JP2003222124A - スピンドルモータ - Google Patents

スピンドルモータ

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JP2003222124A
JP2003222124A JP19996999A JP19996999A JP2003222124A JP 2003222124 A JP2003222124 A JP 2003222124A JP 19996999 A JP19996999 A JP 19996999A JP 19996999 A JP19996999 A JP 19996999A JP 2003222124 A JP2003222124 A JP 2003222124A
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cylinder
pressure bearing
thrust
bearing
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Osamu Komura
修 小村
Hisao Takeuchi
久雄 竹内
Makoto Otsuki
誠 大槻
Kaoru Murabe
馨 村部
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピンドルモータの起動時のスラスト動圧軸
受面の接触摺動による磨耗を防止する手段を提供する。 【解決手段】 モーターコイル７を巻装するステータ２
ａを備えたステータコア２の軸心上の上端に、外周面に
ラジアル動圧発生溝を有するラジアル動圧軸受の円柱４
と、上面にスラスト動圧発生溝を有するスラスト動圧軸
受の円盤３とを備え、回転部材としてのハブ５に、前記
ラジアル動圧軸受の円柱４に対面する内面が平滑である
円筒６と、前記モータコイル７に対面するロータマグネ
ット８を配設し、ラジアル方向の荷重を前記ラジアル動
圧軸受によって支持し、スラスト方向の荷重を前記ステ
ータ２ａと前記ロータマグネット８によって構成されて
いる磁気軸受及び前記スラスト動圧軸受とを併用して支
持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラジアル動圧軸受
とスラスト動圧軸受とを有する空気動圧軸受を備えたス
ピンドルモータであって、このスピンドルモータを磁気
ディスク、光ディスク、ポリゴンミラー等の回転体の駆
動源とした回転装置において、特にその起動時のスラス
ト動圧軸受面の接触摺動による磨耗を防止する構造に関
する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク、光ディスク、ポリゴンミ
ラー等の回転体装置において、回転体の駆動源に、空気
動圧軸受を備えたスピンドルモータが採用されているこ
とは公知である。これは、空気動圧軸受は構造が単純で
小型化が可能なこと、定常格回転中は非接触で回転する
から、軸受けに起因する振動や回転むらがなく、しかも
高速耐久性に優れていること、更に油やグリース等を用
いないから潤滑剤の飛散による汚染が全くないこと等の
特徴を有するからである。
【０００３】しかしながら、空気動圧軸受を備えたスピ
ンドルモータは、停止時にスラスト軸受の動圧発生面が
直に接触し、起動初期に接触摺動してスラスト軸受の動
圧発生面が磨耗すると言う問題がある。この問題を解決
するために、停止時にはスラスト軸受の動圧発生面を浮
かせて、スラスト荷重は固定部材であるラジアル動圧軸
受の円柱の軸心部で受け、スピンドルモータの回転数の
上昇に伴ってラジアル動圧発生溝の推力によって、円柱
軸心部を離間させスラスト軸受の隙間を設定値に維持す
る手段がある。
【０００４】特開平１１−６９７１５号公報に、その実
施例が提案されている。図１０は、そのシャフト固定型
スピンドルモータ１００の構造を示すものである。１０
１はステータ１１０のベースプレート、１０２はベース
プレート１０１に立設されたシャフト兼用の円柱部材
で、１０３は閉塞端を有する円筒部材である。円筒部材
１０３は、閉塞端を上向きにして円柱部材１０２に回転
可能に嵌合されている。円筒部材１０３の外周には、ド
ーナツ盤状のスラスト部材１０４が一体に形成され、対
向する位置に、ベースプレート１０１に係合するカバー
１０５を介してスラスト押さえ部材１０６が設けられて
いる。円筒部材１０３と一体に形成されたハブ１０７
に、回転体としてのロータ１０８が固定される。ロータ
磁石１０９は、円筒部材１０３の下端の外周面に設けら
れ、対向する位置に、ベースプレート１０１から伸びる
ステータ１１０に巻かれたモータコイル１１１が配置さ
れる。
【０００５】スピンドルモータ１００の停止時には、ハ
ブ１０７を含むロータ１０８の自重で円筒部材１０３の
閉塞端と円柱部材１０２の頂点は接触し、スラスト部材
１０４とスラスト押さえ部材１０６の隙間は充分確保さ
れている。モータコイル１１１に通電されると、ロータ
１０８側から見て円筒部材１０３が時計廻りに回転し、
その回転数を上げるに従って、円柱部材１０２の外周面
の上部に偏って設けるヘリングボーン溝１１２の発生す
る推力によって、円筒部材１０３の閉塞端と円柱部材１
０２の頂点は離間する。同時に、スラスト部材１０４の
上面に設けるスパイラル溝（図示せず）の発生するスラ
スト動圧によって、スラスト押さえ部材１０６の隙間は
接近し、推力とスラスト動圧がバランスする位置にロー
タ１０８は浮上する。
【０００６】上述の如く構成したことにより、スラスト
部材１０４とスラスト押さえ部材１０６が定常回転中に
接触摺動することは回避され、該部の磨耗が全くなく、
ロータ１０８は、ラジアル動圧軸受のヘリングボーン溝
１１２の発生する推力で上昇するから、空気動圧軸受以
外の余分の追加手段を省いたコンパクトなスピンドルモ
ータが得られると説明されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
のスピンドルモータの構造では、円筒部材１０３の外周
に設けるスラスト部材１０４はスパイラル溝の加工の必
要もあって、形状が複雑で一体に形成するのは不経済で
ある。又、スラスト押さえ部材１０６は、浮上してくる
スラスト部材１０４の上方に位置するため、ベースプレ
ート１０１とカバー１０５にインロー部を設けて芯出し
をしなければならず組立てが難しく、さらに、これ等の
関係部材の集積誤差によつて、スラスト動圧軸受の隙間
を数ミクロンの値の対向平面に維持することは極めて困
難である。そこで本発明は、停止時にも固定部材と回転
部材の接触を絶ち、且つ、スピンドルモータの上記の問
題点を解決しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】実施例１として、モータ
ーコイルを巻装するステータを備えたステータコアの軸
心上の上端に、外周面にラジアル動圧発生溝を有するラ
ジアル動圧軸受の円柱と、上面にスラスト動圧発生溝を
有するスラスト動圧軸受の円盤とを備え、回転部材とし
てのハブに、ラジアル動圧軸受の円柱に対面する内面が
平滑である円筒と、モータコイルに対面するロータマグ
ネットを配設し、ラジアル方向の荷重をラジアル動圧軸
受によって支持し、スラスト方向の荷重をステータとロ
ータマグネットによって構成されている磁気軸受及び前
記スラスト動圧軸受とを併用して支持する。
【０００９】実施例２として、外周にロータマグネット
を配置したモータ軸の上端に回転部材としてのハブを備
え、下方には、下面にスラスト動圧発生溝を有するスラ
スト動圧軸受の円盤と、外周面にラジアル動圧発生溝を
有するラジアル動圧軸受の円柱とを備え、固定部材とし
てのケースに、ラジアル動圧軸受の円柱に対面する内面
が平滑である円筒と、ロータマグネットに対面するモー
ターコイルを巻装するステータとを備え、ラジアル方向
の荷重をラジアル動圧軸受によって支持し、スラスト方
向の荷重をステータとロータマグネットによって構成さ
れている磁気軸受及びスラスト動圧軸受とを併用して支
持する。
【００１０】実施例３として、モーターコイルを巻装す
るステータを備えたステータコアの軸心上の上端に、外
周面にラジアル動圧発生溝を有するラジアル動圧軸受の
円柱と、上面にスラスト動圧発生溝を有するスラスト動
圧軸受の円盤とを備え、回転部材としてのハブに、ラジ
アル動圧軸受の円柱に対面する内面が平滑である円筒
と、モータコイルに対面するロータマグネットを配設
し、円柱の上端面にリング状の第１の永久磁石を固定
し、第１の永久磁石を囲むように円筒の上端面にリング
状の第２の永久磁石を固定して構成される副磁気軸受を
設け、ラジアル方向の荷重をラジアル動圧軸受によって
支持し、スラスト方向の荷重をステータとロータマグネ
ットによって構成されている主磁気軸受と副磁気軸受及
びスラスト動圧軸受とを併用して支持する。
【００１１】実施例４として、外周にロータマグネット
を配置したモータ軸の上端に回転部材としてのハブを備
え、下方には、下面にスラスト動圧発生溝を有するスラ
スト動圧軸受の円盤と、外周面にラジアル動圧発生溝を
有するラジアル動圧軸受の円柱とを備え、固定部材とし
てのケースに、ラジアル動圧軸受の円柱に対面する内面
が平滑である円筒と、ロータマグネットに対面するモー
ターコイルを巻装するステータとを備え、円柱の下端面
にリング状の第１の永久磁石を固定し、第１の永久磁石
を囲むように円筒の下端面にリング状の第２の永久磁石
を固定して構成される副磁気軸受を設け、ラジアル方向
の荷重を前記ラジアル動圧軸受によって支持し、スラス
ト方向の荷重をステータとロータマグネットによって構
成されている主磁気軸受と副磁気軸受及び前記スラスト
動圧軸受とを併用して支持する。
【００１２】いずれの実施例にも存在するラジアル動圧
発生溝は、少なくとも３本の条溝から成り、条溝のリー
ド終点が展開図において、隣接する条溝の始点を超えな
い範囲に形成されていることが好ましい。
【００１３】又、いずれの実施例にも存在するラジアル
動圧発生溝は、上下非対象の溝長さを有するヘリングボ
ーン溝であっても同様の効果が得られる。
【００１４】そして、ラジアル動圧軸受とスラスト動圧
軸受を構成する部材には、軽くて硬質の窒化珪素系もし
くは炭化珪素系、アルミナ系のセラミックスを用いるの
が好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を具体化した好適
な実施例を図面に基づき詳細に説明する。図１は、ステ
ータとロータマグネットの間に磁気軸受を構成した実施
例１の構造を示し、図１（イ）は、停止時の状態図であ
り、図１（ロ）は、定常回転中の状態図である。
【００１６】図１（イ）において、１は固定部材として
のステータコア２を固定するベースプレートである。ス
テータコア２の外周には珪素鋼板から成るステータ２ａ
が一体的に設けられ、モータコイル７が巻装されてい
る。ステータコア２の軸心上には、上面にスラスト動圧
発生溝となるスパイラル溝３ａ等を有するスラスト動圧
軸受の円盤３と、外周面にラジアル動圧発生溝となる螺
旋状溝４ａを有するラジアル動圧軸受の円柱４が固定さ
れる。そして、回転部材としてのハブ５の内側に円柱４
の外周面と対面する位置で内面が平滑である円筒６を固
定し、ハブ５のスカート部５ａにモータコイル７と対面
する位置で、ロータマグネット８をリング状に配設す
る。因みに、円柱４と円筒６の隙間は、直径差で５μｍ
以下に設定される。図示していないが、磁気ディスク、
光ディスク、ポリゴンミラー等の回転体は、ハブ５の外
周に取付けられる。
【００１７】ロータマグネット８とステータ２ａは磁気
軸受を構成し、スピンドルモータの停止時にはモータコ
イル７には通電されないから、ステータ２ａの中心位置
（イ）は、吸引され磁力の最も強い位置（ロ）に静止し
ようとするが、ロータマグネット８の中心位置（ロ）
は、ハブ５の重量と磁力のバランスから（イ）より僅か
に沈んだ位置に静止する。この時のスラスト動圧軸受を
構成する円盤３の上面と、円筒６の下端面のクリアラン
スはＡ１となって相互に非接触の状態にある。
【００１８】そして、図１（ロ）に示すように、モータ
コイル７に通電されステータ２ａに交番磁界が発生する
と、ハブ５側から見て円筒６が反時計廻りに回転する。
その回転数が上がるにつれて、ラジアル動圧軸受を構成
する円筒６と円柱４の外周面の螺旋状溝４ａの動圧によ
って、ハブ５は下降し円盤３の上面と円筒６の下端面の
クリアランスは、スパイラル溝３ａが発生する反撥力と
バランスしてＡ２となる。通常、ハブ５の回転数は１２
０００〜１８０００ｒｐｍに達し、Ａ２は２〜３μｍの
クリアランスに維持される。定常回転中におけるモータ
コイル７中心（イ）は、ハブ５が螺旋状溝４ａの動圧に
よって下降するので、ロータマグネット８の中心位置
（ロ）は、停止時よりも沈んで（イ）からＡ３だけずれ
るため、モータ効率が僅かに低下する。
【００１９】図２は、円筒６側を固定部材として、実施
例１と同様にステータ２ａとロータマグネット１０の間
に磁気軸受を構成した実施例２の構造を示し、図２
（イ）は、停止時の状態図であり、図２（ロ）は、定常
回転中の状態図である。
【００２０】図２（イ）において、９はモータ軸であ
り、外周にロータマグネット８を設け、上端に回転部材
としてのハブ５を固定する。その下方には、下面にスラ
スト動圧発生溝となるスパイラル溝３ａ等を有するスラ
スト動圧軸受の円盤３と、外周面にラジアル動圧発生溝
となる螺旋状溝４ａを有するラジアル動圧軸受の円柱４
が固定される。固定部材としてのケース１０に、円柱４
に対面する位置で内面が平滑である円筒６が固定され、
ロータマグネット８に対面する位置でモータコイル７を
巻装した珪素鋼板から成るステータ２ａが一体的に配設
される。
【００２１】停止時には、スラスト動圧軸受を構成する
円盤３の下面と、円筒６の上端面のクリアランスはＡ１
となって相互に非接触の状態にある。モータコイル７に
通電されステータ２ａに交番磁界が発生すると、図２
（ロ）に示すようにハブ５側から見て円柱４は反時計廻
りに回転してハブ５は下降する。円盤３の下面と円筒６
の上端面のクリアランスは、スパイラル溝３ａが発生す
る反撥力とバランスしてＡ２となり、実施例１と同様の
作用効果を奏する。定常回転中におけるロータマグネッ
ト８の中心位置（ロ）が沈んで、モータコイル７の中心
位置（イ）からＡ３だけずれ、モータ効率の僅かに低下
する点も実施例１と同様である。
【００２２】図３に、円柱４と円筒６のそれぞれの上端
面の同心円上に、リング状の永久磁石を対面し固定し
て、副磁気軸受を構成した実施例３の構造を示し、図３
（イ）は、停止時の状態図であり、図３（ロ）は、定常
回転中の状態図である。
【００２３】図３（イ）において、１は固定部材として
のステータコア２を固定するベースプレートである。ス
テータコア２の外周には珪素鋼板から成るステータ２ａ
が一体的に設けられ、モータコイル７が巻装されてい
る。ステータコア２の軸心上には、上面にスラスト動圧
発生溝となるスパイラル溝３ａを有するスラスト動圧軸
受の円盤３と、外周面にラジアル動圧発生溝となる螺旋
状溝４ａを有するラジアル動圧軸受の円柱４が固定され
る。そして、回転部材としてのハブ５の内側に円柱４の
外周面と対面する位置で内面が平滑である円筒６を固定
し、ハブ５のスカート部５ａにモータコイル７と対面す
る位置で、ロータマグネット８をリング状に配設して主
磁気軸受を構成するところは、実施例１と全く同様であ
る。
【００２４】そして実施例１では、停止時にロータマグ
ネット８の中心位置（ニ）がハブ５の自重で沈んだが、
実施例３ではこれを防ぐため、円柱４の上端面にリング
状の第１の永久磁石１１を固定し、この第１の永久磁石
１１を囲むように円筒６の上端面にリング状の第２の永
久磁石１２を固定して副磁気軸受を構成する。第１の永
久磁石１１の外側をＳ極に、第２の永久磁石１２の内側
をＮ極に、或いはその逆に設定すれば、それぞれの永久
磁石１１、１２は互いに吸引しあってハブ５の自重を支
え、ロータマグネット８の中心位置（ニ）は、ステータ
２ａの中心位置（ハ）より高いところに静止する。第１
の永久磁石１１の外径は円柱４の外径より若干小さく、
第２の永久磁石１２の内径は円筒６の内径より若干大き
く設定し、紫外線によって硬化する嫌気性の接着剤等に
よって固定する。この様に、永久磁石１１、１２の対面
隙間をラジアル動圧軸受の対面隙間より大きくすること
により、円柱４と円筒６の接触する前に永久磁石１１、
１２同志が接触することが回避され、接着剤のビートの
処理も簡単になる。
【００２５】図３（イ）の停止時における円盤３の上面
と円筒６の下端面のクリアランスは、Ａ１となって相互
に非接触の状態に維持される。モータコイル７が励磁さ
れて、スピンドルモータの回転トルクによって、ハブ５
側から見て円筒６が反時計廻りに回転する円筒６の定常
回転状態に至ると、ラジアル動圧軸受を構成する円筒６
と円柱４の外周面の螺旋状溝４ａが発生する動圧によっ
て、Ａ２の位置までハブ５が降下する。この状態では、
ロータマグネット８の中心（ニ）とモータコイル７の中
心（ハ）は磁力線の最適ゾーンで合致するからモータ効
率の最適化が図れる。
【００２６】図４は、円筒６側を固定部材として、実施
例３と同様に副磁気軸受を構成した実施例４の構造を示
し、図４（イ）は、停止時の状態図であり、図４（ロ）
は、定常回転中の状態図である。
【００２７】図４（イ）において、９はモータ軸であ
り、外周にロータマグネット８を設け、上端に回転部材
としてのハブ５を固定する。その下方には、下面にスラ
スト動圧発生溝となるスパイラル溝３ａ等を有するスラ
スト動圧軸受の円盤３と、外周面にラジアル動圧発生溝
となる螺旋状溝４ａを有するラジアル動圧軸受の円柱４
が固定される。固定部材としてのケース１０に、円柱４
に対面する位置で内面が平滑である円筒６が固定され、
ロータマグネット８に対面する位置でモータコイル７を
巻装した珪素鋼板から成るステータ２ａが一体的に配設
さ、主磁気軸受を構成するところは実施例２と全く同様
である。
【００２８】又、円柱４の下端面にリング状の第１の永
久磁石１１を固定し、この第１の永久磁石１１を囲むよ
うに円筒６の下端面にリング状の第２の永久磁石１２を
固定して副磁気軸受を構成するところは、実施例３と全
く同様である。
【００２９】図４（イ）の停止時において、非接触の状
態にある円盤３と円筒６のクリアランスＡ１は、モータ
コイル７が励磁されて、スピンドルモータの回転トルク
によって、ハブ５側から見て円筒６が反時計廻りに回転
する定常回転状態に至ると、図４（ロ）に示すようにＡ
２の位置までハブ５が降下する。 この状態では、ロー
タマグネット８の中心（ハ）とモータコイル７の中心
（ニ）は磁力線の最適ゾーンで合致するから実施例３と
同様にモータ効率の最適化が図れる。
【００３０】実施例１乃至４に共通して、円柱４の外周
に形成するラジアル動圧発生溝は、図５、６に示される
上下に非対象のヘリングボーン溝であってもよい。又、
図７に示すような溝、すなわち円周上に少なくとも３本
の条溝４ａを形成する。そして、条溝４ａの終点Ｙ１
は、展開された状態で隣接する条溝４ａの始点Ｘ２を超
えない範囲に形成するのが好ましい。又、始点Ｘ１から
終点Ｙ１にかけて条溝４ａは、直線であっても螺旋状の
曲線であってもよい。通常、条溝４ａの幅は１〜３ｍｍ
であり、深さは数μｍ〜数十μｍ程度の浅い溝であって
もよく、砥石の当て方によって円筒を削いだフラット面
によって形成してもよい。上記の条溝４ａは、ヘリング
ボーン溝より遥かに加工工数が低減でき、同等の効果を
発揮する。
【００３１】実施例１乃至４に共通して、少なくとも円
盤３、円柱４及び円筒６は、アルミナ、窒化珪素、炭化
珪素等のセラミックスから成る部材にて構成するのが好
ましい。中でもアルミナは、最も経済的な材料である。
【００３２】次に、実施例１、３の作用効果を確認する
ため、比較例１、２を用意し比較した結果につき説明す
る。図８に、実施例１に対比する比較例１のスピンドル
モータの定常回転中の構造図を示す。図８における構成
部品の名称、符号、作用は全く実施例１と同一であるた
め説明を省く。但し、停止時には、スラスト動圧軸受を
構成する円盤３の上面と円筒６の下端面は、互いに接触
した状態となる点が異なる。
【００３３】図９に、実施例３に対比する比較例２のス
ピンドルモータの定常回転中の構造図を示す。図９にお
ける構成部品の名称、符号、作用は全く実施例３と同一
であるため説明を省く。但し、ハブ５の不要の上下動を
防ぐため、円柱４の外周に形成する条溝４ａは、上下に
均等なヘリングボーン溝であっても、軸芯に平行で直線
的な縦溝であってもよい。そして、スラスト動圧軸受を
構成する円盤３を省いて、スラスト荷重は、主磁気軸受
と副磁気軸受のみにて支持した点が異なる。
【００３４】実施例１、３及び比較例１、２のスラスト
荷重を１５０ｇ一定に設定し、スピンドルモータの仕様
を直流１２Ｖ定格で、定常回転数＝１８０００ｒｐｍに
て運転し、ハブ５の上面の上下動をレーザー変位計にて
観察した結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１の結果を考察すると、定常回転中のハ
ブ５の上下動は、実施例１、３及び比較例１共に１μｍ
以下であり、磁気ディスクの回転体の表面に対して読取
装置の磁気ヘッドが追随可能な範囲内であるため、回転
体と磁気ヘッドとが衝突することはない。しかし、比較
例２はスラスト動圧軸受が省略され磁気軸受のみにてス
ラスト荷重を支持しているため、ハブ５は不安定に浮遊
し実用的ではない。
【００３７】起動時の電流は、比較例１については停止
時に円盤３の上面と円筒６の下端面が接触しているた
め、初期摺動抵抗に勝る回転トルクを発生させるのに、
実施例１、３及び比較例２に比較し約２．３倍の起動電
流が必要である。比較例２については、起動電流は実施
例１、３と同一であるが、スラスト動圧軸受が省略され
ているのでハブが安定した位置に静止しない。実施例１
については、定常回転中は、ロータマグネット８の磁力
線の最適ゾーンとモータコイル７の中心が僅かにずれる
ため、モータ効率が低下し若干電流値の増加する傾向に
あるが実用的には問題とならない範囲である。
【００３８】
【発明の効果】停止時には、ステータとロータマグネツ
トにより構成される主磁気軸受、或いは円柱と円筒の端
面に設ける一対のリング状永久磁石から成る副磁気軸受
と共同してハブのスラスト荷重を支持し、スラスト動圧
軸受の円盤と円筒の端面を非接触に保持し、ロータマグ
ネットが回転するのに伴って、ラジアル動圧軸受のラジ
アル動圧発生溝によってスラスト動圧軸受のクリアラン
スを減少させる力を発生させ、スラスト動圧軸受の円盤
と円筒が接近して、定常回転中は主にスラスト動圧軸受
の反撥力によってスラスト荷重を支持したから、スラス
ト動圧軸受の構成部品の接触は常時回避され、該部の摩
耗の心配がなく、起動時の電力消費の少ないスピンドル
モータが提供できる。そして、図１乃至４から明らかな
にように、関係部材の芯出しが容易な構造であるため、
スラスト動圧軸受の隙間を数ミクロンの値に維持するこ
とも容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスピンドルモータの実施例１の断面図
である。
【図２】本発明のスピンドルモータの実施例２の断面図
である。
【図３】本発明のスピンドルモータの実施例３の断面図
である。
【図４】本発明のスピンドルモータの実施例４の断面図
である。
【図５】本発明の実施例１にスラスト動圧溝としてヘリ
ングボーン溝を形成した例である。
【図６】本発明の実施例３にスラスト動圧溝としてヘリ
ングボーン溝を形成した例である。
【図７】本発明のラジアル動圧発生溝の外観図である。
【図８】比較例１のスピンドルモータの断面図である。
【図９】比較例２のスピンドルモータの断面図である。
【図１０】従来例のスピンドルモータの断面図である。
【符号の説明】
１ ベースプレート ２ ステータコア ２ａ ステータ ３ 円盤 ３ａ スパイラル溝 ４ 円柱 ４ａ 条溝 ５ ハブ ５ａ スカート ６ 円筒 ７ モータコイル ８ ロータマグネット ９ モータ軸 １０ ケース １１ 第１の永久磁石 １２ 第２の永久磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 7/09 Ｈ０２Ｋ 7/09 (72)発明者 大槻 誠 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 村部 馨 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 Ｆターム(参考） 3J011 AA04 BA02 BA08 CA02 3J102 AA01 AA08 BA04 CA01 DA09 GA02 GA03 5D109 BB03 BB12 BB18 BB21 BB22 5H605 BB19 CC04 EB06 FF10 5H607 BB14 BB17 CC01 DD14 FF12 GG01 GG02 GG12 GG19 GG20

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モーターコイルを巻装するステータを備
    えたステータコアの軸心上の上端に、外周面にラジアル
    動圧発生溝を有するラジアル動圧軸受の円柱と、上面に
    スラスト動圧発生溝を有するスラスト動圧軸受の円盤と
    を備え、回転部材としてのハブに、前記ラジアル動圧軸
    受の円柱に対面する内面が平滑である円筒と、前記モー
    タコイルに対面するロータマグネットを配設し、ラジア
    ル方向の荷重を前記ラジアル動圧軸受によって支持し、
    スラスト方向の荷重を前記ステータと前記ロータマグネ
    ットによって構成されている磁気軸受及び前記スラスト
    動圧軸受とを併用して支持することを特徴とするスピン
    ドルモータ。
  2. 【請求項２】 外周にロータマグネットを配置したモー
    タ軸の上端に回転部材としてのハブを備え、下方には、
    下面にスラスト動圧発生溝を有するスラスト動圧軸受の
    円盤と、外周面にラジアル動圧発生溝を有するラジアル
    動圧軸受の円柱とを備え、固定部材としてのケースに、
    前記ラジアル動圧軸受の円柱に対面する内面が平滑であ
    る円筒と、前記ロータマグネットに対面するモーターコ
    イルを巻装するステータとを備え、ラジアル方向の荷重
    を前記ラジアル動圧軸受によって支持し、スラスト方向
    の荷重を前記ステータと前記ロータマグネットによって
    構成されている磁気軸受及び前記スラスト動圧軸受とを
    併用して支持することを特徴とするスピンドルモータ。
  3. 【請求項３】 モーターコイルを巻装するステータを備
    えたステータコアの軸心上の上端に、外周面にラジアル
    動圧発生溝を有するラジアル動圧軸受の円柱と、上面に
    スラスト動圧発生溝を有するスラスト動圧軸受の円盤と
    を備え、回転部材としてのハブに、前記ラジアル動圧軸
    受の円柱に対面する内面が平滑である円筒と、前記モー
    タコイルに対面するロータマグネットを配設し、前記円
    柱の上端面にリング状の第１の永久磁石を固定し、前記
    第１の永久磁石を囲むように前記円筒の上端面にリング
    状の第２の永久磁石を固定して構成される副磁気軸受を
    設け、ラジアル方向の荷重を前記ラジアル動圧軸受によ
    って支持し、スラスト方向の荷重を前記ステータと前記
    ロータマグネットによって構成されている主磁気軸受と
    前記副磁気軸受及び前記スラスト動圧軸受とを併用して
    支持することを特徴とするスピンドルモータ。
  4. 【請求項４】 外周にロータマグネットを配置したモー
    タ軸の上端に回転部材としてのハブを備え、下方には、
    下面にスラスト動圧発生溝を有するスラスト動圧軸受の
    円盤と、外周面にラジアル動圧発生溝を有するラジアル
    動圧軸受の円柱とを備え、固定部材としてのケースに、
    前記ラジアル動圧軸受の円柱に対面する内面が平滑であ
    る円筒と、前記ロータマグネットに対面するモーターコ
    イルを巻装するステータとを備え、前記円柱の下端面に
    リング状の第１の永久磁石を固定し、前記第１の永久磁
    石を囲むように前記円筒の下端面にリング状の第２の永
    久磁石を固定して構成される副磁気軸受を設け、ラジア
    ル方向の荷重を前記ラジアル動圧軸受によって支持し、
    スラスト方向の荷重を前記ステータと前記ロータマグネ
    ットによって構成されている主磁気軸受と前記副磁気軸
    受及び前記スラスト動圧軸受とを併用して支持すること
    を特徴とするスピンドルモータ。
  5. 【請求項５】 前記円柱の外周のラジアル動圧発生溝
    は、少なくとも３本の条溝から成り、前記条溝のリード
    の終点が展開図において、隣接する前記条溝の始点を超
    えない範囲に形成されていることを特徴とする請求項１
    乃至４のいずれかに記載のスピンドルモータ。
  6. 【請求項６】 前記円柱の外周のラジアル動圧発生溝
    は、上下非対称の溝長さを有するヘリングボーン溝によ
    って形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の
    いずれかに記載のスピンドルモータ。
  7. 【請求項７】 停止時には前記磁気軸受によって前記ハ
    ブのスラスト荷重が支持されて、前記スラスト動圧軸受
    の円盤と前記円筒の端面が非接触に保持され、前記ロー
    タマグネットが回転するのに伴って、前記ラジアル動圧
    軸受けのラジアル動圧発生溝によって前記スラスト動圧
    軸受のクリアランスを減少させる力が働き、前記スラス
    ト動圧軸受の円盤と前記円筒が接近し、定常回転中は主
    に前記スラスト動圧軸受の反撥力によってスラスト荷重
    が支持されていることを特徴とする請求項１乃至６のい
    ずれかに記載のスピンドルモータ。
  8. 【請求項８】 前記ラジアル動圧軸受と前記スラスト動
    圧軸受を構成する部材に、セラミックスが用いられてい
    ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の
    スピンドルモータ。
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