JP5239074B2 - Stator structure, motor and disk type recording apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ステータ構造、モータおよびディスク型記録装置に関するものである。 The present invention relates to a stator structure, a motor, and a disk type recording apparatus.
従来、隣接する3枚のティースを120°間隔で3組周方向に配列し、各組のティースの内、中央のティースの歯先幅をその両側に隣接するティースの歯先幅より大きく構成し、中央のティースに形成される磁束量を増大させてトルクを向上させるステータ構造が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, three adjacent teeth are arranged in the circumferential direction of three sets at intervals of 120 °, and among each pair of teeth, the tooth tip width of the center tooth is configured to be larger than the tooth tip width of adjacent teeth on both sides. A stator structure is known that increases the amount of magnetic flux formed in a central tooth to improve torque (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1のステータ構造では、中央のティースに形成された磁束は、コアバックを介してその両側に隣接する2つのティース(以下、外側ティース)に分岐するが、これら2つの外側ティースにはさらにその周方向の外側に隣接する他のティースからの磁束も流れ込むため外側ティースにおける磁束密度が増加して磁気飽和が発生するという不都合がある。外側ティースに磁気飽和が発生すると、中央のティースに形成された磁束が外側ティースに流れにくくなるために、中央のティースにおいても発生する磁束量が制限されて、トルクの向上が抑制されてしまうという不都合がある。
However, in the stator structure of
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、ティースに形成される磁束量が抑制されてしまう不都合の発生を防止して、発生トルクを向上することができるステータ構造、モータおよびディスク型記録装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is possible to prevent the inconvenience that the amount of magnetic flux formed in the teeth is suppressed and to improve the generated torque, the motor and the disk. An object of the present invention is to provide a mold recording apparatus.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、周方向に隣接する複数のティース部と、これらのティース部を周方向に連結するコアバック部とを備え、周方向に複数配列されたセグメントと、隣接するセグメント間を周方向に連結するセグメント間コアバックとを備えるステータコアと、該ステータコアのティース部に巻回されたコイルとを備え、前記セグメントが、周方向に隣接する3つの前記ティース部を備え、各前記セグメント内において、中央の前記ティース部の歯先幅がその両側の前記ティース部の歯先幅より大きく構成され、前記セグメント間コアバックが、前記コアバック部より小さい断面積を有し、隣接する前記セグメント間の磁束の流入を抑制して、前記両側のティース部における磁束飽和の発生を防止するステータ構造を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention comprises a plurality of teeth portions adjacent in the circumferential direction, and a core back portion that connects these teeth portions in the circumferential direction, and a plurality of segments arranged in the circumferential direction and a space between adjacent segments in the circumferential direction. A stator core having an inter-segment core back to be connected, and a coil wound around a tooth portion of the stator core, the segment including three teeth portions adjacent in the circumferential direction, and in each of the segments, The tooth tip width of the center tooth part is configured to be larger than the tooth tip widths of the tooth parts on both sides thereof, and the inter-segment core back has a smaller cross-sectional area than the core back part, and between the adjacent segments. Provided is a stator structure that suppresses inflow of magnetic flux and prevents magnetic flux saturation from occurring at the tooth portions on both sides .
本発明によれば、セグメントを構成する複数のティース部の内、1つのティース部に多くの磁束を形成すると、その磁束はコアバック部を介してその両側のティース部に分岐して流れ、スムーズに磁気回路が形成される。
この場合において、セグメント間を周方向に連結するセグメント間コアバックの断面積が、セグメント内のコアバック部の断面積より小さく構成されているので、セグメントを越えて流入する磁束が制限され、セグメント内の両側のティース部における磁束飽和の発生を防止することができる。
According to the present invention, when a large amount of magnetic flux is formed in one tooth portion among the plurality of tooth portions constituting the segment, the magnetic flux branches and flows to the tooth portions on both sides via the core back portion. A magnetic circuit is formed.
In this case, since the cross-sectional area of the inter-segment core back that connects the segments in the circumferential direction is smaller than the cross-sectional area of the core back portion in the segment, the magnetic flux flowing over the segment is limited, and the segment It is possible to prevent magnetic flux saturation from occurring at the teeth portions on both sides of the inside.
上記発明においては、前記セグメントが周方向に隣接する3つのティース部を備え、各セグメント内において、中央のティース部の歯先幅がその両側のティース部の歯先幅より大きく構成されている。
このようにすることで、中央のティース部の歯先にロータの永久磁石の磁極が対向した場合に、永久磁石から中央のティース部に入る磁束量を増大させることができ、トルクを向上することができる。
また、上記発明においては、前記コアバック部が、前記両側のティース部と同一の鋼板により一体的に形成され、前記セグメント間コアバックが、前記中央のティースと同一の他の鋼鈑により一体的に形成され、前記ステータコアが、これらのコアバック部とセグメント間コアバックとを、前記中央のティース部の先端の曲げ方向が前記両側のティース部の先端の曲げ方向と逆方向となるように、厚さ方向に重ね合わせて形成されていることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記コアバック部が、鋼板を積層した積層鋼板により形成され、前記セグメント間コアバックが、前記積層鋼板の少なくとも1枚の鋼板により形成されることで、前記コアバック部より小さい断面積を有することとしてもよい。
In the above invention, it provided with three teeth, wherein the segments are circumferentially adjacent, in each segment, the tooth tip width of the central tooth portion has been configured larger than the tooth tip width of the teeth of both sides.
By doing in this way, when the magnetic pole of the permanent magnet of a rotor opposes the tooth tip of a center tooth part, the amount of magnetic flux which enters into a center tooth part from a permanent magnet can be increased, and torque is improved. Can do.
Moreover, in the said invention, the said core back part is integrally formed by the same steel plate as the teeth part of the both sides, and the said inter-segment core back is integrated by the other steel plate same as the said center teeth. The stator core is formed of the core back portion and the inter-segment core back, so that the bending direction of the tip of the central teeth portion is opposite to the bending direction of the tips of the teeth portions on both sides, It is good also as overlapping and forming in the thickness direction.
Moreover, in the said invention, the said core back part is formed by the laminated steel plate which laminated | stacked the steel plate, and the said core back part is formed by the at least 1 steel plate of the said laminated steel plate, The said core back part It is good also as having a smaller cross-sectional area.
上記発明においては、周方向に隣接するセグメントが相互に異なる相を構成することとしてもよい。
このようにすることで、隣接するセグメントが独立して別個の相を構成することができ、セグメントを越えた磁束の流れを不要とすることができる。
In the said invention, it is good also as the segment which adjoins the circumferential direction comprises a mutually different phase.
By doing in this way, an adjacent segment can comprise a separate phase independently, and the flow of the magnetic flux beyond a segment can be made unnecessary.
また、上記発明においては、前記セグメント間コアバックの厚さ寸法が、前記コアバック部の厚さ寸法より小さいこととしてもよい。
このようにすることで、セグメント間コアバックとコアバック部の幅寸法を同等とすれば、セグメント間コアバックの断面積をコアバック部の断面積より小さくすることができる。この場合、セグメント間コアバックを構成する鋼板の厚さをコアバック部を構成する鋼板の厚さより薄く形成してもよいし、セグメント間コアバックを構成する積層鋼板の積層数をコアバック部より少なくしてもよい。
Moreover, in the said invention, it is good also as the thickness dimension of the said inter-segment core back being smaller than the thickness dimension of the said core back part.
By doing in this way, if the width dimension of the inter-segment core back and the core back part is made equal, the cross-sectional area of the inter-segment core back can be made smaller than the cross-sectional area of the core back part. In this case, the thickness of the steel plate constituting the inter-segment core back may be formed thinner than the thickness of the steel plate constituting the core back portion, and the number of laminated steel plates constituting the inter-segment core back may be determined from the core back portion. It may be less.
また、上記発明においては、前記セグメント間コアバックの幅寸法が、前記コアバック部の幅寸法より小さいこととしてもよい。
このようにすることで、セグメント間コアバックとコアバック部の厚さ寸法を同等とすれば、セグメント間コアバックの断面積をコアバック部の断面積より小さくすることができる。
In the above invention, the width dimension of the inter-segment core back may be smaller than the width dimension of the core back portion.
By doing in this way, if the thickness dimensions of the inter-segment core back and the core back portion are made equal, the cross-sectional area of the inter-segment core back can be made smaller than the cross-sectional area of the core back portion.
また、本発明は上記いずれかのステータ構造を有するステータと、該ステータの前記ティース部の先端に対し半径方向に微小隙間をあけて対向し、周方向に異なる磁極を交互に配列してリング状に構成された永久磁石を備えるロータとを備えるモータを提供する。
本発明によれば、ステータのセグメントの中央のティース部に発生させる磁束を増大させることで、永久磁石に対する十分な磁気吸引力または磁気反発力を発生させて、ロータを高いトルクで回転させることができる。これにより、コギングの発生や鉄損の増大を防止することができる。
Further, the present invention provides a ring having a stator having any one of the above-described stator structures, and facing the tip of the teeth portion of the stator with a small gap in the radial direction and alternately arranging different magnetic poles in the circumferential direction. And a rotor including a permanent magnet configured as described above.
According to the present invention, by increasing the magnetic flux generated in the central tooth portion of the stator segment, a sufficient magnetic attraction force or magnetic repulsion force for the permanent magnet can be generated to rotate the rotor with a high torque. it can. Thereby, generation | occurrence | production of cogging and an increase in iron loss can be prevented.
また、本発明は、ディスク状の記録媒体と、該記録媒体を回転駆動する上記モータとを備えるディスク型記録装置を提供する。
本発明によれば、薄型のモータによりディスク状の記録媒体を安定して回転させることができ、装置の薄型化と信頼性向上を図ることができる。
The present invention also provides a disk-type recording apparatus comprising a disk-shaped recording medium and the motor that rotationally drives the recording medium.
According to the present invention, the disk-shaped recording medium can be stably rotated by the thin motor, and the apparatus can be thinned and the reliability can be improved.
本発明によれば、ティースに形成される磁束量が抑制されてしまう不都合の発生を防止して、発生トルクを向上することができるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an effect that generation | occurrence | production of the problem which the amount of magnetic flux formed in teeth is suppressed can be prevented, and generated torque can be improved.
本発明の第1の実施形態に係るステータ構造、モータおよびディスク型記憶装置について、図1〜図5を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るステータ構造1は、図1に示されるように、複数のティース部2を備えるステータコア3と該ステータコア3のティース部2に巻回されるコイル4とを備えている。
A stator structure, a motor, and a disk-type storage device according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the
ステータコア3は、周方向に間隔をあけて配置される複数個、例えば、6個のセグメント5と、隣接するセグメント5を連結するセグメント間コアバック6とを備えている。
各セグメント5は、周方向に隣接する3枚のティース部2の半径方向外側の端部を円弧状の連結部7により連結してなるセグメント部材8を、円環状のコアバック部材9の板厚方向に重ね合わせた部分に構成されている。一方、セグメント間コアバック6は、セグメント部材8が重ね合わせられていない部分のコアバック部材9により構成されている。
これにより、ステータコア3は、全体として、半径方向内方に突出する18枚のティース部2を有する円環状に形成されている。
The
Each
Thereby, the
各ティース部2の半径方向内方に配される先端部2aは、図2に示されるように、L字状に折り曲げられている。これにより、各ティース部2は、図3に示されるようにモータ10として構成されたときに、半径方向内方に微小間隙をあけて配置されるリング状の永久磁石13に対して広い面積で対向させられるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
セグメント部材8を構成する3枚のティース部2の内、中央のティース部2は、その両側のティース部2と比較して歯先幅が大きく形成されている。
セグメント部材8は、打ち抜いた電磁鋼板を積層することにより、3枚のティース部2と円弧状の連結部7とが一体的に形成されたものである。セグメント部材8の連結部7とコアバック部材9とは同一の半径方向の幅寸法を有している。
Of the three
The
そして、各セグメント5においてはセグメント部材8の連結部7とコアバック部材9とを厚さ方向に重ねることによりセグメント5のコアバック部20が構成されている。
したがって、各セグメント5におけるコアバック部20とセグメント間コアバック6とは積層数、すなわち厚さ寸法のみを異ならせることにより、セグメント5内のコアバック部20の方が、セグメント間コアバック6よりも大きな断面積を有するようになっている。
In each
Therefore, the
本実施形態に係るモータ10は、図3に示されるように、前記ステータ構造1を有するステータ11と、該ステータ11の半径方向内方に配置されるロータ12とを備えている。
ロータ12は、上述したようにステータ11の各ティース部2の半径方向内方の先端に微小隙間を空けて対向するリング状の永久磁石13と、該永久磁石13を外周に配置したシャフト14とを備えている。永久磁石13は、周方向に交互に異なる磁極を配列している。磁極数は例えば、16個である。
As shown in FIG. 3, the
As described above, the
本実施形態に係るディスク型記録装置15は、図4に示されるように、ディスク状の磁気記録媒体16と、該磁気記録媒体16の表面に近接して揺動させられ、磁気記録媒体16に対して磁気情報を書き込みおよび/または読み出しする磁気ヘッド17と、磁気記録媒体16をシャフト14に固定して中心軸線C回りに回転させる上記モータ10とを備えている。
As shown in FIG. 4, the disk-
このように構成された本実施形態に係るステータ構造1によれば、セグメント5の中央のティース部2の歯先幅が両側のティース部2の歯先幅より大きく形成されているので、図5に示されるように、中央のティース部2の歯先にロータ12の永久磁石13のN磁極が正対したときに、当該セグメント5のコイル4に電流を流すことにより、矢印Aで示されるように磁束が形成される。
According to the
すなわち、セグメント5の中央のティース部2に形成された磁束が、その歯先側およびコアバック部20側においてそれぞれ両側のティース部2に向けて分岐する。したがって、中央のティース部2の磁束は両側のティース部2の磁束のほぼ2倍形成される。中央のティース部2が両側のティース部2より幅広に形成されているので、2倍の磁束が形成されても中央のティース部2において磁束が飽和することはない。
That is, the magnetic flux formed in the
また、隣接するセグメント5を連結するセグメント間コアバック6は、セグメント5内のコアバック部20と比較して断面積が低減されているので、隣接するセグメント5からの磁束の流れ込みが抑制される。したがって、各セグメント5の両側のティース部2における磁束の飽和も発生しない。
Further, since the cross-sectional area of the inter-segment core back 6 connecting the
その結果、セグメント5の中央のティース部2に多くの磁束を形成し、かつ、その磁束が両側のティース部2にスムーズに流れることで、中央のティース部2における磁束の形成が阻害されないので、中央のティース部2に多くの磁束を形成することができる。
As a result, a large amount of magnetic flux is formed in the
また、本実施形態に係るステータ構造1を有するステータ11を備える本実施形態に係るモータ10によれば、中央のティース部2の歯先側に微小間隙をあけて配置される永久磁石13との間に、大きな磁気反発力および/または磁気吸引力を発生させ、ロータ12を高いトルクで回転させることができる。これにより、薄型化を図りながら、ロータ12を高トルクで安定して回転させることができるという利点がある。
Moreover, according to the
さらに、このモータ10を用いたディスク型記録装置15によれば、薄型化を図りながら、ディスク状の磁気記憶媒体16を安定して回転させ、情報の書き込みおよび読み出しの信頼性を向上することができるという利点がある。
Further, according to the disk
なお、本実施形態においては、隣接する3枚のティース部2と円弧状の連結部7とを一体的に打ち抜いたセグメント部材8と円環状のコアバック部材9とを重ね合わせることでステータコア3を構成したが、これに限定されるものではない。
In the present embodiment, the
例えば、図6および図7に示されるように、各セグメント5の中央のティース部2Aを円環状のコアバック部材9と一体的に構成し、中央のティース部2Aに隣接する両側のティース部2Bと円弧状の連結部7とを一体的に打ち抜いたセグメント部材8′を厚さ方向に重ね合わせることにしてもよい。この場合に、図6に示されるように、ティース部2A,2Bの先端の曲げ方向を逆方向に向けることで厚さ寸法の増加を防ぐことができる。
For example, as shown in FIGS. 6 and 7, the
また、図8に示されるように、全てのティース部2を円環状のコアバック部材9と一体的に構成し、セグメント5間に配されるセグメント間コアバック6の半径方向の幅寸法をセグメント5内のコアバック部20より小さく形成することにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 8, all the
また、全てのティース部2,2A,2Bにコイル4を巻いてもよいし、中央のティース部2,2Aのみあるいは両側のティース部2,2Bのみにコイル4を巻いてもよい。より多くのティース2部にコイル4を巻くことにより、1つのティース部2に巻くコイル4の巻数を少なくすることができ、ステータ11の厚さ寸法を抑えることができるという利点がある。
Further, the
また、本実施形態においては、ティース部2,2A,2Bの数を18枚、永久磁石13の磁極数を16としたが、これに代えて、磁極数を20としてもよい。また、ティース部2,2A,2Bの数を27枚とし、磁極数を24または30としてもよい。
Further, in the present embodiment, the number of the
また、本実施形態においては、セグメント5が3つのティース部2を備えることとしたが、これに限定されるものではない。
また、本実施形態においては、セグメント部材8に設けられた3つのティース部2の内、中央のティース部2,2Aの歯先幅をその両側のティース部2の歯先幅より大きく形成したが、全てのティース部2,2A,2Bが同等の歯先幅あるいは同等の断面積を有する構造を採用してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the
Further, in the present embodiment, among the three
1 ステータ構造
2,2A,2B ティース部
3 ステータコア
4 コイル
5 セグメント
6 セグメント間コアバック
10 モータ
11 ステータ
12 ロータ
13 永久磁石
15 ディスク型記録装置
16 記録媒体
20 コアバック部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該ステータコアのティース部に巻回されたコイルとを備え、
前記セグメントが、周方向に隣接する3つの前記ティース部を備え、
各前記セグメント内において、中央の前記ティース部の歯先幅がその両側の前記ティース部の歯先幅より大きく構成され、
前記セグメント間コアバックが、前記コアバック部より小さい断面積を有し、隣接する前記セグメント間の磁束の流入を抑制して、前記両側のティース部における磁束飽和の発生を防止するステータ構造。 A plurality of teeth portions adjacent to each other in the circumferential direction, and a core back portion that connects these teeth portions in the circumferential direction, and a plurality of segments arranged in the circumferential direction and a segment connecting the adjacent segments in the circumferential direction A stator core with a core back;
A coil wound around the teeth portion of the stator core,
The segment includes three teeth portions adjacent in the circumferential direction,
In each of the segments, the tooth tip width of the center tooth portion is configured to be larger than the tooth tip widths of the tooth portions on both sides thereof,
A stator structure in which the inter-segment core back has a smaller cross-sectional area than the core back portion , and suppresses the inflow of magnetic flux between the adjacent segments to prevent magnetic flux saturation from occurring in the tooth portions on both sides .
前記セグメント間コアバックが、前記中央のティースと同一の他の鋼鈑により一体的に形成され、The inter-segment core back is integrally formed by another steel plate that is the same as the central tooth,
前記ステータコアが、これらのコアバック部とセグメント間コアバックとを、前記中央のティース部の先端の曲げ方向が前記両側のティース部の先端の曲げ方向と逆方向となるように、厚さ方向に重ね合わせて形成されている請求項1に記載のステータ構造。The stator core has the core back portion and the inter-segment core back in the thickness direction so that the bending direction of the tip of the central teeth portion is opposite to the bending direction of the tips of the teeth portions on both sides. The stator structure according to claim 1, wherein the stator structure is formed in an overlapping manner.
前記セグメント間コアバックが、前記積層鋼板の少なくとも1枚の鋼板により形成されることで、前記コアバック部より小さい断面積を有する請求項1に記載のステータ構造。The stator structure according to claim 1, wherein the inter-segment core back is formed of at least one steel plate of the laminated steel plates and has a smaller cross-sectional area than the core back portion.
該ステータの前記ティース部の先端に対し半径方向に微小隙間をあけて対向し、周方向に異なる磁極を交互に配列してリング状に構成された永久磁石を備えるロータとを備えるモータ。 A stator having the stator structure according to any one of claims 1 to 6 ,
A motor comprising a rotor provided with a permanent magnet configured in a ring shape by facing a tip of the teeth portion of the stator with a minute gap in the radial direction and alternately arranging different magnetic poles in the circumferential direction.
該記録媒体を回転駆動する請求項7に記載のモータとを備えるディスク型記録装置。 A disk-shaped recording medium;
A disk-type recording apparatus comprising: the motor according to claim 7 that rotationally drives the recording medium.
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