JPS6392252A - 薄型ブラツシユレスモ−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］ この発明は、ビデオテープレコーダ、デジタルオーディ
オチーブレコーダ、フロッピーディスクドライブ装置な
どの駆動モータとして適用して好適な薄型ブラッシュレ
スモータに関する。

［従来の技術］ ビデオテープレコーダやデジタルオーディオチーブレコ
ーダなどにおいては、目的の情報４３号を記録再生する
回転磁気ヘッド装置の駆動モータとして、装置そのもの
の小形、扁平化を達成するために通常、薄型ブラッシュ
レスモータが使用される場合が多い。

第７図は、この種薄型ブラッシュレスモータを使用した
回転磁気ヘッド装置の一例を示す要部の構成図であって
、この回転磁気ヘット装置１０は回転ドラム１と、この
回転ドラム１に設けられた磁気ヘッドＨを回転駆動する
ための駆動モータたる薄型ブラッシュレスモータ２０と
で構成される。

回転ドラム１は上ドラム２と下ドラム１２とで構成され
、上ドラム２は回転ドラムで、フランジ３を介して回転
軸４の一端に取り付け固定きれる。

下ドラム１２は固定ドラムで、その中心には、回転軸４
を軸支する軸受１３が配設されている。

上ドラム２には、フランジ３に固定されたヘッドベース
５が設けられると共に、その先端にはほぼ１８ｏ０の角
間隔を保持して一対の回転磁気ヘッドＨが設けられてい
る。

一方、回転ドラム１の下側にはこれを回転駆動するため
の薄型ブラッシュレスモータ２０が設けられる。

図示するブラッシュレスモータ２０はいわゆるアキシャ
ル・ギャップ構成のブラッシュレスモータである。この
ブラッシュレスモータ２０は周知のように、扁平形をな
す電機子コイル２１と複数の磁石片を円周方向に所定ピ
ッチで配列してなるロータ磁石２２から構成され、電機
子コイル２１は取り付け基板５０上に形成され、この取
り付け基板５０が下ドラム１２側に固定されている。な
お、３０は電機子コイル２１の磁路形成用のステータヨ
ークであり、これも下ドラム１２側に固定される。

リング状をなすロータ磁石２２は電機子コイル２１と対
向するごとく所定の間隙を保持して回転自在に取り付け
られたもので、このロータ磁石２２が取り付けられる平
キャップ形状のロータヨーク２５はフランジ２４に固定
され、回転軸４の他端に取り付け固定される。

ブラッシュレスモータ２０には、その回転位置（回転位
相）を検出するため、回転位置検知手段４０が設けられ
る。

そのため、ロータヨーク２５の外周側面には回転位置の
検知用磁石４１が取着され、また、下ドラム１２側には
ロータヨーク２５の回転範囲と若干離れた位置に、検知
用磁石４１と所定の間隙を保持して検知素子４２が配置
される。これら検知用磁石４１と検知素子４２とで回転
位置検知手段（パルス発生手段）４０が構成きれる。

ロータ磁石２２が１回転するごとに１回検知磁石４１が
検知素子４２を積切ることになるから、これによって回
転ドラム１の回転位置を検知することができる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上述したような回転ドラム１に取り付けられ
たブラッシュレスモータ２０においては、取り付け基板
５０上に上述した電機子コイル２１の他に、周波数発電
機を構成する検知コイルや電機子コイル２１に電流を転
流させるためのホール素子３２が複数個、例えば３個取
り付けられている。

この場合、取り付け基板５０の一方の面に電機子コイル
２１が取着されているときには、他方の面側に検知コイ
ルが所定のパターンをもって印刷配線されると共に、ホ
ール素子がほぼ１２００の角間隔を保持して取り付けら
れるものである。

このように取り付け基板５０には複数の回路素子などが
取り付けられる関係上、取り付け基板５０の機械的強度
を保持するため、比較的厚めの基板が使用されることに
なる。通常、１ｍｍ程度の厚みを有する基板が使用きれ
る。

しかし、このように厚みのある取り付け基板５０を使用
した場合には、第７図にも示しであるように、電機子コ
イル２１とロータ磁石２２とのギャップｇが大きくなら
ざるを得ない。従って、ブラッシュレスモータ２０のト
ルク特性が悪い。

このような欠点の他に、取り付け基板５０の片面側にし
か周波数発電機用の検知コイルを形成することができな
いから、この検知コイルから得られる検知信号（ＦＧ（
８号）の出力のレベルとＳ／Ｎが悪い。

そこで、この発明ではこのような従来の欠点を構成簡単
に解決したものであって、ギャップｇを可及的に小ざく
してモータのトルク特性を改善すると共に、ＦＧ信号の
出力とＳ／Ｎを改善したものである。

［問題点を解決するための技術的手段］上述の問題点を
解決するため、この発明では、電機子コイルと、これと
対向するように設けられたリング状をなすロータ磁石と
で薄型ブラッシュレスモータが構成きれ、 電機子コイルはステータヨークに取り付け固定されると
共に、 この電機子コイルとロータ磁石との間隙内に薄層のコイ
ル取り付け基板が設けられる。そして、この取り付け基
板の両面には少なくとも、周波数発電機用の検知コイル
が形成されてなることを特徴とするものである。

取り付け基板は複数枚使用することができる。

［作用］ この構成において、電機子コイル２１はステータヨーク
３ｏに取り付け固定きれているから、取り付け基板５０
０両面を使用して周波数発電機用の検知コイルを形成す
ることができる。これによって、検知コイルから得られ
るＦＧ（３号の出力レベルが大きくなり、出力レベルの
Ｓ／Ｎが改善きれる。

電機子コイル２１がステータヨーク３０側に取り付けら
れる関係上、取り付け基板５０としては薄層のプリント
基板を使用することができる。そして、検知コイルは印
刷によって形成できるから、取り付け基板５０そのもの
の厚みを薄くできる。

これによってギャップｇをいままでよりも狭くすること
が可能になる。

［実施例］ 続いて、この発明に係る薄型ブラッシュレスモータの一
例を、上述したデジタルオーディオチーブレコーダにお
ける回転磁気ヘッド装置の駆動モータに適用した場合に
つき、第１図以下を参照して詳細に説明する。

この回転磁気ヘッド装置１０も従来と同様に、回転ドラ
ム１と薄型のブラッシュレスモータ２０とで構成され、
回転ドラム１は上ドラム２が回転自在に構成される。

この回転ドラム２は回転軸４に圧入されたフランジ３に
対して、同軸に一体となるように固定ネジ６によって両
者が固定される。上ドラム２の底面側には、平板状をな
すヘッドベース５が取り付けネジ７によって上ドラム２
側に取り付けられて、この上ドラム２と一体に回転する
ように構成される。

ヘッドベース５には、その先端部に磁気ヘッドＨが取り
付けられている。

フランジ３の下側には、ロータリトランス８を構成する
回転部８Ａが取り付けられ、これと対向するように下ド
ラム１２には、その固定部８Ｂが設けられ、これらによ
って信号の授受がなされる。

下ドラム１２の下面には、ブラッシュレスモータ２０を
構成する電機子コイル２１側の部材が取り付けられる。

すなわち、ステータヨーク３０が取り付けネジ３１によ
って下ドラム１２に固定され、このステータヨーク３０
には、所定のターン数をもって複数に分割きれた電機子
コイル用のコイル導体２１Ａが取着されると共に、これ
らコイル導体２１Ａに対して所定の回転角ごとに電流を
転流させてプラッシュレス構成とするため、複数の回転
位置検出素子（ホール素子など）３２が取り付け固定さ
れる。

コイル導体２１Ａは後述するロータ磁石２２の磁極の数
と異なる数に選択きれて円周方向にほぼ同一のピッチを
もって配置され電機子コイル２１を形成する。

電機子コイル２・１とロータ磁石２２との間隙内には、
取り付け基板５０が配置きれる。この取り付け基板５０
は電機子コイル２１と同軸に一体となるように取り付け
ネジ５１によってステータヨーク３０に固定される。

この取り付け基板５０には、周波数発電機（ＦＧ）及び
この例では回転位置検知手段（ＰＧ）を構成する検知コ
イルが夫々形成きれる。これらの詳細は後述する。

リング状をなすロータ磁石２２はロータヨーク２５に同
軸に取り付け固定される。また、フランジ２４は回転軸
４の下端に取り付け固定されており、ロータヨーク２５
はこのフランジ２４とも同軸に固定される。ロータ磁石
２２には、その一部の磁石片を利用して回転位置を検知
するための磁石４１が形成される。

すなわち、第２図に示すように、ロータ磁石２２は軸方
向に着磁された複数の磁石片２２Ａ。

２２Ｂ、・・・からなる。この例では、Ｎ、Ｓ８極でロ
ータ磁石２２が構成され、これらがその円周方向に順次
交互に配置されて構成される。

そして、任意の磁石片、例えば磁石片２２Ａの一部には
、モータの回転位置を検知するための検知用磁石４１が
形成きれる。この検知用磁石４１も軸方向に着磁された
もので、そのため、ロータ磁石２２を着磁するときに、
この検知用磁石４１も同時に形成されるように同時着磁
が行なわれるものである。この磁石４１の極性は、図示
するように取り付け基板５０に対向する側がＳ　ＦＪｉ
となるように着磁してもよければ、Ｎ　ｔｍとなるよう
に着磁してもよい。

検知用磁石４１は図示するように、はぼ台形状に選定さ
れて、その稜線（稜辺）がロータ磁石２２の磁石片の各
辺に対して傾斜するようになされているが、これは検知
用磁石４１と対向して配置された検知素子（後述する）
がロータ磁石２２によろ磁束をできるだけ検知しないよ
うにするためである。

これに対して、取り付け基板５０には、第３図に示すよ
うな検知素子が設けられる。

取り付け基板５０は図示するようにほぼ円板状をなし、
その両面内にはロータ磁石２２の磁束を検知するための
検知コイル（ＦＧコイル）５２が設けられる。そして、
この例では、所定の半径−ヒに図示するような櫛歯状に
コイル片５２ａが印刷配線されて形成きれる。櫛歯の数
は（ｎ＋０．５）ＸＮ（ｎ：正の整数、Ｎ：ロータの磁
極数）に設定することがでとる。図示の例では、２０個
の櫛歯によって検知コイル５２が構成されている。

なお、端子５５ａに接続されたコイル片５２ａは１周し
たのち、再び櫛歯の内側を逆方向に向かって１周して端
子５５ｂに戻るようになきれているが、これはコイル片
５２ａと内周コイル５２ｂとで囲まれる面積をできるだ
け少なくすることによって、外来ノイズによる影響を可
能なかぎり少なくしようとするためである。

検知コイル５２は取り付け基板５０の両面に印刷配線さ
れると共に、４つのスルホール５７ａ〜５７ｄが形成さ
れる。そして、−平面（この例でハ、下面）５０ａに形
成された内周コイル５２ｂの最終端と上面側に形成され
たコイル片５２ａ（図示せず）が夫々スルホール５７ａ
に接続される。同様に、上面側に形成された内周コイル
５２ｂ（図示せず）がスルポール５７ｂに接続される。

このような構成とすることにより、上下両面に形成され
た検知コイル５２の夫々がスルホール５７ａ、５７ｂに
よって直列接続されたことになるから、これらより得ら
れるＦＣｄＵ号の検出レベルを２倍にすることができる
。

ここで、印刷配線用の基板は非常に薄いもの、例えば０
．２〜０．３ｍｍ程度の基板を使用することができるか
ら、取り付け基板５０を複数枚使用することもてきる。

この場合には、複数の取り付け基板５０の夫々には第３
図に示したような検知コイル５２が形成されており、こ
れらが第４図に示すように積層されて使用される。そし
て、夫々に形成された検知コイル５２が直列接続される
。

このように構成しても、基板そのものが薄いので全体と
しての厚みも、従来の基板の厚みより薄くすることがで
きる。そして、検知コイル５２はｍ倍（ｍは基板数）に
なるので、夫々の出力レベルもｍ倍となる。

さて検知コイル５２の外周の一部には、磁石４１と対向
する位置に、回転位置検知用の検知素子（ＰＧ素子）４
２が設けられる。この例では、上述と同様に、コイルに
よって検知素子４２を構成した場合であって、磁石４１
とほぼ同一の形状をなす検知コイル４２が１ターンにわ
たり印刷配線されて形成される。

そして、上下両面に形成された検知コイル４２の各一端
がスルホール５７ｃに、残りの端部がスルホール５７ｄ
に夫々接続される。

なお、５６ａ、５６ｂは検知コイル４２の導出端子を示
す。

ブラッシュレスモータ２０をこのように構成した場合、
電機子コイル２１に所定の大きざの電流を供給すれば、
この電流とロータ磁石２２の磁束の関係で、ロータ磁石
２２は所定の方向に所定の速度をもって回転駆動される
。ロータ磁石２２０回転によって、検知コイル５２から
は所定周波数の連続波信号（ＦＧ倍信号が検出される。

従って、このＦ　Ｇ　（３号に基づいて磁気ヘッドＨの
回転速度などを所望のごとく制御することができる。

ロータ磁石２２の回転に伴って、検知コイル４２を検知
用磁石４１が横切ることになるから、これによってロー
タ磁石２２０１回転につき１個のパルス信号（Ｐ　Ｇ　
（３号）が得られる。磁気ヘッドＩ（と検知用磁石４１
との相対的な位置関係は固定きれていることから、位置
検知手段４０によって検出されたこのパルス信号によっ
て磁気ヘッドＨの回転位置を容易かつ確実に検出できる
。

さて、第２図に示した位置検知手段４０において、これ
を構成する磁石４１は、第５図に示すような形状のもの
を使用することもできる。図の例ては、断面円形状をな
す。

従って、検知コイル４２も第６図に示すように、この磁
石４１の形状に対応するように円形状に印刷配！ｊＡき
れて構成きれるものである。

このような構成においても、磁気ヘッドＩ］の位置を確
実に検出することができると共に、ロータ磁石２２から
の影響を受けることなく、ＰＧ信号を検出できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、Ｍ義子コイル
をステータヨーク側に取着するようにしたので、取り付
け基板側には検知コイルのみを形成することができる。

そのため、検知コイルをこの取り付け基板の両面側に形
成できるようになるから、周波数発電機用の検出信号レ
ベルを大きくすることができ、そのＳ／Ｎを改善するこ
とができる。特に、取り付け基板を複数枚使用する場合
には、出力レベルが格段に大きくなることから、Ｓ／Ｎ
の大幅な改善を図ることができる。

また、検知コイルは取り付け基板に印刷配線きれるもの
であるから、この取り付け基板自体非常に薄い基板を使
用することができる。そのため、この取り付け基板を使
用すれば、ギャップｇを可及的に小ざくできるため、ブ
ラッシュレスモータ２０のトルク特性を著しく改善でき
る。

従来と同じギャップｇに設定する場合には、取り付け基
板を複数枚積層して使用できるため、同じくトルク特性
とＦＧ比出力夫々を改善できる。

また、実施例の構成によれば、ロータ磁石を利用してそ
の一部に回転位置検知用の磁石を形成すると共に、周波
数発電機用の検知コイルを形成する基板上に回転位置の
検知素子を設けであるから、次のような効果を有する。

すなわち、この構成によれば回転位置検知用の磁石をロ
ータヨークなどに設ける必要がなく、その結果この磁石
取り付け作業を全廃することができる。そして、下側基
板上にその検知素子を形成したから、回転位置検知系の
構成を著しく簡略化することができる。

このようなことから、従来よりも部品点数を大幅に逓減
することができ、これによってコストダウンを図り得る
と共に、ロータ磁石やステータヨーク３０や取り付け基
板５０の近辺に配置する部品を削減できるから、ブラッ
シュレスモータ自体の小型化を達成することができる。

以上のことから、この発明に係る薄型のブラッシュレス
モータは上述したように、ビデオテープレコーダ、デジ
タルオーディオチーブレコーダ、フロッピーディスクの
ドライブ装置などの回転磁気ヘッド装置用駆動モータな
どに適用して極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る薄型ブラッシュレスモータを回
転磁気ヘッド装置の駆動モータとして使用した場合の一
例を示す全体の要部断面図、第２図はロータ磁石側の構
成を示す平面図、第３図は電機子コイル側の構成を示す
平面図、第４図は取り付け基板の他の例を示す断面図、
第５図は第２図と同様な平面図、第６図は第３図と同様
な平面図、第７図は従来の薄型ブラッシュレスモータを
使用した回転磁気ヘッド装置の一例を示す断面図であ１
・・・回転ドラム ２・・・上ドラム １２・・・下ドラム ２０φ・・ブラッシュレスモータ ２１・・・電機子コイル ２２・・・ロータ磁石 ３０ψ・・ステータヨーク ４２・・・ＰＧ用検知コイル ５０・・・取り付け基板 ５２・・・ＰＧ用検知コイル Ｈ・・・磁気ヘッド ｇφ番・ギャップ 特許出願人　　　日本ケミコン株式会社第２図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電機子コイルと、これと対向するように設けられ
   たリング状をなすロータ磁石とで薄型ブラッシュレスモ
   ータが構成され、 上記電機子コイルはステータヨークに取り付け固定され
   ると共に、 この電機子コイルと上記ロータ磁石との間隙内に薄層の
   コイル取り付け基板が設けられ、 この取り付け基板の両面には少なくとも、周波数発電機
   用の検知コイルが形成されてなる薄型ブラッシュレスモ
   ータ。
2. （２）上記取り付け基板が複数枚使用され、これらが多
   段にわたって積層されてなる特許請求の範囲第１項記載
   の薄型ブラッシュレスモータ。
3. （３）上記取り付け基板には、パルス信号発生手段を構
   成する検知コイルがその両面に形成されてなる特許請求
   の範囲第１項及び第２項記載の薄型ブラッシュレスモー
   タ。