JP2001251831A - Brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、通電用のブラシを
用いずに回転体を回転駆動させるブラシレスモータに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor for rotating a rotating body without using an energizing brush.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、デジタル複写機やレーザープリン
タなどで使用されるポリゴンミラーを高速回転させるた
めのモータとして、ブラシレスモータが広く使用されて
いる。このようなブラシレスモータは、特開平８−１５
４３７１号公報や特開平１０−２２１６３１号公報など
に記載されているように、回転体に固定されたリング状
のロータ磁石と、ロータ磁石に対して径方向に磁気ギャ
ップをもって配置されたステータとを備えている。この
ような構造のブラシレスモータでは、ロータ磁石の磁路
は、ステータと対向する側以外の部分では開放されてい
ることが一般的である。そして、ロータ磁石の開放磁路
側には、ロータ磁石を含む回転体を覆うケース体が配置
されていることが一般的である。2. Description of the Related Art Conventionally, a brushless motor has been widely used as a motor for rotating a polygon mirror used in a digital copying machine or a laser printer at a high speed. Such a brushless motor is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No.
As described in Japanese Patent No. 4371 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-221631, a ring-shaped rotor magnet fixed to a rotating body and a stator arranged with a magnetic gap in a radial direction with respect to the rotor magnet are used. Have. In a brushless motor having such a structure, the magnetic path of the rotor magnet is generally open at a portion other than the side facing the stator. In addition, a case body that covers the rotating body including the rotor magnet is generally arranged on the open magnetic path side of the rotor magnet.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ロータ磁石が回転する
ことにより、ロータ磁石から漏れる磁束によりケース体
内に渦電流が発生し、渦電流損失によりブラシレスモー
タの温度が上昇する。発生する渦電流の大きさ及び渦電
流損失によるブラシレスモータの温度上昇は、このブラ
シレスモータを使用するデジタル複写機やレーザープリ
ンタにおいて、高速化や高画質化のためにブラシレスモ
ータの回転速度が高速になるにつれて増大する。As the rotor magnet rotates, an eddy current is generated in the case due to magnetic flux leaking from the rotor magnet, and the temperature of the brushless motor rises due to eddy current loss. The temperature of the brushless motor increases due to the magnitude of the generated eddy current and the eddy current loss. In digital copiers and laser printers using this brushless motor, the rotation speed of the brushless motor is increased to achieve higher speed and higher image quality. It increases as it becomes.
【０００４】ブラシレスモータの温度が上昇すると、ブ
ラシレスモータの各部が熱膨張することによりブラシレ
スモータの回転バランスがくずれ、安定した回転の継続
が困難になる。[0004] When the temperature of the brushless motor rises, each part of the brushless motor thermally expands, so that the rotation balance of the brushless motor is lost and it becomes difficult to continue stable rotation.
【０００５】また、ブラシレスモータの温度が上昇する
ことにより、軸受やブラシレスモータの近傍に配置され
ている光学部品が劣化する。[0005] In addition, as the temperature of the brushless motor rises, the bearings and optical components arranged near the brushless motor deteriorate.
【０００６】そこで本発明は、ロータ磁石を含む回転体
の回転時において、ロータ磁石から漏れる磁束による渦
電流の発生を低減させ、渦電流損失による温度上昇を抑
えることができるブラシレスモータを提供することを目
的とする。Accordingly, the present invention provides a brushless motor capable of reducing the generation of eddy current due to magnetic flux leaking from the rotor magnet and suppressing the temperature rise due to eddy current loss when the rotating body including the rotor magnet rotates. With the goal.
【０００７】さらに本発明は、固定軸とステータを構成
するステータコアとの取り付け精度を高くして安定した
高速回転を達成することができるブラシレスモータを提
供することを目的とする。Another object of the present invention is to provide a brushless motor capable of achieving a stable high-speed rotation by increasing the mounting accuracy of a fixed shaft and a stator core constituting a stator.
【０００８】さらに本発明は、ロータ磁石の磁束の検出
を効率良く検知することができるブラシレスモータを提
供することを目的とする。A further object of the present invention is to provide a brushless motor capable of efficiently detecting the magnetic flux of a rotor magnet.
【０００９】さらに本発明は、磁性体の構造及び磁性体
の取り付け構造を簡単にすることができるブラシレスモ
ータを提供することを目的とする。Another object of the present invention is to provide a brushless motor which can simplify the structure of the magnetic body and the structure for mounting the magnetic body.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
リング状のロータ磁石を備えて軸心周りに回転自在に保
持された回転体と、前記ロータ磁石に対して径方向に磁
気ギャップをもって配置されたステータとを有し、前記
ロータ磁石は前記ステータと対向する側以外の部分で磁
路が開放されているブラシレスモータにおいて、前記ロ
ータ磁石の開放磁路側に磁性体が配置されている。According to the first aspect of the present invention,
A rotating body including a ring-shaped rotor magnet and rotatably held around an axis, and a stator arranged with a magnetic gap in a radial direction with respect to the rotor magnet, wherein the rotor magnet and the stator In a brushless motor in which a magnetic path is opened at a portion other than the opposite side, a magnetic body is arranged on the open magnetic path side of the rotor magnet.
【００１１】したがって、ロータ磁石から漏れ出した磁
束は磁性体に引き付けられるようになり、ロータ磁石の
近傍に配置されている他の固定部材内に入り込む磁束が
少なくなる。このため、ロータ磁石から漏れ出した磁束
の入り込みが少なくなった他の固定部材では渦電流の発
生が少なくなる。磁性体内では渦電流が発生するが、こ
の磁性体は開放磁路側に配置されてロータ磁石からの距
離が大きいため、磁性体内で発生する渦電流は小さくな
り、ブラシレスモータ全体としての渦電流の発生が少な
くなり、渦電流損失によるブラシレスモータの温度上昇
が抑えられる。Therefore, the magnetic flux leaked from the rotor magnet is attracted to the magnetic material, and the amount of magnetic flux that enters another fixed member disposed near the rotor magnet is reduced. For this reason, the generation of the eddy current is reduced in the other fixed member in which the entry of the magnetic flux leaked from the rotor magnet is reduced. An eddy current is generated in the magnetic body, but since this magnetic body is arranged on the open magnetic path side and has a large distance from the rotor magnet, the eddy current generated in the magnetic body is small, and the eddy current is generated as a whole brushless motor. And the temperature rise of the brushless motor due to the eddy current loss can be suppressed.
【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載のブ
ラシレスモータにおいて、前記回転体を覆うケース体が
設けられ、このケース体に前記磁性体が固定され、前記
磁性体は前記ケース体よりも固有抵抗値が高い材料で形
成されている。According to a second aspect of the present invention, in the brushless motor according to the first aspect, a case body that covers the rotating body is provided, and the magnetic body is fixed to the case body, and the magnetic body is separated from the case body. Are also formed of a material having a high specific resistance.
【００１３】したがって、磁性体内で渦電流が発生して
も、磁性体の固有抵抗値がケース体の固有抵抗値より高
いため、発生する渦電流が小さくなる。これにより、渦
電流損失によるブラシレスモータの温度上昇がより一層
抑えられる。Therefore, even if an eddy current is generated in the magnetic body, the generated eddy current is reduced because the specific resistance of the magnetic body is higher than the specific resistance of the case body. Thereby, the temperature rise of the brushless motor due to the eddy current loss can be further suppressed.
【００１４】請求項３記載の発明は、請求項２記載のブ
ラシレスモータにおいて、前記ケース体はアルミニウム
合金、マグネシウム合金、亜鉛合金のいずれかにより形
成され、前記磁性体は炭素鋼、ケイ素鋼、フェライトの
いずれかにより形成されている。According to a third aspect of the present invention, in the brushless motor according to the second aspect, the case body is formed of any one of an aluminum alloy, a magnesium alloy, and a zinc alloy, and the magnetic body is made of carbon steel, silicon steel, ferrite. Is formed.
【００１５】したがって、炭素鋼、ケイ素鋼、フェライ
トのいずれかにより形成された磁性体の固有抵抗値は、
アルミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金のいず
れかにより形成されたケース体の固有抵抗値より高いの
で、請求項２に記載したように、磁性体内で発生する渦
電流が小さくなり、渦電流損失によるブラシレスモータ
の温度上昇が抑えられる。Accordingly, the magnetic material formed of any of carbon steel, silicon steel and ferrite has a specific resistance of
The eddy current generated in the magnetic body is reduced as described in claim 2, since the case body formed of any of an aluminum alloy, a magnesium alloy, and a zinc alloy has a higher specific resistance value, and the brushless due to eddy current loss. Motor temperature rise is suppressed.
【００１６】請求項４記載の発明は、請求項１ないし３
のいずれか一記載のブラシレスモータにおいて、前記回
転体を保持する固定軸と前記ステータを構成するステー
タコアとが前記ケース体に固定されている。The invention described in claim 4 is the first to third aspects of the present invention.
In the brushless motor according to any one of the above, a fixed shaft that holds the rotating body and a stator core that constitutes the stator are fixed to the case body.
【００１７】したがって、固定軸とステータコアとの取
り付け精度が高くなり、ブラシレスモータの高速回転が
安定して維持される。[0017] Therefore, the mounting accuracy between the fixed shaft and the stator core is increased, and the high speed rotation of the brushless motor is stably maintained.
【００１８】請求項５記載の発明は、請求項１ないし４
のいずれか一記載のブラシレスモータにおいて、前記ロ
ータ磁石の位置を検出するホール素子が、前記ロータ磁
石の開放磁路側と前記磁性体との間に配置されている。The invention described in claim 5 provides the invention according to claims 1 to 4
In the brushless motor according to any one of the above, a Hall element for detecting a position of the rotor magnet is disposed between an open magnetic path side of the rotor magnet and the magnetic body.
【００１９】したがって、ロータ磁石から漏れ出した磁
束が磁性体に引き付けられるようになり、これによりホ
ール素子を通過する磁束密度が高くなるので、ホール素
子による磁束の検知が効率良く行われる。そして、ロー
タ磁石の磁束を検知するためにホール素子に通電する電
流を小さくしてもホール素子による磁束検知を良好に行
えるので、省電力化を図ることができる。Therefore, the magnetic flux leaked from the rotor magnet is attracted to the magnetic material, and the magnetic flux density passing through the Hall element is increased, so that the detection of the magnetic flux by the Hall element is performed efficiently. Then, even if the current flowing through the Hall element for detecting the magnetic flux of the rotor magnet is reduced, the magnetic flux detection by the Hall element can be performed satisfactorily, so that power saving can be achieved.
【００２０】請求項６記載の発明は、請求項２ないし５
のいずれか一記載のブラシレスモータにおいて、前記磁
性体の少なくとも１つは前記ロータ磁石の外周側に配置
され、この磁性体は圧延板材を湾曲させてＣリング状に
形成され、復元バネ力を利用して前記ケース体に固定さ
れている。The invention according to claim 6 is the invention according to claims 2 to 5
In the brushless motor according to any one of the above, at least one of the magnetic bodies is disposed on an outer peripheral side of the rotor magnet, and the magnetic bodies are formed into a C-ring shape by bending a rolled plate material, and use a restoring spring force. And is fixed to the case body.
【００２１】したがって、ロータ磁石の外周側に配置さ
れる磁性体の構造、及び、その磁性体の取り付け構造が
簡単になる。Therefore, the structure of the magnetic body disposed on the outer peripheral side of the rotor magnet and the mounting structure of the magnetic body are simplified.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面に基
づいて説明する。図１は、本発明のブラシレスモータを
使用した動圧空気軸受型ポリゴンスキャナを示す縦断正
面図、図２はブラシレスモータのアキシャル磁気軸受の
部分を拡大して示す縦断正面図、図３はロータ磁石及び
その近傍部分を拡大して示す縦断正面図、図４はロータ
磁石の外周部に配置された磁性体であるＣリング状部材
を示す平面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional front view showing a dynamic pressure air bearing type polygon scanner using the brushless motor of the present invention, FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view showing an axial magnetic bearing of the brushless motor, and FIG. 3 is a rotor magnet. FIG. 4 is a plan view showing a C-ring-shaped member, which is a magnetic body, disposed on the outer periphery of the rotor magnet.
【００２３】本実施の形態の動圧空気軸受型ポリゴンス
キャナ１は、ブラシレスモータ２、ブラシレスモータ２
を覆うケース体であるモータハウジング３と上カバー
４、ブラシレスモータ２により回転駆動されるポリゴン
ミラー５とにより構成されている。上カバー４には、半
導体レーザー（図示せず）から出射されたレーザー光が
入出射される開口部（図示せず）が形成され、この開口
部は透明なガラス板（図示せず）により閉止されてい
る。The dynamic pressure air bearing type polygon scanner 1 of the present embodiment includes a brushless motor 2, a brushless motor 2
And a polygon mirror 5 which is driven to rotate by the brushless motor 2. The upper cover 4 is formed with an opening (not shown) through which laser light emitted from a semiconductor laser (not shown) enters and exits, and this opening is closed by a transparent glass plate (not shown). Have been.
【００２４】ブラシレスモータ２は、モータハウジング
３に固定されたセラミックス製で円筒状の固定軸６、動
圧空気軸受７とアキシャル磁気軸受８とを介して固定軸
６の軸心周りに回転自在に保持された回転体９、モータ
ハウジング３に固定されたステータ１０、回転体９の一
部であって所定の磁気ギャップをもってステータ１０の
外周部に配置されたリング状のロータ磁石１１、モータ
ハウジング３に固定された回路基板１２等により構成さ
れている。ステータ１０は、ステータコア１０ａと巻線
コイル１０ｂとにより構成されている。回路基板１２上
には、ロータ磁石１１の磁束を検知することによりロー
タ磁石１１の回転位置を検知するホール素子１３やその
他の素子などが実装されている。ロータ磁石１１はプラ
スチック磁石であり、外周側は高速回転時の遠心力によ
る破壊が発生しないように、後述するフランジにより保
持されている。The brushless motor 2 is rotatable around the axis of the fixed shaft 6 via a ceramic fixed shaft 6 fixed to a motor housing 3 and a cylindrical fixed shaft 6, a dynamic pressure air bearing 7 and an axial magnetic bearing 8. The held rotating body 9, the stator 10 fixed to the motor housing 3, the ring-shaped rotor magnet 11 which is a part of the rotating body 9 and is disposed around the stator 10 with a predetermined magnetic gap, and the motor housing 3. And a circuit board 12 and the like fixed to the main body. The stator 10 includes a stator core 10a and a winding coil 10b. On the circuit board 12, a Hall element 13 for detecting the rotational position of the rotor magnet 11 by detecting the magnetic flux of the rotor magnet 11 and other elements are mounted. The rotor magnet 11 is a plastic magnet, and the outer peripheral side is held by a flange described later so that destruction by centrifugal force during high-speed rotation does not occur.
【００２５】回転体９は、固定軸６の外周部に数μｍの
微小隙間をもって回転自在に嵌合されたセラミックス製
の回転スリーブ１４、回転スリーブ１４の上端側外周部
に焼きばめ又は圧入で固定されたアルミニウム合金製の
フランジ１５、フランジ１５の上端部に圧入、焼きばめ
又は接着で固定されたアルミニウム合金製の蓋部材１
６、回転スリーブ１４の下端側内周部に固定された上述
したロータ磁石１１、蓋部材１６の中央部に固定されて
固定軸６内に配置された磁性体により形成されている回
転ヨーク１７等により構成されている。フランジ１５の
上端側外周部には、上述したポリゴンミラー５が一体に
形成されている。The rotating body 9 is a ceramic rotating sleeve 14 rotatably fitted to the outer peripheral portion of the fixed shaft 6 with a small gap of several μm, and shrink-fitted or press-fitted into the outer peripheral portion on the upper end side of the rotating sleeve 14. The fixed aluminum alloy flange 15, the aluminum alloy lid member 1 fixed to the upper end of the flange 15 by press-fitting, shrink fitting or bonding.
6, the above-described rotor magnet 11 fixed to the inner peripheral portion on the lower end side of the rotating sleeve 14, the rotating yoke 17 fixed to the central portion of the lid member 16 and formed of a magnetic material disposed in the fixed shaft 6, and the like. It consists of. The above-described polygon mirror 5 is integrally formed on the outer peripheral portion on the upper end side of the flange 15.
【００２６】固定軸６の外周面における回転スリーブ１
４が嵌合される領域には、ヘリングボーン状の動圧発生
溝１８が形成され、この動圧発生溝１８を覆うように回
転スリーブ１４を嵌合させることにより、固定軸６の外
周面と回転スリーブ１４の内周面との間に動圧空気軸受
７が形成されている。The rotating sleeve 1 on the outer peripheral surface of the fixed shaft 6
A herringbone-shaped dynamic pressure generating groove 18 is formed in an area where the outer peripheral surface of the fixed shaft 6 is fitted to cover the dynamic pressure generating groove 18. The dynamic pressure air bearing 7 is formed between the rotating sleeve 14 and the inner peripheral surface.
【００２７】固定軸６の内周部には、アキシャル磁気軸
受８を構成するリング状の磁石１９とリング状の磁性板
２０ａ，２０ｂとが固定され、これらの磁石１９及び磁
性板２０ａ，２０ｂと回転ヨーク１７の外周面に形成さ
れて磁性板２０ａ，２０ｂに対向するリング状凸部２１
ａ，２１ｂとによりアキシャル磁気軸受８が構成されて
いる。A ring-shaped magnet 19 and ring-shaped magnetic plates 20a and 20b constituting the axial magnetic bearing 8 are fixed to the inner peripheral portion of the fixed shaft 6, and these magnets 19 and the magnetic plates 20a and 20b are fixed to each other. Ring-shaped convex portion 21 formed on the outer peripheral surface of rotating yoke 17 and facing magnetic plates 20a, 20b
The axial magnetic bearing 8 is constituted by a and 21b.
【００２８】さらに、固定軸６の内周部には、回転ヨー
ク１７の下端面の下方を覆う下部閉止板２２が固定さ
れ、この下部閉止板２２と蓋部材１６と固定軸６とフラ
ンジ１５とに囲まれた空気溜り部２３が形成されてい
る。下部閉止板２２、蓋部材１６、回転ヨーク１７のい
ずれかには、空気溜り部２３の内外を連通する微細穴
（図示せず）が形成されている。この微細穴を形成する
ことにより、アキシャル磁気軸受８がダンピング特性を
有することになる。Further, a lower closing plate 22 that covers a lower portion of the lower end surface of the rotating yoke 17 is fixed to an inner peripheral portion of the fixed shaft 6. The lower closing plate 22, the cover member 16, the fixed shaft 6, the flange 15, An air reservoir 23 surrounded by is formed. A fine hole (not shown) is formed in one of the lower closing plate 22, the lid member 16, and the rotating yoke 17 to communicate the inside and outside of the air reservoir 23. By forming the fine holes, the axial magnetic bearing 8 has a damping characteristic.
【００２９】回転体９の上下には重量バランスを修正す
る部分があり、上側は、蓋部材１６のコーナー凹部に接
着剤を塗布し、又は、蓋部材１６の一部を切除すること
により重量バランスの修正が行われている。下側は、フ
ランジ１５の内周面又はロータ磁石１１の内周面に接着
剤を塗布し、又は、フランジ１５の一部を切除すること
により重量バランスの調整が行われている。The upper and lower portions of the rotating body 9 have portions for correcting the weight balance. On the upper side, an adhesive is applied to the corner concave portion of the lid member 16 or a part of the lid member 16 is cut off to remove the weight balance. Fixes have been made. On the lower side, weight balance is adjusted by applying an adhesive to the inner peripheral surface of the flange 15 or the inner peripheral surface of the rotor magnet 11 or by cutting off a part of the flange 15.
【００３０】ここで、ロータ磁石１１は、ステータ１０
と対向する側以外の部分、即ち、ロータ磁石１１の外周
方向と上下方向とで磁路が開放されている。ロータ磁石
１１の開放磁路側の１つであるロータ磁石１１の外周方
向には、磁性体であるＣリング状部材２４が配置されて
いる。このＣリング状部材２４は、図４に示すように、
圧延板材を湾曲させて形成され、上カバー４の内周面に
形成された取り付け部に嵌め込まれ、復元バネ力を利用
して固定されている。Here, the rotor magnet 11 is
The magnetic path is open in a portion other than the side opposed to the above, that is, in the outer peripheral direction and the vertical direction of the rotor magnet 11. A C-ring-shaped member 24, which is a magnetic material, is arranged in the outer circumferential direction of the rotor magnet 11, which is one of the open magnetic path sides of the rotor magnet 11. As shown in FIG.
It is formed by bending a rolled plate material, is fitted into a mounting portion formed on the inner peripheral surface of the upper cover 4, and is fixed using a restoring spring force.
【００３１】さらに、ロータ磁石１１の開放磁路側の１
つであるロータ磁石１１の下方には、モータハウジング
３と回路基板１２との間に挟まれた磁性体であるリング
状平板２５が配置されている。上述したホール素子１３
は、ロータ磁石１１とリング状平板２５との間に配置さ
れている。Further, the rotor magnet 11 on the open magnetic path side
Below the rotor magnet 11, a ring-shaped flat plate 25, which is a magnetic material, is interposed between the motor housing 3 and the circuit board 12. Hall element 13 described above
Are arranged between the rotor magnet 11 and the ring-shaped flat plate 25.
【００３２】モータハウジング３と上カバー４とは、ア
ルミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金のいずれ
かにより形成されている。一方、Ｃリング状部材２４と
リング状平板２５とは、炭素鋼、ケイ素鋼、フェライト
のいずれかにより形成されている。これらの各素材の固
有抵抗値“μΩ・cm”は、アルミニウム合金が２.７、
マグネシウム合金が４.５、亜鉛合金が５.９、炭素鋼が
９.７、ケイ素鋼が５２、フェライトが１０6以上であ
る。The motor housing 3 and the upper cover 4 are formed of any one of an aluminum alloy, a magnesium alloy and a zinc alloy. On the other hand, the C-ring member 24 and the ring-shaped flat plate 25 are formed of any one of carbon steel, silicon steel, and ferrite. The specific resistance “μΩ · cm” of each of these materials is 2.7 for aluminum alloy,
Magnesium alloy is 4.5, zinc alloy is 5.9, carbon steel is 9.7, silicon steel is 52, and ferrite is 10 6 or more.
【００３３】このような構成において、ブラシレスモー
タ２の駆動時には、ロータ磁石１１から漏れ出した磁束
により、このロータ磁石１１の周囲に配置されている導
体中には渦電流が発生し、この渦電流の発生に伴う渦電
流損失によりブラシレスモータ２の温度が上昇する。In such a configuration, when the brushless motor 2 is driven, an eddy current is generated in a conductor disposed around the rotor magnet 11 due to the magnetic flux leaking from the rotor magnet 11, and the eddy current is generated. The temperature of the brushless motor 2 rises due to the eddy current loss accompanying the occurrence of.
【００３４】ここで、本実施の形態のブラシレスモータ
２では、ロータ磁石１１の開放磁路側に、磁性体である
Ｃリング状部材２４とリング状平板２５とが配置されて
いる。このため、ロータ磁石１１から漏れ出した磁束は
Ｃリング状部材２４とリング状平板２５とに引き付けら
れるようになり、ロータ磁石１１が固定されているフラ
ンジ１５に入り込む磁束が少なくなる。そして、ロータ
磁石１１から漏れ出した磁束の入り込みが少なくなった
フランジ１５内で発生する渦電流が小さくなる。一方、
Ｃリング状部材２４内とリング状平板２５内とでは引き
付けられた磁束による渦電流が発生するが、これらのＣ
リング状部材２４とリング状平板２５とはロータ磁石１
１の開放磁路側に配置されてロータ磁石１１からの距離
が大きくなっているため、発生する渦電流が小さくな
り、ブラシレスモータ２全体としての渦電流の発生が少
なくなる。これにより、渦電流損失によるブラシレスモ
ータ２の温度上昇が抑えられる。Here, in the brushless motor 2 of the present embodiment, a C-ring-shaped member 24 and a ring-shaped flat plate 25, which are magnetic materials, are arranged on the open magnetic path side of the rotor magnet 11. Therefore, the magnetic flux leaked from the rotor magnet 11 is attracted to the C-ring member 24 and the ring-shaped flat plate 25, and the magnetic flux that enters the flange 15 to which the rotor magnet 11 is fixed is reduced. Then, the eddy current generated in the flange 15 in which the entry of the magnetic flux leaked from the rotor magnet 11 is reduced is reduced. on the other hand,
An eddy current is generated in the C-ring member 24 and the ring-shaped flat plate 25 by the attracted magnetic flux.
The ring-shaped member 24 and the ring-shaped flat plate 25 are connected to the rotor magnet 1.
1 is disposed on the side of the open magnetic path and the distance from the rotor magnet 11 is increased, so that the generated eddy current is reduced and the eddy current of the brushless motor 2 as a whole is reduced. Thereby, the temperature rise of the brushless motor 2 due to the eddy current loss is suppressed.
【００３５】さらに、炭素鋼、ケイ素鋼、フェライトの
いずれかにより形成されたＣリング状部材２４とリング
状平板２５との固有抵抗値は、アルミニウム合金、マグ
ネシウム合金、亜鉛合金のいずれかにより形成されたモ
ータハウジング３と上カバー４との固有抵抗値より高い
ので、Ｃリング状部材２４内とリング状平板２５内で発
生する渦電流を小さく抑えることができ、渦電流損失に
よるブラシレスモータ２の温度上昇をより一層抑えるこ
とができる。Further, the specific resistance of the C-ring member 24 and the ring-shaped flat plate 25 made of any one of carbon steel, silicon steel, and ferrite is made of any one of an aluminum alloy, a magnesium alloy, and a zinc alloy. Eddy current generated in the C-ring member 24 and the ring-shaped flat plate 25 can be suppressed to a small value, and the temperature of the brushless motor 2 due to eddy current loss can be reduced. The rise can be further suppressed.
【００３６】また、本実施の形態において、固定軸６と
ステータコア１０ａとがモータハウジング３に固定され
ているので、固定軸６とステータコア１０ａとの取り付
け精度が高くなり、ブラシレスモータ２の高速回転が安
定して維持される。In this embodiment, since the fixed shaft 6 and the stator core 10a are fixed to the motor housing 3, the mounting accuracy between the fixed shaft 6 and the stator core 10a is improved, and the high speed rotation of the brushless motor 2 is improved. Maintains stable.
【００３７】また、ホール素子１３がロータ磁石１１の
開放磁路側とリング状平板２５との間に配置されている
ので、ロータ磁石１１から漏れ出した磁束がリング状平
板２５に引き付けられ、ホール素子１３を通過する磁束
密度が高くなるので、ホール素子１３による磁束の検知
が効率良く行われ、この検知結果を利用して行うブラシ
レスモータ２の回転制御を円滑に行える。さらに、ロー
タ磁石１１の磁束を検知するためにホール素子１３に通
電する電流を小さくしてもホール素子１３による磁束検
知を良好に行えるので、省電力化を図ることができる。Since the Hall element 13 is arranged between the open magnetic path side of the rotor magnet 11 and the ring-shaped flat plate 25, the magnetic flux leaking from the rotor magnet 11 is attracted to the ring-shaped flat plate 25, and Since the density of the magnetic flux passing through the magnetic field 13 increases, the magnetic flux is efficiently detected by the Hall element 13, and the rotation control of the brushless motor 2 performed using the detection result can be performed smoothly. Furthermore, even if the current flowing through the Hall element 13 for detecting the magnetic flux of the rotor magnet 11 is reduced, the magnetic flux detection by the Hall element 13 can be performed satisfactorily, so that power saving can be achieved.
【００３８】Ｃリング状部材２４の構造に関して、圧延
板材を湾曲させて形成したものであり、パイプ材や棒材
から切削して形成する必要がなくなり、簡単で安価な構
造となる。また、Ｃリング状部材２４の取り付け構造に
関して、復元バネ力を利用して上カバー４の内周部に固
定したので、接着剤などを使用することなく簡単に取り
付けることができる。With respect to the structure of the C ring-shaped member 24, it is formed by bending a rolled plate material, and there is no need to cut and form it from a pipe material or a rod material, so that a simple and inexpensive structure is obtained. In addition, the mounting structure of the C-ring member 24 is fixed to the inner peripheral portion of the upper cover 4 by using the restoring spring force, so that the mounting can be easily performed without using an adhesive or the like.
【００３９】なお、本実施の形態では、ステータ１０の
外周側にロータ磁石１１を配置した構造のブラシレスモ
ータ２を例に挙げて説明したが、ステータの内周側にロ
ータ磁石が配置された構造のブラシレスモータ、又は、
ステータとロータ磁石とが上下方向で対向して略同一円
弧状に配置された構造のブラシレスモータにおいても本
発明を適用することができるものである。In this embodiment, the brushless motor 2 having the structure in which the rotor magnet 11 is arranged on the outer peripheral side of the stator 10 has been described as an example, but the structure in which the rotor magnet is arranged on the inner peripheral side of the stator is described. Brushless motor, or
The present invention can also be applied to a brushless motor having a structure in which a stator and a rotor magnet face each other in the vertical direction and are arranged in substantially the same arc shape.
【００４０】[0040]
【発明の効果】請求項１記載の発明のブラシレスモータ
によれば、このブラシレスモータで使用されているロー
タ磁石の開放磁路側に磁性体が配置されているので、ロ
ータ磁石から漏れ出した磁束が磁性体に引き付けられる
ようになり、ロータ磁石の近傍に配置されている他の固
定部材内に入り込む磁束が少なくなる。このため、ロー
タ磁石から漏れ出した磁束の入り込みが少なくなった他
の固定部材では渦電流の発生が少なくなり、一方、磁性
体内では渦電流が発生するもののこの磁性体は開放磁路
側に配置されてロータ磁石からの距離が大きいため、磁
性体内で発生する渦電流は小さくなる。したがって、ブ
ラシレスモータ全体としての渦電流の発生が少なくな
り、渦電流損失によるブラシレスモータの温度上昇を抑
えることができる。According to the brushless motor of the first aspect of the present invention, since the magnetic material is arranged on the open magnetic path side of the rotor magnet used in the brushless motor, the magnetic flux leaking from the rotor magnet is reduced. As a result, the magnetic flux is attracted to the magnetic material, and the amount of magnetic flux that enters another fixing member disposed near the rotor magnet is reduced. For this reason, the generation of eddy current is reduced in the other fixed member in which the entry of the magnetic flux leaked from the rotor magnet is reduced. Since the distance from the rotor magnet is large, the eddy current generated in the magnetic material becomes small. Therefore, the generation of eddy current in the entire brushless motor is reduced, and the temperature rise of the brushless motor due to eddy current loss can be suppressed.
【００４１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載のブラシレスモータにおいて、回転体を覆うケース体
が設けられ、このケース体に磁性体が固定され、磁性体
はケース体よりも固有抵抗値が高い材料で形成されてい
るので、磁性体内で渦電流が発生しても、磁性体の固有
抵抗値がケース体の固有抵抗値より高いために発生する
渦電流が小さくなるので、渦電流損失によるブラシレス
モータの温度上昇をより一層抑えることができる。According to a second aspect of the present invention, in the brushless motor according to the first aspect, a case body is provided to cover the rotating body, and the magnetic body is fixed to the case body, and the magnetic body is more specific than the case body. Even if an eddy current is generated in the magnetic body because the material is formed of a material having a high resistance, the eddy current generated is small because the specific resistance of the magnetic body is higher than the specific resistance of the case body. The temperature rise of the brushless motor due to current loss can be further suppressed.
【００４２】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載のブラシレスモータにおいて、ケース体はアルミニウ
ム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金のいずれかにより
形成され、磁性体は炭素鋼、ケイ素鋼、フェライトのい
ずれかにより形成されており、炭素鋼、ケイ素鋼、フェ
ライトのいずれかにより形成された磁性体の固有抵抗値
は、アルミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金の
いずれかにより形成されたケース体の固有抵抗値より高
いので、請求項２に記載したように、磁性体内で発生す
る渦電流が小さくなり、渦電流損失によるブラシレスモ
ータの温度上昇を抑えることができる。According to a third aspect of the present invention, in the brushless motor according to the second aspect, the case body is formed of any one of an aluminum alloy, a magnesium alloy, and a zinc alloy, and the magnetic body is made of carbon steel, silicon steel, ferrite. The specific resistance of the magnetic body formed of any of carbon steel, silicon steel, and ferrite is the specific resistance of the case body formed of any of aluminum alloy, magnesium alloy, and zinc alloy. Since the resistance value is higher than the resistance value, the eddy current generated in the magnetic body is reduced as described in claim 2, and the temperature rise of the brushless motor due to the eddy current loss can be suppressed.
【００４３】請求項４記載の発明によれば、請求項１な
いし３のいずれか一記載のブラシレスモータにおいて、
回転体を保持する固定軸とステータを構成するステータ
コアとがケース体に固定されているので、固定軸とステ
ータコアとの取り付け精度が高くなり、ブラシレスモー
タの高速回転を安定させることができる。According to the invention described in claim 4, in the brushless motor according to any one of claims 1 to 3,
Since the fixed shaft that holds the rotating body and the stator core that constitutes the stator are fixed to the case body, the mounting accuracy between the fixed shaft and the stator core is increased, and the high-speed rotation of the brushless motor can be stabilized.
【００４４】請求項５記載の発明によれば、請求項１な
いし４のいずれか一記載のブラシレスモータにおいて、
ロータ磁石の位置を検出するホール素子が、ロータ磁石
の開放磁路側と磁性体との間に配置されているので、ロ
ータ磁石から漏れ出した磁束が磁性体に引き付けられる
ことによりホール素子を通過する磁束密度が高くなり、
ホール素子による磁束の検知を効率良く行うことができ
る。さらに、ロータ磁石の磁束を検知するためにホール
素子に通電する電流を小さくしてもホール素子による磁
束検知を良好に行えるので、省電力化を図ることができ
る。According to the fifth aspect of the present invention, in the brushless motor according to any one of the first to fourth aspects,
Since the Hall element for detecting the position of the rotor magnet is arranged between the open magnetic path side of the rotor magnet and the magnetic body, the magnetic flux leaking from the rotor magnet is attracted to the magnetic body and passes through the Hall element. The magnetic flux density increases,
The magnetic flux can be efficiently detected by the Hall element. Furthermore, even if the current supplied to the Hall element for detecting the magnetic flux of the rotor magnet is reduced, the magnetic flux detection by the Hall element can be performed satisfactorily, so that power saving can be achieved.
【００４５】請求項６記載の発明によれば、請求項２な
いし５のいずれか一記載のブラシレスモータにおいて、
磁性体の少なくとも１つはロータ磁石の外周側に配置さ
れ、この磁性体は圧延板材を湾曲させてＣリング状に形
成され、復元バネ力を利用してケース体に固定されてい
るので、ロータ磁石の外周側に配置される磁性体の構
造、及び、その磁性体の取り付け構造を簡単なものとす
ることができる。According to the sixth aspect of the present invention, in the brushless motor according to any one of the second to fifth aspects,
At least one of the magnetic bodies is arranged on the outer peripheral side of the rotor magnet, and the magnetic body is formed into a C-ring shape by bending a rolled plate material, and is fixed to the case body using a restoring spring force. The structure of the magnetic body arranged on the outer peripheral side of the magnet and the mounting structure of the magnetic body can be simplified.
【図１】本発明の第一の実施の形態の動圧空気軸受型ポ
リゴンスキャナを示す縦断正面図である。FIG. 1 is a vertical sectional front view showing a dynamic pressure air bearing type polygon scanner according to a first embodiment of the present invention.
【図２】ブラシレスモータのアキシャル磁気軸受の部分
を拡大して示す縦断正面図である。FIG. 2 is an enlarged vertical sectional front view showing an axial magnetic bearing of the brushless motor.
【図３】ロータ磁石及びその近傍部分を拡大して示す縦
断正面図である。FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional front view showing a rotor magnet and its vicinity.
【図４】磁性体の１つであるＣリング状部材を示す平面
図である。FIG. 4 is a plan view showing a C-ring-shaped member that is one of the magnetic bodies.
３，４ ケース体 ６ 固定軸 ９ 回転体 １０ ステータ １０ａ ステータコア １１ ロータ磁石 １３ ホール素子 ２４，２５ 磁性体 3, 4 Case body 6 Fixed shaft 9 Rotating body 10 Stator 10a Stator core 11 Rotor magnet 13 Hall element 24, 25 Magnetic body
───────────────────────────────────────────────────── 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 29/08 29/08 Ｆターム(参考） 2H045 AA13 AA15 5H019 AA04 BB01 BB05 BB15 BB20 BB23 CC04 FF01 FF03 5H605 AA11 BB10 DD09 DD36 EA09 FF01 FF03 GG01 5H621 JK10 JK13 JK14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02K 21/22 H02K 21/22 M 29/08 29/08 F term (Reference) 2H045 AA13 AA15 5H019 AA04 BB01 BB05 BB15 BB20 BB23 CC04 FF01 FF03 5H605 AA11 BB10 DD09 DD36 EA09 FF01 FF03 GG01 5H621 JK10 JK13 JK14
Claims (6)
に回転自在に保持された回転体と、前記ロータ磁石に対
して径方向に磁気ギャップをもって配置されたステータ
とを有し、前記ロータ磁石は前記ステータと対向する側
以外の部分で磁路が開放されているブラシレスモータに
おいて、 前記ロータ磁石の開放磁路側に磁性体が配置されている
ことを特徴とするブラシレスモータ。1. A rotor comprising: a rotor provided with a ring-shaped rotor magnet and rotatably held around an axis; and a stator arranged with a magnetic gap in a radial direction with respect to the rotor magnet. A brushless motor in which a magnet has an open magnetic path at a portion other than the side facing the stator, wherein a magnetic body is disposed on an open magnetic path side of the rotor magnet.
このケース体に前記磁性体が固定され、前記磁性体は前
記ケース体よりも固有抵抗値が高い材料で形成されてい
ることを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ。2. A case body for covering the rotating body is provided,
The brushless motor according to claim 1, wherein the magnetic body is fixed to the case body, and the magnetic body is formed of a material having a higher specific resistance value than the case body.
ネシウム合金、亜鉛合金のいずれかにより形成され、前
記磁性体は炭素鋼、ケイ素鋼、フェライトのいずれかに
より形成されていることを特徴とする請求項２記載のブ
ラシレスモータ。3. The case body is formed of any one of an aluminum alloy, a magnesium alloy, and a zinc alloy, and the magnetic body is formed of any one of carbon steel, silicon steel, and ferrite. 2. The brushless motor according to 2.
ータを構成するステータコアとが前記ケース体に固定さ
れていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
一記載のブラシレスモータ。4. The brushless motor according to claim 1, wherein a fixed shaft that holds the rotating body and a stator core that forms the stator are fixed to the case body.
素子が、前記ロータ磁石の開放磁路側と前記磁性体との
間に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４
のいずれか一記載のブラシレスモータ。5. The Hall element for detecting a position of the rotor magnet is disposed between an open magnetic path side of the rotor magnet and the magnetic body.
A brushless motor according to any one of the above.
タ磁石の外周側に配置され、この磁性体は圧延板材を湾
曲させてＣリング状に形成され、復元バネ力を利用して
前記ケース体に固定されていることを特徴とする請求項
２ないし５のいずれか一記載のブラシレスモータ。6. At least one of the magnetic bodies is arranged on the outer peripheral side of the rotor magnet, and the magnetic bodies are formed into a C-ring shape by bending a rolled plate material, and the case body is formed using a restoring spring force. The brushless motor according to any one of claims 2 to 5, wherein the brushless motor is fixed to the motor.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000056872A JP2001251831A (en) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | Brushless motor |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007006697A (en) * | 2006-07-11 | 2007-01-11 | Ricoh Co Ltd | Closed-type polygon scanner |
| US7586660B2 (en) | 2005-03-18 | 2009-09-08 | Ricoh Company, Ltd. | DC brushless motor, light deflector optical scanning device, having an increased efficiency to reduce power consumption and heat generation using exactly six poles and stator with nine teeth and corresponding coils |
-
2000
- 2000-03-02 JP JP2000056872A patent/JP2001251831A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7586660B2 (en) | 2005-03-18 | 2009-09-08 | Ricoh Company, Ltd. | DC brushless motor, light deflector optical scanning device, having an increased efficiency to reduce power consumption and heat generation using exactly six poles and stator with nine teeth and corresponding coils |
| JP2007006697A (en) * | 2006-07-11 | 2007-01-11 | Ricoh Co Ltd | Closed-type polygon scanner |
| JP4488437B2 (en) * | 2006-07-11 | 2010-06-23 | 株式会社リコー | Sealed polygon scanner |
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