(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に形成した溝を有しかつロータヨークに立設したキャプスタン軸と、
前記キャプスタン軸を回転可能に支持しかつ樹脂材からなっており、その上端に設けた軸受部と、前記軸受部で回転可能に支持した状態の前記キャプスタン軸と同心の円弧状溝として前記軸受部の上面外周側に設けた複数の逃げ溝とを有する軸受と、
前記軸受で回転可能に支持した状態の前記キャプスタン軸の前記溝に装着して前記キャプスタン軸が前記軸受から抜けないようにした掛止具と、
前記キャプスタン軸の前記溝に装着した前記掛止具の下部と前記軸受の上端とが直接接触しないように前記軸受部の上面に設けており、かつその内径は前記キャプスタン軸の径より大であり、かつその外径は前記軸受部の上面の外周側に設けた前記逃げ溝の外周径より小さく内周径より大であり、樹脂材からなるスラストリングとを備えたことを特徴とするキャプスタンモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はキャプスタンモータに関し、例えばビデオテープレコーダ（以下ＶＴＲと記す）用キャプスタンモータの回転時に生じる騒音を改善した樹脂製軸受構造を備えたものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４はコア付キャプスタンモータの上面図、図５は図４のＡ−Ａ線で切断した縦断面図である。
図４、図５中、１はロータヨーク、２はキャプスタン軸、３Ａ，３Ｂは焼結含油軸受、４はロータ、５は掛止具、８はコア、９はコイル、１０は駆動マグネット、１１はベアリングホルダ、１３はスラストキャップ、１６は金属板、２５はプーリ、２８は溝、ＡＡは従来のキャプスタンモータの一例であるコア付キャプスタンモータをそれぞれ示す。
【０００３】
図５に示すように、コア８にはコイル９が巻回されており、また、このコア８の外周に近接して対向するロータヨーク１の内周面には、多極着磁した駆動マグネット１０が設けられている。キャプスタン軸２はベアリングホルダ１１を貫通してその一端がロータヨーク１の回転中心に立設固定されている。このキャプスタン軸２は、ベアリングホルダ１１の上下端にそれぞれ設けられた貫通口１１Ａ，１１Ｂに嵌合固定してある一対の焼結含油軸受３Ａ，３Ｂに、回転自在に保持されている。
この状態で、コイル９に駆動電流を印加すると、コイル９と駆動マグネット１０との磁気相互作用でキャプスタン軸２が回転し、これにつれてロータ４が回転するる。
【０００４】
ロータヨーク１と一体に回転するキャプスタン軸２の中間部の軸周面２Ａには、溝２８が設けられている。この溝２８には掛止具５が装着されており、この掛止具５の下部はステンレス製のスラストキャップ１３の上部に当接する。こうして掛止具５はキャプスタン軸２とスラストキャップ１３との間において、スラスト方向におけるキャプスタン軸２の滑らかな回転を行なう役目と、ロータ４と一体に回転するキャプスタン軸２が自重で輔受３Ａ、３Ｂから抜けないようにキャプスタン軸２を回転自在に掛止するロータ抜け落ち防止の役目とを有している。
【０００５】
前記したスラストキャップ１３の内周下面部は軸受３Ａの上部に接触しないように軸受３Ａ上を覆っている。また、スラストキャップ１３の外周部はベアリングホルダ１１の上端の外周面に嵌合係止される。この結果、ロータ４の荷重がスラストキャップ１３を介しベアリングホルダ１１の端部に直接印加されるため、軸受３Ａの固定状況に影響を与えないのでキャプスタン軸２の回転に悪影響を及ぼすことはない。
【０００６】
前記したキャプスタン軸２の下端側はロータヨーク１を貫通しており、その下端にはプーリ２５の回転中心に立設している。このプーリ２５の回転中心はロータヨーク１の回転中心に等しい。このプーリ２５はＶＴＲのテープリール駆動用ベルトを装着するために設けてある。キャプスタン軸２は通常定格回転数は１８０ｒ／ｍｉｎで回転しているが（通常再生時）、通常再生時の７倍速である高速サーチ時では１２６０ｒ／ｍｉｎの回転数で回転する。更に速送り（ＦＦ）／巻き戻し（ＲＥＷ）時には、テープリールを高速回転するため４０００ｒ／ｍｉｎの回転数で正転・逆転を行なう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記した構成のＶＴＲ用のコア付キャプスタンモータＡＡは、ＦＦ／ＲＥＷ時の回転数を録画（ＲＥＣ）／再生（ＰＬＡＹ）時の回転数より大として、テープリールを高速回転している。このため、ＦＦ／ＲＥＷ時のキャプスタンモータの回転時に生じる騒音はＲＥＣ／ＰＬＡＹ時のときの騒音よりも１０ｄＢ以上高くなるという問題があった。
【０００８】
ＦＦ／ＲＥＷ時のキャプスタンモータのこうした騒音を低減するためには、この騒音を発生する焼結含油軸受３Ａ，３Ｂの改良が必要である。
これに加えて、前記したベアリングホルダ１１を樹脂製とする場合には、ベアリングホルダ１１内に前記した焼結含油軸受３Ａ，３Ｂを同軸度の精度良くそれぞれ装着固定しなければならない。この結果、焼結含油軸受３Ａ，３Ｂの加工成形精度を高めることが求められ、このためには精度の良い組立作業と治具とが必要であった。
また、前記した掛止具５の下部と軸受３Ａ上部とをスラスト方向に直接接触させて回転したのでは、キャプスタン軸２のスラスト方向の滑らかな回転精度が得られない。掛止具５が軸受３Ａに直接接触していると、キャプスタン軸２及び掛止具５を介してロータ４の衝撃荷重が軸受３Ａに直接印加されるために、この衝撃によって軸受３Ａが所定取付け位置から移動してしまい、この結果、キャプスタン軸２の回転精度が悪くなってしまう問題があった。
【０００９】
この問題を解消するために、掛止具５とベアリングホルダ１１上端との問にステンレス製のスラストキャップ１３を設け、このスラストキャップ１３の内周上面で掛止具５の下部を支え、スラストキャップ１３の外周周面でベアリングホルダ１１の上側外周端面を受ける構造にしている。しかし、このスラストキャップ１３はステンレス製材料を加工して得られるものであるために、強度と仕上げとに高い加工精度と高い加工費とが必要であるいう課題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、こうした課題に鑑みて創案されたものであり、特に、樹脂製の軸受及びスラストリングをそれぞれ用い、かつスラストリングの内周径はキャプスタン軸の径より大であり、かつスラストリングの外周径は軸受の逃げ溝の外周径より小であるとしたことによって、前記軸受を樹脂成形するだけで従来のベアリングホルダ及び焼結含油軸受を一体成形できるため、従来必要であった焼結含油軸受を同軸度の精度良く装着固定するといった組立作業を省くことができ、また、この焼結含油軸受を高い精度で加工するための特別な治具を不要にでき、さらに、従来のコア付キャプスタンモータの構成に必須であったスラストキャップに代えて、前記した内周径及び外周径を有する樹脂製のスラストリングを用いることによって、キャプスタン軸及び掛止具を介してロータの衝撃荷重が軸受の上端にある軸受部に直接印加されず、スラストリングと軸受との接触面積が増えることがないので、これによるキャブスタンモータの負荷が増大しないから、キャプスタン軸のスラスト方向の回転が一段と滑らかになり、この結果、ＦＦ／ＲＥＷ時等の高速回転時に発生する騒音を低減することができるキャプスタンモータを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は、下記する構成を有するキャプスタンモータを提供する。即ち、
外周面に形成した溝を有しかつロータヨークに立設したキャプスタン軸と、
前記キャプスタン軸を回転可能に支持しかつ樹脂材からなっており、その上端に設けた軸受部と、前記軸受部で回転可能に支持した状態の前記キャプスタン軸と同心の円弧状溝として前記軸受部の上面外周側に設けた複数の逃げ溝とを有する軸受と、
前記軸受で回転可能に支持した状態の前記キャプスタン軸の前記溝に装着して前記キャプスタン軸が前記軸受から抜けないようにした掛止具と、
前記キャプスタン軸の前記溝に装着した前記掛止具の下部と前記軸受の上端とが直接接触しないように前記軸受部の上面に設けており、かつその内径は前記キャプスタン軸の径より大であり、かつその外径は前記軸受部の上面の外周側に設けた前記逃げ溝の外周径より小さく内周径より大であり、樹脂材からなるスラストリングとを備えたことを特徴とするキャプスタンモータ。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係るキャプスタンモータの一実施例を図１〜図３、図６を参照して説明する。図１は本発明のキャプスタンモータの一実施例を示す半断面側面図、図２は図１に示す樹脂軸受の上面拡大図、図３は掛止具の上面及び縦断面図、図６はキャプスタンモータの回転数に対する騒音の特性図である。前述したものと同一構成部分に対しては同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１３】
図１〜図３中、１はロータヨーク、２はキャプスタン軸、２Ａは軸周面、２８は溝、４はロータ、５は掛止具、６はスラストリング、７は成形逃げ溝（逃げ溝）、８はコア、９はコイル、１０は駆動マグネット、１２はＦＧマグネット、１４はオイルリフレクタ、１５はステータ、１６は金属板、１７はプリント基板、１８は樹脂軸受（軸受）、１８Ａは上端、１８Ｂは下端、１９はモータベース、２０はホール素子、２１はＭＲ素子、２３はテープ（磁気テープ）、２４は外周部、２５はプーリ、２６Ａ，２６Ｂは軸受部、２７は連絡部、２８は溝、２９は切欠き、３０はカット部、ＢＢは本発明のキャプスタンモータの一実施例であるコア付キャプスタンモータ、ｐはピンチローラをそれぞれ示す。
【００１４】
図１、図２に示すように、ステータ１５は、鉄又は珪素鋼板等の金属板１６とプリント基板１７とを重ねたモータベース１９と、キャプスタン軸２を回転自在に保持する樹脂軸受１８と、この樹脂軸受１８とモータベース１９とに共締めされかつコイル９を巻回したコア８とから構成される。
一方、ロータ４は、ロータヨーク１と、駆動マグネット１０と、ＦＧマグネット１２と、プーリ２５とから構成される。
【００１５】
プリント基板１７上には、コイル９と、このコイル９に印加する電圧を駆動する電気部品である回転位置検出のホール素子２０と、ＭＲ素子２１とが実装されている。ＭＲ素子２１はＦＧマグネット１２の外周部２４に着磁された信号を読み取り、読み取ったこの信号で回転制御を行う制御信号を発生するものである。ＦＧマグネット１２はロータヨーク１の外周部にアウトサート成形して成り、直径６７ｍｍに加工してある。
【００１６】
ロータヨーク１の板厚は１ｍｍ、ロータヨーク１の直径は５８ｍｍである。ＭＲ素子２１のパターンピッチは２２０μｍであるので、ＦＧマグネット１２の外周部は９６０極に着磁されることになる。ＭＲ素子２１とＦＧマグネット１２とが成す間隙は、０．１５〜０．０８ｍｍ程度である。リング状の駆動マグネット１０の直径は５６ｍｍであり、ロータヨーク１の内周面に接着された駆動マグネット１０は８極対（１６極）を着磁してある。コイル９は８極対の駆動マグネット１０の３相駆動に対応して設けられており、この結果、全てのコイル９は総計２４個の突極に巻かれ放射状に配列されていることになる。
【００１７】
前記した樹脂軸受１８はポリカーボネイト材で樹脂成形されており、キャプスタン軸２を回転可能に支持している。樹脂軸受１８の上下端の２ケ所にはラジアル軸受部２６Ａ，２６Ｂがそれぞれ形成（一体に樹脂成形）している。上下のラジアル軸受部２６Ａ，２６Ｂ間の径はラジアル軸受部２６Ａ，２６Ｂの内径よりも大に（太く）構成されており、この間には潤滑油が保持されている。ラジアル軸受部２６Ａの外周部には成形逃げ部７Ａを設けている。この成形逃げ部７Ａはラジアル軸受部２６Ａと同心形状であり、ラジアル軸受部２６Ａの外周部と連結する連結部２７を設けている。ラジアル軸受部２６Ａの外周部にこの成形逃げ部７Ａを設けることにより、ラジアル軸受部２６Ａの内周に余分な応力が印加されず、キャプスタン軸２とのクリアランスが保持でき、高い回転精度が得られる。また、ラジアル軸受部２Ｂの外周部にも成形逃げ部７Ａと同様の成形逃げ部７Ｂを設けている。
【００１８】
キャプスタン軸２はＳＵＳ４２０Ｊ２材を熱処理してなるものであり、その硬度はＨＲＣ５０°以上（実施例ではＨＲＣ５５°）である。キャプスタン軸２の直径は３．５３ｍｍであり、またピンチローラｐとで圧接して走行するテープ２３に摺接する接触部の表面粗さは０．３Ｓ以下（実力値は１．５Ｓ）、樹脂軸受１８接触部２６Ａ、２６Ｂは０．８Ｓ以下の仕様である。樹脂軸受１８の上面にはキャプスタン軸２が樹脂軸受１８から抜けないように、樹脂製の掛止具５が設けてある。キャプスタン軸２の中央部に位置する外周面（軸周面）に設けた溝２８に掛止具５を装着する。また、この掛止具５の下部と樹脂軸受１８の上面部（ラジアル軸受部２６Ａの上部）との間にはスラストリング６を設けている。
【００１９】
スラストリング６はポリスチレン製（樹脂製）であり、またその内径はキャプスタン軸２の径より大きい３．６ｍｍで、その外径は樹脂軸受１８上面の成形逃げ溝７Ａの外周形より小さく内周径より大きい７ｍｍで、厚さは０．５ｍｍである。このスラストリング６を用いることにより掛止具５の下部と樹脂軸受１８の上側端部とが直接接しないので、滑らかなスラスト軸受を構成することが出来る。スラストリング６の外周径が成形逃げ溝７の外周径より大きくなると、スラストリング６とラジアル軸受部２６Ａとの接触面積が増えることになり、この結果、キャブスタンモータＢＢの負荷が増してしまう。
【００２０】
前記した掛止具５は樹脂製であり、図３（ａ），（ｂ）に示すように、リング状の一部に切欠き２９を設けたＣ型形状の掛止具である。この掛止具５を樹脂成形するために成形金型に設けられている成形ゲート部（いずれも図示せず）から流動する樹脂は、この成形ゲート部から流出すると直ちに凸部となるために、これを回避するカット部３０を設けてある。
リング状の掛止具５の一部に切欠き２９を設けてあるので、この掛止具５をキャプスタン軸２の先端（図１に示す上端部）から前記した溝２８まで通した後に、この溝２８に装着しなくても、この掛止具５は溝２８に外側から直接装着が出来る。成形ゲート部では成形の際に樹脂の凹凸が出来るために、こうして成形された掛止具５を溝２８に装着すると、キャプスタン軸２の回転時、回転むらが発生するが、前記したカット部３０を設けることにより、この回転むらを未然に防止出来る。
【００２１】
キャプスタン軸２における前記した掛止具５の上側のテープ２５走行側には、軸受部２６Ａから湧出する潤滑油がテープ２３との接触部に流動してテープ２３を汚損することを防止するために、オイルリフレクタ１４を設けている。
一方、キャプスタン軸２の下端のロータヨーク１側には、樹脂軸受１８のスラスト面とロータヨーク１とが直接接触しないように、材質ＰＥＴＰ（ポリエチレンテレフタレート）で外径６ｍｍ、内径３．５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのワッシヤ（図示せず）が取り付けてある。
【００２２】
図６に示す１Ａは前記したキャプスタンモータＢＢ（図１）の回転数に対する騒音の特性データ、２Ａは図４、図５の従来のキャプスタンモータＡＡ（図４、図５）の回転数に対する騒音の特性データ、３ＡはキャプスタンモータＢＢにスラストリング６を装着しない状態の回転数に対する騒音の特性データである。これらのデータから、キャプスタンモータＢＢの定格回転時の騒音（特性データ１Ａ）が従来のキャプスタンモータＡＡの定格回転時の騒音（特性データ２Ａ）よりも、６〜７ｄＢ少なく、また、スラストリング６を装着しない状態のキャプスタンモータＢＢの定格回転時の騒音（特性データ３Ａ）は従来のキャプスタンモータＡＡの定格回転時の騒音（特性データ２Ａ）及びキャプスタンモータＢＢの定格回転時の騒音（特性データ１Ａ）よりも、騒音レベルが大となることが分かる。この結果、キャプスタンモータＢＢの定格回転時の騒音（特性データ１Ａ）は高速回転時でも定速回転時の５〜６ｄＢ大きくなるだけで、騒音が極めて小さいレベルとなる。
【００２３】
従って、前記した構成のキャプスタンモータＢＢによれば、ＦＦ／ＲＷＤ時等の高速回転時でも騒音の低いために、これをＶＴＲ用のキャプスタンモータとして提供可能である。例えば、キャプスタンモータＢＢのキャプスタン軸２は通常ＰＬＡＹ／ＲＥＣ時の定格回転数は１８０ｒ／ｍｉｎで回転しているが、ＦＦ／ＲＥＷ時にはテープリールを高速回転するため４０００ｒ／ｍｉｎで回転する。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、特に、樹脂製の軸受及びスラストリングをそれぞれ用い、かつこのスラストリングの内周径はキャプスタン軸の径より大でありかつスラストリングの外周径は軸受の逃げ溝の外周径より小であるとしたことによって、前記軸受を樹脂成形するだけで従来のベアリングホルダ及び焼結含油軸受を一体成形できるため、従来必要であった焼結含油軸受を同軸度の精度良く装着固定するといった組立作業を省くことができ、また、この焼結含油軸受を高い精度で加工するための特別な治具を不要にでき、さらに、従来のコア付キャプスタンモータの構成に必須であったスラストキャップに代えて、前記した内周径及び外周径を有する樹脂製のスラストリングを用いることによって、キャプスタン軸及び掛止具を介してロータの衝撃荷重が軸受の上端にある軸受部に直接印加されず、スラストリングと軸受との接触面積が増えることがないので、これによるキャブスタンモータの負荷が増大しないから、キャプスタン軸のスラスト方向の回転が一段と滑らかになり、この結果、ＦＦ／ＲＥＷ時等の高速回転時に発生する騒音を低減することができるキャプスタンモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のキャプスタンモータの一実施例を示す半断面側面図
【図２】図１に示す樹脂軸受の上面拡大図
【図３】掛止具の上面及び縦断面図
【図４】コア付キャプスタンモータの上面図
【図５】図４のＡ−Ａ線で切断した縦断面図
【図６】キャプスタンモータの回転数に対する騒音の特性図
【符号の説明】
１  ロータヨーク
２  キャプスタン軸
２Ａ  軸周面
２８  溝
５  掛止具
６  スラストリング
７Ａ，７Ｂ  成形逃げ溝（逃げ溝）
７Ａ１〜７Ａ３，７Ｂ１〜７Ｂ３  円弧状溝
１８  樹脂軸受（軸受）
１８Ａ  上端
１８Ｂ  下端
２６Ａ，２６Ｂ  軸受部
ＡＡ，ＢＢ  コア付キャプスタンモータ（キャプスタンモータ）
【図１】
0003620468.tif 000002
【図２】
0003620468.tif 000003
【図３】
0003620468.tif 000004
【図４】
0003620468.tif 000005
【図５】
0003620468.tif 000006
【図６】
0003620468.tif 000007