JPH08163848A - 扁平モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロータに対する円板状ヨークの接触部に工夫を
凝らすことで、モータ構造上のビビリやコイルの振動等
に基づく聴感上のノイズを低減する。 【構成】円板状のマグネット６をもつロータ４に対し、
マグネット６の吸着力により円板状ヨーク７がロータ４
の周端面に圧着され、その間にマグネット６及び円板状
ヨーク７に対面する駆動用コイル９を有するステータ８
を配置しており、円板状ヨーク７は、マグネット６に対
面する領域以外の領域の磁路を狭して斜め方向の磁束の
通過をなくすため、外周側を薄くして段下げ薄肉部１０
ａ，１０ｃを形成している。また、円板状ヨーク７の厚
さを薄くした領域には、厚みを残したロータ４との接触
部を少なくとも３箇所設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＶＴＲやＣＤプレーヤ
ーに使用する扁平モータに関し、特に、モータ構造上の
ビビリやコイルの振動等に基づく聴感上のノイズを低減
した扁平モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の扁平モータとしては、例
えば図８に示すものがある。図８のモータ２１におい
て、固定軸２２に回転可能に支持された軸受部２３にロ
ータ２４が固定され、ロータ２４には多極着磁した円板
状マグネット２６を有するバックヨーク２５が固定され
ている。更にロータ２４には、マグネット２６に対し軸
方向に対面して円板状ヨーク２７が配置されている。円
板状ヨーク２７は、マグネット２６の吸引力によりロー
タ２４の周端面に圧着している。

【０００３】マグネット２６と円板状ヨーク２７との間
に発生している磁界中には、複数の駆動用コイル２９を
有するステータ２８が位置し、駆動用コイル２９に通電
するとマグネット２６との相対力により回転力が発生す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】このような構造をも
つ従来の扁平モータの場合、駆動用コイル２９を有する
ステータ２８が扁平な円板形状であり、スピーカーのコ
ーン紙ともいえる構造をもっている。いま、駆動用コイ
ル２９に対し完全に垂直な磁界が発生していれば、駆動
用コイル２９に働く相対力は完全に回転方向に発生し、
コーン紙としてのステータ２８の振幅方向には力は発生
しない。この関係を図９（ａ）により詳細に説明する。

【０００５】図９（ａ）は第８図のステータ２８の周端
部分の拡大図である。まずマグネット２６を配置した領
域では、マグネット２６に対面して円板状ヨーク２７が
存在し、この領域では垂直の磁束３０となる。ところが
マグネット２６を外れた外側の領域では、円板状ヨーク
２７の対面する所にマグネット２６が存在しないため、
駆動用コイル２９を通る磁束３１は斜めになってしま
う。

【０００６】この斜めの磁束３１となってしまう領域で
は、駆動用コイル２９に流れる電流は円周方向であるこ
とから、駆動用コイル２９に回転方向以外の相対力が働
くことになる。つまり、ステータ２８に軸方向の力３２
が働き、スピーカーのコーン紙のような振動源となって
音波を発生する。この振動の周波数はモータの動作原理
及び使い方によって変わるが、例えば２０００ｒｐｍ、
３相バイポーラ駆動、６コイルの場合、基本周波数は、 （２０００×４×６）／６０＝８００Ｈｚ となって、高周波も含んだ音となる。

【０００７】この近辺の周波数は聴感上耳につく帯域で
あり、モータを使用する商品によっては問題となるケー
スがある。またマグネット２６と円板状ヨーク２７との
間には駆動用コイル２９が存在し、その時の消費電流に
生じた磁束を発生している。この駆動用コイル２９で発
生する磁束は、マグネット２６と円板状ヨーク２７間の
磁束を変調することになる。この時の変調周波数は、上
記で計算された周波数と同一である。

【０００８】一方、円板状ヨーク２７は、マグネット２
６の吸引力でロータ２４の周端面に圧着している。この
圧着力は、マグネット２６の材質とマグネット２６と円
板状ヨーク２７との隙間により、略決定される。また駆
動用コイル２９で発生する磁束による変調力は、駆動用
コイル２９の巻き数と電流で略決定される。図９（ｂ）
は、円板状ヨーク２７とロータ２４との圧着部の拡大図
であり、圧着部に円板状ヨーク２７のバリ２７ａが存在
している場合である。規則性無く発生するバリは、どの
場所にどのように発生するかは不定であるが、とにかく
バリ２７ａが存在し、円板状ヨーク２７とロータ２４が
図示のような状態で圧着力の変調を受けると、いわゆる
ビビリ音を発生することになる。

【０００９】このような場合、バリをなくす努力をする
のが一つの解決法であるが、たとえバリが無くなったと
しても、円板状ヨーク２７とロータ２４の接触部の平面
度が良くない時は、やはり触るか触らないかのギリギリ
の状態である場所が、円周面のどこかに同様に存在す
る。ビビリ音の発生は、円板状ヨーク２７とロータ２４
の隙間がμｍｍ単位の時に、圧着力の変調により触った
り離れたりしてハタキ音を出すことによる。どの程度の
隙間でどのようなビビリ音を出すかは、変調力及び接触
部の円周方向での環境で左右されほぼ不定である。この
ため、両者の平面度の改良でビビリ音を減少させる努力
は現実的な方法ではない。仮に平面度が完全であったと
しても、圧着部にゴミが入れば同じ事になる。このため
ビビリ音を無くすことは非常に難しい課題である。

【００１０】本発明は、このような従来の問題点を解決
するため、従来の単純な円板形状のヨークに対して、ロ
ータとの接触部に工夫を凝らすことで、モータ構造上の
ビビリやコイルの振動等に基づく聴感上のノイズを低減
するようにした扁平モータを提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、次のように構成する。まず本発明の扁平モー
タは、着磁した円板状のマグネットを有し、軸受部に回
転可能に支持されたロータと、マグネットに対し軸方向
に対面して配置され、マグネットの吸着力によりロータ
の周端面に圧着した円板状ヨークと、マグネットと円板
状ヨークの間に配置され、マグネット及び円板状ヨーク
に対面するロータ駆動用コイルを有するステータとを備
える。

【００１２】このような扁平モータの構造につき、本発
明は、円板状ヨークのマグネットに対面する領域以外の
領域の磁路を狭くしたことを特徴とする。例えば、円板
状ヨークがロータの外周側の周端面に圧着されているモ
ータ構造の場合、円板状ヨークの前記マグネットに対面
する領域以外の外周部の厚さを薄くする。また円板状ヨ
ークがロータの内周側の周端面に圧着されているモータ
構造の場合、円板状ヨークのマグネットに対面する領域
以外の内周部の厚さを薄くする。更に、円板状ヨークの
厚さを薄くした領域には、厚みを残したロータとの接触
部を少なくとも３箇所設ける。

【００１３】

【作用】このような本発明の扁平モータによれば次の作
用が得られる。まず従来の扁平モータが放射ノイズを発
生する原因は、ステータを通る磁束の一部が斜めになっ
て軸方向の力が生じ、このためステータがスピーカコー
ンのように振動して音を発生する第１の原因と、円板状
ヨークの圧着力が変調されてビビリ音を発生する第２の
原因が存在する。

【００１４】そこで、ステータが振動して音を発生する
第１の原因に対応するため、円板状ヨークのうち、マグ
ネットに対面する領域（マグネットの投影領域）を外れ
た領域の磁路を狭く（薄く）してマグネットとの間隔を
広げる。同時に円板状ヨークの圧着力の変調によるビビ
リ音を発生する第２の原因に対応するため、円板状ヨー
クの磁路を狭くするために薄くした領域について、円板
状ヨークとロータとの接触面積をできるだけ減少させる
ように、少なくとも３箇所のみを薄くせずに厚みを残し
て圧着させる構造としている。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明における第１実施例のモータ
構造を示したもので、筐体側に対し軸を固定し、軸受側
を回転させる構造を例にとっている。扁平モータ１にお
いて、固定軸２に回転可能に軸受部３が支持され、軸受
部３にロータ４が固定され、ロータ４には多極着磁した
円板状マグネット６を有するバックヨーク５が固定され
ている。更にロータ４にはマグネット６の軸方向に対面
して円板状ヨーク７が配置されている。円板状ヨーク７
は、マグネット６の吸引力によりロータ４の外周側の周
端面に圧着している。

【００１６】マグネット６と円板状ヨーク７との間に発
生している磁界中には、複数の駆動用コイル９を有する
ステータ８が固定軸２への装着で位置し、駆動用コイル
９に通電するとマグネット６との相対力により回転力が
発生する。マグネット６の着磁状態は図３に示す通りで
あり、これに対してコイル９の配置状態は図４のように
設定されている。

【００１７】図２は円板状ヨーク７の詳細であり、図２
（ａ）は断面図、図２（ｂ）は底面図である。円板状ヨ
ーク７は、マグネット６に対面しない外周部について、
３箇所の圧着支持部７ａ，７ｂ，７ｃを残して薄くする
ことで段下げ薄肉部１０ａ，１０ｂ，１０ｃを形成して
磁路を狭くしており、マグネット６に対面している部分
を薄くせずに残して磁路を確保して磁気的に強調してい
る。この圧着支持部７ａ，７ｂ，７ｃの３箇所は、ロー
タ４との接触部となる。また段下げ薄肉部１０ａ，１０
ｂ，１０ｃを形成するための径φＤは、マグネット６の
外径に略一致する。

【００１８】図５は図２の円板状ヨーク７を組み込んだ
図１の扁平モータ１の外周部の拡大図である。円板状ヨ
ーク７の外周部を、段下げ薄肉部１０ｃのにように薄く
すると、マグネット６に対する段下げ薄肉部１０ｃとの
ギャップが大きくなり、ステータ８のほとんどの領域が
磁束１０，１１のように垂直の向きの磁界となる。この
ため図８の従来例における斜めの磁束３１はほぼ存在せ
ず、ステータ８が振動して音を発生する原因が除去でき
る。

【００１９】この時、マグネット６に対面しない円板状
ヨーク８の領域、即ち図２（ｂ）の段下げ薄肉部１０
ａ，１０ｂ，１０ｃの厚みを完全に零にすることで切欠
いてもかまわないが、モータを使用する際の外部への漏
れ磁束やモータ内部に進入するゴミを防ぐため、完全に
零とせずに段下げ薄肉部１０ａ，１０ｂ，１０ｃは残し
ておいたほうが良い。

【００２０】また、図２の円板状ヨーク７の構造は、同
時に円板状ヨーク７の圧着力の変調によりビビリ音を発
生する第２の原因を解消することもできる。円板状ヨー
ク７とロータ４との接触部のビビリは、原理的にその接
触面積をできるだけ減少させれば良いが、完全に零にす
ることは出来ないので、図２（ｂ）のように、必要最小
限の３箇所のみを薄くせず圧着支持部７ａ，７ｂ，７ｃ
として残しておく。

【００２１】図６は本発明の第２実施例であり、本発明
を軸回転構造の扁平モータに適用したことを特徴とす
る。扁平モータ１１において、軸受部１３に回転可能に
支持された回転軸１２にロータ１４が固定され、ロータ
１４には多極着磁した円板状マグネット１６を有するバ
ックヨーク１５が固定されている。更にロータ１４に
は、マグネット１６に対し軸方向に対面して円板状ヨー
ク１７が配置され、円板状ヨーク１７は内側の周端面で
ロータ１４に対しマグネット１６の吸引力により圧着し
ている。

【００２２】マグネット１６と円板状ヨーク１７との間
に発生している磁界中には、複数の駆動用コイル１９を
有するステータ１８が固定側の支持で位置し、駆動用コ
イル１９に通電するとマグネット１６との相対力により
回転力が発生する。ここで、マグネット１６の着磁状態
は、第１の実施例と同様、図３に示されている通りであ
り、またコイル１９の配置状態も図４のように設定され
ている。

【００２３】図７は円板状ヨーク１７の詳細でであり、
図７（ａ）は断面図、図７（ｂ）は底面図である。円板
状ヨーク１７は、マグネット１６と対面しない内周部の
部分に、圧着支持部１７ａ，１７ｂ，１７ｃを３箇所に
残して段付き薄肉部２０ａ，２０ｂ，１０ｃを形成して
磁路を狭くし、それ以外のマグネット１６に対面する部
分を磁気的に強調している。

【００２４】この圧着支持部１７ａ，１７ｂ，１７ｃは
ロータ１４との接触部となる。また段下げ薄肉部２０
ａ，２０，２０ｃを形成している径φＤは、マグネット
１６の内径に略一致する。この第２実施例の場合にも、
第１の実施例と同様に、ステータ１８の振動や円板状ヨ
ーク１７のビビリを十分に抑えることができる。尚、本
発明は、円板状ヨークについてロータとの圧着部に図２
又は図７に示す構造をもてばよく、扁平モータとしての
構造は、図１及び図６の実施例に限定されない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、円
板状ヨークのステータに対する圧着部分の構造を変える
だけて、振動や放射ノイズが十分に低減でき、実際にノ
イズが１／４程度に激減する場合があることが確認され
ている。また本発明による円板状ヨーク板の加工は、従
来と同様、プレス加工による板の打ち抜きで可能で、コ
スト上昇は殆ど無く、その意味でも有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の扁平モータの第１実施例の構造図

【図２】図１の円板状ヨークの説明図

【図３】図１のマグネット着磁状態の概念図

【図４】図１のコイル配置状態の説明図

【図５】図１の実施例によるノイズ防止作用の説明図

【図６】本発明の扁平モータの第２実施例の構造図

【図７】図６の第２実施例の円板状ヨークの説明図

【図８】従来の扁平モータの構造図

【図９】従来の扁平モータのノイズ発生の説明図

【符号の説明】

１，１１：モータ ２：固定軸 ３，１３：軸受部 ４，１４：ロータ ５，１５：バックヨーク ６，１６：マグネット ７，１７：円板状ヨーク ７ａ〜７ｃ，１７ａ〜１７ｃ：圧着支持部 ８，１８：ステータ ９，１９：コイル １０ａ〜１０ｃ，２０ａ〜２０ｃ：段下げ薄肉部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多極着磁した円板状のマグネットを有し、
   軸受部に回転可能に支持されたロータと、 前記マグネットに対し軸方向に対面して配置され、前記
   マグネットの吸着力により前記ロータの周端面に圧着し
   た円板状ヨークと、 前記マグネットと前記円板状ヨークの間に配置され、前
   記マグネット及び前記円板状ヨークに対面するロータ駆
   動用コイルを有するステータとを備え、 前記円板状ヨークの前記マグネットに対面する領域以外
   の領域の磁路を狭くしたことを特徴とする扁平モータ。
2. 【請求項２】請求項１記載の扁平モータに於いて、前記
   円板状ヨークは前記ロータの外周側の周端面に圧着され
   ており、前記円板状ヨークの前記マグネットに対面する
   領域以外の外周部の厚さを薄くしたことを特徴とする扁
   平モータ。
3. 【請求項３】請求項１記載の扁平モータに於いて、前記
   円板状ヨークは前記ロータの内周側の周端面に圧着され
   ており、前記円板状ヨークの前記マグネットに対面する
   領域以外の内周部の厚さを薄くしたことを特徴とする扁
   平モータ。
4. 【請求項４】請求項２乃至３記載の扁平モータに於い
   て、前記円板状ヨークの厚さを薄くした領域に、厚みを
   残した前記ロータとの接触部を少なくとも３箇所設けた
   ことを特徴とする扁平モータ。