JP5410302B2 - ディスク駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は主として、ＣＤや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に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。

すなわち、図５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１０１のブラケット１０３は、そのほぼ中央部にバーリング加工が施され、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。（例えば、特許文献１参照）
また、図６に示すディスク回転用モータは、ロータ部１０９とステータ部１１０によって構成され、前記ステータ部１１０のブラケット１１１は、そのほぼ中央部にバーリング加工が施され、そのバーリング部１１２に、円筒部の一端側に底面を一体的に有するカップ状の軸受ハウジング１１３が圧入固定されている。前記軸受ハウジングの内径にシャフト１１４を回転自在に支承する軸受１１５が嵌合され、底面部に耐摩耗特性を有するスラスト板１１６を伴い、ロータ部１０９のスラスト方向の荷重を支持している。（例えば、特許文献２参照）
また、図７に示すディスク回転用モータは、ロータ部１１９とステータ部１２０によって構成され、前記ステータ部１２０のブラケット１２１は、そのほぼ中央部に軸受ハウジング１２２の外周が嵌合する凹部１２３が形成され、その底面がスラスト板１２４を介してシャフト１２５を支持している。また前記凹部１２３内には前記軸受ハウジング１２２の基端が係合する溝部１２６が形成され、その溝部１２６内に溶接用凸部１２７を形成することによって、ブラケット１２１と軸受ハウジング１２２は溶接締結されている。（例えば、特許文献３参照）

特開平８−２８９５２３号公報 特開２０００−１２５５０５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５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１０７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。組立精度、特にモータ固定位置から回転中心までの距離バラツキの面からも、軸受の外径を圧入する方式では、圧入時の軸受外径部の削れや、外径部と内径部の同軸精度などが累積されるため、高精度を確保するには限界がある。

また、図６に示す軸受保持機構においても、モータが小型化、薄型化するのに伴い、軸受ハウジング１１３とブラケット１１１の圧入軸方向長さは短くなり、締結強度不足に陥る。この構成において、図５に示す軸受保持機構のような、ロータ部のスラスト方向荷重の支持に対策するためには、前記軸受ハウジング１１３の外径段差部１１７を、前記ブラケット１１１のバーリング部端面１１８で支持する必要があり、モータが小型化、薄型化を強いられた場合には、前記軸受ハウジング１１３と、その内径に嵌合された軸受１１５の締結強度、およびブラケット１１１との締結強度の両強度確保を同時に満足させることは困難になる。

図６に示す軸受保持機構も、図５の場合と同じく、溶接による固定は、その構成上実施が困難であるし、接着による固定も、ブラケット下面への接着剤の流出が懸念され有用ではない。また、図５の場合と同じく、モータ固定位置から回転中心までの距離バラツキは軸受ハウジングの板厚等のバラツキが累積されるため、高精度を確保するには限界がある。

いずれにせよ、モータが小型化、薄型化するのに伴って、圧入固定のみでは締結強度を確保することが困難となることは明白であり、ロータ部のスラスト方向荷重への高い支持剛性が確保され、また、軸受ハウジングは、圧入のみの固定以外の締結方法が、高い信頼性のもとに可能である構造が望ましい。

これに対し図７に示す軸受保持機構は、ブラケット１２１に形成された凹部１２３への嵌合によって保持されることにより、シャフト１２５の軸方向支持を前記ブラケット１２１にて機能させ、ロータ部１１９のスラスト方向荷重に対する支持剛性を確保するので高い信頼性を得ることが可能となる。また、前記ブラケット１２１中央部に形成された軸受ハウジング１２２嵌合用の凹部１２３底面に、さらに軸受ハウジング１２２嵌合用の溝１２６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、または接着による固定の際に流出する接着剤の侵入を防ぐ機能を設け、溶接、または接着での締結を可能とした。しかしながら、軸受ハウジング１２２の基端のみしか締結されていないため、振動を付与された際に軸受ハウジング１２２の逆側の端面が弾性変形する可能性があり、車載用等の過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、モータ固定位置から回転中心までの距離バラツキの面からも、完全に組立治具の精度に依存するため部品単品の公差が累積されないという点では有利であるが、多数量を生産することを考えると、冶具の摩耗やメンテナンス精度の点では高精度を確保することに限界がある。

上記課題を解決するために本発明は、ブラケット中央部に軸受固定用凸部が形成され、前記凸部に軸受内径が圧入締結されており、かつ軸受ハウジング外径部がコアホルダー内径部と接着締結されている構造とした。

本発明によれば、ロータ部のスラスト方向荷重に対する支持機能をブラケットが所有するため、その保持力は部材締結の影響を受けない。

また、前記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。

また、モータの回転中心となる軸受の内径を直接圧入するため、モータ固定位置から回転中心までの距離バラツキはブラケット単品の精度のみで確保することが可能となり、超高精度を確保することができる。

また、軸受ハウジングとブラケットの固定を圧入と接着の併用という高い信頼性のもとに締結可能であり、小型化、薄型化が要求されるモータにおいても容易に構成可能である。

また、軸受ハウジングの締結に大面積を確保することが可能となるため、車載用に代表される過振動に対しても有用である。

本発明の実施の形態におけるディスク回転用モータの構造断面図 （ａ）は同ブラケット中央凸部付近の斜視図、（ｂ）は同ブラケット中央凸部付近の平面図、（ｃ）は同メタル圧入後におけるブラケット中央凸部付近の平面図 同軸受のブラケット接地面側の斜視図 同軸受ハウジングのブラケット側端部付近の拡大断面図 従来のディスク回転用モータを示す構造断面図 従来の他のディスク回転用モータを示す構造断面図 （ａ）は従来の他のディスク回転用モータを示す構造断面図、（ｂ）は同ブラケット凹部拡大斜視図

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。

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、ディスクを搭載するターンテーブル部１とロータフレーム２と前記ターンテーブル部と共にディスクを支持するディスク調芯部材３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４と前記ロータフレームの中央に固定されたシャフト５とを有するロータ部６と、前記シャフト５を支承する軸受７とこの軸受を保持する軸受ハウジング８と軸方向にシャフトを支承するスラスト板９と前記ロータマグネットと対向して配置され巻線１０が施されたステータコア１１と前記ステータコア１１を保持するためのコアホルダー２０と、前記軸受ハウジング８を保持するブラケット１２とを備えるステータ部１３とにより構成される。
前記軸受ハウジング８は一体的に略円筒形状に成形され、その内径に軸受７を嵌合可能に構成されている。また、前記ブラケット１２の中央部には、軸受７を圧入支持するための
凸部２１が形成され、かつ、軸受ハウジング８の外径と前記コアホルダー２０の内径の径方向対向部の空隙部寸法は接着締結のための適当な隙間が設定されている。これにより、モータの回転中心となる軸受７の内径は前記ブラケット中央の凸部２１に直接圧入するため、モータ固定位置から回転中心までの距離バラツキはブラケット単品の精度のみで確保することが可能となり、従来の構造では確保不可能であった高い精度を達成することが可能となるだけでなく、軸受ハウジング８の外径の接着締結が併用されているため、信頼性への要求が特に厳しい車載用途でも十分な締結強度を確保できる。
図２は本発明の実施の形態におけるブラケット中央の凸部２１の拡大図、図３は同軸受７のブラケット接地面側の斜視図である。図２において、前記ブラケット中央の凸部２１には、その外周に切り欠き２２が形成されており、それに加えて図３のごとく、軸受７のブラケット接地面側には溝２３が形成されていることにより、モータの回転による発熱によって膨張した軸受内部の空気を外に逃がすことが可能となり、軸受７に含浸されたオイルの流出を防止することができるため、モータ寿命にとって有利となる。
図４は本発明の実施の形態における軸受ハウジング８のブラケット側端部付近の拡大断面図である。図４において、前記のような軸受内部の圧縮空気の流れにともなって軸受オイルが流出した場合でも、軸受ハウジング８のブラケット側端部の軸方向断面形状を略Ｌ字形状に形成し、Ｌ字形状部１４の内径と軸受の外径との隙間を２４、前記Ｌ字形状部１４のブラケット側端面とそれに対向するブラケット１２の軸受側面との隙間を２５とした場合、隙間２４＜隙間２５の関係性を保つことで、毛細管現象によって流出したオイルは軸受ハウジング８の内方に流れ、軸受７へと循環するため、オイルの外部への流出を防ぐことが可能となる。

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。

１ ターンテーブル部
２ ロータフレーム
３ ディスク調芯部材
４ ロータマグネット
５、１０５、１１４、１２５ シャフト
６、１０１、１０９、１１９ ロータ部
７、１０６、１１５ 軸受
８、１１３、１２２ 軸受ハウジング
９、１０８、１１６、１２４ スラスト板
１０ 巻線
１１ ステータコア
１２、１０３、１１１、１２１ ブラケット
１３、１０２、１１０、１２０ ステータ部
１４ Ｌ字形状部
２０ コアホルダー
２１ ブラケット中央凸部
２２ 切り欠き
２３ 溝
２４ Ｌ字形状部の内径と軸受の外径との隙間
２５ Ｌ字形状部のブラケット側端面とそれに対向するブラケットの軸受側面との隙間
１２３ 嵌合用凹部
１２６ 嵌合溝
１２７ 溶接用凸部
１０４、１１２ バーリング部
１０７ スラストキャップ
１１７ 段差部
１１８ バーリング部端面

Claims (5)

1. 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軸受ハウジングと、軸方向にシャフトを支承するスラスト板と、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ステータコアと、前記ステータコアを保持するためのコアホルダーと、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で構成されるディスク回転用モータにおいて、前記ブラケット中央部には前記軸受固定用凸部が形成され、前記凸部に軸受内径が圧入締結されており、かつ軸受ハウジング外径部がコアホルダー内径部と接着締結されていることを特徴とするディスク回転用モータ
2. ブラケット中央部に形成された凸部外周に空気抜き用の切り欠きが形成されている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. 軸受のブラケット接地側面に空気抜き用の溝が形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のディスク回転用モータ。
4. 軸受ハウジングのブラケット側端部の軸方向断面形状は略Ｌ字形状に形成され、前記Ｌ字形状部の内径と軸受の外径との隙間をＧ１、前記Ｌ字形状部のブラケット側端面とそれに対向するブラケットの軸受側面との隙間をＧ２とした場合、Ｇ１＜Ｇ２の関係であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のディスク回転用モータ。
5. 請求項１〜４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。