JP3735156B2 - 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
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、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に適用される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54a、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57、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、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モータ用マグネット着磁装置を提供することにある。
【0011】
請求項1記載のモータ用マグネットの着磁装置は、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、平坦な板状の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前記一方の着磁ヨークの突極の着磁面に向かって突き出た湾曲面であることを特徴とするものである。
【0015】
請求項1記載のモータ用マグネットの着磁装置の作用を説明する。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、前記一方の着磁ヨークの複数突極による着磁面に向かって突き出た湾曲面となっているので、その湾曲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、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4a、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10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21a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21b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20a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23a、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20a、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24a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。
【0034】
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 (1)
- 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、平坦な板状の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前記一方の着磁ヨークの突極の着磁面に向かって突き出た湾曲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。
Priority Applications (1)
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JP11635496A JP3735156B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 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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JP11635496A JP3735156B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | ブラシレスモータ及びモータ用マグネット着磁装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09308205A JPH09308205A (ja) | 1997-11-28 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2102967A4 (en) * | 2007-01-04 | 2016-07-06 | Lg Electronics Inc | BRUSHLESS DC MOTOR, MAGNETIZATION METHOD THEREFOR AND WASHING MACHINE THEREWITH |
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JP7054648B2 (ja) * | 2018-06-04 | 2022-04-14 | 株式会社ダイドー電子 | 多極磁石の着磁方法 |
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1996
- 1996-05-10 JP JP11635496A patent/JP3735156B2/ja not_active Expired - Fee Related
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