JPH09168268A - 小形モータ - Google Patents

小形モータ

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JPH09168268A
JPH09168268A JP34791595A JP34791595A JPH09168268A JP H09168268 A JPH09168268 A JP H09168268A JP 34791595 A JP34791595 A JP 34791595A JP 34791595 A JP34791595 A JP 34791595A JP H09168268 A JPH09168268 A JP H09168268A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
output
yoke
magnet
shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP34791595A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Azuma
寛 東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP34791595A priority Critical patent/JPH09168268A/ja
Publication of JPH09168268A publication Critical patent/JPH09168268A/ja
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  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した回転トルクを出力して起動不能をな
くし、かつ焼損のおそれなく信頼性を高める。 【構成】 ロ−タヨーク1の中央部に回転軸3を固定し
て回転自在に支承したロ−タ部Bと、上記回転軸3の軸
まわりに複数の励磁コイル7をステータヨーク4に装着
したステータ部Aと、出力用ロ−タヨーク9の中央部に
出力軸12を固定したロ−タ出力部Cとを具備し、上記
ロ−タ部Bのロ−タヨーク1と出力用ロ−タヨーク9の
少なくとも一方を磁性体で構成するとともに、他方にロ
−タマグネット2を軸まわりに装着し、上記ロ−タマグ
ネット2に励磁コイル7および出力用ロ−タヨーク9を
所定間隔存して配設し、上記励磁コイル7への通電によ
って回転するロ−タ部Bの磁気吸引力で上記ロ−タ出力
部Cを回転駆動するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、たとえばパソコンや
ワープロなどのOA機器におけるディスク駆動用モータ
などに適用される小形モータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の小形モータとして、図5
で示すような3相アキシャルタイプのブラシレス直流モ
ータがある。同図において、この小形モータはステータ
部Aとロ−タ部Bとを具備し、上記ステータ部Aは、た
とえば筒状の軸受ハウジング6に固定された磁性体から
なるステータヨーク4と、このステータヨーク4の内側
面に装着された複数の励磁コイル7とを備え、上記ロ−
タ部Bは、磁性体からなるロ−タヨーク1と、このヨー
ク1の内側面に装着されたロータマグネット2と、上記
ロ−タヨーク1の中央部に圧入固定された回転軸3とを
備え、この回転軸3はラジアル軸受5を介して上記ハウ
ジング6に回転自在に支承されている。
【0003】上記各励磁コイル7は、図6で示すように
回転軸3のまわり配設されるとともに、回転方向のトル
クを有効に発生させるために、外形状が回転中心Oから
の放射線xに平行もしくはそれに近い線分を有しかつ内
外周にわたって一様な形状に形成され、ステータヨーク
4上に形成された銅箔パターン(図示せず)により電気
的に接続されている。
【0004】他方、上記ロータ部Bのロータマグネット
2の着磁分布は、図7で示すように、N極部2nとS極
部2sとの着磁境界線Lが回転中心Oからの放射線xに
平行もしくはそれに近い線分を有する形状に形成されて
いる。さらに、ステータヨーク4の上面には上記ロータ
マグネット2の磁気位置を検出するための3個のホール
素子8が固定されている。
【0005】上記構成の小形モータは、ホール素子8か
らの信号を駆動回路(図示せず)に印加して、各励磁コ
イル7に順次通電することにより、図8で示すようにロ
ータマグネット2とステータヨーク4との間に磁束Φが
発生し、フレミングの左手の法則に基づく電磁回転トル
クが発生し、上記ロ−タ部Bを回転駆動して回転軸3か
ら回転トルクを取り出すことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、こ
の種の小形モータは高速回転であるため、回転軸3に減
速歯車機構(図示せず)を結合してOA機器などの負荷
を低速回転駆動するように構成されている。しかしなが
ら、小形モータは高速回転である反面、低回転トルクで
あるため、減速歯車機構を介して負荷を駆動すると、そ
の出力トルクが上記減速歯車機構における摩擦抵抗で低
減され、ロ−タ部Bを円滑に回転させることができず、
不安定な回転や起動不能を招来し、また、上記ロ−タ部
Bがロック状態となり、励磁コイル7に過大電流が流れ
て焼損するおそれがある。
【0007】この発明は上記課題を解消するためになさ
れたもので、円滑な回転トルクを出力して起動不能をな
くし、かつ焼損のおそれのない信頼性の高い小形モータ
を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明による小形モータは、ロ−タヨーク
の中央部に固定された回転軸を回転自在に支承してなる
ロ−タ部と、上記回転軸のまわりに複数の励磁コイルを
ステータヨークに装着してなるステータ部とを具備し、
上記励磁コイルへの通電に基づく磁気吸引力で上記ロ−
タ部を回転駆動する小形モータにおいて、上記ロ−タマ
グネットに所定間隔を存して出力用ロ−タヨークを対向
配設し、この出力用ロ−タヨークの中央部に出力軸を固
定したロ−タ出力部を設け、上記ロ−タ部のロ−タヨー
クと出力用ロ−タヨークの少なくとも一方を磁性体で構
成するとともに他方にロ−タマグネットを軸まわりに装
着し、上記ロ−タ部とロ−タ出力部との間の磁気吸引力
で上記ロ−タ出力部を回転駆動するように構成したこと
を特徴とする。
【0009】請求項2の発明による小形モータは、円環
状のロ−タマグネットをロ−タヨークの外周部に固定し
たロ−タ部の回転軸および出力軸を同軸状に配設すると
ともに、ステータ部の励磁コイルおよび出力用ロ−タヨ
ークを上記ロ−タマグネットの両側面に所定間隔を存し
て対向配設し、上記ロ−タマグネットからの磁束が上記
回転軸および出力軸の軸方向へ流れるように構成したこ
とを特徴とする。請求項3の発明による小形モータは、
ステータヨークおよびロ−タマグネットを円筒状に形成
するとともに出力用ロ−タヨークの外周部に円筒状部を
形成し、上記ステータヨーク、ロ−タマグネットおよび
出力用ロ−タヨークの円筒状部を所定間隔存してほぼ同
軸状に対向配設し、上記ロ−タマグネットからの磁束が
上記回転軸および出力軸の放射方向へ流れるように構成
したことを特徴とする。
【0010】請求項4の発明による小形モータは、ロ−
タ部の回転軸と出力軸とを所定間隔存してほぼ平行に配
設するとともに、上記ロ−タ部におけるロ−タヨークの
内面に固定された円環状のロ−タマグネットと出力用ロ
−タヨークとをほぼ同一平面上に配設して、上記ロータ
マグネットと出力用ロ−タヨークの各外周面を所定間隔
存して対向配設し、上記ロータマグネットからの磁束が
上記回転軸の軸方向および出力軸の放射方向へ流れるよ
うに構成したことを特徴とする。請求項5の発明による
小形モータは、出力用ロ−タヨークを軸方向へ移動させ
て、上記出力用ロ−タヨークとロ−タマグネットとの設
定間隔または対向面積を変化させる調整機構部をモータ
ハウジングに設けたことを特徴とする。
【0011】
【作用】請求項1ないし3の発明によれば、ロ−タマグ
ネットとロ−タヨークとの間の磁束密度の高低によっ
て、上記出力軸を回転軸とほぼ同一の回転数で回転駆動
させたり減速させることができ、上記磁束密度はロ−タ
マグネットとロ−タヨークとの設定間隔、対向面積およ
びロ−タヨークの透磁率の少なくとも1つを調整するこ
とにより容易に得られる。また、上記減速動作は、ロ−
タ部とロ−タ出力部との間の摩擦抵抗がなく、非接触で
達成することができるために、これら両者間の動力伝達
にエネルギロスをなくして、上記ロ−タ部を円滑に回転
させるとともに、起動不能を防止することができる。
【0012】他方、大きな負荷でロ−タ出力部がロック
状態となった場合でも、上記ロ−タ部とロ−タ出力部と
の間の動力伝達が非接触状態で、かつ上記ロ−タ部に無
理な応力を付勢することなく回転駆動することができる
ため、励磁コイルに過大電流が流れて焼損するのを有効
に防止することができるとともに、上記ロ−タ出力部が
非接触状態でロックされることにより、この小形モータ
はトルクリミッタとしての機能を兼備することができ
る。
【0013】また、請求項4の発明によれば、上述のほ
かにロ−タヨークがロ−タマグネットの外側全面を被覆
して、上記ロータマグネットからの磁束を励磁コイルに
漏れなく流すことができるため、この小形モータの磁気
効率を向上させることができる。さらに、請求項5の発
明によれば、小形モータの減速率は、出力用ロ−タヨー
クを調整機構部で軸方向へ移動させて、上記出力用ロ−
タヨークとロ−タマグネットとの設定間隔または対向面
積を変化させることにより、各構成部材の部品点数を増
大させることなく容易に変更することができる。
【0014】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面にもとづいて
説明する。図1はこの発明による小形モータの一例を3
相アキシャルタイプのブラシレス直流モータの構成で示
す縦断面図、図2は同モータの構成を示す一部切欠した
平面図である。同図において、この小形モータは、ステ
ータ部A,ロ−タ部Bおよびロ−タ出力部Cとを具備す
る。
【0015】上記ステータ部Aは、磁性体からなるステ
ータヨーク4と、このヨーク4の上面に装着された複数
の励磁コイル7とを備え、上記ステータヨーク4は軸受
ハウジング6に固定されている。上記ロ−タ部Bは、磁
性体からなるロ−タヨーク1と、このヨーク1の外周部
に装着されて多極磁化された円環状のロータマグネット
2と、上記ヨーク1の中央部に圧入固定された回転軸3
とを備え、この回転軸3がラジアル軸受5を介して軸受
ハウジング6に回転自在に支承されている。
【0016】上記ロ−タ出力部Cは、磁性体からなる出
力用ロ−タヨーク9と、このヨーク9の中央部に設けら
れた出力軸12とを備え、上記出力用ロ−タヨーク9は
ロ−タマグネット2に所定間隔Dを存して対向配設され
るとともに、上記出力軸12は、たとえば滑り軸受11
を介してモータハウジング10に回転自在に支承されて
いる。その他の構成は、図5および図6に示す小形モー
タとほぼ同様であるため、相当部分に同一の符号を付し
て、その詳しい説明を省略する。
【0017】上記構成において、ホール素子8からの信
号が駆動回路に送られて、各励磁コイル7に順次通電す
ることにより、ロータマグネット2と励磁コイル7との
間の磁束Φに基づく電磁気的な回転トルクが発生して上
記ロ−タ部Bを回転駆動することができる。上記ロ−タ
部Bの回転駆動にともなって、上記ロ−タマグネット2
に対向配設された出力用ロ−タヨーク9は、これら両者
間の磁束Φ1に基づく磁気吸引力で回転駆動されてその
回転駆動力が出力軸12から取り出される。
【0018】いま、上記ロ−タマグネット2と出力用ロ
−タヨーク9との間の磁束Φ1の密度が高く、これら両
者間の磁気吸引力が強い場合には、上記ロ−タ出力部C
をロ−タ部Bとほぼ同一の回転数で回転駆動することが
できる。他方、上記ロ−タマグネット2と出力用ロ−タ
ヨーク9との間の磁束Φ1の密度が低く、その磁気吸引
力が弱い場合には、上記ロ−タ出力部Cはロ−タ部Bに
対し遅延しながら回転し、その回転が減速される。
【0019】つまり、この小形モータは、ロ−タマグネ
ット2と出力用ロ−タヨーク9との間の磁束Φ1の密度
によって、上記出力軸12を回転軸3とほぼ同一の回転
数で回転駆動させたり、あるいは減速させたりすること
ができ、上記磁束Φ1の密度はロ−タマグネット2と出
力用ロ−タヨーク9との設定間隔D、対向面積Sおよび
ロ−タヨーク9の透磁率ρに依存し、上記磁束Φ1の密
度変化はこれら設定間隔D、対向面積Sおよび透磁率ρ
を調整することにより容易に得られる。
【0020】すなわち、上記小形モータにおける出力軸
12は、その回転数がロ−タマグネット2とロ−タヨー
ク9との設定間隔Dの増大で減少し、対向面積Sの減少
で減少し、ロ−タヨーク9の透磁率ρの減少で減少して
減速駆動される。
【0021】また、この小形モータの減速動作は、ロ−
タ部Bとロ−タ出力部Cとの間の摩擦抵抗がなく、非接
触で達成することができるために、これら両者間の動力
伝達にエネルギロスをなくして、上記ロ−タ部Bを円滑
に回転駆動することができるとともに、起動不能を防止
することができる。他方、大きな負荷でロ−タ出力部C
がロック状態となった場合でも、上記ロ−タ部Bとロ−
タ出力部Cとの間の動力伝達が非接触状態で、かつ上記
ロ−タ部Bに無理な応力を付勢することなく回転駆動す
ることができるため、励磁コイル7に過大電流が流れて
焼損するのを有効に防止することができる。また、上記
ロ−タ出力部Cが非接触状態でロックされることによ
り、この小形モータはトルクリミッタとしての機能を兼
備することができる。
【0022】さらに、上記出力用ロ−タヨーク9を出力
軸12の軸方向へ移動させるねじ調整部材などの調整機
構部(図示せず)をモータハウジング10に設けて、上
記ロ−タヨーク9とロ−タマグネット2との設定間隔D
を変化させることにより、上記小形モータの減速率を容
易に変更することができる。
【0023】上記実施例において、ロ−タヨーク1,ロ
−タマグネット2,ステータヨーク4および出力用ロ−
タヨーク9を平面状に対向配設して回転軸3および出力
軸12をほぼ直交させ、かつ上記ロータマグネット2を
ロ−タヨーク1の外周部に装着して、上記各軸3,12
の軸線方向へ磁束Φ1が流れる構成としたけれども、図
3で示すように、円周方向へ励磁コイル7が装着された
ステータヨーク4と、ロ−タ部Bのロ−タヨーク1の外
周部に固定されたロ−タマグネット2とを円筒状に形成
するとともに、出力用ロ−タヨーク9の外周部に円筒状
部9aを形成し、上記ステータヨーク4、ロ−タマグネ
ット2および円筒状部9aを所定間隔存してほぼ同軸状
に対向配設して、上記回転軸3および出力軸12の放射
方向へ磁束Φ1が流れる構成としてもほぼ同様の作用効
果を奏することができる。
【0024】また、上記各実施例において、ステータ部
A,ロ−タ部Bおよびロ−タ出力部Cはほぼ同軸状に配
設して構成したけれども、図4で示すように、ロ−タ出
力部Cはステータ部Aおよびロ−タ部Bを所定間隔存し
てほぼ平行に配設し、ロータマグネット2と出力用ロ−
タヨーク9の各外周面が所定間隔を存して配設され、上
記各軸3,12の軸線方向へ磁束Φ1が流れるとともに
放射方向へ磁束Φ1が流れる構成としてもよい。
【0025】上記構成によれば、ロ−タヨーク1がロ−
タマグネット2の外側全面を被覆して、上記磁束Φ1を
励磁コイル7に漏れなく流すことができるため、この小
形モータの磁気効率を向上させることができる。
【0026】また、図3および図4で示す各実施例にお
いて、出力用ロ−タヨーク9を出力軸12の軸方向へ移
動させるねじ調整部材などの調整機構部(図示せず)を
モータハウジング10に設けて、上記出力用ロ−タヨー
ク9とロ−タマグネット2との対向面積Sを変化させる
ことにより、上記小形モータの減速率を容易に変更する
ことができる。なお、上記各実施例において、他の構成
は図1および図2に示す小形モータとほぼ同様であるた
め、相当部分に同一の符号を付して、その詳しい説明を
省略する。
【0027】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明の小形モ
ータによれば、ロ−タ部とロ−タ出力部との間の減速動
作を非接触で達成して動力伝達のエネルギロスをなく
し、上記ロ−タ部を円滑に回転させるとともに起動不能
を防止して、上記ロ−タ出力部がロック状態となった場
合でも焼損を防止してトルクリミッタとしての機能を兼
備させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による小形モータの一例を3相アキシ
ャルタイプのブラシレス直流モータの構成で示す縦断面
図である。
【図2】同モータの構成を示す一部切欠した平面図であ
る。
【図3】この発明による小形モータの他の例を示す縦断
面図である。
【図4】この発明による小形モータの異なる他の例を示
す縦断面図である。
【図5】従来の小形モータの一例を3相アキシャルタイ
プのブラシレス直流モータの構成で示す縦断面図であ
る。
【図6】従来の同モータの構成を示す一部切欠した平面
図である。
【図7】従来の同モータにおけるロ−タマグネットの一
例を示す平面図である。
【図8】従来の同モータにおける磁束分布の一例を示す
平面図である。
【符号の説明】
A ステータ部 B ロ−タ部 C ロ−タ出力部 1 ロータヨーク 2 ロータマグネット 3 回転軸 4 ステータヨーク 7 励磁コイル 9 出力用ロ−タヨーク 9a 円筒状部 10 モータハウジング 12 出力軸 Φ ステータ部とロ−タ部間の磁束 Φ1 ロ−タ部とロ−タ出力部間の磁束

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロ−タヨークの中央部に固定された回転
    軸を回転自在に支承してなるロ−タ部と、上記回転軸の
    まわりに複数の励磁コイルをステータヨークに装着して
    なるステータ部とを具備し、上記励磁コイルへの通電に
    基づく磁気吸引力で上記ロ−タ部を回転駆動する小形モ
    ータにおいて、上記ロ−タマグネットに所定間隔を存し
    て出力用ロ−タヨークを対向配設し、この出力用ロ−タ
    ヨークの中央部に出力軸を固定したロ−タ出力部を設
    け、上記ロ−タ部のロ−タヨークと出力用ロ−タヨーク
    の少なくとも一方を磁性体で構成するとともに他方にロ
    −タマグネットを軸まわりに装着し、上記ロ−タ部とロ
    −タ出力部との間の磁気吸引力で上記ロ−タ出力部を回
    転駆動するように構成したことを特徴とする小形モー
    タ。
  2. 【請求項2】 円環状のロ−タマグネットをロ−タヨー
    クの外周部に固定したロ−タ部の回転軸および出力軸を
    同軸状に配設するとともに、ステータ部の励磁コイルお
    よび出力用ロ−タヨークを上記ロ−タマグネットの両側
    面に所定間隔を存して対向配設し、上記ロ−タマグネッ
    トからの磁束が上記回転軸および出力軸の軸方向へ流れ
    るように構成したことを特徴とする請求項1に記載の小
    形モータ。
  3. 【請求項3】 ステータヨークおよびロ−タマグネット
    を円筒状に形成するとともに、出力用ロ−タヨークの外
    周部に円筒状部を形成し、上記ステータヨーク、ロ−タ
    マグネットおよび出力用ロ−タヨークの円筒状部を所定
    間隔存してほぼ同軸状に対向配設し、上記ロ−タマグネ
    ットからの磁束が上記回転軸および出力軸の放射方向へ
    流れるように構成したことを特徴とする請求項1に記載
    の小形モータ。
  4. 【請求項4】 ロ−タ部の回転軸と出力軸とを所定間隔
    存してほぼ平行に配設するとともに、上記ロ−タ部にお
    けるロ−タヨークの内面に固定された円環状のロ−タマ
    グネットと出力用ロ−タヨークとをほぼ同一平面上に配
    設して、上記ロータマグネットと出力用ロ−タヨークの
    各外周面を所定間隔存して対向配設し、上記ロータマグ
    ネットからの磁束が上記回転軸の軸方向および出力軸の
    放射方向へ流れるように構成したことを特徴とする請求
    項1に記載の小形モータ。
  5. 【請求項5】 出力用ロ−タヨークを軸方向へ移動させ
    て、上記出力用ロ−タヨークとロ−タマグネットとの設
    定間隔または対向面積を変化させる調整機構部をモータ
    ハウジングに設けたことを特徴とする請求項1ないし4
    のいずれかに記載の小形モータ。
JP34791595A 1995-12-14 1995-12-14 小形モータ Pending JPH09168268A (ja)

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