JP2008099486A

JP2008099486A - Small flat motor

Info

Publication number: JP2008099486A
Application number: JP2006280075A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Nakamura; 一也中村; Nobuo Imaizumi; 伸夫今泉
Original assignee: Namiki Precision Jewel Co Ltd
Current assignee: Namiki Precision Jewel Co Ltd
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2008-04-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small flat motor that reduces sliding loss, using a simple configuration and achieves longer service lifetime. <P>SOLUTION: A radial-gap type small flat motor 1 is composed so that a field coil 5 is fixed and a disk-like rotor magnet 4, whose outer periphery is magnetized with multiple poles is rotated in the inner peripheral part of the field coil. A bias magnet 12, magnetized in the axial direction of the small flat motor 1, is arranged and fixed so as to face the rotor magnet 4, and the surface on the bias magnet 12 side in the rotor magnet 4 is formed with a diamagnetic body 13, showing diamagnetism at least in the axial direction of the small flat motor 1. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ラジアルギャップ型の小型扁平モータに関するものである。 The present invention relates to a radial gap type small flat motor.

従来より小型扁平モータは、薄型に構成できる為、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の光ディスクドライブやＨＤＤ用のスピンドルモータ等に利用されていた。小型扁平モータはラジアルギャップ型とアキシャルギャップ型に分類され、ラジアルギャップ型の小型扁平モータとは、そのラジアル方向に磁気ギャップを設けたものをいう。これは、界磁コイルが固定され、その外周側もしくは内周側を空隙を介して、径方向あるいはラジアル方向に着磁されたリング状もしくは円盤状のロータマグネットが回転するモータである。また、アキシャルギャップ型の小型扁平モータとは、その軸方向に磁気ギャップを設けたものをいい、界磁コイルが固定され、その界磁コイルと面対向となるようにロータマグネットを配置したモータである。 Conventionally, a small flat motor has been used for an optical disk drive such as a CD-ROM or a DVD, a spindle motor for an HDD, and the like because it can be configured thin. Small flat motors are classified into a radial gap type and an axial gap type, and a radial gap type small flat motor means a motor provided with a magnetic gap in the radial direction. This is a motor in which a field coil is fixed, and a ring-shaped or disk-shaped rotor magnet magnetized in the radial direction or radial direction on the outer circumferential side or inner circumferential side via a gap. An axial gap type small flat motor is a motor having a magnetic gap in its axial direction, a field coil is fixed, and a rotor magnet is arranged so as to face the field coil. is there.

例えば、ラジアルギャップ型の小型扁平モータにおいて、ロータマグネットが界磁コイルの外周を回転するものとしては、図４に示すような小型扁平モータがある。 For example, in a radial gap type small flat motor, a rotor magnet rotating around the outer periphery of a field coil includes a small flat motor as shown in FIG.

この小型扁平モータ１００は、円盤状のロータボス１０８の中心部に回転軸１０４が固定され、このロータボス１０８の外周部にカップ状の回転子ヨーク１０１が固定されている。さらに、この回転子ヨーク１０１のカップ状の内壁には回転軸１０４に平行に回転子磁石１０２が固着されて回転子１１１を形成している。この回転子１１１は１個の軸受１０３によって支持されている。一方、固定子１１２の固定子鉄芯１０５は、回転子磁石１０２に対向するようにハウジング１０７に固定され、この固定子鉄芯１０５に電機子巻線１０６が捲回されている。また制御用回路等が搭載されたＰＣ板１０９は固定子鉄芯１０５の下方にハウジング１０７に固定されているものである（特許文献１）。 In this small flat motor 100, a rotating shaft 104 is fixed to the center of a disk-shaped rotor boss 108, and a cup-shaped rotor yoke 101 is fixed to the outer periphery of the rotor boss 108. Further, a rotor magnet 102 is fixed to the cup-shaped inner wall of the rotor yoke 101 in parallel with the rotation shaft 104 to form a rotor 111. The rotor 111 is supported by a single bearing 103. On the other hand, the stator iron core 105 of the stator 112 is fixed to the housing 107 so as to face the rotor magnet 102, and the armature winding 106 is wound around the stator iron core 105. A PC board 109 on which a control circuit or the like is mounted is fixed to the housing 107 below the stator core 105 (Patent Document 1).

また、ロータマグネットが界磁コイルの内周を回転するものとしては、図５に示すような小型円筒型モータがある。 Further, as the rotor magnet rotating on the inner periphery of the field coil, there is a small cylindrical motor as shown in FIG.

この小型円筒型モータ２００は、ステータヨーク２０１と、軸受ブラケット２０４、２０５と、ステータ２１０と、回転軸２１２と、から構成されている。前記ステータヨーク２０１は円筒状をなす鋼板製である。前記軸受ブラケット２０４、２０５は前記ステータヨーク２０１の軸方向の両端面部に設けられ、その中央部内側にそれぞれスラスト軸受２０２、ラジアル軸受２０３を備えている。前記ステータ２１０は、前記ステータヨーク２０１に設けられたコイル装着部２０６にコイル２０７を合成樹脂２０８によりモールドした矩形の板状をなすモールド成形物２０９が軸方向の開口部からそれぞれ挿入された状態で装着されている。前記回転軸２１２は、図５中下端部を前記スラスト軸受２０２にて支承され、図５中上端部をラジアル軸受２０３にて支承され、その中央部外周に永久磁石２１１を備えている。このとき、永久磁石２１１の外周面とステータヨーク２０１の内周面とは、所定の隙間を介して対向している。（特許文献２）。
特開２０００−０９２７８１特開平１１−１２２８４８ The small cylindrical motor 200 includes a stator yoke 201, bearing brackets 204 and 205, a stator 210, and a rotating shaft 212. The stator yoke 201 is made of a steel plate having a cylindrical shape. The bearing brackets 204 and 205 are provided on both end surfaces of the stator yoke 201 in the axial direction, and are provided with a thrust bearing 202 and a radial bearing 203, respectively, inside the central portion. In the stator 210, a molded product 209 having a rectangular plate shape in which a coil 207 is molded with a synthetic resin 208 is inserted into a coil mounting portion 206 provided in the stator yoke 201 from an axial opening. It is installed. The rotary shaft 212 is supported at the lower end portion in FIG. 5 by the thrust bearing 202, and the upper end portion in FIG. 5 is supported by the radial bearing 203, and has a permanent magnet 211 on the outer periphery of the central portion. At this time, the outer peripheral surface of the permanent magnet 211 and the inner peripheral surface of the stator yoke 201 are opposed to each other with a predetermined gap. (Patent Document 2).
JP2000-092781 JP-A-11-122848

上述の特許文献１の小型扁平モータ１００では、１個の軸受１０３によって回転子１１１のラジアル荷重とスラスト荷重が支持されており、部品点数を削減することは可能となった。しかしながら、軸受１０３におけるスラスト荷重を支持する回転子支持部１１０が前記ロータボス１０８と当接するため、回転子支持部１１０とロータボス１０８との間において、摺動損が発生し、効率の低下を招いていた。また、上述の特許文献２の小型円筒型モータ２００においても、スラスト軸受２０２にて図５中の回転軸２１２下端部を支承しているため、同様に摺動損が発生してしまっていた。また、両者とも、摺動部の摩耗によりモータの寿命が短縮されてしまうといった問題点があった。 In the above-described small flat motor 100 of Patent Document 1, the radial load and the thrust load of the rotor 111 are supported by one bearing 103, and the number of parts can be reduced. However, since the rotor support portion 110 that supports the thrust load in the bearing 103 is in contact with the rotor boss 108, a sliding loss occurs between the rotor support portion 110 and the rotor boss 108, resulting in a decrease in efficiency. It was. Further, in the small cylindrical motor 200 of Patent Document 2 described above, since the lower end portion of the rotating shaft 212 in FIG. 5 is supported by the thrust bearing 202, a sliding loss similarly occurs. In both cases, the life of the motor is shortened due to wear of the sliding portion.

したがって、本発明は、上記問題点を鑑み、従来のスラスト軸受を設けずに、簡易な構成でロータ部のスラスト荷重を非接触で支持することによって、摺動損の発生を抑制し、さらに摩耗を原理上解消することによって長寿命化を図ることが可能な小型扁平モータを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention suppresses the occurrence of sliding loss by supporting the thrust load of the rotor portion in a non-contact manner with a simple configuration without providing a conventional thrust bearing, and further reduces wear. An object of the present invention is to provide a small flat motor capable of extending the service life by eliminating the above principle.

請求項１記載の発明は、界磁コイルが固定され、その内周側に空隙を介して、外周多極着磁された円盤状のロータマグネットが回転するラジアルギャップ型の小型扁平モータにおいて、前記ロータマグネットに面対向となるように、前記小型扁平モータの軸方向に着磁されたバイアスマグネットを配置固定し、前記ロータマグネットにおける前記バイアスマグネット側の表面に、少なくとも前記小型扁平モータの軸方向に反磁性を示す反磁性体を形成したことを特徴とする小型扁平モータとしている。 The invention described in claim 1 is a radial gap type small flat motor in which a field coil is fixed, and a disk-shaped rotor magnet magnetized with outer peripheral multipoles is rotated through a gap on the inner peripheral side thereof. A bias magnet magnetized in the axial direction of the small flat motor is arranged and fixed so as to face the rotor magnet, and at least in the axial direction of the small flat motor on the surface of the rotor magnet on the side of the bias magnet. A small flat motor characterized in that a diamagnetic material exhibiting diamagnetism is formed.

また、請求項２記載の発明では、前記反磁性体は、熱分解グラファイト（ＰｙｒｏｌｙｔｉｃＧｒａｐｈｉｔｅ）を化学蒸着させて形成したことを特徴とする請求項１記載の小型扁平モータとしている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the small flat motor according to the first aspect, wherein the diamagnetic material is formed by chemical vapor deposition of pyrolytic graphite.

本発明の小型扁平モータにおいて、ロータマグネットと、前記小型扁平モータの軸方向に着磁されたバイアスマグネットを面対向配置し、そのロータマグネットの同バイアスマグネット対向面に少なくとも前記小型扁平モータの軸方向に反磁性を示す反磁性体を形成したことにより、ロータ部を軸方向に非接触で支持することが可能となる。 In the small flat motor of the present invention, a rotor magnet and a bias magnet magnetized in the axial direction of the small flat motor are arranged so as to face each other, and at least the axial direction of the small flat motor is on the bias magnet facing surface of the rotor magnet. By forming a diamagnetic material exhibiting diamagnetism, the rotor portion can be supported in a non-contact manner in the axial direction.

ロータ部が非接触で支持されることにより、スラスト軸受の摺動損が低減され、高効率化が可能となる。さらには、摺動部の摩耗を原理的に解消でき、小型扁平モータにおける長寿命化を図ることができる。 By supporting the rotor portion in a non-contact manner, the sliding loss of the thrust bearing is reduced, and high efficiency can be achieved. Furthermore, the wear of the sliding portion can be eliminated in principle, and the life of the small flat motor can be extended.

以下、本発明の最良の形態に係る小型扁平モータ１について、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, a small flat motor 1 according to the best mode of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、本発明の第１の実施に係る小型扁平モータ１では、ロータ部は、主に、出力軸２と、その出力軸２が固定されたロータボス３と、そのロータボス３の外周部に固定配置され外周多極着磁された円盤状のロータマグネット４と、から構成されている。また、ステータ部は、主に、界磁コイル５と、その界磁コイル５が捲回された積層コア６と、前記界磁コイル５のタップ線（図示せず）が接続された基板７と、前記積層コア６と前記基板７が固定されたベース８と、前記ロータ部のラジアル荷重を回転自在に支持する軸受９と、その軸受９が固定されるフランジ１０と、そのフランジ１０に固定されたバックヨーク１１と、から構成されている。 <First Embodiment>
As shown in FIG. 1, in the small flat motor 1 according to the first embodiment of the present invention, the rotor portion mainly includes an output shaft 2, a rotor boss 3 to which the output shaft 2 is fixed, and the rotor boss 3. And a disk-shaped rotor magnet 4 fixedly arranged on the outer peripheral portion and magnetized with an outer peripheral multipole. The stator portion mainly includes a field coil 5, a laminated core 6 around which the field coil 5 is wound, and a substrate 7 to which a tap wire (not shown) of the field coil 5 is connected. The base 8 to which the laminated core 6 and the substrate 7 are fixed, the bearing 9 that rotatably supports the radial load of the rotor portion, the flange 10 to which the bearing 9 is fixed, and the flange 10 are fixed. Back yoke 11.

この小型扁平モータ１は、前記基板７から前記タップ線を介し、界磁コイル５に転流通電することにより発生する回転磁界により前記ロータ部を回転駆動させることができる。 The small flat motor 1 can rotationally drive the rotor portion by a rotating magnetic field generated by energizing the field coil 5 from the substrate 7 via the tap wire.

このとき、前記小型扁平モータ１の軸方向に着磁されたバイアスマグネット１２が前記ロータマグネット４と面対向となるように前記ベース８に配置され、さらに、前記ロータマグネット４の図中下面（バイアスマグネット１２側表面）には特に前記小型扁平モータ１の軸方向に反磁性を示す反磁性体１３が形成されている。 At this time, the bias magnet 12 magnetized in the axial direction of the small flat motor 1 is disposed on the base 8 so as to face the rotor magnet 4, and further, the lower surface (bias) of the rotor magnet 4 in the figure. A diamagnetic body 13 that exhibits diamagnetism in the axial direction of the small flat motor 1 is formed on the magnet 12 side surface.

前記バイアスマグネット１２と対向面に前記反磁性体１３が配置されることにより、反磁性体１３内部に、前記バイアスマグネット１２の磁場に比例し、かつ反対方向の磁化が誘導されるため、同磁化と前記バイアスマグネット１２の磁化に反発力が生じる。このとき、同反発力と、ロータ部に働く重力と、前記ロータマグネット４と前記積層コア６間の磁気吸引力と、がつり合うことにより、前記ロータ部が前記バイアスマグネット１２の上で浮揚する。 By disposing the diamagnetic body 13 on the surface facing the bias magnet 12, magnetization in the opposite direction is induced in the diamagnetic body 13 in proportion to the magnetic field of the bias magnet 12. A repulsive force is generated in the magnetization of the bias magnet 12. At this time, the repulsive force, the gravity acting on the rotor portion, and the magnetic attractive force between the rotor magnet 4 and the laminated core 6 are balanced, so that the rotor portion floats on the bias magnet 12.

よって、前記ロータ部のスラスト荷重は前記バイアスマグネット１２と前記反磁性体１３との間に発生した磁気反発力により、非接触に支持されるため、ロータ部の摺動損が低減され、モータ効率を改善できるとともに、非接触であることから原理的に摩耗を解消できるため、前記小型扁平モータ１における長寿命化を図ることができる。 Therefore, since the thrust load of the rotor portion is supported in a non-contact manner by the magnetic repulsive force generated between the bias magnet 12 and the diamagnetic body 13, the sliding loss of the rotor portion is reduced and the motor efficiency is reduced. Since it is non-contact and wear can be eliminated in principle, the life of the small flat motor 1 can be extended.

ここで、反磁性とは、外部からかけた磁場と反対方向に誘導磁化が生じる性質をいい、その誘導磁化の大きさは、同外部磁場に比例する。なお、外部磁場を取り除くと誘導磁化も０となる。反磁性の起源は、古典的には、物質中の電子が外部磁場からローレンツ力を受けて円運動をし、この電子の円運動、すなわち電流に起因して外部磁場と反対方向の磁場が誘起すると説明される。本発明は、まさにこの反磁性という性質を応用したものである。 Here, diamagnetism refers to a property in which induced magnetization occurs in the opposite direction to a magnetic field applied from the outside, and the magnitude of the induced magnetization is proportional to the external magnetic field. When the external magnetic field is removed, the induced magnetization is also zero. The origin of diamagnetism is that classically, electrons in a material receive a Lorentz force from an external magnetic field and perform a circular motion. This circular motion of the electrons, that is, a current in the opposite direction to the external magnetic field is induced by the current. Then explained. The present invention is an application of this property of diamagnetism.

この前記バイアスマグネット１２は前記小型扁平モータ１の軸方向さらには図中矢印Ａ方向に着磁されており、対向面に配置される前記反磁性体１３には、前記バイアスマグネット１２の磁場に比例し、かつ反対方向すなわち図中矢印Ｂ方向の磁化が誘導される。この前記バイアスマグネット１２と前記反磁性体１３間に発生する磁気反発力と、ロータ部に働く重力と、前記ロータマグネット４と前記積層コア６間の磁気吸引力がつりあうことにより、前記ロータ部を前記バイアスマグネット１２上で浮揚させることが可能となる。 The bias magnet 12 is magnetized in the axial direction of the small flat motor 1 and in the direction of arrow A in the figure, and the diamagnetic body 13 disposed on the opposing surface is proportional to the magnetic field of the bias magnet 12. In the opposite direction, that is, the magnetization in the direction of arrow B in the figure is induced. The magnetic repulsive force generated between the bias magnet 12 and the diamagnetic body 13, the gravity acting on the rotor portion, and the magnetic attraction force between the rotor magnet 4 and the laminated core 6 are balanced, thereby making the rotor portion It is possible to float on the bias magnet 12.

このとき、前記ロータマグネット４は、前記小型扁平モータ１の駆動用として、外周多極着磁されており、その磁路は、前記ロータマグネット４→前記ロータマグネット４と前記積層コア６間の磁気ギャップ→前記積層コア６→磁気ギャップ→前記ロータマグネット４と、主に出力軸２に垂直な面方向に形成される。また、前記バイアスマグネット１２は、前記ロータ部の浮揚用として前記小型扁平モータ１の軸方向に着磁されており、その磁路は、前記バイアスマグネット１２→前記ロータマグネット４→前記バックヨーク１１→前記ロータマグネット４→前記バイアスマグネット１２と、前記ロータマグネット４配置部にて、主に前記小型扁平モータ１の軸方向に形成される。つまり、両者の磁束の方向が前記ロータマグネット４配置部にてほぼ直交しており、前記バイアスマグネット１２が形成する磁気回路はモータの駆動にほとんど影響を及ぼさない。 At this time, the rotor magnet 4 is magnetized on the outer periphery and multi-poles for driving the small flat motor 1, and the magnetic path thereof is the magnetism between the rotor magnet 4 → the rotor magnet 4 and the laminated core 6. Gap → the laminated core 6 → the magnetic gap → the rotor magnet 4 and the plane direction mainly perpendicular to the output shaft 2 is formed. The bias magnet 12 is magnetized in the axial direction of the small flat motor 1 for levitation of the rotor portion, and the magnetic path thereof is the bias magnet 12 → the rotor magnet 4 → the back yoke 11 →. The rotor magnet 4 → the bias magnet 12 and the rotor magnet 4 arrangement portion are formed mainly in the axial direction of the small flat motor 1. That is, the directions of both magnetic fluxes are almost perpendicular to each other at the rotor magnet 4 arrangement portion, and the magnetic circuit formed by the bias magnet 12 hardly affects the driving of the motor.

また、本発明の反磁性体１３は、熱分解グラファイト（ＰｙｒｏｌｙｔｉｃＧｒａｐｈｉｔｅ）がより好適である。 In addition, the diamagnetic material 13 of the present invention is more preferably pyrolytic graphite.

熱分解グラファイト（ＰｙｒｏｌｙｔｉｃＧｒａｐｈｉｔｅ）はメタンガスを原料とし、ガス圧＝約１Ｔｏｒｒ、処理温度＝２０００℃にて化学蒸着プロセスにて生成される。この時の成膜速度はおよそ２５μm／ｈ程度であった。また、熱分解グラファイト（ＰｙｒｏｌｙｔｉｃＧｒａｐｈｉｔｅ）は、六角板状結晶で、同結晶が層状に積層した構造をなしており、常温下で、結晶面に垂直な方向に強い反磁性を示す。 Pyrolytic graphite is produced by a chemical vapor deposition process using methane gas as a raw material, gas pressure = about 1 Torr, and processing temperature = 2000 ° C. The film formation speed at this time was about 25 μm / h. Pyrolytic graphite is a hexagonal plate-like crystal having a structure in which the same crystal is laminated in layers, and exhibits strong diamagnetism in a direction perpendicular to the crystal plane at room temperature.

本発明において、反磁性体１３は熱分解グラファイト（ＰｙｒｏｌｙｔｉｃＧｒａｐｈｉｔｅ）に限定されるものではなく、常温下で比較的強い反磁性を示すビスマス等であっても何ら差し支えない。しかしながら、常温下で、結晶面に垂直な方向にてビスマスを上回る反磁性を示すこと、化学蒸着プロセスにて生成するため反磁性体厚みの均一化に有利な点を考慮すると、熱分解グラファイト（ＰｙｒｏｌｙｔｉｃＧｒａｐｈｉｔｅ）が好適であると言える。 In the present invention, the diamagnetic material 13 is not limited to pyrolytic graphite, and may be bismuth or the like that exhibits relatively strong diamagnetism at room temperature. However, considering the advantages of diamagnetism exceeding bismuth in the direction perpendicular to the crystal plane at room temperature and the advantage of uniform diamagnetic thickness due to the chemical vapor deposition process, pyrolytic graphite ( Pyrolytic Graphite) is suitable.

＜第２の実施の形態＞
また、第２の実施の形態を図２に示す。この小型扁平モータ１４は、図１で示した小型扁平モータ１にロータマグネット１７の図中上面（フランジ２３側表面）にも特に前記小型扁平モータ１４の軸方向に反磁性を示す反磁性体２７を蒸着し、前記反磁性体２７と面対向となるように、前記小型扁平モータ１４の軸方向に着磁されたバイアスマグネット２８をフランジ２３に固定したものである。 <Second Embodiment>
A second embodiment is shown in FIG. This small flat motor 14 has a diamagnetic body 27 that exhibits diamagnetism in the axial direction of the small flat motor 14 on the upper surface (surface on the flange 23 side) of the rotor magnet 17 in the drawing as well as the small flat motor 1 shown in FIG. The bias magnet 28 magnetized in the axial direction of the small flat motor 14 is fixed to the flange 23 so as to face the diamagnetic material 27.

前記バイアスマグネット２８は前記小型扁平モータ１４の軸方向に着磁されており、対向面に配置される前記反磁性体２７には、前記バイアスマグネット２８の磁場に比例し、かつ反対方向の磁化が誘導される。これにより、上述と同様の原理で、前記反磁性体２７と前記バイアスマグネット２８間には磁気反発力が発生する。前記バイアスマグネット２８は前記フランジ２３に固定されているため、ロータ部は図中下方向へ押圧される。この前記反磁性体２７と前記バイアスマグネット２８間の磁気反発力と、反磁性体２６とバイアスマグネット２５間の磁気反発力と、ロータ部に働く重力と、前記ロータマグネット１７と前記積層コア１９間の磁気吸引力と、がつり合うことにより、前記ロータ部を前記バイアスマグネット２５、２８間で浮揚させることが可能となる。 The bias magnet 28 is magnetized in the axial direction of the small flat motor 14, and the diamagnetic body 27 disposed on the opposing surface has a magnetization proportional to the magnetic field of the bias magnet 28 and in the opposite direction. Be guided. Thereby, a magnetic repulsive force is generated between the diamagnetic body 27 and the bias magnet 28 on the same principle as described above. Since the bias magnet 28 is fixed to the flange 23, the rotor portion is pressed downward in the figure. The magnetic repulsive force between the diamagnetic body 27 and the bias magnet 28, the magnetic repulsive force between the diamagnetic body 26 and the bias magnet 25, gravity acting on the rotor portion, and between the rotor magnet 17 and the laminated core 19 The magnetic attraction force of the rotor balances the rotor portion between the bias magnets 25 and 28.

このとき、図１の小型扁平モータ１と同様に、前記ロータマグネット１７は、前記小型扁平モータ１４の駆動用として、外周多極着磁されており、その磁路は、前記ロータマグネット１７→前記ロータマグネット１７と前記積層コア１９間の磁気ギャップ→前記積層コア１９→磁気ギャップ→前記ロータマグネット１７と、主に出力軸１５に垂直な面方向に形成される。また、前記バイアスマグネット２５、２８は、前記ロータ部の浮揚用として前記小型扁平モータ１４の軸方向に着磁されており、その磁路は、前記バイアスマグネット２５→前記ロータマグネット１７→前記バイアスマグネット２８→バックヨーク２４→前記バイアスマグネット２８→前記ロータマグネット１７→前記バイアスマグネット２５と、前記ロータマグネット１７配置部にて、主に前記小型扁平モータ１４の軸方向に形成される。つまり、両者の磁束の方向が前記ロータマグネット１７配置部にてほぼ直交しており、前記バイアスマグネット２５が形成する磁気回路はモータの駆動にほとんど影響を及ぼさない。 At this time, similarly to the small flat motor 1 of FIG. 1, the rotor magnet 17 is magnetized around the outer periphery for driving the small flat motor 14, and the magnetic path thereof is the rotor magnet 17 → the above-mentioned The magnetic gap between the rotor magnet 17 and the laminated core 19 → the laminated core 19 → the magnetic gap → the rotor magnet 17 is formed mainly in the plane direction perpendicular to the output shaft 15. The bias magnets 25 and 28 are magnetized in the axial direction of the small flat motor 14 for levitation of the rotor portion, and the magnetic path thereof is the bias magnet 25 → the rotor magnet 17 → the bias magnet. 28 → back yoke 24 → bias magnet 28 → rotor magnet 17 → bias magnet 25 and the arrangement portion of the rotor magnet 17 is formed mainly in the axial direction of the small flat motor 14. That is, the directions of both magnetic fluxes are almost orthogonal at the portion where the rotor magnet 17 is disposed, and the magnetic circuit formed by the bias magnet 25 has little influence on the driving of the motor.

また、前記バイアスマグネット２５、２８は前記小型扁平モータ１４の軸方向に着磁されているが、この小型扁平モータ１４においては、その着磁方向は、前記小型扁平モータ１４の軸方向で且つ同方向に着磁される。これは、前記バイアスマグネット２５、２８において、着磁方向が共に前記小型扁平モータ１４の軸方向であっても、その方向が対向している場合、それらの磁束が互いに干渉し合い、ラジアル方向へ流出し、前記ロータマグネット１７の磁束に影響を及ぼすからである。 The bias magnets 25 and 28 are magnetized in the axial direction of the small flat motor 14. In the small flat motor 14, the magnetization direction is the same as the axial direction of the small flat motor 14. Magnetized in the direction. In the bias magnets 25 and 28, even if the magnetization direction is the axial direction of the small flat motor 14, when the directions are opposite to each other, their magnetic fluxes interfere with each other and move in the radial direction. This is because it flows out and affects the magnetic flux of the rotor magnet 17.

尚、ロータボス１６、界磁コイル１８、基板２０、ベース２１については第１の実施の形態における構成と同様なため、説明は省略する。 Since the rotor boss 16, the field coil 18, the substrate 20, and the base 21 are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

＜第３の実施の形態＞
また、第３の実施の形態を図３に示す。この小型扁平モータ２９では、ロータ部は、主に、軸受３０が固定されたロータフランジ３１とそのロータフランジ３１に固定配置される外周多極着磁された円盤状のロータマグネット３２とバックヨーク３３とから構成されている。また、ステータ部は、主に、界磁コイル３４と、その界磁コイル３４が捲回された積層コア３５と、前記界磁コイル３４のタップ線（図示せず）が接続された基板３６と、前記積層コア３５と前記基板３６が固定されたベース３７と、そのベース３７に固定されたシャフト３８と、ロータ部の抜け止めとして段部３９を設けたカバー４０と、から構成される。 <Third Embodiment>
A third embodiment is shown in FIG. In this small flat motor 29, the rotor part is mainly composed of a rotor flange 31 to which a bearing 30 is fixed, an outer peripheral multipolar magnetized disk-shaped rotor magnet 32 fixed to the rotor flange 31, and a back yoke 33. It consists of and. The stator portion mainly includes a field coil 34, a laminated core 35 around which the field coil 34 is wound, and a substrate 36 to which a tap wire (not shown) of the field coil 34 is connected. And a base 37 to which the laminated core 35 and the substrate 36 are fixed, a shaft 38 fixed to the base 37, and a cover 40 provided with a stepped portion 39 as a retaining portion of the rotor portion.

この小型扁平モータ２９は、前記基板３６からタップ線を介し、界磁コイル３４に転流通電することにより発生する回転磁界によりロータ部を回転駆動させることができる。 The small flat motor 29 can rotationally drive the rotor portion by a rotating magnetic field generated by energizing the field coil 34 from the substrate 36 via a tap wire.

このとき、前記ロータマグネット３２と面対向となるように前記小型扁平モータの軸方向に着磁されたバイアスマグネット４１を前記ベース３７に配置し、さらに前記ロータマグネット３２の図中下面（バイアスマグネット側表面）に特に前記小型扁平モータの軸方向に反磁性を示す反磁性体４２が形成されている。 At this time, a bias magnet 41 magnetized in the axial direction of the small flat motor is disposed on the base 37 so as to face the rotor magnet 32, and further, the lower surface of the rotor magnet 32 in FIG. A diamagnetic body 42 exhibiting diamagnetism in the axial direction of the small flat motor is formed on the surface).

前記バイアスマグネット４１は前記小型扁平モータの軸方向に着磁されており、対向面に配置される前記反磁性体４２には、前記バイアスマグネット４１の磁場に比例し、かつ反対方向の磁化が誘導される。これにより、上述と同様の原理で、前記反磁性体４２と前記バイアスマグネット４１間には磁気反発力が発生する。 The bias magnet 41 is magnetized in the axial direction of the small flat motor. Magnetization in the opposite direction is induced in the diamagnetic body 42 disposed on the opposing surface in proportion to the magnetic field of the bias magnet 41. Is done. Thereby, a magnetic repulsive force is generated between the diamagnetic body 42 and the bias magnet 41 on the same principle as described above.

この前記バイアスマグネット４１と前記反磁性体４２間に発生する磁気反発力と、ロータ部に働く重力と、前記ロータマグネット３２と前記積層コア３５間の磁気吸引力がつりあうことにより、前記ロータ部を前記バイアスマグネット４１上で浮揚させることが可能となる。 The magnetic repulsive force generated between the bias magnet 41 and the diamagnetic body 42, the gravity acting on the rotor portion, and the magnetic attraction force between the rotor magnet 32 and the laminated core 35 are balanced to make the rotor portion It is possible to float on the bias magnet 41.

このとき、前記ロータマグネット３２は、前記小型扁平モータ２９の駆動用として、外周多極着磁されており、その磁路は、前記ロータマグネット３２→前記ロータマグネット３２と前記積層コア３５間の磁気ギャップ→前記積層コア３５→磁気ギャップ→前記ロータマグネット３２と、主にシャフト３８に垂直な面方向に形成される。また、前記バイアスマグネット４１は、前記ロータ部の浮揚用として前記小型扁平モータの軸方向に着磁されており、その磁路は、前記バイアスマグネット４１→前記ロータマグネット３２→前記バックヨーク３３→前記ロータマグネット３２→前記バイアスマグネット４１と、前記ロータマグネット３２配置部にて、主に前記小型扁平モータの軸方向に形成される。つまり、両者の磁束の方向が前記ロータマグネット３２配置部にてほぼ直交しており、前記バイアスマグネット４１が形成する磁気回路はモータの駆動にほとんど影響を及ぼさない。 At this time, the rotor magnet 32 is magnetized on the outer periphery and multipole for driving the small flat motor 29, and the magnetic path thereof is the magnetism between the rotor magnet 32 → the rotor magnet 32 and the laminated core 35. Gap → laminated core 35 → magnetic gap → rotor magnet 32 and the surface direction is mainly perpendicular to the shaft 38. The bias magnet 41 is magnetized in the axial direction of the small flat motor for levitation of the rotor portion, and the magnetic path thereof is the bias magnet 41 → the rotor magnet 32 → the back yoke 33 → the above-mentioned. The rotor magnet 32 → the bias magnet 41 and the rotor magnet 32 arrangement portion are formed mainly in the axial direction of the small flat motor. That is, the directions of both magnetic fluxes are almost orthogonal at the rotor magnet 32 arrangement portion, and the magnetic circuit formed by the bias magnet 41 hardly affects the driving of the motor.

以上より、前記小型扁平モータ１，１４，２９のように、前記バイアスマグネット１２，２５，２８，４１との対向面に前記反磁性体１３、２６、２７、４２が形成されることにより、前記ロータ部が、非接触で前記バイアスマグネット１２，２５，２８，４１上に浮揚するため、スラスト軸受における摺動損の発生を抑制することが可能となる。さらには、摺動部の摩耗を原理的に解消することで、前記小型扁平モータ１，１４，２９の長寿命化を図ることができる。 As described above, the diamagnetic bodies 13, 26, 27, and 42 are formed on the surfaces facing the bias magnets 12, 25, 28, and 41 as in the small flat motors 1, 14, and 29, thereby Since the rotor part floats on the bias magnets 12, 25, 28, 41 in a non-contact manner, it is possible to suppress the occurrence of sliding loss in the thrust bearing. Furthermore, the life of the small flat motors 1, 14 and 29 can be extended by eliminating the wear of the sliding portion in principle.

また、ロータ部質量や、前記ロータマグネット４，１７，３２、前記積層コア６，１９，３５、前記バイアスマグネット１２，２５，２８，４１、前記反磁性体１３、２６、２７、４２の材質・寸法・形状により、前記ロータ部と前記バイアスマグネット１２，２５，２８，４１間の空隙を適宜設定でき、より適切な浮揚条件を容易に設定することが可能となる。 Further, the mass of the rotor part, the materials of the rotor magnets 4, 17, 32, the laminated cores 6, 19, 35, the bias magnets 12, 25, 28, 41, the diamagnetic bodies 13, 26, 27, 42 Depending on the size and shape, a gap between the rotor portion and the bias magnets 12, 25, 28, and 41 can be set as appropriate, and more appropriate levitation conditions can be easily set.

本発明の実施の形態において、前記バイアスマグネット１２，２５，２８，４１は単極対着磁でも多極対着磁でもよく、その着磁方法は問わない。 In the embodiment of the present invention, the bias magnets 12, 25, 28, and 41 may be single pole pair magnetized or multipole pair magnetized, and the magnetizing method is not limited.

本発明の第１の実施の形態における小型扁平モータ１の断面図である。It is sectional drawing of the small flat motor 1 in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態における小型扁平モータ１４の断面図である。It is sectional drawing of the small flat motor 14 in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態における小型扁平モータ２９の断面図である。It is sectional drawing of the small flat motor 29 in the 3rd Embodiment of this invention. 従来のラジアルギャップ型の小型扁平モータ１００の断面図である。It is sectional drawing of the conventional radial gap type small flat motor 100. FIG. 従来の小型円筒型モータ２００の断面図である。It is sectional drawing of the conventional small cylindrical motor 200. FIG.

Explanation of symbols

１，１４，２９小型扁平モータ
２，１５出力軸
３，１６ロータボス
４，１７，３２ロータマグネット
５，１８，３４界磁コイル
６，１９，３５積層コア
７，２０，３６基板
８，２１，３７ベース
９，２２，３０軸受
１０，２３フランジ
１１，２４，３３バックヨーク
１２，２５，２８，４１バイアスマグネット
１３，２６，２７，４２反磁性体
３１ロータフランジ
３８シャフト
３９段部
４０カバー
１００小型扁平モータ
１０１回転子ヨーク
１０２回転子磁石
１０３軸受
１０４回転軸
１０５固定子鉄芯
１０６電機子巻線
１０７ハウジング
１０８ロータボス
１０９ＰＣ板
１１０回転子支持部
１１１回転子
１１２固定子
２００小型円筒型モータ
２０１ステータヨーク
２０２スラスト軸受
２０３ラジアル軸受
２０４，２０５軸受ブラケット
２０６コイル装着部
２０７コイル
２０８合成樹脂
２０９モールド成型物
２１０ステータ
２１１永久磁石
２１２回転軸 1,14,29 Small flat motor 2,15 Output shaft 3,16 Rotor boss 4,17,32 Rotor magnet 5,18,34 Field coil 6,19,35 Laminated core 7,20,36 Substrate 8,21,37 Base 9, 22, 30 Bearing 10, 23 Flange 11, 24, 33 Back yoke 12, 25, 28, 41 Bias magnet 13, 26, 27, 42 Diamagnet 31 Rotor flange 38 Shaft 39 Step 40 Cover 100 Small flat Motor 101 Rotor yoke 102 Rotor magnet 103 Bearing 104 Rotating shaft 105 Stator core 106 Armature winding 107 Housing 108 Rotor boss 109 PC plate 110 Rotor support part 111 Rotor 112 Stator 200 Small cylindrical motor 201 Stator yoke 202 Thrust bearing 203 Radius Bearing 204, 205 bearing bracket 206 coil mounting part 207 coil 208 synthetic resin 209 molded product 210 stator 211 permanent magnet 212 rotating shaft

Claims

In a radial gap type small flat motor in which a field-shaped coil is fixed and a disk-shaped rotor magnet that is magnetized on the outer peripheral multipole is rotated through a gap on the inner peripheral side thereof,
A bias magnet magnetized in the axial direction of the small flat motor is arranged and fixed so as to face the rotor magnet, and at least the axial direction of the small flat motor is disposed on the surface of the rotor magnet on the side of the bias magnet. A small flat motor characterized in that a diamagnetic material exhibiting diamagnetism is formed on the motor.

2. The small flat motor according to claim 1, wherein the diamagnetic material is formed by chemical vapor deposition of pyrolytic graphite.