JPH07245926A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気ディスク等記憶装置に使用されるインナ
ロータもしくは、アウタロータ形のＤＣブラシレスモー
タにおいて、電磁力発生部の形状、構造を変えることに
よって、磁気回路の効率を上げ、薄形、軽量で、回転変
動の小さいモータ機構を得る。 【構成】 ロータマグネットをテーパ状にし、このロー
タマグネットに対向するステータヨークを同じくテーパ
状に形成することで対向面の面積を大きくすることがで
き、ヨークの透磁率を有効に使えばコイルを通過する磁
束も多くなり、大きなトルクを発生できるようになる。
従って、ロータおよびステータも薄形化できる。また、
同じ厚さのモータに比べれば、ステータを多スロット化
できるので、回転変動を押さえることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、磁気ディスク
や光ディスク駆動装置等に用いられる回転駆動源として
のＤＣブラシレスモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロータマグネットおよびステータ
ヨークをテーパ状にして磁気回路の効率を上げることに
関する技術として、例えば、実開昭６２−１９０６３号
公報、特開平３−４５１５１号公報に開示されたものな
どがあった。

【０００３】従来例１．図２８は、実開昭６２−１９０
６３号公報に示された従来の圧縮機用電動機の要部拡大
断面図である。図において、３０はロータ、８０はステ
ータ、９０はロータ３０とステータ８０の間のエアギャ
ップ、１００は電動機部であり、電動機部に通電されて
いない時に、ステータの磁気中心とロータの中心とがβ
だけずれるように軸支えされているものである。このよ
うに構成された圧縮機用電動機において、電動機部１０
０は運転時にステータ８０とロータ３０との軸方向長さ
のそれぞれの中間位置の磁気中心が同一面上にくるよう
に作用し、回転軸９１にはステータ８０とロータ３０と
の磁気中心が同一面になるように修正する軸推力が作用
する。そのため、ロータ３０および回転軸９１を含めた
全スラスト荷重に相当する軸推力を発生するように、予
めステータ８０に対してロータ３０を軸方向にβだけず
らしておけば、回転軸９１のスラスト荷重は軽減され
る。また、ステータ８０の内周面とロータ３０の外周面
とに同一方向に広げたテーパ面を形成することにより、
エアギャップ９０はロータ３０をステータ８０に対して
βだけ軸下方向にずらすことで広くなる。そして、電動
機を始動させるために始動トルクの大きな電動機部１０
０を使用しても、始動時のステータ８０とロータ３０と
の電磁吸引力によって、このステータ８０とロータ３０
とは当たらないようにしている。また、始動時にエアギ
ャップ９０は隙間を広く確保されることにより、電動機
部１００の始動トルクを、ステータ８０とロータ３０と
の電磁吸引力による当たりを考慮することなく、最適に
させられる。運転時にロータ３０はステータ８０の磁気
中心と一致するように移動し、エアギャップ９０を狭く
させる。そのため、このエアギャップでの磁気洩れが減
少し、電動機部１００は最適な運転トルクで運転され、
モータ効率を向上させられる。

【０００４】従来例２．また、図２９は特開平３−４５
１５１号公報に示された永久磁石同期発電機の側面図で
ある。図において、３０はロータ、８０はステータ、９
０はエアギャップである。ステータの内径およびロータ
の外径をテーパ状に形成し、ロータを軸方向に移動可能
とすることによって、エアギャップを可変とし、電圧を
発生する磁束を制御しようとするものである。

【０００５】従来例３．また、図３０は特開平３−２２
８０３９号公報に示された絞りの電磁駆動装置である。
図において、３０はロータ、８０はステータである。ロ
ータとステータを円錐台の側面形状で対向させることに
より、マグネットとコイルの有効面積を大きくしながら
も電磁駆動装置の外径を小さく、また回転軸Ｌ方向の長
さを短くすることができる。ここでは、偏平コイルをテ
ーパ面上に配置し、さらに、ロータマグネットも偏平な
ものしか許容していない。

【０００６】従来例４．また、ブラシレスモータの従来
例を以下に示す。図３１は、例えば、実開昭６３−１４
３０７０号公報などに示された、従来の一般的なブラシ
レスＤＣモータの構造を示す一部断面斜視図である。図
中、１は回転軸、２は軸受け、３はロータヨーク、４は
ハブ、５はロータマグネット、６はベース、７はハウジ
ング、８はステータヨーク、９はコイル、１０はプリン
ト基板でベース６と一体に形成されている。１１の付加
イナーシャが取り付けられることもある。また、１２は
ステータ保持具である。

【０００７】従来の一般的なブラシレスＤＣモータで
は、ロータはカップ状ロータヨーク３にリング状マグネ
ット５を嵌合接着して組み立て、ハブ４を介して回転軸
１に結合されている。付加イナーシャ１１を取り付ける
場合もある。ステータは、同じ形状の磁性板を重ねてつ
くられたステータヨーク８と、そのスロット部に巻かれ
たコイル９とから成る。コイル９を浮かせて保護し、ス
テータの位置精度を確保するためのステータ保持具１２
がステータヨーク８の下に取り付けられている。また、
本図には示していないが、一般にはステータからの漏洩
磁束を防ぐシールドカバーや、コイル９の破損を防ぐ保
護カバーなどがステータのコイル９の上に取り付けられ
る場合がある。

【０００８】次に動作について説明する。一般的な３相
モータではステータのスロット数は３の倍数になってお
り、そのうち常に２スロット分のコイルに通電され、当
該ステータヨークが励磁される。このときロータ磁極と
の間で磁気相互作用が働く。ステータコイルへの通電は
駆動回路によって位相的に回転するように与えられるの
で、ロータマグネットもこれに相応した磁気相互作用に
よってトルクを受け回転する。このとき発生するトルク
は、例えば、ロータマグネット外周面での磁束密度と、
コイル通電によって、ステータヨークの当該スロットの
内周表面に生じる磁束密度、および、そのときの該相互
作用に関与する表面積で決まる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来例１および従来例
２に示した電動機および発電機は、装置の薄形化という
ことを全く意識せずにステータおよびロータをテーパ状
に形成しているものである。また、従来例３に示した電
磁駆動装置は、装置の薄形化を図りながらマグネットと
コイルの有効面積を大きくしようとしたものであるが、
従来平面状におかれていた偏平コイルをテーパ面状に配
置したものである。また、従来例４に示したモータは以
上のように構成されているので、特に、当該モータを搭
載する装置の薄形化の要請によって、モータも薄形化し
ようとすると、コイルを巻く空間も縮小されるので、ス
テータヨークも回転軸方向の厚さを増やせないなどの問
題が生じる。また、ロータマグネットとステータヨーク
の磁束密度はマグネットの物性、ヨーク材の物性の改
良、開発によって可能であるが、相互作用の表面積をど
のように拡大するかという課題が残る。近年、マグネッ
トの進歩が著しく、高性能化が進んでいるが、高性能マ
グネットをロータに使っても、それに対応したステータ
を実現できない。また、回転変動の少ないモータを得る
には、マグネットの磁化極数、ステータのスロット数も
増やすなどで、駆動トルク変動を小さくする必要がある
が、極数および、スロット数を増やすと、１スロットあ
たりのヨーク断面積が減少して、ロータマグネットの磁
束を十分に捕らえることができなくなるといった問題が
ある。従って、スロット数を増やし、回転変動を押さえ
ようとするほど駆動トルクが得られなくなるなどの問題
があった。

【００１０】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、テーパ状のロータマグネット
と、これに適応するテーパ状のステータヨークを配置し
て、スロット数を増やしたときステータヨーク自体の断
面積の減少した分、また、ロータとの対向面を周方向に
扇形に拡大できなくなった分を、テーパ状にすること
で、略回転軸方向に距離を伸ばし、ロータマグネットと
の対向面積を大きくし、その起磁力を有効に使い、モー
タの発生トルクを大きくすることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るブラシ
レスモータは、ベースに軸受けを介して支持された回転
軸と、上記回転軸に結合され、ロータマグネットと第１
の対向部を有するロータと、上記ロータの第１の対向部
と対向する位置に、第２の対向部を有する上記ベース上
のステータとを備えており、少なくとも上記ロータと上
記ステータのいずれか一方の対向部を上記回転軸の軸方
向に対して傾斜させて形成したことを特徴とする。

【００１２】第２の発明に係るブラシレスモータは、上
記第１の対向部と第２の対向部はともに上記回転軸の軸
方向に対して傾斜して形成され、それぞれの傾斜角度は
等しいことを特徴とする。

【００１３】第３の発明に係るブラシレスモータは、上
記ロータは、第１のヨークと第２のヨークを有し、第１
のヨークと第２のヨークの間にロータマグネットを設
け、第２のヨークの端部を回転軸の軸方向に対して傾斜
させて上記第１の対向部としたことを特徴とする。

【００１４】第４の発明に係るブラシレスモータは、上
記第１のヨークと第２のヨークは回転軸の軸方向にロー
タマグネットを狭持していることを特徴とする。

【００１５】第５の発明に係るブラシレスモータは、上
記第１のヨークと第２のヨークは、回転軸の軸方向と直
交する方向にロータマグネットを狭持していることを特
徴とする。

【００１６】第６の発明に係るブラシレスモータは、上
記ロータマグネットは、回転軸の軸方向に対して傾斜す
る方向に着磁されていることを特徴とする。

【００１７】第７の発明に係るブラシレスモータは、上
記ロータマグネットは、回転軸の軸方向に対して直交す
る方向に着磁されていることを特徴とする。

【００１８】第８の発明に係るブラシレスモータは、上
記ロータマグネットは、回転軸の軸方向と同じ方向に着
磁されていることを特徴とする。

【００１９】第９の発明に係るブラシレスモータは、上
記ロータマグネットは、極異方性の着磁がされているこ
とを特徴とする。

【００２０】第１０の発明に係るブラシレスモータは、
上記ステータは、複数の磁性板を重ねその端部により回
転軸の軸方向に対して傾斜した第２の対向部を形成した
ステータヨークを備えたことを特徴とする。

【００２１】第１１の発明に係るブラシレスモータは、
上記ステータは、回転軸の軸方向に対してサイズの異な
る複数の磁性板を重ねることにより、回転軸の軸方向に
対して第２の対向部を傾斜させることを特徴とする。

【００２２】第１２の発明に係るブラシレスモータは、
上記ステータは、複数の磁性板を重ね、その端部を２次
加工して第２の対向部を傾斜させることを特徴とする。

【００２３】第１３の発明に係るブラシレスモータは、
上記第１と第２の対向部の一方又は両方が階段部を備え
て対向していることを特徴とする。

【００２４】第１４の発明に係るブラシレスモータは、
上記ステータは、上記ロータの外周部に弧状に設けられ
たことを特徴とする。

【００２５】

【作用】第１の発明に係るブラシレスモータにおいて
は、少なくともロータとステータのいずれか一方の対向
部を回転軸の軸方向に対して傾斜させて形成することに
より、対向面積を大きくすることができ、起磁力を有効
に使うことができる。

【００２６】第２の発明においては、ロータの第１の対
向部とステータの第２の対向部はともに回転軸の軸方向
に対して傾斜して形成され、それぞれの傾斜角度は等し
いことから、第１の対向部と第２の対向部は平行、もし
くは略平行となる。

【００２７】第３の発明に係るブラシレスモータにおい
ては、ロータは、第１のヨークとは別の第２のヨークを
有し、その第１のヨークと第２のヨークの間にロータマ
グネットを設け、第２のヨークの端部を回転軸の軸方向
に対して傾斜させて第１の対向部とすることから、ロー
タマグネットに特別な加工を施す必要がなく、加工や着
磁が容易にできる。

【００２８】第４の発明に係るブラシレスモータにおい
て、第１のヨークと第２のヨークは回転軸の軸方向にロ
ータマグネットを狭持していることから、マグネットの
形状を、市場から入手しやすい断面が長方形のリング状
円板とすることができる。さらに、第２のヨークを磁路
として活用できるため、マグネットの磁化方向を着磁が
もっとも容易な軸方向とすることができる。

【００２９】第５の発明に係るブラシレスモータにおい
て、第１のヨークと第２のヨークは、回転軸の軸方向と
直交する方向にロータマグネットを狭持していることか
ら、マグネットの形状を、市場から入手しやすい断面が
長方形のリング状円板とすることができる。又、ロータ
マグネットの製造、着磁も容易となる。

【００３０】第６の発明に係るブラシレスモータにおい
て、ロータマグネットは、回転軸の軸方向に対して傾斜
する方向に着磁され、第１の対向部と第２の対向部の面
に対して垂直方向に着磁されることにより、第１の対向
部と第２の対向部の間をより短い距離で磁路を形成する
ことができる。

【００３１】第７の発明に係るブラシレスモータにおい
て、ロータマグネットは、回転軸の軸方向に対して直交
する方向に着磁されており、対向部の傾斜角度に応じ
て、有効な起磁力を発揮することができる。また、着磁
も比較的容易である。

【００３２】第８の発明に係るブラシレスモータにおい
て、ロータマグネットは、回転軸の軸方向と同じ方向に
着磁されており、対向部の傾斜角度に応じて、有効な起
磁力を発揮することができる。また、最も容易な着磁方
向であり、加工しやすい。

【００３３】第９の発明に係るブラシレスモータにおい
て、ロータマグネットは、極異方性の着磁がされている
ため、マグネット内部で磁路を形成することができる。

【００３４】第１０の発明に係るブラシレスモータにお
いて、ステータヨークは、複数の磁性板を重ねその端部
により回転軸の軸方向に対して傾斜した第２の対向部を
形成しているため、加工が容易となる。

【００３５】第１１の発明に係るブラシレスモータにお
いて、ステータは、回転軸の軸方向に対してサイズの異
なる複数の磁性板を重ねることにより、回転軸の軸方向
に対して第２の対向部を傾斜させている。ここで使用す
る磁性板の加工は、打ち抜き加工のみでよく、面打ち加
工などの２次加工が不要となる。

【００３６】第１２の発明に係るブラシレスモータにお
いては、ステータは、複数の磁性板を重ね、その端部を
２次加工することによって第２の対向部を傾斜させてい
る。

【００３７】第１３の発明に係るブラシレスモータは、
第１と第２の対向部の一方又は両方が階段部を備えて対
向しており、製造が容易となる。また、両方に階段部を
備えている場合は、両者間の各部の距離を一定に保て
る。

【００３８】第１４の発明に係るブラシレスモータにお
いて、ステータは、ロータの外周部に弧状に設けられて
いる。これにより、あいた空間を活用することができ、
例えば、記録媒体の書き込み／読み出しヘッドを配置す
れば、記録装置としてコンパクトな構成をとることがで
きる。

【００３９】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図を用いて説明
する。図１はこの発明によるＤＣブラシレスモータの構
造を示す部分断面斜視図である。また、図２はこの発明
の実施例１を示す、回転軸を含む断面図（軸断面図）で
ある。図において、１は回転軸、２は軸受け、３ａはテ
ーパ状のロータヨーク、４はハブ、５ａはテーパ状のロ
ータマグネット、６はベース、７はハウジング、８ａは
略テーパ状のステータヨーク、９はコイル、１０はプリ
ント基板、１１は付加イナーシャ、１２はステータ保持
具、１５はロータディスクである。この実施例によるＤ
Ｃブラシレスモータでは、図２に示すように、ステータ
ヨーク８ａは、ロータマグネット側の稜線を面打ちし、
次第に大きな穴径のヨークを重ねることで概略テーパ形
状を実現している。また、図の例では、矢印で示すよう
に、テーパ状のロータマグネット５ａは、外周を成すテ
ーパ面に概略垂直に磁化されている。磁化方向をテーパ
面に対して垂直にしているのは、ロータマグネット５ａ
とステータヨーク８ａのギャップ中に最短距離で磁路を
形成させやすくするためである。図３に示すように磁束
が通る距離は、磁化方向がテーパ面に垂直である場合最
短となる。すなわち、Ｚ＜Ｘ、かつ、Ｚ＜Ｙである。さ
らに、スロット数を増やしたときステータヨーク自体の
断面積の減少した分、また、ロータとの対向面を周方向
に扇形に拡大できなくなった分を、テーパ状にすること
で、ロータマグネットとの対向面積を大きくし、その起
磁力を有効に使い、モータの発生トルクを大きくでき
る。

【００４０】以上のように、この実施例においては、ベ
ースに軸受けを介して支持された回転軸と、該回転軸に
結合されたロータと、該ロータを構成するロータマグネ
ット、およびロータヨークと、該ベース上の、該ロータ
マグネットと対向する位置に、コイルの巻かれた鉄芯ヨ
ーク等から成るステータが配置され、該ロータマグネッ
ト、および、ステータの両方が概略テーパ状に形成され
ていることを特徴としている。また、マグネットの磁化
方向を軸断面で見たとき、該ロータマグネットのテーパ
面と直交する方向を含め、該ロータ回転軸とは直交も平
行もしない斜め方向に着磁されていることを特徴とす
る。

【００４１】また、該ステータは、磁性板を重ね合わせ
て、該ロータマグネットのテーパ面に合わせて、先端に
曲げ加工あるいは角面打ち加工等を施して略テーパ面を
形成したことを特徴とする。

【００４２】この実施例が従来例に示したものと異なる
点は、この実施例におけるモータがフレキシブルディス
ク装置に用いられるようなモータであるため、特に薄形
化を図る必要があり、この薄形化から生ずるモータのト
ルクの減少を改良するために、ステータとロータの対向
部をテーパ状に形成した点である。ロータおよびステー
タともに、軸方向に対してはできるだけ薄形化を図って
いる。この薄形化を図ることによりロータとステータの
対向面積が減少するのを、テーパ部を設けることにより
改善しようとしている点が大きな特徴である。従来例１
及び従来例２に示した電動機および発電機は、このよう
な薄形化を図ることによる欠点を改良するためにテーパ
部を設けているのではなく、全く異なる目的でテーパ部
を設けている。また、従来例３に示した電磁駆動装置
は、偏平コイルおよび偏平マグネットで構成されている
ため、この実施例のようにステータとロータの対向する
部分を傾斜させている場合とは構成が異なるものであ
る。すなわち、この実施例においては、従来例４に示す
モータが回転軸の軸方向に対して平行になるようにステ
ータとロータの対向面を形成していたのに対して、モー
タを薄形化を図りながら、回転軸の軸方向に対して傾斜
する方向にステータとロータの対向面を形成している点
が特徴点である。

【００４３】実施例２．図４は、この発明の他の実施例
を示す部分軸断面図である。実施例１では、ステータヨ
ークのロータ側の稜線を面打ちして、テーパ形状を実現
していたが、ステータヨーク８ｂを、焼結法、または、
ダイカスト鋳造法等で一体にテーパ状に成形してもよ
い。また、ロータヨーク３ｂはカップ状に成形して、ハ
ブ４に直接結合している例である。このとき、上記実施
例１に較べ、構造を簡単にできる。また、マグネット５
ｂは、該ロータ回転軸断面で見るとき、略三角形をな
し、磁化方向は、上記実施例１に同じく、ステータヨー
ク８ｂの斜辺に平行な該三角形の斜辺に概略垂直に磁化
している。また、マグネットの磁化方向には異方性を持
たせることもできる。このように、マグネットの磁化方
向に異方性を持たせることにより磁化強化を図ることが
できる。

【００４４】実施例３．図５は、この発明の他の実施例
を示す部分軸断面図である。実施例１および、２では、
マグネットの磁化方向をテーパ面に略垂直に成したが、
本実施例では、ロータマグネット５ｃの磁化方向は従来
例と同じく、半径方向としている。このとき、モータの
トルクが減少する傾向にあるが、マグネットの着磁装置
は従来に略同じものでよく、上記実施例にくらべ着磁が
容易になる。また、マグネットの磁化方向には半径方向
異方性を持たせることもできる。ステータヨークは上記
実施例のいずれも適用できるが、ここでは、実施例１に
おけるステータヨーク８ａで構成した例を示している。
３ｃはロータヨークで別部品としているが、図４に示す
ようなカップ状に形成したロータヨーク３ｂでも構わな
い。また、当該実施例は付加イナーシャ１１を別に取り
付けた例であり、回転変動を押さえる働きをする。

【００４５】以上のように、この実施例においては、該
ロータマグネットの磁化方向が、該ロータの回転軸に関
して、半径方向に着磁されていることを特徴とする。

【００４６】実施例４．図６は、この発明の他の実施例
を示す部分軸断面図である。実施例１および、２では、
ステータヨークは面打ち加工や、一体成形を施した例を
示したが、本実施例のステータヨーク８ｃでは、素材の
磁性体を、さらに薄くして、穴径の小さいものから順に
大きなものへと重ね、概略テーパ面を構成している例で
ある。本実施例でのステータヨークは、面打ち加工など
の２次加工が不要で、打ち抜き加工のみでよく、加工が
容易になる。ロータマグネット５ｃは実施例３と同じも
ので構成しているが、ロータヨークは積層構造、すなわ
ち、付加イナーシャを兼ねてリング状のロータヨークが
３ｄ、および３ｅの、２部品構成となっている。３部品
以上の積層構造も当然可能である。これによって、磁気
特性を改良するとともに、回転変動を押さえる効果があ
る。しかし、ロータは、実施例１および、２、３のもの
も適用できる。

【００４７】以上のように、この実施例においては、該
ステータのヨークは、薄い磁性板を多数枚重ね合わせ
て、該ロータマグネットのテーパ面に相応して、概略テ
ーパ面を形成したことを特徴とする。

【００４８】また、該ステータのヨークは、磁性板を重
ね合わせて、各板が該ロータマグネットのテーパ面に相
合して階段状となるよう形成し、適当なギャップを設け
て配置したことを特徴とする。

【００４９】実施例５．図７は、この発明の他の実施例
を示す平面図であり、図８はその軸断面図である。ま
た、図９は図８と同じ方向からみたロータマグネットの
側面であり、外周面はＮ極、Ｓ極が交互に並んでいる。
実施例１から４では、ロータマグネットの磁化方向はテ
ーパ面に略垂直に、あるいは、単に半径方向に成してい
たが、本図の実施例では、ロータマグネット５ｄの磁化
方向は、図９に示すように外周面では従来例と略同じだ
が、回転軸に垂直な断面で見るとき、極異方性を成して
いる。すなわち、図７に示すようにロータマグネット５
ｄの外周面での磁極Ｎからでて、該マグネット内を通る
磁力線は内周面へ抜けることなく、湾曲して再び外周面
に戻って、隣のＳ極を成すよう磁化されている。つま
り、マグネット内部で磁路ができるため、マグネット外
部でのパスが不要となる。これによれば、ロータマグネ
ットとステータのギャップ部でロータヨークの影響をう
けにくく、したがって、ロータヨークを省くことも可能
である。ステータヨークは上記実施例のいずれも適用で
きるが、ここでは、実施例１におけるステータ８ａで構
成した例を示している。

【００５０】以上のように、この実施例においては、該
ロータマグネットの磁化方向が、該ロータマグネットの
該ステータ側の面の極性を同じくし、着磁形状を極異方
性としたことを特徴とする。

【００５１】実施例６．図１０は、この発明の他の実施
例を示す部分軸断面図である。実施例１および２では、
ロータマグネットはテーパ面に略垂直に着磁した例を示
しているが、本実施例のロータマグネット５ｅでは、回
転軸１の方向に着磁した例を示している。また、本実施
例でのロータヨーク３ｆはハブ４に直結され円板状を成
している。本実施例でのロータマグネットの着磁は、上
記実施例３、４の半径方向着磁よりさらに容易である。
また、ロータマグネットの製造も容易になる。また、回
転軸方向に異方性を付け、マグネットを強化できる。ま
た、ロータヨークを取付けてある位置には、非磁性の付
加イナーシャ１１をとりつけた例を示している。これに
よって、回転変動を押さえる効果がある。

【００５２】以上のように、この実施例においては、該
ロータマグネットの磁化方向が、該ロータの回転軸方向
に着磁されていることを特徴とする。

【００５３】実施例７．図１１は、この発明の他の実施
例を示す部分軸断面図である。上記実施例では、ロータ
マグネットの外周部をテーパ状に形成していたが、図に
示すように外周部を階段状に形成したロータマグネット
５ｆと、内径の徐々に異なる磁性板を重ねあわせて階段
状にしたステータヨーク８ｄを適当なギャップを開けて
配置した例である。マグネットの磁化方向は上記実施例
１および２の斜め方向、また、上記実施例３の半径方
向、上記実施例６の回転軸方向が可能である。また、ロ
ータヨーク３ｃは別部品として、付加イナーシャを兼ね
て大きく延長した非磁性のロータディスク１５に結合し
た例を示している。これによって、回転変動を押さえる
ことができる。本実施例のステータヨークは、上記実施
例４と同じように、面打ち加工などの２次加工が不要
で、打ち抜き加工のみでよく、加工が容易になる。さら
に、構成部品の数も少なくできる。ここで、図１２を用
いて磁化方向を決定する際の考え方について説明する。
図１２に示すように、ロータマグネットとステータのテ
ーパ面が回転軸の軸方向に対してなす角度の大きさによ
って、磁路の長さが小さくなる方向を磁化方向とするの
が効率がよい。例えば、回転軸の軸方向と回転軸に垂直
方向の２種類の磁化方向のいずれかを選択する場合、図
１２（ａ）の場合は、いずれの磁化方向でも同じである
が、図１２（ｂ）の場合は回転軸方向よりも垂直軸方向
に磁化した方がギャップ間に磁路を容易にしかも短距離
に形成しやすい。図１２（ｃ）はその逆の場合である。

【００５４】実施例８．図１３は、この発明の他の実施
例を示す部分破断平面図であり、図１４はその軸断面図
である。図中、１３はシールドカバー、１４は保護カバ
ーであり、２４個のスロットの内、３個のスロットを欠
いた２１個のスロットのステータの例である。ロータの
構造は実施例４、ステータヨークの構造は実施例１に同
じである。３相駆動のモータであれば、３スロット欠い
た構造も可能である。３スロットを欠いた空間に例え
ば、記録媒体の書き込み／読み出しヘッドを配置すれ
ば、記録装置としてコンパクトな構成を採ることができ
る。例えば、磁気ヘッドを配置するばあいは、ロータお
よび、ステータからの漏れ磁束の磁気的な遮蔽としてシ
ールドカバー１３が必要である。また、コイル９を物理
的な外力から保護し、損傷するのを避けるために保護カ
バー１４を備えるのが一般的である。

【００５５】以上のように、この実施例では、ロータお
よび、ロータマグネット、ロータヨーク、ステータから
構成されるインナロータタイプモータの該ステータにお
いて、例えば、３相駆動として、３スロットのステータ
ヨークを削除した円弧状ステータを形成して、該ロータ
外周半径方向に物理的空間を生成したことを特徴とす
る。

【００５６】実施例９．図１５は、この発明の他の実施
例を示す部分軸断面図である。上記実施例では、テーパ
面をロータマグネットで形成していたが、ロータヨーク
３ｆのロータマグネット５ｇを挟んで対面に、別ロータ
ヨーク３１を取り付け、この別ロータヨークの、例えば
外周辺を延長してテーパ状に形成してもよい。この場
合、ロータマグネット５ｇは断面が長方形のリング状円
板でよく、偏平空芯コイルモータと同じロータマグネッ
ト形状を採ることができ、マグネットの加工、着磁が容
易になる。また、回転軸方向に異方性を持たせることが
できるので強力な着磁ができる効果がある。半径方向に
着磁する場合は、特殊な着磁ヨークが必要となるととも
に、着磁方向が平行でないため、強力な着磁がしにく
い。回転軸方向に着磁する場合は、リング状円板を上下
から挟む着磁ですみ、かつ着磁方向も平行であるため、
強力な着磁ができる。また、別ロータヨーク３１の外周
の空いたスペースに非磁性の付加イナーシャ１１ａを配
置することができるので、回転変動を押さえる効果があ
る。また、ステータヨーク８ａは、上記実施例１などと
同様の構成としたが、上記実施例２のような一体形、あ
るいは上記実施例４のような、ヨークを多数枚重ねて概
略テーパ面とする構成も可能である。また、上記別ロー
タヨーク３１の形状を外周端で絞ってロータマグネット
５ｇの磁束を収束させたり、Ｎ極とＳ極の分割面で滑ら
かにつなげて磁束の変化を滑らかにするなど、マグネッ
トの特性を調整することも可能である。

【００５７】以上のように、この実施例においては、ベ
ースに軸受けを介して支持された回転軸と、該回転軸に
結合されたロータと、該ロータを構成するロータマグネ
ット、およびロータヨークと、該ロータマグネットと対
向する該ベース上の位置に、コイルの巻かれた鉄芯ヨー
ク等から成るステータが配置され、該ロータマグネット
の磁化方向を、該ロータの回転軸方向に着磁し、該ロー
タマグネットの結合されているロータもしくはロータヨ
ークとは別の延長ロータヨークを、該ロータマグネット
を挟んで結合し、該延長ロータヨークは、例えば、ロー
タの外周方向に延長し、その延長部を概略テーパ状に形
成したことを特徴とする。

【００５８】実施例１０．図１６は、この発明の他の実
施例を示す部分軸断面図である。上記実施例９では、別
ロータヨーク３１を取り付け、このロータヨークの外周
辺を延長してテーパ状に成形していたが、別ロータヨー
ク３１ｂの外周辺を延長して階段状に成形し、この別ロ
ータヨーク３１ａと、内径の徐々にことなる磁性板を重
ねて階段状に構成したステータヨーク８ｄを、適当なギ
ャップを開けて配置した構成にしてもよい。このとき、
別ロータヨーク３１ａの外周の空いたスペースに非磁性
の付加イナーシャ１１ｂを配置することができる。本実
施例のロータマグネット５ｇ、別ロータヨーク３１ａ、
付加イナーシャ１１ｂに関する効果については、上記実
施例９と同様のことが言える。また、上記実施例８と同
様に、３相モータであれば、ステータヨークの３スロッ
ト分を除いて構成することも可能である。３スロットを
欠いた空間に例えば、記録媒体の書き込み／読み出しヘ
ッドを配置すれば、記録装置としてコンパクトな構成を
採ることができる。

【００５９】以上のように、この実施例においては、ロ
ータおよび、ロータヨーク、ロータマグネット、延長ロ
ータヨーク、ステータから構成され、該延長ロータヨー
クは、例えば外周部を延長し、該ロータの軸方向ベース
側に向かって、半径を徐々に拡大もしくは縮小して階段
状に形成し、該ステータは、磁性板を重ね合わせて、各
板が該ロータの各段と相合するよう形成されていること
を特徴する。また、該ステータにおいて、例えば、３相
駆動として、３スロットのステータヨークを削除した円
弧状ステータを形成して、該ロータ外周半径方向に物理
的空間を確保したことを特徴とする。

【００６０】実施例１１．図１７は、この発明の他の実
施例を示す平面図である。図１８は、同実施例の軸断面
図である。上記実施例では、テーパ面をロータマグネッ
トで形成していたが、ロータヨーク３ｇの、ロータマグ
ネット５ｈを挟んで対面に、付加リングヨーク３２を取
り付け、この付加リングヨーク３２の、例えば外周面を
テーパ状に形成した構成としてもよい。この場合、ロー
タマグネット５ｈは断面が長方形のリング状円板でよ
い。従って、ロータマグネットの製造、着磁が容易とな
る。また、この付加リングヨーク３２は付加イナーシャ
としての機能を持つことができる。さらに上記実施例９
と同様にマグネットの磁束の調整も可能である。また、
図１９に示すように、上記実施例４と同様にステータヨ
ークは、素材の磁性体を薄くして、穴径の小さいものか
ら順に大きなものへと重ね、概略テーパ面を構成しても
よい。さらに、ロータマグネットの磁極を半径方向異方
性、または、極異方性とすることもできる。

【００６１】以上のように、この実施例では、磁気デイ
スク等記憶装置用媒体駆動モータにおいて、ベースに軸
受けを介して支持された回転軸と、該回転軸に結合され
たロータと、該ロータを構成するロータマグネット、ロ
ータヨークおよび付加リングヨークと、該ベース上の、
該ロータマグネットの付加リングヨークと対向する位置
に、コイルの巻かれた鉄芯ヨーク等から成るステータが
配置され、該ロータマグネットは円筒状を成し、該ロー
タヨークと該付加リングヨークとで挟まれた形状をな
し、該付加リングヨーク、該ステータの両方が概略テー
パ形状または概略テーパ穴状に形成されていることを特
徴とする。

【００６２】以上のように、この実施例においては、該
ステータのヨークは、薄い磁性板を多数枚重ね合わせ
て、該付加リングヨークのテーパ面に対応させて、概略
テーパ面を形成したことを特徴とする。

【００６３】実施例１２．図２０は、この発明の他の実
施例を示す部分軸断面図である。上記実施例１１では、
付加リングヨーク３２を取り付け、この付加リングヨー
ク３２の外周面をテーパ状に成形していたが、テーパ形
状に代えて、外周面を階段状に成形した付加リングヨー
ク３２ａと、内径の徐々にことなる磁性板を重ねて階段
状に構成したステータヨーク８ｄとを、適当なギャップ
を開けて配置した構成としてもよい。これによれば、本
実施例のステータヨークは、上記実施例４と同じよう
に、面打ち加工などの２次加工が不要で、打ち抜き加工
のみでよく、加工が容易になる。さらに、構成部品の数
も少なくできる。このとき、上記実施例と同じく付加リ
ングヨーク３２ａは付加イナーシャとして機能するので
回転変動を押さえる効果がある。さらに上記実施例９と
同様にマグネットの磁束の調整も可能である。また、上
記実施例８と同様に、３相モータであれば、ステータヨ
ークの３スロット分を除いて構成することも可能であ
り、３スロットを欠いた空間に例えば、記録媒体の書き
込み／読み出しヘッドを配置すれば、記録装置としてコ
ンパクトな構成を採ることができる。

【００６４】また、該付加リングヨークは、外周部を該
ロータ回転軸方向、ベースに向かって、半径を徐々に縮
小または拡大して階段状に形成し、該ステータは、磁性
板を重ね合わせて、各板が該付加リングヨークの各段と
相合するよう形成したことを特徴とする。

【００６５】さらに、インナロータタイプモータの該ス
テータにおいて、例えば、３相駆動として、３スロット
のステータヨークを削除した円弧状ステータを形成し
て、該ロータの外周半径方向に物理的空間を生成したこ
とを特徴とする。

【００６６】実施例１３．図２１から図２５はこの発明
の他の実施例を示す図である。上記実施例１から実施例
１２では、ロータマグネット５や別ロータヨーク３１、
付加リングヨーク３２のテーパ形状が、ベース６の側で
小径となるよう形成している。それにより、テーパ状の
ステータヨークに対し、無通電時には、磁束がベース６
の方向あるいは、ベース６への斜め方向に発生し、磁性
体に対する吸引力が働き、ロータがベース側に引き付け
られる構造にできるので、ロータのハブが軸受けのスラ
スト方向へ押しつけられ、軸受けへの予圧として働くの
で、予圧バネを省くなど、軸受け構造の簡素化が可能で
ある。この実施例では、ベース６の側で大径となるよう
形成している。図２１は、実施例１の大径と小径を入れ
替えた実施例の一部断面斜視図である。図２２は、同様
に一部軸断面図である。また、図２３は、上記実施例３
のテーパ形状の、小径と大径の配置を逆にした実施例を
示す軸断面図である。図２４は、上記実施例７のテーパ
形状の、小径と大径の配置を逆にした実施例を示す軸断
面図である。また、図２５は、上記実施例６のテーパ形
状の小径と大径の配置を逆にした実施例を示す軸断面図
である。本実施例においても上記実施例１から１２とほ
ぼ同じ効果が得られるが、この場合には、ロータのテー
パ形状の大径は、ステータの内径より大きいため特別の
ロータ抜け止めを取り付けなくても、衝撃等でロータが
外れることがない。このような構造をとった場合、ロー
タ部分が抜けないというメリットがあるが、モータ回転
中には、ロータが浮きあがろうとする力が働くので、何
等かの方法でこれを押えて、接触しないよう保持するの
が望ましい。

【００６７】実施例１４．また、図２６で示すように、
アウタロータのラジアルギャップモータにおいても、同
様のテーパ形状ロータマグネット他を適用することが可
能である。

【００６８】実施例１５．前述した実施例においては、
第１の対向部と第２の対向部をともに傾斜させて形成し
た例を示したが、図２７に示すようにいずれか一方を傾
斜させて形成しても構わない。いずれか一方を傾斜させ
た場合には、ギャップが一定でなくなりモータのトルク
が減少する傾向があるが、図１２（ｃ）に示したよう
に、なるべくテーパ面が回転軸の軸方向と平行になるよ
うにして、モータトルクが減少しないようにするのが望
ましい。このように第１の対向部と第２の対向部のいず
れか一方を傾斜させた場合には、他方は従来の構成のも
のをそのまま使用できるメリットがある。

【００６９】

【発明の効果】第１の発明によれば、少なくとも、ロー
タマグネットあるいは、このロータマグネットに対向す
るステータヨークのいずれかをテーパ状に形成すること
で、ステータヨークの回転軸方向の厚さを増やさずに、
対向部の面積を大きくすることができ、起磁力を有効に
使うことができる。さらに、ロータおよびステータも薄
形化できる。また、高性能マグネットの磁束を十分にス
テータヨークに導く構造がとれるので、薄形で発生トル
クの大きなモータを構成することができる。また、同じ
厚さのモータに比べて、充分な表面積を確保しながら、
ステータのスロット数を増やすことができる。それと同
時に、付加イナーシャを取り付けるスペースも確保でき
るので、モータの回転変動を低減させる効果がある。

【００７０】第２の発明によれば、ロータの第１の対向
部とステータの第２の対向部はともに回転軸の軸方向に
対して傾斜して形成され、それぞれの傾斜角度は等しい
ことから、第１の対向部と第２の対向部は平行となり、
第１の対向部の磁束密度と第２の対向部の磁束密度をよ
り有効に作用させることができる。

【００７１】第３の発明によれば、第２のヨークの端部
を回転軸の軸方向に対して傾斜させて第１の対向部とす
ることから、ロータマグネットをフラットに形成する構
成が可能で、ロータマグネットに特別な加工を施す必要
がなく、マグネットの加工や着磁が容易で安価にできる
効果がある。また付加イナーシャを取り付けるスペース
も確保できるので、モータの回転変動を低減させる効果
がある。

【００７２】第４の発明によれば、第１のヨークと第２
のヨークは回転軸の軸方向にロータマグネットを狭持し
ていることから、マグネットの形状を断面が長方形のリ
ング状円板とすることができる。さらに、第２のヨーク
を磁路として活用できるため、マグネットの磁化方向を
着磁がもっとも容易な軸方向とすることができ、第３の
発明と同様にマグネットの加工や着磁が容易で安価にで
きる効果がある。

【００７３】第５の発明によれば、第１のヨークと第２
のヨークは、回転軸の軸方向と直交する方向にロータマ
グネットを狭持していることから、マグネットの形状を
断面が長方形のリング状円板とすることができる。又、
ロータマグネットの製造、着磁も容易となる。

【００７４】第６の発明によれば、ロータマグネット
は、回転軸の軸方向に対して傾斜する方向に着磁されて
いることにより、第１の対向部と第２の対向部の間をよ
り短い距離で磁路を形成することができ、より有効な磁
気相互作用により、トルクを得ることができる。

【００７５】第７の発明によれば、ロータマグネット
は、回転軸の軸方向に対して直交する方向に着磁されて
おり、マグネットの着磁が容易で安価となる。

【００７６】第８の発明によれば、ロータマグネット
は、回転軸の軸方向と同じ方向に着磁されており、マグ
ネットの着磁がもっとも容易で安価となる。

【００７７】第９の発明によれば、極異方性マグネット
を使えば、マグネット内部で磁路を形成することがで
き、ロータマグネットとステータのギャップ部でロータ
ヨーク（もしくは、バックヨーク）の影響を受けにくく
なる。したがって、ロータヨークを省くことも可能で、
モータを安価にできる効果がある。

【００７８】第１０の発明によれば、ステータヨーク
は、複数の磁性板を重ねその端部により回転軸の軸方向
に対して傾斜した第２の対向部を形成しているため、加
工が容易となる。

【００７９】第１１の発明によれば、ステータは、回転
軸の軸方向に対してサイズの異なる複数の磁性板を重ね
ることにより、回転軸の軸方向に対して第２の対向部を
傾斜させている。ここで使用する磁性板の加工は、打ち
抜き加工のみでよく、面打ち加工などの２次加工が不要
となる。

【００８０】第１２の発明によれば、ステータは、従来
のように複数の磁性板を重ねて製造され、その端部を２
次加工することによって第２の対向部を傾斜させている
ので、従来のステータの製造工程をそのまま利用でき
る。

【００８１】第１３の発明によれば、第１と第２の対向
部のいずれかが、階段部を備えて対向しており、製造が
容易となる。また、相手も階段部を備えることにより、
一方が階段部である場合の不均等なギャップの形成を防
止している。

【００８２】第１４の発明によれば、ステータは、ロー
タの外周部に弧状に設けられている。これにより、あい
た空間を活用することができ、例えば、記録媒体の書き
込み／読み出しヘッドを配置すれば、記録装置としてコ
ンパクトな構成をとることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１における機構を示す一部断
面、斜視図である。

【図２】この発明の実施例１における機構を示す一部軸
断面図である。

【図３】この発明の実施例１における機構を示す一部拡
大図である。

【図４】この発明の実施例２における機構を示す一部軸
断面図である。

【図５】この発明の実施例３における機構を示す一部軸
断面図である。

【図６】この発明の実施例４における機構を示す一部軸
断面図である。

【図７】この発明の実施例５における機構を示す一部断
面平面図である。

【図８】この発明の実施例５における機構を示す軸断面
図である。

【図９】この発明の実施例５におけるロータマグネット
の外周面における磁化方向を示す図である。

【図１０】この発明の実施例６における機構を示す一部
軸断面図である。

【図１１】この発明の実施例７における機構を示す一部
軸断面図である。

【図１２】この発明のテーパ面のなす角度と磁化方向を
示す図である。

【図１３】この発明の実施例８における機構を示す一部
断面平面図である。

【図１４】この発明の実施例８における機構を示す軸断
面図である。

【図１５】この発明の実施例９における機構を示す一部
軸断面図である。

【図１６】この発明の実施例１０における機構を示す一
部軸断面図である。

【図１７】この発明の実施例１１における機構を示す一
部断面平面図である。

【図１８】この発明の実施例１１における機構を示す軸
断面図である。

【図１９】この発明の実施例１１における機構を示す軸
断面図である。

【図２０】この発明の実施例１２における機構を示す一
部軸断面図である。

【図２１】この発明の実施例１３における機構を示す一
部断面、斜視図である。

【図２２】この発明の実施例１３における機構を示す一
部軸断面図である。

【図２３】この発明の実施例１３における機構を示す一
部軸断面図である。

【図２４】この発明の実施例１３における機構を示す一
部軸断面図である。

【図２５】この発明の実施例１３における機構を示す一
部軸断面図である。

【図２６】この発明の実施例１４におけるアウタロータ
のラジアルギャップモータの一部断面、斜視図である。

【図２７】この発明の実施例１５における機構を示す一
部軸断面図である。

【図２８】従来のロータおよびステータをテーパ状にし
た例を示す図である。

【図２９】従来のロータおよびステータをテーパ状にし
た例を示す図である。

【図３０】従来のロータおよびステータをテーパ状にし
た例を示す図である。

【図３１】従来の一般的なブラシレスＤＣモータの構造
を示す一部断面斜視図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ 軸受け ２ａ〜２ｂ 軸受け別例 ３ ロータヨーク ３ａ〜３ｉ ロータヨーク別例 ４ ロータのハブ ５ ロータマグネット ５ａ〜５ ロータマグネット別例 ７ ハウジング ７ａ〜７ｂ ハウジング別例 ８ ステータヨーク ８ａ〜８ｇ ステータヨーク別例 ９ コイル １０ プリント基板 １１ 付加イナーシャ １１ａ〜１１ｃ 付加イナーシャ別例 １２ ステータ保持具 １３ シールドカバー １４ 保護カバー １５ ロータディスク ３１ 別ロータヨーク ３１ａ 別ロータヨーク別例 ３２ 付加リングヨーク ３２ａ 付加リングヨーク別例

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿久津 悟 郡山市栄町２番25号 三菱電機株式会社郡 山製作所内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースに軸受けを介して支持された回転
   軸と、上記回転軸に結合され、ロータマグネットと第１
   の対向部を有するロータと、上記ロータの第１の対向部
   と対向する位置に、第２の対向部を有する上記ベース上
   のステータとを備えたブラシレスモータにおいて、 少なくとも上記ロータと上記ステータのいずれか一方の
   対向部を上記回転軸の軸方向に対して傾斜させて形成し
   たことを特徴とするブラシレスモータ。
2. 【請求項２】 上記第１の対向部と第２の対向部はとも
   に上記回転軸の軸方向に対して傾斜して形成され、それ
   ぞれの傾斜角度は等しいことを特徴とする請求項１記載
   のブラシレスモータ。
3. 【請求項３】 上記ロータは、第１のヨークと第２のヨ
   ークを有し、第１のヨークと第２のヨークの間にロータ
   マグネットを設け、第２のヨークの端部を回転軸の軸方
   向に対して傾斜させて上記第１の対向部としたことを特
   徴とする請求項１又は２記載のブラシレスモータ。
4. 【請求項４】 上記第１のヨークと第２のヨークは回転
   軸の軸方向にロータマグネットを狭持していることを特
   徴とする請求項３記載のブラシレスモータ。
5. 【請求項５】 上記第１のヨークと第２のヨークは、回
   転軸の軸方向と直交する方向にロータマグネットを狭持
   していることを特徴とする請求項３記載のブラシレスモ
   ータ。
6. 【請求項６】 上記ロータマグネットは、回転軸の軸方
   向に対して傾斜する方向に着磁されていることを特徴と
   する請求項１又は２記載のブラシレスモータ。
7. 【請求項７】 上記ロータマグネットは、回転軸の軸方
   向に対して直交する方向に着磁されていることを特徴と
   する請求項１、２、３又は５記載のブラシレスモータ。
8. 【請求項８】 上記ロータマグネットは、回転軸の軸方
   向と同じ方向に着磁されていることを特徴とする請求項
   １、２、３又は４記載のブラシレスモータ。
9. 【請求項９】 上記ロータマグネットは、極異方性の着
   磁がされていることを特徴とする請求項１、２、３、４
   又は５記載のブラシレスモータ。
10. 【請求項１０】 上記ステータは、複数の磁性板を重ね
    その端部により回転軸の軸方向に対して傾斜した第２の
    対向部を形成したステータヨークを備えたことを特徴と
    する請求項１〜８又は９記載のブラシレスモータ。
11. 【請求項１１】 上記ステータは、回転軸の軸方向に対
    してサイズの異なる複数の磁性板を重ねることにより、
    回転軸の軸方向に対して第２の対向部を傾斜させること
    を特徴とする請求項１０記載のブラシレスモータ。
12. 【請求項１２】 上記ステータは、複数の磁性板を重
    ね、その端部を２次加工して第２の対向部を傾斜させる
    ことを特徴とする請求項１０記載のブラシレスモータ。
13. 【請求項１３】 少なくとも上記第１と第２の対向部の
    一方は、階段部を備えて他方の対向部と対向しているこ
    とを特徴とする請求項１〜１０又は１１記載のブラシレ
    スモータ。
14. 【請求項１４】 上記ステータは、上記ロータの外周部
    に弧状に設けられたことを特徴とする請求項１〜１２又
    は１３記載のブラシレスモータ。