JPH01206860A

JPH01206860A - 電動機

Info

Publication number: JPH01206860A
Application number: JP3162688A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Kono; 紀行河野; Otokichi Suzuki; 鈴木　乙吉
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1988-02-12
Filing date: 1988-02-12
Publication date: 1989-08-21

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は例えばファンモータ、スピンドルモータ等に用
いられる電動機に関する。

（従来の技術）従来から用いられている例えば直流電動、ｒＡとして第
３図乃至第５図に示すものがある。

まず第３図に示す直流電動機はいわゆる鉄心型と呼ばれ
るものである。同図に示す直流電動機１は、フレーム５
に軸受２を介して回転自在に支持された軸３と、この軸
３に固定された有底筒状のロータ４と、このヨーク４の
側壁内面に取り付けられたマグネット６と、このマグネ
ット６と’！！１３との間で市ってフレーム５に固定さ
れたコア７と、このコア７に巻回されたコイル８とを備
えて構成されているものである。尚、図中９は磁気セン
サでおる。このような構成の直流電動機では、回転力は
コイル８ではなくコア７にその力が直接作用する。この
ため回転中の磁気抵抗の変化に起因するロータ４のパ回
転ムラ″が大きいという欠点を有している。

一方、第４図に示す直流電動機１０は、基板１６と軸受
１５を介して回転自在に垂直に支持された軸１２と、こ
の軸１２に固定された円形状のロータ１１と、このヨー
ク１１に固定されたリング状の永久磁石１３と、前記基
板１６上に載置されかつ前記永久磁石１３と、前記基板
１６上に載置されかつ前記永久磁石１３と間隙を保持し
て配置されたコイル１４とを有して構成されている。

この直流電動ｔＦ！１０によれば第３図に示す直流電動
機の欠点を改善することはできるが、その構成から軸１
２の長軸方向に（騒動が発生してしまうという欠点がお
った。また、図示構成としたものは主に軸１２の長軸方
向での寸法値−をできるだけ小さい値とするように考慮
したものであるからインハブには適していない。

（発明が解決しようとする課題）そこで従来、上述した各直流電動機の欠点を解決しよう
として第５図に示す構成の直流電動機１７が開発されて
いる。同図に示す直流電動機１７の構成は既に第３図で
説明した直流電動機１とほぼ同様であるが、その相違点
はコイル１８を＠３の周囲で市ってフレーム５に固定し
て８２けた点である。

このような構成の直流電動機ではヨーク４を兼ねてフレ
ーム５が固定されているため、渦電流を起させる結果と
なる。さらにこの渦電流は軸３とこれに固定されたロー
タ４．マグネット６の回転の高速化に伴ってその損失量
が増大するという問題を有していた。

そこで本発明は上記各問題点を解決し、ヨーク（ロータ
）の回転ムラ、振動を防止し、また渦電流による損失の
低減を図った電動機の提供を目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記問題点を解決するための本発明の構成は、中央部に
突出部を形成すると共に、この中央突出部を周回するよ
うに立脚形成された起立壁内に埋設配置された駆動コイ
ルを備えたハウジングと、この駆動コイル外周面に隣接
する外側ヨーク及び前記中央突出部外周面に隣接する内
側ヨークを有し、かつ前記中央突出部を中心として回転
自在に取り付けられたロータと、前記内側ヨークの外周
面に取付けられ前記駆動コイルに隣接配置された永久磁
石とを備えたものとしている。

ところで、前記ロータは軸受により軸支されたシャフト
と共に回転するものでもよく、ハウジングに固定された
シャフトを中心として軸受を介して回転するものとして
もよい。

また、前記駆動コイルとしては中央突出部を中心とする
半径方向に主磁束を発生するものが好ましい。

さらに、前記永久磁石は中央突出部を中心として一定角
度毎に分割配置され、その隣接配置された永久磁石毎に
その半径方向で異極となる主磁束を発生するものがよい
。

ざらにまた、前記ハウジングは少なくとも起立壁を一体
的に形成し、かつ該起立壁内に駆動コイルを埋設したも
のとした方が好ましい。

（作　用）上記構成を有する本発明の作用は、ハウジングに形成さ
れた前記起立壁内に駆動コイルを埋設して配置し、一方
ロータの内側ヨークの外周面には駆動コイルに隣接させ
て永久磁石を配置させ、両者の相互誘導作用に、よりロ
ータを回転させている。

（実施例）以下本発明の一実施例電動機について図面を参照して説
明する。

第１図（ａ＞乃至（ｄ）はそれぞれ一実施例直流電動機
の断面図、後述するロータを省略して示した上面断面図
、外観斜視図、ハウジング及びこれに埋設された駆動コ
イルを示す斜視図でおる。

同図に示す直流電動は２０は、中央部に突出部２４Ｇと
、この中央突出部２４Ｇを周回するように立脚形成され
た起立壁２４ｂ内に埋設配置された駆動コイル２１ａ乃
至２１ｄとを備えたハウジング２４と、前記起立壁２４
ｂＴなわち駆動コイル２１ａ乃至２１ｄ外周面２４ｅに
隣接する外側ヨーク２２ｂ及び前記中央突出部２４Ｇの
外周面２４ｆに隣接する内側ヨーク２２ａを有し、かつ
前記中央突出部２２Ｇを中心として回転自在に取り付け
られたロータ２２と、前記内側ヨーク２２ａの外周＠２
２Ｃに取付けられ前記駆動コイル２１ａ７ｖＪ至２１ｄ
に隣接配置された永久磁石２３と、磁極センサ２６とを
有して構成されている。

尚、図中２５．２５は軸受、２７はこの軸受２５゜２５
を介してロータ２２を支持するシャフト（軸）でおり、
このシャフト２７は前記ハウジング２４の中央突出部２
４Ｃに下端が固定されている。

前記ハウジング２４は非磁性材料例えば合成樹脂からな
り、四角形の基板２４ａの中央部にシャフト２７に対応
して形成した圧入孔−３０と、ここに圧入される軸２７
すなわち軸線Ｏを中心とする一円周上に沿って形成され
たリング状の起立壁２４ｂとを一体的に設けたものとし
ている。

起立壁２４ｂ内には同図（ｂ）、同図（ｄ）に明示する
ように駆動コイル２１ａ乃至２１ｄが軸線Ｏすなわちシ
ャフト２７を中心としてそれぞれ同一円周上に等角度間
隔に配置されている。すなわち、本実施例では起立壁２
４ｂを含むハウジング２４と各駆動コイル２１ａ乃至２
１ｄは製造段階において一体的に形成している。

また、各駆動コイル２１ａ乃至２１ｄはリング状に巻線
を巻回された。ものとしており、その発生する磁束のう
ち主磁束の方向をそれぞれ軸線Ｏに向う半径方向となる
ようにしている。尚、図示駆動コイルは２１ａ乃至２１
ｄの４つの駆動コイルを示すが、これは２以上配置した
ものであればよい。

前記ロータ２２は中央に軸受２５．２５を嵌装する連通
孔２９を備えた略有底円筒状からなるものである。また
、図示ロータ２２は前述したように内側ヨーク２２ａと
外ヨーク２２ｂとを有して構成されており、内側ヨーク
２２ａは円筒状からなり前記軸受２５．２５を連通孔２
９内に嵌装してヨーク２２を支持している。

一方、外側ヨーク２２ｂは底部中央に内側ヨーク２２ａ
の連通孔２９と同直径の孔を形成された有底円筒状から
なるものである。そして、この外側ヨーク２２ｂと内側
ヨーク２２ａとは、内側ヨーク２２ａの一端（図示上端
）と外側ヨーク２２ｂの底部中央に形成された孔周囲と
を機械的。

磁気的に結合してロータ２２を構成している。従って、
内側ヨーク２２ａの外周側面２２Ｇと外側ヨーク２２ｂ
の内周側面２２ｄが対向面となる。

そしてこの対向面２２Ｇ、２２ｄの間に前述した駆動コ
イル２１ａ乃至２１ｄが配置されることになり、この各
駆動コイル２１ａ乃至２１ｄで発生する主磁束は各対向
面２２０．２２ｄと交差する。

前記ロータ２２のうち上記内側ヨーク２２ａの外周面２
２ｃには前記複数の永久磁石片２３ａ乃至２３Ｑからな
る永久磁石２３がその全周に亘って固定されている。

この永久磁石２３は、軸線Ｏの回りに等角度間隔すなわ
ち本実施例においては２３ａ乃至２３ｈの８分割として
いる。また、この各永久磁石片２３ａ乃至２３ｈは発生
する主磁束がその半径方向で異極となるように順次隣接
配置している。

尚、前）ホした内側ヨーク２２ａと外側ヨーク２２ｂと
は同一部材から一体的に形成してもよい。

以上のように構成された直流電動はの作用、効果につい
て説明する。

図示しない電源より駆動コイル２１ａ乃至２１ｄに適宜
電流を給電する。すると、駆動コイル２１ａ７″Ｊ至２
１ｄに発生する主磁束と内側ヨーク２２ａの外周側面に
設【Ｊられている永久ｔａ石片２３ａ乃至２３ｈとの相
互作用によりロータ２２は回転する。また、この回転は
磁）蒐センサ２６により検出されその回転位置に応じた
点弧パルスを論理回路を介してサイリスタに分配する（
いずれも図示しない）。従って、サイリスタの格子には
常に回転速度と同期したゲート電圧が分配され、磁極の
位置と対応した駆動コイルに電流が転流されて、ロータ
２２は連続的にトルクを発生する。

以上詳述したように本発明によれば、従来防止できなか
った回転中の磁気抵抗の変化に伴うロータの回転ムラを
低減させ、回転軸方向への振動の発生をも防止すること
ができる。また、外側ヨークと永久磁石とは一体的に回
転するので従来低減させることのできなかった渦電流を
著しく低減させることができる。このことにより発生す
る熱量を低減できるので高回転を得ることが可能となり
、発生するトルクもその増大を図ることができる。

さらにまた、直径方向の寸法値を小さい値に設定できる
ので、水雷動態を用いた装置の小型化に寄与することが
できる。そして、前述した実施例に承すようにロータ側
に永久磁石を用いる場合にはブラシレスとした電動別と
することができる。

ところで、本実施例では前述した各駆動コイルはハウジ
ングの起立壁内に埋設させている。従って、本装置の組
み立て段階で位置決めを考慮しつつ駆動コイルを取り付
けるという工程を省略することができ、組み立て工程の
簡略可を図ることもできる。また、ハウジングの成型工
程において駆動コイルを挿入する箇所に該駆動コイルに
対応させた挿入孔を設け、後の組み立て工程において駆
動コイルをそれぞれ挿入するようにしてもよい。

尚、本発明は前述した実施例に限定されずその要旨の範
囲内で種々に変形実施することが可能である。

例えば第２図に示す構成としたものとしても本発明の要
旨の範囲内である。尚、同図において第１図に示すもの
と同−若しくは同等のものについては同一の符号を付し
て説明を省略する。

同図に示す直流電動機は、前述した直流電動機と概略同
様な構成からなるものであるが、その相違点は内側ヨー
ク３２ａが軸受２５，２５を支持せず、核軸受２５．２
５はハウジング３１に嵌装されている点である。従って
、ロータ３２はシャフト２７と一体的に軸線Ｏを中心と
して回転する。

このように構成した場合でも前述したものと同様の効果
を得ることができる。

ところで、前記実施例はいづれも直流電動機について説
明したが交流電動機であっても適用することができる。

［発明の効果］以上詳述した構成からなる本発明によれば、次のような
効果を奏する。

第１請求項乃至第６請求項に記載した電動機によれば、
ロータの回転ムラ、撮動を防止し、また渦電流による損
失を著しく低減できる電動機の提供ができる。

また、特に第６請求項に記載した構成からなる電動機で
あれば上記各効果の他、本装置の組み立て段階で位置決
めを考慮しつつ駆動コイルを取り付けるという工程を省
略することができ、組み立て工程の簡略可を図ることも
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は同図（Ｃ）に示すＡ−Ａ’断面図、同図
（ｂ）は同図（ａ＞に示す電動機からヨークを省略して
示した上面断面図、同図（Ｃ）は本発明の一実施例電動
機の外観斜視図、同図（ｄ）はハウジング及びこれに埋
設された駆動コイルの外観斜視図、第２図は本発明の他
の一実施例電動機の断面図、第３図乃至第５図は従来の
直流電動機の断面図でおる。２１ａ乃至２１ｄ・・・駆動コイル、２２．３２・・・ロータ、２２ａ・・・内側ヨーク、２
２ｂ・・・外側ヨーク、２３　（２３ａ乃至２３ｈ）・・・永久磁石（永久磁石片）、２４・・・ハウジング、２４ａ・・・基板、２４ｂ・・
・リング状起立部、２４ｃ・・・中央突出部、２５・・・軸受、２７・・・シャフト（Ｉ！Ｉｉ！ｌ）
。（Ｃ）第　　１　　図４ｂ（ｄ）第　　１　図第　　２　図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中央部に突出部を形成すると共に、この中央突出
部を周回するように立脚形成された起立壁内に埋設配置
された駆動コイルを備えたハウジングと、この駆動コイ
ル外周面に隣接する外側ヨーク及び前記中央突出部外周
面に隣接する内側ヨークを有し、かつ前記中央突出部を
中心として回転自在に取り付けられたロータと、前記内
側ヨークの外周面に取付けられ前記駆動コイルに隣接配
置された永久磁石とを備えたことを特徴とする電動機。
（２）前記ロータは軸受により軸支されたシャフトと共
に回転するものである第１請求項記載の電動機。
（３）前記ロータはハウジングに固定されたシャフトを
中心として軸受を介して回転するものである第１請求項
記載の電動機。
（４）前記駆動コイルは中央突出部を中心とする半径方
向に主磁束を発生するものである第１請求項記載の電動
機。
（５）前記永久磁石は中央突出部を中心として一定角度
毎に分割配置されその隣接配置された永久磁石毎にその
半径方向で異極となる主磁束を発生するものである第１
請求項記載の電動機。
（６）前記ハウジングは起立壁を一体的に形成し、かつ
該起立壁内に駆動コイルを埋設したものである第１請求
項記載の電動機。