JPH07106049B2 - 小型直流ブラシレス電動機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、回転子の軸振れが厳しく規制される小型直流
ブラシレス電動機に関し、特に、磁気記録装置やデジタ
ルオーディオディスク装置のダイレクトドライブスピン
ドルモータとして用いられる小型直流ブラシレス電動機
に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の小型直流ブラシレス電動機では、第８図
に示すように、磁気集束ヨーク11を有した固定子10と、
固定子10の磁気集束ヨーク11の磁極に対向する回転子磁
石６を有し回転子軸を回転させるマグネットヨーク５と
を備え、固定子10はその径及び軸方向で対称になってい
る。そのため、含油合金軸受を用いた場合、回転子磁気
的，機械的不釣り合いやわずかな外乱によって、軸受と
の嵌合寸法隙間の範囲内で、倒れやスリコギ運動を起こ
し易く、また、薄型のため軸受有効長が短く設計されて
いることから、その影響を強く受ける。

また、前述の嵌合寸法隙間は、回転子軸の倒れを少なく
するため通常より狭く設計される結果、含油合金の潤滑
油の温度による粘度変化の影響を受け、特に、低温時に
は軸受損失が増大する結果となっていた。

また、１個あるいは２個の玉軸受と含油合金軸受を組合
せて用いる場合、余圧を与える関係から、玉軸受内輪と
回転子軸の嵌合部、あるいは量的には少ないものの回転
子軸や倒れやスリコギ運動が存在していた。

第９図及び第10図には従来の他の例に係る小型直流ブラ
シレス電動機を示してある。これは、回転子軸７の倒れ
やスリコギ運動を解決するため、固定子12の磁極面の磁
気中心を半周ごとに軸方向上下へ変位させ、かつ固定子
の中心に対して点対称としている。この方法では、第10
図に示すように、軸受８接触部10aが点接触になり、集
中荷重がかかるため軸受８の負担が大きくなると共に、
集中荷重がかかる接触部10aで潤滑油膜が切断され軸受
損失が増し、焼付きの起こる危険がある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述した従来の含油合金軸受を用いた第８図
に示す前者の小型直流ブラシレス電動機にあっては、軸
受と軸の嵌合寸法隙間が狭く設定されているため、特
に、低温時の潤滑油の温度による粘度変化による損失が
増大する。このため、電動機としてのトルク余裕を大き
くしなければならず、消費電流の増加となって省電力化
に逆行するという問題がある。加えて、回転子軸の倒れ
やスリコギ運動をより少なくするため、前述の嵌合寸法
隙間をより狭くすれば焼付きの危険が増すという問題も
ある。

また、第９図及び第10図に示す後者の小型直流ブラシレ
ス電動機にあっては、軸受接触部10aが点であることに
より集中荷重を受ける。このため、軸受８の負担は大き
くなり、加えて軸受８と軸７との接触部10aが点であり
集中荷重がかかることにより、その接触点にて潤滑油膜
が切断され軸受損失が増大すると共に、焼付きの危険が
増すという問題がある。

［課題を解決するための手段］ このような問題点を解決するための本発明の技術的手段
は、磁極を有した固定子と、該固定子の磁極に対向する
回転子磁石を有し回転子軸を回転させるマグネットヨー
クとを備えた小型直流ブラシレス電動機であって、回転
子磁石に対向する固定子の磁極面の面積において固定子
の軸心に直交する中心線を境にした一方の半周の面積に
対して他方の半周の面積を広く形成した小型直流ブラシ
レス電動機にある。

［実施例］ 次に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。

第１図は、本発明の一実施例に係る小型直流ブラシレス
電動機を示す断面図、第２図は第１図に示されている磁
気集束ヨークの平面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面
図を示す。

実施例に係る小型直流ブラシレス電動機は、放射状に延
びる磁気集束ヨーク２を有した固定子１と、該固定子１
の磁極2aに対向する回転子磁石６を有し回転子軸７（第
５図）を回転させるマグネットヨーク５とを備えてい
る。本実施例の固定子１は、2/3周に位置する磁極2aの
磁極先端部を軸方向に折り曲げ立ち上げて形成した磁気
集束面2bを有する磁気集束ヨーク２を磁気集束面2bが同
方向になるよう固定子鉄心３の両面に配置挾持し、ハト
メ４により固定した構成となっている。これにより、回
転子磁石６に対向する固定子１の磁極面の面積において
固定子１の軸心に直交する中心線を境にした一方の半周
の面積に対して他方の半周の面積を広く形成したもので
ある。

上記固定子１とマグネットヨーク５との軸方向と直角方
向における回転軸中心P1と軸受中心P2の位置関係を第４
図及び第５図に示すように、このような構成の固定子１
とマグネットヨーク５によって保持された回転子磁石６
の軸方向と直角方向の磁気的位置関係によって生じる磁
気的引力Ｐによって、マグネットヨーク５はほぼ平行移
動し軸７は含油合金軸受８の常に一定方向に接触して回
転する。

第５図はその時はマグネットヨーク５を支える回転子軸
７と含油合金軸受８との状態を示す。

第６図及び第７図には、本発明の他の実施例に係る小型
直流ブラシレス電動機を示してある。この実施例では、
上記磁気集束ヨーク２の2/3周に亘る磁極2aに、磁極2a
より面積の小さい歯9aを設けた磁気周束ヨーク９を同一
面積の歯が同方向に位置するよう固定子鉄心３の量面に
配置した構成となっている。

この場合も、磁気集束ヨーク９とマグネットヨーク５と
の軸方向と直角方向における回転軸７中心と、含油合金
軸受８中心の位置関係が、第４図と同様の位置関係とな
る。その結果、一定方向の磁気的吸引力Ｐが回転子軸７
に働き、回転子軸７は常に含油合金軸受８の一定方向に
接触して回転する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の軸振れ精度が要求される
小型直流ブラシレス電動機によれば、固定子の磁極との
軸方向における磁気で形成される円の中心軸方向と直角
方向に平行移動することにより、円の中心は常に固定子
磁気集束面の面積が大きい所に引き寄せられ、それを支
えるマグネットヨーク、マグネットヨークを支持する回
転子軸も同様に寄せられて回転する。そのため、回転子
軸を受ける含油合金軸受との接触部も一定するため、軸
受と回転子軸との嵌合寸法隙間の範囲内での回転中の倒
れやスリコギ運動を防止することができ、軸受への負担
を軽減し、軸受損失を減少させることができる。そのた
め、上記嵌合寸法隙間を通常の適正値、あるいはそれ以
上に設定できるようになり、低温時の損失増を補う電流
の増加の必要、焼付きの危険、軸受への負担による損失
の度合いも少ないなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る小型直流ブラシレス電
動機を示す断面図、第２図は第１図に示した磁気集束ヨ
ークの平面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第４
図は固定子とマグネットヨークの関連を示す拡大平面
図、第５図は第４図の回転子軸と軸受部の関係を示す拡
大断面図、第６図は本発明の他の実施例に係る小型直流
ブラシレス電動機の磁気集束ヨークの平面図、第７図は
第６図のＡ部分の拡大斜視図、第８図は従来の小型直流
ブラシレス電動機の一例を示す断面図、第９図は他の従
来例を示す断面図、第10図は第９図における回転子軸と
軸受部の関係を示す拡大断面図である。 1:固定子 2:磁気集束ヨーク 2a:磁極 2b:磁気集束面 3:固定子鉄心 4:ハトメ 5:マグネットヨーク 6:回転子磁石 7:回転子軸 8:含油合金軸受 9:磁気集束ヨーク 9a:磁気集束面（小） 9b:磁気集束面（大） 10:固定子 11:磁気集束ヨーク 12:固定子 13:磁気集束ヨーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁極を有した固定子と、該固定子の磁極に
   対向する回転子磁石を有し回転子軸を回転させるマグネ
   ットヨークとを備えた小型直流ブラシレス電動機であっ
   て、回転子磁石に対向する固定子の磁極面の面積におい
   て固定子の軸心に直交する中心線を境にした一方の半周
   の面積に対して他方の半周の面積を広く形成したことを
   特徴とする小型直流ブラシレス電動機。