(57)【要約】【課題】モータの軸方向振動を低減し、低振動なブラシレスモータを提供する。【解決手段】内周に軸受が固定された軸受ボス部と、軸受により回転自在に保持された軸と、軸の端面と摺動するスラスト受け材と、前記スラスト受け材を挟んで軸の端面をスラスト方向に吸引する永久磁石と、前記永久磁石を支持する底受け部とを有するブラシレスモータにおいて、前記軸受ボス部、軸受、軸、底受け部を磁性材料で構成し、永久磁石−底受け部−軸受ボス部−軸受−軸というスラスト受け材を挟む閉磁路が構成されるようにする。【選択図】図１
2005192262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に軸受が固定された軸受ボス部と、軸受により回転自在に保持された軸と、軸の端面と摺動するスラスト受け材と、前記スラスト受け材を挟んで軸の端面をスラスト方向に吸引する永久磁石と、前記永久磁石を支持する底受け部とを有するブラシレスモータにおいて、
前記軸受ボス部、軸受、軸、底受け部を磁性材料で構成し、永久磁石−底受け部−軸受ボス部−軸受−軸というスラスト受け材を挟む閉磁路が構成されるようにしたことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
永久磁石の外周部には空間部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
永久磁石が異方性永久磁石のブロックから切り出して作成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
永久磁石の形状が直方体であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のブラシレスモータ。
【請求項５】
軸先端の永久磁石と対向する部分付近に磁性材料よりなる抜け止めが固定されていることを特徴とする請求項１から請求項４いずれか１項に記載のブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置や、光ディスク装置に用いられるスピンドルモータ等に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置や、光ディスク装置は、年々機器の高速化、高容量化が進み、ディスク駆動用のスピンドルモータにはモータの高速、高トルク化と同時に低振動、低騒音化が求められている。
【０００３】
例えば、書換え型ＤＶＤ装置等は最大６０００ｒ／ｍｉｎ程度で書き込みを行う場合があり、ディスクの僅かな振動が書き込みエラーにつながるため、ディスクを駆動するスピンドルモータには特に低振動が要求されている。
【０００４】
この様なスピンドルモータの低振動化（特にスラスト方向振動の低減）に関して、現在はロータまたはステータ側いずれか一方に永久磁石を設け、ロータを永久磁石によりスラスト方向に吸引して、軸の浮き上がりを抑制し、低振動化を図る方法が考えられる。
【０００５】
また、別の方法として軸を磁性材料で形成し、軸の端面を永久磁石で吸引する方法も考えられる。しかし、実際の製品ではあまり使用されてはいなかった。(例えば、特許文献１、２参照)
【特許文献１】特開昭５２−０９５０１０号公報
【特許文献２】特開平０５−０６８３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら前者のロータまたはステータ側いずれか一方に永久磁石を設け、ロータを永久磁石によりスラスト方向に吸引する方法は、吸引する面積を大きくできるため吸引力を強くすることは容易なものの、十分な吸引力を得るためには大きな永久磁石を使う必要があり、永久磁石のコストが高くなりがちであった。
【０００７】
また後者の軸を永久磁石により吸引する方法は、吸引する面積が小さいことから、十分な吸引力が得られない場合が多くあまり使用されていないのが現状であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための第１の発明は、内周に軸受が固定された軸受ボス部と、軸受により回転自在に保持された軸と、軸の端面と摺動するスラスト受け材と、前記スラスト受け材を挟んで軸の端面をスラスト方向に吸引する永久磁石と、前記永久磁石を支持する底受け部とを有するブラシレスモータにおいて、
前記軸受ボス部、軸受、軸、底受け部を磁性材料で構成し、永久磁石−底受け部−軸受ボス部−軸受−軸というスラスト受け材を挟む閉磁路が構成されるようにしたことを特徴とするブラシレスモータである。
【０００９】
また、第２の発明は、上記第１の発明において、永久磁石の外周部には空間部が設けられていることを特徴とするブラシレスモータである。
【００１０】
また、第３の発明は、上記第１の発明又は第２の発明において、永久磁石が異方性永久磁石のブロックから切り出して作成されていることを特徴とするブラシレスモータである。
【００１１】
また、第４の発明は、上記第１の発明から第３の発明において、永久磁石の形状が直方体であることを特徴とするブラシレスモータである。
【００１２】
また、第５の発明は、上記第１の発明から第４の発明において、軸先端の永久磁石と対向する部分付近に磁性材料よりなる抜け止めが固定されていることを特徴とするブラシレスモータである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、発明のブラシレスモータによれば、永久磁石−底受け部−軸受ボス部−軸受−軸というスラスト受け材を挟む閉磁路が構成されるので、小さな磁石でも大きな吸引力を得ることができる。
【００１４】
また、永久磁石の外周部に空間部を設けることで漏れ磁束を低減し、小さな磁石でも大きな吸引力を得ることができる。
【００１５】
また、永久磁石を異方性永久磁石のブロックから切り出して作成することにより、磁石の生産性が向上し、磁石の低コスト化が可能になる。
【００１６】
また、永久磁石の形状を直方体とすることで特別な位置決めを行わなくても、外周部に空間を空けることができる。
【００１７】
さらに、軸先端の永久磁石と対向する部分付近に磁性材料よりなる抜け止めを固定することで吸引力をさらに向上できる。
【００１８】
したがって、小型でかつ安価なマグネットで十分なスラスト吸引力が得られ、低コストでかつスラスト方向振動の少ないブラシレスモータが提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
内周に軸受が固定された軸受ボス部と、軸受により回転自在に保持された軸と、軸の端面と摺動するスラスト受け材と、前記スラスト受け材挟んで軸の端面を一方向に吸引する永久磁石と、前記永久磁石を支持する底受け部とを有するブラシレスモータにおいて、
前記軸受ボス部、軸受、軸、底受け部を磁性材料で構成し、永久磁石−底受け部−軸受ボス部−軸受−軸というスラスト受け材を挟む閉磁路が構成される。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態１のブラシレスモータの構造断面図である。
【００２２】
図１において、モータを機器に取り付けるベース１はめっき鋼板をプレス加工で成型して作成されており、軸受２を固定するための軸受ボス部３が一体に形成されている。軸受２は、鉄、銅等の材料よりなる焼結含油軸受であり、軸受ボス部３内周に圧入固定されている。軸４は軸受２により回転自在に保持されている。軸４の下側端面は、先端をＲ状に加工してあり、スラスト板５とほぼ点接触の状態で回転する状態となっている。スラスト板５の下には、軸方向に単極着磁されたコイン型の永久磁石６が設けられ、軸４を下方向に吸い付ける働きをしている。永久磁石６の下側端面は、めっき鋼板をプレス加工により有底円筒形状に成型した底受け７に接しており、底受け７がベース１に圧入固定されることにより、軸４のスラスト方向を支持する形となっている。
【００２３】
ここで、本実施例では、永久磁石６で吸引する軸４だけでなく、底受け７、軸受ボス部３、軸受２を全て磁性材料で作成し、図１に矢印で示すような永久磁石６−底受け部７−軸受ボス部３−軸受２−軸４というスラスト板５を挟む閉磁路が構成されるようにしている。
【００２４】
この様に閉磁路が構成されることにより、磁石のパーミアンスが高くなるため同一サイズ、同一性能の永久磁石でもより多くの磁束を発生させることが可能となり、磁気吸引力を向上することができる。
【００２５】
ここで、使用する軸受２については、鉄を質量比５０％以上含む焼結合金で作成することが望ましい。
【００２６】
一般的に焼結含油軸受では銅、亜鉛等に代表される鉄以外の金属を用いた方が軸との摩擦抵抗が小さくなり、モータ消費電力等の面で有利であるが、鉄の質量比率を小さくし過ぎると、材質の透磁率及び飽和磁束密度が小さくなってしまうために、十分な磁束が得られなくなり磁気吸引力が低下してしまう。
【００２７】
また、スラスト板５に使う材質はＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）やＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の耐磨耗性に優れた樹脂板や、セラミックや超鋼合金などを使うのが適している。
【００２８】
これら耐磨耗性に優れる材質を使うことで、スラスト板を薄くしても大きく磨耗することが無く、軸４と永久磁石６の隙間を狭めることにより吸引力を向上できる。
【００２９】
またさらに、別途スラスト板５の様な部品を設けなくても、マグネットの表面にＰＥＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）系等の低摩擦係数の皮膜をつけることにより、この皮膜と軸を摺動させる方法もある。
【００３０】
なお、本実施例の構成において十分な磁気吸引力を得るためには、他にも幾つか留意する点がある。
【００３１】
まず、１点目は永久磁石の外周部の空間についてである。
【００３２】
図２（ａ）、（ｂ）は永久磁石と底受けの構成を示した説明図である。
【００３３】
図２（ａ）は永久磁石６外周部と底受け７ｎに間に十分お隙間がある場合、図２（ｂ）は永久磁石６外周部と底受け７の間に十分な隙間が無い場合を示している。
【００３４】
図２（ｂ）に示すように永久磁石６外周部と底受け７の間に十分な隙間が無いと、永久磁石端面付近から出た磁束は、直接底受け側面に漏れ出す漏れ磁束８となり、軸の吸引に使用できないだけでなく、底受け７を通る磁束が増えることにより、底受け７の磁束密度が上がり、底受け７の磁気飽和を起こす要因となり、磁気吸引力が大きく低下する場合がある。
【００３５】
従って永久磁石６外周部には一定の空間部が設けられていることが望ましい。
【００３６】
また、２点目は永久磁石の材質についてである。
【００３７】
本実施例では、使用する永久磁石は底受け７の小さな空間においても十分な吸引力を得られるように、より磁力の強い永久磁石が適している。
【００３８】
異方性Ｓｍ−Ｃｏ系焼結永久磁石、異方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結永久磁石等は磁力が強く本用途に適している。
【００３９】
しかしながら前記異方性Ｓｍ−Ｃｏ系焼結永久磁石、異方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結永久磁石等の異方性永久磁石は、成型時に磁場配向を行い粒子の方向性をそろえて成型する必要があるため、成型設備は磁場配向をかけるための電磁石やヨーク等を必要とし、同じ大きさの等方性永久磁石と比較して大きくなる傾向にあり、また永久磁石自体を小型化しても設備の小型化が難しいという問題がある。
【００４０】
そこで本実施例では、図３に示すように永久磁石を成型時には比較的大きな磁石ブロックとして成型し、焼結後にそのブロックを縦横に切断加工することにより直方体の永久磁石チップを作成する工法をとっている。
【００４１】
この様にして作成することにより、切断加工する工程が増えるものの、成型設備の費用、成型時の工数を含めた磁石のコストは低減できる。
【００４２】
特に本実施例の様なサイズが５ｍｍ角以下程度の小型永久磁石では特に顕著なコスト低減効果が得られる。
【００４３】
なおこの様に切断加工で作成するには磁石の外形が四角形の直方体の形状が望ましい。
【００４４】
磁石の外形を円形や、多角形にすると切断工程が複雑になるだけでなく、ブロックから切断加工した際に使用できない無駄な部分の体積が大きくなってしまう。
【００４５】
さらに本実施例の永久磁石を直方体に成型する方法は、永久磁石のコスト低減のみならず、磁気吸引力を向上する効果も得られる。
【００４６】
図４は、本実施例の永久磁石を有底円筒形状の底受けに挿入した状態を示した図である。
【００４７】
図４に示したとおり、永久磁石６外周の四辺部には必然的に底受け７内周部との間に一定の空間が生じる状態となる。この様に永久磁石６外周に空間を設けることで、上記で説明したのと全く同様に、漏れ磁束が低減され、小さい磁石でも安定した吸引力を得ることができる。
【００４８】
なお、図４では永久磁石６の外形を直方体にしたが、磁石の外形を三角形状にした場合は、永久磁石の製造コストが若干高くなるものの、永久磁石６外周と底受け７内周部との空間が比較的大きく取れるため、漏れ磁束を一層低減し、より安定した吸引力を得ることができる。
【００４９】
なお上記実施の形態１では、モータを機器に固定するのベース１に軸受ボス部３が一体に成型されている構成を示したが、図に示す様に底受け部と軸受ボス部が単一の部品で一体に成型されている場合、あるいは図示しないが、軸受と軸受ボス部を単一の焼結体で一体に成型した場合等も同様である。
【００５０】
（実施の形態２）
図６は本実施の形態２のブラシレスモータの断面構造図である。
【００５１】
図６において、モータの構造は図１に示す実施の形態１のモータ構造とほぼ同一であるが、軸先端の永久磁石と対向する部分付近に鉄製の抜け止めが圧入固定されていることだけが異なっている。
【００５２】
この様に軸先端付近に磁性体を付けることにより、軸と永久磁石の対向面積を大きくしたのと同様の作用が得られ、吸引力を向上することができる。
【００５３】
さらに、この磁性体が、ロータの抜け止めを兼ねることにより、別途抜け止めを設ける必要がなく、モータコストの低減が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明のブラシレスモータは、モータの軸方向振動を低減するのに最適であり、低振動を要求される用途、例えば磁気ディスク装置、光ディスク装置等のスピンドルモータに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態１におけるブラシレスモータの断面構造図
【図２】本発明の実施の形態１における永久磁石と底受けの構成を示した説明図、（ａ）は永久磁石外周部と底受けの間に十分な隙間がある場合の説明図、（ｂ）は永久磁石外周部と底受けの間に十分な隙間がない場合の説明図
【図３】本発明の実施の形態１における永久磁石の作成方法を示す説明図
【図４】本発明の実施の形態１における底受け部の斜視図
【図５】本発明の実施の形態１におけるもう一例のブラシレスモータの断面構造図
【図６】本発明の実施の形態２におけるブラシレスモータの断面構造図
【符号の説明】
【００５６】
１  ベース
２  軸受
３  軸受ボス部
４  軸
５  スラスト板
６  永久磁石
７  底受け
８  漏れ磁束
９  抜け止め
【図１】
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【図２】
2005192262.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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