JPH01129746A

JPH01129746A - ブラシレスモータ

Info

Publication number: JPH01129746A
Application number: JP28602587A
Authority: JP
Inventors: Shoei Matsuo; 昭英松尾; Katsunori Sakuragi; 克則桜木; Shuji Fukutani; 福谷　秀志; Toshiro Shoyama; 庄山　利郎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-11-12
Filing date: 1987-11-12
Publication date: 1989-05-23
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JP2629212B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は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１こ関するものである。

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
ず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は上側ベアリ
ングで、ブラケッ斗３の片側溝に固定されてシャフト１
を支持する。７は下側ベアリングで、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、上べ　゛アリレグ上に固
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１
６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
応じた緊圧を誘起し、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ｌ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２
１により磁気を受けて出力を発生ずる。

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
、磁束変化検出型インデックスセンサー（以後、インデ
ックスセンサーと称す）を用い、ロータフレーム外周側
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
転することによりブラケットの取付基準面の下方に風を
発生させ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、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は上側ベアリングで、７
側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、ｌＯ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はアースポー
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が設けてあり、凹部間の角度は、θＡとθＢ
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（ポリウレタン鋼
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、前記ポリウレタン鋼線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１
９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０．１〜０．１５閣に
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
接着する。次に上側ベアリング６をブラケット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、次に下側ベアリ
ング７をシャアト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ｌＯ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の他方の片端に注入接着する。

以上のように構成し組み立てされたブラシレスモーフに
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ｌ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より信号を主力する。ロータフレーム１
６の回転にともない第５図のＡ部付近でａ’ＩＢ部付近
でｂ’、ｃ部でｃ′、再びＤ部付近でｄ’ＩＥ部付近で
ｅ′のそれぞれの出力を発生する。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、ブラシレスモーフのロ
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、取付基準面旦に於いてインデックスセン
サー１９のような出っば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０−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。

その測定データを、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
取りつけると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°の位置に配置しである。

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、かつ前記口−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、クリーンなスペースと通常なるスペースに空気の微
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（、さらに磁
気ヘッドに影響を与える事のない角変位ｆｌ！（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。代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第２図１ｂハ第３図羞三咥諏東第５図 ■　−Ｗ第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　シャフトと、そのシャフトの一端に固定される
ハブと、前記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、かつ前記
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
取付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）　前記凹凸部は前記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）　前記凹凸部は前記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＿Ａとθ＿Ｂからなり、θ＿Ａ＝３６０
°−（ｎ−１）×θ＿Ｂ（ｎ＝２以上の整数）の関係式
が成立する特許請求の範囲第１項記載のブラシレスモー
タ。
（４）　前記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。
（５）　前記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。
（６）　前記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、前記
ブラケットへ取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５項記載のブラシレスモータ。
（７）クリーンなスペースが確保され、磁気ヘッドによ
って読み書きする磁気ディスク装置に使用されるモータ
で、シャフトと、このシャフトの一端に固定されるハブ
と、前記シャフトを支承するべアリングと、このべアリ
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、このロータ
フレーム内に固着される磁石とを備え、前記インデック
スセンサーは前記ブラケットのセットへの取付基準面よ
り内側に位置する前記ブラケット内に設けられ、かつシ
ャフトを中心として前記磁気ヘッドに対して４５゜以上
の角度位置に配設したブラシレスモータ。