JP2000175400A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単かつ安価な構成で、特性の優れたスピンド
ルモータを提供する。 【解決手段】ブラケット２１の凹部２２に形成した円形
孔２３周縁のブラケット１に円筒部２４を一体形成し、
円筒部２４内に配設されたシャフト２５にリング状の抜
け止め部材２７を嵌着し、この抜け止め部材２７を挟ん
で焼結含油軸受から成る一対のすべり軸受２６ａ、２６
ｂを配設すべく、両すべり軸受２６ａ、２６ｂを円筒部
２４に内嵌すると共に、両すべり軸受２６ａ、２６ｂの
遊挿孔にシャフト２５を遊挿して摺動面を形成する。そ
して、円筒部２４に外嵌されたコア３１ａ及び巻線３１
ｂから成るステータ３１を凹部２２内に配設し、ハード
ディスクＤが載置されるハブ部材３２をシャフト２５の
上端部に嵌着し、ハブ部材３２の下面周縁部にロータヨ
ーク３３を取り付け、ロータヨーク３３の内側に駆動用
マグネット３４を嵌着して、ステータ３１に対向して配
設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ハードディス
ク、フロッピディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録
ディスクの駆動に用いられるスピンドルモータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】記録ディスクであるハードディスクの駆
動用のスピンドルモータでは、シャフトの支持にボール
ベアリングを使用するのが一般的である。しかしなが
ら、ボールベアリングを使用した場合、ボールベアリン
グ自体がすべり軸受よりも高価であり、モータの製造コ
ストの上昇を招くため、ボールベアリングと同等の特性
を有し、かつ安価に構成することが可能な軸受構造が望
まれる。

【０００３】ところで、すべり軸受である焼結含油軸受
は、ボールベアリングよりも安価である反面、回転精度
や寿命の点で劣ることから、通常は回転精度や寿命をあ
まり必要としない分野において利用される。

【０００４】しかしながら、このような焼結含油軸受を
用いる場合であっても、軸受隙間を小さくすること及び
それに伴う加工精度の向上、並びに真円形状以外の軸受
の開発といった近年の技術向上により、ボールベアリン
グよりもむしろ焼結含油軸受を用いる方が、いわゆる非
繰返し軸振れ（ＮＲＲＯ;Non Repetitive Runout）を改
善することができ、ハードディスクをはじめとする記録
ディスク駆動用のスピンドルモータに適用することが可
能な性能を有するようになってきている。

【０００５】即ち、焼結含油軸受等のすべり軸受を用い
ると、摺動面の面精度、焼結含油軸受とシャフトとの間
のギャップ長等の条件さえ満たせば、いわゆる流体潤滑
の状態となることから、固定部材（例えば焼結含油軸
受）と回転部材（例えばシャフト）とが非接触状態にな
ってボールベアリングよりもＮＲＲＯが改善される。

【０００６】また、ボールベアリングの場合、ボールと
内外輪が点接触に近く接触面積が小さいため、衝撃印加
時に圧力が集中して軸受が塑性変形しやすいのに比べ
て、焼結含油軸受等のすべり軸受では、シャフトとの間
の接触が面接触状態になって接触面積が大きくなり、衝
撃印加時における軸受の塑性変形が生じにくくなるとい
う利点がある。

【０００７】シャフトの軸受として、例えば焼結含油軸
受からなるすべり軸受を用いた従来のスピンドルモータ
としては、例えば特開平１０−２３７０２号公報に開示
されるものがある。

【０００８】このようなスピンドルモータにおいては、
一対のすべり軸受を軸線方向に離間して設けることで軸
受スパンを大きくし、上記したＮＲＲＯ特性を改善する
ことができるが、抜け止め部を軸受外部に有することか
ら、部材の加工及びモータの組立等に起因して軸受部の
軸線方向隙間が大きくなり、モータへの衝撃印加時にロ
ータの軸線方向の移動量が多くなり、ロータ上に載置さ
れる記録ディスクの破損等といった問題が生じるおそれ
がある。

【０００９】このような従来のスピンドルモータに対し
て、モータの軸線方向厚みを薄くすると共に、軸受内に
抜け止め部を構成して抜け止め部の軸線方向隙間を小さ
くしたスピンドルモータの一例を図２に示す。図２に示
すように、ブラケット１にはモータ収納スペースとして
の凹部２が形成され、ブラケット１の凹部２の中央部に
形成された円形孔３周縁のブラケット１にボス状の円筒
部４が一体形成され、この円筒部４内にシャフト５が配
設されている。

【００１０】そして、焼結含油軸受から成るすべり軸受
６はシャフト５の中央から下部にかけて外嵌されると共
に、円筒部４の内周下部に形成された段部７にすべり軸
受６の下面周縁部がほぼ当接された状態で円筒部４の内
側に嵌入されている。また、抜け止めリング８がシャフ
ト５の下部に外嵌されると共に、抜け止めリング８の上
面がすべり軸受６の下面に当接されてシャフト５のすべ
り軸受６からの上方への抜けが防止されている。尚、円
形孔３を閉塞するように設けられたスラスト受け９に抜
け止めリング８の下面及びシャフト５の下面が当接さ
れ、シャフト５の抜け止めリング８からの下方への抜け
が防止されている。

【００１１】更に図２に示すように、円筒体４に外嵌さ
れたコア１１ａ及びこのコア１１ａに巻装された巻線１
１ｂから成るステータ１１が凹部２内に配設され、アル
ミニウム等の非磁性材から成りハードディスクＤが載置
されるハブ１２が、シャフト５の上端部に嵌着され、鉄
等の磁性材から成るロータヨーク１３がハブ１２の下面
周縁部に取り付けられ、駆動用マグネット１４が、ロー
タヨーク１３の内側に嵌着され、ステータ１１に対向し
て配設されている。但し、図２において、１６はプリン
ト基板、１７はステータ１１の巻線１１ｂとプリント基
板１６とを接続する配線である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図２に示すよ
うに、１個のすべり軸受６だけでは、軸支持に関与する
長さ分に相当する軸受スパンはすべり軸受６の長さに留
まり、十分な軸受スパンを確保できないため、軸受スパ
ンの２乗に比例する軸受剛性も小さく、軸支持力が小さ
くなってＮＲＲＯが良くないという問題がある。

【００１３】また、このように軸受スパンが小さいと、
軸受にかかる荷重が大きくなるため、軸受の寿命が短く
なるという問題もある。

【００１４】この発明が解決しようとする課題は、簡単
かつ安価な構成で、特性の優れたスピンドルモータを提
供できるようにすることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明は、シャフトと、前記シャフトが遊挿さ
れる孔が形成され軸線方向に離間して配設される一対の
円筒状のすべり軸受と、前記両すべり軸受が内嵌される
スリーブ部材とを備え、前記シャフトの外周面と前記両
すべり軸受の孔の内周面との間には摺動面が形成される
と共に、前記シャフトの外周面にはほぼリング状を成す
抜け止め部材が前記両すべり軸受の間に位置して取り付
けられているいることを特徴としている。

【００１６】このような構成によれば、抜け止め部材に
よってシャフトの両軸受からの抜けが防止されると共
に、抜け止め部材を挟んで一対のすべり軸受が配設され
ていることから、従来のように１個のすべり軸受により
支持する場合に比べて、軸線方向上側に位置するすべり
軸受の上端から軸線方向下側に位置するすべり軸受の下
端までの部分が軸支持に関与することになるため、軸受
スパンを大きくでき、ＮＲＲＯの改善が図れる。

【００１７】また、軸受スパンが大きくなると、軸受に
かかる荷重を小さくして軸受の長寿命化が図れる。更
に、両すべり軸受とシャフトとの間の接触面積が大きく
なって衝撃印加時の軸受の塑性変形が生じにくくなっ
て、ボールベアリングの場合よりも耐衝撃性の向上が図
れる。また、すべり軸受自体がボールベアリングよりも
安価であるため、モータを安価に構成できる。

【００１８】このとき、両すべり軸受と抜け止め部材と
は必ずしも摺接する必要はないが、両すべり軸受と抜け
止め部材との間の軸線方向隙間（アキシャルギャップ）
が小さいほど、モータのロータ部分のがたつき（遊び）
が小さくなって耐衝撃性の向上が望めることから、両す
べり軸受と抜け止め部材との間のギャップをできるだけ
小さくすることが好ましい。

【００１９】ところで、抜け止め部材は、強度の面から
見れば完全なリング状であるのが好ましいが、必ずしも
完全なリング状である必要はなく、Ｃリング状のもので
あっても構わない。

【００２０】また、本発明は、前記シャフトの前記抜け
止め部材が取り付けられる部位は、前記両すべり軸受と
の摺動面よりも大径であることを特徴としている。こう
すれば、抜け止め部材をシャフトに取り付ける際にシャ
フトのすべり軸受との摺動面の面精度を損なうことが防
止され、高い回転精度を維持することができる。

【００２１】このとき、シャフトを部分的に太くするに
は、凹凸の付いた工具をシャフト部材に当てて転造する
ことで簡単に行える。

【００２２】更に、本発明は、前記シャフトが、回転部
材の一部を成すと共に、前記シャフトの一方の端部には
少なくとも１枚の記録ディスクが載置されるハブ部材が
固着されていることを特徴としている。こうすると、シ
ャフト及びハブ部材を介して、記録ディスクを損傷する
ことなく安定して回転駆動することができる。

【００２３】また、本発明は、前記両すべり軸受が、多
孔質材により形成されると共に軸受油が含浸されている
ことを特徴としている。

【００２４】このように構成すれば、スピンドルモータ
が高速回転することによって、多孔質材により形成され
たすべり軸受の孔中に含浸されシャフトとの摺動面に保
持される軸受油に動圧が生じ、両すべり軸受とシャフト
との間はいわゆる流体潤滑の状態になって非接触状態に
なるため、ボールベアリングを用いる場合に比べてＮＲ
ＲＯの面で非常に有利になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態について図
１を参照して説明する。但し、図１はスピンドルモータ
の断面図である。

【００２６】図１において、２１はモータ収納スペース
としての凹部２２が形成されたブラケット、２３はブラ
ケット２１の凹部２２の中央部に形成された円形孔、２
４は円形孔２３周縁のブラケット２１に一体形成された
スリーブ部材としての円筒部、２５は円筒部２４内に配
設されたシャフト、２６ａ、２６ｂは多孔質材による焼
結含油軸受から成る一対のすべり軸受、２７はリング状
の抜け止め部材である。

【００２７】このとき、両すべり軸受２６ａ、２６ｂに
はシャフト２５が遊挿される遊挿孔が形成されてこの遊
挿孔にシャフト２５が遊挿されると共に、両すべり軸受
２６ａ、２６ｂの遊挿孔の内周面とシャフト２５の外周
面との間に摺動面が形成される。更に、円筒部２４の内
周ほぼ中央部に内方に突出して突出部２８が形成され、
この突出部２８の上面に上側のすべり軸受２６ａの下面
周縁部が当接されると共に、突出部２８の下面に下側の
すべり軸受２６ｂの上面周縁部が当接された状態で円筒
部２４に両すべり軸受２６ａ、２６ｂが内嵌されてい
る。

【００２８】また、シャフト２５の抜け止め部材２７が
取り付けられる部位である下部は、両すべり軸受２６
ａ、２６ｂとの摺動面よりも盛り上がって大径に形成さ
れており、抜け止め部材２７はシャフト２５の盛り上が
った下部に外嵌されると共に、抜け止め部材２７の上面
が上側のすべり軸受２６ａの下面に、抜け止め部材２７
の下面が下側のすべり軸受２６ｂの上面に当接して配設
されて、シャフト２５の両すべり軸受２６ａ、２６ｂか
らの上下への抜けが防止されている。尚、このようにシ
ャフト２５を部分的に大径にするには、周知のように凹
凸の付いた工具をシャフト部材に当てて転造することで
実現可能である。

【００２９】更に、図１において、３１は円筒部２４に
外嵌されたコア３１ａ及びこのコア３１ａに巻装された
巻線３１ｂから成り凹部２２内に配設されたステータ、
３２はアルミニウム等の非磁性材から成りシャフト２５
の上端部に嵌着されハードディスクＤが載置されるハブ
部材、３３は鉄等の磁性材から成りハブ部材３２の下面
周縁部に取り付けられたロータヨーク、３４は駆動用マ
グネットであり、ロータヨーク３３の内側に嵌着され、
ステータ３１に対向して配設されている。但し、３６は
プリント基板、３７はステータ３１の巻線３１ｂとプリ
ント基板３６とを接続する配線である。

【００３０】ところで、このような構成のスピンドルモ
ータの組立手順について簡単に説明すると、以下の通り
である。まず、シャフト２５の所定部位に抜け止め部材
２７を圧入し、ステータ３１等が取り付けられたブラケ
ット２１の円筒部２４に、上側のすべり軸受２６ａを圧
入した後、抜け止め部材２７を圧入したシャフト２５を
すべり軸受２６ａの内側に挿入し、その後ロータヨーク
３３が取り付けられたハブ部材３２をシャフト２５の上
端部に嵌着し、最後に下側のすべり軸受２６ｂを円筒部
２４に下方から圧入する。

【００３１】このとき、両すべり軸受２６ａ、２６ｂと
同じ軸上の抜け止め部材２７を挟んで両すべり軸受２６
ａ、２６ｂを配設する構成であるため、近年の加工技術
の向上に伴って抜け止め部材２７の両端面を高精度に加
工することができ、両すべり軸受２６ａ、２６ｂと抜け
止め部材２７との間の隙間を非常に小さく（例えば１０
μｍ程度）することができて、ハードディスク等の駆動
用モータへの適用が可能になるのである。

【００３２】従って、抜け止め部材２７を挟んで一対の
すべり軸受２６ａ、２６ｂをシャフト２５に配設するこ
とで、抜け止め部材２７によってシャフト２５の両すべ
り軸受２６ａ、２６ｂからの抜けを防止できると共に、
軸受スパンを大きくすることが可能になる。

【００３３】そして、軸受スパンを大きくできれば、軸
受スパンの２乗に比例する軸受剛性を大きくすることが
可能になり、これにより軸支持力も大きくすることがで
きてＮＲＲＯの改善を図ることが可能になると共に、両
すべり軸受２６ａ、２６ｂにかかる荷重を小さくして両
すべり軸受２６ａ、２６ｂの長寿命化を図ることができ
る。また、すべり軸受２６ａ、２６ｂ自体がボールベア
リングよりも安価であるため、モータを安価に構成する
ことが可能になる。

【００３４】更に、モータが高速回転することによっ
て、多孔質材により形成された両すべり軸受２６ａ、２
６ｂの孔中に含浸されシャフト２５との摺動面に保持さ
れる軸受油に動圧が生じて、両すべり軸受２６ａ、２６
ｂとシャフト２５との間は、いわゆる流体潤滑の状態に
なって非接触状態になることから、ボールベアリングを
用いる場合に比べてＮＲＲＯの面で非常に有利である。

【００３５】また、両すべり軸受２６ａ、２６ｂとシャ
フト２５との間の接触面積が大きくなり、これにより衝
撃印加時の両すべり軸受２６ａ、２６ｂの塑性変形が生
じにくくなって、ボールベアリングの場合よりも耐衝撃
性の向上を図ることが可能になる。

【００３６】このように、上記した実施形態によれば、
１個のすべり軸受によりシャフトを支持する構成（図２
参照）に比べて、軸受スパンを大きくしてＮＲＲＯ、寿
命を大きく改善でき、ボールベアリングを用いた場合と
比較しても、非常に安価で済み、ＮＲＲＯ及び耐衝撃性
が同等か、或いはボールベアリングを用いた場合よりも
優れ、良好な特性を有するスピンドルモータを得ること
が可能になる。

【００３７】また、両すべり軸受２６ａ、２６ｂと抜け
止め部材２７とが当接し、両すべり軸受２６ａ、２６ｂ
と抜け止め部材２７との間のアキシャルギャップが非常
に小さいため、モータのロータ部分のがたつき（遊び）
が小さくなって耐衝撃性を向上することができる。

【００３８】更に、シャフト２５の抜け止め部材２７の
取り付け部位を両すべり軸受２６ａ、２６ｂとの摺動面
よりも大径にしているため、抜け止め部材２７をシャフ
ト２５に取り付ける際に、シャフト２５の両すべり軸受
２６ａ、２６ｂとの摺動面の面精度を損なうことを防止
でき、高い回転精度を維持することが可能になる。ま
た、抜け止め部材２７をリング状にしたため、抜け止め
部材２７の強度を大きくすることができ、衝撃等による
抜け止め部材２７の破損を防止することが可能になる。

【００３９】なお、上記した実施形態では、両すべり軸
受２６ａ、２６ｂと抜け止め部材２７とが当接している
場合について説明したが、両すべり軸受２６ａ、２６ｂ
と抜け止め部材２７とは必ずしも当接している必要はな
く、両すべり軸受２６ａ、２６ｂと抜け止め部材２７と
許容できる範囲内で離間して配設されていても構わな
い。

【００４０】また、上記した実施形態では、抜け止め部
材２７をリング状にした場合について説明したが、抜け
止め部材２７は必ずしも完全なリング状である必要はな
く、Ｃリング状のものであっても構わない。

【００４１】更に、上記した実施形態では、シャフト２
５が回転するように構成した場合について説明したが、
シャフト２５が固定の場合であってもこの発明を同様に
実施することができ、上記した実施形態と同等の効果を
得ることができる。この場合、図１におけるブラケット
２１がハブ部材に、ハブ部材３２がブラケットに相当す
るような構成となる。

【００４２】また、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、ＮＲＲＯ及び耐衝撃性を改善することができる
と共に、長寿命化を図ることができ、特性の優れた記録
ディスク駆動用のスピンドルモータを簡単かつ安価に提
供することができる。

【００４４】また、請求項２に記載の発明によれば、抜
け止め部材をシャフトに取り付ける際にシャフトのすべ
り軸受との摺動面の面精度を損なうことが防止され、高
い回転精度を維持することができる。

【００４５】また、請求項３に記載の発明によれば、シ
ャフト及びハブ部材を介して、記録ディスクを損傷する
ことなく安定して回転駆動することが可能になる。

【００４６】また、請求項４に記載の発明によれば、ス
ピンドルモータが高速回転することによって、多孔質材
により形成されたすべり軸受の孔中に含浸されシャフト
との摺動面に保持される軸受油に動圧が生じ、両すべり
軸受とシャフトとの間はいわゆる流体潤滑の状態になっ
て非接触状態になるため、ボールベアリングを用いる場
合に比べてＮＲＲＯの面で非常に有利になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の断面図である。

【図２】この発明の比較例の断面図である。

【符号の説明】

２４ 円筒部（スリーブ部材） ２５ シャフト ２６ａ、２６ｂ すべり軸受 ２７ 抜け止め部材 ３２ ハブ部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトと、前記シャフトが遊挿される
   孔が形成され軸線方向に離間して配設される一対の円筒
   状のすべり軸受と、前記両すべり軸受が内嵌されるスリ
   ーブ部材とを備え、前記シャフトの外周面と前記両すべ
   り軸受の孔の内周面との間には摺動面が形成されると共
   に、前記シャフトの外周面にはほぼリング状を成す抜け
   止め部材が前記両すべり軸受の間に位置して取り付けら
   れているいることを特徴とするスピンドルモータ。
2. 【請求項２】 前記シャフトの前記抜け止め部材が取り
   付けられる部位は、前記両すべり軸受との摺動面よりも
   大径であることを特徴とする請求項１に記載のスピンド
   ルモータ。
3. 【請求項３】 前記シャフトが、回転部材の一部を成す
   と共に、前記シャフトの一方の端部には少なくとも１枚
   の記録ディスクが載置されるハブ部材が固着されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のスピンドル
   モータ。
4. 【請求項４】 前記両すべり軸受が、多孔質材により形
   成されると共に軸受油が含浸されていることを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれかに記載のスピンドルモー
   タ。