JPH06245462A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転効率が高く、トルクむらが小さく、運転
姿勢が安定に保たれ、かつ運転時の騒音が低いモータを
提供する。 【構成】 固定子の積層コア２８の半径方向の、積層コ
ア２８に対向するバックヨーク２５の位置に第１の回転
子磁石２３を、固定子の積層コア２８の軸方向端面３３
に対向するバックヨーク２５の位置に第２の回転子磁石
２４を配設し、固定子巻線３４を、積層コア２８の突極
を部分的に囲み、第１の回転子磁石２３の磁束と鎖交す
るように配設された巻線部と、積層コア２８の第２の回
転子磁石２４に対向する面に、第２の回転子磁石２４の
磁束と鎖交するように配設された巻線部とによって構成
し、バックヨーク２５のボス部２５ａにモータ軸２６を
圧入固定し、積層コアを固着したハウジング２９の内側
のベアリング挿入穴に装着したベアリング３０によりモ
ータ軸２６を回転自在に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオテープレコー
ダ、オーディオカセットテープレコーダ、ビデオディス
クプレーヤなどの映像、音響機器に用いられるモータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の周対向コア付のモータについて、
図面を参照して説明する。図３は従来の周対向コア付モ
ータの構成を示す断面図で、図３において、複数極に着
磁された回転子磁石１は、磁性材料よりなるバックヨー
ク２に接着等により固着されている。また、回転子磁石
１の内周側には、外周面が回転子磁石１の内周面１ａと
対向するように珪素鋼板などの薄板の磁性材料が複数枚
積層された積層コア３が配設されている。積層コア３の
外周には、固定子巻線４を回転子磁石１と同心円上に捲
装するためのスロットが設けられている。

【０００３】また、バックヨーク２は、その内周部に設
けたボス部２ａがモータ軸５に圧入されている。そのモ
ータ軸５と回転子磁石１とバックヨーク２とで、モータ
の回転子６を形成しており、モータ軸５は、ハウジング
８の中央穴の両端部に嵌装されているボールベアリング
等の軸受９ａおよび９ｂにより回転自在に支持され、さ
らにビスクによりバックヨーク２に締結されている。上
記ハウジング８の中央穴内には、その中間に上記軸受９
ａの軸方向位置を規定し、かつ軸受９ｂの軸方向荷重を
受けるフランジ部１２が設けられている。バックヨーク
２側（図における上側）の軸受９ａの外輪とフランジ部
１２との間にはモータ軸５の軸方向の遊びを無くし、軸
受９ａ，９ｂに一定の軸方向予圧を与えるばね１３が介
在している。このばね１３の付勢によりモータ軸５が定
位置で回転することができる。

【０００４】一方、ハウジング８には、積層コア３と所
定の空隙量だけ離間して対向する位置に固定子巻線４に
通電するためと、回転子磁石１の位置を検出するための
ホールＩＣ等からなる複数個の回転位置検出素子１０を
取り付けるための印刷配線基板１１が図示されていない
ビスにより積層コア３とともに固着されている。すなわ
ち、積層コア３は印刷配線基板１１を挟んで、ハウジン
グ８に固着されており、印刷配線基板１１には、固定子
巻線４に通電するために固定子巻線４の端部（図示せ
ず）と、回転子磁石１の位置情報をモータを駆動制御す
るための駆動制御回路（図示せず）に与えるために回転
子位置検出素子１０の端子（図示せず）とが結線されて
いる。

【０００５】以上のように構成されたモータにおいて、
回転子位置検出素子１０は、回転子磁石１の磁極を検知
することによって、回転子磁石１の回転位置を検出する
ので、この出力信号に従って固定子巻線４のそれぞれの
相に電流を切り換えて通電すると、固定子巻線４が発生
する磁束の付勢力により回転子６は回転を開始する。

【０００６】また、他の形式のモータである面対向型の
モータにおいては、図４に示すような構成を備えてい
る。すなわち、軸方向に複数極に着磁された回転子磁石
１４は磁性材料よりなるバックヨーク１５に接着等の手
段により固着されている。また磁性材料からなる固定子
１７の回転子６と対向する面には印刷配線基板１６が固
着され、さらに固定子１７のその面には励磁巻線１８を
同心円上に配列して、接着等の手段により固着してあ
る。また、回転子磁石１４の位置を検出するためのホー
ルＩＣ等からなる複数個の回転位置検出素子１９も印刷
配線基板１６に取り付けられている。

【０００７】バックヨーク１５にはその内周部に設けた
ボス部１５ａにモータ軸２０が圧入されており、そのモ
ータ軸２０と回転子磁石１４とバックヨーク１５とで、
モータの回転子２１を形成しており、モータ軸２０はハ
ウジング１７ａに設けられたボールベアリング等よりな
る軸受２２により回転自在に支持されている。このよう
な構成のモータでは、回転子磁石１４と印刷配線基板１
６との間にスラスト吸引力が発生するが、バックヨーク
１５のボス部１５ａに軸受２２の内輪２２ａが当接して
いるので、スラスト吸引力に抗して、回転子磁石１４と
印刷配線基盤１６の間隔は常に一定に保たれる。

【０００８】以上のように構成されたモータにおいて、
回転子位置検出素子２０は、回転子磁石１４の磁極を検
知することによって、回転子磁石１４の回転位置を検出
するので、この出力信号に従って励磁巻線１８のそれぞ
れの相に電流を切り換えて通電すると、励磁巻線１８が
発生する磁束の作用により回転子２１は回転を開始す
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
構成を示す従来のモータにおいては、次のような問題が
ある。 (１)積層コアの突極（各スロット間の突出部）間に空気
部が存在するために、回転子磁石と積層コア間の空隙部
において磁束むらが発生する。この磁束むらが存在する
ために、コギングトルクが発生しトルクむらが発生す
る。 (２)上記コギングトルクを低減するためには、回転子磁
石に保持力の低い磁石を用いたり、回転子磁石の保持力
分布を変化させたり、積層コアの回転子磁石と対向する
面に溝を設けたりすることによって、回転子磁石と積層
コア間の磁束分布を一様にする等の対策が考えられてい
る。しかしながら、このような対策を施すことは、積層
コア内を通過する磁束を低下させることになるので、モ
ータの効率が低下する。 (３)ベアリングに予圧を与えモータ軸を定位置で回転さ
せるために、ハウジング内にばねを挿入する必要が有
り、組立性が悪い。 (４)モータ軸を定位置で回転させるために、積層コア高
さ中心と回転子磁石の高さ中心を変えることによって、
磁気バランスを変え、軸方向の力を発生させるようなモ
ータ構成も提案されているが、このような構成である
と、モータの回転につれ、モータの回転高さが変化す
る。

【００１０】また、図４に構成を示す従来のモータにお
いては、一面においてトルクむらが小さいという特微は
あるが、 (５)回転子磁石の磁束の鎖交により、励磁巻線が軸方向
に振動するので印刷配線基板も軸方向に振動し、モータ
の回転により騒音が発生する。 (６)モータの効率を上げるためには、保磁力の大きいマ
グネットを使用しなければならない。その結果、スラス
ト力が大きくなるので、軸受の寿命を短くし、さらに軸
受に玉軸受を用いた場合は、軸受の転がり音が発生し、
モータ騒音の原因となる。

【００１１】という種々の問題があった。本発明は上記
の問題を解決しようとするもので、組立てが容易で、運
転効率が高く、姿勢が安定に保たれ、かつ運転時の騒音
が低いモータを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のモータは、モータ軸を軸受を介して回転可
能に内挿し外周に複数の突極と突極ごとに２つの巻線用
溝を有する複数枚の磁性板が積層された積層コアと、積
層コアを固定した軸受部と、モータ軸に固着されて一体
化され積層コアの半径方向に所定の空隙を持って積層コ
アと対向するように配置された第１の回転子磁石と積層
コアの軸方向端面から軸方向に所定の空隙を持って配置
された第２の回転子磁石とを保持した回転子と、積層コ
アの第２の回転子磁石と対向した軸方向端面に軸受中心
近傍から外周方向へ第１の巻線用溝部に向かって延びた
第１の巻線部と、突極の第１の巻線用溝部内を通るよう
に軸方向に折曲げられ、第２の磁石に対向していない積
層コアのもう一方の軸方向端面方向に延びた第２の巻線
部と、第２の磁石に対向していない積層コアのもう一方
の軸方向端面の突極を捲回するように折り曲げられた第
３の巻線部と、第２の巻線用溝部内を通るように軸方向
に折返され第２の磁石に対向している軸方向端面方向に
延びた第４の巻線部と、第２の巻線用溝部端部で折曲げ
られ第２の巻線用溝部から半径の中心方向へ延び第１の
巻線部に回帰するように巻回された第５の巻線部とを備
えたものである。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、固定子巻線は第１の回転子
磁石の磁束と鎖交する巻線部と、第２の回転子磁石と鎖
交する巻線部とを有しているので、第１の回転子磁石に
よる回転トルクに第２の回転子磁石による回転トルクが
加算されるのでモータの効率を犠牲にすることなく、コ
ギングトルクを低減するための対策を行うことができ
る。

【００１４】また、第２の回転子と積層コアの吸引力に
よるスラスト力の発生により、軸受け部に予圧を加えた
のと同等の効果が得られ、ハウジング内にばねを装着す
ることなく、モータの回転位置を一定に保つことが可能
となり、モータ組立てを容易にする。

【００１５】さらに、積層コアの積厚を大きく剛性を十
分に高くできるので、固定子巻線に鎖交する磁束による
軸方向の加振力を吸収するため、モータに発生する騒音
を低減することができる。

【００１６】

【実施例】以下、発明のモータの一実施例を図面に基い
て説明する。図１は本発明の一実施例におけるモータの
断面図、図２（ａ）は本発明の一実施例におけるモータ
の積層コア突極部と巻線部を示す斜視図、図２（ｂ）は
モータ積層コア突極部と巻線部の底面図である。図１，
図２（ａ）および図２（ｂ）において、円周方向に複数
極に着磁された第１の回転子磁石２３と、軸方向に第１
の回転子磁石２３と同位相に軸方向に複数極着磁された
第２の回転子磁石２４が、磁性材料よりなるバックヨー
ク２５に接着等により固着されている。また、バックヨ
ーク２５には、その内周部に設けたボス部２５ａにモー
タ軸２６が圧入されている。そのモータ軸２６と第１の
回転子磁石２３と第２の回転子磁石２４とバックヨーク
２５とで、モータの回転子２７を形成しており、モータ
軸２６は、積層コア２８をその外周にビス等で固着した
ハウジング２９に設けられた、ボールベアリング等から
なる軸受３０により回転自在に支持されている。積層コ
ア２８は、外周面が第１の回転子磁石２３の内周面２３
ａと対向するように、その外周の突極２８ａおよび巻線
用溝２８ｂおよび２８ｃが第１の回転子磁石２３と同心
となるように珪素鋼板などからなる薄板の磁性材料を複
数枚積層して配設されている。また、積層コア２８の軸
方向端面２８ｄには、固定子巻線３４と、第２の回転子
磁石２４の位置を検出するためのホールＩＣ等からなる
回転子位置検出素子３２を取り付け、配線通電するため
の印刷配線部３３がエッチング等の処理により直接設け
られている。

【００１７】ここで、固定子巻線３４は、図２（ａ）お
よび図２（ｂ）に示すように積層コア２８の第２の回転
子磁石２４と対向した軸方向端面２８ｄ上を軸受中心近
傍から外周方向へ突極２８ａの第１の巻線用溝部２８ｂ
に向かって延びた第１の巻線部３４ａと、突極２８ａの
巻線用溝２８ｂ内を通るように軸方向に折曲げられ、第
２の回転子磁石２４に対向していないもう一方の軸方向
端面２８ｅ方向に延びた第２の巻線部３４ｂと、積層コ
ア２８のもう一方の軸方向端面２８ｅにおいて突極２８
ａに巻き付くように折曲げられ、巻線用溝部２８ｃで軸
方向に折返された第３の巻線部３４ｃと、第２の回転子
磁石２４に対向している軸方向端面２８ｄ方向に延びた
第４の巻線部３４ｄと、巻線用溝部２８ｃの端部で折返
され、巻線用溝部２８ｃから半径の中心方向へ延び第１
の巻線部３４ａに回帰し接続される第４の巻線部３４ｅ
とからなり、これらの巻線部３４ａ〜３４ｅが所定回数
巻回されて構成されている。

【００１８】以上のように構成されたモータは、回転子
位置検出素子３２によって、第２の回転子磁石２４の回
転位置が検出され、その出力信号に従って固定子巻線３
４のそれぞれの相に電流を切り換えて通電し、その結
果、固定子巻線３４が発生する磁束による付勢力により
回転子２７は回転を開始する。

【００１９】以上説明した本発明のモータにおいては、 (１)コギングトルクを低減するために、第１の回転子磁
石２３に保持力の小さい磁石を用いたり、回転子磁石の
保持力分布を変化させたり、積層コアの回転子磁石と対
向する面に溝を設けたとしても、第１の回転子磁石２３
と、第２の巻線部３４ｂと第４の巻線部３４ｄとで発生
する磁力に加えて、第２の回転子磁石と、第１の巻線部
３４ａと第５の巻線部３４ｅとにより発生する磁力によ
り、回転子２７が回転するので、モータの効率を落すこ
となく、または逆にモータの効率を上げることになるの
で、高トルクで高効率のモータが実現できる。 (２)モータの回転位置は第２の回転子磁石２４と積層コ
ア２８との吸引力で安定的に保持することができるの
で、ハウジング内にばねを挿入する必要が無い。 (３)磁束との鎖交により、第１の巻線部３４ａと第５の
巻線部３４ｅにより軸方向加振力が発生するが、積層コ
ア２８の厚みが大きく剛性が十分に高いので、振動が発
生することはなく、低騒音のモータを実現することがで
きる。 (４)積層コア２８の軸方向端面２８ｄに直接印刷配線部
３３を設けることにより、回転子位置検出素子３２の位
置決めが正確に行えるので制御特性が向上するとともに
トルクむらの減少を図ることができる。

【００２０】なお本実施例においては、図１に示すよう
に第１の回転子磁石と第２の回転子磁石を一体的に構成
してもよいが、トルクむらの発生を極力減らすために、
第１の回転子磁石においては、保磁力の低いゴムマグネ
ット等を用い、第２の回転子磁石においては保磁力の高
い焼結のフェライトマグネット、サマリュウムコバルト
マグネット、ネオジウムマグネット等を用いることによ
って、モータ特性の向上を図ることが可能である。

【００２１】また、上記説明においては、第２の回転子
磁石の着磁領域を規定していないが、コギングトルクに
よるモータのトルクむらの発生をさらに効果的に抑える
ためには、第２の回転子磁石の着磁領域を巻線用溝部よ
り内周側までに規定すると第２の回転子磁石によるコギ
ングトルクの発生をさらに効果的に抑えることが可能と
なる。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明の
モータによれば、外周に複数の突極およびその突極ごと
に２つの巻線用溝を有する複数枚の磁性板が積層された
積層コアと、その積層コアの半径方向に積層コアと所定
の空隙を持って対向して配置された第１の回転子磁石
と、積層コアの軸方向端面から軸方向に積層コアと所定
の空隙を持って対向して配置された第２の回転子コアと
を備え、積層コアに捲装された固定子巻線は、上記第１
の回転子磁石の磁束と鎖交する巻線部と、上記第２の回
転子磁石の磁束と鎖交する巻線部とから構成されている
ので、コギングトルクを低減するために、上記第１の回
転子磁石に保持力の小さい磁石を用いたり、回転子磁石
の保持力の分布を変化させたり、また回転子磁石に対向
する積層コアの面に溝を設けたとしても、第１の回転子
磁石が受ける回転トルクと第２の回転子磁石がが受ける
回転トルクが加算されるので、モータの効率を低下させ
ることはない。

【００２３】また、第２の回転子と積層コアの吸引力に
よるスラスト力が軸受部に加わり、軸受部に予圧を与え
たのと同等の効果が得られ、ハウジング内にばねを装着
することなく、モータの回転位置を一定に保つことが可
能となり、またモータの組立てを容易にする。

【００２４】さらに、積層コアの積厚を大きく剛性を十
分に高くすることができるので、固定子巻線に鎖交する
磁束により発生する軸方向の加振力を吸収するため、モ
ータに発生する騒音を低減することができる。

【００２５】このように本発明によれば、組立てが容易
で運転効率が高く、トルクむらが小さく、運転姿勢が安
定に保たれ、かつ運転時の騒音が低い、高品質のモータ
が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるモータの断面図

【図２】（ａ）は同実施例のモータの突極部近傍の斜視
図 （ｂ）は同実施例のモータの突極部近傍の底面図

【図３】従来のモータの断面図

【図４】従来の他のモータの断面図

【符号の説明】

２３ 第１の回転子磁石 ２４ 第２の回転子磁石 ２６ モータ軸 ２７ 回転子 ２８ 積層コア ２８ａ 突極 ２８ｂ 第１の巻線用溝 ２８ｃ 第２の巻線用溝 ３０ 軸受 ３４ａ 第１の巻線部 ３４ｂ 第２の巻線部 ３４ｃ 第３の巻線部 ３４ｄ 第４の巻線部 ３４ｅ 第５の巻線部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ軸を軸受を介して回転可能に内挿
   しその外周に複数の突極と突極ごとに２つの巻線用溝を
   有する複数枚の磁性板が積層された積層コアと、その積
   層コアを固定した軸受部と、前記モータ軸に固着されて
   一体化され前記積層コアの半径方向に所定の空隙を持っ
   て前記積層コアに対向するように配置された第１の回転
   子磁石と前記積層コアの軸方向端面から軸方向に所定の
   空隙を持って配置された第２の回転子磁石とを保持した
   回転子と、前記積層コアの前記第２の回転子磁石と対向
   した軸方向端面に軸受中心近傍から外周方向へ前記突極
   の第１の巻線用溝部に向かって延びた第１の巻線部と、
   前記突極の第１の巻線用溝部内を通るように軸方向に折
   曲げられ前記第２の回転子磁石に対向していない前記積
   層コアのもう一方の軸方向端面方向に延びた第２の巻線
   部と、前記第２の回転子磁石に対向していない前記積層
   コアのもう一方の軸方向端面の突極を捲回するように折
   り曲げられた第３の巻線部と、第２の巻線用溝部内を通
   るように軸方向に折返され前記第２の回転子磁石に対向
   している軸方向端面方向に延びた第４の巻線部と、前記
   第２の巻線用溝部端部で折曲げられ、前記第２の巻線用
   溝部から半径の中心方向へ延び前記第１の巻線部に回帰
   するように巻回された第５の巻線部とを備えたモータ。