JP3232994B2 - モータのスラスト軸受 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオテープレコ
ーダ(以下、ＶＴＲと称す)やオーディオカセットテープ
レコーダ等の映像，音響機器に用いられるモータのスラ
スト軸受に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＶＴＲ等の映像音響機器において
は、高性能化、小型軽量化、及び低コスト化が望まれて
おり、その構成部品のテープを移送するキャプスタンモ
ータについても同様に高性能化、小型軽量化、及び低コ
スト化が望まれている。

【０００３】以下に従来のモータのスラスト軸受につい
て説明する。従来のモータのスラスト軸受としては実公
平６−４０４４４号公報に記載されたものが知られてい
る。図１０は、同公報におけるモータの縦断面図、図１
１は、同公報におけるシャフトと掛止具の関係を示す要
部平面図、図１２は、図１０のＡ部拡大図である。図１
０において、モータのシャフト１の基端には、外周にロ
ータヨーク２を固着したボス３が嵌着されている。ロー
タヨーク２は、略カップ状に形成され、内周面には略円
筒状のロータマグネット４を配設している。さらに、ス
テータコア６は中心孔を軸受けホルダー７の周面に嵌合
固着し、各々突極（図示せず）に巻線５を施した外周面
にロータマグネット４を対向させている。軸受けホルダ
ー７は略円筒状に形成され、両端側の内部に含油メタル
等の軸受け８を各々配設し、軸受け８の内孔に上記シャ
フト１を回転自在に支持している。軸受けホルダー７の
外周には首部７ａが一体形成され、例えば、制御、駆動
回路を構成した回路基板等からなる基板９が取り付けら
れている。シャフト１の軸受け８の近傍に位置する出力
側には環状溝１ａ（図１２）が刻設され、この環状溝１
ａには掛止具としてのＥリング２０が嵌合されている。
そして、Ｅリング２０と一方の軸受け８の上端面との間
には、一対のスラスト受２１、２２が介在している。こ
のスラスト受のうち、Ｅリング２０側に配置されるスラ
スト受２１は、例えばナイロンやテフロン或いはその他
の摩擦や摩耗の比較的少ない樹脂、または、低摩擦用の
樹脂をコーティングした金属体からなり、図１１に示す
如く、一端面から突起２１ａが一体に突設されている。
この突起２１ａはＥリング２０の挿入用の切り欠き部に
入り込み、Ｅリング２０及びシャフト１と一体回転され
るようにしている。一方スラスト受２２はスラスト受２
１と同じ部材により略ドーナッツ状に形成され、軸受け
８の上端面に当接すると共に、外周縁が軸受けホルダー
７の端面内側に当接している。そして、回転するＥリン
グ２０と固定した軸受け８との間に一対のスラスト受２
１、２２を介在させることにより、シャフト１側のスラ
スト受２１と軸受け８側のスラスト受２２とが互いに接
合すると共に摺動し、シャフト１の図示下方への移動が
阻止される。また、ボス３の外周には凹溝３ａが刻設さ
れ、この凹溝３ａにリール台等を回転駆動するためのベ
ルト（図示せず）が懸架される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、次のような課題を有していた。

【０００５】(1) シャフトの長手方向に対して垂直方向
に、かつ溝部にＥリングを挿入しなければならないため
取り付け作業そのものが容易ではない、(2) シャフトの
長手方向に対して垂直方向にＥリングを挿入するためシ
ャフトに側圧がかかり、シャフトのたわみの問題が発生
する、(3) Ｅリング２０とスラスト受２１とは、挿入時
に位相合わせが必要となる、等、組立作業性がよくな
い。したがって、組立時の加工費が高いという問題点を
有していた。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので部品点数を削減し、かつ組立作業性を改善した低コ
ストのモータのスラスト軸受を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、シャフトに圧入して一体的に回転するため
の係合部と、溝部に係止してシャフトの長手方向の移動
を阻止するための突起部と、固定側スラスト軸受に当接
する摺動部とを回転側スラスト軸受に一体的に構成した
ものである。これにより、スラスト軸受部の部品点数が
削減されるだけでなく、衝撃荷重に対するシャフトの抜
けが防止できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、オイルを含浸したラジアル軸受を内部に配設したハ
ウジングと、複数極に着磁された永久磁石を有する回転
子を固着し、かつ周方向に環状の溝部を形成して前記ラ
ジアル軸受に回転自在に支持されたシャフトと、前記ハ
ウジングの端面部であり、かつ前記回転子側と反対側の
端面部に固定した固定側スラスト軸受と、前記シャフト
に圧入して一体的に回転するための係合部と、前記溝部
に係止して前記シャフトの長手方向の移動を阻止するた
めの突起部と、前記固定側スラスト軸受に当接する摺動
部とを一体的に形成した樹脂材料からなる回転側スラス
ト軸受とを有し、前記突起部は前記シャフトとの間に空
隙を有し、前記シャフト、前記ラジアル軸受、前記ハウ
ジング、前記固定側スラスト軸受、及び前記回転側スラ
スト軸受によって、前記空隙を密閉したことを特徴とす
るモータのスラスト軸受であり、回転子の回転と同時に
回転側スラスト軸受も回転して、摺動部と固定側スラス
ト軸受間で摺動する。また、シャフトの長手方向の回転
子側への衝撃荷重がシャフトに加わると、溝部が突起部
に係止されているためにシャフトの移動が規制されると
いう作用を有する。さらに、係合部は圧入されているた
めに、ラジアル軸受に含浸された潤滑油がシャフト端部
側へ流出することを防止するという作用も有する。

【０００９】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。 （実施の形態１）図１は本発明のキャプスタンモータの
縦断面図、図２はスラスト軸受部分の要部縦断面図であ
る。図１において、キャプスタンシャフト１の基端に
は、圧入等の手段により磁性材料よりなるロータヨーク
２が固着されている。ロータヨーク２は、略カップ状に
形成され、内周面には円周方向に複数極に着磁された略
円筒状のロータマグネット３を配設している。そのキャ
プスタンシャフト１とロータヨーク２とロータマグネッ
ト３とでキャプスタンモータの回転子１８を形成してい
る。キャプスタンモータの回転子１８の回転数を検出す
るために、回転子１８の外周部には、複数極着磁された
ＦＧマグネットからなる周波数発生器の回転部４が一体
に保持されており、この周波数発生器の回転部４と対向
する位置に、リングヘッド及び磁気抵抗効果素子等から
なる回転数検出素子１９が設けられている。この回転数
検出素子１９の出力は、回転子１８の回転数を一定に制
御するための制御回路(図示せず)に後述する基板１４を
介して接続されている。さらに、ロータマグネット３は
各々突極（図示せず）に複数相の励磁巻線５を施したス
テータコア６の外周面に所定の空隙を介して対向してい
る。また、キャプスタンモータの回転子１８の回転を外
部へ伝達するために、プーリー９が、ロータヨーク２に
圧入、接着等の手段により固着されている。このプーリ
ー９には、リール台（図示せず）等を回転駆動するため
のベルト１３が懸架されている。ハウジング７は略円筒
状に形成され、両端側の内部に含油メタル等のラジアル
軸受８を各々配設し、ラジアル軸受８の内孔にキャプス
タンシャフト１を回転自在に支承してメカシャーシ１０
に締結されている。キャプスタンシャフト１には、ラジ
アル軸受８の近傍に位置し、かつハウジング７に対して
ロータヨーク２とは反対側の出力側に環状の溝部１ａが
形成されている。ステータコア６にはターミナルホルダ
ー１１が固着され、ターミナルホルダー１１に設けたタ
ーミナル１２に励磁巻線５の末端部がはんだ付けされて
いる。駆動回路１５を構成した回路基板等からなる基板
１４は、ターミナルホルダー１１に固定され、励磁巻線
５はターミナル１２を介して駆動回路１５に電気的に接
続されている。ロータマグネット３の位置を検出するた
めのホールＩＣ等からなる複数個の回転子位置検出素子
２０も基板１４に取り付けられている。ステータコア６
の内周部はハウジング７の周面に嵌合固着されている。
また、溝部１ａの近傍には摺動性の高い樹脂材料からな
る回転側スラスト軸受１６の係合部１６ａ（図２）が圧
入されてキャプスタンシャフト１と一体的に回転可能で
ある。回転側スラスト軸受１６の内周面の所定の領域に
は突起部１６ｂが設けられて溝部１ａに係止し、キャプ
スタンシャフト１の長手方向に対する移動を阻止してい
る。つまり、回転側スラスト軸受１６は係合部１６ａと
突起部１６ｂと後述する固定側スラスト軸受１７に当接
する摺動部１６ｃとを一体的に形成している。また固定
側スラスト軸受１７は、摺動性の高い樹脂または金属材
料からなり、ハウジング７の端面部に固着されて、回転
側スラスト軸受１６の摺動部１６ｃに当接している（図
２参照）。なお、組立時は回転側スラスト軸受１６の係
合部１６ａ及び突起部１６ｂが弾性変形しながらキャプ
スタンシャフト１の先端部から長手方向に挿入される。
組立完了時の突起部１６ｂは変形のない初期の状態に復
帰し、係合部１６ａは弾性変形状態が維持されている。

【００１０】以上のように構成されたモータのスラスト
軸受について、その動作を説明する。まず、回転子位置
検出素子２０は、ロータマグネット３の磁極を検知する
ことによって、回転子１８の回転位置を検出するので、
この出力信号に従って複数相の励磁巻線５のそれぞれの
相に電流を切り換えて通電すると、励磁巻線５が発生す
る磁力の作用により回転子１８は回転を開始する。そし
て回転子１８が回転すると、周波数発生器の回転部４が
発生する磁力の変化により回転数検出素子１９が、信号
パルスを発生する。そのパルス数を計数することによ
り、回転子１８の回転数が検出される。その結果、回転
数検出素子１９の出力信号により制御回路(図示せず)に
よって回転子１８の回転数を一定に制御することが可能
となる。この回転子１８の回転と共にプーリー９が回転
し、このプーリー９に懸架されたベルト１３によってキ
ャプスタンモータの外部に動力が伝達される。また、ピ
ンチローラ（図示せず）がテープ（図示せず）を介して
キャプスタンシャフト１に圧接しているときは、テープ
（図示せず）はキャプスタンモータの回転につれて一定
速度で移送される。また、回転側スラスト軸受１６はキ
ャプスタンシャフト１と一体的に回転し、固定側スラス
ト軸受１７との間で摺動する。さらに、落下等によって
キャプスタンシャフト１の長手（ハウジング７に対して
プーリー９側）方向に衝撃荷重が加わっても突起部１６
ｂが環状溝１ａに係止されているためにキャプスタンシ
ャフト１に対する回転側スラスト軸受１６の相対的位置
が規制され、キャプスタンシャフト１の移動が阻止され
る。

【００１１】（参考例１） 図３は、本発明の参考例１におけるモータのスラスト軸
受部分の要部縦断面図、図４は回転側スラスト軸受の平
面図である。図３において回転側スラスト軸受１６は、
図１と同様にキャプスタンシャフト１と一体的に回転
し、固定側スラスト軸受１７との間で摺動する。図１と
異なる点は突起部１６ｂが円周方向の所定の領域に複数
箇所（図４では３箇所）構成されている点である。な
お、その他の構成及び動作は実施の形態１と同様であり
説明は省略する。

【００１２】（実施の形態２） 図５は、本発明のモータのスラスト軸受部分の要部縦断
面図、図６は回転側スラスト軸受の正面図である。図５
において回転側スラスト軸受１６は、図１と同様にキャ
プスタンシャフト１と一体的に回転し、固定側スラスト
軸受１７との間で摺動する。図１と異なる点は、係合部
１６ａの所定の領域に切り欠き部１６ｄが構成されてい
る点である。また、図５のハッチング部で示すように、
係合部１６ａは、切欠き部１６ｄを設けても全周に渡っ
て係合する領域が一部残されている。この切り欠き部１
６ｄは、キャプスタンシャフト１をハウジング７から抜
く必要が発生した場合に利用するもので、専用の治具等
で切り欠き部１６ｄを周方向に押し広げることにより回
転側スラスト軸受１６を割って（破損させて）キャプス
タンシャフト１をハウジング７から抜くことができるも
のである。なお、その他の構成及び動作は実施の形態１
と同様であり説明は省略する。

【００１３】（参考例２） 図７は、本発明の参考例２におけるモータのスラスト軸
受部分の要部縦断面図、図８は回転側スラスト軸受の正
面図、図９は同平面図である。図７において回転側スラ
スト軸受１６は、図１と同様にキャプスタンシャフト１
と一体的に回転し、固定側スラスト軸受１７との間で摺
動する。図１と異なる点は、回転側スラスト軸受１６に
切り割り部１６ｅが構成されている点である。この切り
割り部１６ｅは、実施の形態３で述べた切り欠き部１６
ｄと同様、キャプスタンシャフト１をハウジング７から
抜く必要が発生した場合に利用するもので、専用の治具
等で切り割り部１６ｅを周方向に押し広げることにより
キャプスタンシャフト１をハウジング７から抜くことが
できるものである。なお、その他の構成及び動作は実施
の形態１と同様であり説明は省略する。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、以下に示す効果が得ら
れる。 (1) 回転側スラスト軸受の構成を簡略化してスラスト軸
受と回転子の抜け止めを兼用することができ、部品点数
削減、及び低コスト化が図れる。 (2) 回転側スラスト軸受をシャフト先端部から挿入して
組み立てるために、Ｅリング構成に対して組立性の向上
が図れる。また、Ｅリング構成の課題である側圧による
シャフトのたわみの心配が不要である。さらに回転側ス
ラスト軸受の位相合わせも不要である。(３) 回転側スラスト軸受の係合部がキャプスタンシャ
フトに圧入されているために、ラジアル軸受に含浸され
た潤滑油がシャフト端部側（ロータヨークとは反対側の
出力側）に流出することがない。 (４) 回転側スラスト軸受に切り欠き部を設けることに
より、簡単にキャプスタンシャフトをハウジングから抜
くことができ、サービス性の向上が図れる。

【００１５】以上のように、簡単な構成で回転子の抜け
止めを兼用した低コストなモータのスラスト軸受が実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるキャプスタンモ
ータの縦断面図

【図２】同スラスト軸受部分の要部縦断面図

【図３】参考例１のスラスト軸受部分の要部縦断面図

【図４】同回転側スラスト軸受の平面図

【図５】本発明の実施の形態２におけるスラスト軸受部
分の要部縦断面図

【図６】同回転側スラスト軸受の正面図

【図７】参考例２におけるスラスト軸受部分の要部縦断
面図

【図８】同回転側スラスト軸受の正面図

【図９】同平面図

【図１０】従来のモータの縦断面図

【図１１】従来のモータのシャフトと掛止具の関係を示
す要部平面図

【図１２】従来のモータの図１０におけるＡ部拡大図

【符号の説明】

１ キャプスタンシャフト １ａ 溝部 ２ ロータヨーク ３ ロータマグネット ４ ＦＧマグネット ５ 励磁巻線 ６ ステータコア ７ ハウジング ８ ラジアル軸受 ９ プーリー １０ メカシャーシ １１ ターミナルホルダー １２ ターミナル １３ ベルト １４ 基板 １５ 駆動回路 １６ 回転側スラスト軸受 １６ａ 係合部 １６ｂ 突起部 １６ｃ 摺動部 １６ｄ 切り欠き部 １６ｅ 切り割り部 １７ 固定側スラスト軸受 １８ 回転子 １９ 回転数検出素子 ２０ 回転子位置検出素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−68354（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−41674（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 5/16 - 5/167 F16C 17/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オイルを含浸したラジアル軸受を内部に
   配設したハウジングと、 複数極に着磁された永久磁石を有する回転子を固着し、
   かつ周方向に環状の溝部を形成して前記ラジアル軸受に
   回転自在に支持されたシャフトと、 前記ハウジングの端面部であり、かつ前記回転子側と反
   対側の端面部に固定した固定側スラスト軸受と、 前記シャフトに圧入して一体的に回転するための係合部
   と、前記溝部に係止して前記シャフトの長手方向の移動
   を阻止するための突起部と、前記固定側スラスト軸受に
   当接する摺動部とを一体的に形成した樹脂材料からなる
   回転側スラスト軸受とを有し、 前記突起部は前記シャフトとの間に空隙を有し、 前記シャフト、前記ラジアル軸受、前記ハウジング、前
   記固定側スラスト軸受、及び前記回転側スラスト軸受に
   よって、前記空隙を密閉したことを特徴とする モータの
   スラスト軸受。
2. 【請求項２】 前記回転側スラスト軸受の前記係合部に
   おいて、前記シャフトと全周にわたり密着した部分を残
   してかつ一部に切り欠きを設けたことを特徴とする請求
   項１に記載のモータのスラスト軸受。