JP3095792B2 - スピンドルモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転体を高速回転させ
る場合に使用して好適なスピンドルモータに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のスピンドルモータは、図
２（Ａ）および（Ｂ）に示すように構成されている。こ
れを同図に基づいて説明すると、同図において、符号１
で示すものは上下方向に開口する段状の内孔２を有する
モータケーシングで、上端部には側方に開口する挿通孔
３が設けられている。４はガス供給用のプラグで、前記
挿通孔３に装填されている。５は環状の固定ブロック
で、前記モータケーシング１内に設けられ、かつ前記内
孔２の段部２ａに保持されている。この固定ブロック５
には、外周面に開口する環状溝６およびこの環状溝６に
連通する気体通路７が設けられている。このうち気体通
路７は前記固定ブロック５の両端面および内周面に開口
されており、これら開口部７ａ，７ｂから気体が吐き出
されることにより後述する軸体の各々スラスト方向とラ
ジアル方向の気体軸受として機能するように構成されて
いる。

【０００３】８は前記固定ブロック５を前記段部２ａに
圧接する第１蓋体で、前記モータケーシング１の一方側
端部に固定されている。９は基部一側に突出するボス１
０を有する第２蓋体で、前記モータケーシング１の他方
側端部に固定されている。１１は前記固定ブロック５の
下端面に対向するフランジ１２を有する軸体で、前記モ
ータケーシング１内に回転自在に収納され、かつ前記両
気体軸受によって支持されている。この軸体１１は、前
記フランジ１２を境界にして各々が上下方向に延在しか
つ各外径が互いに異なる大小２つの軸部１１ａ，１１ｂ
によって形成されている。１３は前記固定ブロック５の
上端面に対向する端面を有するホルダーで、前記軸体１
１に固定されており、回転体としてのポリゴンミラー１
４を保持するように構成されている。

【０００４】１５は下方に開口する有底筒状のモータロ
ータで、前記フランジ１２の端面に取り付けられてお
り、内周面にはモータ構成部品としてのマグネット１６
が固定されている。また、このモータロータ１５の外周
面開口端部には、バランサとしてのフランジ１７が一体
に設けられている。１８は前記モータロータ１５内にそ
の一部が臨む筒状のモータステータで、前記第２蓋体９
に固定され、かつ前記モータケーシング１内に収納され
ている。このモータステータ１８の外周面には前記フラ
ンジ１７の端面に対向する端面を有するフランジ１９が
一体に設けられており、このフランジ１９の上方には前
記マグネット１６に対応するコイル（図示せず）が巻回
されている。

【０００５】また、２０は前記ホルダー１３に前記ポリ
ゴンミラー１４を圧接する押え板、２１はこの押え板２
０と前記ポリゴンミラー１４を前記ホルダー１３に固定
するためのボルトである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のスピ
ンドルモータにおいては、気体軸受によって軸体１１の
一端部を支持するものであるため、ラジアル軸受として
十分に広い軸受部分をもつ軸受を必要としていた。すな
わち、運転時においてモータロータ１５にアンバランス
が生じると、軸受に大きなモーメント荷重が作用するた
め、このモーメント荷重を広い軸受で支持してモータロ
ータ１５を円滑に回転させる必要があるからである。こ
の結果、モータとして軸線方向に寸法が大きくなり、大
型かつ重量化するという問題があった。また、気体が流
入する気体通路７を有する軸受構成部品として固定ブロ
ック５を別個に用意する必要があるため、部品点数が嵩
み、モータの組み立てを煩雑にするという問題もあっ
た。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、小型化および軽量化を図ることができると共
に、モータの組み立てを簡単に行うことができるスピン
ドルモータを提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るスピンドル
モータは、筒状のモータケーシング内に収納されケーシ
ング軸線と同一の軸線をもつステータと、このステータ
の周囲に設けられ前記モータケーシングの内周面に対向
する外周面を有する筒状のロータとを備え、このロータ
の両開口端面に各々対向する端板を前記モータケーシン
グの各開口端部に設け、これら両端板および前記モータ
ケーシングに高圧ガスが流入する主通路を設け、前記主
通路の径よりも小さい径寸法に形成され、且つ前記両端
板の各内端面とモータケーシングの内周面とに各々開口
する副通路を前記主通路に連設したことを特徴としてい
る。

【０００９】

【作用】本発明においては、通路の開口部から高圧ガス
をロータの両開口端面と外周面に対して吐き出させるこ
とができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の構成等を図に示す実施例によ
って詳細に説明する。

【００１１】図１（Ａ）および（Ｂ）は本発明に係るス
ピンドルモータを示す平面図と断面図である。同図にお
いて、符号３１で示す筒状のモータケーシングには、軸
線方向に延在しかつ上端面に開口する第１主通路３２ａ
および外周面と下端面に開口する冷却ガス供給用の通路
３３が設けられている。また、このモータケーシング３
１には、ガス排出用の通路（図示せず）が設けられてい
る。そして、このモータケーシング３１の下方開口端部
には、径方向に突出する端板としての第１環状体３４が
一体に設けられている。この第１環状体３４および前記
モータケーシング３１には、前記第１主通路３２ａに連
通する第２主通路３５ａが設けられている。この第２主
通路３５ａは前記モータケーシング３１の外周面に開口
されており、この開口部にはロータ浮上用のガス（圧力
３〜４ｋｇ・ｆ／ｃｍ²）を供給するためのプラグ３６
が装填されている。そして、第２主通路３５ａには、前
記第１環状体３４の内端面に開口する絞り通路（直径略
０．５ｍｍ）からなる第２副通路３５ｂが連設されてい
る。一方、第１主通路３２ａには、前記モータケーシン
グ３１の内周面に開口する絞り通路（直径０．５ｍｍ）
からなる第１副通路３２ｂが連設されている。

【００１２】３７はケーシング軸線に沿って突出するボ
ス３７ａをその基部一側に有する蓋体で、前記モータケ
ーシング３１の下方開口端面に取り付けられている。こ
の蓋体３７には、前記ボス３７ａの上端面に開口しかつ
前記通路３３に連通する冷却ガス導入用に通路３７ｂが
設けられている。３８は前記第１環状体３４に対応する
端板としての第２環状体で、前記モータケーシング３１
の上方開口端面に開口一部を覆うように取り付けられて
いる。この第２環状体３８には、前記第１主通路３２ａ
に連通する第３主通路３９ａが設けられている。この第
３主通路３９ａには、前記第２環状体３８の内端面に開
口する絞り通路（直径０．５ｍｍ）からなる第３副通路
３９ｂが連設されている。この第３副通路３９ｂおよび
前記副通路３２ｂ，３５ｂからガスが吐き出されること
により、後述するロータのスラスト方向とラジアル方向
の気体軸受として機能するように構成されている。

【００１３】４０は下方に開口する有底筒状のモータロ
ータで、前記モータケーシング３１内に回転自在に収納
され、かつ開口端面および底面が各々前記第１環状体３
４の内端面と第２環状体３８の内端面に対向する位置に
設けられている。このモータロータ４０の開口内周面に
はバランサとしての内フランジ４１が一体に設けられて
おり、この内フランジ４１の上方にはモータ構成部品と
してのマグネット４２が固定されている。４３は前記モ
ータロータ４０内にその一部が臨む筒状のモータコイル
で、前記モータケーシング３１内に収納され、かつ前記
ボス３７ａの周囲に設けられている。このモータコイル
４３の外周面には前記内フランジ４１の端面に対向する
端面を有するフランジ４４が一体に設けられており、こ
のフランジ４４の上方には前記マグネット４２に対応す
るコイル（図示せず）が巻回されている。４５は回転体
としてのポリゴンミラー４６を保持するホルダーで、前
記モータロータ４０に固定されている。

【００１４】また、４７は前記通路３３の側方開口部に
装填され冷却用のガスを供給するためのプラグ、４８は
前記ホルダー４５に前記ポリゴンミラー４６を圧接する
押え板、４９はこの押え板４８と前記ポリゴンミラー４
６を前記ホルダー４５に固定するためのボルトである。
なお、前記押え板４８は前記内フランジ４１に対応する
バランサとして機能する。

【００１５】このように構成されたスピンドルモータに
おいては、プラグ３６を開放させて第２主通路３５ａに
高圧ガスを供給すると、このガスが第１主通路３２ａお
よび第３主通路３９ａを通過して第１副通路３２ｂ，第
２副通路３５ｂおよび第３副通路３９ｂの開口部からモ
ータロータ４０の外周面と開口端面，底面に対して吐き
出されることになる。

【００１６】したがって、本実施例においては、気体軸
受によってモータロータ４０を直接支持することができ
るから、従来のようにラジアル軸受として広い軸受部分
をもつ軸受を必要とせず、モータの軸線方向寸法を縮小
させることができる。このことは、モータとしてのバラ
ンスが良好になることであるから、同一の容積において
高剛性のモータを得ることができ、超高速回転を可能に
する。

【００１７】因に、本実施例においては、従来例と比較
してスラスト方向の軸受剛性が略同等であることおよび
ラジアル方向の軸受剛性が約２倍であることが立証され
ている。

【００１８】また、本実施例においては、モータケーシ
ング３１および両環状体３４，３８に気体通路を形成し
たから、従来別個に必要とした気体軸受構成部品が不要
になり、部品点数を削減することができる。

【００１９】さらに、本実施例において、気体軸受によ
ってモータロータ４０を直接支持できることは、ポリゴ
ンミラー４６を含むスピンドルユニットの組立時に気体
軸受によって軸体を支持する従来例と比較してバランス
を取る回数を削減することもできる。

【００２０】なお、本実施例においては、回転体として
ポリゴンミラー４６を含むスピンドルユニットに適用す
る例を示したが、本発明はこれに限定適用されるもので
はなく、他の回転体を含むスピンドルユニットにも実施
例と同様に適用可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、筒
状のモータケーシング内に収納されケーシング軸線と同
一の軸線をもつステータと、このステータの周囲に設け
られモータケーシングの内周面に対向する外周面を有す
る筒状のロータとを備え、このロータの両開口端面に各
々対向する端板をモータケーシングの各開口端部に設
け、これら両端板およびモータケーシングに高圧ガスが
流入する主通路を設け、前記主通路の径よりも小さい径
寸法に形成され、且つ前記両端板の各内端面とモータケ
ーシングの内周面とに各々開口する副通路を前記主通路
に連設したので、通路の開口部から高圧ガスをロータの
両開口端面および外周面に対して吐き出させることがで
きる。したがって、気体軸受によってロータを直接支持
することができるから、従来のようにラジアル軸受とし
て広い軸受部分をもつ軸受を必要とせず、モータの軸線
方向寸法を縮小させて小型化を図ることができる。ま
た、モータケーシングおよび両端板に気体通路を形成し
たから、従来別個に必要とした気体軸受構成部品が不要
になり、部品点数を削減してモータの軽量化および組み
立ての簡素化を図ることもできる。さらに、モータ回転
部分の小型化および軽量化を図ることができるから、モ
ータ軸の固有振動数を高めることができ、超高速回転が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）および（Ｂ）は本発明に係るスピンドル
モータを示す平面図と断面図。

【図２】（Ａ）および（Ｂ）は従来のスピンドルモータ
を示す平面図と断面図。

【符号の説明】

３１…モータケーシング、３２ａ…第１主通路、３２ｂ
…第１副通路、３４…第１環状体、３５ａ…第２主通
路、３５ｂ…第２副通路、３８…第２環状体、３９ａ…
第３主通路、３９ｂ…第３副通路、４０…モータロー
タ、４３…モータコイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇塚 光男 埼玉県浦和市大東２丁目12番33号 ソフ トロニクス株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−51621（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−30930（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−27747（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−103131（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−58853（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 5/16 H02K 7/08 H02K 21/22 F16C 32/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のモータケーシング内に収納されケ
   ーシング軸線と同一の軸線をもつステータと、このステ
   ータの周囲に設けられ前記モータケーシングの内周面に
   対向する外周面を有する筒状のロータとを備え、このロ
   ータの両開口端面に各々対向する端板を前記モータケー
   シングの各開口端部に設け、これら両端板および前記モ
   ータケーシングに高圧ガスが流入する主通路を設け、前
   記主通路の径よりも小さい径寸法に形成され、且つ前記
   両端板の各内端面とモータケーシングの内周面とに各々
   開口する副通路を前記主通路に連設したことを特徴とす
   るスピンドルモータ。