JP2001218412A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スピンドルモータへの転がり軸受の組み込み方
向を規制してＮＲＲＯを低減したスピンドルモータを提
供する。 【解決手段】軸方向に間隔を隔てて装着した上下２個の
転がり軸受１３，１４を、内蔵している冠形保持器４の
ポケット開口部６が上向きになるように装着する。する
と冠形保持器４が１個所のポケット毎に２ヵ所で転動体
３に接触し、安定して吊り下げられた姿勢になる。保持
器４の姿勢が安定すると保持器公転成分が小さくなり、
ひいてはスピンドルモータのＮＲＲＯが小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転がり軸受を使用
したスピンドルモータに係り、特に、保持器の公転成分
等の回転非同期成分が小さくて、ハードディスク用など
に好適なスピンドルモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】転がり軸受を用いたスピンドルモータに
あっては、一般的にその転がり軸受内の部材同志の接触
や潤滑油分の蒸発により塵埃が発生する。これら軸受内
で発塵した塵挨のうち粒径の大きなものがモータ外部へ
漏れ出して、当該スピンドルモータで回転駆動される例
えばハードディスク装置（ＨＤＤ）に搭載されている磁
気ディスクや磁気へッドに付着すると、読み書きに支障
をきたしたり、故障の原因になる。そこで、このような
不具合が起こりにくいように、従来のＨＤＤ用スピンド
ルモータの転がり軸受には、図５に示すような予めシー
ル部材が組み込まれた玉軸受が用いられている。図５に
おいて、符号１は外輪，２は内輪，３は転動体としての
玉，４はその玉３を保持する冠形保持器、５はシール部
材である。なお、ここにいうシール部材とは、シールと
シールドとの双方を含めた呼称とする。ＪＩＳ Ｂ ０
１０４の転がり軸受用語によれば、シールとは「潤滑剤
の洩れ及び外部からの異物の進入を防ぐために軌道輪に
取り付ける密封用部品」であり、シールドとは「外部か
らの異物に対して軸受を保護するために一方の軌道輪に
取り付けられ、他の軌道輪と接触しない板」と定義され
ている。本発明では以下、シールとシールドとをシール
部材と総称し、且つシール部材を備えた軸受をシール軸
受と総称する。

【０００３】上記シール軸受には片シール軸受〔図５
（ａ）〕と両シール軸受〔図５（ｂ）〕とがあるが、片
シール軸受の場合はシール部材５側がスピンドルモータ
の外方（上側）を向く方向に、一方両シール軸受の場合
にはグリース封入側すなわち図５（ｂ）に矢符号６で示
されるポケット開口部側を内方（下側）にする方向に、
換言すればいずれも冠形保持器４のポケット開口部側が
下側を向く方向に装着されている。

【０００４】上記の冠形保持器４は、合成樹脂製のいわ
ゆる玉案内型のもので、図６に全体斜視図を、図７にそ
のVII −VII 断面を切断部分以外を省略して示してい
る。この保持器４は、円環状の主部８の軸方向片面に等
間隔に設けられた複数のポケット９を有する。各ポケッ
ト９は、互いに間隔を隔てて配設され１対の弾性片１
０，１０とその間部分に設けた凹面部１１とで構成され
た球状凹面を内周面として備えており、その曲率半径
は、玉３の曲率半径よりよりも僅かに大きくしてある。
玉３は、１対の弾性片１０，１０の先端部同士の間隔
（即ちポケット開口部６）を弾性的に拡開しつつ１個の
ポケット９に１個ずつ押し込まれる。その玉３と各ポケ
ット９の内周面との間には微小なすき間が存在してい
て、保持器４が玉３を転動自在に円周方向に等間隔に保
持すると共に、各玉３によって軸受内における保持器４
のラジアル方向位置が規制される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近の
ディスクの高密度化に伴い、とくにＨＤＤ用のスピンド
ルモータの回転非同期成分（以下、ＮＲＲＯと記述す
る）を可及的に小さくすることが強く要望される至っ
た。そこでこれに対応するべく、本願発明者は、スピン
ドルモータのＮＲＲＯ低減の立場から、上記図５に示し
たシール軸受２０個について、その装着方向を上下に反
転させたときのＮＲＲＯの違いを測定して、ＮＲＲＯの
最大値の分布状態を検討してみた。その結果、転がり軸
受の装着方向によりＮＲＲＯの最大値が異なり、特に上
述した従来の装着方向の場合にはＮＲＲＯの最大値が大
きくなるとの知見が得られた。

【０００６】本発明は、このような従来技術の問題点に
関する知見に基づいてなされたものであり、スピンドル
モータへの転がり軸受の組み込み方向を規制することに
より、ＮＲＲＯを低減したスピンドルモータを提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る本発明は、軸方向に間隔を隔てて
装着した複数個の転がり軸受を介して回転体が支承され
るスピンドルモータに係り、前記転がり軸受は、内蔵し
ている冠形保持器が転動体により吊り下げられた状態と
なる方向に装着してあることを特徴とする。

【０００８】本発明に係るスピンドルモータにあって
は、軸方向に間隔を隔てて装着した複数個の転がり軸受
の冠形保持器のポケット開口部が上向きになっている。
そのため、保持器はそのポケット開口部の先端部分で玉
に当接し、１個所のポケット毎に２ヵ所で玉に接触し安
定して吊り下げられる。かくして、保持器の姿勢が安定
すると保持器公転成分が小さくなり、ひいてはスピンド
ルモータのＮＲＲＯが小さくなる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明のスピンドルモー
タの一実施の形態を示す断面図である。なお、転がり軸
受に関して、図５と同一部分には同一の符号を付して詳
細説明を省略する。

【００１０】先ず構成を説明すると、モータ台座１１に
立設した固定軸１２に、上下一対の転がり軸受１３，１
４を介して、ハブ１５が回転自在に取り付けてある。そ
のハブ１５には、被回転体であるディスク１６が搭載さ
れる。モータ台座１１の外周部にはコイルを有するステ
ータ１７が固定され、一方、ハブ１５の内径面には、ス
テータ１７とギャップを隔てて対向するロータ磁石１８
が固着されて駆動モータＭが構成されている。このスピ
ンドルモータの場合、転がり軸受１３，１４として深溝
玉軸受が使用されており、外輪１の方はハブ１５の内径
面の段部に係止させて接着剤で固定され、内輪２の方
は、軸１２に嵌合し重錘を載せてスラスト荷重を負荷し
た状態において接着固定されている。これにより、内輪
２を外輪１に対し軸方向に相対的に位置をずらし、定位
置予圧を付与している。

【００１１】このスピンドルモータにあって重要なこと
は、上下一対の転がり軸受１３，１４が、両者とも冠形
保持器４のポケットの開口部６側が上側を向く方向に装
着されている点、換言すれば冠形保持器４が転動体であ
る玉３により吊り下げられた状態となる方向に装着して
ある点である。次に作用を述べる。

【００１２】図１のスピンドルモータにおいて、モータ
Ｍのステータ１７に、図示されないモータ駆動制御回路
を介して通電すると、ディスク１６を搭載したハブ１５
が転がり軸受１３，１４を介して軸１２を中心に回転駆
動される。このとき、転がり軸受１３，１４の玉３は図
６に示される冠形保持器４のポケット９に保持されて自
転しつつ公転する。同時に冠形保持器４も公転する。こ
の保持器公転の挙動は、軸受回転中における保持器４の
姿勢の安定性の良否に影響され、スピンドルモータの回
転速度に同期しない回転非同期成分の１つとして現出す
る。よって、スピンドルモータのＮＲＲＯを低減するに
は、保持器４の姿勢の安定が重要である。

【００１３】この点に関して、本実施の形態の場合、冠
形保持器４はいずれもポケット９の開口部側を上側に向
け、冠形保持器４が玉３により吊り下げられた状態にな
っており、玉３と冠形保持器４のポケット９との接触個
所は、１個のポケット９毎にその開口側にある１対の弾
性片１０，１０の先端部２ヵ所である。これに対して、
従来のスピンドルモータの場合は、上側の冠形保持器４
の方が逆方向つまりポケット９の開口部側を下側に向
け、冠形保持器４が玉３に乗る方向とされているため、
玉３と冠形保持器４のポケット９との接触個所は、１個
のポケット９毎に玉３の頂点の１ヵ所に過ぎない。

【００１４】玉３と冠形保持器４のポケット９との接触
個所が１カ所のみより２ヵ所の方が保持器４の姿勢の安
定性が良いことは明らかであり、それゆえに保持器の姿
勢安定性に優れた本実施の形態のスピンドルモータはＮ
ＲＲＯが小さくなる。 （実施例）以下、本発明のスピンドルモータのＮＲＲＯ
低減の効果確認のために行ったＮＲＲＯ測定実験につい
て説明する。

【００１５】図２は、ＮＲＲＯを測定するために用いた
試験用のスピンドルモータの構造を示す断面図である。
モータ台座１１に立設した固定軸１２に、軸方向に間隔
を隔てて上下に一対の転がり軸受１３，１４が装着さ
れ、これにハブ１５が回転自在に支持される。モータ台
座１１の外周部にはコイルを有するステータ１７が固定
され、ハブ１５の内径面にはロータ磁石１８が固着され
て駆動モータＭが構成されている。この試験用のスピン
ドルモータの場合、２個の転がり軸受１３，１４は同一
軸受であるが、その取り付け方向を変える必要があるた
め軸１２と軸受内輪２との間、及びハブ１５と軸受外輪
１との間はすきまばめとされており、軸１２に挿入した
皿バネ２０とネジ２２止めされたスリーブ２１とで弾圧
して固定している。

【００１６】１対の転がり軸受１３，１４を２組用意し
て試験体とし、転がり軸受１４は上記試験用スピンドル
モータの下側軸受としてグリース封入側６を常に上向き
にして固定した。一方、上側軸受である転がり軸受１３
の方は装着方向を、ケースＡ：グリース封入側が上向き
の場合と、ケースＢ：グリース封入側が下向き（即ち上
下両軸受１３，１４のグリース封入側であるポケット開
口部６側が対向する向き）の場合との２通りとした。

【００１７】ケースＡは本発明の実施例、ケースＢは比
較例とし、それぞれにつき種々の回転速度におけるＮＲ
ＲＯを測定する試験を２回ずつ行って比較した。第１回
目の比較試験結果を図３に、第２回目の比較試験結果を
図４に示した。この結果から、本発明の実施例であるケ
ースＡ、すなわち上下の転がり軸受１３，１４の冠形保
持器４が、いずれも玉３により吊り下げられた状態とな
る方向にして装着した方がＮＲＲＯが小さいことは明ら
かである。

【００１８】なお、本発明に係るスピンドルモータに用
いられる冠形保持器は図６に示したものに限定するもの
ではなく、その他の冠形保持器、例えば内輪案内型の合
成樹脂性冠形保持器やプレス冠形保持器等も適用でき
る。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る本
発明によれば、スピンドルモータへの転がり軸受の組み
込み方向を、冠保持器が転動体により吊り下げられた状
態となる方向にしたため、ＮＲＲＯを低減できてひいて
はディスクの記録密度を向上させることができるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスピンドルモータの一実施の形態を示
す断面図である。

【図２】比較試験に用いたスピンドルモータの断面図で
ある。

【図３】ＮＲＲＯ測定比較試験の結果（第１回）を示し
た図である。

【図４】ＮＲＲＯ測定比較試験の結果（第２回）を示し
た図である。

【図５】スピンドルモータに用いる転がり軸受の断面図
で、（ａ）は片シール軸受、（ｂ）は両シール軸受であ
る。

【図６】冠形保持器の一例を示す斜視図である。

【図７】図６のVII −VII 断面図である（但し、切断部
分以外を省略している）。

【符号の説明】

１ 軸受外輪 ２ 軸受内輪 ３ 転動体（玉） ４ 冠形保持器 ５ 軸受シール部材 ６ 冠形保持器ポケット開口部 １２ 軸 １３ 転がり軸受（上方の） １４ 転がり軸受（下方の） １５ ハブ １７ ステータ １８ ロータ磁石 Ｍ 駆動モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に間隔を隔てて装着した複数個の
   転がり軸受を介して回転体が支承されるスピンドルモー
   タにおいて、 前記転がり軸受は、内蔵している冠形保持器が転動体に
   より吊り下げられた状態となる方向に装着してあること
   を特徴とするスピンドルモータ。