JP4861023B2

JP4861023B2 - モータ

Info

Publication number: JP4861023B2
Application number: JP2006055115A
Authority: JP
Inventors: 紀一宮崎
Original assignee: Alphana Technology Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Japan Advanced Technology Co Ltd
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2026-03-01
Also published as: JP2007236118A

Description

本発明は、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤといったディスクをドライブするディスク駆動装置をはじめ、各種電動装置の駆動源として利用されるモータに関する。

従来、ＣＤ−ＲＯＭ装置のディスク駆動用モータとして、例えば図３に示すようなものが知られる。同モータは、装着対象に固定される平板状のベースプレートＡ１、このベースプレートＡ１に穿設された円形の孔に嵌着される円筒状の軸受ホルダＡ２（軸受ハウジング）、この軸受ホルダＡ２内に圧入して保持される円筒状のラジアル軸受Ａ３、及びこのラジアル軸受Ａ３により回転自在に支持されるロータ軸Ａ４を含み、そのロータ軸Ａ４にターンテーブルＡ５（ハブ）が固着され、そのターンテーブルＡ５に図示せぬディスクが載置されて回転されるようになっている。

特に、軸受ホルダＡ２には、その一端開口部を密封するスラストキャップＡ２１が固着され、そのスラストキャップＡ２１上にロータ軸Ａ４のスラスト荷重を受ける樹脂製のスラストプレートＡ６が配置され、ロータ軸Ａ４には軸受Ａ３とスラストプレートＡ６との間で鍔状の抜止具Ａ７が取り付けられる。

一方、軸受ホルダＡ２の外周部には、周方向に複数の突極を形成するステータコアＡ８１が固定され、その各突極に回転磁界を発生するためのステータコイルＡ８２が巻回される。又、ロータ軸Ａ４の外周部にはカップ状のロータヨークＡ９が固着され、そのロータヨークＡ９の内周面にステータコアＡ８１の各突極に対向するロータマグネットＡ９１が固着される構成としてある。

又、軸受ホルダＡ２の一端部外周には、ロータヨークＡ９の上面部に対向するヨークプレートＡ２２が取り付けられ、そのヨークプレートＡ２２に、ロータ軸Ａ４をスラストプレートＡ６側に付勢するための環状のマグネット板ｍが取り付けられる。

ここに、上記のように構成されるモータによれば、軸受ホルダＡ２とスラストキャップＡ２１とが別体として構成されるので、その両者の間隙から潤滑油が漏れ出す可能性があり、特にスラストキャップＡ２１にはロータ軸Ａ４からスラスト荷重が作用するために、軸受ホルダＡ２との間隙が広がって一度に多量の潤滑油が漏れ出すことも懸念されるものであった。

そこで、軸受ホルダとスラストキャップをカップ状に一体成型して潤滑油の漏洩を防止するという提案がされている（例えば、特許文献１）。

ここに、特許文献１に記載されるモータの構造を図４に示して概説すると、ベースプレートＢ１には円形の孔が穿設され、ここに軸受ホルダＢ２が嵌着される構成としてある。

特に、軸受ホルダＢ２は底面部Ｂ２１を有するカップ状（有底円筒状）の形態とされ、その内部に円筒状のラジアル軸受Ｂ３が圧入され、このラジアル軸受Ｂ３によりロータ軸Ｂ４が回転自在に支持されるようになっている。又、ロータ軸Ｂ４の一端部には、ターンテーブルＢ５が固着され、軸受ホルダＢ２の底面部Ｂ２１上には、ロータ軸Ｂ４に作用するスラスト荷重を支えるための樹脂製のスラストプレートＢ６が配置される。

更に、ロータ軸Ｂ４には、スラストプレートＢ６と軸受Ｂ３との間で環状溝Ｂ４１が形成され、その環状溝Ｂ４１に嵌まる鍔状の抜止具Ｂ７によりロータ軸Ｂ４の軸方向の移動が規制されるようにしてある。

一方、軸受ホルダＢ２の外周部には、周方向に複数の突極を形成するステータコアＢ８１が固定され、その各突極に回転磁界を発生するためのステータコイルＢ８２が巻回される。又、ターンテーブルＢ５の底面にはドラム状のロータヨークＢ９が固着され、そのロータヨークＢ９の内周面にステータコアＢ８１の各突極に対向するロータマグネットＢ９１が固着される構成としてある。

特開２０００−１２５５０５号公報

しかしながら、特許文献１のモータによれば、潤滑油の漏洩を防止するべく軸受ホルダＢ２を深絞り加工によりカップ状に一体成型するので、軸受ホルダの底面部Ｂ２１の周囲に深絞り加工による亀裂を生じ易く、加工が非常に難しいという問題がある。

又、軸受ホルダＢ２がカップ状の形態とされることから、軸受Ｂ３の内径を所定寸法に仕上げてから該軸受を軸受ホルダＢ２内に圧入する必要があり、このとき軸受Ｂ３の内径が縮小してロータ軸Ｂ４の回転性能が損なわれる虞があった。

更に、軸受ホルダの底面部Ｂ２１上に配置されるスラストプレートＢ６に対し、ロータ軸Ｂ４の一端が接触する構成とされることから、ベースプレートＢ１に対する軸受ホルダＢ２の圧入位置によってターンテーブルＢ５の高さが決まってしまい、ベースプレートＢ１に対するターンテーブルＢ５の基準高さに大きなばらつきを生ずるという問題がある。

特に、軸受ホルダＢ２をベースプレートＢ１に圧入した後、ロータ軸Ｂ４の環状溝Ｂ４１を抜止具Ｂ７に嵌め込むべくロータ軸Ｂ４に荷重をかけ過ぎると、ベースプレートＢ１に対する軸受ホルダＢ２の圧入位置がずれてしまうという難点がある。

本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的は寸法精度よく容易に組み立てることができるモータを提供することにある。

本発明は上記の目的を達成するため、ロータ軸４を回転自在に支持するラジアル軸受３と、このラジアル軸受３が内部に嵌合されると共に外周部にステータコア８１が固定された筒状の軸受ホルダ２と、この軸受ホルダ２が固定されたベースプレート１とを有して成るモータにおいて、
軸受ホルダ２は両端が開口する無底の筒状とされ、
ベースプレート１は、ロータ軸４の一端面に対向する底面部１１Ａを有すると共に軸受ホルダ２の一端部が圧入状態に嵌め込まれたホルダ固定凹部１１を備えたことを特徴とするものである。

本発明に係るモータによれば、軸受を圧入状態にして保持する軸受ホルダが両端開口する無底の筒状とされることから、全長が長い軸受ホルダでも容易に成型加工することができる。

加えて、軸受ホルダが両端開口する無底の筒状とされることにより、軸受ホルダに軸受やステータコアを組み付けた後で軸受の内径を所定の寸法に精度良く仕上げ、ロータ軸の回転性能を損なわずに該ロータ軸を良好に支持することができる。

又、ベースプレートには、ロータ軸の一端面に対向する底面部を有して軸受ホルダ２一端部が圧入状態に嵌め込まれるホルダ固定凹部が形成されることから、ロータ軸にディスクを載置するターンテーブルが取り付けられるディスク駆動用モータにして、ホルダ固定凹部に対する軸受ホルダの圧入量に拘らずターンテーブルの高さをベースプレートを基準にして正確に位置決めすることができる。

更に、軸受ホルダの一端開口部分はホルダ固定凹部により密閉され、しかもロータ軸によってホルダ固定凹部の底面部が押圧されても該押圧力がホルダ固定凹部と軸受ホルダとの嵌合部分に直接作用しないので、その嵌合部分から軸受ホルダ内の潤滑油が外部に漏洩することがなく、ロータ軸に大きなスラスト荷重が作用した場合でも高いシール性能を維持することができる。

以下、図面に基づいて本発明を詳しく説明する。図１は本発明に係るモータ（電動機）を示した縦断面図である。尚、本例において、係るモータはＣＤやＣＤ−ＲＯＭといったディスクを回転させるディスク駆動用スピンドルモータ（ブラシレスモータ）として図示せぬディスク駆動装置内に組み込まれる。

図１において、１は装着対象であるディスク駆動装置内に固定する金属製のベースプレートであり、その中央部には、プレス加工などによって円形の周面を有するホルダ固定凹部１１が形成される。そのホルダ固定凹部１１は、底面部１１Ａを有する二段構造の底浅な窪みであり、その上部は所定の内径を有する大径部１１Ｂとされ、大径部１１Ｂの下方に連なる部分は該大径部よりも内径の小さい小径部１１Ｃとされる。

２はベースプレート１に対して直立状に固定される軸受ホルダであり、この軸受ホルダ２は両端が開口する無底の円筒状とされる。特に、軸受ホルダ２は、鍍金鋼板に絞り加工を施して口径の相違する第１胴部２１と第２胴部２２とが一体に連なる形状とされる。そして、大径側の第１胴部２１の一端にはフランジ部２３が一体に形成され、小径側の第２胴部２２の一端部はホルダ固定凹部１１の大径部１１Ｂに圧入状態で嵌め込まれるようになっている。

又、軸受ホルダ２の内部には軸受３が圧入状態で嵌合され、この軸受３によりロータ軸４が回転自在にラジアル方向に支持される構成としてある。

軸受３は、焼結金属に潤滑油を含浸せしめて成る円筒状のラジアル含油軸受（無給油メタル）であり、その両端部外周と軸受ホルダ２（第１胴部２１および第２胴部２２）との間には、軸受ホルダ２が半径方向に収縮するのを許容する空隙Ｇ１，Ｇ２が形成される。尚、本例では軸受３の一端部外周を小径部３１として軸受ホルダ２との間に空隙Ｇ２が形成されるようにしているが、ベースプレート１と軸受ホルダ２との嵌合部分（軸受ホルダ２がホルダ固定凹部１１に嵌まり込む部分）において、軸受ホルダ２の内径を軸受３の外径より大きくするようにしてもよい。

一方、ロータ軸４は軸受３により支持されながら回転する丸軸であり、その一端部には図示せぬディスクを載置するためのターンテーブル５が固着され、ロータ軸４の他端側の端面は球面状にしてホルダ固定凹部１１の底面部１１Ａに対向される。尚、ホルダ固定凹部１１の底面部１１Ａ上にはロータ軸４に作用するスラスト荷重を支えるスラストプレート６が設けられる。このスラストプレート６は摩擦係数の小さい平板で成り、これにロータ軸４の端面が摺接するようにしてある。又、ベースプレート１のホルダ固定凹部１１内には、大径部１１Ｂと小径部１１Ｃとの間における段差部分においてロータ軸４の軸方向の移動を規制する環状の抜止具７が載置される一方、ロータ軸４の一端部外周には抜止具７を嵌める環状溝４１が形成される。

尚、ホルダ固定凹部１１は、ベースプレート１にシームレスで一体に形成されて軸受ホルダ２の一端開口部分を密閉し、ロータ軸４によってホルダ固定凹部１１の底面部１１Ａが押圧されても該押圧力がホルダ固定凹部１１と軸受ホルダ２との嵌合部分に作用しないので、その嵌合部分から軸受ホルダ２内の潤滑油が外部に漏洩することがない。

ここで、軸受ホルダ２の大径側（第１胴部２１）の外周部には、ステータユニット８が組付けられる。ステータユニット８は、第１胴部２１の外周部に接着固定されるステータコア８１と該ステータコア８１に巻回されるステータコイル８２で構成される。ステータコア８１は環状のケイ素鋼板を積層して成るもので、その外周部には放射状のスロットにより区分される複数の突極が周方向に等間隔で形成され、その各突極にステータコイル８２が巻回される構成としてある。そして、そのステータコイル８２には、ロータ軸４を回転させる回転磁界を発生するために駆動電流が流される。

９はステータユニット８を覆ってロータ軸４に回転力を与えるカップ状のロータヨーク（アウタケース）であり、その中心部はロータ軸４に固着される。特に、ロータヨーク９の内周面には、周方向にＮ極とＳ極を交互に着磁した環状のロータマグネット９１が固定され、該ロータマグネット９１がステータコア８１（突極の端面）に所定の間隔をあけて近接するようになっている。そして、ステータコイル８２への通電により発生する回転磁界にロータマグネット９１の磁束が作用してロータ軸４の回転駆動が行われる。

又、図１において、ｍはロータヨーク９の上面部の内面に対向して軸受ホルダ２のフランジ部２３に取り付けた環状のマグネット板であり、該マグネット板ｍはロータヨーク９を吸引することによりロータ軸４をその軸方向に沿ってベースプレート１側に付勢し、ロータ軸４とスラストプレート６との接触力を安定させる働きをする。

尚、マグネット板ｍを着座せしめるフランジ部２３は、軸受ホルダ２に一体として形成されるので、軸受ホルダ２とフランジ部２３が別体とされるものに比べ、フランジ部２３の強度や水平精度を得やすく、これによりロータヨーク９とマグネット板ｍとの間隙を狭く設定することが可能となるので、マグネット板ｍとして、小型で磁力が弱い安価な永久磁石を用いてもロータ軸４をベースプレート１側に付勢するに足る十分な吸引力を得ることができる。

ここに、上記のように構成されるモータを製作する場合には、図２に示すように軸受３を軸受ホルダ２内に圧入して保持するが、軸受ホルダ２は両端開口する無底の筒状とされるところ、図２の結合状態で軸受３内に図示せぬサイジングバーを挿入し、軸受３の内径を所定の寸法に精度良く仕上げることができる。

そして、軸受３の内径をサイジング加工した後、軸受ホルダ２の外周部にステータコア８１を固定したり、軸受ホルダ２をベースプレート１に固定したりするが、ステータコア８１が固定される部分において軸受ホルダ２と軸受３との間には空隙Ｇ１が形成され、軸受ホルダ２がホルダ固定凹部１１に圧入される部分でも軸受ホルダ２と軸受３との間に空隙Ｇ２が形成されるため、軸受３にその内径を変化させるような締付力が作用せずしてロータ軸４の回転運動を円滑に行うことができる。

以上、本発明について説明したが、係るモータはディスク駆動用に限らず、各種電子機器類の駆動源として、ロータ軸４にプーリやローラを固着したり、ロータ軸４を駆動対象に直結したりすることもできる。

本発明に係るモータの構成例を示す縦断面図軸受を圧入した軸受ホルダの縦断面図従来モータの構造を示す縦断面図他の従来モータの構造を示す縦断面図

符号の説明

１ベースプレート
１１ホルダ固定凹部
１１Ａ底面部
１１Ｂ大径部
１１Ｃ小径部
２軸受ホルダ
３軸受
４ロータ軸
５ターンテーブル
６スラストプレート
７抜止具
８ステータユニット
８１ステータコア
８２ステータコイル
９ロータヨーク
９１ロータマグネット

Claims

ロータ軸を回転自在に支持するラジアル軸受と、このラジアル軸受が内部に嵌合されると共に外周部にステータコアが固定された筒状の軸受ホルダと、この軸受ホルダが固定されたベースプレートとを有して成るモータにおいて、
前記軸受ホルダは両端が開口する無底の筒状とされ、
前記ベースプレートは、前記ロータ軸の一端面に対向する底面部を有すると共に前記軸受ホルダの一端部が圧入状態に嵌め込まれた大径部と、前記大径部に連なり前記大径部よりも内径が小さい小径部と、を有する二段構造の窪みとし、シームレスで一体に形成されて前記軸受ホルダの一端開口部分を密閉するホルダ固定凹部を備え、
前記ベースプレートと前記軸受ホルダとの嵌合部分において、前記ラジアル軸受と前記軸受ホルダとの間に半径方向の空隙を形成したことを特徴とするモータ。
前記ラジアル軸受は、当該ラジアル軸受の外周に、前記軸受ホルダに圧入される圧入部と、前記ベースプレート側の一端部に前記圧入部より小径となる小径部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
前記軸受ホルダは、前記一端部とは反対側の他端部に前記ロータヨークを吸引するマグネット板が取り付けられるべきフランジ部が一体に形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。
前記軸受ホルダは、前記ステータコアが固定される第１胴部と前記第１胴部より口径が小さく前記ラジアル軸受が嵌合される第２胴部とが一体に連なる形状とされ、前記第２胴部の一端部が前記ホルダ固定凹部に嵌め込まれたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のモータ。
ロータ軸を回転自在に支持するラジアル軸受と、このラジアル軸受が内部に嵌合されると共に外周部にステータコアが固定された筒状の軸受ホルダと、この軸受ホルダが固定されたベースプレートとを有して成るモータにおいて、
前記軸受ホルダは両端が開口する無底の筒状とされ、
前記ベースプレートは、前記ロータ軸の一端面に対向する底面部を有すると共に前記軸受ホルダの一端部が圧入状態に嵌め込まれた大径部と、前記大径部に連なり前記大径部よりも内径が小さい小径部と、を有する二段構造の窪みとし、シームレスで一体に形成されて前記軸受ホルダの一端開口部分を密閉するホルダ固定凹部を備えたことを特徴とするモータ。
前記小径部には、前記ロータ軸の前記一端面が摺接するスラストプレートが設けられ、
前記大径部と前記小径部との間に形成される段差部分には、前記ロータ軸の前記一端面側の端部外周に嵌められた抜止具が載置されたことを特徴とする請求項５に記載のモータ。
ロータ軸と、前記ロータ軸に固着されたロータヨークと、前記ロータ軸を回転自在に支持するラジアル軸受と、このラジアル軸受が内部に嵌合されると共に外周部にステータコアが固定された筒状の軸受ホルダと、この軸受ホルダが固定されたベースプレートとを有して成るモータにおいて、
前記ベースプレートは、前記ロータ軸の一端面に対向する底面部を有すると共に前記軸受ホルダの一端部が圧入状態に嵌め込まれた大径部と、前記大径部に連なり前記大径部よりも内径が小さい小径部と、を有する二段構造の窪みとし、シームレスで一体に形成されて前記軸受ホルダの一端開口部分を密閉するホルダ固定凹部を備え、
前記軸受ホルダは、両端が開口する無底の筒状とされ、前記一端部とは反対側の他端部に前記ロータヨークを吸引するマグネット板が取り付けられたフランジ部が一体に形成されたことを特徴とするモータ。
前記ラジアル軸受の内径は、当該ラジアル軸受が前記軸受ホルダ内に結合された状態で所定の寸法に仕上げられることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のモータ。