JPH06335191A

JPH06335191A - シャフトレス薄型モータ

Info

Publication number: JPH06335191A
Application number: JP13890493A
Authority: JP
Inventors: Sukeo Kai; 貮夫甲斐
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1993-05-18
Filing date: 1993-05-18
Publication date: 1994-12-02
Anticipated expiration: 2017-06-24
Also published as: JP3294673B2

Abstract

(57)【要約】【目的】部品点数の削減、コストの低減が図れ、ま
た、回転軸が不要なため組立も容易で高精度が達成でき
るシャフトレス薄型モータを提供する。【構成】ステータケース１０とロータケース２０とに
それぞれ対向する面に断面Ｖ字状の環状溝１８，２８を
形成し、これら環状溝１８，２８間にリテーナ３４によ
り保持して３つ以上のボール３３を転動可能に介装する
とともに、ステータケース１０に設けられたヨーク１３
の中心とロータケース２０に設けられたマグネット２２
の磁力中心とを回転中心軸Ｃ方向に偏倚させ、これらマ
グネット２２とヨーク１３との間に作用する磁力により
ステータケース１０とロータケース２０とを接近する方
向に付勢して各環状溝１８，２８間にボール３３を挟持
し、ボール３３がスラストベアリングおよびラジアルベ
アリングとして機能するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シャフトを備えない
シャフトレス薄型モータであって、特に、ハードディス
ク装置等に記録媒体駆動用に適したシャフトレス薄型モ
ータに係り、詳しくは、ロータケースとステータケース
との間に転動体を介装し、この転動体をスラストベアリ
ングおよびラジアルベアリングとして機能させるように
構成したシャフトレス薄型モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ハードディスク装置等には、記録媒体の
駆動用としてロータケースとステータケースとを略皿状
に成形した薄型モータが用いられる。従来、この種の薄
型モータとしては、ロータケースあるいはステータケー
スの一方に軸部を、他方に穴を形成し、この穴にラジア
ル軸受を介して軸部を嵌合させるが、また、ロータケー
スとステータケースとの間にスラスト軸受を介設したも
のが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の薄型モータにあっては、ラジアル軸受とスラス
ト軸受との双方を組み付けなければならないため、各ベ
アリングのラジアルガタによる軸振れが発生し、回転精
度を悪化させる上、組立作業が煩雑で、コストも増大
し、また、大型化が避けられないという問題があった。
この発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、部品点
数が少なくコストも低減でき、また、小型化も図れ、さ
らに、組立が簡単で高精度なシャフトレス薄型モータを
提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、磁石を備えたロータケースと電機子を
備えたステータケースとを回転自在に組み付けて構成さ
れるシャフトレス薄型モータにおいて、前記ロータケー
スおよび前記ステータケースに軸受面を形成し、該軸受
面に環状受部を互いに対向させて形成し、少なくとも３
個の転動体をリテーナにより回転自在に保持した軸受を
前記環状受部間に転動可能に介設するとともに、前記ロ
ータケースを前記ステータケースに付勢させた。

【０００５】

【作用】この発明に係るシャフトレス薄型モータによれ
ば、ステータケースの環状受部とロータケースの環状受
部との間に介装された転動体は各環状受部により各ケー
スに対する径方向の変位が規制され、ロータケースとス
テータケースとをラジアル方向とスラスト方向との双方
に位置決めして回転自在に保持し、ラジアルベアリング
およびスラストベアリングとして機能する。このため、
複数の軸受を必要とせず、部品点数を削減でき、コスト
が低減でき、ラジアルガタによる軸振れのおそれがな
く、構造が簡単で高精度にできる。また、小型化も図
れ、さらに、その組立も容易に行える。

【０００６】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１はこの発明の第１実施例にかかるシャフト
レス薄型モータの断面図である。同図において、１０は
ステータケース、２０はステータケース１０に対して回
転中心軸廻りに回転可能なロータケースであり、ステー
タケース１０は図示しない装置フレーム等に固定され、
ロータケース２０にはディスク等の記録媒体が取り付け
られる。

【０００７】ステータケース１０は、略円板状をなし、
一面の中央に略円柱状の厚肉部１２が一体にロータケー
ス２０側に向かって突設されている。厚肉部１２には外
周に段差１２ｃが形成され、この段差１２ｃに巻線１３
ａを固設されたコア１３が固設されている。後述する
が、これら巻線１３ａおよびコア１３はその磁力中心が
ロータケース２０に設けられたマグネットの磁力中心と
回転中心軸方向に偏倚している。なお、図中、５０は駆
動制御回路等が設けられる回路基板であり、この回路基
板５０の駆動制御回路に巻線１３ａが接続している。

【０００８】また、厚肉部１２には先端に軸受面Ｓ１が
形成され、この軸受面Ｓ１に環状溝１８が回転中心軸と
同芯状に形成され、さらに、軸受面Ｓ１周縁に沿って環
状突部１２ａが形成されている。環状溝１８は、断面Ｖ
字状をなし、回転中心軸に対し傾斜した一対のテーパ面
（環状受部）１８ａ，１８ｂを有する。後述するよう
に、環状溝１８にはロータケース２０の環状溝との間に
ボールが転動自在に介設され、環状突部１２ａはボール
の径方向外方への過大な変位を規制、すなわち脱落を防
止する。

【０００９】ロータケース２０は、プレス等で成形さ
れ、円板部２０ａの外周縁に筒部２０ｂが一体に形成さ
れた略皿形状を有する。このロータケース２０には円板
部２０ａの内側に軸受面Ｓ２が上記軸受面Ｓ１と対向し
て形成され、この軸受面Ｓ２に環状溝２８が回転中心軸
と同芯状に形成され、また、筒部２０の内面にマグネッ
ト２２が固着されている。マグネット２２はその磁力中
心（Ｍ₂）が上述した巻線１３ａ（コア１３を含む）の
磁力中心（Ｍ₁）に対し回転中心軸の軸方向で円板部２
０ａ側に所定寸法δだけ偏倚するように配置され、これ
らマグネット２２と巻線１３ａとの間の磁力の作用でロ
ータケース２０とステータケース１０とが接近する方向
に付勢されている。なお、２７はロータケース２０の外
面に形成された記録媒体の載置用の段部である。

【００１０】環状溝２８は、上述した環状溝１８と径が
略等しく、環状溝１８と対向する。この環状溝１８は、
環状溝１８と同様に、断面Ｖ字状をなし、一対のテーパ
面（環状受部）２８ａ，２８ｂを有する。これら環状溝
２８と環状溝１８との間には樹脂等から成形された環状
のリテーナ３４により保持されて３個以上（本実施例で
は、３個）のボール（転動体）３３が転動可能に介設さ
れている。リテーナ３４は、上述した環状突部１２ａと
所定の間隙を隔て配置され、径方向に過大な変位を生じ
ると突部１２ａに当接して変位、すなわち脱落が規制さ
れる。

【００１１】ボール３３は、回転中心軸の廻りに回転方
向略等間隔に配置され、上述したマグネット２２等の磁
力で各テーパ面２８ａ，２８ｂとテーパ面１８ａ，１８
ｂとの間に挟持される。これらボール３３は、各テーパ
面１８ａ，１８ｂ，２８ａ，２８ｂとの当接による反力
の径方向分力でステータケース１０とロータケース２０
に対する径方向変位が規制される。

【００１２】この実施例にあっては、ロータケース２０
とステータケース１０との間にリテーナ３４により保持
されて複数のボール３３が介装され、マグネット２２と
巻線１３ａとの磁力で環状溝１８，２８間に転動自在に
挟持される。そして、ボール３３は、各環状溝１８，２
８のテーパ面１８ａ，１８ｂ，２８ａ，２８ｂに当接し
て反力により径方向の変位が規制される。このため、こ
れらボール３３がスラストベアリングおよびラジアルベ
アリングとして機能し、ステータケース１０とロータケ
ース２０とはボール３３によって軸方向および径方向に
位置決めされて回転自在に保持される。したがって、部
品点数を削減でき、コストの低減も図れ、また、より小
型化、特に薄型化を図れ、さらに、そのステータケース
１０とロータケース２０との組立も容易に行える。

【００１３】図２にはこの発明の第２実施例にかかる薄
型モータの断面図を表す。なお、この第２実施例および
後述する他の実施例においては、上述した第１実施例と
同一の部分には同一の番号を付して説明を省略する。こ
の第２実施例は、ステータケース１０の厚肉部１２の先
端に取付軸部６１を一体に形成するとともに、コア１３
と巻線１３ａとをステータホルダ６２に固定し、このス
テータホルダ６２を取付軸部６１に嵌合固定したもので
ある。

【００１４】ステータホルダ６２は、中央に上記取付軸
部６１が嵌合する穴６２ａを有する略環状板からなり、
上面外周縁に環状突部１２ａが形成されている。そし
て、このステータホルダ６２には、上面に断面Ｖ字状の
環状溝１８が形成され、外周面にコア１３が固着されて
いる。

【００１５】この第２実施例にあっても、ボール３３が
スラストベアリングとラジアルベアリングとして機能す
るため、２つのスラスト用とラジアル用とのベアリング
を必要とせず、部品点数の削減、コストの低減が図れ、
また、薄型化が図れ、さらに、組立も容易である。な
お、この第２実施例においては、図３に示すように、ロ
ータケース２０の中央部に通気あるいは記録媒体取付用
に用いる穴２０ｄを形成し、冷却性能等を改善すること
も可能である。

【００１６】図４はこの発明の第３実施例にかかる薄型
モータの断面図である。この第３実施例は、ステータケ
ース１０の厚肉部１２にロータケース２０に向けて磁石
７１を埋設し、また、ロータケース２０を磁性体から構
成して内面に磁石７１に向けて吸着部７２を一体に突設
したものである。

【００１７】この第３実施例では、磁石７１がその磁力
により吸着部７２を吸着し、ステータケース１０とロー
タケース２０とは磁石７１の磁力で接近する方向に付
勢、すなわちボール３３が環状溝１８，２８間に挟圧さ
れるように付勢される。このため、ロータケース２０が
回転中心軸方向に抜け落ちることを確実に防止できる。
なお、この第３実施例においては、前述したマグネット
２２と巻線１３ａとの磁力中心を必ずしも異ならせる必
要が無く、通常の位置関係に設定するこも可能である。

【００１８】図５はこの発明の第４実施例にかかる薄型
モータの断面図である。この第４実施例は、ステータケ
ース１０に貫通孔８１を形成するとともに、ロータケー
ス２０に支持軸部８２を一体に形成し、この支持軸部８
２を貫通孔８１に貫通させ、貫通孔８１を貫通した支持
軸部８２の先端にＥリング８３を嵌着させたものであ
る。

【００１９】この第４実施例では、ステータケース１０
とロータケース２０との軸方向相対変位がＥリング８３
により機械的に規制されるため、ロータケース２０の脱
落等をより確実に防止できる。

【００２０】図６はこの発明の第５実施例にかかる薄型
モータの断面図である。この第５実施例は、回路基板５
０を磁性体、例えば鉄から構成し、この回路基板５０上
に巻線１３ａを載設していわゆるスロットレス型に構成
し、また、ロータケース２０に巻線１３ａと上下に対向
させて環板状のマグネット２２を設けたものである。

【００２１】この第５実施例にあっては、回路基板５０
がバックヨークとして機能し、マグネット２２と巻線１
３ａの磁力とによりステータケース１０とロータケース
２０とが接近する方向に付勢される。そして、この第５
実施例は、ステータ側の巻線１３ａをスロットレス型に
構成したため、より薄型化が図れる。

【００２２】図７はこの発明の第６実施例にかかる薄型
モータの断面図である。この第６実施例は、回路基板５
０に直接に巻線１３ａを固定するとともに、この巻線１
３ａの内側位置に円板状の軸受部材９１を設け、回路基
板５０をステータケース１０としても機能させるもので
ある。

【００２３】回路基板５０には、取付孔５０ａが形成さ
れ、また、この取付孔５０ａの廻りに巻線１３ａが同芯
的に設けられる。軸受部材９１は、ロータケース２０側
の面に環状溝１８が形成され、他面に嵌合軸部９１ａが
形成され、この嵌合軸部９１ａが回路基板５０の取付孔
５０ａに嵌合して固定される。

【００２４】この第６実施例にあっては、巻線１３ａが
回路基板５０に直接に設けられるため、巻線１３ａと駆
動制御回路との接続が容易であり、また、全体としてよ
り薄型化を図ることができる。その他は上述した各実施
例と同一であり、その説明は割愛する。

【００２５】なお、上述した各実施例では、転動体とし
てボール３３を例示するが、ニードル等のコロ状の転動
体を採用することも可能である。また、上述した各実施
例では、断面Ｖ字状の環状溝１８，２８を形成してテー
パ面１８ａ，１８ｂ，２８ａ，２８ｂを得るが、環状溝
によること無くステータケース１０とロータケース２０
とにそれぞれ１つのテーパ面を有する円錐形状の部分を
形成し、これらテーパ面間に転動体を転動可能に配置す
ることも可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
シャフトレス薄型モータによれば、ロータケースに形成
されたテーパ面とステータケースに形成されたテーパ面
との間にリテーナにより保持して転動体を転動可能に配
置し、ステータケースとロータケースとを互いに転動体
がテーパ面間に挟圧されるように付勢したため、転動体
をスラストベアリングおよびラジアルベアリングとして
機能させることができ、シャフトが不要となる等、部品
点数の削減、コストの低減、また、小型化、特に薄型化
が図れ、さらに、組立も容易になるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例にかかるシャフトレス薄
型モータの断面図である。

【図２】この発明の第２実施例にかかるシャフトレス薄
型モータの断面図である。

【図３】この発明の第３実施例にかかるシャフトレス薄
型モータの断面図である。

【図４】同第３実施例の他の態様を示す断面図である。

【図５】この発明の第４実施例にかかるシャフトレス薄
型モータの断面図である。

【図６】この発明の第５実施例にかかるシャフトレス薄
型モータの断面図である。

【図７】この発明の第６実施例にかかるシャフトレス薄
型モータの断面図である。

【符号の説明】

１０ステータケース１２ａ環状突部１３ヨーク１３ａ巻線１８環状溝１８ａ，１８ｂテーパ面（環状受部）２０ロータケース２２マグネット２８環状溝２８ａ，２８ｂテーパ面（環状受部）３３ボール（転動体）３４リテーナ５０回路基板９１軸受部材Ｍ₁ ステータ側の磁力中心Ｍ₂ ロータ側の磁力中心Ｓ１軸受面Ｓ２軸受面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁石を備えたロータケースと電機子を備
えたステータケースとを回転自在に組み付けて構成され
るシャフトレス薄型モータにおいて、前記ロータケース
および前記ステータケースに軸受面を形成し、該軸受面
に環状受部を互いに対向させて形成し、少なくとも３個
の転動体をリテーナにより回転自在に保持した軸受を前
記環状受部間に転動可能に介設するとともに、前記ロー
タケースを前記ステータケースに付勢させたことを特徴
とするシャフトレス薄型モータ。
【請求項２】前記環状受部は互いに対向させたＶ字、
逆Ｖ字状の溝であり、前記転動体は球である請求項１に
記載のシャフトレス薄型モータ。
【請求項３】前記付勢させる手段が、ロータケースに
設けられた磁石の磁力中心と前記ステータケースに設け
られたヨークの中心とを回転中心軸方向に偏倚させ、こ
れら磁石とヨークとの間に作用する磁力によるものであ
る請求項１に記載のラジアルギャップ型のシャフトレス
薄型モータ。
【請求項４】前記付勢させる手段が磁石の主磁束と磁
性体からなる回路基板とで構成させた請求項１または請
求項２に記載のアキシャルギャップ型のシャフトレス薄
型モータ。
【請求項５】前記ロータケースの中央部突状ボスを前
記ステータケースの中央貫通孔に挿通し脱落防止用のＥ
リングを嵌着させた請求項１乃至４のいずれかに記載の
シャフトレズ薄型モータ。
【請求項６】前記ステータケースに前記リテーナの径
方向外方への過大変位を規制するはずれ防止用の突部を
形成した請求項１乃至５のいずれかに記載のシャフトレ
ズ薄型モータ。