JP2002374658A - モータおよびその製造方法 - Google Patents

モータおよびその製造方法

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清志 西村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ本体とその出力軸を保持するフレーム
とを有するモータにおいて、モータ本体と出力軸との同
芯度を高い精度で出すことができ、ステータとロータと
のクリアランスをきわめて小さくすることができるモー
タおよびその製造方法を得る。 【解決手段】 マグネット25を備えた円筒状のロー
タ、ロータの外周と対向する円筒状の内周面を有するス
テータ、ステータの軸方向一端側から突出するロータの
出力軸26、ステータの軸方向一端側に固定され出力軸
26をその先端部で軸支するフレーム30を有する。フ
レーム30には出力軸26の先端軸支部とステータへの
固定部とにステータの内周面と同じ径の孔を形成し、こ
の孔より若干小さい径の丸棒状の位置決め冶具をステー
タの内周面とフレーム30の二つの孔に同時に挿入し当
接させて位置決めし、ステータの軸方向一端側にフレー
ム30の一方を固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、光ディス
クドライブ装置などにおける光ピックアップ送り用モー
タなど、比較的小型のモータおよびその製造方法に関す
るもので、特にその精度を向上させる技術に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】小型モータはその用途によっては高い寸
法精度、回転精度が求められることが多い。例えば、光
ディスクドライブ装置などにおける光ピックアップ送り
用モータなどにおいては、光ピックアップを円滑に移動
させる必要があるとともに停止位置精度が高いことが要
求される。以下、この種従来のモータの例について図4
を参照しながら説明する。
【0003】図4において、モータのステータ部分は、
ステータコア1とこのステータコア1に外接するボビン
13に巻かれた駆動コイル3からなるステータ組と、ス
テータコア2とこのステータコア2に外接するボビン1
9に巻かれた駆動コイル4からなるステータ組とを有し
てなる。これら二つのステータ組は軸方向に重ねて固定
されている。このモータはステッピングモータで、ステ
ータコア1、2は内周側に円筒状に等間隔で配置された
複数の極歯を有している。ステータコア1の軸方向外側
の端面には、両端面が同じ方向に直角に折り曲げられて
底辺が長いU字状に形成されたフレーム10の一端側の
折り曲げ辺10aの外側面が固定されている。
【0004】上記フレーム10の他端側の折り曲げ辺1
0bには直径φBの孔が形成され、この孔には、上記φ
Bと同じ外径部分とこれよりも大きい外径部分とからな
る軸受11の上記外径φBの部分が、フレーム10の内
側から嵌められて固定されている。軸受11はモータの
出力軸6の一端部を受け入れる凹部を有するとともに、
この凹部の底部に鋼球12の約半分を受け入れる半球形
の凹部を有している。上記半球形の凹部に嵌められた鋼
球12には上記出力軸6の先端に設けられた円錐形の凹
部が被さるようにして嵌められている。
【0005】上記フレーム10の一端側の折り曲げ辺1
0aにも上記直径φBとほぼ同じ直径φDの孔が設けら
れていて、この孔を出力軸6が貫通している。出力軸6
の一端側は小径部6aとなっていて、この小径部6aは
前記ステータコア1,2の内周側に挿入されている。ス
テータコア1,2の内径φCは上記フレーム10の折り
曲げ辺10a、10bに形成されている孔の径φB、φ
Dよりも大きく、上記内径φCからなるステータコア2
の内周には、外径が上記内径φCとほぼ同じ軸受8がス
テータコア2の内周に沿ってスライド可能に嵌められて
いる。
【0006】軸受8は内端側に凹部を有し、この凹部に
は鋼球7の約半分が落とし込まれ、鋼球7の残りの約半
分は、出力軸6の一端側である小径部6aの端面から形
成された円錐形の凹部に被さるようにして嵌まってい
る。軸受8は、基部がステータコア2の外端に固定され
た板ばね9によってステータコア2の内周に入り込む向
きに付勢され、この付勢力によって鋼球7が出力軸6を
押し、出力軸6の先端部の鋼球12が軸受11に押し当
てられている。このようにして、出力軸6は鋼球4、1
2の介在のもとに軸受8、11によって回転自在に支持
されるとともにスラスト方向の荷重が受け止められてい
る。出力軸6の小径部6aの外周側には円筒形のマグネ
ット5が嵌められて固着され、出力軸6とマグネット5
はモータのロータを構成している。
【0007】上記マグネット5は周方向に等間隔に磁極
が形成され、駆動コイル3、4に電源がパルス状に交互
に通電されることにより所定の角度ずつロータが回転す
る。出力軸6にはフレーム10の折り曲げ片10a、1
0b間においてリードスクリューが形成され、このリー
ドスクリューに図示されない光ピックアップなどの駆動
対象の一部またはそれと実質一体の部材が係合すること
により、出力軸6の回転に応じて上記駆動対象が出力軸
6に沿い前後動する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したようなモ
ータは、光ピックアップ駆動用の場合、外径が6mm以
下、あるいは、小判型のモータの場合、幅6mm程度の
小型のモータである。かかる小型のモータにおいては、
ステータの内周径とロータマグネット5の外周とのエア
ギャップをより小さくする必要があるため、各部品単体
での同芯精度が高く要求される。しかしながら、個々の
部品の精度をより高めることは、コスト上昇を伴い、高
度の生産技術が要求されるため望ましくない。
【0009】また、モータ本体部分と出力軸6との同芯
度を出すために、組み立て時においてモータ本体部分の
内周とフレーム6の折り曲げ片10a、10bに形成さ
れている孔にピンゲージを通し、相対的な位置ずれ、傾
き、同芯度のずれをなくした状態でモータ本体とフレー
ム10とを固定している。しかしながら、前述のよう
に、本体部分の内周径とフレーム6の折り曲げ片10
a、10bに形成されている孔の径とが異なっているた
め、これに応じてピンゲージも段差つきのものにする必
要がある。しかるに、ピンゲージに段差を設けると、ピ
ンゲージ自体に、大径部と小径部とで同芯度が崩れるこ
とがあり、ピンゲージの同心度がそのままモータ本体部
分と出力軸との同芯度に反映され、同芯度がばらつくと
いう難点があった。
【0010】特に、光ディスク駆動装置の光ピックアッ
プ送り用モータにおいては、出力軸の先端部を回転自在
に支持するフレームのスパンが50〜60mm程度と長
く、フレームの先端側の孔径を直接測定し同芯度の管理
をしないと、この種モータに要求される同芯精度を確保
することができない。
【0011】本発明は以上のような従来技術に鑑みてな
されたもので、モータ本体とその出力軸を保持するフレ
ームとを有するモータにおいて、モータ本体と出力軸と
の同芯度を高い精度で出すことができ、かつ、ステータ
とロータとのクリアランスをきわめて小さくすることが
できるモータおよびその製造方法を提供することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
モータの製造方法に関するもので、マグネットを備えた
円筒状のロータと、このロータの外周と対向する円筒状
の内周面を有するステータと、このステータの軸方向一
端側から突出するロータの出力軸と、ステータの軸方向
一端側に固定され出力軸をその先端部で軸支するフレー
ムとを有するモータの製造方法において、上記フレーム
には出力軸の先端軸支部とステータへの固定部とにステ
ータの内周面と同じ径の孔を形成し、上記孔より若干小
さい径の丸棒状の位置決め冶具を上記ステータの内周面
とフレームの二つの孔に同時に挿入し当接させて位置決
めした後、ステータの軸方向一端側にフレームの一方を
固定することを特徴とする。
【0013】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、外壁が円筒状でロータの出力軸をその先端
とは反対側を軸支するスライドベアリングを備え、内壁
をガイドとしてこの内壁にスライドベアリングの外壁を
摺接させることによりステータの軸方向の他端側におい
てスライドベアリングを軸方向に移動可能に保持する軸
受装置を有し、この軸受装置の内壁をステータの内周面
と同じ径に形成し、位置決め冶具を軸受装置の内壁とス
テータの内周面とフレームの二つの孔に同時に挿入し当
接させて位置決めした後、ステータの軸方向一端側にフ
レームの一方を固定するとともにステータの軸方向他端
側に軸受装置を装着することを特徴とする。
【0014】請求項3記載の発明は、マグネットを備え
た円筒状のロータと、このロータの外周と対向する円筒
状の内周面を有するステータと、このステータの軸方向
一端側から突出するロータの出力軸と、ステータの軸方
向一端側に固定され出力軸をその先端部で軸支するフレ
ームとを有するモータであって、フレームは、出力軸の
先端軸支部とステータへの固定部とにステータの内周面
と同じ径の孔を有し、ステータの内周面の中心軸線とフ
レームの二つの孔の中心軸線とが一致していることを特
徴とする。
【0015】請求項4記載の発明は、請求項3記載の発
明において、外壁が円筒状でロータの出力軸をその先端
とは反対側を軸支するスライドベアリングを備え、内壁
をガイドとしてこの内壁にスライドベアリングの外壁が
摺接することによりステータの軸方向の他端側において
スライドベアリングが軸方向に移動可能に保持される軸
受装置を有し、ステータの軸方向一端側にフレームの一
方が固定されるとともにステータの軸方向他端側に軸受
装置が装着され、軸受装置の内壁はステータの内周面と
同じ径に形成され、軸受装置の内壁とステータの内周面
とフレームの二つの孔は、それぞれの中心軸線が一致し
ていることを特徴とする。
【0016】請求項5記載の発明は、請求項3または4
記載の発明において、出力軸にはリードスクリューが形
成され、このリードスクリューには光ピックアップの一
部または光ピックアップと実質一体の部材が係合して光
ピックアップ送り用として構成されていることを特徴と
する。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
にかかるモータおよびその製造方法の実施の形態につい
て説明する。図1、図2において、モータのステータ部
分は、ステータコア21とこのステータコア21に外接
するボビン33に巻かれた駆動コイル23からなるステ
ータ組と、ステータコア22とこのステータコア22に
外接するボビン34に巻かれた駆動コイル24からなる
ステータ組とを有してなる。これら二つのステータ組は
軸方向に重ねて固定され、各ステータ組の外周側には、
各ステータ組の外端側からケース41、42が被せられ
ている。このモータはステッピングモータで、ステータ
コア21、22は内周側に円筒状に等間隔で配置された
複数の極歯を有している。ステータコア21の軸方向外
側の端面には、両端面が同じ方向に直角に折り曲げられ
て底辺が長いU字状に形成されたフレーム30の一端側
の折り曲げ辺30aの外側面が固定されている。
【0018】上記フレーム30の他端側の折り曲げ辺3
0bには直径φAの孔30dが形成され、この孔30d
には、上記直径φAと同じ外径部分とこれよりも大きい
外径部分とからなる軸受31の上記直径φAと同じ外径
部分が、フレーム30の内側すなわち一端側の折り曲げ
片30aと対向する面側から嵌められて固定されてい
る。軸受31はモータの出力軸26の一端部を受け入れ
る凹部を有するとともに、この凹部の底部に鋼球32の
約半分を受け入れる半球形の凹部を有している。上記半
球形の凹部に嵌められた鋼球32には上記出力軸26の
先端に設けられた円錐形の凹部が被さるようにして嵌め
られている。
【0019】図2に示すように、上記フレーム30の一
端側の折り曲げ辺30aにも直径φAの上記孔30dと
同じ直径の孔30cが設けられていて、この孔30cを
出力軸26が貫通している。また、前記ケース41、4
2にも、上記直径φAと同じ直径の孔41a、41bが
設けられていて、この孔41a、41bを出力軸26が
貫通している。出力軸26の一端側は小径部26aとな
っていて、この小径部26aは前記ステータコア21,
22の内周側に挿入されている。
【0020】ステータコア21,22の中心孔38の径
は、上記フレーム30の折り曲げ辺30a、30bに形
成されている孔30c,30dの径φAと同じである。
この内径φAからなるステータコア22の内周には、外
径が上記内径φAとほぼ同じスライドベアリング28が
ステータコア22の内周に沿ってスライド可能に嵌めら
れている。スライドベアリング28の外壁にはまた、ス
ライドベアリング28を保持する部材でもあるキャップ
28が嵌められている。キャップ28は内径がφAの中
心孔39を有しており、この中心孔39にスライドベア
リング28の外壁がスライド可能に嵌まっている。キャ
ップ28は、上記ケース41に固定された板ばね29で
外側から押さえられている。キャップ28と板ばね29
は、スライドベアリング28を軸方向に移動可能に保持
する軸受装置を構成している。
【0021】スライドベアリング28は内端側に凹部を
有し、この凹部には鋼球27の約半分が落とし込まれ、
鋼球27の残りの約半分は、出力軸26の一端側である
小径部26aの端面側から形成された円錐形の凹部に被
さるようにして嵌まっている。スライドベアリング28
は、上記板ばね29によってステータコア22の内周に
入り込む向きに付勢され、この付勢力によって鋼球27
が出力軸26を押し、出力軸26の先端部の鋼球32が
軸受31に押し当てられている。このようにして、出力
軸26は鋼球27、32の介在のもとに軸受28、31
によって回転自在に支持されるとともにスラスト方向の
荷重が受け止められている。出力軸26の小径部26a
の外周側には円筒形のマグネット25が嵌められて固着
されている。出力軸26とマグネット25はモータのロ
ータを構成している。
【0022】上記マグネット25は周方向に等間隔に磁
極が形成され、駆動コイル23、24に交互に電源がパ
ルス状に通電されることにより、所定の角度ずつロータ
が回転する。出力軸26にはフレーム30の折り曲げ片
30a、30b間においてリードスクリューが形成さ
れ、このリードスクリューに図示されない光ピックアッ
プなどの駆動対象の一部またはそれと実質一体の部材が
係合することにより、出力軸26の回転に応じて上記駆
動対象が出力軸26のリードスクリューに沿い軸方向に
前後動する。
【0023】以上説明したように、また、図2に示すよ
うに、キャップ28の中心孔39、ケース41の孔41
a、ステータの中心孔38、ケース42の孔42a、フ
レーム30の折り曲げ片30a、30bの孔30c、3
0dは、いずれも径がφAで同じ径である。そこで、上
記実施形態にかかるモータでは、図3に示すように、長
さ全体にわたって外径がφAよりも若干小さい径の丸棒
状の位置決め冶具40を上記各孔に挿入し、各孔が位置
決め冶具40で貫通されている状態、すなわち、各孔に
同時に挿入し、各孔の内周面が位置決め冶具40に当接
した状態にして各部材の相対位置関係および同芯度を出
し、この状態でステータの軸方向一端側にフレーム30
の一端側の折り曲げ片30aを固定し、さらに、ステー
タの軸方向他端側に前記軸受装置すなわちキャップ28
と板ばね29を装着する。そのあと位置決め冶具40を
抜き取る。
【0024】このようにして組み立てると、キャップ2
8の中心孔39、ケース41の孔41a、ステータの中
心孔38、ケース42の孔42a、フレーム30の折り
曲げ片30a、30bの孔30c、30dが、丸棒状の
位置決め冶具40の外周面で位置決めされて固定される
ため、位置決め冶具40の外周面に倣って精度よく位置
決めされる。しかも、位置決め冶具40は丸棒状である
ため、それ自体を精度よく加工するのは容易であり、同
芯度の問題はなく、これに倣って位置決めされる上記各
部材の孔の同芯度も良好であり、回転振れや回転むらな
どが少なく、回転精度の高いモータを得ることができ
る。また、各部材の孔の同芯度が良好であることによっ
て、ステータの内壁とロータの外周とのクリアランスを
小さくすることが可能であり、これによって、高精度で
高能率のモータを得ることができる。
【0025】なお、上記位置決め冶具40は、少なくと
も軸受装置の内壁すなわちキャップ28の中心孔39の
内壁と、ステータの中心孔38内周面と、フレーム30
の二つの孔30c,30dに同時に挿入してこれらの部
材を位置決めできればよく、ケース41、42の孔41
a,41bを位置決めする必要はない。
【0026】本発明にかかるモータの用途は光ピックア
ップ送り用に限られるものではなく、モータ本体から突
出した出力軸をフレームで軸支する構成のものであれば
適用可能である。例えば、テープレコーダのキャプスタ
ンモータなどに適用可能である。また、モータの形式は
ステッピングモータに限定されるものではなく、DCま
たはACブラシレスモータ、ブラシ付きモータ、コアレ
スモータ、その他各種形式のモータを適用することがで
きる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、ステータの軸方向一端
側に固定され出力軸をその先端部で軸支するフレームを
有し、このフレームには、出力軸の先端軸支部とステー
タへの固定部とにステータの内周面と同じ径の孔が形成
されているため、この孔より若干小さい径の丸棒状の位
置決め冶具をステータの内周面とフレームの二つの孔に
同時に挿入し当接させて位置決めし、ステータの軸方向
一端側に上記フレームの一方を固定することができる。
これによって、上記位置決め冶具に倣って位置決めされ
る上記各部材の孔の同芯度も良好であり、回転振れや回
転むらなどが少なく、回転精度の高いモータを得ること
ができる。また、各部材の孔の同芯度が良好であること
によって、ステータの内壁とロータの外周とのクリアラ
ンスを小さくすることが可能であり、これによって、高
精度で高能率のモータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるモータの実施の形態を示す縦断
面図である。
【図2】上記実施形態のステータおよびフレーム部分を
分解して示す銃断面図である。
【図3】本発明にかかるモータの製造方法の実施形態を
示す縦断面図である。
【図4】従来のモータの例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
21 ステータコア 22 ステータコア 23 コイル 24 コイル 25 マグネット 26 出力軸 28 軸受装置を構成するキャップ 30 フレーム 40 位置決め冶具
───────────────────────────────────────────────────── 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) H02K 37/24 H02K 37/24 L

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マグネットを備えた円筒状のロータと、
    このロータの外周と対向する円筒状の内周面を有するス
    テータと、このステータの軸方向一端側から突出する上
    記ロータの出力軸と、上記ステータの軸方向一端側に固
    定され上記出力軸をその先端部で軸支するフレームとを
    有するモータの製造方法において、 上記フレームには上記出力軸の先端軸支部とステータへ
    の固定部とにステータの内周面と同じ径の孔を形成し、 上記孔より若干小さい径の丸棒状の位置決め冶具を上記
    ステータの内周面と上記フレームの二つの孔に同時に挿
    入し当接させて位置決めした後、 上記ステータの軸方向一端側に上記フレームの一方を固
    定することを特徴とするモータの製造方法。
  2. 【請求項2】 外壁が円筒状でロータの出力軸をその先
    端とは反対側を軸支するスライドベアリングを備え、内
    壁をガイドとしてこの内壁に上記スライドベアリングの
    外壁を摺接させることにより上記ステータの軸方向の他
    端側において上記スライドベアリングを軸方向に移動可
    能に保持する軸受装置を有し、 上記軸受装置の内壁をステータの内周面と同じ径に形成
    し、 位置決め冶具を軸受装置の内壁とステータの内周面とフ
    レームの二つの孔に同時に挿入し当接させて位置決めし
    た後、 上記ステータの軸方向一端側にフレームの一方を固定す
    るとともにステータの軸方向他端側に上記軸受装置を装
    着する請求項1記載のモータの製造方法。
  3. 【請求項3】 マグネットを備えた円筒状のロータと、
    このロータの外周と対向する円筒状の内周面を有するス
    テータと、このステータの軸方向一端側から突出する上
    記ロータの出力軸と、上記ステータの軸方向一端側に固
    定され上記出力軸をその先端部で軸支するフレームとを
    有するモータであって、 上記フレームは、上記出力軸の先端軸支部とステータへ
    の固定部とにステータの内周面と同じ径の孔を有し、 上記ステータの内周面の中心軸線と上記フレームの二つ
    の孔の中心軸線とが一致していることを特徴とするモー
    タ。
  4. 【請求項4】 外壁が円筒状でロータの出力軸をその先
    端とは反対側を軸支するスライドベアリングを備え、内
    壁をガイドとしてこの内壁に上記スライドベアリングの
    外壁が摺接することにより上記ステータの軸方向の他端
    側において上記スライドベアリングが軸方向に移動可能
    に保持される軸受装置を有し、 ステータの軸方向一端側にフレームの一方が固定される
    とともにステータの軸方向他端側に上記軸受装置が装着
    され、 上記軸受装置の内壁はステータの内周面と同じ径に形成
    され、 上記軸受装置の内壁とステータの内周面とフレームの二
    つの孔は、それぞれの中心軸線が一致している請求項3
    記載のモータ。
  5. 【請求項5】 出力軸にはリードスクリューが形成さ
    れ、このリードスクリューには光ピックアップの一部ま
    たは光ピックアップと実質一体の部材が係合して光ピッ
    クアップ送り用として構成されている請求項3または4
    記載のモータ。
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