JPH08126265A - Dynamo-electric machine - Google Patents
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Landscapes
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- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
やブラシ付きＤＣモータ等のように、モータのステータ
またはロータの一方として突極を有するコアを、他方と
して上記突極と対向するマグネットを備えた回転電機に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention includes a core having salient poles as one of a stator or a rotor of a motor and a magnet facing the salient poles as the other, such as a brushless motor and a DC motor with a brush. The present invention relates to a rotating electric machine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】上記の回転電機の例として、例えば、磁
気ディスク駆動装置用の回転電機が知られている。この
磁気ディスク駆動装置用の回転電機は、図５に示すよう
に、円板状のフレーム１と、フレーム１に形成された突
出部１ａに嵌合固定されたステータコア２と、ステータ
コア２に形成された突極に巻回された駆動コイル３と、
突出部１ａに形成されたシャフト嵌合穴１ｂに一端４ａ
を嵌合させた回転中心軸となるシャフト４と、上記フレ
ーム１の突出部１ａから突出したシャフト４の突出端部
４ｂに２つのボールベアリング５，５を介して回転可能
に保持された磁気ディスクを固定保持するためのディス
クハブ６と、このディスクハブ６の下部に固定された略
環状のヨーク７と、上記ステータコア２に対向するよう
にヨーク７の凹部７ａに固定された環状の駆動マグネッ
ト８とを備えている。2. Description of the Related Art As an example of the above rotary electric machine, for example, a rotary electric machine for a magnetic disk drive is known. As shown in FIG. 5, the rotary electric machine for a magnetic disk drive is formed by a disc-shaped frame 1, a stator core 2 fitted and fixed to a protrusion 1 a formed on the frame 1, and a stator core 2. Drive coil 3 wound around the salient pole,
One end 4a is provided in the shaft fitting hole 1b formed in the protruding portion 1a.
A shaft 4 serving as a central axis of rotation and a projecting end 4b of the shaft 4 projecting from the projecting portion 1a of the frame 1 rotatably held via two ball bearings 5 and 5. A disk hub 6 for fixedly holding the same, a substantially annular yoke 7 fixed to a lower portion of the disk hub 6, and an annular drive magnet 8 fixed to a recess 7a of the yoke 7 so as to face the stator core 2. It has and.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の如く
構成された磁気ディスク駆動装置用の回転電機において
は、ロータ側に用いられた駆動マグネット８は、Ｎｄ−
Ｆｅ−Ｂ系の磁粉を圧縮形成により加工しているが、こ
のようにして構成したマグネット８は、保持力×残留磁
束密度で表されるマグネットのエネルギー積が比較的高
いため次のような問題がある。すなわち、固定型磁気デ
ィスクドライブのように、高速回転させることが必要で
あり、また、そのために駆動コイルへの通電切り換えを
高速でスイッチング切り換えする場合には、回転電機に
おける鉄損が大きくなり、回転電機内部でのパワーロス
が大きくなる問題がある。By the way, in the rotary electric machine for a magnetic disk drive constructed as described above, the drive magnet 8 used on the rotor side has an Nd-
Although Fe—B based magnetic powder is processed by compression forming, the magnet 8 configured in this way has the following problem because the energy product of the magnet expressed by the coercive force × residual magnetic flux density is relatively high. There is. That is, it is necessary to rotate at high speed like a fixed magnetic disk drive, and when switching the energization of the drive coil at high speed for that purpose, the iron loss in the rotating electric machine increases and There is a problem that the power loss inside the electric machine becomes large.
【０００４】また、上記のように、圧縮形成により加工
した駆動マグネット８は、単純なリング形状のマグネッ
トしか製作できないため、マグネット８の軸線方向に沿
う長さは、内周側と外周側とで等しい寸法のものとせざ
るを得ない。このため、マグネット８の軸線方向に沿う
長さをステータコア２の突極と対向する内周部分のみ長
くし、対向面積を大きくするというような工夫をするこ
とはできない状況である。Further, as described above, since the drive magnet 8 processed by compression forming can only manufacture a simple ring-shaped magnet, the length along the axial direction of the magnet 8 is on the inner peripheral side and the outer peripheral side. There is no choice but to use equal dimensions. For this reason, it is not possible to take measures such as increasing the length of the magnet 8 along the axial direction only in the inner peripheral portion of the stator core 2 facing the salient poles and increasing the facing area.
【０００５】しかも、上記駆動マグネット８を圧縮成形
により形成すると、マグネット８の表面に酸化しやすい
金属が露出し、エポキシ系樹脂の皮膜塗装処理を行なう
等の防錆用の表面処理が不可欠となる。このため生産コ
ストが高くなると共に、マグネット８の表面に樹脂皮膜
を塗装するその膜厚のためにマグネット８とステータコ
ア２の突極との隙間を広くせざるを得ず、このため回転
電機のトルクが低下してしまうという問題も生じてい
る。Moreover, when the drive magnet 8 is formed by compression molding, a metal that is easily oxidized is exposed on the surface of the magnet 8, and surface treatment for rust prevention such as coating of epoxy resin film is indispensable. . For this reason, the production cost becomes high and the gap between the magnet 8 and the salient poles of the stator core 2 must be widened due to the film thickness of the resin coating on the surface of the magnet 8. There is also a problem that
【０００６】本発明は、固定型磁気ディスクドライブの
ように、高速回転させることが必要であり、また、その
ために駆動コイルへの通電切り換えが、高速でスイッチ
ング切り換えされる回転電機であっても、鉄損が小さく
パワーロスを低減することができ、トルク定数も向上す
ることが可能な回転電機を提供することを目的とするも
のである。According to the present invention, it is necessary to rotate at a high speed like a fixed type magnetic disk drive, and therefore, even in a rotating electric machine in which energization switching to the drive coil is switched at high speed, An object of the present invention is to provide a rotating electric machine that has a small iron loss, can reduce power loss, and can also improve a torque constant.
【０００７】[0007]
【問題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、ステータとロータとのい
ずれか一方を、複数の突極のそれぞれに駆動用巻線を巻
回したコアで構成する一方、ステータとロータとのいず
れか他方を、コアの突極と対向する複数対のＮ・Ｓ極を
有するマグネットで構成し、コアとマグネットとはコア
の突極の一つに対し該コアの突極の一つと交錯するマグ
ネットの一対のＮ・Ｓ極による磁界の周波数が１８０Ｈ
ｚ以上となるようにコアとマグネットとが相対回転する
ように構成されてなる回転電機において、マグネット
を、希土類−鉄系磁粉を射出成形してなるプラスチック
マグネットから構成している。In order to achieve such an object, in the invention according to claim 1, a core in which a driving winding is wound around each of a plurality of salient poles of either the stator or the rotor. On the other hand, one of the stator and the rotor is composed of a magnet having a plurality of pairs of N and S poles facing the salient poles of the core. The frequency of the magnetic field due to the pair of N and S poles of the magnet intersecting with one of the salient poles of the core is 180H
In a rotary electric machine configured such that the core and the magnet rotate relative to each other at z or more, the magnet is composed of a plastic magnet formed by injection molding rare earth-iron-based magnetic powder.
【０００８】また、かかる目的を達成するため、請求項
２記載の回転電機では、請求項１において、マグネット
には、コアと対向する側に、コアとの対向面積を大きく
するための環状の突出部を形成している。さらに、請求
項３記載の回転電機では、請求項１において、マグネッ
トには、ロータとしての回転バランスを調整するための
周方向に形成されたバランス調整用の溝を形成してい
る。In order to achieve such an object, in a rotating electric machine according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the magnet has an annular protrusion on the side facing the core for increasing a facing area with the core. Forming a part. Further, in the rotating electric machine according to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the magnet is provided with a groove for balance adjustment formed in the circumferential direction for adjusting the rotational balance of the rotor.
【０００９】さらにまた、請求項４記載の回転電機で
は、請求項１において、希土類−鉄系磁粉を射出成形し
てなるプラスチックマグネットは、希土類（Ｒ）−Ｆｅ
−Ｂ系又は希土類（Ｒ）−Ｆｅ−Ｎ系の磁粉にバインダ
ー樹脂を混練したものであり、６極以上の着磁を施した
ものとしている。また、請求項５記載の回転電機では、
請求項４において、プラスチックマグネットは、ポリア
ミド系樹脂をバインダーとしたものとしたものであり、
前記希土類−鉄系磁粉はネオジウム・鉄・ホウ素の金属
粉を混合したものとしている。さらに、請求項６記載の
回転電機では、請求項４において、プラスチックマグネ
ットの磁粉含有率を体積比で４８〜７３％としている。Further, in the rotating electric machine according to claim 4, the plastic magnet formed by injection molding rare earth-iron-based magnetic powder according to claim 1, is a rare earth (R) -Fe.
The binder resin is kneaded with -B or rare earth (R) -Fe-N based magnetic powder, and is magnetized with 6 poles or more. Further, in the rotating electric machine according to claim 5,
In claim 4, the plastic magnet uses a polyamide resin as a binder,
The rare earth-iron magnetic powder is a mixture of metal powders of neodymium, iron and boron. Furthermore, in the rotating electric machine according to claim 6, in claim 4, the magnetic powder content of the plastic magnet is 48 to 73% by volume.
【００１０】加えて、請求項７記載の回転電機では、請
求項４において、マグネットには、コアと対向する側
に、コアとの対向面積を大きくするための環状の突出部
を形成している。さらに、請求項８記載の回転電機で
は、請求項４において、マグネットには、ロータとして
の回転バランスを調整するための周方向に形成されたバ
ランス調整用の溝を形成している。また、請求項９記載
の回転電機では、請求項８において、マグネットにはコ
アと対向する側に、コアとの対向面積を大きくするため
の環状の突出部を形成している。In addition, in a rotating electric machine according to a seventh aspect of the present invention, in the fourth aspect, the magnet is formed with an annular projecting portion on a side facing the core so as to increase a facing area with the core. . Further, in the rotating electric machine according to the eighth aspect, in the fourth aspect, the magnet is provided with a groove for balance adjustment formed in the circumferential direction for adjusting the rotation balance of the rotor. According to a ninth aspect of the rotating electric machine of the present invention, in the eighth aspect, the magnet is formed with an annular projecting portion on a side facing the core so as to increase a facing area of the core.
【００１１】本発明の回転電機は、マグネットのＮ・Ｓ
極がコアの突極の１つと交錯する回数が１秒に１８０回
以上となるように駆動される。この駆動では、駆動コイ
ルへの通電切換を高速で行う必要が生ずるが、本発明の
回転電機は、鉄損が小さくなり、パワーロスが低減さ
れ、トルクも低下しないので、高速回転モータに特に適
したものとなる。The rotating electric machine of the present invention is a magnet N / S
It is driven so that the number of times the pole intersects with one of the salient poles of the core is 180 times or more per second. In this drive, it is necessary to switch the energization of the drive coil at high speed, but the rotary electric machine of the present invention is particularly suitable for a high-speed rotation motor because iron loss is small, power loss is reduced, and torque is not reduced. Will be things.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】次に、本発明の回転電機の実施の
形態を、磁気ディスク駆動装置に適用したブラシレスモ
ータを用いて、図１乃至図４に基づいて説明する。本発
明は、磁気ディスク駆動装置に適用することに限られる
ものではないが、高速回転され、また、そのために駆動
コイルへの通電切り換えが、高速でスイッチング切り換
えされる回転電機としては、磁気ディスク駆動装置が知
られているので、これを例にとって説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an embodiment of a rotary electric machine of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 using a brushless motor applied to a magnetic disk drive. Although the present invention is not limited to being applied to a magnetic disk drive, it is a magnetic disk drive as a rotary electric machine that is rotated at high speed, and for that purpose, switching of energization to a drive coil is switched at high speed. Since the device is known, this will be described as an example.
【００１３】図１および図２は、本発明の回転電機の第
１の実施の形態を示し、図１（Ａ）は、磁気ディスク駆
動装置として用いられるブラシレスモータの縦断面図、
図１（Ｂ）は、上記ブラシレスモータのロータとして用
いられる上面方向から見た駆動マグネットの斜視図、図
１（Ｃ）は、同じく底面方向から見た駆動マグネットの
斜視図、図２は、図１に示したブラシレスモータのステ
ータコアの突極数と駆動マグネットの極数との関係を示
す説明図である。1 and 2 show a first embodiment of a rotating electric machine according to the present invention, and FIG. 1A is a vertical cross-sectional view of a brushless motor used as a magnetic disk drive,
FIG. 1 (B) is a perspective view of the drive magnet used as the rotor of the brushless motor as seen from the top surface direction, FIG. 1 (C) is a perspective view of the drive magnet as seen from the bottom surface direction, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the number of salient poles of the stator core of the brushless motor shown in FIG. 1 and the number of poles of the drive magnet. FIG.
【００１４】図１（Ａ）において、本発明の回転電機で
あるブラシレスモータ１１は、突出部１２ａが形成され
た円板状のフレーム１２と、突出部１２ａに嵌合固定さ
れたステータコア１３と、このステータコア１３に形成
された突極に巻回されたコイル１４と、突出部１２ａに
形成されたシャフト嵌合穴１２ｂに一端１５ａを嵌合固
定させた回転中心となるシャフト１５と、フレーム１２
の突出部１２ａから突出させたシャフト１５の突出端部
１５ｂに２つのボールベアリング１６，１６を介して回
転可能に保持されたディスク取付け用のディスクハブ１
７と、ディスクハブ１７に固定されたほぼ環状のヨーク
１８と、このヨーク１８の凹部１８ａ内に固定されたス
テータコア１３の突極と対向する環状の駆動マグネット
１９とを備えている。Referring to FIG. 1A, a brushless motor 11 which is a rotating electric machine of the present invention includes a disk-shaped frame 12 having a protrusion 12a, a stator core 13 fitted and fixed to the protrusion 12a. A coil 14 wound around salient poles formed on the stator core 13, a shaft 15 serving as a rotation center with one end 15a fitted and fixed in a shaft fitting hole 12b formed in the protrusion 12a, and a frame 12
Disc hub 1 for disc mounting, which is rotatably held by a projecting end portion 15b of a shaft 15 projecting from the projecting portion 12a of the shaft 15 through two ball bearings 16, 16.
7, a substantially annular yoke 18 fixed to the disk hub 17, and an annular drive magnet 19 facing the salient poles of the stator core 13 fixed in the recess 18a of the yoke 18.
【００１５】ここで、本発明における、高速回転される
回転電機であり、また、駆動コイルへの通電切り換え
が、高速でスイッチング切り換えされる回転電機につい
て説明する。この説明にあたり、図１および図２で示す
ブラシレスモータ１１を利用することとする。高速でス
イッチングが切り換えられ、高速回転される回転電機と
は、駆動マグネット１９の磁極とステータコア１３の突
極とが１８０Ｈｚ以上の周波数で交錯する関係を有した
ものを指しており、本発明の実施の形態としての磁気デ
ィスク駆動装置においては、駆動マグネット１９の磁極
とステータコア１３の突極とは、例えば、１８０〜１０
００Ｈｚの周波数で交錯する関係となっている。Here, a rotating electric machine according to the present invention, which is a rotating electric machine that rotates at high speed, and whose energization of the drive coil is switched at high speed will be described. For this description, the brushless motor 11 shown in FIGS. 1 and 2 is used. The rotary electric machine, which is switched at high speed and rotates at high speed, refers to one in which the magnetic poles of the drive magnet 19 and the salient poles of the stator core 13 intersect each other at a frequency of 180 Hz or higher. In the magnetic disk drive device of this embodiment, the magnetic poles of the drive magnet 19 and the salient poles of the stator core 13 are, for example, 180 to 10
There is a crossing relationship at a frequency of 00 Hz.
【００１６】上記駆動マグネット１９の磁極とステータ
コア１３の突極とが１８０〜１０００Ｈｚの周波数で交
錯する関係について以下に説明すると、この関係は、ブ
ラシレスモータ１１が回転するとき、上記コアの突極の
一つに対し該コアの突極の一つと交錯する上記マグネッ
トの一対のＮ・Ｓ極によって発生する磁界の周波数が１
８０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの周波数となるように上記コア
と上記マグネットは相対回転することを意味するもので
ある。The relationship in which the magnetic poles of the drive magnet 19 and the salient poles of the stator core 13 intersect at a frequency of 180 to 1000 Hz will be described below. This relationship is that of the salient poles of the core when the brushless motor 11 rotates. For one, the frequency of the magnetic field generated by the pair of N and S poles of the magnet intersecting with one of the salient poles of the core is 1
This means that the core and the magnet rotate relative to each other so that the frequency becomes 80 Hz to 1000 Hz.
【００１７】この関係を、図２を用いてより詳細に説明
すると、図２において、駆動マグネット１９の磁極数は
８極に形成されている。ステータコア１３には６個の突
極１３ａが形成されているが、ロータである駆動マグネ
ット１９が１回転すると、突極１３ａの一つに対し、駆
動マグネット１９による一対のＮ・Ｓ極による磁界の変
化は４周期となる。したがって、図２に示す構成の場合
に、突極１３ａの一つと交錯する駆動マグネット１９の
一対のＮ・Ｓ極による磁界の変化周波数が１８０Ｈｚの
周波数となるのは、１秒間に４５回転させた時、すなわ
ち、２７００ｒｐｍの回転数の場合であり、１０００Ｈ
ｚの周波数となるのは、１秒間に２５０回転させた時、
すなわち、１５０００ｒｐｍの回転数で回転させる場合
に相当する。This relationship will be described in more detail with reference to FIG. 2. In FIG. 2, the drive magnet 19 has eight magnetic poles. Six salient poles 13a are formed on the stator core 13, but when the drive magnet 19 which is a rotor makes one revolution, the magnetic field generated by the pair of N and S poles by the drive magnet 19 is applied to one of the salient poles 13a. The change is 4 cycles. Therefore, in the case of the configuration shown in FIG. 2, the change frequency of the magnetic field by the pair of N and S poles of the drive magnet 19 that intersects with one of the salient poles 13a is 180 Hz, which is 45 rotations per second. At the time of 2700 rpm, 1000H
The frequency of z is 250 rotations per second,
That is, this corresponds to the case of rotating at a rotation speed of 15000 rpm.
【００１８】この図２の例では、駆動マグネット１９の
磁極数は８極に形成されているが、これに限られるもの
ではなく、６極以上の着磁がされたマグネットの場合に
は、本発明が解決しようとする、駆動コイルへの通電切
り換えを高速でスイッチング切り換えする場合に回転電
機における鉄損が大きくなり、回転電機内部でのパワー
ロスが大きくなるという問題が生ずるので、駆動マグネ
ット１９の磁極数が６極以上とされたものが本発明の対
象となる回転電機ということができる。In the example shown in FIG. 2, the number of magnetic poles of the drive magnet 19 is eight, but the number of poles is not limited to this. When switching the energization switching to the drive coil at high speed, which is to be solved by the invention, there is a problem that iron loss in the rotating electric machine becomes large and power loss inside the rotating electric machine becomes large. A rotating electrical machine having a number of 6 poles or more can be regarded as a target of the present invention.
【００１８】以上をまとめると、本発明における高速回
転され、また、そのために駆動コイルへの通電切り換え
が、高速でスイッチング切り換えされる回転電機、すな
わち、駆動マグネットの磁極とステータコアの突極とが
１８０Ｈｚ以上の周波数で交錯する関係を有したものと
は、駆動マグネットの磁極数が６極以上であり、駆動マ
グネットの磁極数を２Ｐとすれば、モータの回転数Ｎｒ
ｐｍが次のような回転数で回転するものということがで
きる。 （１８０／Ｐ）×６０ ＜ Ｎ （但し、２Ｐ≧６）In summary, the rotating electric machine according to the present invention is rotated at a high speed, and for that reason, the energization of the drive coil is switched at a high speed, that is, the magnetic pole of the drive magnet and the salient pole of the stator core are 180 Hz. The above-mentioned relationship in which the frequencies intersect with each other means that the number of magnetic poles of the drive magnet is 6 or more, and if the number of magnetic poles of the drive magnet is 2P, the rotation speed Nr of the motor
It can be said that pm rotates at the following rotation speed. (180 / P) × 60 <N (however, 2P ≧ 6)
【００２０】次に、駆動マグネット１９についてより詳
細に説明する。Next, the drive magnet 19 will be described in more detail.
【００２１】駆動マグネット１９は、射出成形により形
成された表面処理を施していない希土類プラスチックマ
グネットが使用され、以下に示す構成となっている。す
なわち、駆動マグネット１９は、ポリアミド系樹脂をバ
インダーとして、磁粉が鉄を主成分とするネオジウム・
鉄・ホウ素（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）からなるものであり、そ
の磁粉含有率は体積比で４８〜７３％とされ、８極の着
磁が施されたものである。この駆動マグネット１９は、
残留磁束密度（Ｂｒ）が４０００〜６２００ガウスの磁
気特性を有している。なお、上記磁粉の比率が４８％以
上であると、マグネットの特性が向上し、７３％以下で
あると、強度の面で優れたものとなる。このため、マグ
ネット特性および強度を考慮すると、上記Ｎｄ−Ｆｅ−
Ｂ磁粉を体積比で４８〜７３％の割合で含有させるのが
好ましいと言える。The drive magnet 19 is a rare earth plastic magnet formed by injection molding and not subjected to surface treatment, and has the following structure. That is, the drive magnet 19 is made of neodymium containing magnetic particles of iron as a main component and polyamide resin as a binder.
It is made of iron / boron (Nd-Fe-B), and its magnetic powder content is set to 48 to 73% by volume, and it is magnetized with 8 poles. This drive magnet 19
The residual magnetic flux density (Br) has magnetic characteristics of 4000 to 6200 gauss. When the ratio of the magnetic powder is 48% or more, the characteristics of the magnet are improved, and when it is 73% or less, the strength is excellent. Therefore, considering the magnet characteristics and strength, the Nd-Fe-
It can be said that it is preferable to contain the B magnetic powder in a volume ratio of 48 to 73%.
【００２２】なお、着磁は上記に説明したように、６極
以上の偶数極であれば、８極以外のものであってもよ
い。また、上記の希土類プラスチックマグネットの磁粉
としては、上記のＮｄ−Ｆｅ−Ｂからなる磁粉に限ら
ず、希土類（Ｒ）−Ｆｅ−Ｂ系（但し、Ｒ：Ｌａ−Ｃ
ｅ，Ｃｅ，Ｎｄ−Ｐｒ等）や、希土類（Ｒ）−Ｆｅ−Ｎ
系（但し、Ｒ：Ｓｍ等）の鉄を主成分とする磁粉であっ
てもよい。As described above, the magnetization may be other than 8 as long as it is an even number of poles of 6 or more. The magnetic powder of the rare earth plastic magnet is not limited to the magnetic powder of Nd-Fe-B, but may be a rare earth (R) -Fe-B system (however, R: La-C).
e, Ce, Nd-Pr, etc.) and rare earth (R) -Fe-N
It may be a magnetic powder containing iron of a system (however, R: Sm etc.) as a main component.
【００２３】また、バインダーとして用いる樹脂は、ポ
リアミド、フェノール、エポキシ、ウレタン、ポリブチ
レンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポ
リオレフィン系樹脂、或はこれらの２つ以上の樹脂を組
合せたものを用いることができる。さらに、磁粉と樹脂
との間には、チタネート系、或はシラン系のカップリン
グ剤を使用してもよい。As the resin used as the binder, polyamide, phenol, epoxy, urethane, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyolefin resin, or a combination of two or more of these resins can be used. Further, a titanate-based or silane-based coupling agent may be used between the magnetic powder and the resin.
【００２４】以上、詳細に説明した駆動マグネット１９
の構成と、後述する駆動マグネット２９、３９とは、同
様な構成となっており、以下の説明においては、再度よ
り詳細な説明は行わないものとする。The drive magnet 19 described in detail above.
The above configuration and the drive magnets 29 and 39 described later have the same configuration, and therefore, a more detailed description will not be given again in the following description.
【００２５】上記のように、駆動マグネット１９をプラ
スチックマグネットとし、射出成形によって製造する場
合は、異型成形が容易なため、駆動マグネット１９は、
その形状が円筒形状である場合、図１（Ｂ），（Ｃ）に
示すように、その内周面１９ａ側と外周面１９ｂ側との
軸線方向に沿う長さが内周面１９ａ側の方が長くなるよ
うに、すなわち、内周面１９ａの面積が広くなるように
一方の端面１９ｃに環状の突起１９ｄを形成することが
容易にできるようになる。As described above, when the drive magnet 19 is made of a plastic magnet and is manufactured by injection molding, it is easy to perform atypical molding.
When the shape is a cylindrical shape, as shown in FIGS. 1B and 1C, the length of the inner peripheral surface 19a side and the outer peripheral surface 19b side along the axial direction is closer to the inner peripheral surface 19a side. It becomes possible to easily form the annular projection 19d on one end surface 19c so that the length becomes longer, that is, the area of the inner peripheral surface 19a becomes wider.
【００２６】したがって、図１（Ａ）に図示のごとく、
ヨ−ク１８の内側凹部の底（図では上側）に駆動マグネ
ット１９の位置決め用の位置決め部が突出していたり、
また、円弧状になっていても、駆動マグネット１９に突
出部１９ｄを設けることにより、ヨーク１８の内周に当
接する駆動マグネット１９の外周側の高さ寸法に対し
て、駆動マグネット１９のステータコア１３に対向する
内周面の軸方向寸法は突出部１９ｄの分だけ余分に長く
することができる。したがって、内周側と外周側とで等
しい寸法のマグネットとする場合に比較して、ヨークの
高さ方向の寸法を小さくしたり、或いは、ステータコア
１３と駆動マグネット１９との間の対向長さを従来より
大きくして十分な磁束が得られるものとする等、種々の
工夫を施すことが可能となる。Therefore, as shown in FIG.
A positioning portion for positioning the drive magnet 19 is projected to the bottom (upper side in the figure) of the inner concave portion of the yoke 18,
Even if the driving magnet 19 has an arcuate shape, by providing the projecting portion 19d on the driving magnet 19, the stator core 13 of the driving magnet 19 is different from the height dimension on the outer peripheral side of the driving magnet 19 that contacts the inner circumference of the yoke 18. The axial dimension of the inner peripheral surface facing to can be made longer by the amount of the protrusion 19d. Therefore, the size of the yoke in the height direction is reduced, or the facing length between the stator core 13 and the drive magnet 19 is reduced as compared with the case where the magnets have the same size on the inner circumference side and the outer circumference side. It is possible to take various measures such as making the magnetic flux larger than the conventional one to obtain a sufficient magnetic flux.
【００２７】このような構成において、ステータコア１
３の各突極１３ａに巻回されたコイル１４に電流を流す
と、コイル１４に流れる電流と駆動マグネット１９の磁
力とによりロータとしてのディスクハブ１７、ヨーク１
８、駆動マグネット１９が一体に回転する。In such a structure, the stator core 1
When a current is passed through the coil 14 wound around each salient pole 13a of No. 3, the disk hub 17 as a rotor and the yoke 1 are generated by the current flowing through the coil 14 and the magnetic force of the drive magnet 19.
8. The drive magnet 19 rotates integrally.
【００２８】このとき、駆動マグネット１９のエネルギ
ー積、即ち、保磁力×残留磁束密度で表されるマグネッ
トの磁力が強いと、モータの回転中にＮ極・Ｓ極が切り
替わる時点での吸引反発作用が強くなり、回転方向と反
対に働く力も強くなって、いわゆるコギングトルクが増
大し、これによりパワーロスが発生し、高速回転、高速
スイッチング切り換えとなるほどパワーロスが大きくな
る問題がある。At this time, if the energy product of the drive magnet 19, that is, the magnetic force of the magnet represented by coercive force × residual magnetic flux density is strong, the attractive repulsive action at the time when the N pole and the S pole are switched during rotation of the motor. Becomes stronger and the force acting in the opposite direction to the rotating direction also becomes stronger, so-called cogging torque increases, which causes power loss, and there is a problem that the power loss increases as the rotation speed and switching speed change.
【００２９】しかしながら、この実施の形態において
は、従来の焼結金属成形のような圧縮形成による駆動マ
グネットではなく、樹脂をバインダーとして含む射出成
形によって製造する駆動マグネット１９としているの
で、樹脂バインダーを多く含むことにより磁性材料を少
なくし、駆動マグネット１９のエネルギー積、即ち、保
磁力×残留磁束密度で表されるマグネットの強さを弱く
している。However, in this embodiment, the drive magnet 19 manufactured by injection molding containing a resin as a binder is used instead of the drive magnet formed by compression forming as in the conventional sintered metal molding, so that a large amount of resin binder is used. The inclusion reduces the magnetic material and weakens the energy product of the drive magnet 19, that is, the strength of the magnet represented by coercive force × residual magnetic flux density.
【００３０】したがって、モータの回転中にＮ極・Ｓ極
が切り替わる時点での吸引反発作用は小さくなり、いわ
ゆるコギングトルクの増大を押さえてパワーロスの増大
を低減することができる。また、駆動マグネット１９の
エネルギー積、すなわち、保磁力×残留磁束密度で表さ
れるマグネットの強さが弱くなったことにより、ステー
タコアで生ずる鉄損も小さくなり、鉄損によるパワーロ
スも低減することができる。Therefore, the suction repulsion action at the time when the N pole and the S pole are switched during the rotation of the motor becomes small, so that the increase in so-called cogging torque can be suppressed and the increase in power loss can be suppressed. Further, since the energy product of the drive magnet 19, that is, the strength of the magnet represented by coercive force × residual magnetic flux density is weakened, the iron loss generated in the stator core is reduced, and the power loss due to the iron loss is also reduced. it can.
【００３１】また、本発明の駆動マグネットは、射出成
形により成形されるため、異型成形が可能となり、一方
の端面１９ｃ（両方の端面でも良い）に突起１９ｄを形
成して、ステータコア１３と対向する内周面１９ａの面
積を広く確保することができるので、ステータコア１３
はより多くの磁束を集めることができ、モータのトルク
を増大することができる。Further, since the drive magnet of the present invention is molded by injection molding, it is possible to perform irregular molding, and one end face 19c (both end faces may be formed) is provided with a projection 19d to face the stator core 13. Since a large area of the inner peripheral surface 19a can be secured, the stator core 13
Can collect more magnetic flux and increase the torque of the motor.
【００３２】さらに、本発明の駆動マグネットは、射出
成形により成形されるため、樹脂バインダーの量を適当
な割合とすることにより、成形後の駆動マグネット１９
の表面には磁粉が露出しないようにすることができ、防
錆のための表面処理を省くことも可能となる。防錆のた
めの表面処理を省いた場合には、マグネットの表面にエ
ポキシ系樹脂の皮膜塗装により防錆処理を行っていた従
来技術に比べ、対向しあうステータコア１３の突極表面
と駆動マグネット１９の内周面１９ａとの隙間を小さく
することができ、小型の回転電機としても、トルク定数
の低下を抑制することができる。しかも、煩雑な表面処
理工程を省略することにより、製造コストも低減するこ
とが可能となる。Furthermore, since the drive magnet of the present invention is molded by injection molding, the drive magnet 19 after molding is adjusted by adjusting the amount of the resin binder to an appropriate ratio.
It is possible to prevent the magnetic powder from being exposed on the surface of, and it is possible to omit the surface treatment for rust prevention. When the surface treatment for rust prevention is omitted, the salient pole surfaces of the stator core 13 and the drive magnet 19 facing each other are different from the prior art in which the rust prevention treatment is performed by coating the surface of the magnet with an epoxy resin film. The gap between the inner peripheral surface 19a and the inner peripheral surface 19a can be reduced, and the reduction in the torque constant can be suppressed even in a small rotating electric machine. Moreover, the manufacturing cost can be reduced by omitting the complicated surface treatment process.
【００３３】図３は、本発明の回転電機の第２の実施の
形態を示し、（Ａ）は、磁気ディスク駆動装置として用
いられるブラシレスモータの縦断面図、（Ｂ）は、上記
ブラシレスモータのロータとして用いられる底面方向か
ら見た駆動マグネット部分の分解斜視図である。なお、
図３において、上記第１の実施の形態と同一の構成には
同一の符号を付してその説明を省略する。また、モータ
としての実質的な作用は、上記第１の実施の形態と同一
であるため作用の説明は省略する。FIG. 3 shows a second embodiment of the rotating electric machine of the present invention. (A) is a vertical sectional view of a brushless motor used as a magnetic disk drive, and (B) is a view of the brushless motor. FIG. 6 is an exploded perspective view of a drive magnet portion used as a rotor as seen from a bottom surface direction. In addition,
In FIG. 3, the same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Further, since the substantial operation of the motor is the same as that of the first embodiment, the description of the operation will be omitted.
【００３４】上記第１の実施の形態では、射出成形によ
り異型成形が可能となった駆動マグネット１９の一方の
端面１９ｃに突起１９ｄを形成したものを開示したが、
この第２の実施の形態の駆動マグネット２９は、一方の
端面２９ｃの内周面２９ａ側に突起１９ｄを形成すると
共に、図３（Ｂ）に示すように、他方の端面２９ｅの外
周面２９ｂ側に環状の溝又は切欠２９ｆを形成し、この
切欠２９ｆにウエイト部材３０を設けたものである。In the first embodiment described above, the one in which the projection 19d is formed on one end surface 19c of the drive magnet 19 which can be molded by injection molding is disclosed.
In the drive magnet 29 according to the second embodiment, the projection 19d is formed on the inner peripheral surface 29a side of the one end surface 29c, and as shown in FIG. 3B, the outer peripheral surface 29b side of the other end surface 29e is formed. An annular groove or notch 29f is formed in the groove, and a weight member 30 is provided in the notch 29f.
【００３５】このウエイト部材３０は、バランス修正用
に使用されるもので、簡単かつ短時間でバランスの修正
が行なえる。また、接着剤等により固定することでウエ
イト部材３０の外れを防止して信頼性を向上させること
ができる。なお、切欠２９ｆは環状でなくて部分的な円
弧形状でもよく、また、バランス部材３０の装着個数や
長さ、材質等は特に限定されるものではない。Since the weight member 30 is used for balance correction, the balance can be corrected easily and in a short time. Further, by fixing with an adhesive or the like, the weight member 30 can be prevented from coming off and reliability can be improved. The notch 29f may have a partial arc shape instead of a ring shape, and the number of balance members 30 to be mounted, the length, the material, and the like are not particularly limited.
【００３６】図４は、本発明の回転電機の第３の実施の
形態を示し、（Ａ）は磁気ディスク駆動装置として用い
られるブラシレスモータの縦断面図、（Ｂ）は底面方向
から見た駆動マグネット部分の分解斜視図である。な
お、図４において、上記第１の実施の形態と同一の構成
には同一の符号を付してその説明を省略する。また、モ
ータとしての実質的な作用は上記第１の実施の形態と同
一であるため作用の説明は省略する。FIG. 4 shows a rotating electric machine according to a third embodiment of the present invention. FIG. 4A is a vertical sectional view of a brushless motor used as a magnetic disk drive, and FIG. It is an exploded perspective view of a magnet portion. In FIG. 4, the same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Further, since the substantial operation as a motor is the same as that of the first embodiment, the description of the operation will be omitted.
【００３７】この第３の実施の形態の駆動マグネット３
９は、一方の端面３９ｃの内周面３９ａ側に突起３９ｄ
を形成すると共に、図４（Ｂ）に示すように、他方の端
面３９ｅの中央に複数の凹部３９ｆ，３９ｆ…を形成
し、この凹部３９ｆ，３９ｆ…にバランス修正用のウエ
イト部材４０を嵌合させたものである。なお、ウエイト
部材４０は各凹部３９ｆ，３９ｆ…の全てに必ずしも設
けられるものではない。また、第２の実施の形態と同様
にウエイト部材４０を接着剤で固定しても良い。図中、
符号３９ｂは駆動マグネット３９の外周面である。Drive magnet 3 of the third embodiment
9 is a protrusion 39d on the inner peripheral surface 39a side of one end surface 39c.
4B, a plurality of recesses 39f, 39f ... Are formed in the center of the other end face 39e, and a weight member 40 for balance adjustment is fitted into the recesses 39f, 39f. It was made. The weight member 40 is not necessarily provided in all of the recesses 39f, 39f ... Further, the weight member 40 may be fixed with an adhesive as in the second embodiment. In the figure,
Reference numeral 39b is an outer peripheral surface of the drive magnet 39.
【００３８】ところで、上記各実施の形態では、本発明
の回転電機をブラシレスモータである磁気ディスク駆動
装置に適用すると共に、駆動マグネットをロータ側に装
着したものを実施例として開示したが、磁気ディスク駆
動装置は、高速回転される回転電機であり、また、駆動
コイルへの通電切り換えが、高速でスイッチング切り換
えされる回転電機の例として示しただけであり、ポリゴ
ンミラーを回転させる回転電機や光ディスクを回転させ
る回転電機を含め、種々の用途の回転電機に適用が可能
である。また、駆動マグネットをロータ側に装着したも
のに限らず、ステータ側に駆動マグネットを装着する一
方コイル側を回転させるものを含めて、ブラシレスモー
タやブラシ付きモータ等の回転電機全般に適用すること
ができる。By the way, in each of the above-mentioned embodiments, the rotary electric machine of the present invention is applied to the magnetic disk drive device which is a brushless motor, and the drive magnet is mounted on the rotor side. The drive device is a rotary electric machine that rotates at a high speed, and switching of energization to the drive coil is shown only as an example of a rotary electric machine that is switched at a high speed. The present invention can be applied to rotating electric machines for various purposes including rotating electric machines that rotate. Further, the invention is not limited to the one in which the drive magnet is mounted on the rotor side, and can be applied to all rotary electric machines such as brushless motors and brushed motors including those in which the drive magnet is mounted on the stator side and the coil side is rotated. it can.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の回
転電機にあっては、コアとマグネットとは１８０Ｈｚ以
上の周波数で交錯する関係を有し、マグネットは希土類
−鉄系磁粉を射出成形したところのプラスチックマグネ
ットから構成したので、回転電機の鉄損が小さくパワー
ロスを低減することができ、また、トルクも低下せず、
しかもコストも削減することができる。加えて、マグネ
ットをプラスチックマグネットにより構成したため、マ
グネットを異型成形が容易な射出成形によって製造する
ことができ、したがって、マグネットの形状も単純な円
筒形状だけでなく、例えば内周面の面積が広くなるよう
に一方の端面に環状の突起を形成することが容易にで
き、コアとマグネットとの間の対向面積を大きくした
り、バランス調整用の溝の形成等も容易にできる。As described above, in the rotating electric machine according to the first aspect of the present invention, the core and the magnet have a relationship of intersecting at a frequency of 180 Hz or more, and the magnet is injection-molded with rare earth-iron-based magnetic powder. Since it is composed of a plastic magnet, the iron loss of the rotating electric machine is small and the power loss can be reduced, and the torque does not decrease.
Moreover, the cost can be reduced. In addition, since the magnet is composed of a plastic magnet, the magnet can be manufactured by injection molding which is easy to perform irregular molding. Therefore, not only the magnet has a simple cylindrical shape, but the area of the inner peripheral surface is wide, for example. As described above, the annular protrusion can be easily formed on one end surface, the facing area between the core and the magnet can be increased, and the groove for balance adjustment can be easily formed.
【００４０】さらに、請求項２、７および９記載の発明
では、マグネットのステータコイルの対向面積を大きく
したので、従来と同じような大きさの回転電機であって
も、ステータコアはより多くの磁束を集めることがで
き、モータのトルクを増大させることができる。加え
て、請求項３および８記載の発明は、回転バランスを容
易に調節できる回転電機となる。Further, in the inventions according to claims 2, 7 and 9, since the facing area of the stator coil of the magnet is increased, the stator core has more magnetic flux even if the rotating electric machine has the same size as the conventional one. Can be collected and the torque of the motor can be increased. In addition, the invention according to claims 3 and 8 provides a rotating electric machine capable of easily adjusting the rotational balance.
【００４１】また、請求項４および５記載の発明におい
ては、従来の焼結金属成形のような圧縮形成によるマグ
ネットに比べて、樹脂をバインダーとして含む射出成形
によるマグネットとしているので、樹脂バインダーを含
むことにより磁性材料が少なくなり、マグネットのエネ
ルギー積を小さくでき、回転周波数が高い場合の回転電
機であっても、コギングトルクを小さくすることがで
き、パワーロスを低減することができる。Further, in the inventions according to claims 4 and 5, as compared with the magnet formed by compression forming such as the conventional sintered metal forming, the magnet formed by injection molding contains resin as a binder, and therefore the resin binder is contained. As a result, the magnetic material is reduced, the energy product of the magnet can be reduced, and the cogging torque can be reduced and the power loss can be reduced even in a rotating electric machine having a high rotation frequency.
【図１】本発明の回転電機の第１の実施の形態を示し、
（Ａ）は磁気ディスク駆動装置として用いられるブラシ
レスモータの縦断面図、（Ｂ）は上記ブラシレスモータ
のロータとして用いられる平面方向から見た駆動マグネ
ットの斜視図、（Ｃ）は同じく底面方向から見た駆動マ
グネットの斜視図である。FIG. 1 shows a first embodiment of a rotating electric machine of the present invention,
(A) is a vertical sectional view of a brushless motor used as a magnetic disk drive, (B) is a perspective view of a drive magnet used as a rotor of the brushless motor seen from a plane direction, and (C) is also seen from a bottom direction. FIG. 3 is a perspective view of a drive magnet that has been opened.
【図２】図１に示したブラシレスモータのステータコア
と駆動マグネットとの関係を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a stator core and a drive magnet of the brushless motor shown in FIG.
【図３】本発明の回転電機の第２の実施の形態を示し、
（Ａ）は磁気ディスク駆動装置として用いられるブラシ
レスモータの縦断面図、（Ｂ）は上記ブラシレスモータ
のロータの要部の分解斜視図である。FIG. 3 shows a second embodiment of the rotating electric machine of the present invention,
(A) is a longitudinal sectional view of a brushless motor used as a magnetic disk drive, and (B) is an exploded perspective view of a main part of a rotor of the brushless motor.
【図４】本発明の回転電機の第３の実施の形態を示し、
（Ａ）は磁気ディスク駆動装置として用いられるブラシ
レスモータの縦断面図、（Ｂ）は上記ブラシレスモータ
のロータの要部の分解斜視図である。FIG. 4 shows a third embodiment of the rotating electric machine of the present invention,
(A) is a longitudinal sectional view of a brushless motor used as a magnetic disk drive, and (B) is an exploded perspective view of a main part of a rotor of the brushless motor.
【図５】従来の回転電機を示し、磁気ディスク駆動装置
の縦断面図である。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of a magnetic disk drive device showing a conventional rotary electric machine.
１１ ブラスレスモータ（回転電機） １２ フレーム １３ ステータコア １４ コイル １７ ディスクハブ（ロータ） １８ ヨーク（ロータ） １９ 駆動マグネット（ロータ） 11 brassless motor (rotary electric machine) 12 frame 13 stator core 14 coil 17 disk hub (rotor) 18 yoke (rotor) 19 drive magnet (rotor)
Claims (9)
複数の突極のそれぞれに駆動用巻線を巻回したコアで構
成する一方、上記ステータとロータとのいずれか他方
を、上記コアの突極と対向する複数対のＮ・Ｓ極を有す
るマグネットで構成し、上記コアと上記マグネットとは
上記コアの突極の一つに対し該コアの突極の一つと交錯
する上記マグネットの一対のＮ・Ｓ極による磁界の周波
数が１８０Ｈｚ以上となるように上記コアと上記マグネ
ットとが相対回転するように構成されてなる回転電機に
おいて、 上記マグネットは、希土類−鉄系磁粉を射出成形してな
るプラスチックマグネットから構成したことを特徴とす
る回転電機。1. A stator or a rotor,
A magnet having a plurality of pairs of N and S poles, each of which is formed of a core in which a drive winding is wound around each of a plurality of salient poles, and the other of the stator and the rotor is opposed to a salient pole of the core The magnetic field frequency of the pair of N and S poles of the magnet that intersects one of the salient poles of the core with one of the salient poles of the core is 180 Hz or more. In the rotating electric machine, the core and the magnet are configured to rotate relative to each other, wherein the magnet is a plastic magnet formed by injection molding rare earth-iron-based magnetic powder.
は、前記コアと対向する側に、上記コアとの対向面積を
大きくするための環状の突出部を形成したことを特徴と
する回転電機。2. The rotating electric machine according to claim 1, wherein the magnet is formed with an annular projecting portion on a side facing the core so as to increase a facing area with the core.
は、ロータとしての回転バランスを調整するための周方
向に形成されたバランス調整用の溝を形成したことを特
徴とする回転電機。3. The rotary electric machine according to claim 1, wherein the magnet is provided with a groove for balance adjustment formed in a circumferential direction for adjusting the rotation balance of the rotor.
粉を射出成形してなるプラスチックマグネットは、希土
類（Ｒ）−Ｆｅ−Ｂ系又は希土類（Ｒ）−Ｆｅ−Ｎ系の
磁粉にバインダー樹脂を混練したものであり、６極以上
の着磁を施したものであることを特徴とする回転電機。4. The plastic magnet according to claim 1, wherein the rare earth-iron magnetic powder is injection-molded, and the rare earth (R) -Fe-B or rare earth (R) -Fe-N magnetic powder is a binder resin. A rotating electric machine characterized by being magnetized with 6 poles or more.
グネットは、ポリアミド系樹脂をバインダーとしたもの
であり、前記希土類−鉄系磁粉はネオジウム・鉄・ホウ
素の金属粉を混合したものであることを特徴とする回転
電機。5. The plastic magnet according to claim 4, wherein the binder is polyamide resin, and the rare earth-iron magnetic powder is a mixture of metal powders of neodymium, iron and boron. And rotating electrical machinery.
グネットの磁粉含有率を体積比で４８〜７３％としたこ
とを特徴とする回転電機。6. The rotating electric machine according to claim 4, wherein the magnetic powder content of the plastic magnet is 48 to 73% by volume.
は、前記コアと対向する側に、上記コアとの対向面積を
大きくするための環状の突出部を形成したことを特徴と
する回転電機。7. The rotating electric machine according to claim 4, wherein the magnet has an annular protrusion formed on a side facing the core so as to increase a facing area with the core.
は、ロータとしての回転バランスを調整するための周方
向に形成されたバランス調整用の溝を形成したことを特
徴とする回転電機。8. The rotary electric machine according to claim 4, wherein the magnet is formed with a balance adjusting groove formed in a circumferential direction for adjusting a rotational balance of the rotor.
は、前記コアと対向する側に、上記コアとの対向面積を
大きくするための環状の突出部を形成したことを特徴と
する回転電機。9. The rotating electric machine according to claim 8, wherein the magnet has an annular protrusion formed on a side facing the core so as to increase an area facing the core.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7248522A JPH08126265A (en) | 1994-09-02 | 1995-09-01 | Dynamo-electric machine |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-208989 | 1994-09-02 | ||
| JP20898994 | 1994-09-02 | ||
| JP7248522A JPH08126265A (en) | 1994-09-02 | 1995-09-01 | Dynamo-electric machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08126265A true JPH08126265A (en) | 1996-05-17 |
Family
ID=26517161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7248522A Pending JPH08126265A (en) | 1994-09-02 | 1995-09-01 | Dynamo-electric machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08126265A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1202432A2 (en) * | 2000-10-24 | 2002-05-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Rotor for electric motor |
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-
1995
- 1995-09-01 JP JP7248522A patent/JPH08126265A/en active Pending
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