JP3940592B2 - 回転駆動装置及びそれを用いた記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転対象物を回転駆動するための回転駆動装置及びそれを用いた記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、従来の技術のモータ１の一部を示す断面図である。モータ１は、記録媒体ディスク９をハブ５とクランプ１１とで挟持し、ディスク９を回転駆動するモータであって、回転軸２が軸受３によって回転自在に支持され、この回転軸２にロータ４のハブ５が設けられ、ロータ４に取り付けられたロータマグネット１２とステータ６との磁気作用によってロータ４が回転軸２を中心に回転する。回転軸２は、軸受３に挿入される挿入部７の上側に段差を有して小径部８が形成され、この小径部８においてハブ５が圧入固定されてロータ４が構成されている。クランプ１１は回転軸２のねじ穴に螺合したねじ部材１３により締着され、ハブ５との間で記録媒体ディスク９を狭持するためのクランプ力が付与されている。
【０００３】
図３は、他の従来の技術のモータ１０の一部を示す断面図である。このモータ１０は、図２のモータ１と類似しており、異なる点だけ説明すると、回転軸２は、挿入部７だけを有して直円筒状に形成され、その軸受３から突出した部分にハブ５が圧入固定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図２に示すモータ１では、回転軸２の挿入部７は、軸受３に挿入して安定した回転を得るために、たとえば研削加工して高い寸法精度で形成されるが、小径部８は製造コスト削減のために切削加工されるに留まり、挿入部７に比べて寸法精度が低くなっている。したがってハブ５の取付精度が悪くなって、たとえばハブ５に歪みを生じ、回転時にハブ５が振れ回りを生じてしまう。
【０００５】
これに対して図３に示すモータ１０では、ハブ５が寸法精度の高い挿入部７の外周面の一部を利用して設けられるので、図２のモータ１の課題は解決することができるが、挿入部７の外周面が一様な円筒状であることによって、ねじ部材１３によるクランプ１１の締め付け荷重および衝撃などがハブ５に作用すると、ハブ５が回転軸２に対して軸方向に変位してしまうという新たな課題を生じてしまう。
【０００６】
これに対して、特開平８−０３６８３１に示すモータでは、円柱状の回転軸に、内径の大きな大径部と内径の小さい小径部とを有するハブを、大径部に回転軸が圧入されるとともに小径部を回転軸の端面に当接させて位置決めしている。これによって、取付精度を向上するとともにハブの回転軸に対する変位を防止している。
【０００７】
このような従来の技術を踏まえ、記録密度の高密度化などに伴い、ハブの回転軸への取付精度をさらに向上することができるモータが望まれている。
【０００８】
本発明の目的は、ロータを回転軸に対して高い位置精度で設けることができる回転駆動装置を提供することであり、さらにこの回転駆動装置を備えた記録装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、軸受体と、円筒状の外周面が形成される挿入部および挿入部の軸線方向一端部に段差を有して連なり挿入部より外径の小さい小径部を有し、少なくとも軸線方向一端部側が突出した状態で挿入部を軸受体に挿入して、その軸線まわりに回転自在に支持される回転軸と、ステータと、挿入部の外径よりも小さい内径の内周面が形成される圧入部および圧入部よりも半径方向内方に突出する当接部を有し、圧入部に挿入部を圧入するとともに、挿入部と小径部との段差に当接部を軸方向に当接させて回転軸に固定され、ステータとの磁気作用によって回転するロータとを含み、前記回転軸の小径部は、ロータの当接部から半径方向内方に退避して形成されることを特徴とする回転駆動装置である。
【００１０】
本発明に従えば、回転軸が軸受体によってその軸線と一致する回転軸線まわりに回転自在に支持され、この回転軸にロータが設けられ、ロータはステータとの間の磁気作用によって回転軸線まわりに回転する。ロータは圧入部に回転軸の挿入部が圧入されて固定される。回転軸の挿入部は軸受体に挿入される部分であって、回転軸の安定した回転を得るために高精度に形成されるので、この挿入部にロータを圧入して固定することによって、回転軸の寸法誤差に伴なうロータの歪みの発生を防止することができる。したがってロータの重心を回転軸線上に配置して振れ回りを防止し、ロータの安定した回転を達成することができる。またロータは、当接部が回転軸の挿入部と小径部との段差面に当接されて回転軸に対して位置決めされ、高い位置精度で固定される。これによってもロータの振れ回りを防止し、ロータの安定した回転を達成することができる。
【００１１】
さらに回転軸に小径部を設けることによって、回転軸とロータが対向する領域を大きくすることができ、回転軸とロータとの間に接着剤などの充填剤を介在させる場合に、この充填剤を大きい領域にわたって介在させることができるので、軸受体及びこの軸受体と挿入部との軸受間隙から流出する潤滑剤がモータ外部に流出することを防止でき、充填剤による効果を確実に達成することができる。また、回転軸の小径部とロータの当接部とが当接してしまうことがなく、ロータの歪みの発生を防ぐことはもちろん、小径部によるクランプ体の位置決めへの影響を防ぐことができる。
【００１２】
請求項２記載の本発明は、記録媒体ディスクを回転駆動する回転駆動装置であって、ロータと協働して記録媒体ディスクを着脱可能に挟持するクランプ体を含み、回転軸の小径部は、回転軸に対するクランプ体の半径方向の位置決めをするための位置決め部分を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、クランプ体によってロータと協働して記録媒体ディスクを挟持して回転駆動することができる。クランプ体は小径部によって半径方向の位置決めが成され、クランプ体の芯出しをすることができる。これによってクランプ体の重心を回転軸線上に配置し、ロータとクランプ体とによって挟持する記録媒体ディスクを安定して回転することができる。つまり回転バランスの向上に大きく寄与できる。またロータが当接部を回転軸の段差面に当接させて固定されているので、クランプ体から力を受けても、ロータが回転軸に対して軸方向に変位してしまうことを防ぐことができる。これによっても記録媒体ディスクの安定した回転を達成することができる。
【００１６】
請求項３記載の本発明は、前記回転駆動装置を備え、ロータを用いて記録媒体ディスクを回転駆動することを特徴とする記録装置である。
【００１７】
本発明に従えば、上述のようにロータを安定して回転することができ、このロータを用いて記録媒体ディスクを安定して回転駆動することができる記録装置を実現することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態のモータ２０の一部を示す断面図である。回転駆動装置であるモータ２０は、各種の電子機器に設けられ、その電子機器が備える回転対象物を回転駆動する。具体的な一例を挙げると、本実施の形態では、モータ２０は、情報を記録しまた記録された情報を再生する記録装置に設けられ、記録媒体ディスクを回転駆動する。モータ２０はたとえば回転軸線Ｌ１が鉛直に配置される設置状態で用いられる。
【００１９】
モータ２０は、滑り軸受２１と、回転軸２２と、ステータ２３と、ロータ２４とを含んで構成される。ステータ２３およびロータ２４を含んで駆動手段が構成され、この駆動手段で作り出される駆動力によって、回転軸２２およびロータ２４を含んで構成される回転構成体が、滑り軸受２２およびステータ２３を含んで構成される固定構成体に対して、回転軸２２の軸線と一致する回転軸線Ｌ１まわりに回転される。
【００２０】
軸受体である滑り軸受２１は、金属材料によって直円筒状に形成され、潤滑油を含有し、回転軸２２を滑り接触させてラジアル方向（半径方向）に支持する。設置状態で下端部となる滑り軸受２１の軸線方向一端部は、回転軸２２をスラスト方向（軸線方向）に支持するためのスラスト受片であるスラスト板２６が設けられて塞がれる。
【００２１】
回転軸２２は、金属材料からなり、円筒状外周面が形成される挿入部２７と、挿入部２７の軸線方向一端部に段差を有して連なる挿入部２７より外径の小さい小径部２８とを有し、小径部２８の上端には半径方向外方に膨出するクランプ位置決め環部２８ａが形成されている。回転軸２２が滑り軸受２１に支持された状態で、挿入部２７は少なくとも設置状態（滑り軸受２１への挿入状態）で上端部となる軸線方向一端部が、滑り軸受２１から突出している。
【００２２】
ここで、回転軸２２は、挿入部２７を滑り軸受２１に挿入して支持するにあたって、回転軸線Ｌ１のずれが小さい高精度の回転を実現するために、研削加工されて高い寸法精度に形成される。挿入部２７は部分的に滑り軸受２１から突出しているが、この突出している軸線方向一端部においても同様に研削加工される。このように滑り軸受２１から突出する軸線方向一端部をも研削加工するようにしても、滑り軸受２１に挿入される部分と同一の円筒面であるので、低コストで容易に加工することができる。
【００２３】
ステータ２３は、ロータ２４の半径方向外側に滑り軸受２１および回転軸２２と同軸に設けられる。このステータ２３は、半径方向内方へ突出し周方向に間隔をあけて配列された複数のステータ歯２９にコイル３０をそれぞれ巻回して構成される。
【００２４】
ロータ２４は、滑り軸受２１および回転軸２２と同軸に、したがってステータ２３と同軸に設けられる。このロータ２４はほぼ円筒状であり、周方向に交互に異なる磁極が並ぶように複数の磁極が形成されるロータマグネット３１と、このロータマグネット３１を保持するハブ３２とを有する。
【００２５】
ハブ３２は、磁性金属材料から成り、大略的に短円筒状の周壁３３と、周壁３３の軸線方向一端部を塞ぐ端壁３４とを有して、有蓋短筒状に形成される。端壁３４は、中央部に圧入部３５および当接部３６を軸線方向に配置した挿通孔を有している。圧入部３５は、回転軸２２の挿入部２７の外径よりも締まりばめに適した程度にわずかに小さい内径の内周面が形成される。当接部３６は、圧入部２５より上記軸線方向一端部側に圧入部３５よりも半径方向内方に突出して形成される。
【００２６】
このようなハブ３２は、圧入部３５に回転軸２２の挿入部２７を圧入するとともに、当接部３６を挿入部２７と小径部２８との段差面３７に当接させて回転軸２２に固定される。当接部３６の内周径は小径部２８の外径より大きく設定され、当接部３６の内周面と小径部２８の基部外周面との間には環状溝空間６１が形成されている。
【００２７】
ハブ３２と回転軸２７との結合に際しては、ハブ３２の圧入部３５と回転軸２２の挿入部２７上端部とを圧入しかつ当接部３６を段差面３７に当接させることにより精度よく確実に固定することができるが、これに加えて接着剤を併用することも有益である。すなわち、回転軸２２の小径部２８外周を中心とした回転軸２２とハブ３２との結合部に接着剤を充填し、回転軸２２とハブ３２とを結合することにより、主に小径部２８と当接部３６との間の環状溝空間６１が接着剤の溜まり溝として機能し、強固な結合強度が得られる。
【００２８】
ハブ３２には、周壁３３の軸線方向他方側の部分、つまり端壁３４との反対側の部分に、ステータ２３の内周面に対向するよう円環状のロータマグネット３１が外嵌固定される。
【００２９】
モータ２０は、さらに、筒部４０が形成されるベースプレート４１を有する。滑り軸受２１は、筒部４０内に嵌まり込んで固定され、ステータ２３は、筒部４０に対して半径方向に間隔をあけた状態で筒部４０を囲むように配置され、ベースプレート４１に固定される。このように滑り軸受２１およびステータ２３がベースプレート４１に固定され、滑り軸受２１、ステータ２３およびベースプレート４１を含む固定構成体が構成される。
【００３０】
このように配置されるステータ２３とロータ２４との間には、コイル３０を通電することによって発生する磁気作用によって相対的な回転力が作用し、ロータ２４がステータ２３に対して回転し、回転構成体が固定構成体に対して回転軸線Ｌ１まわりに回転される。
【００３１】
ハブ３２の周壁３３には、マグネット３１よりも軸線方向一端部寄りに、半径方向外方に突出し周方向全周に延びる支持台部４８が形成される。円盤状記録媒体ディスク４９は、その中心部の嵌合孔がハブ３２の周壁３３の上部外周に軸線方向一端部より嵌合され、記録媒体ディスク４９の内周部が支持台部４８上に載置される。ハブ３２との間で記録媒体ディスク４９を保持するクランプ体４２は円盤状板バネ材からなり、中央部に嵌合孔４４が形成され、この嵌合孔４４に回転軸２２の小径部２８におけるクランプ位置決め環部２８ａが嵌まり込んだ状態で設けられる。
【００３２】
回転軸２２には、軸線方向一端部側に軸線に沿ってねじ孔が形成されており、外ねじが形成され半径方向外方に突出するフランジ状の係止片４５が形成されたねじ部材４６が、回転軸２２のねじ孔に着脱自在に装着される。クランプ体４２は、その内周部４７がハブ３２の当接部３６とねじ部材４６の係止片４５とに挟持されて固定される。このように、回転軸２２、ロータ２４、クランプ体４２およびねじ部材４６を含んで構成される回転構成体によって、記録媒体ディスク４９を保持し、記録媒体ディスク４９を回転軸線Ｌ１まわりに回転駆動することができる。
【００３３】
本実施の形態によれば、ロータ２４のハブ３２は、圧入部３５に回転軸２２の挿入部２７が圧入されて固定される。挿入部２７は、滑り軸受２１に挿入される部分であって、回転軸２２したがって回転構成体の安定した回転を得るために高精度に形成されるので、この挿入部２７に圧入して固定することによって、回転軸２２の寸法誤差に伴なうロータの歪みの発生を防止することができる。したがってロータ２４の重心を回転軸線Ｌ１上に配置して振れ回りを防止し、ロータの安定した回転を達成することができる。またロータ２４は、当接部３５が回転軸２２の段差面３７に当接されて回転軸２２に対して軸線方向に位置決めされ、高い位置精度で固定されることに加え、クランプ体４２をねじ部材４６によって締結した際においてもロータ２４の回転軸２２に対する軸線方向変位が皆無となり、ロータ２４の安定した回転を達成することができる。
【００３４】
さらに回転軸２２の小径部２８とハブ３２の当接部３６との間に環状溝空間６１を設け、これに接着剤を充填することによって回転軸２２とハブ３２とをより強固に固定することが可能になる。加えて、この回転軸２２とハブ３２との結合部に接着剤のような充填剤を介在させる結果、軸受手段２１に含浸したオイル等の潤滑剤が回転軸２２表面を伝ってモータ外部に漏出するいわゆるオイルマイグレーションをこの接着剤によって確実に防止することができる。
【００３５】
またクランプ体４２は、小径部２８のクランプ位置決め環部２８ａによって半径方向の位置決めが成され、クランプ体４２の芯出しをすることができる。これによってクランプ体４２の重心を回転軸線上に配置し、回転バランスを向上することができ、ロータ２４のハブ３２とクランプ体４２とによって挟持する記録媒体ディスク４９を安定して回転することができる。またハブ３２が当接部３６を段差面３７に当接させて固定されているので、ねじ部材４６の締め付けによってクランプ体４２から力を受けても、ハブ３２が回転軸２２に対して軸線方向に変位してしまうことを防ぐことができる。これによっても記録媒体ディスク４９の安定した回転を達成することができる。
【００３６】
上述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内で構成を変更することができる。例えば上記では軸受手段２１として含油スリーブ軸受の場合で説明したが、これが玉軸受を用いた軸受手段２１であってもよく、さらには回転軸２２の外周面とこれに対向する軸受スリーブの内周面との一方もしくは両方に動圧発生用溝を形成して構成される動圧軸受手段であってもよい。また、上記実施の形態では、回転軸２２とハブ３２との接合に用いた接着剤を利用して、潤滑油の漏れ防止（オイルマイグレーション対策）としたが、接着剤以外の充填剤を環状溝空間６１を中心とする回転軸２２とハブ３２との接合部に充填することによっても同様に達成でき、含油スリーブ軸受以外の潤滑剤を用いる軸受の潤滑剤、たとえば玉軸受に用いられるグリースなどの漏れも同様に防止することができる。
【００３７】
またマグネット３１がステータ２３の半径方向内方側に配置されるインナロータ型のモータに限らず、マグネットがステータの半径方向外方側に配置されるアウタロータ型のモータに実施することもできる。またたとえばモータは、記録媒体ディスクを回転するモータ以外に、レーザビームプリンタに搭載される回転多面鏡装置に実施するようにしてもよい。またこの他、磁気テープの送りローラ駆動用モータ、複写機の用紙送りローラ駆動用モータ、歯科治療用ハンドピースに内臓されるモータ（ドリル駆動用モータ）およびマイクロマシンを含む超小形機器などのモータとして実施するようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、回転軸の寸法誤差に伴なうロータの歪みの発生を防止し、かつ高い位置精度でロータを回転軸に固定し、ロータの安定した回転を達成することができる。さらに、回転軸とロータとの間に、接着剤などの充填剤を介在させる場合に、この充填剤を大きい領域にわたって介在させることができるので、この充填剤による効果を確実に達成することができる。たとえば軸受体が潤滑剤を用いる構成である場合に、その潤滑剤がロータと回転軸との間を通って外部へ漏れることを確実に防ぐことができるとともに、マイグレーションをより確実に防ぐことができる。さらに、小径部が当接部に当接することによるロータの歪みの発生を防ぐことはもちろん、小径部によるクランプ体の位置決めへの影響を防ぐことができる。
【００３９】
請求項２記載の本発明によれば、クランプ体の芯出しをすることができ、記録媒体ディスクを安定して回転することができる。またロータがクランプ体から力を受けても、ロータが回転軸に対して軸線方向に変位してしまうことを防ぐことができる。
【００４１】
請求項３記載の本発明によれば、記録媒体ディスクを安定して回転駆動することができる記録装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態のモータ２０を示す断面図である。
【図２】従来の技術のモータ１の一部を示す断面図である。
【図３】他の従来の技術のモータ１０の一部を示す断面図である。ステータ７の対向部２１の一部を半径方向外方から見て示す正面図である。
【符号の説明】
２０ モータ
２１ 滑り軸受
２２ 回転軸
２３ ステータ
２４ ロータ
２７ 挿入部
２８ 小径部
３１ ロータマグネット
３２ ハブ
３５ 圧入部
３６ 当接部
３７ 段差面
４２ クランプ体
４９ 記録媒体ディスク

Claims (3)

1. 軸受体と、
   円筒状外周面が形成される挿入部および該挿入部の軸線方向一端部に段差を有して連なり前記挿入部より外径の小さい小径部を有し、少なくとも軸線方向一端部側が突出した状態で前記挿入部を前記軸受体に挿入してその軸線まわりに回転自在に支持される回転軸と、
   ステータと、
   前記挿入部の外径よりも小さい内径の内周面が形成される圧入部および該圧入部よりも半径方向内方に突出する当接部を有し、前記圧入部に前記挿入部を圧入するとともに、前記挿入部と前記小径部との段差に前記当接部を軸方向に当接させて前記回転軸に固定され、前記ステータとの磁気作用によって回転するロータとを含み、
   前記回転軸の前記小径部は、前記ロータの前記当接部から半径方向内方に退避して形成されることを特徴とする回転駆動装置。
2. 記録媒体ディスクを回転駆動する回転駆動装置であって、ロータと協働して記録媒体ディスクを着脱可能に挟持するクランプ体を含み、回転軸の小径部は、回転軸に対するクランプ体の半径方向の位置決めをするための位置決め部分を有することを特徴とする請求項１記載の回転駆動装置。
3. 請求項１〜２のいずれかに記載の回転駆動装置を備え、ロータを用いて記録媒体ディスクを回転駆動することを特徴とする記録装置。

Images