JP2005106095A - Bearing device for motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータの軸受装置に関し、特に複数の焼結含油軸受を重ねた状態で使用する軸受装置に関するものである。 The present invention relates to a motor bearing device, and more particularly to a bearing device that is used in a state where a plurality of sintered oil-impregnated bearings are stacked.
CDプレーヤ、VTR、ビデオディスクプレーヤ等のオーディオ機器には各種モータが使用されている。
図6に示すモータは、ディスク装置のスピンドルモータ等に使用されるブラシレスモータの一例である。図6において、中心線より右側はその要部断面をハッチングにて示している。
1は駆動用回転軸、2は回転軸1とともに回転するロータである。このロータ2は回転軸1が固定されたロータケース3、ロータケース3の円周部全周にわたって取り付けられた磁石4で構成されている。
ステータベース6は薄板で形成され、筒状に成形された軸受ホルダ7がカシメ加工により固着されている。軸受ホルダ7には、軸受8が嵌入され、回転軸1を回転可能に支持している。また、軸受ホルダ7は図面下方側が封止された形状となっており、回転軸1の下方側端部をスラスト受け用シート13を介して支持している。
また、ロータの抜け止めとしてワッシャ11が用いられている。
また、軸受ホルダ7の図面上方端部にはプレート20が取り付けられている。このプレート20は、軸受8に含侵させた潤滑油の飛散防止のためにとりつけられている。
Various motors are used in audio equipment such as CD players, VTRs, and video disc players.
The motor shown in FIG. 6 is an example of a brushless motor used for a spindle motor or the like of a disk device. In FIG. 6, the cross section of the main part is shown by hatching on the right side of the center line.
The
In addition, a
A
軸受ホルダ7の外周側には、コイル10が巻かれたステータコア9が固定され、コイル10の端末はステータベース6の上面に設けられたフレキシブル基板12の接続パターン(図示せず)へはんだ付け等で接続される。
軸受8の下方側(ステータベース側)は、軸受8の内側中央部に凹部19を設けるため、その外径を他の部分より小さく絞り、小径部18が形成されている。凹部19により、回転軸1は軸受8の両端部付近で回転支持される。
A
The lower side of the bearing 8 (stator base side) is provided with a concave portion 19 at the inner central portion of the
軸受8にはその外周面に、軸方向へ複数本の溝17が形成されている。この溝は、軸受ホルダ7に装着された軸受8へ回転軸1へ挿通する際の、空気抜きの役目をもっている。
このような構成の例として、例えば本願出願人が以前出願した特開2003−79095がある。
また、特開2002−195259にも類似の構成が見られる。
A plurality of grooves 17 are formed on the outer peripheral surface of the
An example of such a configuration is, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-79095 previously filed by the present applicant.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-195259 also shows a similar configuration.
近年、ディスクの記録密度が高密度化し、回転速度が高速化するに従って、回転軸の垂直度等の回転精度や回転の高耐久性が要求されるようになった。
回転精度については、軸と軸受のクリアランスが大きく影響し、より小さなクリアランスが求められる。軸と軸受のクリアランスをより小さくするためには軸および軸受を製造するための加工に高度な技術が要求される。
また、耐久性に関しては、軸受に含浸されたオイルの保持が問題となり、軸の回転によりオイルが飛散することなく軸受にオイルが保持される必要がある。そのためには飛散防止機構やオイルを保持するための構成が必要となる。
本願発明は、特に高度な加工技術を用いることなく、高い回転精度を持ち同時に高い耐久性を有するモータの軸受装置を提供することを目的とするものである。
In recent years, as the recording density of disks has increased and the rotation speed has increased, rotation accuracy such as the perpendicularity of the rotation axis and high durability of rotation have been required.
Regarding the rotational accuracy, the clearance between the shaft and the bearing is greatly affected, and a smaller clearance is required. In order to further reduce the clearance between the shaft and the bearing, advanced technology is required for processing for manufacturing the shaft and the bearing.
In addition, regarding the durability, it is necessary to retain the oil impregnated in the bearing, and it is necessary to retain the oil in the bearing without scattering the oil due to the rotation of the shaft. For that purpose, a structure for holding a scattering prevention mechanism and oil is required.
An object of the present invention is to provide a motor bearing device having high rotational accuracy and high durability at the same time without using a particularly advanced processing technique.
上記課題を解決するため、本願の請求項1に記載のモータの軸受装置は、軸挿通孔を有する焼結含油軸受を軸方向に複数重ねて構成されるモータの軸受装置であって、前記軸受に一つ以上の識別マークを設け、その軸受を複数重ねる際に、各々の軸受をその識別マークを基準として所定角度回転させた位置に配置した。
このように構成すると、複数の軸受をある角度ずらして組み合わせて用いることにより、軸受を製造する際に生じる軸挿通孔と外周のわずかな心ずれを利用して、実質的な軸孔径を軸に合わせることが可能となる。
また、同時に円筒状の軸受を製造するのに必要な形状により、別途構成を必要とせずにオイルを保持することが可能となる。
また、請求項2に記載の、上記識別マークは、異なる配置角で三つ以上形成された構成とすると、軸受をある角度ずらすための特別の装置が必要なく、容易に複数の軸受を回転方向でずらして組み立てることができる・
さらに、請求項3記載の、上記識別マークは、軸方向に上記環状の外周面に形成された溝とすれば、識別マークである溝を空気抜きの溝として利用することができ、軸を軸受装置へ取り付けることが容易となる。
In order to solve the above-described problem, a motor bearing device according to
With this configuration, by using a combination of a plurality of bearings that are offset by a certain angle, a substantial shaft hole diameter is set on the shaft by utilizing a slight center misalignment between the shaft insertion hole and the outer periphery that are generated when the bearing is manufactured. It becomes possible to match.
At the same time, the shape necessary for manufacturing the cylindrical bearing enables oil to be held without requiring a separate configuration.
Further, when the identification mark according to
Furthermore, if the said identification mark of
本発明のモータの軸受装置は、軸受製造上発生する寸法のばらつきの特性を生かし、容易に軸受を高精度に構成し、合わせて高耐久性を有する構成とすることができる。
すなわち、特段の高精度軸受や高精度に加工された軸を必要とせずに全体の構成として回転精度を上げ、かつ特別なオイル保持機構を構成することなく、高耐久となるオイル保持の構成を実現できる。
The bearing device of the motor of the present invention can be configured to easily configure the bearing with high accuracy and to have high durability by taking advantage of the characteristic of dimensional variation generated in the manufacture of the bearing.
In other words, it does not require special high-precision bearings or high-precision machined shafts, and as a whole, the rotational accuracy is increased, and a special oil holding mechanism is not required. realizable.
本願の軸受装置を用いた例としてモータMを図1に示す。図6の従来例と同様の構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
このモータMの軸受ホルダ70は円筒状に形成され、両端の開口から環状の軸受30を複数(この場合二つ)重なった状態で、軸心を出すように圧入する。この場合、軸受30は回転軸1の下端側と軸受ホルダ70の上端側に二組設けられている。軸受ホルダ70の下端側はキャップ71により塞がれる。
重ねられた軸受30は軸受に設けられた識別マークを基準に所定角度回転方向にずらされて軸受ホルダ70に圧入により装着される。
A motor M is shown in FIG. 1 as an example using the bearing device of the present application. The same components as those in the conventional example of FIG.
The
The overlapped
図2に本願発明の一実施例となる焼結含油軸受である軸受30の構成を示す。図2(a)はその平面図であり、図2(b)はその側面図要部断面を示す。
軸受30は外周部31および軸挿通孔32が同心となるよう形成される焼結含油軸受で、所定の厚みを有すると共に、その上面33及び下面34と外周部31の円筒外面35および軸挿通孔32の円筒内面36が交わる部分には外周面取37および内周面取38が形成されている。
円筒外面35と円筒内面36は完全に同心となることが要求されるが、完全に同心とするには非常に高い精度の製造用金型が必要となり、そのような金型を製造するには高度な加工技術や精度管理等が必要になる。
FIG. 2 shows a configuration of a
The bearing 30 is a sintered oil-impregnated bearing formed so that the outer
Although the cylindrical
そのため実際には数ミクロンの範囲で偏心する状態で軸受が形成される。
そして、軸挿通孔32を形成する円筒内面36の直径は、その呼び寸法に対しプラス公差のみで設定され、数ミクロンの幅(例えば+0.005から0.015ミリメートル)の範囲で設定される。
この偏心量および直径は、例えば一つの金型から同一ロットで生産された場合はほぼ一定の量となることが知られている。製造される金型が異なれば、同一の呼び寸法でも公差範囲内で異なる場合が多々生じる。
Therefore, the bearing is actually formed in an eccentric state in the range of several microns.
The diameter of the cylindrical
It is known that the eccentric amount and the diameter are substantially constant when, for example, the same lot is produced from one mold. If the molds to be manufactured are different, there are many cases where the same nominal size is different within the tolerance range.
駆動軸1の精度は軸の真直度、直径のばらつき等で決まるが、ここでは直径のばらつきを主に扱うこととする。
駆動軸1の直径の呼び寸法は軸受の呼び寸法と同じであるが、公差は軸受の場合と逆にマイナス公差のみでで設定され、やはり数ミクロンの幅(例えば−0.005から−0.015ミリメートル)の範囲で設定される。
軸の場合にも、加工する同一ロット内で寸法のばらつきはロットが変わったときよりも非常に小さいことが知られている。
The accuracy of the
The nominal size of the diameter of the
Also in the case of the shaft, it is known that the variation in dimensions within the same lot to be processed is much smaller than when the lot is changed.
軸受30の上面33には、凹状の識別マーク39が一つ設けられている。この識別マーク39は外周面取り37にかかるよう上面33に設けられているが、上面33のみ、あるいは外周面取り37だけが凹部になるよう形成されていても良い。また、その凹形状も円形に限らず円周方向の位置が識別できるような形状であればよい。
いま、この軸受30の円筒外面35と完全な同心の理想的な軸挿着孔32Aを一点鎖線で示す。実際の軸挿着孔32は識別マーク39からα°の角度方向にaマイクロの距離で偏心して、直径dで形成されているとする。
One
Now, an ideal
次に図3により軸受30を重ねて使用する使用形態について説明する。図3(a)は識別マークを利用して90度ずらした状態で軸受ホルダ70に取り付けた状態の平面図を示す。図3(b)は側方から見た要部断面図である。識別マークは同方向(図3(b)の上側方向)を向くように重ね、回転方向にずらして配置してある。
ここで、この軸受の呼び寸法を2mmで実際の直径dが2.015mm、ずれ量aが4マイクロメータで形成されていたとする。
この場合、実質的な軸挿通孔の直径は直径dからaの1.4倍を引いた寸法、すなわち2.015から0.0056を引いた2.0094マイクロメータとなり、一つの軸受を用いた場合より軸に対するクリアランスを小にできる。
また、軸受30を180度ずらせて取り付けた場合、実質的な軸挿通孔の直径は2.007マイクロメータとなる。
このように、実際にできあがった軸受の軸挿通孔の孔径が大きい場合でも、同一金型で同一ロットのようにばらつきが少ない場合、複数重ねて所定角度ずらして用いることにより、軸と軸受のクリアランスを小さくでき、軸の回転精度を上げ、かつ異音の発生を防止できるという効果がある。
Next, a usage pattern in which the
Here, it is assumed that the nominal size of the bearing is 2 mm, the actual diameter d is 2.015 mm, and the deviation amount a is 4 micrometers.
In this case, the diameter of the substantial shaft insertion hole is a dimension obtained by subtracting 1.4 times the diameter a from the diameter d, that is, 2.00094 micrometers obtained by subtracting 0.0056 from 2.015, and one bearing was used. The clearance to the shaft can be made smaller than in the case.
Further, when the
In this way, even when the diameter of the shaft insertion hole of the bearing actually completed is large, if there is little variation like the same lot with the same mold, the clearance between the shaft and the bearing can be changed by using multiple layers and shifting by a predetermined angle. Can be reduced, the rotational accuracy of the shaft can be increased, and the occurrence of abnormal noise can be prevented.
また、軸受30を重ねることにより、重なり合った外周面取り37の部分が空隙となり、そこがオイル溜まりの役割を果たすことになる。また、上側の軸受がオイル飛散防止の役割を果たすことになる。
このような構成とすると、軸受自体がオイル溜まりを構成し、かつ飛散防止の構成となるので別部材を設けることなくそれぞれの作用を得ることができる。
Further, by overlapping the
With such a configuration, the bearing itself constitutes an oil reservoir and a configuration for preventing scattering, so that each action can be obtained without providing a separate member.
図4は本願発明に係る他の実施例を示すもので、軸受30とは異なる形状の識別マークを複数設けた例を示す。図4(a)はその平面図で、図4(b)はその側面図要部断面を示す図である。
図4(a)は識別マークを利用して90度ずらした状態で軸受ホルダ70に取り付けた状態の平面図を示す。図4(b)は側方から見た要部断面図である。軸受30と同様の構成は同じ符号をつけてその説明を省略する。
識別マーク49a、49b、49cが軸受40の外周部31に所定角のの間隔で配置されている。識別マーク49aは図2と同様軸挿通孔32のずれ方向からαの位置に形成されているとする。
識別マーク49bは識別マーク49aから90度離れた位置、識別マーク49cは識別マーク49bとは反対方向へ30度離れた位置に形成されている。
また、格式別マーク49a、49b、49cは、軸受ホルダ70へ装着した際その上面33側から下面34側へ挿通する溝状に形成されている。
各識別マーク49a、49b、49cを形成する間隔は、同一角にならなければ適宜定めることができる。
FIG. 4 shows another embodiment according to the present invention, and shows an example in which a plurality of identification marks different in shape from the bearing 30 are provided. FIG. 4A is a plan view thereof, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the main part of the side view thereof.
FIG. 4A is a plan view showing a state in which the identification mark is attached to the
Identification marks 49a, 49b, and 49c are arranged on the outer
The
Further, the
The intervals at which the identification marks 49a, 49b, 49c are formed can be determined as appropriate if they do not have the same angle.
図5は軸受40を回転方向へずらして軸受ホルダ70へ装着する際の構成を示す。これは、上側の軸受40に対し90度回転方向にずらして下側の軸受40を重ねるものである。
図5(a)は識別マークを利用して90度ずらした状態で軸受ホルダ70に取り付けた状態の平面図を示し、図5(b)は側方から見た要部断面図である。図3の構成では、軸受30を回転方向にずらすには何らかの測定器具が必要になるが、軸受40では溝状の識別マーク49aと49bを重ねた状態とすればちょうど90度回転方向へずらした状態となる。
ここで、識別マーク49aと49cを重ねると30度ずらした構成となる。ずらし量とマークの位置は適宜定めることができる。
FIG. 5 shows a configuration when the
FIG. 5A is a plan view showing a state in which it is attached to the
Here, when the identification marks 49a and 49c are overlapped, the configuration is shifted by 30 degrees. The shift amount and the mark position can be determined as appropriate.
識別マーク49a、49b、49cは上述のように溝状に形成されている。回転方向にずらして軸受ホルダ7に取り付けた場合に、識別マークを重ねて取り付ければ、重ねた軸受40の上側と下側で空気、あるいは油が通る通孔ができることになる。
軸受ホルダ7のように底が密閉された構成の場合、軸1を軸受に取り付ける場合には空気抜きとなる溝を軸受か軸受ホルダへ設ける必要があるが、識別マークを第2実施例のように溝状に形成すると、識別マークと溝を兼用することが可能となる。
The identification marks 49a, 49b, 49c are formed in a groove shape as described above. If the identification mark is attached in a superimposed manner when it is attached to the
In the case where the bottom is sealed as in the case of the
焼結含油軸受を用いたモータで、ディスク駆動に用いられるスピンドルモータのような高精度なモータを提供できる。 A motor using a sintered oil-impregnated bearing can provide a highly accurate motor such as a spindle motor used for disk drive.
1 回転軸
2 ロータ
6 ステータベース
7 軸受ホルダ
30、40 軸受
39、49 識別マーク
1 Rotating
Claims (3)
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