JPH0516869Y2

JPH0516869Y2 -

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Publication number: JPH0516869Y2
Application number: JP1986117175U
Authority: JP
Priority date: 1986-07-30
Filing date: 1986-07-30
Publication date: 1993-05-06
Anticipated expiration: 2001-07-30
Also published as: JPS6324979U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は小型直流モータ、特に例えば、電子ス
チルカメラ用のビデオフロツピーデイスク（以下
VFDと称す）等を回転駆動するに好適なダイレ
クトドライブ（以下DDと称す）モータに関す
る。

〔従来の技術〕

磁気デイスク、光学デイスク等の記録メデイア
を直接回転駆動するためのDDモータは、その回
転子に記録メデイアをチヤツキングもしくは磁気
吸引するためのスピンドルを備えていて、記録メ
デイアは上記スピンドルと共に高速回転するよう
になつている。

ところで、記録メデイアへの記録／再生の信頼
性を高めるには、スピンドル、即ち回転子側のス
ラスト方向のガタをなくすことが必須条件で、従
前は、スラスト方向にメカ的に与圧をかけてこれ
をベアリングの内輪（もしくは外輪）で受け、こ
の状態を維持させて組立てを行うようにしてい
た。

第３図は斯かる従来の電子スチルカメラ用の
VFD用のDDモータの一例を示しており、このモ
ータは直径２インチ弱のVFDを駆動する24mm角
程度の小型のものである。

この図において、符号１，２，３は固定子を構
成するもので、１は、亜鉛ダイキヤスト製のケー
シングで、上面より見て略正方形を呈し、その主
上面部１ａが図示せぬデイスク駆動装置本体のシ
ヤーシに取り付けられるようになつている。２
は、黄銅、アルミニウム等の非磁性金属よりなる
ブツシングで、その円筒部２ａが上記ケーシング
１の中心孔を貫通して内部に延びていると共に、
そのフランジ部２ｂがケーシング１の台座部１ｂ
上に密着するように、ネジ３によつてケーシング
１に固定されている。

また、符号４は、回転子を構成するもので、ス
テンレス等の非磁性金属よりなるスピンドルであ
り、そのロータシヤフト５が２つのベアリング
７，７（軸受）を介して前記ブツシング２に回転
自在に保持されている。６はスピンドル４の一部
をなすスピンドルハブで、ロータシヤフト５と一
体形成もしくは図示の如く別設のものをロータシ
ヤフト５の上端に固着・一体化するようにしてあ
り、該スピンドルハブ６には、図示せぬ磁気デイ
スクのセンターハブの中心孔を嵌合させるための
チヤツキング用頭部６ａが設けられていると共
に、同じく磁気デイスクのセンターハブの下面を
受ける円板台座部６ｂが設けられている。８は、
上記センターハブの一部をなす吸着板を吸着する
ための吸着用マグネツトで、上記円板台座部６ｂ
の凹みに固着されている。〔なお、図示割愛して
あるが、電子スチルカメラ用のVFD（磁気デイス
ク）は、上記したセンターハブの吸着板の一部が
立ち上げられてPGヨークとされ、吸着用マグネ
ツト→吸着板→PGヨークと流れる磁束からの漏
れフラツクスがPGヨークセンサによつて、磁気
デイスクの一回転毎に検出されるようになつてい
る。このようなPGヨークについては、本願と同
一出願人の実願昭60−35210号（実開昭61−
153487号）等を参照されたい。〕９は、前記ロータシヤフト５の下端に固着され
た円板状の第１の磁性板（磁性板）で、飽和磁束
密度の高い電磁軟鉄よりなつており、その上面凹
部には偏平リング状の駆動マグネツト１０が固着
されている。該駆動マグネツト１０は、モータの
小型化と所定トルクを得るためサマリウムコバル
ト等の高磁気エネルギー積の希土類永久磁石が用
いられており、面垂直（スラスト）方向着磁で、
複数の磁極が等間隔に形成されている。１１は黄
銅等の非磁性金属よりなる保持部材で、円筒部１
１ａと平板部１１ｂとを備えており、円筒部１１
ａの下端は前記第１の磁性板９の環状溝に嵌め合
わされ、平板部１１ｂの下面には第２の磁性板１
２が固着されている。該第２の磁性板１２は、前
記第１の磁性板９と同様に電磁軟鉄が用いられ、
前記第１の磁性板９上の駆動マグネツト１０と所
定間隔をもつて対向すると共に、ヨークとして十
分な磁気効率を保証するに足る厚みをもつてお
り、この第２の磁性板１２の存在によつて駆動マ
グネツト１０からの漏れ磁束が前記スピンドルハ
ブ６（即ち磁気デイスク中心部の前述したPGヨ
ーク）には及ばないように配慮されている。な
お、第２の磁性板１２は駆動マグネツト１０に吸
引されるため、これと一体の前記保持部材１１も
下方に引き付けられ、従つて保持部材１１を前記
第１の磁性板９に固定しなくても、両磁性板９，
１２はスピンドル４と一体回転するようになつて
いる。

また、前記の固定子には、前記駆動マグネツト
１０と第２の磁性板１２との間隔内に位置するプ
リント基板１３が設けられ、このプリント基板１
３は、取付部材１４を介して前記ケーシング１の
４隅にネジ止め等の手段で固着されていて、駆動
マグネツト１０と対向する側には空芯積層型コイ
ルよりなる複数の駆動コイル１５が等間隔に設
置・形成されていて、該駆動コイル１５群を適宜
通電・制御することによつて、駆動マグネツト１
０との協働で、スピンドル４が回転するようにな
つている。１６は、プリント基板１３の駆動コイ
ル１５形成面と反対面に設置されたホール素子
で、駆動マグネツト１０の外縁のスラスト方向の
漏れ磁束を検出して駆動マグネツト１０の回転位
置を検出するようになつている。なお、この駆動
マグネツト１０の外縁部からの漏れフラツクス
は、前述したPGヨークが前記吸着マグネツト８
の略真上に位置しているので、これがPGヨーク
に及ぶことはない。

１７は、前記回転子の第２の磁性板１２の上面
に固着したFGパルス発生用の多数極着磁された
ゴム磁石よりなるFGマグネツトで、前記ケーシ
ング１の内底面に取り付けられたプリント基板１
８上の図示せぬプリントパターンよりなるFGコ
イルと対向しており、このFGコイルとFGマグネ
ツト１７とで公知のFGパルス発生装置が構成さ
れ、モータの速度制御機能を具備するサーボ回路
へその信号が供給されるようになつている。な
お、このFGマグネツト１７の磁気エネルギー積
は小さく、前述したPGヨーク検出に影響を与え
るものではない。

上述した構成において、モータの回転子の回転
に伴う前記ホール素子１６群からの検出信号の組
合せロジツクによつて駆動コイル１５群が適宜選
択的に通電制御されると共に、前記したFGパル
ス発生装置の出力によつて速度制御が行われ、ス
ピンドル４にチヤツキングされた前記VFDもこ
れに伴い一体回転するようになつている。

〔考案の解決しようとする課題〕

ところで、上述した構成のモータにおいて、回
転子側のスラスト方向のガタが除去することは、
VFDの回転信頼性を得る上で重要なフアクター
の１つである。

このため、第３図示のモータにおいては、前記
第１の磁性板９を前記ロータシヤフト５に取り付
けるに際し、ロータシヤフト５の上端に取り付け
られたスピンドルハブ６の下端６ｃを図示上側の
ベアリング７に密着させた状態を維持させつつ、
第１の磁性板９の中央リブ９ａを図示下方からロ
ータシヤフト５に所定圧力で押し込み、その中央
リブ９ａの上端を図示下側のベアリング７に密着
させた状態でメカ的に与圧をかけ、この与圧をベ
アリング７，７の内・外輪で受けた状態を維持し
つつロータシヤフト５と第１の磁性板９とを接着
剤で固定していた。

しかしながら、上述のように駆動マグネツト１
０を保持した第１の磁性板９を一定の与圧をかけ
てロータシヤフト５に挿通し、両者５，９を接着
剤で固定するという組込み作業は、与圧管理の点
で面倒で作業性の悪いものであつた。

加えて、スラスト方向の与圧をベアリング７，
７の内・外輪で受ける構成のため、ベアリング７
に代替して安価な一体物の含浸メタル軸受等の軸
受部材を用いることができない。即ち、内・外輪
とこの間に位置するボールを有するベアリングで
はスラスト方向の与圧が回転摩擦に与える影響は
少ないが、ベアリング７，７のうち一つでも含浸
メタル軸受に代替した場合には、スラスト方向の
与圧が回転トルク損失を招来してしまい、また、
スラスト方向の与圧をかけないと、スラストガタ
が生じて信頼性高い回転精度が得られない。従つ
て、高価なベアリングを２個必要とするため、コ
ストダウンの障害となつていた。

なお、一部のフロツピーデイスクドライブに用
いるモータとして、磁性板にメカ的な与圧をかけ
て軸受に押圧することなく該磁性板をロータシヤ
フトに固定し、駆動マグネツトの作用方向に位置
する機器本体のシヤーシ（鋼板）を固定子側のヨ
ークと駆動マグネツトとの間の磁気吸引力により
回転子の磁性板を軸受に押圧してスラスト方向の
ガタを除くようにしたものがあるが、駆動マグネ
ツトに希土類永久磁石を用いると、 (a) 鋼板（シヤーシ）の飽和磁束密度が低いた
め、磁気飽和を招来して効率を低下させる。

(b) 駆動マグネツトの作用方向側の磁束でスラス
ト方向に吸引するため、数百ｇ以上のスラスト
圧となり、トルク損失が大きくなり、例えば、
バツテリユースの小型モータ（２インチVFD
等）には適さない。

〔考案の目的〕

従つて、本考案の目的とするところは、上記課
題の解消にあり、そのスラストガタが発生せず、
スラスト方向の与圧管理と組立作業性が良く、且
つ、高価なベアリングの数が削減できてコストダ
ウンが図れる小型直流モータを提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の上述した目的は、ロータシヤフトの一
端に磁性板が固着され、かつこの磁性板の一方の
面に駆動マグネツトが固着されてなる回転子と、
この回転子のロータシヤフトを軸支する軸受を備
え、かつ前記駆動マグネツトの作用方向に所定間
隔離間して駆動コイルが配置された固定子とから
なる小型直流モータにおいて、相対的に回転する
二つのリングで構成されたスラスト軸受を、前記
軸受の前記駆動マグネツトの作用方向に面する端
面に一方のリングを固定し、かつ他方のリングを
前記ロータシヤフトに固定して取り付け、かつ前
記固定子に、前記磁性板の前記駆動マグネツトの
作用方向と反対側の面から所定間隔離間させて磁
性材料よりなる回転子吸引板を設けたことを特徴
とする小型直流モータによつて概略達成される。

〔作用〕

本考案の小型直流モータでは、駆動マグネツト
の作用方向と反対側の漏洩磁束によつて駆動マグ
ネツトが回転子吸引板に吸引されて回転子全体が
駆動マグネツトの作用方向と反対側に吸引され、
これによりロータシヤフトの一端がスラスト軸受
によりトルク損失なく回転可能な状態で軸受の端
面に押圧されつつロータシヤフトにスラスト方向
の偏倚力が付与され、これによりスラストガタが
吸収される。このため、ロータシヤフトの軸受と
して高価なベアリングを２個使用せず、含浸メタ
ル軸受を使用してもスラストガタを吸収すること
ができ、含浸メタル軸受を使用することによりコ
ストダウンも期待できる。なお、駆動マグネツト
の非作用方向側の漏洩磁束量は容易にコントロー
ル可能なので、必要十分なスラスト圧を得ること
ができ、これによるトルク損失は可及的に小さく
することができる。

また、従前のようにメカ的与圧をかけて、且つ
この与圧量をコントロールしつつ組込む必要が一
切なく、単に組込むだけで適正スラスト圧が得ら
れるので組立作業性は著しく向上する。

〔実施例〕

以下、本考案を第１図および第２図に示した実
施例に基づき説明する。第１図は、本考案を第３
図に示した従来例と同様に電子スチルカメラ用の
VFD駆動用DDモータに適用したものを示す断正
面図、第２図は第１図の裏面図であり、各図にお
いて第３図と同一もしくは均等の部材、部位には
同一符号を付し、重複を避けるためその説明は省
略する。

第１図において、２０，２０は、前記ブツシン
グ２とロータシヤフト５との間に介装・圧入され
た含浸メタル軸受（軸受）で、該含浸メタル軸受
２０，２０がロータシヤフト５のラジアル軸受と
して機能するようになつている。この含浸メタル
軸受２０は周知のようにボールベアリングに比し
てそのコストは１桁程度低価格である。２１は、
前記スピンドルハブ６の下面と図示上側の含浸メ
タル軸受２０の上面との間に位置するスラスト軸
受で、上下リングとこの間にボールを介装した公
知の部材であり、含浸メタル軸受２０に比すると
高価であるが、３つの軸受部材２０，２０，２１
を合計した部品コストは、前記従来例におけるベ
アリング７，７の合計コストの略半分強とするこ
とができ、全体としてコストダウンが可能とされ
ている。

２２は、磁性材料（鋼板）よりなる回転子吸引
板で、第２図に示す如くその４隅を、ネジ２３…
…によつて前記取付部材１４の下面４隅に固着さ
れている。この回転子吸引板２２と、前記駆動マ
グネツト１０における作用方向と反対側（第１図
下向き方向）の漏洩磁束によつて回転子全体を下
向きに吸引・偏倚させるため、電磁軟鉄よりなる
前記第１の磁性板は第３図構成よりも若干薄肉と
され、これによつてスラスト非作用方向（第１図
下向き方向）に所定量の漏洩磁束を発生させるよ
うにしてある。

従つて、前記スピンドル４を組込んだ後、第１
の磁性板９（磁性板）をスピンドル４のロータシ
ヤフト５の下端の所定位置に一義的に圧入・固着
し（勿論、この前に前記保持部材１１、プリント
基板１３は組込んである）、次に回転子吸引板２
２を取付ければ、第１の磁性板９上の駆動マグネ
ツト１０と回転子吸引板２２との間の吸引力によ
つて、回転子全体は第１図下向き方向のスラスト
圧（偏倚力）を受け、スラストガタは完全に吸収
されて信頼性高い回転精度が保証される。よつ
て、組立て作業性は向上し、また、駆動マグネツ
ト１０からの非作用方向への漏洩磁束、および第
１の磁性板９と回転子吸引板２２との距離を適正
値に設定することによつて、スラスト圧（与圧）
は必要十分な値とすることができ、トルク損失を
招来する虞れもなくなる。

〔考案の効果〕

以上のように本願考案によれば、駆動マグネツ
トの作用方向と反対側の漏洩磁束によつて駆動マ
グネツトが回転子吸引板に吸引されて回転子全体
が駆動マグネツトの作用方向と反対側に吸引さ
れ、これによりロータシヤフトの一端がスラスト
軸受によりトルク損失なく回転可能な状態で軸受
の端面に押圧されつつロータシヤフトにスラスト
方向の偏倚力が付与され、これによりスラストガ
タが吸引される。このため、ロータシヤフトの軸
受として高価なベアリングを２個使用せず、含浸
メタル軸受を使用してもスラストガタを吸収する
ことができ、含浸メタル軸受を使用するとにより
コストダウンも期待できる。なお、駆動マグネツ
トの非作用方向側の漏洩磁束量は容易にコントロ
ール可能なので、必要十分なスラスト圧を得るこ
とができ、これによるトルク損失は可及的に小さ
くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る電子スチルカメ
ラ用のフロツピーデイスク駆動用小型直流モータ
の断正面図、第２図は第１図の裏面図、第３図は
従来例を示す断正面図である。１……ケーシング、２……ブツシング、４……
スピンドル、５……ロータシヤフト、６……スピ
ンドルハブ、７……ベアリング、９……第１の磁
性板（磁性板）、１０……駆動マグネツト、１１
……保持部材、１２……第２の磁性板、１５……
駆動コイル、２０……含浸メタル軸受（軸受）、
２１……スラスト軸受、２２……回転子吸引板。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ロータシヤフトの一端に磁性板が固着され、か
つこの磁性板の一方の面に駆動マグネツトが固着
されてなる回転子と、この回転子のロータシヤフ
トを軸支する軸受を備え、かつ前記駆動マグネツ
トの作用方向に所定間隔離間して駆動コイルが配
置された固定子とからなる小型直流モータにおい
て、相対的に回転する二つのリングで構成された
スラスト軸受を、前記軸受の前記駆動マグネツト
の作用方向に面する端面に一方のリングを固定
し、かつ他方のリングを前記ロータシヤフトに固
定して取り付け、かつ前記固定子に、前記磁性板
の前記駆動マグネツトの作用方向と反対側の面か
ら所定間隔離間させて磁性材料よりなる回転子吸
引板を設けたことを特徴とする小型直流モータ。