JPS59216460A - 速度検出器付ブラシレスモ−タ - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオテープレコーダ、カセットテープレコ
ーダ、プレーヤ等の駆動源に用いられる速度検出器付ブ
ラシレスモータに関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、音響機器やビデオ機器に使用されるモータとして
、高性能で信頼性の高い直流ブラシレスモータが多く用
いられるよう罠なっている。

従来より直流ブラシレスモータの回転速度検出機構とし
て、磁気式まだは光学式等の装置が提案されているが、
音響機器やビデオ機器等に使用さ　−れるモータにおい
ては、位相制御を含む高精度速度制御を必要とするため
、回転速度検出機構に用いられる周波数発電機（以下Ｆ
　ｒｅｐｕｅｎｃｙＧｅｎｅｒａｔｏｒの略であるＦＱ
と称す）として具備すべき条件は、 １　ＦＧ自身が回転ムラ信号を発生しないこと。

２　モータ回転に悪影響を与えないこと。

３　外来雑音誘導に強いこと。

４　出力電圧が高いこと（Ｓ／Ｎ　比良好であること）
。

６　構造が簡単で小型であること。

などがあげられ、これらの条件を満たす為、第１図に示
される全周積分型磁気式ＦＧが提案されている。第１図
において、ＦＧ構成を簡単に説明すると、内周を歯型に
切った固定子１と、固定子１の内側に外周を歯型に切っ
た回転子２を設け、固定子１の歯１ａと回転子２の歯２
ａは互いに対向するように構成され、さらに固定子１か
ら回転子２に至るヨーク３の途中に磁石片が置かれ、ヨ
ーク３の一部に巻線４が巻かれている。固定子１と回転
子２は軟磁性材料（鉄等）で構成されており、回転子２
が回転すると、固定子１の歯１ａと回転子２の歯２ａが
対向する場合と、歯（ＩＪ２ａ）と谷（１ｂ、２ｂ）が
対向する場合とが交互に生ずることによって、磁気回路
の磁気抵抗の増減、即ち巻線４内の磁束量の変化をもた
らし、巻線４の両端に交流電圧が得られるようになって
いる。この磁気式ＦＧは、全周積分型になっている為、
一点検出型に比較して高精度を得ることができるが、下
記のような欠点、すなわち １　高パルスを得る為には、形状が大きくなる。

２　超低速回転時出力が低く、Ｓ／Ｎ　比が劣化する。

３　モータからの放射磁束によって、ノイズを発生する
。

４　歯車の磁気吸引力によって、モータに微少な振動を
与える。

などがある。磁気式の斯かる欠点を解消する為に第２図
に示される光学式一点検出型ＦＧが提案されている。第
２図において、光学式一点検出型ＦＧの構成を簡単忙説
明すると、発光源６からの光６ａは、回転軸６に固定さ
れた回転スリット板７に投射され、さらに回転スリット
板７に設けられた複数のスリット７ａを通過して受光源
８に投射される。回転スリット板７は、回転軸６ととも
に回転する為、第３図のａ、ｂに示すように受光源８に
発光源６から出る光５ａが照射される場合と、遮断され
る場合が交互に発生し、受光源８から交流信号が出力さ
れる。しかしながら光学式一点検出型ＦＧは、回転スリ
ット板７と回転軸６との固定における回転スリット板７
の偏芯、傾き、およびスワン）７ａの精度などが直接検
出誤差となるという欠点があった。

第１図から第３図の従来例の斯かる欠点を解消するため
、第４図に示される光学式全周積分型ＦＧを先に提案し
ている。第４図において、９は発光源組立、１０は回転
軸、１１は、スワン）　１１ａをｎ個有する回転スリッ
ト板で、回転軸１０に取り付けられている。１２は回転
スリット板１１のスリット１１ａ　と同ピンチの光遮蔽
部材１２ａ　　を有する光電変換素子で、一般にセレン
太陽電池又は、アモルファスシリコン太陽電池から構成
されており、この光電変換素子１２は、固定的に取り付
けられている。第４図において、発光源組立９から出だ
光９ａは、回転スリット板１１のスリット１１ａ　を通
じて光電変換素子１２に投射されるが、回転スリット板
１１は、回転軸１０と共に回転する為、第５図ａに示す
ように光電変換素子１２に発光源組立９からの光９ａが
全周に投射される場合と、同図すに示すように、投射さ
れない場合が交互に発生し、光電変換素子１２には、交
流信号が得られる。今回転軸１Ｑの回転速度をＭ〔回転
／Ｓ）とすれば Ｐ　＝　ｎ−Ｍ　（Ｈｚ　） で決定される周波数Ｐが得られる。

以上のような構成により、光学式全周積分型ＦＧが実現
でき、従来の欠点を解消し、下記の長所、すなわち １　光学式一点検出型ＦＧに比較して、全周積分型の為
、回転スリット板１１の回転軸１０への取り付は時の偏
芯、傾きまだスリット１１ａの幅精度について許容が大
きく、高精度の回転検出ができる。

２　磁気式ＰＧに比較して、光学式である為、超低速回
転時でも高出力・高Ｓ／Ｎ　が得られ、また回転子と固
定子の磁気吸引力による振動がない。

３　形状の小型化ができる。

等を有することができる。

第６図は、上記長所を持った光学式全周積分型光ＦＧを
ブラシレスモータに適用した例を示しだ図である。ロー
タ組立Ｉは、回転軸１３に平行方向に磁化された駆動マ
グネット１４と、駆動マグネット１４の磁気回路を構成
するロータヨーク１５と、一端にロータヨーク１５を固
定し、他端に一回転スリット板１１を固定するロータボ
ス１６と、ロータボス１６の中心穴１θａ　に挿入固定
される回転軸１３とから構成され、各構成部品は必要に
応じぞ圧入、歓め、接着等によって固定されている。

ステータ組立■は、駆動マグネット１４の磁極面１４ａ
　Ｋ対向し駆動力を発生するステータコイル１７と、ス
テータコイル１７が接着剤または接着シートにて固定さ
れる配線パターン１８ａ　　を有し、駆動マグネット１
４の磁気回路をなすステータヨーク１８と、前記ステー
タヨーク１８に固定されるハウジング１９と、ノ・ウジ
ング１９の内周面１９ａ　　に固定され、回転軸１３を
回転自在に軸承する軸受２０，２１と、回転軸１３の先
端円弧面１３ａ　　をスラスト方向に支持するスラスト
受２２とから構成される。

速度検出組立■は、ロータヨーク１５と一定空隙を保ち
、ステータヨーク１８にスペーサ２３を介して固定され
る基板を有する光電変換素子１２と、光電変換素子１２
に一定空隙を保って固定される発光源組立９と、光電変
換素子１２と発光源組立９との空隙に配置され、回転軸
１３と一体回転するように回転軸１３とロータボス１６
に取り付けられる回転スリット板１１とから構成されて
おり、動作については、第４図ないし第６図において説
明した通りである。

さて、上記のような速度検出器付ブラシレスモータの構
成では、ステータヨーク１８と駆動マグネット１４との
間に働く吸引力に上って、回転軸１３がステータ組立■
のスラスト受２２方向に強く押し付けられた状態で回転
摺動するので、スラスト受２２の摺動摩耗が大きくなる
問題点があった。また回転軸１３に対してステータヨー
ク１８゜駆動マグネット１４の面ブレがあった場合、空
隙に生ずる吸引力にアンバランスを生じ、軸受２０゜２
１への衝撃によって、軸受の摩耗も大きくなる問題点を
有していた。

発明の目的 本発明は、上記問題点を解消するもので、スラスト受の
摺動摩耗および軸受の衝撃による摩耗を低減させること
を目的とするものである。

発明の構成 本発明の速度検出器付ブラシレスモータは、ロータ組立
を構成するロータヨークの平面部に数個の孔を設けると
共に、基板を有する光電変換素子の基板材料として、磁
性体を使用することによって、ロータヨーク平面部の数
個の孔を通して駆動マグネットの磁束を発生させて光電
変換素子の基板との間に吸引力を発生させ、ステータヨ
ークと駆動マグネットとの間に発生する吸引力を緩和し
、最適値に保てる構成とし、特別の部品を追加すること
なく、スラスト受の摺動摩耗および軸受の衝撃摩耗を軽
減することができるものである。

実施例の説明 第７図は、本発明の実施例における速度検出器付ブラシ
レスモータの断面図を示すものである。

なお、第６図の構成と同一部品または同一構成の部分は
説明を省略する。第７図において、本発明が適用される
ロータ組立■のロータヨーク２４は、ロータヨーク２４
の駆動マグネット１４が固定される平面部２４ａ　　に
数個の孔２４ｂを形成すると共に、ロータヨーク２４と
一定空隙を保ってステータヨーク１８にスペーサ２３を
介して固定される基板を有する光電変換素子２５の基板
材料として、磁性体が使用されている。

以上のように構成された本実施例の速度検出器付ブラシ
レスモータについて以下その動作を親芋する。第７図に
おいて、ロータヨーク２４のＸｆＬｆｆｉ部２４＆　に
設けられた数個の孔２４ｂ　を通して駆動マグネット１
４の磁束を発生させて、磁性体材料からなる光電変換素
子２５の基板との間に吸引力を発生させることによって
、ステータヨーク１と駆動マグネット１４との間の吸引
力方向と反対の力を発生させ、回転軸１３のスラスト受
２２方向に押し付けられるカを緩和するようなカが働く
ような構成となっている。

以上のように本実施例によれば、ロータヨーク２４の平
面部２４ａ　に数個の孔２４ｂ　　を設けると共に、基
板を有する光電変換素子２６の基板材料を磁性体から成
すことにより、回転軸１３のスラスト受２２方向に働く
押し付は力を軽減することによって、 １　スラスト受２２の摺動摩耗を軽減する。

２　軸受２０．２１の衝撃による摩耗を軽減する。

の効果を奏することができる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明は、ロータｉ−り
の平面部に数個の孔を設けると共に、光電変換素子の基
板として磁性体からなすことにより、ステータヨークと
駆動マグネットの吸引力方８　　向と反対方向に吸引力
を発生させることによって、特別の部品を追加すること
なく回転軸とスラスト受の押し付ける力を軽減できるの
で、スラスト受の摺動摩耗を軽減することができると共
に、軸受の衝撃による摩耗増大を防止できるという優れ
た効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁気式全周積分型周波数発電機を示す断
面斜視図、第２図は従来の光学式一点検出型周波数発電
機を示す概略構成斜視図、第３図ａ、ｂは、同動作説明
図、第４図は本発明の前提となった光学式全周積分型周
波数発電機を示す概略構成斜視図、第６図ａ、ｂは同動
作説明図、第６図は同光学式全周積分型周波数発電機を
備えたブラフレスモータの断面図、第７図は本発明の実
施例における速度検出器付プランレスモータの断面図で
ある。 ９・・・・・発光源組立、１１・・・・・回転スリット
板、１１ａ　　・・・・・スリット、１３・・・・・・
回転軸、１４・・・・・駆動マグネット、１４ａ　　・
・・・・磁極面、１６・・・・・・ロータボス、１７・
・・・・・ステータコイル、１８・・・・・ステータＥ
−り、１９・・　・ハウジング、２ｏ、２１・・・・軸
受、２２−・・・・・スラスト受、２４・・・・・ロー
タヨーク、２４ｂ　　・・・・孔、２６・・・・・・光
電変換素子、■・・・・・ステータ組立、■・・・・・
ロータ組立、■・・・・速度検出組立。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 Ｉ−０ 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転軸と平行に着磁される駆動マグネットと、前記駆動
   マグネットが固着されるロータヨークと、前記ロータヨ
   ークが固定されるロータボスと、ロータボスの中心穴に
   圧入される回転軸とからロータ組立を構成し、前記駆動
   マグネットの磁極面と対向配置されるステータコイルと
   、前記ステータコイルを固定する　　　　　　ステータ
   ヨークと、前記回転軸を回転自在に軸承する軸受と、前
   記回転軸の先端円弧面をスラスト方向に支持するスラス
   ト受と、前記軸受を保持し、前記ステータヨークに固定
   されるハウジングとからステータ組立を構成し、前記ス
   テータコイルと反対側に前記ロータヨークと一定の空隙
   を保って、前記ステータヨークに支持部材を介して固定
   される基板を有する光電変換素子と、前記光電変換素子
   に一定空隙を保って固定される発光源組立と、前記光電
   変換素子と前記発光源組立の空隙に配置され前記ロータ
   ボスに固定される回転スリット板とから速度検出組立を
   構成し、前記光電変換素子の基板を磁性体材料から構成
   するとともに、前記ロータヨークの