特許 6263325 ディスク回転用モータおよびこれを備えたディスク駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6263325

(24)【登録日】2017年12月22日

(45)【発行日】2018年1月17日

(54)【発明の名称】ディスク回転用モータおよびこれを備えたディスク駆動装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/04 20060101AFI20180104BHJP

【ＦＩ】

   H02K5/04

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2011-229486(P2011-229486)

(22)【出願日】2011年10月19日

(65)【公開番号】特開2013-90465(P2013-90465A)

(43)【公開日】2013年5月13日

【審査請求日】2014年3月24日

【審判番号】不服2016-16395(P2016-16395/J1)

【審判請求日】2016年11月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110788

【弁理士】

【氏名又は名称】椿 豊

(72)【発明者】

【氏名】石田 毅

(72)【発明者】

【氏名】土江 興寿

(72)【発明者】

【氏名】西方 俊之

【合議体】

【審判長】 堀川 一郎

【審判官】 中川 真一

【審判官】 遠藤 尊志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１６６６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００４５１２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−７９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１４４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３１４０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１８６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−６９７３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータコアと、前記ステータコアを固定するブラケットとを含むステータと、
前記ステータに対して回転可能であり、かつ回転軸を含むロータと、
前記回転軸の外径側において前記回転軸を回転可能に支持する軸受とを備え、
前記ブラケットは、前記回転軸に沿って延在する筒状部と、前記筒状部の一端部を外径側に折り返された状態で形成された折返し部であって、前記筒状部の外周面全体と接触する折返し部とを含み、
前記軸受は前記筒状部の内周面に接触して固定され、前記ステータコアは前記折返し部の外周面に固定され、
前記ブラケットは、前記筒状部の他端部を内径側に折り曲げられた状態で形成された底部をさらに含み、
前記底部は前記回転軸の一方の端部を支持し、
前記回転軸の一方の端部と接触する接触面を有するスラスト板をさらに備え、
前記底部は、前記接触面とは反対側の面で前記スラスト板と接触する第１の底部と、前記第１の底部を折り曲げられた状態で形成され、かつ前記スラスト板の外周を取り囲む第２の底部とを含み、
前記軸受は筒状を有しており、前記回転軸に沿って延在し、
前記ステータコアと前記軸受とは、前記筒状部および前記折返し部を挟んで径方向で互いに対向する、ディスク回転用モータ。

【請求項2】

前記ロータを磁気的に吸引する吸引マグネットをさらに備えた、請求項１に記載のディスク回転用モータ。

【請求項3】

前記吸引マグネットは、前記筒状部と前記折返し部との境界と接触するように前記軸受の外周面に固定される、請求項２に記載のディスク回転用モータ。

【請求項4】

前記吸引マグネットは、前記ステータコアと接触するように前記折返し部の外周面に固定される、請求項２に記載のディスク回転用モータ。

【請求項5】

前記ブラケットは、前記折返し部の端部を外径側に折り返された状態で形成された外縁部をさらに含み、
前記折返し部は、前記筒状部との折返し位置から前記外縁部との折返し位置にかけて均一な直径を有する、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。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載のディスク回転用モータと、前記ディスク回転用モータの駆動状態を制御する制御部とを備えた、ディスク駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ディスク回転用モータおよびこれを備えたディスク駆動装置に関し、より特定的には、簡易な方法で製造することのできるディスク回転用モータおよびこれを備えたディスク駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

光ディスクや光磁気ディスクなどの情報を記録した記録媒体について、情報の書き込みまたは読み出しを行う際には、ディスク駆動装置を用いてディスクが回転される。ディスク駆動装置は、ディスクを回転するためのディスク回転用モータを含んでいる。従来のディスク回転用モータに関連する技術は、たとえば下記特許文献１および２に開示されている。

【0003】

下記特許文献１には、軸受ハウジングを構成するバーリング加工部と、モータ取付のための取付ベース部とを一体的に形成したブラシレスモータが開示されている。

【0004】

下記特許文献２には、環状凹部と、円筒形開口とを含むブラケットが一体的にプレス加工によって成形されたスピンドルモータが開示されている。環状凹部は、軸線方向に凹陥しており、その内部にはステータとロータマグネットとが収容されている。円筒形開口の内周部にはシャフトが内嵌されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２−２６２５４０号公報

【特許文献2】特開２００１−３１４０５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ディスク回転用モータは、近年、低価格化が強く要求されている。ディスク回転用モータの低価格化を実現するためには、ディスク回転用モータを簡易な方法で製造する必要がある。たとえば、ディスク回転用モータの部品点数を削減したり、ディスク回転用モータを構成する部品の加工方法として、切削加工のような比較的複雑な（高価な）加工方法ではなく、プレス加工などの比較的簡単な（安価な）方法を用いたりすることが必要である。さらに、各部品を組み立てる際には、複雑な締結方法ではなく、圧入に代表されるような比較的容易な（安価な）締結方法を採用し、かつ組立て精度を保つことが必要である。従来の技術では、製造方法の簡易化の観点で更なる改善の余地があった。

【0007】

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、簡易な方法で製造することのできるディスク回転用モータおよびこれを備えたディスク駆動装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一の局面に従うディスク回転用モータは、ステータコアと、ステータコアを固定するブラケットとを含むステータと、ステータに対して回転可能であり、かつ回転軸を含むロータと、回転軸の外径側において回転軸を回転可能に支持する軸受とを備え、ブラケットは、回転軸に沿って延在する筒状部と、筒状部の一端部を外径側に折り返された状態で形成された折返し部であって、筒状部の外周面全体と接触する折返し部とを含み、軸受は筒状部の内周面に接触して固定され、ステータコアは折返し部の外周面に固定され、ブラケットは、筒状部の他端部を内径側に折り曲げられた状態で形成された底部をさらに含み、底部は回転軸の一方の端部を支持し、回転軸の一方の端部と接触する接触面を有するスラスト板をさらに備え、底部は、接触面とは反対側の面でスラスト板と接触する第１の底部と、第１の底部を折り曲げられた状態で形成され、かつスラスト板の外周を取り囲む第２の底部とを含み、軸受は筒状を有しており、回転軸に沿って延在し、ステータコアと軸受とは、筒状部および折返し部を挟んで径方向で互いに対向する。

【0011】

上記ディスク回転用モータにおいて好ましくは、ロータを磁気的に吸引する吸引マグネットをさらに備える。

【0012】

上記ディスク回転用モータにおいて好ましくは、吸引マグネットは、筒状部と折返し部との境界と接触するように軸受の外周面に固定される。

【0013】

上記ディスク回転用モータにおいて好ましくは、吸引マグネットは、ステータコアと接触するように折返し部の外周面に固定される。

【0014】

上記ディスク回転用モータにおいて好ましくは、ブラケットは、折返し部の端部を外径側に折り返された状態で形成された外縁部をさらに含み、折返し部は、筒状部との折返し位置から外縁部との折返し位置にかけて均一な直径を有する。

【0015】

本発明の他の局面に従うディスク駆動装置は、上記のディスク回転用モータと、ディスク回転用モータの駆動状態を制御する制御部とを備える。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、簡易な方法で製造することのできるディスク回転用モータおよびこれを備えたディスク駆動装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施の形態におけるディスク駆動装置の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の一実施の形態におけるディスク回転用モータの構成を模式的に示す断面図である。

【図3】本発明の一実施の形態におけるディスク回転用モータの構成を模式的に示す断面斜視図である。

【図4】ブラケット２３の構成を示す斜視図である。

【図5】本発明の第１の実施の形態におけるディスク回転用モータの製造方法の第１工程を模式的に示す図である。

【図6】本発明の第１の実施の形態におけるディスク回転用モータの製造方法の第２工程を模式的に示す図である。

【図7】本発明の第２の実施の形態におけるディスク回転用モータの構成を模式的に示す断面図である。

【図8】本発明の第２の実施の形態におけるディスク回転用モータの構成を模式的に示す断面斜視図である。

【図9】本発明の第３の実施の形態におけるディスク回転用モータの構成を模式的に示す断面図である。

【図10】本発明の第３の実施の形態におけるディスク回転用モータの構成を模式的に示す断面斜視図である。

【図11】本発明の第４の実施の形態におけるディスク回転用モータの構成を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。

【0019】

以降の説明において、「外径側」とは、ディスク回転用モータの回転軸を中心とした場合の外径側を意味しており、「内径側」とは、ディスク回転用モータの回転軸を中心とした場合の内径側を意味している。「外周面」とは、ディスク回転用モータの回転軸を中心とした場合の外周面を意味しており、「内周面」とは、ディスク回転用モータの回転軸を中心とした場合の内周面を意味している。

【0020】

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の一実施の形態におけるディスク駆動装置の構成を示すブロック図である。

【0021】

図１を参照して、本実施の形態におけるディスク駆動装置は、ディスク回転用モータとしてのモータ１００と、オンオフや回転速度などのモータ１００の駆動状態を制御する制御部２００とを備えている。

【0022】

図２および図３は、本発明の一実施の形態におけるディスク回転用モータの構成を模式的に示す図である。図２は断面図であり、図３は断面斜視図である。

【0023】

図２および図３を参照して、モータ１００は、ロータ１０と、ステータ２０と、軸受３０とを主に含んでいる。ロータ１０はステータ２０に対して回転可能である。軸受３０は、ロータ１０をステータ２０に対して回転可能に支持している。

【0024】

ロータ１０は、ロータフレーム１１と、マグネット１２と、シャフト１３と、抜け止めワッシャ１４とを含んでいる。ロータフレーム１１は、ロータフレーム１１内部からの磁界の漏れを防ぐものであり、たとえば磁性体よりなっている。ロータフレーム１１は、ターンテーブル部１１ａと、側壁部１１ｂとを含んでいる。ターンテーブル部１１ａは、シャフト１３の延在方向（以降、軸方向と呼ぶことがある）に対してたとえば垂直な方向（図２中横方向）に延在している。ターンテーブル部１１ａは平面的に見て円形状を有している。ターンテーブル部１１ａの中心部にはシャフト１３を通すための孔６０が設けられており、ロータフレーム１１は孔６０においてシャフト１３に固定されている。側壁部１１ｂは、ターンテーブル部１１ａの外径側端部からステータ２０のブラケット２３へ（図２中下方向へ）向かって延在している。側壁部１１ｂは円筒形状を有している。

【0025】

マグネット１２は、側壁部１１ｂの内周面に取り付けられている。マグネット１２は環状を有しており、Ｎ極に着磁された領域と、Ｓ極に着磁された領域とが円周方向に沿って一定周期で交互に設けられている。マグネット１２は、ステータ２０と対向するようにロータフレーム１１に取り付けられている。

【0026】

シャフト１３は、ロータフレーム１１の中心部（図２における中央部）を貫くように図２中縦方向に延在している。ロータフレーム１１は、シャフト１３を中心としてシャフト１３とともに回転可能である。シャフト１３は、シャフト１３の外径側に配置された軸受３０によって回転可能に支持されている。

【0027】

抜け止めワッシャ１４は、シャフト１３の図２中下端部付近において、シャフト１３の溝部１３ａと嵌め合わされている。抜け止めワッシャ１４は、シャフト１３が図２中上方向に移動した場合に軸受３０と接触することにより、シャフト１３の図２中上方向への抜けを防止する。抜け止めワッシャ１４は、軸受３０と第３の底部２３ｃとの間でその位置が規制されている。

【0028】

ステータ２０は、ステータコア２１（コア）と、ステータコイル２２と、ブラケット２３と、底板２４と、スラスト板２５とを含んでいる。ステータコア２１はブラケット２３に固定されている。ステータコア２１は、内径側から外径側へ向かって放射状に延びるように形成される複数のティース部２１ａを含んでいる。ステータコイル２２は、複数のティース部２１ａの各々の周囲に巻回されている。ブラケット２３は、ステータコア２１を固定している。底板２４は、たとえば磁性体よりなっており、ブラケット２３におけるロータ１０側の面に固定されている。

【0029】

図４は、ブラケット２３の構成を示す斜視図である。（ａ）はロータ１０に面している側から見た場合の図であり、（ｂ）はロータ１０とは反対側から見た場合の図である。

【0030】

図２〜図４を参照して、ブラケット２３は、第１の底部２３ａと、第２の底部２３ｂと、第３の底部２３ｃと、筒状部２３ｄと、折返し部２３ｅ（ブラケット折返し部）と、外縁部２３ｆを含んでいる。筒状部２３ｄは、軸方向に延在している。第１〜第３の底部２３ａ〜２３ｃは、筒状部２３ｄの図２中下端部を内径側に折り曲げることで形成されており、シャフト１３の図２中下端部を支持している。第１の底部２３ａは、ブラケット２３におけるシャフト１３の図２中下端部に最も近い位置にあり、図２中横方向に延在している。第２の底部２３ｂは、第１の底部２３ａの外径側端部と第３の底部２３ｃの内径側端部との間において、軸方向に延在している。第３の底部２３ｃは、筒状部２３ｄの下端部と第２の底部２３ｂの上端部との間において、図２中横方向に延在している。折返し部２３ｅは、筒状部２３ｄの図２中上端部を外径側に折り返すことで形成されている。折返し部２３ｅは、筒状部２３ｄとの境界から図２中下方に延在している。外縁部２３ｆは、折返し部２３ｅの外径側端部からステータコア２１の外径側端部よりも外径側の位置まで延在している。筒状部２３ｄは軸受収納部であり、折返し部２３ｅはコア固定部である。

【0031】

筒状部２３ｄの内周面には軸受３０が固定されている。軸受３０は筒状を有しており、シャフト１３に沿って延在している。軸受３０の外周面は筒状部２３ｄの内周面と接触している。

【0032】

折返し部２３ｅの外周面にはステータコア２１が固定されている。ステータコア２１は、その内径側端部に形成された孔６１を含んでおり、孔６１の内周面は折返し部２３ｅの外周面と接触している。

【0033】

スラスト板２５は、たとえば円形状であり、シャフト１３の図２中下端部と接触する接触面を含んでいる。スラスト板２５は、シャフト１３のスラスト方向の荷重を受ける。第１の底部２３ａは、スラスト板２５におけるシャフト１３との接触面とは反対側の面でスラスト板２５と接触する。第２の底部２３ｂは、スラスト板２５の外周を取り囲んでいる。

【0034】

モータ１００は、調芯部材４１と、クッションラバー４２とをさらに含んでいる。ターンテーブル部１１ａは、その内径側端部１１ｃが図２中上方に折れ曲げられている。調芯部材４１は、内径側端部１１ｃの外周面に固定されている。調芯部材４１と内径側端部１１ｃとの間には図示しないバネが設けられており、調芯部材４１は外径方向に付勢されている。クッションラバー４２は、ターンテーブル部１１ａの図２中上面に配置されている。ディスク駆動装置にディスク８０をセットする際には、ディスク８０は、その中心部の孔８０ａが調芯部材４１にはめ込まれるように、クッションラバー４２上に配置される。調芯部材４１はバネの作用によりディスク８０の孔８０ａの内周面を押圧することで、ディスク８０を固定する。クッションラバー４２は、ディスク８０の図２中上下方向の振動を抑止する。

【0035】

次に、本実施の形態におけるディスク回転用モータの製造方法の一例について、図５および図６を用いて説明する。

【0036】

図５を参照して、始めに、たとえば１枚の金属平板に対してプレス加工などの塑性加工を行うことで、ブラケット２３を作製する。続いて、矢印Ａ１で示すように、ステータコア２１の孔６１内に折返し部２３ｅを嵌め込むことにより、ステータコア２１をブラケット２３に圧入固定する。

【0037】

図６を参照して、続いて、矢印Ａ２で示すように、ブラケット２３の筒状部２３ｄ内に軸受３０を嵌め込むことにより、軸受３０をブラケット２３に圧入固定する。

【0038】

図２を参照して、続いて、必要に応じて吸引マグネット４４（図７）を所定の位置に装着する。次に、軸受３０内にシャフト１３を挿入することにより、ステータ２０にロータ１０を装着する。その後、調芯部材４１およびクッションラバー４２をロータフレーム１１上に設置し、モータ１００が完成する。

【0039】

本実施の形態によれば、軸受３０を固定する筒状部２３ｄと、ステータコアを固定する折返し部２３ｅとを含むブラケット２３が、一枚の板を折り曲げ加工することにより作製されるので、部品点数を削減することができ、組立て工程数を削減することができる。その結果、モータ１００を簡易な方法で製造することができ、モータの低コスト化を図ることができる。

【0040】

また、シャフト１３の図２中下端部を支持する第１〜第３の底部２３ａ〜２３ｃが、筒状部２３ｄおよび折返し部２３ｅとともに、一枚の板を折り曲げ加工することにより作製されるので、部品点数を削減することができ、組立て工程数を削減することができる。その結果、モータ１００を簡易な方法で製造することができ、モータの低コスト化を図ることができる。

【0041】

さらに、ブラケット２３が、スラスト板２５と接触する第１の底部２３ａと、第１の底部２３ａを折り曲げることで形成され、かつスラスト板２５の外周を取り囲む第２の底部２３ｂとを含んでいるので、ブラケット２３によってスラスト板２５の位置を規制することができる。

【0042】

［第２の実施の形態］
図７および図８は、本発明の第２の実施の形態におけるディスク回転用モータの構成を模式的に示す図である。図７は断面図であり、図８は断面斜視図である。

【0043】

図７および図８を参照して、本実施の形態は、モータ１００が吸引マグネット４４をさらに含んでいる点において第１の実施の形態とは異なっている。吸引マグネット４４は、ロータ１０（ここではロータフレーム１１）を磁気的に吸引することにより、ロータ１０の軸方向における位置を安定させる役割を果たす。吸引マグネット４４は、筒状部２３ｄと折返し部２３ｅとの境界上（折り返し位置上）において、軸受３０の外周面に嵌め込まれている。吸引マグネット４４は、筒状部２３ｄと折返し部２３ｅとの境界と接触するように軸受３０の外周面に固定されている。

【0044】

なお、上述以外のモータ１００の構成は、第１の実施の形態におけるモータの構成と同じであるので、個々ではその説明を繰り返さない。

【0045】

本実施の形態によれば、筒状部２３ｄと折返し部２３ｅとの境界により吸引マグネット４４の位置を規制することができる。これにより、ロータ１０に対する吸引マグネット４４の吸引力が均一になる。

【0046】

［第３の実施の形態］
図９および図１０は、本発明の第３の実施の形態におけるディスク回転用モータの構成を模式的に示す図である。図９は断面図であり、図１０は断面斜視図である。なお、図９においては、ディスク回転用モータの一部の構成のみが示されている。

【0047】

図９および図１０を参照して、本実施の形態は、吸引マグネット４４の位置において第２の実施の形態と異なっている。吸引マグネット４４は、ステータコア２１上において、折返し部２３ｅの外周面に嵌め込まれている。吸引マグネット４４は、ステータコア２１と接触するように折返し部２３ｅの外周面に固定されている。

【0048】

なお、上述以外のモータ１００の構成は、第２の実施の形態におけるモータの構成と同じであるので、個々ではその説明を繰り返さない。

【0049】

本実施の形態によれば、ステータコア２１により吸引マグネット４４の位置を規制することができる。これにより、ロータ１０に対する吸引マグネット４４の吸引力が均一になる。

【0050】

［第４の実施の形態］
図１１は、本発明の第４の実施の形態におけるディスク回転用モータの構成を模式的に示す断面図である。

【0051】

図１１を参照して、ブラケット２３が筒状部２３ｄと折返し部２３ｅとの境界に分離部２３ｇをさらに含んでいる点において第２の実施の形態とは異なっている。分離部２３ｇは筒状部２３ｄの図１１中上端部から折返し部２３ｅの図１１中上端部へ向かって径方向（図１１中横方向）に延在している。分離部２３ｇは、筒状部２３ｄと折返し部２３ｅとを互いに分離しており、筒状部２３ｄと折返し部２３ｅとの間には隙間ｄがある。

【0052】

なお、上述以外のモータ１００の構成は、第２の実施の形態におけるモータの構成と同じであるので、個々ではその説明を繰り返さない。

【0053】

本実施の形態によれば、分離部２３ｇの径方向の長さによって折返し部２３ｅの径方向の位置を調節することができる。これにより、様々なサイズのステータコア２１をブラケット２３に装着することができる。

【0054】

［その他］
本発明のディスク回転用モータは、上述の実施の形態のような軸回転型のモータの他、軸固定型のモータや、平面対向型のモータなどであってもよい。

【0055】

上述の実施の形態は適宜組み合わせることができる。たとえば図９の構成と図１１の構成とを組み合わせて、ブラケット２３が分離部２３ｇを含む形状である場合に、吸引マグネット４４が、ステータコア２１上において、折返し部２３ｅの外周面に嵌め込まれていてもよい。

【0056】

上述の実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0057】

１０ ロータ
１１ ロータフレーム
１１ａ ロータフレームのターンテーブル部
１１ｂ ロータフレームの側壁部
１１ｃ ロータフレームの内径側端部
１２ マグネット
１３ シャフト
１３ａ シャフトの溝部
１４ ワッシャ
２０ ステータ
２１ ステータコア
２１ａ ティース部
２２ ステータコイル
２３ ブラケット
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ ブラケットの底部
２３ｄ ブラケットの筒状部
２３ｅ ブラケットの折返し部
２３ｆ ブラケットの外縁部
２３ｇ ブラケットの分離部
２４ 底板
２５ スラスト板
３０ 軸受
４１ 調芯部材
４２ クッションラバー
４４ 吸引マグネット
６０，６１ 孔
８０ ディスク
８０ａ ディスクの孔
１００ モータ
２００ 制御部
ｄ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】