JPH0360349A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気ディスク駆動装置（ＨＤＤ）。

光磁気ディスク、光ディスク等の駆動装置、ビデオテー
プレコーダ（ＶＴＲ）、　　レーザビームプリンタ（Ｌ
ＢＰ）、デジタルオーディオチーブレコーダ（ＤＡＴ）
等の回転駆動装置として好適なモータの改良に関する。

［従来の技術］ 従来のこの種の回転駆動装置用のモータとしては、例え
ば第６図に示すようなものがある。この従来技術は、磁
気ディスクＤの回転駆動装置用のモータで、固定部材で
あるハウジングｌは中心部に円筒状シャフトＩＡを有し
、そのシャフトＩＡの軸心に円筒状孔２を有している。

この円筒状孔２の内径面にはラジアル軸受面４が設けら
れている。上記円筒状孔２に軸５が回転可能に嵌合され
、この軸５の外径面には前記ラジアル軸受面４に対向す
るラジアル受面６が設けられている。そして、これらの
ラジアル軸受面４とラジアル受面６との少なくとも一方
に動圧発生用の溝７が形成され、ラジアル軸受Ｒが構成
されている。

又、上記円筒状孔２の一端にころ８が圧入固着されてお
り、そのころ８の上端面には平面状のスラスト軸受面９
が設けられている。このスラスト軸受面９に対向する軸
５の下端面には、スラスト受面ＩＯが設けられている。

そして、これらのスラスト軸受面９とスラスト受面１０
との少なくとも一方に動圧発生用の溝１１が形成され、
スラスト軸受Ｓが構成されている。

ハウジングｌの円筒状シャフトＩＡの外径面にはモータ
ステータ１２が取付けられ、軸５の上端部に一体的に固
着されたハブ１３の内径面には、前記モータステータ１
２と対向させて、モークローク１４が取付けられている
。

ラジアル軸受Ｒの軸受すきま１５、及びスラスト軸受Ｓ
の軸受すきま１６には、潤滑油又はグリースが潤滑剤と
してそれぞれ充填されている。

モータステータ１２に通電すると、モータロータ１４が
ハブ１３及び軸５と共に一体回転する。

この回転に伴う動圧発生用の溝７，１１のボンピング作
用で、各軸受すきま１５．１６内の潤滑剤の圧力が高く
なることによって、軸５は非接触を保って半径方向及び
垂直方向に支持される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ラジアル軸受Ｒとスラスト軸受Ｓとに潤滑剤を使用する
上記従来のモータにあっては、軸５の回転に伴うオイル
ミストの外部への飛散で磁気ディスクＤが汚染される事
態を極力防止する必要がある。

しかし、回転初期に多く発生するオイルミストの外部飛
散を完全に遮断することは難しいという問題点があった
。

対策として全体を気体潤滑とすれば、オイルミストによ
る汚染の問題は解決されるが、その場合は、気体の粘度
がオイル等に比し極めて小さい関係で、軸受にかかる荷
重が小さい範囲とか、軸受が大型化しても良い場合とか
に限られてしまう。

結局、従来は、比較的荷重が大きい範囲で使用できるコ
ンパクトでオイルミストによる汚染のおそれもないモー
タを、実現することはできなかった。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
ものであり、その目的とするところは、負荷容量が大き
く且つコンパクトで、オイルミストによる汚染等のトラ
ブルも生じないモータを提供することにある。

［課題を解決するための手段〕 固定部材は外径面に設けた円筒状のアジアル軸受面とラ
ジアル軸受面より半径方向内方に間隔を隔てて設けたス
ラスト軸受面とを有し、前記固定部材に嵌合する回転部
材はラジアル軸受面にラジアル軸受すきまを介して対向
するラジアル受面とスラスト軸受面にスラスト軸受すき
まを介して対向するスラスト受面とを有し、前記ラジア
ル軸受面とラジアル受面との少なくとも一方に動圧発生
用の溝を設け、前記スラスト軸受面とスラスト受面との
少なくとも一方に動圧発生用の溝を設け、前記ラジアル
軸受すきまに気体が存在し、前記スラスト軸受すきまに
潤滑剤が存在し、前記固定部材にはラジアル軸受面とス
ラスト軸受面との間の箇所にステータが取付けられ、前
記回転部材にはステータに対向するロータが取付けられ
る。

〔作用〕

単位負荷容量は小さいが環境汚染物を発生するおそれの
ない気体潤滑方式の動圧発生用の溝を有するラジアル軸
受を、直径の大きな円筒状の固定部材の外径側に設けた
ため、低トルクで十分な負荷容量とすることができる。

一方、単位負荷容量が大きくコンパクトにできる潤滑油
、グリース等の潤滑剤潤滑方式の動圧発生用の溝を有す
るスラスト軸受を、その固定部材の中心部に設けたため
、低トルクで十分な負荷容量になる。

又、固定部材のラジアル軸受面とスラスト軸受面との間
の箇所にステータを取付け、回転部材に前記ステータに
対向してロータを取付けたのでコンパクトなモータにな
る。又、ステータとロータとの間の対向面間のすきまが
、ステータに巻いたコイルの凹凸部の回転でシールのよ
うに機能して、スラスト軸受の潤滑剤の飛散を効果的に
阻止する。

かくして、低トルクで高負荷、コンパクト、無汚染のモ
ータが得られる。

〔実施例］ 第１図は本発明の第１実施例の縦断面図、第２図はその
スラスト受面の下面図である。この実施例は、本発明の
モータを磁気ディスク駆動装置（ＨＤＤ）に適用したも
のである。フランジ２０に大径の円筒形シャツ）２１を
一体に取付けて固定部材２２が構成されている。そのシ
ャフト２１の外径面には、その軸方向に離れた三箇所に
、円筒状のラジアル軸受面２３が設けである。又このラ
ジアル軸受面２３より半径方向内方に間隔を隔てた位置
、すなわち、シャフト２１の上面中心部に、凹部２４が
形成され、その凹部２４の底面が平面状のスラスト軸受
面２５とされている。

一方、前記シャフト２１の外径面に、伏せたカップ状の
ハブ２８が回転可能に嵌合している。このハブ２８の中
心部には短い軸２９の一端が圧入固着され、その軸２９
の自由端はシャフト２１の凹部２４内に緩く挿入されて
いる。ハブ２８と軸２９とで回転部材３０が構成されて
いる。

ハブ２８の内径面は、ラジアル軸受面２３にラジアル軸
受すきま３１を介して対向するラジアル受面３２とされ
、このラジアル受面３２にヘリングボーン状の動圧発生
用の溝３３が設けられている。このラジアル受面３２と
ラジアル軸受面２３とで動圧形ラジアル軸受Ｒが構成さ
れている。そのラジアル軸受すきま３１には気体（この
場合は空気）が存在し、気体潤滑される。

なお、ラジアル軸受すきま３１のすきま寸法は、上記凹
所２４の内径面と軸２９の外径面との間に形成された半
径方向すきまより小さい。したがって、ラジアル受面３
２となるハブ２８の内径面はラジアル軸受面２３となる
シャフト２１の外径面に案内されて回転する。

一方、軸２９の自由端は、固定部材２２のスラスト軸受
面２５にスラスト軸受すきま３５を介して対向するスラ
スト受面３６とされている。そこには第２図に示すよう
なスパイラル状の動圧発生用の溝３７が形成されている
。このスラスト軸受面２５とスラスト受面３６とで動圧
形スラスト軸受Ｓが構成されている。そのスラスト軸受
すきま３５には、凹部２４内に貯えられている潤滑剤４
０が存在している。なお、この潤滑剤４０にグリースを
用いた場合は、グリースは粘度が高いため図の上下を逆
さにして、固定部材２２と回転部材３０とを倒置した状
態での使用も可能である。

上記固定部材２２を構成するシャフト２１には、ラジア
ル軸受面２３とスラスト軸受面２５との間の箇所、すな
わちシャフト２１の上面の外周箇所にステータ４１が取
付けられている。

又、回転部材３０を構成するハブ２日の内面の、前記ス
テータ４１に対向する箇所には、そのステータ４１に平
面対向させたロータ４２が取付けられている。

上記のように構成したモータのハブ２８の外径面２８Ａ
には、取付部材４３を介して、１ないし複数枚の磁気デ
ィスクＤが装着されている。

なお、４５はステータ４１のコイルに通電するための電
気配線の配線孔である。

次に作用を説明する。

ステータ４１のコイルに通電すると、ロータ４２に回転
力が発生する。これにより、ハブ２８゜軸２９よりなる
回転部材３０が磁気ディスクＤと一体に回転する。この
回転に伴い、ハブ２８のラジアル受面３２に形成された
ヘリングボーン状の動圧発生用の溝３３のポンピング作
用で、ラジアル軸受すきま３１内の空気の圧力が高くな
り、ハブ２８はシャフト２１に対し非接触を保って半径
方向に支持される。

この場合のラジアル軸受Ｒを構成するハブ２８の内径は
大径であり、軸受有効径が大きい。したがって気体潤滑
であるにもかかわらず、十分なラジアル負荷容量が得ら
れている。

また磁気ディスク駆動装置にあっては、磁気ディスクＤ
が取付けられるハブ２８の外径面２８Ａと、ラジアル軸
受Ｒを構成するハブ２８の内径面との同軸度を高い精度
で確保する必要がある。その点についても、ハブ２８の
内外面であるから容易に精度良く加工することができ、
回転数成分の振れを小さくすることができるとともに、
傾きも小さく抑えることができる。

一方、スラスト軸受Ｓにあっては、軸２９の回転と同時
に、スラスト受面３６に形成されたスパイラル状の動圧
発生用の溝３７のボンピング作用で、スラスト軸受すき
ま３５内の潤滑剤４０の圧力が高くなり、回転部材３０
はシャフト２１に対し非接触を保って軸方向に浮上し支
持される。

この場合、スラスト軸受Ｓの方は潤滑油又はグリースを
用いた潤滑とされているため、コンパクトでも大きなア
キシャル負荷容量が得られている。

なお、潤滑剤４０としてカーボンや金属等の導電体の微
粒子を含有する導電性潤滑剤を用いることにより、アー
ス効果を付与することも可能である。

上記回転部材３０の回転で、スラスト軸受Ｓの潤滑剤４
０のオイルミストが発生することは避けられず、これが
ラジアル軸受すきま３１を通過してハブ２８の外部に放
出されると、磁気ディスクＤが汚染される。しかしこの
実施例では、ステータ４１とロータ４２とを、スラスト
軸受Ｓとラジアル軸受Ｒとの間の箇所に僅かの間隔を介
して対向配設したことにより、ステータ４１に巻いたコ
イルの凹凸部の回転でシールのように機能して、オイル
ミストの防壁となる。したがって、オイルミストの大部
分はこのステータ４１とロータ４２の場所で阻止され、
ラジアル軸受すきま３１には殆ど侵入しないから、気体
潤滑であるラジアル軸受Ｒの特徴である低トルクという
性能が効果的に確保される。

第３図には本発明の第２実施例を示す。

この実施例は、スラスト軸受Ｓの構成と駆動モータの取
付けが上記第１実施例と異なっている。

すなわちシャフト５１の軸心部に貫通孔５２が形成され
、この貫通孔５２下端部に円柱状のスラスト受け５３が
圧入等の手段で固着されている。このスラスト受け５３
の平らな上端面はスラスト軸受面２５とされ、そこには
スパイラル状の動圧発生用の溝５６が形成されている。

ステータ５７はラジアル軸受面２３とスラスト軸受面２
５との間の箇所、すなわちシャフト５１の外周面の上端
箇所に取付けられている。

又、ハブ２８の内周面の、前記ステータ５７に対向する
箇所に、ステータ５７に周対向させたロータ５８が取付
けられている。

その他の構成と作用、効果の点は上記第１実施例とほぼ
同様である。

第４図には第３実施例を示す。

この実施例も、スラスト軸受Ｓの構成と駆動モータの取
付けが上記第１実施例と異なっている。

フランジ２０にシール部材６０を介してシャフト６１が
圧入されている。フランジ２０の軸心部に形成された貫
通孔の下端部に、円柱状のスラスト受け６３が圧入等の
手段で固着されている。このスラスト受け６３の上面に
は、中心部に凹球面６４が形成されている。この凹球面
６４内に、鋼球６５が配設されている。この鋼球６５に
はドーナツ状の円板６６が圧入されている。その円板６
６の上面には第５図に示すようなスパイラル状の動圧発
生用の溝６７が形成され、スラスト軸受面２５を構成し
ている。

上記鋼球６５の上面に、回転部材３０を構成する軸６８
の下端面であるスラスト受面３６が当接し、このスラス
ト受面３６に前記スラスト軸受面２５が僅かのスラスト
軸受すきま３５を介して対向しスラスト軸受Ｓが構成さ
れている。なお、回転部材３０の回転時には、スラスト
受面３６は鋼球６５と非接触で回転する。

上記軸６８の下端部は上部より小径にされており、その
軸６８の下端部の外径面にロータ７ｏが取付けられてい
る。また、シャツ１−６１の貫通孔６２は、ロータ７０
に対応する箇所が上部より大径の内径面７１とされ、こ
れにステータ７２がロータ７０と周対向に取付けられて
いる。

この場合も、スラスト軸受Ｓで発生するオイルミストは
回転部材３０の回転によりロータ７ｏとステータ７２と
の間のすきま内で捕捉され、ラジアル軸受すきま３１に
は侵入しない。

回転部材３０が回転しても、鋼球６５は回転しない。鋼
球６５は凹球面６４との接触面積の方が、静止時におけ
るスラスト受面３６との接触面積より大きいためである
。又、このスラスト軸受Ｓは調心性を有している。すな
わち軸６８が傾斜すると、スラスト軸受すきま３５内の
潤滑剤の圧力によって鋼球６５に圧入された円板６６が
傾く。

この実施例は、ロータ７０をステータ７２の内側に入れ
且つ重心位置を下げたため、前記スラスト軸受Ｓの調心
性とあいまって、回転部材３０の安定した回転が得易い
利点がある。

なお、上記各実施例において、ラジアル軸受Ｒの動圧発
生用の溝３３の溝パターンは、くの字形へリングボーン
溝とした。しかしその他、への字形へリングボーン溝で
もよく、更にスパイラル溝でもよい。

又、上記動圧発生用の満３３は、軸方向に間隔をおいて
２列に形成したが、１列でもよい。

又、ラジアル軸受用の動圧発生用の溝３３は、ラジアル
軸受面２３とラジアル受面３２とのどちらに設けてもよ
く、或いは双方に設けてもよい。

同様に、スラスト軸受用の動圧発生用の溝３７゜５６．
６７は、スラスト軸受面２５とスラスト受面３６とのど
ちらに設けてもよく、或いは双方に設けてもよい。

なお、スラスト受面３６とスラスト軸受面２５とは平面
形の動圧みぞ付軸受ではなくて、球面形の動圧みぞ付軸
受を構成しても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、単位負荷容量は
小さいが環境汚染物を発生するおそれのない気体潤滑方
式の動圧発生用の溝を有するラジアル軸受を、直径の大
きな円筒状の固定部材の外径側に設けるとともに、単位
負荷容量が大きくコンパクトにできる潤滑油、グリース
等の潤滑剤潤滑方式の動圧発生用の溝を有するスラスト
軸受を、その固定部材の中心部に設け、且つ固定部材の
ラジアル軸受面とスラスト軸受面との間の箇所にステー
タを取付け、回転部材にステータに対向するロータを取
付けた構成とした。そのため、ラジアル軸受、スラスト
軸受の両者とも十分な負荷容量を有し、且つ低トルクで
ある。

又、固定部材にはラジアル軸受面とスラスト軸受面との
間の箇所にステータを取付け、回転部材にはステータに
対向するロータを取付けたので、コンパクトなモータと
なる。さらに、スラスト軸受の潤滑剤の飛散をロータと
ステータとの間のすきまで効果的に阻止することが可能
となる。

また、回転部材の外周面とラジアル受面との同軸度を良
好にできるので回転部材の振れを小さくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の縦断面図、第２図はその
スラスト受面の下面図、第３図は本発明の第２実施例の
縦断面図、第４図は本発明の第３実施例の縦断面図、第
５図は第４図のスラスト軸受面の平面図、第６図は従来
のモータの縦断面図である。 図中、２２は固定部材、２３はラジアル軸受面、２５は
スラスト軸受面、３０は回転部材、３１はラジアル軸受
すきま、３２はラジアル受面、３３は動圧発生用の溝、
３５はスラスト軸受すきま、３６はスラスト受面、３７
，５６．６７は動圧発生用の溝、４０は潤滑剤、４１，
５７．７２はステータ、 ４２゜ ５８゜ ７０はロータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定部材は外径面に設けた円筒状のアジアル軸受
   面とラジアル軸受面より半径方向内方に間隔を隔てて設
   けたスラスト軸受面とを有し、前記固定部材に嵌合する
   回転部材はラジアル軸受面にラジアル軸受すきまを介し
   て対向するラジアル受面とスラスト軸受面にスラスト軸
   受すきまを介して対向するスラスト受面とを有し、前記
   ラジアル軸受面とラジアル受面との少なくとも一方に動
   圧発生用の溝を設け、前記スラスト軸受面とスラスト受
   面との少なくとも一方に動圧発生用の溝を設け、前記ラ
   ジアル軸受すきまに気体が存在し、前記スラスト軸受す
   きまに潤滑剤が存在し、前記固定部材にはラジアル軸受
   面とスラスト軸受面との間の箇所にステータが取付けら
   れ、前記回転部材にはステータに対向するロータが取付
   けられるモータ。