JP5186162B2

JP5186162B2 - ブラシレスモータ

Info

Publication number: JP5186162B2
Application number: JP2007238909A
Authority: JP
Inventors: 正弘西舘
Original assignee: Tokyo Parts Ind Co Ltd
Current assignee: Tokyo Parts Ind Co Ltd
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2027-09-14
Also published as: CN101388587A; JP2009072007A; CN101388587B

Description

本発明は、光ディスクや磁気ディスクなどのディスク駆動に使用されるアウターロータタイプのブラシレスモータに関する。

例えば、光ディスク装置のミニディスク（ＭＤ）に用いられているディスク回転用のブラシレスモータとして、特許文献１に記載のものがある。

この特許文献１に記載のブラシレスモータは、図４に示すように、カップ状をしたロータケース１１１の中央部に回転軸１１２、及びその内周面にマグネット１１３が固着され、また、ロータケース１１１の回転軸１１２の挿着基部の周面部１１１ａにリング状の予圧用マグネット１１４が固着されている。
軸受ホルダ１２４の外周側には、コイル１２６が巻かれたステータコア１２７が固定され、コイル１２６の端末はステータベース１２１の上面に設けられた印刷配線板１２２の接続パターンへ、はんだ付け等で接続される。
軸受ホルダ１２４の内部には、ラジアル軸受１２３とスラスト軸受１２３ａが保持され、この軸受ホルダ１２４はステータベース１２１に固着されている。
なお、１３０は情報記録ディスクを載置するターンテーブルであり、回転軸１１２の出力側端部に挿着されている。

特開２００３−７９０９５号公報

このようなブラシレスモータの軸受部分は精度と強度が要求されるため、従来は軸受ホルダ１２４を真鍮製の部材を切削加工で高精度に成形し、それをステータベース１２１へカシメや圧入により堅固に固定するようにしていた。

しかしながら、このような構成では軸受ホルダ１２４が材料、加工の両面から見て高価となり、モータの低コスト化の障害となっていた。

また、軸受ホルダ１２４をステータベース１２１へカシメや圧入によって固定していた為、ステータベース１２１や軸受ホルダ１２４が変形して、最終的に軸垂度が悪化する問題もあった。
また、軸受ホルダ１２４をステータベース１２１へカシメによって固定する場合には、軸受ホルダ１２４の底部がステータベース１２１の下面から突出する構造となり、モータの低背化の障害となるだけではなく、モータの取付け面が制限される問題もあった。

さらに、従来は軸受ホルダ１２４のみならず、ステータコア１２７も圧入により固定していたため、分解が困難で、修理や再利用が実質的に不可能であった。

本発明は、これらの問題点を解決し、簡易な部品形状で、強度や精度を保ちながら、安価なブラシレスモータを提供することを目的とする。

上記の目的を達成すべく成された本発明のブラシレスモータは、ロータケースと、前記ロータケースに固定された軸と、前記ロータケースの内周面に固定されたマグネットとを有するロータと、前記軸を回転自在に支承する軸受と、前記軸受を保持する軸受ホルダと、前記マグネットに対向配置されコイルが巻回されたステータコアと、前記コイルの端末が接続される印刷配線板が載置されるステータベースとを備えるブラシレスモータであって、前記軸受ホルダは、前記ステータベースに載置されるフランジ部を有し、該フランジ部に透孔が設けられており、前記ステータコアは、内周側に前記軸受ホルダの前記フランジ部に載置される環状部を有し、該環状部に透孔が設けられており、前記ステータベースは、内側にネジ切り加工が施されているバーリング部を有し、前記軸受ホルダの前記透孔に、前記ステータベースの前記バーリング部を嵌合せしめ、該バーリング部において前記ステータコアと前記軸受ホルダと前記ステータベースがネジ止めされていることを特徴としているものである。

本発明のブラシレスモータは、さらなる好ましい特徴として、
「前記バーリング部は、前記ステータコアの前記透孔に入り込んでいること」、
「前記軸受ホルダの開放端を覆うキャップが、前記ステータコアの前記環状部に載置された状態で、前記ステータコアと共にネジ止めされていること」、
「前記キャップは前記ロータの抜け止め手段として機能すること」、
を含むものである。

本発明のブラシレスモータによれば、軸受ホルダやステータコアをカシメや圧入することなく固定でき、簡単な部品形状でステータベースの変形を抑制して精度と強度を保ちながら、修理や再利用が可能な安価なブラシレスモータを実現できる。また、複数のネジの締め付けトルクを調整することで簡単に軸垂度を調整でき、より高精度なブラシレスモータを実現できる。さらに、ステータベースの下面をフラットにできるため、モータの薄型化が図れると共に、取付け面が制限されず汎用性が高いものとなる。

また、軸受ホルダのフランジ部に設けた透孔に、ステータベースに設けたバーリング部を嵌合せしめ、このバーリング部において前記ステータコアと前記軸受ホルダと前記ステータベースがネジ止めしたものにあっては、軸受ホルダの位置決めを自動的に行うことができ組立が容易であると共に、薄手のステータベースを用いても高強度のモータを実現できる。

また、軸受ホルダの開放端を覆うキャップを、ステータコアの環状部に載置した状態でステータコアと共にネジ止めしたものにあっては、特に軸受として含油軸受を用いた場合において、軸受の潤滑オイル飛散防止手段を簡単に組み付けることができる。

また、前記キャップをロータの抜け止め手段としたものでは、一つの部材に複数の機能を持たせることができ、部材および組立工数の削減が可能となる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

（第１の実施形態）
図１は本実施形態にかかるブラシレスモータを示しており、中心線より右側は断面を示している。図２は同モータの組立図である。
このブラシレスモータは、ロータ１０と、このロータ１０を回転支持するステータ２０とから構成されている。

ロータ１０は、磁性体を有する金属材料で有底円筒状に形成されたロータケース１１と、このロータケース１１の中心に圧入固定された軸１２と、ロータケース１１の内周面に固定された円筒状のマグネット１３を備え、ターンテーブルとして機能するようにロータケース１１の上面にはディスクガイド１４と摩擦シート１５が固着されている。なお、ターンテーブルは図４の従来のもののようにロータケース１１と別体で軸１２に固定してもよい。
ロータ１０に設けられているターンテーブルには不図示のディスクが載置され、このディスクはディスクガイド１４により心出しされる。

ステータ２０は、不図示のホール素子や駆動部材を配置したフレキシブルの印刷配線板２２が載置固定されるステータベース２１と、軸１２を回転自在に支承するラジアル軸受２３ａおよびスラスト軸受２３ｂと、このラジアル軸受２３ａの外周を保持する軸受ホルダ２４と、オイル漏れ防止用のキャップ２５と、マグネット１３に対向配置されコイル２６が巻回されたステータコア２７とを備えている。

ステータベース２１には、スラスト軸受２３ｂを収容する凹部２１ｂと、３箇所のバーリング部２１ａが設けられており、このバーリング部２１ａの内側にはネジ切り加工が施されている。
軸受ホルダ２４は、円筒部２４ａとフランジ部２４ｂを有する金属製であって、フランジ部２４ｂがステータベース２１に載置され、フランジ部２４ｂに設けた透孔２４ｃに、ステータベース２１のバーリング部２１ａが嵌め込まれている。

ステータベース２１の凹部２１ｂにはスラスト軸受２３ｂが収容され、軸受ホルダ２４の円筒部２４ａ内には、筒状の焼結メタルに潤滑油を含浸させたラジアル軸受２３ａが圧入され、軸１２がこれらの軸受に支持されてロータ１０は自在に回転できるようになっている。

ステータコア２７は、透孔２７ｃが設けられた内周側の環状部２７ａと、この環状部２７ａの外周に連結された複数の突極２７ｂが形成された板状コアの積層板からなり、各突極には絶縁シート２８を挿んでコイル２６が巻回されている。

コイル２６の下部２６ａに対向する印刷配線板２２とステータベース２１には、コイル２６との干渉を避ける収納穴２１ｃを設けている。よって、コイル２６の下部２６ａの高さ分だけステータコア２７の高さを低くすることができモータを低背化できる。

このステータコア２７は、環状部２７ａを軸受ホルダ２４のフランジ部２４ｂに載置した状態で、環状部２７ａが軸受ホルダ２４の円筒部２４ａの外周を囲うように配置され、複数の突極２７ｂはマグネット１３の内周に空間を介して対向配置される。

本例のブラシレスモータは、軸受ホルダ２４の開放端を覆うオイル漏れ防止用のキャップ２５を設けている。このキャップ２５は中央に軸１２が貫通する孔２５ａを有し、軸１２はこの孔径とわずかな隙間を保ちながら接触しないで回転できる。このキャップ２５は、樹脂製で有底円筒状でありその周縁に半径方向外側に広がる円形状のフランジ２５ｂを有しており、フランジ２５ｂには透孔２５ｃが設けられている。

このキャップ２５の透孔２５ｃとステータコア２７の孔２７ｃと軸受ホルダ２４の透孔２４ｃは、共に一緒にステータベース２１のバーリング部２１ａによってネジ止めされ、図２に示すように１２０度の等間隔で３ケ所設けられている。

また、軸受ホルダのロータ側の端部には、磁性材のロータケース１１の天面１１ｂに対向するように、平面から見て１８０度開角以内に着磁されたリング状の付勢用マグネットＭがその中心と軸１２の中心とが一致するように設けられている。そのため、常に一定の力で径方向に付勢され、安定したモータの回転性能を実現することができる。

このような構成によって、ブラシレスモータは、不図示の駆動部材からコイル２６に通電することにより、ロータ１０はステータ２０に対して回転することができる。

本例のブラシレスモータを組み立てるときは、先ず、ステータベース２１の上に、ホール素子や駆動部材を配置した印刷配線板２２を固定した後、軸受ホルダ２４を載せ、フランジ部２４ｂに設けた透孔２４ｃに、ステータベース２１のバーリング部２１ａを嵌め込む。これにより、軸受ホルダ２４がステータベース２１に自動的に位置決めされる。

次に、ステータベース２１の凹部２１ｂにスラスト軸受２３ｂを配し、軸受ホルダ２４の円筒部２４ａ内にラジアル軸受２３ａを圧入した後、軸受ホルダ２４の円筒部２４ａの外周にステータコア２７を配置し、さらにステータコア２７上にキャップ２５を配置する。

次に、ネジ切り加工が施されたバーリング部２１ａを利用し、キャップ２５側からネジ材２９によってキャップ２５とステータコア２７と軸受ホルダ２４とステータベース２１を一度にネジ止めする。この時、ネジ材２９はステータベース２１の裏面から突出しないようにされる。

次に、ロータ１０をステータ２０に対して上方から挿入する。
最後に、ロータケース１１に設けた透孔１１ａからドライバーを差込み、３つのネジ材２９の締め付けトルクを微調整して、軸垂度を調整する。

以上説明した本実施形態によれば、軸受ホルダ２４やステータコア２７をカシメや圧入することなく強度を保ちながら固定できると共に、簡単な部品形状でも軸垂度を調整して高精度のブラシレスモータを得ることができる。

また、軸受ホルダ２４やネジ材２９がステータベース２１の裏面から突出せず、ステータベースの下面をフラットにできるため、モータの薄型化が図れると共に、モータを取り付ける際に取り付け面が制限されず汎用性が高いものとなる。
さらには、ドライバーだけでモータを簡単に分解することができ、修理や再利用も可能なものとなる。

また、軸受ホルダ２４のフランジ部２４ｂに設けた透孔２４ｃに、ステータベース２１に設けたバーリング部２１ａを嵌合せしめることにより、軸受ホルダ２４の位置決めを自動的に行うことができるため、組立が容易であると共に、バーリング部２１ａにネジ切り加工を施しているため、薄手のステータベースであっても十分な数のネジ山を形成でき、ネジ止めの強度を高めることができる。

さらに、オイル漏れ防止用のキャップ２５をステータコア２７と軸受ホルダ２４とステータベース２１と共に一緒にネジ止めして固定できるため、ラジアル軸受２３ａの潤滑オイル飛散防止手段を簡単に組み付けることができる。

なお、ステータベース２１のバーリング部２１ａを、ステータコア２７の透孔２７ｃに入り込む程度まで高く形成した場合には、軸受ホルダ２４のみならずステータコア２７の位置決めも自動的に行うことができ、組立がより一層容易になる。

（第２の実施形態）
図３は第２の実施形態にかかるブラシレスモータを示しており、図３において第１の実施形態のものと同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

本実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、オイル漏れ防止用のキャップ２５をロータの抜け止め手段として機能させた点である。
このため本実施例では、軸１２の略中央全周に溝１２ａを設けると共に、キャップ２５の内周部に３つの爪部２５ｄを設け、ロータ回転時には軸１２の爪部２５ｄは非接触であるが、軸方向にロータが移動する時にはこの爪部２５ｄの先端部分が溝１２ａに引っ掛ることで、ロータの抜け止め手段としている。

モータ組立時にはキャップ２５の爪部２５ｄを弾性変形させながら軸１２を軸方向下側に通過させることができ、組み立て後は、軸１２の軸方向の移動を制限することができる。なお、キャップ２５としては、爪部２５ｄが弾性変形可能であれば樹脂製であっても金属製であってもよい。

本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、キャップにオイル漏れ防止の機能と共にロータの抜け止めの機能を持たせることができ、部材および組立工数の削減が可能となる。

本発明の第１の実施形態にかかるブラシレスモータであり、中心線より右側は断面を示している。本発明の第１の実施形態にかかるブラシレスモータの組立図である。本発明の第２の実施形態にかかるブラシレスモータであり、中心線より右側は断面を示している。従来のブラシレスモータの断面図である。

符号の説明

１０ロータ
１１ロータケース
１１ａ透孔
１１ｂ天面
１２軸
１２ａ溝
１３マグネット
１４ディスクガイド
１５摩擦シート
２０ステータ
２１ステータベース
２１ａバーリング部
２１ｂ凹部
２１ｃ収納穴
２２印刷配線板
２３ａラジアル軸受
２３ｂスラスト軸受
２４軸受ホルダ
２４ａ円筒部
２４ｂフランジ部
２４ｃ透孔
２５キャップ
２５ａ孔
２５ｂフランジ
２５ｃ透孔
２５ｄ爪部
２６コイル
２６ａ下部
２７ステータコア
２７ａ環状部
２７ｂ突極
２７ｃ透孔
２８絶縁シート
２９ネジ材
１１１ロータケース
１１１ａ周面部
１１２回転軸
１１３マグネット
１１４予圧用マグネット
１２１ステータベース
１２２印刷配線板
１２３ラジアル軸受
１２３ａスラスト軸受
１２４軸受ホルダ
１２６コイル
１２７ステータコア
１３０ターンテーブル
Ｍ付勢用マグネット

Claims

ロータケースと、前記ロータケースに固定された軸と、前記ロータケースの内周面に固定されたマグネットとを有するロータと、
前記軸を回転自在に支承する軸受と、前記軸受を保持する軸受ホルダと、前記マグネットに対向配置されコイルが巻回されたステータコアと、前記コイルの端末が接続される印刷配線板が載置されるステータベースとを備えるブラシレスモータであって、
前記軸受ホルダは、前記ステータベースに載置されるフランジ部を有し、該フランジ部に透孔が設けられており、
前記ステータコアは、内周側に前記軸受ホルダの前記フランジ部に載置される環状部を有し、該環状部に透孔が設けられており、
前記ステータベースは、内側にネジ切り加工が施されているバーリング部を有し、
前記軸受ホルダの前記透孔に、前記ステータベースの前記バーリング部を嵌合せしめ、該バーリング部において前記ステータコアと前記軸受ホルダと前記ステータベースがネジ止めされていることを特徴とするブラシレスモータ。
前記バーリング部は、前記ステータコアの前記透孔に入り込んでいることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
前記軸受ホルダの開放端を覆うキャップが、前記ステータコアの前記環状部に載置された状態で、前記ステータコアと共にネジ止めされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のブラシレスモータ。
前記キャップは前記ロータの抜け止め手段として機能することを特徴とする請求項３に記載のブラシレスモータ。