JPH01157255A - 電動機 - Google Patents

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） この発明は電動機に関するものであって、特に、磁気デ
ィスクの回転駆動装置として構成される直流ブラシレス
モーフ等の電動機に関するものである。

（従来の技術） 上記のような電動機の従来例としては、例えば第２図に
示す構成のものを挙げることができる。

同図において、５１は基盤であって、この基盤５１には
支持軸５２が立設されており、この支持軸５２の軸方向
略中央部位置に固定子５３が固着されている。この固定
子５３は、径方向に放射状に突出する複数の突極５４を
有しており、これらの突極５４にはそれぞれ電機子巻線
５５が巻装されている。一方、同図において６１は回転
子であって、この回転子６１は、上記固定子５３を内部
に収納する収納空間を有する上部ケーシング６２と、上
記収納空間領域における側壁内周面に沿って周設された
永久磁石６３と、上記収納空間の下側開口領域を覆う下
部ケーシング６４とから構成されている。そしてこの回
転子６１は、上記上部ケーシング６２の上端部側と下部
ケーシング６４との各内周面で、上記固定子５３を上下
に挟む位置にそれぞれ配設された軸受６５．６６を介し
て上記支持軸５２に取付けられており、これにより、上
記永久磁石６３と固定子５３とが径方向に相対面する軸
方向位置において、上記回転子６１に対する回転自在な
支持構造が与えられている。

さらに、上記回転子６１における基盤５１と対向する端
面には、回転位置検出用の永久磁石６７が固着されてお
り、この永久磁石６７の位置を、基盤５１上に配設して
いるホール素子等から成る位置検出素子６８によって検
出し、その検出信号に基づいて上記固定子５３における
電機子巻線５５への通電を周期的に切換え、この固定子
５３に回転磁界を形成することによって、上記回転子６
１を、その外周側面に取付けられる磁気ディスク（図示
せず）と共に回転駆動するようになされている。

なお磁気ディスクが取付けられる回転子６１例の外部空
間は清浄雰囲気に維持する必要があり、このため、例え
ば前記軸受６５．６６等の回転摺動部において生ずる潤
滑グリースのベーパや摩耗粉等が上記外部空間へと飛散
することがないように、上部側の軸受６５の上方端面に
は盲Ｍ６９を取付け、また下部側の軸受６６より下側の
開口領域には、磁性流体シール部７０を設けている。−
方、支持軸５２には、その下端面から、回転子６１にお
ける固定子５３の収納空間へと連通ずる連通孔７１が穿
設されており、この連通孔７１を通して上記固定子５３
の電機子巻線５５からのリード線７２を、基盤５１の背
面（図において下面）側へと導出する構成となされてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところで上記構成の装置においては、その組立作業が繁
雑になるという問題がある。つまり電機子巻線５５から
のリード線７２を基盤５１の背面側に導出するために、
上記のように、支持軸５２に形成した狭く、かつ径方向
から軸方向へと屈曲する連通孔７１に上記リード線７２
を挿通ずる作業が必要となり、このため充分な作業能率
が得られないのである。また上記装置においては、回転
子６１の下側開口領域に磁性流体シール部７０を設けて
いるが、この取付位置は基盤５１に近接する位置である
ために、上記磁性流体シール部７０への磁性流体の充填
を、基盤５１との間の狭い空間を通して行うことが必要
となっている。したがって直接的な目視確認ができない
ために、適正な充填を行うためには極めて慎重を期する
作業が必要となっており、これによっても充分な組立作
業能率が得られないものとなっている。

この発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであっ
て、その目的は、回転子の外部空間における清浄度を維
持し得ると共に、組立作業能率を向上することが可能な
電動機を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明の電動機は、基盤上に支持軸を立設し、
この支持軸の上記基盤側外周部に固定子を固着する一方
、筒状の回転子の内周面における上記基盤側に永久磁石
を周設し、この回転子を上記支持軸に外装させると共に
、上記支持軸の先端側外周面と上記回転子の内周面にお
ける先端側との間に軸受を介在させることによって、上
記永久磁石と固定子とが相対面する位置で上記回転子を
回転自在に支持し、さらにこのとき上記回転子の内周面
における上記軸受よりも先端側と上記支持軸外周面との
間には磁性流体シール部を構成する隙間が、また上記回
転子と基盤との間にはラビリンスシール部を構成する隙
間がそれぞれ形成されるべく構成している。

（作用） 上記の電動機においては、固定子の支持軸への固着位置
よりも先端側でのみ軸受を介して回転子を回転自在に支
持する構成となされているので、この回転子は、その基
盤側の形状を上記固定子の外径を超える開口状態として
構成することが可能となり、この結果、固定子からのリ
ード線を、従来のように支持軸に穿設した連通孔に挿通
させて基盤の背面側に導出する作業は必要でなく、上記
開口を通して、また基盤の適当箇所に穿設される貫通孔
を通して、直接的に基盤の背面側に導出することが可能
となり、その作業を容易に行うことができる。また回転
子の軸方向両端面側には、磁性流体シール部とラビリン
スシール部とを設けることによって、回転子の外部空間
を清浄に維持することができると共に、上記磁性流体シ
ール部は、支持軸先端側、すなわち広い作業空間の確保
し得る領域に設けているので、このシール部への磁性流
体の充填作業も容易に行うことができる。一方、回転子
の基盤側のシール部はラビリンスシール部としており、
このシール機能は、回転子の組付けと同時に得られる基
盤との間の所定の狭小隙間によって与えられるように構
成し得るものであって、従来のように回転子組付後の狭
い隙間空間を通しての追加作業は必要でない。このよう
に上記装置においては、固定子からのリード線の導出作
業や、回転子の外部空間の清浄度を維持するためのシー
ル部に必要な作業が簡略化され、それらを容易に、かつ
迅速に行うことができるので、従来よりも組立作業能率
の向上を図ることが可能となる。

（実施例） 次にこの発明の電動機の具体的な実施例について、図面
を参照しつつ詳細に説明する。

第１図にはこの発明の一実施例における電動機の縦断面
図を示しており、同図において、ｌは基盤であって、こ
の基盤１には、図において上方に突出した円筒部２が一
体成形されている。この円筒部２に支持軸３の下部側を
嵌入することによって、支持軸３が基盤１上に立設され
ている。上記円筒部２の外周部には固定子４が固着され
ている。

この固定子４は径方向に放射状に突出する複数の突極５
を有し、これらの突極５には電機子巻線６が巻装されて
いる。

一方、同図において７は回転子であって、この回転子７
のケーシング８は筒状をなしており、内部には、下端面
に開口する凹部９と、また上端面から上記凹部９の底部
に貫通する軸受嵌合穴１０が穿設されている。上記凹部
９の側壁面には永久磁石１１が周接されている。そして
上記軸受嵌合穴１０の内周面を２個の軸受１２．１３を
介して上記支持軸３の先端側に取付けることによって、
上記永久磁石１１が固定子４の外周面に対面する位置に
おいて、上記回転子７に対する回転自在な支持構造が与
えられる構成となされている。なお上記永久磁石１１の
上端面と凹部９の底面との間には、磁気遮蔽リング１４
を配設している。

さらに上記装置においては、支持軸３の上端側外周面と
軸受嵌合穴１０の内周面との間の空間を塞ぐために、上
部側の軸受１２の上方位置に、磁性流体シール部１５が
形成されている。この磁性流体シール部１５は、支持軸
３の外周面に嵌合する軸心孔を有するリング状の永久磁
石１６と、この永久磁石の上端面に密着されたリング状
ポールピース１７とから構成されている。このポールピ
ース１７の外周端面ば、軸受嵌合穴１０の内周面と所定
のシール隙間を設けて配設されており、このシール隙間
に磁性流体が充填される。なお上記各軸受１２．１３に
対しては、それらの遊びを除去するために、以下のよう
な予圧付与の取付構造となされている。つまり、下側軸
受１３の下端面は、その内輪側に前記円筒部２の上端面
が当接して下方への位置の規制が与えられている。また
上側軸受１２と下側軸受１３との間には、各外輪側に当
接するスペーサリング１８が配設されている。

そして上記永久磁石１６の下端面は、上部軸受１２の内
輪側に当接するようになされており、したがって、ポー
ルピース１７に当接して下方へと押圧する押え板（図示
せず）を支持軸３の上端面に穿設している雌ねじ１９に
螺着することによって、各軸受１２．１３の内輪側が、
上記スペーサリング１８で離間距離の規制された外輪側
よりも相互に近づく方向に押圧力を受けることとなって
、各軸受１２．１３における遊びが除去され、回転子７
における回転精度が維持、向上されるようになされてい
る。

一方、上記回転子７の下端側外周部には、ラビリンスシ
ール部２１を設けている。すなわち、基盤１にさらに環
状凸部２２を形成し、この環状凸部２２の内周面で上記
回転子７の下端側外周面を囲うと共に、これらの内周面
と外周面との対面隙間を狭小隙間として、雰囲気ガスの
流通を抑え得る構成となされているのである。

なお図中３１は回転子７の回転位置を検出するために、
この回転子７の下端面に取着している永久磁石であり、
また３２は、上記永久磁石７による磁場変化を検出する
ことにより、回転子７の回転位置検出信号を出力するホ
ールＩＣであって、このホールＩＣ３２は、基盤１の背
面（図において下面）側からこの基盤ｌに取付けられた
回路基板３３に取着されている。また前記固定子４に巻
装されている電機子巻線６のリード線は、図示してはい
ないが、回転子７の下端開口から上記基盤１の必要箇所
に設けた貫通穴を通して直接的に導出され、上記回路基
板３３に接続されている。上記回路基板３３上に構成さ
れている制御回路によって、上記ホールＩＣ３２での検
出信号に応じて電機子巻線６への通電が周期的に切換ら
れていき、固定子４に回転磁界が形成され、これによっ
て回転子７が、この回転子７のケーシング８の外周側面
に取着される磁気ディスクと共に回転駆動される。

次に上記構成の電動機の組立手順について説明する。

上記においては、固定子４側と回転子７側とをそれぞれ
個別に組立てることが可能である。まず固定子４例の組
立ては、基盤１の背面側に回路基板３３を、また円筒部
２に固定子４をそれぞれ固着した後、上記固定子４の電
機子巻線６のリード線を、基盤１の適当箇所に形成した
貫通穴を通して」二記回路基板３３に接続することによ
って、この固定子４側の組立てを完了する。一方、回転
子７側は、まず、軸受嵌合穴１０に２個の軸受１２．１
３とスペーサリング１８とを順次嵌入すると共に、凹部
９の開口端側から磁気遮蔽リング１４を上記凹部９の底
面に配設した後、永久磁石１１を凹部９の側壁面に沿っ
て周設する。次いで支持軸３の先端側を各軸受１２．１
３の中心孔に挿通させ、この支持軸３の上部軸受１２よ
りも突出領域に、磁性流体シール部１５を構成する永久
磁石１６とポールピース１７とを嵌着して、この回転子
７側の組立てを完了する。そして、回転子７の組付けら
れた上記支持軸３の下部側を円筒部２に挿入していくこ
とによって、固定子４は回転子７の下端開口を通して凹
部９内へと挿入されていくこととなり、そして下部側軸
受１３の内輪下端面が・円筒部２の上端に当接する位置
において、第１図に示すように、固定子４と回転子７の
永久磁石１１とが径方向に相対面する位置関係となる組
立状態が得られる。その後前記した押え板を支持軸３の
上端面に螺着して各軸受１２．１３に予圧を与えると共
に、磁性流体シール部１５のシール隙間に磁性流体を充
填することによって、組立を終了する。上記の組立てに
よって、回転子７の下端側には前記ラビリンスシール部
２１を構成する所定の隙間が、回転子７の下端外周面と
基盤１の環状凸部２２の内周面との間に与えられること
となる。

以上の説明のように上記実施例においては、例えば固定
子４例の組立てが回転子７側とは独立に行えると共に、
固定子４の下面と基盤１との間には回転子７例の構成部
品が位置しないので、上記固定子４からのリード線を直
接的に基盤１背面側へと導出することが可能である。ま
た上記においては、回転子７の外周面側の磁気ディスク
が配設される空間を清浄に維持するために、回転子７の
上端側と下端側とにそれぞれシール部１５．２１を設け
ているが、下端側のシール部２１は、基盤１側への回転
子７側の組付けと同時に与えられる狭小隙間構成のラビ
リンスシールとなされているので、上記組付は後にはシ
ールのための付加作業は必要でなく、一方、上端側の磁
性流体シール部１５のシール隙間への磁性流体の充填に
当たっては、広い作業空間を確保し得る回転子７の上方
から行うことができるので、容易な、かつ迅速に行い得
る作業内容となる。このように、上記実施例においては
、従来、作業能率の低下要因となっていたリード線の導
出や、シール部を構成するための追加作業を容易に、ま
た迅速に行うことが可能であるので、従来よりも組立作
業能率の向上を図ることができる。

また回転子の上端側と下端側との各シール部の双方を磁
性流体シールとして構成することも可能であるが、この
場合に比べると上記のように一方をラビリンスシールと
して構成することによって、シール部の構成部品数が少
なくなると共に、高価な磁性流体の使用量も少なくなる
ので、製作費をより安価なものとして構成することがで
きる。

また上記実施例の電動機においては、従来よりも組立の
自動化が容易となる利点も有している。

前記した従来装置においては、リード線７２を連通孔７
１に挿通させるという自動化の困難な作業工程が、下部
ケーシング６４と上部ケーシング６２との各組付工程の
間における固定子５３の固着作業時に必要であると共に
、上記上部ケーシング６２の組付の際に、例えば特殊な
組立治具を必要とするものになっている。つまり上記上
部ケーシング６２の支持軸５２への組付けの際には、上
記上部ケーシング６２の下端側で、先に支持軸５２に組
付けられている下部ケーシング６４とのはめ合い状態を
与えることが必要であり、この際に両者６２．６４の同
軸状態が厳密に維持されていない場合には、上部ケーシ
ング６２の下端面で下部ケーシング６４を押下すること
となってしまう。

したがって、上記同軸状態を維持する治具、或いは下部
ケーシング６４の下降を阻止する治具が必要となる。こ
のように従来は支持軸５２に各部品を軸方向に組付けて
いくだけでは組立てができないために、組立ての自動化
を容易には行えないのである。しかしながら、上記実施
例の装置においては、回転子７側を、軸受１２、Ｉ３、
支持軸３等の部品を軸方向に順次組付けて構成した後、
上記支持軸３の下端側を、固定子４の固着された基盤１
の円筒部２に挿入することにより、組立治具等を必要と
せずに組立てることができ、自動化が容易なものとなっ
ている。また従来のように回転子のケーシングを分割構
成とする必要もないので、部品点数の低減と共に組立工
程数も少なくなり、この結果組立時間の短縮化、組立コ
ストの低減も可能となる。

なお上記実施例はこの発明を限定するものではなく、こ
の発明の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば上記
実施例においては２個の軸受１２．１３を用いたものに
ついて説明したが、軸受の個数や種類等については適宜
選択して構成することができる。また上記は直流ブラシ
レスモータとして構成した例について説明したが、その
他の形式の電動機においてもこの発明の適用が可能であ
る。

（発明の効果） 上記のようにこの発明の電動機においては、回転子の基
盤側端面を固定子の外径を超える開口状態として構成す
ることができるために、上記固定子からのリード線の基
盤背面側への導出を、上記開口を通して直接的に行うこ
とが可能となり、その作業を容易に行うことができると
共に、回転子の外部空間の清浄度を維持するためのシー
ル部の構成においても、回転子の組付後には広い作業空
間の確保し得る上記回転子の先端側で磁性流体の充填作
業を必要とするのみであって、特に上記回転子の基盤側
では、従来のように基盤との間の狭い空間を通して行う
追加作業は必要としない。このように、上記作業を容易
に、かつ迅速に行うことが可能であるので、従来よりも
組立作業能率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における電動機の構成を示
す縦断面図、第２図は従来の電動機を示す部分断面を有
する正面図である。 １・・・基盤、３・・・支持軸、４・・・固定子、７・
・・１回転子、１１・・・永久磁石、１２．１３・・・
軸受、１５・・・磁性流体シール部、２１・・・ラビリ
ンスシール部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、基盤上に支持軸を立設し、この支持軸の上記基盤側
   外周部に固定子を固着する一方、筒状の回転子の内周面
   における上記基盤側に永久磁石を周設し、この回転子を
   上記支持軸に外装させると共に、上記支持軸の先端側外
   周面と上記回転子の内周面における先端側との間に軸受
   を介在させることによって、上記永久磁石と固定子とが
   相対面する位置で上記回転子を回転自在に支持し、さら
   にこのとき上記回転子の内周面における上記軸受よりも
   先端側と上記支持軸外周面との間には磁性流体シール部
   を構成する隙間が、また上記回転子と基盤との間にはラ
   ビリンスシール部を構成する隙間がそれぞれ形成される
   べく構成していることを特徴とする電動機。