JP6311997B2

JP6311997B2 - アウターロータ型モータ

Info

Publication number: JP6311997B2
Application number: JP2015145479A
Authority: JP
Inventors: 秀樹能登
Original assignee: MinebeaMitsumi Inc
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2015-07-23
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2018-04-18
Anticipated expiration: 2035-07-23
Also published as: JP2017028872A

Description

本発明は、モータ、特に、アウターロータ型のモータに関する。

従来のアウターロータ型のモータでは、軸受ハウジングにステータコアが圧入されることにより、軸受ハウジングのコア圧入部は応力を受ける。そして、軸受ハウジングの外径が応力を受けることに伴い、内径が弾性変形する。その結果、応力が伝達されて、軸受ハウジングに保持されている軸受の内径も、ステータコアが圧入される部分が変形し、ステータコアが圧入されていない範囲に比べて小さくなる。

これにより、軸受の内径の円筒精度が悪くなり軸の振れ周りが大きくなるという問題が発生する。また、アウターロータ型の含油軸受を持つ構造において、ステータコアで発生した振動が、軸受ハウジング（例えば、真鍮製）を通じて軸受及びシャフトに伝播して騒音及び負荷の振動を発生させる。

これに対し、例えば、特許文献１では、軸受ハウジングの外径でステータコアが圧接される部分の内径側は軸受と接しないように凹状に形成してある。また、特許文献２では、軸受ハウジングを折り曲げ構造とし、軸受けが接する内径側と、ステータコアが接する外径側の間に距離を持たせた構造となっている。

しかし、特許文献１では、軸受ハウジングの加工が複雑（内径側）となり、コストアップとなる。また、軸受ハウジングとステータコアが接する部分を狭くする必要があり、ステータコアの保持強度が弱くなるという問題がある。特許文献２では、ステータコアを軸受ハウジングに挿入する方向では内径側と外径側はつながっており、内径を変形させる要因となる。

特開２００３−２４４８９０号公報特開２００３−３３９１３２号公報

本発明はこのような問題に鑑みて行われたものであり、良好な軸受内径寸法精度を持つアウターロータ型のモータを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の第１の観点は、アウターロータ型のモータであって、シャフトと、前記シャフトを回転自在に支持する軸受と、前記軸受を保持する軸受ハウジングと、前記シャフトに取り付けられ、内周面にマグネットを有するロータと、前記マグネットに対向するように前記軸受ハウジングの外径に圧入されたステータコアを有するステータと、を備え、前記軸受ハウジングが、前記ステータコアが圧入される外径と前記軸受が接する内径との間の肉の中央に、間隙を有することを特徴とする。

（２）上記（１）の構成において、前記間隙は、前記シャフトの軸方向において、前記ステータコアの厚さ以上に長さを有してもよい。

（３）上記（１）又は（２）の構成において、前記間隙は、前記ステータコアを圧入する側に開口を有してもよい。

本発明によれば、良好な軸受内径寸法精度を持つアウターロータ型のモータを提供することができる。

本発明の実施形態に係るアウターロータ型のモータ（スピンドルモータ）の断面図である。本発明の実施形態に係るアウターロータ型のモータ（スピンドルモータ）の分解組立図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

＜モータ１の基本構造について＞
まず、図１を参照しつつ、アウターロータ型のモータ（以下、単に「モータ１」という）の構成について説明する。なお、以下では、アウターロータ型のモータとしてスピンドルモータを取り上げて説明するが、本実施形態は、スピンドルモータに限ることなく、アウターロータ型のモータ全般に適用できるものである。

図１に示すように、モータ１は、主に、シャフト１０と、回転するロータ２０と、ロータ２０と互作用して回転モーメントを発生させるステータ３０とを備える。シャフト１０は、軸受１１に回転自在に支持され、軸受１１は軸受ハウジング１２に保持されている。軸受ハウジング１２の下端には、シャフト１０を受けるための円盤状の摺動板１３と、軸受ハウジング１２の下端部を覆う閉塞板１４が取り付けられる。軸受ハウジング１２には、後述するように、圧入されたステータコア３１に対応する位置に間隙１２ａが設けられている。

ロータ２０は、シャフト１０に固定されるハブ２１と、ステータ３０の外側を覆うように配置される円筒形のロータヨーク２２とを備える。ロータヨーク２２は、ハブ２１を介してシャフト１０と接続し、ロータヨーク２２の内周面でステータコア３１に対向する位置にマグネット２３が配置される。ステータ３０は、コイル３２を巻回させたステータコア３１を備えており、軸受ハウジング１２の周囲に回転対称に配置される。

モータ１においては、ロータ２０がシャフト１０を回転軸として回転することにより、ハブ２１に固定されているシャフト１０自体も回転する。ここで、軸受１１としては含油軸受を用いることができ、シャフト１０と軸受１１との間には潤滑油（不図示）が注入されている。軸受１１としては、このほかにも、本実施形態の適用にあたり、玉軸受（ベアリング）や流体軸受を用いてもよい。流体軸受の場合、シャフト１０の外周面及び／又は軸受１１の内周面に、へリングボーン状やスパイラル状の動圧発生溝（不図示）を形成しておくことにより、潤滑油は動圧発生溝の溝パターンにしたがって流れて押圧され、局部的な高圧部分を生じる。これにより、回転するシャフト１０の側面が軸受１１に支えられ、シャフト１０の底面が摺動板１３に支えられることとなる。

＜軸受ハウジング１２の間隙１２ａについて＞
ところで、モータ１は、例えば、デジタル複写機等のレーザー書き込み系に用いられるポリゴンミラースキャナモーターや、ＨＤＤのスピンドルモータなど、高速回転が要求される場合に用いられる。ポリゴンミラースキャナモーターの場合、１分間に４００００回を超える高速で回転し、半導体レーザーからのレーザー光線を反射して感光ドラムに転送する。このような高速回転においては、軸受１１の内径の円筒精度が悪くなってシャフト１０の振れ周りが大きくなったり、また、アウターロータ型の含油軸受を持つ構造において、ステータコア３１で発生した振動が、軸受ハウジング１２を通じて軸受１１並びにシャフト１０に伝播して騒音及び負荷の振動を発生させてしまったりすると、その影響が大きい。

そこで、本実施形態では、軸受ハウジング１２にステータ３０のステータコア３１を圧入する際に発生する軸受１１の変形（シャフト１０側への傾き）を生じさせない方途に注目し、高速回転の使用条件下においても上記のような事態を抑制できるモータ１を得るものである。以下、図２を参照しつつ、この点を説明する。

図２は、モータ１の分解組立図を示している。図中下端の軸受ハウジング１２へ、順次、ステータコア３１、軸受１１、ワッシャ１５、ロータ２０を取り付けたシャフト１０を、圧入又は挿入して、モータ１を組み立てる。なお、図示していないが、モータ１の回転バランスを調整するため、必要に応じて、ロータ２０の上面には、プラスバランス調整の場合は錘を、マイナスバランス調整の場合は丸穴形成による肉盗みを設けてもよい。

軸受ハウジング１２は非鉄金属又は樹脂により形成されており、非鉄金属の場合はその塊を切削加工などで形成され、樹脂の場合は射出成型により形成されている。ここで、非鉄金属としては、例えば真鍮などの銅合金が好ましく用いられる。

図２に示すように、ステータコア３１は、モータ１の軸受１１を保持する軸受ハウジング１２の外径側に圧入される。軸受ハウジング１２には、ステータコア３１が圧入される外径と軸受１１が接する内径との間の肉の中央に、スリットなどの間隙１２ａが設けられている。間隙１２ａを設けることにより、ステータコア３１の圧入による軸受ハウジング１２の変形を軸受ハウジング１２自身に設けた間隙１２ａで逃がすことができる。これにより、軸受ハウジング１２の変形が軸受１１へ伝達されることがなく、軸受１１の位置が正確に同心に配置できる。よって、シャフト１０の回転に影響するような軸受１１の傾きを防げる。

間隙１２ａは、シャフト１０の軸方向において、ステータコア３１の厚さ以上に、すなわち、その厚さに等しいか又はそれを上回るように、その長さを設定すればよい。これにより、ステータコア３１の圧入による変形をより一層確実に逃がすことができる。また、間隙１２ａは、ステータコア３１を圧入する側に開口を形成するのが望ましい。これにより、ステータコア３１の圧入を容易に行うことができる。さらにまた、間隙１２ａは、加工できうる範囲で狭い幅を有するように形成することが望ましい。これにより、軸受ハウジング１２の強度を損なわずに済むことができる。

このように、本発明は、具体的な実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を行ったものも含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。

１…モータ（アウターロータ型のモータ。スピンドルモータ）
１０…シャフト
１１…軸受
１２…軸受ハウジング
１２ａ…間隙（スリット）
１３…摺動板
１４…閉塞板
１５…ワッシャ
２０…ロータ
２１…ハブ
２２…ロータヨーク
２３…マグネット
３０…ステータ
３１…ステータコア
３２…コイル

Claims

アウターロータ型のモータであって、
シャフトと、
前記シャフトを回転自在に支持する軸受と、
前記軸受を保持する軸受ハウジングと、
前記シャフトに取り付けられ、内周面にマグネットを有するロータと、
前記マグネットに対向するように前記軸受ハウジングの外径に圧入されたステータコアを有するステータと、を備え、
前記軸受ハウジングが、隙間なく密着するように前記ステータコアが圧入される外径と前記軸受が接する内径との間の肉の中央に、前記ステータコアの圧入による前記軸受ハウジングの変形を逃すスリットを有し、
前記スリットが、前記シャフトの軸方向において、前記ステータコアの厚さ以上に長さを有し、
前記スリットが、前記ステータコアを圧入する側に開口を有していることを特徴とするモータ。