JP5198083B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

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本発明は主として、CD、DVDといった光ディスクなどのディスクを回転駆動させるディスク駆動装置に用いられるディスク回転用モータに関するものであり、詳しくはモータ構造に関するものである。
近年、CDやCD−ROMなどの機器は低コスト,高信頼性の要望が多くなりそれに使用されるモータも軸受に安価な含油メタルを用いた小型ブラシレスモータが一般的となっている。そして、ブラケットを金属プレス加工により中央部にバーリング部を形成して、このバーリング部をステータコア保持部と軸受ハウジング部を兼ねることにより、簡素で安価な構成としたブラシレスモータが提案されている。(例えば、特許文献1参照)
図3に上記の従来の技術によるブラシレスモータの構造断面図を示す。図3において、ディスク回転用モータはロータ部101とステータ部102によって構成され、前記ステータ部102のブラケット103は、そのほぼ中央部にバーリング加工を施され、そのバーリング部104は、内周側にシャフト105を回転自在に支承する軸受106を保持し、軸受ハウジングとして機能するとともに、外周側にステータコア109を保持している。
また、前記バーリング部104の底面側開口部にはロータ部101のスラスト方向の荷重を支持するスラストキャップ107が、耐摩耗特性を有するスラスト板108を伴い、圧入固定されている。
しかしながら、図3に示すモータ構造においては、回転体であるロータ部101が剥き出しの構造であるため、ステータ部102との間に異物が侵入する懸念は拭い去れない。
特に車載用のモータなどではその使用年数の長期化や、異物侵入への配慮等、信頼性への要求が厳しく、ロータ部とステータ部をカバーで覆うことが必須となっている。
これに加え、その構成上、ディスクが装着される位置、つまりシャフトに負荷が加わる位置からシャフト支承部となる軸受までの軸方向距離が長くなるために、ディスクのアンバランス等による軸受負荷が増大し、モータ寿命特性に不利であるし、軸ガタ、つまり軸受とシャフトのクリアランスによるガタつきがディスク面の位置精度に与える影響も大きい。
ロータ部とステータ部をカバーで覆う構成として、カバーであるフレームに出力側の軸受を取り付けたブラシレスモータが提案されている。
カバーであるフレームに出力側の軸受を取り付けることにより、シャフトに負荷が加わる位置からシャフト支承部となる軸受までの軸方向距離を短くしようとするものである。(例えば、特許文献2参照)
図4に上記特許文献2に開示されたブラシレスモータの構造断面図を示す。
図4において、ディスク回転用モータはロータ部200とステータ部201と、ロータ部200とステータ部201を覆うフレーム202によって構成され、フレーム202の中央にはロータ部200のシャフト208を支承する第1の軸受209が固定されている。前記ステータ部201は、ステータコア203と、このステータコア203に樹脂により一体的に成形された絶縁体204と、この絶縁体204を介してステータコア203を取り付けるブラケット206と、スラスト方向の荷重を支持する底板207と、ブラケット
206の中央に固定された第2の軸受210とからなり、絶縁体204に形成された突起部205をブラケット206、および底板207に形成された穴部に貫通させて溶着締結することによって、ステータ部201を構成している。
特開平8−289523号公報 実用新案登録第2532489号公報
上記の車載用のモータなどでは、耐衝撃性、耐振動性の要求も厳しくなっていることに加え、使用環境条件についても要求が厳しくなっており、高精度化、高信頼性への要望が高まっている。
しかしながら、図4に示す従来のブラシレスモータの構造では、ステータコアの絶縁体が精度と締結強度を備えるという構造上、ステータコアの位置精度、特に厳しい温度環境下での精度を確保することは困難であることに加え、金属部材に比べて剛性が低く、耐衝撃性、耐振動性に対しても不利となるだけでなく、温度衝撃などの環境負荷によっては、金属部材との熱膨張率の違いからクラックの発生等、安全性に悪影響を及ぼす可能性もある。また、部品点数の削減は図れるものの、金属のプレス加工などに比べ一体成形という比較的特殊な成形を施す必要があり、部材を安価にとどめることは難しい。さらに、2つの軸受をフレームとブラケットのそれぞれに固定するので、2つの軸受の同心度を高精度にするためにはフレーム、ブラケットが非常に高い部品精度を必要とするので高価なものになる。
また、図3に示す金属のプレス加工によりブラケットを形成した従来のブラシレスモータの構造においても、ロータ部のスラスト方向荷重を支持するための専用部材であるスラストキャップ107が必要となるという面で低価格化に不利であるし、耐衝撃性を金属部材の圧入嵌合のみで保持するため、保持強度が十分であるとは言い難い。
また、スラストキャップ107と軸受106によって、軸受下部に小体積の密閉空間が構成されるため、回転時の熱膨張による軸受上部へのオイル流出が懸念される。
上記課題を解決するために本発明は、略カップ形状のロータフレームとこのロータフレームに固定されたシャフトとロータフレームの内周側に固定されたリング状のロータマグネットを有するロータ部と、このロータ部の内側に前記ロータマグネットと対向して配置され巻線が巻装されたステータコアとこの巻線が接続されるプリント基板とこのプリント基板を保持する金属製のブラケットとを有するステータ部と、前記ロータ部と前記ステータ部を覆うフレームによって構成され、前記フレームの中央には前記シャフトをラジアル方向に支承する2箇所の摺動部が一体に形成された軸受が固定され、前記ロータフレームの天面部の中央にはロータフレームの内側に向かって突出した凹部が形成され、前記軸受の一部が前記凹部の内側に収容されており、前記ブラケットの中央部には前記シャフトをスラスト方向に支持するスラスト板収容部がプレス加工により一体に形成されるとともに、このスラスト板収容部の周囲には断面円弧形状の壁部が複数切り起こして形成され、この壁部に前記ステータコアを直接固定し、前記ブラケットに形成される壁部の切り起こし跡の穴を、前記プリント基板で塞いで構成したことを特徴とするブラシレスモータである。
本発明によれば、金属製のブラケットに一体に形成したスラスト板収容部により、シャフトのスラスト方向荷重を支持するため、スラスト方向の支持剛性も高めることができる
また、ラジアル方向に支承する2箇所の摺動部が一体に形成された軸受をカバー部材であるフレームに固定し、ロータフレームの天面部に形成した凹部内に軸受の一部を収容する構成にすることにより、軸方向のスペースを有効に活用して高さ寸法の増大を抑制しながら、2箇所の摺動部の同心精度を容易に高精度にすることができる。さらに、軸ガタがディスク面の位置精度に与える影響も小さく、ディスクのアンバランス等による軸受負荷も低減され、寿命特性が向上する。
また、概略密閉構造となるため異物侵入に対して有利な構造となる。そして、安価な部材を使用した部品点数の少ないモータ構造を構成することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態に係るディスク回転用モータの構造断面図である。図1においてディスク回転用モータは、略カップ形状のロータフレーム5とこのロータフレーム5に固定されたシャフト3とロータフレームの内周側に固定されたリング状のロータマグネット4を有するロータ部6と、このロータ部6の内側に前記ロータマグネット4と対向して配置され巻線8が巻装されたステータコア9とこの巻線8が接続されるプリント基板10とこのプリント基板10を保持する金属製のブラケット11とを有するステータ部12と、前記ロータ部6と前記ステータ部12を覆うフレーム2によって構成され、フレーム2の天面部は、モータのセットへ取り付け面となっている。
そしてフレーム2の中央には、シャフト3をラジアル方向に支承する2箇所の摺動部が一体に形成された軸受である含油メタル1が固定され、ロータフレーム5の天面部の中央には、ロータフレーム5の内側に向かって突出した凹部5aが形成され、含油メタル1の一部がこの凹部5aの内側に収容されている。
また、ブラケット11の中央部には、シャフト3をスラスト方向に支持するスラスト板7を収容するスラスト板収容部14がプレス加工により一体に形成されるとともに、このスラスト板収容部14の周囲には、断面円弧形状の壁部13が複数切り起こして形成されている。
そして、この壁部13にステータコア9が直接固定され、ブラケット11に形成される壁部13の切り起こし跡の穴13aを、プリント基板10で塞いで構成されている。
含油メタル1をシャフト3のディスクによる負荷が加わる位置に近いフレーム2に取り付ける構成にすることによって、軸ガタがディスク面の位置精度に与える影響を抑え、ディスクのアンバランス等による軸受負荷も低減して寿命特性の向上を図っている。
なお、図1におけるシャフト3の含油メタル1の軸方向上側に突き出した部分には、ディスク保持部材(図示せず)が締結されて、このディスク保持部材によりディスクを保持する。
また、含侵メタル1は、その保持部の径に対してスラスト板7側の径は小さく成形されており、前記ロータフレーム5の天面中央部はその径小部を収容する凹部5aが形成されている。これによって高さ方向寸法の増大を抑制しながら、シャフト3をラジアル方向に支持する含油メタル1に形成された2箇所の摺動部間の距離を長くすることができるので
、シャフト3の振れ回りに対しても有利となる。
さらに、フレーム2の天面を、セットへの取り付け部とすることにより、含油メタル1をフレーム2の天面に対して垂直度を精度良く固定するだけで、容易にセットに対するシャフトの垂直度を高精度にすることができる。
また、金属のプレス加工によってブラケット11の中央部に一体的に成形した断面円弧形状の壁部13にステータコア9を固定するので、樹脂成形部に固定する従来の技術に比べて位置精度も高く、温度環境変化にも有利となる。そして、一体的に形成しているために薄肉となることは避けられないが、断面円弧形状としているので、単純な平面形状の切り起こしに比較すると剛性を高くすることが可能となる。
また、スラスト板収容部14が金属製のブラケット11に一体的に形成されているので、シャフト3のスラスト方向荷重を支持するスラスト方向の支持剛性も高めることができる。
図2は本発明の実施の形態に係るディスク回転用モータの組立て状態を示す斜視図である。図2(a)のごとく、まず、ブラケット11にプリント基板10を貼り付け、または接着、またはカシメ締結し、図2(b)のごとく、巻線8を巻装したステータコア9がブラケット11の中央部に一体的に成形された断面円弧形状の壁部13に挿入して固定される。その後、図2(c)のごとく、ブラケット11の中央部に一体的に成形されたスラスト板収容部14にスラスト板7を挿入し、ステータ部12が組み立てられる。この構成により概略密閉構造が確保され、異物侵入に対して優位となる。
光メディア用スピンドルモータ等、高精度、高信頼性に加え、低価格が求められる車載用、またはモバイル機器用ブラシレスモータに有用である。
本発明の実施の形態に係るディスク回転用モータの構造断面図 (a)本発明の実施の形態に係るディスク回転用モータのブラケットにプリント基板を固定する状態を示す斜視図、(b)ステータコアをブラケット中央部に挿入して固定される状態を示す斜視図、(c)スラスト板収容部にスラスト板を挿入する状態を示す斜視図 第1の従来のディスク回転用モータを示す構造断面図 第2の従来のディスク回転用モータを示す構造断面図
符号の説明
1 含油メタル
2、202 フレーム
3、105、208 シャフト
4 ロータマグネット
5 ロータフレーム
5a 凹部
6、101、200 ロータ部
7、108 スラスト板
8 巻線
9、109、203 ステータコア
10 プリント基板
11、103、206 ブラケット
12、102、201 ステータ部
13 壁部
13a 切り起こし跡の穴
14 スラスト板収容部
104 バーリング部
106 軸受
107 スラストキャップ
204 絶縁体
205 突起部
207 底板
209 第1の軸受
210 第2の軸受

Claims (2)

  1. 略カップ形状のロータフレームとこのロータフレームに固定されたシャフトとロータフレームの内周側に固定されたリング状のロータマグネットを有するロータ部と、このロータ部の内側に前記ロータマグネットと対向して配置され巻線が巻装されたステータコアとこの巻線が接続されるプリント基板とこのプリント基板を保持する金属製のブラケットとを有するステータ部と、前記ロータ部と前記ステータ部を覆うフレームによって構成され、前記フレームの中央には前記シャフトをラジアル方向に支承する2箇所の摺動部が一体に形成された軸受が固定され、前記ロータフレームの天面部の中央にはロータフレームの内側に向かって突出した凹部が形成され、前記軸受の一部が前記凹部の内側に収容されており、前記ブラケットの中央部には前記シャフトをスラスト方向に支持するスラスト板収容部がプレス加工により一体に形成されるとともに、このスラスト板収容部の周囲には断面円弧形状の壁部が複数切り起こして形成され、この壁部に前記ステータコアを直接固定し、前記ブラケットに形成される壁部の切り起こし跡の穴を、前記プリント基板で塞いで構成したことを特徴とするブラシレスモータ。
  2. フレームの天面部を、セットへの取り付け面としたことを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータ。
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