JP5158845B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクや磁気ディスクなどのディスク駆動に使用されるアウターロータタイプのブラシレスモータに関し、特に、ロータがステータから抜け出ないようにした抜け止め機構に関する。

例えば、光ディスク装置のミニディスク（ＭＤ）に用いられているディスク回転用のブラシレスモータとして、特許文献１に記載のものがある。

この特許文献１に記載のアウターロータ型のブラシレスモータは、軸受ホルダ内の軸受によって軸を支持する構造になっているため、軸が軸受ホルダから抜け出ることがないようにロータの抜け止め機構を必要とする。

このロータの抜け止め機構として、軸には下端近くに軸溝を設け、リング状の抜け止め部材が軸受ホルダの内周部下端に配置されている。この抜け止め部材が軸に形成された軸溝にはめ込まれると、ロータは軸方向の移動に対して抜け止めできるようになっている。

特開平８−３３２６１号公報

しかしながら、上記従来のロータの抜け止め機構は、軸受の軸方向下方部分に配置しているため、ブラシレスモータの軸方向の高さが大きくなり、ブラシレスモータの薄型化を図る上で大きな課題となっていた。

また最近、ブラシレスモータの小型化が進んできており、ロータ外径が小さくなるにつれ、軸の直径も小さくなってきている。その際、ロータの抜け止め機構として、軸に軸溝を設け、この軸溝に抜け止め部材を嵌め込むと、小径の軸であるため、軸溝を深く設けることができず、軸方向のロータの抜け止め強度を十分に得ることができなかった。

そこで、本発明は、ブラシレスモータの薄型化や小型化を図ると共に、ロータの抜け止めを確実に行うことができる抜け防止機構を備えたブラシレスモータを提供することを目的とする。

上記の目的を達成すべく成された本発明のブラシレスモータは、
ロータケースと、前記ロータケースの中心に固定された軸と、前記ロータケースの内周面に固定された円筒状のマグネットを有するロータと、
前記軸を回転自在に支承する軸受と、前記軸受を固定する有底円筒状の軸受ホルダと、前記マグネットに対向配置され巻線されたステータコアを有するステータとを備えるブラシレスモータであって、
前記軸受ホルダには、開放端を覆うオイル漏れ防止用のキャップが設けられており、
前記キャップは、前記軸を通す孔を有すると共に、有底円筒状で開放端周縁にフランジを有し、
前記フランジと前記巻線との間にワッシャが配設されており、
前記ワッシャの内径は前記軸受ホルダの外径より若干大きく形成されて、前記ワッシャは前記フランジと前記巻線との間を軸方向に移動可能であり、
前記ワッシャは、前記ロータが軸方向に移動するとき、前記マグネットと当接して前記ロータの軸方向の移動を制限する抜け止め部材として機能することを特徴としているものである。

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、
「前記ワッシャは、外周に半円を切り抜いた形状を有すること」を含むものである。

本発明のブラシレスモータによれば、ロータの抜け止め機構をロータケースの内周面と軸受ホルダの外周面の間の空いた空間に設けたのでブラシレスモータの薄型化と小型化ができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１は本実施形態にかかるブラシレスモータの断面図である。図２は本実施形態にかかるブラシレスモータの組み立て図である。図３は、キャップの斜視図である。
図１ないし図３において、ブラシレスモータ１は、ロータ１０と、このロータ１０を回転支持するステータ１１とから構成されている。

ロータ１０は、ロータケース１２と、このロータケース１２の中心に圧入固定された軸１３と、ロータケース１２の内周面に固定された円筒状のマグネット１４を備えている。ロータケース１２は、金属製の材料で有底円筒状に形成され軸１３と一体に回転する。

ロータケース１２の内周面には、全周に設けたマグネット１４を載置する段差部１５を有し、この段差部１５の端にマグネット１４の位置決め用の係止部１６が設けられている。マグネット１４を段差部１５に挿入すると、マグネット１４は係止部１６に当接され接着剤によって固着される。固着されたマグネット１４は、その内径部がロータケース１２の内周面に比べ半径方向内側に突き出す形状になる。
なお、段差部１５を設けずに、ロータケース１２内周面に複数個の突起のみ設けてマグネット１４の位置決めをしてもよい。

一方、ステータ１１は、軸１３を回転自在に支承する軸受１７と、この軸受１７を固定する有底円筒状の軸受ホルダ１８と、この軸受ホルダ１８の開放端を覆うオイル漏れ防止用のキャップ１９と、マグネット１４に対向配置され巻線２２を有するステータコア２０と、軸受ホルダ１８を固定するステータベース２１とを備えている。

軸受ホルダ１８は、金属製の有底円筒状であってその開放端から焼結含油軸受１７が圧入され、軸受ホルダ１８内には、軸１３との回転を滑らかにする潤滑油が注油される。軸１３は軸受１７に支持されロータ１０は自在に回転できる。

軸受ホルダ１８の外周には、マグネット１４に対向配置された複数の突極を有するステータコア２０が固着され、このステータコア２０は突極の数に応じて巻線２２されている。
この軸受ホルダ１８の外周下端には、ステータベース２１が配置されカシメ固定されている。ステータベース２１上には、図示しない、ホール素子や駆動部材を配置した基板２３が設けられている。
このような構成によって、ブラシレスモータ１は、駆動部材から巻線２２に通電することにより、ロータ１０はステータ１１に対して回転することができる。

本例のブラシレスモータは、軸受ホルダ１８の開放端を覆うキャップ１９を設けている。このキャップ１９は中央に軸１３を通す孔１９ａを有し、軸１３はこの孔径とわずかな隙間を保ちながら接触しないで回転できる。このキャップ１９は、樹脂製で有底円筒状でありその開放端周縁に半径方向外側に広がる円形状のフランジ１９ｂを有している。このフランジ１９ｂの外径は、マグネット１４の内径よりも大きく、かつ、ロータケース１２の内径よりも小さくなるように設計されている。このキャップ１９は、軸受ホルダ１８の開放端側に螺合、圧入あるいは接着剤等によって固着されオイル漏れ防止として機能する。

ロータ１０をステータ１１に組み立てるときは、図２に示すように、ロータ１０をステータ１１に対して上方から挿入する。キャップ１９のフランジ１９ｂの外径はマグネット１４の内径よりも大きく、かつ、ロータケース１２内径よりも小さくなるように設計されているが、フランジ１９ｂは樹脂製で弾性変形できるので、ロータケース１２内のマグネット１４は軸方向下側に通過することができ、組み立て後は、ロータ１０の軸方向の移動を制限することができる。
よって、軸受ホルダ１８の開放端にキャップ１９を設けることによって、軸受ホルダ１８内の潤滑油をモータ内部に飛散させないようにすることができると共に、ロータ１０が軸方向に移動するとき、フランジ１９ｂはロータ１０内のマグネット１４と当接して抜け止め部材として機能することができる。

以上のように、本実施形態のブラシレスモータ１によれば、ロータケース１２の内周面と軸受ホルダ１８の外周面の間の空間に、ロータ１０の軸方向の移動を制限する抜け止め部材（キャップのフランジ）を設けたため、ブラシレスモータ１の薄型化と小型化が図れる。
また、オイル漏れ防止用のキャップ１９が抜け止め部材を兼用するため、部材数、組立工数を削減できる。

なお、上記実施形態ではキャップ１９は樹脂製としたが、フランジ１９ｂが弾性を有していれば、薄い金属板を用いてもよい。この場合は薄い金属板をプレス加工にて有底円筒状にしてその開放端周縁にフランジ１９ｂを形成する。

（第２の実施形態）
図４は本実施形態にかかるブラシレスモータの断面図である。図４において第１の実施形態のものと同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
本実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、図４に示すように、キャップ１９のフランジ形状の外周縁に上向きに鍔部１９ｃを設けている点である。

軸１３とキャップ１９の孔１９ａとの間にはわずかな隙間が存在し、その隙間より軸受ホルダ１８内の潤滑油が漏れる可能性がある。しかしながら、本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、潤滑油がキャップ１９の中央孔から流れ出た場合であっても、フランジ１９ｂの外周縁に上向きの鍔部１９ｃを設けているため、潤滑油がロータ１０内部に流れてしまうことをより一層確実に防止できる効果がある。

（第３の実施形態）
図５は本実施形態にかかるブラシレスモータ１の断面図であり、図６はワッシャ２４の平面図である。図５において第１の実施形態のものと同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
本実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、図５に示すように、フランジ１９ｂと巻線２２との間にワッシャ２４が配設されていて、ワッシャ２４は、図６に示す樹脂製のリング形状で、ワッシャ２４の外径はマグネット１４の内径よりも大きくロータケース１２の内径よりも小さく、ワッシャ２４の内径は軸受ホルダ１８の外径より若干大きく、フランジ１９ｂと巻線２２との間を軸方向に移動可能でありマグネット１４と当接して抜け止めとして機能する点である。

本実施形態のブラシレスモータ１においても、ロータケース１２の内周面と軸受ホルダ１８の外周面の間の空間に、ロータ１０の軸方向の移動を制限する抜け止め部材（ワッシャ２４）を設けているため、ブラシレスモータ１の薄型化と小型化が図れる。
また、本実施形態のものは、ワッシャ２４がフリーな状態で設置するため、組み付けが極めて容易であると共に、巻線２２の上端がマグネット１４の上端より低くないときにステータコア２０の巻線２２の高さがばらついても、ワッシャ２４の高さを調整せず取り付けることができるので、巻線２２のばらつきを吸収できる。
このワッシャ２４は、図７に示すように別の例でもよい。図７のワッシャ２４は皿状であって外周にフランジ２４ａを設けている。このフランジ２４ａは、巻線２２の上端がマグネット１４の上端より低くても、マグネット１４に当接しないような高さに設定されている。よって、図７のワッシャ２４であれば組み付けが極めて容易であると共に、ステータコア２０の巻線２２の高さがばらついても、そのばらつきを確実に吸収することができる。

なお、ワッシャ２４は、上記のようにフリーな状態で設置するのが簡便であるが、例えば図８〜図１０に示すように、固定してもよい。
図８に示したものは、ワッシャ２４の内径は軸受ホルダ１８の外周とほぼ同じに設計され、ワッシャ２４はフランジ１９ｂから巻線２２との間の所定の高さにおいて軸受ホルダ１８の外周に固定した例である。図９に示したものは、ワッシャ２４の内径は軸受ホルダ１８の外周とほぼ同じに設計され、ワッシャ２４はキャップ１９のフランジ１９ｂの下側に固定した例である。図１０に示したものは、リング状のワッシャ２４をキャップ１９と同軸上にあってフランジ１９ｂ上に固定した例である。

図８〜図１０の構成においても、ロータ１０が軸方向に移動するとき、ワッシャ２４がマグネット１４と当接して抜け止め部材として機能することができる。また、特に図１０の構成においては、軸１３と、キャップ１９の中央の孔１９ａとの隙間より潤滑油が漏れることがあっても、フランジ１９ｂ上にリング状のワッシャ２４が段差２４ｂを形成するように配設されているため、潤滑油がモータ内部に流れてしまうことを効果的に防ぐことができる。

また、ワッシャ２４は図６に示した形態に限らず、例えば図１１ないし図１３に示すようなものを用いることもできる。図１１は径方向に１ケ所切り込みを設けた例であり、図１２は部分的に切断してＣリングにした例であり、図１３は外周の３ケ所に半円を切り抜いた例である。
図１１ないし図１３のような形態のワッシャ２４を用いることにより、軸受ホルダ１８の外周に挿入する際に適宜変形して容易に取り付けることができる。また、図１３のような形態のワッシャ２４を用いることにより、外周部分の弾性変形を容易ならしめ、ロータ１０とスタータ１１の組み立てが容易になる。

（第４の実施形態）
図１４は本実施形態にかかるブラシレスモータの断面図である。図１５は図１４の要部の拡大斜視図である。図１４において第１の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
本実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、ロータケース１２の内側に、半径方向内側に突出したマグネット１４の位置決め用の係止部２５が形成されており、この係止部２５は、ロータ１０が軸方向に移動するとき、キャップ１９のフランジ１９ｂと当接して抜け止め部材として機能する点である。
すなわち、この係止部２５は、モータ組立時にはフランジ１９ｂを弾性変形させながら軸方向下側に通過することができ、組み立て後は、ロータ１０の軸方向の移動を制限することができる。

本実施形態のブラシレスモータにおいても、ロータケース１２の内周面と軸受ホルダ１８の外周面の間の空間に、ロータ１０の軸方向の移動を制限する抜け止め部材（係止部２５）を設けているため、ブラシレスモータの薄型化と小型化が図れる。
また、マグネット１４の位置決め用の係止部２５が抜け止め部材を兼用するため、部材数、組立工数を削減できる。

（第５の実施形態）
図１６は本実施形態にかかるブラシレスモータの断面図である。図１６において第１の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
本実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、軸受ホルダ１８には、開放端を覆うオイル漏れ防止用のキャップ１９を設けずに、軸受ホルダ１８の外周に中央にバーリング状２６ａの孔を有する樹脂製のワッシャ２６が固着され、このワッシャ２６の外径はマグネット１４の内径よりも大きくロータケース１２の内径よりも小さくなるように設計され、ロータ１０が軸方向に移動するとき、ロータケース１２内のマグネット１４と当接して抜け止め部材として機能する点である。
すなわち、ロータケース１２内のマグネット１４は、モータ組立時にはワッシャ２６を弾性変形させながら軸方向下側に通過することができ、組み立て後は、ロータ１０の軸方向の移動を制限することができる。

本実施形態のブラシレスモータにおいても、ロータケース１２の内周面と軸受ホルダ１８の外周面の間の空間に、ロータ１０の軸方向の移動を制限する抜け止め部材（ワッシャ２６）を設けているため、ブラシレスモータ１の薄型化と小型化が図れる。

（第６の実施形態）
図１７は本実施形態にかかるブラシレスモータ１の組み立て図である。図１８は本実施形態にかかるブラシレスモータ１の断面図である。図１７ないし図１８において第１の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
本実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、図１８に示すように弾性を持たない剛性のあるキャップ１９が軸受ホルダ１８に固着せず載置された状態で、マグネットなしのロータ１０がステータ１１に挿入され、ロータケース１２の係止部１６がキャップ１９のフランジ１９ｂを通過した後、マグネット１４がロータケース１２に固着される。その後、ロータケース１２の底面に予め設けられた複数の孔２７から棒状の治具２８を差し込み、キャップ１９を軸受ホルダ１８に押圧することにより圧入あるいは接着剤等で固定させる点である。
すなわち、モータの組み立て後には、ロータ１０の軸方向の移動に対し、キャップ１９がマグネット１４と当接することにより、軸方向の抜け止めとして機能することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で適宜の変更は可能である。

例えば、上述したワッシャは樹脂製を示したが、薄い弾性のある金属板を用いてもよい。
また、上述したキャップ１９のフランジ１９ｂの外形形状は円形を示したが、ロータ１０の軸方向の抜け止め機構としてロータの移動を制限する形状であればよい。図１９は別の例のキャップ２９を示しており、２９ａは爪部であり、この爪部２９ａはフランジ外周に３ケ所あって、マグネット１４の内径よりも大きく、ロータケース１２の内径よりも小さくなるように設計され、モータ組立時には軸方向下側にマグネット１４を通過することができ、組み立て後は、ロータ１０の軸方向の移動を制限することができる。

本発明の第１の実施形態にかかるブラシレスモータの断面図である。 本発明の第１の実施形態にかかるブラシレスモータの組み立て図である。 キャップの斜視図である。 本発明の第２の実施形態にかかるブラシレスモータの断面図である。 本発明の第３の実施形態にかかるブラシレスモータの断面図である。 ワッシャの平面図である。 本発明の第３の実施形態にかかるブラシレスモータの第１の変形例である。 本発明の第３の実施形態にかかるブラシレスモータの第２の変形例である。 本発明の第３の実施形態にかかるブラシレスモータの第３の変形例である。 本発明の第３の実施形態にかかるブラシレスモータの第４の変形例である。 ワッシャの第１の変形例である。 ワッシャの第２の変形例である。 ワッシャの第３の変形例である。 本発明の第４の実施形態にかかるブラシレスモータの断面図である。 図１４の要部の拡大斜視図である。 本発明の第５の実施形態にかかるブラシレスモータの断面図である。 本発明の第６の実施形態にかかるブラシレスモータの組み立て図である。 本発明の第６の実施形態にかかるブラシレスモータの断面図である。 キャップの変形例である。

符号の説明

１ ブラシレスモータ
１０ ロータ
１１ ステータ
１２ ロータケース
１３ 軸
１４ マグネット
１５ 段差部
１６ 係止部
１７ 軸受
１８ 軸受ホルダ
１９ キャップ
１９ａ 孔
１９ｂ フランジ
１９ｃ 鍔部
２０ ステータコア
２１ ステータベース
２２ 巻線
２３ 基板
２４ ワッシャ
２４ａ フランジ
２４ｂ 段差
２５ 係止部
２６ ワッシャ
２６ａ バーリング状
２７ 孔
２８ 治具
２９ キャップ
２９ａ 爪部
２９ｂ 孔

Claims (2)

1. ロータケースと、前記ロータケースの中心に固定された軸と、前記ロータケースの内周面に固定された円筒状のマグネットを有するロータと、
   前記軸を回転自在に支承する軸受と、前記軸受を固定する有底円筒状の軸受ホルダと、前記マグネットに対向配置され巻線されたステータコアを有するステータとを備えるブラシレスモータであって、
   前記軸受ホルダには、開放端を覆うオイル漏れ防止用のキャップが設けられており、
   前記キャップは、前記軸を通す孔を有すると共に、有底円筒状で開放端周縁にフランジを有し、
   前記フランジと前記巻線との間にワッシャが配設されており、
   前記ワッシャの内径は前記軸受ホルダの外径より若干大きく形成されて、前記ワッシャは前記フランジと前記巻線との間を軸方向に移動可能であり、
   前記ワッシャは、前記ロータが軸方向に移動するとき、前記マグネットと当接して前記ロータの軸方向の移動を制限する抜け止め部材として機能することを特徴とするブラシレスモータ。
2. 前記ワッシャは、外周に半円を切り抜いた形状を有することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。

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