JPH0419984Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は回転精度の向上を図つたブラシレスモ
ータに関する。

〔考案の技術的背景〕

例えばレーザープリンターのポリゴンミラー駆
動用モータとしてはブラシレスモータを用いるの
が一般的である。このものでは、回転の滑らかさ
を期待して回転軸を空気軸受により支持するよう
にしており、また回転制御回路を構成した基板は
耐静電ノイズ性の向上を図つてシールドケース内
に収納し、該基板とモータ本体との間をリード線
にて接続する構成としている。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら上記構成では、空気軸受により滑
らかな回転が得られて回転精度は比較的良いもの
の、空気軸受の特性上回転軸を周面積が十分確保
できる径大且つ長尺なものとせざるを得ず、また
基板をシールドケース内に収納するという構造
上、全体が不可避的に大形化し且つ製造コストが
嵩むという欠点があつた。

〔考案の目的〕

そこで、本考案の目的は、優れた回転精度を得
ながらも、全体を小形に構成でき且つ安価に製造
できるブラシレスモータを提供するにある。

〔考案の概要〕

本考案は、電機子コイルを有しモータブラケツ
トに突設した軸受筒に装着されたステータと、周
波数発電コイル及び位置検出素子を備え前記モー
タブラケツト内に前記軸受筒を基準として装着さ
れた第１の基板と、前記軸受筒に設けたボールベ
アリングと、このボールベアリングに回転自在に
支持されたロータと、前記モータブラケツトの外
部に取付部材を介して取着され部品搭載面側の略
全域に導電層を形成した第２の基板と、この第２
の基板に構成されPLL回路を有して前記周波数
発電コイル及び位置検出素子からの出力信号に基
き前記ロータの回転制御をなす回転制御回路とを
具備する構成とすることにより、ロータと第１の
基板とを正確な位置関係で配設できて周波数発電
コイル及び位置検出素子による検出誤差を低減さ
せ且つPLL回路による同期化力により高精度回
転を可能ならしめ、更に第２の基板の導電層によ
り静電ノイズからのシールドを図るようにしたと
ころに特徴を有する。

〔考案の実施例〕

以下本考案の一実施例につき図面を参照して説
明する。１は円筒容器状を成す金属製のモータブ
ラケツトで、これの中央部には円筒状の軸受筒２
が一体に立設されている。３は軸受筒２の上下両
端部内に嵌着したボールベアリングである。４は
ステータで、これは略円筒状を成すボビン５の上
部外周に複数の電機子コイル６を巻装して成る。
７は第１の基板で、これの外周寄りの環状領域に
は周波数発電コイル（図示せず）がプリント配線
手段にて形成され、またこの周波数発電コイルの
内側に後述するロータ１０の位置を検出するため
の位置検出素子８が配設されている。９は第１の
基板７に下向きに突設した多数の導電ピンで、こ
れには前記電機子コイル６、周波数発電コイル及
び位置検出素子８が接続されている。そして第１
の基板７は、内周部に円形の取付孔７ａを有し、
この取付孔７ａをボビン５の所定部位に嵌着する
ことによりステータ４に一体化されており、この
ボビン５を軸受筒２に嵌合してねじ止めすること
によりモータブラケツト１内に軸受筒２を基準と
した状態で装着されている。尚、この第１の基板
７の装着状態において、導電ピン９はモータブラ
ケツト１底部に形成した通し孔１ａを貫通して下
方に突出している。１０はロータで、これは回転
軸１１に嵌着したボス１２にロータヨーク１３を
ねじ止めすると共に、該ロータヨーク１３の内周
部に略円筒状を成す界磁用永久磁石１４を固着
し、且つロータヨーク１３の下端周縁部に環状を
成す周波数発電用永久磁石１５を固着して成る。
このロータ１０は回転軸１１がボールベアリング
３に回転自在に支持されて軸受筒２を中心に回転
するようになつており、界磁用永久磁石１４がス
テータ４の電機子コイル６に径方向に空隙を存し
て対向し、周波数発電用永久磁石１５が第１の基
板７の周波数発電コイルに軸方向に空隙を存して
対向している。１６はモータブラケツト１底部に
突設した例えば３本の取付部材で（２本のみ図
示）、これは例えばプラスチツク製であつて下端
部にねじ孔（図示せず）が形成されている。１７
はモータブラケツト１の外部に位置してねじ１８
により取付部材１６に固定した第２の基板で、こ
れは例えば両面プリント基板により形成されて部
品搭載面側即ち上面側には略全域に銅箔を残すこ
とにより導電層（図示せず）が形成され、下面側
には銅箔のエツチングによりアースパターンを有
する所定の導体パターン（いずれも図示せず）が
形成され、上記導電層及びアースパターン並びに
ねじ１８は同電位となるよう互いに接続されてい
る。１９は第２の基板１７の上面側の所定部位に
固着した受端子で、これは前記第１の基板７に突
設した導電ピン９に接続されると共に第２の基板
１７の導体パターンに接続されている。而して、
この第２の基板１７の上面には前記位置検出素子
８及び周波数発電コイルからの出力信号に基いて
ロータ１０の回転制御をなす回転制御回路を構成
する電子部品群が配設されており、その回転制御
回路は具体的には第３図に示す通りである。即
ち、この第３図において、２０は前記周波数発電
用永久磁石１５及び周波数発電コイルから構成さ
れる周波数発電機、２１はこの周波数発電機２０
からの速度信号を増幅する速度信号増幅回路、２
２はPLL（位相同期化制限ループ）回路である。
PLL回路２２はPLL回路用IC２３（例えば東京
芝浦電気株式会社製TC9142P）及び水晶発振子
２４を備えて成り、速度信号増幅回路２１からの
出力信号の位相と内蔵せる基準発振器の位相とを
比較して、それらの位相差をなくすような制御信
号を出力する。２５は制御信号増幅回路、２６は
駆動回路で、駆動回路２６は駆動用IC２７（例
えば東京芝浦電気株式会社製TA7248P）を備え
ており、制御信号増幅回路２１を介するPLL回
路２２からの制御信号及び位置検出素子８からの
ロータ１０の位置信号に基き電機子コイル６を通
断電制御するものである。尚、２８はラインL₁
に接続された電源端子、２９は前記アースパター
ンに接続されたアース端子、３０はロータ１０の
回転数が所定値に達したときに同期化信号を出力
する同期化信号出力端子、３１は起動信号入力端
子である。

上記構成の本実施例によれば、ロータ１０を支
持する軸受筒２にステータ４を装着する構成であ
るから、電機子コイル６群をロータ１０の界磁用
永久磁石１４に対し確実に同心配置することがで
き、これにてロータ１０の回転むらを低減させ得
る。また、やはり軸受筒２を基準に第１の基板７
を装着する構成であるから、ロータ１０の界磁用
永久磁石１４に対し位置検出素子８を正確な位置
精度で配設できてロータ８の位置検出を高精度に
てなし得、またロータ１０の周波数発電用永久磁
石１５に対し第１の基板７の周波数発電コイルを
正確に同心配置できて速度信号の高精度化を図る
ことができる。更には、回転制御回路を配設した
第２の基板１７を第１の基板７とは別体に構成し
てモータブラケツト１の外部に取着するようにし
たから、回転制御回路を位置検出素子と同一の基
板に配置するものとは異なり位置検出素子の出力
線をロータの周波数発電用永久磁石の磁束鎖交領
域を横切つて延設せずとも、例えば本実施例の如
く導電ピン９によりロータ１０の軸方向に延ばし
て第２の基板１７の回転制御回路に接続できる。
従つて、位置検出素子８の出力線に周波数発電用
永久磁石１５からの磁束が鎖交して位置検出信号
にノイズが重畳することを防止でき位置検出素子
の一層の高精度化を図ることができる。しかも、
斯様に位置検出素子及び速度信号の高精度化を図
り得ることと相俟ち、PLL回路２２を有して回
転制御回路を構成したので、PLL回路２２によ
る同期化力によつてロータ１０の回転安定性を著
しく向上させ得、総じて高精度回転を可能ならし
め得る。そして、斯様に高精度回転が可能となる
ので、回転軸１１の軸受装置としてボールベアリ
ング３を用いても十分な回転の滑らかさを確保で
き、殊更に空気軸受を用いずとも済む。これに
て、回転軸の周面積ひいては径寸法及び長さ寸法
を小に設定できるので、モータ全体の小形化及び
低価格化を図ることができる。更には、第２の基
板１７の上面の略全域に導電層を形成したから、
この導電層のシールド効果によつて回転制御回路
の耐静電ノイズ性を向上させることができてシー
ルドケースを不要ならしめ得、もつて全体の一層
の小形化及び低価格化を図ることができる。

尚、上記実施例では、第２の基板１７をモータ
ブラケツト１に取着するための取付部材１６をい
ずれもプラスチツク製としたが、これらのうちの
少なくとも１本を金属等の導電材製として第２の
基板１７の導電層をモータブラケツト１に接続す
るようにすれば、耐静電ノイズ性を一層向上させ
ることができる。

〔考案の効果〕

本考案は以上述べたように、モータブラケツト
の軸受筒を基準として周波数発電コイル及び位置
検出素子を備えた第１の基板とステータとを装着
すると共に、この軸受筒に設けたボールベアリン
グにロータを支持せしめ、更にモータブラケツト
の外部に部品搭載面側の略全域に導電層を形成し
た第２の基板を取着し、この第２の基板にPLL
回路を有する回転制御回路を配設する構成とした
ところに特徴を有し、この構成の結果、ロータと
電機子コイル、周波数発電コイル及び位置検出素
子との間の位置精度を高め得ると共に位置検出素
子の出力信号にノイズが重畳することを防止でき
て位置検出信号及び速度信号の検出精度を高め
得、更にPLL回路による同期化力により速度安
定性を向上させ得るので、高精度回転を可能なら
しめ得る。また、斯様に高精度回転が可能となる
ので空気軸受を用いずとも済み、且つ第２の基板
の導電層によつてシールドを図り得るのでシール
ドケースを不要ならしめ得、総じて大幅な小形化
及び低価格化を図ることができるという実用上優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は全体
の縦断面図、第２図はステータの側面図、第３図
は回転制御回路の回路図である。 図中、１はモータブラケツト、２は軸受筒、３
はボールベアリング、４はステータ、６は電機子
コイル、７は第１の基板、８は位置検出素子、１
０はロータ、１６は取付部材、１７は第２の基
板、２２はPLL回路である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 電気子コイルを有しモータブラケツトに突設
   した軸受筒に装着されたステータと、周波数発
   電コイル及び位置検出素子を備え前記モータブ
   ラケツト内に前記軸受筒を基準として装着され
   た第１の基板と、前記軸受筒に設けたボールベ
   アリングと、このボールベアリングに回転自在
   に支持されたロータと、前記モータブラケツト
   の外部に取付部材を介して取着され部品搭載面
   側の略全域に導電層を形成した第２の基板と、
   この第２の基板に構成されPLL回路を有して
   前記周波数発電コイル及び位置検出素子からの
   出力信号に基き前記ロータの回転制御をなす回
   転制御回路とを具備して成るブラシレスモー
   タ。 ２ 取付部材は複数個設けられたそのうちの少な
   くとも１個は導電材により形成され、モータブ
   ラケツトと第２の基板の導電層とが前記導電材
   を介して接続されていることを特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第１項に記載のブラシレス
   モータ。