(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【図１】
0003735156.tif 000002
【図２】
0003735156.tif 000003
【図３】
0003735156.tif 000004
【図４】
0003735156.tif 000005
【図５】
0003735156.tif 000006
【図６】
0003735156.tif 000007
【図７】
0003735156.tif 000008
【図８】
0003735156.tif 000009
【図９】
0003735156.tif 000010
【図１０】
0003735156.tif 000011
【図１１】
0003735156.tif 000012
【図１２】
0003735156.tif 000013
【図１３】
0003735156.tif 000014
【図１４】
0003735156.tif 000015