JPH09308205A - ブラシレスモータ及びモータ用マグネット着磁装置 - Google Patents

ブラシレスモータ及びモータ用マグネット着磁装置

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JPH09308205A
JPH09308205A JP8116354A JP11635496A JPH09308205A JP H09308205 A JPH09308205 A JP H09308205A JP 8116354 A JP8116354 A JP 8116354A JP 11635496 A JP11635496 A JP 11635496A JP H09308205 A JPH09308205 A JP H09308205A
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magnet
magnetizing
magnetized
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Toru Wakabayashi
徹 若林
Shoichi Saito
尚一 斉藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、駆動用マグネットと被回転体吸引
用マグネットを兼用した構造でトルクムラの少ないブラ
シレスモータを提供する。 【解決手段】 一つのマグネット3によりモータ駆動の
励磁及び被回転体11の吸引を行いつつ被回転体11を
駆動するブラシレスモータにおいて、前記マグネット3
のモータ駆動に使用される一面3aは正弦波の表面磁束
波形に着磁され、被回転体11を吸引する他面は飽和波
形の表面磁束波形に着磁されたものであることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
及びモータ用マグネットの着磁装置に関し、より詳しく
は、磁気吸引力を利用して記録媒体等の被回転体をスピ
ンドルに固定する構造を有するブラシレスモータ及びモ
ータ用マグネットの着磁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のブラシレスモータとして、特開平
3−26553号公報に開示されモータが知られてい
る。図12は従来のブラシレスモータの平面図、図13
図は従来のブラシレスモータの断面図、図14は従来の
ブラシレスモータにおけるマグネットの着磁状態を示す
図である。
【0003】従来のブラシレスモータは、フレーム55
の中心部に植設されたシャフト51が2個の軸受け54
a、54bを介してロータ52と一体となり回転可能に
装着されており、該ロータ52には、図14に示すよう
に、マグネット53が固定されている。
【0004】さらに、前記フレーム55には、マグネッ
ト53と対向する位置に、コイル59、プリント基板5
7、及びバックヨーク56が固定されている。また、前
記マグネット53は多極面着磁されている。
【0005】上述したブラシレスモータの構造による
と、マグネット53の一面53aで発生した磁束60b
はコイル59を横切り、バックヨーク56に達する磁気
回路を形成するため、図示していないが制御回路により
コイル59に順次通電された際、フレミングの法則によ
りロータ52が回転する。
【0006】また他面53bで発生した磁束60aは、
空隙を通って、特に図示してないが、被回転体に達し被
回転体を吸引する吸引力を生成している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術によ
ると、ブラシレスモータとしての駆動用マグネットと被
回転体吸引マグネットとしての機能を、1つの円板形の
マグネット53の表裏面を使って実現しているため、部
品点数の削減、コスト低減、モータ小型化が可能となっ
ている。被回転体の吸引用マグネットについては、吸引
力のばらつきを少なくし、必要十分な吸引力を得るため
に飽和着磁、即ち、台形着磁を行うのが有効である。そ
のため、1つの円板形マグネット53で表裏面を使って
いる場合、表裏面とも台形着磁が施されていた。
【0008】しかしながら、モータ駆動用マグネットの
着磁方法に台形着磁が施されていると、モータのトルク
ムラが大きくなってしまうという大きな課題があった。
これは、ホール素子等の出力波形に応じて各相の駆動コ
イルの通電電流を制御するブラシレスモータにおいて
は、駆動トルク波形は、駆動コイル形状と駆動用マグネ
ットの着磁波形とによって決まり、駆動トルク波形が正
弦波に近づくほどブラシレスモータのトルクムラは少な
くなる。逆に、駆動用マグネットの着磁波形が台形波で
あれば、トルクムラは大きくなってしまう。
【0009】本発明の目的は、駆動用マグネットと被回
転体吸引用マグネットを1つの円板形のマグネットで兼
用しながら、トルクムラの少ないブラシレスモータを提
供することであり、さらに、他の目的はブラシレスモー
タのトルクムラの軽減を図ることができるマグネット着
磁装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
一つのマグネットによりモータ駆動の励磁及び被回転体
の吸引を行いつつ被回転体を駆動するブラシレスモータ
において、前記マグネットのモータ駆動に使用される面
は正弦波の表面磁束波形に着磁され、被回転体を吸引す
る面は飽和波形の表面磁束波形に着磁されたものである
ことを特徴とするものである。
【0011】請求項2記載の発明は、周方向に沿って着
磁面を持つ複数の突極と、該突極の周囲に巻装された励
磁コイルとを各々具備する一対の着磁ヨークを有し、モ
ータ用マグネットを前記一対の着磁ヨークの間に挟み、
各着磁ヨークの突極の着磁面を互いに対向させて前記モ
ータ用マグネットに対する着磁を行うモータ用マグネッ
ト着磁装置において、一方の着磁ヨークの突極の着磁面
が平面であり、他方の着磁ヨークの突極の着磁面が凸極
面であることを特徴とするものである。
【0012】請求項3記載の発明は、請求項2記載のモ
ータ用マグネット着磁装置における前記突極の着磁面が
平面である一方の着磁ヨークからの磁束により前記モー
タ用マグネットの被回転体を吸引する面の着磁を行い、
前記突極の着磁面が凸極面である他方の着磁ヨークから
の磁束により前記モータ用マグネットの被回転体を吸引
する面の着磁を行うことを特徴とするものである。
【0013】請求項1記載の発明の作用を説明する。本
発明のブラシレスモータにおいて、円形状のマグネット
の被回転体に対応する面が台形波着磁されており、コイ
ルと鎖交し、モータを駆動する磁束を発生させる他の面
が正弦波着磁されている。
【0014】従って、台形波着磁された面は十分な磁束
を発生し、被回転体を吸引する十分な吸引力を生成す
る。一方、正弦波着磁された面より発生した磁束は、正
弦波状に空間分布するため、ブラシレスモータの発生ト
ルクに高周波成分は含まれず、この結果、トルクムラを
軽減できる。
【0015】請求項2及び3記載の発明の作用を説明す
る。一方の着磁ヨークの複数突極による着磁面は平面と
なっているので、その面に対向して着磁されるモータ用
マグネットの面で着磁波形は台形波形となり、N極又は
S極に飽和着磁される。他方の着磁ヨークの複数突極に
よる着磁面は凸極面となっているので、その凸極面に対
して着磁されるマグネットの面で着磁波形は略正弦波と
なり、マグネットのN極又はS極は正弦波着磁される。
【0016】従って、請求項1記載の場合と同様、台形
波着磁された面は十分な磁束を発生し、被回転体を吸引
する十分な吸引力を生成する。一方、正弦波着磁された
面より発生した磁束は、正弦波状に空間分布するため、
ブラシレスモータの発生トルクに高周波成分は含まれ
ず、この結果、トルクムラを軽減できる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。
【0018】(構成)図1は本発明の実施の形態1のブ
ラシレスモータの断面図、図2は図1に示すブラシレス
モータの構成要素である被回転体11を除いた状態のブ
ラシレスモータの平面図、図3はマグネット3の平面図
である。
【0019】前記ブラシレスモータにおいて、フレーム
5の中心部に植設されたシャフト1は、2個の軸受4
a、4bを介してロータ2と一体となり回転可能に装着
されており、該ロータ2には円板形のマグネット3が固
定されている。
【0020】さらに、フレーム5には、マグネット3と
対向する位置に、コイル9、プリント基板7及びバック
ヨーク6が固定されている。前記マグネット3は多極面
着磁され、表面磁束波形は一面3aの面で図5のような
正弦波波形で、他面3bの面で図4のような台形波波形
になるように着磁されている。尚、図4、図5におい
て、横軸はマグネット3の円周方向の角度、縦軸は磁束
密度Bを示すものである。
【0021】(作用)本実施の形態1のブラシレスモー
タの作用は以下の通りである。前記マグネット3の一面
3aで発生した磁束10b(図1に矢印で示す)は、コ
イル9を横切り、バックヨーク6に達し、磁気回路が形
成されて、図示していないが制御回路によりコイル9に
順次通電された際回転磁界が生じて、フレミングの法則
によりロータ2が回転する。
【0022】この際、コイル9と鎖交する磁束10b
は、時間とともに順次正弦波状に変化する。また、マグ
ネット3の他面3bで発生した台形波波形の磁束10a
(図1に矢印で示す)は、空隙を通って、被回転体11
に達し、吸引力が生じて、被回転体11はロータ2に吸
引される。
【0023】(効果)通常、ブラシレスモータの駆動ト
ルク波形は、コイル9の形状と駆動用のマグネット3の
着磁波形によって決まるため、本実施の形態1のブラシ
レスモータのように、コイル9と鎖交するマグネット3
の一面3aの表面磁束波形を正弦波波形にすることで、
駆動トルク波形も正弦波波形となり、トルクムラを小さ
くすることができる。
【0024】(実施の形態2) (構成)図6乃至図11を参照して本発明の実施の形態
2であるブラシレスモータの着磁装置について説明す
る。図6はこの着磁装置の一部を展開した断面図、図7
は上部着磁ヨーク部23aの着磁面から見た図、図8は
下部着磁ヨーク部23bの着磁面から見た図、図9はマ
グネット3の一面に対する着磁波形を示す波形図、図1
0はマグネット3の他面に対する着磁波形を示す波形図
である。
【0025】実施の形態2のブラシレスモータの着磁装
置の上部着磁ヨーク部23aは、周方向に沿って8個の
突極20aが励磁部22aに等間隔に配置され、各突極
20aの周囲には、励磁コイル21aが巻装され、その
励磁コイル21aの巻方向は各突極20a毎に交互に逆
にしている。これらの励磁部22a及び励磁コイル21
aは、非磁性材の上ベース25aに埋め込まれ、樹脂材
26aによって封止されている。
【0026】下部着磁ヨーク部23bも、上部着磁ヨー
ク部23aと同様、周方向に沿って8個の突極20bが
励磁部22bに等間隔に配置され、各突極20bの周囲
には、励磁コイル21bが巻装され、その励磁コイル2
1bの巻方向は各突極20b毎に交互に逆にしている。
これらの励磁部22b及び励磁コイル21bは、非磁性
材の下ベース25bに埋め込まれ、樹脂材26bによっ
て封止されている。
【0027】但し、上部着磁ヨーク部23aの突極20
aの着磁面27aが凸部を形成しているのに対して、下
部着磁ヨーク部23bの各突極20bの着磁面27bは
平面状になっている。
【0028】また、上部ヨーク23aのベース25a、
及び下部ヨーク23bのベース25bには、各々2箇所
に嵌合用のピン31、穴32が設けられている。
【0029】(作用)本実施の形態2の作用は以下の通
りである。前記マグネット3を上部着磁ヨーク部23
a、下部着磁ヨーク部23bにピン31、穴32の嵌合
を基準にして挟んだ後、コイル21a、21bに図示し
ない着磁電源等によって、電流を流した際、突極20
a、20bには、N極、S極が交互に現れる。
【0030】突極20a、20bの各々着磁面27a、
27b上で図11に示すように磁束24a、24bは最
大となり、離れるに従い弱くなり、中間点では零にな
る。尚、図11は、着磁装置による前記マグネット3に
対する着磁の状態を示す説明図である。
【0031】前記突極20aの着磁面27aでの磁束2
4aは放射状になり、前記突極20bの着磁面27bで
の磁束24bは略平行になる。これにより、マグネット
3の表面3a、3bでの磁束24a、23bの波形は各
々、図9、図10のように正弦波波形、台形波波形とな
る。
【0032】(効果)本実施の形態2の着磁装置によれ
ば、マグネット3の表面磁束波形を一面3aで正弦波波
形、他面3bで台形波波形とすることができる。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、部品点数の増加や組立
て工数の増加を招かずにブラシレスモータのトルクムラ
を小さくすることができる。このため、トルクムラによ
る振動、騒音を抑えることも可能になる。また、マグネ
ットの着磁波形を変えるだけで製作可能なため、部品の
変更や価格の上昇を招く事なく小型化を図れる。
【0034】また、本発明によれば、マグネットの着磁
波形を一面で正弦波、他面で台形波にすることができ、
特別な装置を使用せずこれまでの着磁装置と同様の価格
で製作することができ、またその着磁工程においても、
工数を増加させることがない着磁装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1のブラシレスモータの断面図であ
る。
【図2】実施の形態1のブラシレスモータの平面図であ
る。
【図3】実施の形態1のマグネットの平面図である。
【図4】実施の形態1のマグネットの一面の着磁波形を
示す波形図である。
【図5】実施の形態1のマグネットの他面の着磁波形を
示す波形図である。
【図6】実施の形態2の着磁装置の一部を展開した断面
図である。
【図7】実施の形態2の上部着磁ヨーク部の着磁面から
見た図である。
【図8】実施の形態2の下部着磁ヨーク部の着磁面から
見た図である。
【図9】実施の形態2のマグネットの一面に対する着磁
波形を示す波形図である。
【図10】実施の形態2のマグネットの他面に対する着
磁波形を示す波形図である。
【図11】実施の形態2の着磁装置によるマグネットに
対する着磁の状態を示す説明図である。
【図12】従来のブラシレスモータの平面図である。
【図13】従来のブラシレスモータの断面図である。
【図14】従来のブラシレスモータにおけるマグネット
の着磁状態を示す図である。
【符号の説明】
1 シャフト 2 ロータ 3 マグネット 3a 一面 3b 他面 4a 軸受 4b 軸受 5 フレーム 6 バックヨーク 7 プリント基板 9 コイル 10a 磁束 10b 磁束 11 被回転体 20a 突極 20b 突極 21a 励磁コイル 21a 励磁コイル 22a 励磁部 22a 励磁部 23a 上部着磁ヨーク部 23b 下部着磁ヨーク部 25a 上ベース 25b 下ベース

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一つのマグネットによりモータ駆動の励
    磁及び被回転体の吸引を行いつつ被回転体を駆動するブ
    ラシレスモータにおいて、 前記マグネットのモータ駆動に使用される面は正弦波の
    表面磁束波形に着磁され、被回転体を吸引する面は飽和
    波形の表面磁束波形に着磁されたものであること、 を特徴とするブラシレスモータ。
  2. 【請求項2】 周方向に沿って着磁面を持つ複数の突極
    と、該突極の周囲に巻装された励磁コイルとを各々具備
    する一対の着磁ヨークを有し、モータ用マグネットを前
    記一対の着磁ヨークの間に挟み、各着磁ヨークの突極の
    着磁面を互いに対向させて前記モータ用マグネットに対
    する着磁を行うモータ用マグネット着磁装置において、 一方の着磁ヨークの突極の着磁面が平面であり、他方の
    着磁ヨークの突極の着磁面が凸極面であること、 を特徴とするモータ用マグネット着磁装置。
  3. 【請求項3】 前記突極の着磁面が平面である一方の着
    磁ヨークからの磁束により前記モータ用マグネットの被
    回転体を吸引する面の着磁を行い、前記突極の着磁面が
    凸極面である他方の着磁ヨークからの磁束により前記モ
    ータ用マグネットの被回転体を吸引する面の着磁を行う
    ことを特徴とする請求項2記載のモータ用マグネット着
    磁装置。
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