JP2001069704A - 電動機及びそのロータのバランス調整方法 - Google Patents

電動機及びそのロータのバランス調整方法

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JP2001069704A
JP2001069704A JP24462699A JP24462699A JP2001069704A JP 2001069704 A JP2001069704 A JP 2001069704A JP 24462699 A JP24462699 A JP 24462699A JP 24462699 A JP24462699 A JP 24462699A JP 2001069704 A JP2001069704 A JP 2001069704A
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yoke
rotor hub
rotor
permanent magnet
recess
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Shigeru Oki
大木  茂
Katsuya Kawamura
勝也 河村
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Seiko Instruments Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱膨張によりロータのバランスが崩れな
いようにすること 【解決手段】 電動機は、相互に同軸的に組み付けられ
た永久磁石及びヨーク並びにヨーク及びロータハブをあ
る程度の厚さ寸法を有する接着剤で接着している。これ
により、ロータが昇温したとき、接着剤が永久磁石とヨ
ーク及びヨークとロータハブとを逆方向へ押し、永久磁
石とヨークとの間及びヨークとロータハブとの間に隙間
が形成されること及び接着剤が剥がれることを防止す
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、永久磁石をロータ
ハブに同軸的に組み付けた電動機及びそのロータのバラ
ンス調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】スピンドルモータのように永久磁石を用
いる電動機においては、一般に、リング状の永久磁石を
リング状のヨークを介してロータハブに装着している。
永久磁石とヨーク及びヨークとロータハブとは、接着、
圧入等により固定されている。このような電動機におい
て、電動機を高速で回転させると、風損、励磁コイルの
発熱等に起因して、電動機が発熱し、ロータが昇温す
る。
【0003】しかし、この種の電動機においては、永久
磁石、ヨーク及びロータハブの材質が異なり、したがっ
てそれらの熱膨張係数が異なるため、圧入の場合は永久
磁石とヨークの間及びヨークとロータハブの間に大きな
隙間が発生し、また接着の場合は接着剤が剥がれる。そ
の結果、ロータのバランスが崩れ、電動機に大きな振動
が発生し、電動機の諸特性に悪影響を与える。
【0004】また、従来では、ロータの外周端面にドリ
リング、切削等の加工をすることにより、ロータのバラ
ンス調整を行っている。しかし、そのようなバランス調
整は、金属部分を加工することにより行われるから、そ
のような加工をすること自体が錆の発生原因になる。ま
た、加工箇所が精度を要する箇所である場合はバランス
調整用の加工が困難になる。
【0005】
【解決しようとする課題】それゆえに、ロータに永久磁
石を設けた電動機においては、熱膨張によりロータのバ
ランスが崩れないようにすることが重要である。
【0006】
【解決手段、作用及び効果】本発明に係る電動機は、リ
ング状の永久磁石をロータハブの内側又は外側に同軸的
に装着し、少なくとも前記永久磁石の側又は前記ロータ
ハブの側に開口する凹所を前記ロータハブ又は前記永久
磁石に全周にわたって若しくは前記ロータハブ又は前記
永久磁石の周方向に等角度間隔をおいた複数箇所に形成
し、前記ヨーク及び前記永久磁石を前記凹所に配置され
た接着剤により結合している。
【0007】本発明に係る他の電動機は、リング状のヨ
ークをロータハブの内側又は外側に同軸的に装着し、リ
ング状の永久磁石を前記ヨークの外側又は内側にあって
前記ロータハブと反対の側に同軸的に装着し、少なくと
も前記ヨークの側又は前記ロータハブの側に開口する凹
所を前記ロータハブ又は前記ヨークに全周にわたって若
しくは前記ロータハブ又は前記ヨークの周方向に等角度
間隔をおいた複数箇所に形成し、前記ロータハブ及び前
記ヨークを前記凹所に配置された接着剤により結合して
いる。
【0008】本発明に係るさらに他の電動機は、リング
状のヨークをロータハブの内側又は外側に同軸的に装着
し、リング状の永久磁石を前記ヨークの外側又は内側に
あって前記ロータハブと反対の側に同軸的に装着し、少
なくとも前記ヨークの側又は前記ロータハブの側に開口
する第1の凹所を前記ロータハブ又は前記ヨークに全周
にわたって若しくは前記ロータハブ又は前記ヨークの周
方向に等角度間隔をおいた複数箇所に形成し、少なくと
も前記永久磁石の側又は前記ヨークの側に開口する第2
の凹所を前記ヨーク又は前記永久磁石に全周にわたって
若しくは前記ヨーク又は前記永久磁石の周方向に等角度
間隔をおいた複数箇所に形成し、前記ヨーク及び前記ロ
ータハブ並びに前記ヨーク及び前記永久磁石をそれぞれ
前記第1の凹所及び前記第2の凹所に配置された接着剤
により結合している。
【0009】接着剤の熱膨張係数は、一般に、永久磁
石、ヨーク及びロータハブより大きい。凹所がロータの
回転半径方向におけるある程度の寸法を有するから、そ
のような凹所に配置された接着剤はロータの回転半径方
向にある程度の厚さ寸法を有する。このため、電動機、
特にロータが熱膨張をすると、接着剤は、これの外側又
は内側に配置された永久磁石、ヨーク又はロータハブを
半径方向外方又は内方へ押す。
【0010】しかし、接着剤は、その外側又は内側に配
置された永久磁石、ヨーク又はロータハブにより半径方
向外方又は内方への膨張を阻止されて、内側又は外側に
配置されたロータハブ、ヨーク又は永久磁石を半径方向
内側又は外側へ押す。
【0011】これにより、永久磁石とヨークの間及びヨ
ークとロータハブの間に大きな隙間が形成されないし、
接着剤が剥がれるおそれがなく、したがってロータのバ
ランスの崩れが防止される。
【0012】前記凹所をロータの回転軸線の方向におけ
る一方に開放させることができる。このようにすれば、
接着剤のような適宜な材料を凹所の適宜な箇所に付加す
ることにより、又は凹所に配置された接着剤の一部を除
去することにより、ロータのバランス調整をすることが
できる。その結果、バランス調整のために金属部分を加
工する必要がなく、またバランス調整のための加工が容
易になる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1から図3を参照するに、電動
機10は、リング状の永久磁石12と、この永久磁石1
2の内側に配置された電機子14とを用いたスピンドル
モータであり、またハードディスク、フロッピーディス
ク等、記憶媒体の駆動に用いられる。永久磁石12は、
ロータ18に配置されており、また回転軸線20の周り
に回転される。電機子14は、ステータ16に配置され
ている。
【0014】永久磁石12は、ロータ18の回転半径方
向に磁化された複数の磁極部(図示せず)を回転軸線2
0の周りに有する。ロータ18の回転方向に隣り合う磁
極部は、逆方向に磁化されている。各磁極部の内面は、
永久磁石の極面として作用する。
【0015】電機子14は、珪素鋼板のような薄い金属
板からなる複数のコア部材を積層したコア22と、コア
22の各磁極部に巻かれた励磁コイル24とを有する。
コア22の各極面は、展開した状態においてほぼ長方形
の形状を有する。
【0016】ステータ16は、皿状の形をしており、ま
た取付ベースとして作用する。ステータ16は、中央に
ボス部26を、また外周部にフランジ部28をそれぞれ
有しており、フランジ部28において筐体のような適宜
な部材にねじ止めされる。ボス部26は、上方に開放す
る空間を有する。電機子14は、ボス部26の外周に相
対的回転不能に組み付けられている。
【0017】ロータ18も、皿状の形をしている。ロー
タ18は、ボス部26に受け入れられたシャフト30を
中央部に有しており、また上向きの段部32を外周部に
有している。永久磁石12は、ロータ18の内側に相対
的回転不能に装着されている。
【0018】シャフト30には、リング34が相対的回
転不能に取り付けられている。リング34は、ほぼ矩形
の断面形状を有しており、またボス部26とボス部26
の上部に配置されたリング状の補助部材36とにより形
成された環状の凹所38に受け入れられている。補助部
材36は、ボス部26に相対的回転不能に組み付けられ
ている。
【0019】回転軸線20の方向における凹所38の両
内面(上下面)とリング34の対応する両面(上下面)
との間はスラスト動圧軸受領域40,42とされてお
り、凹所38の奥底面(内周面)とリング34の外周面
との間はラジアル動圧軸受領域44とされている。それ
らの動圧軸受領域40,42,44には、潤滑油のよう
な液体が充填されている。
【0020】スラスト動圧溝(図示せず)は回転軸線2
0の方向における凹所38の両内面又はリング34の対
応する両面に形成されており、またラジアル動圧溝(図
示せず)は凹所38の奥底面又はリング34の外周面に
形成されている。
【0021】図示の例では、永久磁石12は、リング状
のヨーク46を介してロータハブ48の内面に同軸的に
組み付けられている。ヨーク46及びロータハブ48の
内周面には、それぞれ、周方向に連続する環状の第1及
び第2の凹所50及び52がヨーク46及びロータハブ
48の全周にわたって形成されている。第1の凹所50
は永久磁石12の側に開口しており、第2の凹所52は
ヨーク46の側と下方とに開口している。
【0022】第1及び第2の凹所50及び52には、そ
れぞれ、接着剤54及び56が配置されている。永久磁
石12とヨーク46、及び、ヨーク46とロータハブ4
8は、それぞれ、接着剤54及び56により接着固定さ
れている。接着剤56は、第2の凹所52の下部を除い
て、すなわち第2の凹所52の上部(奥部)に配置され
ている。
【0023】永久磁石12はプラスチック磁石材料のよ
うな適宜な磁石材料から形成され、ヨークは炭素鋼のよ
うな強磁性材料から形成され、ロータハブ48はアルミ
ニウムのような軽量金属材料から形成される。これに対
し、接着剤54,56は、樹脂系の接着剤、例えば、エ
ポキシ樹脂やアクリル樹脂のように、熱膨張係数が永久
磁石12、ヨーク46及びロータハブ48より大きく、
軟らかい接着剤が用いられる。ロータ18の半径方向に
おける凹所46,48の寸法、ひいては半径方向におけ
る接着剤の厚さ寸法は、0.1mmから5mm、好まし
くは0.5mmとすることができる。
【0024】使用時、ハードディスクのような1以上の
記憶媒体がロータ18の上向き段部32に重ねて配置さ
れる。所定周波数の駆動電流が電機子14の励磁コイル
24に所定の位相で供給されると、電機子14により形
成される回転磁場と永久磁石12からの磁場との相互作
用により、ロータ18が回転される。
【0025】電動機10が回転されると、電動機10自
体が昇温し、永久磁石12,ヨーク46及びロータハブ
48が熱膨張をする。
【0026】しかし、凹所50,52自体がロータ18
の半径方向にある程度の寸法を有すから、接着剤54,
56自体もロータ18の回転半径の方向にある厚さ程度
の寸法を有する。このため、ロータ18が熱膨張をする
と、接着剤54及び56は、それぞれ、その外側のヨー
ク46及びロータハブ48を半径方向外方へ押す。
【0027】しかし、接着剤54及び56は、それぞ
れ、その外側のヨーク46及びロータハブ48により半
径方向外方への膨張を阻止されて、その内側の永久磁石
12及びヨーク46を半径方向内側へ押す。
【0028】これにより、永久磁石12とヨーク46と
の間及びヨーク46とロータハブ48との間に隙間が形
成されないし、接着剤54及び56が剥がれるおそれが
なく、したがってロータ18のバランスが維持される。
【0029】ロータ18のバランス調整は、アンバラン
スの方向及び量に応じて、凹所48内の接着剤56を部
分的に除去するか、接着剤を凹所48の適宜な箇所に付
加することにより行うことができる。これにより、バラ
ンス調整のために金属部分を加工する必要がなく、また
バランス調整のための加工が容易になる。
【0030】上記実施例では、凹所46,48をロータ
18の全周にわたって形成しているが、図4及び図5に
示すように等角度間隔をおいた複数箇所のそれぞれに凹
所60,62を形成し、各凹所に接着剤を配置すること
により、永久磁石12とヨーク46及びヨーク46とロ
ータハブ48を接着してもよい。
【0031】また、図5に示すように、永久磁石12及
びヨーク46用の凹所60を下方に開放させ、その凹所
60の適宜な箇所に接着剤を付加するか、その凹所に配
置された接着剤64の一部を除去することにより、ロー
タ18のバランス調整をしてもよい。
【0032】さらに、永久磁石12及びヨーク46用の
凹所を永久磁石12に形成してもよいし、永久磁石12
とヨーク46の両者に形成してもよい。同様に、ヨーク
46及びロータハブ48用の凹所をヨーク46に形成し
てもよいし、ヨーク46とロータハブ48の両者に形成
してもよい。
【0033】本発明は、ロータをステータの外側で回転
させるアウターロータ方式の電動機のみならず、ロータ
をステータの内側で回転させるインナーロータ方式の電
動機にも適用することができる。この場合、永久磁石は
ステータコアの内側に配置される。
【0034】ロータハブが強磁性体である場合、ヨーク
を用いることなく、永久磁石をロータハブに組み付けて
もよい。
【0035】本発明は、上記実施例に限定されない。例
えば、本発明は、トルクモータのみならず、他の電動機
にも適用することができる。本発明は、その趣旨を逸脱
しない限り、種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電動機の一実施例を示す断面図
【図2】図1に示す電動機で用いるロータの底面図
【図3】図2における3−3線に沿って得た断面図
【図4】本発明に係る電動機で用いるロータの他の実施
例を示す底面図
【図5】図4における5−5線に沿って得た断面図
【符号の説明】
10 電動機(スピンドルモータ) 12 永久磁石 14 電機子 16 ステータ 18 ロータ 20 回転軸線 22 コア 24 励磁コイル 46 ヨーク 48 ロータハブ 50,52,60,62 凹所 54,56,64,66 接着剤
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 29/00 H02K 29/00 Z Fターム(参考) 5H019 AA00 CC00 CC03 CC04 CC09 DD01 EE01 EE14 FF01 FF03 GG00 5H607 AA14 BB01 BB07 BB09 BB14 BB17 CC01 DD02 EE39 EE40 GG01 GG02 GG12 GG15 JJ04 KK07 5H615 AA01 BB01 BB04 BB07 BB14 PP02 SS18 SS53 TT27 TT34 TT38 5H621 BB07 GA01 GA04 HH01 JK01 JK13 JK19 5H622 CA01 CA10 DD04 PP05 PP19

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロータハブと、該ロータハブの内側又は
    外側に同軸的に装着されたリング状の永久磁石とを含
    み、前記ロータハブ又は前記永久磁石は少なくとも前記
    永久磁石の側又は前記ロータハブの側に開口する凹所を
    全周にわたって又は周方向に等角度間隔をおいた複数箇
    所に有し、前記ヨーク及び前記永久磁石は前記凹所に配
    置された接着剤により結合されている、電動機。
  2. 【請求項2】 ロータハブと、該ロータハブの内側又は
    外側に同軸的に装着されたリング状のヨークと、該ヨー
    クの外側又は内側にあって前記ロータハブと反対の側に
    同軸的に装着されたリング状の永久磁石とを含み、前記
    ロータハブ又は前記ヨークは少なくとも前記ヨークの側
    又は前記ロータハブの側に開口する凹所を全周にわたっ
    て又は周方向に等角度間隔をおいた複数箇所に有し、前
    記ロータハブ及び前記ヨークは前記凹所に配置された接
    着剤により結合されている、電動機。
  3. 【請求項3】 前記凹所はロータの回転軸線の方向にお
    ける一方に開口している、請求項1又は2に記載の電動
    機。
  4. 【請求項4】 ロータハブと、該ロータハブの内側又は
    外側に同軸的に装着されたリング状のヨークと、該ヨー
    クの外側又は内側にあって前記ロータハブと反対の側に
    同軸的に装着されたリング状の永久磁石とを含み、前記
    ロータハブ及び前記ヨークは少なくとも前記ヨークの側
    又は前記ロータハブの側に開口する第1の凹所を全周に
    わたって又は周方向に等角度間隔をおいた複数箇所に有
    し、前記ヨーク又は前記永久磁石は少なくとも前記永久
    磁石の側又は前記ヨークの側に開口する第2の凹所を全
    周にわたって又は周方向に等角度間隔をおいた複数箇所
    に有し、前記ロータハブ及び前記ヨーク並びに前記ヨー
    ク及び前記永久磁石はそれぞれ前記第1の凹所及び前記
    第2の凹所に配置された接着剤により結合されている、
    電動機。
  5. 【請求項5】 前記第1又は第2の凹所はロータの回転
    軸線の方向における一方に開放している、請求項4に記
    載の電動機。
  6. 【請求項6】 前記接着剤は、前記永久磁石、前記ヨー
    ク及び前記ロータハブより大きい熱膨張係数を有する、
    請求項1から5のいずれか1項4に記載の電動機。
  7. 【請求項7】 請求項3又は5記載された電動機のロー
    タのバランス調整方法であって、バランス調整用材料を
    前記凹所に配置すること又は前記凹所に配置された接着
    剤の一部を除去することを含む、電動機のロータのバラ
    ンス調整方法。
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