JPH09219952A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、モータ回転時の振動の低減、軸方
向の動きの規制を図ると共に、回転子とモータ基台とを
同電位とするようにしている。 【解決手段】 スピンドルハブ１７の回転軸１８には溝
１９，１９が形成されており、軸受筒１６と溝１９，１
９と潤滑油とで、動圧流体軸受手段２０が構成されてい
る。モータ基台１１の下部の閉塞板２２の上面には、ス
ラスト受部材２３が配設されている。このスラスト受部
材２３は、サファイヤからなる本体部材２３ａの上面に
グラファイトを塗装焼き付けして導電性の膜２３ｂをコ
ーティングして構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスクや、
光ディスク装置など情報記憶装置に搭載される小形で精
密なモータに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】例えば、ハードディス
クドライブ装置に用いられる小形の精密なスピンドルモ
ータは、図５に示すように構成されたものがある。すな
わち、モータ基台１には、軸受スリーブ２が形成され、
この軸受スリーブ２の外周面には、ステータコア３に巻
線４を施して構成された固定子５が配設されている。

【０００３】回転子であるスピンドルハブ６は、その回
転軸７が前記軸受スリーブ２の内周面に、ボールベアリ
ング８を介して回転自在に支承されている。また、スピ
ンドルハブ６の外周部６ａは前記固定子５の外周囲に立
ち下がる形状をなしており、この外周部６ａの内周面に
永久磁石９が取付けられている。

【０００４】上述のスピンドルモータを備えたハードデ
ィスクドライブ装置は、周知のように、磁気ディスク上
に、あるトラック幅をもって磁気情報を記憶する装置で
ある。このものでは、同一サイズでの記憶容量向上が要
求されており、そのためにはトラック幅を狭くする必要
がある。その際、回転の中心であるスピンドルモータに
非同期な軸振れとして示される振動があると、情報をデ
ィスクに読み書きする場合にトラックから外れるなど、
記憶情報に正確さがなくなるという問題が生じる。その
ため、トラック幅を狭くできず、記憶容量を大きくでき
ないという問題があった。

【０００５】このスピンドルモータの振動発生の原因
は、軸受部の組み立て精度や、軸受の部品精度であるこ
とが多く、特にボールベアリングのように必ず接触部が
ありながら回転するものには、どうしても振動が発生し
やすい事情にある。つまり、ボールベアリングは、周知
のように、内外周リング内にボールを多数配列して構成
されており、このボールはそれぞれ高精度で作られてい
るが、やはり、個々に精度にばらつきがあり、回転時に
どうしてもこのボールによる振動が発生する虞がある。

【０００６】この対策として、実開平３−１０３５９号
公報に示されるように、回転軸あるいはこれと嵌合する
軸受筒のいずれかに例えばヘリングボーン状の溝を設け
ると共に、回転軸と軸受筒との間に流体例えば油を充填
し、回転時に発生する油の動圧によって非接触で回転軸
を安定して回転させるようにした構成がある。

【０００７】ところが、回転軸が軸受筒と接触しないた
め、電気的に浮いた状態にあり、回転子の上に配置され
て回転する磁気ディスクがノイズなどの影響を受けやす
いという問題がある。また、回転軸が軸方向に規制され
ないため、回転子が軸方向に動く虞があり、ディスクに
読み書きをする磁気ヘッドを傷めたりする虞があった。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、モータ回転時の振動を低減できると
共に、軸方向の動きを少なくでき、さらには、回転子と
モータ基台とを同電位とすることが可能となるモータを
提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、モータ基台に
設けられ、ステータコアに巻線を施して構成された固定
子と、導電材料からなる回転軸およびこれと一体回転す
る永久磁石とを有して構成され動圧流体軸受手段を介し
て回転自在に設けられた回転子と、導電材料から構成さ
れて前記モータ基台に電気的に接続された状態に設けら
れ、前記回転軸の端部にかかる軸方向負荷を受けるスラ
スト受部材とを含んで構成される。

【００１０】この構成によれば、回転子が回転する場
合、これが動圧流体軸受手段を介して回転自在に支承さ
れる。この場合、回転子の回転軸は、流体の動圧によっ
て非接触状態に支承されるものであり、もって、振動の
発生が低減される。また、回転軸の端部にかかる軸方向
負荷はスラスト受部材により受けられる。この場合回転
軸は、モータ基台側に対して非接触であるが、スラスト
受部材が導電性を有するから、モータ基台と同電位とす
ることができるようになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例を図
１および図２を参照しながら説明する。図１には、ハー
ドディスクドライブ装置に用いられる小形の精密なスピ
ンドルモータの全体構成を示している。同図において、
金属製のモータ基台１１には、円筒状の軸受スリーブ１
２が形成されている。この軸受スリーブ１２の外周面に
は、ステータコア１３に巻線１４を施して構成された固
定子１５が配設されている。また、軸受スリーブ１２の
内周面には、軸受筒１６が嵌着されている。

【００１２】回転子であるスピンドルハブ１７におい
て、その回転軸１８は、導電材料から構成されており、
この回転軸１８の外周面の上部および下部には、ヘリン
グボーン形状の溝１９，１９が形成されている。また、
回転軸１８を支承する軸受筒１６の内周面の回転軸１８
の溝１９，１９間に対応する部分の内径寸法は、溝１
９，１９に対応する部分の内径寸法より若干大きく形成
されているため、回転抵抗の低減が図れ、さらには、流
体が潤滑油である場合には、この部分が油溜まりとして
機能する。

【００１３】さらに、回転軸１８の図中下端側は、軸中
心を頂点とするほぼ球状に形成されているため、後述す
るスラスト受部材２３との接触は点となり、これによっ
ても回転抵抗の低減を図ることができ、また、軸中心で
の接触となるので、安定した回転を得ることができる。

【００１４】そして、この回転軸１８と前記軸受筒１６
との間には流体例えば潤滑油（図示せず）が充填されて
いる。上記溝１９，１９と軸受筒１６と潤滑油とで、動
圧流体軸受手段２０が構成されている。しかして、スピ
ンドルハブ１７は、上記動圧流体軸受手段２０により回
転自在に設けられている。また、スピンドルハブ１７の
外周部１７ａは前記固定子１５の外周囲に立ち下がる形
状をなしており、この外周部１７ａの内周面に永久磁石
２１が取付けられている。

【００１５】一方、前記モータ基台１１の下部には前記
軸受スリーブ１２下面を閉塞するところの金属板からな
る閉塞板２２が設けられており、この閉塞板２２の上面
すなわち前記回転軸１８下端と対向する部位には、スラ
スト受部材２３が配設されている。このスラスト受部材
２３は、図２に示すように、例えばサファイヤからなる
本体部材２３ａの表面（上面）に導電材料例えばグラフ
ァイトを塗装焼き付けして導電性の膜２３ｂをコーティ
ングして構成されている。そして、膜２３ｂと閉塞板２
２とは導体２４により導通されている。なお、上記本体
部材２３ａは、サファイヤ以外、ルビーやセラミックス
でも良く、また、膜２３ｂはグラファイト以外、銀、白
金あるいはチタンでも良い。

【００１６】上記構成において、固定子１５の巻線１４
が図示しないモータ駆動回路により通電制御されると、
磁気デスクが装着されたスピンドルハブ１７が回転され
る。この場合、回転軸１８は、動圧流体軸受手段２０に
よって非接触状態に支承される。すなわち、回転軸１８
が回転すると、軸受筒１６内周面と溝１９と潤滑油とに
より動圧が発生し、回転軸１８が軸受筒１６に対して非
接触状態で円滑に回転する。これによって、振動の発生
を低減できる。これにより、磁気ディスクのトラック幅
を狭くすることが可能となり、記憶容量アップに寄与で
きる。

【００１７】また、回転軸１８の端部にかかる軸方向負
荷（下方向負荷）はスラスト受部材２３により受けら
れ、もって、回転子たるスピンドルハブ１７が軸方向に
動くことをなくすことができ、もって、磁気ヘッドを傷
めたりすることもない。この場合回転軸１８は、モータ
基台１１側に対して非接触であるが、スラスト受部材２
３が導電性を有するから、モータ基台１１と同電位とす
ることができ、アースに落とすことにより、磁気ディス
クなどへのノイズの侵入を防止することができる。

【００１８】特に本実施例では、スラスト受部材２３の
本体部材２３ａをサファイヤから構成したことにより、
硬度が高く、しかも表面粗度を０．１μｍ以下とするこ
とができ（表面精度を極めて高くでき）、従って、この
本体部材２３ａの表面にコーティングされた膜２３ｂの
表面精度も高くなり、電気的導通を図りながらスピンド
ルハブ１７の軸方向の動きを極めて良好に抑えることが
できる。

【００１９】図３は本発明の第２の実施例を示してお
り、同図においては、スラスト受部材３１の構成が第１
の実施例と異なる。すなわち、このスラスト受部材３１
は、例えばルビーからなる本体部材３１ａの表面に金属
イオン３１ｂを注入し、該本体部材３１ａの表面を導電
材質に加工したものである。すなわち、本体部材３１ａ
のルビー単結晶格子内に金属イオン３１ｂを高エネルギ
ーで拡散させ、ルビーそのものの物性を変化させ、ルビ
ーそのものの硬度、耐摩耗性を高くしている。この金属
イオン３１ｂは導体３２により閉塞板２２に導通されて
いる。

【００２０】この第２の実施例によれば、スラスト受部
材３１の導電性を確保しつつ、表面精度および硬度をさ
らに高めることができ、スピンドルハブ１７の軸方向へ
の動きをさらに規制できると共に、使用寿命も長くでき
る。なお、本体部材３１ａの材料としては、サファイヤ
あるいはセラミックスでも良い。

【００２１】図４は、本発明の第３の実施例を示してお
り、同図においては、動圧流体軸受手段４１の構成が第
１の実施例と異なる。すなわち、この動圧流体軸受手段
４１においては、第１の実施例の軸受筒１６に代えて、
宝石軸受４２を設け、そして潤滑油は用いずに流体とし
て空気を用いた点が第１の実施例と異なる。この宝石軸
受４２は、ルビーやサファイヤを用いて構成されてお
り、軸受硬度が高く、また表面精度も高く（表面粗度は
０．１μｍ以下である）、摩擦が少なく耐摩耗性に優れ
ており、この結果、流体として空気を用いても何等差支
えがなく、もって、オイルミストの発生も防止できる。
なお、上記各実施例では、本発明をスピンドルモータに
適用して説明したが、これ以外のモータにも適用できる
ことはもちろんである。

【００２２】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、次の効果を得ることができる。請求項１の発明によ
れば、回転子の回転軸を動圧流体軸受手段を介して回転
自在に支承しているから、回転軸を、流体の動圧によっ
て非接触状態に支承することができ、もって、振動の発
生を低減でき、また、回転軸の端部にかかる軸方向負荷
をスラスト受部材により受けるようにしたから、軸方向
の動きも規制することができ、さらには、このスラスト
受部材を導電性を有する構成としたから、モータ基台と
同電位とすることができる。

【００２３】請求項２の発明によれば、動圧発生用の溝
間に対応する軸受筒部分の内径寸法を、儀溝に対応する
軸受部分の内径寸法より大きく形成したから、溝間の回
転抵抗の低減を図ることができる。請求項３の発明によ
れば、回転軸のスラスト受部材側の端部を、回転軸中心
部を頂点とする曲面状に形成したから、回転抵抗の低減
が図れると共に、安定した回転を得ることができる。

【００２４】請求項４の発明によれば、スラスト受部材
を、ルビーやサファイヤあるいはセラミックスからなる
本体部材の表面に導電材料からなる膜をコーティングし
て構成したから、電気的導通を図りながら回転子の軸方
向の動きを極めて良好に規制することができる。請求項
５の発明によれば、上記膜を、グラファイト、銀、白金
あるいはチタンから構成したから、スラスト受部材の導
電性に良好に確保できる。

【００２５】請求項６の発明によれば、スラスト受部材
を、ルビーやサファイヤあるいはセラミックスからなる
本体部材の表面に金属イオンを注入し、該本体部材の表
面を導電材質に加工する構成としたから、スラスト受部
材の導電性を確保しつつ、表面精度および硬度をさらに
高めることができ、回転子の軸方向への動きをさらに規
制できると共に、使用寿命も長くできる。

【００２６】請求項７の発明によれば、動圧流体軸受手
段を、回転軸に形成された動圧発生用の溝と、この回転
軸外周面に対応する宝石軸受とから構成したから、摩擦
が少なく耐摩耗性に優れており、もって、流体として空
気を用いても何等差支えがなく、オイルミストの発生も
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す全体の縦断側面図

【図２】スラスト受部材部分の縦断側面図

【図３】本発明の第２の実施例を示すスラスト受部材部
分の縦断側面図

【図４】本発明の第３の実施例を示す全体の縦断側面図

【図５】従来例を示す全体の縦断側面図

【符号の説明】

１１はモータ基台、１３はステータコア、１４は巻線、
１５は固定子、１６は軸受筒、１７はスピンドルハブ
（回転子）、１８は回転軸、１９は溝、２０は動圧流体
軸受手段、２１は永久磁石、２２は閉塞板、２３はスラ
スト受部材、２３ａは本体部材、２３ｂは膜、３１はス
ラスト受部材、３１ａは本体部材、３１ｂは金属イオ
ン、４１は動圧流体軸受手段、４２は宝石軸受を示す

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ基台に設けられ、ステータコアに
   巻線を施して構成された固定子と、 導電材料からなる回転軸およびこれと一体回転する永久
   磁石を有して構成され動圧流体軸受手段を介して回転自
   在に設けられた回転子と、 導電性を有し前記モータ基台に電気的に接続された状態
   に設けられ、前記回転軸の端部にかかる軸方向負荷を受
   けるスラスト受部材とを備えてなるモータ。
2. 【請求項２】 動圧流体軸受手段は、回転軸に形成され
   た複数の動圧発生用の溝と、回転軸外周面に対応する軸
   受筒とから構成され、前記動圧発生用の溝間に対応する
   軸受筒部分の内径寸法は、溝に対応する軸受筒部分の内
   径寸法より大きいことを特徴とする請求項１記載のモー
   タ。
3. 【請求項３】 回転軸のスラスト受部材側の端部は、回
   転軸中心部を頂点とする曲面状に形成されていることを
   特徴とする請求項１記載のモータ。
4. 【請求項４】 スラスト受部材は、ルビーやサファイヤ
   あるいはセラミックスからなる本体部材の表面に導電材
   料からなる膜をコーティングした構成であることを特徴
   とする請求項１ないし３記載のモータ。
5. 【請求項５】 膜は、グラファイト、銀、白金あるいは
   チタンであることを特徴とする請求項４記載のモータ。
6. 【請求項６】 スラスト受部材は、ルビーやサファイヤ
   あるいはセラミックスからなる本体部材の表面に金属イ
   オンを注入し、該本体部材の表面を導電材質に加工した
   構成であることを特徴とする請求項１ないし３記載のモ
   ータ。
7. 【請求項７】 動圧流体軸受手段は、回転軸に形成され
   た動圧発生用の溝と、この回転軸外周面に対応する宝石
   軸受とから構成されていることを特徴とする請求項１記
   載のモータ。