JP3640818B2 - 小型モータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の回転駆動用、その他各種用途の小型モータに関するものある。
【０００２】
【従来の技術】
従来からある各種用途の小型モータにおいては、軸受ホルダーと基板（プレート）との締結構造として、真鍮を切削加工することにより軸受ホルダーを形成し、この軸受ホルダーを基板へかしめ、あるいは、接着またはネジ止め等を施すという構造になっていた。
【０００３】
しかし、真鍮の切削加工により軸受ホルダーを製作した場合、切削に時間がかかるため部品コストの上昇を招くといった問題があった。しかも、基板と回転軸との垂直度は、軸受ホルダーの切削加工精度に依存し、モータの組付時には基板と回転軸との垂直度を調整することができなかった。
さらに、モータの駆動時にコアから発生する振動が回転軸を介してロータ側へ伝わるため、モータの振動及びこの振動に伴う騒音が問題となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、基板と軸受ホルダー間にコアホルダーを介在させることで、モータ駆動時にコアから発生する振動を基板に伝達させず、低振動化及び静音化を可能とし、また、基板と回転軸との垂直度を精度よく設定することができる小型モータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、円筒状の軸受ホルダーと、軸受ホルダー内に保持されたラジアル軸受と、このラジアル軸受によって回転自在に支持された回転軸と、この回転軸の一端部に固定されたロータケースを含むロータと、上記ロータケースに一体に取り付けられたロータマグネットと、このロータマグネットに対向させて固定されたステータコアとを備えた小型モータにおいて、軸受ホルダーの外周にコアホルダーが固定され、コアホルダーの外周に上記ステータコアが固定され、コアホルダーは、小径の筒部と、大径の筒部と、これら小径の筒部と大径の筒部をつなぐ平坦な段部を有し、上記小径の筒部が軸受ホルダーの外周に軽圧入されて固着されるとともに、基板に設けられた孔の内周に上記小径の筒部が軽圧入され上記段部に基板が固着されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の小型モータにおいて、コアホルダーは樹脂により成形されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の小型モータにおいて、コアホルダーは燒結金属により成形されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の小型モータにおいて、軸受ホルダーは金属板材をプレス加工し、カップ状としたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる小型モータの実施の形態について説明する。
図１において、鉄などの金属板からなる基板１にはコアホルダー２の介在のもとに軸受ホルダー３が圧入される孔が形成されている。コアホルダー２は、例えば樹脂の一体成型品または焼結金属のような振動吸収性のある材料からなり、小径の筒部４と、大径の筒部１４と、これらの筒部をつなぐ平坦な段部とを有してなる。上記軸受ホルダー３は金属板を絞り加工することによって有底の円筒状に形成されている。基板１の上記孔にはコアホルダー２の小径の筒部４が圧入され、コアホルダー２の上記段部は基板１の上に載っている。コアホルダー２の上記小径の筒部４の内周側には軸受ホルダー３の外周下端部が圧入されている。コアホルダー２の大径の筒部１４の外周側にはステータコア５の中心孔が圧入され、ステータコア５が固定されている。ステータコア５は複数枚のコア板からなる積層コアで、複数の突極を放射状に有し、各突極には駆動コイル６が巻回されている。コアホルダー２の大径の筒部１４には積層されたステータコア５の下側２／３程度が圧入され、上側の１／３程度のステータコア５の内周と軸受ホルダー３の外周との間には、円筒状の空間（デッドスペース）４０が生じている。
【００１１】
コアホルダー２を振動吸収性の高い樹脂又は燒結金属のような材料により成形することにより、駆動時にステータコア５から発生した振動をコアホルダー２が吸収し、後述の回転軸８及び基板１へ振動を伝えないため、モータの低振動化及び静音化が可能となる。
【００１２】
また、コアホルダー２は、軸受ホルダー３の外周に軽圧入されて固着されるとともに、基板１に設けられた孔の内周に軽圧入されて固着されるため、基板１とコアホルダー２及びコアホルダー２と軸受ホルダー３とは、圧入だけでなくモータの組付時に、軸垂精度を出しながら固着することができるので、部品精度に依存することなく基板１と回転軸８との垂直精度を上げることができる。
【００１３】
上記軸受ホルダー３には、その内底部にスラスト受け板３９が配置され、内周にラジアル軸受７がはめられ、軸受ホルダー３によってラジアル軸受７が保持されている。この実施の形態では、ラジアル軸受７は焼結含油軸受からなり、ラジアル軸受７の軸方向の長さ寸法は軸受ホルダー３の内周側の軸方向寸法よりも長く、ラジアル軸受７の上端部は軸受ホルダー３の上端から上方に突出している。ラジアル軸受７の内周側には回転軸８が挿入され、ラジアル軸受７によって回転軸８がその中心軸線の周りに回転自在に支持されている。また、回転軸８の下端は上記スラスト受け板３９に当接して回転軸８にかかるスラスト方向の荷重がスラスト受け板３９によって支えられるようになっている。ラジアル軸受７には潤滑油が含浸され、ラジアル軸受７の内周面と回転軸８の外周面との間が潤滑油で潤滑されるようになっている。軸受ホルダー３は有底円筒状に形成されてカップ状になっているため、潤滑油が軸受ホルダー３の外側に流出するのを防止することができる構造になっている。
【００１４】
回転軸８の上端部はラジアル軸受７の上端部から上方に延び出しており、この回転軸８の上端部外周にはボス１２の小径円筒部１７が圧入されている。この小径円筒部１７の外周側には円板状のハブ台１１が嵌められ、ボス１２に形成されている肩部でハブ台１１が支持されている。ボス１２は下部外周に鍔部１３を有し、この鍔部１３の下面側にロータケース２０が一体に固着されている。ロータケース２０は扁平なカップを伏せた形をしており、カップの底に相当する部分に中心孔が形成され、この中心孔がボス１２の下端部外周にはめられるとともに上記中心孔の縁部が上記鍔部１３に重ねられ、ボス１２のかしめ、その他適宜の手段によってボス１２にロータケース２０が固着されている。ロータケース２０の水平部上面にはパッド１６が貼り付けられている。このロータケース２０およびハブ台１１の構成から明らかなように、図示の小型モータはディスク回転駆動用のモータであって、ディスクの中心孔がハブ台１１の外周側にはまって位置決めされ、パッド１６の上にディスクが載るようになっている。パッド１６の上にディスクが載った状態で図示されないディスク押さえが降下し、あるいは、ハブ台１１の外周からディスク押さえ用の球体その他の部材が付勢力等によって突出することにより、ディスクがハブ台１１に向かって押し付けられ、ハブ台１１、回転軸８を含むモータのロータ１０とともにディスクが回転駆動されるようになっている。
【００１５】
上記ロータケース２０の円筒状の周壁内面には円筒状のロータマグネット２１が取り付けられている。ロータマグネット２１もロータ１０の一部をなし、ロータケース２０と一体となって回転可能となっている。ロータマグネット２１の内周面はステータコア５の外周面と適宜の間隙をおいて対向している。ロータマグネット２１の各磁極の回転位置に応じて各相の駆動コイルへの通電を切り換え制御することにより、ロータマグネット２１と各突極との磁気的吸引反発力でロータ１０および上記ディスクが連続的に回転駆動されるようになっている。ロータ１０の一部をなすロータケース２０の中心孔寄りの下面には抜け防止部材２８が固着されている。抜け防止部材２８は例えば金属板の絞り加工等によって円筒状に形成されるとともに、内向きの鍔部からなる係止部２９と、外向きの鍔部とを有し、外向きの鍔部がロータケース２０の下面に固着されている。上記係止部２９は、前述のステータコア５の内周面と軸受ホルダー３の上部外周面との間に形成された空間４０において、コアホルダー２の大径の筒部１４の上方に、この筒部１４との間に僅かな間隙をおいて進出している。
【００１６】
図１に示す実施の形態では、回転軸８は単純な円柱形であって、抜け止め用のワッシャやリングをはめるための周溝の類は形成されていない。その代わりに、ストッパー２５を用いたロータの抜け防止手段が施されている。ストッパー２５は、全体の形状としてＵ字状に折れ曲がった形に形成されている。より具体的には、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように細長い板材の一端部と他端部とが互いに平行をなすように直角に折り曲げられた形をしている。ストッパー２５の一方側２７の突出長さは他方側２６の突出長さよりも短く、一方側２７と他方側２６との中間部は僅かに幅広になっている。ストッパー２５は樹脂の一体成型品であってもよいし、金属のプレス加工品であってもよい。
【００１７】
図１において、上記ストッパー２５は、ステータコア５などとともにステータ部を構成する前記コアホルダー２の挿通孔９に挿通されている。図２（ａ）（ｂ）（ｃ）はコアホルダー２の詳細を示す。図２（ａ）（ｂ）に示すように、また、前述のように、コアホルダー２は、小径の筒部４と、大径の筒部１４と、これらの筒部をつなぐ平坦な段部とを有してなる。コアホルダー２の上記段部には挿通孔９が形成されている。挿通孔９は全体としては円形のコアホルダー２の接線方向に長い長方形に近いが、図２（ａ）（ｃ）に示すように、挿通孔９をその中心を通る半径方向の線に沿ってみたときの左右両側の縁部が半径方向内周側から外周側に向かって順次狭まる向きの縁部９２と、これに続いて半径方向外側に向かって平行に延びる縁部９１を有してなる。
【００１８】
図１において、基板１にはコアホルダー２の上記挿通孔９に対応する部分に挿通孔９よりも十分に大きい広さの窓孔３８が形成されている。この窓孔３８からコアホルダー２の上記挿通孔９にストッパー２５がその一方側２７から挿入され、ストッパー２５の他方側２６をコアホルダー２の下面に摺動させながらコアホルダー２の半径方向外側に向かって押し込まれる。ストッパー２５を挿通孔９に挿入する際は、ストッパー２５の一方側２７が挿通孔９を通り抜け、ストッパー２５の多少幅広の中間部が、図２（ｃ）に示す縁部９２側、すなわち挿通孔９の幅広部分から挿入される。そして、ストッパー２５が半径方向外側に向かって押し込まれることにより、挿通孔９の上記縁部９２に続く多少幅が狭い縁部９１間に圧入され、位置決めされてステータに固定される。ストッパー２５の他方側２６は基板１の窓孔３８内にある。ストッパー２５の固定強度を高めるために、その他方側２６をコアホルダー２の下面に接着、溶着、その他適宜の手段で固定するとよい。ストッパー２５を上記のように半径方向外側に向かって押し込むことにより、ストッパー２５の一方側２７が前記抜け防止部材２８の前記係止部２９の上方に適宜の間隙をおいて進出し上記係止部２９と対向している。従って、ロータケース２０等からなるモータのロータ１０が回転軸８とともにラジアル軸受７から抜け出ようとすると、上記抜け防止部材２８の係止部２９がストッパー２５の一側部２７に当接して係止され、ロータ１０の抜けが防止される。ストッパー２５は、ステータコア５の内周面と軸受ホルダー３の外周面との間に形成される前述の空間４０に配置されている。
【００１９】
前記基板１の上面には回路基板３０が載せられて固定されている。回路基板３０に適宜の回路パターンが形成されるとともに、適宜の回路部品、例えばロータ１０のインデックス検出または回転速度検出のためのホール素子等からなる磁気検出素子３１などが実装されている。
【００２０】
次に、上記実施の形態にかかる小型モータの組立手順、特にステータに対するロータ１０の組付について簡単に説明する。軸受ホルダー３の内周側にはラジアル軸受７を圧入し、軸受ホルダー３の外周側下端部はコアホルダー２の小径の筒部４の内周側に圧入する。コアホルダー２の大径の筒部１４にはあらかじめステータコア５の中心孔が圧入され固定されていてもよく、軸受ホルダー３をコアホルダー２に圧入した時点でステータコア５をコアホルダー２に圧入し固定してもよい。次に、基板１のステータ取り付け用孔にコアホルダー２の小径の筒部４の外周側を圧入し、コアホルダー２の介在のもとに軸受ホルダー３及びステータコア５を基板１に固定する。
次に、回転軸８、ボス１２、ハブ台１１、ロータケース２０等が一体化されてなるロータ１０の上記回転軸８をラジアル軸受７の内周側に挿入し、ロータ１０を回転自在に支持する。ただし、このままではロータに軸方向の外力が加わるとロータが脱落するおそれがあるので、前述のようにしてストッパー２５を装着し、ロータ１０の抜け止めを図る。
【００２１】
基板１の面に対する回転軸８の垂直度は精度よく調整されている必要がある。特にディスク駆動用モータにおいては高精度が要求される。そこで、一通りの組付が終了した時点で、適宜の治具等を用いて基板１の面に対する回転軸８の垂直度を確認し、精度がでていなければ基板１とコアホルダー２との圧入部分、あるいはコアホルダー２と軸受ホルダー３との圧入部分において相対的な姿勢を修正し上記の垂直度を出す。この状態で上記各圧入部分を接着し、あるいは溶着するなどの手段を用いて基板１とコアホルダー２および軸受ホルダー３を最終的に固定する。
【００２２】
上記のようにして組立を終了した後にも、不具合部分が見つかることがあり、ロータ１０をステータから分離して不具合部分の部品を交換したり調整したりする必要があることがある。その場合は、ストッパー２５を半径方向内側に向かって押し戻し、ストッパー２５をコアホルダー２の挿通孔９から抜き取ってロータ１０をステータから分離し、不具合部分の部品を交換したり調整したりすればよく、その後再び組み立てればよい。
【００２３】
このように、上記実施の形態によれば、軸受ホルダー３と、この軸受ホルダー３を固定すべき基板１との間にコアホルダー２を介在させ、軸受ホルダー３の外周にコアホルダー２を固定するとともに、コアホルダー２は基板１に設けられた孔に固定したため、モータ駆動時にステータコア５から発生する振動をコアホルダー２が吸収し、上記振動が基板１に伝達され難くなり、低振動化、低騒音化を図ることができる。特に、ディスク駆動用モータにおいては、ディスクに振動が伝わることは極端に嫌われるが、上記実施の形態によれば、ディスクを載せるハブ台と一体の回転軸８がラジアル軸受７で支持され、このラジアル軸受７を保持する軸受ホルダー３と振動源であるステータコア５との間にコアホルダー２が介在して振動を吸収するため、上記振動がディスクに伝達されにくい構造になっており、ディスク駆動用モータとして好適である。また、コアホルダー２を、樹脂や燒結金属などのように振動を伝達しにくい素材で形成すれば、一層効果的に低振動化、低騒音化を図ることができる。
【００２４】
図示の実施の形態ではディスク回転駆動用のモータになっているが、本発明にかかるモータはこれに限られるものではなく、一般的な小型モータとして利用することができる。
なお、コアホルダーは樹脂又は焼結金属に限られるものではなく、振動を伝えにくい材料で形成されていればよい。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、円筒状の軸受ホルダーと、軸受ホルダー内に保持されたラジアル軸受と、このラジアル軸受によって回転自在に支持された回転軸と、この回転軸の一端部に固定されたロータケースを含むロータと、上記ロータケースに一体に取り付けられたロータマグネットと、このロータマグネットに対向させて上記軸受ホルダーの外周面に固定されたステータコアとを備えた小型モータにおいて、軸受ホルダーの外周にコアホルダーが固定され、コアホルダーの外周にステータコアが固定され、コアホルダーは、小径の筒部と、大径の筒部と、これら小径の筒部と大径の筒部をつなぐ平坦な段部を有し、上記小径の筒部が軸受ホルダーの外周に軽圧入されて固着されるとともに、基板に設けられた孔の内周に上記小径の筒部が軽圧入され上記段部に基板が固着されているため、モータの駆動時にコアから発生する振動をコアホルダーにて遮断でき、基板への振動の伝達を遮断するとともに、回転軸を介してのディスクへの振動の伝達を遮断するので、モータの低振動及び静音化が可能となる。また、軸受ホルダーと基板との垂直精度は、軸受ホルダーの部品精度に依存せず、モータの組付時に垂直精度を調整することができる。
コアホルダーは、軸受ホルダーの外周に軽圧入されて固着されるとともに、基板に設けられた孔の内周に小径の筒部が軽圧入されて固着されるため、組み付け時に基板とコアホルダー及びコアホルダーと軸受ホルダーは、軽圧入後、接着または溶着にて軸垂精度を出しながら固着することができるので、部品精度に依存することなく基板と回転軸との垂直精度を上げることができる。
【００２７】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の小型モータにおいて、コアホルダーを樹脂により成形したため、駆動時にコアから発生した振動は樹脂性のコアホルダーが吸収し、回転軸及び基板に振動を伝えないため、モータの低振動化及び静音化が可能となる。
【００２８】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の小型モータにおいて、コアホルダーは燒結金属により成形したため、駆動時にコアから発生した振動は燒結金属性のコアホルダーが吸収し、回転軸及び基板に振動を伝えないため、モータの低振動化及び静音化が可能となる。
【００２９】
請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の小型モータにおいて、軸受ホルダーは金属板材をプレス加工し、カップ状としたため、潤滑油が軸受ホルダーの外側に流出するのを防止することができ、しかも、安価なプレス加工により成形することができる。さらに、軸受ホルダーをカップ状としたことにより、コアホルダー等の部品形状も単純化することができ、コスト削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる小型モータの実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】同上実施の形態中のコアホルダーを示す（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）はコアホルダーに形成されている挿通孔の拡大平面図である。
【図３】同上実施の形態中のストッパーを示す（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ コアホルダー
３ 軸受ホルダー
５ ステータコア
７ ラジアル軸受
８ 回転軸
１０ ロータ
２０ ロータケース
２１ ロータマグネット

Claims (4)

1. 円筒状の軸受ホルダーと、軸受ホルダー内に保持されたラジアル軸受と、このラジアル軸受によって回転自在に支持された回転軸と、この回転軸の一端部に固定されたロータケースを含むロータと、上記ロータケースに一体に取り付けられたロータマグネットと、このロータマグネットに対向させて固定されたステータコアとを備えた小型モータにおいて、
   上記軸受ホルダーの外周にコアホルダーが固定され、
   上記コアホルダーの外周に上記ステータコアが固定され、
   上記コアホルダーは、小径の筒部と、大径の筒部と、これら小径の筒部と大径の筒部をつなぐ平坦な段部を有し、上記小径の筒部が軸受ホルダーの外周に軽圧入されて固着されるとともに、基板に設けられた孔の内周に上記小径の筒部が軽圧入され上記段部に基板が固着されていることを特徴とする小型モータ。
2. 前記コアホルダーは樹脂により成形されていることを特徴とする請求項１記載の小型モータ。
3. 前記コアホルダーは燒結金属により成形されていることを特徴とする請求項１記載の小型モータ。
4. 前記軸受ホルダーは金属板材をプレス加工し、カップ状としたことを特徴とする請求項１記載の小型モータ。

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