JP2601049B2 - モータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種電子機器に用いられ
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。とりわけビデオテープレコーダ等に用いられる回
転ヘッド装置は回転ムラ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。

【０００３】以下、図面を参照しながら従来の回転ヘッ
ド装置におけるモータについて説明する。図４は従来例
及び本発明の実施例における磁石の平面図、図５は従来
例及び本発明の実施例におけるモータを搭載した回転ヘ
ッド装置の側断面図、図１２は従来例におけるモータの
電機子の平面図、図１３は従来例におけるＰＧコイルの
引き出し線の詳細図である。

【０００４】図５において、固定ドラム１２には、その
中心に軸１３が固定されている。回転ドラム１４には、
その中心に軸１３と所定の間隙をもって回転自在な動圧
型流体軸受１５が圧入固定されている。スラスト軸受１
６は、軸１３の先端部に摺動自在に当接されて回転ドラ
ム１４に締結されている。回転側，固定側のロータリー
トランス１８ａ，１８ｂは、各々所定の空隙（約５０〜
７０μｍ）をもって回転ドラム１４，固定ドラム１２に
固定されている。ロータ部１９は、軸方向に複数極（こ
こでは８対、すなわち１６極）の第１の磁極２を着磁し
た円環状の磁石１（図４）を固着し、回転自在に回転ド
ラム１４に支承されている。磁性材料よりなる回転ヨー
ク２０は、磁石１の着磁面と軸方向に所定の空隙をもっ
て対向配置され、ロータ部１９に固着されて一体的に回
転可能である。なお磁石１の外周部には図４に示すよう
に１箇所だけ後述する回転位相検出用の第２の磁極３が
形成されている。

【０００５】更に回転ヨーク２０と磁石１とで構成され
る空隙部には、後述する電機子コイル４を有するステー
タ部２１が固定ドラム１２にビス止めされている。この
ステータ部２１は耐熱樹脂製の絶縁基板２３の両面に、
図１２（Ａ）（Ｂ）に示すようにエッチングもしくはメ
ッキによって形成された電機子コイル４が等ピッチで配
設されて構成されている。ここでは電機子コイル４は３
相よりなり、またステータ部２１の両面にそれぞれ１２
個配設されている。

【０００６】ここでモータの回転速度を検出するため
に、周波数発生器（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｇｅｎｅｒａ
ｔｏｒ：以下ＦＧと略記する）が一般に必要とされる。
ここでは図１２（Ａ）に示すように、このステータ部２
１上の磁石１に近い面の電機子コイル４の外周に磁石１
の第１の磁極２の極数に比例した数の櫛歯状のＦＧコイ
ル１０が配設してある。このＦＧコイル１０は、磁石１
が回転することで、磁石１の回転速度に比例した周波数
の信号を出力する。

【０００７】また回転ヘッド装置はモータの回転位置を
検出するために、モータ１回転につき１回の原点信号を
発生する位置信号発生器（Ｐｕｌｓｅ−Ｇｅｎｅｒａｔ
ｏｒ：以下ＰＧと略記する）を設ける必要がある。ここ
では図１２（Ｂ）に示すように、ステータ部２１上の回
転ヨーク２０に近い面に、発電線素部３１が３６０／ｎ
度（ここでは４５度）の開き角を有する扇形のＰＧコイ
ル９を配設してある。

【０００８】このＰＧコイル９の出力波形２４は図１４
に示すように、磁石１の外周部に１箇所だけ設けられた
第２の磁極３の洩れ磁束を検出し、１回転につき各１回
の正負の信号を発生し、回転ヘッド１７の回転位相検出
に用いられる。なお、第１の磁極２の１回転につきｎ周
期（ここでは８周期）発生する磁束成分は、ＰＧコイル
９の発電線素部３１が第１の磁極２の２極分の開き角を
有するために、お互いにキャンセルされるので、ＰＧコ
イル９の再生信号に重畳することはない。また、図１２
（Ｂ）に示すようにステータ部２１上の回転ヨーク２０
側の電機子コイル４はＰＧコイル９との干渉を避けるた
めに、各相とも１箇所のコイルの形状を小さなものとし
て、他のコイルは大きく取ってある。さらに、ステータ
部２１の絶縁基板２３の両面を電気的に接続するため
に、スルーホール１１を設けている。また、吸引板２２
は、円環状磁性材料からなり、磁石１の着磁面と軸方向
に所定の空隙を介し、ロータ部１９と同軸的に保持部材
２６を介してステータ部２１に固着され、かつ磁石１と
の間で発生する磁気的吸引力によって、ロータ部１９は
軸方向の固定ドラム１２側に付勢されている。

【０００９】以上のように構成された従来例のモータを
搭載した回転ヘッド装置の動作について以下説明する。

【００１０】まず、磁石１の回転位相に対応した所定の
相の電機子コイル４に順次通電切り替えをすると、磁石
１は吸引反発力を受け、所定の方向に回転する。磁石１
が回転すると、これに一体的に固着された回転ドラム１
４も回転する。ここで回転ドラム１４の回転速度は、Ｆ
Ｇコイル１０の出力信号の周期が所定の値になるよう
に、制御回路（図示せず）によって制御される。また映
像信号の垂直同期信号に同期して記録するように、回転
ヘッド１７の位相をＰＧコイル９の出力信号をもとに制
御する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成においては、図１３に示すようにＰＧコイル９の信
号引出し線３２の引出し方向が磁石１の中心に一致した
円弧方向に引き出されていないために、ロータ部１９が
回転するに従い磁石１に設けられた第１の磁極２の洩れ
磁束によって信号引出し線３２が自ら発電してしまう。
これは、ＰＧコイル９の出力波形にノイズ成分として重
畳することになり、Ｓ／Ｎ比の劣化を来すという問題が
あった。

【００１２】本発明は、前記従来の問題点を解決するも
ので、ＰＧノイズの少ない信頼性の高いモータを提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のモータは、２ｎ個（ｎは自然数）の第１の磁
極を等ピッチ間隔に配設した円環状もしくは円筒状の磁
石と、前記第１の磁極近傍に少なくとも１箇所配設さ
れ、かつそれぞれ最も近接した前記第１の磁極とは異な
る極性の第２の磁極と、前記第２の磁極の漏洩磁束に鎖
交する第１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・ｍ
／ｎ（ラジアン）（ｍは自然数）だけずらした回転位相
に配設されて前記第１の発電線素部と電気的に接続され
た第２の発電線素部とを有したＰＧコイルと、前記第
１，第２の発電線素部にそれぞれ接続され、かつ前記第
１，第２の発電線素部の近傍に配設した第１，第２の引
出し線とで構成されている。また、前記第１，第２の引
出し線は、円弧中心が前記磁石の中心に一致した円弧形
状をなしている。

【００１４】

【作用】上記の構成によって、磁石の回転中に第１の磁
極からの漏洩磁束が第１，第２の引出し線を鎖交しても
自ら発電することがなく、ノイズの少ないＰＧ信号を発
生することができる。

【００１５】

【実施例】以下図面を参照しながら本発明の第１の実施
例を説明する。図１は、第１の実施例におけるモータの
電機子の平面図である。図２は、第１の実施例における
ＰＧコイルの引き出し線の詳細図である。図３は、本発
明の実施例におけるＰＧコイルの出力波形である。図４
は、本発明の実施例及び従来例における磁石の平面図、
図５は本発明の実施例及び従来例におけるモータを搭載
した回転ヘッド装置の側断面図である。図５において、
固定ドラム１２には、その中心に軸１３が固定されてい
る。回転ドラム１４には、その中心に軸１３と所定の間
隙をもって回転自在な動圧型流体軸受１５が圧入固定さ
れている。スラスト軸受１６は、軸１３の先端部に摺動
自在に当接されて回転ドラム１４に締結されている。回
転側，固定側のロータリートランス１８ａ，１８ｂは、
各々所定の空隙（約５０〜７０μｍ）をもって回転ドラ
ム１４，固定ドラム１２に固定されている。ロータ部１
９は、軸方向に複数極（ここでは８対、すなわち１６
極）の第１の磁極２を着磁した円環状の磁石１（図４参
照）を固着し、回転自在に回転ドラム１４に支承されて
いる。磁性材料よりなる回転ヨーク２０は、磁石１の着
磁面と軸方向に所定の空隙をもって対向配置され、ロー
タ部１９に固着されて一体的に回転可能である。なお磁
石１の外周部には図４に示すように１箇所だけ後述する
回転位相検出用の第２の磁極３が形成されている。

【００１６】更に回転ヨーク２０と磁石１とで構成され
る空隙部には、後述する電機子コイル４を有するステー
タ部２１が保持部材２６を介して固定ドラム１２にビス
止めされている。このステータ部２１は耐熱樹脂製の絶
縁基板２３の両面に、図１（Ａ）（Ｂ）に示すようにエ
ッチングもしくはメッキによって形成された電機子コイ
ル４が等ピッチで配設されて構成されている。ここでは
電機子コイル４は３相よりなり、また絶縁基板２３の両
面にそれぞれ１２個配設されている。

【００１７】ここでモータの回転速度を検出するため
に、周波数発生器（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｇｅｎｅｒａ
ｔｏｒ：以下ＦＧと略記する）が一般に必要とされる。
ここでは図１（Ａ）に示すように、ステータ部２１上の
磁石１に近い面の電機子コイル４の外周に磁石１の第１
の磁極２の極数に比例した数の櫛歯状のＦＧコイル１０
が配設してある。このＦＧコイル１０は、磁石１が回転
することで、磁石１の回転速度に比例した周波数の信号
を出力する。

【００１８】また回転ヘッド装置はモータの回転位置を
検出するために、モータ１回転につき１回の原点信号を
発生する位置信号発生器（Ｐｕｌｓｅ−Ｇｅｎｅｒａｔ
ｏｒ：以下ＰＧと略記する）を設ける必要がある。ここ
では図４に示すように、磁石１の第１の磁極２の近傍に
１箇所だけ第１の磁極２とは極性の異なる第２の磁極３
を設けている（図４では、第１の磁極２がＳ極、第２の
磁極３がＮ極）。また、図１（Ｂ）に示すように、ステ
ータ部２１上の回転ヨーク２０に近い面に、第２の磁極
３の漏洩磁束に鎖交する第１の発電線素部５と、第２の
磁極３の漏洩磁束に鎖交し、かつ第１の発電線素部５に
対して２π・ｍ／ｎ（ラジアン）（ここでは４５度）の
開き角を有して第１の発電線素部５と電気的に接続され
た第２の発電線素部６とを有するＰＧコイル９を配設し
てある。また、第１，第２の発電線素部５，６には円弧
形状をなし、かつその円弧中心が磁石１の中心に一致す
る第１，第２の引出し線７，８がスルーホール１１を介
して電気的に接続されている（図２）。なお、第１，第
２の引出し線７，８の末端はそれぞれ端子部３０に接続
されている。また、ＰＧコイル９の出力波形２４は図３
に示すように、磁石１の外周部に１箇所だけ設けられた
第２の磁極３の洩れ磁束を検出し、１回転につき各１回
の正負の信号を発生し、回転ヘッド１７の回転位相検出
に用いられる。なお、第１の磁極２の１回転につきｎ周
期発生する磁束成分については、ＰＧコイル９の第１の
発電線素部５及び第２の発電線素部６が第１の磁極２の
２極分の開き角（４５度）を有するために、お互いにキ
ャンセルされるので、ＰＧコイル９の出力波形２３に重
畳することはない。また、図１（Ｂ）に示すようにステ
ータ部２１上の回転ヨーク２０側の電機子コイル４はＰ
Ｇコイル９との干渉を避けるために、各相とも１箇所の
コイルの形状を小さなものとして、他のコイルは大きく
取ってある。さらに、ステータ部２１の絶縁基板２３の
両面の電機子コイル４は、スルーホール（図示せず）に
よって電気的に接続されている。また、吸引板２２は、
円環状磁性材料からなり、磁石１の着磁面と軸方向に所
定の空隙を介し、ロータ部１９と同軸的にステータ部２
１に固着され、かつ磁石１との間で発生する磁気的吸引
力によって、ロータ部１９は軸方向の固定ドラム１２側
に付勢されている。

【００１９】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。

【００２０】まず、磁石１の回転位相に対応した所定の
相の電機子コイル４に順次通電切り替えをすると、磁石
１は吸引反発力を受け、所定の方向に回転する。磁石１
が回転すると、これに一体的に固着された回転ドラム１
４も回転する。ここで回転ドラム１４の回転速度は、Ｆ
Ｇコイル１０の出力信号の周期が所定の値になるよう
に、制御回路（図示せず）によって制御される。また映
像信号の垂直同期信号に同期して記録するように、回転
ヘッド１７の位相をＰＧコイル９の出力信号をもとに制
御する。さらに、図２に示すようにＰＧコイル９の出力
信号は第１，第２の引出し線７，８を磁石１の中心に一
致した円弧形状としたことによって磁石１の回転中に第
１の磁極２からの漏洩磁束が第１，第２の引出し線７，
８を鎖交しても自ら発電することがなく、ＰＧノイズの
少ない位相信号を発生することができる（図３）。

【００２１】以上のように本実施例によれば、簡単な構
成でＰＧノイズの少ない信頼性の高いモータを実現でき
る。

【００２２】なお、本実施例では第１，第２の引出し線
７，８の形状を円弧形状としたが、スルーホール１１と
端子部３０とが近接して引出し線の形状によるＰＧノイ
ズへの影響が少ない場合には、引出し線７，８の形状は
ほぼ直線であってもよい。

【００２３】また、本発明の実施例において第１，第２
の引出し線７，８はＰＧコイル９の外側に配設したが、
ＰＧコイル９の内側に配設してもよい（図６）。

【００２４】また、本実施例においてステータ部２１は
絶縁基板２３の両面にメッキ等により形成した電機子コ
イル４を配設したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、例えば、エナメル線をボビンに巻き込んで、扇
形に成形した電機子コイル４を絶縁層（図示せず）を介
して固定ヨーク２５上に接着剤にて固着し、さらにこの
電機子コイル４の端面と磁石１との空隙部にＰＧ，ＦＧ
基板２８を配設してもよい（図７）。なお、ＰＧ，ＦＧ
基板２８の両面には図８に示すようにＰＧコイル９及び
ＦＧコイル１０を配設してある。

【００２５】また、本実施例において面対向型ブラシレ
スモータを例にしたが、図９に示すような周対向型ブラ
シレスモータであってもよい。同図において、磁石１は
円筒形状をなしており、第１の磁極２はその内周円筒面
上に形成されている。また、第２の磁極３は磁石１の下
端面に設けたＰＧ，ＦＧ用磁石２７上に形成されてい
る。なお、ＰＧ，ＦＧ用磁石２７の磁化パターンは図１
０に示すように構成されている。電機子コイル４は、珪
素鋼板をプレス等で打ち抜いたものを積層した鉄心２９
に巻装されている。またＰＧコイル９，ＦＧコイル１０
は、固定ドラム１２に固着されている。本実施例におい
ては、図１１に示すようにＰＧ，ＦＧ基板上面側にＦＧ
コイル１０が、下面側にＰＧコイル９が形成されてい
る。ＰＧコイル９の第１，第２の引出し線７，８は同図
に示すようにその円弧中心が回転中心と一致している。
したがって、本構成においてもＰＧ出力のＳ／Ｎ比を向
上することが可能である。

【００２６】更に、本発明の実施例においては磁石が回
転するいわゆるブラシレスモータを例にあげたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、ブラシモータであ
っても全く同様に適用可能であることは明白である。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明は、２ｎ個（ｎは自
然数）の第１の磁極を等ピッチ間隔に配設した円環状も
しくは円筒状の磁石と、前記第１の磁極近傍に少なくと
も１箇所配設され、かつそれぞれ最も近接した前記第１
の磁極とは異なる極性の第２の磁極と、前記第２の磁極
の漏洩磁束に鎖交する第１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・ｍ／ｎ（ラジアン）（ｍは自然数）だけず
らした回転位相に配設されて前記第１の発電線素部と電
気的に接続された第２の発電線素部とを有したＰＧコイ
ルと、前記第１，第２の発電線素部にそれぞれ接続さ
れ、かつ前記第１，第２の発電線素部の近傍に配設した
第１，第２の引出し線とを設けて、前記第１，第２の引
出し線を、円弧中心が前記磁石の中心に一致した円弧形
状にしたことにより、磁石の回転中に第１の磁極からの
漏洩磁束が第１，第２の引出し線を鎖交しても自らの発
電を皆無にでき、ノイズの少ないＰＧ信号を発生するこ
とができ、信頼性の高い優れたモータを実現できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるモータの電機子
の平面図

【図２】本発明の第１の実施例におけるＰＧコイルの引
き出し線の詳細図

【図３】本発明の実施例におけるＰＧコイルの出力波形
図

【図４】本発明の実施例及び従来例におけるマグネット
の平面図

【図５】本発明の第１の実施例及び従来例におけるモー
タを搭載した回転ヘッド装置の横断面図

【図６】本発明の第２の実施例におけるモータの電機子
の平面図

【図７】本発明の第２の実施例におけるモータを搭載し
た回転ヘッド装置の横断面図

【図８】本発明の第２の実施例におけるＰＧ，ＦＧ基板
の平面図

【図９】本発明の第三の実施例におけるモータを搭載し
た回転ヘッド装置の横断面図

【図１０】本発明の第三の実施例におけるＰＧ，ＦＧ用
磁石の磁化パターン図

【図１１】本発明の第三の実施例におけるＰＧ，ＦＧ基
板の平面図

【図１２】従来例におけるモータの電機子の平面図

【図１３】従来例におけるＰＧコイルの引き出し線の詳
細図

【図１４】従来例におけるＰＧコイルの出力波形図

【符号の説明】

１ 磁石 ２ 第１の磁極 ３ 第２の磁極 ４ 電機子コイル ５ 第１の発電線素部 ６ 第２の発電線素部 ７ 第１の引出し線 ８ 第２の引出し線 ９ ＰＧコイル １０ ＦＧコイル １１ スルーホール

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２ｎ個（ｎは自然数）の第１の磁極を等
   ピッチ間隔に配設した円環状もしくは円筒状の磁石と、 前記第１の磁極近傍に少なくとも１箇所配設され、かつ
   それぞれ最も近接した前記第１の磁極とは異なる極性の
   第２の磁極と、 前記第２の磁極の漏洩磁束に鎖交する第１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・ｍ／ｎ（ラジアン）（ｍは
   自然数）だけずらした回転位相に配設されて前記第１の
   発電線素部と電気的に接続された第２の発電線素部とを
   有したＰＧコイルと、 前記第１，第２の発電線素部にそれぞれ接続され、かつ
   前記第１，第２の発電線素部の近傍に配設した第１，第
   ２の引き出し線とを具備したモータ。
2. 【請求項２】 前記第１，第２の引出し線は、円弧中心
   が前記磁石の中心に一致した円弧形状をなす請求項１記
   載のモータ。