JP4162924B2 - スピンドルモータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、情報記録ディスクを回転駆動するスピンドルモータに係り、特に、回転軸の径方向振動防止機構を備えたブラシレスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の情報記録ディスク（以下ディスクという）は、大容量の情報を高密度で記録するようになってきたので、このディスクを回転駆動するスピンドルモータの高速回転化が要求されてきている。このようなモータは、ステータを形成するステータベースの中央部に軸受ハウジングを固着し、この軸受ハウジングの円筒内部に、シャフトが回転自在に支承されるラジアル軸受及びスラスト軸受を配設し、この軸受ハウジングの円筒外周部にステータコアを固着し、さらにシャフトはロータを形成するロータヨークの中央部に挿接される。
【０００３】
このステータコアには、その中央部から半径方向に突き出た複数の腕部に駆動コイルを巻回し、電機子磁極を形成している。また、ロータヨークの円筒内周面側に環状マグネットが固着され、この環状マグネットは周方向に区分された磁極を有し、この磁極は、ステータの電機子磁極に対向して配設される。
【０００４】
通常、メタル（ラジアル軸受）とシャフトの間には、クリアランスが存在する。またディスクは、シャフトに関する面内重量配分がアンバランスになっている。したがって、このようなディスクをスピンドルモータに装着し、このディスクを装着したモータを回転駆動し、記録された情報の読み出しを行なうが、スピンドルモータの回転が高速回転になるにつれて、シャフトの径方向にシャフトが振動する。その結果、ディスク情報の読み取りエラーが発生すると共に、ドライブ装置自体の振動、騒音も大きくなるという問題が発生する。
【０００５】
この問題を解決する方法として、モータ内部の固定部に配設した弾性部材により、シャフトに前記アンバランス分力以上の側圧をシャフトの径方向に加える方法がある。
また、マグネットをモータの固定部に配設し、そのマグネットの磁気吸引力によりシャフトを前記アンバランス分力以上の力でシャフトの径方向に吸引するという方法もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の弾性部材により側圧を与える方法は、常に回転するシャフトに弾性部材が圧接しているので、騒音が発生する。そして、シャフトと弾性部材との間で発生する摩擦により両方の部材の劣化を早め、さらに摩擦により発生した塵によりモータ内部を汚してしまい、モータの性能や耐久性に問題が生じる。
また、マグネットによりシャフトを磁気吸引する方法の場合は、十分な磁気吸引力を得るために、シャフトの径を太くしたり、吸引マグネットを大きくしたりする必要があり、モータの重量増加などの問題が生ずる。さらに、吸引マグネットに希土類のマグネットを使用すると、部品コストが高くなるという問題点がある。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、前記のような問題点を克服し、簡単な磁気的付勢力を利用してロータをステータ側に付勢すると共に、この付勢手段の一部を利用して径方向にも付勢させ、軸と軸受のクリアランス振動を防ぐようにしたスピンドルモータを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決する手段】
上記課題を解決するには、請求項１に示すように、
ロータとステータ間に空隙を介してロータをステータ側に磁気的に付勢させる手段を回転軸の周囲に対向して配したスピンドルモータにおいて、
前記ステータは、ステータベースに取り付けられた軸受ハウジングと、該軸受ハウジングに取り付けられた軸受を備え
前記ロータをステータ側に磁気的に付勢させる手段は、前記ロータの天井部に配した環状のマグネットと、前記軸受または前記軸受けハウジングの前記天井部に対向する側の端部を被うように配した磁気吸引体とからなり、
前記磁気吸引体は、前記マグネットの全周に対向するカップ状の部位と、前記マグネットの一部に対向するフランジ部を有し、
前記マグネットと前記フランジ部との吸引力によって、前記ロータを径方向にも付勢させるようにすれば達成できる。
【０００９】
具体的には、請求項２、３に示すように、
前記カップ状の部位は前記マグネットの内周面の全面に対向し、前記フランジ部は半円弧状であって前記マグネットの軸方向の一端面の一部に対向するものか、
前記カップ状の部位は前記マグネットの軸方向の一端面の全面に対向し、前記フランジ部は半円弧状であって前記マグネットの外周面の一部に対向するものがよい。
このようにすると、ロータをステータ側に付勢することによってディスクの浮きが防止できると共に、ディスクが偏心していても軸と軸受のクリアランス振動を防ぐ。
【００１０】
また、別の課題解決手段として請求項４に示すように、前記カップ状の部位は、前記軸受の軸貫通孔を除く開口部分を被っているものがよい。
このようにしても、上記のようなロータをステータ側に付勢することによってディスクの浮きが防止できると共に、ディスクが偏心していても軸と軸受のクリアランス振動を防ぐことができる。また、磁気吸引体が軸受内のオイルの飛び散り防止・軸受内への塵等の侵入防止の機能を果たすことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示すモータの縦断面図である。図１のブラシレスモータは、ターンテーブル１とロータヨーク２とを備えたロータ部Ｒと、ステータベース２１とステータコア２２とを備えたステータ部Ｓから構成されている。
ロータ部Ｒにおいて、合成樹脂からなるターンテーブル１には、カップ状に形成されたロータヨーク２と環状に設けられたバックヨーク３が一体に形成されている。
また、磁性体のロータヨーク２は、その底部がタ−ンテーブル１の底部にインサート成形などにより取り付けられ、その内周側面に駆動マグネット４が固着されている。
【００１４】
そして、金属製のシャフト５は、前記ターンテーブル１に形成された中央孔に挿入されている。また、ターンテーブル１に形成された環状溝１ａには、クランプマグネット６がバックヨーク３上に接着剤等で固着されている。環状の吸引用マグネット７は、ターンテーブル１の底部に固着されている。
【００１５】
一方、ステータ部Ｓにおいて、磁性金属板をプレスで打ち抜いて積層したステータコア２２には、コイル２３が巻回されている。ステータコア２２の中央環状部２２ａは、ステータベース２１に取り付けられた軸受ハウジング２４に圧入され、さらに軸受ハウジング２４の中央孔にはラジアル軸受２５の一部が圧入されている。そして、軸受ハウジング２４の中央孔底部には、スラスト軸受２６が圧入さている。
【００１６】
そして、ロータ部Ｒとステータ部Ｓとを組付けた際に、ターンテーブル１に設けられた吸引用マグネット７にフランジ部が対向するように、磁性金属板からなるカップ状の開口端の一部にフランジ部を設けた磁気吸引体２７がラジアル軸受２５の端部に圧入されている。そして、この磁気吸引体２７は、シャフト５の回転を妨げない程度にラジアル軸受２５の偏部を被うように形成されている。したがって、吸引マグネットとフランジ部間に働く吸引力は、吸引用マグネット７とフランジ部が存在しない磁気的吸引体２７との間に働く吸引力より大となり、磁気的アンバランスが生ずる。
また、軸受ハウジング２４をラジアル軸受２５の上端付近まで覆うような高さに成形して、軸受ハウジング２４の端部に磁気吸収体２７を圧入してもよい。
【００１７】
以上のように各部を構成すると、前記磁気的アンバランスにより、吸引用マグネット７は、ラジアル軸受２５に圧入されている磁気吸引体２７のフランジ部を常に吸引するので、ロータヨーク２は、磁気吸引体２７のフランジ部の方向に常に付勢されることになる。即ち、シャフト５はラジアル軸受２５の一定方向に圧接されることにより、ロータ部Ｒが高速回転をしても径方向の振動は抑制されるので、軸ガタを防止してシャフト５の径方向の振動を抑制することができる。
そして、図１のように磁気吸引体２７が軸受部のシャフト貫通孔を除く開口部分を被うように形成してあれば、軸受け内のオイルの飛び散り防止・軸受内への塵等の侵入防止の機能を果たすことができる。
【００１８】
また吸引体２７は、吸引マグネット７の磁束が飽和しない程度の板圧とする。吸引マグネット７と吸引体２７との間隙を調節することにより、前述した径方向の振動を適切に抑制することが可能となる。
【００１９】
図２は、第２の実施の形態を示す縦断面図であり、図１で示されている吸引体２７の形状を変えたものである。具体的には、ロータ部Ｒとステータ部Ｓとを組み付けた際に、吸引用マグネット７の外周面に対向するように、平板状の吸引体の外周の一部を立ち上げてフランジ部を形成し、吸引体４７としたものである。この吸引体４７のフランジ部は、図２のように半円弧状でも、略円状でも良い。なお図１で示した第１の実施の形態と同じ要素には同一の符号を付し、説明を省略することにする。
【００２０】
したがって、図２のように各部を構成すれば、前記磁気的アンバランスにより、吸引用マグネット７のステータ側の開口部と外周側の開口部が、吸引体４７のフランジ部を常に吸引するので、ロータヨーク２はシャフト径方向に常に付勢されることになる。即ち、シャフト５はスラスト軸受２６に圧接され、更にシャフト５は、ラジアル軸受２５の一定方向に圧接されることにより、ロータＲが高速回転してもシャフトの軸方向と径方向の振動は抑制されるので、シャフト５の振動を抑制することが出きる。
【００２１】
本発明は、吸引体に対向する様々な磁気発生体に対応できる。例えば、第３の実施の形態である図３が示すものは、クランプマグネット５６を載置するバックヨーク５３の端部を吸引体２７の外周部に設けたフランジ部に対向するように形成することにより、クランプマグネット５６の磁力をバックヨーク５３を介して吸引力として利用したものである。特に、バックヨーク５３の内径をクランプマグネット５６の内径より大とし、バックヨーク５３の内周側又は外周側の一部にクランプマグネット５６を載置することにより、一層強く吸引力を増すことが出きる。
【００２２】
また、第４の実施の形態である図４のように、クランプマグネットと吸引マグネットを兼ねたマグネット７６を吸引体の外周部の一部に設けたフランジ部に対向させたものとしてもよい。
【００２３】
以上で述べた磁気吸引体のラジアル軸受２５又は軸受ハウジング２４への取り付け方法は、圧入、接着、かしめ、ねじ止め、などがある。
また、軸受ハウジング２４又はラジアル軸受２５のターンテーブル１側の端部に突起部を設け、磁気吸引体を軸受ハウジング２４又はラジアル軸受２５に組み付けた際に、吸引体の前記突起部に接する部分に、穴または切り欠き部分を設け、係止部を形成して磁気吸引体の抜け防止とするのも良い。逆に、磁気吸引体に突起部を設け、この突起部に対応するラジアル軸受又は軸受ハウジングに穴または切り欠きを設けて係止部を形成してもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明の構成を採用すると、簡単な磁気的付勢力を利用してロータをステータ側に付勢すると共に、この付勢手段の一部を利用して径方向にも付勢させ、軸と軸受のクリアランス振動を防ぐことができる。
【００２６】
また、本発明はシャフトの軸方向振動防止のための吸引用マグネットやディスクを固定するためのクランプ用マグネットを利用すると、部品点数の低減、コストの低減を達成することができる。
【００２７】
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）本発明の第１の実施の形態を示すモータの縦断面図である。
（ロ）第１の実施の形態で使用された磁気吸引体の斜視図である。
【図２】（イ）本発明の第２の実施の形態を示すモータの縦断面図である。
（ロ）第２の実施の形態で使用された磁気吸引体の斜視図である。
【図３】（イ）本発明の第３の実施の形態を示すモータの縦断面図である。
（ロ）第３の実施の形態で使用された磁気吸引体の斜視図である。
【図４】（イ）本発明の第４の実施の形態を示すモータの縦断面図である。
（ロ）第４の実施の形態で使用された磁気吸引体の斜視図である。
【符号の説明】
１ ターンテーブル
２ ロータヨーク
５ シャフト
７ 吸引用マグネット
２４ 軸受ハウジング
２５ ラジアル軸受
２７ 吸引体
４７ 吸引体
５３ バックヨーク
５６ クランプ用マグネット
７６ クランプ兼吸引用マグネット

Claims (4)

1. ロータとステータ間に空隙を介してロータをステータ側に磁気的に付勢させる手段を回転軸の周囲に対向して配したスピンドルモータにおいて、
   前記ステータは、ステータベースに取り付けられた軸受ハウジングと、該軸受ハウジングに取り付けられた軸受を備え
   前記ロータをステータ側に磁気的に付勢させる手段は、前記ロータの天井部に配した環状のマグネットと、前記軸受または前記軸受けハウジングの前記天井部に対向する側の端部を被うように配した磁気吸引体とからなり、
   前記磁気吸引体は、前記マグネットの全周に対向するカップ状の部位と、前記マグネットの一部に対向するフランジ部を有し、
   前記マグネットと前記フランジ部との吸引力によって、前記ロータを径方向にも付勢させるようにしたことを特徴とするスピンドルモータ。
2. 前記カップ状の部位は前記マグネットの内周面の全面に対向し、前記フランジ部は半円弧状であって前記マグネットの軸方向の一端面の一部に対向することを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータ。
3. 前記カップ状の部位は前記マグネットの軸方向の一端面の全面に対向し、前記フランジ部は半円弧状であって前記マグネットの外周面の一部に対向することを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータ。
4. 前記カップ状の部位は、前記軸受の軸貫通孔を除く開口部分を被っていることを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータ。

Images