JP4084841B2

JP4084841B2 - モータ

Info

Publication number: JP4084841B2
Application number: JP2002061287A
Authority: JP
Inventors: 昇治菱沼
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2022-03-07
Also published as: JP2003259617A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ―ＲＯＭ，ＤＶＤ―ＲＡＭ，ＤＶＤ―ＲＷ等のディスクの駆動用に使用されるモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＤ−ＲＯＭ等のディスクの駆動用に使用されるモータにおいて、スリーブ軸受などのすべり軸受を使用する場合、例えば特開２０００−１５２５５０号公報に記載のように、シャフトの下端部をスラスト受けに押し付けることによりスラスト方向下方への荷重を支持するようにし、その際にロータマグネットとステータとの磁気センタをずらすことで、この押付力を発生するようになっている。
【０００３】
ところが、このように磁気センタをずらす構造の場合、ロータマグネットの回転に伴う磁場の移動とステータの磁極の切り換わりに応じて軸方向に振動を誘起すると同時に、本来回転力として作用させるべき磁束を軸方向にも作用させることになるため、モータの効率の低下を招くという問題があった。
【０００４】
一方、特開平８−１４９７７２号公報の図２〜４に記載のように、ロータマグネットとは別に吸引用マグネットを設け、この吸引用マグネットによりロータをステータ側に磁気吸引して上記した押付力を発生することも考えられている。この場合、磁気センタをずらす構造のような軸方向への振動やモータの効率の低下もなく、有利である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特開平８−１４９７７２号公報に記載のモータにおける吸引用マグネットとして、上面側が一方の磁極（例えば、Ｎ極）に、下面側が他方の磁極（例えば、Ｓ極）に片面単極着磁されたものを使用すると、モータの回転に伴う極の切り換えがないことから、鉄損がなく、しかも一度に多くの吸引用マグネットを着磁できるという効果が得られる。
【０００６】
しかしながら、このような片面単極着磁された吸引用マグネットの磁気ループは、マグネットの上下面間で形成され、マグネットの周囲に影響を与えるおそれがあり、その結果、例えばロータをシャフトに嵌着する付近に吸引用マグネットを配設するとステータの磁束を乱し、ロータマグネットの下方に吸引用マグネットを配設すると回転位置検出用のホール素子の出力に影響を及ぼすといった不都合が生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、簡単な構成により、予圧マグネットの磁気ループを小さくできてステータ等への影響を防止できるようにしたモータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、前記予圧マグネットが、一方面側を一方の磁極、他方面側を他方の磁極に片面単極着磁された環状のもので、前記予圧マグネットの一方面に当接する基部と、前記基部に形成され前記予圧マグネットの周面を保持する周壁部とを有する磁性材製の支持部材をロータに一体的に備えていることを特徴としている（請求項１）。
【０００９】
このような構成によれば、予圧マグネットを、一方面側を一方の磁極、他方面側を他方の磁極に片面単極着磁された環状のものとすることで、この予圧マグネットの磁気ループが一方面と他方面との間で形成されるが、ロータに一体的に設けられた基部及び周壁部を有する支持部材により予圧マグネットを支持することにより、磁気ループの拡大を防止することができる。
【００１０】
その結果、予圧マグネットの磁気ループのステータへの影響を防止することができ、更に回転位置検出用にホール素子が設けられる場合であっても、そのホール素子の出力への影響をも防止することができる。
【００１１】
このとき、支持部材の周壁部が、予圧マグネットの外周面であると、予圧マグネットの外方への磁気ループの広がりを抑制でき、ステータへの影響の防止効果をいっそう発揮することができる。
【００１２】
また、本発明は、前記基部が、前記ロータの一部を成していることを特徴としている。このような構成によれば、ロータの一部を支持部材の基部として利用することができ、基部として新たな部材を設ける必要もなく、構成の簡素化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明は、前記周壁部が、前記ロータの切り起こし加工により形成された複数の係止爪から成り、これらが前記予圧マグネットの外周面に係止することを特徴としている（請求項２）。
【００１４】
このような構成によれば、ロータの切り起こし加工により形成される複数の係止爪から周壁部を構成するため、各係止爪を例えばプレスによる切り起こしにより容易に形成することができる。このとき、１個当りの係止爪の周方向の長さ及び係止爪の個数は、磁束漏れとロータの強度の関係に基づいて最適な値に設定するのが望ましい。
【００１５】
また、本発明は、前記周壁部が前記予圧マグネットの周面全周を覆う環状を成していることを特徴としている（請求項４）。このような構成によれば、複数の係止爪により、部分的に予圧マグネットの周面を被覆する場合に比して、磁束漏れをいっそう低減することができ、高い予圧効果を発揮することができる。
【００１６】
また、本発明は、前記固定部材の一部を成し前記ステータが外嵌された円筒状のブッシュと、前記ブッシュの端部側に前記予圧マグネットの他方面に対向して前記ブッシュに一体的に設けられた鍔部とを備え、前記ブッシュは磁性材から成ることを特徴としている（請求項４）。
【００１７】
このような構成によれば、予圧マグネットに対向して鍔部をブッシュの端部に形成するため、支持部材と共に予圧マグネットの磁気ループをいっそう小さく制限するための磁路を形成することができ、ステータへの影響を確実に防止することができる。ここで、鍔部はブッシュに一体的に形成されてもよいし、別個に形成した鍔部をブッシュに固着してもよい。
【００１８】
また、本発明は、前記ステータが、歯部を有するステータコアと、前記歯部に巻回される巻線と、を有し、前記鍔部は、前記巻線に向かい延びることを特徴としている（請求項５）。また、本発明は、前記鍔部が前記予圧マグネットの他方面に対して、軸方向に対向する環状の平面を有することを特徴としている（請求項６）。また、本発明は、前記ロータより軸線方向上側に、前記シャフトに外嵌され、緩衝材を介してディスクを載置するターンテーブル部と、前記ターンテーブル部の中央部に配設された、ディスクのセンターホールに嵌着されるセンタボス部と、を有することを特徴としている（請求項７）。このような構成によれば、ＣＤ−ＲＯＭ等のディスクの駆動用にこのモータを使用することができ、回転ぶれのない安定した回転性能を有するディスク駆動用モータを得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
この発明をＣＤ−ＲＯＭ等のディスク駆動用モータに適用した場合の一実施形態について図１及び図２を参照して説明する。但し、図１は断面図、図２は一部の斜視図である。
【００２０】
図１に示すように、固定部材であるフレーム１に例えば絞り加工により透孔２が形成され、この透孔２には軸受を保持する鉄、ＳＵＳ等の磁性材から成る有底円筒状のブッシュ３が圧入され、このブッシュ３内には、シャフト５が嵌入されたすべり軸受である円筒状のスリーブ軸受６が収納されている。そして、ブッシュ３の底部にはプレス加工により段差部３１が形成され、ブッシュ３の底に配設された円板状のスラスト受け板８にシャフト５の下端が当接してシャフト５が押し付けられ、スラスト受け板８により下方への荷重が支持されている。また、リング体９が段差部３１に載置され、このリング体９にスリーブ軸受６の下端が当接することによりリング体９が挟持されている。このリング体９はシャフト５の下部の環状溝に係合可能となっており、シャフト５の抜け止めとして機能する。
【００２１】
更に、図１に示すように、ブッシュ３の開口側である上端には鍔部３２がプレス加工により一体的に形成されており、この鍔部３２に後述する予圧マグネットが対向して配設されるようになっている。一方、ブッシュ３にはステータコア１１ａが外嵌され、ステータコア１１ａの歯部にステータ巻線１１ｂが巻回されてステータ１１が構成されている。
【００２２】
また、図１に示すように、鉄等の磁性材から成るロータ１３が、円板状の本体部１３ａと、この本体部１３ａの周縁に下方に垂下して一体形成された垂下部１３ｂと、本体部１３ａの中央に透設された円形孔の周縁に形成されたボス状部１３ｃとにより構成され、プレスによって成形加工される。そして、ボス状部１３ｃがシャフト５の中央部やや上寄りの位置に外嵌され、シャフト５と一体的にロータ１３が回転するようになっている。
【００２３】
特に、図２に示されるように、ロータ１３の本体部１３ａの複数カ所（図２では４カ所）にはプレスによる切り起こし加工が施され、支持部材の周壁部としての４個の係止爪１５が形成され、この係止爪１５に連続するボス状部１３ｃ寄りの本体部１３ａが支持部材の基部を成し、この基部と各係止爪１５とにより環状の予圧マグネット１６が支持されている。より詳細には、ボス状部１３ｃ寄りの基部としての本体部１３ａに予圧マグネット１６の上面が当接され、予圧マグネット１６の外周面に各係止爪１５が係止した状態で予圧マグネット１６が支持されている。これにより、ロータ１３を軸線方向であってステータ１１側に磁気吸引してシャフト５に対するスラスト受け板８への押付力が発生されている。
【００２４】
この予圧マグネット１６は、片面単極着磁されており、例えば上面側がＳ極、下面側がＮ極に着磁され、このような片面単極着磁により、モータの回転に伴う極の切り換えがなく鉄損はゼロとなり、一度に多くの予圧マグネット１６を着磁して予圧マグネット１６を量産することができるのである。また、１個当りの係止爪１５の周方向の長さ及び個数は、磁束漏れとロータ１３の強度の関係に基づいて、最適な値に設定すればよい。
【００２５】
更に、図１に示すように、ロータ１３の垂下部１３ｂの内側には円筒状のロータマグネット１８が内嵌され、ステータ１１に相対向する位置に配設されている。ロータ１３の上方に突出したシャフト５の上端部には、ＣＤ−ＲＯＭ等のディスクを装着する装着部として円盤状のターンテーブル部１９が外嵌されている。このターンテーブル部１９の上面には、緩衝材２０が取り付けられ、この緩衝材２０を介してディスク（図示せず）がターンテーブル部１９上に載置される。
【００２６】
また、図１に示すように、ディスクのセンタホールに嵌着される非磁性材から成るセンタボス部２１がシャフト５の上端部に外嵌され、ターンテーブル部１９の中央部にセンタボス部２１が配設されており、このセンタボス部２１の上面に埋設されたクランプマグネット２２により、図示しない駆動装置側のディスク押圧手段が磁気吸引されてディスクが固定される。
【００２７】
尚、図１において、２５はフレーム１上に配設された回路基板、２６は基板２５に実装されてモータの回転位置を検出するための複数個のホール素子である。
【００２８】
そして、片面単極着磁された環状の予圧マグネット１６を、磁性材製のロータ１３に一体的に形成された基部（ここでは、本体部１３ａ）及び複数の係止爪１５を有する支持部材により支持し、しかも予圧マグネット１６の下面に対向するように磁性材製のブッシュ３の鍔部３２が配設されるため、支持部材と鍔部３２とにより磁路を形成することができ、予圧マグネット１６の磁気ループがステータ１１にまで拡大することを防止でき、予圧マグネット１６の磁気ループを小さくすることができる。
【００２９】
従って、上記した実施形態によれば、予圧マグネット１６の磁気ループのステータ１１への影響を防止することができ、更に回転位置検出用に設けられたホール素子２６の出力への影響をも防止することができ、安定した回転性能のディスク駆動用モータを得ることができる。
【００３０】
また、予圧マグネット１６を支持する支持部材の基部としてロータ１３の本体部１３ａを利用しているため、ロータ１３の一部を支持部材の基部として利用することができ、基部として新たな部材を設ける必要もなく、構成の簡素化を図ることができる。
【００３１】
更に、ロータ１３の本体部１３ａの切り起こし加工により形成される複数の係止爪１５から周壁部を構成するため、各係止爪１５をプレスにより容易に形成することができる。
【００３２】
なお、この発明の他の実施形態として、図３及び図４に示すように、シャフト５に外嵌されるボス部２８ａが中央に形成された円盤状の基部２８ｂと、この基部２８ｂの周縁から下方に垂下した環状の周壁部２８ｃとにより支持部材２８を構成し、周壁部２８ｃにより予圧マグネット１７の外周面全周を覆うようにしても構わない。
【００３３】
この場合、複数の係止爪１５により、部分的に予圧マグネット１６の外周面を被覆する場合に比して、磁束漏れをいっそう低減することができ、高い予圧効果を発揮することができる。また、このように予圧マグネット１７の外周面全周を覆う周壁部２８ｃに相当するリング状部材のみを、ロータ１３に固着するようにしても構わない。
【００３４】
更に、上記した実施形態では、予圧マグネット１６の外周面を切り起こし加工による係止爪１５を被覆する場合について説明したが、係止爪１５は切り起こし以外の方法により形成されたもの、或いは別途ロータ１３の反対部１３ａに固着したものでなどであってもよく、要するに予圧マグネット１６の磁気ループを小さく制限するための磁路を形成できるものであればよい。
【００３５】
また、上記した各実施形態では、ブッシュ３に鍔部３２を一体的に形成した例を示しているが、ブッシュ３とは別個に鍔部３２を作成し、その後ブッシュ３に鍔部３２を固着してもよく、鍔部３２に相当するリング状部材をブッシュ３と一体にせずブッシュ３から切り離し、このような独立した鍔部相当のリング状部材を予圧マグネット１６の下面に対向配置してもよい。また、鍔部３２は必ずしも設ける必要はないが、この場合には、支持部材の係止爪１５ａ或いは周壁部２８ｃを予圧マグネット１６の下面よりも下方にまで伸張しておき、ステータ１１への磁気ループの広がりを抑制できるようにしておくのが望ましい。
【００３６】
更に、上記した実施形態では、ディスク駆動用のモータに本発明を適用した場合について説明したが、本発明が適用可能な範囲はディスク駆動用に限定されるものではなく、その他の用途に使用されるモータであって予圧マグネットを備えたものにも適用することができて、上記した実施形態と同等の効果を得ることができるのは勿論である。
【００３７】
また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、一方面側を一方の磁極、他方面側を他方の磁極に片面単極着磁された環状の予圧マグネットを、ロータに一体的に設けられた基部及び周壁部を有する支持部材により支持するため、磁気ループの拡大を防止することが可能になり、その結果、予圧マグネットの磁気ループのステータへの影響を防止することができ、更に回転位置検出用にホール素子が設けられる場合であっても、そのホール素子の出力への影響をも防止することが可能になる。
【００３９】
また、ロータの一部を支持部材の基部として利用することができ、基部として新たな部材を設ける必要もなく、構成の簡素化を図ることが可能になる。
【００４０】
また、請求項２に記載の発明によれば、ロータの切り起こし加工により形成される複数の係止爪から周壁部を構成するため、各係止爪を例えばプレスによる切り起こしにより容易に形成することが可能になる。
【００４１】
また、請求項３に記載の発明によれば、複数の係止爪により、部分的に予圧マグネットの周面を被覆する場合と比して、磁束漏れをいっそう低減することができ、高い予圧効果を発揮することが可能になる。
【００４２】
また、請求項４に記載の発明によれば、予圧マグネットに対向して鍔部をブッシュの端部に一体に形成するため、支持部材と共に予圧マグネットの磁気ループをいっそう小さく制限するための磁路を形成することができ、ステータへの影響を確実に防止することが可能になる。
【００４３】
また、請求項７に記載の発明によれば、ＣＤ−ＲＯＭ等のディスクの駆動用にこのモータを使用することができ、回転ぶれのない安定した回転性能を有するディスク駆動用モータを得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態におけるモータの断面図である。
【図２】この発明の一実施形態における一部の斜視図である。
【図３】この発明の他の実施形態における一部の斜視図である。
【図４】この発明の他の実施形態における一部の断面図である。
【符号の説明】
１フレーム（固定部材）
３ブッシュ
５シャフト
６スリーブ軸受
１１ステータ
１３ロータ
１５係止爪（周壁部）
１６予圧マグネット
１８ロータマグネット
２８支持部材
２８ｂ基部
２８ｃ周壁部
３２鍔部

Claims

固定部材と、シャフトと、前記シャフトと一体的に回転可能な磁性材から成るロータと、前記シャフト及び前記ロータを回転自在に支持するために前記シャフトと前記固定部材との間に介在する軸受と、前記ロータに装着されたロータマグネットと、前記ロータマグネットに対向する位置で前記固定部材に支持されたステータと、前記ロータを軸線方向であって前記固定部材側に磁気吸引する予圧マグネットを備えたモータにおいて、
前記予圧マグネットが、一方面側を一方の磁極、他方面側を他方の磁極に片面単極着磁された環状のもので、
前記ロータは単一の部材から構成され、前記ロータは、前記予圧マグネットの一方面に当接する基部と、前記基部に形成され前記予圧マグネットの周面を保持する周壁部とを一体的に備えていることを特徴とするモータ。
前記周壁部が、前記ロータの切り起こし加工により形成された複数の係止爪から成り、これらが前記予圧マグネットの外周面に係止することを特徴とする請求項１に記載のモータ。
前記周壁部が前記予圧マグネットの周面全周を覆う環状を成していることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
前記固定部材の一部を成し前記ステータが外嵌された円筒状のブッシュと、前記ブッシュの端部側に前記予圧マグネットの他方面に対向して前記ブッシュに一体的に設けられた鍔部とを備え、前記ブッシュは磁性材から成ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のモータ。
前記ステータは、歯部を有するステータコアと、前記歯部に巻回される巻線と、を有し、前記鍔部は、前記巻線に向かい延びることを特徴とする請求項４に記載のモータ。
前記鍔部は、前記予圧マグネットの他方面に対して、軸方向に対向する環状の平面を有することを特徴とする請求項４および請求項５のいずれかに記載のモータ。
前記ロータより軸線方向上側には、前記シャフトに外嵌され、緩衝材を介してディスクを載置するターンテーブル部と、前記ターンテーブル部の中央部に配設された、ディスクのセンターホールに嵌着されるセンタボス部と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のモータ。