JP2000184652A - スピンドルモータ - Google Patents
スピンドルモータInfo
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- rolling element
- spindle
- rotor
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
- H02K5/173—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
- H02K5/1737—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/303—Parts of ball or roller bearings of hybrid bearings, e.g. rolling bearings with steel races and ceramic rolling elements
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スピンドルモータのボールベアリング部
分を改良した。 【解決手段】 内輪２６および外輪２７と、これら内輪
２６および外輪２７の間に転動体２８を介装して形成し
たボールベアリング２５をスピンドル軸とロータとの間
に設けたスピンドルモータにおいて、ボールベアリング
２５の内輪２６および外輪２７を鋼材で、転動体２８を
セラミックス材で形成し、この構造のボールベアリング
２５を一対にしてスピンドル軸とロータとの間に設け
た。スピンドルモータが高速回転しても転動体２８の遠
心力が大きくならないから、振動特性が向上し、寿命も
長くなる。
分を改良した。 【解決手段】 内輪２６および外輪２７と、これら内輪
２６および外輪２７の間に転動体２８を介装して形成し
たボールベアリング２５をスピンドル軸とロータとの間
に設けたスピンドルモータにおいて、ボールベアリング
２５の内輪２６および外輪２７を鋼材で、転動体２８を
セラミックス材で形成し、この構造のボールベアリング
２５を一対にしてスピンドル軸とロータとの間に設け
た。スピンドルモータが高速回転しても転動体２８の遠
心力が大きくならないから、振動特性が向上し、寿命も
長くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばハードデ
ィスク装置やビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）等に使用
されるスピンドルモータの改良に関するものである。
ィスク装置やビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）等に使用
されるスピンドルモータの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スピンドルモータを使用する機器は種々
あるが、そのうちの一つとしてパーソナルコンピュータ
に組み込まれる小型のハードディスク装置は、図２に示
すような構造のスピンドルモータを組み込んで、高速で
回転させるようにしてある。このスピンドルモータ１
は、スピンドル軸２の外周面とスリーブ状のロータ３の
内周面との間に、一対のボールベアリング４，４を設け
て、ロータ３がスピンドル軸２に対して高速回転できる
ようにしてある。上方のボールベアリング４の上部には
スピンドル軸２とロータ３との間にシールゴム５が介装
されており、外部からボールベアリング４側に塵埃が侵
入するのを防止するようにしてある。
あるが、そのうちの一つとしてパーソナルコンピュータ
に組み込まれる小型のハードディスク装置は、図２に示
すような構造のスピンドルモータを組み込んで、高速で
回転させるようにしてある。このスピンドルモータ１
は、スピンドル軸２の外周面とスリーブ状のロータ３の
内周面との間に、一対のボールベアリング４，４を設け
て、ロータ３がスピンドル軸２に対して高速回転できる
ようにしてある。上方のボールベアリング４の上部には
スピンドル軸２とロータ３との間にシールゴム５が介装
されており、外部からボールベアリング４側に塵埃が侵
入するのを防止するようにしてある。
【０００３】ロータ３の下部には凹部３ａが形成されて
おり、この凹部３ａには、コイル６を巻回したステータ
７が設けられている。凹部３ａの内周にはリング状のマ
グネット８が取付けられており、ステータ７に接触しな
いようにして対向している。スピンドル軸２の下端には
皿状のプレート９が嵌合により取付けられており、その
一部に形成された突条部９ａにより、ステータ７を支持
している。
おり、この凹部３ａには、コイル６を巻回したステータ
７が設けられている。凹部３ａの内周にはリング状のマ
グネット８が取付けられており、ステータ７に接触しな
いようにして対向している。スピンドル軸２の下端には
皿状のプレート９が嵌合により取付けられており、その
一部に形成された突条部９ａにより、ステータ７を支持
している。
【０００４】上記構造のスピンドルモータ１は、図示し
ない制御回路からの交流電流をコイル６に供給すること
によって発生する磁束流と、マグネット８の磁力線との
干渉により、ロータ３が高速で回転する。この回転によ
る荷重は、一対のボールベアリング４，４を介してスピ
ンドル軸２で支持される。
ない制御回路からの交流電流をコイル６に供給すること
によって発生する磁束流と、マグネット８の磁力線との
干渉により、ロータ３が高速で回転する。この回転によ
る荷重は、一対のボールベアリング４，４を介してスピ
ンドル軸２で支持される。
【０００５】この種のスピンドルモータ１に主に使用さ
れるボールベアリング４は、内径寸法が４ｍｍで外径寸
法が８ｍｍ程度のものから、内径寸法が６ｍｍで外径寸
法が１５ｍｍ程度のものであり、いわゆるミニチュアベ
アリングと称されるものである。
れるボールベアリング４は、内径寸法が４ｍｍで外径寸
法が８ｍｍ程度のものから、内径寸法が６ｍｍで外径寸
法が１５ｍｍ程度のものであり、いわゆるミニチュアベ
アリングと称されるものである。
【０００６】このボールベアリング４は、図３に示すよ
うに、それぞれ外周面に内輪軌道１０ａを有する内輪１
０と、内周面に外輪軌道１１ａを有する外輪１１および
これら内輪軌道１０ａと外輪軌道１１ａの間に保持器１
２によって保持された複数個の転動体（ボール）１３と
から構成されている。内輪１０、外輪１１および転動体
１３は高炭素クロム鋼（ＳＵＪ２または、これの相当
品）で製作されており、内輪軌道１０ａ、外輪軌道１１
ａの表面硬度と転動体１３の表面硬度（ロックウェル硬
さ）は、それぞれ約ＨＲＣ６２である。転動体１３の外
側にはシール板１４，１４が設けられており、内輪軌道
１０ａと外輪軌道１１ａとの間に注入されたグリース
が、外部に飛散しないようにしてある。
うに、それぞれ外周面に内輪軌道１０ａを有する内輪１
０と、内周面に外輪軌道１１ａを有する外輪１１および
これら内輪軌道１０ａと外輪軌道１１ａの間に保持器１
２によって保持された複数個の転動体（ボール）１３と
から構成されている。内輪１０、外輪１１および転動体
１３は高炭素クロム鋼（ＳＵＪ２または、これの相当
品）で製作されており、内輪軌道１０ａ、外輪軌道１１
ａの表面硬度と転動体１３の表面硬度（ロックウェル硬
さ）は、それぞれ約ＨＲＣ６２である。転動体１３の外
側にはシール板１４，１４が設けられており、内輪軌道
１０ａと外輪軌道１１ａとの間に注入されたグリース
が、外部に飛散しないようにしてある。
【０００７】ハードディスク装置用のスピンドルモータ
としては、図２に示した構造のほかに、図４に示すよう
な構造のものも知られている。この図４に示したスピン
ドルモータ１５は、スピンドル軸１６が小径部１６ａと
大径部１６ｂの段付き構造になっている。そして、その
小径部１６ａには内輪１７が、嵌合と接着により固定さ
れている。
としては、図２に示した構造のほかに、図４に示すよう
な構造のものも知られている。この図４に示したスピン
ドルモータ１５は、スピンドル軸１６が小径部１６ａと
大径部１６ｂの段付き構造になっている。そして、その
小径部１６ａには内輪１７が、嵌合と接着により固定さ
れている。
【０００８】この内輪１７と、その外周部に配設された
円筒形状の１個の外輪１８およびこれらの間に介装さ
れ、保持器１９で保持された転動体２０で、上部のボー
ルベアリング２１を構成する。このため、内輪１７の外
周面には内輪軌道１７ａが、また、外輪１８の内周面に
は２本の外輪軌道１８ａ，１８ｂが設けられて、そのう
ちの１本の外輪軌道１８ａが対向している。
円筒形状の１個の外輪１８およびこれらの間に介装さ
れ、保持器１９で保持された転動体２０で、上部のボー
ルベアリング２１を構成する。このため、内輪１７の外
周面には内輪軌道１７ａが、また、外輪１８の内周面に
は２本の外輪軌道１８ａ，１８ｂが設けられて、そのう
ちの１本の外輪軌道１８ａが対向している。
【０００９】スピンドル軸１６の大径部１６ｂの外周面
には環状の内輪軌道１６ｃが形成されており、前述の外
輪１８の内周面に形成された２本の外輪軌道１８ａ，１
８ｂのうちの下方の外輪軌道１８ｂとの間に、保持器２
２で保持された転動体２３が介装されて、下部のボール
ベアリング２４を形成している。外輪１８の外周には、
ロータ３が嵌合により一体化している。他の構造は、図
２のものと変わらないので、同一の符号を付して説明を
省略する。また、ステータ７のコイル６に通電してロー
タ３が回転する作用も、図２のものと変わるところはな
い。
には環状の内輪軌道１６ｃが形成されており、前述の外
輪１８の内周面に形成された２本の外輪軌道１８ａ，１
８ｂのうちの下方の外輪軌道１８ｂとの間に、保持器２
２で保持された転動体２３が介装されて、下部のボール
ベアリング２４を形成している。外輪１８の外周には、
ロータ３が嵌合により一体化している。他の構造は、図
２のものと変わらないので、同一の符号を付して説明を
省略する。また、ステータ７のコイル６に通電してロー
タ３が回転する作用も、図２のものと変わるところはな
い。
【００１０】ところで、最近のハードディスク装置の小
型化、高密度化傾向は著しく、特に３．５インチ以下の
小型ハードディスク装置の高密度化が急激に進んでお
り、また、携帯用のノートブック型パーソナルコンピュ
ータに搭載される２．５インチハードディスク装置は、
本体の厚さが薄く、かつディスクの直径が小さくなって
いるにも拘らず、３．５インチハーデディスク装置と同
様の記録容量が要求されてきているため、２．５インチ
ハードディスク装置では、線記録密度トラック密度とも
に高くなっており、現在では１０ＫＴＰＩ〜１４ＫＴＰ
Ｉ（ＴＰＩ：Ｔｒａｃｋ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）という高
いトラック密度になっている。
型化、高密度化傾向は著しく、特に３．５インチ以下の
小型ハードディスク装置の高密度化が急激に進んでお
り、また、携帯用のノートブック型パーソナルコンピュ
ータに搭載される２．５インチハードディスク装置は、
本体の厚さが薄く、かつディスクの直径が小さくなって
いるにも拘らず、３．５インチハーデディスク装置と同
様の記録容量が要求されてきているため、２．５インチ
ハードディスク装置では、線記録密度トラック密度とも
に高くなっており、現在では１０ＫＴＰＩ〜１４ＫＴＰ
Ｉ（ＴＰＩ：Ｔｒａｃｋ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）という高
いトラック密度になっている。
【００１１】また、最近では、３．５インチ、２．５イ
ンチハードディスク装置ともに回転数を上げて転送速度
を上げる要求が著しく３．５インチハードディスク装置
における回転数は、５，４００〜７，２００ｒｐｍと高
速回転で使用されており、機種によっては１０，０００
ｒｐｍを超える高い回転数で使用されるものもある。
ンチハードディスク装置ともに回転数を上げて転送速度
を上げる要求が著しく３．５インチハードディスク装置
における回転数は、５，４００〜７，２００ｒｐｍと高
速回転で使用されており、機種によっては１０，０００
ｒｐｍを超える高い回転数で使用されるものもある。
【００１２】このような小型ハードディスク装置に組み
込まれる軸受では、転動体と内外輪の軌道が局所的な繰
り返し応力を受けて使用されるため、軌道面や転動体面
が転がり疲労によって面荒れが生じ、振動の増加や音響
特性（ノイズ特性）が劣化してしまうと共に、軸受の寿
命が短くなってしまうことになった。このため、軌道面
や転動体面の摩耗や損傷を防止するために、ボールベア
リングの内外輪や転動体は通常、高炭素クロム鋼（ＳＵ
Ｊ２またはＳＵＪ２相当）から作られ、これらの表面硬
度は、ＨＲＣ５８〜６４の高硬度に焼き入れを行ってい
る。また、耐食性維持を目的とした機種によっては、マ
ルテンサイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４４０Ｃ相当）を
用いる場合もある。
込まれる軸受では、転動体と内外輪の軌道が局所的な繰
り返し応力を受けて使用されるため、軌道面や転動体面
が転がり疲労によって面荒れが生じ、振動の増加や音響
特性（ノイズ特性）が劣化してしまうと共に、軸受の寿
命が短くなってしまうことになった。このため、軌道面
や転動体面の摩耗や損傷を防止するために、ボールベア
リングの内外輪や転動体は通常、高炭素クロム鋼（ＳＵ
Ｊ２またはＳＵＪ２相当）から作られ、これらの表面硬
度は、ＨＲＣ５８〜６４の高硬度に焼き入れを行ってい
る。また、耐食性維持を目的とした機種によっては、マ
ルテンサイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４４０Ｃ相当）を
用いる場合もある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】軸受を組み込んだスピ
ンドルモータを輸送するときには、スピンドル軸が回転
しない状態にあり、このような状況下で振動が加わる
と、転動体と内外輪の軌道面には衝撃荷重が繰り返し加
えられ、かつ、このような状態では転動体と軌道面との
間は金属どおしの接触、いわゆる金属接触をしているの
で、転動体と軌道面との間にはグリースの油膜は形成さ
れない。
ンドルモータを輸送するときには、スピンドル軸が回転
しない状態にあり、このような状況下で振動が加わる
と、転動体と内外輪の軌道面には衝撃荷重が繰り返し加
えられ、かつ、このような状態では転動体と軌道面との
間は金属どおしの接触、いわゆる金属接触をしているの
で、転動体と軌道面との間にはグリースの油膜は形成さ
れない。
【００１４】このため、転動体と軌道面が繰り返し微小
滑りを生じ、局所的な摩耗、いわゆるフレッチング摩耗
が発生してしまう。このフレッチング摩耗は、振動や音
響特性の劣化を招くために好ましくない。このようなフ
レッチング摩耗を防止するためには、粘度の高いグリー
スの使用が比較的効果があるが、粘度の高いグリースの
使用は、その粘性抵抗のためにモータの回転トルクの増
加やモータの消費電力の増加および発熱等を招いてしま
うため好ましくない。
滑りを生じ、局所的な摩耗、いわゆるフレッチング摩耗
が発生してしまう。このフレッチング摩耗は、振動や音
響特性の劣化を招くために好ましくない。このようなフ
レッチング摩耗を防止するためには、粘度の高いグリー
スの使用が比較的効果があるが、粘度の高いグリースの
使用は、その粘性抵抗のためにモータの回転トルクの増
加やモータの消費電力の増加および発熱等を招いてしま
うため好ましくない。
【００１５】また、上述のようにハードディスク装置の
回転数が高速回転化してきているため、軸受の発熱によ
り、注入されたグリースの粘度が低くなり易く、この結
果、転動体と軌道面の接触部にグリースの油膜が形成さ
れ難くなってしまい、最悪の場合、油膜切れにより焼付
きが生じてしまう危険性があった。そして転動体と軌道
面の接触部にグリースの油膜が形成されないと、転動体
と軌道面の接触部で金属どおしの滑りが発生して局所的
な摩擦が生じ、面荒れが発生してしまう。
回転数が高速回転化してきているため、軸受の発熱によ
り、注入されたグリースの粘度が低くなり易く、この結
果、転動体と軌道面の接触部にグリースの油膜が形成さ
れ難くなってしまい、最悪の場合、油膜切れにより焼付
きが生じてしまう危険性があった。そして転動体と軌道
面の接触部にグリースの油膜が形成されないと、転動体
と軌道面の接触部で金属どおしの滑りが発生して局所的
な摩擦が生じ、面荒れが発生してしまう。
【００１６】このような摩耗による面荒れは振動を増加
させたり、音響特性を劣化させたりすると共に、ボール
ベアリングの寿命を低下させてしまうという問題があ
る。特に振動はスピンドルモータの振れに影響を及ぼ
し、高密度化したハードディスク装置の磁気ヘッドの位
置決め精度を低下させてしまうために好ましくない。
させたり、音響特性を劣化させたりすると共に、ボール
ベアリングの寿命を低下させてしまうという問題があ
る。特に振動はスピンドルモータの振れに影響を及ぼ
し、高密度化したハードディスク装置の磁気ヘッドの位
置決め精度を低下させてしまうために好ましくない。
【００１７】本発明のスピンドルモータは、上述の課題
を考慮してなされたものであり、高速回転下でも焼付き
が生ずることなく、またフレッチング摩耗を小さくする
ことができ、ボールベアリングの寿命を改善したスピン
ドルモータを提供すると共に、ハードディスク装置の高
密度化を達成することができるスピンドルモータを提供
することを目的とする。
を考慮してなされたものであり、高速回転下でも焼付き
が生ずることなく、またフレッチング摩耗を小さくする
ことができ、ボールベアリングの寿命を改善したスピン
ドルモータを提供すると共に、ハードディスク装置の高
密度化を達成することができるスピンドルモータを提供
することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、請求項１に記載された発明
は、内輪および外輪と、これら内輪および外輪の間に転
動体を介装して形成したボールベアリングをスピンドル
軸とロータとの間に設けたスピンドルモータにおいて、
前記ボールベアリングの内輪および外輪を鋼で、また、
転動体をセラミックスで形成し、該構造のボールベアリ
ングを一対にしてスピンドル軸とロータとの間に設けた
ことを特徴とする。
決するための手段として、請求項１に記載された発明
は、内輪および外輪と、これら内輪および外輪の間に転
動体を介装して形成したボールベアリングをスピンドル
軸とロータとの間に設けたスピンドルモータにおいて、
前記ボールベアリングの内輪および外輪を鋼で、また、
転動体をセラミックスで形成し、該構造のボールベアリ
ングを一対にしてスピンドル軸とロータとの間に設けた
ことを特徴とする。
【００１９】また、請求項２に記載された発明は、円筒
形状を有する１個の外輪と、大径部と小径部を有し、大
径部に内輪軌道を設けた段付きのスピンドル軸と、該ス
ピンドル軸の小径部に嵌合させた内輪と、前記外輪と大
径部の内輪軌道との間ならびに外輪と内輪との間に転動
体を介装して形成したボールベアリングをスピンドル軸
とロータとの間に設けたスピンドルモータにおいて、前
記段付きのスピンドル軸とボールベアリングの内輪およ
び外輪を鋼で、また、転動体をセラミックスで形成した
ことを特徴とする。
形状を有する１個の外輪と、大径部と小径部を有し、大
径部に内輪軌道を設けた段付きのスピンドル軸と、該ス
ピンドル軸の小径部に嵌合させた内輪と、前記外輪と大
径部の内輪軌道との間ならびに外輪と内輪との間に転動
体を介装して形成したボールベアリングをスピンドル軸
とロータとの間に設けたスピンドルモータにおいて、前
記段付きのスピンドル軸とボールベアリングの内輪およ
び外輪を鋼で、また、転動体をセラミックスで形成した
ことを特徴とする。
【００２０】上記構造のスピンドルモータも、電流を通
じてロータが回転することにおいては、図３に示した従
来のボールベアリングを使用したものと同様である。
じてロータが回転することにおいては、図３に示した従
来のボールベアリングを使用したものと同様である。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明のうちのボールベア
リングの実施の形態を図１について説明する。本発明
は、この図１に示すボールベアリング一対にしてを図２
に示すスピンドルモータに使用するのである。したがっ
て、図１に示す本発明のボールベアリングを、従来のボ
ールベアリングを示した図３と比較すれば明らかなよう
に、構造的には両者変わるところがないが、各部分の材
質を異ならせて、ボールベアリングの性能と寿命、ひい
てはスピンドルモータのを性能と寿命を向上させてい
る。
リングの実施の形態を図１について説明する。本発明
は、この図１に示すボールベアリング一対にしてを図２
に示すスピンドルモータに使用するのである。したがっ
て、図１に示す本発明のボールベアリングを、従来のボ
ールベアリングを示した図３と比較すれば明らかなよう
に、構造的には両者変わるところがないが、各部分の材
質を異ならせて、ボールベアリングの性能と寿命、ひい
てはスピンドルモータのを性能と寿命を向上させてい
る。
【００２２】図１に示す本発明のボールベアリング２５
は、内輪２６と外輪２７が鋼である高炭素クロム鋼（Ｓ
ＵＪ２またはＳＵＪ２相当）からなり、内輪軌道２６ａ
と外輪軌道２７ａの表面硬度を約ＨＲＣ６２にしてあ
る。そして、転動体２８のみがセラミックスである緻密
な窒化珪素で製作されており、その表面硬度は約ＨＲＣ
７５に形成されている。保持器１２とシール板１４は、
変わるところがない。このボールベアリング２５は２個
一対にされ、図２に示すような構造のスピンドルモータ
１に取付けられて使用される。
は、内輪２６と外輪２７が鋼である高炭素クロム鋼（Ｓ
ＵＪ２またはＳＵＪ２相当）からなり、内輪軌道２６ａ
と外輪軌道２７ａの表面硬度を約ＨＲＣ６２にしてあ
る。そして、転動体２８のみがセラミックスである緻密
な窒化珪素で製作されており、その表面硬度は約ＨＲＣ
７５に形成されている。保持器１２とシール板１４は、
変わるところがない。このボールベアリング２５は２個
一対にされ、図２に示すような構造のスピンドルモータ
１に取付けられて使用される。
【００２３】
【実施例】このように使用したものの諸特性を、従来の
もの（図３のもの）と比較した。比較をするに当り、本
発明に係るボールベアリング２５と、従来のボールベア
リング４には同じグリースを同量注入し、スピンドルモ
ータ１の回転数を５，４００ｒｐｍに設定した。そし
て、スピンドルモータ１について、ノイズ測定、アキシ
ャル方向の非回転同期振れ（ＮＲＲＯ）、振動Ｇ値、回
転時モータ電流（Ｒｕｎ Ｃｕｒｒｅｎｔ）等の諸特性
を測定した。図５は、その結果を示すものである。
もの（図３のもの）と比較した。比較をするに当り、本
発明に係るボールベアリング２５と、従来のボールベア
リング４には同じグリースを同量注入し、スピンドルモ
ータ１の回転数を５，４００ｒｐｍに設定した。そし
て、スピンドルモータ１について、ノイズ測定、アキシ
ャル方向の非回転同期振れ（ＮＲＲＯ）、振動Ｇ値、回
転時モータ電流（Ｒｕｎ Ｃｕｒｒｅｎｔ）等の諸特性
を測定した。図５は、その結果を示すものである。
【００２４】図５に示すように、本発明による一対のボ
ールベアリング２５を組み込んだスピンドルモータ１で
は、高炭素クロム鋼の転動体からなる従来の一対のボー
ルベアリング４を組み込んだスピンドルモータ１に比べ
て、ノイズ値、アキシャル方向の非回転同期振れ、振動
Ｇ値および回転時モータ電流値ともに小さくなり、ハー
ドディスク装置の高密度化および省電力化が可能となる
とともに、音響特性についても改善できる。
ールベアリング２５を組み込んだスピンドルモータ１で
は、高炭素クロム鋼の転動体からなる従来の一対のボー
ルベアリング４を組み込んだスピンドルモータ１に比べ
て、ノイズ値、アキシャル方向の非回転同期振れ、振動
Ｇ値および回転時モータ電流値ともに小さくなり、ハー
ドディスク装置の高密度化および省電力化が可能となる
とともに、音響特性についても改善できる。
【００２５】スピンドルモータの高速回転下での転動体
に作用する遠心力Ｆは、転動体の質量（Ｋｇ）をＭ、転
動体のピッチ円径（ｍ）をｄｐ、転動体の公転角速度
（ｒａｄ／ｓ）をωm とした場合、次の式で表される。
に作用する遠心力Ｆは、転動体の質量（Ｋｇ）をＭ、転
動体のピッチ円径（ｍ）をｄｐ、転動体の公転角速度
（ｒａｄ／ｓ）をωm とした場合、次の式で表される。
【００２６】Ｆ＝Ｍ・（ｄｐ／２）・（ωm ）2
【００２７】従来のボールベアリング４を組み込んだス
ピンドルモータ１における転動体１３の材質である高炭
素クロム鋼では密度が約７．８であったのに比べて、本
発明のボールベアリング２５を組み込んだスピンドルモ
ータ１における転動体１３の材質である窒化珪素の密度
は３．２と、高炭素クロム鋼に比べて半分以下と非常に
小さい。このため、転動体１３の軽量化が図れるので、
上記式からもわかるように高速回転下での転動体１３の
遠心力を小さくすることができるため、転動体１３の遠
心力による外輪への負荷を減少することができる。した
がって外輪軌道面の損傷を防ぐことができると共に、転
動体１３の軽量化によって慣性力を低減できるので、ス
ピンドルモータ１の起動トルクの低減ができる結果、ス
ピンドルモータ１の消費電力を減少させることができ
る。
ピンドルモータ１における転動体１３の材質である高炭
素クロム鋼では密度が約７．８であったのに比べて、本
発明のボールベアリング２５を組み込んだスピンドルモ
ータ１における転動体１３の材質である窒化珪素の密度
は３．２と、高炭素クロム鋼に比べて半分以下と非常に
小さい。このため、転動体１３の軽量化が図れるので、
上記式からもわかるように高速回転下での転動体１３の
遠心力を小さくすることができるため、転動体１３の遠
心力による外輪への負荷を減少することができる。した
がって外輪軌道面の損傷を防ぐことができると共に、転
動体１３の軽量化によって慣性力を低減できるので、ス
ピンドルモータ１の起動トルクの低減ができる結果、ス
ピンドルモータ１の消費電力を減少させることができ
る。
【００２８】そして転動体１３をセラミックスにて形成
したため、従来の高炭素クロム鋼に比べて耐摩耗性なら
びに耐熱性が向上する結果、初期潤滑時においても焼付
きが発生することなく、また、高速回転下でのボールベ
アリング２５の発熱によるグリースの低粘度化により、
起動面と転動体の接触部の油膜切れが発生しても焼付き
が発生することがない。また、ボールベアリング２５の
寿命についても本発明のものの方が従来のボールベアリ
ング４より向上することが確認できた。
したため、従来の高炭素クロム鋼に比べて耐摩耗性なら
びに耐熱性が向上する結果、初期潤滑時においても焼付
きが発生することなく、また、高速回転下でのボールベ
アリング２５の発熱によるグリースの低粘度化により、
起動面と転動体の接触部の油膜切れが発生しても焼付き
が発生することがない。また、ボールベアリング２５の
寿命についても本発明のものの方が従来のボールベアリ
ング４より向上することが確認できた。
【００２９】図１に示したボールベアリング２５におい
ては、シール板１４をその両端側に取付けたが、本発明
のボールベアリング２５はこの構造に限定されるもので
はなく、図２に示したスピンドルモータ１に組み込んだ
構造では、ボールベアリングの外側となる方のみに取付
けてもよいことはいうまでもない。このようにシール板
１４を片側のみに取付けた構造とすれば、内側のシール
板が不要となるので部品点数が減少し、製造コストの低
減を図ることができる。
ては、シール板１４をその両端側に取付けたが、本発明
のボールベアリング２５はこの構造に限定されるもので
はなく、図２に示したスピンドルモータ１に組み込んだ
構造では、ボールベアリングの外側となる方のみに取付
けてもよいことはいうまでもない。このようにシール板
１４を片側のみに取付けた構造とすれば、内側のシール
板が不要となるので部品点数が減少し、製造コストの低
減を図ることができる。
【００３０】本発明に係るボールベアリング２５は、図
４に示すような構造のスピンドルモータ１５に組み込む
こともできる。その場合には、段付きのスピンドル軸１
６と、ボールベアリング２１の内輪１７および外輪１８
を鋼材である高炭素クロム鋼（ＳＵＪ２またはＳＵＪ２
相当）で形成し、転動体２８をセラミックスである緻密
な窒化珪素で、その表面硬度が約ＨＲＣ７５に形成す
る。
４に示すような構造のスピンドルモータ１５に組み込む
こともできる。その場合には、段付きのスピンドル軸１
６と、ボールベアリング２１の内輪１７および外輪１８
を鋼材である高炭素クロム鋼（ＳＵＪ２またはＳＵＪ２
相当）で形成し、転動体２８をセラミックスである緻密
な窒化珪素で、その表面硬度が約ＨＲＣ７５に形成す
る。
【００３１】この構造のスピンドルモータ１５について
も、先の測定と同様に従来のものとの比較測定を行った
が、この場合にも図５の結果と同様に、本発明のスピン
ドルモータの方が、ノイズ測定値、アキシャル方向の非
回転同期振れ、振動Ｇ値、回転時モータ電流値ともに小
さくなることが確認された。なお、図４に示したスピン
ドルモータ１５に組み込んだボールベアリング２１，２
４では、シール板を取付けた構造となっていないが、注
入したグリースが外部に飛散しないように、シール板を
取付けた構造とすることもできる。
も、先の測定と同様に従来のものとの比較測定を行った
が、この場合にも図５の結果と同様に、本発明のスピン
ドルモータの方が、ノイズ測定値、アキシャル方向の非
回転同期振れ、振動Ｇ値、回転時モータ電流値ともに小
さくなることが確認された。なお、図４に示したスピン
ドルモータ１５に組み込んだボールベアリング２１，２
４では、シール板を取付けた構造となっていないが、注
入したグリースが外部に飛散しないように、シール板を
取付けた構造とすることもできる。
【００３２】以上説明した実施の形態では、転動体２８
を緻密な窒化珪素にて形成したが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、ファインセラミックスとして知られ
る、緻密なアルミナやジルコニアあるいは炭化珪素等に
て形成することもできる。また、上記実施の形態では、
転動体２８のみをセラミックスで形成したが、内輪およ
び外輪もセラミックスで形成することができる。
を緻密な窒化珪素にて形成したが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、ファインセラミックスとして知られ
る、緻密なアルミナやジルコニアあるいは炭化珪素等に
て形成することもできる。また、上記実施の形態では、
転動体２８のみをセラミックスで形成したが、内輪およ
び外輪もセラミックスで形成することができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
たスピンドルモータであり、内輪と外輪を鋼で形成する
と共に、転動体をセラミックスで形成したボールベアリ
ングをスピンドルモータに組み込んだものであるから、
内輪ならびに外輪の軌道面と転動体の表面に面荒れが生
じにくく、かつ、スピンドルモータが高速回転化しても
転動体の遠心力が大きくならず、外輪への接触荷重を抑
制できることから、スピンドルモータの音響特性（ノイ
ズ特性）や振動特性を改善し、かつ、ボールベアリング
の寿命を向上させることができるスピンドルモータを得
ることができる。
たスピンドルモータであり、内輪と外輪を鋼で形成する
と共に、転動体をセラミックスで形成したボールベアリ
ングをスピンドルモータに組み込んだものであるから、
内輪ならびに外輪の軌道面と転動体の表面に面荒れが生
じにくく、かつ、スピンドルモータが高速回転化しても
転動体の遠心力が大きくならず、外輪への接触荷重を抑
制できることから、スピンドルモータの音響特性（ノイ
ズ特性）や振動特性を改善し、かつ、ボールベアリング
の寿命を向上させることができるスピンドルモータを得
ることができる。
【図１】本発明に係るボールベアリングの実施の形態の
断面図である。
断面図である。
【図２】従来のボールベアリングを組み込んだハードデ
ィスク装置用のスピンドルモータの概略断面図である。
ィスク装置用のスピンドルモータの概略断面図である。
【図３】従来のボールベアリングの断面図である。
【図４】従来のボールベアリングを組み込んだハードデ
ィスク装置用のスピンドルモータの他の例を示す概略断
面図である。
ィスク装置用のスピンドルモータの他の例を示す概略断
面図である。
【図５】ボールベアリングを組み込んだスピンドルモー
タの諸特性の測定結果を示す表図である。
タの諸特性の測定結果を示す表図である。
１ スピンドルモータ ２ スピンドル軸 ３ ロータ １０ 内輪 １１ 外輪 １３ 転動体 １５ スピンドルモータ １６ スピンドル軸 １６ａ 小径部 １６ｂ 大径部 １６ｃ 内輪軌道 ２５ ボールベアリング ２６ 内輪 ２７ 外輪 ２８ 転動体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA32 AA42 AA52 AA62 BA10 BA70 EA03 EA44 FA01 FA31 FA35 GA53 5H605 AA04 BB05 BB19 CC02 CC04 EB10 EB23 FF01 FF08 FF10 5H621 AA04 HH01 JK19
Claims (2)
- 【請求項１】 内輪および外輪と、これら内輪および外
輪の間に転動体を介装して形成したボールベアリングを
スピンドル軸とロータとの間に設けたスピンドルモータ
において、前記ボールベアリングの内輪および外輪を鋼
で、また、転動体をセラミックスで形成し、該構造のボ
ールベアリングを一対にしてスピンドル軸とロータとの
間に設けたことを特徴とするスピンドルモータ。 - 【請求項２】 円筒形状を有する１個の外輪と、大径部
と小径部を有し、大径部に内輪軌道を設けた段付きのス
ピンドル軸と、該スピンドル軸の小径部に嵌合させた内
輪と、前記外輪と大径部の内輪軌道との間ならびに外輪
と内輪との間に転動体を介装して形成したボールベアリ
ングをスピンドル軸とロータとの間に設けたスピンドル
モータにおいて、前記段付きのスピンドル軸とボールベ
アリングの内輪および外輪を鋼で、また、転動体をセラ
ミックスで形成したことを特徴とするスピンドルモー
タ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35101898A JP2000184652A (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | スピンドルモータ |
| EP99123544A EP1009086A1 (en) | 1998-12-10 | 1999-11-26 | Spindle motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35101898A JP2000184652A (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | スピンドルモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000184652A true JP2000184652A (ja) | 2000-06-30 |
Family
ID=18414489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35101898A Pending JP2000184652A (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | スピンドルモータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1009086A1 (ja) |
| JP (1) | JP2000184652A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002017065A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Minebea Co Ltd | スピンドルモータ |
| JP4460730B2 (ja) * | 2000-07-11 | 2010-05-12 | ミネベア株式会社 | スピンドルモータ |
| JP2002233100A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-16 | Minebea Co Ltd | スピンドルモータおよび軸受アッセンブリ |
| EP1832762A1 (en) | 2006-03-10 | 2007-09-12 | Borealis Technology Oy | Hybrid bearings |
| EP4037149A1 (en) * | 2021-02-01 | 2022-08-03 | BSH Hausgeräte GmbH | Ec motor, fan with ec motor, and household appliance |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01275914A (ja) * | 1988-04-28 | 1989-11-06 | Ulvac Corp | 真空中駆動機構 |
| JP2728181B2 (ja) * | 1990-10-26 | 1998-03-18 | エヌティエヌ 株式会社 | レーザービームプリンタのスキャナモータ用転がり軸受 |
| JP3312942B2 (ja) * | 1993-02-23 | 2002-08-12 | ミネベア株式会社 | 磁気ディスク装置 |
| JP3002764B2 (ja) * | 1993-12-03 | 2000-01-24 | 光洋精工株式会社 | 磁場環境下で使用される転がり軸受 |
| JP3814925B2 (ja) * | 1996-04-12 | 2006-08-30 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受 |
-
1998
- 1998-12-10 JP JP35101898A patent/JP2000184652A/ja active Pending
-
1999
- 1999-11-26 EP EP99123544A patent/EP1009086A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1009086A1 (en) | 2000-06-14 |
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