JPS6314572B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、同期回転トルクを得る第１のロー
タと非同期回転トルクを得る第２のロータとを有
する電動機に関するものである。

従来、電動機をたとえば、カセツトテープレコ
ーダのドライブ用等に用いる場合にはキヤプスタ
ン軸を同期電動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ケ
以上必要とする。また後者の例ではキヤプスタン
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鑑み、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
機構を必要をせず、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
変化できる電動機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つて
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ツ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）時の状態を示している。
第２図は、通常方向への早送り（FF）の状態を
示している。第３図は、巻戻方向への定常走行
（再生又は録音）（RP）時の状態を示している。
第４図は、巻戻方向への早送り（RW）の状態を
示している。

第５図ないし第１０図は、この発明の一実施例
の電動機を示す図面であつて、第５図はその回転
中心における断面図、第６図は第５図の第−
線断面図、第７図は第５図の第−線断面図、
第８図は第１図〜第４図に示す装置のキヤプスタ
ン、およびアイドラ部を示す要部側面図である。

第１図ないし第８図において、基板１上には、
オーデイオカセツト２が装着されている。３はコ
イルハウジングであり、基板１に一体となるよう
固着され、プラスチツ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。７は軸であり、１端にはキヤプス
タンに回転力を伝達するためのプーリ８が一体と
なるように固着されており、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が、ロータマグネツト１０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。ロータ円板９ａの外周
には歯車が刻まれて回転力の伝達及び速度制御を
行なうための速度信号を得るために設けられてお
り速度信号発生機を構成している。ロータ円板９
ａは電磁軟鉄板で構成されているので電磁気的又
は光学的な方法で回転数に比例した速度周波数信
号の発生が可能である。ロータマグネツト１０は
機械角45゜おきにN.S.極に交互着磁されており、
ロータ円板９ａは、ロータマグネツト１０の磁気
回路を兼ねている。１１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イカ
ーレント特性を有する材料か、硬磁性材のような
ヒステリシス特性を有する材料で構成されており
ロータマグネツト１０からの空間磁束の磁気回路
を兼ねている。

又、第２のロータ１１は、軸７に対し自由に回
転するように嵌合しているとともに、ピニオン１
２が一体になるように固着されている。ロータマ
グネツト１０と第２のロータ１１との間には、磁
力による吸引力が作用している。この吸引力は、
軸７に設けられた段付部の端面７ａと対向する第
２のロータ１１の端面との接触部で摩擦力を生じ
させる。第２のロータ１１は、第１のロータ９に
対し個別的に回転できるとともに、端面７ａでの
上記摩擦力を受ける。したがつて第１のロータ９
の回転力は摩擦力を介して第２のロータ１１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
よりロータマグネツト１０の磁束を検知し、制御
回路（図示せず）によりコイル５に駆動電流を供
給すれば２相８極同期電動機となり第１のロータ
９が回転する。外部の同期信号とロータ円板９ａ
の外周部に刻まれた歯車により発生される速度信
号（電磁気的又は光学的な公知の方法によつて検
出される）とを比較してコイル５の入力を制御す
れば、第１のロータ９の回転を所望の回転数に制
御することができる。このようにしてロータマグ
ネツト１０すなわちプーリ３に同期回転トルクを
得ることができる。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の極性を逆にす
る等の公知の方法で可能である。又前述したよう
にロータマグネツト１０の空間磁束が第２のロー
タ１１内を通過することによつて、磁気回路が構
成される。ロータマグネツト１０が回転すると、
第２のロータ１１にエデイーカーレントトルク又
はヒステリシストルク又はその双方（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。）が加わつたトルクが発生し、第２のロー
タ１１にロータマグネツト１０の回転と同一方向
に回転トルクが発生する。同時に、前述した軸７
の段付部の端面７ａと第２のロータ１１との吸引
力で７ａ部に発生する摩擦力による第１のロータ
９からの回転力も第２のロータ１１の回転トルク
に加わる。このようにして第２のロータ１１に発
生した合成トルクは第２のロータ１１と一体にな
つたピニオン１２によつて、外部に取り出す事が
可能である。第２のロータ１１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
１１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９図に示した。

図中実線で示したグラフにおいてａ部は、第１
のロータと第２のロータとの間に磁気的に作用し
ている吸引力による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。ｂ部は第２のロータ１１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事を示して
いる。

このようにして、第２のロータ１１から取り出
し得るトルクは、従来電磁気的及び機械的な損失
として回転力に作用されていなかつたものであ
る。第２のロータ１１によつて得られる回転力を
磁気テープリールの回転駆動に採用すれば、ほぼ
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。

次に第１図は通常方向への定常走行の状態を示
し、１３は通常方向キヤプスタン、１４は巻戻方
向キヤプスタンであり、第８図に示すように、基
板１に取付けられたキヤプスタン軸受１５によつ
て回転可能に支承され、ゴムベルト１６によつて
回転力を伝達されるためのプーリ部１３ａを有し
ている第１図で、軸７はＡ方向に回転するように
取付けられ、プーリ８も矢印Ａ方向に同期回転
し、ゴムベルト１６が掛けられて前述した通常方
向キヤプスタン１３を矢印Ｂ方向に回転させ、磁
気テープ１７を通常方向ピンチローラ１８との間
に挾持せしめ、磁気テープ１７を矢印Ｃ方向に定
速走行させる構成である。１９は巻戻方向ピンチ
ローラであり、説明の便のために図では巻戻方向
キヤプスタン１４に押し付けられていない。ピニ
オン１２は軸７と同一方向、すなわち矢印Ａ方向
に回転している。２０は通常方向リールギヤであ
り、第８図にその断面図を示す如く先端部にオー
デオカセツトのハブ部と噛み合つて回転力を伝達
するためのリール部２０ａを有しており、固定軸
２１によつて自由に回転するようになされてい
る。２２はアイドラギヤであり、ピニオン１２及
び通常方向リールギヤ２０、巻戻方向リールギヤ
２９の間で回転力を伝達するように配置されてい
る。アイドラギヤ２２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）上に載置
され、常時ピニオン１２と噛み合いながら、ピニ
オン１２の回転方向に従つて揺動し、通常方向リ
ールギヤ２０と巻戻し方向リールギヤ２９とのい
ずれか上記回転方向の一方に選択的に噛み合つて
係止し、ピニオン１２の回転力をリールギヤ２０
又は、２９に伝達するものであり、第１図ではピ
ニオン１２は、矢印Ａ方向に回転しており従つ
て、アイドラギヤ２２は矢印Ｄ方向に通常方向リ
ールギヤ２０は矢印Ｅ方向に回転し、磁気テープ
１７を巻取るようになされており、その回転数に
かかわらず、ほぼ一定のテンシヨンで巻取ること
によつ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
おり、この時には通常方向リールギヤ２０のリー
ル部２０ａに強力な回転力を伝達する必要があ
る。

次に各図によつて本発明の特徴とする電動機の
制御機構の説明をする。２３は加圧アームで基板
１に設けられた軸受部１ａにより回動可能になさ
れておりそのアーム部の端部には加圧ブツシユ２
４が係合されており第５図に示す如く電動機部の
軸７に嵌合されて回転自在なようになされてい
る。加圧アーム２３の一端は電磁ソレノイド２５
のプランジヤ部に係合する。加圧アーム２３は電
磁ソレノイド２５の消勢（第５図の状態）付勢
（第１０図の状態）により回動する。したがつて
加圧アーム２３は戻しバネ２６の復原力に打ち勝
つて第１０図に示す如く矢印Ｐで示す圧縮力を第
２のロータ１１に与える。

前述した如く磁力による吸引力が軸７に設けら
れた段付部の端面７ａと対向する第２のロータ１
１の端面との接触部で摩擦力を生じさせるように
動作している訳であるがさらに矢印Ｐの加圧力が
加えられる事によりさらに摩擦力が増加する訳で
ある。ところで第９図において破線すなわちＣ部
で示す線図はこのように加圧力が増加した状態を
示している。すなわち実線部ａは前述した如く磁
力による吸引力による摩擦力にトルクを示してい
るがこれが摩擦力が増大する事により発生トルク
が増大する事を示しておりさらに電磁気的に発生
するトルクの成分は前述した実線部ｂと同様に相
対回転数に比例してその発生トルクが増加する事
を示している。

従つて電磁ソレノイド２５の消勢（第５図の状
態）においては図中ａ，ｂで示す線図に従つて発
生トルクが取り出され設定回転数において定常走
行で示すトルクが発生する。又電磁ソレノイド２
５の付勢（第１０図の状態）にあつては図中破線
部Ｃで示す線図に従つて発生トルクが取り出され
設定回転数においては早送り走行で示すトルクが
発生する。このように定常走行と早送り時の発生
トルクの選択はただ単に電磁ソレノイド２５の消
勢又は付勢を選択するだけで良い。

すなわち、第２図において、ピニオン１２には
定常走行時（第１図）よりも強力なトルクが発生
しており、アイドラギヤ２２を通して通常方向リ
ールギヤ２０に伝達されるのでリール部２０ａを
介してオーデオカセツト２のハブ部に強力なトル
クが伝達されて矢印Ｅ方向に回転力が発生して磁
気テープ１７を通常方向へ早送りすることが出来
る。又この時には当然通常方向キヤプスタン１３
と通常方向ピンチローラとは接触していない。

第３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および第２のロータ１１は矢印Ｆ方向（第
１図、第２図とは反対方向）に回転するので、巻
戻方向キヤプスタン１４は矢印Ｇ方向に回転し磁
気テープ１７は巻戻方向ピンチローラ１９に挾持
されているので、矢印Ｈ方向に定速走行する。テ
ープの巻取りトルクを伝達するピニオン１２も矢
印Ｆ方向に回転し、アイドラギヤ２２が矢印Ｉ方
向に、巻戻し方向リールギヤ２７が矢印Ｊ方向に
回転して磁気テープ１７を巻取る。

このように通常方向への定常走行（第１図の状
態）から巻戻方向への定常走行（第３図の状態）
への切換え操作は、ただ電動機の回転方向を反転
させ、同時にピンチローラ１８，１９の押付を選
択的に切換えればよく、自動反転式のオーデイオ
カセツトメカニズムが簡単に構成できることにな
る。次に第４図に巻戻し方向への早送り（RW）
の状態を示している。

この時には、ピニオン１２には早送り走行時の
強力なトルクが発生しており、矢印Ｊ方向に、巻
戻動作に十分な回転トルクが供給されて巻戻動作
を行なうことができる。この場合も早送り（第２
図の状態）から、巻戻し（第４図の状態）への切
換えは、電動機の回転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、磁気記
録再生装置において同期回転力を発生する第１の
ロータの回転とこの第１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のロータとを備え第２のロータから取
り出す回転力の大きさを電気機械的な簡潔な手段
で選択出来るようにして従来必要であつた機械的
なスリツプ機構及び切換手段が無くてすみ簡潔で
安価な磁気記録再生装置を得る事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第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ツ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時の状
態の平面図、第２図は通常方向への早送り状態の
平面図、第３図は巻戻方向への定常走行状態の平
面図、第４図は巻戻方向への早送り状態を示す平
面図、第５図ないし第７図はこの発明の一実施例
の電動機を示すものであり、第５図はその回転中
心における電動機の制御機構の消勢状態を示す断
面図、第６図は第５図の第−線断面図、第７
図は第５図の第−線断面図、第８図は第１図
〜第４図に示す装置のキヤプスタン、およびアイ
ドラ部を表わす要部断面図、第９図はこの発明の
一実施例の電動機の特性図、第１０図は電動機の
制御機構が付勢状態を示す断面図である。 図において、５はコイル、７は軸、９は第１の
ロータ、１１は第２のロータである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転磁界を発生させるコイル、このコイルに
   対向するマグネツトを有し回転駆動される第１の
   ロータ、この第１のロータの磁気回路を兼ね個別
   的に回転するようにし上記第１のロータの回転に
   より駆動力を得るようにした第２のロータ、上記
   第１のロータと一体となされた軸により回転可能
   になし上記第１のロータと第２のロータとの間に
   発生する磁気的な吸引力を上記軸に設けた段付部
   の端面で受けるようにし、上記第２のロータを介
   して外部より加圧力を上記段付部の端面に加える
   ようとするとともに上記加圧力を制御する事によ
   り上記第２のロータによつて取出すトルクを可変
   にした事を特徴とする電動機。