JP2008123575A - ディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスク回転用モータには、一般的にロータ抜け防止機構が構成されているが、小型化、薄型化が進む中、耐衝撃性、耐衝撃耐久性、耐振動性への要求が高まっている。また、コスト面に対する要求も厳しくなっており、特性、信頼性を満たし、かつ安価な部品を使用した構成が求められている。
【解決手段】ロータ部６をステータ部１２に挿入した後、ターンテーブル部２に一体に形成されたフック形状部１３を径方向内側へ塑性変形させることによって、メタルハウジング８の係合部１６と軸方向に係合可能にすることにより、ロータ抜け防止機構を構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は主として、ＣＤ、ＤＶＤといった光ディスクなどのディスクを回転駆動させるディスク駆動装置に用いられるディスク回転用モータに関するものであり、詳しくはロータ部の抜け防止機構に関するものである。

従来、薄型化、小型化を要求される光ディスク駆動装置においては、ディスクを取り出す時、ディスクを搭載し保持するターンテーブル部を備えるロータ部がディスクと共にモータから抜け出す作用が働くため、ロータの抜け防止機構が必須とされている。

ロータの抜け防止機構は、ロータの組み込みは妨げず、ロータの抜けは防ぐという相反する機能が要求される。

そこで、ロータの組み込み時に抜け防止部が径方向に弾性変形して、ロータの組み込みを容易にする構成が提案されている。

この構成には様々な提案がなされており、ターンテーブル部に樹脂製、もしくはばね性を有した金属製の抜け止め部材が一体的に固設され、メタルハウジング部と係合する構造のもの（例えば、特許文献１参照）や、合成樹脂製ターンテーブル部に弾性を有する金属円板が固定され、その円板に一体に略Ｌ字状に折れ曲がって下方に向かって突き出し成形された係合爪とメタルハウジング部が係合する構造のもの（例えば、特許文献２参照）などがある。

図５に上記特許文献１に開示されたロータの抜け防止機構を示す。図５において、ディスク回転用モータはロータ部１０１とステータ部１０２によって構成され、ロータ部１０１のターンテーブル部１０３は下面に突出して設けたフック形状部１０４を有し、ステータ部１０２はメタルハウジング１０５に配設された係合部１０６が、ロータ部に設けられたフック形状部１０４と軸方向に係合可能に設けられた構成となっている。

前記ターンテーブル部１０３のフック形状部１０４は、ロータ部１０１を挿入する際、メタルハウジング部１０５に配設された係合部１０６に接触し、径方向の力を受けることによって弾性変形して、フック形状部１０４はメタルハウジング部１０５に配設された係合部１０６の下方に達することで、軸方向へのロータ部１０１の抜けは防止される。

また、他の従来の技術として、ロータフレームとホルダー（または軸受）の双方にに螺旋構造を持つ抜け止めを形成し、この二つの螺旋構造部を螺号させながらロータを挿入して組み立て、組み立て完了後は、この螺旋構造部が係合して軸方向移動を制限する構成のロータの抜け防止機構がある。（例えば、特許文献３参照）
図６に上記特許文献３に開示されたロータの抜け防止機構を示す。図６において、ディスク回転用モータは、ロータ部１０７とステータ部１０８によって構成され、ロータ部１０７のターンテーブル部２０９は別部材にて構成される螺旋溝を有した抜け防止部材１１０が固設され、ステータ部１０８は、ステータコア１１１に設けたホルダー１１２、もしくはメタルハウジング１１３に、前記抜け防止部材１１０と噛み合う螺旋溝が形成された構成となっている。

前記ロータ部１０７を挿入する際、ロータ部１０７を回転させながら、前記抜け止め部材１１０の螺旋溝を前記ホルダー１１２、またはメタルハウジング１１３の螺旋溝にねじ
込むことによって組立てが完了する。

そして、上記とは別の従来の技術として、ロータ部のシャフトのスラスト側先端付近に抜け防止機構を形成したものがある。（例えば、特許文献４参照）
図７に上記特許文献４に開示されたロータの抜け防止機構を示す。図７において、ディスク回転用モータは、ロータ部１１４とステータ部１１５によって構成され、抜け止めワッシャ１１６がシャフト１１７に固設されており、シャフト１１７と共にロータ部１１４に一体化されている。ロータ部１１４が抜ける方向に力が加わるときには、ワッシャ１１６と軸受１１８があたり、ロータ部の抜けが防止される。
特開２００３−３２９３２号公報（第３頁、第４頁、図１） 特開平１０−２３７０２号公報（第３頁、図３） 特開平８−５１７４０号公報（第６頁、図３） 特開２００２−１３６０３１号公報（第５頁、図１）

近年、モバイル分野の機器にディスク駆動装置が普及するに伴い、この装置に用いられるディスク回転用モータは、小型化、薄型化を要求され、さらに、高い耐衝撃耐久性、耐振動耐性への要求が高まっている。

また近年、ますますコスト面に対する要求も厳しくなっており、特性、信頼性を満たし、かつ安価な部品を使用した構成でなければ市場に受け入れられないのが現状となっている。

しかしながら、図５に示す抜け防止機構では、フック形状部１０４は弾性変形可能である材質を用いて挿入しやすく、抜け難い形状に形成する必要があり、形状の設定が非常に困難である。また抜け止めとしての剛性を充分確保することが困難であり、耐衝撃性等を考えると好ましくなく、またコスト面でも材料自体が比較的高価なことに加え、非常に高い部品精度が要求されるため、有用な構造とは言い難い。

これに対し、図６に示す抜け止め機構は、ロータ部１０７とステータ部１０８の抜脱が容易であるという利点を持つが、抜け防止部材１１０に螺旋溝を形成するという構成上、軸方向に一定の長さを必要とし、小型化、薄型化が要求されているディスク回転用モータにとっては不向きであることに加え、螺旋溝は金属材料の切削加工、もしくは複雑な金型による高精度な樹脂成形が必要となり、コスト面では非常に不利となる。

図７に示す抜け止め機構は、シャフト１１７に固設されるワッシャ１１６のみで構成可能なため比較的安価であるが、軸受の直下側に構成されるため、小型化、薄型化の要求に対し、軸受長さの確保が困難であり、長寿命性といった信頼性に対し不向きな構造となっている。
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、耐衝撃性等の信頼性が高く、部品点数も少なく安価な部品で構成可能であり、さらに軸受長さに影響を与えず、小型化、薄型化を可能とするロータ抜け防止機構を設けたディスク回転用モータを実現することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、ロータ部のターンテーブル部に抜け止めの一方の係合部となるフック形状部がロータ部の内側に向かって一体的に切り出し形成され、メタルハウジングには径方向に突出して係合部が形成されており、ロータ部をステータ部に挿入した後、ロータ部のフック形状部を径方向内側へ塑性変形させてメタルハウジングの係
合部と軸方向に係合可能に構成してなるディスク駆動装置である。

本発明によれば、ロータフレームのターンテーブル部に一体的に抜け止め防止機構の一方を形成することによって部品点数が削減でき、組立性も改善される。加えてプレス加工部材のみで構成可能であるため、部材も比較的安価である。

また、部材の弾性変形を必要としない剛体構造であるため、高い剛性を確保でき、耐衝撃性等の信頼性面でも有効である。

以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係るディスク回転用モータの構造断面図である。
図１においてディスク回転用モータは、ロータフレーム１とこのロータフレーム１に一体に形成されたディスクを搭載するターンテーブル部２と前記ターンテーブル部２と共にディスクを支持するディスク調芯部材３と前記ロータフレーム１に取り付けられたロータマグネット４と前記ロータフレーム１の中央に固定されたシャフト５とを有するロータ部６と、前記シャフト５を支承する軸受７とこの軸受７を保持するメタルハウジング８と前記ロータマグネット４と対向して配置され巻線９が施されたコア１０と前記メタルハウジング８を保持するブラケット１１とを備えるステータ部１２とにより構成される。
前記ターンテーブル部２には、ロータ抜け防止機構の一部として機能する、複数箇所のL字形状のフック形状部１３がプレス加工によって一体的に切り出し形成されている。

そして、メタルハウジング８の軸方向上側の端面部には径方向に突き出して係合部１６が形成されている。

図２は本発明の実施の形態１に係るロータ部６とステータ部１２の嵌合状態を示した図である。ロータ部をステータ部に組合わせる際、図２（ａ）のごとく、ロータ部６のシャフト５をステータ部１２の軸受７に沿わせて、図２（ｂ）のごとく、シャフト５の先端がスラスト受け１４に接するまで挿入する。その後、図２（ｃ）のごとく、ターンテーブル部２のフック形状部１３を治具等１５にて内径方向に塑性変形させることによって、ステータ部１２のメタルハウジング８の係合部１６と係合可能となり、軸方向へのロータ部６の抜けは防止される。

図３は本発明の実施の形態１に係るロータフレームの斜視図、およびフック形状部の詳細を示す拡大断面図および斜視図である。前述のとおり、フック形状部１３の塑性変形によってフック形状部１３と係合部１６は係合可能となり、抜け止め機構として形成されるが、安定したロータ部６の抜け防止、また、モータ回転時のフック形状部１３と係合部１６の干渉等を防ぐためには、前記フック形状部１３の塑性変形を高精度に安定して実施する必要がある。これを達成する方法として、図３（ｂ）のとおり、フック形状部１３とターンテーブル部２の境界近傍において、ターンテーブル部２の内側にＶ溝１７を成形することが有効である。このＶ溝１７を設けることによって、塑性変形の際にこの部分に応力が集中し、折り曲げ位置、角度が安定し、所望の寸法を容易に得ることができる。
また、図３（ｃ）のとおり、フック形状部１３とターンテーブル部２の境界近傍において、フック形状部１３の周方向の幅を局所的に小さくする切欠き部１８を形成することによっても図３（ｂ）と同様の効果が得られる。

図４は本発明の実施の形態１に係るディスク回転用モータの構造断面におけるターンテ
ーブル２の中央部拡大図である。ターンテーブル部２のフック形状部１３を塑性変形させる場合の懸念点として、フック形状部１３の塑性変形に起因したフック形状部１３周辺の変形が挙げられ、特にシャフト５との締結部２０に変形の影響が達すると、締結強度が低下するという問題に及ぶ。

そこで、ターンテーブル部２の中央部に凸形状段差２１を形成することにより、この凸形状段差２１がリブ的な役割を果たすために強度が上昇するとともに、段差角部へ応力が集中するために、シャフト締結部への変形の影響は格段に改善され、塑性変形によって係合部を構成する本発明をより安全性の高いものとできる。

また、この凸形状段差２１は、軸受７の長さを長く構成できるという効果もあり、寿命に対して有益なものとなる。

加えて、メタルハウジング８の係合部１６、およびターンテーブル部２のフック形状部１３はプレス加工にて一体的に成形可能であるため、部材も比較的安価であることに加え、部品点数も削減可能であり、組立性も容易となる。

なお、用途や構造上の問題によっては、メタルハウジング８およびターンテーブル部２を複数の部材を締結した構造としても、抜け止め機構の構成を本実施の形態と同様に構成することができることは言うまでもない。

また、フック形状部１３、および係合部１６は、軸方向には、部材の板厚に、回転時に双方が接触しない程度の空間を加えたスペースのみで構成が可能であることに加え、図１のごとく、メタルハウジング８の外径とコア１０に巻回された巻線９の径方向内側端との間の空間に配置することが可能であるため、ディスク回転用モータの小型化、薄型化が可能となる。

さらに、軸受７よりも外側の領域で構成されるため、軸受７の長さを確保することが可能となり、小型化、薄型化における長寿命性といった信頼性に優位な構造となる。

加えて、フック形状部１３、および係合部１６は、フック形状部１３の塑性変形によって係合可能にされるために、部材の弾性変形を必要としない構造であるので、高い剛性を確保でき、耐振動性能や、耐衝撃性能、また、数万回といったディスクの繰り返し脱着に対する耐久性に対しても有効である。

光メディア用スピンドルモータ等、小型化、薄型化に加え、高信頼性、低コスト化が求められるモバイル機器、カーＡＶ機器等に用いられるブラシレスモータに有用である。

本発明の実施の形態１に係るディスク回転用モータの構造断面図 （ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態１に係るロータ部とステータ部の組み立て工程を示す断面図及び要部拡大断面図 （ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態１に係るターンテーブル部の斜視図、及び係合部の拡大断面図 本発明の実施の形態１に係るディスク回転用モータの構造断面におけるターンテーブル部中央部拡大図 従来のディスク回転用モータを示す構造断面図（１） 従来のディスク回転用モータを示す構造断面図（２） 従来のディスク回転用モータを示す構造断面図（３）

符号の説明

１ ロータフレーム
２、１０３、１０９ ターンテーブル部
３ ディスク調芯部材
４ ロータマグネット
５、１１７ シャフト
６、１０１、１０７、１１４ ロータ部
７、１１８ 軸受
８、１０５、１１３ メタルハウジング
９ 巻線
１０ コア
１１ ブラケット
１２、１０２、１０８、１１５ ステータ部
１３、１０４ フック形状部
１４ スラスト受け
１５ 治具
１６、１０６ 係合部
１７ Ｖ溝
１８ 切欠き部
２０ シャフト締結部
２１ 凸形状段差
１１０ 抜け防止部材
１１１ ステータコア
１１２ ホルダー
１１６ ワッシャ

Claims (6)

1. ディスクを搭載するターンテーブル部が一体に形成されたロータフレームと前記ターンテーブル部と共にディスクを支持するディスク調芯部材と前記ロータフレームに取り付けられたロータマグネットと前記ロータフレームの中央に固定されたシャフトとを有するロータ部と、前記シャフトを支承する軸受とこの軸受を保持するメタルハウジングと前記ロータマグネットと対向して配置され巻線が施されたコアと前記メタルハウジングを保持するブラケットとを備えるステータ部と、からなるディスク回転用モータにおいて、前記ターンテーブル部にはロータ部の内側に向かってフック形状部が一体的に切り出し形成され、前記メタルハウジングには径方向に突出して係合部が形成されており、前記ロータ部を前記ステータ部に挿入した後、前記ロータ部のフック形状部を径方向内側へ塑性変形させて前記メタルハウジングの係合部と軸方向に係合可能に構成してなるディスク駆動装置。
2. フック形状部とターンテーブル部の境界近傍において、ターンテーブル部の内側にＶ溝形状を形成した請求項１に記載のディスク駆動装置。
3. フック形状部とターンテーブル部の境界近傍において、フック形状部の周方向の幅を局所的に小さくする切欠き部を形成した請求項１に記載のディスク駆動装置。
4. ロータフレームのシャフトを固定する部分とフック形状部を形成する部分との間に、凸形状段差を形成した請求項１に記載のディスク駆動装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のディスク駆動装置を搭載したディスクプレーヤ。
6. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のディスク駆動装置を搭載したディスクレコーダ。

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