(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂を金属性薄板からなるステータベースにアウトサート成形することにより形成された筒状の軸受ハウジングを有するモータのステータ支持機構において、
前記軸受ハウジングは筒の一端にモータの回転軸をスラスト方向で支持する底部と、筒の他端で回転軸を回転支持するラジアル軸受を挿通する開口部が形成されており、
前記開口部の端部周縁には筒の外周から突出するひさし状凸部が設けられると共に、開口の端部から軸方向にスリットが形成され、
この軸受ハウジングの筒外周部にはその筒部以上の大きさでかつ前記凸部が形成する端部外径より小さい孔径の中心孔を有するステータコアが保持され、筒内周部にはモータの回転軸を回転支持し内周部の内径と同じか圧入可能な程度大きな外径を有するラジアル軸受を固着することを特徴とするステータ支持機構。
【請求項２】
前記ラジアル軸受の外周面の軸線方向に凹溝を設け、その凹溝と嵌合する凸部を前記軸受ハウジングの内周部に設けた請求項１に記載のステータ支持機構。
【請求項３】
前記軸受ハウジングの外周部に前記開口部側からモータの駆動コイルが巻回された前記ステータコアを嵌入後、前記軸受ハウジングの内周部に前記ラジアル軸受を前記開口部側から圧入し、前記ステータコアを前記軸受ハウジングに固定することを特徴とする請求項１乃至２に記載のステータ支持機構の製造方法。
【請求項４】
前記ラジアル軸受でロータの回転軸を支持したことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のステータ支持機構又はステータ支持機構の製造方法により構成したブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アウターロータ型ブラシレスモータの構造に関するものである。更に詳しくは、ステータの支持機構、及びこの機構を備えたブラシレスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アウターロータ型のブラシレスモータの構造は、ステータを支持するステータベースの中央部に軸受ハウジングを固設し、この軸受ハウジングの内周部にて、カップ状のロータヨークの中央に挿着されたシャフトを回転自在に支承する、ラジアル軸受とスラスト軸受を保持している。また、このカップ状のロータヨークの内周部面に複数の磁極を有する円環状のマグネットが固着されている。なお、この円環状のマグネットの磁極に対峙して、コイルを巻回された電機子を有するステータが前記軸受ハウジングの外周部に固着されている。即ち、このステータは、中央部から半径方向に突き出た複数の腕部を有するステータコアを積層し、この腕部に駆動コイルを巻回し電機子磁極を形成している。
【０００３】
前記のモータの構造に於いて、一般的に前記軸受ハウジングは黄銅や鋼等の金属棒材料を有底の円筒状に切削加工し形成されて、内周部の直径は前記ラジアル軸受の外径よりやや小さく、また、外周部の開口端側径はステータコアの中央孔よりやや大きく、底側径はステータベースの軸受ハウジングの嵌入孔よりやや大きく加工されている。
【０００４】
また、前記ステータベースは、鉄又はアルミニウム等の金属板をプレスにより打ち抜き加工され、外形及び軸受ハウジングの嵌入孔が形成されている。このステータベースのステータ側の面には、プリント基板が装着されステータ磁極の位置検出用のホール素子等のモータ駆動制御用の部品が実装されている。
【０００５】
このように形成された部品を使用し、ステータの支持部を構成するには、まず軸受ハウジングに内周部に軸受を挿着し、次に、ステータベースの軸受ハウジング嵌入孔に挿着後、挿入部周縁近傍をカシメ等により固着し、更に、軸受ハウジングのステータコアの嵌入部に駆動コイルが巻回されたステータコアを嵌入し、ステータコアの挿嵌部周縁近傍をカシメ等により固着していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように構成されたステータの構造に於いて、部品相互の嵌入部は、この軸受ハウジングにステータコアを嵌入する部分と、ステータベースに軸受ハウジングを嵌入する部分との２カ所が生じるが、何れの嵌入部分も各部品を挿入し易くすると、嵌合隙間が大きくなり固着時のカシメ強度の低下と言う問題やステータのロータに対する軸ずれと言う問題が生じる。特に、ロータの軸ずれは回転振れを起こすので情報記録媒体の回転駆動源としてモータが使用されるときに重大な問題となる。
【０００７】
また、軸受ハウジングの切削加工の工程は煩雑で、切削加工寸法にも大きなバラツキが生じる。更に、前記２箇所のカシメ部の固着の強度と信頼性とを向上させる為、カシメ作業に接着剤塗布作業を併用する２重の作業が行われていた。
この他に、軸受ハウジングにステータコアを固着する時に、ステータ磁極と位置検出用のホール素子の固着位置ズレの問題も発生する。これはモータ自体の効率を悪くし、最悪の事態としてモータの回転不能を引き起こす。
【０００８】
本発明は、前記の欠点を解決するもので、軸受ハウジングにステータコアを嵌入するだけで強固な固定を実現し、また、ステータベースに軸受ハウジングを一体に形成して、簡素化された構造で有るが、堅牢かつ信頼性の優れたステータの支持機構とこの支持機構を備えたブラシレスモータを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するには、請求項１に記載の発明のように、合成樹脂を金属性薄板からなるステータベースにアウトサート成形することにより形成された筒状の軸受ハウジングを有するモータのステータ支持機構において、前記軸受ハウジングは筒の一端にモータの回転軸をスラスト方向で支持する底部と、筒の他端で回転軸を回転支持するラジアル軸受を挿通する開口部が形成されており、前記開口部の端部周縁には筒の外周から突出するひさし状凸部が設けられると共に、開口の端部から軸方向にスリットが形成され、この軸受ハウジングの筒外周部にはその筒部以上の大きさでかつ前記凸部が形成する端部外径より小さい孔径の中心孔を有するステータコアが保持され、筒内周部にはモータの回転軸を回転支持し内周部の内径と同じか圧入可能な程度大きな外径を有するラジアル軸受を固着することを特徴とするステータ支持機構により達成できる。
【００１０】
尚、前記軸受ハウジングは、請求項２に記載の発明のように、前記ラジアル軸受の外周面の軸線方向に凹溝を設け、その凹溝と嵌合する凸部を前記軸受ハウジングの内周部に設けることにより達成できる。
【００１１】
本発明のステータ支持機構の製造方法は、請求項３に記載の発明のように、前記軸受ハウジングの外周部に前記開口部端部側からモータの駆動コイルが巻回された前記ステータコアを嵌入後、前記軸受ハウジングの内周部に前記ラジアル軸受を前記開口部端部側から圧入し、前記ステータコアを前記軸受ハウジングに固定することにより達成できる。
【００１２】
また、組立作業性の良く簡素化された構造で有るが、堅牢かつ信頼性の優れたブラシレスモータを提供する為には、請求項４に記載の発明のように、前記ラジアル軸受でロータの回転軸を支持したことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のステータ支持機構又はステータ支持機構の製造方法により構成すればよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る軸受ハウジングの実施の形態を示す要部断面正面図、図２は、更に本発明の軸受ハウジングを説明する一部破断した斜視図である。
図１及び図２において、合成樹脂から成る軸受ハウジング１は、鉄又はアルミニウム等の金属製薄板から成るステータベース２の下孔２ａに対し同軸状にアウトサート成型と呼ばれる樹脂成型法で形成されている。
【００１４】
このアウトサート成型法は、金属やプラスチック等の基板を成形金型に挟み、一回の成形でピンやブッシュ状の機能部品を一度に取り付ける方法で近年成形の一般的工法となっている。このように、図１の軸受ハウジング１は、キャビティ及びコアに軸受ハウジング１の形状が彫り込まれた成型金型に、ステータベース２を挟み、合成樹脂を射出又は圧縮にて充填し、金属製のステータベース２に合成樹脂製の軸受ハウジング１を直接取付たものである。
【００１５】
前記のように形成された軸受ハウジング１の底部にはスラスト軸受保持部１ａ、内周部にラジアル軸受保持部１ｂ、外周にコア係止段部１ｃおよびコア嵌入部１ｄ、コア係止凸部１ｅ、またスリット１ｆが開口端部１ｇから軸線方向に沿って設けられている。尚、スリット１ｆは複数個設けられているのでコア係止凸部１ｅは、軸受ハウジング１の端部１ｇ周縁近傍にひさし状に複数個設けられることになる。
【００１６】
図３及び図４は、ステータの製造方法を説明した図である。
まず、図３（Ａ）に示すように、スラスト軸受３を軸受ハウジング１の開口端部１ｇ方向より挿入し、スラスト軸受保持部１ａに挿着する。次に、図３（Ｂ）に示すように、ステータコア５を積層し絶縁処理をして駆動コイル６を巻回したステータＡを軸受ハウジング１の開口端部１ｇ方向より挿入して行くと、スリット１ｆによりコア係止凸部１ｅの外径はステータＡの中央孔径より大きく設定してあるので、コア係止凸部１ｅは外形がくの字となるように内周部の方向に曲げられ、ステータＡは容易に嵌入することができる。
【００１７】
また、軸受ハウジング１のコア嵌入部１ｄの幅はステータＡの厚さと等しいか僅かに大きく設定してあるので、ステータＡを嵌入し、コア嵌入部１ｄに嵌入された時点でコア係止凸部１ｅの外径はもとの寸法に戻りステータＡは軸受ハウジング１のコア係止凸部１ｅに係止される。
【００１８】
軸受ハウジング１とステータＡとを更に強固に係止する固定方法を図３（Ｃ）に示す。図３（Ｂ）の状態において、ラジアル軸受４を軸受ハウジング１の開口端部１ｇ方より所定の位置まで挿入する。ここにおいて軸受ハウジング１のラジアル軸受保持部１ｂの直径はラジアル軸受４の外径よりミクロン単位で小さく設定されるので、挿入は圧入となり軸受ハウジング１のコア嵌入部１ｄの外径は外側に拡大されることになる。この拡大した分はステータＡを構成している個々のステータコア５の挿入孔に食い込むことになり、ステータＡは軸受ハウジング１のコア嵌入部１ｄに強固に固定されることになる。図４は、この状態を示したものである。
【００１９】
図５は、本発明に係るステータを備えたモータの構造を示した要部断面図である。図５において、軸受ハウジング１はステータベース２の中央部に固着され、この軸受ハウジング１の内部にはスラスト軸受３及びラジアル軸受４が挿着されシャフト９を回転自在に支承している。このシャフト９は円筒状ロータヨーク７の中央部に挿着され、複数の磁極を有する円環状マグネット８がロータヨーク７の円筒内周に固着されている。また、このマグネット８に対峙して、電機子を構成するステータＡが軸受ハウジング１の外周に固着されている。このステータＡは、ステータコア５の中央部から半径方向に突き出た複数の腕部に駆動コイル６が巻回され電機子磁極を形成している。
【００２０】
尚、前述した軸受ハウジング１には回り止めが施されている。図１と図２に示すように、ステータベース２の下孔２ａと接する軸受ハウジング１の基部１ｈの円環状部に回り止め孔２ｂを設け、軸受ハウジング１を形成する合成樹脂がこの回り止め２ｂを介してバイパスすることにより、樹脂成型された軸受ハウジング１の外力による回転を防止するものである。この回り止め孔２ｂは、ステータベースの下孔２ａに凹溝部や凸起部を設けて良いが、図６に示すように、ステータベース３２の下孔３２ａの内縁に突起を形成して曲げ部３２ｂとしても良い。
【００２１】
図７及び図８は本発明の実施の形態の変形例を示したものである。図７は、軸受ハウジング１１の各スリット部１１ｆ間の開口端部１１ｇの周縁の一部にひさし状のコア係止凸部１１ｅをそれぞれ設けたものである。これは小サイズのステータコアの中央孔を軸受ハウジングに嵌入する時に挿通し易い効果がある。
また、図８は、軸受ハウジング２１のスリット部２１ｆを図１より増やし、ひさし状のコア係止凸部２１ｅを更に細かくしたものである。これは、コア係止凸部２１ｅを曲げる力を小さくすることができるので挿入の作業性が良くなる効果がある。
【００２２】
図９は、本発明の実施の形態のその他の変形例を説明した図で、軸受ハウジングのステータ係止凸部を径方向に切断してステータベース方向に見た図である。図９に於いて、軸受ハウジング３１の外径部のコア嵌入部３１ｄに凸部３１ｉが軸線方向に設けられている。また、ステータコア３５の中央孔３５ａに軸受ハウジング３１のコア嵌入部３１ｄの内周の凸部３１ｉに嵌合する凹溝部３５ｂが設けられている。これは、ステータコア３５を軸受ハウジング３１に嵌入した時に凸部３１ｊを凹溝部３５ｂに嵌合されることにより、常にステータの各磁極は定位置に固定できるので、モータ自体の特性を悪化させるような、ホール素子等の磁極検出素子（図示はしない）との位置ずれを発生させることはない。
【００２３】
またこの図９において、軸受ハウジング３１の内周部のラジアル軸受保持部３１ｂに凸起部３１ｊが軸線方向に設けられている。また、ラジアル軸受４の外周に軸受ハウジング３１のラジアル軸受保持部３１ｂに嵌合する凹溝部４ａが設けられている。これは、ラジアル軸受４を軸受ハウジング３１に圧入した時にラジアル軸受保持部３１ｂの凸起部３１ｊをラジアル軸受４の凹溝部３５ｂに嵌合されることにより、ラジアル軸受４の回転トルクによる回りを防止している。
【００２４】
【発明の効果】
本願発明のように各部を構成すれば、軸受ハウジングにステータコアを容易に嵌入できる構成でありながら強固に固定することができる。また、軸受ハウジングは、ステータベースにアウトサート成形により一体に形成されるので、簡素化された構造で、かつ、堅牢なステータ支持機構の構成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態を示す要部断面正面図である。
【図２】  図１に示した本発明の実施の形態を説明する一部破断した斜視図である。
【図３】  本発明に係るステータの製造方法を説明する図である。
【図４】  本発明に係るステータの製造方法を説明する図である。
【図５】  本発明に係るステータを備えたモータの構造を示す一部破断正面図である。
【図６】  本発明の実施の形態の変形例を示す要部断面図である。
【図７】  本発明の実施の形態の変形例を示す斜視図である。
【図８】  本発明の実施の形態の変形例を示す斜視図である。
【図９】  本発明の実施の形態のその他の変形例を示す一部切断平面図である。
【符号の説明】
１  軸受ハウジング
１ａ  スラスト軸受保持部
１ｂ  ラジアル軸受保持部
１ｃ  コア係止段部
１ｄ  コア嵌入部
１ｅ  コア係止凸部
１ｆ  スリット部
１ｇ  開口側端部
１ｈ  外径基部
２  ステータベース
２ａ  下孔
２ｂ  回り止め
【図１】
0003665755.tif 000002
【図２】
0003665755.tif 000003
【図３】
0003665755.tif 000004
【図４】
0003665755.tif 000005
【図５】
0003665755.tif 000006
【図６】
0003665755.tif 000007
【図７】
0003665755.tif 000008
【図８】
0003665755.tif 000009
【図９】
0003665755.tif 000010