JP2001268840A - 薄型モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＮＲＲＯ、ハブの端面振れおよびハブのシャフ
ト部のラジアル方向の振れの何れをも常に規格範囲内に
確実に安定させることのできる高精度な薄型モータを提
供する。 【解決手段】固定ベース部材１７の中央部のボス部に玉
軸受４を内嵌固定し、玉軸受４にハブ２１のシャフト部
２２を回転自在に支持する。シャフト部２２にはロータ
２７の中央部を外嵌固定する。スリーブ軸受３２を、シ
ャフト部２２に沿った軸線方向におけるロータ２７と玉
軸受４との間に配設する。固定ベース部材１７の適所に
ステータ１０を装着し、駆動用マグネット９をステータ
１０に相対向する配置でロータ２７に装着する。玉軸受
４は、その外輪または内輪の一方をシャフト部２２の軸
方向に付勢した状態で、外輪をボス部１８に内嵌固定
し、且つ内輪をシャフト部２２に外嵌固定して取り付け
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、例えば、ＣＤ、Ｍ
Ｏ、ＤＶＤ、ＦＤおよびＨＤなどの記録ディスクの回転
駆動やパソコンに使用される冷却用ファンの回転駆動を
行う用途などに用いられる薄型モータに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えばノート型パソコンなどにお
いては、小型化および薄型化が促進される傾向にあり、
これに搭載される駆動装置の駆動源のモータにも小型化
および薄型化が要求されている。このような用途に用い
られる薄型モータとしては、図２の縦断面図に示すよう
な構造を備えたものが知られている。同図には、ステー
タ１０の内周側にロータ８が配置される、所謂インナー
ロータ型のものであって、高容量フロピィディスク（Ｆ
Ｄ）を回転駆動するための厚さが数ｍｍの薄型モータを
例示してある。このモータは、これを搭載するための装
置（図示せず）に固定されるシャーシ１に、固定部材２
を介してモータ自体の固定機構部分が固着されている。

【０００３】シャーシ１は、鉄板をプレス加工して形成
され、中央部に突設された円筒部１ａと、この円筒部１
ａの開口部一端（図の下端）から径方向外方に延びた平
板部１ｂとを一体に備えている。固定部材２は、外周端
の厚肉部２ｄの外周面をシャーシ１の円筒部１ａに内嵌
固定してシャーシ１に取り付けられている。平板部１ｂ
には、後述するステータ１０の界磁巻線１０ａが遊嵌さ
れる複数の逃し孔１ｃが放射状に設けられている。

【０００４】固定部材２は鉄製の磁性材を切削加工する
ことにより形成されて、その中心部分には、内部に貫通
孔を有する円筒状のボス部２ａが設けられている。その
ボス部２ａには、玉軸受４が外嵌固定されているととも
に、含油スリーブ軸受５が内嵌固定されている。固定部
材２の厚肉部２ｄには、これに形成された段部に予圧用
マグネット１２が嵌め込まれて固定されている。

【０００５】ディスクＤは、貫通孔Ｄｂを有するドーナ
ツ型の磁性プレートＤａを中央部に備えており、このデ
ィスクＤが載置されるハブ６は鉄製の磁性材を切削加工
して形成されたものである。このハブ６は、球面を有す
る円板状であって、前記ディスクＤの磁性プレートＤａ
における貫通孔の孔縁部が前記球面の周端部に載置され
る調芯部６ａと、この調芯部６ａの中心部分から垂設さ
れた円柱状のシャフト部６ｂと、調芯部６ａの外方に形
成された断面形状が逆Ｌ字状となったブラケット部６ｃ
と、このブラケット部６ｃの上面を高精度に加工して形
成されたディスク載置部６ｆと、ブラケット部６ｃの外
方位置において凹部が環状に延びる形状に形成されたク
ランプ用マグネット保持部６ｄと、このクランプ用マグ
ネット保持部６ｄの外方に形成されたほぼ平板状の周縁
部６ｅとを有している。

【０００６】上記調芯部６ａはディスクＤが載置された
時の調芯を行うものである。ブラケット部６ｃは、その
内周面に玉軸受４の外輪が嵌合状態で接着されて、玉軸
受４を保持する。ディスク載置部６ｆは、搭載されるデ
ィスクＤの軸方向の位置決めを行う。環状凹部に形成さ
れたクランプ用マグネット保持部６ｄには、ディスクＤ
を磁気吸引するためのクランプ用マグネット１１が嵌入
して保持されている。周縁部６ｅには、モータとしての
駆動トルクを発生する駆動用マグネット９が外嵌固定さ
れている。

【０００７】ハブ６のシャフト部６ｂは、含油スリーブ
軸受５の内周面に回転自在に支持されている。玉軸受４
の外輪は、その外周面が上述のようにハブ６のブラケッ
ト部６ｃに嵌合固定されているとともに、その外輪の上
端面がブラケット部６ｃの平板部分の下面に当接し、且
つ外輪の下端面が固定部材２の薄肉部２ｃに対峙してい
る。玉軸受４の内輪の内周面は、固定部材２のボス部２
ａに嵌合固定されているとともに、その内輪の上端面が
調芯部６ｂの下面に対峙し、且つ内輪の下端面が薄肉部
２ｃに当接している。このようにしてハブ６は、そのシ
ャフト部６ｂが含油スリーブ軸受５に、ブラケット部６
ｃが玉軸受４にそれぞれ回転自在に支持されることによ
り、固定側機構部分に対し回転自在に支持されている。

【０００８】予圧用マグネット１２は、その発生する磁
力の作用によって対峙するハブ６を軸方向下方に吸引し
ている。これにより、玉軸受４には、軸方向下方の荷重
がブラケット部６ｃを通じて外輪から転動体を介し内輪
に作用することにより、予圧が付与されている。この玉
軸受４と含油スリーブ軸受５は、ハブ６に作用する主と
して径方向の荷重を支持するラジアル軸受であるが、上
述のように予圧が付与されることによってハブ６の軸方
向のスラスト荷重を支持して、ハブ６の回転時における
スラスト方向の揺れや振動を防止するように図られてい
る。

【０００９】ステータ１０は、駆動用マグネット９に対
し径方向外方で対峙する配置でシャーシ１の外周縁部に
取り付けられている。このステータ１０は、環状体の内
周部に複数の磁極を有するコア１０ｂと、このコア１０
ｂの磁極に巻装された界磁巻線１０ａと、ステータ１０
をシャーシ１に取り付けるための取付部１０ｃとを有し
ている。ステータ１０は、その各界磁巻線１０ａの下部
をシャーシ１の逃し孔１ｃに遊嵌した配置でシャーシ１
の外周縁部に取り付けられており、これにより、モータ
の軸方向の幅が小さくなるように図られている。駆動用
マグネット９は、その上面の平坦部を覆う配置で設けら
れた磁性材からなる環状の遮蔽板（ヨーク）１５によっ
て上方への磁束漏れが防止されている。

【００１０】上記薄型モータは、ステータ１０の界磁巻
線１０ａに通電されると、ステータ１０と駆動用マグネ
ット９との磁気作用によって駆動トルクが発生し、ハブ
６がそのシャフト部６ｂを回転支軸として回転する。し
たがって、ハブ６および駆動用マグネット９は、固定側
のステータ１０に対して回転するロータ７を構成してい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記薄型モ
ータでは、玉軸受４に対し以下のような構成によって予
圧を付与している。すなわち、駆動用マグネット９は、
これの磁気センタがステータ１０の磁気センタに対し僅
かにスラスト方向（軸方向）上方にずれる配置で設けら
れている。これにより、ハブ６を含むロータ７には固定
部材２に対し下方へのスラスト力を付与することが可能
な構成として、予圧用マグネット１２から発生する磁力
の作用によって対峙するハブ６を軸方向下方に吸引する
ことにより、玉軸受４には、軸方向下方の荷重がハブ６
のブラケット部６ｃを通じ外輪から転動体を介して内輪
に作用して、予圧が付与されている。

【００１２】しかしながら、上述のような磁気的スラス
ト力を利用して玉軸受４に間接的に予圧を付与する構成
では、対象となるモータが薄型であることから、駆動用
マグネット９とステータ１０との各々の磁気センタのず
れを大きく設定できないので、十分なスラスト力を得る
ことができず、玉軸受４に付与する予圧がどうしても不
十分となる。そのため、上記薄型モータでは、ＮＲＲＯ
（非繰り返し回転芯振れであって、回転体が所定の周期
を回転する際に移動する回転中心の変位量）、ハブ６の
端面振れおよびハブ６のシャフト部６ｂのラジアル方向
（径方向）の振れについて、この何れをも規格範囲内の
精度に入るように常時安定させることができないという
問題がある。

【００１３】上記問題は、主にハブ６の回転時における
ラジアル方向への変位の有無に係わることであるから、
記録ディスクＤを回転駆動する用途に用いる薄型モータ
では記録情報を正確に再生することができないという重
大な欠陥を招く結果となる。しかも、上記薄型モータで
は、駆動用マグネット９とステータ１０とを、各々の磁
気センタがずれた相対位置に配置する必要があるので、
回転時の振動及び騒音が比較大きいという欠点もある。

【００１４】また、ハブ６のシャフト部６ｂは、玉軸受
４に比較して軸損が大きいことから回転特性が劣る含油
スリーブ軸受５で回転自在に支持されているので、その
径を大きくするのに限度がある。このように上記薄型モ
ータでは、上述のシャフト部６ｂの径を大きく設定でき
ないことにより、安定した回転を得ることが困難とな
る。しかも、ハブ６のシャフト部６ｂは、通常、Ｒｙ0.
6 μｍ以下の面粗度に設定されるが、上記構成となった
薄型モータに用いる場合、比較的軸損が大きい含油スリ
ーブ軸受５で支持されることから、Ｒｙ0.3 μｍ以下の
精密な面粗度に設定することが要求される。そのため、
シャフト部６ａを含むハブ６は、製作コストが高くつく
上に、含油スリーブ軸受５に摺接することから、長寿命
を確保できない問題もある。

【００１５】そこで本発明は、上記従来の課題に鑑みて
なされたもので、ＮＲＲＯ、ハブの端面振れおよびハブ
のシャフト部のラジアル方向の振れの何れをも常に規格
範囲内に確実に安定させることのできる高精度な薄型モ
ータを提供することを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の薄型モータは、固定ベース部材の中央
部のボス部に固定された玉軸受と、前記玉軸受にシャフ
ト部が回転自在に支持されたハブと、前記シャフト部に
中央部を固定されて前記ハブと一体回転するロータと、
前記シャフト部に沿った軸線方向における前記ロータと
前記玉軸受との間に配設されたスリーブ軸受と、前記固
定ベース部材の適所に装着されたステータと、前記ステ
ータに相対向する配置で前記ロータに装着された駆動用
マグネットとを備えてなり、前記玉軸受は、その外輪ま
たは内輪の一方を前記シャフト部の軸方向に付勢した状
態で前記外輪を前記ボス部に内嵌固定し、且つ内輪を前
記シャフト部に外嵌固定して取り付けられていることを
特徴としている。

【００１７】この薄型モータでは、ロータを一体回転さ
せるハブのシャフト部が玉軸受で回転自在に支持される
構成になっていることから、玉軸受の外輪または内輪の
何れか一方に予圧力を付与した状態で外輪および内輪を
固定ベース部材のボス部およびシャフト部にそれぞれ固
着できる。このようにハブのシャフト部を支持する玉軸
受には、直接的に予圧を付与できるので、薄型であるに
も拘わらず十分な予圧力を付与することができ、ＮＲＲ
Ｏおよびハブのシャフト部のラジアル方向の振れの何れ
についても、常に高精度に安定化させて著しい向上を得
ることができる。また、ハブのシャフト部は、玉軸受４
で回転自在に支持されるので、含油スリーブ軸受で支持
される場合に比較して径を十分に大きく設定することが
でき、安定した回転を得ることができる。

【００１８】また、上記発明の薄型モータにおいて、前
記スリーブ軸受は、軸線方向の一端部が前記ロータに固
着され、且つ他端部が前記玉軸受の外輪の端面に摺動自
在に接触して支持された状態に取り付けられている構成
とすることが好ましい。

【００１９】これにより、ハブのシャフト部に固着され
たロータは、スリーブ軸受を介して玉軸受の外輪に下方
から摺動自在に支持されるので、ハブの端面振れやスラ
スト方向の振れを極力抑制することができる。しかも、
スリーブ軸受は、焼き入れ部品であって元々高い面粗度
に精密に仕上げられている玉軸受の外輪に摺動自在に支
持させるので、モータとしての長寿命化を図ることがで
きるとともに、特別な加工を施す必要がないことから、
従来モータに比較して製作コストの低減を図ることがで
きる。

【００２０】さらに、上記発明の薄型モータでは、前記
ステータと前記駆動用マグネットとが各々の磁気センタ
を一致させて相対向する配置で取り付けられている構成
とすることができる。本発明の薄型モータでは、玉軸受
に予圧を付与した状態でロータをハブのシャフト部に固
着することによって駆動用マグネットとステータとの各
々の磁気センタを一致させるので、予圧用マグネットを
用いる従来モータに比較して回転時の振動及び騒音を低
減することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しながら詳述する。図１は本発明
の一実施の形態に係る薄型モータを示す縦断面図であ
り、同図において、図２と同一若しくは同等のものには
同一の符号を付して、その説明を省略する。この薄型モ
ータは、これを搭載するための装置（図示せず）に固定
されるシャーシ１７に、モータ自体の固定機構部分が、
図２の薄型モータが備えていた固定部材２を介在するこ
となく直接的に取り付けられている。

【００２２】シャーシ１７は、鉄板をプレス加工して形
成され、中央に形成された貫通孔を有する円筒状のボス
部１８と、このボス部１８の開口部一端（図の下端）か
ら径方向外方に延びる平板部１９とを一体に備えてい
る。平板部１９には、ステータ１０の界磁巻線１０ａが
遊嵌される複数の逃し孔２０が放射状に設けられてお
り、ボス部１８には、玉軸受４が内嵌固定されている。

【００２３】ディスクＤが載置されるハブ２１は、鉄製
の磁性材を加工して形成され、球面を有する円板状の調
芯部２３と、この調芯部２３から垂下状に一体形成され
た円柱状のシャフト部２２とを有する比較的簡素化され
た形状になっている。ハブ２１のシャフト部２２の下端
は、シャーシ１７に固着されたスラスト受け板２８に当
接して回転自在に支持されている。調芯部２３はディス
クＤが載置された時の調芯を行うものである。シャフト
部２２には、二つの接着用溝２２ａ，２２ｂが軸方向に
間隔を隔てた配置で周方向に沿って形成されている。こ
のシャフト部２２には、ロータ２７の中央部が外嵌され
て上方の接着用溝２２ａを介し接着固定されているとと
もに、玉軸受４の内輪が外嵌されて下方の接着用溝２２
ｂを介し接着固定されている。

【００２４】ロータ２７は、上面を高精度に加工して湾
曲形状に形成されたディスク載置部２９と、このディス
ク載置部２９の外方位置において凹部が環状に延びる形
状に形成されたクランプ用マグネット保持部３０と、こ
のクランプ用マグネット保持部３０の外方側の周端部分
に形成されたほぼ倒置Ｌ字形状の駆動用マグネット保持
部３１とを一体に備えている。ディスク載置部２９は、
搭載されるディスクＤの軸方向の位置決めを行う。環状
凹部に形成されたクランプ用マグネット保持部３０に
は、ディスクＤを磁気吸引するためのクランプ用マグネ
ット１１が嵌入して保持されている。駆動用マグネット
保持部３１には、モータとしての駆動トルクを発生する
駆動用マグネット９が外嵌固定されている。

【００２５】含油スリーブ軸受３２は、玉軸受４に対し
スラスト方向上方に配置されて、ロータ２７のディスク
載置部２９の下面に設けられた軸受保持部３３に嵌合さ
れて上端面を接着固定され、且つその下端面が玉軸受４
の外輪の上端面に摺動自在に支持されている。このよう
に含油スリーブ軸受３２を玉軸受４に対しスラスト方向
側であってシャフト部２２に対し径方向外方に離間した
位置に配置することが可能となったのは、ハブ２１のシ
ャフト部２２を、含油スリーブ軸受３２に比較して軸損
が小さいことから回転特性に優れた玉軸受４によって安
定に支持できるからである。

【００２６】上記薄型モータは、ロータ２７を一体回転
させるハブ２１のシャフト部２２が玉軸受４で回転自在
に支持された構成になっているから、その組み立てに際
しては、玉軸受４の外輪をシャーシ１７のボス部１８に
内嵌して接着固定し、その玉軸受４の内輪を図の上方へ
向け予圧力を付与した状態でシャフト部２２の接着用溝
２２ｂに接着固定される。これにより、ハブ２１のシャ
フト部２２を支持する玉軸受４には、スラスト方向への
予圧が直接的に付与されることから、薄型であるにも拘
わらず十分な予圧力を付与することができる。そのた
め、この薄型モータでは、ＮＲＲＯおよびハブ２１のシ
ャフト部２２のラジアル方向の振れの何れについても、
常に高精度に安定化させて著しい向上を得ることができ
る。

【００２７】また、上記薄型モータでは、玉軸受４の内
輪を図の上方へ押圧して予圧を付与した状態でハブ２１
のシャフト部２２に接着固定することによって駆動用マ
グネット９とステータ１０との各々の磁気センタを一致
させるので、図２の予圧用マグネット１２を用いる従来
モータに比較して回転時の騒音を低減することができ
る。これに対し図２の従来の薄型モータでは、予圧用マ
グネット１２の磁力作用でハブ６を軸方向下方に吸引す
ることによって玉軸受４に予圧を付与する構成であるか
ら、駆動用マグネット９の磁気センタをステータ１０の
磁気センタに対し僅かにスラスト方向上方にずらして配
置する必要があり、振動及び騒音の低減を図るのが困難
である。

【００２８】さらに、上記薄型モータでは、ハブ２１の
シャフト部２２を玉軸受４で回転自在に支持することか
ら、このシャフト部２２を、図２の従来モータにおける
含油スリーブ軸受５で支持されるシャフト部６ａよりも
径を大きく設定することができ、安定した回転を得るこ
とができる。しかも、ロータ２７の軸受保持部３３に接
着固定された含油スリーブ軸受３２は、シャーシ１７の
ボス部１８に固定された玉軸受４の外輪の上端面に摺動
する構成になっているので、ハブ２１のシャフト部２２
に固着されたロータ２７は、これの軸受保持部３３が含
油スリーブ軸受３２を介して玉軸受４の外輪に下方から
摺動自在に支持される。これにより、この薄型モータで
は、ハブ２１の端面振れやスラスト方向の振れを極力抑
制することができる。

【００２９】ところで、玉軸受４は、一般に焼き入れ部
品であって、元来、その内輪および外輪の面粗度がＲｙ
0.3 μｍ以下になるように精密に仕上げられている。上
記薄型モータでは、その玉軸受４の外輪で含油スリーブ
軸受３２を下方から摺動自在に支持する構成としている
ので、特別な加工を施すことなくモータとしての長寿命
化を図ることができる上に、ハブ２１のシャフト部２２
は、玉軸受で回転自在に支持されることから、Ｒｙ0.6
μｍ以下の面粗度のままでも十分であり、従来モータに
比較して製作コストの低減を図ることができる。これに
対し、図２の従来モータでは、ハブ６のシャフト部６ｂ
が、玉軸受４に比較して軸損が大きいことから回転特性
が劣る含油スリーブ軸受５で支持されていることから、
上記シャフト部６ｂをＲｙ0.3 μｍ以下の精密な面粗度
に仕上げる必要があり、シャフト部６ｂを含むハブ６の
製作コストが高くつく。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明の薄型モータによれ
ば、ロータを一体回転させるハブのシャフト部を玉軸受
で回転自在に支持する構成としたので、玉軸受には、直
接的に予圧を付与できるので、薄型であるにも拘わらず
十分な予圧力を付与することができる。そのため、ＮＲ
ＲＯおよびハブのシャフト部のラジアル方向の振れの何
れについても、常に高精度に安定化させて著しい向上を
得ることができる。また、ハブのシャフト部は、玉軸受
４で回転自在に支持されるので、含油スリーブ軸受で支
持される場合に比較して径を十分に大きく設定すること
ができ、安定した回転を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る薄型モータを示す縦
断面図である。

【図２】従来の薄型モータを示す縦断面図である。

【符号の説明】

４ 玉軸受 ９ 駆動用マグネット １０ ステータ １７ シャーシ（固定ベース部材） １８ ボス部 ２１ ハブ ２２ シャフト部 ２７ ロータ ３２ スリーブ軸受

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定ベース部材の中央部のボス部に内嵌
   された玉軸受と、 前記玉軸受にシャフト部が回転自在に支持されたハブ
   と、 中央部が前記シャフト部に固定されて前記ハブと一体回
   転するロータと、 前記シャフト部に沿った軸線方向における前記ロータと
   前記玉軸受との間に配設されたスリーブ軸受と、 前記固定ベース部材の適所に装着されたステータと、 前記ステータに相対向する配置で前記ロータに装着され
   た駆動用マグネットとを備えてなり、 前記玉軸受は、その外輪または内輪の一方を前記シャフ
   ト部の軸方向に付勢した状態で前記外輪を前記ボス部に
   固定し、且つ内輪を前記シャフト部に固定して取り付け
   られていることを特徴とする薄型モータ。
2. 【請求項２】 前記スリーブ軸受は、軸線方向の一端部
   が前記ロータに固着され、且つ他端部が前記玉軸受の外
   輪の端面に摺動自在に接触して支持された状態に取り付
   けられている請求項１に記載の薄型モータ。
3. 【請求項３】 前記ステータと前記駆動用マグネットと
   が各々の磁気センタを一致させて相対向する配置で取り
   付けられている請求項１または２に記載の薄型モータ。