JP4504495B2 - Brushless motor - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、圧粉成形した燒結金属体からなり、モータ軸として中逃げ型の含油軸受をハウジング内に嵌装したところの、スピンドルモータをはじめとしたブラシレスモータの改良に関し、軸受の交換を可能にしてモータの耐久性を著しく向上させることを目的とする。
【0002】
【従来の技術】
従来公知のスピンドル型モータの構造は、回転軸と軸受との摩擦抵抗を減少させ、連続回転時の温度上昇を抑制するために、例えば軸受ユニットとして内周面中央部に径大部を形成したもの(特開平11−294457号公報)、あるいは軸受の内径面中間部に軸材と接触しない逃げを形成したもの(特公平8−6124号公報)等の、所謂「中逃げ型」の軸受を用いたものが主流となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの中逃げ型軸受を用いたスピンドルモータは、その殆どが例えばVTRやDVD−ROMあるいはCD−ROMデイスクドライブ等の高精度でかつ高品位の駆動用として用いられるように設計され、経時的使用により軸受が損耗した場合には、その都度スピンドルモータ自体を交換する必要があり、前記した高品位機器類の維持管理上においてコストの上昇は免れない。 またモータそのものを廃棄することは上記したコストの上昇のみならず環境に対する大きな負荷を与えることにもなり、この点においても最大限のリサイクル率の向上が望まれるところでもある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、上記した従来技術における問題点を解決し、とくにAVや各種情報機器類等の高機能化したモータ駆動源として、耐久性と信頼性を向上させ、しかもメンテナンスコストの低減をはかるとともに、環境に負荷を与える物質および資源のリサイクル率を向上させ、エコロジーに寄与するようにしたものであり、具体的にはモータ軸受として中逃げ型の焼結金属体からなる含油軸受を装入したモータにおいて、モータ軸受の反出力側端に、軸線と直交する方向であって、外周放射方向に伸びる非真円形状のフランジ部を形成するとともに、該フランジ部をハウジングホルダ側の反出力側開口縁寄り内径部に形成した凹部、たとえばハウジングホルダ開口端縁側に内周方向に向けた突起部を設けて非真円形状とした凹部内に嵌め合わせ結合させることによりモータ軸受を取り外し自在に構成したことを特徴とするブラシレスモータに関する。
【0008】
また本発明は、ハウジングホルダは基盤に固定されるとともに、外周面には積層コアおよびコイルが施されているところのブラシレスモータに関する。 さらに本発明は、ハウジングホルダは基盤に固定されるとともに、外周面には積層コアおよびコイルが施され、しかも該ハウジングホルダ内に圧入された軸受に保持されるモータ軸には上記積層コアの外側を覆い、しかもその内周側にマグネットを施したロータヨークを一体に取り付けてなるものである、ブラシレスモータに関する。
【0009】
さらに本発明は、モータ軸の一端に回転メディアを取り付けるターンテーブルが一体に取り付けてあるスピンドルモータであるところのブラシレスモータに関する。さらに本発明は、モータ軸の一端にファンを取り付けてファンモータとして用いるものであるところのブラシレスモータに関する。
【0010】
上記した構成において、ブラシレスモータの軸受が磨耗し、あるいは含浸油が消耗した場合には、モータの反出力側に取り外し自在に取り付けたカバーを取り外し、モータ軸受をモータの反出力側に引き抜いて、新しい軸受と差し替え交換し、また軸受フランジ部をハウジングホルダ側に嵌め合わせ結合してある場合には、軸受を、その軸心を中心として周方向に一定角度回転させるなどしてハウジングホルダ側の開口縁部より嵌め合わせを解除して取り外し、モータ軸受をモータの反出力側に引き抜いて、新しい軸受と差し替え交換する。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下において本発明の具体的な内容を、モータ軸に中逃げ型軸受を用いるとともに、軸受フランジ部をハウジングホルダ側に嵌め合わせ結合させるようにした図1のスピンドルモータの第1実施例をもとに説明すると、1はハウジングホルダ、7は軸受、10はモータ軸をあらわす。 ハウジングホルダ1は円筒部2および該円筒部2の長さ方向一端より直交外方放射方向に延びるフランジ3とからなり、しかも該フランジ3の立上り部(付け根部)の内周面には、上記円筒部2の円筒穴開口端に、左右2箇所または3箇所等、互いに対称位置に形成された突出部5を残して凹部4が形成されている。
【0012】
さらにハウジングホルダ1における上記した円筒部2の外周面にはコイル6aを巻回させた積層コア6が施されている。 また軸受7は銅等の金属粉を、上記したハウジングホルダ1内に装入可能な大きさに圧粉成型した後、これを燒結し、さらに油を含浸させて構成され、しかも軸穴中間に中逃げ部9が形成されて、長さ方向両端にてモータ軸10を支承する構成となっており、さらにその一端には長さ方向に直交する外側放射方向に向けたフランジ8が形成され、しかも該フランジ8は対称箇所を相互に平行となるように平坦部8aを形成して非真円の構造としてある(図2参照)。
【0013】
さらにモータ軸10は、上記軸受7内に支承可能な外径の金属棒からなり、モータの出力側に位置する先端寄りの部分には保持材11を介して前記積層コア6およびコイル6aの外側を覆い、しかもその内周側であって上記した積層コア6に対応させた位置にマグネット13を施したロータヨーク12が一体に取り付けられているとともに、さらにその先端部にはCD−ROMディスク等の回転メディアMを載せるディスクドライブ用のターンテーブル14が同じく一体に取り付けられて構成されている。 なお図中においてHはホール素子をあらわす。
【0014】
また図3には、本発明の第2実施例が示されている。 これはブラシレスモータを横置き(モータ軸10を水平方向に向けて)にして例えば冷却用のファンモータなどとして用いるものであって、その基本的な構成については前記した第1実施例のものと同様であるが、モータの出力側に位置するモータ軸10の先端部にはファンFが取り付けられるとともに、モータの反出力側(モータ裏側)に位置する反対側のモータ軸端部には、外周方向に開口させた一定深さの溝15が全周にわたり形成され、ワッシャー16を介在させるとともに、止め輪あるいはクリップリング(Cリング)17を嵌めこむことにより軸受7に安定的に保持させる構造となっており、しかもコイル6aを巻回させた積層コア6およびその外周側に位置するロータヨーク12の部分は外側のケーシングCにより覆われる構造となっている。
【0015】
前記した第1実施例の構成においては、ハウジングホルダ1のフランジ3を基盤(PCB)Bに取り付け、該ハウジングホルダ1の円筒部2内にモータの反出力側から軸受7を装入し、軸受7のフランジ8を円筒部2の凹部4内に挿入させ、しかも凹部4の側壁との間にバネSを介在させるとともに軸受7を周方向に一定角度回転させて軸受7の非真円形状をしたフランジ8を突出部5の裏側に係合させて嵌め込み保持させる。
【0016】
さらに軸受7内にはロータヨーク12およびターンテーブル14が取り付けられているモータ軸10をモータの出力側から挿通させて構成される。 また第2実施例のファンモータの場合においては、モータ軸10の反出力側の端部にモータ軸10の抜け止め手段として図3の状態においてモータの反出力側よりスラストワッシャー16をモータ軸10に装入させた後、溝15内に止め輪あるいはクリップリング(Cリング)等17を嵌め込んでファンモータを構成する。
【0017】
なお上記の第1および第2実施例においては、モータの反出力側においてモータ軸受を取り外し自在とした構成として、モータの反出力側において、モータ軸受端に、軸線と直交する方向であって、外周放射方向に伸びるフランジ部を形成するとともに該フランジ部を非真円形状とし、これをハウジングホルダ側の開口縁部に形成した非真円形状の凹部内に嵌め合わせ結合させる等により基盤もしくは基盤に固定させる構造としたが、このほかにも例えば、とくに図示はしないがモータの反出力側に、モータ軸受およびモータ軸端を受けるカバーを取り付けるとともに、該カバーを取り外し自在に構成するようにしてもよい。
【0018】
上記の構成において、軸受が磨耗した場合にはモータの反出力側に取り外し自在に取り付けたカバーを取り外した後、軸受をモータの反出力側に引き抜き、あるいは軸受フランジ部をハウジングホルダ側に嵌め合わせ結合してある場合には、軸受を、その軸心を中心として周方向に向け一定角度回転させるなどしてハウジングホルダ側の開口縁部より嵌め合わせを解除してモータ軸受をモータの反出力側に引き抜いて、新しい軸受と差し替え交換する。
【0019】
【発明の効果】
本発明は上記した通り、モータ軸受として中逃げ型の軸受を装入したモータであって、モータの反出力側において軸受およびモータ軸端を受けるカバーを取り外し自在に取り付け、あるいはフランジ部をハウジングホルダ側に嵌め合わせ結合させる等により上記軸受を取り外し自在に構成したためにブラシレスモータの経時的使用により軸受が磨耗し、あるいは軸受内に含浸された潤滑油が消耗した場合において、モータの反出力側より軸受を簡単に引き抜き交換することが可能となり、とくにAVや各種情報機器類等の高機能化したモータ駆動源として、耐久性と信頼性を向上させ、しかもメンテナンスコストの低減をはかることができる。
【0020】
また軸受の磨耗したモータのうち、軸受のみを容易に交換可能とすることにより、メンテナンスコストの問題のみならず、環境に対する負荷を軽減しリサイクル率を高め、エコロジーに寄与するところが大きい。 さらに軸受のフランジ部を、基盤に固定されるハウジングホルダに固定保持させる構造として、該フランジ部を非真円形状とするとともに、これをハウジングホルダ側の開口縁部に形成した凹部内に嵌め合わせ結合させる構成とした場合においては、軸受の取り外しがより一層簡単になり、軸受交換作業の迅速化およびメンテナンス性のより一層の向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例であるブラシレスモータの基盤に対する取り付け状態をあらわした拡大断面図。
【図2】軸受の拡大斜視図およびフランジ側から見た拡大平面図。
【図3】本発明の第2実施例であるファンモータの構造をあらわした拡大断面図。
【符号の説明】
1 ハウジングホルダ
2 円筒部
3 フランジ
4 凹部
5 突出部
6 積層コア
6a コイル
7 軸受
8 フランジ
8a 平坦部
9 中逃げ部
10 モータ軸
11 保持材
12 ロータヨーク
13 マグネット
14 ターンテーブル
15 溝
16 ワッシャー
17 止め輪あるいはクリップリング
M 回転メディア
F ファン
C ケーシング
S バネ
H ホール素子[0001]
[Industrial application fields]
The present invention consists sintered metal body obtained by compacting, of a medium-relief type oil bearing as a motor shaft was fitted into the housing, relates beginning with the improvement of the brushless motor the spindle motor, enables the exchange of the bearing Thus, it is an object to remarkably improve the durability of the motor.
[0002]
[Prior art]
The structure of a conventionally known spindle type motor has a large diameter portion formed at the center of the inner peripheral surface as a bearing unit, for example, in order to reduce the frictional resistance between the rotating shaft and the bearing and suppress the temperature rise during continuous rotation. A so-called “medium escape type” bearing, such as a bearing (Japanese Patent Laid-Open No. 11-294457) or a bearing formed with a relief that does not come into contact with the shaft member (Japanese Patent Publication No. 8-6124). The ones used are the mainstream.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, most of the spindle motors using these intermediate relief type bearings are designed to be used for high-precision and high-quality driving such as VTR, DVD-ROM or CD-ROM disk drive. When the bearings are worn out due to their intended use, it is necessary to replace the spindle motor each time, and an increase in cost is unavoidable in the maintenance and management of the high-quality equipment. In addition, discarding the motor itself not only raises the cost described above, but also places a heavy load on the environment. In this respect as well, it is desired to improve the maximum recycling rate.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
Accordingly, the present invention solves the above-described problems in the prior art, and improves durability and reliability, and also reduces maintenance costs, particularly as a motor drive source with advanced functions such as AV and various information devices. At the same time, it has improved the recycling rate of substances and resources that have an impact on the environment, and contributed to ecology. Specifically, an oil-impregnated bearing made of a medium escape type sintered metal body was installed as a motor bearing. In the motor, a non-circular-shaped flange portion extending in a direction perpendicular to the axis and extending in the radial direction is formed at the non-output side end of the motor bearing, and the flange portion is formed on the non-output side on the housing holder side. Fits into a recess formed in the inner diameter near the opening edge, for example, a recess that is a non-circular shape by providing a protrusion on the inner edge of the housing holder opening edge. It was constructed removably motor bearings by not binding for a brushless motor according to claim.
[0008]
The present invention also relates to a brushless motor in which a housing holder is fixed to a base and a laminated core and a coil are provided on an outer peripheral surface. Further, according to the present invention, the housing holder is fixed to the base, the outer peripheral surface is provided with a laminated core and a coil, and the motor shaft held by the bearing press-fitted into the housing holder is provided outside the laminated core. Further, the present invention relates to a brushless motor in which a rotor yoke having a magnet on the inner peripheral side thereof is integrally attached.
[0009]
The present invention further relates to a brushless motor which is a spindle motor in which a turntable for attaching a rotating medium to one end of a motor shaft is integrally attached. Furthermore, the present invention relates to a brushless motor that is used as a fan motor by attaching a fan to one end of a motor shaft.
[0010]
In the above configuration, when the brushless motor bearing is worn or the impregnated oil is consumed, remove the cover that is detachably attached to the non-output side of the motor, and pull the motor bearing to the non-output side of the motor. If it is replaced with a new bearing and the bearing flange is fitted and connected to the housing holder side, the bearing is opened on the housing holder side by rotating the bearing around the shaft center by a certain angle in the circumferential direction. Release and remove the fitting from the edge, pull out the motor bearing to the non-output side of the motor, and replace with a new bearing.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the following, the specific contents of the present invention are based on the first embodiment of the spindle motor of FIG. 1 in which a middle escape type bearing is used for the motor shaft and the bearing flange portion is fitted and coupled to the housing holder side. In the following description, 1 is a housing holder, 7 is a bearing, and 10 is a motor shaft. The
[0012]
Further, a laminated
[0013]
Further, the
[0014]
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. This is a brushless motor placed horizontally (with the
[0015]
In the configuration of the first embodiment described above, the
[0016]
Further, the
[0017]
In the first and second embodiments described above, the motor bearing is detachable on the counter-output side of the motor, and on the counter-output side of the motor, the motor bearing end is in a direction perpendicular to the axis, A base or base is formed by forming a flange portion extending in the radial direction of the outer periphery and making the flange portion a non-circular shape, and fitting and coupling it into a non-circular concave portion formed at the opening edge on the housing holder side. In addition to this, for example, although not shown, a cover for receiving the motor bearing and the motor shaft end is attached to the non-output side of the motor, and the cover is configured to be removable. Also good.
[0018]
In the above configuration, if the bearing is worn, remove the cover that is detachably attached to the non-output side of the motor, then pull the bearing to the non-output side of the motor, or fit the bearing flange to the housing holder side. If they are coupled, the bearing is released from the opening edge on the housing holder side by rotating the bearing around the shaft center by a certain angle in the circumferential direction. Pull out and replace with a new bearing.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, the present invention is a motor in which a middle escape type bearing is inserted as a motor bearing, and the cover for receiving the bearing and the motor shaft end is detachably attached on the opposite output side of the motor, or the flange portion is a housing holder. Since the above bearing is configured to be detachable by fitting and coupling to the side, etc., when the bearing wears over time due to the use of a brushless motor, or when the lubricating oil impregnated in the bearing is consumed, the non-output side of the motor The bearings can be easily pulled out and replaced. Especially, as a motor drive source with advanced functions such as AV and various information devices, durability and reliability can be improved and maintenance cost can be reduced.
[0020]
Further, by making it possible to easily replace only a bearing with a worn motor, not only the problem of maintenance cost but also the environment load is reduced, the recycling rate is increased, and the ecology is greatly contributed. Furthermore, as a structure for fixing and holding the flange portion of the bearing to the housing holder fixed to the base, the flange portion is made into a non-circular shape and fitted into a recess formed in the opening edge portion on the housing holder side. In the case of the structure to be coupled, the removal of the bearing is further simplified, and the bearing replacement operation can be speeded up and the maintainability can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing an attachment state of a brushless motor according to a first embodiment of the present invention to a base.
FIG. 2 is an enlarged perspective view of a bearing and an enlarged plan view seen from the flange side.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the structure of a fan motor according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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