JPH04295242A - ブラシレスモータ用ロータマグネット - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラジアルギャップ形の
直流ブラシレスモータのロータに使用されるリング形の
ロータマグネットに係り、特に、ラジアル異方性のマグ
ネット材料により形成されるロータマグネットに関する
。

【０００２】

【従来の技術】図４は例えば磁気デイスク駆動装置など
に使用されるアウターロータ構造のラジアルギャップ形
直流ブラシレスモータを示している。同図中１はモータ
ハウジングで、これにはプリント配線基板２が取付けら
れているとともに、ステータ３が取付けられている。ス
テータ３は、積層鋼板からなるステータコア３ａが有し
た複数の放射状配置の突極３ｂに、夫々巻線３ｃを巻付
けて形成されている。モータハウジング１には軸受け４
を介してロータ５が回転自在に支持されている。ロータ
５は、モータハウジング１を厚み方向に貫通して軸受け
４に軸支された回転軸６と、この回転軸６の一端部にロ
ータブッシユ７を介して連結されたロータヨーク８と、
このヨーク８の内周面に取付けられたロータマグネット
９と、回転軸６の他端部に連結されたハブ１０とから形
成されている。前記プリント配線基板２にはホール素子
などの位置センサ１１が取付けられているとともに、図
示しない駆動用ＩＣ、制御用ＩＣ、その他の回路部品が
取付けられている。位置センサ１１は、ステータ３にお
ける隣接した突極３ａ間に配置されて、ロータマグネッ
ト９の内周面に近接して対向されている。この位置セン
サ１１によるロータ５の回転位置に検出に基づいて、ス
テータ３の巻線３ｃの励磁が順次切り替えられる。それ
によって、ステータ３に発生する磁束と、ロータマグネ
ット９の磁束との吸引作用により、ロータ５が回転され
る。

【０００３】ロータマグネット９には、円弧状に成形さ
れた複数のセグメントをリング状に並べたものと、リン
グ形に成形されたものとが知られているが、いずれもラ
ジアル異方性のマグネット材料で作られている。前者の
セグメント形のロータマグネット９は、大きい磁束を得
ることができるが、実際面においてロータヨーク８への
取付けの手間が多いだけでなく、その取付け誤差により
ロータの回転バランスに悪影響を与え易いという問題が
ある。そこで、これらの問題がないリング形のロータマ
グネット９が多用されている。そして、この種リング形
のロータマグネット９は、その内周面および外周面とも
に凹凸がない滑らかな曲面で形成される構成であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来構成のリング形ロータマグネットは、着磁された各極
の磁束が小さいという問題があった。すなわち、ラジア
ル異方性のマグネット材料でリング形に成形されたロー
タマグネット９は、図５および図６に示すようにロータ
ヨーク８の内周面に取付けられた状態で、このマグネッ
ト９内に収納される着磁器１５を介して着磁して形成さ
れる。着磁器１５は、ロータマグネット９の内径よりも
少し小径の着磁ヨーク本体１６が有する着磁極１７に着
磁コイル１８を巻き付けて形成される。着磁コイル１８
に通電することにより、ロータマグット９を間に置いた
着磁極１７とロータヨーク８とにわたる磁気回路（図６
において点線矢印Ａで示す。）を発生させ、ロータマグ
ネット９を着磁できる。この着磁により、ロータマグネ
ット９に形成されたＳ極とＮ極との磁極境界は、隣接す
る着磁極１７相互の丁度真中位置に対応して設けられる
。なお、図５においてはＮＳ両極の差異を明確に示すた
めに、一方の極は斜線を付して示している。

【０００５】しかし、前記着磁において、着磁磁束の一
部はロータヨーク８を通ることなく、図６において実線
矢印Ｂで示すようにロータマグネット９のみを通って隣
接する着磁極１７相互間にわたって流れる。このように
してショートサーキットする磁束が流れ方向はラジアル
方向の成分が非常に少ない。

【０００６】ところで、ロータマグネット９を形成して
いるラジアル異方性のマグネット材料は、ラジアル方向
の着磁用磁束を受けて磁化されるという特性を持つから
、ラジアル方向の成分が非常に少ない矢印Ｂの磁束では
有効に着磁されない。したがって、着磁された各極では
その磁極境界部側程弱く磁化されているので、ロータマ
グネット９の磁束が小さいものであった。なお、従来の
ロータマグネット９の表面磁束密度の分布を図３におい
て点線で示す。

【０００７】本発明の目的は、ラジアル異方性のマグネ
ット材料でリング形に形成されたものにあって、大きい
磁束を発生できるようにしたブラシレスモータ用ロータ
マグネットを得ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ラジアルギャ
ップ形のブラシレスモータに使用されるロータに備えら
れるとともに、Ｓ極とＮ極とを交互に有してリング形に
形成され、かつ、ラジアル異方性のマグネット材料から
なるロータマグネットに実施され、前記目的を達成する
ために、前記ブラシレスモータが備えるステータとの対
向面に位置して前記Ｓ極とＮ極との磁極境界部に溝を設
けたものである。

【０００９】

【作用】上記構成のロータマグネットにおいて、このロ
ータマグネットに着磁器を用いて着磁を施す際には、そ
の溝は着磁器の隣接する着磁極間に丁度対向される。こ
の着磁により、ロータマグネットのみを通って隣接する
着磁極にわたって流れる磁束は、溝の磁気抵抗によって
この溝を迂回する。そのため、隣接する着磁極間をロー
タマグネットのみを通って流れる磁束を少なくできると
ともに、この磁束のラジアル方向の成分を多くできる。

【００１０】

【実施例】以下、図１〜図３を参照して本発明の一実施
例を説明する。なお、説明に辺り直流ブラシレスモータ
の構成が必要な場合には、図４をも参照する。図１およ
び図２において符号２１はリング形のロータマグネット
で、これは図４に示したラジアルギャップ形直流ブラシ
レスモータのロータ５が備えるロータヨーク８の内周面
に嵌合して取付けられている。ロータマグネット２１は
、ラジアル異方性のマグネット材料により形成され、周
方向に所定領域を占めるＳ極とＮ極とを交互に有してい
る。なお、図１においてはＮＳ両極の差異を明確に示す
ために、一方の極は斜線を付して示している。このロー
タマグネット２１の内周面、つまり前記モータが備える
ステータ３との対向面には、前記Ｓ極とＮ極との磁極境
界部に位置する複数の溝２２が夫々形成されている。 溝２２は例えば図２に示すようにＶ字形状をなして設け
られ、リング形ロータマグネット２１の両端面にわたっ
ている。この溝２２は、ロータマグネット２１の取扱い
において、リング形の形態を維持できる程度の強度を前
記磁極境界部に確保できる範囲で、ロータマグネット２
１の径方向にできる限り深く設けることが望ましい。

【００１１】図１および図２において符号２５はリング
形に成形されたロータマグネット２１にＳ極とＮ極とを
交互に着磁するための着磁器を示している。この着磁器
２１の構成は従来と同じであり、ロータマグネット２１
の内径よりも少し小径の着磁ヨーク２６が有する着磁極
２７に着磁コイル２８を巻き付けて形成される。この着
磁器２５は、ロータヨーク８に嵌着されたロータマグネ
ット２１の内側に挿入配置して、その着磁コイル２８に
通電することにより、ロータマグネット２１を着磁する
。

【００１２】すなわち、着磁コイル２８への通電により
、ロータマグット２１を間に置いた着磁極２７とロータ
ヨーク８とにわたる磁気回路が、図２において点線矢印
Ｅで示すように形成されるから、この磁気回路によって
ロータマグネット２１を着磁して、Ｓ極とＮ極とを交互
に設けることができる。この着磁によりロータマグネッ
ト２１に形成されたＳ極とＮ極との磁極境界は、隣接す
る着磁極２７相互の丁度真中位置に対応して設けられる
。

【００１３】この着磁において、着磁磁束の一部はロー
タヨーク８を通ることなく、磁極境界部分において図２
の実線矢印Ｆで示すようにロータマグネット２１のみを
通って隣接する着磁極２７相互間にわたって流れる。磁
極境界部には着磁器２５の隣接する着磁極２７相互間に
対向する溝２２が設けられているから、この溝２２の磁
気抵抗によって隣接する着磁極２７相互間にわたって流
れる着磁磁束の一部は、溝２１を迂回して流れるように
なる。そのため、隣接する着磁極２７間をロータマグネ
ット２１のみを通って流れる磁束を少なくできるととも
に、この磁束のラジアル方向の成分を多くできる。

【００１４】したがって、ラジアル方向の着磁磁束を受
けて磁化されるという特性を持つラジアル異方性のマグ
ネット材料からなるロータマグネット２１を、強く磁化
できるとともに、その磁極境界部側部分も強く磁化でき
る。そのため、ロータマグネット２１の性能が向上され
、その各磁極の磁束を夫々大きくできる。なお、着磁さ
れたロータマグネット２１の表面磁束密度の分布を図３
において実線で示す。

【００１５】そして、このように大きい磁束を発生する
ロータマグネット２１を用いるブラシレスモータにおい
ては、高トルク化を実現できるものであり、また、高ト
ルク化を図らない場合には、ロータマグネット２１の厚
みを小さくしたり、或いは径を小さくできるから、モー
タ全体の小形化に役立つものである。

【００１６】なお、前記一実施例はアウターロータ構造
のモータに使用されるロータマグネットに適用した例で
あるが、本発明はインナーロータ構造のモータのロータ
マグネットにも適用でき、その場合に溝は着磁器と対向
する側の面、つまり外周面に設けられる。また、本発明
において溝の構成はＶ字形状に制約されないことは勿論
である。

【００１７】

【発明の効果】以上詳記したように本発明のブラシレス
モータ用ロータマグネットにおいては、交互に形成され
たＳ極とＮ極との磁極境界部に溝を設けて、着磁の際に
隣接する着磁極にわたってロータマグネットのみを通っ
て流れる磁束を少なくするとともに、同磁束のラジアル
方向の成分を大きくしたから、強く着磁されて、大きい
磁束を発生できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るロータマグネットが取
付けられたロータヨークを示す裏面図。

【図２】同実施例に係るロータマグネットの着磁構造を
示す図。

【図３】同実施例に係るロータマグネットの磁束密度分
布特性を示す図。

【図４】直流ブラシレスモータ全体の構成を示す縦断側
面図。

【図５】従来のロータマグネットが取付けられたロータ
ヨークを示す裏面図。

【図６】同従来のロータマグネットの着磁構造を示す図
。

【符号の説明】

３…ステータ、５…ロータ、２１…ロータマグネット、
２２…溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ラジアルギャップ形のブラシレスモー
   タに使用されるロータに備えられるとともに、Ｓ極とＮ
   極とを交互に有してリング形に形成され、かつ、ラジア
   ル異方性のマグネット材料からなるロータマグネットに
   おいて、前記ブラシレスモータが備えるステータとの対
   向面に位置して前記Ｓ極とＮ極との磁極境界部に溝を設
   けたことを特徴とするブラシレスモータ用ロータマグネ
   ット。