JPH02142349A - ブラシレスモータ並びに該モータに用いるロータ部品の製造方法 - 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〕 本発明はアキシャルギャップ形のブラシレスモータ並び
に該モータに使用されるロータ部品の製造方法に関する
。

〔従来の技術〕

第１１図はレーザビームプリンタのスキャナモータとし
て使用されている従来のブラシレス直流モータを示して
いる。つまり、第１１図中１は／＼ウジングで、その上
面にはプリント配線基板２が複数（１個のみ図示）のね
じ３により固定されている。この配線基板２の上面には
複数の駆動コイル３が夫々接着されているとともに、下
面にはリング形のバックヨーク４が接着されている。ま
た、上記配線基板２には後述するロータの回転位置を検
出する位置センサ５が取付けられているとともに、図示
しない駆動用のＩＣその他の回路部品が取付けられてい
る。そして、ハウジング１の略中央部には、上記配線基
板２およびリング形のバックヨーク４を貫通する円筒状
の軸受支持部１ａが一体に形成されている。この支持部
１ａには一対の軸受６，７を介して回転軸８が回転自在
に支持されている。なお、図中９，１０はスリーブ、１
１は止め輪、１２は座金、１３は止めねじを夫々示して
いる。回転軸８の上部にはハブ１４が固定されており、
これには図示しないポリゴンミラーが取付けられるよう
になっている。

ハブ１４の内面にはロータマグネット１５を下面に接着
したロータヨーク１６が取付けられている。ロータマグ
ネット１５は、リング形をなし、例えば４５°ごとにＳ
極とＮ極とが交互に着磁されているとともに、その下面
は上記駆動コイル３の上面に近接して対向されている。

したがって、駆動コイル３とロータマグネット１５との
間にはアキシャル方向の空隙ｇが形成されている。更に
、ロータヨーク１６は、ロータマグネット１５よりも大
径なリング形をなし、このマグネット１５の上面全体に
くまなく被着されている。

また、ハブ１４にはロータマグネット１５よりも外周側
に位置してＦＣ検出用のリング形をなすＦＧマグネット
１７が取付けられている。このマグネット１７は上記配
線基板２に近接している。

そして、上記回転軸８、ハブ１４、各マグネット１５．
１７およびロータヨーク１６によってロータ１８が形成
されている。なお、上記配線基板２にはＦＧマグネット
１７に対向してＦＧ検出パターン（図示しない）が設け
られているとともに、バックヨーク４の外周部はＦＧ検
出パターンに対応して配設されている。

上記構成のブラシレスモータにおいては、位置センサ５
によるロータ１８の回転位置の検出にもとずいて、駆動
コイル３への通電が順次切換えられるため、駆動コイル
３に発生される磁束とロータマグネット１５が発生して
いる磁束とが吸引し合って、ロータ１８が回転される。

そして、その際においてＦＧマグネット１７とＦＧ検出
パターンとによりロータ１８の回転数が周波数として検
出され、それをもとにＦＧサーボ回路による制御がなさ
れて、ロータ１８の回転速度の一定化が図られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、アキシャルギャップ形のブラシレスモータの
ロータマグネット１５は、既述のようにリング形で、か
つ、その着磁パターンを４５＠　ごとの角度でＳ極とＮ
極とを交互に設けた構成を基本形とすることは避けられ
ない。そして、従来のロータ白−り１６はロータマグネ
ット１５の各磁極全体をくまなく覆って、このマグネッ
ト１５に接着されているから、これら磁極の各部におけ
る磁束密度はいずれも同じであり、この条件下において
隣接する磁極の境界にて磁束の方向が急激に切替わる。

そのため、ロータ１８の回転に伴って、上記空隙ｇの磁
束密度は、第１２図に示すように略方形状をなす波形が
交互に向きを変えて繰返される変化を示す。したがって
、従来においてはロータ１８が４５＠回転するごとに空
隙磁束密度が急激に変化して、それに伴うトルクリップ
ルを発生するから、ロータ１８の１回転中の回転むらが
大きいという問題があった。

本発明は、回転むらを小さくできるアキシャルギャップ
形のブラシレスモータを得ることを目的としており、さ
らに、このモータに用いられるロータ部品を容易に製造
できるとともに回転むらをより小さくできるロータ部品
の製造方法を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、複数の磁極を有するリング形のロータマグネ
ットと、このマグネットよりも大径でかつ上記ロータマ
グネットの一面に接着されたロータヨークと、上記ロー
タマグネットの他面に対向してプリント配線基板に取付
けられた複数の駆動コイルとを具備するアキシャルギャ
ップ形のブラシレスモータに適用される。そして、上記
目的を達成するために本発明においては、上記ロータヨ
ークにその内周端に開放する複数のＶ字状切欠溝を、上
記ロータマグネットの磁極相互の各境目に夫々臨ませて
設けたものである。

そして、上記ブラシレスモータに使用されるロータ部品
の製造方法としては、無着磁のリング形ロータマグネッ
トと、このマグネットよりも大径で、かつ、内周端に開
放するＶ字状切欠溝が複数設け―れたロータヨークとを
接着した後、上記ロータマグネットに着磁を施して上記
ｖ字状切欠溝が臨んだ部分を境目とする複数の磁極を形
成する製造方法がある。

〔作用〕

上記構成において、ロータヨークに設けられたＶ字状切
欠溝は、ロータマグネットの隣接する磁極の端部に夫々
臨み、かつ、その臨んだ面積は隣接する磁極の境目に向
かうにつれて次第に増加している。したがって、Ｖ字状
切欠溝はロータマグネットの隣接する磁極の端部に対す
る空隙パーミアンスを徐々に増やして、ロータマグネッ
トの各磁極の中央部よりも端部側の方の磁気抵抗を大き
くしている。それにより各磁極の磁束密度分布を端部側
程次第に小さくできるから、このような磁束変化により
ロータが回転される時の空隙磁束密度変化を正弦波に近
似させることができる。

また、上記ロータ部品の製造方法においては、無着磁の
ロータマグネットとロータヨークとを接着した後に着磁
するから、ロータマグネットの各磁極の境目とロータヨ
ークのＶ字状切欠溝との位置あわせを不要とできる。し
かも、着磁に際してロータヨークが接着されているから
、このヨークが接着されている部分を強く着磁でき、か
つＶ字状切欠溝が臨んでいる部分を弱く着磁できる。

〔実施例〕

第１図から第６図を参照して本発明の詳細な説明する。

なお、本発明はロータマグネットとロータヨークとから
なるロータ部品の構成が上記従来例とは異なり、その他
の部分の構成は同従来例と同様であるので、該部分につ
いては上記従来例と同符号を付してその説明を省略し、
以下ロータ部品の構成について説明する。

ハブ１４（第５図参照）の内面に接着されたロータ部品
２１は、第１図および第２図に示すようにロータマグネ
ット２２と、ロータヨーク２３とから形成されている。

ロータマグネット２２は第４図に示すようにリング形を
なし、これには４５″ごとにＳ極とＮ極とが交互に着磁
されている。ロータヨーク２３はロータマグネット２２
よりも大径であって、第３図等に示すようにロータヨー
ク２３には、その内周端に開放する複数のＶ字状切欠溝
２４を有している。そして、ロータヨーク２３は、その
Ｖ字状切欠溝２４をロータマグネット２２の磁極（Ｓ極
およびＮ極）相互の各境目（第１図および第４図生得号
ａで指した実線により便宜上図示する。）の夫々に臨ま
せてロータマグネット２２の一面に接着されている。

また、上記構成のロータ部品２１は、予め着磁されたロ
ータマグネット２２とロータヨーク２３とを接着剤によ
り接着して組立てられ、そして、ロータヨーク２３をハ
ブ１４の内面に接着剤を介して接着して取付けられるが
、このようなロータ部品に代えて以下説明する製造方法
により作られるロータ部品を用いてもよい。

この製造方法は、接着工程と、着磁工程とからなる。接
着工程は、第７図に示すような無着磁のリング形ロータ
マグネット２２と、既述の構造のロータヨーク、つまり
第８図に示すようにロータマグネット２２よりも大径で
、かつ内周端に開放された複数のＶ字状切欠溝２４が設
けられたロータヨーク２３とを、接着剤を介して接着し
て第９図に示すような積層体を作る工程である。そして
、着磁工程は、上記積層体のロータマグネット２２に対
して４５＠　ごとにＳ極とＮ極とを交互に設ける着磁を
、このマグネット２２の厚み方向に沿って施す工程であ
る。この着磁は、上記Ｖ字状切欠溝２４の中心線間に位
置するマグネット部分を、Ｓ極またはＮ極の着磁領域と
して、通常一般的な着磁ヨークを用いてなされるもので
あり、それによって完成されたロータ部品２１は、第１
０図に示すようにロータヨーク２３のＶ字状切欠溝２４
が、ロータマグネット２２に着磁された磁極（Ｓ極およ
びＮ極）相互の各境目ａの夫々に臨んで構成される。

以上のように構成されたロータ部品２１を備えるブラシ
レスモータは、そのａ−タヨーク２３に設けた複数の１
字状切欠溝２４が、ロータマグネット２２の隣接する磁
極の端部に夫々臨んでいる。

そして、切欠溝２４は７字状をなしているから、これが
磁極に臨んだ面積は隣接する磁極の境目ａに向かうにつ
れて次第に増加している。

したがって、このような１字状切欠溝２４はロータマグ
ネット２２の隣接する磁極の端部に対する空隙パーミア
ンスを徐々に増やすから、ロータマグネット２２の各磁
極の中央部よりも端部側の方の磁気抵抗を大きくできる
。それにより、各磁極の磁束密度分布を端部側程次第に
小さくできるから、このような磁束密度の変化によりロ
ータ１８が回転される時の空隙磁束密度変化は第６図に
示すように正弦波に近似したものとなる。

このため、ロータ１８が４５°回転するたびに、空隙磁
束密度が急激に変化することがなくなって、穏やかに変
化するから、それに伴ってモータのトルクリップルを小
さくできる。よって、モータの１回転中の回転むらを小
さくでき、高い回転精度を得ることができる。

また、第７図から第１０図に示したロータ部品２１の製
造方法においては、無着磁のロータマグネット２２とロ
ータヨーク２３とを接着した後にロータマグネット２２
に対して着磁するから、着磁済みのロータマグネット２
２の各磁極の境目ａを知ることは一般に困難であるにも
拘らず、この境目ａとロータヨーク２３の１字状切欠溝
２４との位置あわせを不要とできる。したがって、ロー
タ部品２１を容易に作ることができる。しかも、ロータ
マグネット２２への着磁に際して、このマグネット２２
には予め接着されたロータヨーク２３がバックヨークと
して用いられるから、このヨーク２３が接着されている
部分を強く着磁でき、かつ１字状切欠溝２４が臨んでい
る部分を弱く着磁できる。したがって、このような各磁
極の磁束密度の強弱と相まって、既述の１字状切欠溝２
４による各磁極の磁束密度分布を端部側程次第に小さす
る既述の作用とがあわさるから、空隙磁束密度をより正
波形に近似させて、トルクリップルを一層少なくできる
。

なお、本発明は上記実施例に制約されることはなく、例
えばＦＧＩＪａｌ用の構成は省略しても差支えない。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように構成されているので次に記
載する効果を奏する。

請求項１のアキシャルギャップ形ブラシレスモータにお
いては、ロータマグネットに接着されるロータヨークに
、その内周端に開放する１字状切欠溝を、上記マグネッ
トの各磁極の境目に夫々臨ませて設けたから、トルクリ
ップルを少なくして回転むらを小さくできる。

そして、請求項２のロータ部品の製造方法を採用するこ
とによって、ロータ部品を容易に製造できるとともに、
この製法により得たロータ部品の使用により回転むらを
より小さくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図は本発明の一実施例を示し、第１図は
ロータ部品の平面図、第２図は第１図中■−■線に沿う
断面図、第３図はロータヨークの平面図、第４図はロー
タマグネットの青磁パターンを示す平面図、第５図はモ
ータ全体の縦断面図、第６図は空隙磁束密度の変化を示
す波形図である。 第７図はロータマグネットの平面図、第８図はロータヨ
ークの平面図、第９図はロータヨークとロータマグネッ
トとを接着した状態を示す平面図、第１０図は完成され
たロータ部品の平面図である。 第１１図および第１２図は従来例を示し、第１１図はモ
ータ全体の縦断面図、第１２図は空隙磁束密度の変化を
示す波形図である。 ２・・・プリント配線基板、３・・・駆動コイル、２１
・・・ロータ部品、２２・・・ロータマグネット、２３
・・・ロータヨーク、２４・・・１字状切欠溝、ａ・・
・磁極の境目。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 １図 廃　３因 第４図 第７図 第 図 第　８図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の磁極を有するリング形のロータマグネットと
   、このマグネットよりも大径でかつ上記ロータマグネッ
   トの一面に接着されたロータヨークと、上記ロータマグ
   ネットの他面に対向してプリント配線基板に取付けられ
   た複数の駆動コイルとを具備するアキシャルギャップ形
   のブラシレスモータにおいて、上記ロータヨークにその
   内周端に開放する複数のＶ字状切欠溝を、上記ロータマ
   グネットの磁極相互の各境目に夫々臨ませて設けたこと
   を特徴とするブラシレスモータ。 ２、無着磁のリング形ロータマグネットと、このマグネ
   ットよりも大径で、かつ、内周端に開放するＶ字状切欠
   溝が複数設けられたロータヨークとを接着した後、上記
   ロータマグネットに着磁を施して上記Ｖ字状切欠溝が臨
   んだ部分を境目とする複数の磁極を形成してなることを
   特徴とするブラシレスモータ用ロータ部品の製造方法。