專利名稱：無刷電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及被應(yīng)用于磁盤裝置、光盤裝置上的主軸電機(jī)等。
背景技術(shù)：
磁盤裝置和光盤裝置，每年機(jī)器在向高速化、高容量化發(fā)展。因此，對(duì)于驅(qū)動(dòng)光盤用的主軸電機(jī)，在要求電機(jī)的高速、高扭矩化的同時(shí)，要求低振動(dòng)、低噪聲化。
例如，改寫型DVD裝置等，有時(shí)以最大6000r/min的程度進(jìn)行寫入，盤片的稍許振動(dòng)將導(dǎo)致寫入錯(cuò)誤，因此，尤其對(duì)驅(qū)動(dòng)盤片的主軸電機(jī)提出了低振動(dòng)的要求。
關(guān)于這樣的主軸電機(jī)的低振動(dòng)化的方法(尤其是降低軸向力方向的振動(dòng))，目前考慮的實(shí)現(xiàn)低振動(dòng)化的方法是，在轉(zhuǎn)子或者定子側(cè)的任意一側(cè)設(shè)置永久磁鐵，用永久磁鐵將轉(zhuǎn)子向軸向力方向進(jìn)行吸引，抑制軸的浮起。
或者，作為其他的方法可考慮的是，以磁性材料制作軸，用永久磁鐵吸引軸的端面的方法。但是，在實(shí)際的產(chǎn)品上不太被使用。(例如，參閱JP52-095010A、JP05-068363A)然而，在前者的轉(zhuǎn)子或者定子側(cè)的任意一側(cè)設(shè)置永久磁鐵、用永久磁鐵將轉(zhuǎn)子朝軸向力方向進(jìn)行吸引的方法中，由于能夠加大吸引面積，因此，可容易地增強(qiáng)吸引力，然而，為了得到足夠的吸引力而需要使用大的永久磁鐵，容易引起永久磁鐵的成本升高。
另外，在后者的用永久磁鐵吸引軸的方法中，由于吸引面積小，因此，很多時(shí)候不能得到足夠的吸引力，現(xiàn)狀是不太被使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種以小型且價(jià)廉的磁鐵能得到足夠的軸向力吸引力、低成本且軸向力方向振動(dòng)小的無刷電機(jī)。
為了解決上述課題的第1發(fā)明的無刷電機(jī)，是一種在軸承輪轂部設(shè)置有軸承，軸承上保持有軸受，軸的端部與軸向力承受構(gòu)件相抵接，軸在軸承上可轉(zhuǎn)動(dòng)自由地受到軸支撐的無刷電機(jī)，其特征在于，設(shè)置有夾持所述軸向力承受構(gòu)件、將軸的端部向軸向力方向進(jìn)行吸引的永久磁鐵；以及對(duì)所述永久磁鐵進(jìn)行支撐的底座部，用磁性材料構(gòu)成所述軸承輪轂部、軸承、軸和底座部，磁通構(gòu)成通過永久磁鐵—底座部—軸承輪轂部—軸承—軸的閉合磁路。
由于所述的結(jié)構(gòu)，因磁通通過永久磁鐵—底座部—軸承輪轂部—軸承—軸構(gòu)成閉合磁路，因此，即便是小的磁鐵也能夠得到大的吸引力。
另外，第2發(fā)明是權(quán)利要求1所述的無刷電機(jī)，其特征在于，在所述的第1發(fā)明中，在永久磁鐵的外周部與底座部之間設(shè)置有空間部。
如上所述，由于在永久磁鐵的外周部與底座部之間設(shè)置有空間部，可降低磁通的泄漏，即使是小的磁鐵，也能夠得到大的吸引力。
另外，第3發(fā)明是所述第1發(fā)明或者第2發(fā)明中的無刷電機(jī)，其特征在于，永久磁鐵是從各向異性永久磁鐵的塊中切取而制成的。
如上所述，由于永久磁鐵是從各向異性永久磁鐵的塊中切取而制成的，提高了磁鐵的生產(chǎn)率，使磁鐵的低成本化成為可能。
另外，第4發(fā)明是所述第1發(fā)明或者第2發(fā)明中的無刷電機(jī)，其特征在于，永久磁鐵的形狀是長(zhǎng)方體。
如上所述，由于將永久磁鐵的形狀定為長(zhǎng)方體，即便不進(jìn)行特別的定位，也能夠在外周部空出空間。
另外，第5發(fā)明是所述第1發(fā)明或者第2發(fā)明中的無刷電機(jī)，其特征在于，在與軸前端的永久磁鐵相對(duì)置的部分附近，固定有用磁性材料構(gòu)成的防滑出部件。
如上所述，由于在與軸前端的永久磁鐵相對(duì)置的部分附近，固定有用磁性材料構(gòu)成的防滑出部件，能夠進(jìn)一步地提高吸引力。


圖1是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1中的無刷電機(jī)的剖視結(jié)構(gòu)圖。
圖2(A)表示的是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1中的永久磁鐵與底座部的結(jié)構(gòu)，是在永久磁鐵外周部與底座部之間具有足夠的間隙的情況的說明圖。
圖2(B)是永久磁鐵外周部與底座部之間不具有足夠的間隙的情況的說明圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1中表示永久磁鐵的制作方法的說明圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1中的底座部的立體圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1中其他例子的無刷電機(jī)的剖視結(jié)構(gòu)圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2中的無刷電機(jī)的剖視結(jié)構(gòu)圖。
發(fā)明實(shí)施的最佳形態(tài)以下，參閱圖紙，就本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。
本發(fā)明的無刷電機(jī)設(shè)置有將軸承2固定于內(nèi)周的軸承輪轂部3；回轉(zhuǎn)自由地受軸承2保持的軸4；與軸4的端面進(jìn)行滑動(dòng)的軸向力承受構(gòu)件5；夾持所述軸向力承受構(gòu)件5、將軸4的端面向一方吸引的永久磁鐵6；對(duì)所述永久磁鐵6進(jìn)行支撐的底座部7。用磁性材料構(gòu)成所述軸承輪轂部3、軸承2、軸4、底座部7，磁通構(gòu)成通過永久磁鐵6-底座部7-軸承輪轂部3-軸承2-軸4的閉合磁路。
圖1是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的無刷電機(jī)的剖視結(jié)構(gòu)圖。
圖1中，1表示的是安裝于機(jī)器上的電機(jī)基座，該基座1是將電鍍鋼板沖壓加工成型后制成的，中央部與固定軸承2用的圓筒狀的軸承輪轂部3形成一體。
軸承2是由鐵、或鐵與銅的合金材料所構(gòu)成的燒結(jié)含油軸承(sintering oillessbearing)，呈圓筒狀，被壓入固定于所述軸承輪轂部3的內(nèi)周。
軸4回轉(zhuǎn)自由地受軸承2的支撐。將軸4的下側(cè)端面的前端加工成R狀，在與軸向力板5(軸向力承受構(gòu)件)大致點(diǎn)接觸的狀態(tài)下形成回轉(zhuǎn)的狀態(tài)。在軸向力板5的下面，設(shè)置有形成軸向單極起磁的三角柱、立方體、長(zhǎng)方體、多角柱、硬幣型(圓柱)等的永久磁鐵6，產(chǎn)生將軸4朝下方吸附的作用。永久磁鐵6的下側(cè)端面，與用電鍍鋼板沖壓加工而成型的有底圓筒形的底座部7相接觸。該底座部7被壓入固定于基座1的軸承輪轂部3的下部，通過軸向力板5及永久磁鐵6朝軸向力方向支撐軸4。
這里，在本實(shí)施形態(tài)中，不僅是用永久磁鐵6吸引的軸4，而且底座部7、軸承輪轂部3、軸承2全部以磁性材料制成，構(gòu)成如圖1箭頭所示的將永久磁鐵6-底座部7-軸承輪轂部3-軸承2-軸4這一軸向力板5夾持的閉合磁路。
這樣，由于構(gòu)成閉合磁路，從而提高了磁通的磁導(dǎo)率(pemeance)，因此，即使是同一尺寸、同一性能的永久磁鐵也能夠產(chǎn)生更多的磁通，能夠提高磁性吸引力。
這里，關(guān)于所使用的軸承2，最好是用質(zhì)量比50％以上含鐵的燒結(jié)合金制作。通常，在燒結(jié)含油軸承中，使用除鐵以外的以銅、鋅等為代表的金屬，可減少與軸之間的摩擦阻力，在電機(jī)的電力消耗等方面是有利的，然而，鐵的質(zhì)量比率過小的話，材質(zhì)的導(dǎo)磁率及磁通密度變小，因此，不能得到足夠的磁通，會(huì)降低磁性吸引力。
另外，軸向力板5所使用的材質(zhì)，適合使用PEEK(聚醚醚酮polyether etherketone)、POM(聚縮醛polyacetal)、PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯polyethylene terephthalate)等的耐磨損性優(yōu)良的樹脂板、陶瓷、超合金鋼等。
因使用此類耐磨損性優(yōu)良的材質(zhì)，即使減薄軸向力板5，也不會(huì)有大的磨耗，由于軸4與永久磁鐵6的間隙變窄，故能夠提高吸引力。
尤其，即使是不另行設(shè)置類似軸向力板5的部件，由于在磁鐵的表面貼有PEFE(聚四氟乙烯poly tetrafluoroethylene)系等的低摩擦系數(shù)的薄膜，故采用該薄膜與軸滑動(dòng)的方法也行。
在本實(shí)施形態(tài)的結(jié)構(gòu)中，為了得到足夠的磁性吸引力，另外有幾個(gè)注意點(diǎn)。
首先，第1點(diǎn)就永久磁鐵的外周部的空間進(jìn)行說明。
圖2(A)、圖2(B)表示的是永久磁鐵與底座部的結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖2(A)表示的是在永久磁鐵6的外周部與底座部7之間有足夠的間隙的情況，圖2(B)表示的是在永久磁鐵6的外周部與底座部7之間沒有足夠的間隙的情況。
如圖2(B)所示，如果永久磁鐵6的外周部與底座部7之間沒有足夠的間隙，從永久磁鐵端面附近發(fā)出的磁通，直接成為了底座部7的側(cè)面泄漏的泄漏磁通8。因此，不僅僅是磁通不能使用于軸的吸引，而且由于增加了通過底座部7的磁通，提高了底座部7的磁通密度，成為引起底座部7的磁場(chǎng)飽和的主要原因，有時(shí)會(huì)大大地降低磁性吸引力。因此，最好是在永久磁鐵6的外周部設(shè)置有一定的空間部。
另外，第2點(diǎn)是關(guān)于永久磁鐵的材質(zhì)。
在本實(shí)施形態(tài)中，為了使所用的永久磁鐵、即使是在底座部7的狹窄的空間也能夠得到足夠的吸引力，適合使用磁力更強(qiáng)的永久磁鐵。
各向異性Sm-Co系燒結(jié)永久磁鐵、各向異性Nd-Fe-B系燒結(jié)永久磁鐵等，因有很強(qiáng)的磁力而適合于本用途。
然而，所述各向異性Sm-Co系燒結(jié)永久磁鐵、各向異性Nd-Fe-B系燒結(jié)永久磁鐵等的各向異性永久磁鐵，在成型時(shí)需要進(jìn)行磁場(chǎng)定向，使粒子的方向性一致地進(jìn)行成型，因此，成型設(shè)備必需是為了進(jìn)行磁場(chǎng)定向的電磁鐵、軛鐵等，與相同大小的各向同性永久磁鐵的成型設(shè)備相比較，有體積增大的傾向。另外，即便使永久磁鐵本身小型化，也存在設(shè)備難以小型化的問題。
因此，在本實(shí)施形態(tài)中，如圖3所示，在永久磁鐵成型時(shí)，成型為相對(duì)較大的磁鐵塊，燒結(jié)后，采用了對(duì)該塊狀進(jìn)行縱橫切割加工而制作成長(zhǎng)方體的永久磁鐵片的工藝方法。
以這樣的制作方法，盡管增加了切割加工的工序，但能夠降低包括成型設(shè)備的費(fèi)用、成型時(shí)的工時(shí)在內(nèi)的磁鐵的成本。尤其象本實(shí)施形態(tài)的尺寸5mm方以下程度的小型永久磁鐵中，尤其可得到明顯地降低成本的效果。
另外，以這樣的切割加工制作時(shí)，磁鐵的外形最好是長(zhǎng)方體的形狀。這是因?yàn)?，將磁鐵的外形制作成硬幣形(圓柱形)、多角形的話，不僅切割工序變得復(fù)雜，而且，從塊體切割加工時(shí)，增大了不能夠使用的浪費(fèi)部分的體積。采用本實(shí)施形態(tài)的將永久磁鐵成型為長(zhǎng)方體的方法，不僅能降低永久磁鐵的成本，還可得到提高磁性吸引力的效果。但是，不用說本發(fā)明并不是排除長(zhǎng)方體以外的其他的磁鐵的形狀。
圖4表示的是將本實(shí)施形態(tài)的永久磁鐵插入有底圓筒形狀的底座部7的狀態(tài)的立體圖。如圖4所示，在永久磁鐵6外周的四邊部，與底座部7的內(nèi)周部之間必然地成為了產(chǎn)生一定的空間的狀態(tài)。這樣，通過在永久磁鐵6的外周設(shè)置空間，與所述說明完全相同，可降低泄露的磁通，即使是小的磁鐵也能夠得到穩(wěn)定的吸引力。
在圖4中，永久磁鐵的外形是長(zhǎng)方體，當(dāng)磁鐵的外形是三角形狀時(shí)，雖然會(huì)稍許提高永久磁鐵的制造成本，但由于能夠獲得相對(duì)稍大的永久磁鐵6的外周與底座部7的內(nèi)周部之間的空間，故可進(jìn)一步地降低泄漏的磁通，能夠得到更穩(wěn)定的吸引力。
另外，10表示轉(zhuǎn)子框架，被壓入固定于軸4的上部。11是轉(zhuǎn)子用永久磁鐵，被設(shè)置于轉(zhuǎn)子框架10的外周壁的內(nèi)周面。12是為了支撐例如磁盤、光盤等的支撐構(gòu)件，軸4的前端部被插入在輪轂孔內(nèi)。
又，在軸承輪轂部3的外周邊緣嵌入了由多張薄的鐵板疊層的鐵心13，在該鐵心13的外周部卷繞有導(dǎo)線14。
采用所述結(jié)構(gòu)，一旦導(dǎo)線14通電的話，配置于鐵心13的外周部的由導(dǎo)線14構(gòu)成的電磁鐵與永久磁鐵相互吸引、排斥而向轉(zhuǎn)子框架10施加于回轉(zhuǎn)力，使軸4進(jìn)行回轉(zhuǎn)。一旦軸4進(jìn)行高速回轉(zhuǎn)，有時(shí)就從軸向力板5浮起，有可能使軸4在軸向力方向上發(fā)生振動(dòng)。因此，由于被設(shè)置于軸向力板5的下部的永久磁鐵6將軸4向下方向吸附，能夠抑制軸4的振動(dòng)。如圖1所示，由于制作了磁路，永久磁鐵6吸附軸4的力變強(qiáng)。
圖5所示的是實(shí)施形態(tài)1的變形例。所述實(shí)施形態(tài)1是將電機(jī)與固定于機(jī)器的基座1上的軸承輪轂部3一體成型的結(jié)構(gòu)，如圖5所示，也可將底座部7與軸承輪轂部3一體成型為單一的部件，壓入固定于基座1的插入孔。另外，未作圖示，也可用單一的燒結(jié)體使軸承2與軸承輪轂部3成型為一體的產(chǎn)品。

圖6是本實(shí)施形態(tài)2的無刷電機(jī)的剖視面結(jié)構(gòu)圖。
在圖6中，電機(jī)的結(jié)構(gòu)與圖1所示的實(shí)施形態(tài)1的電機(jī)結(jié)構(gòu)幾乎相同，在軸4的前端與永久磁鐵6對(duì)置的部分，不同的只是壓入固定有鐵制的環(huán)狀的防滑出塊9。
這樣，由于在軸4的前端附近貼有磁性體，可得到加大軸與永久磁鐵的對(duì)置面積的相同的作用，能夠提高吸引力。
由于該磁性體兼有防止轉(zhuǎn)子滑出的功能，不需要另外設(shè)置防滑塊，能夠降低電機(jī)的成本。
另外，該防滑出塊9也可不是鐵制的，而是用永久磁鐵制作，與永久磁鐵相吸合。
產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用的可能性本發(fā)明的無刷電機(jī)，最適合于降低電機(jī)的軸向的振動(dòng)，適用于要求低振動(dòng)的用途例如、磁盤裝置、光盤裝置等的主軸電機(jī)上。
權(quán)利要求
1.一種無刷電機(jī)，在軸承輪轂部設(shè)置有軸承，軸受上保持有軸，軸的端部與軸向力承受構(gòu)件相抵接，軸在軸承上可轉(zhuǎn)動(dòng)自由地受到軸支撐，其特征在于，設(shè)置有夾持所述軸向力承受構(gòu)件、將軸的端部向軸向力方向進(jìn)行吸引的永久磁鐵；具有支撐所述永久磁鐵的底座部，用磁性材料構(gòu)成所述軸承輪轂部、軸承、軸、底座部，磁通構(gòu)成通過永久磁鐵—底座部—軸承輪轂部—軸承—軸的閉合磁路。
2.權(quán)利要求1所述的無刷電機(jī)，其特征在于，在永久磁鐵的外周部與底座部之間設(shè)置有空間部。
3.權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的無刷電機(jī)，其特征在于，永久磁鐵是從各向異性永久磁鐵塊中切取制成的。
4.權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的無刷電機(jī)，其特征在于，永久磁鐵的形狀是三角形或者長(zhǎng)方體。
5.權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的無刷電機(jī)，其特征在于，在與軸前端的永久磁鐵相對(duì)置的部分附近，固定有用磁性材料構(gòu)成的防滑出部件。
全文摘要
一種能降低電機(jī)的軸向振動(dòng)的低振動(dòng)的無刷電機(jī)。該無刷電機(jī)在軸承輪轂部設(shè)置有軸承，軸受上保持有軸承，軸的端部與徑向力承受構(gòu)件相抵接，軸在軸承上可轉(zhuǎn)動(dòng)自由地受到軸支撐，其特征在于，設(shè)置有夾持所述軸向力承受構(gòu)件、將軸的端部向軸向力方向進(jìn)行吸引的永久磁鐵；以及具有支撐所述永久磁鐵的底座部，用磁性材料構(gòu)成所述軸承輪轂部、軸承、軸、底座部，磁通構(gòu)成通過永久磁鐵—底座部—軸承輪轂部—軸承—軸的閉合磁路?？商峁┬⌒颓覂r(jià)廉的磁鐵能得到足夠的軸向力吸引力、低成本且軸向力方向振動(dòng)小的無刷電機(jī)。
文檔編號(hào)F16C17/08GK1638236SQ20041010499
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2004年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月24日
發(fā)明者藤中廣康, 益田久光男 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社