JPS62152360A - ブラシレスモ−タ - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオテープレコーダやオーディオカセット
テープレコーダ、レコードプレーヤ等の映像・音響機器
に用いられる平面対向型ブラシレスモータに関するもの
である。

従来の技術 従来のブラシレスモータとして、例えば、第６図に示す
平面対向型ブラシレスモータがある。

第６図はこの第１の従来例の側断面図である。

図において、この平面対向型ブラシレスモータ２３は、
第１の平面部２に複数の所定の極に着磁された円環状の
永久磁石５と、上記第１の平面部２と所定の間隙を有し
て対向し、電気配線部を有するところの、磁性材料製の
固定子平板２５上に施された複数相の固定子巻線９及び
前記永久磁石５の回転位置を検出するための回転位置検
出部１０とを具備している。前記永久磁石５は磁性材料
から成るバックヨーク２４に前記永久磁石５の第２の平
面部３を当接して固着されており、モータ軸１３と一体
的に回転する。前記モータ軸１３は前記固定子平板２５
に取り付けられた軸受部材１４の軸受１４ａならびに軸
受１４ｂに嵌合し、回転自在に軸承されている。

また、前記軸受部材１４の軸受１４ｂに前記永久磁石５
のバックヨーク２４の一部分が当接し、前記永久磁石５
の磁力の吸引力によるスラスト荷重を前記軸受１４ｂに
て受ける構成になっている。

以上のように構成された従来の平面対向型ブラシレスモ
ータ２３では、永久磁石５とともに磁気回路を構成する
固定子平板２５が磁性材料製であり、かつ、固定されて
いるために、前記永久磁石５とともに回転することがな
く、前記永久磁石５の磁束によって渦電流損失、ヒステ
リシス損失等のいわゆる鉄損が発生し、モータのトルク
損失が非常に大きくなり、このためモータの効率が悪（
なるという欠点があった。また、軸受部材１４の軸受１
４ｂにバックヨーク２４の一部分が当接された構成にな
っているので、前記永久磁石５の磁力の吸引力によるス
ラスト荷重がすべて前記軸受１４ｂに作用し、このため
に前記軸受１４ｂの寿命が短くなるという問題点があっ
た。

それらの問題点を解決するために、例えばナショナル・
テクニカル・レポート第２８巻第３号（１９８２年６月
）第１６８ページに記載されている平面対向型ブラシレ
スモータが提案されている。第７図はこの第２の従来例
の平面対向型ブラシレスモータの側断面図である。図に
おいて、この平面対向型ブラシレスモータ２６では、第
１の平面部２に所定の極数の着磁が施され、第２の平面
部３には磁性材料製のバックヨーク２７が当接して固着
されている円環状の永久磁石５の前記第１の平面部２と
、前記永久磁石５と一体的に回転する磁性材料製の円環
状または円板状のヨーク２８とを対向配置することによ
り回転子２９を構成し、その対向面間に形成された磁気
空間内に複数相の固定子巻線９ならびに前記回転子２９
の回転位置を検出するための回転位置検出部１０が配設
された、電気配線部を有するところの非磁性材料製の固
定子平板３０が設けられている。磁性材料から成るバッ
クヨーク２７と一体的に回転するモータ軸１３は、モー
タ基板１２に取り付けられた軸受部材１４の軸受１４ａ
ならびに軸受１４ｂに嵌合し、回転自在に軸承され、ま
たスラスト受は材３１に当接してスラスト支持される。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら前記のように構成された従来の平面対向型
ブラシレスモータ２６は、永久磁石５とともに磁気回路
を構成する磁性材料製の円環状または円板状のヨーク２
８が前記永久磁石５と一体的に回転するので、前記永久
磁石５の磁束によって発生する渦電流損失、ヒステリシ
ス損失等のいわゆる鉄損が無く、したがってモータのト
ルク損失は生じないが、回転子２９の自重をスラスト支
持するスラスト受は材３１が必要であるため、モータの
厚みが増し、平面対向型ブラシレスモータの特徴とする
ところの薄型化を妨げるという欠点があった。

また、磁気回路を構成する前記永久磁石５と前記ヨーク
２８の対向面間の空隙距離が前記第１の従来例の平面対
向型ブラシレスモータ２３に比較して大きくなり、した
がって前記永久磁石５と前記ヨーク２８の間に形成され
る磁気回路のレラクタンスは高い値となるので、前記固
定子巻線９に鎖交する磁束密度が低くなり、モータの効
率が低下するという欠点があった。また前記電気配線部
を有するところの非磁性材料製の固定子平板３０は、主
として祇フェノール、ガラスエポキシ等のヤング率の低
い材料から成る印刷配線基板であるため、前記固定子平
板３０の厚みを薄くすれば材料強度が低下し、また寸法
精度も悪くなる。このため、前記固定子平板３０の厚み
を薄くするにも限度があり、モータの薄型化を妨げると
いう問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、平面
対向型ブラシレスモータの特徴とするところの薄型化を
妨げることなく鉄損によるトルク損失の少ない、かつ高
効率のブラシレスモータを提供するものである。

問題点を解決するための手段 前記問題点を解決するために、本発明のブラシレスモー
タは、第１の平面部に所定の極数の着磁が施され、第２
の平面部に磁性材料製のバックヨークが配された円環状
または円板状の永久磁石と、その永久磁石の第１の平面
部に対向して配置した磁性材料製の固定板と、前記永久
磁石の第１の平面部に対向して配置し、前記永久磁石と
一体的に回転する磁性材料製の円環状または円板状のヨ
ークと、前記永久磁石と前記固定板ならびに前記ヨ−ク
との対向面間に形成された磁気空間内に配設した固定子
巻線とを具備するものである。

作用 本発明は、前記した構成により、回転子の自重をスラス
ト支持するスラスト受は材を無くすことができ、したが
って薄型のかつ鉄損による＋ルク損失の少ない高効率の
モータを実現することができる。

実施例 以下、本発明の実施例について第１図〜第５図を参照し
ながら説明する。これらの図において、第６図、第７図
で説明したものと同じものについては同一の符号を付し
ている。

第１図は本発明の第１の実施例の側断面図である。図に
おいて、この第１の実施例の平面対向型ブラシレスモー
タ１は、第１の平面部２に所定の極数の着磁が施され、
第２の平面部３には磁性材料製のバックヨーク４が当接
して固着されている円環状または円板状の永久磁石５の
前記第１の平面部２に対向して、前記永久磁石５と一体
的に回転する磁性材料製の円環状または円板状のヨーク
６が配置され、前記永久磁石５とともに回転子７を構成
している。また、穴部を有する磁性材料製の固定板８も
前記ヨーク６と同様に、前記永久磁石５の前記第１の平
面部２の外周側の部分に対向して配置されているが、こ
の磁性材料製の固定板８は前記永久磁石５と一体的に回
転しない。前記永久磁石５と、前記磁性材料製の円環状
または円板状のヨーク６ならびに前記磁性材料製の固定
板８との対同面間に形成された磁気空間内に、複数相の
固定子巻線９及び前記永久磁石５の回転位置を検出する
ための回転位置検出部１０が配設された、電気配線部を
有するところの非磁性材料製の固定子平板１１が配設さ
れている。また、前記磁性材料製の固定板８は、前記固
定子平板１１の前記複数相の固定子巻線９を配設した平
面と反対側の平面に固着され、前記固定子平板１１はモ
ータ基板１２に固着されている。尚、前記固定板８を前
記固定子平板１１の前記複数相の固定子巻線９を配設し
た平面と同じ側の平面に配設しても、また前記固定子平
板１１の両面にそれぞれ配設しても、本発明の効果を何
ら損なうものではない。前記バックヨーク４と一体的に
回転するモータ軸１３は、モータ基板１２に取り付けら
れた軸受部材１４の軸受１４ａならびに軸受１４ｂに嵌
合し、回転自在に軸承され、また前記バックヨーク４の
一部は前記軸受部材１４Φ軸受１４ｂに当接し、前記永
久磁石５の磁力の一部によって、その永久磁石５と前記
固定板８の間に発生する吸引力によるスラスト荷重を前
記軸受１４ｂにて受けている。

以上のように本実施例によれば、永久磁石５と共に回転
するヨーク６ならびに回転しない固定板８が、前記永久
磁石５の第１の平面部２に対向してそれと磁気回路を形
成しているので、前記永久磁石５の磁束の一部分が、前
記永久磁石５と共に回転しない前記固定板８にも誘引さ
れ、モータ軸１３方向の吸引力が発生する。従って、前
記吸引力が前記回転子７の自重と等しいか、もしくは大
きければ、前記回転子７はモータ軸１３の上方向に吸引
されるので、前記回転子７の自重をスラスト支持するス
ラスト受は材は一切不要となり、モータの薄型化を容易
に実現することができる。また、前記吸引力は前記固定
板８の前記永久磁石５に対向している部分の対向面積に
依存しているので、前記固定板８の面積の大きさは少な
くとも前記回転子７の自重と等しい吸引力が発生するよ
うな大きさであればよく、その面積以上であれば任意に
設定することができる。従ってバックヨーク４の一部分
が当接している軸受部材１４の軸受１４ｂに作用するス
ラスト荷重は、前記固定板８の前記永久磁石５に対向し
ている対向面積によって決定される、少なくとも前記回
転子７の自重と等しいか、もしくは前記回転子７の自重
よりも大きい吸引力のみである。このため、第１の従来
例のように永久磁石５の吸引力が全て作用するような構
成ではないので、軸受１４ｂに作用するスラスト荷重を
第１の従来例よりも小さくでき、軸受１４ｂの寿命を長
くすることができるのである。また鉄損が生じる部分は
、前記永久磁石５に対向した、前記永久磁石５と共に磁
気回路を形成する前記固定板８上のみの部分であり、そ
の部分の面積が第１の従来例に比較して小さいため、鉄
損によるトルク損失をはるかに小さくすることができる
。また、第１図に示すように、永久磁石５とヨーク６の
空隙距離は第２の従来例と同じであるが、前記永久磁石
５と前記固定板８の空隙距離は前記永久磁石５と前記ヨ
ーク６の空隙距離よりも小さくすることができるので、
前記永久磁石５と前記固定板８ならびに前記ヨーク６と
の間に形成される本発明の平面対向型ブラシレスモータ
の磁気回路のレラクタンスは、第２の従来例と比較して
低い値となり、高効率のモータを実現することができる
。尚、前記ヨーク６の外周の径をり、＼前記固定板８の
穴部の内周の径をＤ２としたときＤＩ　＜Ｄｚとなるよ
うに構成すれば、前記ヨーク６と前記固定子平板１１の
空隙距離を短くすることができるので、磁気回路のレラ
クタンスを更に小さい値とすることができ、モータの高
効率化、薄型化を図ることができる。また、前記コーク
６と前記固定板８の材質ならびに、板厚を等しくすれば
、ＤＩ　＜［）２であるため、一枚の板材料から前記ヨ
ーク６と前記固定板８を同時に製作することができ、材
料の無駄を省くこともできるので、モータのコストダウ
ンを実現することが可能になる。また、前記固定子平板
１１には、例えば鉄板、珪素鋼板等のヤング率の高い磁
性材料から構成される固定板８が固着されているので、
その固定板８が前記固定子平板１１の補強材とすること
ができる。従って、祇フェノール、ガラスエポキシ等の
ヤング率の低い材料から成る印刷配線基板であるところ
の前記固定子平板１１の厚みを、第２の従来例よりも薄
くすることができるので、モータの薄型化が可能となる
。

尚、前記固定子平板１１を、ポリアミド等から成るフレ
キシブルな印刷配線基板で構成してもよくこの場合、更
にモータの薄型化を実現することができる。

次に、本発明の第２の実施例について、第２図を参照し
ながら説明する。図はこの実施例の側断面図である。本
実施例が第１の実施例と異なるのは、第１の実施例にお
いては、固定板８を永久磁石５の第１の平面部２の外周
側の部分に対向して配置したのに対し、本実施例におい
ては、固定板１６を前記永久磁石５の第１の平面部２の
内周側の部分に対向して配置した点である。この場合、
前記ヨーク６の外周の径をＤＩ、前記固定板１６の内周
の径をＤ３としたとき、ＤＩ＞Ｉ）３となるように構成
する。上記のように構成された平面対向型ブラシレスモ
ータ１５の固定板１６は、その面積が第１図の固定板８
と比較して小さいため、一枚の板材料から多数の固定板
１６を製作することができるので、固定板１６の単品コ
ストが低くなりモータのコストダウンを図ることができ
る。

第３図は本発明の第３の実施例の側断面図である。第１
の実施例と異なるのは、第１の実施例における固定板８
とモータ基板１２とを本実施例では一体的に構成するこ
とにより、モータ基板を兼用した、フランジ部１８ａを
有するカップ状の磁性材料製の固定板１８とし、軸受部
材１４をその固定板１８上に設けた点である。また前記
固定板１８のフランジ部１８ａは、固定子平板１１の分
割巻きコイル９を配設した平面の反対側の平面に当接し
て固着されている。この場合、前記ヨーク６の外周の径
をＤｌ、前記カップ状の固定板１８の内周の径をＤ４と
したとき、ＤＩ　＜ｌ）４となるように構成する。上記
のように構成されたカップ状の′固定板１８を有する平
面対向型ブラシレスモータ１７は、第１図ならびに第２
図におけるモータ基板１２を無くすことができ、モータ
の部品点数を低減することができるので、モータのコス
トダウンを実現することができる。

第４図は本発明の第４の実施例の側断面図である。第１
の実施例と異なるのは、第１の実施例における固定板８
を本実施例では固定子平板１１と一体的に構成すること
により、固定子平板を兼用した、穴部を有する磁性材料
製の固定板２０とした点である。その固定板２０は、固
定子巻線９ならびに回転位置検出部１０を配設した側に
、塗布等により形成された絶縁層を介して直接印刷配線
部が設けられた磁性材料製の基板で構成されている。上
記のように構成された固定板２０を有する平面対向型ブ
ラシレスモークエ９は、第１、第２の実施例における固
定子平板１１を無くすことができるので、本発明の第３
の実施例と同様に、モータの部品点数を低減することが
でき、モータのコストダウンを実現することができる。

尚、前記ヨーク６の外周の径をＤＩ、前記固定板２０の
穴部の内周の径をＤ５としたとき、本発明の第１の実施
例と同様に、Ｄ。

〈Ｄ５となるように構成すれば前記ヨーク６と前記永久
磁石５の空隙距離を短くすることができるので、磁気回
路のレラクタンスは更に低い値となり、モータの薄型化
、高効率化を実現することができる。

第５図は本発明の第５の実施例の側断面図である。第１
の実施例と異なるのは、第１の実施例における固定板８
と固定子平板１１とモータ基板１２とを本実施例では一
体的に構成することにより、固定子平板ならびにモータ
基板を兼用し、フランジ部２２ａを有するカップ状の磁
性材料製の固定板２２とし、軸受部材１４をその固定板
２２上に設けた点である。前記のように構成した平面対
向型ブラシレスモータ２１のカップ状の固定板２２は、
固定子巻線９ならびに、回転位置検出部１０を配設した
側に、絶縁層を介して直接印刷配線部が設けられた磁性
材料製の基板で構成されている。また、前記固定予巻′
ｆｌＡ９ならびに回転位置検出部１０は、前記カップ状
の固定板２２のフランジ部２２ａ上に固着されている。

この場合前記ヨーク６の外周の径をり、、前記固定板２
２の内周の径をＤ６としたとき、Ｄ。

＜　Ｄ　ｂ　となるように構成する。上記のように構成
された固定板２２を有する平面対向型ブラシレスモータ
２１は、第１、第２の実施例におけるモータ基板１２と
、固定子平板１１とを無くすことができ、第３、第４の
実施例よりも更に部品点数を低減することができるので
、モータのコストダウンを大巾に実現することが可能と
なる。また、本発明の第５の実施例によれば、第１、第
２図の実施例における固定子平板１１を無くすことがで
きるので、永久磁石５とヨーク６の空隙距離が短くなり
、磁気回路のレラクタンスは低い値となるので、更にモ
ータの薄型化、高効率化を図ることができる。

発明の効果 以上のように本発明は、第１の平面部に所定の極数の着
磁が施され、第２の平面部に磁性材料製のバックヨーク
が配された円環状または円板状の永久磁石と、その永久
磁石の第１の平面部に対向して配置した磁性材料製の固
定板と、前記永久磁石の第１の平面部に対向して配置し
、前記永久磁石と一体的に回転する磁性材料製の円環状
または円板状のヨークと、前記永久磁石と前記固定板な
らびに前記ヨークとの対向面間に形成された磁気空間内
に配設した固定子巻線とを具備しているので、 （１）鉄損によるトルク損失が小さい。

（２）磁気回路のレラクタンスが低い構成となるため、
モータの効率が良い。

（３）軸受の寿命が長い。

（４）　　モータの厚みが薄い。

という優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブラシレスモータ第１の実施例の側断
面図、第２図は同じく第２の実施例の側断面図、第３図
は同じく第３の実施例の側断面図、第４図は同じく第４
の実施例の側断面図、第５図は同じく第４の実施例の側
断面図、第６図は第１の従来例の平面対向型ブラシレス
モータの側断面図、第７図は第２の従来例の平面対向型
ブラシレスモータの側断面図である。 ４・・・・・・バックヨーク、５・・・・・・永久磁石
、６・・・・・・ヨーク、８．１６．１８．２０．２２
・・・・・・固定板、９・・・・・・固定子巻線。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の平面部に所定の極数の着磁が施され、第２の平面
   部に磁性材料製のバックヨークが配された円環状または
   円板状の永久磁石と、その永久磁石の第１の平面部に対
   向して配置した磁性材料製の固定板と、前記永久磁石の
   第１の平面部に対向して配置し、前記永久磁石と一体的
   に回転する磁性材料製の円環状または円板状のヨークと
   、前記永久磁石と前記固定板ならびに前記ヨークとの対
   向面間に形成された磁気空間内に配設した固定子巻線と
   を具備していることを特徴とするブラシレスモータ。