JP5284116B2 - ディスク回転用モータ及びディスク駆動装置 - Google Patents

Description

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、詳しくは軸受保持構造、および軸受保持部材の締結に関するものである。

従来、薄型化、小型化を要求され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構成される軸受保持構造には、軸受と同材質の焼結部材を用いたものや、真鍮の切削加工部材を用いたものなど、さまざまなものが提案されてきたが、近年の急速な低価格化に対応するためには、軸受保持構造もできるだけ安価な部材の組合わせで構成していくことが必要となっている。また、同時に信頼性への要求も高まっており、特に車載用については耐衝撃性、耐振動性は重要な要求項目となっていることに加え、ブルーレイ等に代表される大容量メディアへの対応のため、組立精度への要求も厳しくなっている。

安価な部材を組合わせ、かつ高信頼性を確保する構成の代表的なものは、軸受保持機構を金属プレス加工品のみで構成する構造であり、そのような構造についても、これまでいくつかのものが提案されてきた。（例えば、特許文献１参照）
図４に上記特許文献１に記載された従来の軸受保持構造を示す。図４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、内径にシャフト１０５を回転自在に支承する軸受１０６を備え、軸受ハウジングとして機能している。

また、前記バーリング部１０４の入口にはロータ部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。

また、上記ブラケットの中央に凹部を形成し、この凹部の底面でスラスト方向にシャフトを支持する軸受保持構造が提案されている。（例えば、特許文献２参照）
図５（ａ）に上記特許文献２に記載された従来の軸受保持構造を示す。図５（ａ）において、ディスク回転用モータは、ロータ部１１７とステータ部１１８によって構成され、ステータ部１１８のブラケット１１９は、軸受１２４を収容保持した軸受ハウジング１２０の外周がそのほぼ中央部に嵌合する嵌合凹部１２１が形成され、その底面がスラスト板１２２を介してシャフト１２３をスラスト方向に支持している。図５（ｂ）に示すように、嵌合凹部１２１内には軸受ハウジング１２０の基端が係合する溝部１２５が形成され、その溝部１２５内に溶接用の溶接用凸部１２６を形成することによって、ブラケット１１９と軸受ハウジング１２０は溶接により締結されている。
特開平８−２８９５２３号公報 特開２００６−５０８８９号公報

近年、ディスク駆動装置に用いられるディスク回転用モータは、さらなる小型化、薄型化に加え、低コスト化、高信頼性、高精度を要求されている。

しかしながら、図４に示す軸受保持機構では、モータが小型化、薄型化するのに伴い、スラストキャップ１０８の圧入軸方向長さは短くなり、締結強度が低下することから、ロ
ータ部１０１のスラスト方向荷重の支持に対し、保持強度の不足に陥る。仮に接着による固定を併用するにしても、接着面積が小さくなるために十分な強度が期待できないことに加え、接着剤が軸受部に流出し、信頼性面等に悪影響を及ぼす可能性がある。また、溶接による固定は、その構成上、実施が困難である。

これに対し図５（ａ）に示す軸受保持機構は、ブラケット１１９に形成された嵌合凹部１２１へ軸受１２４を収容保持した軸受ハウジング１２０を嵌合させて取り付け、ブラケット１１９でシャフト１２３のスラスト方向荷重を支持するように構成されている。この構成により、ロータ部１１７のスラスト方向荷重に対する支持剛性を大きくできるので高い信頼性を得ることが可能となる。また、ブラケット１１９に形成された軸受ハウジング１２０の嵌合凹部１２１の底面に、さらに軸受ハウジング１２０の嵌合溝を設けることによって、溶接による固定の際に発生するスパッタの軸受部への侵入、あるいは接着による固定の際に流出する接着剤の侵入を防いで溶接、あるいは接着による締結の信頼性を高めることができる。しかしながら、軸受ハウジング１２０の基端のみしか締結されていないため、振動が加わった際に軸受ハウジング１２０の出力側の端面が弾性変形する可能性があり、車載用等の過大な振動が発生する機器では信頼性が高いとは言い難い。

また、モータが小型化、薄型化するのに伴い軸受１２４の軸方向寸法が短くなるため、シャフト１２３の振れ回りの増加、あるいは軸受１２４に加わる負荷荷重の増大により、軸受寿命の低下が生じ易くなるという課題がある。

上記課題を解決するために本発明は、ディスクを搭載するターンテーブル部が一体に形成されたロータフレーム、ターンテーブル部と共にディスクを芯出し支持する調芯部材、ロータフレームに取り付けられたロータマグネット、
及びロータフレームの中央に固定されたシャフトを有するロータ部と、シャフトを支承する軸受、この軸受を保持する円筒形状の軸受ハウジング、ロータマグネットと対向して配置され巻線が施されたコア
、及び軸受ハウジングを保持するブラケットを備えるステータ部とからなるディスク回転用モータにおいて、ブラケットには、軸受ハウジングの円筒状部を収容保持する有底円筒形状の軸受ハウジング保持部が一体に形成され、この軸受ハウジング保持部の底部に挿入されたスラスト板を介してシャフトがスラスト方向に支持されており、軸受ハウジング保持部は、軸受ハウジングの円筒状部の軸方向寸法の少なくとも２分の１を収容するように形成され、軸受ハウジング保持部と軸受ハウジングの円筒状部との間には、光硬化型の
接着剤が充填されており、軸受ハウジング保持部の軸方向上側の端部には、軸方向上側に向けて拡径する拡径部が形成されている。
好ましくは、ディスクを搭載するターンテーブル部が一体に形成されたロータフレームとディスクを芯出し支持する調芯部材と前記ロータフレームに取り付けられたロータマグネットと前記ロータフレームの中央に固定されたシャフトとを有するロータ部と、前記シャフトを支承する軸受とこの軸受を保持する円筒形状の軸受ハウジングと前記ロータマグネットと対向して配置され巻線が施されたコアと前記軸受ハウジングを保持するブラケットとを備えるステータ部とからなるディスク回転用モ−タにおいて、前記軸受ハウジングの軸方向上側端面には、径方向外側に向かって被係合部が一体に形成され、前記ロータフレームには、前記被係合部と係合する係合部が形成された抜け止め部材が固定され、前記ロータフレームの内側開口部の中央に前記軸受の一部を収納する凹部が開口方向と逆側に突き出して形成され、この凹部内に前記軸受ハウジングの被係合部および前記抜け止め部材の係合部が収容され、前記調芯部材が径方向内側に前記凹部を内包しながら前記ロータフレームに取り付けられ、前記ブラケットには、前記軸受ハウジングの円筒状部を収容保持する有底円筒形状の軸受ハウジング保持部が一体に形成され、この軸受ハウジング保持部の底部に挿入されたスラスト板を介して前記シャフトをスラスト方向に支持しており、前記ブラケットの軸受ハウジング保持部は、前記軸受ハウジングの円筒状部の軸方向寸法の少なくとも２分の１を収容するように形成され、前記軸受ハウジング保持部と前記軸受ハウジングの円筒状部との間には、光硬化型の接着剤が充填されており、前記軸受ハウジング保持部の軸方向上側の端部には、軸方向上側に向けて拡径する拡径部が形成されており、回転中心に対する前記拡径部の軸方向下側端と上側端を結ぶ第１の傾斜角は、回転中心に対する前記拡径部の軸方向下側端と前記軸受ハウジングの被係合部の外周とを結ぶ第２の傾斜角より大きく形成したものである。

本発明によれば、ブラケットに軸受ハウジングの円筒状部の軸方向寸法の少なくとも２分の１を収容する有底円筒形状の軸受ハウジング保持部を一体に形成して、この軸受ハウジング保持部に軸受ハウジングを接着固定することにより、部品を増やすことなく軸受の保持剛性を高めることができるので、車載用に代表される過振動に対して耐性を高めることができる。

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１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、ディスクを搭載するターンテーブル部１が一体に形成されたロータフレーム２とターンテーブル部１と共にディスクを支持する調芯部材３とロータフレーム２に固定された係合部４ａを有する抜け止め部材４とロータフレーム２の内周面に取り付けられたロータマグネット５とロータフレーム２の中央に固定されたシャフト６とを有するロータ部７と、シャフト６を支承する軸受８とこの軸受８を保持する円筒形状の軸受ハウジング９とロータマグネット５と対向して配置され巻線１１が施されたコア１２と軸受ハウジング９とコア１２を保持するブラケット１３とブラケット１３の中央底部に配置され軸方向にシャフト６を支承するスラスト板１０とを備えるステータ部１４とにより構成される。

軸受ハウジング９はメッキ鋼板をプレス一体成型により円筒形状に成形され、その円筒部の内側に軸受８を挿入して保持している。そして、軸受ハウジング９の軸方向上側端面には、径方向外側に向かって被係合部２１が一体的に形成されている。この被係合部２１が抜け止め部材４の係合部４ａと係合することにより、ロータ部７がステータ部１４から抜け出すことを防止する抜け止めを構成している。

ロータフレーム２の内側開口部の中央に、軸受８を収納する凹部１５が開口方向と逆側に突き出して形成され、この凹部１５内に軸受ハウジング９の被係合部２１および抜け止め部材４の係合部４ａが収容されている。そして、調芯部材３は径方向内側に凹部１５を内包するようにロータフレーム２に取り付けられている。この様に構成することにより、軸受８と調芯部材３の軸方向高さを一部重ねることができるので、薄型化を図りながら軸受８の軸方向寸法を大きく確保することができる。

また、ブラケット１３は磁性材料からなり、その中央部をプレス成型により軸方向上側に突き出して、コア１２の高さ方向を定める段部１７と、コア１２の径方向の位置を定める円筒部１８と、平坦部１９とが形成され、さらに、軸方向下側に折り返して有底袋状に突き出して軸受ハウジング保持部１６が形成されている。軸受ハウジング保持部１６の底
部にはスラスト板１０が挿入され、このスラスト板１０を介してシャフト６をスラスト方向に支持している。この構成により、上記図５（ａ）、（ｂ）に示した従来のディスク回転用モータと同様に、ロータ部７のスラスト方向荷重に対する支持剛性を大きくできる。

ここで、軸受ハウジング保持部１６は、軸受ハウジング９の円筒部の軸方向寸法の少なくとも２分の１を収容するように形成され、軸受ハウジング保持部１６と軸受ハウジング９の円筒部との間には、光硬化型の接着剤（例えば紫外線硬化型接着剤）が充填され、紫外線照射により硬化して締結され、径方向の外力に対して剛性を高める構成となっている。平坦部１９には、ロータフレーム２をスラスト方向に吸引する吸引マグネット２２が取り付けられ、ブラケット１３はその磁路を形成している。また、軸受ハウジング保持部１６の軸方向上側の端部には、軸方向上側に向けて拡径する拡径部２０が形成されており、接着剤の溜部を形成している。

図２に拡径部２０および軸受ハウジング保持部１６と軸受ハウジング９の円筒部との間に充填された紫外線硬化型接着剤を紫外線Ｖを照射して硬化させる工程を示す。図１に示すディスク回転用モータのロータ部７をステータ部１４に挿入する前段階で紫外線Ｖを回転軸に対して傾斜した方向から照射する。そして図２に示すように、拡径部２０は照射される紫外線Ｖが拡径部２０の軸方向上側に位置する軸受ハウジング９の被係合部２１に遮られないように構成することにより、紫外線Ｖを接着剤塗布部の奥迄浸透させることができる。このため、回転中心に対する拡径部２０の軸方向下側端と上側端を結ぶ第１の傾斜角θ１は、回転軸に対する拡径部２０の軸方向下側端と軸受ハウジング９の被係合部２１の外周とを結ぶ第２の傾斜角θ２より大きく形成されている。これにより、接着剤を確実に硬化させることができるので、締結強度の増大が期待できる。

また、軸受ハウジング９の軸方向下側の基端部を径方向内側に折り曲げてＬ字形状部９ａを形成し、このＬ字形状部９ａをブラケット１３の軸受ハウジング保持部１６の底部と密着させることにより、接着剤塗布部の気密性が高まり、接着剤が軸受８の内部に流出することを防止できる。さらに、光硬化型の接着剤が嫌気性を兼ね備える場合には、軸受ハウジング９の円筒部と軸受ハウジング保持部１６の間の空隙に充填された接着剤を、確実に硬化させることが可能となる。
軸受ハウジング保持部の軸方向上側の端部に拡径部を形成して、この拡径部を接着剤の溜部とするとともに、回転中心に対する拡径部の軸方向下側端と上側端を結ぶ第１の傾斜角を、回転軸に対する拡径部の軸方向下側端と軸受ハウジングの被係合部の外周とを結ぶ第２の傾斜角より大きく形成することにより、接着剤として作業性が良好かつ高い接着強度が得られる紫外線硬化型の接着剤を使用した場合、照射される紫外線が拡径部の軸方向上側に位置する軸受ハウジングの被係合部に遮られないので、紫外線を接着剤塗布部の奥迄浸透させることができる。これにより、接着剤を確実に硬化させることができるので、締結強度の増大が期待できる。
さらに、ロータフレームの内側開口部の中央に開口方向と逆側に突き出して形成された凹部内に、軸受の一部と軸受ハウジングの被係合部および抜け止め部材の係合部を収容し、調芯部材の径方向内側に凹部を内包しながらロータフレームに取り付ける構成にすることにより、軸受の軸方向寸法を確保しながら、薄型化することができる。
加えて、ブラケットはプレス加工で一体的に形成可能であるため、部材も比較的安価であることに加え、部品点数も削減でき、組立性も改善される。

（実施の形態２）
図３（ａ）、（ｂ）に本発明の実施の形態２に係るディスク回転用モータを示す。
図３（ａ）はその要部断面図、図３（ｂ）は要部平面図である。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、図１に示した上記実施の形態１のディスク回転用モータと異なるのは、ブラケット１３に形成された軸受ハウジング保持部１６の底面部の軸受ハウジング９のＬ字形状部９ａが接触する面の付近に、複数の貫通穴２３を形成した点である。この構成により、軸受ハウジング保持部１６の拡径部２０から軸受ハウジング保持部１６と軸受ハウジング９との空隙部に充填した紫外線硬化型接着剤が、毛細管現象により軸受ハウジング保持部１６の底面部の軸受ハウジング９のＬ字形状部９ａが接触する面迄浸透した場合に、ブラケット１３の下側から貫通穴２３を介して紫外線Ｖを照射することによって確実に硬化させることが可能となり、紫外線硬化による締結強度のより一層の増大が期待できる。

光メディア用スピンドルモータ等、小型化、薄型化に加え、高信頼性、高精度、低価格が求められるモバイル機器用および車載用ブラシレスモータに有用である。

本発明の実施の形態１に係るディスク回転用モータの構造断面図 本発明の実施の形態１に係るディスク回転用モータの要部断面図 （ａ）本発明の実施の形態２に係るディスク回転用モータの要部断面図、（ｂ）本発明の実施の形態２に係るディスク回転用モータの要部平面図 従来のディスク回転用モータを示す構造断面図（１） （ａ）従来のディスク回転用モータを示す構造断面図（２）、（ｂ）従来のディスク回転用モータの要部斜視図

１ ターンテーブル部
２ ロータフレーム
３ 調芯部材
４ 抜け止め部材
４ａ 係合部
５ ロータマグネット
６、１０５、１２３ シャフト
７、１０１、１１７ ロータ部
８、１０６、１２４ 軸受
９、１２０ 軸受ハウジング
９ａ Ｌ字形状部
１０、１０８、１２２ スラスト板
１１ 巻線
１２ コア
１３、１０３、１１９ ブラケット
１４、１０２、１１８ ステータ部
１５ 凹部
１６ 軸受ハウジング保持部
１７ 段部
１８ 円筒部
１９ 平坦部
２０ 拡径部
２１ 被係合部
２２ 吸引マグネット
２３ 貫通穴
１０４ バーリング部
１０７ スラストキャップ
１２１ 嵌合凹部
１２５ 溝部
１２６ 溶接用凸部
Ｖ 紫外線
θ１、θ２ 傾斜角

Claims (6)

1. ディスクを搭載するターンテーブル部が一体に形成されたロータフレーム、前記ターンテーブル部と共にディスクを芯出し支持する調芯部材、前記ロータフレームに取り付けられたロータマグネット、及び前記ロータフレームの中央に固定されたシャフトを有するロータ部と、
   前記シャフトを支承する軸受、この軸受を保持する円筒形状の軸受ハウジング、前記ロータマグネットと対向して配置され巻線が施されたコア、及び前記軸受ハウジングを保持するブラケットを備えるステータ部からなるディスク回転用モータにおいて、
   前記ブラケットには、前記軸受ハウジングの円筒状部を収容保持する有底円筒形状の軸受ハウジング保持部が一体に形成され、この軸受ハウジング保持部の底部に挿入されたスラスト板を介して前記シャフトがスラスト方向に支持されており、
   前記軸受ハウジング保持部は、前記軸受ハウジングの円筒状部の軸方向寸法の少なくとも２分の１を収容するように形成され、
   前記軸受ハウジング保持部と前記軸受ハウジングの円筒状部との間には、光硬化型の接着剤が充填されており、
   前記軸受ハウジング保持部の軸方向上側の端部には、軸方向上側に向けて拡径する拡径部が形成されている、ディスク回転用モータ。
2. 前記軸受ハウジングの軸方向下側の基端部を径方向内側に折り曲げ、この折り曲げた部位と前記軸受ハウジング保持部の底部とを接触させたことを特徴とする、請求項１に記載のディスク回転用モータ。
3. 前記軸受ハウジング保持部の底部のうち前記軸受ハウジングの基端部付近に複数の貫通穴を形成したことを特徴とする、請求項１又は２に記載のディスク回転用モータ。
4. 前記軸受ハウジングの軸方向上側端面には、径方向外側に向かって被係合部が一体に形成され、
   前記ロータフレームには、前記被係合部と係合する係合部が形成された抜け止め部材が固定され、
   前記ロータフレームの内側開口部の中央に前記軸受の一部を収納する凹部が開口方向と逆側に突き出して形成され、
   この凹部内に前記被係合部および前記係合部が収容され、前記調芯部材が径方向内側に前記凹部を内包しながら前記ロータフレームに取り付けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のディスク回転用モータ。
5. 前記拡径部は、回転軸に対する前記拡径部の軸方向下側端と上側端とを結ぶ第１の傾斜角が、前記回転軸に対する前記拡径部の軸方向下側端と前記被係合部の外周とを結ぶ第２の傾斜角より大きくなるように形成されていることを特徴とする、請求項４に記載のディスク回転用モータ。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のディスク回転用モータを搭載したディスク駆動装置。

Images