(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
請求項1に記載の軸受ホルダと、前記軸受ホルダの内側に固定されてロータ軸を回転自在に支持する軸受と、前記軸受ホルダが固定された取付板とを具備するブラシレスモータであって、
前記取付板は、上面に凹部もしくは凸部を有し、
前記ロータ軸は、前記軸受の下方に位置する部分に被係止部を有し、
前記取付板の前記凹部もしくは前記凸部に前記軸受ホルダの下端が嵌合固定され、前記ロータ軸が上方に移動する際に前記弾性部が前記被係止部に当接することを特徴とするブラシレスモータ。
【背景技術】
【0002】
例えばCD、DVD、MD等の光ディスク装置、光磁気ディスク装置では、ディスクを回転駆動させるスピンドルモータとしてブラシレスモータが用いられている。
このようなブラシレスモータとして、例えば特許文献1には
図8に示す構成を有するものが開示されている。
【0003】
図8のブラシレスモータでは、取付板101に二段構造の底面部101aを有するホルダ固定凹部101bが形成されている。このホルダ固定凹部101bに対して、軸受ホルダ102が直立状に固定される。
軸受ホルダ102は、両端が開口する無底の円筒状とされ、その内部に軸受103が圧入され、軸受103によりロータ軸104が回転自在に支持される。
また、ロータ軸104の軸方向の移動を規制するために、ロータ軸104に形成した環状溝104a内に嵌められたストッパワッシャ105が、取付板101の二段構造の底面部101aの段差部101cに載置される。
【0004】
図8のような軸受構造では、垂直精度を確保するためにはホルダ嵌合部106の軸方向長さをある程度は長くせざるを得ないことに加えて、段差部101cに設けたストッパワッシャ搭載面からロータ軸先端までに所定の長さが必要となるため、取付板裏側へのホルダ固定凹部101bの突き出し長さが大きくなる。
このため、薄型化が求められるモータに対しては極めて不利な構造となっており、また、二段構造の底面部101aを形成した取付板は、突き出し方向の寸法精度が確保しにくいという問題もある。
【0005】
一方、
図8のモータが抱える上記の問題を解決するために、特許文献2には
図9に示す構成を有するブラシレスモータが開示されている。
図9のブラシレスモータでは、取付板201に設けられている凹所201aに軸受ホルダ202が圧入され、この軸受ホルダ202の外周に巻線203を巻回した積層コア204が配置されている。
軸受ホルダ202には、円筒形状の底部に内方向フランジ部202aが設けられている。また、軸受ホルダ202の内部には、ロータ軸205を支持する軸受206が圧入され、内方向フランジ部202aの上にはストッパワッシャ207が載置されている。
また、ロータ軸205の先端部を支持するスラスト板208が、凹所201aの最底部に収容されている。
ロータは、ロータ軸205に固着されたロータケース209と、このロータケース209に取り付けられた駆動マグネット210を有している。また、ターンテーブルとして機能するロータケース上面にはラバー211が設けられ、このラバー211を介して載置した光ディスクを位置決めするためのボス部212がロータ軸205の上端に固定されている。
【0006】
図9のブラシレスモータでは、ストッパワッシャ207の搭載面を軸受ホルダ202側に設けているため、
図8のような取付板側の絞り加工によるストッパワッシャ搭載面は不要である。このため、取付板裏面への凹所201aの突き出し寸法を小さくでき、突き出し方向の寸法精度を高めることができると共に、モータの薄型化を図ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
図9のモータを組み立てる際には、軸受ホルダ202内にストッパワッシャ207を載置し、軸受ホルダ202に軸受206を圧入した後、取付板201に軸受ホルダ202を圧入し、最後にロータ軸205を軸受206に挿入してロータ軸205の溝にストッパワッシャ207が嵌め込まれる。
このようなモータでは、軸受ホルダ202とストッパワッシャ207の寸法精度や、軸受ホルダ内にストッパワッシャを入れる際の作業性などを考慮し、ストッパワッシャの外径寸法は、軸受ホルダの内径寸法よりも若干小さく設計される。
このため、軸受ホルダ202内にストッパワッシャ207を載置すると、ストッパワッシャの径方向の位置が十分に定まらない。仮にこの状態でストッパワッシャ207に圧接する位置まで軸受206を圧入すると、ストッパワッシャ207の径方向位置がモータ毎にばらついたまま固定されてしまい、その結果、ロータ軸の抜け止め強度にばらつきが生じてしまう問題がある。
一方、軸受206とストッパワッシャ207との間に、
図9に示されるような軸方向の隙間を設けると、ロータ軸の抜け止め強度のばらつきを改善できる。
しかしながら、軸受206とストッパワッシャ207との間に軸方向の隙間を設けた場合、ロータのスラスト方向のガタ量が大きくなり、さらにはモータの軸方向の寸法が不必要に大きくなる問題がある。
【0009】
そこで、本発明は、新規な構造を有する軸受ホルダを提供し、この軸受ホルダを用いることによって、ロータ軸の抜け止め強度のばらつきを抑制し得るブラシレスモータを提供することを目的とするものである。
また本発明は、新規な構造を有する軸受ホルダを提供し、この軸受ホルダを用いることによって、ロータのスラスト方向のガタ量を抑制したり、モータの薄型化を図りつつ、ロータ軸の抜け止め強度のばらつきを抑制し得るブラシレスモータを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の目的を達成するために、本発明の軸受ホルダは、樹脂
の一体成形品からなる軸受ホルダであって、軸受を保持する筒状部と、
前記筒状部の下側部分において径方向内側に鍔状に形成され、中央に貫通孔を有する内鍔部と、前記
内鍔部の上部に形成され、内径側に突出する弾性部とを有することを特徴としているものである。
【0011】
上記本発明の軸受ホルダは、さらなる好ましい特徴として、
「前記筒状部
の外周に段差部が形成されていること」、
「前記弾性部は、円環状もしくは複数分離して形成されていること」、
を含む。
【0012】
また、上記の目的を達成するために、本発明のブラシレスモータは、上記本発明の軸受ホルダと、前記軸受ホルダの内側に固定されてロータ軸を回転自在に支持する軸受と、前記軸受ホルダが固定された取付板とを具備するブラシレスモータであって、
前記取付板は、上面に凹部もしくは凸部を有し、
前記ロータ軸は、前記軸受の下方に位置する部分に被係止部を有し、
前記取付板の前記凹部もしくは前記凸部に前記軸受ホルダが嵌合固定され、前記ロータ軸が上方に移動する際に前記弾性部が前記被係止部に当接することを特徴としているものである。
【0013】
上記本発明のブラシレスモータは、さらなる好ましい特徴として、
「前記軸受の下端が、前記弾性部または/及び前記内鍔部の上面に当接していること」、
「前記凹部もしくは前記凸部は、一段構成の凹部もしくは凸部であること」、
「前記ロータ軸の先端部を支持するスラスト板を有し、前記軸受ホルダの下端と前記スラスト板は、前記取付板の同一平面に当接していること」、
を含む。
【発明の効果】
【0014】
本発明に係る軸受ホルダは、軸受を保持する筒状部と、この筒状部の下側において内径側に突出する弾性部を有する。このような弾性部は、軸受によって回転自在に支持されるロータ軸が上方に移動する際、ロータ軸が軸受から抜け出るのを防止する抜止部材として機能させることができる。
つまり、本発明に係る軸受ホルダは、軸受を保持する部分(筒状部)とロータ軸の抜止部材(弾性部)が一体化されているものであって、次のような効果を奏する。
第1に、従来例のようなロータ軸の抜け止め用のストッパワッシャを用いる必要がなくなり、部品点数を削減することができる。
第2に、軸受ホルダをモータの取付板に固定するだけで、抜止部材(弾性部)の径方向の位置決めが成されるため、ロータ軸の抜け止め強度のばらつきを最小限にすることができる。
第3に、モータの取付板にストッパワッシャ搭載面を設ける必要がないため、本発明のブラシレスモータのように取付板の凹部もしくは凸部に軸受ホルダを嵌合固定する構造であっても、取付板の凹部もしくは凸部を一段構成のものとして形成することができる。このため、取付板裏面への突き出し寸法を最小限にすることができ、突き出し方向の寸法精度を高めることができると共に、モータの薄型化を図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態例を、図面を参照して説明する。
なお、本明細書では、図面の上方向を「上側」と呼び、下方向を「下側」と呼ぶ。また、上下方向は、モータが実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。また、ロータ軸の中心軸に平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を単に「径方向」と呼ぶ。
【0017】
(第1の実施形態例)
本発明の第1の実施形態例を
図1を用いて説明する。
本例のブラシレスモータは、光ディスク、光磁気ディスク等を回転させるためのスピンドルモータとして用いることができるものであり、主に、取付板10と、ステータ部20と、ロータ部30と、軸受部40で構成されている。
【0018】
取付板10は、表面に印刷回路を形成したいわゆる鉄基板、あるいは鉄基板に印刷配線板を重ねた基板などが用いられる。この取付板10の上面には、絞り加工によって一段の凹部10aが形成されている。
なお、取付板上には、後述の駆動用磁石33と対向するようにホール素子(不図示)が設けられており、このホール素子によってロータ部30の回転を検出することができるようになっている。
【0019】
ステータ部20は、ステータコア21、コアカバー22及びコイル23を有する。
ステータコア21は、複数の突極が形成された板状コアの積層体からなり、その表面には絶縁性樹脂からなるコアカバー22が配され、このコアカバー22を介してコイル23が巻かれている。
【0020】
ロータ部30は、ロータ軸31と、ロータ軸31と一体に回転するロータケース32と、ロータケース32に固定された駆動用マグネット33を有する。
ロータ軸31は、後述の軸受41により回転自在に支持されている。
ロータ軸31の下方に位置する部分には、被係止部31aが形成されている。この被係止部31aは、ロータ軸31の外周に形成された環状の凹部で構成されている。
【0021】
ロータケース32は、磁性を有する板材でキャップ状に形成されており、ロータ軸31と同軸で円筒状に形成された円筒部32aと、この円筒部32aの上面を覆う上面部32bを有している。
ロータ軸31は、上面部32bの中心に設けられているバーリング部32cに圧入され固定されている。
【0022】
ロータケース32の円筒部32aの内側には、ステータコア21の突極と径方向で対向する円筒状の駆動用マグネット33が取り付けられている。この駆動用マグネット33は、周方向にN極とS極が交互に複数着磁されている。
ロータケース32の上面部32bは、ロータ軸31と一体に回転するターンテーブルとなっている。そして、上面部32bの内径側にはディスクガイド34が配され、上面部32bの外径側には摩擦シート35が配されている。
【0023】
ディスクガイド34は、不図示のディスクをロータ軸31と同心状に案内するための部材であり、硬質樹脂で形成されている。
また、ディスクガイド34の上面には環状の凹部が形成されており、この凹部には円環状のクランプ用マグネット36が配されている。このクランプ用マグネット36は、不図示のクランパをターンテーブル側に吸引することによって、クランパとロータケース32の上面部32bとの間にディスクを把持するための部材である。
【0024】
軸受部40は、軸受41と、軸受ホルダ42と、スラスト板43を有している。
軸受41は、ロータ軸31を回転自在に支持するラジアル軸受であり、筒状の焼結メタルに潤滑油が含浸されている。
【0025】
軸受ホルダ42は、軸受41を内側に保持して固定するものであり、耐油性、耐熱性、形状安定性等に優れる樹脂材料からなる一体成形品である。
この軸受ホルダ42は、取付板10の凹部10aに圧入によって嵌合固定されている。
【0026】
本例の軸受ホルダ42は、
図1(b)に示すように、筒状部42aと、内鍔部42bと、弾性部42cと、段差部42dを有する。
筒状部42aは、貫通孔を有する円筒状に形成されており、下端外周が取付板10の凹部10aに圧入される。
内鍔部42bは、筒状部42aの下側部分において径方向内側に鍔状に形成されており、その中央にはロータ軸31の先端部を収容できる貫通孔が形成されている。
弾性部42cは、内鍔部42bの上部内側に薄い環状に形成されている。そして、弾性部42cの内径側は、ロータ軸31の被係止部(環状凹部)31aの内側に挿入されている。
段差部42dは、筒状部42aの外周に形成されており、ステータコア21はこの段差部42dに載置された状態で円筒部42aの外周に固定されている。
なお、軸受41は、筒状部42aの上部内側に圧入され、内鍔部42b及び弾性部42cの上面に当接した状態で固定されている。
【0027】
スラスト板43は、耐摩耗性の樹脂板からなり、ロータ軸31の先端を支持するものである。
このスラスト板43は、内鍔部42bの貫通口内に収容され、取付板10の凹部10aの上面に配されている。したがって、軸受ホルダ42の下端とスラスト板43は、どちらも取付板10の凹部10aの同一平面に当接している。
【0028】
軸受ホルダ42の弾性部42cは、ロータ軸31が軸受41から抜け出るのを防止するための抜止部材として機能する。
具体的には、弾性部42cの内径は、ロータ軸31の先端部外径よりも小さく、被係止部(環状凹部)31aの外径よりも僅かに大きくなっている。弾性部42cは適度の弾性を有しているため、所定以上の力を加えることにより、ロータ軸31の先端部を弾性部42cの下方(即ち、内鍔部42bの貫通口内)に挿入することができる。これにより、弾性部42cの内径側は、ロータ軸31の被係止部(環状凹部)31aの内側に嵌め込まれる。そして、ロータ軸31が軸方向上方に移動する際には、弾性部42cが被係止部31aの壁面(即ち、環状凹部の下側壁面)に当接し、ロータ軸31が軸受41から抜け出るのを防止する抜止部材として機能することになる。
【0029】
このように本例のブラシレスモータでは、軸受ホルダ42として、軸受41を保持する筒状部42aと、この筒状部42aの下側において内径側に突出する弾性部41cを有するものを用いている。
そして、軸受ホルダ42は、上述のように、軸受を保持する部分(筒状部42a)とロータ軸31の抜止部材(弾性部42c)が一体成形されているため、次のような効果を奏する。
まず、従来例のようなストッパワッシャ(105、207)を用いる必要がなくなり、部品点数を削減できる。
また、軸受ホルダ42を取付板10に嵌合固定するだけで、抜止部材(弾性部42c)の径方向の位置が決定される。このため、ロータ軸の抜け止め強度のばらつきを効果的に抑制することができる。
さらに、取付板10にストッパワッシャ搭載面を設ける必要がないため、軸受ホルダ42を嵌合固定するための凹部10aを一段構成の凹部として形成することができる。このため、取付板裏面への突き出し寸法を小さくでき、突き出し方向の寸法精度を高めることができると共に、モータの薄型化を図ることができる。
【0030】
また、本例のブラシレスモータでは、軸受ホルダ42は、筒状部42aの下端に内鍔部42bを有し、この内鍔部42bの上部に弾性部42cが形成されている。
このため、内鍔部42bの底面も取付板10に当接し、軸受ホルダ42と取付板10との接触面積が増すため、軸受ホルダ42の取付板10への取付け精度を高めることができ、軸垂度を高めることができる。
【0031】
また、本例のブラシレスモータでは、軸受41の下端が、軸受ホルダ42の内鍔部42b及び弾性部42cの上面に当接している。
このため、軸受41の軸方向位置のばらつきを効果的に抑制できると共に、ロータのスラスト方向のガタ量を最小限に抑えることができ、さらにはモータの軸方向の寸法が不必要に大きくなることもない。
【0032】
また、本例のブラシレスモータでは、軸受ホルダ42の下端とスラスト板43は、取付板10の同一平面(即ち、凹部10aの底面)に当接している。
このため、軸受ホルダ42をスラスト板43の位置決めに利用することができ、従来例の
図9のようなスラスト板の位置決め用凹部を形成する必要がない。特に本例では、内鍔部42bをスラスト板43の位置決めに利用することができるため、スラスト板43の径を最小限にすることもできる。
【0033】
(第2の実施形態例)
本発明の第2の実施形態例を
図2を用いて説明する。
図2において、
図1中の部材と同等の部材には同一の符号を付しており、重複する部分については説明を省略する。
【0034】
本例は、軸受ホルダ42の形状が第1の実施形態例と若干異なる。
本例の軸受ホルダ42は、
図2(b)に示すように、段差部42dの下側に第二段差部42eを有している。
このため本例は、第1の実施形態例と同様の効果を有すると共に、軸受ホルダ42は高さの違う2つの面で取付板10に支持されるため、取付板10への軸受ホルダ42の取付け精度、ひいては軸垂度をより一層高めることができる。
【0035】
(第3の実施形態例)
本発明の第3の実施形態例を
図3を用いて説明する。
図3において、
図1の部材と同等の部材には同一の符号を付しており、重複する部分については説明を省略する。
【0036】
本例は、取付板10と軸受ホルダ42の形状が第1の実施形態例と異なる。
本例の取付板10には、
図3(a)に示すように、凹部10aの代わりに円柱状の一段の凸部10bが絞り加工によって形成されている。
一方、本例の軸受ホルダ42は、
図3(b)に示すように、円筒部42aの下端外周側に円環状の脚部42fを有している。この脚部42fの内径と高さは凸部10bの外径と高さにほぼ等しい。
そして、軸受ホルダ42は、脚部42fの内側に凸部10bを圧入することによって、取付板10に嵌合固定されている。
【0037】
このため本例は、第1の実施形態例と同様の効果を有すると共に、軸受ホルダ42は高さの違う2つの面で取付板10に支持されるため、取付板10への軸受ホルダ42の取付け精度、ひいては軸垂度をより一層高めることができる。
また、取付板10の下面に突出する部分が存在しないため、取付板10の周縁部などを利用してモータをディスク装置の躯体に固定する際、無駄なスペースを最小限にすることができ、ディスク装置のスペースを最大限に有効活用することができる。
【0038】
(第4の実施形態例)
本発明の第4の実施形態例を
図4を用いて説明する。
図4において、
図1中の部材と同等の部材には同一の符号を付しており、重複する部分については説明を省略する。
【0039】
本例は、取付板10と軸受ホルダ42の形状が第1の実施形態例と異なる。
本例の取付板10の上面には、
図4(a)に示すように、凹部10aの代わりに円環状の一段の凸部10cが絞り加工によって形成されている。この円環状の凸部10cの内径は、内鍔部42bの内径とほぼ等しく、スラスト板43の直径よりも僅かに大きい。
そして、円環状の凸部10cの内側にスラスト板43が配され、凸部10cがスラスト板43の位置決めに利用されている。
【0040】
本例の軸受ホルダ42は、
図4(b)に示すように、円筒部42aの下端外周側に円環状の脚部42fを設けている。この脚部42fの内径と高さは凸部10cの外径と高さにほぼ等しい。
そして、軸受ホルダ42は、脚部42fの内側に凸部10cを圧入することによって、取付板10に嵌合固定されている。
【0041】
このため本例は、第1の実施形態例と同様の効果を有すると共に、軸受ホルダ42は高さの違う2つの面で取付板10に支持されるため、取付板10への軸受ホルダ42の取付け精度、ひいては軸垂度をより一層高めることができる。
また、取付板10の下面に突出する部分が存在しないため、取付板10の周縁部などを利用してモータをディスク装置の躯体に固定する際、無駄なスペースを最小限にすることができ、ディスク装置のスペースを最大限に有効活用することができる。
【0042】
(第5の実施形態例)
本発明の第5の実施形態例を
図5を用いて説明する。
図5において、
図1中の部材と同等の部材には同一の符号を付しており、重複する部分については説明を省略する。
【0043】
本例は、取付板10と軸受ホルダ42の形状が第1の実施形態例と異なる。
本例の取付板10の上面には、
図5(a)に示すように、凹部10aの代わりに円環状の一段の凸部10dが絞り加工によって形成されている。
【0044】
本例の軸受ホルダ42は、
図5(b)に示すように、円筒部42aの下端外周側に円環状の外周側脚部42gを有し、内鍔部42bの下側に円環状の内周側脚部42hを有している。そして、外周側脚部42gと内周側脚部42hの間に環状凹部42iが形成されている。
外周側脚部42gの内径は、凸部10dの外径にほぼ等しく、内周側脚部42hの外径は、凸部10dの内径にほぼ等しい。また、外周側脚部42gと内周側脚部42hの高さは、凸部10dの高さにほぼ等しい。
そして、軸受ホルダ42は、環状凹部42iに凸部10dを圧入することによって、取付板10に嵌合固定されている。
【0045】
このため本例は、第1の実施形態例と同様の効果を有すると共に、軸受ホルダ42は高さの違う2つの面で取付板10に支持されるため、取付板10への軸受ホルダ42の取付け精度、ひいては軸垂度をより一層高めることができる。
また、取付板10の下面に突出する部分が存在しないため、取付板10の周縁部などを利用してモータをディスク装置の躯体に固定する際、無駄なスペースを最小限にすることができ、ディスク装置のスペースを最大限に有効活用することができる。
【0046】
以上、本発明の5つの実施形態例を説明したが、本発明はこれらの実施形態例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態例を適宜に変形可能である。
例えば、上記の実施形態例では内鍔部42bを有する軸受ホルダを用いているが、
図6もしくは
図7に示すように、内鍔部42bを設けず、円筒部42aの内側に弾性部42cを直接延出させてもよい。この場合、円筒部42aをスラスト板43の位置決めに利用するには、上記の実施形態例よりも径の大きいスラスト板を用いる必要がある。
【0047】
また、上記の実施形態例では軸受41の下端が内鍔部42bや弾性部42cの上面に当接しているが、これらの間に軸方向の隙間を設けなくても、一定の効果を奏する。
すなわち、従来のブラシレスモータでは、軸受とストッパワッシャとの間に軸方向の隙間を設けると、ストッパワッシャ全体が軸方向に移動してしまうため、ロータのスラスト方向のガタ量が大きくなる問題がある。
一方、本発明のモータでは、ストッパワッシャの役割を果たす弾性部42cが軸受ホルダ42に一体成形されているため、弾性部全体が軸方向に移動することがなく、ロータのスラスト方向のガタ量を小さく抑えることができる。
【0048】
また、上記の実施形態例では弾性部42cを円環状に形成しているが、要求される抜け止め強度に応じて適宜の数に分離して形成してもよい。
【0049】
また、上記の実施形態例ではロータ軸31の被係止部31aとして環状の凹部を形成しているが、例えばロータ軸の外周にリングを嵌め込み環状の凸部を形成して、この凸部を被係止部としてもよい。
【0050】
また、上記の実施形態例ではスピンドルモータを説明したが、本発明のブラシレスモータはスピンドルモータに限定されるものではなく、それ以外にも特に薄型化が要求される装置の駆動系に好適に用いることができるものである。
【0051】
また、本発明の軸受ホルダは、取付板の上面に形成された凹部もしくは凸部に嵌合固定されるが、必要に応じて接着剤を併用して取付板に固定してもよい。