロータ３８とステータ３０には、回転
周波数検出用のＦＧが組み込まれている。ロータヨーク
３１の開放端部に、周方向に多極のＦＧマグネット２が
固定されており、さらにＦＧ磁極２ａと空隙を介して対
向するように配線板３４上に、ＦＧ磁極２ａの磁束と鎖
交するプリント配線によるＦＧコイル５がリング状に形
成されており（図示せず）、以上の部材でＦＧを構成し
ている。

【０００４】以上のように構成された従来のモータの動
作について以下説明する。まず、ステータ３０に備えた
ホール素子（図示せず）により駆動磁極１ａの位置を検
出する。次に、この位置検出信号に基づき駆動回路によ
り駆動コイル１０に相電流を切り換えて流すことによ
り、メインマグネット１とともにロータ３８が回転駆動
される。また、ＦＧからの回転周波数検出信号に基づき
回転速度制御回路（図示せず）により、ロータ３８の回
転速度は所定の定速度に制御される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の構
成において、メインマグネットとＦＧマグネットとが近
接しているためにメインマグネットからの漏洩磁束がＦ
Ｇコイルに鎖交し、ＦＧ検出誤差が増大するという問題
があった。

【０００６】本発明は、前記従来の問題点を解決するも
ので、簡単な構成でＦＧコイルに鎖交するメインマグネ
ットからの漏洩磁束を低減し、回転むらが少ない高精
度、かつ鉄損失が少ない高効率モータを提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のモータは、軸方向に複数極着磁されて回転
自在に支持された円環状のメインマグネットと、メイン
マグネットの磁束に鎖交しメインマグネットと軸方向に
所定の空隙を介して対向するように磁性材料製基板上に
絶縁層を介して等ピッチに配設された複数個の駆動コイ
ルと、メインマグネットと一体的に支持されて軸方向に
複数極着磁された円環状の回転周波数検出用のＦＧマグ
ネットと、ＦＧマグネットの磁束に鎖交しＦＧマグネッ
トと所定の空隙を介して対向するように駆動コイルが配
設された面とは反対側の磁性材料製基板上に絶縁層を介
して配設され、さらにＦＧマグネットの磁極と等ピッチ
に放射状に対向配置された複数個の発電線素部を電気的
に接続して一つのコイルを形成したＦＧコイルとで構成
されている。さらに磁性材料製基板は、メインマグネッ
トの磁極面の一部の領域にのみ対向し、メインマグネッ
トの磁極面に対して磁性材料製基板が遮蔽する領域にＦ
Ｇマグネットを固着した磁性材料製回転ヨークをメイン
マグネットと所定の空隙を介して対向配置し、かつ回転
ヨークをメインマグネットと一体的に支持している。

【０００８】

【作用】上記構成によって、メインマグネットの磁極面
から発生する漏洩磁束は、磁性材料製基板および回転ヨ
ークにより遮蔽され、ＦＧコイルに鎖交する漏洩磁束を
極めて少なくすることができる。

【０００９】

【実施例】以下図面を参照しながら本発明の実施例を説
明する。図１は本発明の一実施例におけるモータを搭載
した回転ヘッド装置の断面図、図２は本発明のモータに
おける磁性材料製基板に駆動コイルを配設した状態を示
す平面図、図３は本発明のモータにおける磁性材料製基
板にＦＧコイルおよびＰＧコイルを配設した状態を示す
平面図、図４はＦＧマグネットの平面図、図５はメイン
マグネットの平面図、図６は本発明のモータにおけるＦ
ＧおよびＰＧの出力波形図である。

【００１０】図１において、固定ドラム１５には、その
中心に軸１６が固定されている。ディスク１７には、そ
の中心に軸１６と所定の間隙をもって回転自在な動圧型
流体軸受１７ａが構成されている。複数個のヘッド１８
を担持した回転ドラム１９は、ディスク１７に同軸に固
定され軸１６に対して回転自在である。スラスト軸受２
０は、軸１６の先端部に摺動自在に当接するようにディ
スク１７に締結されている。回転側ロータリートランス
２１ａと固定側ロータリートランス２１ｂは、互いに所
定の空隙（約５０〜７０μｍ）が保たれるようにディス
ク１７および固定ドラム１５に接着固定されている。バ
ックヨーク２２は円環状のメインマグネット１を固着
し、ディスク１７に支承されて軸１６に対して回転自在
である。メインマグネット１には駆動用の複数極（本実
施例では６対、すなわち１２極）の磁極が軸方向に着磁
され図５に示すように配置されている。磁性材料製基板
２３上には絶縁層（図示せず）を介して後述するＦＧコ
イル５、ＰＧコイル６および駆動コイル１０が配設され
固定ドラム１５にビス止めされている。また、磁性材料
製基板２３の内径は、メインマグネット１の内径よりも
大であり、メインマグネット１の磁極面の部分的領域に
のみ対向している。駆動コイル１０は、メインマグネッ
ト１の磁束に鎖交するようにメインマグネット１と軸方
向に所定の空隙を介して等ピッチで対向して配置され、
かつ磁性材料製基板２３上に絶縁層（図示せず）を介し
て接着固定されている。ここでは駆動コイル１０は３相
よりなり、図２に示すように合計９個配設されている。
２４は磁性材料製の回転ヨークで、回転ヨーク２４の一
部の領域は、メインマグネット１の磁極面に対して磁性
材料製基板２３によって遮蔽されない領域に所定の空隙
を介して直接対向するように配置され、かつメインマグ
ネット１とは一体的に回転するように回転側ロータリー
トランス２１ａに取付け部材２５を介して支持されてい
る。また、円環状のＦＧマグネット２は、磁性材料製基
板２３の駆動コイル１０を配設した面とは反対の面と、
所定の空隙を介して回転ヨーク２４に固着されている。
ＦＧマグネット２には図４に示すように、回転周波数検
出用の複数極（本実施例では１２対、すなわち２４極）
の磁極３が軸方向に着磁され、等ピッチに円形状に配設
され、それら複数個の磁極３のうち任意の１個の磁極３
内に極性の異なる回転位相検出用の第２の磁極４が少な
くとも１箇所配設されている。図３においてエッチング
またはメッキ等により形成された回転周波数検出用のＦ
Ｇコイル５および回転位相検出用のＰＧコイル６は、磁
性材料製基板２３の駆動コイル１０を配設した面とは反
対の面に絶縁層（図示せず）を介して配設され、かつ図
４に示すＦＧマグネット２の磁極３および第２の磁極４
の磁束に鎖交するように軸方向に所定の空隙を介してＦ
Ｇマグネット２に対向して配置されている。なおＦＧコ
イル５は、磁極３と等ピッチに放射状に配置した複数個
の発電線素部７を電気的に接続して一つのコイルを形成
している。またＰＧコイル６は、第２の磁極４の磁束に
鎖交する第１の発電線素部８ａと、第２の磁極４の磁束
に鎖交し、かつ第１の発電線素部８ａに対して２π・ｒ
／ｍラジアン（本実施例では３０度、すなわち約０．５
２３ラジアン）の開き角を有した第２の発電線素部８ｂ
とを電気的に接続して一つのコイルを形成している。

【００１１】以上のように構成された本実施例のモータ
を搭載した回転ヘッド装置の動作について以下説明す
る。

【００１２】まず、メインマグネット１の回転位相に対
応した所定の相の駆動コイル１０に順次通電切り替えを
すると、メインマグネット１は吸引力および反発力を受
け、所定の方向に回転する。メインマグネット１が回転
すると、これに一体的に固着されたＦＧマグネット２お
よび回転ドラム１９も回転する。ここでＦＧマグネット
２の回転に伴い磁極３の磁束がＦＧコイル５の発電線素
部７に鎖交し、起電力が発生する。起電力の方向はＮ極
およびＳ極に対応して交互に逆向きになるが、各起電力
が加算されるようにＦＧコイル５を構成しているため
に、図６に示すようなＦＧ出力信号１１が得られる。同
様に、ＦＧマグネット２に含まれる第２の磁極４の磁束
がＰＧコイル６の第１，第２の発電線素部８ａ，８ｂに
鎖交し、起電力が発生する。ＰＧ出力信号１２は図６に
示すように、１回転につき各１回の正負の発電波形とな
る。なお、磁極３の１回転につき１２周期発生する磁束
成分については、ＰＧコイル６の第１の発電素線部８ａ
と第２の発電線素部８ｂの開き角を磁極３の２極分の開
き角３０度にしてあるために、発電素線部８ａと８ｂで
互いにキャンセルされ、ＰＧコイル６の出力信号に重畳
することはない。

【００１３】したがって、回転ドラム１９の回転速度
は、ＦＧ出力信号１１の周期が所定の値になるように制
御回路（図示せず）によって制御され、またヘッド１８
の位相は、映像信号の垂直同期信号に同期するようにＰ
Ｇ出力信号１２をもとに制御される。また、メインマグ
ネット１の磁極面から発生する磁束は、磁性材料製基板
２３および回転ヨーク２４により遮蔽され、ＦＧコイル
５およびＰＧコイル６に鎖交するメインマグネット１の
漏洩磁束は極めて少なくなる。なお、ＦＧ精度はＦＧマ
グネット２の回転中心に対するＦＧコイル５の偏芯量に
大きく影響されるが、ＦＧコイル５の単品精度は、ＦＧ
コイル５を形成するときに、磁性材料製基板２３の内径
を基準としてエッチングまたはメッキ精度を管理するこ
とにより、また同様に組立精度は磁性材料製基板２３の
内径を基準として組立管理することにより回転むらが小
さい高精度なＦＧ信号が確保できる。

【００１４】以上のように本実施例によれば、簡単な構
成でＦＧコイルに悪影響を与えるメインマグネットから
の漏洩磁束を低減し、ＦＧ精度を向上できる制御性に優
れたモータを実現する。

【００１５】なお、本実施例において駆動コイル１０は
絶縁層（図示せず）を介して磁性材料製基板２３に接着
固定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
例えば、エッチングやメッキ等により駆動コイルを形成
してもよい。また、本実施例においてＦＧコイルおよび
ＰＧコイルはエッチングやメッキ等により形成している
が、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、
ＦＧコイルおよびＰＧコイルをフレキシブルＰ板に形成
して磁性材料製基板上に接着固定してもよい。また、本
実施例においてＰＧコイル６は、ＦＧコイル５を配設し
た面に構成したが、駆動コイル１０を配設した面に構成
してもよい。すなわち、メインマグネット１が図５に示
すように１２極である場合、メインマグネット１の任意
の１つの磁極内に極性の異なる第２の磁極を配設し、か
つＰＧコイル６の第１、第２の発電線素部８ａと８ｂの
開き角を６０度としてＰＧコイル５を配設してもよい。
さらに本実施例においては回転ヘッド装置に搭載したモ
ータとしているが、キャプスタンモータやその他のモー
タにも適用されることは言うまでもない。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明により明かなように、本発明
のモータは上記のように構成されているので、メインマ
グネットの磁極面から発生する漏洩磁束は、磁性材料製
基板および回転ヨークにより遮蔽され、ＦＧコイルおよ
びＰＧコイルに鎖交する漏洩磁束は極めて少なくなる。
したがって、ＦＧ検出誤差が低減された回転むらの少な
い高精度なＦＧ信号を確保することができる。また、Ｆ
Ｇマグネットの着磁パターンを変更することで任意にＦ
Ｇ周波数を上げることができるために制御性に優れたモ
ータが実現できる。さらに、メインマグネットの磁極面
に対して磁性材料製基板の対向面積が減少するために鉄
損失が減少し、損失の少ない高効率モータが実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるモータを搭載した回
転ヘッド装置の断面図

【図２】同実施例における磁性材料製基板に駆動コイル
を配設した状態を示す平面図

【図３】同実施例における磁性材料製基板にＦＧコイル
およびＰＧコイルを配設した状態を示す平面図

【図４】同実施例におけるＦＧマグネットの平面図

【図５】同実施例におけるメインマグネットの平面図

【図６】同実施例におけるＦＧおよびＰＧの出力波形図

【図７】従来のモータの断面図

【符号の説明】

１ メインマグネット ２ ＦＧマグネット ３ 磁極 ４ 第２の磁極 ５ ＦＧコイル ６ ＰＧコイル ７ 発電線素部 ８ａ 第１の発電線素部 ８ｂ 第２の発電線素部 １０ 駆動コイル ２３ 磁性材料製基板 ２４ 回転ヨーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に複数極着磁されて回転自在に支
   持された円環状のメインマグネットと、 前記メインマグネットの磁束に鎖交し前記メインマグネ
   ットと軸方向に所定の空隙を介して対向するように磁性
   材料製基板上に絶縁層を介して等ピッチに配設された複
   数個の駆動コイルと、 前記メインマグネットと一体的に支持されて軸方向に複
   数極着磁された円環状の回転周波数検出用のＦＧマグネ
   ットと、 前記ＦＧマグネットの磁束に鎖交し前記ＦＧマグネット
   と所定の空隙を介して対向するように前記駆動コイルが
   配設された面とは反対側の前記磁性材料製基板上に絶縁
   層を介して配設され、さらに前記ＦＧマグネットの磁極
   と等ピッチに放射状に対向配置された複数個の発電線素
   部を電気的に接続して一つのコイルを形成したＦＧコイ
   ルとを具備したモータ。
2. 【請求項２】 磁性材料製基板は、メインマグネットの
   磁極面の一部の領域にのみ対向し、前記メインマグネッ
   トの磁極面に対して前記磁性材料製基板が遮蔽する領域
   にＦＧマグネットを固着した磁性材料製の回転ヨークを
   前記メインマグネットと所定の空隙を介して対向配置
   し、かつ前記回転ヨークを前記メインマグネットと一体
   的に回転可能に支持した請求項１記載のモータ。
3. 【請求項３】 円環状に等ピッチに配置された複数磁性
   のＦＧマグネットまたはメインマグネットの任意の１磁
   極内に極性の異なる第２の磁極を少なくとも１箇所配設
   し、前記第２の磁極の漏洩磁束に鎖交する第２の発電線
   素部と、前記第２の磁極の漏洩磁束に鎖交し、かつ前記
   第１の発電線素部に対して２π・ｒ／ｍラジアン（ｍ、
   ｒは自然数）だけずらした回転位相に配設した第２の発
   電線素部とを電気的に接続して一つのコイルを形成した
   回転位相検出用のＰＧコイルを磁性材料製基板上に配設
   した請求項１記載のモータ。