JP2002165395A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータケースにヨークを介してロータマグネ
ットが取り付けられてなるモータであって、温度上昇に
基づくロータケースとヨークとの熱膨張率の差による互
いの影響をなくして振動の発生を抑制することができる
モータを得る。 【解決手段】 円筒状の周壁部を有するロータケース８
と、上記周壁部に対する対向部を有するヨーク９と、ヨ
ーク９を介してロータケース８に装着されたロータマグ
ネット１０と、ロータマグネット１０を回転自在に支持
したフレーム１と、フレーム１にロータマグネット１０
と対峙させて装着された電機子とを有するモータ。ヨー
ク９は一体成形品であり、ヨーク９とロータケース８と
の材質に起因した熱膨張量の差による互いの影響を抑制
するように、ヨーク９の上記対向部とロータケース８の
上記周壁部とが半径方向に離間して装着されている。

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、回転多面
鏡回転駆動用モータ、各種ディスク駆動用モータなどの
ように高速回転が要求されるものに好適なモータに関す
るもので、ロータケースにヨークを介してロータマグネ
ットを取り付けたモータの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、回転多面鏡回転駆動用モータ、
各種ディスク駆動用モータなどのように高速回転が要求
されるモータにおいては、ロータ全体の軽量化を図るこ
とによって高速化の要求に対応しやすいこと、加工が容
易で精度を出しやすいことなどの理由から、ロータケー
スの材料としてアルミ系の金属が用いられる場合があ
る。しかし、アルミ系の金属からなるロータケースは非
磁性材料であるため、ヨークを介してロータケースにロ
ータマグネットを取り付け、磁気回路の磁気抵抗を低減
している。

【０００３】図４以下に、ヨークを介してロータケース
にロータマグネットを取り付けたモータの例を示す。こ
のモータは回転多面鏡回転駆動用モータの例である。た
だし、このモータは本出願人が独自に構想を練って設計
したものであり、未公知である。図４において、モータ
フレーム１の中央部には円柱状の軸２が適宜の固定手段
により一体に固定されている。モータフレーム１にはま
た、適宜の固定手段により、上記軸２の外周側に、円筒
状のコアホルダー３が固定されている。コアホルダー３
の外周側にはコアが積層されてなるステータコア４が固
定されている。ステータコア４は複数の突極を放射状に
有し、各突極には駆動コイル５が巻かれている。ステー
タコア４と駆動コイル５はモータのステータを構成して
いる。

【０００４】モータフレーム１に固定された上記軸２の
外周側には、上記コアホルダー３の内周側においてスリ
ーブ７が嵌められている。スリーブ７の内周面と軸２の
外周面との間には微小間隙があり、また、スリーブ７の
内周面と軸２の外周面の少なくとも一方には動圧溝が形
成され、スリーブ７の内周面と軸２の外周面とでラジア
ル空気動圧軸受を構成している。スリーブ７の外周面と
コアホルダー３の内周面との間には上記動圧軸受部の隙
間より大きい間隙がある。軸２の上端部は円形に抉られ
ることによって外周に円形の突堤１８が形成されてお
り、突堤１８の内周側にリング状マグネット１９が固定
されている。

【０００５】スリーブ７の上端近くの外周には段部１２
が形成されている。スリーブ７の上端部には回転多面鏡
１３の中心孔が嵌められ、上記段部１２の上に回転多面
鏡１３が載せられている。回転多面鏡１３の上には弾性
体１４とクランパー１５がこの順に重ねられ、クランパ
ー１５がスリーブ７にねじ止めされることにより回転多
面鏡１３とクランパー１５がスリーブ７に固定されてい
る。クランパー１５には円柱状のマグネット２０が取り
付けられている。マグネット２０の外周面と上記マグネ
ット１９の内周面との間には微小な間隙が形成されてい
る。また、マグネット２０とマグネット１９相互間には
軸方向の磁気的吸引反発力が発生し、この磁気的吸引反
発力によって、スリーブ７、回転多面鏡１３および後述
のモータのロータ１１を含む回転体が、軸２およびモー
タのステータ６に対して非接触でスラスト方向に支持さ
れるようにマグネット２０とマグネット１９が着磁され
ている。すなわち、上記マグネット１９、２０は磁気的
なスラスト軸受を構成している。

【０００６】スリーブ７は、軸方向の中間部においてロ
ータケース８を一体に有している。ロータケース８は円
筒状の周壁部を有し、周壁部の内面側にはヨーク９を介
してロータマグネット１０が接着によって固定されてい
る。ロータケース８とヨーク９とロータマグネット１０
を含む部分はモータのロータを構成している。

【０００７】ロータケース８の詳細を図５、図６に示
す。図６に示すように、ロータマグネット１０は、全体
としては円筒形になっているが、この実施形態では、円
筒を４分割して部分円弧形とした４個のマグネット１０
を周方向に配置することにより、全体として円筒形とな
っている。ロータマグネット１０を分割した理由は、モ
ータの精度を高めるためである。すなわち、温度が変動
しても、マグネットとロータケースが相対的に変形した
り位置ずれを起こしたりすることがなく、精度のよいモ
ータを得ることができるからである。また、ロータマグ
ネット１０を分割することによって、高速回転時にロー
タマグネット１０が割れ難くなるという効果もある。

【０００８】ロータケース８は、ロータ全体の軽量化、
加工が容易などの理由から、アルミ系の金属からなる。
アルミ系の金属は非磁性であるため、ロータの磁気回路
を形成し、さらには磁気回路の磁気抵抗を低減するため
に、ロータケース８の周壁部の内周面側には鉄系の金属
からなるヨーク９の介在のもとにロータマグネット１０
が装着されている。ヨーク９は接着によってロータケー
ス８に装着されている。

【０００９】ロータケース８へのヨーク９の接着は、ロ
ータケース８の周壁部内周面側に形成された接着部２５
に接着剤を充填することによって行われる。接着部２５
は上記ロータケース８の周壁部内周面を薄く抉り取った
形で形成されている。ロータケース８は例えば鍛造によ
って作られ、鍛造時に上記接着部２５も形成される。図
示の例では、周方向に等間隔で８箇所に接着部２５が形
成されている。各接着部２５においては、ヨーク９の外
周面との間に間隙が生じ、この間隙に接着剤を充填する
ことによってヨーク９がロータケース８に接着されてい
る。上記各接着部２５の開口端側には、各接着部２５に
続いて接着剤溜まり２６が形成され、余分な接着剤はこ
の接着剤溜まり２６内に溜まって外部にあふれ出ないよ
うになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したモータに
よれば、モータの温度が５０℃以上、回転数が毎分３０
０００回転以上という条件のもとでは、モータの振動が
大きくなるという問題があった。図７は、５個の試料に
つき、回転速度を毎分３００００回とし、温度を初期の
２０℃から７５℃まで上げながら振動を測定した結果を
示す。図７からわかるように、モータの温度が４０℃以
上になると振動が急激に大きくなる。

【００１１】このように、温度上昇によってモータの振
動が大きくなる原因は、アルミ系の金属からなるロータ
ケース８の熱膨張率と鉄系金属からなるヨーク９の熱膨
張率の差により、ロータケース８の中心とヨークの中心
とがずれ、ロータ全体がアンバランスとなり、回転速度
が高速になればなるほど、アンバランスによる振動が大
きくなるからである。

【００１２】本発明は以上のような問題点を解消するた
めになされたもので、ロータケースにヨークを介してロ
ータマグネットが取り付けられてなるモータであって、
温度上昇に基づくロータケースとヨークとの熱膨張率の
差による互いの影響をなくして振動の発生を抑制するこ
とができるモータを提供することを目的とする。

【００１３】本発明はまた、ヨークがロータケースより
も熱膨張率の小さい材質からなるモータであって、温度
上昇に基づくロータケースとヨークとの熱膨張率の差に
よってロータケースの中心とヨークの中心とのずれによ
る振動の発生を抑制することができるモータを提供する
ことを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
円筒状の周壁部を有するロータケースと、上記周壁部に
対する対向部を有するヨークと、このヨークを介してロ
ータケースに装着されたロータマグネットと、このロー
タマグネットを回転自在に支持したフレームと、このフ
レームにロータマグネットと対峙させて装着された電機
子とを有するモータにおいて、ヨークは一体成形品であ
り、ヨークとロータケースとの材質に起因した熱膨張量
の差による互いの影響を抑制するように、ヨークの上記
対向部とロータケースの上記周壁部とが半径方向に離間
して装着されていることを特徴とする。

【００１５】ヨークとロータケースとの熱膨張量の差が
間隙の範囲内にとどまり、相互間に無理な力が加わって
変形するというような、相互間の影響を抑制することが
でき、モータが高速回転し、温度が上昇しても、ロータ
のバランスを保って、振動の発生を抑制することができ
る。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、ヨークは、ロータケースよりも熱膨張率の
小さい材質からなるとともにロータケースの周壁部に対
する対向部が円筒状に一体に形成され、この対向部の内
周側に圧入部が形成され、この圧入部がロータケースの
一部に半径方向に重ね合わせられて圧入されていること
を特徴とする。温度上昇によってヨークとロータケース
とが一層きつく嵌まり合い、ヨークの中心とロータケー
スの中心とを一致させたまま保持することができ、モー
タの高速回転時における振動の発生を抑制することがで
きる。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、ヨークは鉄系の金属からなり、ロータケー
スはアルミ系金属からなることを特徴とする。温度上昇
によってヨークとロータケースとが一層きつく嵌まり合
い、ヨークの中心とロータケースの中心とを一致させた
まま保持することができ、モータの高速回転時における
振動の発生を抑制することができる。

【００１８】請求項４記載の発明は、請求項２または３
記載の発明において、ロータケースは、周壁部から折り
曲げられた形の端板を有し、ヨークは、ロータケースの
周壁部に対する対向部から上記端板に沿って延びた内向
きの鍔部を有し、この鍔部の先端がロータケースへの圧
入部となっていることを特徴とする。温度上昇によって
ヨークの鍔部の先端がロータケースに一層きつく嵌まり
合い、ヨークの中心とロータケースの中心とを一致させ
たまま保持することができ、モータの高速回転時におけ
る振動の発生を抑制することができる。

【００１９】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明において、ヨークは、ロータケースの周壁部に対する
対向部から上記端板に沿って延びた内向きの鍔部を有
し、ロータケースは、周壁部から折り曲げられた形の端
板およびこの端板から突出した突堤を有し、この突堤が
ロータケースの上記鍔部の先端を押さえ込むようにかし
められることにより、ヨークがロータケースに固定され
ていることを特徴とする。ロータケースの突堤がロータ
ケースの鍔部の先端を押さえ込むようにかしめられるこ
とにより、ロータケースとヨークとが強固に固定され
る。温度上昇によってヨークの鍔部の先端がロータケー
スの突堤に一層きつく嵌まり合い、ヨークの中心とロー
タケースの中心とを一致させたまま保持することがで
き、モータの高速回転時における振動の発生を抑制する
ことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
にかかるモータの実施の形態について説明する。図１、
図２は、本発明にかかるモータに用いられるロータの例
を示す。このロータと組み合わせられるステータは、図
４に示すモータのステータと同様に構成することがで
き、また、回転多面鏡駆動用モータのロータとして用い
ることができる。したがって、図４に示すモータの構成
部分と同じ構成部分には共通の符号を付した。

【００２１】図１、図２において、ラジアル動圧軸受の
片方を構成するスリーブ７と一体に形成されたロータケ
ース８は、円筒状の周壁部を有し、この周壁部の内周面
側に、ヨーク９の介在のもとにロータマグネット１０が
装着されている。ロータケース８の材質はアルミ系の金
属であり、これに対してヨーク９はロータケース８より
も熱膨張率の小さい材質である鉄系の金属からなる。ヨ
ーク９は一体成形品で、ロータケース８の上記周壁部内
周面に対する円筒状の対向部と、この対向部の軸方向一
端側には内向きの鍔部９１が一体に形成されている。

【００２２】ロータケース８は上記周壁部の一端側から
半径方向内側に向かって折り曲げられた形をしていて、
上記周壁部とスリーブ７とを結ぶ端板８５を有する。ま
た、この端板８５の天井部には、ロータケース８の回転
中心軸線を中心とする同心円弧に沿って円形の突堤８１
が一体に形成されている。上記ヨーク９の鍔部９１の先
端すなわち内周端は、上記突堤８１の外周面に沿って嵌
められている。ヨーク９の板厚に対して突堤８１の高さ
は、１．５倍から２．０倍程度とする。すなわち、突堤
８１は、ヨーク９よりもヨーク９の板厚の０．５倍から
１．０倍程度下方に突出している。

【００２３】そこで、図２に示すように、突堤８１の周
方向において８箇所にかしめ部８２を形成する。ただ
し、かしめ部８２の数は任意で、モータが大型化すれば
それに応じてかしめ箇所を増やすとよい。かしめ部８２
は突堤８１の上記突出部分を塑性変形させてヨーク９の
鍔部９１を押さえ込むものであって、これにより、ヨー
ク９がロータケース８に強固に固着されている。

【００２４】上記のようにして、ヨーク９の鍔部９１の
先端がロータケース８の上記突堤８１の外周面に沿って
嵌められた状態において、ヨーク９の上記円筒状対向部
とロータケースの上記周壁部とが半径方向に離間して装
着されている。図１、図２において符号１７は、ヨーク
９の上記円筒状対向部とロータケース８の上記周壁部と
の間隙を示している。上記間隙１７は、０．０１〜０．
５μｍ程度とする。上記間隙１７が形成されることによ
り、ヨーク９とロータケース８との材質に起因した熱膨
張量の差による互いの影響を抑制することができる。す
なわち、ヨーク９とロータケース８との熱膨張量の差が
間隙１７の範囲内にとどまり、ロータケース８はロータ
ケース８自身で熱膨張し、ヨーク９はヨーク９自身で熱
膨張するため、相互間に無理な力が加わって変形すると
いうような、相互間の影響を抑制することができる。

【００２５】また、モータの温度上昇すると、ヨーク９
の鍔部９１の膨張量よりもロータケース８の上記突堤８
１の膨張量が大きくなり、ヨーク９の鍔部９１とロータ
ケース８の突堤８１とが一層きつく嵌まりあうことにな
る。そのため、ヨーク９の中心とロータケース８の中心
とが一致したまま保たれ、相互の中心を一致させたまま
保持することができる。上記のように構成されたロータ
は、図４に示したようなステータに対して回転自在に組
み込むことにより、モータが構成される。

【００２６】このように、上記実施形態によれば、ロー
タケース８の周壁部とヨーク９の円筒状対向部との間隙
１７を形成することにより、モータの温度が上昇して
も、ヨーク９とロータケース８との熱膨張量の差による
ヨーク９とロータケース８相互間の影響が抑制され、か
つ、ヨーク９の鍔部９１とロータケース８の突堤８１と
の中心を一致させたまま保持することができることか
ら、高速回転時の振動を極めて小さいレベルに抑制する
ことができる。

【００２７】図３は、５個の試料につき、回転速度を毎
分３００００回転とし、温度を初期の２０℃から７５℃
まで上げながら振動を測定した結果を示す。図３からわ
かるように、モータの温度が上昇しても振動が効果的に
抑制されている。図３を前述の図７と比較すれば、本発
明の実施形態の効果が顕著であることがわかる。また、
かしめによってロータケース８とヨーク９とを固着して
いるため、ロータケース８とヨーク９とを強固に固着す
ることができるとともに、温度変動による両者の中心の
ずれを防止することができる。

【００２８】上記の実施形態では、ロータケース８に一
体形成した突堤８１にかしめ部８２を設けることによっ
てロータケース８にヨーク９を装着するものであった
が、ヨーク９の、前記内向きの鍔部９１の先端部（内周
端部）を圧入部として、これをロータケース８の上記突
堤８１の外周面に圧入し、かしめを省略するようにして
もよい。こうすれば、ヨーク９の、ロータケース８の周
壁部に対する円筒状対向部の内周側に上記圧入部が形成
され、この圧入部がロータケース８の一部である上記突
堤８１に半径方向に重ね合わせられて圧入されることに
なるため、温度上昇によってヨーク９の鍔部９１とロー
タケース８の突堤８１とが一層きつく嵌まり合い、ヨー
ク９の中心とロータケース８の中心とを一致させたまま
保持することができる。なお、この場合も、ヨーク９の
上記円筒状対向部とロータケース８の上記周壁部とが半
径方向に離間して装着されることにより、ヨーク９とロ
ータケース８との材質に起因した熱膨張量の差による互
いの影響を抑制するようにする。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ヨークを
介してロータケースにロータマグネットが装着されたモ
ータにおいて、ヨークは一体成形品であり、ヨークとロ
ータケースとの材質に起因した熱膨張量の差による互い
の影響を抑制するように、ヨークの上記対向部とロータ
ケースの上記周壁部とが半径方向に離間して装着されて
いるため、ヨークとロータケースとの熱膨張量の差が間
隙の範囲内にとどまり、相互間に無理な力が加わって変
形するというような、相互間の影響を抑制することがで
きる。よって、モータが高速回転し、温度が上昇して
も、ロータのバランスを保って、振動の発生を抑制する
ことができる。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、ヨークは、ロータケースよりも熱膨
張率の小さい材質からなるとともにロータケースの周壁
部に対する対向部が円筒状に一体に形成され、この対向
部の内周側に圧入部が形成され、この圧入部が上記ロー
タケースの一部に半径方向に重ね合わせられて圧入され
ているため、温度上昇によってヨークとロータケースと
が一層きつく嵌まり合い、ヨークの中心とロータケース
の中心とを一致させたまま保持することができ、この点
からも、モータの高速回転時における振動の発生を抑制
することができる。

【００３１】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の発明において、ヨークは鉄系の金属からなり、ロー
タケースはアルミ系金属からなるため、温度上昇によっ
てヨークとロータケースとが一層きつく嵌まり合い、ヨ
ークの中心とロータケースの中心とを一致させたまま保
持することができ、モータの高速回転時における振動の
発生を抑制することができる。

【００３２】請求項４記載の発明によれば、請求項２ま
たは３記載の発明において、ロータケースは、周壁部か
ら折り曲げられた形の端板を有し、ヨークは、ロータケ
ースの周壁部に対する対向部から上記端板に沿って延び
た内向きの鍔部を有し、この鍔部の先端がロータケース
への圧入部となっているため、温度上昇によってヨーク
の鍔部の先端がロータケースに一層きつく嵌まり合い、
ヨークの中心とロータケースの中心とを一致させたまま
保持することができ、モータの高速回転時における振動
の発生を抑制することができる。

【００３３】請求項５記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、ヨークは、ロータケースの周壁部に
対する対向部から上記端板に沿って延びた内向きの鍔部
を有し、ロータケースは、周壁部から折り曲げられた形
の端板およびこの端板から突出した突堤を有し、この突
堤がロータケースの上記鍔部の先端を押さえ込むように
かしめられることによってヨークがロータケースに固定
されているため、ロータケースとヨークとが強固に固定
される。また、温度上昇によってヨークの鍔部の先端が
ロータケースの突堤に一層きつく嵌まり合い、ヨークの
中心とロータケースの中心とを一致させたまま保持する
ことができ、モータの高速回転時における振動の発生を
抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるモータに適用可能なロータの例
を示す縦断面図である。

【図２】上記ロータの底面図である。

【図３】上記ロータを用いたモータの振動を、温度を変
えながら測定した結果を示すグラフである。

【図４】従来のモータの例を示す縦断面図である。

【図５】上記従来のモータのロータ部分を示す断面図で
ある。

【図６】上記ロータの底面図である。

【図７】上記ロータを用いた従来のモータの振動を、温
度を変えながら測定した結果を示すグラフである。

【符号の説明】

８ ロータケース ９ ヨーク １０ ロータマグネット １７ 間隙 ８１ 突堤 ８２ かしめ部 ９１ 鍔部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の周壁部を有するロータケース
   と、上記周壁部に対する対向部を有するヨークと、この
   ヨークを介して上記ロータケースに装着されたロータマ
   グネットと、このロータマグネットを回転自在に支持し
   たフレームと、このフレームに上記ロータマグネットと
   対峙させて装着された電機子とを有するモータにおい
   て、 上記ヨークは一体成形品であり、上記ヨークとロータケ
   ースとの材質に起因した熱膨張量の差による互いの影響
   を抑制するように、上記ヨークの上記対向部と上記ロー
   タケースの上記周壁部とが半径方向に離間して装着され
   ていることを特徴とするモータ。
2. 【請求項２】 ヨークは、ロータケースよりも熱膨張率
   の小さい材質からなるとともにロータケースの周壁部に
   対する対向部が円筒状に一体に形成され、この対向部の
   内周側に圧入部が形成され、この圧入部が上記ロータケ
   ースの一部に半径方向に重ね合わせられて圧入されてい
   る請求項１記載のモータ。
3. 【請求項３】 ヨークは鉄系の金属からなり、ロータケ
   ースはアルミ系金属からなる請求項２記載のモータ。
4. 【請求項４】 ロータケースは、周壁部から折り曲げら
   れた形の端板を有し、ヨークは、ロータケースの周壁部
   に対する対向部から上記端板に沿って延びた内向きの鍔
   部を有し、この鍔部の先端がロータケースへの圧入部と
   なっている請求項２または３記載のモータ。
5. 【請求項５】 ヨークは、ロータケースの周壁部に対す
   る対向部から上記端板に沿って延びた内向きの鍔部を有
   し、ロータケースは、周壁部から折り曲げられた形の端
   板およびこの端板から突出した突堤を有し、この突堤が
   ロータケースの上記鍔部の先端を押さえ込むようにかし
   められることにより、ヨークがロータケースに固定され
   ている請求項１記載のモータ。