JP2001057752A - スピンドルモータ - Google Patents

スピンドルモータ

Info

Publication number
JP2001057752A
JP2001057752A JP11230489A JP23048999A JP2001057752A JP 2001057752 A JP2001057752 A JP 2001057752A JP 11230489 A JP11230489 A JP 11230489A JP 23048999 A JP23048999 A JP 23048999A JP 2001057752 A JP2001057752 A JP 2001057752A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnet
spindle motor
magnetic field
back yoke
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11230489A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Kawada
直樹 川和田
Tadao Iwaki
岩城  忠雄
Atsushi Ota
敦司 太田
Koji Nitori
幸司 似鳥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP11230489A priority Critical patent/JP2001057752A/ja
Publication of JP2001057752A publication Critical patent/JP2001057752A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ特性に影響を与えずにコギングトルク
やトルクリップルを低減し、モータの回転精度を向上す
ると共に、モータを小型化、薄型化した際でも、モータ
の回転精度の高いスピンドルモータを提供する。 【解決手段】 円筒形状を有する多極着磁した磁石44
及び該磁石の径方向一方側の面に当接して設けられるバ
ックヨーク43を有する磁石保持部40と、前記磁石4
4の他方側の面に相対向位置する磁界発生部30とを具
備し、前記磁石保持部40及び前記磁界発生部30の何
れか一方が回転自在に設けられたスピンドルモータ10
において、前記バックヨーク43は前記磁石44と当接
する側の面に、前記磁石44の隣り合う磁極の境界線に
沿って凹部43aを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、電流により磁界
を発生させ、この磁界が着磁した磁石と吸引、反発する
力を回転力に応用したスピンドルモータに関する。
【0002】
【従来の技術】スピンドルモータの従来例として、図2
にDCブラシレスモータの横断面図及び縦断面図を示
す。図示するように、DCブラシレスモータ110は、
固定子120と回転子140とを有する。
【0003】固定子120は、一方面側に円筒形の凸部
121aを有する円盤状のフレーム121と、この凸部
121aの外周面に円周方向に亘って略等間隔に設けら
れたステータ130とで形成されている。ステータ13
0は、ステンレス板や鉄板等の軟磁性金属板を複数枚積
層して形成したステータコア131にコイル132を巻
き付けて形成されている。このステータ130の各コイ
ル132に電流を流すことにより、N極もしくはS極の
磁界を発生するようになっている。
【0004】一方、回転子140は、凸部121aの内
側にベアリング150に保持される軸部141と、この
軸部141の一端部側に設けられた円盤状の円盤部14
2と、円盤部142の周縁部に設けられた円筒状のバッ
クヨーク143とを具備し、バックヨーク143の内周
面には、ステータ130と相対向する位置に円筒形のロ
ータ磁石144が固着されている。
【0005】ここで、ロータ磁石144は円周方向に亘
ってN極とS極とを交互に多極着磁して形成されてお
り、回転子140は、ロータ磁石144がステータ13
0の発生する磁界に吸引及び反発する力を利用し、軸部
141を中心として回転する。回転子140が回転する
とき、ロータ磁石144はステータ130に対してN極
が相対向している状態からS極が相対向する状態へと移
行し、更にS極からN極へといった具合に交互に対極す
る。このときステータ130に相対向するロータ磁石1
44のN極とS極との面積比が急激に変化するため、磁
束の量も同様に急激に変化し、トルクや回転にムラがで
きるいわゆるコギングトルクが起こる。また、電気的機
械的効果により、モータのトルクや回転にムラができる
いわゆるトルクリップルが起こる。
【0006】これらのコギングトルクやトルクリップル
により、騒音が発生すると共に、モータの回転精度が低
下する。このようなコギングトルクやトルクリップルを
低減するには、ロータ磁石に弱い着磁をし、更にステー
タの発生する磁界を弱くすることにより磁束の変化量を
小さくすればよいが、モータの出力が低くなってしまう
という問題がある。
【0007】一方、モータの出力を維持しながらコギン
グトルクやトルクリップルを低減する方法として、ロー
タ磁石に多極着磁する際、磁束密度を示す波形が正弦波
もしくは正弦波に近い着磁波形となるように着磁する方
法が知られている。又、他の方法として、ロータ磁石に
多極着磁する際、N極及びS極の境界線が軸方向に沿っ
て斜めになるように着磁するスキュー着磁が知られてい
る。
【0008】この正弦波着磁又はスキュー着磁による
と、ロータ磁石回転時は、ステータに相対向するロータ
磁石のN極とS極との面積比が徐々に変化するため磁束
の量も徐々に変化し、コギングトルクやトルクリップル
が低減される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、正弦波
着磁やスキュー着磁では、コギングトルクやトルクリッ
プルが低減できても、トルク定数や無負荷回転数などの
モータ特性が犠牲になってしまうという問題がある。ま
た、スキュー着磁ではモータを小型化した際に加工精度
が悪化してしまったり、薄型のモータにおいては、ロー
タ磁石も薄型となり、スキュー着磁してもコギングトル
クやトルクリップルを減少させるという効果が得られな
いという問題がある。
【0010】更に、正弦波着磁やスキュー着磁を行う場
合、スキューの角度を適正に調整する等、通常の矩形波
着磁と比べて手間がかかり、設計変更の際にも調整が大
変であるという問題がある。本発明は、このような事情
に鑑み、モータ特性に影響を与えずにコギングトルクや
トルクリップルを低減し、モータの回転精度を向上する
と共に、モータを小型化、薄型化した際でも、モータの
回転精度の高いスピンドルモータを提供することを課題
とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第1の態様は、多極着磁した円筒形状を有する磁石
及び該磁石の径方向一方側の面に当接して設けられるバ
ックヨークを有する磁石保持部と、前記磁石の他方側の
面に相対向位置する磁界発生部とを具備し、前記磁石保
持部及び前記磁界発生部の何れか一方が回転自在に設け
られたスピンドルモータにおいて、前記バックヨークは
前記磁石と当接する側の面に、前記磁石の隣り合う磁極
の境界線に沿って凹部を有することを特徴とするスピン
ドルモータにある。
【0012】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記凹部の円周方向の幅は、前記磁極の円周方向の
幅の1/2以下であり、前記凹部の半径方向の深さは、
前記バックヨークの半径方向の厚さの1/2以下である
ことを特徴とするスピンドルモータにある。本発明の第
3の態様は、第1又は2の態様において、前記磁界発生
部が、前記磁石の半径方向外側に対向する位置に設けら
れていることを特徴とするスピンドルモータにある。
【0013】本発明の第4の態様は、第1又は2の態様
において、前記磁界発生部が、前記磁石の半径方向内側
に対向する位置に設けられている特徴とするスピンドル
モータにある。本発明の第5の態様は、第1〜4の何れ
かの態様において、前記磁石保持部が、中心軸を回転軸
として回転自在に設けられていることを特徴とするスピ
ンドルモータにある。
【0014】かかる本発明のスピンドルモータでは、ト
ルク定数や無負荷回転数といったモータ特性に影響を与
えずにコギングトルクやトルクリップルを低減し、回転
精度を向上することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に本発明を実施形態に基づい
て詳細に説明する。 (実施形態1)図1に実施形態1に係るDCブラシレス
モータの横断面図及び縦断面図を示す。
【0016】図示するように、DCブラシレスモータ1
0は、固定子20と回転子40とを有している。固定子
20は、円盤状の一側面側に円筒形の凸部21aを有す
るフレーム21と、この凸部21aの外周面に円周方向
に亘って等間隔に設けられたステータ30とで形成され
ている。
【0017】ステータ30は、ステンレス板や鉄板等の
軟磁性金属板を複数枚積層して形成されたステータコア
31にコイル32を巻き付けて形成されている。このス
テータ30の各コイル32に電流を流すことにより、N
極もしくはS極の磁界を発生するようになっている。一
方、回転子40は、凸部21aの内側にベアリング50
に保持される軸部41と、この軸部41の一端部側に設
けられた円盤状の円盤部42と、円盤部42の周縁部に
設けられた円筒形状の磁性体からなるバックヨーク43
とを具備し、バックヨーク43の内周面には、ステータ
30と相対向する位置に円筒形のロータ磁石44が固着
されている。
【0018】このロータ磁石44は、円周方向に亘って
N極とS極とを略同一幅で交互に多極着磁して形成され
ており、バックヨーク43には、ロータ磁石44のN極
とS極との境界線に沿って凹部43aが形成されてい
る。なお、このような磁極の境界線と凹部43aとの位
置合わせは以下のようにして行うことができる。ロータ
磁石を着磁する場合に、着磁後の着磁パターンは予め分
かるので、例えば、インクや溝などにより標識をつけた
ロータ磁石44を標識を基準として着磁した後、ロータ
磁石44の標識をガイドとしてバックヨーク43に組み
付けることにより磁極の境界をバックヨーク43の凹部
43aに合うように組み付けることができる。また、磁
界を目視できるツールを使用して組み付けても良い。な
お、ロータ磁石44のバックヨーク43への固着は、圧
入、接着剤による接着などによればよく、特に限定され
ない。
【0019】ここで回転子40は、ロータ磁石44がス
テータ30の発生する磁界に吸引及び反発する力を利用
し、軸部41を中心として回転する。このとき、回転子
40のコイル32に電流を流すと、ステータ30、ロー
タ磁石44、及びバックヨーク43の間で磁気閉回路が
形成されるが、凹部43aに対向する領域、すなわち、
磁極の境界近傍では磁束密度が疎になる。したがってロ
ータ磁石44のN極とS極との境界近傍の磁束は、バッ
クヨーク43に形成された凹部43aによって凹部43
aの中心ほど磁束量が小さくなり、ロータ磁石44のN
極とS極とが切り替わる際の磁束量は連続的に滑らかに
変化する。
【0020】このように着磁波形を通常の矩形波着磁と
しても、ロータ磁石44におけるステータ30の磁束密
度の変化量がロータ磁石44の回転に伴って連続的に滑
らかに変化していくことから、トルク定数ならびに無負
荷回転数などのモータ特性に影響を与えることなくコギ
ングトルクやトルクリップルを低減することができる。
【0021】また、ロータ磁石の着磁波形に関係なく、
凹部43aを設けることでコギングトルクやトルクリッ
プルを低減できることから、モータを小型化、薄型化し
ても回転精度の高いモータとなる。ここで凹部43a
は、このような効果を得るために必要な幅及び深さとす
る必要があるが、幅は最大限ロータ磁石44の一磁極の
内周面側の円周方向の幅の1/2程度とすることが望ま
しい。また、凹部43aの深さが大きくなると磁気閉回
路が形成できなくなるが、凹部43aを囲む閉回路を形
成するために必要な凹部43aの底部にバックヨーク4
3が残存する必要があるので、凹部43aの半径方向の
深さはバックヨーク43の半径方向の厚みの1/2以下
にするのが望ましい。
【0022】(他の実施形態)以上、本発明の実施形態
を説明したが、スピンドルモータの基本的構成は上述し
たものに限定されるものではない。上述した実施形態で
は、回転子40が固定子20の外側に設けられたアウタ
ーロータ型のスピンドルモータであるが、回転子、固定
子の形状等も限定されず、例えば回転子が固定子の内側
に設けられたインナーロータ型のスピンドルモータとし
てもコギングトルクやトルクリップルを低減することが
できる。
【0023】また、上述した実施形態では、固定子20
に磁界を発生するコイル32を有し、着磁したロータ磁
石44を有する回転子40が回転するスピンドルモータ
であるが、これに限定されず、磁界を発生するコイルを
有する磁界発生部が回転するブラシDCモータに代表さ
れるスピンドルモータとしても磁石を保持するバックヨ
ークに凹部を設けることによりコギングトルクやトルク
リップルを低減することができる。
【0024】更に、回転子を支持する構造も限定され
ず、例えば液体動圧軸受を用いたものでも上述した実施
形態と同様の効果が得られる。また、本発明は従来のよ
うにスキュー着磁しなくてもコギングトルクやトルクリ
ップルを低減できるものであるが、スキュー着磁と併せ
て、スキュー状の磁極の境界線に沿ってバックヨークに
凹部を設けることにより相乗的効果を得ることができ
る。
【0025】
【発明の効果】このように、本発明によるスピンドルモ
ータは、トルク定数や無負荷回転数などモータ特性に影
響を与えずに、コギングトルクやトルクリップルを低減
した回転精度の高いモータを提供できると共に、モータ
を小型化、薄型化した際も凹部による効果を失うことな
く回転精度の高いスピンドルモータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係るDCブラシレスモー
タの横断面図及び縦断面図である。
【図2】従来例に係るDCブラシレスモータの横断面図
及び縦断面図である。
【符号の説明】
10 DCブラシレスモータ 20 固定子 21 フレーム 21a 凸部 30 ステータ 30a スロット 31 ステータコア 32 コイル 40 回転子 41 軸部 42 円盤部 43 バックヨーク 43a 凹部 44 ロータ磁石 50 ベアリング 110 DCブラシレスモータ 120 固定子 130 ステータ 140 回転子 150 ベアリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02K 21/22 H02K 21/22 M 29/00 29/00 Z (72)発明者 太田 敦司 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 似鳥 幸司 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 Fターム(参考) 5H002 AA05 AA09 AB07 AC04 AC06 AE08 5H019 AA03 CC03 CC04 CC09 DD01 EE01 EE14 5H621 AA02 BB07 GA01 GA04 HH01 5H622 AA02 CA01 CA05 CA10 PP05 PP11 PP19

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多極着磁した円筒形状の磁石及び該磁石
    の径方向一方側の面に当接して設けられるバックヨーク
    を有する磁石保持部と、前記磁石の他方側の面に相対向
    位置する磁界発生部とを具備し、前記磁石保持部及び前
    記磁界発生部の何れか一方が回転自在に設けられたスピ
    ンドルモータにおいて、 前記バックヨークは前記磁石と当接する側の面に、前記
    磁石の隣り合う磁極の境界線に沿って凹部を有すること
    を特徴とするスピンドルモータ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記凹部の円周方向
    の幅は、前記磁極の円周方向の幅の1/2以下であり、
    前記凹部の半径方向の深さは、前記バックヨークの半径
    方向の厚さの1/2以下であることを特徴とするスピン
    ドルモータ。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、前記磁界発生
    部が、前記磁石の半径方向外側に対向する位置に設けら
    れていることを特徴とするスピンドルモータ。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2において、前記磁界発生
    部が、前記磁石の半径方向内側に対向する位置に設けら
    れている特徴とするスピンドルモータ。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4の何れかにおいて、前記磁
    石保持部が、中心軸を回転軸として回転自在に設けられ
    ていることを特徴とするスピンドルモータ。
JP11230489A 1999-08-17 1999-08-17 スピンドルモータ Pending JP2001057752A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11230489A JP2001057752A (ja) 1999-08-17 1999-08-17 スピンドルモータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11230489A JP2001057752A (ja) 1999-08-17 1999-08-17 スピンドルモータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001057752A true JP2001057752A (ja) 2001-02-27

Family

ID=16908588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11230489A Pending JP2001057752A (ja) 1999-08-17 1999-08-17 スピンドルモータ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001057752A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7808141B2 (en) 2007-03-30 2010-10-05 Minebea Motor Manufacturing Corporation Stepping motor and rotor
GB2472502A (en) * 2009-08-06 2011-02-09 Gen Electric Permanent magnet machine rotor
KR20170034081A (ko) * 2015-09-18 2017-03-28 엘지이노텍 주식회사 직류 브러쉬 모터
CN112186922A (zh) * 2019-07-03 2021-01-05 株式会社日立产机系统 外转型表面磁铁旋转电机

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7808141B2 (en) 2007-03-30 2010-10-05 Minebea Motor Manufacturing Corporation Stepping motor and rotor
GB2472502A (en) * 2009-08-06 2011-02-09 Gen Electric Permanent magnet machine rotor
KR20170034081A (ko) * 2015-09-18 2017-03-28 엘지이노텍 주식회사 직류 브러쉬 모터
KR102472096B1 (ko) 2015-09-18 2022-11-29 엘지이노텍 주식회사 직류 브러쉬 모터
CN112186922A (zh) * 2019-07-03 2021-01-05 株式会社日立产机系统 外转型表面磁铁旋转电机
CN112186922B (zh) * 2019-07-03 2023-06-13 株式会社日立产机系统 外转型表面磁铁旋转电机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR950001850Y1 (ko) 3-상 전기 직류 모타
US7595575B2 (en) Motor/generator to reduce cogging torque
US6724114B2 (en) Doubly salient machine with angled permanent magnets in stator teeth
JP4240949B2 (ja) 永久磁石式回転電機の回転子
WO1992009132A1 (fr) Rotor de moteur sans balais
JP2008211934A (ja) 回転電機の回転子及び回転電機
JPH10127024A (ja) モータ構造
US20090134731A1 (en) Magnet type synchronous machine
JP2006304546A (ja) 永久磁石式リラクタンス型回転電機
JP2003134772A (ja) 永久磁石式回転電機
JP4855747B2 (ja) 永久磁石型リラクタンス回転電機
JP2002136094A (ja) ステッピングモータ
JP3170224B2 (ja) リラクタンス型回転電機
KR20060094514A (ko) 로터리 머신 및 전자기 머신
JP2001057752A (ja) スピンドルモータ
KR19990065127A (ko) 매립 영구자석 동기전동기의 회전자
JPH1169679A (ja) 永久磁石形モータ
JP2001037113A (ja) ブラシレスモータ
JP2000050603A (ja) 直流ブラシレスモータ及びそれを用いたポリゴンスキャナ
JPH1198728A (ja) 永久磁石回転電機
JPH1094202A (ja) 永久磁石モータとロータ着磁器
JP2001078412A (ja) スピンドルモータ
JP6108621B2 (ja) モータ
JP4866000B2 (ja) フライホイール
JP4556457B2 (ja) ブラシレスモータ

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20040302