(57)【要約】【課題】低価格化を図りつつ、コアレスモータと同等の低振動・低騒音を実現したステータおよびこのステータを搭載したブラシレスモータを提供すること。【解決手段】薄板を積層させて形成した磁性体であり円環状のヨーク３１の外周面に、内周面が円環状であり、外周面では半径方向外側に放射状に突出した非磁性体であり、かつ絶縁性の優れたティース３２が圧入接着にて固定される。さらにこのティース３２の突出部３２ａの周囲を巻回するように巻線３３が固定される。これにより、ティース３２が非磁性体であるので、ティース３２とロータマグネット８０とで発生する電磁励振力を低減させることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状に形成された磁性を有するヨークと、
該ヨークの周面に固定され、半径方向に放射状に突起する複数の非磁性体のティースと、
該ティースの周囲を巻回する巻線と、
を有することを特徴とするステータ。
【請求項２】
前記ティースは、前記ヨークの外周面に固定され、半径方向外側に放射状に突出することを特徴とする請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
前記ティースは、各々が円環状に連結されていることを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載のステータ。
【請求項４】
前記ティースは、一体成形されていることを特徴とする請求項３に記載のステータ。
【請求項５】
円環状に形成された磁性を有するヨークと、
直線状に形成されたコアバック部を有し、該コアバック部の一方に突起する複数の非磁性体のティースと、
該ティースの周囲を巻回する巻線と、
を具備したステータにおいて、
前記コアバックの前記ティース間には、所定間隔に薄肉部が形成され、
前記ティースに前記巻線を巻回後、
前記コアバック部の薄肉部を前記ティース側へ折り曲げることにより、円環状に形成し、
前記ヨークの内周面に固定することを特徴とするステータ。
【請求項６】
前記ヨークは、薄板を積層することにより形成することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のステータ。
【請求項７】
前記ティースは、絶縁性に優れる樹脂にて成形されたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のステータ。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のステータと、
前記ステータと半径方向に間隙を介して対向するロータマグネットを有する回転体と、
該回転体を回転自在に支持する軸受と、
を有することを特徴とするブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低振動・低騒音を課題とするブラシレスモータ、特に記録ディスクを回転駆動させるブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＤ、ＤＶＤ等を駆動させる記録ディスク駆動装置では、耳障りな駆動音低減のために低振動化および低騒音化が益々求められている。振動および騒音の発生源の主要因の一つとして、ステータとロータとの間に発生する電磁励振力が挙げられる。これはステータにおいて、半径方向に放射状に突起する複数のティースとこれに対向するマグネットとの相互作用により発生する。この電磁励振力を限りなく抑えたモータとして、ティースをなくしたコアレスモータがある（このようなコアレスモータの例として、例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平０４−５０３７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、コアレスモータでは、ティースがないため予め巻線を環状にする必要があり、かつ、ブラシレスモータのように複数相ある場合、巻線が複数必要となり、これらの結線に融着固定を行う等、結線を行なう作業が煩雑となる。その結果、作業工数が増加してしまう。しかし近年の記録ディスク駆動装置に搭載されるブラシレスモータは、低価格化が必須であり、そのためには、極力作業工数を削減し、構造の安易なブラシレスモータにする必要がる。したがって、このような巻線の結線が煩雑なブラシレスモータでは低価格化を実現させることが困難である。
【０００５】
本発明は上記のような問題に鑑み、なされたものであり、その目的とするところは、低価格を図りつつ、コアレスモータと同等の低振動・低騒音を実現したブラシレスモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１によれば、円環状に形成された磁性を有するヨークと、該ヨークの周面に固定され、半径方向に放射状に突起する複数の非磁性体のティースと、該ティースの周囲を巻回する巻線と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項１に従えば、非磁性体のティースを用いることにより、ティースに流れる磁束を減少させることができる。さらにコアレスでは、予め巻線を中空環状に巻回して、ヨークに固定し、複数の中空環状に形成された各巻線の巻き始めと巻き終わりの各々を他の巻き始めおよび巻き終わりとに連結するのに、結線をしなければならず、その作業工数が多くかかっていたが、本発明のステータは、ティースに巻線を巻回すればよいので、結線の必要はなく、連続的に巻線の巻回が可能である。
【０００８】
本発明の請求項２によれば、請求項１に係り、前記ティースは、前記ヨークの外周面に固定され、半径方向外側に放射状に突出することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２に従えば、ティースがヨークの外周面に固定されることにより、各ティースの間隙が半径方向外側に開口するので、巻線の巻回作業を容易かつ迅速に行なうことができる。さらに巻線の占積率を向上させることができる。
【００１０】
本発明の請求項３によれば、請求項１および請求項２のいずれかに係り、前記ティースは、各々が円環状に連結されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項３に従えば、ティースが予め円環状に連結されていることにより、ティースとヨークとの固定作業を各ティース毎に行なわなくてもよく、作業工数を減少させることができる。これにより、作業時間を短縮することができるので、ステータの低価格化を実現することができる。
【００１２】
本発明の請求項４によれば、請求項３に係り、前記ティースは、一体成形されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項４に従えば、ティースが一体成形されることにより、部品点数を少なくすることができ、さらにティースを連結する作業も省くことができる。したがって、製造が容易となり、また作業時間も短縮することができるので、ステータの低価格化を実現することができる。
【００１４】
本発明の請求項５によれば、円環状に形成された磁性を有するヨークと、直線状に形成されたコアバック部を有し、該コアバック部の一方に突起する複数の非磁性体のティースと、該ティースの周囲を巻回する巻線と、を具備したステータにおいて、前記コアバックの前記ティース間には、所定間隔に薄肉部が形成され、前記ティースに前記巻線を巻回後、
前記コアバック部の薄肉部を前記ティース側へ折り曲げることにより、円環状に形成し、前記ヨークの内周面に固定することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項５に従えば、ティースの初期形状は一直線状でもよい。これにより円環状のティースと比較して、材料取りを効率良く行うことができるので、材料費を低く抑えることができる。
【００１６】
本発明の請求項６によれば、請求項１乃至請求項５のいずれかに係り、前記ヨークは、薄板を積層することにより形成することを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項６に従えば、薄板を積層することにより渦電流を低減することができる。
【００１８】
本発明の請求項７によれば、請求項１乃至請求項６のいずれかに係り、前記ティースは、絶縁性に優れる樹脂にて成形されたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項７に従えば、巻回した巻線の被覆が何らかの原因にて剥がれ、外部と導通状態となったとしても絶縁性に優れる樹脂であれば、短絡を防止することができる。また絶縁性に優れる樹脂であるので、このティースに渦電流が発生することがなくなる。
【００２０】
本発明の請求項８によれば、ブラシレスモータは、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のステータと、前記ステータと半径方向に間隙を介して対向するロータマグネットを有する回転体と、該回転体を回転自在に支持する軸受と、を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項８に従えば、上記のようなステータを使用することにより、ティースとロータマグネットとの磁気回路を形成することが殆どなくなるので、周方向の電磁励振力を大幅に抑えることができる。その結果、振動およびこの振動に起因する騒音の低減を実現することができる。さらにステータを低価格にて構成することができるので、ブラシレスモータの低価格化も図ることができる。さらにティースが絶縁性に優れる樹脂にて形成されていれば、本来導電性部材であれば発生していた渦電流を発生することがなくなるので、電気的効率の高いブラシレスモータを提供することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に従えば、低価格を図りつつ、コアレスモータと同等の低振動・低騒音を実現したブラシレスモータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
＜ブラシレスモータの全体構造＞
図１は本発明に係るブラシレスモータの実施例の一形態を示した模式断面図である。ここで明細書中における上下は、図の上下方向を示す。
【００２４】
図１を参照して、スリーブ１０は略円筒形状であり、含油焼結部材にて形成されている。その内周面には、上下側にそれぞれ内径を縮径した上側軸受部１１および下側軸受部１２が形成されている。
【００２５】
スリーブ１０の外周面は径が一様であり、有底円筒形状の軸受保持部材２０がスリーブ１０を保持するように固定されている。また軸受保持部材２０の円筒部に当接されるようにステータ３０が固定されている。
【００２６】
また軸受保持部２０の底部は、縮径する凹部２１が形成されており、縮径により形成された段部２２には、後述するシャフト６０の抜け止めの役目を果たす円環状の抜け止め部４０が配置される。この抜け止め部４０の上面にスリーブ２０の下端面が当接し、位置決めされている。さらに凹部２１の上面には、円盤形状のワッシャ５０が配置されている。
【００２７】
スリーブ１０の内周面には、シャフト６０が挿通し、回転自在に支持されている。シャフト６０の上部には、強磁性体の鋼板を有蓋円筒状に形成したロータホルダ７０が固定されている。ロータホルダ７０の円筒部７１の内周面には、円環状のロータマグネット８０がステータ３０の外周面と半径方向に微少間隙を介して対向するように固定配置されている。
【００２８】
さらにシャフト６０の上部には、記録再生ディスク９０を載置するターンテーブル１００が固定されている。ターンテーブル１００の外周縁側には、記録再生ディスク９０の回転ずれを防止するラバー１０１が固定されている。
【００２９】
またシャフト６０の下側には縮径する段部６１が形成されており、これと抜け止め部４０とが係合することにより抜け止め機能を果たす。さらにシャフト６０の下端面は、半球状となり、これとワッシャ５０とが当接摺動する。
【００３０】
軸受保持部材２０の下側円筒部には、外部と取り付け可能な取付板１１０が固定されている。この取付板１１０の上面には、ブラシレスモータを回転制御する回路基板１２０が固定されている。
【００３１】
外部電源よりステータ３０に通電されることにより、ステータ３０の周囲に磁場が発生し、この磁場とロータマグネット８０との相互作用により、ブラシレスモータ３は回転駆動する。
【００３２】
＜主要部＞
次に本発明の主要部であるステータ構造およびその製造方法について図２乃至図４を参照して説明する。
【００３３】
図２はステータ３０の上面図を示す。図２の1ヶ所は、ステータ３０の巻回された巻線３３の下側のティース３２を示す。また図３はステータの工程図を示す。また図４はステータの他の実施例を示した上面図である。図５のａ）乃至ｄ）はインナーロータ型のステータの実施例の一形態を示した図である。
【００３４】
図２を参照して、ステータ３０は、磁性体であり、円環状のヨーク３１とその外周面に固定される非磁性体のティース３２とこのティース３２の周囲を巻回する巻線３３とから構成される。ティース３２を非磁性にて作製することにより、ティース３２とロータマグネット８０とが相互作用を及ぼすことがなくなり、これらによって発生する電磁励振力を低減することができる。これにより、振動およびこの振動による騒音を低減することができる。またヨーク３１は磁性体であるので、ロータマグネット８０の各磁極と、このヨーク３１とが磁気回路を形成し、駆動力を得る。
【００３５】
ヨーク３１は、渦電流の抑制のため、円板状に成形された薄板の珪素鋼板を複数積層させて形成させる。これによりブラシレスモータの電気的効率を向上させることができる。
【００３６】
ティース３２は、半径方向外側に放射状に複数突出する突出部３２ａが形成され、この突出部３２ａの半径方向外側先端部においては、両方向に周方向に広がる延出部３２ｂが形成される。また突出部３２ａの半径方向内側端部においては、この複数の突出部３２ａを連結するように各突出部３２ａ間に連結部３２ｃが形成されている。この連結部３２ｃは、ヨーク３１の外周面と当接する曲率にて形成され、かつ半径方向に薄く形成されている。ここで、突出部３２ａは半径方向に極力短いことが望ましい。すなわち、ヨーク３１とロータマグネット８０との半径方向間隙が小さいことが望ましい。これは、突出部３２ａは非磁性体であるので、ロータマグネット８０からの磁束は、磁性体で形成された突出部と比較して、その量は少ない。その結果、ブラシレスモータのトルク定数等の回転力に関する電気的特性が低下してしまう。この電気的特性低下を防ぐために、ヨーク３１とロータマグネット８０との半径方向間隙を小さくすることにより、ヨーク３１とロータマグネット８０との干渉力を高め、ロータマグネット８０からの磁束をヨーク３１に極力流れるようにし、電磁吸引力を発生させる。
【００３７】
またティース３２は、ポリイミド樹脂等の非磁性体であり、かつ電気抵抗が極めて大きい材料であることが望ましい。すなわち絶縁性に優れていることが望ましい。これにより、巻線表面の傷等により、巻線の絶縁性が失われたとしても、ティース３２の絶縁が図れていることにより、短絡を防ぐことができる。また薄板の鋼板を積層させて形成されたティースを使用すると、渦電流が発生し、それが鉄損となり、ブラシレスモータの電気的効率を減少させてしまう一因となるが、絶縁性に優れる樹脂を用いることにより、ティース３２に渦電流を発生させることを防ぐことができる。その結果、電気的効率の高いブラシレスモータを提供することができる。
【００３８】
各突出部３２ａ間に連結部３２ｃを有し、樹脂や鋼板等にて構成されることにより、樹脂成形またはプレス加工等の塑性加工により一体成形が可能となり、部品点数および製造工数を削減することができる。その結果、ブラシレスモータの低価格化を図ることができる。
【００３９】
巻線３３は、ティース３２の突出部３２ａの周囲を巻回することにより固定されている。
【００４０】
次に、図３を参照して、ステータ３０の製造方法について説明する。
【００４１】
まずヨーク３１およびティース３２を成形する（ステップＳ１）。次にヨーク３１の外周面に当接するようにティース３２を接着圧入にて固定する（ステップＳ２）。最後にティース３２の突出部３２ａに巻線３３を巻回する（ステップＳ３）。
【００４２】
通常のコアレスモータでは、まず巻線３３を中空環状に巻回し、それをヨーク３１に各々固定する方法が採られる。この場合、巻線３３のヨーク３１への固定および位置決めが困難であり、かつ、各巻線３３間を連結する渡り線を作製することが困難であるので、巻線３３を複数形成し、これらを結線する必要がある。その結果、結線作業が新たに追加され、製造工程が増加してしまう。また、結線作業では、絶縁性を確保しなければならず、この結線工程は、巻線３３の端部と端部とを融着し、さらに絶縁コーティングする必要が生じる。その結果、ステータ３０を作成するのに多大な時間がかかり、量産においては、価格的および時間的に適していない。
【００４３】
しかしながら、本発明では、予めティース３２をヨーク３１に固定した後に、巻線３３をティース３２に巻回するので、渡り線を作成することが可能となり、複数相を必要とするブラシレスモータにおいても連続的な巻線作業が可能となる。その結果、通常のコアレスモータと比較してステータ３０を作成するのに必要な時間を大幅に縮小することができ、ブラシレスモータの低価格化を図ることができる。
【００４４】
図４を参照して、本発明は、半径方向外側にヨーク３１が形成され、その内周面にティース３２が半径方向内側に突出し、そしてロータマグネット８０がティース３２の内周に配置され回転する、インナーロータ型においても有効である。またティース３２とロータマグネット８０とが軸方向に間隙をもって回転するアキシャルギャップ型にしてもよい。
【００４５】
またインナーロータ型において、図５のａ）に示すように、ティース３２を一直線状に形成し、すなわち、一方向に突出し、直線状に複数配置される突出部３２ａと突出部３２ａの先端部両側に延出する延出部３２ｂと各突出部３２ａ間を一直線状に連結する薄肉部である連結部３２ｃとで構成される。次にｂ）に示すように、この一直線状の状態にて、各突出部３２ａに巻線３３を巻回する。そしてｃ）に示すように、このティースを突出部３２ａが内側に放射状に配置されるように連結部３２ｃを折り曲げ、円環状に形成する。最後に、ｄ）に示すように、この円環状のティース３２とヨーク３１とを接着固定することによりステータ３０を作製してもよい。
【００４６】
以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は係る実施例に限定されることなく、種々の変形が可能である。
【００４７】
例えば、本発明の軸受においては、スリーブ１０を採用していたが、これに限定されることなく、シャフト６０を回転自在に支持すればよいので、ボールベアリング、動圧軸受、磁気軸受でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るブラシレスモータの実施例の一形態を示した模式断面図である
【図２】本発明に係るステータの上面図である
【図３】本発明に係るステータの製造工程図である
【図４】本発明に係るステータの他の実施例である
【図５】本発明に係るステータの他の実施例の一形態を示した図である
【符号の説明】
【００４９】
１０    スリーブ
２０    軸受保持部
３０    ステータ
３１    ヨーク
３２    ティース
３２ａ  突出部
３２ｂ  延出部
３２ｃ  連結部
３３    巻線
４０    抜け止め部
５０    ワッシャ
６０    シャフト
７０    ロータホルダ
８０    ロータマグネット
９０    記録再生ディスク
１００  ターンテーブル
１１０  取り付け板
１２０  回路基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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