JPH0666287U - ブラシレスモータのロータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄肉の駆動マグネットの圧環強度を増し、同
軸度がよくてジッタの良い薄型ブラシレスモータを提供
する。 【構成】 未着磁の駆動マグネット６をマグネット外リ
ング３に固定し、マグネット外リング３の付いた状態で
駆動マグネット６を着磁し、ロータフレーム２に取り付
けてブラシレスモータのロータ装置を構成する。また、
ロータフレーム２に設けたマグネット外リングとの位置
決め部に、駆動マグネットを着磁後のマグネット外リン
グのロータフレーム位置決め部を合わせる構成とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ＯＡ機器あるいは音響、映像機器に使用される小型、薄型ブラシレ スモータのロータ装置とその製造方法に関するものである。また、ロータの周波 数発電機マグネットとメインマグネットの位相を明確にする方法に関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

近年、装置の小型化の要求に対して、それに使用するブラシレスモータも小型 、薄型の要求があり、フェライト磁石からネオジ鉄ボロン磁石、サマリュームコ バルト磁石などネオジ希土類系の磁石を使用することによってモータの小型化が なされてきた。特に、情報記憶装置としてフロッピーディスク装置等のディスク 装置などは、ノートパソコンなどの普及に伴い厚さ１インチサイズから厚さ１／ ２インチサイズのディスク装置の駆動用モータの開発がなされている。

【０００３】 以下図面を参照しながら、従来のブラシレスモータのマグネット固定構造につ いてフロッピーディスク装置用スピンドルモータを例に挙げて説明する。

【０００４】 図６は従来のブラシレスモータのマグネットの取り付け構造を示すものである 。図６において２１はシャフト、２２はロータフレーム、２４は駆動ピン、２５ はハブマグネット、２６は多極着磁された円筒上の駆動マグネット、２７は周波 数発電機用マグネット（以下ＦＧマグネットと記す）、２８は複数枚積層された ステータコアである。

【０００５】 以上のように構成されたブラシレスモータについて、以下にその構造を説明す る。

【０００６】 ロータフレーム２２はスピンドルハブ２３を介してシャフト２１に固定され、 樹脂性マグネットからなるＦＧマグネット２７がロータフレーム２２の外周に一 体成形されている。モータの薄型化のために、ネオジ鉄ボロン磁石、サマリュー ムコバルト磁石などネオジ希土類系の磁石を円筒状の駆動マグネット２６に使用 して、上記の駆動マグネット２６のような（磁束密度Ｂ）×（磁界Ｈ）の積が大 きいマグネットは未着磁状態で保管し、モータに組み立てる時にマグネット単品 で着磁後ロータフレーム２２に接着固定されている。

【０００７】 ステータコア２８と駆動マグネット２６とロータフレーム２２で磁気回路を形 成し、ステータコア２８上に巻配されたコイル２９に電流を流すことにより界磁 磁界を発生させ、円筒状の駆動マグネット２６の間でトルクを発生させ、そのト ルクにより軸受３０（図ではボール軸受と焼結含油メタルを示す）によって保持 されているシャフト２１を中心に、ロータフレーム２２が回転する。軸受３０は 軸受ハウジング３１に固定され、軸受ハウジング３１はプリント基板３２に固定 されている。

【０００８】 ディスク装置にディスク（図示せず）が挿入されるのに伴って、ディスクハブ はハブマグネット２３に吸引されて、同時にディスクハブのモータシャフト挿入 孔にシャフト２１が挿入される。そして、駆動ピン２４が挿入孔に挿入されてデ ィスクハブ挿入孔の外側稜面に接しながら転がり、ディスクは駆動ピン２４との 相対運動が０となるとディスクはモータと一体で回転する。そして、駆動ピン２ ４とヘッドが設定位置になれば、位置信号を発生する機構がモータ側に設けられ ている。図７にその位置信号発生機構の説明図を示す。

【０００９】 図７において、３３は位置信号用マグネット（以下ＰＧマグネットと記す）、 ３４は位置信号を検出するセンサーであり、その位置検出信号（以下ＰＧ信号と 記す）は、ロータフレーム２２外周のＦＧマグネット２７の一部に設けた切り欠 きにＰＧマグネット３３を取り付け、プリント基板３２に位置検出センサー３４ を取り付けて、ロータフレーム２２が回転してＰＧマグネット３３がセンサー３ ４を通過するときに発生させる。駆動ピン２４とＰＧ信号発生位置が決められて いて、モータ装置に組立た後に調整している。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上記の従来の構成では、ロータフレームの天面が駆動マグネット 着磁に邪魔となり、ロータフレームのついた状態で駆動マグネットを着磁するこ とができないので、駆動マグネット２６を単品で着磁している。そのため、着磁 時の圧環強度を保つために駆動マグネット２６の肉厚が厚くなり、モータの小型 、薄型化に対して支障をきたしていた。

【００１１】 また、駆動マグネット２６の肉厚を厚くした分だけロータフレーム２２の板厚 を薄くすると、ネオジ鉄ボロン等の磁石を使用するため漏洩磁束が大きくなり、 ヘッドにとびこむという問題もあり、ロータフレーム２２の板厚を薄くすること ができなかった。

【００１２】 また、駆動マグネット２６を着磁後にロータフレーム２２に固着するため、駆 動マグネットとロータフレームとの隙間があるので一方向に片寄ってしまい、シ ャフト２１に対しての駆動マグネットの同軸度が悪くなり、ジッタが悪くなって いた。

【００１３】 さらに、単品で駆動マグネットを着磁しているので極の位置と駆動ピンの位置 との相対関係が不明であり、位置検出信号のセンサレス化が不可能であった。

【００１４】 本考案は上記課題を解決するもので、薄肉でも駆動マグネットの圧環強度が強 く同軸度がよく、磁束の漏洩の少ない薄型のブラシレスモータを提供することを 目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するために本考案のブラシレスモータは、未着磁の駆動マグネ ットをマグネット外リングに固定し、そのマグネット外リングの付いた状態で駆 動マグネットを着磁し、ロータフレームに取り付けて、ブラシレスモータのロー タ装置を構成する。

【００１６】

【作用】

この構成によって着磁時の駆動マグネットの圧環強度が強くなり、マグネット の肉厚を薄くすることができ、ロータフレームの肉厚も薄くでき、マグネット外 リングの肉厚との２重構造のため、薄肉のロータフレームでも磁束の漏洩を少な くすることができる。また、無着磁で駆動マグネットをマグネット外リングに固 定し、着磁後そのマグネット外リングをロータフレームに固定するため、シャフ トに対する同軸度が良く、ジッタを良くすることができる。

【００１７】

【実施例】

（実施例１） 以下本考案の第１の実施例について、図面を参照しながら説明する。

【００１８】 図１は本考案の第１の実施例におけるフロッピーディスク装置用ブラシレスモ ータの断面構造図を示すものである。図１において１はシャフト、２はロータフ レーム、３はマグネット外リング、４は駆動ピン、５はハブマグネット、６はマ グネット外リング３に固定された駆動マグネット、７はロータフレーム２に固定 されたＦＧマグネットである。

【００１９】 以上のように構成された本実施例のブラシレスモータについて、以下その動作 を説明する。

【００２０】 まず、ＦＤＤ装置にディスクが挿入されるのに伴って、ディスクハブはハブマ グネット５に磁気吸引されてモータが回転しはじめ、ロータが１回転する間に駆 動ピン４が駆動ピン挿入孔にチャッキングされ、ロータとディスクとが一体とな って回転するという原理は、従来例と同じである。

【００２１】 焼結含油メタルはプリント基板に取り付け固定された軸受ハウジングに圧入さ れ、モータのラジアル方向の荷重を上記焼結含油メタルで受け、モータのスラス ト荷重はボールを介在させたスラスト軸受で受け、モータシャフト１を回転自在 に支持している。モータシャフト１の上方部にはロータフレーム２の一部でスピ ンドルハブ部２ａを構成し、スピンドルハブ部２ａの面には潤性シート８が貼設 され、シャフト１がロータフレーム２に圧入されている。

【００２２】 ロータフレーム２の開放端面をほぼ直角に折り曲げたフランジ部２ｂにＦＧマ グネット７を取り付け、ＦＧマグネット７の面に周波数発電磁極（以下ＦＧ磁極 と記す）を着磁され、周波数発電着磁（以下ＦＧ着磁と記す）面と対向して配置 される発電線素とによりＦＧ信号が得られ、モータが制御される。

【００２３】 ロータフレーム２の天面側に、駆動マグネット６の内径より大きくかつ駆動マ グネット６の外径より小さい突き出し部３ａと、ロータフレーム２の垂下部側に 駆動マグネット６の外径より大きくかつロータフレーム２の内径より小さい円筒 部３ｂとを具備したマグネット外リング３を、多極着磁した円筒状の駆動マグネ ット６と、カップ状のロータフレーム２との間に設ける。

【００２４】 マグネット外リング３は鉄性であり、駆動マグネット６からロータフレーム２ の外周までの間に鉄性部が増え、ロータのイナーシャの低下防止となりモータ制 御性能の維持、駆動マグネット６のバックヨーク効果、およびロータフレーム２ からの漏洩磁束の低減をそれぞれはかることができ、モータの薄型化を実現する ことができる。

【００２５】 （実施例２） 以下本考案の第２の実施例について、図面を参照しながら説明する。

【００２６】 図２は本考案の第２の実施例における円筒状駆動マグネットにマグネット外リ ングを固着した状態の斜視図である。図２において３はマグネット外リング、３ ａはマグネット外リングの突き出し部、３ｂはマグネット外リングの円筒部、６ はマグネット外リング３に固定された駆動マグネットである。

【００２７】 以上のように構成された駆動マグネットが固定されたマグネット外リングにつ いて説明する。

【００２８】 ロータフレームの天面側に、駆動マグネット６の内径より大きくかつ駆動マグ ネット６の外径より小さい突き出し部３ａと、ロータフレームの垂下部側に駆動 マグネット６の外径より大きくかつロータフレーム２の内径より小さい円筒部３ ｂとを具備したマグネット外リング３に無着磁の駆動マグネットを固定し、固定 した状態で駆動マグネットを着磁し、着磁後にロータフレームに固定する。

【００２９】 マグネット外リング３に固着するため、円筒状駆動マグネット６の圧環強度が 増し、肉厚を薄くすることができる。駆動マグネット６をマグネット外リング３ に無着磁固定した状態で着磁するため、円筒状駆動マグネットが薄肉で同軸度が よく、ジッタの良い優れたブラシレスモータのロータ装置ができる。

【００３０】 （実施例３） 以下本考案の第３の実施例について、図面を参照しながら説明する。

【００３１】 図３は本考案の第３の実施例におけるブラシレスモータのマグネット外リング をロータフレームに固定した断面図である。図３において２はロータフレーム、 ３はマグネット外リング、３ａはマグネット外リングの突き出し部、３ｂはマグ ネット外リングの円筒部、６はマグネット外リング３に固定された駆動マグネッ ト、７はＦＧマグネットである。

【００３２】 以上のように構成された駆動マグネットが固定されたマグネット外リングにつ いて説明する。

【００３３】 マグネット外リング３の突き出し部３ａの肉厚が、マグネット外リング３の円 筒部３ｂの肉厚に比べて薄く構成されたマグネット外リング３に駆動マグネット ６を固着し、さらにロータフレームに固定されている。

【００３４】 突き出し部３ａが円筒部３ｂに比べて薄いので駆動マグネットの高さを高くす ることができ、モータ電気性能を低減させることなく、モータの薄型化を実現す ることができる。

【００３５】 （実施例４） 以下本考案の第４の実施例について、図面を参照しながら説明する。

【００３６】 図４は本考案の第４の実施例におけるブラシレスモータのマグネット外リング を位置決めにあわせてロータフレームに固定した断面図、図５は本考案の第４の 実施例における円筒状駆動マグネットに位置決め部のあるマグネット外リングを 固着した状態の斜視図である。

【００３７】 図４，図５において２はロータフレーム、２ｃはロータフレーム２に設けた位 置決め部、３はマグネット外リング、３ａはマグネット外リングの突き出し部、 ３ｂはマグネット外リングの円筒部、３ｃはマグネット外リング３の突き出し部 に設けた位置決め部、６は駆動マグネット、７はＦＧマグネットである。

【００３８】 以上のように構成された駆動マグネットが固定されたマグネット外リングにつ いて説明する。

【００３９】 マグネット外リングの突き出し部３ａに位置決め部３ｃを設けたマグネット外 リング３に無着磁の駆動マグネットを固着し、その固着した状態で位置決め部３ ｃを用いて駆動マグネットを多極着磁して、位置決め部３ｃより駆動マグネット 磁極の位置を明確にする。

【００４０】 さらに、ロータフレーム２に設けた位置決め部２ｃを基準にして、ＦＧマグネ ットにＦＧ着磁をして、ロータフレームの位置決め部２ｃよりＦＧ磁極の位置が 明確となる。

【００４１】 上記のように着磁された、マグネット外リングとロータフレームとを突き出し 部３ａに設けた位置決め部３ｃとロータフレームに設けた位置決め部２ｃとを合 わせて固定する。ロータのＦＧマグネットと駆動メインマグネットの磁極の位相 を明確にすることができる。

【００４２】

【考案の効果】

以上のように本考案は、円筒状駆動マグネットをマグネット外リングに無着磁 固定した状態で着磁するため、着磁時の駆動マグネットの圧環強度が増し、円筒 状駆動マグネットが薄肉で構成でき、未着磁状態でマグネット外リングに固着す るため芯だしが容易で、駆動マグネットとシャフトとの同軸度がよく、ジッタの 良い優れたブラシレスモータを実現することができる。

【００４３】 駆動マグネットとＦＧマグネットは位置決め部を用いて着磁するので、その位 置決め部を用いて組立することによって、ロータのＦＧマグネットと駆動メイン マグネットの磁極の位相を明確にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例におけるフロッピーディ
スク装置用ブラシレスモータの断面構造図

【図２】本考案の第２の実施例における円筒状永久磁石
にマグネット外リングを固着した状態の斜視図

【図３】本考案の第３の実施例におけるブラシレスモー
タのマグネット外リングを含む周辺部の断面図

【図４】本考案の第４の実施例におけるブラシレスモー
タのマグネット外リングを含む周辺部の断面図

【図５】本考案の第４の実施例における円筒状永久磁石
にマグネット外リングを固着した状態の斜視図

【図６】従来のブラシレスモータの断面図

【図７】従来のブラシレスモータのＰＧ信号発生機構の
説明図

【符号の説明】

１ シャフト ２ ロータフレーム ２ａ スピンドルハブ部 ２ｂ フランジ部 ２ｃ 位置決め部 ３ マグネット外リング ３ａ 突き出し部 ３ｂ 円筒部 ３ｃ 位置決め部 ４ 駆動ピン ５ ハブマグネット ６ 駆動マグネット ７ ＦＧマグネット ８ 潤性シート

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 多極着磁した円筒状の駆動マグネット
   と、カップ状のロータフレームと、前記駆動マグネット
   と前記ロータフレームとにより挟持した鉄製のマグネッ
   ト外リングとを有し、 前記マグネット外リングには、ロータフレームの天面側
   に駆動マグネットの内径より大きくかつ駆動マグネット
   の外径より小さい突き出し部と、ロータフレームの垂下
   部側に、駆動マグネットの外径より大きくかつロータフ
   レームの内径より小さい円筒部とを具備したことを特徴
   とするブラシレスモータのロータ装置。
2. 【請求項２】 無着磁の駆動マグネットをマグネット外
   リングに固定した状態で駆動マグネットを着磁し、着磁
   後にロータフレームに固定することを特徴とする請求項
   １記載のブラシレスモータのロータ装置。
3. 【請求項３】 マグネット外リングの突き出し部の肉厚
   が、マグネット外リングの円筒部の肉厚に比べて薄くな
   ったマグネット外リングを有する請求項１記載のブラシ
   レスモータのロータ装置。
4. 【請求項４】 マグネット外リングの突き出し部に着磁
   位置決め部を設け、ロータフレームに設けたマグネット
   外リングとの位置決め部に前記着磁位置決め部を合わせ
   て、マグネット外リングをロータフレームに固定するこ
   とを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータのロー
   タ装置。