JP5773713B2 - ブラシレスモータ - Google Patents
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Description
このブラシレスモータは、一対の軸受104を介してハウジング部材102により回転軸103が回転自在に支承され、この回転軸103にロータヨーク106が固定されている。また、ハウジング部材102のフランジ部102aの上面に回路基板109が固定され、ハウジング部材102の一部にはステータヨーク110が固定され、このステータヨーク110に駆動用コイル111が巻線されている。ロータヨーク106は、円盤状の端壁106aと円筒状の側壁106bとからなり、側壁106bの内側に複数のロータマグネット107を周方向に固着してロータを構成している。
そして、ロータヨーク106の側壁106bの開放端部に非磁性材料からなるリング108を固着し、端壁106aとリング108にマイナスのバランスウェイトとして作用するバランス穴112、113を穿設している。
このディスク装置は、スピンドルモータのシャフトに取付けて回転駆動されるものであり、ディスクを保持するハブ201の鍔部202の下端面に溝203を形成し、この溝203にC字状のバランスウェイト204を収容し、さらにバランスウェイト204の一部に補助ウェイト205を取り付けている。
また、図12のようなバランス修正方法では、C字状のバランスウェイト204を縮径した状態で溝203内に導入し、その弾性によって溝203の外周壁面に押し付けて固定しているため、衝撃等によってバランスウェイト204が外れてしまう危険性がある。また、バランス修正専用のバランスウェイトを用意する必要があり、部品コストが増大する問題がある。
前記ロータを回転自在に支持するステータと、
を備えるブラシレスモータにおいて、
前記上部壁の内面と前記マグネットの上面に密着し、所定のアンバランス量を有し、前記ロータのアンバランス量の少なくとも一部をキャンセルするために軸周りの位置が調整されたバランスウェイト部材が配され、
前記マグネットは、前記バランスウェイト部材によって軸方向の位置が規制され、前記ステータに対する軸方向の相対的な位置決めがなされていることを特徴としているものである。
本発明の請求項3は、請求項1のブラシレスモータにおいて、前記バランスウェイト部材が、中心角が180°未満の円弧状を呈する複数の部材からなることを特徴としているものである。
本発明の請求項4は、請求項1のブラシレスモータにおいて、前記バランスウェイト部材が、円弧状を呈する第1部材と、前記第1部材の内側に配された円弧状を呈する第2部材からなることを特徴としているものである。
また、本発明のブラシレスモータでは、バランスウェイト部材はロータケースの上部壁とマグネットの間に保持されるため、バランスウェイト部材が容易に外れてしまうこともない。
図1は本発明の第1の実施形態例に係るブラシレスモータ1Aの断面図である。
本例のブラシレスモータ1Aは、外転型のロータ10と、このロータ10を支持するステータ20を備える。
また、ロータケース11の上部壁11aの内面とマグネット13の上面の間に、円弧状を呈するバランスウェイト部材14が配されている。
ステータ20は、軸12を回転自在に支承する一対の軸受21a,21bと、この軸受を固定する有底円筒状の軸受ホルダ22と、マグネット13に対向配置され巻線24を有するステータコア23と、軸受ホルダ22を固定するステータベース25を備えている。
また、ステータベース25上には、図示しないホール素子や駆動回路を配置した基板26が設けられている。
以上の構成を有する本例のブラシレスモータ1Aは、駆動回路から巻線24に通電することにより、ステータ20に対してロータ10を回転させることができる。
バランスウェイト部材14は、ロータケース11の側壁11bの内径寸法にほぼ等しい外径寸法を有するリングの一部を切り欠いた円弧状を呈する部材であり、周方向の断面形状は図1に示すような円形に限らず、楕円や矩形等であってもよい。
次に、バランスウェイト部材14をロータケース11内に挿入し、バランスウェイト部材14を上部壁11aに密着させる。
次に、マグネット13の上面がバランスウェイト部材14に密着するまで、マグネット13をロータケース11の側壁11b内に圧入する。これにより、マグネット13はバランスウェイト部材14によって軸方向の位置が規制され、マグネット13の軸方向における位置決めが成される。なお、マグネット13は必要に応じて接着剤で固定される。
そして、この測定結果に基づいて、バランスウェイト部材14をロータケース11内で軸12の周りで回転移動させ、ロータのアンバランスの少なくとも一部をキャンセルすることにより、ロータのバランス修正を行うことができる。
この治具30は、軸12を挿入する筒部31と、筒部31の側面に設けられた収容部32と、収容部32に一部が収容されて保持されている可動部33と、可動部33の上部から垂直に延びる腕部34と、腕部34の先端に設けられた操作部35を有する。また、収容部32には複数のバネ36が収容されており、このバネ36は可動部33を外周方向に押圧している。
図3(b)の状態でロータ10と治具30のどちらか一方を軸12の周りで回転させることにより、操作部35がバランスウェイト部材14の端面を押して、バランスウェイト部材14を軸12の周りで回転移動させることができる。
図4にバランスウェイト部材のいくつかの例を示す。図4(a)は中心角αが180°以上の一例としてα=210°のもの、図4(b)、(c)は中心角αが180°未満の例としてそれぞれα=105°、α=70°のものを示している。
次に、マグネット13の上面がバランスウェイト部材14aに密着するまでマグネット13をロータケース11の側壁11b内に圧入した後、ロータを軸12を中心として回転させながらバランス測定器でロータ全体のアンバランス位置P(及びアンバランス量)を測定する。
まず、図5(a)に示すように、バランスウェイト部材14aのアンバランス位置P1は、回転中心を基準としてバランスウェイト部材14aの円弧の中心Qを通るX軸上にある。そして、X軸とロータ全体のアンバランス位置Pの方向の成す角度をβとすると、バランスウェイト部材以外のロータを構成する部材のアンバランス位置P2は、X軸と2βの角度を成す方向にあることになる。
したがって、図2に示した治具30等を用いて、バランスウェイト部材14aをX軸から見てアンバランス位置Pとは反対方向に(180−2β)度だけ回転移動させることにより、バランスウェイト部材14aのアンバランス位置P1とバランスウェイト部材以外のロータを構成する部材のアンバランス位置P2が、回転中心から見て互いに反対側に位置することになり、互いのアンバランスがキャンセルされる。
同様に、角度βが15°(すなわち角度2βが30°)の場合には、図5(c)に示すように、バランスウェイト部材14aを150°回転移動させる。角度βが30°(すなわち角度2βが60°)の場合には、図5(d)に示すように、バランスウェイト部材14aを120°回転移動させる。角度βが45°(すなわち角度2βが90°)の場合には、図5(e)に示すように、バランスウェイト部材14aを90°回転移動させる。角度βが60°(すなわち角度2βが120°)の場合には、図5(f)に示すように、バランスウェイト部材14aを60°回転移動させる。角度βが75°(すなわち角度2βが150°)の場合には、図5(g)に示すように、バランスウェイト部材14aを30°回転移動させる。
なお、アンバランスが生じていない場合(アンバランス量≒0の場合)には、バランスの修正を行う必要がなく、バランスウェイト部材14aは図5(a)の位置のままで良い。
一方、バランスウェイト部材以外のロータを構成する部材(すなわち、ロータケース11と軸12とマグネット13)のアンバランス量が不明の場合には、図4(b),(c)に示すような中心角αが180°未満のバランスウェイト部材14b,14cを複数個用いてロータのバランス修正を行うことが好ましい。
次に、マグネット13の上面が2つのバランスウェイト部材14bに密着するまでマグネット13をロータケース11の側壁11b内に圧入した後、ロータを軸12を中心として回転させながらバランス測定器でロータのアンバランス位置P及びアンバランス量を測定する。ここで測定されるアンバランス位置P及びアンバランス量は、バランスウェイト部材以外のロータを構成する部材(すなわち、ロータケース11と軸12とマグネット13)によって生じているものである。
具体的には、測定されたアンバランス量に応じて2つのバランスウェイト部材14bの周方向における相対的な位置を調整すると共に、アンバランス位置Pに応じて2つのバランスウェイト部材14bの周方向の絶対位置を調整する。
同様に、角度βが60°の場合には、図6(d)及び(e)に示すように、2つのバランスウェイト部材14bを回転移動させる。この場合も、アンバランス量が比較的小さい場合には図6(d)のように2つのバランスウェイト部材14bは周方向に離れて配置され、測定されたアンバランス量が大きい程、図6(e)のように2つのバランスウェイト部材14bは周方向に近接して配置される。
同様に、角度βが90°の場合には、図6(f)及び(g)に示すように、2つのバランスウェイト部材14bを回転移動させる。この場合も、アンバランス量が比較的小さい場合には図6(f)のように2つのバランスウェイト部材14bは周方向に離れて配置され、測定されたアンバランス量が大きい程、図6(g)のように2つのバランスウェイト部材14bは周方向に近接して配置される。
なお、アンバランスが生じていない場合(アンバランス量≒0の場合)には、バランスの修正を行う必要がなく、2つのバランスウェイト部材14bは図6(a)の位置のままで良い。
次に、マグネット13の上面が3つのバランスウェイト部材14cに密着するまでマグネット13をロータケース11の側壁11b内に圧入した後、ロータを軸12を中心として回転させながらバランス測定器でロータのアンバランス位置P及びアンバランス量を測定する。ここで測定されるアンバランス位置P及びアンバランス量は、バランスウェイト部材以外のロータを構成する部材(すなわち、ロータケース11と軸12とマグネット13)によって生じているものである。
具体的には、測定されたアンバランス量に応じて3つのバランスウェイト部材14cの周方向における相対的な位置を調整すると共に、アンバランス位置Pに応じて3つのバランスウェイト部材14cの周方向の絶対位置を調整する。
同様に、角度βが30°の場合には、図7(d)及び(e)に示すように、3つのバランスウェイト部材14cを回転移動させる。この場合も、アンバランス量が比較的小さい場合には図7(d)のように3つのバランスウェイト部材14cは周方向に離れて配置され、測定されたアンバランス量が大きい程、図7(e)のように3つのバランスウェイト部材14cは周方向に近接して配置される。
同様に、角度βが60°の場合には、図7(f)及び(g)に示すように、3つのバランスウェイト部材14cを回転移動させる。この場合も、アンバランス量が比較的小さい場合には図7(f)のように3つのバランスウェイト部材14cは周方向に離れて配置され、測定されたアンバランス量が大きい程、図7(g)のように3つのバランスウェイト部材14cは周方向に近接して配置される。
なお、アンバランスが生じていない場合(アンバランス量≒0)には、バランスの修正を行う必要がなく、3つのバランスウェイト部材14cは図7(a)の位置のままで良い。
図8は本発明の第2の実施形態例に係るブラシレスモータ1Bの断面図である。図8において、図1中の符号と同一の符号は同等の部材を指しており、詳細な説明は省略する。
本例において第1の実施形態例と異なる点は、バランスウェイト部材が軸12を中心として外側に配置した第1部材44aと、この第1部材44aの内側に配置した第2部材44bからなる点である。
第1部材44aと第2部材44bは、本例では周方向の断面形状とアンバランス量が等しくなるように設定されている。具体的には、外径寸法が大きい第1部材44aの中心角の方が、外径寸法が小さい第2部材44bの中心角よりも若干大きく設定することにより、アンバランス量が等しくなっている。
次に、第1部材44aをロータケース11内に挿入し、第1部材44aを上部壁11aに密着させる。
次に、第2部材44bをロータケース11内に挿入し、第2部材44bを第1部材44aの内側に配して上部壁11aに密着させる。
次に、マグネット13の上面が第1部材44aと第2部材44bに密着するまで、マグネット13をロータケース11の側壁11b内に圧入する。これにより、マグネット13は第1部材44aと第2部材44bによって軸方向の位置が規制され、マグネット13の軸方向における位置決めが成される。なお、マグネット13は必要に応じて接着剤で固定される。
そして、この測定結果に基づいて、第1部材44aと第2部材44bをロータケース11内で軸12の周りで回転移動させ、ロータのアンバランスの少なくとも一部をキャンセルすることにより、ロータのバランス修正を行うことができる。
図9に第1部材44aと第2部材44bの一例を示す。図9(a)に示すように第1部材44aは中心角αが280°であり、図9(b)に示すように第2部材44bは中心角αが270°である。
次に、マグネット13の上面が第1部材44aと第2部材44bに密着するまでマグネット13をロータケース11の側壁11b内に圧入した後、ロータ10を軸12を中心として回転させながらバランス測定器でロータのアンバランス位置P及びアンバランス量を測定する。ここで測定されるアンバランス位置P及びアンバランス量は、第1部材44aと第2部材44b以外のロータを構成する部材(すなわち、ロータケース11と軸12とマグネット13)によって生じているものである。
具体的には、測定されたアンバランス量に応じて第1部材44aと第2部材44bの周方向における相対的な位置を調整すると共に、アンバランス位置Pに応じて第1部材44aと第2部材44bの周方向の絶対位置を調整する。
同様に、角度βが30°の場合には、図10(d)及び(e)に示すように、第1部材44aと第2部材44bを回転移動させる。この場合も、測定されたアンバランス量が小さい程、第1部材44aと第2部材44bは図10(d)のように中心Sと中心Tが周方向に離れて配置され、測定されたアンバランス量が大きい程、第1部材44aと第2部材44bは図10(e)のように中心Sと中心Tが周方向に近接して配置される。
同様に、角度βが60°の場合には、図10(f)及び(g)に示すように、第1部材44aと第2部材44bを回転移動させる。この場合も、測定されたアンバランス量が小さい程、第1部材44aと第2部材44bは図10(f)のように中心Sと中心Tが周方向に離れて配置され、測定されたアンバランス量が大きい程、第1部材44aと第2部材44bは図10(g)のように中心Sと中心Tが周方向に近接して配置される。
なお、アンバランスが生じていない場合(アンバランス量≒0)には、バランスの修正を行う必要がなく、第1部材44aと第2部材44bは図10(a)の位置のままで良い。
10 ロータ
11 ロータケース
11a 上部壁
11b 側壁
12 軸
13 マグネット
14、14a、14b、14c バランスウェイト部材
20 ステータ
21a、21b 軸受
22 軸受ホルダ
23 ステータコア
24 巻線
25 ステータベース
26 基板
30 治具
31 筒部
32 収容部
33 可動部
34 腕部
35 操作部
36 バネ
44a 第1部材
44b 第2部材
102 ハウジング部材
102a フランジ部
103 回転軸
104 軸受
106 ロータヨーク
106a 端壁
106b 側壁
107 ロータマグネット
108 リング
109 回路基板
110 ステータヨーク
111 駆動用コイル
112、113 バランス穴
201 ハブ
202 鍔部
203 溝
204 バランスウェイト
205 補助ウェイト
Claims (4)
- 上部壁と円筒状の側壁とを有するロータケースと、前記上部壁に固定された軸と、前記側壁の内周面に固定された円筒状のマグネットを有するロータと、
前記ロータを回転自在に支持するステータと、
を備えるブラシレスモータにおいて、
前記上部壁の内面と前記マグネットの上面に密着し、所定のアンバランス量を有し、前記ロータのアンバランス量の少なくとも一部をキャンセルするために軸周りの位置が調整されたバランスウェイト部材が配され、
前記マグネットは、前記バランスウェイト部材によって軸方向の位置が規制され、前記ステータに対する軸方向の相対的な位置決めがなされていることを特徴とするブラシレスモータ。 - 前記バランスウェイト部材が、中心角が180°以上の円弧状を呈する部材からなることを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータ。
- 前記バランスウェイト部材が、中心角が180°未満の円弧状を呈する複数の部材からなることを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータ。
- 前記バランスウェイト部材が、円弧状を呈する第1部材と、前記第1部材の内側に配された円弧状を呈する第2部材からなることを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータ。
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