JP2007325463A - モータ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な樹脂材料製の軸受ホルダを使用し、製造コストの低減化及び軽量化を図ると共に、軸受と軸受ホルダとの間で発生するタタキ音の低減化を図る
【解決手段】本発明に係るモータ１０において、モータケース１６は、軸受ホルダ１８側に形成された端面部３８と、端面部３８に形成された開口部４０とを備え、軸受ホルダ１８は、端面部３８の外面側に当接可能に形成された台座部４６と、台座部４６より縮径されてモータケース１６側に延出し、開口部４０を貫通可能に形成された縮径部４７と、縮径部４７の先端が外側に拡径され、端面部３８の内面側に当接可能に形成された外鍔部４８とを備えていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ及びその製造方法に関する。

従来、光ディスクドライブ装置のピックアップ駆動用等として、小型のモータが使用されている。

図１１に示されているように、この種のモータ１は、回転軸２と、回転軸２に固着された永久磁石３を有するロータ４と、ロータ４の周りに配置された金属製のステータ５と、回転軸２の一方の軸端を支持する樹脂材料製の軸受６と、軸受６を軸方向に移動可能に保持する焼結金属製の軸受ホルダ７と、軸受ホルダ７の軸方向外側に設けられ、軸受６を回転軸２側に付勢する与圧付与部材８とから概略構成されている。そして、モータ１の製造過程において、軸受ホルダ７はステータ５の軸方向外側の端面にスポット溶接等により固定されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３２４８９２号公報

しかしながら、上記した従来のモータ及びその製造方法では、軸受ホルダ７が焼結金属製であるため、材料費が高くなり、製造コストの低減化が図り難いと共に、モータの軽量化が図り難いといった問題がある。

また、軸受６が樹脂材料製で軸受ホルダ７が焼結金属製というように両部材の材質がそれぞれ異なると、軸受６と軸受ホルダ７との間の僅かな隙間において発生するタタキ音と呼ばれるノイズが大きくなるといった問題もある。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、安価な樹脂材料製の軸受ホルダを使用し、製造コストの低減化及びモータの軽量化を図ることができると共に、軸受と軸受ホルダとの間で発生するタタキ音の静音化を図ることのできるモータ及びその製造方法を提供することを目的とするものである。

上記した目的を達成するため、本発明は、回転軸と、該回転軸に固着された永久磁石を有するロータと、該ロータの周りに配置されたステータと、前記ロータ及びステータを収納するモータケースと、前記回転軸の一方の軸端を支持する軸受と、前記モータケースの軸方向外側に配置され、前記軸受を保持する樹脂製の軸受ホルダとを備えたモータにおいて、前記モータケースは、前記軸受ホルダ側に形成された端面部と、該端面部に形成された開口部とを備え、前記軸受ホルダは、前記端面部の外面側に当接可能に形成された台座部と、該台座部より縮径されて前記モータケース側に延出し、前記開口部に嵌合可能に形成された縮径部と、該縮径部の端部が願径方向外方に拡径され、前記端面部の内面側に当接可能に形成された外鍔部とを備えており、前記モータケースと前記軸受ホルダとは、前記端面部と前記外鍔部とにより固着されていることを特徴とする。

この本発明に係るモータによれば、安価な樹脂製の軸受ホルダを使用し、製造コストの低減化及びモータの軽量化を図ることができると共に、軸受と軸受ホルダとの間で発生するタタキ音の静音化を図ることができる。

また、本発明において、前記軸受ホルダは、前記台座部が前記モータケースの外径より小径となるように形成されていることが好ましい。本発明によれば、軸受ホルダの幅寸法をモータケースの幅寸法よりも小さくすることができるため、小型化が必要な機器にも搭載することができ、モータの用途の拡大化を図ることができる。

さらに、本発明において、前記端面部の周縁部には、内鍔部が段状に屈曲して形成されており、該内鍔部は前記外鍔部に係合可能となっていることが好ましい。本発明によれば、モータケースと軸受ホルダとが一段と強固に固定されるので、モータの駆動中に、モータケースと軸受ホルダとの接合部に対して荷重や衝撃が加わったとしても、両部材間の接合は確実に保持される。

また、本発明に係るモータの製造方法は、前記軸受ホルダの台座部に前記モータケースの端面部の外面側を当接させると共に、前記開口部に前記縮径部を嵌合させ、前記軸受ホルダを前記モータケースに組み付ける工程と、前記軸受ホルダを前記モータケースに組み付けた状態で、前記縮径部の端部を加熱して溶融し、前記外鍔部を形成して前記軸受ホルダを前記モータケースに溶着する工程とを備えていることを特徴とする。

さらに、本発明に係るモータの製造方法において、前記軸受ホルダは、アウトサート成形により前記モータケースと一体に成形されることを特徴とする。

このように、本発明に係るモータの製造方法によれば、モータケースと軸受ホルダとの固着作業を容易且つ確実に行うことができるため、製造工程の簡略化、及び製品の信頼性の向上を図ることができる。

本発明に係るモータによれば、安価な樹脂材料製の軸受ホルダを使用し、製造コストの低減化及びモータの軽量化を図ることができると共に、軸受と軸受ホルダとの間で発生するタタキ音の静音化を図ることができる。

また、本発明に係るモータの製造方法によれば、モータケースと軸受ホルダとの固着作業を容易且つ確実に行うことができるため、製造工程の簡略化、及び製品の信頼性の向上を図ることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１は本発明を適用したモータを示す断面図、図２は本発明を適用したモータを示す半断面図、図３は本発明を適用したモータを示す平面図、図４は本発明を適用したモータの要部を拡大して示す側面図、図５は図１乃至図４に示すモータの軸受ホルダを示す平面図、図６は図５のＡ−Ａ断面図、図７はモータケースに軸受ホルダを固着した状態を示す半断面図、図８はモータケースに軸受ホルダを接合した状態を示す平面図、図９及び図１０は本発明の実施の形態に係るモータの製造方法を示す断面図である。なお、以下の説明では、本発明をステッピングモータに適用した場合について例示して説明する。
（全体構成）
本実施の形態に係るモータ１０は、図１および図２に示すように、回転軸１１と、回転軸１１の一方の端部１２の周りに固着された永久磁石１３を有するロータ１４と、ロータ１４の周りに配置されたステータ１５と、ロータ１４及びステータ１５を収納可能に配置されたモータケース１６と、回転軸１１の一方の軸端を支持する軸受１７と、モータケース１６の軸方向外側に配置され、軸受１７をスラスト方向に移動可能に保持する軸受ホルダ１８と、軸受ホルダ１８の軸方向外側に設けられる与圧付与部材１９とを備えている。そして、モータ１０は、端子台２０に突設された一対の端子ピン２１ａ，２１ｂを介してフレキシブルプリント配線基板２２に接続されるようになっている。

回転軸１１は、回転軸１１の一方の端部１２の軸端に、凹錐面を有する凹部２４が形成されており、他方の軸端は図示を省略した別の軸受により支持されている。

ステータ１５は、２組の金属製のステータコア２５，２６を軸方向に重ねて配置した構成を有しており、各ステータコア２５，２６は、それぞれ、軸方向外側に配置される外側ステータコア２７，２８と、互いに隣接して配置される内側ステータコア２９，３０とから構成されている。そして、これらの外側ステータコア２７，２８及び内側ステータコア２９，３０は、磁性金属部材により形成されており、内周側にはロータ１４の永久磁石１３の外周面に対向するように複数の極歯３１，３２がそれぞれ形成されている。また、各ステータコア２５，２６には、それぞれ、コイル３３，３４が巻回された樹脂製のコイルボビン３５，３６が設けられており、コイルボビン３５、３６の内周面では外側ステータコア２７，２８及び内側ステータコア２９，３０に形成された複数の極歯３１，３２が周方向に並んだ構成となっている。

モータケース１６は、ステータ１５と同様に金属製であり、一枚の金属板から形成されており、ステータコア２５を囲繞する第１ケース１６ａと、ステータコア２６を囲繞する第２ケース１６ｂとから構成されている。第１ケース１６ａと第２ケース１６ｂは、各ステータコア２５，２６を囲繞するように筒状に形成された周壁部３７と、周壁部３７から半径方向内側に延設された端面部３８，３９と、各端面部３８，３９にそれぞれ形成された開口部４０，４１とを備えている。そして、本実施の形態では、第２ケース１６ｂの端面部３８の周縁部には、軸方向外側に向かって突出して半径方向内側に屈曲する内鍔部４２が絞り加工によって段状に屈曲して形成されており、絞り加工により形成することにより精度良く内鍔部４２を形成することができる。軸受１７は、樹脂製で円筒形状を成しており、その軸方向内側には、凹錐面を有する凹部４３が形成されている。そして、この凹部４３と回転軸１１の一方の端部１２の軸端に形成された凹部２４との間には鋼球４４が介装されることにより、回転軸１１が軸受１７に回転可能に支持されるようになっている。なお、この場合、特に図示しないが、軸受１７の外周には軸受１７の回り止めを防止する突部が形成されていてもよい。

図５及び図６、図７に最も良く示されているように、本形態では、軸受ホルダ１８は、例えば、ＬＣＰ（液晶ポリエステル）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂製で、モータケース１６の第２ケース１６ｂの端面部３８の外径よりより小径となるように形成されており、軸心を中心に円柱状に形成されて軸受１７を嵌合して保持する軸受嵌合孔４５と、モータケース１６の第２ケース１６ｂの端面部３８の外面側に当接可能な台座部４６と、台座部４６より縮径されてモータケース１６の第２ケース１６ｂ側に延出し、開口部４０に嵌合可能な縮径部４７とを備えている。そして、後述するモータ１０の製造過程において、この縮径部４７の端部には、半径方向外方に拡径された外鍔部４８が第２ケース１６ｂの端面部３８の内面側に当接可能なように形成される（図１，２及び図７参照）。なお、軸受ホルダ１８の材質がＬＣＰの場合には、流動性に優れているため加工性にも優れ、さらに耐熱性にも優れた軸受ホルダを提供することができる。

また、軸受ホルダ１８の台座部４６には、左右両側に突出するように、与圧付与部材挿入部４９が左右対称に形成されており、与圧付与部材挿入部４９の角部は面取りされて傾斜面５０が形成されている。さらに、与圧付与部材挿入部４９の中央にも、傾斜面５０と同様に傾斜面５１が形成されており、傾斜面５１に連続するように、台座部４６の軸方向外側には、軸受嵌合孔４５の両側に板バネ部収容凹部５２が形成されている。

与圧付与部材１９は、図３および図４に示すように、ＳＵＳなどの金属板から成り、軸受ホルダ１８の外面を覆うように形成された平板部５３と、平板部５３の略中央部において軸受１７側に切り起こされた板バネ部５４と、平板部５３の前後において軸受ホルダ１８の前後壁部に当接するようにそれぞれ屈曲形成されたガイド壁部５５と、平板部５３の一方の側部において軸受ホルダ１８の側壁部に当接するように屈曲形成されたストッパ壁部５６とから構成されている。

そして、この与圧付与部材１９は、軸受ホルダ１８に取付けられて、板バネ部５４が軸受１７の軸方向外側に当接して軸受１７を回転軸１１側に加圧するようになっている。
（モータの製造方法）
このような構成を備えたモータ１０を製造する方法において、モータケース１６と軸受ホルダ１８とを固着する方法としては、溶着による方法と、アウトサート成形による方法とが考えられる。

溶着による方法では、図９に示すように、例えば、先ず、金型５７内において突設された円柱形状の位置決め治具５８に軸受ホルダ１８を挿入する。この際、位置決め治具５８の外周面と軸受ホルダ１８の軸受嵌合孔４５との間には隙間が形成されていない。さらに、位置決め治具５８によって軸受ホルダ１８の軸受嵌合孔４５の形状が変形しないように規制されている。そして、本形態では、軸受ホルダ１８の台座部４６にモータケース１６の第２ケース１６ｂの端面部３８の外面側に当接させると共に、開口部４０に縮径部４７を嵌合させ、軸受ホルダ１８をモータケース１６の第２ケース１６ｂに組み付ける。次いで、図１０に示すように、位置決め治具５８に円筒形状の加熱治具５９を挿入し、該加熱治具５９により縮径部４７の端部を加熱・加圧して溶融する。そうすると、縮径部４７の端部は半径方向外方に拡径され、縮径部４７の端部に外鍔部４８が形成される。外鍔部４８はモータケース１６の第２ケース１６ｂの端面部３８の内面側に当接する。さらに、本形態では、外鍔部４８はモータケース１６の内鍔部４２と係合して溶着されるので、モータケース１６の第２ケース１６ｂと軸受ホルダ１８とはより強固に固着される。したがって、モータ１０の駆動中に、モータケース１６の第２ケース１６ｂと軸受ホルダ１８との接合箇所に対して荷重や衝撃が加わったとしても、モータケース１６の第２ケース１６ｂと軸受ホルダ１８とは外れることなく接合状態は確実に保持される。

また、上記のような方法で溶着することにより、軸受ホルダ１８の縮径部４７の端部の溶解した樹脂が軸受嵌合孔４５に回り込んだりすることを防止することができる。

一方、アウトサート成形による方法では、例えば、軸受ホルダ１８の型に形成した金型内の所定位置に予めモータケース１６の第２ケース１６ｂをセットした後、金型内に溶融樹脂を注入し、固化させる。この結果、軸受ホルダ１８に外鍔部４８等が形成され、該外鍔部４８はモータケース１６の第２ケース１６ｂの内鍔部４２と係合し、モータケース１６の第２ケース１６ｂと軸受ホルダ１８とは強固に精度良く固定される。したがって、モータ１０の駆動中に、モータケース１６の第２ケース１６ｂと軸受ホルダ１８との接合箇所に対して荷重や衝撃が加わったとしても、モータケース１６の第２ケース１６ｂと軸受ホルダ１８とは外れることなく接合状態は確実に保持される。

ここで、アウトサート成形とは、上記したように、金型内にモータケース１６のような金属製部品をセットした後に溶融樹脂を注入し、金属製部品の一部に樹脂を付着固定させ、金属製部品と樹脂製部品とを一体成形することを言う他、例えば、金型内に金属部品をセットした後に樹脂を注入し、金属製部品と樹脂製部品とを一体化させることや、樹脂成形品に金属製部品を圧入し一体化させること等、金属製部品に樹脂部品を固着させること全般のことを言うものとする。

上述した方法により、モータケース１６の第２ケース１６ｂに軸受ホルダ１８を固着した後、外側ステータコア２７，２８をそれぞれモータケース１６の第１ケース１６ａと第２ケース１６ｂの内部に入れ、その上からコイルが巻き回されたコイルボビン３５、３６を挿入し、さらに、内側ステータコア２９，３０をモータケース１６の第１ケース１６ａと第２ケース１６ｂに形成してある複数の切欠き部（図示省略）に圧入して嵌め込む。そして、このようにして組み立てたモータケース１６の第１ケース１６ａと第２ケース１６ｂ同士をプラズマ溶接し、モータ１０を製造する。
（本実施の形態の効果）
上記した本実施の形態に係るモータ１０によれば、安価な樹脂製の軸受ホルダ１８を使用し、製造コストの低減化及びモータの軽量化を図ることができると共に、軸受１７と軸受ホルダ１８との間で発生するタタキ音の静音化を図ることができる。

また、軸受ホルダ１８の幅寸法をモータケース１６の第２ケース１６ｂの幅寸法よりも小さくすることができるため、小型化が必要な機器にも搭載することができ、モータ１０の用途の拡大化を図ることができる。

さらに、本発明によれば、モータケース１６の内鍔部４２と軸受ホルダ１８の外鍔部４８によってモータケース１６と軸受ホルダ１８とが一段と強固に固定されるので、モータ１０の駆動中に、モータケース１６と軸受ホルダ１８との接合部に対して荷重や衝撃が加わったとしても、両部材間の接合は確実に保持される。

また、上記した本実施の形態に係るモータの製造方法によれば、モータケース１６と軸受ホルダ１８との固着作業を容易且つ確実に行うことができるため、固着工程、製造工程の簡略化、及び製品の信頼性の向上を図ることができる。
（他の実施の形態）
なお、上記した実施の形態においては、本発明をステッピングモータに適用した場合について説明したが、本発明は、ステッピングモータ以外のモータにも適用可能であることは言う迄もない。

また、上記した実施の形態において説明した溶着方法は、単なる例示に過ぎず、本発明は、上記した治具とは別の治具を使用した溶着方法等、他の溶着方法にも適用可能であることは勿論である。

本発明の実施の形態に係るモータを示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るモータを示す半断面図である。 本発明の実施の形態に係るモータを示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るモータを示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るモータの軸受ホルダを示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るモータの軸受ホルダを示す半断面図である。 本発明の実施の形態に係るモータにおいて、モータケースに軸受ホルダを接合した状態を示す半断面図である。 本発明の実施の形態に係るモータにおいて、モータケースに軸受ホルダを接合した状態を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るモータの製造方法を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るモータの製造方法を示す断面図である。 従来例を示す断面図である。

符号の説明

１０ モータ
１１ 回転軸
１３ 永久磁石
１４ ロータ
１５ ステータ
１６ モータケース
１６ａ 第１ケース
１６ｂ 第２ケース
１７ 軸受
１８ 軸受ホルダ
１９ 与圧付与部材
３８ 端面部
４０ 開口部
４２ 内鍔部
４６ 台座部
４７ 縮径部
４８ 外鍔部

Claims (5)

1. 回転軸と、該回転軸に固着された永久磁石を有するロータと、該ロータの周りに配置されたステータと、前記ロータ及びステータを収納するモータケースと、前記回転軸の一方の軸端を支持する軸受と、前記モータケースの軸方向外側に配置され、前記軸受を保持する樹脂製の軸受ホルダとを備えたモータにおいて、
   前記モータケースは、前記軸受ホルダ側に形成された端面部と、該端面部に形成された開口部とを備え、
   前記軸受ホルダは、前記端面部の外面側に当接可能に形成された台座部と、該台座部より縮径されて前記モータケース側に延出し、前記開口部に嵌合可能に形成された縮径部と、該縮径部の端部が半径方向外方に拡径され、前記端面部の内面側に当接可能に形成された外鍔部とを備えており、前記モータケースと前記軸受ホルダとは、前記端面部と前記外鍔部とにより固着されていることを特徴とするモータ。
2. 前記軸受ホルダは、前記台座部が前記モータケースの外径より小径となるように形成されている請求項１に記載のモータ。
3. 前記端面部の周縁部には、内鍔部が段状に屈曲して形成されており、該内鍔部は前記外鍔部に係合可能となっている請求項１又は２に記載のモータ。
4. 請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載されたモータの製造方法において、
   前記軸受ホルダの台座部に前記モータケースの端面部の外面側を当接させると共に、前記開口部に前記縮径部を嵌合させ、前記軸受ホルダを前記モータケースに組み付ける工程と、
   前記軸受ホルダを前記モータケースに組み付けた状態で、前記縮径部の端部を加熱して溶融し、前記外鍔部を形成して前記軸受ホルダを前記モータケースに溶着する工程と、
   を行うことを特徴とするモータの製造方法。
5. 請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載されたモータの製造方法において、
   前記軸受ホルダは、アウトサート成形により前記モータケースと一体に成形されることを特徴とするモータの製造方法。

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