JP2002238207A

JP2002238207A - 片持ち軸受構成の小型モータ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002238207A
Application number: JP2001031876A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Sugita; 良一杉田
Original assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Current assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】面倒な加工を要してコストを増加させるとい
うことも無く、確実にロータを抜け止めすることを目的
としている。【解決手段】本発明の片持ち軸受構成の小型モータ
は、シャーシ４に対して固定されるか又は一体に形成さ
れた軸受保持部７及び該軸受保持部の蓋をするエンドプ
レート６を備え、該軸受保持部７の中には、シャフト受
け５、含油軸受メタル３、及びロータのシャフトの抜け
止め手段を有する少なくともシャフト基端部を収容し
て、該シャフト基端部をシャフト受け５で支承する。そ
して、この抜け止め手段は、軸受保持部７の中に、ロー
タのシャフト１を挿入した際に、シャフト受け５に対し
て荷重を加えた後にその荷重を解放することによりシャ
フト受け５から圧力を受けて圧入されたロータブッシュ
２により構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクを駆動
するスピンドルモータ等の片持ち軸受構成を有する小型
モータ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク等を駆動するスピンドルモー
タは、ハウジングを構成するシャーシ側の一方のみに軸
受を配した片持ち軸受構成を採用している。これは、ブ
ラシレスモータ、或いはブラシ付モータのいずれにも採
用されている。

【０００３】このようなモータは、片持ち軸受けをする
ために、軸受保持部の内部において、シャフトの基端を
ピボット支承するシャフト受けを備えている。このよう
な構造のロータは、マグネットの磁力を利用してシャフ
トを基端側に付勢させることによって保持しているだけ
のため、ヨークの上に取り付けられる金属製のターンテ
ーブルが、ディスクプレーヤー側に取り付けられている
ディスクを押さえるためのクランプマグネット（図示せ
ず）が引き離される時および衝撃によってロータが抜け
ないように抜け止め手段を講じる必要がある。

【０００４】このような抜け止め手段が、特開平１１−
８９５８号公報に提案されている。これについて、図６
及び図７を参照してさらに説明する。図６は、ブラシレ
ススピンドルモータの断面図であり、図７は、図６に示
されている抜け止め部材１６のみを取り出して示す図で
ある。図示のブラシレススピンドルモータは、固定子側
として、シャーシ４に取り付けられた軸受保持部品１５
の外周に巻線２３を巻き回したコア２１が配着されてい
る。この軸受保持部品１５の内周では、中空含油軸受メ
タル３を介して、シャフト１を支持している。他方、回
転子側は、中央でシャフト１に固着されたヨーク８と、
これに取り付けられたマグネット９とからなっている。
このマグネット９は、固定子側のコア２１に空隙を介し
て臨むように、浅い円筒状を有している。シャフト１の
基端は、高摺動性のシャフト受け５にピボット支承され
ると共に、このシャフト受け５はさらに、軸受保持部品
１５に固定されたエンドプレート６に支持される。

【０００５】このような構成のブラシレススピンドルモ
ータにおいて、提案された抜け止め手段は、シャフト４
に設けられた係止溝１７に係止された抜け止め部材１６
（図７参照）とから構成される。この抜け止め部材１６
は、係止溝１７内に挿入され、溝内で移動可能ではある
ものの、シャフト４と一体に組み付けられている。抜け
止め部材１６は、軸受保持部品１５に形成された軸受段
部と、中空含油軸受３との間で、少なくともシャフト軸
方向に移動を規制されているため、この抜け止め部材１
６が組み付けられているシャフト４が抜け止めされる。
このように、提案された抜け止め手段は、確実にロータ
を抜け止めすることができる。

【０００６】しかし、提案された抜け止め手段は、高硬
度の、例えばステンレス製のシャフトに溝加工を施す必
要がある。この溝加工は、容易ではなく、製造コストを
増加させるという問題がある。

【０００７】また、シャフト４の基端を、高摺動性のシ
ャフト受け５にピボット支承させる構成は、長時間使用
すると、シャフト基端との摺動接触により、シャフト受
け５が摩耗して、ロータがシャフト受け５の方向に摩耗
分だけ移動することになる。例えば、図示の小型モータ
を、光ディスクを駆動するスピンドルモータとして用い
た場合に、光ピックアップユニットの追従限界を超えて
しまい、読みとりエラーを発生するようなことも生じ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、か
かる問題を解決して、面倒な加工を要してコストを増加
させるということも無く、確実にロータを抜け止めする
ことのできる小型モータを提供することを目的としてい
る。

【０００９】また、本発明は、長時間使用後に、シャフ
ト受けが摩耗しても、それに基づくロータの軸方向移動
量を抑えることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の片持ち軸受構成
の小型モータは、シャーシに対して固定されるか又は一
体に形成された軸受保持部及び該軸受保持部の蓋をする
エンドプレートを備え、該軸受保持部の中には、シャフ
ト受け、含油軸受メタル、及びロータのシャフトの抜け
止め手段を有する少なくともシャフト基端部を収容し
て、該シャフト基端部をシャフト受けで支承する。そし
て、この抜け止め手段は、軸受保持部の中に、ロータの
シャフトを挿入した際に、シャフト受けに対して荷重を
加えた後にその荷重を解放する際にシャフト受けから圧
力を受けて圧入されたロータブッシュにより構成され
る。

【００１１】また、本発明の片持ち軸受構成の小型モー
タの製造方法は、シャーシに対して固定されるか又は一
体に形成された軸受保持部の内部に含油軸受メタルを収
容し、さらに、該軸受保持部の中にロータブッシュを、
次にシャフト受けを収容した後、該軸受保持部の蓋をす
るようにエンドプレートをシャーシに固定する。この軸
受保持部の中にエンドプレートとは反対の側から、ロー
タのシャフトを挿入して、該ロータのシャフトにシャフ
ト受けに対して荷重を加えた後に、その荷重を解放する
ことにより、シャフト基端部にシャフト受けから圧力を
加えてロータブッシュを圧入する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、例示に基づき本発明を説明
する。図１は、アウターロータタイプのブラシレススピ
ンドルモータの断面図であって、本発明の特徴とする片
持ち軸受構成を適用した第１の例を示している。

【００１３】図示のブラシレススピンドルモータは、固
定子側として、シャーシ４に取り付けられるか、或いは
図示したように一体に形成される軸受保持部７の外周に
巻線２３を巻き回したコア２１が配置されている。この
軸受保持部の内周では、中空含油軸受メタル３を介し
て、シャフト１を支持している。また、回転子側は、中
央でシャフト１に固着されたヨーク８と、これに取り付
けられた複数のマグネット９とからなっている。このマ
グネット９は、固定子側のコア２１に空隙を介して臨む
ように、円筒状を有している。図示のブラシレススピン
ドルモータは、固定子側の外側にロータマグネットが位
置するためにアウターロータタイプと称されているが、
軸受構成を除いて、モータ基本構成は、図６を参照して
説明したような従来技術と同じく周知のものである。ま
た、ブラシレスモータには、電子整流回路（図示せず）
が設けられている。電子整流回路は、ホール素子（図示
せず）などを用いてロータの回転角度位置を検知して、
その検知信号に基づき、複数の巻線２３のそれぞれに流
す電流を制御するものであるが、それ自体は周知であ
り、また、本発明とは直接の関係がないことであるの
で、これ以上の説明は省略する。

【００１４】シャフト１の基端は、高摺動性のシャフト
受け５にピボット支承されると共に、このシャフト受け
５はさらに、軸受保持部７に固定されたエンドプレート
６に支持される。シャフト受け５自体は、例えばナイロ
ンに黒鉛系の摺動材を混入した従来周知のものを使用す
ることができる。エンドプレート６は、シャーシ４と一
体に形成することも可能であるが、図示の例では、全体
的に円板形状にして、また通常円板形状のシャフト受け
５を収容する円形凹部を中央に有するよう構成してい
る。エンドプレート６のシャーシ４への取付は、任意の
手段で行うことができ、例えば、かしめ固定をすること
ができる。かしめ固定は、周知のように、シャーシ４に
複数のボス１１を設ける一方、対応するボス穴をエンド
プレート６に設け、ボス１１をボス穴に挿入してエンド
プレート６をシャーシ４に位置決めした後、ボス先端に
力を加えてつぶすことにより行うものである。

【００１５】このような片持ち軸受構成において、本発
明は、シャフト抜け止め手段として、金属製のロータブ
ッシュ２を、シャフト１の基端部に圧入する。以下、こ
のロータブッシュ２の圧入について、図２を参照してさ
らに説明する。

【００１６】図２において、シャフト１の基端部と、ロ
ータブッシュ２と、シャフト受け５以外の構成は、説明
を簡単化するために図示を省略している。シャフト受け
５の上に、ロータブッシュ２を載置して、シャフト１
に、図２（ａ）に示す矢印方向に一定の荷重を加える。
ロータブッシュ２は、円筒棒状のシャフト基板部に圧入
可能の内径を有するリング状に形成され、かつ、そのリ
ング断面は、抜け止めの観点からは図示されているよう
な矩形形状が好ましいものの、圧入されたロータブッシ
ュ２が容易に抜け出ることの無い形状であれば、必ずし
も矩形にする必要はない。シャフト１に荷重を加える
と、図２（ｂ）に示すように、シャフト受け５が変形す
るものの、ロータブッシュ２には、それをシャフト基端
部に圧入する方向の力が働く。シャフト１の基端部は、
球面形状にするか、又は面取りが施されているので、シ
ャフト１の中心が、ロータブッシュ２の中心と多少ずれ
ていても確実に圧入することができる。

【００１７】圧入後、荷重を解放すると、図２（ｃ）に
示すように、シャフト受け５の弾性に基づくスプリング
バックにより、シャフト１とそれに圧入されたロータブ
ッシュ２は、図示上方に移動して、ロータブッシュ２と
シャフト受け５の間にはクリアランスが設けられる。こ
のクリアランスによって、モータ回転中には、ロータブ
ッシュ２とシャフト１との摺動ロスを低減することがで
きる。また、荷重解放時に、シャフト受け５には、若干
の塑性変形が残る。例えば、０．５ｍｍの厚さを有する
シャフト受け５に、４０ｋｇｆの荷重を加えたときに残
る塑性変形は、０．０２〜０．０３ｍｍ程度であるが、
この塑性変形が後述のように重要な機能を果たす。

【００１８】図示のモータの組み立ては、シャーシ４と
一体に成形した軸受保持部７の外周側にコア２１及び巻
線２３を組み付け、かつ、軸受保持部７の内周側に、含
油軸受メタル３を組み付け、さらにロータブッシュ２を
挿入する。次に、シャフト受け５及びエンドプレート６
を組み付け、軸受保持部７の内周側の蓋をするようにか
しめ固定などによりエンドプレート６をシャーシ４に固
着する。他方、マグネット９を取り付けたヨーク８をシ
ャフト１に組み付けてロータとして完成させた後、その
ロータのシャフト基端部を、シャフト受け５及びエンド
プレート６を組み付けた側とは反対側から、軸受保持部
７内の含油軸受メタル３内に挿入して、図２を参照して
説明したように、ロータブッシュ２を圧入する。この状
態で、モータとしては完成する。このように、抜け止め
手段としてのロータブッシュ２の装着が、簡単化され
る。

【００１９】製品として使用中に、シャフト受け５は、
シャフト１との接触回転により、徐々に摩耗し、その摩
耗に応じて、シャフト１はシャフト受け５の方向（図示
下方向）に移動することとなる。仮に、本発明に基づき
シャフト受け５に形成されるような塑性変形が無いとす
れば、製品として使用の初期段階においては、シャフト
１の先端は、シャフト受け５とは、広がりを持った面で
はなく、点で接触することとなる。そのため、初期段階
においては、摩耗に基づくシャフト移動変化量が大きく
なる。

【００２０】これに対して、本発明によれば、製品とし
て使用開始時に既に、シャフト受け５には、シャフト先
端形状に合致した塑性変形が形成されているので、シャ
フト１は、点ではなく、広がりを持った面で、シャフト
受け５に接触することとなる。このように、製品使用初
期のシャフト先端の接触面積が大きくなり、長時間使用
後もロータの移動変化量が少なくなる。

【００２１】また、例示の軸受保持部７のように、シャ
ーシ４と一体に構成することにより、図６を参照して説
明したような従来技術と比較して、別部品を作成するた
めの材料費、加工費が不要であり、また、その組み立て
工程も不要となる。さらに、スピンドルモータは、シャ
ーシ４と含油軸受メタルの直角度を確保する必要がある
が、部品点数を少なくすることにより、容易に直角度を
確保することができる。

【００２２】次に、本発明の特徴とする片持ち軸受構成
を、インナーロータタイプのブラシレススピンドルモー
タ等の小型モータに適用した第２の例を説明する。図３
〜図５に示すような、本発明を適用することのできるイ
ンナーロータタイプのブラシレススピンドルモータは、
本出願人が、特願２０００−１１１５３３として先に出
願したような構成にすることができる。図３は、このよ
うな小型モータの各構成の配置を示す平面図であり、図
４は、図３に示すラインＡ−Ａで切断して矢印方向に見
た断面図であり、図５は、本発明の特徴とする片持ち軸
受構成部のみを拡大して示す図である。

【００２３】図示のブラシレススピンドルモータは、前
述の第１の例と同じく、軸受保持部７の内周で、中空含
油軸受メタル３を介して、シャフト１は、支持され、か
つ、シャフト１の基端は、高摺動性のシャフト受け５に
ピボット支承されると共に、このシャフト受け５はさら
に、軸受保持部７に固定されたエンドプレート６に支持
される。さらに、シャフト抜け止め手段として、金属製
のロータブッシュ２を、シャフト１の基端部に圧入する
方法についても、第１の例と基本的に同じである。

【００２４】第２の例において、複数（図示の例では２
つ）のマグネット９、９’は、中央でシャフト１に固着
されたヨーク８の外周側に取り付けられて、一方のマグ
ネット９は、外周面がＮ極に、他方のマグネット９’は
Ｓ極に着磁されている。このマグネット９、９’の外周
側に径方向に空隙を介して電機子が取り付けられる。図
示の例において、電機子は３極構成のものであり、シャ
ーシ４の上に取り付けられた３つのボビン２２に巻かれ
た巻線２３及び磁束経路用部材とから成っている。３つ
の巻線２３は、シャフト１を中心として対称に配置する
こともできるが、図示の例は、モータ全体の形状を任意
のものにして、限られたスペースに配置することを可能
とするために、非対称に配置したものである。また、モ
ータを薄型化するために、各巻線２３の軸線が、シャフ
ト軸方向に配置されている。

【００２５】軟質磁性材により構成される各磁束経路用
部材は、各巻線毎に配置され、それぞれ、上部板状部２
５と、巻線中央に位置して、該上部板状部２５と磁性材
でもあるシャーシ４とを連結する連結部材２６と、上部
板状部２５と結合されると共に空隙を介してマグネット
９，９’に対向する円筒部２７とから構成されている。
図３に示すように、Ｎ極のマグネット９が、円筒部２７
に対向するときを例にして、磁束経路について説明す
る。マグネット９で発生した磁束は、空隙を通して円筒
部２７に入る。次いで、磁束は、矢印Ｆ２に示すよう
に、上部板状部２５から、連結部材２６に入り、連結部
材２６の下方で２つに分岐し、一方は、矢印Ｆ４に示す
ように、そして他方は矢印Ｆ６に示すように、それぞれ
シャーシ４を通って隣の連結部材２６に入る。そこか
ら、矢印Ｆ５或いはＦ７に示す経路を通って上部板状部
２５から円筒部２７を経て、他方のマグネット９’に戻
る。このような構成のモータは、磁束を複数回３次元的
に曲げる構成としたことにより、巻線部の嵩方向寸法を
増すことなく巻回数を増やして、高出力トルクを得るこ
とを可能としたものである。

【００２６】本発明は、軸受保持部７を別部品とするこ
とが可能であり、さらには、エンドプレート６を別部品
にせず、エンドプレート６をシャーシと一体に形成する
ことも可能であるが、例示したように、エンドプレート
６をシャーシにかしめ固定のような手段を用いて固着す
る場合には、例示のモータ構成は有利である。即ち、シ
ャーシ４に設けたボスをエンドプレート６の対応するボ
ス穴に挿入して、ボス先端部に力を加えて先端部をつぶ
す際に、シャーシ４に設けられたボスの裏側の位置で、
シャーシ４を支える必要があるが、このような構成のモ
ータは、ロータを取り付ける前に、エンドプレート６を
固着可能であり、しかも、その固着の際にシャーシ支持
位置には、まだ何らの部品も取り付けられていないの
で、シャーシ４を容易に支持することができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、ロータのシャフトにシャフト
受けに対して荷重を加えた後に、その荷重を解放するこ
とにより、シャフト基端部にロータブッシュを圧入し、
このロータブッシュをシャフトの抜け止め手段として用
いるものであるから、面倒な加工を要してコストを増加
させるということも無く、簡単な工程で、確実にロータ
の抜け止め手段を構成することができる。

【００２８】また、本発明は、長時間使用後に、シャフ
ト受けが摩耗しても、それに基づくロータの軸方向移動
量を抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１の例を示すアウターロー
タタイプのブラシレススピンドルモータの断面図であ
る。

【図２】シャフト抜け止め手段としての金属製のロータ
ブッシュを、シャフト１の基端部に圧入する方法を説明
するための図である。

【図３】本発明を適用した第２の例を示すインナーロー
タタイプのブラシレススピンドルモータの各構成の配置
を示す平面図である。

【図４】図３に示すラインＡ−Ａで切断して矢印方向に
見た断面図である。

【図５】本発明の特徴とする片持ち軸受構成部のみを取
り出して示す図である。

【図６】従来の抜け止め手段を有するブラシレススピン
ドルモータの断面図である。

【図７】図６に示されている抜け止め部材のみを取り出
して示す図である。

【符号の説明】

１シャフト２ロータブッシュ３含油軸受メタル４シャーシ５シャフト受け６エンドプレート７軸受保持部８ヨーク９、９’ マグネット１１ボス１５軸受保持部品１６抜け止め部材１７係止溝２１コア２２ボビン２３巻線２５上部板状部２６連結部材２７円筒部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｃ 33/20 Ｆ１６Ｃ 33/20 ＺＨ０２Ｋ 1/28 Ｈ０２Ｋ 1/28 Ａ 15/14 15/14 Ａ 29/08 29/08 Ｆターム(参考） 3J011 AA20 BA02 BA08 CA10 DA02 KA02 KA03 KA05 RA03 SE05 5H002 AA00 AB06 AC06 5H019 BB01 BB05 CC04 CC07 CC09 DD01 FF03 5H605 AA00 BB05 BB19 CC02 CC04 CC05 DD03 EA13 EB03 EB06 EB13 EB20 EB21 GG04 5H615 AA01 BB01 BB14 PP01 PP02 PP06 PP12 PP24 PP25 PP28 QQ02 SS19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シャーシに対して固定されるか又は一体
に形成された軸受保持部及び該軸受保持部の蓋をするエ
ンドプレートを備え、該軸受保持部の中には、シャフト
受け、含油軸受メタル、及びロータのシャフトの抜け止
め手段を有する少なくともシャフト基端部を収容して、
該シャフト基端部をシャフト受けで支承する片持ち軸受
構成の小型モータにおいて、前記抜け止め手段は、前記軸受保持部の中に、ロータの
シャフトを挿入した際に、前記シャフト受けに対して荷
重を加える際に圧入されるロータブッシュにより構成さ
れる、ことから成る片持ち軸受構成の小型モータ。
【請求項２】前記シャフト受けは、エンドプレートとシ
ャーシの間に挟着支持される請求項１に記載の片持ち軸
受構成の小型モータ。
【請求項３】前記シャフト基端部は、球面形状にされる
か又は面取りが施されている請求項１に記載の片持ち軸
受構成の小型モータ。
【請求項４】ロータのシャフト基端部をシャフト受けで
支承する片持ち軸受構成の小型モータの製造方法におい
て、シャーシに対して固定されるか又は一体に形成された軸
受保持部の内部に含油軸受メタルを収容し、さらに、該軸受保持部の中にロータブッシュを、次に前
記シャフト受けを収容した後、該軸受保持部の蓋をする
ようにエンドプレートをシャーシに固定し、前記軸受保持部の中に前記エンドプレートとは反対の側
から、ロータのシャフトを挿入して、該ロータのシャフ
トに前記シャフト受けに対して荷重を加えた後に、その
荷重を解放することにより、シャフト受けから圧力を加
えてロータブッシュをシャフト基端部に圧入する、ことから成る片持ち軸受構成の小型モータの製造方法。
【請求項５】前記シャフト受けは、エンドプレートをシ
ャーシに固定する際に、その間に挟着支持される請求項
４に記載の片持ち軸受構成の小型モータの製造方法。
【請求項６】前記シャフト基端部は、球面形状にされる
か又は面取りが施されている請求項４に記載の片持ち軸
受構成の小型モータの製造方法。