JPS58207864A - 電動機 - 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】 この発明は、コイルによって発生された回転磁界に対し
て、同期回転トルクを取り出す第１のロータと非同期回
転トルクを取り比す第２のロータとを備えた電動機に関
するものである。

従来、たとえばカセットテープレコーダのドライブ用な
どに電動機を用いる場合には、キャプスタン軸を同期電
鋤機の出力軸に対応させ、テープの巻取りを行なうリー
ル、軸には別モータを設けて駆動源とするか、又は同期
電動機からアイドラ、またはベルトを介して駆動力を得
る方法がとられていた。しかしながら、前者の例では電
動機を２ヶ以上必要とする。また後者の例ではキャプス
タン軸の回転数とリール軸の回転数とが常時一定の比例
関係とはならないため、リール軸の回転のためにメカニ
カルなすべり機構を必要としていた。

ところが、これらのすべり機構は経時変化により特性が
変化するという問題を有していた。

この発明は以上の点に艦み、この種用途に適するように
なされたものであり、１台の電動機でありながら２つの
出力軸を持たせ、機械的なすべり機構を必要とせず、ま
たリール軸の駆動特性も安定化し、必要に応じてリール
軸への駆動トルクを変化できる電ｗＪＮ、の提供を目的
とするものである。

以下この発明の一実施例の電動機を図によって説明する
。

第１図ないし第４図はこの発明の背景となりかつこの発
明の一実施例が適用される磁気記録再生装置の一例とし
てのカセットテープレコーダーの平面図であり、第１図
は通常方向への定常走行（再生又は録音）（ＦＰ）時の
状態、９ｉ２図は通常方向への早送り（ＦＦ）の状態、
第８図は巻戻方向への定常走行（再生又は録音）（Ｒ，
Ｐ、）時の状態、第４図は巻戻方向への早送り（ＲＷ）
の状態をそれぞれ示している。

第５図ないし第１０図は、この発明の一実施例によるｔ
￥ＪＪ機を示す図面であって、第５図１はその縦断側面
図１、第６図は第５図における平面図、第７図は第１の
ロータの平面図、第８図は変形例の縦断側面図、第９図
は第８図における平面図、第１０図は第１図〜第４図に
示す装置のキャプスタン、およびアイＦう部を示す要部
側面図である。

第５図ないし第９図において、基板（２）に一体となる
よう固着された電ＩＩＩ　ｍ　ｆｉ＋のコイルハウジン
グ（３）は、プラスチックのような絶縁体で構成され、
中心部には軸受（４）が形成されるとともにコイル（５
）及び磁束検出素子（６）とが一体となるように保持さ
れている。軸（７）の一端にはキャプスタンに回転力を
伝達するためのプーリ（８）か一体となるように固着さ
れており、しかも、この軸（７）は６軸受（４）に対し
て自由に回転するように嵌合されている。プーリ（８）
にはロータ円板（９ａ）か、ロータマグネット（９ｂ）
を有して同軸的に一体となるように固着されて、第１の
ロータ（９）を構成している。ここにおいて、ロータマ
グネット（９ｂ）は、　第７図１に示されるように、機
械的４５°おきにＮ、Ｓ、極、に交互着磁されており、
また、ロータ円＆（９ａ）　　は口゛−タマグネツ）　
（９ｂ）の磁気回路を兼ねている。■は第２のロータで
あり、円板状で例えば電磁軟鉄板のようなエディカレン
ト特性を有する材料か、硬磁性材のようなヒステ１１シ
ス特性を有する材料で構成、されておりロータマグネッ
ト（９ｂ）がらの空間磁束の磁気回路を兼ねている。す
なむち、貨２のロータＣ１１ｊは８（７１に対し自白に
回転するように静合しているのであって、この第２のロ
ータα１１にはピニオン曲が一体になる・ように固着さ
れている。したがってロータマグネット（９ｂ）と第２
のロータαＪ）との間には、磁力による吠引力か作用し
、この蟹引力か、軸ｆ７ｉに設けられた段偶部端面（７
ａ）と対向する第２のロータａＤの端面との接触部でｋ
・掛方を生じさせる。したがってｆｌ！Ｌ　１のロータ
（９ｉの回！転力は臥擦力を介して第２のロータα１）
の回転力に寄与する。

以上のよ・うな構成において、磁束検出素子（６）によ
りロータマグネット（９ｂ）の磁束を検知し、制飢回Ｖ
Ｍ！（図示せず）によりコイル＋５１にＬ動電流を供給
すれば２相８極同期を動板となり第１のロータ、（９）
が回転する。外部の同期信号とロータ（９）の回転にＢ
じて発生される制御信号（Ｎ磁ｉＪ又は光学的１；公知
の方法によって検出される。発生船の図示は省略した。

）とを比較してコイル（５）の入力をルリ御すれば、第
１のロータ（９）の回転を所免の回転数に制御すること
ができる。このようにしてロータマグネット（９ｂ）す
なわちプーリ（８）に同期回転トルクを得ることかでき
る。なお、回転方向を反転させる必要のある時には磁束
検出素子（６）の極性を述にするなどの公知の方法で可
能である。ま７こ、上述したようにロータマグネット（
９ｂ）の空間磁束が第２のロータ０内を通過することに
よって磁気回路が構成される。ロータマグネット（９ｂ
）が回転すると第２のロータαυにエディ−カレントト
ルクまたはヒステリシストルク、あるいはぞの双方（第
２のロータを構成する円板の材料によりトルクの種類が
異なる。）が加わったトルクが発生し、第２のロータ圓
にロータマグネット（９ｂ）の回転と同一方向に回転ト
ルクか発生する。同時に、前述した軸（７）の段付部端
面（７ａ）と第２のロータ圓との吸引力で（７ａ）部に
発生する摩擦力によって、第１のロータ（９）からの回
転力も第２のロータＩの回転トルクに加わる。このよう
にして第２のロータα刀に発生した合成トルクは第２の
ロータＩと一体になったビニオンυによって外部に取り
出す事が可能である。

第２のロータα刀に発生するトルクは軸（７）の回転数
（同期回転数）と第２のロータαＤの回転数との差が大
きくなる程大きい。このようにして発生する合成トルク
と相対回転数（第１のロータと第２のロータとの回転数
の差）との関係を第１１図に示した。図において−）部
は摩擦力に基づくトルクの成分で相対回転数に関係なく
トルクが発生していることを示している。ら）部は第２
のロータ０に電磁気的に発生するトルクの成分であり、
相対回転数に比例してその発生トルクが増加することを
示している。

このようにして第２のロータ０から取り出し得るトルク
は、従来のこの種の電動機にあっては、電磁気的及び機
械的な損失として回転力に利用さ、れていなかったもの
であるが、ｇＪ２のロータ圓によって得られる回転力は
、回転数にかかわらすほぼ一定のトルクを得ることがで
きるので、磁気テープリールの回転駆動に採用すれは、
はぼ一定のテープ巻取りトルクが得られ、機械的なすべ
り機構を必要とせず安定した長寿命特性を得ることがで
きる。

つぎに、一対の円盤状のコアー（１８ａＸ１８ｂ）はメ
タル軸受α４によって同心状で一体化され、このメタル
軸受α４が基板（２１上に突設された固定ピン０９に回
転自在・に嵌合され、この状態では、一対のコアー（１
８ａ）（１８ｂ）が、第１のロータ（９）および第２の
ロータ０の外側において、これらの一部に各別に重合状
となるように配置されている。この場合、第６図および
第９図に示されるように、コイルハウジング（３）の一
部には切欠部（＆１）が形成されており、この切欠部（
３ａ）かピン鱈に対応するようにして、第１のロータ（
９）および第２のロータαＢと一対のコアー　（１８ａ
）（１８ｂ）との重合配置を確実なものとしている。

ここで、コアー（１８ａ）（１８ｂ）は、軟鉄板または
フェライトのような高透磁性体で構成されている。

つきに、第５図および第６図において、棒状の永久磁石
α０は、その基端部がメタル軸受α゛ｂにより、基板（
２）上に突設された支持ピン（至）に揺動自在に取付け
られ、この状態における永久磁石αＱの表裏両面は、図
示するように、異極となるように着磁されている。また
、第８図および第９図には、永久磁石αＧをＵ字型のも
のとして構成し、その閉鎖端部を、メタル軸受αηによ
って支持ピン（至）に揺蛎自在に取付けたものが示され
ている。この場合−１Ｕ字型の永久磁石αＱはその一端
部および他端邪が異極に着磁されている。

たとえば第１図および第２図に示されるように、永久磁
石αＱは、電磁ソレノイド翰のプランジャ（２０ａ）に
ピン結合（財）され、また、基板（２）との間に復帰ば
ね（イ）か張設される。移動手段（至）は以上説明した
各要素翰〜（２）によって構成されているものである。

ここにおいて、上記永久磁石０Ｑは、電磁ソレノイド翰
の消勢および付勢によって、一対のコアー（ｉ８ａＸ１
８ｂ）の相互間に嵌入し〔氷久磁右回が棒状の場合〕、
あるいは外か（シ〔永久磁石α（？かＵ字型の場合〕で
、各コアー（１８ａ）（１８ｂ）に対し、て重合する第
１位置と、その外方である第２位置との間で移動される
ように１よっている。したがって、第１位置においでは
、一対のコアー（１８ａＸ１８ｂ）の各内面または各外
面かに＆に電磁されるため、これらのコアー　（１８ａ
Ｘ１８ｂ）と、第１のロータ（９）、軸（７）および第
２のロータ０によって、永久磁石（１８ａＸ１８ｂ）の
空間磁石の磁気回路か構成されることになる。

つき゛に、上述した電動機（１）を採用した磁気記録再
生装置を、第１図ないし第４図および第１０図にしたが
って説明す、る。

第１図ないし第４図において、（２５ａ）は通常方向キ
ャプスタン、（２５ｂ）は巻戻方向キャプスタンであり
、第１Ｏ図によく示されるように、基板（２）に取付け
られたキャプスタン軸受（至）によって回転可能に支承
され、ゴムベルト翰によって回転力を伝達されるための
プーリ部（２８ａ）（２８ｂ）を有している。第１図に
おいて、電動機（１）の軸（７）は入方向に回転するよ
う−こ取付けられ、プーリ（８）も、入方向に同期回転
し、ゴムベルト翰か掛けられて前述した通常方向キャプ
スタン（２５ａ）をＢ方向に回転させ、磁気テープ輪を
通常方向ピンチローラ（２９ａ）との間に挟持せしめ、
磁気テープ翰をＣ方向に定速走行させる構成である。な
お、巻戻方向ピンチローラ（２９ｂ）は、第１図では巻
戻方向キャプスタン（部ｂ）に押し付けられておらず、
また、ピニオン＠は軸（７）と同一方向、すｔわぢＡ方
向に回転している。（８１ａ）は通常方向リールギヤで
あり、第１０図にその断面図か示されるように、その先
端部にオーデオカセットのハフ部と噛み合って回転力を
伝達Ｔるためのリール部（３２ａ）を有し、基板（２１
に設けられた固定軸（８８ａ）によって自由に回転する
ようになされでいる。これに対し、基板（２）上におけ
る通常方向リールギヤ（８１ａ）と対向する部分に、こ
れと−一の構成によって巻戻方向リールギヤ（８１ｔ＋
）が取り付けられている。すなわち、（８２ｂ）はその
リール部、（３８ｂ）は固定軸である。

ツキに、（２）はアイドラギヤであり、ピニオン＠、通
常方向リールギヤ（８１ａ）”および巻戻方向リールギ
ヤ゛（８１ｂ）の相互間で回転力を伝達するように配置
され°ている。すなわち、アイドラギヤーは、軸（７＋
の中心を同一回転中心となるようにアーム（図示しない
）上ｔｒ、叡電され、常時ピニオン＠と噛み合いながら
、ピニオン■の回転方向に従って移動し、通常方向リー
ルギヤＣ８１ａ）と巻戻し方向リールギヤ（８）、ｈ）
とのいずれか上記回転方向の一万のものに選択的に噛み
合って係止され、ピニオン口の回転力をリールギヤ（８
１ａ）または（８１ｂ）に伝達するものであり、第５１
図ではピニオン＠は、入方向に回転している。このため
、アイドラギヤ咎はＤ方向に通常方向リールギヤ（８１
ａ）はＥ方向に回転し、磁気テープ（２）を巻取る。こ
の場合、上述した電動ａ（１１の作用により、通常方向
リールギヤ（８１ａ）の回転数にかかわらずほぼ二、定
のテンションで巻取ることができ、これによって性能の
良い磁気テープ走行系を得ることができる。

第２図は通常方向への早送りの状態を示しておおり、こ
の時には通常方向リールギア（８１ａ）　　のリール部
（８２ａ）に強力な回転力を伝達する必要がある。

したがってこの場合は、電磁ソレノイド翰を付勢される
ことにより、永久磁石（１６を復帰ばね（イ）の付勢力
に抗してＦ方向へ揺動させ、これにより永久磁石αＱを
第１位置まで移動させる。このようにすると、第１のロ
ータ（９）のロータマグネット（９ｂ）に発生したトル
ク（この実施例の電動機では第１のロータ（９）のトル
クが第２のロータσＢのトルクよりも大きくなる）が一
対のコアー（１８ａ）（１８ｂ）を介して第２のロータ
Ｉへ伝達される。すなわち永久磁石ααより発生する磁
束が第１のロータ（９）及び第２のロータ０で磁気回路
を構成することにより、第、１のロータ（９１とコアー
（１８ｔ）との間に電磁カップリング（エディカレント
トルクまたはヒステリシストルクにより動力伝達が行な
われる）を構成し、一対のコアー（１８ａＸ１８ｂ）も
また第２図Ｇ方向に回転する。同様にして、ファー（１
８ｂ）と第２のロータＩとの間にも電磁カップリングが
構成され、第１のロータ（９）のトルクが第２のロータ
０のトルクに合成されてピニオンυ、アイドラギヤ（２
）を通じて通常方向リールギヤ（８１ａ）に伝達される
ので、リール部＜ｓｈ）を介してオーデオカセット−の
ハブ部に強力なトルクか伝達され、これにＥ方向の回転
力か発生して磁気テープ員が通常方向へ早送りされる。

この時には、当然、通常方向キャプスタン（２６ａ）と
通常方向ピンチローラ（２９ａ）とは接触していない。

ここにおいて、コアー（１８ａ）（１８ｂ）の材料がフ
ェライトで構成されていると、コアー（１８ａ）（１８
ｂ）の回転時に磁石αＱとの重合部で発生するエディカ
レントロスを低減させることができるため効率の良い電
磁結合状態が得られる。

第８図では巻戻方向への定常走行（再生又は録音）の状
態を示している。この時には第１のロータ（９）及び第
２のロータ０はＨ方向（第１図及び第２図とは反対方向
）に回転するので巻戻方向キャプスタン（２５ｂ）は１
方向に回転し、また、磁気テープ（７）は巻戻方向ピン
チローラ（２９ｂ）に挟持されて、Ｊ方向に定速走行さ
れる。そして、テープの巻取りトルクを伝達するピニオ
ンυもまたＨ方向に回転しアイドラギヤ翰かに方向に回
転し、巻反し方向リールギヤ（８１１′））がＬ方向に
回転して磁気テープ鏝を巻取る。７この場合、電磁ソレ
ノイド翰は消音されており、復帰ばね翰の付勢力によっ
て永久磁石α・が第２位置に復帰されている。

このように、この実施例によれば、通常方向への定笥走
行（第１図の状態）から巻尺方向への定常走行（夛；８
図の状態）への切換え操作はただ電１Ｊ機＋１１の回転
方向を反転させ、同時にピンチローラ（２９ａ）（２９
ｂ）の押付けを選択的に切換えＺ、だけで良いので、自
動反転式のオーデオカセットメカニズムが筒車に机成で
きることになる。

つきに第４図は巻良し方向への平速り（ＲＷ）の状ちを
示している。この時には第１のロータ（９）および第２
のロータ０はＨ方向に回転し、又、電磁ソレノイド翰が
通電されて付勢されるので、永久磁石ＯＱが動作して巻
戻し方向リールギヤ（８１ｂ）には第１のロータ（９）
からのトルクも伝達されＬ方向に巻戻動作に十分な回転
トルクが供給されて巻゛　　戻し動作が行なわれる。こ
の場合も早送り（第２図の状態）から巻戻しく第４図の
状態）への切換えは電動機の回一方向を反転するだけで
良く簡潔なメカニズムを実現させることができる。

以上述べたようにこの発明によれば、電動機において、
同期回転トルクを発生する第１のロータの回転とこのＩ
ＪＩのロータの回転により駆動力を得るとともに第１の
ロータとは個別的に回転する第２のロータの回転とを解
除目在に連係さぜるコアーおよび永久磁石を備えている
ので、ｇＪ２のロータから取り出す回転力が、第２のロ
ータにより生じる低トルクの回転力のみでは不足する場
合にはコアーおよび永久磁石を介して第１のロータから
の同期回転トルクを第２のロータに伝達することによっ
て、第２のロータから取り出す回転力を必要に応じて強
化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

！！１図ないし第４図はこの発明の一実施例の電動機が
設けられたカセットテープレコーダの平面図であり、第
１図は通常方向への定常走行状態、第２図は通常方向へ
の早送り状態、第８図は巻尺方向への定常走行状態、Ｉ
！４４図は巻戻方向への早送り状態をそれぞわ示し、第
５図１まこの発明の実施例による電磁（１杭を示す縦断
側面図、第６図は第５図におりる平断面図、第７図は第
１のロータの平面図、第８図はこの発すの他の実施例に
よる電動機を示す縦ｗｈ側面図、第９図は第８図におけ
る平断面図、第１０図は第１図ないし第４図に示した＆
ｆｆｉのキャプスタンおよびアイドラ部を示す要部側面
図、第１１図は電動機の物件を示す線図である。 （１：・・・Ｉｌｌ　ｈ　Ｊｉ　、１３ｉ・・・コイル
ハウジング、（５）・・・コイル、（７）・・・軸、（
９）・・・第１のロータ、（９ａ）・・・ロータ円板、
　　（９ｂ）・・・ロータマグネット、■・・・ｂ２の
ロータ、（１９ａ）（１３ｂ）・・・コアー、αｅ・・
・永久磁石、■・・・電磁ソレノイド、ツ・・・復帰ば
ね。 なニオ１１図中、同一符号は同一または相当部分を示す
。 代理人　　葛　野　信　− （外１名） γミ５図 γ 第６区 第７図 １８区 １ 第９区

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　回転磁界を発生させるコイルと、このコイル
   に対向するマグネットを備えてなる回転自在な第１の゛
   ロータと、この第１のロータから回転駆動力を得るとと
   もに、この、第１のロータに対して個別回転可能な第２
   のロータと、第１および第２のロータに対して重合状に
   配置され、かつ、一体回転自在に支持された円盤状の１
   対のコアーと、永久磁石と、この永久磁石を、上記一対
   のコアーに対して重合する第１位置とその外方の第２位
   置との間で移動させる移動手段とからなる電動機。
2. （２）永久磁石は、その両面が異極に着磁された棒状を
   なし、その第１位置では、その各異極面が一対のファー
   の各内面に対向する〜゛ように構成されている特許請求
   の範囲第１項記載の電動機。
3. （３）永久磁石は、その両端が異極に着磁されたＵ学期
   をなし、その第１位置では、その各異様面が一対のファ
   ーの各外面に対向するように構成されている特許請求の
   範囲第１項記載の電動機。
4. （４）　　コアーかフェライトで構成されている特許請
   求の範囲第１項、第２項または第８項記載の電動機。