JP4077757B2

JP4077757B2 - Brushless motor

Info

Publication number: JP4077757B2
Application number: JP2003124425A
Authority: JP
Inventors: 孝之山脇; 靖岩城; 克敏鈴木
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2003-04-28
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2023-04-28
Also published as: JP2004328978A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシレスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、音響映像装置やパーソナルコンピュータは、大容量の外部記憶装置が必要不可欠なものとなっている。外部記憶装置には、ディスクを回転駆動するスピンドルモータが組込まれている。スピンドルモータは、ブラシレスモータの一種であり、永久磁石が用いられている。
【０００３】
音響映像装置やパーソナルコンピュータの外部記憶装置の一つとしては、例えば光磁気ディスク装置がある。光磁気ディスク装置のスピンドルモータに関しては特許文献１に記載されたものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−８４２９９号公報
【０００５】
図２は、従来の特許文献１に示されたスピンドルモータの断面図である。
このスピンドルモータは、円形のスピンドルハブ１の中央に回転軸２が取付けられている。回転軸２の一端には、２個のボールベアリング３ａ，３ｂの内輪が嵌められ、回転軸２がこれらのボールベアリング３ａ，３ｂによって支承されている。
【０００６】
スピンドルハブ１は、フレーム４に固定されている。
フレーム４はカップ状をなし、フレーム４の開口端側の内周面に、複数の駆動用マグネット５が接着されている。スピンドルハブ１とフレーム４と駆動マグネット５とは、ロータを構成し、回転軸２と共に回転する。
【０００７】
ボールベアリング３ａ，３ｂの外輪に、ステータの一部を構成するハウジング１０が取付けられている。
ハウジング１０は、円環状の鍔部と、鍔部の内周側の縁端から立設された筒部とで構成され、筒部の内周がボールベアリング３ａ，３ｂの外周に嵌められている。ハウジング１０の筒部の外周面に、ステータコア１１が固定して取付けられている。そのステータコア１１に、ステータコイル１２がインシュレータ１３を介して巻回されている。ステータコア１１の先端が、駆動マグネット５と対向する。
【０００８】
フレーム４上にはクランプマグネット１４が取付けられており、クランプマグネット１４の磁気吸引力により、磁性体からなる装着板１５を吸引し、光磁気ディスク１６をスピンドルハブ１に固定する。
【０００９】
このようなモータでは、ステータコイル１１に給電して発生する磁界と、多極着磁された駆動マグネット５とにより、モータの回転駆動力が発生する。発生した回転駆動力により、ロータが回転し、スピンドルハブ１に装着された光磁気ディスク１６が回転する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
近年、音響映像装置やパーソナルコンピュータの外部記憶装置の小型化に伴い、スピンドルモータも、小型化、薄型化、低消費電力化及び低コスト化が強く要望されている。
【００１１】
従来、小型化、薄型化及び低コスト化の要求に対応するために、スピンドルモータの全高を低くして対応していた。ところが、このような対応策を講じたスピンドルモータは、駆動マグネット５とハウジング１０との間隔が小さくなる傾向になり、その間隔も従来の約1mmから最近では0.2mmと小さくなっている。
【００１２】
駆動マグネット５とハウジング１０との隙間が小さくなると、鉄材からなるハウジング１０へ駆動マグネット５の端面から流れる漏洩磁束の量が無視できなくなり、ハウジング１０によって吸引力が発生してしまう。この吸引力は駆動マグネット５とハウジング１０との距離に反比例するため、その距離が小さくなるほど、大きくなり、モータの負荷が大きくなるという問題がある。とくに、最近ではトルク特性向上のために、駆動マグネット５に磁束密度の大きな希土類磁石を用いる傾向にあり、吸引力も大きくなる。この結果、駆動マグネット５とハウジング１０との間の吸引力が、より強くなり、負荷が大きくなっていた。
【００１３】
また、スピンドルモータの小型化、薄型化によってロータが薄型化、扁平化することによってロータの機械的な剛性が低下しており、駆動マグネット５とハウジング１０間の吸引力によってロータが振動し、これが騒音や面触れの問題となることもあった。
【００１４】
また、小型化、薄型化を実現した上で、さらに低消費電力化を実現しようとすると励磁電流が小さくなる。即ち、負荷が重くなるばかりでなく、励磁電流が低くなる。これらをカバーするためには、起磁力を上げる必要が生ずる。起磁力を上げるためにステータコイル１２の巻数を増やすと、インダクタンス値が増加し、これが電磁的な騒音として問題となる。
【００１５】
本発明は上記の課題を鑑みてなされたもので、本発明の目的は、駆動マグネットの端面からの漏洩磁束による影響を抑制するとともに低インダクタンス化を図り、小型化、薄型化、低消費電力化が達成できるブラシレスモータを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願の発明に係るブラシレスモータは、回転軸と、概ねカップ状をなし、前記回転軸に共軸に取付けられて開口端側の内周面が該回転軸の外周を囲むロータと、円周方向に多極着磁を有するロータマグネットと、磁性体で形成され、前記ロータの開口端に向く一面を持つベースプレートと、前記ベースプレートに連接されたハウジングに固定され、前記回転軸を回転可能に支持する軸受手段とを備え、前記ロータは、前記回転軸に固定されて該回転軸を囲繞する非磁性材からなるハブと、円環状をなし内周側が前記ハブの外周側に固定された非磁性材からなるロータプレートと、該ロータプレートの外周側端部に配置された円筒状の磁性材からなり、当該ロータの前記開口端側をなし、該円筒状の磁性材の内周面側が前記回転軸の外周を囲むバックヨークと、前記バックヨークの前記ロータプレート側に配置されディスクを載置するハブ台と、前記ハブ及び前記ロータプレートの前記開口端に向く面とは反対の面に固定されているクランプマグネットとを有し、前記ハブ台は樹脂にて形成されると共に該樹脂により前記ロータプレート及び前記バックヨークを一体に形成し、前記ロータマグネットは前記バックヨークの内周面に取り付けられ、前記ロータマグネットの前記ベースプレート側端部には、磁性体で形成され、該ロータマグネットから漏洩する磁束が前記ベースプレートに達するのを妨げるリングが取付けられている、ことを特徴とする。
【００１７】
このような構成を採用したことにより、ロータマグネットの端部から漏洩する磁束がベースプレートに流れることを、リングが防ぐ。そのため、ロータの開口端がベースプレートに近くなっても吸引力が発生しない。
【００１８】
なお、前記リングは、金属で形成されていてもよい。
また、前記リングは、酸化物磁性体で形成されていてもよい。
また、前記リングが前記バックヨークにて形成されてもよい。
【００１９】
また、前記バックヨークは円周方向に複数の抜き起こし部を具備し、該抜き起こし部が前記ハブ台の中に配設されてもよい。
【００２０】
その場合、前記クランプマグネットの磁極は、前記ロータマグネットの磁極数と同数とし、前記ロータのバックヨークの抜き起こし部が前記ロータマグネットの磁極と前記クランプマグネットの磁極のニュートラル部分に対応した箇所に配設されていてもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の１実施形態を示すスピンドルモータの断面図である。
このスピンドルモータは、図示しない光磁気ディスク等を回転させるモータであり、回転軸２０と、回転軸２０に固定されたロータ３０と、ステータ４０と、回転軸２０を回転可能にステータ４０に取付ける軸受手段のボールベアリング５１，５２とを備える。
【００２２】
ステータ４０は、例えば鉄材のような磁性材からなる円環状のベースプレート４１と、ベースプレート４１の中心側縁端部に配置され、該ベースプレート４１と連接したハウジング４２とを備えている。ハウジング４２は、非磁性材の例えば黄銅（真鍮）で筒状に形成されている。ハウジング４２の外周面に、鋼板を所要枚数積層したステータコア４３が配設されている。ステータコア４３にコイル４４が巻回されている。
【００２３】
ハウジング４２に内周にボールベアリング５１，５２の外輪が嵌っており、ハウジング４２の内周面とボールベアリング５１，５２の外輪とが固定されている。ボールベアリング５１，５２の内輪に、回転軸２０の一端側が嵌入されている。回転軸２０の外周面には、接着剤を溜めるための溝２１が形成されている。
【００２４】
ロータ３０は、ハブ３１、ロータプレート３２、バックヨーク３３、ハブ台３４、ロータマグネット３５、磁性体リング３６及びクランプマグネット３７で構成されている。
【００２５】
ハブ３１は回転軸２０に固定され、回転軸２０の他端側の外周面を囲繞する。ハブ３１の外周側端部に、円環状のロータプレート３２の内周側が固定されている。ロータプレート３２の外周側端部に、円筒状のバックヨーク３３が固定されている。ハブ３１、ロータプレート３２及びバックヨーク３３は、概ねカップ状をなし、ロータ３０の開口端側となるバックヨーク３３の内周面には、複数の例えば８極に着磁されたロータマグネット３５が取付けられている。ロータマグネット３５のベースプレート４１側の端部に、約0.1mm厚のリングが接着されている。
【００２６】
ロータ３０の開口端に相当するロータプレート３２及びバックヨーク３３の上側に、冠状のハブ台３４が形成されている。また、ハブ３１及びロータプレート３２上側に、例えば８極に着磁されたクランプマグネット３７が取付けられている。
バックヨーク３３のロータプレート３２側の端部には、円周方向に複数の抜き起こし部３３ａが形成されている。抜き起こし部３３ａは、バックヨーク３３とロータプレート３２との間の結合強度を増すためのものであり、ハブ台３４中に入り込んでいる。
【００２７】
ハブ台３４は、光磁気ディスクを載置する部分である。クランプマグネット３７は、光磁気ディスクを抑える図示しない装着板を吸引することにより、光磁気ディスクをクランプするものである。
ハブ３１は、非磁性材、例えば黄銅（真鍮）からなる。ロータプレート３２は、非磁性材の例えばアルミ材からなる。バックヨーク３３は、磁性体の例えば鉄材からなる。ハブ台３４は、合成樹脂で形成され、例えばＰＰＳ，ＰＢＴ等のエンジニアリングプラスチックが好適である。
【００２８】
このようなロータ３０は、以下のようにして形成される。
まず、ロータ３０を形成するための金型の所定位置に、バックヨーク３３となる鉄材と、ロータプレート３２となるアルミ材とをセットする。そして、金型にハブ台３４を形成するための合成樹脂を圧入する。この圧入は、射出成型機を用いる。合成樹脂を圧入した後、金型を冷却する。合成樹脂の圧入と金型の冷却とにより、バックヨーク３３とロータプレート３２とが一体化するとともに、ハブ台３４が形成される。ハブ台３４の樹脂中に抜き起こし部３３ａが配置された状態になる。
【００２９】
その後、バックヨーク３３の内周面にロータマグネット３５を接着剤などの手段により固定し、ロータプレート３２の中央の孔にハブ３１を取付ける。ハブ３１上にクランプマグネット３７を接着剤にて固着する。そしてハブ３１の中央の孔に回転軸２０を挿入して圧入や接着剤などの手段にて固定し、ロータマグネット３５の端面に磁性体リング３６を接着剤にて固着する。
【００３０】
以上のようにしてロータ３０が形成され、回転軸２０に取付けられる。
一方、ステータ４０となるベースプレート４１の中心にハウジング４２を取付け、そのハウジング４２の外周に、ステータコイル４４が巻回されたステータコア４３を取付けておく。さらに、ハウジング４２の中央の孔にボールベアリング５１、５２を装着しておく。
【００３１】
そして、ロータ３０が取付けられた回転軸２０の一端を、ボールベアリング５１，５２の内輪に嵌入し、接着剤にて固着する。接着は底面側、つまりボールベアリング５１側から注入する。接着剤は、回転軸２０の外周面の溝２１に溜められ、回転軸２０とボールベアリング５１，５２が強固に固着される。これにより、スピンドルモータが完成する。
【００３２】
ここで、抜き起こし部３３ａの位置について説明する。
抜き起こし部３３ａは円周方向に多極着磁されたロータマグネット３５及びクランプマグネット３７のニュートラル（Ｎ極とＳ極の境目）の位置となる箇所に配設することが好ましい。この理由は、クランプマグネット３７の下面側に配設されているハブ３１、ロータプレート３２はいずれも非磁性材のため、クランプマグネット３７からの磁界がステータコア４３に影響を与え、クランプマグネット３７のニュートラル（Ｎ極、Ｓ極の境目）での磁束密度の変化によりコギングトルクが発生する。抜き起こし部３３ａをクランプマグネット３７のニュートラル（Ｎ極とＳ極の境目）位置となる箇所に配設することにより、ニュートラル近傍の一部の磁束が抜き起こし部３３ａで閉磁路を形成し、ニュートラル近傍での磁束の変化が穏やかになり、コギングトルクが低減される。
【００３３】
また、ロータマグネット３５のニュートラル（Ｎ極とＳ極の境目）の位置となる箇所に配設することがよい理由も、クランプマグネット３７の場合と同様の理由である。
【００３４】
また、ロータプレート３２は非磁性材から形成され、バックヨーク３３とは別体になっている。ロータプレート３２も磁性体にて形成すると、クランプマグネット３７の磁力を強化でき、ディスクを吸着する力が向上すると共にステータコア４３へのクランプマグネット３７の磁界の影響は抑制できるが、ステータコア４３に巻回されたコイル４４を励磁したとき発生する磁束が、ロータプレート３２にも回り込み、インダクタンス値が増加してしまうことになり、好ましくない。このため、上記実施形態では、クランプマグネット３７の吸着力を向上させるために希土類焼結マグネット（例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系マグネット）を用いている。
【００３５】
次に、ロータマグネット３５の端面に固着した磁性体のリング３６について説明する。
ロータマグネット３５の端面に固着した磁性体リング３６とバックヨーク３３とによって閉磁路を形成することになり、ロータマグネット３５の端面からの漏洩磁束が、ベースプレート４１に流れることが抑制されるため、ロータマグネット３５とベースプレート４１との間に磁気吸引力が発生しない。この磁性体リング３６は金属製でもよいし、酸化物磁性体であるフェライトでもよく、薄膜形成方法にてロータマグネット３５の端面に磁性層を形成してもよい。
【００３６】
以上のように、本実施形態では、リング３６を設けたので、ロータマグネット３５からベースプレート４１に流れる漏洩磁束が抑制される。そのため、ロータ３０の開口端をベースプレート４１に近づけても、ロータ３０の回転特性を阻む吸引力の発生が抑制され、負荷の増加が低減される。
【００３７】
なお、本実施例では、磁性体リング３６として0.1mm厚の金属リングをロータマグネット３５の端面に配設したが、例えば、バックヨーク３３の一方端を内側に曲げてロータマグネット３５の端面に配置し、ロータマグネット３５をカシメや接着にて固定できる。このようにバックヨーク３３の一部がリング３６を兼ねる構成としてもよい。
【００３８】
又は、バックヨーク３３の内側に凹部を形成し、この凹部内にロータマグネット３５を配設することにより、バックヨーク３３の一部がリング３６を兼ねる構成としてもよい。
【００３９】
また本願実施形態ではボールベアリング５１，５２にてロータ３０を支承しているためロータマグネット３５とロータマグネット３５に対向するステータコア４３の磁気中心がずれていても回転軸２０が固定されているため、ロータマグネット３５とステータコア４３間が磁気的に安定になろうとする力が働いてもその影響を抑制できるが、この磁気的に安定になろうとする力は騒音、振動の原因となるため、ロータマグネット３５とステータコア４３間の磁気中心は概略一致させた構成が望ましい。
【００４０】
なお、ロータマグネット３５とベースプレート４１の磁気吸引力は両者の間隔に反比例するため、例えば、ベースプレート４１のロータマグネット３５の端面に対向する部分に凹部を形成してもよいが、ベースプレート４１の板厚の関係からあまり深い凹部を形成できない点とロータマグネット３５の端面部分では閉磁路を形成していないため、ロータマグネット３５の端面からの漏洩磁束の影響を完全には抑制できない。
【００４１】
また、ベースプレート４１のロータマグネット３５の端面に対向する部分を非磁性材で形成した場合、ロータマグネット３５の端面からの漏洩磁束の影響を低減できるが、ロータマグネット３５の端面部分では閉磁路を形成していないため、完全には抑制できず、またベースプレート４１を２体で形成することになり、コストアップになってしまうという問題もある。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ロータマグネットからベースプレートに漏洩する磁束がリングによって妨げられるので、小型化、薄型化、低消費電力化が達成できるブラシレスモータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るスピンドルモータを示す断面図である。
【図２】従来のスピンドルモータを示す断面図である。
【符号の説明】
２０回転軸
３０ロータ
３１ハブ
３２ロータプレート
３３バックヨーク
３４ハブ台
３５ロータマグネット
３６リング
３７クランプマグネット
４０ステータ
４１ベースプレート
４２ハウジング
４３ステータコア
５１，５２ボールベアリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a brushless motor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, large-capacity external storage devices are indispensable for audio-visual devices and personal computers. A spindle motor that rotates the disk is incorporated in the external storage device. The spindle motor is a kind of brushless motor, and a permanent magnet is used.
[0003]
One example of an external storage device for an audiovisual device or a personal computer is a magneto-optical disk device. A spindle motor of a magneto-optical disk device is described in Patent Document 1.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-9-84299 [0005]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the spindle motor disclosed in Patent Document 1.
In this spindle motor, a rotating shaft 2 is attached to the center of a circular spindle hub 1. One end of the rotating shaft 2 is fitted with inner rings of two ball bearings 3a and 3b, and the rotating shaft 2 is supported by these ball bearings 3a and 3b.
[0006]
The spindle hub 1 is fixed to the frame 4.
The frame 4 has a cup shape, and a plurality of driving magnets 5 are bonded to the inner peripheral surface on the opening end side of the frame 4. The spindle hub 1, the frame 4, and the drive magnet 5 constitute a rotor and rotate together with the rotating shaft 2.
[0007]
A housing 10 constituting a part of the stator is attached to the outer rings of the ball bearings 3a and 3b.
The housing 10 includes an annular flange portion and a cylindrical portion standing from an edge on the inner peripheral side of the flange portion, and the inner periphery of the cylindrical portion is fitted to the outer periphery of the ball bearings 3a and 3b. . A stator core 11 is fixedly attached to the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the housing 10. A stator coil 12 is wound around the stator core 11 via an insulator 13. The tip of the stator core 11 faces the drive magnet 5.
[0008]
A clamp magnet 14 is mounted on the frame 4, and the mounting plate 15 made of a magnetic material is attracted by the magnetic attraction force of the clamp magnet 14 to fix the magneto-optical disk 16 to the spindle hub 1.
[0009]
In such a motor, the rotational driving force of the motor is generated by the magnetic field generated by supplying power to the stator coil 11 and the multipolar magnetized drive magnet 5. The rotor is rotated by the generated rotational driving force, and the magneto-optical disk 16 mounted on the spindle hub 1 is rotated.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, along with the miniaturization of external storage devices of audio-visual devices and personal computers, spindle motors are also strongly demanded to be small, thin, low power consumption and low cost.
[0011]
Conventionally, in order to meet the demands for miniaturization, thinning, and cost reduction, the total height of the spindle motor has been lowered. However, in the spindle motor in which such countermeasures are taken, the distance between the drive magnet 5 and the housing 10 tends to be small, and the distance has also decreased from about 1 mm in the past to 0.2 mm recently.
[0012]
When the gap between the drive magnet 5 and the housing 10 becomes small, the amount of leakage magnetic flux flowing from the end surface of the drive magnet 5 to the housing 10 made of iron cannot be ignored, and the housing 10 generates an attractive force. Since this attractive force is inversely proportional to the distance between the drive magnet 5 and the housing 10, there is a problem that the smaller the distance is, the larger the load is on the motor. In particular, recently, there is a tendency to use a rare earth magnet having a high magnetic flux density for the drive magnet 5 in order to improve torque characteristics, and the attractive force is also increased. As a result, the attractive force between the drive magnet 5 and the housing 10 becomes stronger and the load becomes larger.
[0013]
In addition, the mechanical rigidity of the rotor is reduced by making the rotor thinner and thinner as the spindle motor becomes smaller and thinner, and the rotor vibrates due to the attractive force between the drive magnet 5 and the housing 10. There was also a problem of noise and touch.
[0014]
In addition, when the power consumption is further reduced while realizing miniaturization and thinning, the excitation current is reduced. That is, not only the load becomes heavy, but also the excitation current becomes low. In order to cover these, it is necessary to increase the magnetomotive force. When the number of turns of the stator coil 12 is increased in order to increase the magnetomotive force, the inductance value increases, which becomes a problem as electromagnetic noise.
[0015]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the influence of leakage magnetic flux from the end face of the drive magnet and to reduce the inductance, thereby reducing the size, the thickness, and the power consumption. Is to provide a brushless motor that can achieve the above.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a brushless motor according to the invention of the present application is generally cup-shaped with a rotating shaft, and is attached to the rotating shaft coaxially, and the inner peripheral surface on the opening end side is the outer periphery of the rotating shaft. a rotor surrounding a rotor magnet having a multipolar magnetization in a circular circumferential direction, are formed of a magnetic material, a base plate having one surface facing the open end of the rotor, is fixed to the housing which is connected to said base plate, said and a bearing means for rotatably supporting the rotary shaft, the rotor, the outer periphery of a hub made of a non-magnetic material which surrounds the rotation shaft is fixed to the rotary shaft, the circumferential side in an annular shape the hub A rotor plate made of a non-magnetic material fixed to the rotor side, and a cylindrical magnetic material disposed at the outer peripheral side end of the rotor plate, forming the opening end side of the rotor, and the cylindrical magnetic material Inner peripheral surface Opposite surface but the back yoke surrounding an outer periphery of the rotary shaft, a hub base for mounting the disk is arranged on the rotor plate side of the back yoke, the surface facing the open end of said hub and said rotor plate and a clamp magnet is fixed to the hub seat is formed integrally with said rotor plate and said back yoke by Rutotomoni the resin is formed of a resin, wherein the rotor magnet is the inner circumferential surface of the back yoke And a ring that is formed of a magnetic material and prevents magnetic flux leaking from the rotor magnet from reaching the base plate is attached to the end of the rotor magnet on the base plate side .
[0017]
By adopting such a configuration, the ring prevents magnetic flux leaking from the end of the rotor magnet from flowing into the base plate. Therefore, no suction force is generated even when the opening end of the rotor is close to the base plate.
[0018]
The ring may be made of metal.
The ring may be made of an oxide magnetic material.
The front Symbol ring may be formed by the back yoke.
[0019]
In addition, the back yoke may include a plurality of raised portions in the circumferential direction, and the removed portions may be disposed in the hub base.
[0020]
In that case, the number of magnetic poles of the clamp magnet is the same as the number of magnetic poles of the rotor magnet, and the raised part of the back yoke of the rotor is arranged at a position corresponding to the neutral part of the magnetic pole of the rotor magnet and the magnetic pole of the clamp magnet. It may be provided.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view of a spindle motor showing one embodiment of the present invention.
The spindle motor is a motor that rotates a magneto-optical disk (not shown) and the like, and includes a rotary shaft 20, a rotor 30 fixed to the rotary shaft 20, a stator 40, and a bearing that rotatably attaches the rotary shaft 20 to the stator 40. Ball bearings 51, 52 of the means.
[0022]
The stator 40 includes an annular base plate 41 made of a magnetic material such as an iron material, and a housing 42 that is disposed at an edge portion on the center side of the base plate 41 and is connected to the base plate 41. The housing 42 is formed in a cylindrical shape from a nonmagnetic material such as brass. A stator core 43 in which a required number of steel plates are laminated is disposed on the outer peripheral surface of the housing 42. A coil 44 is wound around the stator core 43.
[0023]
Outer rings of ball bearings 51 and 52 are fitted on the inner periphery of the housing 42, and the inner peripheral surface of the housing 42 and the outer rings of the ball bearings 51 and 52 are fixed. One end of the rotating shaft 20 is fitted into the inner rings of the ball bearings 51 and 52. On the outer peripheral surface of the rotating shaft 20, a groove 21 for storing an adhesive is formed.
[0024]
The rotor 30 includes a hub 31, a rotor plate 32, a back yoke 33, a hub base 34, a rotor magnet 35, a magnetic ring 36, and a clamp magnet 37.
[0025]
The hub 31 is fixed to the rotating shaft 20 and surrounds the outer peripheral surface on the other end side of the rotating shaft 20. The inner peripheral side of the annular rotor plate 32 is fixed to the outer peripheral side end portion of the hub 31. A cylindrical back yoke 33 is fixed to the outer peripheral side end of the rotor plate 32. The hub 31, the rotor plate 32, and the back yoke 33 are generally cup-shaped, and a plurality of rotor magnets 35, for example, eight poles, are magnetized on the inner peripheral surface of the back yoke 33 on the opening end side of the rotor 30. Installed. A ring having a thickness of about 0.1 mm is bonded to the end of the rotor magnet 35 on the base plate 41 side.
[0026]
A crown-shaped hub base 34 is formed above the rotor plate 32 and the back yoke 33 corresponding to the opening end of the rotor 30. Further, a clamp magnet 37 that is magnetized to, for example, eight poles is attached to the upper side of the hub 31 and the rotor plate 32.
At the end of the back yoke 33 on the rotor plate 32 side, a plurality of raised portions 33a are formed in the circumferential direction. The pulling and raising portion 33 a is for increasing the coupling strength between the back yoke 33 and the rotor plate 32, and enters the hub base 34.
[0027]
The hub base 34 is a part on which the magneto-optical disk is placed. The clamp magnet 37 clamps the magneto-optical disk by attracting a mounting plate (not shown) that holds the magneto-optical disk.
The hub 31 is made of a nonmagnetic material such as brass (brass). The rotor plate 32 is made of a nonmagnetic material such as an aluminum material. The back yoke 33 is made of a magnetic material such as iron. The hub base 34 is formed of a synthetic resin, and engineering plastics such as PPS and PBT are preferable.
[0028]
Such a rotor 30 is formed as follows.
First, an iron material to be the back yoke 33 and an aluminum material to be the rotor plate 32 are set at predetermined positions of a mold for forming the rotor 30. Then, a synthetic resin for forming the hub base 34 is press-fitted into the mold. This press-fitting uses an injection molding machine. After press-fitting the synthetic resin, the mold is cooled. The back yoke 33 and the rotor plate 32 are integrated and the hub base 34 is formed by press-fitting the synthetic resin and cooling the mold. The pulled-out and raised portion 33a is placed in the resin of the hub base 34.
[0029]
Thereafter, the rotor magnet 35 is fixed to the inner peripheral surface of the back yoke 33 by means such as an adhesive, and the hub 31 is attached to the central hole of the rotor plate 32. A clamp magnet 37 is fixed on the hub 31 with an adhesive. Then, the rotary shaft 20 is inserted into the center hole of the hub 31 and fixed by means such as press fitting or adhesive, and the magnetic ring 36 is fixed to the end face of the rotor magnet 35 with adhesive.
[0030]
The rotor 30 is formed as described above and attached to the rotating shaft 20.
On the other hand, a housing 42 is attached to the center of a base plate 41 that becomes the stator 40, and a stator core 43 around which a stator coil 44 is wound is attached to the outer periphery of the housing 42. Further, ball bearings 51 and 52 are mounted in the central hole of the housing 42.
[0031]
Then, one end of the rotating shaft 20 to which the rotor 30 is attached is fitted into the inner rings of the ball bearings 51 and 52 and fixed with an adhesive. Adhesion is injected from the bottom surface side, that is, from the ball bearing 51 side. The adhesive is stored in the groove 21 on the outer peripheral surface of the rotary shaft 20, and the rotary shaft 20 and the ball bearings 51 and 52 are firmly fixed. Thereby, the spindle motor is completed.
[0032]
Here, the position of the pulling and raising part 33a will be described.
The extraction and raising portion 33a is preferably disposed at a position where the rotor magnet 35 and the clamp magnet 37 that are multipolarly magnetized in the circumferential direction are located at the neutral position (between the N pole and the S pole). This is because the hub 31 and the rotor plate 32 disposed on the lower surface side of the clamp magnet 37 are both non-magnetic materials, so that the magnetic field from the clamp magnet 37 affects the stator core 43, and the neutral of the clamp magnet 37. A cogging torque is generated by a change in magnetic flux density at the boundary between the N pole and the S pole. By disposing the raising / lowering portion 33a at a position (neutral between the north and south poles) of the clamp magnet 37, a part of the magnetic flux in the vicinity of the neutral forms a closed magnetic path at the raising / lowering portion 33a. The change in magnetic flux in the vicinity becomes gentle, and the cogging torque is reduced.
[0033]
The reason why the rotor magnet 35 is preferably disposed at the neutral position (between the N pole and the S pole) is the same reason as that for the clamp magnet 37.
[0034]
The rotor plate 32 is made of a nonmagnetic material and is separate from the back yoke 33. If the rotor plate 32 is also formed of a magnetic material, the magnetic force of the clamp magnet 37 can be strengthened, the force for attracting the disk can be improved, and the influence of the magnetic field of the clamp magnet 37 on the stator core 43 can be suppressed. The magnetic flux generated when the generated coil 44 is excited turns around the rotor plate 32 and the inductance value increases, which is not preferable. For this reason, in the said embodiment, in order to improve the attractive_force | adsorptive_power of the clamp magnet 37, a rare earth sintered magnet (for example, Nd-Fe-B type magnet) is used.
[0035]
Next, the magnetic ring 36 fixed to the end face of the rotor magnet 35 will be described.
Since the magnetic ring 36 fixed to the end surface of the rotor magnet 35 and the back yoke 33 form a closed magnetic path, the leakage magnetic flux from the end surface of the rotor magnet 35 is suppressed from flowing to the base plate 41. No magnetic attractive force is generated between the magnet 35 and the base plate 41. The magnetic ring 36 may be made of metal or ferrite which is an oxide magnetic body, and a magnetic layer may be formed on the end face of the rotor magnet 35 by a thin film forming method.
[0036]
As described above, in the present embodiment, since the ring 36 is provided, the leakage magnetic flux flowing from the rotor magnet 35 to the base plate 41 is suppressed. Therefore, even if the opening end of the rotor 30 is brought close to the base plate 41, the generation of suction force that hinders the rotational characteristics of the rotor 30 is suppressed, and the increase in load is reduced.
[0037]
In the present embodiment, a metal ring having a thickness of 0.1 mm is disposed on the end surface of the rotor magnet 35 as the magnetic ring 36. For example, one end of the back yoke 33 is bent inward and disposed on the end surface of the rotor magnet 35. The rotor magnet 35 can be fixed by caulking or bonding. In this manner, a part of the back yoke 33 may also serve as the ring 36.
[0038]
Alternatively, a recess may be formed inside the back yoke 33, and the rotor magnet 35 may be disposed in the recess so that a part of the back yoke 33 also serves as the ring 36.
[0039]
Further, in the present embodiment, since the rotor 30 is supported by the ball bearings 51 and 52, the rotating shaft 20 is fixed even if the magnetic center of the stator core 43 facing the rotor magnet 35 and the rotor magnet 35 is deviated. Even if a force that tries to become magnetically stable acts between the rotor magnet 35 and the stator core 43, the influence can be suppressed. However, since this force that makes the magnetically stable causes noise and vibration, the rotor magnet It is desirable that the magnetic centers between the magnetic core 35 and the stator core 43 are substantially matched.
[0040]
Since the magnetic attractive force between the rotor magnet 35 and the base plate 41 is inversely proportional to the distance between the two, for example, a recess may be formed in a portion of the base plate 41 facing the end surface of the rotor magnet 35. Because of this relationship, a closed magnetic path is not formed at the end face portion of the rotor magnet 35 and the point where the deep recess cannot be formed, and thus the influence of the leakage magnetic flux from the end face of the rotor magnet 35 cannot be completely suppressed.
[0041]
Further, when the portion of the base plate 41 facing the end surface of the rotor magnet 35 is formed of a nonmagnetic material, the influence of leakage magnetic flux from the end surface of the rotor magnet 35 can be reduced, but a closed magnetic circuit is formed at the end surface portion of the rotor magnet 35. Therefore, it cannot be completely suppressed, and the two base plates 41 are formed, resulting in an increase in cost.
[0042]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, since the magnetic flux leaking from the rotor magnet to the base plate is hindered by the ring, it is possible to provide a brushless motor that can achieve miniaturization, thinning, and low power consumption.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a spindle motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional spindle motor.
[Explanation of symbols]
20 Rotating shaft 30 Rotor 31 Hub 32 Rotor plate 33 Back yoke 34 Hub base 35 Rotor magnet 36 Ring 37 Clamp magnet 40 Stator 41 Base plate 42 Housing 43 Stator core 51, 52 Ball bearing

Claims

A rotation axis;
A generally cup-shaped, attached to the rotating shaft coaxially, and an inner peripheral surface on the opening end side surrounding the outer periphery of the rotating shaft;
And the rotor magnet with multiple poles in a circular circumferential direction,
A base plate formed of a magnetic material and having a surface facing the open end of the rotor;
Bearing means fixed to a housing connected to the base plate and rotatably supporting the rotating shaft ;
The rotor is a hub made of a nonmagnetic material fixed to the rotating shaft and surrounds the rotating shaft, a rotor plate made of a nonmagnetic material having an annular shape and an inner peripheral side fixed to the outer peripheral side of the hub, A back yoke made of a cylindrical magnetic material disposed at the outer peripheral end of the rotor plate, forming the opening end of the rotor, and the inner peripheral surface of the cylindrical magnetic material surrounding the outer periphery of the rotating shaft A hub base disposed on the rotor plate side of the back yoke for placing a disk, and a clamp magnet fixed to a surface opposite to the surface of the hub and the rotor plate facing the opening end. And
The hub seat is formed integrally with said rotor plate and said back yoke by Rutotomoni the resin is formed of a resin,
The rotor magnet is attached to the inner peripheral surface of the back yoke, and a ring is formed on the base plate side end of the rotor magnet to prevent magnetic flux leaking from the rotor magnet from reaching the base plate. Installed,
A brushless motor characterized by that.

The brushless motor according to claim 1, wherein the ring is made of metal.

The brushless motor according to claim 1, wherein the ring is made of an oxide magnetic material.

The brushless motor according to claim 1, wherein the ring is formed by the back yoke .

The said back yoke is provided with the some raising / lowering part in the circumferential direction, This extraction raising part is arrange | positioned in the said hub stand, The any one of Claim 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. Brushless motor.

The number of magnetic poles of the clamp magnet is the same as the number of magnetic poles of the rotor magnet, and the raised part of the back yoke of the rotor is disposed at a position corresponding to the neutral part of the magnetic pole of the rotor magnet and the magnetic pole of the clamp magnet. The brushless motor according to claim 5 , wherein: