JP2001008393A - モータ及びモータの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成でロータマグネットへの着磁工程
を容易かつ安定的に行わせることを可能とする。 【解決手段】 ヨーク鍔部２３ｂの被覆長さを適宜に調
整することによって、ロータマグネット２４からの漏れ
磁束量を増減させ、面倒で不安定な着磁電流の調整を行
うことなく、ステータコア１４に必要な有効磁束を得る
ように構成したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータマグネット
の有効磁束を必要量に調整したモータ及びモータの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、モータにおいては、巻線を施し
た突極を有する固定部材側のステータコアに対して、回
転部材側のロータマグネットが半径方向に対向配置され
ているが、上記ロータマグネットは、回転部材側への漏
れ磁束をなくすためなどの理由から、磁性部材からなる
ロータヨークを介在させて回転部材側に取り付けられて
いる。

【０００３】一方、上記ロータマグネットは、着磁機に
装着されることによって必要な着磁が行われるが、ステ
ータコアへの有効磁束を精度良く設定することがモータ
性能を安定化させる上で極めて重要である。従って、従
来より着磁機における着磁電流を適宜に調整することに
よって、上記ロータマグネットの有効磁束を微調整する
ことが行われている。例えば、図４に示されているよう
に、モータの有効磁束を表す逆起電力ピーク値（ｖ；縦
軸）は、着磁機の着磁電流（Ａ；横軸）に対応して変化
する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような着磁機の着磁電流を所望の値とする調整には操
作に手間がかかる上に、高電流領域では着磁動作が不安
定化するという問題がある。特に、初期磁化曲線を未飽
和磁束密度に設定しながら量産を行う場合には、着磁工
程管理が難しくなって有効磁束にバラツキを生じ易い。

【０００５】そこで本発明は、簡易な構成で、ロータマ
グネットの有効磁束を安定的に得ることができるように
したモータ及びその製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明では、巻線を施した突極を有する
ステータコアと、該ステータコアの突極に対して半径方
向に対向する対向周面を備えたロータマグネットと、該
ロータマグネットにおける上記対向周面と反対側の取付
周面に当接するロータヨークと、を有するモータにおい
て、上記ロータヨークは、前記ロータマグネットの取付
周面に当接するヨーク本体部と、上記ロータマグネット
の軸方向端面の少なくとも一部分を被覆するように上記
ヨーク本体部から半径方向に向かって一体的に延出する
ヨーク鍔部と、を備え、上記ヨーク鍔部におけるロータ
マグネットの軸方向端面を被覆する量が、前記ロータマ
グネットからステータコアへの有効磁束を必要量とする
ように調整されている。

【０００７】また、請求項２記載の発明では、前記請求
項１記載の巻線を施した突極を有するステータコアと、
該ステータコアの突極に対して半径方向に対向する対向
周面を備えたロータマグネットと、該ロータマグネット
における上記対向周面と反対側の取付周面に当接するロ
ータヨークと、を有するモータの製造方法において、上
記ロータマグネットの取付周面に当接するヨーク本体部
に、前記ロータマグネットの軸方向端面の少なくとも一
部を覆うヨーク鍔部を一体的に形成するものであって、
上記ヨーク鍔部におけるロータマグネットの軸方向端面
を被覆する量を、前記ロータマグネットからステータコ
アへの有効磁束を必要量とするように調整して形成する
ようにしている。

【０００８】さらに、請求項３記載の発明では、前記請
求項２記載のロータマグネットの着磁時における前記ヨ
ーク鍔部の被覆量と、前記ロータマグネットの有効磁束
との関係を予め求めておき、その関係に基づいて、必要
な有効磁束を得るためのヨーク鍔部の被覆量を決定する
ようにしている。

【０００９】さらにまた、請求項４記載の発明では、前
記請求項２記載のロータマグネットの有効磁束を、モー
タの逆起電力ピーク値により得るようにしている。

【００１０】このような構成を有する本発明によれば、
ロータマグネットに対するヨーク鍔部の被覆割合を適宜
に調整することによって、ロータマグネットからの漏れ
磁束量が増減され、それによって、ステータコアに対す
る必要な有効磁束量の調整が行われるようになってい
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、ハードディスク
駆動装置（ＨＤＤ）に用いられるモータに適用した場合
の実施形態について図面に基づき詳細に説明する。

【００１２】図１に示されている軸固定型のＨＤＤスピ
ンドルモータの全体は、固定部材としてのステータ組１
０と、そのステータ組１０に対して図示上側から組み付
けられた回転部材としてのロータ組２０とから構成され
ている。このうちステータ組１０は、図示を省略した固
定基台側にネジ止めされた固定フレーム１１を有してい
るとともに、この固定フレーム１１の略中央部分には中
空円筒状の軸受ホルダー１２が一体的に立設するように
形成されており、上記軸受ホルダー１２の外周面にステ
ータコア１４が嵌着されている。

【００１３】上記ステータコア１４は、特に図２に示さ
れているように、中心コア部１４ａの外周面から放射状
に突出する複数の突極部１４ｂを備えており、それらの
各突極部１４ｂに対して巻線コイル１５（図１参照）が
各々巻回されている。そして、上記各突極部１４ｂに対
向するようにして、ロータ組２０を構成する環状のロー
タマグネット２４が配置されている。このロータマグネ
ット２４の取付構造については後述する。

【００１４】上記固定フレーム１１の略中央部分には、
ステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）からなる固定軸１６
が上方に向かって突出するように固定されている。この
固定軸１６は、上記軸受ホルダー１２と同心状に配置さ
れており、当該固定軸１６の上端部分が図示を省略した
固定基台側にネジ止めされている。この固定軸１６の外
周側には、前記ロータ組２０を構成している回転軸受部
材としての軸受スリーブ２１が回転可能に装着されてい
るとともに、この軸受スリーブ２１の外周側に、図示を
省略した磁気ディスク等の記録媒体を搭載するための回
転ハブ２２が接合されている。

【００１５】すなわち、上記軸受スリーブ２１の上端部
分には、半径方向外方側に向かって張り出すように形成
された略円筒状の接合大径部２１ａが配置されており、
その接合大径部２１ａの外周面に対して、前記回転ハブ
２２の中心接合穴が圧入又は焼き嵌めによって一体的に
接合されている。このとき上記回転ハブ２２は、軽量化
を図るためにアルミ系金属材料から形成されており、図
示を省略した記録媒体ディスクを外周部に搭載する略円
筒状の胴部２２ａを有しているとともに、その胴部２２
ａの内周壁面側に、断面略逆Ｌ字状をなすロータヨーク
２３を介して上述したロータマグネット２４の外周面側
が取り付けられている。

【００１６】上記ロータマグネット２４の内周面は、前
述したステータコア１４に設けられた各突極部１４ｂの
外周端面に対して、微小ギャップを形成するように環状
に対向配置されており、このロータマグネット２４から
上記ステータコア１４に至る磁束は、いわゆる有効磁束
を構成することによって回転駆動力になされる。一方、
上記ロータマグネット２４からステータコア１４以外の
部位へ向かう磁束は、いわゆる漏れ磁束となってしまう
が、その漏れ磁束は、上述したロータヨーク２３によっ
てシールされる。すなわち、上記ロータヨーク２３は、
漏れ磁束の外部漏れを低減する磁性部材から形成されて
おり、上記ステータコア１４以外に向かう漏れ磁束の大
半が、ロータヨーク２３内に吸収されて磁気回路を構成
するようになっている。

【００１７】より詳細には、上記ロータヨーク２３は、
前記ロータマグネット２４の外周取付面２４ａに当接す
るようにして嵌着された環状薄板状のヨーク本体部２３
ａを備えているとともに、このヨーク本体部２３ａの軸
方向上端部には、半径方向内側に向かって折れ曲がるよ
うにしてヨーク鍔部２３ｂが一体的に設けられている。
このヨーク鍔部２３ｂは、半径方向に延在することによ
って、前記ロータマグネット２４の軸方向端面（図示上
端面）２４ｂの外周側領域を覆うように形成されてい
る。

【００１８】一方、上述した軸受スリーブ２１は、穴加
工等を容易化するために銅系材料から形成されており、
当該軸受スリーブ２１に設けられた中心孔の内周壁部に
形成された動圧面が、上記固定軸１６の外周面に形成さ
れた動圧面に対して近接するようにして対向配置されて
いることによって、軸方向に隣接した一組のラジアル動
圧軸受部ＲＢａ，ＲＢｂが構成されている。より詳細に
は、上記一組のラジアル動圧軸受部ＲＢａ，ＲＢｂにお
ける軸受スリーブ２１側の動圧面と、固定軸１６側の動
圧面とが、数μｍの微少間隔を介して周状に対向配置さ
れているとともに、その微少間隔からなる軸受空間内
に、オイル、磁性流体、エアー等の潤滑流体が軸方向に
連続するように注入されている。

【００１９】さらに、上記軸受スリーブ２１及び固定軸
１６の両動圧面の少なくとも一方側には、図示を省略し
た例えばへリングボーン形状のラジアル動圧発生用溝
が、軸方向に２ブロックに分けられて環状に凹設されて
おり、回転時に、当該ラジアル動圧発生用溝のポンピン
グ作用により潤滑流体が加圧されて動圧を生じ、その潤
滑流体の動圧によって、上述した回転ハブ２２がラジア
ル方向に軸支持される構成になされている。

【００２０】さらに、上記固定軸１６の先端側部分（図
示上端部分）には、円盤状のスラストリング１７が上記
固定軸と一体的に回転するように固着されている。この
スラストリング１７は、上述した軸受スリーブ２１の図
示上端側における中心部分に凹設された円筒状の窪み部
内に収容するようにして配置されており、その軸受スリ
ーブ２１の窪み部内においてスラストリング１７と軸受
スリーブ２１とが軸方向に近接対向し、これら両部材の
両対向動圧面によって、下側のスラスト動圧軸受部ＳＢ
ａが形成されている。

【００２１】さらにまた、上記スラストリング１７の図
示上側の動圧面に近接するようにして、大型の円盤状部
材からなるカウンタープレート２５が、上記軸受スリー
ブ２２の上端部分に固着されており、当該カウンタープ
レート２５の図示下面側に設けられた動圧面と、上述し
たスラストリング１７側の動圧面とによって、上側のス
ラスト動圧軸受部ＳＢｂが形成されている。

【００２２】より詳細には、これら軸方向に隣接して配
置された一組のスラスト動圧軸受部ＳＢａ，ＳＢｂにお
けるスラストリング１７側の両動圧面と、それに対向す
る軸受スリーブ２１及びカウンタープレート２５側の両
動圧面とが、数μｍの微少間隔を介して軸方向に対向配
置されているとともに、その微少間隔からなる軸受空間
内に、オイル、磁性流体、エアー等の潤滑流体が、前記
スラストリング１７の外周側通路を介して軸方向に連続
するように注入されている。

【００２３】さらに、上記スラストリング１７の動圧面
と、軸受スリーブ２１及び固定軸１６の動圧面との少な
くとも一方側には、図示を省略した例えばへリングボー
ン形状のスラスト動圧発生用溝が、半径方向に２ブロッ
クに分けられて環状に凹設されており、回転時に、当該
スラスト動圧発生用溝のポンピング作用により潤滑流体
が加圧されて動圧を生じ、その潤滑流体の動圧によっ
て、上述した回転ハブ２２がスラスト方向に軸支持され
る構成になされている。

【００２４】上述したように本実施形態では、ロータヨ
ーク２３のヨーク鍔部２３ｂによって、ロータマグネッ
ト２４の軸方向端面（図示上端面）２４ｂの一部が覆わ
れた構成になされているが、このヨーク鍔部２３ｂによ
ってロータマグネット２４が被覆されている領域の半径
方向長さＸは、上記ロータマグネット２４の軸方向端面
２４ａの全幅Ｙに対して一定の割合となるように設定さ
れている。すなわち、上記寸法Ｘの寸法Ｙに対する割合
（以下、被覆割合Ｘ／Ｙという。）を増減させることに
よって、ロータマグネット２４からロータヨーク２３に
流入する漏れ磁束の量が増減されることとなり、その結
果として、前記ステータコア１４に対するロータマグネ
ット２４からの有効磁束が調整されるようになってい
る。従って、モータに必要な有効磁束を得るような被覆
割合Ｘ／Ｙを、以下のように設定することによって適正
なモータ性能を得ている。

【００２５】まず、図３に示されているように、上述し
た被覆割合Ｘ／Ｙ（％；横軸）に対応して、モータの有
効磁束の時間的変化を表す逆起電力ピーク値（ｖ；縦
軸）が一対一の関係で変化することを本願発明者は確認
しており、予め求めておいた関係に基づいて、上記ヨー
ク鍔部２３ｂの被覆長さＸを適宜に調整することによっ
て、ステータコア１４に必要な有効磁束を得るようにし
ている。

【００２６】このようなヨーク鍔部２３ｂの被覆長さＸ
の調整による有効磁束の変化状態は、図４に示されてい
る着磁電流（Ａ；横軸）を調整するようにした従来手段
とほぼ同様の変化状態となっている。従って、従来のよ
うな面倒で不安定な着磁電流の調整を行うことなく、つ
まり、常に同じ着磁機を用いた同じ着磁条件によってロ
ータマグネット２４への着磁工程を容易かつ安定的に行
うこととしても、その後で、適宜の内径寸法に調整され
たヨーク鍔部２３ｂを装着することによって所望の有効
磁束を得ることができる。

【００２７】以上、本発明者によってなされた発明の実
施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。

【００２８】例えば、本発明は、上述したようなＨＤＤ
スピンドルモータに限定されることなく、多種多様なモ
ータに対しても同様に適用することができるものであ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、ヨーク鍔部
の被覆長さを適宜に調整することによってロータマグネ
ットからの漏れ磁束量を増減させ、それによってステー
タコアに必要な有効磁束を得るように構成したものであ
るから、面倒で不安定な着磁電流の調整を行うことな
く、簡易な構成で、ロータマグネットへの着磁工程を容
易かつ安定的に行わせることができ、モータの生産性を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するモータの構造例を表した横断
面説明図である。

【図２】図１に表されたモータに用いられている巻線コ
ア及びロータマグネットを抽出して表した外観斜視説明
図である。

【図３】ヨーク鍔部がロータマグネットを覆う割合と、
得られる有効磁束との関係を表した線図である。

【図４】着磁電流と、得られる有効磁束との関係を表し
た線図である。

【符号の説明】

１４ ステータコア １４ｂ 突極部 １５ 巻線コイル ２３ ロータヨーク ２３ａ ヨーク本体部 ２３ｂ ヨーク鍔部 ２４ ロータマグネット ２４ａ 外周取付面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線を施した突極を有するステータコア
   と、該ステータコアの突極に対して半径方向に対向する
   対向周面を備えたロータマグネットと、該ロータマグネ
   ットにおける上記対向周面と反対側の取付周面に当接す
   るロータヨークと、を有するモータにおいて、 上記ロータヨークは、前記ロータマグネットの取付周面
   に当接するヨーク本体部と、上記ロータマグネットの軸
   方向端面の少なくとも一部分を被覆するように上記ヨー
   ク本体部から半径方向に向かって一体的に延出するヨー
   ク鍔部と、を備え、 上記ヨーク鍔部におけるロータマグネットの軸方向端面
   を被覆する量が、前記ロータマグネットからステータコ
   アへの有効磁束を必要量とするように調整されているこ
   とを特徴とするモータ。
2. 【請求項２】 巻線を施した突極を有するステータコア
   と、該ステータコアの突極に対して半径方向に対向する
   対向周面を備えたロータマグネットと、該ロータマグネ
   ットにおける上記対向周面と反対側の取付周面に当接す
   るロータヨークと、を有するモータの製造方法におい
   て、 上記ロータマグネットの取付周面に当接するヨーク本体
   部に、前記ロータマグネットの軸方向端面の少なくとも
   一部を覆うヨーク鍔部を一体的に形成するものであっ
   て、 上記ヨーク鍔部におけるロータマグネットの軸方向端面
   を被覆する量を、前記ロータマグネットからステータコ
   アへの有効磁束を必要量とするように調整して形成する
   ようにしたことを特徴とするモータの製造方法。
3. 【請求項３】 前記ロータマグネットの着磁時における
   前記ヨーク鍔部の被覆量と、前記ロータマグネットの有
   効磁束との関係を予め求めておき、その関係に基づい
   て、必要な有効磁束を得るためのヨーク鍔部の被覆量を
   決定するようにしたことを特徴とする請求項２記載のモ
   ータの製造方法。
4. 【請求項４】 前記ロータマグネットの有効磁束を、モ
   ータの逆起電力ピーク値により得るようにしたことを特
   徴とする請求項２記載のモータの製造方法。