JP2012120375A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 特別な部材を追加することなくロータの抜け止め構造を実現できるブラシレスモータを実現する。
【解決手段】 軸受部の周囲に配されたステータコア１４とステータコアの表面に配されたコアカバー１５を有するステータＳと、回転軸２２とロータケース２１と駆動用磁石２５を有するロータＲとを具備するブラシレスモータにおいて、コアカバー１５自体に、ロータＲの駆動用磁石２５の上面２５ａに当接し得る抜け止め部１５ｄを一体に形成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ディスク、光磁気ディスク等を回転させるためのブラシレスモータに関する。

ディスクに記録された情報を読み取り、あるいは情報をディスクに書き込むヘッド機構を備えたディスク装置は、例えばＣＤ、ＤＶＤ、ＭＤ等の光ディスク、光磁気ディスク装置として知られている。
このようなディスク装置では、ディスクを回転駆動するいわゆるスピンドルモータとして、外転型のブラシレスモータが用いられている。

ディスク装置の使用に際しては、スピンドルモータのロータに一体化されたターンテーブルに対してディスクを着脱させる必要があり、ディスクをターンテーブルから取り外す際には、ロータが軸受から抜ける方向の力が加わる。そのため、スピンドルモータには、ロータが軸受から抜けないようにするための機構が要求される。

このような要求に対し特許文献１では、図８に示すように、回転軸１４１と、ロータ部１０４と、ステータ部１０２とを備えるモータ１０１に、ロータの抜け止め手段を付加している。この抜け止め手段は、ロータヨーク１４３の中心部分に一体化されている中継部材１４５に設けられた環状突起部１５１と、ステータ側のコアカバー１３５に設けられ環状突起部１５１と係合し得る抜け止め部１８１とから構成されている。

このようなロータの抜け止め手段を有するモータによれば、ターンテーブルに装着されている光ディスクを離脱させる場合においても、抜け止め手段の作用によってロータ部１０４の抜けを防ぐことができる。

特開平１１−２４３６５７号公報

図８のモータでは、ステータ側の抜け止め手段は、モータに通常用いられるコアカバー１３５の形状を利用しているものの、ロータ側の抜け止め手段は、永久磁石１４４を保持するロータヨーク１４３とは別個の部材である中継部材１４５を必要とするため、部材数が増え、製造コストがアップする問題がある。
また、スピンドルモータでは、ロータの浮上防止や回転軸の心振れ防止のために、ロータをステータ側に吸引するための吸引マグネットを軸受の近傍に設ける場合があるが、図８のモータでは、このような吸引マグネットを取り付けるスペースを確保することができない問題がある。

そこで、本発明の主たる目的は、特別な部材を追加することなくロータの抜け止め構造を実現できるブラシレスモータを提供することにある。
また、本発明の更なる目的は、特別な部材を追加することなくロータの吸引構造を実現できるブラシレスモータを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の請求項１のブラシレスモータは、
軸受部と、前記軸受部の周囲に配されたステータコアと、前記ステータコアの表面に配されたコアカバーを有するステータと、
前記軸受部に回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸と一体に回転するロータケースと、前記ロータケースに固定された駆動用磁石を有するロータと、を具備するブラシレスモータにおいて、
前記コアカバーは、前記駆動用磁石の上面に当接し得る抜け止め部を有することを特徴としているものである。

また、本発明の請求項２のブラシレスモータは、請求項１のブラシレスモータにおいて、前記コアカバーは、径方向外方において軸方向に立ち上がる支持部を有し、前記抜け止め部は、前記支持部に一体に形成されていることを特徴としているものである。
また、本発明の請求項３のブラシレスモータは、請求項１または請求項２のブラシレスモータにおいて、前記ステータコアは、中心側の円環状部と、該円環状部に連結されて磁気的につながった複数の突極が形成された板状コアで構成され、前記円環状部に、前記ロータケースを吸引する吸引用磁石が配され、前記コアカバーは、前記吸引用磁石を位置決めするための位置決め部を有することを特徴としているものである。

本発明のブラシレスモータによれば、コアカバーに、駆動用磁石の上面に当接し得る抜け止め部を設けているため、特別な部材を追加することなくロータの抜け止め構造を実現できる。
また、コアカバーに、吸引用磁石を位置決めするための位置決め部を更に設けたものにあっては、特別な部材を追加することなくロータの抜け止め構造及びロータの吸引構造を実現できる。

本発明の第１の実施形態例に係るブラシレスモータの側面図であり、紙面右半分を断面で示している。 図１のブラシレスモータにおけるステータコアの平面図である。 図１のブラシレスモータにおけるコアカバーを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の線ＡＡに沿って切断した断面図である。 本発明の第２の実施形態例に係るブラシレスモータの側面図であり、紙面右半分を断面で示している。 図４のブラシレスモータにおけるコアカバーを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の線ＢＢに沿って切断した断面図である。 本発明のブラシレスモータに適用できるコアカバーの別の例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の線ＣＣに沿って切断した断面図である。 本発明のブラシレスモータに適用できるコアカバーの別の例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の線ＤＤに沿って切断した断面図である。 従来例のスピンドルモータの断面図である。

以下に図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に説明するが、本発明はこれらの実施形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において各構成部材などを適宜変更して実施できるものである。

（第１の実施形態例）
本実施形態例に係るブラシレスモータの構成を図１により説明する。図１は本例のブラシレスモータＭ１を示す側面図であり、紙面右半分を断面で示している。
このブラシレスモータＭ１は、主に、ステータＳとロータＲとで構成されている。

ステータＳは、軸受ホルダ１２と軸受１３からなる軸受部と、この軸受部の周囲に配されたステータコア１４と、ステータコア１４の表面に配されたコアカバー１５を有する。

軸受ホルダ１２は、真鍮を有底円筒状に切削加工したものであり、表面に印刷回路を形成したいわゆる鉄基板あるいは印刷配線板に鉄板を重ねて取り付けたベース１１に取り付けられている。
また、ベース１１上には、後述の駆動用磁石２５と対向するようにホール素子１７が設けられており、このホール素子１７によってロータＲの回転を検出することができるようになっている。

軸受ホルダ１２の内側には軸受１３が収容されて軸受部を構成しており、軸受ホルダ１２の外側にはステータコア１４が取り付けられている。
また、軸受ホルダ１２の底部にはスラスト部材が固定されており、このスラスト部材に後述の回転軸２２の下端が当接することにより、ロータＲの下方側への移動を制限している。

軸受１３は、筒状の焼結メタルに潤滑油を含浸させたもので、軸受ホルダ１２の内周側に圧入等で固定されている。
なお、軸受ホルダ１２と軸受１３は同一材料で一体化しても良いし、ベース１１と樹脂等で一体化させる構成でも良い。

ステータコア１４は、図２に示すように、中心側の円環状部１４ａと、この円環状部１４ａの外周に連結されて磁気的につながった複数の突極１４ｂが形成された板状コアの積層体からなる。なお、本例のステータコア１４は、３０度ピッチで１２個の突極１４ｂを有している。
このステータコア１４は、円環状部１４ａの内側に軸受ホルダ１２を嵌め込むことにより、軸受ホルダ１２に対し固定されている。

ステータコア１４は、磁性金属材料により形成されており、通常磁性金属材料は導電性材料でもあることから、ステータコアの表面には、上下方向から絶縁性樹脂からなるコアカバー１５がそれぞれ配され、このコアカバー１５を介してコイル１６が巻かれている。本例では、コイル１６はスター結線で三相とするため、Ｕ、Ｖ、Ｗ相が各突極１４ｂに順に巻かれ、各相のコイルはそれぞれ４個の突極に巻かれている。

コアカバー１５は、図３に示すように、中心側の環状部１５ａと、この環状部１５ａの外周に連結された複数の分岐部１５ｂと、分岐部１５ｂの先端に立設された支持部１５ｃと、支持部１５ｃから延設された抜け止め部１５ｄからなる。
環状部１５ａは、ステータコア１４の円環状部１４ａに配されている。
分岐部１５ｂは、凹形状の断面を有し、ステータコア１４の突極１４ｂと同様、３０度ピッチで１２個設けられており、ステータコア１４の各突極１４ｂに装着されている。
抜け止め部１５ｄは、詳しくは後述するが、ロータＲに図１の上方向への力が作用した際に、後述の駆動用磁石２５の上面２５ａに当接して、ロータＲがステータＳから抜けるのを防止するものである。

ロータＲは、軸受部に回転可能に支持された回転軸２２と、回転軸２２と一体に回転するロータケース２１と、ロータケース２１に固定された駆動用磁石２５を有する。
ロータケース２１は、磁性を有する板材でキャップ状に形成されており、回転軸２２と同軸で円筒状に形成された円筒部２１ａと、回転軸２２と直角な面で形成された平面部２１ｂを有している。
回転軸２２は、ロータケース２１の平面部２１ｂの中心に固定され、軸受１３に回転可能な状態で支持されている。

ロータケース２１の円筒部２１ａの内側には、ステータコア１４の突極１４ｂと径方向で対向する円筒形状の駆動用磁石２５が取り付けられている。この駆動用磁石２５は円周方向にＮＳ交互に複数極着磁されている。
また、ロータケース２１の平面部２１ｂには、ロータＲをターンテーブルとして機能させるために平面部２１ｂに一体に形成されたディスクガイド２３および摩擦シート２４を有している。

ロータＲのステータＳへの組み付けは、回転軸２２を軸受１３に挿入することにより行われる。
この組み付けの際、駆動用磁石２５の下面２５ｂが上側のコアカバー１５の抜け止め部１５ｄに当たることになるが、抜け止め部１５ｄは、樹脂等の弾性材料で構成されているコアカバー１５の分岐部１５ｂに立設された支持部１５ｃから延設されており、駆動用磁石２５によって押圧されると、抜け止め部１５ｄは径方向内側に弾性変形することができる。
特に本例では、上側のコアカバー１５の抜け止め部１５ｄは、軸方向下方に傾斜した形状になっているため、駆動用磁石２５は抜け止め部１５ｄ上を容易に摺動し、その結果、抜け止め部１５ｄを容易に弾性変形させることが可能になり、ロータＲの組み付けを簡単に行うことができる。

そして、最終的には図１に示すように、上側のコアカバー１５の抜け止め部１５ｄが、駆動用磁石２５の上面２５ａに軸方向で対向するように組み付けられる。
このため、例えばディスクを取り外す際にロータＲが図１の上方向に移動すると、抜け止め部１５ｄが駆動用磁石２５の上面２５ａに当接し、ロータＲがステータＳから抜けるのを防止することができる。

このように、本例のブラシレスモータＭ１では、コアカバー１５に、駆動用磁石２５の上面２５ａに当接し得る抜け止め部１５ｄを一体に形成しているため、特別な部材を追加することなくロータの抜け止め構造を実現できる。
また、抜け止め部１５ｂがコアカバー１５から離脱することはなく、信頼性の高いロータの抜け止め構造を実現できる。

本例では、抜け止め部１５ｄを全ての分岐部１５ｂに設けているが、ディスクを取り外す際にロータＲがステータＳから抜けるのを防止することができれば、抜け止め部１５ｄは任意の１つ以上の分岐部１５ｂだけに設けてもよい。

また、本例のコアカバー１５は、抜け止め部１５ｄを支持部１５ｃに一体に形成しているが、例えば任意の形状に湾曲した抜け止め部を分岐部１５ｂの先端（径方向外方）に一体に形成してもよい。
また、抜け止め部１５ｄによる抜け止め力は、支持部１５ｃや抜け止め部１５ｄの厚みや形状などを適宜設計することにより、調整することができるものである。
また、本例では、上下のコアカバー１５を同じ形状としているが、下側のコアカバーには抜け止め部１５ｄを設けずに、別形状のものを用いることもできる。

（第２の実施形態例）
本実施形態例に係るブラシレスモータの構成を図４により説明する。図４は本例のブラシレスモータＭ２を示す側面図であり、紙面右半分を断面で示している。
本例のブラシレスモータＭ２と図１のブラシレスモータＭ１との違いは、本例のブラシレスモータＭ２では、ロータＲをステータＳ側に吸引するための吸引用磁石３１を設けるとともに、吸引用磁石３１を位置決めするための位置決め部１５ｅを更に一体形成したコアカバー１５Ａを用いている点である。

ディスクを回転駆動させるスピンドルモータでは、ディスクの回転に伴ってディスクに浮上力が発生する場合がある。この浮上力によってロータが軸方向に移動するとディスクの高さが変化し、データの読取りエラーや書込みエラーが発生し易くなる。
このようなエラーを防止するため、本例のブラシレスモータＭ２では、ロータＲをステータＳ側に吸引するための吸引用磁石３１を設けている。

この吸引用磁石３１は、軸方向に２極着磁された円環状の磁石からなり、ステータコア１４の円環状部１４ａの上に配されて、ロータケース２１の平面部２１ｂを吸引するようにしている。

吸引用磁石３１の位置がモータ毎に異なると、モータの品質にバラツキが生じることになるため、吸引用磁石３１を正確に位置決めする必要がある。
このため本例では、図５に示すように、コアカバー１５Ａに吸引用磁石３１を位置決めするための位置決め部１５ｅを一体に形成している。

この位置決め部１５ｅは、分岐部１５ｂの内側で軸方向に立ち上がる立上部１５ｆと、この立上部１５ｆから内径側に突き出る鍔部１５ｇからなる。
立上部１５ｆの高さは吸引用磁石３１の厚みにほぼ等しく、立上部１５ｆの内径は吸引用磁石３１の外径にほぼ等しい。また、鍔部１５ｇの形状は、吸引用磁石３１の平面形状にほぼ等しい。これにより、鍔部１５ｇの下には、吸引用磁石３１が収容される空間３２が形成されている。

本例のブラシレスモータＭ２によれば、吸引用磁石３１を位置決め部１５ｅの内側に装着した状態で、コアカバー１５をステータコア１４に装着することにより、吸引用磁石３１の中心が回転軸２２の中心に一致するように吸引用磁石３１は自動的に位置決めされる。
このため、第１の実施形態例のブラシレスモータＭ１による効果に加え、特別な部材を追加することなく、また特別な治具を用いることなく、ロータＲの軸方向への移動を防止する吸引用磁石３１を極めて簡単に位置決めして、ロータＲの吸引構造を実現することができる。

本例では、吸引用磁石３１として円環状のものを用いたが、回転軸の心振れを防止するために、ロータＲに回転軸方向（いわゆるスラスト方向）だけでなく半径方向（いわゆるラジアル方向）にも磁力により一定の力を作用させる場合には、吸引用磁石として円弧状の磁石を用いる場合がある。
吸引用磁石として円弧状の磁石を用いる場合には、例えば図６や図７に示すようなコアカバーを用いることができる。

図６に示すコアカバー１５Ｂは、吸引用磁石として１８０度の円弧状の磁石を用いる場合に適用できるものである。
このコアカバー１５Ｂは、吸引用磁石の位置決め部として、分岐部１５ｂの内側で１８０度の開角で軸方向に立ち上がる立上部１５ｆと、この立上部１５ｆから内径側に１８０度の開角で突き出る円弧状の鍔部１５ｇと、立上部１５ｆ及び鍔部１５ｇの両端に連続する仕切り壁１５ｈからなる。
これにより、鍔部１５ｇの下には、１８０度の円弧状の吸引用磁石が収容される空間３２が形成されている。

図７に示すコアカバー１５Ｃは、吸引用磁石として９０度の円弧状の磁石を用いる場合に適用できるものである。
このコアカバー１５Ｃは、吸引用磁石の位置決め部として、分岐部１５ｂの内側で９０度の開角で軸方向に立ち上がる立上部１５ｆと、この立上部１５ｆから内径側に９０度の開角で突き出る円弧状の鍔部１５ｇと、立上部１５ｆ及び鍔部１５ｇの両端に連続する仕切り壁１５ｈからなる。
これにより、鍔部１５ｇの下には、９０度の円弧状の吸引用磁石３１が収容される空間３２が形成されている。

このように、所定の角度を有する円弧状の吸引用磁石を用いる場合には、コアカバー１５Ｂやコアカバー１５Ｃのように、吸引用磁石の形状に対応する空間３２を形成するための仕切り壁１５ｈを一体成形したコアカバーを用いるのがよい。このようなコアカバーを用いれば、吸引用磁石を位置決め部に装着した状態で、コアカバーをステータコアに装着することにより、吸引用磁石を自動的に位置決めすることができる。

以上説明したように、本発明のブラシレスモータによれば、駆動用磁石の上面に当接し得る抜け止め部をコアカバー自体に設けているため、特別な部材を追加することなく、必須部材である駆動用磁石とコアカバーによってロータの抜け止め構造を実現できる。
また、コアカバー自体に、吸引用磁石を位置決めするための位置決め部を更に設けた場合には、特別な部材を追加することなく、また特別な治具を用いることなく、ロータの抜け止め構造及びロータの吸引構造を実現できる。

１１ ベース
１２ 軸受ホルダ
１３ 軸受
１４ ステータコア
１４ａ 円環状部
１４ｂ 突極
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ コアカバー
１５ａ 環状部
１５ｂ 分岐部
１５ｃ 支持部
１５ｄ 抜け止め部
１５ｅ 位置決め部
１５ｆ 立上部
１５ｇ 鍔部
１５ｈ 仕切り壁
１６ コイル
１７ ホール素子
２１ ロータケース
２１ａ 円筒部
２１ｂ 平面部
２２ 回転軸
２３ ディスクガイド
２４ 摩擦シート
２５ 駆動用磁石
２５ａ 駆動用磁石の上面
２５ｂ 駆動用磁石の下面
３１ 吸引用磁石
３２ 空間
Ｍ１、Ｍ２ スピンドルモータ
Ｒ ロータ
Ｓ ステータ

Claims (3)

1. 軸受部と、前記軸受部の周囲に配されたステータコアと、前記ステータコアの表面に配されたコアカバーを有するステータと、
   前記軸受部に回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸と一体に回転するロータケースと、前記ロータケースに固定された駆動用磁石を有するロータと、を具備するブラシレスモータにおいて、
   前記コアカバーは、前記駆動用磁石の上面に当接し得る抜け止め部を有することを特徴とするブラシレスモータ。
2. 前記コアカバーは、径方向外方において軸方向に立ち上がる支持部を有し、
   前記抜け止め部は、前記支持部に一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
3. 前記ステータコアは、中心側の円環状部と、該円環状部に連結された複数の突極が形成された板状コアで構成され、
   前記円環状部に、前記ロータケースを吸引する吸引用磁石が配され、
   前記コアカバーは、前記吸引用磁石を位置決めするための位置決め部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のブラシレスモータ。
   

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