JP2559029Y2 - モータのステータ構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はモータのステータ構造に係り、特に発生渦電
流を減少させるモータのステータ構造に関するものであ
る。

［従来の技術］ モータのステータ構造の内、流体軸受をロータの回転
軸支用に用いている流体軸受モータは代表的には情報処
理機器のレーザープリンタのポリゴンミラーの回転用に
用いられるものがあり、高回転数（5000rpm以上）と耐
久性（数千時間以上）とが要求されている。

第５図は流体軸受モータのステータ構造の形式の内の
本願出願人の提案になるモータのステータ構造の中心断
面図である。本図において流体軸受モータの各構成要素
は、図示のように全てがハウジング100内に収容されて
おり外気に対して気密状態に保たれてゴミ等を含む外気
が内部に流入しないようにする一方で、空気以外の流体
も封入できる構造になつている。

そして、このハウジング100の底面の中心位置から
は、外周面上に多数の流体溝9aを設けた軸体９が垂設さ
れており、ロータ２を構成するスリーブ2bを図示のよう
に軸体９への挿入状態にして支持している。このスリー
ブ2bの内径は軸体９の外形よりも内径が若干大きく設定
される一方、スリーブ2bの上端開口部に適度な流体透過
性を有する焼結体2aが固定されている。

そして、このスリーブ2bの上部近傍にはフランジ部が
形成されており、このフランジ部で外周面に反射鏡を複
数個設けたポリゴンミラー４を位置決め固定するととも
に、スリーブ2bの下部の外周面にはラジアル方向に多極
着磁された円環状の磁石６が、同じく円環状で磁性体か
らなるヨーク５を介して設けられている。

一方、この磁石６の外周面を囲う位置には回転磁界を
発生させるコイル８をコア部に捲装しているステータ基
部８がハウジング100の内周面に固定されている。ま
た、円環状で磁性体からなるプレート10は図示のように
ステータ基部８の真上の位置に設けられる結果、磁石６
からの磁束でプレート10を通過する閉磁界が形成される
ようにしている。

次に、第６図は第５図のＸ−Ｘ′矢視断面図であり、
上述の閉磁界を表した断面図であり、本図に図示のよう
に磁石６は全部で６箇所に多極着磁されており、破線図
示の磁束Φにより上記のプレート10内部を通過する閉磁
界が図示のように形成される。

このように支持されるスリーブ2bの磁石６に前述のス
テータ基部８とコイル７とによる回転磁界が作用してス
リーブ2bが軸体９の回りに高速回転する状態にするが、
この回転状態においてはプレート10内部に図示のような
渦電流e.c.が発生する。

第７図は第６図のＹ−Ｙ′矢視断面図であり渦電流発
生の様子を表しており、図示のようにプレート10内部に
渦電流e.c.が発生する。

［考案が解決しようとする課題］ この結果、第４図のロータを回転させるに必要な入力
電流とロータ回転数の関係図において特性カーブＣで示
されるように、プレート10内部の発生渦電流による損失
から、ロータの所要の回転数を得るにはプレート10を使
用しない場合の特性カーブＡに比して高い電流値を要す
る問題があつた。しかしながら、プレート10を鉄損の小
さな材料を用いた積層板に置き換えると特性カーブＢで
示されるように、電流値が低く抑えられ、プレート10に
よる消費電力の低減に効果があることが認められた。

したがつて、本考案は上述の問題点に鑑みてなされた
ものであり。その目的とするところは、渦電流による損
失をより減少して小さな電流値によりロータの所要の回
転数を得るこのできる、モータのステータ構造を提供す
ることにある。

また、プレート（積層板）の構成部材をステータ基部
と共通化することによりコストダウンを図ることにあ
る。

［問題点を解決するための手段］及び［作用］ 上述の課題を解決し、目的を達成するために、本考案
のモータのステータ構造によれば、モータ本体に対して
回動自在に軸支されるとともに、ラジアル方向に交互に
多極着磁された永久磁石を固定したロータに対して回転
磁界を作用させるモータのステータ構造において、隣り
合うステータ歯の間においてステツプ的に発生する最少
の回転磁界位相を発生させるために、前記ステータ歯を
有する平板状片部材を複数枚重ね合わせて形成される基
部に対してコイルを捲回したステータを、前記永久磁石
に対向して前記モータ本体に固定し、前記平板状片部材
の複数枚数を重ね合わせて積層プレートを形成し、前記
回転磁界位相に対して半位相分ずらすとともに、前記ス
テータから離間して前記モータ本体に固定することで、
前記ロータの回転時に発生する渦電流を減少させること
を特徴としている。

また、前記ロータを前記モータ本体に設けられた流体
軸受により浮上状態で回動自在に軸支するために、前記
永久磁石と前記ステータの間に発生する磁気吸引力によ
るスラスト分力を用いることを特徴としている。

［実施例］ 以下に添付の図面を参照しながら、本考案に係わるモ
ータのステータ構造の好適な実施例を説明する。

第１図は実施例のモータのステータ構造の中心断面図
である。本図において、全体の基部を構成するハウジン
グ100の底面の中心位置からは外周面上に多数の流体溝9
aを設けた軸体９が垂設されており、ロータ２を構成す
るスリーブ2bを図示のように挿入状態で支持している。
このスリーブ2bの内径は軸体９の外形よりも内径が若干
大きく設定される一方、スリーブ2bの上端開口部に適度
な流体透過性を有する燒結体2aが固定されている。

このスリーブ2bの上部にはフランジ部が形成されてお
り、このフランジ部でポリゴンミラー４を位置決め固定
するとともに、スリーブ2bの下部の外周面にはラジアル
方向に交互に多極着磁された環状の磁石６が磁性体より
なる環状のヨーク５を介して固定されている。

そして、この磁石６の外周面を囲うハウジング100の
位置には積層片8aを複数枚重ねたステータ基部８がハウ
ジング100の内周面に対して固定されており、このステ
ータ基部８のコアＣにコイル７を捲くことで回転磁界を
発生するステータ構造を形成している。

一方、積層プレート１は上記のステータ基部８を形成
するのに使用された積層片8aを複数枚重ね合わせて形成
されるものであり、図示のようにスリーブ2bの磁石６の
上端面6aと積層板１の上端面1aとが略同一面になるよう
にして、ハウジング100に設けられるようにしている。

ここで、ステータ８と積層プレート１をハウジング10
0に配設する際の第１図中のl₁，l₂，l₃により規定され
る寸法比がl₁：l₂：l₃＝1:2:5に設定した場合に後述す
る好結果を得た。

次に、第２図は積層プレート１とステータ基部８との
配置関係を表した一部破断立体図であり、説明ためにコ
イル７を除いてあり、積層プレート１とステータ基部８
とを互いに半位相分ずらしてハウジング100（不図示）
に設ける様子を示したものである。本図において積層プ
レート１を形成する積層片8aは少なくとも２枚を重ね合
わせて形成されており、図示のように環状の積層プレー
ト１中心点Ｏを通りコア部Ｃの中心を通過する一点鎖線
で示される２本の中心線で規定される角度θを有してい
る。

一方、ステータ基部８も積層プレート１を形成した積
層片8aを使用して複数枚を重ねて形成されるものである
が、図中の二点鎖線で示される中心点Ｏ′を通りステー
タ基部８の最上部の積層片8aのコア部Ｃの中心を通過す
る２本の中心線で規定されるコア部Ｃは積層プレート１
のコア部Ｃに対して半分の角度θ/2を有する位置になる
ようにハウジング100に固定される。

以上説明の構成になるモータのステータ構造における
動作を次に説明すると、回転磁界がロータ２に作用する
と、軸体９の外周面とスリーブ2bの内周面との間に気体
を積極的に導入して流体膜を形成し軸体９とスリーブ2b
とを非接触状態にするとともに、導入した流体を燒結体
2aを通じて適宜上方に排気するこで流体膜の厚みを一定
に保つてスリーブ2bを支持してロータをスラスト振動を
除去しつつ高速回転できるようにする。

また、第３図は第１図の中心断面図であり、積層プレ
ート１内の渦電流発生の様子を表しており、図示のよう
に積層プレート１内部に渦電流e.c.が発生する結果、第
４図のロータを回転させるに必要な入力電流とロータ回
転数の関係図中の特性カーブＢで示されるように、特性
カーブＣに比して内部の発生渦電流による損失が低減さ
れることから、ロータ２の所要の回転数を得るために小
さい電流値で良くなることが判明した。

以上説明したように、本考案の実施例のモータのステ
ータ構造においては、渦電流の発生を低減して消費電力
を小さくするとともに、共通の積層片を使用してコスト
ダウンを図ることができるモータのステータ構造が提供
される。

尚、以上説明した実施例ではポリゴンミラーの高速回
転用のモータにおいて流体軸受をロータの軸支用に用い
たモータのステータ構造についてのみ説明したが、これ
に限定されることなくロータとステータとからなるモー
タには本考案のモータのステータ構造は全て適用可能で
ある。

［考案の効果］ 以上の説明したように本考案によれば、渦電流による
損失を減少することで、より小さな電流値によるロータ
の所要回転数の駆動ができるとともに、渦電流発生を抑
制するための積層プレートとステータの基部とを構成す
る部品を共通化することにより、コストダウンを図るこ
とができるモータのステータ構造を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図中、１……積層プレート、２……ロータ、2a……燒結
体、2b……スリーブ、４……ポリゴンミラー、５……ヨ
ーク、６……磁石、７……コイル、８……ステータ基
部、8a……積層片、９……軸体、100……ハウジングで
ある。 第１図は実施例のモータのステータ構造の中心断面図、 第２図は積層プレート１とステータ基部８との配置関係
を表した一部破断立体図、 第３図は第１図の中心断面図、 第４図はロータを回転させるに必要な入力電流とロータ
回転数の関係図、 第５図は流体軸受モータのステータ構造の形式の内の本
願出願人の提案になるモータのステータ構造の中心断面
図、 第６図は第５図のＸ−Ｘ′矢視断面図、 第７図は第６図のＹ−Ｙ′矢視断面図である。

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】モータ本体に対して回動自在に軸支される
   とともに、ラジアル方向に交互に多極着磁された永久磁
   石を固定したロータに対して回転磁界を作用させるモー
   タのステータ構造において、 隣り合うステータ歯の間においてステツプ的に発生する
   最少の回転磁界位相を発生させるために、前記ステータ
   歯を有する平板状片部材を複数枚重ね合わせて形成され
   る基部に対してコイルを捲回したステータを、前記永久
   磁石に対向して前記モータ本体に固定し、 前記平板状片部材の複数枚数を重ね合わせて積層プレー
   トを形成し、前記回転磁界位相に対して半位相分ずらす
   とともに、前記ステータから離間して前記モータ本体に
   固定することで、 前記ロータの回転時に発生する渦電流を減少させること
   を特徴とするモータのステータ構造。
2. 【請求項２】前記ロータを前記モータ本体に設けられた
   流体軸受により浮上状態で回動自在に軸支するために、
   前記永久磁石と前記ステータの間に発生する磁気吸引力
   によるスラスト分力を用いることを特徴とする請求項１
   に記載のモータのステータ構造。