JP4762112B2

JP4762112B2 - ブラシレスモータ

Info

Publication number: JP4762112B2
Application number: JP2006293399A
Authority: JP
Inventors: 将人日高; 欽二郎沖永; 浩二久山
Original assignee: Minebea Motor Manufacturing Corp
Current assignee: Minebea Motor Manufacturing Corp
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2026-10-30
Also published as: CN101529696B; US20100314958A1; WO2008053670A1; JP2008113475A; US8084906B2; CN101529696A

Description

本発明は、ブラシレスモータに関するものである。

情報を記録および再生するディスクを回転駆動するモータとして、広範囲な回転数範囲で制御性および信頼性に優れたブラシレスモータが多く使用されている。このブラシレスモータは例えば特許文献１〜３等に開示されている。

この種のブラシレスモータは、図５に示すように、ベース材としてのステータベース５１に固定された非回転部分としてのステータ５２と、回転軸５３とともに一体的に回転する回転部分としてのロータ５４とからなる。

ステータ５２は、ロータ５４の回転軸５３を回転自在に保持する略筒形状の軸受５５と、この軸受５５を内側に圧入した状態でステータベース５１上に立設させる筒状の軸受ハウジング５６と、ステータベース５１に形成した孔部５１ａ内に配設され、回転軸５３をその基端部側（回転対象物が取り付けられる先端部と反対側の端部）からスラスト方向に対して当接して回転自在に支持するスラスト板５７と、スラスト板５７を下方から保持するスラストカバー５８と、軸受ハウジング５６に外嵌されたコア５９、コイル６０などからなる巻線組立体６１などから構成されている。

このようにブラシレスモータには、回転軸５３をスラスト方向（詳しくは、回転対象物であるディスクが取り付けられる先端部と反対側）から受けるスラスト板５７およびスラストカバー５８が設けられている。なお、スラスト板５７とスラストカバー５８とが一体化されたものもある。

ここで、前記スラストカバー５８の固定方法としては、以下のものがある。
特許文献１に開示されたブラシレスモータでは、図５に示すように、スラストカバー５８が有底円筒形状に形成されており、組み立て工程において、図５において仮想線で示すように、スラストカバー５８の上部が、軸受ハウジング５６の下部内側に嵌め込まれて取り付けられる。なお、このブラシレスモータにおいては、軸受ハウジング５６が、バーリング加工によりステータベース５１と一体形成されている。

また、特許文献２に開示されたブラシレスモータでは、図６に示すように、スラストカバー７１を円盤状に形成し、このスラストカバー７１により、スラスト受７４や軸受７５を収納した軸受ハウジング７２内空間を下方から閉鎖するように、スラストカバー７１の外周部とステータベース７３（詳しくは、ステータベース７３の孔部外周部７３ａ）とを溶接や接着により固定している。

特許文献３に開示されたブラシレスモータでは、図７に示すように、筒状の軸受ハウジング８１の下部に、樹脂製のスラストカバー８２をアウトサート成形法により樹脂成形されている。
特開２００２−２６２５４０号公報特開平８−２１４４８７号公報特開２００４−２３６３９０号公報

ところで、この種のブラシレスモータを携帯用機器に搭載する場合は、ブラシレスモータを一層小型化すること（例えば、ブラシレスモータの外形（直径）が１０ｍｍ程度またはそれ以下の直径とすること）が必要となると同時に、万一、携帯用機器が落下した時でもブラシレスモータに支障を来たさないように、耐衝撃性を向上させることが望ましい。

しかしながら、上記図５に示す特許文献１に開示されたブラシレスモータをこのような携帯用機器搭載用として用いた場合には、落下時のロータ５４の荷重が回転軸５３を介してスラストカバー５８に集中して作用することがあり、この際に、スラストカバー５８が軸受ハウジング５６から離脱してしまうおそれがあり、好ましくない。

また、前記特許文献２に開示されたブラシレスモータは、携帯用機器搭載用として用いるために小型化するに際し、スラストカバー７１の外周部とステータベース７３とを溶接して固定する場合には、スラストカバー７１の外周部とステータベース７３との境界部を良好に溶接する工程で多くの手間がかかって作業能率が悪く、また、境界部が良好に溶接されているかどうかを視認し難いおそれがある。

また、前記特許文献３に開示されたブラシレスモータは、スラストカバー８２が樹脂製であるため、衝撃を受けた際の強度が低くて、十分な信頼性が得られない問題がある。
本発明は、上記課題を解決するもので、耐衝撃性が良好であり、かつ、小型化した場合でも組立時の作業性が良好であるブラシレスモータを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明のブラシレスモータは、ベース材に固定された非回転部分としてのステータと、回転軸とともに一体的に回転する回転部分としてのロータとから構成され、前記ステータに、前記回転軸を外周側から回転自在に保持する軸受と、この軸受を内装する筒状部とベース材に載置される基台部とを有して前記軸受をベース材に対して立設する姿勢で配設させる軸受ハウジングと、前記回転軸の端部にスラスト方向に当接して回転自在に受けるスラスト板と、このスラスト板を保持する金属製のスラストカバーと、前記軸受ハウジングの基台部に重なった環状部とこの環状部からベース材に形成された挿通孔およびスラストカバーに形成された孔部または窪み部を通して突出する突出ピン部とを有する金属製の取付用部材とが設けられ、前記取付用部材の突出ピン部におけるスラストカバーから突出する部分がスラストカバーに溶接されていることを特徴とする。

また、本発明のブラシレスモータの製造方法は、取付用部材に設けた突出ピン部を、ベース材の挿通孔を通してスラストカバーの外周部近傍から突出させ、突出ピン部の近傍からアーク放電させて突出ピン部の突出部分をスラストカバーに溶接することを特徴とする。

このブラシレスモータの組立工程においては、ベース材に軸受ハウジングとスラストカバーと取付用部材とを組付けた状態で、前記取付用部材の突出ピン部におけるスラストカバーから突出する部分をスラストカバーに溶接することで、スラストカバーを強固に結合することができる。すなわち、金属製の取付用部材とスラストカバー同士を溶接して結合しており、十分な結合強度を有しているので、衝撃を受けた際でも、スラストカバーがベース材から離脱することを確実に防止することができる。

この場合に、取付用部材の突出ピン部は、スラストカバーから突出しているので、ブラシレスモータを小型化した場合でも、溶接対象ポイントである前記突出部分が、溶接対象ポイントを見つけ出す際のガイドの役目も果たして、容易に見つけることができ、溶接時の作業性が良好となる。しかも、溶接機の電極に、取付用部材に導通する金属材料、例えばベース材を接続させた状態で、取付用部材の突出ピン部の近傍箇所から放電させてアーク溶接させることにより、放電距離の小さな、突出ピン部のスラストカバーから突出している部分に自然にアーク放電され、このように比較的大まかな位置決めでありながら高精度に溶接できて、良好な信頼性を得られると同時に作業性も極めて良好である。

また、軸受ハウジングと取付用部材とを一体形成して構成したり、軸受ハウジングとベース材とを一体形成して構成したりしてもよく、これによって部品点数を低減できて、製造コストの低減化を図ることができる。

以上のように本発明によれば、軸受ハウジングの基台部に重なった環状部とこの環状部からベース材に形成された挿通孔およびスラストカバーに形成された孔部または窪み部を通して突出する突出ピン部とを有する金属製の取付用部材を設け、前記取付用部材の突出ピン部におけるスラストカバーから突出する部分をスラストカバーに溶接させたことにより、ベース材に対してスラストカバーを強固に結合することができて、衝撃を受た際でも、スラストカバーがベース材から離脱することを確実に防止することができ、高い剛性を確保できて良好な信頼性を保持することができる。

また、ブラシレスモータの組立工程において、取付用部材の突出ピン部は、スラストカバーから突出しているので、この突出部分を見つけ易く、溶接時の作業能率も良好となり、これによっても、組立作業時間の短縮を図ることができて、ひいては製造コストを低減させることができる。

しかも、取付用部材の突出ピン部の近傍箇所から放電させてアーク溶接させることにより、放電距離の小さな、突出ピン部のスラストカバーから突出している部分に自然にアーク放電され、このように比較的大まかな位置決めでありながら高精度に溶接できて、良好な信頼性を得られると同時に作業性も極めて良好である。

以下に、本発明の実施の形態に係るブラシレスモータについて、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係るブラシレスモータの縦断面正面図、図２は、同ブラシレスモータに設けられた取付用部材、軸受ハウジング、スラスト板およびスラストカバーの斜視図である。

図１に示すように、このブラシレスモータは、情報を記録及び再生する着脱自在のディスクを回転駆動する用途に用いられるものであり、その外形が約１０ｍｍほどの大きさである。図１に示すように、ブラシレスモータは、ベース材としてのステータベース１に固定された非回転部分としてのステータ２と、回転軸３とともに一体的に回転する回転部分としてのロータ４とからなる。

図１、図２に示すように、ステータ２は、ベース材としての金属板製のステータベース１と、回転軸３を外周側から回転自在に保持する略筒形状の軸受５と、この軸受５を内装する筒状部６ａとステータベース１に載置される基台部６ｂとを有して軸受５をステータベース１に対して立設する姿勢で配設させる金属板製の軸受ハウジング６と、ステータベース１に形成された開口孔１ａ内に配設されて、回転軸３をその基端部（回転対象物が取り付けられる先端部と反対側の端部：図１においては、回転軸３の下端部）側からスラスト方向に対して当接して回転自在に支持する円板形状のスラスト板７と、ステータベース１における前記開口孔１ａの近傍下面に取り付けられて、前記開口孔１ａを閉鎖するとともに前記スラスト板７を下方から保持する金属板製のスラストカバー８と、軸受ハウジング６の基台部６ｂに重なった環状部２５ａとこの環状部２５ａから軸受ハウジング６に形成した挿通孔６ｃ、ステータベース１に形成された挿通孔１ｂおよびスラストカバー８に形成されて平面視して中心側に窪む窪み部８ｂを通して下方に突出する突出ピン部２５ｂとを有する金属製の取付用部材２５と、軸受ハウジング６の筒状立設部６ａに外嵌されたコア９、コイル１０、ターミナル１１よりなる巻線組立体１２とから構成されており、ターミナル１１の脚状部分が、ステータベース１上に貼り付けられたフレキシブル基板１３に半田付けされて接続されている。なお、図１における１４は、回転軸３がステータ２の軸受５内から抜け出ることを防止する抜け止め部材である。

なお、この実施の形態では、焼結金属からなる軸受５に油が含浸されて回転軸３を回転自在に支持しているが、これに限るものではない。
ロータ４は、その外殻をなすロータフレーム１５を有し、ロータフレーム１５は、回転軸３の先端部に取り付けられたボス部１５ａと、このボス部１５ａの下部から径方向外周側に円板状に延びるターンテーブル部１５ｂと、このターンテーブル部１５ｂの外周から巻線組立体１２を外周側から覆うように下方に筒状に延びる筒状部１５ｃとから構成されている。そして、ロータフレーム１５の筒状部１５ｃの内周に、コア９と対向するように駆動マグネット１８が取り付けられている。

軸受ハウジング６は基台部６ｂの外周寄り部分で溶着または接着等でステータベース１に固着されているが、本発明では特に、この軸受ハウジングの溶着または接着等による固定に加えて、取付用部材２５の突出ピン部２５ｂにおけるスラストカバー８から下方に突出する部分がスラストカバー８、詳しくは、スラストカバー８の窪み部８ｂが設けられている部分に溶接されている。なお、この実施の形態では、突出ピン部２５ｂは、取付用部材２５の環状部２５ａにおける周方向に対して適当角度毎に３箇所設けられ、環状部２５ａから下方に屈曲するように一体形成されている。

上記構成におけるステータ２の組立ては、以下のようにして行われる。
ステータベース１における、軸受ハウジング６の基台部６ｂの外周寄り部分に対応する箇所に溶接または接着等することで、軸受ハウジング６をステータベース１上に固定する。次に、フレキシブル基板１３をステータベース１に貼り付けるとともに、軸受ハウジング６に、予め組み付けられた巻線組立体１２を外嵌させ、巻線組立体１２のターミナル１１をフレキシブル基板１３に半田付けし、さらに、軸受ハウジング６内に軸受５を圧入させる。

一方、ロータ４は、ロータフレーム１５のボス部１５ａに回転軸３を圧入した後、ロータフレーム１５の筒状部１５ｃ内周に着磁された駆動マグネット１８を接着させて組み立てる。

次に、ステータ２の軸受５内に、ロータフレーム１５の回転軸３を挿入させるともに、回転軸３の下端部に抜け止め部材１４を装着させ、ステータベース１の下面にスラストカバー８を固着する。

ここで、このスラストカバー８の装着作業は、以下のようにして行う。すなわち、ステータベース１の下面における、この下面から突出した取付用部材２５の突出ピン部２５ｂの内側にスラストカバー８を配設し、この後、取付用部材２５の突出ピン部２５ｂをアーク溶接して、この突出部分をスラストカバー８に溶着させる。アーク溶接する際には、溶接機の一方の電極（通常、アース側）に、取付用部材２５に導通する金属材料、例えばステータベース１を接続した状態で、取付用部材２５の突出ピン部２５ｂの近傍箇所に、溶接機の他の電極（溶接棒、溶接ワイヤ、ＴＩＧトーチなど、以下、他電極と称す）を配設し、この箇所からアーク放電させて溶接する。これにより、溶接時には、放電距離の小さな、突出ピン部２５ｂのスラストカバー８から突出している部分に、自然に放電され、この突出ピン部２５ｂの突出部分をスラストカバー８に溶接して良好に固着することができる。つまり、上記溶接機の前記他電極を正確な位置に配置しなくても、取付用部材２５の突出ピン部２５ｂの近傍に近づけるだけで、突出ピン部２５ｂのスラストカバー８から突出している部分に自然に放電されて良好に溶接できるので、極めて作業性が良好となり、作業能率も良好である。

なお、この後は、必要に応じてロータ４にディスクの滑り止め用ゴムを貼り付けることでブラシレスモータが完成する。そして、このブラシレスモータにおいて、コイル１０に通電することでロータ４および回転軸３が回転する。

上記構成によれば、金属製の取付用部材２５の突出ピン部２５ｂを、ステータベース１を通してスラストカバー８が設けられている箇所に突出させ、この突出部分をスラストカバー８に溶接することで、スラストカバー８をステータベース１などに対して強固に結合することができる。すなわち、金属製の取付用部材２５とスラストカバー８とを溶接して結合しており、十分な結合強度を有しているので、スラストカバー８がステータベース１から離脱することを確実に防止することができる。したがって、このブラシレスモータを携帯用機器に搭載した場合において、万一、前記携帯用機器が落下して衝撃を受けた際でも、スラストカバー８がステータベース１から離脱することによるブラシレスモータの故障を未然に防止することができ、良好な信頼性を維持することができる。

また、取付用部材２５の突出ピン部２５ｂをスラストカバー８から突出させるように配設したので、ブラシレスモータを小型化した場合でも、溶接対象ポイントである前記突出部分が、溶接対象ポイントを見つけ出す際のガイドの役目も果たして、容易に見つけることができ、作業能率が向上する。また、上記したように、取付用部材２５の突出ピン部２５ｂの近傍箇所から放電させてアーク溶接させることにより、上記溶接機の他電極を正確な位置に配置しなくても、放電距離の小さな、突出ピン部２５ｂのスラストカバー８から突出している部分に、自然にアーク放電されて溶接させることができ、比較的大まかな位置決めでありながら高精度に溶接できて、これにより、良好な信頼性を得られると同時に作業性も極めて良好である。

また、アーク溶接した際には、突出ピン部２５ｂの先端部が、その表面張力によってスラストカバー８（この実施の形態では、スラストカバー８の中心部へ）に向けて均一に広がりながら丸まり、突出高さも安定して良好な品質を保ちやすい。

また、スラストカバー８の外周部全体を溶接するのではなくて、一部（この実施の形態では周方向に対して３箇所）だけ溶接するだけなので、溶接出力量の低減化を図ることもできる。

さらにこの実施の形態においては、取付用部材２５により、軸受ハウジング６の基台部６ｂをステータベース１との間で挟持しているので、軸受ハウジング６を、その筒状部６ａがステータベース１に対して良好に立設した姿勢で保持できる利点もある。

なお、図１、図２に示す第１の実施の形態では、軸受ハウジング６と、取付用部材２５と、ステータベース１とを、それぞれ別体で構成した場合を述べたが、これに限るものではなく、図３に示すように、軸受ハウジング６と取付用部材２５とを一体形成して（より具体的には、図１で示した軸受ハウジング６の基台部６ｂと取付用部材２５の環状部２５ａとを一体形成した）構成したり、図４に示すように、軸受ハウジング６とステータベース１とを一体形成して（より具体的には、図１で示した軸受ハウジング６の基台部６ｂとステータベース１とを一体形成した）構成したりしてもよく、これによって部品点数を低減できて、製造コストの低減化を図ることができる。

また、上記実施の形態では、スラスト板７とスラストカバー８とが個別に設けられている場合を述べたが、これに限るものではなく、スラスト板７とスラストカバー８とが一体形成されているものに上記構造を適用してもよい。

また、上記実施の形態では、取付用部材２５の突出ピン部２５ｂの突出部分が、スラストカバー８の窪み部８ｂが設けられている部分に溶接されている場合を述べたが、これに限るものではなく、図２に示す軸受ハウジング６の基台部６ｂに設けられた挿通孔６ｃと同様に、スラストカバー８に挿通孔を設けて、この箇所から突出ピン部２５ｂの突出部分を突出させるように構成してもよい。なお、これに限るものではなく、スラストカバー８は外周部に凹凸のない単なる円板形状とし、突出ピン部２５ｂの下端部等が、スラストカバー８の外周面に沿うような断面円弧形状等に形成してもよい。

また、上記実施の形態では、コア９、コイル１０、ターミナル１１よりなる巻線組立体１２からターミナル１１の脚状部分をフレキシブル基板１３に半田付けする場合を述べたが、これに限るものではなく、ターミナル１１を使用せず、コイル１０の端末線をフレキシブル基板１３に直接半田付けしてもよい。

本発明のブラシレスモータは、特に小型のものに適しているが、これに限るものではなく、各種のブラシレスモータにも適用可能である。

本発明の第１の実施の形態に係るブラシレスモータの断面図同実施の形態に係るブラシレスモータに設けられた取付用部材、軸受ハウジング、スラスト板およびスラストカバーの斜視図本発明の第２の実施の形態に係るブラシレスモータの断面図本発明の第３の実施の形態に係るブラシレスモータの断面図従来のブラシレスモータの断面図他の従来のブラシレスモータの断面図その他の従来のブラシレスモータの断面図

符号の説明

１ステータベース（ベース材）
２ステータ
３回転軸
４ロータ
５軸受
６軸受ハウジング
７スラスト板
８スラストカバー
１２巻線組立体
１５ロータフレーム
２５取付用部材
２５ａ環状部
２５ｂ突出ピン部

Claims

ベース材に固定された非回転部分としてのステータと、回転軸とともに一体的に回転する回転部分としてのロータとから構成され、
前記ステータに、前記回転軸を外周側から回転自在に保持する軸受と、この軸受を内装する筒状部とベース材に載置される基台部とを有して前記軸受をベース材に対して立設する姿勢で配設させる軸受ハウジングと、前記回転軸の端部にスラスト方向に当接して回転自在に受けるスラスト板と、このスラスト板を保持する金属製のスラストカバーと、前記軸受ハウジングの基台部に重なった環状部とこの環状部からベース材に形成された挿通孔を通してスラストカバーの外周部近傍箇所から突出する突出ピン部とを有する金属製の取付用部材とが設けられ、
前記取付用部材の突出ピン部におけるスラストカバーから突出する部分がスラストカバーに溶接されていることを特徴とするブラシレスモータ。
軸受ハウジングと取付用部材とが一体形成されていることを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ。
軸受ハウジングとベース材とが一体形成されていることを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ。
請求項１〜３の何れか１項に記載のブラシレスモータを製造するブラシレスモータの製造方法であって、取付用部材に設けた突出ピン部を、ベース材の挿通孔を通してスラストカバーの外周部近傍から突出させ、突出ピン部の近傍からアーク放電させて突出ピン部の突出部分をスラストカバーに溶接することを特徴とするブラシレスモータの製造方法。