JPH05122878A - 電動機装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータマグネットの形状を磁気、空間、寸法
上様々に利用し、装置コンパクト化も可能で、ロータマ
グネットと電機子の軸線方向における磁気中心の位置が
実質上一致して振動や電磁ノイズ等が少ない。 【構成】 回転対称状をなすロータマグネット４４の断
面形状を、内周部が、ブラケット１０側の半分強が拡径
されて径方向厚みが薄くなった２段状に形成する。ロー
タマグネット４４は、軸線方向中央位置より上方に磁気
中心が位置し、電機子４０の磁気中心位置と実質上一致
する。ロータマグネット４４の下端部内側に形成された
空間に磁気センサ４６を配装する。ステータコア３６よ
りも下方に延設したロータマグネット４４の下端部の磁
気と、そこに形成される空間とを利用して、コンパクト
性を損なわずに磁極位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステータの電機子とロ
ータのロータマグネットとが径方向空隙を隔てて相対し
ている電動機装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び解決しようとする課題】従来、例えば
図５及び図６に示されるように、椀形状のロータハブａ
の内周側に設けられた円筒状のロータマグネットｂがそ
の内周側に位置する電機子ｃと径方向ギャップを隔てて
相対する電動機装置において、ロータマグネットｂの径
方向厚みは軸線方向に一定である。

【０００３】ロータマグネットｂの磁極位置を検出する
ためにホール素子等を利用する場合、図５に示されるよ
うに、例えば電機子ｃの下端部よりもブラケットｄ側、
すなわち図５における下方に、ロータマグネットｂを延
設し、電機子ｃの下端部よりも下方側にホール素子ｅを
設けている。その場合、図５に示すように、ロータマグ
ネットｂのコストを抑えるためにロータマグネットｂの
上方側を短縮し、ロータハブａの基部ａ１との間にスペ
ーサｆを設けることもある。何れにせよ、軸線方向にお
いてロータマグネットｂの磁気中心が電機子ｃの磁気中
心からずれるので、振動や電磁ノイズ等の原因となり、
またロータマグネットｂを下方に延設してホール素子ｅ
を設けるスペースを要するため、装置のコンパクト性が
損なわれる。

【０００４】また図６に示されるように、図５における
ようなスペーサを省略して製造工程を減らし、且つ、ロ
ータハブｇの外周下端部に設けられた周波数発電用マグ
ネットｈに相対する周波数発電用導電路ｉへのロータマ
グネットｊの磁気的影響を抑えるために、ロータマグネ
ットｊの軸線方向位置を電機子ｋに対しロータハブｇの
基部ｇ１側、すなわち図６における上方にずらした場合
も、軸線方向においてロータマグネットｊの磁気中心が
電機子ｋの磁気中心からずれるので、振動や電磁ノイズ
等の原因となる。

【０００５】本発明は、従来技術に存した上記のような
問題点に鑑み行われたものであって、その目的とすると
ころは、ロータマグネットの形状を、磁気的に、空間的
に及び寸法的に様々に利用し得て、装置のコンパクト化
も可能であり、而も、ロータマグネットと電機子の軸線
方向における磁気中心の位置が実質上一致して、電動機
装置の作動時における振動や電磁ノイズ等が少ない電動
機装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電動機装置は、ステータの電機子とロータ
のロータマグネットとが径方向空隙を隔てて相対してい
る電動機装置であって、ロータマグネットにおける電機
子に相対する面の径が軸線方向において変化しているこ
とにより、軸線方向においてロータマグネットの幾何学
的な中央位置がその磁気中心の位置からずれており、且
つ、軸線方向におけるロータマグネット及び電機子の磁
気中心の位置が実質上一致しているものとしている。

【０００７】

【作用】ロータマグネットの軸線方向は、磁気的な中心
位置から見て一方が長く、他方が短いので、長い部分の
寸法自体を利用したり磁気中心から離れた位置でその長
い部分のロータマグネットの磁気を利用したりすること
ができ、一方、ロータマグネットの軸線方向長さが短い
側については、短いことによって生ずる空間を利用した
りロータマグネットの磁気的影響を回避したりすること
ができる。

【０００８】またロータマグネットにおける電機子に相
対する面の径が軸線方向において変化しているので、電
機子との間に広く生成する空間を利用することができ
る。ロータマグネットの軸線方向における磁気中心の位
置は電機子の磁気中心の位置と実質上一致しているの
で、電動機装置の作動時における振動や電磁ノイズ等が
少ない。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を、図１乃至図３を参照しつ
つ説明する。図１は、本発明の１実施例としての記録媒
体（例えばハードディスク）駆動用のスピンドルモータ
装置についての半断面図である。

【００１０】１０はブラケットである。ブラケット１０
の中央部には、円筒状の軸受保持部１２が立設されてお
り、その軸受保持部１２の基部外周部には、環状凹部１
４が形成されている。１６は、この環状凹部１４の底面
に固定された回路基板である。

【００１１】１８は、椀形状のロータハブである。ロー
タハブ１８における基部２０の中央部には、内方、すな
わち図１における下方に向かって回転軸２２が立設され
ている。またロータハブ１８の外周壁２４の下端部外周
側には、環状張出し部２６が形成されている。

【００１２】回転軸２２は、軸受保持部１２の内側に配
設された上下玉軸受２８及び３０を介して、ブラケット
１０に対し回転自在に支持されている。軸受保持部１２
の上下中間位置には内方突部３２が設けられており、こ
れが上下玉軸受２８及び３０間のスペーサとして機能し
ている。軸受保持部１２の下方開口部は、シール部材３
４によって密封されている。

【００１３】３６は、軸受保持部１２の外周部に固定さ
れたステータコア、３８は、そのステータコア３６に捲
回されたステータコイルであって、主としてこの両者が
電機子４０を構成している。ロータハブ１８の外周壁２
４の内周面には、基部２０の下面との間に環状のスペー
サ４２を挟んだ状態で円筒状のロータマグネット４４が
固定されている。このロータマグネット４４は、電機子
４０と同軸状をなし、径方向空隙を隔てて電機子４０と
相対している。このようにスペーサ４２を用いることに
より、ロータマグネット４４を小型化して全体としての
コストダウンを図っている。

【００１４】図１におけるロータマグネット４４の上端
位置は、ステータコア３６の上端位置と同等であり、ロ
ータマグネット４４の下端位置は、ステータコア３６の
下端位置よりも下方で、ロータハブ１８の外周壁２４の
下端位置と同等である。ロータマグネット４４は回転対
称状をなし、その断面形状は、ブラケット１０側の半分
強、すなわち図１における下半分強における内径が、そ
の上部の内径よりも拡径されて径方向厚みが薄くなった
２段状に形成されている。

【００１５】このようなロータマグネット４４の形状に
よって、軸線方向におけるロータマグネット４４の幾何
学的な中央位置よりも図１における上方に、ロータマグ
ネット４４の磁気中心が位置することとなり、その位置
は、軸線方向における電機子４０の磁気中心の位置と実
質上一致するよう構成されている。そのため、スピンド
ルモータ装置作動時における振動や電磁ノイズ等は少な
い。

【００１６】４６は、回路基板１６上に設けられたホー
ル素子等の磁気センサである。ステータコア３６よりも
下方に位置するロータマグネット４４の下端部の内側
は、内径が大きいので、それによって電機子４０のステ
ータコイル３８との間に磁気センサ４６を位置させる空
間が形成される。このように、ステータコア３６よりも
下方に延設したロータマグネット４４の下端部の磁気
と、その部分に形成される空間とを利用することによっ
て、装置全体のコンパクト性を損なうことなく、ロータ
マグネット４４の磁極位置を検出することができる。

【００１７】図２は、本発明の別の実施例としての記録
媒体駆動用のスピンドルモータ装置についての半断面図
である。

【００１８】ロータハブ４７の外周壁４８の内周面に、
図２における上端部がロータハブ４７の基部４９下面に
当接した状態で、円筒状のロータマグネット５０が固定
されている。スペーサを用いないので、製造工程が少な
くなる。このロータマグネット５０は、電機子５１と同
軸状をなし、径方向空隙を隔てて電機子５１と相対して
いる。ロータマグネット５０の下端位置は、ステータコ
ア３６の下端位置と同等であって、ロータハブ４７の外
周壁４８の下端位置よりも上方に位置している。

【００１９】ロータマグネット５０は回転対称状をな
し、その断面形状は、ロータハブ４７の基部４９側、す
なわち図２における上側の半分強の内径が、その下部の
内径よりも拡径されて径方向厚みが薄くなった２段状に
形成されている。このようなロータマグネット５０の形
状によって、軸線方向におけるロータマグネット５０の
幾何学的な中央位置よりも図２における下方に、ロータ
マグネット５０の磁気中心が位置することとなり、その
位置は、軸線方向における電機子５１の磁気中心の位置
と実質上一致するよう構成されている。そのため、スピ
ンドルモータ装置作動時における振動や電磁ノイズ等は
少ない。

【００２０】５２は、環状の周波数発電用マグネットで
あって、ロータハブ４７のの外周壁４８の下端部外周側
に設けられた張出し部５４のうちブラケット５６に相対
する部分に設けられている。５８は、その周波数発電用
マグネット５２に相対するブラケット５６の上面に設け
られた周波数発電用導電路である。ロータマグネット５
０の下端位置がステータコア３６の下端位置と同等の位
置にあり、ロータハブ４７の外周壁４８の下端位置より
も上方に位置しているので、周波数発電用導電路５８に
対するロータマグネット５０の磁気的影響が抑えられ
る。

【００２１】６０は、ブラケット５６に設けられた貫通
孔、６２は、貫通孔６０のモータ内部側を覆うようにブ
ラケット５６の上面に貼り付けられた絶縁シートであ
る。ステータコイル６４の引出部６６は、絶縁シート６
２に設けられた透孔６３と、貫通孔６０と、フレキシブ
ル回路基板等の回路基板６８に設けられた透孔７０とを
通じてモータ外部側、すなわちブラケット５６の下方へ
引き出され、回路基板６８の端子に半田付けされてい
る。絶縁シート６２及び回路基板６８の各透孔６３及び
７０を貫通孔６０の中央部になるべく位置させ、引出部
６６を余りたるませないことにより、ブラケット５６と
引出部６６との間の絶縁性が実現維持される。回路基板
６８の透孔７０は、封止用充填剤によって封止され、モ
ータの内外を遮断している。

【００２２】従来は、ブラケット５６に設けた貫通孔６
０に、ブラケット５６の厚みと同等或はそれを越える長
さの絶縁用のブッシュを嵌め込み、そのブッシュに設け
られた挿通孔に引出部６６を挿通させて絶縁を行ってい
たが、絶縁シート６２と回路基板６８の利用により、ブ
ッシュの嵌め込み工程がなくなり、また引出部６６の挿
通も、ブッシュの挿通孔への挿通よりも容易である。絶
縁シート６２の透孔６３の大きさや形状なども自在に選
定し得る。而も、この絶縁シート６２によって、ステー
タコア３６に捲回されたステータコイル６４の下端部と
ブラケット５６の上面との間の電気絶縁耐圧力を高める
こともでき、モータを小型化した場合にますます有効で
ある。以上の説明以外については、図１の実施例と同様
である。

【００２３】図３は、本発明の別の実施例としての記録
媒体駆動用のスピンドルモータ装置についての半断面図
である。ロータハブ４７の外周壁４８の内周面に、図３
における上端部がロータハブ４７の基部４９下面に当接
した状態で、円筒状のロータマグネット７２が固定され
ている。このロータマグネット７２は、電機子５１と同
軸状をなし、径方向空隙を隔てて電機子５１と相対して
いる。ロータマグネット７２の下端位置は、ステータコ
ア３６の下端位置と同等であって、ロータハブ４７の外
周壁４８の下端位置よりも上方に位置している。

【００２４】ロータマグネット７２は回転対称状をな
し、その断面形状は、内径が下端部から上端部に向かっ
て傾斜状に拡径されて径方向厚みが徐々に薄くなってい
る。このようなロータマグネット７２の形状によって、
軸線方向におけるロータマグネット７２の幾何学的な中
央位置よりも図３における下方に、ロータマグネット７
２の磁気中心が位置することとなり、その位置は、軸線
方向における電機子５１の磁気中心の位置と実質上一致
するよう構成されている。以上の説明以外については、
図２の実施例と同様である。

【００２５】図４は、記録媒体駆動用のスピンドルモー
タ装置の別の態様を示す半断面図である。７４はブラケ
ット、７６は、ブラケット７４の中央嵌合孔７８に嵌合
固定された固定軸である。８０及び８２は、固定軸７６
の外周部に配設された上下玉軸受である。８４は、ロー
タハブである。ロータハブ８４の基部８５の内周面は上
玉軸受８０の外輪に固定され、ロータハブ８４の外周壁
８６の下端部内周面は、ブッシュ８８の外周面に固定さ
れ、このブッシュ８８の内周面は下玉軸受８２の外輪に
固定されている。それによって、ロータハブ８４は固定
軸７６に対し回転自在に支持されている。９０は、固定
軸７６に外嵌固定されたステータコア、９２は、そのス
テータコア９０に捲回されたステータコイル、９４は、
ロータハブ８４の外周壁８６の内周面に固定されたロー
タヨーク、９６は、そのロータヨーク９４の内周面に固
定されたロータマグネットである。また９８は、上玉軸
受８０よりも上方において、ロータハブ８４の基部８５
の内周部と固定軸７６との間を封止する磁性流体シール
装置である。

【００２６】ブッシュ８８におけるブラケット７４に相
対する部分には環状凹部１００が設けられ、ブラケット
７４には、その環状凹部１００に非接触状態で嵌挿され
ている環状凸部１０２が設けられている。

【００２７】ロータハブ８４の外周壁８６における下端
からやや上方の位置の外周部に、外周壁８６に外嵌固定
されるハードディスク等の記録媒体を上方に支持する環
状張出し部１０４が設けられており、その環状張出し部
１０４の下面に、断面略Ｌ字状の強磁性材料製のヨーク
１０６が、その平板部１０８の上面において固定されて
いる。平板部１０８の外周部には、下方に延びる垂直部
１１０が構成されている。垂直部１１０の外周部には、
半径方向外方への突出部１１２が全周に亙って設けられ
ており、その突出部１１２は、半径方向外方に位置する
ブラケット７４の垂直面１１４と若干の空隙を隔てて相
対している。この突出部１１２とブラケット７４の垂直
面１１４並びにブッシュ８８の環状凹部１００とブラケ
ット７４の環状凸部などによって、ラビリンスシール効
果が得られ、下玉軸受８２の潤滑剤等がモータ外部へ飛
散することが防止されている。

【００２８】ヨーク１０６とロータハブ８４の外周壁８
６の下端部との間に囲まれた部分に、回転速度、加速度
等の回転情報検出のために用いる検出用マグネット１１
６が配装されている。ブラケット７４におけるその検出
用マグネット１１６と軸線方向に相対する部分に、透孔
１１８が設けられており、その透孔１１８は、ブラケッ
ト７４の上面側、すなわち検出用マグネット１１６が位
置する側において、非強磁性材料製の回路基板１２０に
よって密閉されている。回路基板１２０における透孔１
１８に臨む部分に、磁気センサ１２２が配装されてお
り、その磁気センサ１２２は、回路基板１２０及び軸線
方向の若干の空隙を隔てて検出用マグネット１１６に相
対している。磁気センサ１２２のリード線１２４は、回
路基板１２０の端子に半田付けされている。

【００２９】従来は、ブラケットの下面側に回路基板を
配装しており、回路基板に配設する磁気センサと検出用
マグネットとの距離を短縮して検出精度を良好にするた
めに、回路基板における検出用マグネットに相対する部
分に磁気センサ嵌合用の透孔を設け、その磁気センサ嵌
合用の透孔に磁気センサを嵌合固定してブラケットの透
孔内に磁気センサを位置させていた。そして更に、モー
タ内外の封止のために、ブラケットの上面側において封
止部材により透孔を密閉したり、透孔に合成樹脂充填剤
を充填したりする必要が合った。

【００３０】ところが、上述のような態様とすることに
よって、回路基板に磁気センサ嵌合用の透孔を設ける工
程や、透孔を封止部材により密閉したり透孔に合成樹脂
充填剤を充填したりする工程を省いて同等の回転情報検
出効果及びモータ内外封止効果を得ることができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明の電動機装置では、ロータマグネ
ットの軸線方向長さが磁気的な中心位置から見て長い部
分の寸法自体の利用や磁気の利用、軸線方向長さが短い
側における空間の利用や磁気的影響の回避、ロータマグ
ネットにおける電機子に相対する面の径の軸線方向にお
ける変化により電機子との間に広く生成する空間の利用
等を自在に行い得、例えばロータマグネットの軸線方向
長さが磁気的な中心位置から見て長い部分と電機子との
間に空間を広く形成してそこに磁極検出手段を設けた
り、或は、ロータマグネットにおける軸線方向長さが長
い部分を位置決めのための寸法稼ぎに用いる等、ロータ
マグネットの形状を、磁気的に、空間的に、及び寸法的
に、様々に利用することができ、それによる装置のコン
パクト化も可能であり、而も、ロータマグネットと電機
子の軸線方向における磁気中心の位置が実質上一致して
いるので、電動機装置の作動時における振動や電磁ノイ
ズ等が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】スピンドルモータ装置の半断面図である。

【図２】別のスピンドルモータ装置の半断面図である。

【図３】更に別のスピンドルモータ装置の半断面図であ
る。

【図４】更にまた別のスピンドルモータ装置の半断面図
である。

【図５】従来の電動機装置の半断面図である。

【図６】従来の別の電動機装置の半断面図である。

【符合の説明】

１０ ブラケット １８ ロータハブ ３６ ステータコア ３８ ステータコイル ４０ 電機子 ４４ ロータマグネット ４７ ロータハブ ５０ ロータマグネット ５１ 電機子 ５６ ブラケット ６４ ステータコイル ７２ ロータマグネット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮脇 津与志 長野県上伊那郡飯島町田切1145−４ 長野 日本電産株式会社内 (72)発明者 宮嶋 和人 長野県上伊那郡飯島町田切1145−４ 長野 日本電産株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステータの電機子とロータのロータマグネ
   ットとが径方向空隙を隔てて相対している電動機装置で
   あって、 ロータマグネットにおける電機子に相対する面の径が軸
   線方向において変化していることにより、軸線方向にお
   いてロータマグネットの幾何学的な中央位置がその磁気
   中心の位置からずれており、且つ、軸線方向におけるロ
   ータマグネット及び電機子の磁気中心の位置が実質上一
   致していることを特徴とする電動機装置。