JPH06284631A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溝部加工のコストダウンと加工精度の向上と
装置の長寿化と装置構造の簡略化とを図ることができる
モータを提供すること。 【構成】 固定されるステータ部１０と、このステータ
部１０に対して非接触状態で回転可能なロータ部２０
と、このロータ部２０とステータ部１０との対向面１１
ａ，２１ａに形成され間隙４０に潤滑用の流体１００を
流通させる溝部３０とを備える。そして、溝部３０を、
ロータ部２０とステータ部１０との対向面１１ａ，２１
ａにコーティングされた低摩擦性素材のコーティング層
３１，３５で形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はモータに係り、例えば、
ハードディスクの記録，再生装置等んい用いられるスピ
ンドルモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のモータは、例えばハードディス
ク記録，再生装置の本体内等に固定設置されるステータ
部と、このステータ部に対して回転可能に取り付けられ
たロータ部とを有しており、これらステータ部とロータ
部とに各々取り付けられたマグネットとコイルとの反発
力によって、ロータ部をステータ部に対して非接触状態
で回転させるようになっている。

【０００３】そして、ステータ部とロータ部との各対向
面には、所定形状の溝部が形成されており、気体等の流
体がこの溝部によって、ステータ部とロータ部との間隙
に流入され、この流体の介在によって、ステータ部とロ
ータ部間の潤滑作用や軸受け作用を行うようになってい
る。

【０００４】従来、このような溝部は、ステータ部やロ
ータ部を構成する金属製の母材に直接加工することによ
り形成されていた。具体的には、この金属母材をエッチ
ィングすることによって溝部を蝕刻形成していた。ま
た、レーザーによって金属母材表面を溶融したり、金属
母材を転造することによって溝部を形成していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなモータにおいては、溝部を金属母材に直接刻設する
技術を採っているので、溝部を形成する上で加工コスト
が高くなり、また、溝部の加工精度が劣ってしまうとい
う問題があった。

【０００６】すなわち、金属母材をエッチィングする技
術においては、エッチィングに多工程を要し、加工コス
トが高くつくので、量産化に適していなかった。また、
レーザーによって金属母材表面を溶融する技術において
は、レーザーによる加工エネルギーが大きすぎるので、
加工が不安定となり、溝部のエッジに大きなバリが生
じ、精度が劣ってしまう。

【０００７】また、金属母材を転造する技術において
は、溝部エッジのバリや溝深さの管理に難点があり、精
度が悪いという問題があった。さらに、ロータ部とステ
ータ部との接触部分に溝部が形成され、しかも、溝部が
ロータ部やステータ部を構成する高摩擦性の金属母材に
刻設されているので、ロータ部の回転始動時に、ロータ
部は大きな摩擦抵抗を受けることになる。このため、ロ
ータ部の回転始動時に大きなトルクを必要とするだけで
なく、摩耗によって装置の寿命が低下してしまうという
欠点があった。

【０００８】このことは、高回転タイプの気体潤滑モー
タで特に顕著である。これを防止するために、始動，停
止時にロータ部がステータ部に接触しないように浮上用
マグネット等の特別の部品を取り付けたり、接触面を小
さくすために凹凸を付けるという特別の加工をする必要
があり、どうしても装置の製造コストが高くなるという
問題があった。

【０００９】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、溝部加工のコストを低下でき、しかも加工精
度の向上と装置の長寿化が可能で、装置構造を簡略化で
きるモータを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、ステータ部と、このステータ部に対して非接触
状態で回転可能なロータ部と、このロータ部と上記ステ
ータ部との対向面のいずれかに形成され、両対向面で画
成される間隙に潤滑用の流体を流通させる溝部とを備え
るモータにおいて、上記溝部を、上記ロータ部とステー
タ部との対向面のいずれかにコーティングされた低摩擦
性素材のコーティング層で形成したモータにより、達成
される。

【００１１】好ましくは、前記コーティング層は、前記
ロータ部の回転軸方向で対向する前記対向面のいずれか
にコーティング形成されたスラスト受け用コーティング
層と、前記回転軸の径方向で対向する上記対向面のいず
れかにコーティング形成されたラジアル受け用コーティ
ング層とで構成することができる。

【００１２】また、好ましくは、前記スラスト受け用コ
ーティング層は、前記ロータ部の回転方向に対応して渦
巻く複数の凸溝でなり、前記ラジアル受け用コーティン
グ層は、上記ロータ部の回転方向に沿って凹設された複
数の略くの字状の凹溝を有するように構成することがで
きる。

【００１３】また、前記スラスト受け用コーティング層
を、前記ステータ部の対向面に設け、前記ラジアル受け
用コーティング層を、前記ロータ部の対向面に設けた構
成とした。

【００１４】

【作用】上記構成によれば、ロータ部の回転始動時に、
ロータ部とステータ部との対向面が溝部を介して接触し
ているが、溝部が低摩擦性素材で形成されているので、
ロータ部は小さいトルクでほとんど摩耗することなく回
転始動する。そして、回転始動後は、形状精度の高いコ
ーティング層の溝部によって潤滑用の流体が正確に間隙
に流通させられ、ロータ部がステータ部に対して非接触
状態で回転する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、本
発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々
の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明
において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、こ
れらの態様に限られるものではない。

【００１６】図１において、モータ１は、例えばハード
ディスクの記録，再生装置に用いられる高速回転型のス
ピンドルモータであり、装置本体等に固定設置されるス
テータ部１０と、ステータ部１０に対して非接触状態で
回転可能なロータ部２０と、これらステータ部１０とロ
ータ部２０との間隙に潤滑用の気体１００を流通させる
溝部３０とを備えている。

【００１７】ステータ部１０は、筒状の金属製スリーブ
１１の外側に電気回路を構成するベース基板１７が固着
された構造になっている。スリーブ１１の中心軸上に
は、後述するスピンドル軸２１を挿入するための軸挿入
孔１２が穿けられている。この軸挿入孔１２の下端部
（図１の下方端部）は上部に比して大径に設定され、こ
れにより段差１３が形成されている。

【００１８】スリーブ１１の下部外側には、幅広の基板
取付部１４が形成されており、この基板取付部１４上に
ベース基板１７が取付固定されている。ベース基板１７
は、大径の中心孔１８を介してスリーブ１１に嵌め込ま
れた状態で基板取付部１４上に固定されている。そし
て、その表面には、電磁石を構成するステータコイル１
９が形成されており、このステータコイル１９に通電し
て磁界を形成することによって、後述するマグネット２
８に反発力を与えるようになっている。

【００１９】一方、ロータ部２０は、金属製のスピンド
ル軸２１に同じく金属製のボス２３を介してマグネット
ヨーク２６が連結された構造になっている。スピンドル
軸２１は、上端部（図１の上方端部）をスリーブ１１か
ら突出させた状態で、軸挿入孔１２内に回転可能に挿入
されている。そして、スピンドル軸２１の下端には抜け
止め部材２２が取り付けられ、この抜け止め部材２２と
段差１３との係合によってスピンドル軸２１の上端部側
への抜けが防止されている。

【００２０】ボス２３は、中心孔２４を介してスピンド
ル軸２１の上端部に固着されており、その下側中心部部
分には、スリーブ１１の上端部よりも大径の気体流通穴
２５が形成されている。

【００２１】マグネットヨーク２６は、このようなボス
２３の下面に固着されている。具体的には、マグネット
ヨーク２６は下向き椀状をなし、気体流通穴２５と略同
径の中心孔２７を気体流通穴２５と一致させた状態で取
り付けられている。そして、マグネットヨーク２６の下
面にマグネット２８が取り付けられ、下端周縁にＦＧ
（Freqency Ganerator）マグネット２９が取り付けられ
ている。

【００２２】マグネット２８は、前記ステータコイル１
９の磁力により反発力を生じ、ロータ部２０を回転させ
るためのもので、ステータコイル１９に対応して複数設
けられている。また、ＦＧマグネット２９は、ロータ部
２０の回転数を検出する機能を果たすものである。。モ
ータ１のステータ部１０とロータ部２０とは、上述した
ように構成されており、本実施例の要部である溝部３０
は、次のように構成されている。

【００２３】溝部３０は、図１に示すように、スラスト
受け用コーティング層３１とラジアル受け用コーティン
グ層３５とにより構成されている。スラスト受け用コー
ティング層３１は、スピンドル軸２１の回転軸Ｌ方向で
ボス２３の下面２３ａと対向するスリーブ１１の上面１
１ａ上にコーティング形成されている。

【００２４】具体的には、図２及び図３に示すように、
スラスト受け用コーティング層３１は、スピンドル軸２
１の回転方向に対応して渦巻き、スリーブ１１の上面１
１ａ外縁より中央部の軸挿入孔１２に向かう複数の凸溝
３２でなる。すなわち、スラスト受け用コーティング層
３１はスリーブ１１とボス２３との間に介在し、図２の
矢印で示すように、凸溝３２間の間隙を介してスリーブ
１１上方の気体１００を軸挿入孔１２内に導く機能を有
している。

【００２５】一方、ラジアル受け用コーティング層３５
は、スピンドル軸２１の回転軸Ｌの径方向でスリーブ１
１の内面１１ｂと対向するスピンドル軸２１の表面２１
ａにコーティング形成されている。具体的には、図４及
び図５に示すように、ラジアル受け用コーティング層３
５は、スリーブ１１とスピンドル軸２１との間に介在
し、スピンドル軸２１の表面２１ａ周方向に沿って凹設
された複数の略くの字状の凹溝３６を有している。

【００２６】これらスラスト受け用コーティング層３１
及びラジアル受け用コーティング層３５は共に低摩擦性
素材で形成されており、低摩擦性素材として、例えば、
フッ素系の樹脂，特に、テフロン系の樹脂が用いられて
いる。

【００２７】また、スラスト受け用コーティング層３１
及びラジアル受け用コーティング層３５は、凸溝３２間
や凹溝３６の非コーティング部分をマスキングし、母材
としてのスリーブ１１の上面１１ａやスピンドル軸２１
の表面２１ａをコーティングすることにより形成され
る。なお、スリーブ１１とスピンドル軸２１の表面をコ
ーティングした後、凸溝３２間や凹溝３６の非コーティ
ング部分を剥離することによっても形成することができ
る。

【００２８】このように、溝部３０をコーティング形成
しているので、少ない工程で簡単にスラスト受け用コー
ティング層３１とラジアル受け用コーティング層３５と
を加工することができ、しかも、凸溝３２や凹溝３６の
エッジにバリが生じることがない。したがって、溝部３
０の加工コストを削減できると共に、凸溝３２や凹溝３
６の加工精度の向上を図ることができる。

【００２９】次に、モータ１の動作について説明する。
図１において、ステータ部１０のステータコイル１９に
通電を行うと、ステータコイル１９に生じた磁力とマグ
ネット２８との相互作用によってマグネットヨーク２６
が回転し、ボス２３を介して連結されたスピンドル軸２
１がスリーブ１１の軸挿入孔１２内で軸回転しだす。

【００３０】このような回転始動時には、ボス２３の下
面２３ａとスラスト受け用コーティング層３１とが接触
状態にあり、また、スリーブ１１の内面１１ｂとラジア
ル受け用コーティング層３５とが接触状態にあるので、
スピンドル軸２１及びボス２３の回転に対して摩擦抵抗
が生じるおそれがある。

【００３１】しかし、スラスト受け用コーティング層３
１とラジアル受け用コーティング層３５とは共に低摩擦
性の素材で形成されているので、スピンドル軸２１とボ
ス２３の回転に対してコーティング層３１，３５による
摩擦抵抗はほとんど生じない。したがって、スピンドル
軸２１及びボス２３は滑らかに回転始動する。すなわ
ち、スラスト受け用コーティング層３１とラジアル受け
用コーティング層３５とは回転始動時に、潤滑材として
機能するので、ロータ部１０は小さいトルクで高速回転
し、しかも、低摩擦性のコーティング層３１，３５は、
回転始動時にほとんど摩耗することがないので、モータ
１の寿命は長い。

【００３２】回転始動後は、図１の矢印で示すように、
外部の気体１００がマグネットヨーク２６下端とベース
基板１７との隙間から入り込み、マグネットヨーク２６
の内部を通ってボス２３の気体流通穴２５内に入る。そ
して、スラスト受け用コーティング層３１の凸溝３２を
介して、スリーブ１１の軸挿入孔１２内に入り込み、軸
挿入孔１２を通って、モータ１の外部に排出される。

【００３３】このとき、凸溝３２が、上述したように、
スピンドル軸２１の回転方向に対応した渦巻き状をな
し、スリーブ１１の上面外縁から軸挿入孔１２に向かう
ように複数刻設されているので、凸溝３２は気体１００
に対するポンプ効果を有し、気体流通穴２５内の気体１
００は圧力的に軸挿入孔１２内に流入させられる。そし
て、軸挿入孔１２内の気体１００は、略くの字状の凹溝
３６によるポンプ効果により、圧力的に軸挿入孔１２か
らモータ１の外部に排出される。

【００３４】これにより、気体１００が気体流通穴２５
と軸挿入孔１２内をスムーズに流通すると共に、スリー
ブ１１とボス２３との間と、スリーブ１１とスピンドル
軸２１との間が、気体１００によって潤滑される。

【００３５】また、凹溝３６の回転によって、動圧効果
が生じ、この動圧効果によってスピンドル軸２１が径方
向に加重を受ける。このため、スピンドル軸２１は軸挿
入孔１２の中心軸状でスリーブ１１と非接触状態で回転
する。さらに、凸溝３２の動圧効果によってボス２３が
上方向に加重を受けるので、ロータ部２０全体がその荷
重に抗して浮上し、ボス２３はスリーブ１１の上面と非
接触状態で回転する。すなわち、回転の際、気体１００
はロータ部２０に対していわゆる軸受け作用を行う。

【００３６】このように、本実施例のモータ１によれ
ば、金属製のスリーブ１１とスピンドル軸２１及びボス
２３との間に、簡単に形成することができるスラスト受
け用コーティング層３１，ラジアル受け用コーティング
層３５を介在させた構成を採っているので、スリーブ１
１，スピンドル軸２１，ボス２３の摩耗を防止するため
の特別の部品や加工を必要せず、モータ１の設計負担を
軽減することができると共にそのコストダウンを図るこ
とができる。

【００３７】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、溝部をコ
ーティング層で形成するので、溝部を少ない工程で加工
することができ、しかも、溝部のエッジにバリが生じる
ことがない。このため、溝部加工のコストダウンと加工
精度の向上を図ることができる。また、このコーティン
グ層が低摩擦性の素材で形成されているので、ロータ部
の回転始動時に、ロータ部とステータ部とが接触して
も、摩擦による抵抗はほとんどない。したがって、ロー
タ部を小さいトルクで高速回転させることができ、しか
も、ロータ部とステータ部との接触部分がほとんど摩耗
しないので、装置の長寿化を図ることができる。さら
に、ロータ部とステータ部との接触部分の摩耗を防止す
るための特別の部品や加工を必要としないので、装置の
設計負担が軽減されると共に装置のコストダウンを図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るモータの断面図であ
る。

【図２】スラスト受け用コーティング層を示す平面図で
ある。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】ラジアル受け用コーティング層を示す正面図で
ある。

【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１ モータ １０ ステータ部 １１ スリーブ １１ａ スリーブ上面 ２０ ロータ部 ２１ スピンドル軸 ２１ａ スピンドル軸表面 ３０ 溝部 ３１ スラスト受け用コーティング層 ３５ ラジアル受け用コーティング層 ４０ 間隙 １００ 気体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータ部と、 このステータ部に対して非接触状態で回転可能なロータ
   部と、 このロータ部と上記ステータ部との対向面のいずれかに
   形成され、両対向面で画成される間隙に潤滑用の流体を
   流通させる溝部とを備えるモータにおいて、 上記溝部を、上記ロータ部とステータ部との対向面のい
   ずれかにコーティングされた低摩擦性素材のコーティン
   グ層で形成したことを特徴とする、モータ。
2. 【請求項２】 前記コーティング層は、 前記ロータ部の回転軸方向で対向する前記対向面のいず
   れかにコーティング形成されたスラスト受け用コーティ
   ング層と、 上記回転軸の径方向で対向する上記対向面のいずれかに
   コーティング形成されたラジアル受け用コーティング層
   とでなることを特徴とする、請求項１に記載のモータ。
3. 【請求項３】 前記スラスト受け用コーティング層は、
   前記ロータ部の回転方向に対応して渦巻く複数の凸溝で
   なり、 前記ラジアル受け用コーティング層は、上記ロータ部の
   回転方向に沿って凹設された複数の略くの字状の凹溝を
   有するものであることを特徴とする、請求項２に記載の
   モータ。
4. 【請求項４】 前記スラスト受け用コーティング層を、
   前記ステータ部の対向面に設け、 前記ラジアル受け用コーティング層を、前記ロータ部の
   対向面に設けたことを特徴とする、請求項２または請求
   項３に記載のモータ。