JP2629212B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

ブラシレスモータ

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JP2629212B2
JP2629212B2 JP62286025A JP28602587A JP2629212B2 JP 2629212 B2 JP2629212 B2 JP 2629212B2 JP 62286025 A JP62286025 A JP 62286025A JP 28602587 A JP28602587 A JP 28602587A JP 2629212 B2 JP2629212 B2 JP 2629212B2
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昭英 松尾
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秀志 福谷
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明の磁気記録ディスク装置の駆動に用いられるブ
ラシレスモータに関するものである。
従来の技術 近年、磁気記録ディスク装置は小型化が要求されてき
ており、その為、各部分も決められた寸法内に収納され
ている。しかしその反面、磁気記録ディスク装置を制御
する回路基板上にある回路部品等の放熱空間が狭くな
り、部品に対する冷却作用がますます低下している。そ
の為、例えばロータフレーム外面に凹凸部を設けて風を
発生するスピンドルモータが利用されるようになってき
た。
以下に従来のブラシレスモータについて説明する。
第7図は従来のブラシレスモータを示すものである。
第7図において、1はシャフトである。2はシャフト1
の一端に固定されるハブである。3はブラケット、4は
ブラケット3にある円周上に数箇所設けられる取付用
穴、5はブラケット3の取付基準面である。6は上ベア
リングで、ブラケット3の片側溝に固定されてシャフト
1を支持する。7は下ベアリングで、ブラケット3の他
方側溝に固定されてシャフト1を支持する。8は予圧バ
ネで、上ベアリング6と下ベアリング7に予圧を加えて
いる。9は磁性流体シールで、上ベアリング上に固定さ
れる。10は磁性流体で、上ベアリング6のグリスの飛散
防止用であり、磁性流体シール9の磁気作用により磁性
流体シール9とシャフト1との間を埋める。11はシール
ド板で、ブラケット3に固着され、12はフレキシブルプ
リント基板で、シールド板11の上に装着される。13はホ
ール素子で、フレキシブルプリント基板12上に固定され
る。14は積層ステータコアで、ブラケット3に固定され
る。15は巻線で、積層ステータコア14に巻回されてい
る。16はロータフレームで、第8図の斜視図に示すよう
に風を発生させる凸部16aが外周面の一部に設けられて
おり、シャフト1に固定されている。17はロータマグネ
ットで、ロータフレーム16の内部に固着されている。20
はホールIC、21はホールICに出力を出させる為のインデ
ックスマグネットで、ロータフレーム16の穴に埋設され
ている。18はアース用のボールで、シャフト1の片端に
圧入固定されている。40はクリーンスペース部分で、50
は通常なるスペースである。スペース50には磁気ディス
ク装置を動かす為の制御回路を配備し、冷却を要するの
が一般的である。
以上のように構成されたブラシレスモータについて、
以下その動作について説明する。
まず、巻線15にスイッチング電流を与えると位置検出
ホール素子(以後ホール素子と称す)13が回転位置に応
じた電圧を誘起し、駆動回路によって順次巻線15に電流
を供給する。この巻線15に流れる電流とN,S極に着磁さ
れたロータマグネット17の作用によってロータフレーム
16がシャフト1を中心に回転運動を起こす。そして、こ
の回転によりシャフト1に固定されたハブ2も同時に回
転する。また、ホールIC20がロータフレーム16に配設さ
れているインデックスマグネット21により磁気を受けて
出力を発生する。そして前記回転により、ロータフレー
ム16の側面にある凸部16aがブラケット3の取付基準面
5より下部方向の通常なるスペース50に風を発生し電子
部品を冷却する作用を発生する。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら前記の従来の構成では、ロータフレーム
側面の凸部16aとセンサに信号を出力させる為の部分
(マグネット)が別々に設けられている為、工数を要す
るという問題点を有していた。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、センサ
ーに信号を出力させる為の凹凸部と風を発生させる為の
凹凸部を共用させるとともに、工数の低減も実現できる
ブラシレスモータを提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のブラシレスモータ
はシャフトと、このシャフトを支承するベアリングと、
このベアリングを固定するブラケットと、このブラケッ
トの外側面方向に突出した取り付け部に固定される磁束
変化検出型インデックスセンサーと、前記シャフトの他
端に固定されるロータフレームとを備え、前記取り付け
部の下方に前記ロータフレームの外周側面上に両端また
がって全面に凹凸部を設け、この凹凸部の一部に対向し
て前記磁束変化検出型インデックスセンサーを配設し
て、前記ロータフレームの凹凸部の回転により前記ブラ
ケットの取り付け基準面の下方に風を送る構成としたも
のである。
作用 この構成によってインデックスセンサーに信号を出力
させる為の凹凸部とブラケット取付基準面下方に風を発
生させる為の凹凸部を共用できるとともに工数の低減を
実現することができる。
実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。
第1図は本発明の一実施例におけるブラシレスモータ
の構成を示すものである。第1図において、1はシャフ
ト、2はハブである。3はブラケット、3Aはハブ2と凹
凸部16Aとの間を通過するようにブラケット3の外側面
方向へ突出した取付部、4はブラケット3にある円周上
に数箇所設けられる取付用穴、5はブラケット3の取付
基準面である。6は上ベアリングで、7は下ベアリング
である。8は予圧バネである。9は磁性流体シール、10
は磁性流体である。11はシールド板、12はフレキシブル
プリント基板、13はホール素子である。14は積層ステー
タコアで、15は巻線である。17はロータマグネットであ
る。18はアースボールである。40はクリーンスペース部
分、50は通常なるスペースである。以上は従来例の構成
と同じである。16はロータフレームで、第2図に示すよ
うに側面に凹凸部16Aが取り付け部3Aの下方(取り付け
部3Aの上面より下方)に設けてあり、凹部間の角度は、
θとθからなっている。(図の例はn=15のときの
実施例である。)そして、ロータフレーム16はシャフト
1の片側に固定されている。19はインデックスセンサー
で、その内部構造を第5図に、全体斜視図を第6図に示
す。32は強磁性体でできている円筒状の磁芯で、一方の
端に単極磁化された磁石33が接着剤によって固着されて
おり、前記磁芯32の周囲に図のごとくポリウレタン銅線
31が巻回されてその巻き初めと巻き終わりの出力端子34
をケース35によって保護している。この構成において、
前記ロータフレーム16が高速回転、例えば毎分3600回転
で回転した場合、前記磁芯32には磁束の変化が生じ、前
記ポリウレタン銅線31に誘起電圧の変化が発生し、この
誘起電圧を前記出力端子34より得ることができるインデ
ックスセンサーである。さらに、全体を保護する前記ケ
ース35はプラスチックにより容易に製作できるので第6
図のごとくモータブラケット3にビス締めできるように
穴36を設け、さらにその先端に突起37を設けている。こ
の突起37を回転軸として前記ブラケット3に設けた穴に
さし込み、移動させ、前記ロータフレーム16の外周とイ
ンデックスセンサー19とのギャップを前記穴36によって
容易にネジ締めし、決定する事が出来る様に構成されて
いる。本実施例ではインデックスセンサーの前記磁芯32
と前記ロータフレーム16の外周とのギャップは0.1〜0.1
5mmに設定することが出来た。
次に組み立て手順を説明する。まず、第1図のシール
ド板11にフレキシブルプリント基板12を接着し、その後
フレキシブルプリント基板12の上にホール素子13を半田
付けする。そして、前記フレキシブルプリント基板12と
前記ホール素子を固定したシールド板11をブラケット3
に接着する。次にインデックスセンサー19をブラケット
3にネジ止め接着する。次に積層ステータコア14に巻線
15を巻きつけてこれをブラケット3に装着する。次に上
ベアリング6ブラケット3に接着し、その上に磁性流体
シール9を固定接着する。その後シャフト1を磁性流体
シール9と上ベアリング6の中に挿入し、上ベアリング
6に接着する。次に予圧バネ8をブラケット3の他方側
の溝へシャフト1に通しながら挿入し、次に下ベアリン
グ7をシャフト1に挿入する。そして、ロータマグネッ
ト17をロータフレーム16に接着固定し、これをシャフト
1の片端に圧入接着する。次に磁性流体10をシャフト1
と磁性流体シール9との間に注入する。その次にハブ2
をシャフト1の他方の片端に圧入接着する。
以上のように構成し組み立てされたブラシレスモータ
について、以下その動作を説明する。
まず、巻線15にスイッチング電流を与えるとホール素
子13が回転位置に応じた電圧を誘起し、駆動回路によっ
て順次巻線15に電流を供給する。この巻線15に流れる電
流とN,S極に着磁されたロータマグネット17の作用によ
ってロータフレーム16がシャフト1を中心に回転運動す
る。また、この回転とともに前記ロータフレーム16に固
定しているとシャフト1とこのシャフト1に固定してい
るハブ2も回転する。そして前記ロータフレーム16の回
転により、インデックスセンサー19に出力を発生する。
この動作を第5図に示す。ロータフレームが矢印方向に
回転するとインデックスセンサー19が磁性材でできたロ
ータフレーム16の凹凸部16Aの変化により第5図の巻線
端子34より信号を出力する。ロータフレーム〜E部付近
でe′のそれぞれの出力を発生する(この出力は、巻線
端子34の接続により反転する。)。かつこれとともにロ
ータフレーム16の前記凹凸部16Aの変化によって第1図
のブラケット3の取付基準面5の下方に風を発生させ
る。
以上のように本実施例によれば、ブラシレスモータの
ロータフレーム外周側面上に凹凸部16Aを設けてその凹
凸形状のみでインデックスセンサー19に出力を与え、か
つブラケット3の取付基準面5の下部方向に風を発生さ
せるという2つの効果が同時に得られるとともに、セン
サーに出力を与える機能とロータフレーム近くにある磁
気ディスク装置制御用回路を冷却するという2つの機能
を持つ事になり、極めて便利なモータを提供することが
出来る。
又、本実施例を示す第1図においてブラケット3の取
付基準面5によって磁気ディスク装置はクリーンスペー
ス40と通常なるスペース50に分離されている為、取付基
準面5の平面度は本モータの場合重要な要素である。本
実施例では、インデックスセンサー19をブラケット3内
に埋設し、取付基準面5に於いてインデックスセンサー
19のような出っぱりを無くすことにより、装置の取付部
をほぼ単純な円形(図示していないがモータコイルとホ
ール素子に電流を通電する為のリード線引出口を除い
て)にすることが出来る。次に前記インデックスセンサ
ー19の取付位置について説明する。第3図は第1図を上
面よりみた図であり、第3図において磁気ディスクに情
報を書き込み、読み出す磁気ヘッドは図中O〜P点上を
動く、高さ方向は第1図に示すごとく磁気ディスクを受
けるハブの最下段の位置であり、モータから発生する漏
洩磁束を測定するに最も大きな値が示されるのはP点に
なる。従ってP点の漏洩磁束を最も最小とするべく、磁
石を内蔵している磁束変化検出型インデックスセンサー
19の位置を測定してみるとP点の180゜反対側がもっと
も少ない。その側定データを第4図に図示する。この図
から明らかなようにP点より45゜以上はなれたブラケッ
ト部に取りつけるほとんどインデックスセンサー19の磁
石33に影響されないことが明らかである。本実施例にお
いては、その位置を約170゜の位置に配置してある。
発明の効果 以上のように本発明は、ブラケットに固定しているイ
ンデックスセンサーに対してロータフレーム外周側面上
に両端またがって全面に凹凸部を設け、このロータフレ
ームの回転によって前記インデックスセンサーに出力を
発生させ、かつ前記ロータフレームの凹凸部が回転する
ことにより、前記ブラケットの取付基準面の下方に風を
送ることができ、さらに前記凹凸部は前記ロータフレー
ム外周面側面上に同一幅で凹部を形成し、この同一幅の
凹部は前記ロータフレームの軸穴を中心に等分割に任意
の数を備えることで任意の一定間隔の出力を発生させ2
つの機能を備えつつも、小スペース化を実現できるとい
う効果を得ることができる優れたブラシレスモータを実
現できるものである。
又、インデックスセンサーをクリーンなスペースと通
常なるスペース間を空気の微小なる流れも遮断するモー
タブラケットに内蔵し、しかもセットへの取付基準面よ
りとび出る事なく、さらに磁気ヘッドに影響を与える事
のない角度位置(45゜以上)に埋設することにより、磁
気ディスク装置特有のクリーンなスペースを容易に確保
でき、磁気ヘッドに悪影響を与えないモータを提供する
ことが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のモータの構造断面図、第2図は同モー
タのロータフレーム組立の斜視図、第3図は同モータの
上面図、第4図はインデックスセンサーの位置と漏洩磁
束の測定データを示す図、第5図は本実施例におけるブ
ラシレスモータのロータフレーム凹凸部とインデックス
センサー出力波形の説明図で、(a)はインデックスセ
ンサーの構造図、(b)は出力波形図、(c)はロータ
フレーム凹部の図である。第6図はインデックスセンサ
ーの全体斜視図、第7図は従来のモータの構造断面図、
第8図は従来モータのロータ組立の斜視図である。 1……シャフト、2……ハブ、3,……ブラケット、4…
…取付用穴、5……取付基準面、15……巻線、16,……
ロータフレーム、16A……凹凸部、19……インデックス
センサー、40……クリーンスペース、50……通常のスペ
ース。
フロントページの続き (72)発明者 庄山 利郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−136312(JP,A) 特開 昭62−155760(JP,A) 特開 昭61−269640(JP,A) 実開 昭55−148385(JP,U) 実開 昭54−66107(JP,U) 実開 昭57−74681(JP,U)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シャフトと、このシャフトを支承するベア
    リングと、このベアリングを固定するブラケットと、こ
    のブラケットの外側面方向に突出した取り付け部に固定
    される磁束変化検出型インデックスセンサーと、前記シ
    ャフトの他端に固定されるロータフレームとを備え、前
    記取り付け部の下方に前記ロータフレームの外周側面上
    に両端またがって全面に凹凸部を設け、この凹凸部の一
    部に対向して前記磁束変化検出型インデックスセンサー
    を配設して、前記ロータフレームの凹凸部の回転により
    前記ブラケットの取り付け基準面の下方に風を送る構成
    としたブラシレスモータ。
  2. 【請求項2】凹凸部はロータフレーム外周側面上に同一
    幅で凹部を形成し、この同一幅の凹部は前記ロータフレ
    ームの軸穴を中心に等分割に任意の数を備えた特許請求
    の範囲第1項記載のブラシレスモータ。
  3. 【請求項3】ロータフレームは磁性体焼結合金により構
    成した特許請求の範囲第1項記載のブラシレスモータ。
  4. 【請求項4】磁束変化検出型インデックスセンサーは、
    磁性体による磁芯と、磁芯に巻回された巻線と、磁芯に
    固着された磁石と、これらを保護するケースとよりなる
    特許請求の範囲第1項記載のブラシレスモータ。
  5. 【請求項5】磁束変化検出型インデックスセンサーの保
    護ケースは、プラスチック成形品により構成され、ブラ
    ケットへ取り付ける嵌着用の突起とビス締め用の穴を有
    する特許請求の範囲第4項記載のブラシレスモータ。
  6. 【請求項6】ブラケットが磁気ディスク装置への取り付
    け基準面より内側に位置し、前記磁束変化検出型インデ
    ックスセンサーは、シャフトを中心とし磁気ディスク装
    置の磁気ヘッドに対して45゜以上の角度位置に配設した
    請求項1記載のブラシレスモータ。
  7. 【請求項7】シャフトと、このシャフトを支承するベア
    リングと、このベアリングを固定するブラケットと、こ
    のブラケットに固定される磁束変化検出型インデックス
    センサーと、前記シャフトの他端に固定されるロータフ
    レームとを備え、前記ロータフレームの外周側面上に両
    端にまたがって全面に凹凸部を設け、この凹凸部はロー
    タフレーム外周側面上に同一幅で凹部を形成し、軸穴を
    中心としたn個の前記凹部間の角度がθとθからな
    り、θ=360゜−(n−1)×θ(n=2以上の整
    数)の関係が成立し、前記凹凸部の一部に対向して前記
    磁束変化検出型インデックスセンサーを配設して、前記
    ロータフレームの凹凸部の回転により前記ブラケットの
    取り付け基準面下方に風を送る構成としたブラシレスモ
    ータ。
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