CN1805246A - 无刷电动机 - Google Patents

Abstract

本发动机的托架是翻边加工部和发动机的安装基座部形成一体而成的。含油金属的全长的一部分被压入翻边加工部的内侧。由绝缘性树脂构成的金属夹具具有圆筒部、从该圆筒部的一方的端部向内径侧延伸设置的端面部、和从圆筒部的另一方的端部向轴方向和直角方向延伸设置的多个翼部。在定子芯的孔壁上固定有金属夹具的圆筒部的外周面的一部分。经由金属夹具的翼部和在定子芯的轴方向的另一方的端面上、与金属夹具的翼部分别设置的绝缘体，卷装有定子线圈。以覆盖露出到托架的外侧的含油金属的外周面和该含油金属的轴方向的一方的端面的方式，将金属夹具的圆筒部固定在翻边加工部的外周面上。

Description

无刷电动机

技术领域

本发明涉及主要在CD-ROM(R/RW)或DVD±(R/RW)等记录和再现信息的装置中驱动碟片而使用的无刷电动机(下面简称为电动机)，特别涉及电动机的轴承装置。

背景技术

近年来，在用于旋转驱动CD-ROM(R/RW)或DVD±(R/RW)等记录和再现信息的碟片的电动机中，根据低成本化的要求，由多孔性金属形成的含油金属作为一般的轴承装置而使用。在以往的这种电动机的轴承装置中，有例如日本专利申请特开平9-294350号公报中所公开的装置。

图5是表示以往例1的电动机的构造的剖视图。在图5中，电动机由进行旋转传递的输出轴51、含油金属52、保持含油金属52的外壳53、转子54、定子55以及由印刷基板构成的托架56构成。

电动机由在转子54和定子55之间顺次产生的磁场得到旋转力。安装在转子54的中央的输出轴51由轴承装置旋转自在地支撑，向外部传递精度良好的旋转。该轴承装置由含油金属52和固定在托架56上的外壳53构成。

然而，伴随着CD-ROM(R/RW)或DVD±(R/RW)等用于记录和再现信息的机器的高速化，轴承装置的长期可靠性的余量不断减少。随之而来，构成轴承装置的含油金属的保油构造的必要性以及含油金属中所含有的油的飞散对策等渐渐成为重要的课题。

在上述那样的以往的构成中，含油金属52的外周由外壳53所密封。因此，在输出轴51旋转时，由于在输出轴51和含油金属52的接触部所产生的压力，向含油金属52的端面的压力有所增大。由此，油会冒出含油金属52的端面，特别会附着在转子54的上面的内侧。进而，附着在该转子上面上的油就会通过伴随着转子54的旋转而产生的离心力而在径向上在转子上面的内侧扩散。而且，由于该扩散了的油不会回归到含油金属52内，因此含油金属52内所保有的油就会减少。其结果，就会有起不到作为含油金属52的正常的润滑作用，无法进行精度良好的旋转传递的后果。

图6是表示以往例2的电动机的构造的剖视图，该以往例2提出了可以减少向含油金属的端面的油的冒出、并可以长时间维持精度良好的旋转传递的电动机的轴承装置以及具备该装置的优异的电动机。

即，在以往例2的电动机的轴承装置中，通过在含油金属的转子上面侧设置不封闭含油金属的外周的部分来降低向含油金属的端面的压力。由此，该轴承装置可以减少向含油金属端面的油的冒出，可以长时间维持精度良好的旋转传递。

在图6中，电动机由进行旋转传递的输出轴61、含油金属62、保持含油金属62的外壳63、转子64、定子67以及托架65构成。外壳63与托架65形成为一体。

将金属保持部66的尺寸制成含油金属62的全长的1/2～4/5的大小。由此，使转子64侧的含油金属62的外周的一部分开放。通过该构成，抑制了向含油金属62的端面的油的冒出。进而，通过将托架65与外壳63形成为一体，削减了电动机的构成部件数。

然而，即使在图6的以往例2的电动机构造中，伴随着CD-ROM(R/RW)或DVD±(R/RW)等机器的激烈的高速化，由碟片的不平衡引起的轴承内部的径向以及轴承端面方向的压力变得比预想的大。因此，在该以往例2的电动机构成中，由于该压力，就会产生油从开放了的含油金属的外周以及轴承的端面流出，轴承装置的长寿命化变得困难的问题。

图7是表示以往例3的电动机的构造的剖视图。该以往例3，在含油金属外周的开放了的部分上安装有圆筒形状的盖子。在该圆筒形状的盖子与含油金属的端面及外周之间设有间隙。由此，即使从含油金属的端面冒出的油在旋转中飞散，盖子也会成为防止油飞散的墙壁。进而，提出了具有下述油回收构造的电动机，即通过含油金属的外周和盖子的圆筒部之间的间隙，使飞散到圆筒部的含油金属的油经由该间隙返回含油金属。在以往的这种电动机中，有例如日本专利申请特开2002-262540号公报中所公开的电动机。

上述第3以往例的电动机的构成在图7中表示。在图7中，电动机由输出轴71、含油金属72、转子73、定子78以及托架76构成。翻边加工部75和安装基座部74形成为一体，构成托架76。

在托架76的翻边加工部75的内周部，以开放外周的一部分的状态固定有含油金属72。在翻边加工部75的外周部，固定有定子芯77。金属夹具70(盖子)由圆筒部70a和从该圆筒部的一方的端部向内径侧延伸设置的端面部70b构成。该金属夹具70，将其圆筒部70a的另一方的端面突合在托架76的翻边加工部75的端面上，并压入定子芯77的内周部。这里，在圆筒部70a与含油金属72的端面及外周之间设置有间隙。

然而，在上述第3以往例的构成中，将金属夹具70和托架76的翻边加工部75的各自的端面加工成理想的平面是很难的，在两端面的突合面上难以避免会产生微小的间隙。另外，由于金属夹具70被固定在由层叠铁芯形成的定子芯77的内周部，因此会有由于毛细管现象，油从上述突合面的间隙，在层叠铁芯的各层间的间隙流出的危险。因此，具有通过电动机的运转，含油金属的油从该间隙慢慢流失，难以长时间维持充分的可靠性的问题。

另外，在这种电动机中，为了使碟片高速地旋转，提供给电动机的电流大幅度地增大。随之，还具有卷装在定子芯77上的线圈的发热从定子芯77经由金属夹具70传递给含油金属72，使轴承温度上升，使轴承的可靠性降低的问题。

发明内容

本发明的电动机包括托架、含油金属、定子芯、框架、转子磁铁、金属夹具。

托架是将构成轴承外壳的翻边加工部和用于安装电动机的安装基座部制成一体而形成的。含油金属的全长的一部分被压入托架的翻边加工部的内侧。定子芯配置在托架的翻边加工部的外侧。框架在中央部固定有轴。转子磁铁固定在框架的内周。

金属夹具具有：具有与形成在定子芯的中央的孔的内径尺寸相同或比其小的外径尺寸的圆筒部；从该圆筒部的轴方向的一方的端部向内径侧延伸设置的端面部；以覆盖定子芯的轴方向的一方的端面的方式，从圆筒部的轴方向的另一方的端部向轴方向和直角方向延伸设置的多个翼部。该金属夹具由绝缘性树脂构成。

这里，在定子芯的孔壁上固定有金属夹具的圆筒部的外周面的一部分。通过经由金属夹具的翼部和在定子芯的轴方向的另一方的端面上、与金属夹具的翼部分别设置的绝缘体卷装定子线圈，形成定子线圈组装体。以覆盖露出到托架的外侧的含油金属的外周面和含油金属的轴方向的一方的端面的方式，将金属夹具的圆筒部固定在托架的翻边加工部的外周面上。

通过该构成，由于用金属夹具覆盖从托架的翻边加工部露出的含油金属的外周及端面，因此可以防止来自含油金属的油泄漏。另外，由于通过绝缘性树脂而将金属夹具与定子芯的绝缘部(绝缘子)形成为一体，因此可以可靠容易地进行金属夹具的安装操作。进而，由于通过由树脂制成的金属夹具而将定子芯固定在托架上，因此定子芯与托架之间的热阻以及定子芯与含油金属之间的热阻增大。其结果，得到了可以抑制由卷装到定子芯上的定子线圈的发热产生的轴承温度上升的有益效果。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的电动机的构造的剖视图。

图2是图1所示的电动机的金属夹具的立体图。

图3是图1所示的电动机的定子组装说明图。

图4是表示本发明的实施方式2的电动机的金属夹具的立体图。

图5是表示以往例1的电动机的构造的剖视图。

图6是表示以往例2的电动机的构造的剖视图。

图7是表示以往例3的电动机的构造的剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图对用于实施本发明的最优方式进行说明。

(实施方式1)

图1是表示本发明的实施方式1的电动机的构造的剖视图，图2是图1所示的电动机的金属夹具的立体图，图3是图1所示的电动机的定子组装说明图。

在图1到图3中，本实施方式1的电动机包括托架4、含油金属5、定子芯8、框架2、转子磁铁3和金属夹具13。

托架4由构成轴承外壳的翻边加工部11和用于安装电动机的安装基座部12形成为一体的磁性材料制成。含油金属5的全长的一部分被压入托架4的翻边加工部11的内侧。定子芯8配置在托架4的翻边加工部11的外侧。框架2在中央部固定有轴1。转子磁铁3固定在框架2的内周。

金属夹具13由具有下述部件的绝缘树脂构成，即：具有与形成在定子芯8的中央的孔8b的内径尺寸相同或比其小的外径尺寸的圆筒部13a；从该圆筒部13a的轴方向的一方的端部13e向内径侧延伸设置的端面部13b；以覆盖定子芯8的轴方向的一方的端面的方式，从圆筒部13a的轴方向的另一方的端部13f向轴方向和直角方向延伸设置的多个翼部。

这里，在定子芯8的孔8b的壁上固定有金属夹具13的圆筒部13a的外周面的一部分。经由金属夹具13的翼部13c和在定子芯8的轴方向的另一方的端面上、与金属夹具13的翼部13c分别设置的绝缘体14，卷装有定子线圈6。这样，形成定子线圈组装体15。以覆盖露出到托架4的外侧的含油金属5的外周面5a和含油金属5的轴方向的一方的端面5b的方式，将金属夹具13的圆筒部13a固定在托架4的翻边加工部11的外周面上。

用图1～3进一步对本实施方式的电动机的构成进行说明。

在图1中，电动机的轴1进行电动机的输出，即相对于加载在该轴1上的负载进行旋转传递。在框架2的中央部实施翻边加工，在该翻边加工部直接压入轴1。在框架2的内周，在圆周方向上通过压入或接合固定有多极磁化了的环状的转子磁铁3。这样，由轴1、框架2以及转子磁铁3构成转子10。

托架4由磁性材料构成，通过压力加工方法形成。托架4在大致中央部具有阶梯状突起的翻边加工部11。该翻边加工部11作为用于收纳轴承的轴承外壳的功能而工作。即，托架4是构成轴承外壳的翻边加工部11和用于电动机的安装的安装基座部12形成为一体而构成的。通过该构成，容易精度良好地形成相对于翻边加工部11的安装基座部12的垂直度。

托架4的翻边加工部11具有：压入有含油金属5的金属保持部11a，具有比该金属保持部11a的外径尺寸大的外径尺寸的粗径部11b，和在金属保持部11a和粗径部11b的边界形成的台阶部11c。含油金属5旋转自在地支撑轴1。

另一方面，定子芯8是层叠硅钢板而形成的。该定子芯8如图3所示那样具有多个凸极8a。另外，在该定子芯8的中央形成有孔8b。

金属夹具13由绝缘性树脂形成，在图2中表示其立体图。在图1和图2中，该金属夹具13的圆筒部13a具有与定子芯8的孔8b的内径尺寸相等或稍小的外径尺寸。另外，金属夹具13具有从圆筒部13a的轴方向的一方的端部13e向内径侧延伸设置的端面部13b。进而，金属夹具13具有：以分别覆盖定子芯8的各凸极8a的轴方向的一方的端面的方式，从圆筒部13a的轴方向的另一方的端部13f向轴方向和直角方向延伸设置的多个翼部13c。

这里，使用图3对定子组装体9的组装进行说明。

从端面部13b侧将金属夹具13的圆筒部13a插入定子芯8的中央的孔8b中。将金属夹具13的翼部13c贴合接触在定子芯8的各凸极8a的轴方向的一方的端面上，通过压入或接合等而将圆筒部13a的外周面的一部分固定在定子芯8的孔8b的壁上。以覆盖与定子芯8的各凸极8a的由金属夹具13的翼部13c所覆盖的一侧相反的一侧的端面的方式，将绝缘部件14与翼部13c分开设置。然后，通过金属夹具13的翼部13c和绝缘部件14，将图1所示的定子线圈6卷装在定子芯8上。这样，构成了定子线圈组装体15。

将这样组装起来的定子线圈组装体15安装到在翻边加工部11上固定了含油金属5的托架4上。具体地说，以从露出到翻边加工部11的外侧的含油金属5的端面5b侧覆盖外周面5a的方式，使金属夹具13覆盖在含油金属5上。此时，沿着金属夹具13的圆筒部13a的内周面插入含油金属5。此时，以相对于金属夹具13的端面部13b，含油金属5的端面5b保持微小的间隙而相对的方式插入。托架4的翻边加工部11的金属保持部11a的外周面11d通过压入或接合等而固定在金属夹具13的圆筒部13a的内周面上。

这时，在本实施方式中，在如上述那样地形成在托架4的翻边加工部11上的阶梯部11c上，通过金属夹具13的翼部13c固定有定子芯8。

进而，印刷基板7通过接合等而固定在托架4的安装基座部12上。在印刷基板7上安装有用于驱动和控制电动机的电路的至少一部分。定子线圈组装体15的定子线圈6的线圈端布线在印刷基板7上，从而构成定子组装体9。

通过以上的构成，由于用金属夹具13来覆盖从托架4的翻边加工部11露出的含油金属5的外周部5a及端面5b，因此可以防止来自含油金属5的油泄漏。而且，由于在金属夹具13上，用绝缘性树脂一体地形成有定子芯8的各凸极8a的绝缘部(绝缘子)、即翼部13c，因此可以可靠容易地进行金属夹具13的安装操作。进而，由于通过由树脂制成的金属夹具13而将定子芯8固定在托架4上，因此定子芯8与托架4之间的热阻以及定子芯8与含油金属5之间的热阻增大，得到了可以抑制由卷装到定子芯8上的定子线圈6的发热产生的轴承(含油金属)的温度上升的有益效果。

然而，由于在谋求CD-ROM(R/RW)或DVD±(R/RW)等机器的高速化的情况下，为了不产生噪音，一般采用由超过了可听频率的载波进行的PWM驱动方式，因此在卷装在定子芯8上的定子线圈6上就会流过高频的大电流。由此，在定子芯8上就会产生感应电流。如上述以往例，当定子芯8和托架4被电气导通时，会有该感应电流通过托架4的安装基座部12而流向搭载电动机的机器的底座，从而成为有害的噪音的危险。

然而，根据上述本发明的实施方式的电动机的构成，托架4的翻边加工部11全都与定子芯8电气绝缘。由此，可以防止由提供给卷装在定子芯8上的定子线圈6的电流的急速变化(例如PWM驱动等)，在定子芯8上产生的感应电流通过翻边加工部11流入托架4，并可以抑制作为有害的噪音而影响搭载电动机的机器。

接下来，从翻边加工部11将轴1插入定子组装体9的含油金属5内。然后，从轴1的前端1a侧，通过压入等而将由磁性材料构成的环状的推力环16固定在规定的位置。然后，在托架4的翻边加工部11的粗径部11b的内周，从与翻边加工部11的突出方向相反的方向，通过压入等而将由磁性材料构成的杯状的承推块17固定在规定位置。

在承推块17的底面，预先在与轴1的前端1a相接触的位置上配设耐磨性优异的推力垫18。由此，使得长时间的稳定的旋转精度的维持成为可能。另外，在与推力环16相对的位置预先配设有环状的推力吸引磁铁19。由此，通过在推力吸引磁铁19和由磁性材料构成的推力环16之间作用的磁性引力，使转子10的定子方向位移稳定化。

另外，由于承推块17也由磁性材料构成，因此形成了从推力吸引磁铁19经过推力环16到达承推块17的磁力循环，由此，作为推力吸引磁铁19，不必采用高价的稀土类烧结磁铁，可以采用例如钕粘结磁铁(ネオジボンド)等便宜的树脂磁铁。

如上所述，可以提供具备了高速旋转时也可以长时间维持精度良好的旋转传递的轴承装置的优异的电动机。

(实施方式2)

图4是本发明的实施方式2的电动机的金属夹具的立体图。

本实施方式2的电动机与上述实施方式1不同的方面为下述方面。在图4中，在金属夹具13的圆筒部13a上，在轴方向上形成有具有与图3所示的定子芯的孔8b的内径尺寸相同或稍大的包络面的多个突部(肋)13d。该构成与上述实施方式1不同。

通过该构成，可以很容易地将金属夹具13的圆筒部13a压入定子芯的孔8a。而且，通过在金属夹具13的圆筒部13a上形成的多个突部(肋)13d，在圆筒部13a的圆周面和定子芯的孔8b的壁之间产生空间。由此，由于在定子芯8和含油金属5之间形成有空气层，因此获得了可以进一步增大热阻，进一步抑制由卷装在定子芯8上的定子线圈6的发热引起的轴承(含油金属5)的温度上升的效果。

Claims (3)

1.一种无刷电动机，其特征在于，包括

将构成轴承外壳的翻边加工部和用于安装电动机的安装基座部制成一体而形成的托架；

全长的一部分被压入上述翻边加工部的内侧的含油金属；

配置在上述翻边加工部的外侧的定子芯；

在中央部固定有轴的框架；

固定在上述框架的内周的转子磁铁；以及

由绝缘性树脂构成的金属夹具，其具备，具有与形成在上述定子芯的中央的孔的内径尺寸相同或比其小的外径尺寸的圆筒部，从该圆筒部的轴方向的一方的端部向内径侧延伸设置的端面部，以覆盖上述定子芯的轴方向的一方的端面的方式、从上述圆筒部的轴方向的另一方的端部向轴方向和直角方向延伸设置的多个翼部；

在上述定子芯的孔壁上固定有上述金属夹具的圆筒部的外周面的一部分；

经由上述金属夹具的翼部、和在上述定子芯的轴方向的另一方的端面上、与上述金属夹具的翼部分开设置的绝缘体，卷装定子线圈而形成定子线圈组装体；

以覆盖露出到上述托架的外侧的上述含油金属的外周面和上述含油金属的轴方向的一方的端面的方式，将上述金属夹具的圆筒部固定在上述托架的翻边加工部的外周面上。

2.如权利要求1所述的无刷电动机，其特征在于，

在上述翻边加工部上形成有

用于压入上述含油金属的金属保持部；

具有比上述金属保持部的外径尺寸大的外径尺寸的粗径部；

在上述金属保持部和上述粗径部的边界形成有阶梯部；

经由上述金属夹具的翼部，将上述定子芯固定在上述阶梯部上。

3.如权利要求1或2的任意一项所述的无刷电动机，其特征在于：

在上述金属夹具的圆筒部的外周，在轴方向上形成具有与上述定子芯的孔的内径尺寸相同或比其大的包络面的多个突部。

Images