JP2006136090A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 ブラシレスモータにおいて、コア圧入工程や接着剤による接合工程を省略することが可能でありながら、コアの取付け、コアの取付け高さ調整、ホール素子に対するコアの平行度調整などを熟練を必要とせずに高精度に行うことができるようにする。
【解決手段】 筒状ハウジング６をベースプレート４の取付け孔部４１に嵌合状に取り付ける。筒状ハウジング６に対するコア７の取付け箇所で、コア７の嵌合孔部７３が非圧入状態で筒状ハウジング６に嵌合されている。周方向位置決め機構Ａとコア挟持機構Ｂとを備える。コア挟持機構Ｂはベースフレート４側のコア受部４３と筒状ハウジング６側のコア押え部６１とを備える。周方向位置決め機構Ａが、筒状ハウジング６側の突起６１とコア７側の凹入部７４とでなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ブラシレスモータ、特に、ＤＶＤドライブやＣＤドライブなどに好適に用いることのできるブラシレスモータに関する。

図７にこの種のブラシレスモータの基本構成の一例を断面図で示してある。このブラシレスモータでは、回転軸１にマグネット２１を備えたロータ２と情報記録媒体としてのディスクが載架されるターンテーブル３とが取り付けていて、回転軸１がステータ５に回転自在に取り付けられている。ステータ５は、軸受類を収容している筒状ハウジング６の軸方向中間部に取り付けられたコイル７１を有するコア７によって構成されている。そして、上記軸受類には、焼結含油メタルでなるラジアル軸受としての筒状の軸受１２と、筒状ハウジング６の底部に配備されて上記軸受１２に貫挿された回転軸１の端部を支えるスラスト軸受としての軸受１３と、回転軸１の軸方向変位を抑制するためのワッシャ１４などが含まれる。また、筒状ハウジング６は、上記コア７の取付け箇所の下部が、ベースプレート４の取付け孔部４１に圧入されてその圧入箇所を接着剤で接合することによってそのベースプレート４に固着されている。さらに、ベースプレート４とコア７との対向空間には、ベースプレート４上に配備された配線基板８が設置されていて、その配線基板８に、磁界の強さを電気信号として取り出すホール素子８１が搭載されている。

以上の基本構成を備えるブラシレスモータにおいて、従来は、筒状ハウジング６がベースプレート４の取付け孔部４１に圧入工程（ハウジング圧入工程）を経て取り付けられていることに加え、コア７が筒状ハウジング６に圧入工程（コア圧入工程）を経て取り付けられている。このことにより、ホール素子８１を搭載した配線基板８が配備されているベースプレート４からのコア７の垂直離間距離によって規定されるコア７の取付け高さや、ホール素子８１に対するコア７の平行度（角度）は、ハウジング圧入工程やコア圧入工程などを利用してそれらの圧入作業と併せて調整され、その調整後に、筒状ハウジング６の圧入箇所を接着剤で接合したり、コア７の圧入箇所を接着剤で接合するということが行われていた。

一方、従来よりブラシレスモータについては種々の技術が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。このうち、特許文献１には、軸受ハウジングにステータコアを圧入して取り付けること、軸受ハウジングを基板（上記ベースプレートに相当する）に圧入して取り付けること、基板に設けたコア固定部によりステータコアを下から支えてステータコアの高さを規定すること、回転軸にロータケースを備えるハブ（上記ターンテーブルに相当する）を取り付けること、などが記載されている。また、特許文献２には、ドライブユニットベース（上記ベースプレートに相当する）に設けた軸受ホルダ部の内側に軸受（上記筒状ハウジングに相当する）を圧入して取り付けること、ドライブユニットベースの軸受ホルダ部の外側にモータコアを圧入して取り付けること、などが記載されている。特許文献３には、ペースに設けた筒状部分の凹所にコアが取り付けられているものが開示されている。さらに特許文献４には、コアベースと呼ばれる部品を用いてステータコイルの位置決め精度を高めることが記載されている。
特開２０００−１２５５０５号公報 特開２００１−５４２４９号公報 特開２００３−１６９４３９号公報 特開２００４−２２２４６３号公報

しかしながら、図７を参照して説明したように、コア７を筒状ハウジング６に圧入工程を経て取り付けた後、接着剤でその圧入箇所を接合するという工程を行うと、圧入用の専用治具や接着剤による接合工程が必要になって作業が複雑になるほか、そのようなコア圧入工程でコア７の取付け高さやホール素子８１に対するコア７の平行度を調整することに熟練を必要とするという問題があった。特許文献１に記載されているものにおいても、軸受ハウジングにステータコアを圧入して取り付けるというコア圧入工程を行っているので、これと同様の問題があると云える。また、特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載されているものは、図７を参照して説明した基本構成を有していない。

本発明は以上の問題や状況に鑑みてなされたものであり、上記した基本構成を備えるブラシレスモータにおいて、コア圧入工程や接着剤による接合工程を省略することを可能にすることによって、コアの取付け、コアの取付け高さ調整、ホール素子に対するコアの平行度調整などを熟練を必要とせずに高精度に行うことのできる構成を備えたブラシレスモータを提供することを目的とする。

本発明に係るブラシレスモータは、回転軸の軸受を収容している筒状ハウジングの軸方向中間部に取り付けられたコアを備えたステータを有し、上記筒状ハウジングがベースプレートの取付け孔部に嵌合状に取り付けられているという基本構成を備え、これに加えて、上記筒状ハウジングに対する上記コアの取付け箇所で、コアに具備された嵌合孔部が非圧入状態で筒状ハウジングに嵌合されていると共に、その取付け箇所に筒状ハウジング及びコアの相対回転を阻止する周方向位置決め機構とコアを軸線方向で挟持して位置決めするコア挟持機構とが備わり、このコア挟持機構が、上記ベースプレートの取付け孔部に設けられたコア受部と上記筒状ハウジングに設けられて上記コアを上記コア受部に押し付けるコア押え部とを備えている。

この構成であれば、筒状ハウジングにコアの嵌合孔部を非圧入状態で嵌合した後、その筒状ハウジングをベースプレートの取付け孔部に嵌合状に取り付けることによって、ベースプレートののコア受部と筒状ハウジング側のコア押え部とでなるコア挟持機構によってコアを挟持させるという作業を行うだけで、コアが筒状ハウジングを介してベースプレートに取り付けられる。この工程では、特に、コアを筒状ハウジングに非圧入状態で嵌合させるので、従来の複雑で熟練を必要とするコア圧入工程を行うことが必要でなくなり、また、接着剤による接合工程も必要でなくなる。それにもかかわらず、周方向位置決め機構によってコアと筒状ハウジングとが周方向で相対回転しないように結合され、コア挟持機構によってコアが筒状ハウジングに軸方向に位置ずれしないように取り付けられる。したがって、筒状ハウジング、コア、ベースプレートの三者の位置関係を熟練を必要とせずに常に一定に保つことが可能になる。

本発明では、上記ベースプレートの取付け孔部が、そのベースプレートに設けられた円筒部によって形成され、上記コア挟持機構のコア受部がその円筒部の頂面によって形成されていることが望ましく、また、そのように形成された上記コア受部が、そのコア受部に押し付けられた上記コアの上記ベースプレートからの垂直離間距離を規定する基準高さ面として形成されていることが望ましい。これによれば、コアの嵌合孔部を非圧入状態で嵌合した筒状ハウジングをベースプレートの取付け孔部に嵌合状に取り付けることによって、ベースプレートのコア受部と筒状ハウジング側のコア押え部とでなるコア挟持機構によってコアを挟持させるという作業を行うだけで、熟練を必要とせずに、コアのベースプレートからの垂直離間距離、すなわちコアの取付け高さと、ホール素子に対するコアの平行度が正確に高精度に設定される。

本発明では、上記周方向位置決め機構が、上記筒状ハウジングに設けられた突起及び上記ベースプレートの円筒部の頂面に設けられた突出部の２つの要素のうちの少なくとも一方側要素と、上記コアの嵌合孔部の周方向の１箇所又は複数箇所に設けられて上記一方側要素が軸線方向に嵌脱可能な凹入部とでなることが望ましい。この発明において、コア側の凹入部に嵌脱可能な一方側要素として筒状ハウジングの突起を選定すると、コア挟持機構のコア押え部と周方向位置決め機構の一方側要素とを同一部位によって兼用させることが可能になるために、周方向位置決め機構の一方側要素を別途設ける必要がなくなってそれだけ構成が簡略化される。なお、周方向位置決め機構についてのコア側の凹入部の相手方要素は、上記した突起だけであっても、突出部だけであっても、あるいは、それらの両方であってもよい。

本発明では、上記周方向位置決め機構が上記筒状ハウジングの上記突起を有し、この突起は、筒状ハウジングの筒壁部分の一部を内側から外側に向けてプレス成形することによって形成されていることが望ましい。これによれば、突起をきわめて簡単に製作することが可能になる。

本発明に係るブラシレスモータは、次の構成を採用することによっていっそう具体化される。すなわち、回転軸の軸受を収容している筒状ハウジングの軸方向中間部に取り付けられたコアを備えたステータを有し、上記筒状ハウジングがベースプレートの取付け孔部に嵌合状に取り付けられているブラシレスモータにおいて、上記筒状ハウジングに対する上記コアの取付け箇所で、コアに具備された嵌合孔部が非圧入状態で筒状ハウジングに嵌合されていると共に、その取付け箇所に筒状ハウジング及びコアの相対回転を阻止する周方向位置決め機構とコアを軸線方向で挟持して位置決めするコア挟持機構とが備わり、このコア挟持機構が、上記ベースプレートの取付け孔部に設けられたコア受部と上記筒状ハウジングに設けられて上記コアを上記コア受部に押し付けるコア押え部とを備え、上記ベースプレートの取付け孔部がそのベースプレートに設けられた円筒部によって形成されて、その円筒部の頂面によって上記コア挟持機構のコア受部が形成され、上記周方向位置決め機構が、上記筒状ハウジングの筒壁部分の一部を内側から外側に向けてプレス成形することによって形成された突起と上記コアの嵌合孔部の周方向の１箇所又は複数箇所に設けられて上記突起が軸線方向に嵌脱可能な凹入部とでなると共に、上記コア挟持機構のコア押え部と上記周方向位置決め機構の突起とが、上記筒状ハウジングの同一部分によって兼用されており、上記コア受部が、そのコア受部に押し付けられた上記コアの上記ベースプレートからの垂直離間距離を規定する基準高さ面として形成され、上記回転軸に、上記ステータの相手方要素してのロータと、情報記録媒体としてのディスクが載架されるターンテーブルとが取り付けられていると共に、上記ベースプレートと上記コアとの対向空間に配備された配線基板に、磁界の強さを電気信号として取り出すホール素子が搭載されている、という構成を採用することによっていっそう具体化される。この発明の作用などについては後述する実施形態を参照して詳細に説明する。

以上のように、本発明によれば、図７を参照して冒頭で説明した基本構成を備えるブラシレスモータにおいて、コア圧入工程や接着剤による接合工程を省略することが可能になり、しかも、コアの取付け、コアの取付け高さ調整、ホール素子に対するコアの平行度調整などを熟練を必要とせずに高精度に行うことができるという効果が奏される。そのため、本発明に係るブラシレスモータは、たとえばＤＶＤドライブなどのディスク装置において、安価でありながら動作性能に優れたターンテーブル駆動用モータとして採用することが可能である。

図１は本発明の実施形態に係るブラシレスモータの断面図、図２は図１のＩＩ部を拡大した部分断面図、図３はコア７の平面図、図４はステータ５の組付け工程の説明図、図５は筒状ハウジング６の製作工程を示した説明図、図６はベースプレート４の取付け孔部４１の平面図である。

このブラシレスモータは、図７を参照して説明した基本構成を備えている。すなわち、図１のように、回転軸１にマグネット２１を備えたロータ２とディスクが載架されるターンテーブル３とが取り付けている。ステータ５は、軸受類を収容している筒状ハウジング６の軸方向中間部に取り付けられたコイル７１を有するコア７によって構成されている。なお、軸受類には、焼結含油メタルでなるラジアル軸受としての筒状の軸受１２と、スラスト軸受としての軸受１３と、回転軸１の軸方向変位を抑制するためのワッシャ１４などが含まれる。また、筒状ハウジング６は、コア７の取付け箇所よりも下部が、ベースプレート４の取付け孔部４１に圧入されてその圧入箇所を接着剤で接合することによってそのベースプレート４に固着されている。さらに、ベースプレート４とコア７との対向空間には、ベースプレート４上に配備された配線基板８が設置されていて、その配線基板８に、磁界の強さを電気信号として取り出すホール素子８１が搭載されている。

この基本構成を備える図示のブラシレスモータにおいて、筒状ハウジング６に対するコア７の取付け箇所では、周方向位置決め機構Ａによって筒状ハウジング６及びコア７の相対回転が阻止されており、また、コア挟持機構Ｂによってコア７が軸線方向で筒状ハウジング６に対して位置決めされている。

図２に拡大して示したように、図例の周方向位置決め機構Ａは、筒状ハウジング６に設けられた突起６１と、ベースプレート４の取付け孔部４１を形成している円筒部の頂面の周方向の所定箇所に設けられた突出部４２と、コア７の中心に設けられている嵌合孔部７３の上側端部の周方向の所定箇所に設けられて上記突起６１が軸線方向に嵌脱可能な凹入部７４と、コア７の中心に設けられている嵌合孔部７３の下側端部の周方向の所定箇所に設けられて上記突出部４２が軸線方向に嵌脱可能な凹入部７５とによって構成されている。この周方向位置決め機構Ａによると、凹入部７４に嵌合された突起６１又は凹入部７５に嵌合された突出部４２が、コア７と周方向で係合することによって筒状ハウジング６及びコア７の相対回転が阻止される。

これに対し、図例のコア挟持機構Ｂは、ベースプレート４の取付け孔部４１を形成している筒状部の頂面によって形成された円環状のコア受部４３と、筒状ハウジング６に設けられたコア押え部６２とによって形成されていて、この実施形態では、コア押え部６２が、筒状ハウジング６に設けられている上記突起６１の形成部位と同一部位によって形成されている。すなわち、この実施形態では、コア挟持機構Ｂのコア押え部６２と周方向位置決め機構Ａの突起６１とが筒状ハウジング６の同一部位によって兼用されている。このコア挟持機構Ｂによると、ベースプレート４の取付け孔部４１の頂面によって形成された円環状のコア受部４３と筒状ハウジング６側のコア押え部６２とによりコア７が軸線方向に位置ずれしないように挟持されてコア７が筒状ハウジング６及びベースプレート４に対して位置決めされ、しかも、円環状の上記コア受部４３が、そのコア受部４３に押し付けられたコア７のベースプレート４からの垂直離間距離を規定する基準高さ面としての機能を発揮してコア７の取付け高さが高精度に設定され、しかも、ベースプレート４上に設置された配線基板４に搭載されているホール素子８１に対するコア７の平行度も高精度に設定された状態になる。したがって、ターンテーブル３の回転特性が向上し、併せて、そのターンテーブル３の回転に見合う制御特性も向上する。

以上のように構成されたブラシレスモータにおいて、コア７は、複数枚の薄鉄板を重ね合わせた鉄芯を備えているので、上記周方向位置決め機構Ａの上下の凹入部７４，７５は、図２によって判るように、上層部及び下層部の数枚の鉄心に凹所を形成しておくだけで容易に形成することが可能である。

また、図３に示したように、コア７の上側の凹入部７４は周方向等角度おきの３箇所に形成されていて、それら３箇所の凹入部７４のそれぞれに、筒状ハウジング６の周方向３箇所に等角度おきに形成された上記突起６１が各別に嵌合している。コア７の下側の凹入部７５と嵌合孔部４１の突出部４２との関係においても同様であり、図６に示したように、嵌合孔部４１の頂面には周方向等角度おきの３箇所に突出部４２が形成されている。このように周方向の３箇所でコア７及び筒状ハウジング６の相対回転を阻止しておくことによって、コア７及び筒状ハウジング６の相対回転が確実に阻止されてステータ５の特性が向上し、ロータ２ひいてはターンテーブル３の回転特性が向上する。なお、コア７及び筒状ハウジング６の相対回転を阻止する箇所は周方向３箇所に限定されず、たとえば周方向の１箇所だけであっても、２箇所であっても、３箇所よりも多い箇所であってもよい。また、この実施形態では、コア７の上下の凹入部７４，７５と突起６１と突出部４２とによって周方向位置決め機構Ａを構成しているけれども、この周方向位置決め機構Ａは、コア７の上側の凹入部７４と突起６１とだけによって構成しても、コア７の下側の凹入部７５と突出部４２とだけによって構成してもよい。

次に、図４を参照してステータ５の組付け工程を説明する。コア７の嵌合孔部７３を筒状ハウジング６にその下端側から嵌合する。この嵌合は非圧入状態で行われるので、その嵌合作業は必ずしも専用工具を用いなくても容易に行うことが可能である。こうして筒状ハウジング６にコア７の嵌合孔部７３をがたつきなく嵌合させた後、その嵌合孔部７３から下方に突出している筒状ハウジング６をベースプレート４の取付け孔部４１に軽圧入し、その軽圧入作業に併せて、コア７を回転させるなどの操作を行いつつ嵌合孔部４１の突出部４２をコア７の下側の凹入部７５に嵌合すること、及び、突起６１（コア押え部６２）をコア７の上側の凹入部７４に嵌合することを行う。この組付け工程を行うことにより、ステータ５が組み立てられる。

この実施形態において、筒状ハウジング６の同一部位によって兼用されている周方向位置決め機構Ａの突起６１及びコア挟持機構Ｂのコア押え部６２は、筒状ハウジング６をプレス成形するときに、その成形と共に容易に形成することができる。すなわち、図５に示したように、筒状ハウジング６を有底筒状に形作るためのプレス成形を行うのに先立って、円板状の出発素材６’の周方向等角度おきの３箇所をプレスしてその出発素材６’の片面側に突起６１又はコア押え部６２を形成しておく。この後、出発素材６’をプレス成形することによって有底筒状に形作る。このようすると、突起６１又はコア押え部６２を、筒状ハウジング６にきわめて容易に形成することが可能である。

本発明の実施形態に係るブラシレスモータの断面図である。 図１のＩＩ部を拡大した部分断面図である。 コアの平面図である。 ステータの組付け工程の説明図である。 筒状ハウジングの製作工程を示した説明図である。 ベースプレートの取付け孔部の平面図である。 ブラシレスモータの基本構成の一例を示した断面図である。

符号の説明

Ａ 周方向位置決め機構
Ｂ コア挟持機構
１ 回転軸
２ ロータ
３ ターンテーブル
４ ベースプレート
５ ステータ
６ 筒状ハウジング
７ コア
８ 配線基板
１２，１３ 軸受
４１ 取付け孔部
４３ コア受部
６１ 突起
６２ コア押え部
７３ 嵌合孔部
７４，７５ 凹入部
８１ ホール素子

Claims (6)

1. 回転軸の軸受を収容している筒状ハウジングの軸方向中間部に取り付けられたコアを備えたステータを有し、上記筒状ハウジングがベースプレートの取付け孔部に嵌合状に取り付けられているブラシレスモータにおいて、
   上記筒状ハウジングに対する上記コアの取付け箇所で、コアに具備された嵌合孔部が非圧入状態で筒状ハウジングに嵌合されていると共に、その取付け箇所に筒状ハウジング及びコアの相対回転を阻止する周方向位置決め機構とコアを軸線方向で挟持して位置決めするコア挟持機構とが備わり、このコア挟持機構が、上記ベースプレートの取付け孔部に設けられたコア受部と上記筒状ハウジングに設けられて上記コアを上記コア受部に押し付けるコア押え部とを備え、
   上記ベースプレートの取付け孔部がそのベースプレートに設けられた円筒部によって形成されて、その円筒部の頂面によって上記コア挟持機構のコア受部が形成され、上記周方向位置決め機構が、上記筒状ハウジングの筒壁部分の一部を内側から外側に向けてプレス成形することによって形成された突起と上記コアの嵌合孔部の周方向の１箇所又は複数箇所に設けられて上記突起が軸線方向に嵌脱可能な凹入部とでなると共に、上記コア挟持機構のコア押え部と上記周方向位置決め機構の突起とが、上記筒状ハウジングの同一部分によって兼用されており、上記コア受部が、そのコア受部に押し付けられた上記コアの上記ベースプレートからの垂直離間距離を規定する基準高さ面として形成され、
   上記回転軸に、上記ステータの相手方要素してのロータと、情報記録媒体としてのディスクが載架されるターンテーブルとが取り付けられていると共に、上記ベースプレートと上記コアとの対向空間に配備された配線基板に、磁界の強さを電気信号として取り出すホール素子が搭載されていることを特徴とするブラシレスモータ。
2. 回転軸の軸受を収容している筒状ハウジングの軸方向中間部に取り付けられたコアを備えたステータを有し、上記筒状ハウジングがベースプレートの取付け孔部に嵌合状に取り付けられているブラシレスモータにおいて、
   上記筒状ハウジングに対する上記コアの取付け箇所で、コアに具備された嵌合孔部が非圧入状態で筒状ハウジングに嵌合されていると共に、その取付け箇所に筒状ハウジング及びコアの相対回転を阻止する周方向位置決め機構とコアを軸線方向で挟持して位置決めするコア挟持機構とが備わり、このコア挟持機構が、上記ベースプレートの取付け孔部に設けられたコア受部と上記筒状ハウジングに設けられて上記コアを上記コア受部に押し付けるコア押え部とを備えていることを特徴とするブラシレスモータ。
3. 上記ベースプレートの取付け孔部が、そのベースプレートに設けられた円筒部によって形成され、上記コア挟持機構のコア受部がその円筒部の頂面によって形成されている請求項２に記載したブラシレスモータ。
4. 上記周方向位置決め機構が、上記筒状ハウジングに設けられた突起及び上記ベースプレートの円筒部の頂面に設けられた突出部の２つの要素のうちの少なくとも一方側要素と、上記コアの嵌合孔部の周方向の１箇所又は複数箇所に設けられて上記一方側要素が軸線方向に嵌脱可能な凹入部とでなる請求項２又は請求項３に記載したブラシレスモータ。
5. 上記ベースプレートの円筒部の頂面によって形成された上記コア受部が、そのコア受部に押し付けられた上記コアの上記ベースプレートからの垂直離間距離を規定する基準高さ面として形成されている請求項３又は請求項４に記載したブラシレスモータ。
6. 上記周方向位置決め機構が上記筒状ハウジングの上記突起を有し、この突起は、筒状ハウジングの筒壁部分の一部を内側から外側に向けてプレス成形することによって形成されている請求項４に記載したブラシレスモータ。

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