JP2000060087A

JP2000060087A - 平面対向型モータ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000060087A
Application number: JP10223957A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Ueda; 慶輔植田; Norishige Morizori; 憲重森反
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-08-07
Filing date: 1998-08-07
Publication date: 2000-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】情報関連機器に使用される平面対向型モータ
において、付加部材を用いることなく良バランスを実現
し、機器の小型化、情報転送速度の高速化に対応するこ
とを目的とする。【解決手段】ロータ１０のロータフレーム３とマグネ
ット４との間にビーズ混練接着剤９を配し、ロータ１０
を支承しながら回転駆動し且つ半径方向に共振周波数を
もって弾性支持する台３０に載置し、ロータ１０を共振
周波数を越える回転数で回転させてマグネット４をバラ
ンス補正位置に移動させ、しかる後固着するという手順
でバランスを補正しながらモータを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として情報関連
機器に用いられる平面対向型モータに関し、詳しくはそ
のアンバランス振動を低減する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年情報記録再生装置においては、機器
の小型化、情報転送速度の高速化が進展している。それ
とともに、機器の中に用いられるモータも小型かつ高速
回転を要求され、それにつれてモータの回転アンバラン
ス振動による装置性能への悪影響がますます目立つよう
になり、その低減を求められている。

【０００３】本発明の主題とする平面対向型モータ（以
下モータと略称する）でアンバランスを低減するため
の提案は多いが、特開平８−１９２３６号公報にあるも
のもその一例である。その従来例のモータ構造を図７に
示す。このモータは、シャフト１を圧入したボス２に円
形平板部５３ａを固定したロータフレーム５３と、円形
平板部５３ａに近接して略同心に配設され、外径、内径
を有する平板リング状のマグネット４とを有するロータ
６０と、マグネット４に軸方向に対向配置され磁路を形
成するヨーク５と、マグネット４とヨーク５との間に配
設された駆動コイル６と、ロータ６０を回転可能に支承
する軸受７と、軸受７を支えるベース５８とを備えてい
る。

【０００４】そして、ロータフレーム５３の外径側には
外周円筒部５３ｂがあり、マグネット４の外周位置に突
起５３ｃを設けてマグネット４の位置決めを確実にし、
且つ環状溝５３ｄを形成してここに紫外線硬化樹脂５９
を付着させてアンバランス修正を行う主旨の発明であ
る。

【０００５】だが、従来から多用されるこのような質量
付加法、あるいは質量削減法では、測定及び質量付加・
削減の連係が精度よくできないのでアンバランスが残留
しがちである。質量を付加・削減するための領域が必要
になりモータ小型化の支障となる。またバランス測定と
質量付加・削減を繰り返すので生産性が低下するなどの
問題点を有していた。

【０００６】そこで、質量を付加・削減しないアンバラ
ンス修正法が特開平１０−８３６２２号公報に開示され
ている。図８に他の従来例のモータ構造を引用図示す
る。このディスク駆動装置のモータは、軸７１に同心の
環状中空部７２と、その中を転動するバランス補正のた
めの複数個の球体７３とを備えている。そして、モータ
はサブベース７４に取り付けられ、サブベース７４はイ
ンシュレータ７５によって或る共振周波数をもって弾性
支持されている。

【０００７】このモータが前記共振周波数を越えて回転
すると、バランス補正球体７３はロータ重心に対し回転
中心をはさんで反対側に移動し、結果、バランスが補正
されて装置の振動が低減する。

【０００８】本発明のモータにおいてもこれと類似の原
理を用いてバランスを補正する。しかしこの例のままで
は、さらに小型化を進めるにはこれらのバランス補正部
材のスペースさえ問題になること、球体が自由に転動す
ると起動停止のとき衝突音を発生する場合があること、
さらに部材取り付け工程が必要であること、部品コスト
が上昇することなどの問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この自動バ
ランス技術を採用して従来からの残留アンバランス問題
と測定・質量付加繰り返しによる生産性低下の問題を解
消し、さらに、バランス補正のための部材或いは領域が
小型化を阻害している問題、バランス補正部材による騒
音発生などの問題、バランス補正部材の取り付け工数、
コストの問題を解決するものである。また、吸着による
バランス修正ミス、周囲の汚染など本発明特有の課題に
も対応する。

【００１０】そしてそれによって、機器の小型化、情報
転送速度の高速化に対応した優れた平面対向型モータを
実現することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ロータのロータフレームにマグネットを近
接配置し、ロータフレームとマグネットとの間にマグネ
ットを浮動させる手段および固着する手段を配し、ロー
タを、支承しながら回転駆動し且つ半径方向に共振周波
数をもって弾性支持する台に載置し、ロータを共振周波
数を越える回転数で回転させてマグネットをバランス位
置に移動させ、しかる後固着するという手順でバランス
を補正しながらモータを製造する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、本発明のモータを構成上の特徴で表現したものであ
る。

【００１３】すなわち、マグネットの外径側にある（数
１）以上の平均半径隙間によってマグネット自身のバラ
ンス補正移動範囲を確保し、組立段階において前記マグ
ネットを前記ロータフレームと共に回転させ且つ移動可
能に浮動させる手段によってマグネットが自由に移動で
きるようにしてバランス補正を可能にし、組立完了時に
はマグネットとロータフレームとを互いに固着する手段
によって良バランス状態を維持する。

【００１４】本発明の請求項２に記載の発明は、マグネ
ットを浮動させる手段又は固着する手段として接着剤を
用いたものである。浮動させ、固着する手段としては製
造工程上接着剤が適している。

【００１５】本発明の請求項３に記載の発明は、接着剤
は実質的に粒状体を混練したものを用いるものである。
粒状体がマグネットとロータフレームとの間の摩擦を低
減し、且つ一定間隔を保持する。

【００１６】本発明の請求項４に記載の発明は、マグネ
ットの外径側面または内径側面の近傍には対向する強磁
性部材との間隔を保つ手段を設けたものである。マグネ
ットが偏心して対向する強磁性部材に近接したとき、そ
こで磁気的に結合して自由な移動が妨げられることを防
ぐ。

【００１７】本発明の請求項５に記載の発明は、マグネ
ットの外径側の近傍に流動体が収容可能な凹部を設けた
ものである。浮動手段、固着手段に接着剤を用いたと
き、モータが高速回転して外周側に飛散しても周囲を汚
染することを防止できる。

【００１８】本発明の請求項６に記載の発明は、本発明
のモータを工程の特徴で表現したものである。これによ
って、ロータはバランス測定や質量付加を行うことな
く、バランス補正球体を付加することなくバランス補正
できる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。

【００２０】（実施例１）図２は第１の実施例における
モータの構造図である。このモータは、シャフト１と、
シャフト１を圧入したボス２と、ボス２に円形平板部３
ａを固定したロータフレーム３と、その円形平板部３ａ
に近接して略同心に配設され、外径、内径を有する平板
リング状のマグネット４とからなるロータ１０と、マグ
ネット４に軸方向に対向配置され磁路を形成するヨーク
５と、マグネット４とヨーク５との間に配設された駆動
コイル６と、ロータ１０を回転可能に支承する軸受７
と、軸受７を支えるベース８とを備えている。以上のよ
うに構成されたモータは、電子部品よりなる駆動回路に
よって駆動コイル６を励磁し、ロータ１０を回転させ
る。

【００２１】本発明の主要部であるロータについて説明
する。図３はロータの構造図である。図においてロータ
１０は、シャフト１、ボス２、ロータフレーム３、マグ
ネット４で構成されている。ロータフレーム３とマグネ
ット４は接着剤９を介して対向している。接着剤は、組
立段階においてマグネットをロータフレームと共に回転
させ且つ移動可能に浮動させ、組立完了時にはマグネッ
トとロータフレームとを互いに固着する手段である。

【００２２】図４は接着剤９の近傍の拡大図である。接
着剤９には微小径のビーズ９ａを混練している。ビーズ
は真球度のよい粒状体である。これは、ロータフレーム
３とマグネット４との間の摩擦を低減する働きを持ち、
マグネットが小さな力で移動できるので良バランスを実
現するのに役立つ。また、ロータフレームとマグネット
との間に均一な間隔を形成する働きを持ち、接着剤によ
る粘性抵抗を低い一定値に保持してマグネットを移動し
やすくし、良バランスを実現するのに役立つ。この説明
からわかるように、ビーズの真球度は良好な方がよく、
ビーズの直径は均一である方がよく、ロータフレームと
マグネットの互いの対向面は平面度（面粗さ）の良好な
方がよい。ビーズの直径は、対向面の平面度（面粗
さ）、接着剤の粘度、入手の容易さなどで決められる。

【００２３】またこの接着剤９は、紫外線硬化性、嫌気
硬化性、加熱硬化性を兼ね備えている。このモータはバ
ランスが補正された状態でマグネットを固着しなければ
ならない。従って、高速回転中に硬化を行うのが望まし
い。それには上記の硬化特性が有用である。ロータを回
転させながら紫外線を照射すれば、マグネットの内径・
外径に近い部分の接着剤が硬化する。すると、接着剤の
内部は空気と遮断され、嫌気硬化性により全体が硬化す
る。これで硬化しない部分があるとき、または光を照射
できないときは、ロータを加熱し硬化させる。それによ
ってマグネットが良バランス位置に固着される。

【００２４】次に、マグネット４の周囲に設けた隙間に
ついて述べる。図３に示すとおり、このロータ１０にお
いて、マグネット４の内径側には十分大きな半径隙間が
あり、外径側には（数１）以上の平均半径隙間ｃがあ
る。これによって、マグネット自身のバランス補正移動
範囲を確保する。

【００２５】従来のモータでマグネットによるアンバラ
ンスの要因を分析すると、第１はその取付位置誤差であ
った。第２に外径に対する内径の同心度誤差があった。
他に、外径・内径の形状誤差、厚みの平行度誤差、密度
ムラなどが続いた。従来例のようにマグネットを外径基
準で同心度を確保するように取り付けても、第２要因以
下の要因が問題として残った。本発明は、これらの要因
に対応するようにマグネット移動範囲を確保する必要が
ある。

【００２６】第２要因すなわち内径の同心度誤差に対応
するには、以下に述べる移動範囲が必要である。

【００２７】図５は本発明の実施例のマグネット移動量
を算出する概念図である。図５において、マグネット外
周半径ａ、マグネット内周半径ｂ、内径偏心量ｅとする
と、外径の中心Ｏに対する重心Ｇのずれ量、すなわち移
動必要量ｘは、（数１）となる。例えばｅ＝０．２、ａ
＝２０、ｂ＝１０のときｘはおよそ０．０７（単位は全
てｍｍ）である。本発明における平均半径隙間ｃはこの
移動必要量ｘを最低限の領域として確保する。

【００２８】バランス補正動作に移る。図１において、
上記のように構成されたロータ１０は、弾性支持台３０
に載置される。支持台３０の中央には、ロータ１０を支
承する軸受７、回転駆動する駆動コイル６があらかじめ
取り付けてある。さらにロータ１０のマグネット４外周
側、内周側に紫外線照射装置３１が備えてある。そして
支持台３０はインシュレータ３２にマウントされ、半径
方向には或る共振周波数を持って弾性支持されている。

【００２９】そして駆動コイル６を励磁してロータ１０
を回転させる。回転数は弾性支持台３０の共振周波数以
上にする。バランス修正原理は先に略記したので省略す
るが、皿回しを想起すればよい。回転するマグネットは
回転初期には偏心していても次第にその重心が回転中心
に一致する。但し、この方法で重心位置を合わせること
ができるのはシャフトに対し移動可能な物体のみであ
る。ロータフレームにアンバランスがあっても補正でき
ない。また、支持台の質量は小さい方がよい。

【００３０】バランス補正動作が行われた後、引き続き
回転させながらその位置で固着する。ロータ１０のマグ
ネット４外周側、内周側に向けられた紫外線照射装置３
１により接着剤の一部を硬化させて仮止めすれば、あと
は支持台から降ろし、嫌気硬化または加熱硬化により完
全固着させる。

【００３１】図示しないが、ロータを、平面対向型モー
タに組み込んだのち別の弾性支持台に載置することもで
きる。このようにすれば、モータを自己駆動することに
よりロータのバランス補正を行うことができる。たとえ
ば多数のモータをクッション材などの上に並べて回転さ
せておけばよいから、安価な設備で生産性を向上でき
る。但し、一般にロータ内部に光を照射できないので、
２液硬化性接着剤を用いるなど固着手段に工夫が必要で
ある。

【００３２】なお、マグネットを浮動させる手段として
は、摩擦係数を低減するものであればよいから、たとえ
ば感圧接着剤のセパレータに使われているシリコーン樹
脂とかフッ素樹脂シートなどでもよい。上記のビーズ混
練接着剤は単なる接着剤でもよいが、ロータフレームと
マグネットが強い力で引き合っているときは、粘度を高
くし、手早く作業を行わなければならない。また単体の
ビーズを置き接着剤を塗布することはビーズ混練接着剤
と等価である。

【００３３】（実施例２）本発明の他の実施例を説明す
る。図６はそのロータの構造図である。

【００３４】図において、ロータフレーム１３は円形平
板部１３ａと外周円筒部１３ｂとで構成されているが、
その外周円筒部１３ｂの内側にリング１２が圧入固着さ
れている。そしてマグネット４の外周との間に隙間を形
成している。リング１２は樹脂製すなわち非磁性体であ
り、マグネットと対向する強磁性部材との間隔を保つ手
段である。この構造によりマグネットが偏心して対向す
る部材に接近したときに磁気的に吸引することを防ぐ。
よって自由な移動が確保できて良バランスを実現でき
る。

【００３５】ここで、リングはマグネットの外周又は内
周に固着してもよい。マグネットと共に動くものは本発
明によるバランス補正の対象となる。また、内径側の移
動範囲を規制して外径側の磁気結合を規制することも可
能である。さらに従来例のような位置決め突起を隙間を
もって設けてもよく、十分大きな隙間を設けることでも
よい。

【００３６】また図において、リング１２とロータフレ
ーム１３の天面との間には凹部１９が形成されている。
マグネット４の浮動手段、固着手段に接着剤を用いたと
き、接着剤がロータ外部へ飛散して周囲を汚染すること
を防ぐので、モータ品質が向上する。

【００３７】以上いくつかの実施例を説明してきたが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の主旨の範囲で様々な応用展開が可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上の記載から明らかなように本発明に
よれば、従来のように残留アンバランスおよび測定・質
量付加繰り返しによる生産性低下に悩まされることな
く、また、バランス補正のための新たな部材を用いるこ
となくバランスを補正できる。

【００３９】そしてそれによって、機器の小型化、情報
転送速度の高速化に対応した優れた平面対向型モータを
実現することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のロータ及び弾性支持台の構造
図

【図２】本発明の実施例のモータ構造図

【図３】本発明の実施例のロータ構造図

【図４】本発明の実施例の接着剤近傍の拡大図

【図５】本発明の実施例のマグネットの移動必要量を算
出する概念図

【図６】他の実施例のロータ構造図

【図７】従来例のモータ構造図

【図８】他の従来例のモータ構造図

【符号の説明】１シャフト２ボス３、１３、５３ロータフレーム３ａ、１３ａ、５３ａ円形平板部３ｂ、１３ｂ、５３ｂ外周円筒部４マグネット５、３５ヨーク６駆動コイル７軸受８、１８、５８ベース９接着剤（浮動させる手段、固着する手段）９ａビーズ１０、２０、６０ロータ１２リング（間隔を保つ手段）１９凹部３０弾性支持台３１紫外線照射装置３２インシュレータ５３ｃ突起５３ｄ環状溝５９紫外線硬化樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G021 AB10 AM07 5H615 AA01 BB01 BB15 PP02 PP24 PP25 PP28 QQ02 SS18 SS24 SS53 TT05 TT27 TT30 TT31 5H621 BB06 HH01 JK07 JK08 JK14 JK19 5H622 CA01 CA05 CA06 CB03 PP19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シャフトを中心に回転し円形平板部を有
するロータフレームと、前記円形平板部に近接して略同
心に配設され、外径及び内径を有する平板リング状のマ
グネットと、該マグネットに軸方向に対向配置され磁路
を形成するヨークと、該マグネットと該ヨークとの間に
配設された駆動コイルと、前記ロータフレームを回転可
能に支承する軸受とを備え、前記マグネットの外径側に
ある（数１）以上の平均半径隙間と、組立段階において
前記マグネットを前記ロータフレームと共に回転させ且
つ移動可能に浮動させる手段と、組立完了時には前記マ
グネットと前記ロータフレームとを互いに固着する手段
とを有する平面対向型モータ。【数１】
【請求項２】マグネットを浮動させる手段又は固着す
る手段は接着剤である請求項１に記載の平面対向型モー
タ。
【請求項３】接着剤は実質的に粒状体を混練したもの
である請求項２記載の平面対向型モータ。
【請求項４】マグネットの外径側面または内径側面の
近傍には対向する強磁性部材との間隔を保つ手段がある
請求項１記載の平面対向型モータ。
【請求項５】マグネットの外径側の近傍に流動体が収
容可能な凹部を有する請求項１記載の平面対向型モー
タ。
【請求項６】ロータはロータフレームとマグネットと
を有し、円形平板部を有する前記ロータフレームに、外
径及び内径を有する平板リング状の前記マグネットを略
同心に近接配置し、前記ロータフレームと前記マグネッ
トとの間に前記マグネットを浮動させる手段および固着
する手段を配し、前記ロータを、支承しながら回転駆動
し且つ半径方向に共振周波数を持って弾性支持する台に
載置し、前記ロータを該共振周波数を越える回転数で回
転させて前記マグネットをバランス位置に移動させ、し
かる後前記固着する手段で固着することを特徴とする平
面対向型モータの製造方法。