JP3312370B2 - モ−タ構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は薄型ＤＣブラシレスモ−
タの構造に関し、特に薄型ＤＣブラシレスモ−タの軸受
構造の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パソコンのフロッピ−ディスク駆動装置
の回転駆動源として、薄型ＤＣブラシレスモ−タがよく
用いられる。図４はプリント配線板からなるモ−タ取付
板にロ−タを回転自在に設けた状態を示す従来の薄型Ｄ
Ｃブラシレスモ−タを示す断面図である。図４におい
て、１はフロッピ−ディスク駆動装置を構成するモ−タ
取付板としての基板であり、鉄などの強磁性体からなっ
ており、その表面には薄い絶縁層を介してプリント配線
回路が形成され、モ−タ駆動回路用のＩＣなどの電子部
品が取付けられている。該基板１には円孔２が穿たれ、
この円孔２内には軸受基体３が嵌め込まれ、ねじ４によ
り基板１に固定されている。軸受基体３には２個のボ−
ルベアリング５、６が固着されている。７は回転子を構
成するとともにフロッピ−ディスクを回転する回転円板
であり薄い円形の皿状を呈している。回転円板７の外周
８の内側にはリング状の永久磁石からなる回転磁極９が
固定されている。また外周８の下部には、回転円板７の
回転速度を検出する速度検出用永久磁石１０が固定され
ている。前記永久磁石からなる回転磁極９は希土類製で
あって、図５に示すようにリング状を呈している。この
回転磁極９の外側には、軟鉄製でやはりリング状に形成
された磁気シ−ルド板３０が嵌め込まれている。回転磁
極９には、着磁により複数個の永久磁石が形成されてい
る。これ等永久磁石は回転磁極９の直径方向に着磁され
ており、これ等の磁極方向は相隣なる同士反転してい
る。なお回転磁極９を含む回転円板７組立体はロ−タを
構成する。

【０００３】回転円板７の中心部には真ちゅう製の回転
軸取付板１１が固定されており、該回転軸取付板１１の
中心には、回転軸１２が固着されている。回転軸１２は
ボ−ルベアリング５、６に回転自在に取付けられてい
る。図４、５に示す従来の薄型ＤＣブラシレスモ−タ
は、回転軸１２を回転自在に軸承するボ−ルベアリング
５、６を保持する軸受基体３に関しては固定子磁極２１
を有する固定子枠２３と別体として構成されていた。と
ころが、装置の軽薄短小を進める中でモ−タに対して出
力は低下することなくサイズのみより小さく、より薄い
ものが求められて来た。

【０００４】そこでより小さなスペ−スで出力を維持す
る為回転磁極９と固定子磁極２１間のギャップＧは極限
まで縮めて構成するようになるがここで問題となるのが
固定子磁極２１に対する回転軸１２の直角度である。こ
の直角度は、今までは固定子磁極２１とベアリング５、
６を受け入れる軸受基体３が別体に構成され、それぞれ
基板１に固定されていたため、安定した精度を出し得な
かった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に鑑みて成されたもので、その目的は、固定子磁
極に対する軸受機構の直角度管理を容易にするばかりで
なく部品点数削減によるコストダウンも可能にしようと
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】モ−タを小型にして従来
と同じ出力を得る為には磁気回路の効率を上げる必要が
ありその手段としてロ−タとステ−タ間のギャップを縮
める方法があるが、ギャップを縮めるとステ−タに対す
るロ−タ軸（回転軸）の傾き並びにステ−タとロ−タの
同芯度により設定値より更にギャップの減少が起き、ロ
−タとステ−タの当たりを生じてしまう。この軸の傾き
並びに同軸度はステ−タと軸受のハウジング部の精度に
より決定される為この２つを一体化させることにより傾
きの無い同芯度の取れたモ−タ構造を作り出すことが出
来る。

【０００７】本発明を更に詳細に述べれば、本願の請求
項１に係る発明は、固定磁極となるステ−タ板にア−マ
チュアコイルを捲廻したステ−タコアを有するステ−タ
をモ−タ取付板の表面にこれと平行に配設すると共に、
該ステ−タの中央には上記ステ−タに対抗して回転自在
に設けられたロ−タを軸承する軸受機構を設けたモ−タ
の構造において、ステータコアの外周を基準として中心
に位置するよう位置決めされたボールベアリングを収納
する穴を有し、モータ取付板への取付時の位置決めとな
る位置決め用のボスを有した樹脂成型により形成された
ハウジング部と、ボールベアリングに一方が接触し他方
が接地回路に接触する導電物を有し、上記ステ−タコア
が軸受機構を保持するハウジング部と一体成型品にて結
合されているとともに、ロ−タと導通する回転軸に対し
て前記取付板を構成する金属板又は電気回路の接地回路
のどちらか又はそれら両方と導通せしめて、ロータに帯
電した静電気を接地回路に放電することを特徴とするモ
−タ構造を提供する。

【０００８】本願の請求項２に係る発明は、請求項１に
係る発明に加えて、上記モ−タは薄型ＤＣブラシレスモ
−タであることを特徴とするモ−タの構造を提供する。
本願の請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明に加
えて、上記ハウジング部と一体の成型品は高分子材料で
あることを特徴とするモ−タ構造を提供する。本願の請
求項４に係る発明は、請求項１に係る発明に加えて、上
記ハウジング部と一体の高分子材料からなる成型品は軟
磁性体を含んだ高分子材料であることを特徴とするモ−
タ構造を提供する。本願の請求項５に係る発明は、請求
項１に係る発明に加えて、上記ステ−タを配設するモ−
タ取付板は、当該取付板の表面に絶縁された電気配線回
路並びに電子部品が実装された構造のものであることを
特徴とするモ−タ構造を提供する。本願の請求項６に係
る発明は、請求項１に係る発明に加えて、上記ステ−タ
を配設するモ−タ取付板は金属製であり当該取付板の表
面に絶縁された電気配線回路並びに電子部品が実装され
た構造のものであることを特徴とするモ−タ構造を提供
する。

【０００９】

【作用】ステ−タと回転軸の軸承部を構成するハウジン
グ部を一体化することによって部品点数の削減が図れ、
特性を決める上で特に重要な精度であるステ−タコアと
ロ−タマグネットの同軸度が高精度となりバラツキの少
ない安定したモ−タ構造が得られる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を用いて詳
細に説明する。図１は本発明に係る薄型ＤＣブラシレス
モ−タの断面図である。図１において、５１はステ−タ
コアである。該ステ−タコア５１は図２に示すように、
軟磁性体金属薄板からなるステ−タ板５１’の積層体の
表面にア−マチュアコイル６２との間の絶縁をはかる絶
縁層５２が貼着あるいは塗布により形成されている。５
７はステ−タであって、ステ−タコア５１の表面にア−
マチュアコイル６２を捲回したものをいう。５３は回転
軸５８の軸受としてのボールベアリング５４、５４を固
定収納するハウジング部である。５５はステ−タ枠材で
あり、合成樹脂によりハウジング部５３、ステ−タ５７
を結合しているが、その詳細は後に述べる。

【００１１】回転軸５８はボ−ルベアリング５４、５４
に軸承されている。回転軸５８にはハブ台５６が固定さ
れている。さらにこのハブ台５６の外周には、薄い皿型
をした軟鉄板製のロ−タヨ−ク５９が取り付けられてい
る。また、ロ−タヨ−ク５９の外周内側には、図５に示
したような従来と同様の回転磁極としてのロ−タマグネ
ット６０が固定されている。そして、該ロ−タマグネッ
ト６０とステ−タコア５１の先端の間にはギャップＧ’
が存在する。６１は従来のものと同様な速度検出用永久
磁石である。なお、ハブ台５６、ロ−タヨ−ク５９、ロ
−タマグネット６０、速度検出用永久磁石６１をもって
ロ−タ６３を構成する。

【００１２】次に本発明の特徴点であるステ−タアッセ
ンブリ６４の製法、構造、プリント配線回路を持つ従来
のモ−タと同様なモ−タ取付板としての基板６５への取
り付け方法を説明する。ステ−タ板５１’の表面にア−
マチュアコイル６２との間の絶縁を図る絶縁層５２を設
けたステ−タコア５１と、ロ−タ６３の回転軸５８の受
けとなるボ−ルベアリング５４を保持する為のハウジン
グ部５３とを液晶ポリ−マ樹脂等の射出成型用の合成樹
脂を用いインジェクションモ−ルドにて一体成型する。

【００１３】この一体成型時に使用する射出成型用の型
は、ステ−タコア５１の外周を基準としてボ−ルベアリ
ング５４を収納する穴の位置がその外周の中心になるよ
うにその位置を正確に定め、かつステ−タアッセンブリ
６４の基準面６６に対して回転軸５８が垂直に保持回転
するように２つのボ−ルベアリング５４と５４が収納さ
れるハウジング部５３に設けられるベアリング収納用の
穴の位置を決める。このステ−タアッセンブリ６４の成
型時に、これの基板６５への位置決め用のボス６７を設
けるとともに、回転軸５８より基板６５のプリント配線
回路の接地回路あるいは基板を構成する金属板に、ロ−
タ６３の上で回転駆動されるディスクに発生する静電気
を放電する為の導電板６８をハウジング部５３のボ−ル
ベアリング５４と接触する面に位置させて一体成型す
る。なお、ハウジング部５３の下面には、基板６５に設
けた穴と嵌合する突起５３’を設けておく。

【００１４】なお、ステ−タ構造全体の磁気抵抗を減じ
るため、上記の射出成型用の合成樹脂に、酸化鉄系統の
軟磁性体粉末を混入させることもできる。また、ステ−
タ板５１’の表面を覆う絶縁層５２の中にも上記のよう
な軟磁性体粉末を混入させることもできる。さらに、上
記実施例では、ハウジング部に保持されたボ−ルベアリ
ングに回転軸が軸承されているが、このボールベアリン
グを省略し、ハウジング部に設けた軸承穴に回転軸を回
転自在に軸承させる構造を採ってもよい。

【００１５】このように形成されたステ−タアッセンブ
リ６４のステ−タコア５１にア−マチュアコイル６２を
巻回した後、ステ−タコア５１の外周を基準としてハウ
ジング部５３の穴にボ−ルベアリング５４、５４を装着
し、ボス部６７とハウジング部５３の突起５３’を基板
６５に設けられた位置決め用の穴に嵌合し、ステ−タア
ッセンブリ６４を基板６５に取付ねじ６９にて取付け
る。図には示されてはいないが、この時、導電板６８は
基板６５のプリント配線板の接地回路、基板を構成する
金属板あるいはこれら相方と接触する。

【００１６】ロ−タ６３の組立は、まず、ハブ台５６に
回転軸５８を圧入固定した上でロ−タヨ−ク５９にハブ
台５６を挿入し、カシメ固定を行ない回転軸５８とロ−
タマグネット６０の内周との同軸度を確保した状態でロ
−タヨ−ク５９の内周面にロ−タマグネット６０をロ−
タヨ−ク５９に接着固定する。

【００１７】次に、先に述べたようにして基板６５に取
付けられたステ−タアッセンブリ６４のボ−ルベアリン
グ５４、５４にロ−タの回転軸５８を挿入し予圧を加え
た上でボ−ルベアリング５４、５４の内輪と回転軸５８
を接着固定する。図３はこのようにして組立てられたモ
−タのロ−タの一部を切欠して示す上面図である。

【００１８】以上、本発明を上述の実施例によって説明
したが、たとえば、ステ−タアッセンブリの成型樹脂の
材質をＡＢＳ樹脂にしたり、回転軸との導電性を持たせ
る為の導電板の材質を導電性ゴムにし、形状を断面正方
形にしたり、また、ボ−ルベアリングを前述のステ−タ
アッセンブリ成型時に一緒に一体化して成型しステ−タ
アッセンブリとボ−ルベアリングの位置精度を向上させ
るなど、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可
能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除
するものではない。

【００１９】

【発明の効果】以上の様に本発明によれば、従来は別体
となっていたステ−タと回転軸の軸承部を構成するハウ
ジング部を一体化出来た為に部品点数の削減が図れ、特
性を決める上で特に重要な精度であるステ−タコアとロ
−タマグネットの同軸度が高精度となりバラツキの少な
い安定したものとすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】図２は、ステ−タコアを示す部分斜視図であ
る。

【図３】図３は、本発明の一実施例モ−タにおいて、ロ
−タの一部を切欠して示す上面図である。

【図４】図４は、従来のモ−タ構造を示す断面図であ
る。

【図５】図５は、ロ−タマグネットを示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１・・・・・基板 ２・・・・・円孔 ３・・・・・軸受基体 ４・・・・・ねじ ５、６・・・ボ−ルベアリング ７・・・・・回転円板 ８・・・・・外周 ９・・・・・回転磁極 １０・・・・・速度検出用永久磁石 １１・・・・・回転軸取付板 １２・・・・・回転軸 １３・・・・・穴 １４・・・・・ドライブピン １５・・・・・ばね板 ２１・・・・・固定子磁極 ２２・・・・・固定子捲線 ２３・・・・・固定子枠 ２４・・・・・吸引磁石 ２５・・・・・端子 ３０・・・・・磁気シ−ルド板 ３１・・・・・ヨ−ク部 ５１・・・・・ステ−タコア ５１’・・・・ステ−タ板 ５２・・・・・絶縁層 ５３・・・・・ハウジング部 ５３’・・・・突起 ５４・・・・・ボ−ルベアリング ５５・・・・・ステ−タ枠材 ５６・・・・・ハブ台 ５７・・・・・ステ−タ ５８・・・・・回転軸 ５９・・・・・ロ−タヨ−ク ６０・・・・・ロ−タマグネット ６１・・・・・速度検出用永久磁石 ６２・・・・・ア−マチュアコイル ６３・・・・・ロ−タ ６４・・・・・ステ−タアッセンブリ ６５・・・・・基板 ６６・・・・・基準面 ６７・・・・・ボス ６８・・・・・導電板 ６９・・・・・取付ねじ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−6948（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−253239（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−38410（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−127863（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−38432（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−11883（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 29/00 H02K 5/167 H02K 21/22

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定磁極となるステ−タ板にア−マチュア
   コイルを捲廻したステ−タコアを有するステ−タをモ−
   タ取付板の表面にこれと平行に配設すると共に、該ステ
   −タの中央には上記ステ−タに対抗して回転自在に設け
   られたロ−タを軸承する軸受機構を設けたモ−タの構造
   において、 ステータコアの外周を基準として中心に位置するよう位
   置決めされたボールベアリングを収納する穴を有し、モ
   ータ取付板への取付時の位置決めとなる位置決め用のボ
   スを有した樹脂成型により形成されたハウジング部と、
   ボールベアリングに一方が接触し他方が接地回路に接触
   する導電物を有し、上記ステ−タコアが軸受機構を保持
   するハウジング部と一体成型品にて結合されているとと
   もに、ロ−タと導通する回転軸に対して前記取付板を構
   成する金属板又は電気回路の接地回路のどちらか又はそ
   れら両方と導通せしめて、ロータに帯電した静電気を接
   地回路に放電することを特徴とするモ−タ構造。
2. 【請求項２】上記モ−タは薄型ＤＣブラシレスモ−タで
   あることを特徴とする請求項１に記載のモ−タの構造。
3. 【請求項３】上記ハウジング部と一体の成型品は高分子
   材料であることを特徴とする請求項１に記載のモ−タ構
   造。
4. 【請求項４】上記ハウジング部と一体の高分子材料から
   なる成型品は軟磁性体を含んだ高分子材料であることを
   特徴とする請求項１に記載のモ−タ構造。
5. 【請求項５】上記ステ−タを配設するモ−タ取付板は、
   当該取付板の表面に絶縁された電気配線回路並びに電子
   部品が実装された構造のものであることを特徴とする請
   求項１に記載のモ−タ構造。
6. 【請求項６】上記ステ−タを配設するモ−タ取付板は金
   属製であり当該取付板の表面に絶縁された電気配線回路
   並びに電子部品が実装された構造のものであることを特
   徴とする請求項１に記載のモ−タ構造。