JP2010148266A

JP2010148266A - ディスク回転用モータ

Info

Publication number: JP2010148266A
Application number: JP2008323690A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Iwao; 秀和岩尾; Toshiyuki Nishikata; 俊之西方
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: JP5226499B2

Abstract

【課題】近年、ディスク駆動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、低コスト化を厳しく要求され、さらに数千時間におよぶ長寿命性能、および数万回といったディスクの繰り返し脱着に対する信頼性も要求されている。
【解決手段】ロータフレーム２に形成した貫通穴１６に、抜け止め部材７に形成した係合部６を挿入して設置し、メタルハウジング１０の軸方向上側端面に径方向外側に向けて一体に形成した被係合部２０に、メタルハウジング１０の中心線に対して偏倚した位置に係合部６が通過可能な大きさの切欠部１９を形成し、偏倚方向に係合部６を移動させて切欠部１９を通過させ、通過完了の後、偏倚方向とは逆方向に係合部６を移動させることにより係合部６と被係合部２０が係合するようにして、ロータ部８の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といった光メディアに楽曲や映像の情報を記録したり、その記録情報を再生したりするディスク駆動装置に関するものであり、詳しくはディスク回転用ブラシレスモータの構造に関するものである。

ＣＤやＤＶＤといった光メディアに楽曲や映像の情報を記録したり、その記録情報を再生したりするディスク駆動装置は、近年、小型、薄型化への要求が厳しくなっている。これに伴い、軸受長さを確保するため、ロータ部中央に凹部を設け、その中に軸受部を収納するとともに、ロータ部の抜け防止機構を構成させる構造が提案されてきた。（例えば特許文献１参照）
図７に上記特許文献１に開示された従来の技術によるディスク回転用モータの断面図を示す。

図７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の内側開口部には切削加工等によって係合部１０４が形成され、軸受ホルダ１０５に固定された抜け止め部材１０６に形成された被係合部１０７と軸方向に係合することによってロータ抜け防止機構が構成されている。

また、上記従来技術とは別に、ロータ部を吸引するマグネットのヨ−クを利用してロータ抜け防止機構を構成する構造も提案されている。（例えば特許文献２参照）
図８に上記特許文献２に開示された従来の技術によるディスク回転用モータの断面図を示す。

図８において、ディスク回転用モータはロータ部１０８とステータ部１０９によって構成されている。ロータ部１０８のターンテーブル部１１０には抜け止め部材１１１が溶接により固定され、この抜け止め部材１１１が軸受ホルダ１１２に固定されたロータ部吸引マグネット１１３のヨ−ク１１４外周部と軸方向に係合することによってロータ抜け防止機構が構成されている。

また、ディスク駆動装置は低コスト化への要求も非常に厳しくなっているが、プレス加工によって係合部をロータ部のターンテーブル部に一体に形成された構造も提案されている。（例えば、特許文献３参照）
図９に上記特許文献３に開示された従来技術によるディスク回転用モータの断面図を示す。

図９においてディスク回転用モータは、ロータ部１１５とステータ部１１６によって構成されている。ロータ部１１５のターンテーブル部１１７にはロータ抜け防止の係合部１１８が一体に形成されている。ステータ部１１６の軸受ホルダ−であるメタルハウジング１１９には螺旋構造１２０が形成されている。ロータ部１１５をステータ部１１６に組み付ける時には、ターンテーブル部１１７を回転させて係合部１１８を螺旋構造１２０に螺号しながら挿入する。係合部１１８が螺旋構造１２０から通過した後は、係合部１１８と螺旋構造１２０が軸方向に係合するロータ抜け防止機構が構成される。そして、係合部１１８を螺旋構造１２０に螺号しながら挿入時とは逆方向にターンテーブル部１１７を回転させることにより、螺旋構造１２０から係合部１１８を通過させてロータ部１１５をステータ部１１６から取り外すことができる。これにより、ステータ部１１６からロータ部の
１１５挿抜が容易なロータ抜け防止機構が構成できるものである。

そして、ディスク駆動用モータの構造をさらに簡素化するため、ターンテーブル部１１７の係合部１１８を塑性変形によって折り曲げ、メタルハウジング１１９の被係合部と係合する構造も提案されている。（例えば、特許文献４参照）
特開２００２−１７６７４２号公報特開２００５−３５４７５７号公報特開２００６−３２５３３３号公報特開２００８−１２３５７５号公報

近年、ディスク駆動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、低コスト化が厳しく要求され、さらに数千時間におよぶ長寿命性能、および数万回といったディスクの繰り返し脱着に対する信頼性も要求されている。

図７に示す抜け防止機構は、ロータ部中央の凹部内に軸受、および抜け止め構造を構成することによって、小型、薄型化しやすいという利点を持つ。しかしながら、被係合部１０７が形成された弾性部材からなる抜け止め部材１０６は、軸受ホルダ１０５に圧入または接着等により固定されているため、数万回というディスク繰り返し脱着に対しての耐久性を考えると好ましくない。また、弾性変形可能な材質および形状を設定する必要があり、材料費も一般の鋼板に比べると高価になる。

そして、図８に示す抜け防止機構では、抜け止め部材１１１はターンテーブル部１１０に溶接により固定されている。防止機構の係合部を弾性変形させて係合させる際、抜け止め部材１１１をターンテーブル部１１０から剥離する方向にモ−メントが発生するため、図７に示す抜け防止機構と同様に、数万回というディスク繰り返し脱着に対しての耐久性を考えると好ましくない。

また、図７に示す抜け止め構造同様、弾性変形可能な材質および形状を設定する必要があり、材料費も一般の鋼板に比べると高価になる。

これに対し、図９に示す抜け止め機構は、抜け止めの係合部１１８はターンテーブル部１１７に、被係合部はメタルハウジング１１９にそれぞれプレス加工によって一体に成形されているため、コスト面で有利になることに加え、一体であるため剛性も高く、耐久性にも優れている。しかしながら、抜け止め構造がターンテーブル部１１７よりも軸方向下側で構成されることや、係合部はターンテーブル部と同板厚で構成せざるをえないことなどから、薄型化の際のコア締結や軸受長さ確保といった構成の面では不利となる。

上記課題を解決するために本発明は、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ディスクを芯出し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、前記ロータフレームの天面には少なくとも１ヶ所貫通穴が形成され、少なくとも１ヶ所係合部を形成した抜け止め部材が前記貫通穴に前記係合部を挿入して取り付けられ、前記メタルハウジングの軸方向上側端面には、径方向外側に向かって被係合部が一体的に形成され、前記抜け止め部材の係合部に内接する円の直径寸法は前記メタルハウジングの
被係合部の外形寸法より小さく設定され、さらに、前記メタルハウジングの被係合部には、前記係合部が挿通可能な幅を有する切欠部が、前記メタルハウジングの中心線に対して中心が偏倚した状態で形成され、前記ロータ部を前記ステータ部に挿入する際には、前記抜け止め部材の係合部を前記メタルハウジングの切欠部の位置に合わせて通過させ、挿入完了の後、前記メタルハウジングの被係合部と前記抜け止め部材の係合部の少なくとも一部が軸方向から見て重なる位置まで移動して前記ロータ部の前記ステータ部からの抜け防止機構を構成する構造とした。

本発明によれば、抜け止め部材、および被係合部を有したメタルハウジングはプレス加工によって成形可能であるため、コスト面で有利になることに加え、剛性も高く、耐久性にも優れている。また、ロータフレーム中央の凹形状内に抜け止め構造を構成可能であるため薄型化に有利であることに加え、被係合部の切欠部を中心線に対して偏倚させて形成し、係合部を偏倚方向もしくはその逆方向に移動させて組み立てる抜け止め構造であるため、組立て時に部材に加わるストレスはなく、信頼性の高いモータを構成できる。

以下、本発明の実施の形態について図面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、図２（ａ）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ロータ部の上側斜視図、図２（ｂ）は下側斜視図、図３（ａ）は本発明の実施の形態１に係るディスク調芯部材の上側斜視図、図３（ｂ）は下側斜視図、図４は本発明の実施の形態１に係る抜け止め部材の斜視図、図５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ステータ部上側斜視図である。図６（ａ）〜（ｇ）は本発明の実施の形態１に係る抜け止め係合過程の概略図である。

図１においてディスク回転用モータは、ディスクを搭載するターンテーブル部１が一体に形成されたロータフレーム２と、ディスクを芯だし支持するディスク調芯部材３と、ロータフレーム２に取り付けられたロータマグネット４と、ロータフレーム２の中央に固定されたシャフト５と係合部６を形成された抜け止め部材７とを有するロータ部８と、シャフト５を支承する軸受９と、この軸受９を保持するメタルハウジング１０と、ロータマグネット４と対向して配置され巻線１１が施されたコア１２と、メタルハウジング１０を保持するブラケット１３とを備えるステータ部１４とにより構成される。

ロータ部８は図１に示すように、ロータフレーム２の内側開口部の中央部に凹部１５が形成されている。そして、凹部１５には、図１に示すように軸受９および軸受９を保持するメタルハウジング１０を収納している。また、凹部１５内には図２（ｂ）に示すように、抜け止め部材７の係合部６がロータフレーム２の天面に形成された貫通穴１６を介して挿入されている。抜け止め部材７は図４に示すように、略円環形状の円環部７ａと、この円環部７ａの周上に対向して２ヶ所軸方向に突き出して形成された係合部６とにより形成されている。係合部６の先端６ａは径方向内側に鍵状に折り返され、全体としてＪ字形状に形成されている。そして、図１、図２（ａ）に示すように、抜け止め部材７を間に挟持してディスク調芯部材３がロータフレーム２に固定されている。ディスク調芯部材３は樹脂成型によって形成されており、図１および図３（ｂ）に示すように、その天面から内側に向かって突出する固定用支柱部１７を備えている。この固定用支柱部１７によって抜け止め部材７は径方向の位置が定められる。さらにディスク調芯部材３には図３（ａ）、（ｂ）に示すように、その天面部に軸方向に弾性を有する押圧ばね部１８が形成され、この押圧ばね部１８によって抜け止め部材７はロータフレーム２に軸方向に圧接固定されている。

また、図５、図６（ａ）に示すように、ステータ部１４のメタルハウジング１０の軸方向上側端面には、抜け止め部材７の係合部６と同数の切欠部１９を形成した被係合部２０が径方向外側に向かって一体的に形成されてい-る。

そして抜け止め部材７の係合部６に内接する円の直径寸法は、メタルハウジング１０の被係合部２０の外形寸法より小さく設定されている。

また、図６（ｂ）に符号ｗで示すメタルハウジング１０の切欠部１９の幅は、抜け止め部材７の係合部６が挿通可能な大きさで形成されている。さらに、図６（ｂ）に示すように、切欠部１９はメタルハウジング１０の中心線Ｃ１に対して、その中心Ｃ２が偏倚して形成されている。

図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、ロータ部８をステータ部１４に挿入する際には、抜け止め部材７の係合部６をロータフレーム２の貫通穴１６に挿入した状態で、メタルハウジング１０の切欠部１９の偏倚方向に移動させて、切欠部１９に係合部６が収まる位置に合わせる。

その後、図６（ｅ）に示すように、抜け止め部材７の係合部６をメタルハウジング１０の切欠部１９を通過させながら軸方向下側（矢印方向）へ降下させてロータ部８をステータ部１４に組み込む。この状態から、図６（ｆ）、（ｇ）に示すように、抜け止め部材７の係合部６をロータフレーム２の貫通穴１６に挿入した状態で、メタルハウジング１０の切欠部１９の偏倚方向と逆方向に、係合部６の少なくとも一部が切欠部１９の範囲から外れてメタルハウジング１０の被係合部２０に軸方向から見て少なくとも一部が重なる位置まで移動させて組み込みを完了する。

ここで、ロータフレーム２の貫通穴１６は、抜け止め部材７の係合部６をメタルハウジング１０の切欠部１９の位置に合わせて通過させ、通過完了の後、メタルハウジング１０の被係合部２０に抜け止め部材７の係合部６が軸方向から見て少なくとも一部が重なる位置まで移動可能な大きさに形成されている。

その後、ロータフレーム２にディスク調芯部材３を挿入固定する。この際にディスク調芯部材３に形成された固定用支柱部１７を抜け止め部材７の側面に当接させることによって、再び抜け止め部材７の係合部６が移動することを防止し、さらに振動等による抜け止め部材７のガタつきを防止するため、押圧ばね部１８によってロータフレーム２に軸方向に圧接固定する。

以上の状態で、ロータ部８を軸方向上側に移動させた場合、抜け止め部材７の係合部６とメタルハウジング１０の被係合部２０が係合してロータ部８の移動を規制するので、抜け防止機構として機能する。本実施の形態においては、係合部６を抜け止め部材７の円環部７ａの周上に、円環部７ａの中心に対して対称に２ヶ所形成し、切欠部１９の中心をメタルハウジング１０の中心線に対して、偏倚して形成したので、仮に一方の係合部６が切欠部１９の範囲内に収まる状態となっても、もう片方の係合部６は必ず切欠部１９の範囲から外れて、軸方向から見て少なくとも一部が被係合部２０に重なる構成となるため、ロータ部８が容易には抜けない構造となる。

本実施の形態においては、抜け止め部材７の係合部６は２ヶ所形成され、ロータフレーム２の貫通穴１６も同数形成されているが、係合部６は１ヶ所、または２ヶ所以上の複数であっても同様の機能を満たすことは可能であるし、抜け止め部材７の係合部６よりロータフレーム２の貫通穴１６の数が多くても問題はない。

また、本実施の形態においては、メタルハウジング１０の中心線に対して被係合部２０の切欠部１９の中心を平行に偏倚させて形成し、その偏倚方向に抜け止め部材７の係合部６を移動させた状態で切欠部１９の軸方向下方に係合部６を通過させ、係合部６が通過完了の後、偏倚方向とは逆方向に係合部６を移動させることにより抜け止め機構を構成しているが、メタルハウジング１０の中心線に対して切欠部１９の中心を必ずしも平行に偏倚させて形成する必要は無く、偏倚の方向は任意の方向が設定可能である。さらに、メタルハウジング１０の被係合部２０の切欠部１９および抜け止め部材７の係合部６は、それぞれ２ヶ所づつ対向させて形成しているが、必ずしも、対向させる必要は無く、それぞれの切欠部１９と係合部６が対応する位置関係に設定されていれば任意の位置に形成しても良い。

また、本実施の形態においては、ロータフレーム２の内側開口部の中央部に形成された凹部１５内に抜け止めが構成されているが、ターンテーブル部１の下側など、メタルハウジング１０の中心線に対して被係合部２０の切欠部１９を偏倚させて形成し、抜け止め部材７の係合部６を偏倚方向もしくはその逆方向に移動させて組み立てる抜け止め構造が配置できれば任意に構成可能である。

抜け止め部材７の係合部６の先端６ａの形状は、抜け止め部材７に加わる負荷方向等を考慮すると、径方向内側に鍵状に折り返してＪ字形状に形成されていることが望ましい。これにより、抜け止め部材７は曲げ応力ではなく、引張り応力を支配的に受けることになり、過度のストレスによる変形への耐性が強化される。

なお、本発明は抜け止め部材７の材質については任意の選択が可能であり、金属製薄肉板のプレス加工だけでなく、金属ばね材の成形でも可能であるし、樹脂成形部材等であっても代用は可能である。

光メディア用スピンドルモータ等、小型化、薄型化に加え、高信頼性や、低コストが求められるモバイル機器用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）本発明の実施の形態１に係るディスク回転用モータのロータ部の上側斜視図、（ｂ）下側斜視図（ａ）本発明の実施の形態１に係るディスク調芯部材の上側斜視図、（ｂ）下側斜視図本発明の実施の形態１に係る抜け止め部材斜視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ステータ部上側斜視図（ａ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）本発明の実施の形態１に係る抜け止め係合過程の概略を示す要部斜視図、（ｂ）、（ｄ）、（ｇ）本発明の実施の形態１に係る抜け止め係合過程の概略を示す要部横断面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、１０３、１１０、１１７ターンテーブル部
２ロータフレーム
３ディスク調芯部材
４ロータマグネット
５シャフト
６、１０４、１１８係合部
６ａ先端
７、１０６、１１１抜け止め部材
７ａ円環部
８、１０１、１０８、１１５ロータ部
９軸受
１０、１１９メタルハウジング
１１巻線
１２コア
１３ブラケット
１４、１０２、１０９、１１６ステータ部
１５凹部
１６貫通穴
１７固定用支柱部
１８押圧ばね部
１９切欠部
２０、１０７被係合部
１０５、１１２軸受ホルダ
１１３吸引マグネット
１１４ヨ−ク
１２０螺旋構造
Ｃ１、Ｃ２中心
ｗ切欠部幅

Claims

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ディスクを芯出し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、前記ロータフレームの天面には少なくとも１ヶ所貫通穴が形成され、少なくとも１ヶ所係合部を形成した抜け止め部材が前記貫通穴に前記係合部を挿入して取り付けられ、前記メタルハウジングの軸方向上側端面には、径方向外側に向かって被係合部が一体的に形成され、前記抜け止め部材の係合部に内接する円の直径寸法は前記メタルハウジングの被係合部の外形寸法より小さく設定され、さらに、前記メタルハウジングの被係合部には、前記係合部が挿通可能な幅を有する切欠部が、前記メタルハウジングの中心線に対して中心が偏倚した状態で形成され、前記ロータ部を前記ステータ部に挿入する際には、前記抜け止め部材の係合部を前記メタルハウジングの切欠部の位置に合わせて通過させ、挿入完了の後、前記メタルハウジングの被係合部と前記抜け止め部材の係合部の少なくとも一部が軸方向から見て重なる位置まで移動して前記ロータ部の前記ステータ部からの抜け防止機構を構成するディスク回転用モータ。
ロータフレームの内側開口部の中央に軸受を収納する凹部が形成され、この凹部内に被係合部および係合部を収容したことを特徴とする請求項１に記載のディスク回転用モータ。
係合部の先端は、径方向内側に折り返してＪ字形状に形成されていることを特徴とする請求項１もしくは請求項２のいずれか１項に記載のディスク回転用モータ。
抜け止め部材はディスク調芯部材とロータフレームの間に挟持され、ディスク調芯部材の天面部から内側に突き出して固定用支柱部を形成し、抜け止め部材の係合部をメタルハウジングの切欠部を通過させて挿入完了の後、メタルハウジングの被係合部と抜け止め部材の係合部の少なくとも一部が軸方向から見て重なる位置まで移動した状態で、前記固定用支柱部を抜け止め部材の側面に当接したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のディスク回転用モータ。
抜け止め部材はディスク調芯部材とロータフレームの間に挟持され、ディスク調芯部材の天面に軸方向に弾性を有する押圧ばね部を形成し、この押圧ばね部により抜け止め部材をロータフレームに軸方向に圧接固定したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のディスク回転用モータ。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のディスク回転用モータを搭載したディスク駆動装置。