JPH03128649A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はラジアル軸受及びスラスト軸受が流体動圧軸受
で構成される高速回転が可能なスピンドルモータに関し
、特にモータの姿勢いかんにかかわらず回転時に振動が
少ないハードディスクドライバー（以下、単に’ＨＤＤ
Ｊと称する）の駆動に好適なスピンドルモータに関する
ものである。

〔従来技術及び発明が解決しようとする課題〕近年、Ｈ
ＤＤの高記憶容量化及び低電力消費化に伴い、その駆動
用であるスピンドルモータに対しても、それにより適し
た高性能のものが要望されている。

第６図は従来のＨＤＤ用スビスピンドルモータ部断面図
を示す図であり、取付台２１の中央部に軸支持筒２２を
備え、該軸支持筒２２の外周には複数個のステータコイ
ル群２３が固定されており、内周にはボールベアリング
２４を介して回転軸２５が回転自在に支持されている。

回転軸２５の上端には、外周面にハードディスクを載架
固定する支持部材２７が固定されている。支持部材２７
の内周面側には複数個のロータマグネット群２８が前記
ステータコイル群２３と対向して固定されている。

上記玉軸受を使用したスピンドルモータにおいて、スピ
ンドルモータの振動の大きさは玉軸受の隙間に依存し、
ラジアル方向の振動は玉軸受のラジアル隙間、スラスト
方向の振動は玉軸受のスラスト隙間と同程度であり、こ
の隙間を少なくするために玉軸受にプリロードをかける
等の工夫がなされているが、ラジアル方向のランアウト
（振れ）はその非繰返し成分で０．５ミクロン程度であ
り、満足できる値とはなっていない。また、玉軸受にこ
のようなプリロードをかけることは逆にモータのトルク
を増しＨＤＤの低消費電力化に逆行する。従って、上記
のような玉軸受を使用する限り、原理的にスピンドルモ
ータの振動をさらに低減することは実質上不可能である
。

そこで、より、高精度な回転性能を実現するものとして
、動圧軸受を用いたスピンドルモータが提案されている
。

第７図は本出願前に本出願人が特許出願（特願平１−９
２１６１号）した動圧軸受を使用したスピンドルモータ
の断面図である。取付台３１の中央部に支持軸３２を立
設し、取付台３１に円環状スラスト軸受３３を、また支
持軸３２と同心円状に円筒状ラジアル軸受３４を各々固
定する。支持軸３２の円筒状ラジアル軸受３４の上方部
には、ステータコイル３５を複数個等間隔で固定する。

一方支承部材３６はキャップ形状をしており、上方天蓋
部は支持軸３２の上方に遊嵌されており、下方端部には
断面り字型の円環状軸部材３７が固着されている。該軸
部材３７の下端部はスラスト軸受３３と内周面はラジア
ル軸受３４と各々対向して、スパイラル溝動圧スラスト
軸受とヘリングボーン溝動圧ラジアル軸受を形成してい
る。

支承部材３６の内周ステータコイル３５の対向位置には
、複数個のロータマグネット３８が等間隔で固定されて
いる。

ステータコイル３５に順次電流が流れるとロータマグネ
ット３８を備えた支承部材３６は回転を開始し、スラス
ト軸受３３の上面と軸部材３７の下面間で空気動圧スラ
スト軸受をラジアル軸受３４の外周面と軸部材３７の内
周面間で空気動圧ラジアル軸受を構成する。そのため、
軸部材３７◆ま固体接触することなく軸支されるので、
スムーズにしかも高速回転に対応でき、従来の玉軸受を
使用したものに比較し、摩擦の問題点及び振動の問題点
等が解消される。

しかしながら、上記スピンドルモータも横姿勢（重力方
向がモータの軸と直角となる方向）で動作させた場合は
、回転部の重力に起因するラジアル方向のモーメントが
発生し、ラジアル軸受に対してラジアル軸が傾き、ロー
タマグネットとステータコイルのラジアル方向の磁力の
不釣り合いがより大きくなった状態で回転部分が軸受に
対して片当り状態で押しつけられる。

また、上記問題点を含み、一般に従来の動圧軸受を使用
したスピンドルモータを横姿勢で使用した場合下記のよ
うな問題点があった。

■回転時の振動が大きい。

■２個の別体の軸受を使用する場合は、組み立て時、同
心の調整に困難性があり、また、ラジアル軸受と軸のク
リアランスはミクロン台であり、２つの軸心のクリアラ
ンスを合わせることは製造工程上問題があった。また、
スラスト軸受が２個の別体の軸受の場合は、スラスト間
の相対位置の調整が難しい。また、スラスト軸受のスラ
ストカラーは平行度数ミクロン以内で作成してあリ、セ
ット時にこれの数分の１程度に抑えることが必要となり
、困難なものとなる。

■また、第７図に示すような、ラジアルギャップタイプ
のスピンドルモータでは、ロータマグネットとステータ
コイルのラジアル方向の磁力の不釣り合いによりモーメ
ントが発生し、主軸に対してラジアル軸が傾き、動圧面
が片当りして起動トルクが大きくなり、また回転時はラ
ジアル方向の磁力が動圧力に添加され前者は不安定な力
であるため、軸が振れ回り必ずしも良い運転状態が得ら
れるものではなかった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点
を除去し、軸受に流体動圧軸受を用い、高回転性能が良
く、モータが使用される姿勢に関係なく回転時の振動が
少ない、高記録容量用ＨＤＤとして好適なスピンドルモ
ータを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明は、スピンドルモータを
下記の如く構成した。

取付基台の立設した支持軸を含むステータと、該支持軸
の周りに回転可能に配置された該支持軸と同心の円筒部
を有するキャップ状の回転体とを具備し、回転体は支持
軸との間にラジアル軸受を介して回転自在に支持される
と共に、取付基台との間にスラスト軸受を介して回転自
在に支持され、且つ該スラスト軸受は少なくとも一部が
回転体の円筒部の外側に伸長しており、更に該ラジアル
軸受及びスラスト軸受はそれぞれ固定側と可動側の間に
流体動圧を発生する動圧軸受であり、回転体の下端でス
ラスト軸受より内側で且つラジアル軸受の下部にロータ
マグネット又はロータ磁性体を固定し、取付基台にはロ
ータマグネット又はロータ磁性体に対向してステータコ
イルを固定し、該ステータコイルとロータマグネット又
はロータ磁性体の間に軸方向にギケップが設けられてい
ることを特徴とする。

また、回転体の内周でスラスト軸受より内側で且つ前記
ラジアル軸受の下部にロータマグネット又はロータ磁性
体を固定し、支持軸の外周にはロータマグネット又はロ
ータ磁性体に対向してステータコイルを固定し、該ステ
ータコイルとロータマグネット又はロータ磁性体の間に
ラジアルギャップが設けられていることを特徴とする。

また、スラスト軸受の動圧発生方向とは反対方向に磁力
によりプリロードすることを特徴する。

また、前記プリロードがロータマグネット又はロータ磁
性体の軸方向の磁気中心をステータコイルの軸方向の磁
気中心よりスラスト軸受の反対側に所定量ずらすことに
より行なわれることを特徴とする。

また、ラジアル軸受を構成する固定側部材及び可動側部
材、スラスト軸受を構成する固定側部材及び可動部材の
少なくとも一つはセラミックス材料で作られ、又は固定
側部材及び可動側部材の互いに対向する摺動面にセラミ
ックス材層又は素地とは異種材料をコーティングした薄
膜又は素地を変質させた表面変質層が設けられたことを
特徴とする。

また、前記セラミックスが炭化ケイ素又はアルミナであ
ることを特徴とする。

また、ラジアル軸受は少なくともモータ回転体を含む回
転部の重心点を含む所定の範囲を支持するように配置し
たことを特徴する。

また、スラスト軸受の固定側部材と取付基台との間に弾
性体パッドを介在させたことを特徴とする。

また、前記弾性体パッドがシリコンゴムであることを特
徴とする。

また、スラスト軸受の固定側部材及び可動側部材の互い
に対向する摺動面のいずれか一方に動圧発生用スパイラ
ル状溝を設けたことを特徴とする。

また、前記ラジアル軸受の固定側部材及び可動側部材の
互いに対向する摺動面のいずれか一方に動圧発生用へリ
ングポーン状溝を設けたことを特徴とする。

また、ラジアル軸受の可動側部材、回転体及びスラスト
軸受の可動側部材の幾つか又は全部が一体に形成された
ことを特徴とする特 また、前記一体に形成されたラジアル軸受の可動側部材
及び／又はスラスト軸受けの可動側部材の摺動面が素地
とは異種の材料がコーティングされるか又はその素地が
表面処理されていることを特徴とする。

また、ラジアル軸受の固定側部材、支持軸、スラスト軸
受の固定側部材及び取付基台の幾つか又は全部が一体に
形成されたことを特徴とする。

また、前記一体に形成されたラジアル軸受の固定側部材
及び／又はスラスト軸受の固定側部材が素地とは異種の
材料がコーティングされるか又はその素地が表面処理さ
れていることを特徴とする。

また、前記支持軸の上部は回転体の上部に設けた貫通穴
を通って遊嵌合していることを特徴とする。

〔作用〕

スピンドルモータを上記の如く構成することにより、モ
ータ回転体は支持軸との間にラジアル軸受を介して支持
軸に回転自在に支持されると共に、スラスト軸受を介し
て取付基台に回転自在に支持される構成であるから、負
荷能力に余裕がある範囲で作動できるため、動圧力が増
しラジアル方向の振動が少なくなる。また、片持ち構造
となることがないから、起動トルクが小さくなる。

モータ回転体は支持軸との間にラジアル軸受を介して支
持軸に回転自在に支持される構造なので、組み立て時、
同心の調整が容易となる。

スラスト軸受をモータ回転体の外側に伸長して配置する
ので、スラスト軸受の径及び面積を大きくでき大きな動
圧力を得ることができ、且つ磁力によるスラスト方向に
プリロードをかけることにより、ラジアル軸受に対する
ラジアル軸の傾きを矯正できる。また、モータ回転部は
スラスト方向の動圧力により飛び出ることなくモータ回
転部は安定して回転する。特にスピンドルモータを横姿
勢で使用してもモータ回転部は安定して回転する。また
、片持構造となることによる片当りに起因する起動トル
クの増大を防止する。

また、上記構成のスピンドルモータにおいては、動圧に
よる軸と軸受のクリアランスはミクロンオーダーの小さ
い値であるから、スラスト軸受はラジアル軸受に対して
正確に直角に配置されることが望ましいが、製作精度と
の関係から正確に直角に配置することが困難となる。し
かしながら本発明のスピンドルモータにおいては、スラ
スト軸受と取付基台との間に介在させたシリコンゴム等
の弾性体パッドは、この直角塵の誤差を吸収する作用を
奏することになる。

また、支持軸がキャップ状回転体の上部貫通穴を通って
遊嵌するときは、支持軸先端部を静止部に固定すること
ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係るスピンドルモータの構造を示す断
面図である。同図において、１は取付台であり、該取付
台１の中央部には支持軸２が立設されており、該支持軸
２の外周には同心円状のラジアル軸受４の固定側部材４
ｂが固定されている。６はモータ回転体であり、該モー
タ回転体６は中央部に支持軸２が挿入される支持軸挿入
穴を有するキシツブ状であり、下端には水平方向に拡大
した鍔部６ａが形成されている。また、モータ回転体６
の前記支持軸挿入穴の内周面には前記ラジアル軸受４の
固定側部材４ｂに対向する同心円状の可動部材４ａが固
定されている。また、モータ回転体６の下端鍔部６ａの
底面にはスラスト軸受９の可動側部材９ａが固定されて
おり、取付台１にはこの可動側部材９ａと対応する固定
側部材９ｂが設けられている。また、モータ回転体６の
下端のスラスト軸受９より内側にはロータマグネット群
８が固定されており、取付台１にはこのロータマグネッ
ト群８に対応するようにステータコイル群５が固定され
ている。なお、モータ回転体６の外周部にはハードディ
スクが載架できるようになっている。

上記スピンドルモータは、所謂スラストギケップタイプ
のスピンドルモータであり、ステータコイル群５とロー
タマグネット群８との間には軸方向にギャップが設けら
れる。また、ステータコイル５とロータマグネット群８
とは駆動部を形成することになる。

ラジアル軸受４の固定側部材４ｂの対向面には、第２図
に示すようなヘリングボーン状の溝Ｃ８等の動圧力を発
生させる動圧発生溝が形成されている。また、スラスト
軸受３のスラスト軸カラー９の対向面には第３図に示す
スパイラル溝Ｃ３等の動圧力を発生させる動圧発生溝が
形成されている。上記構成のスピンドルモータにおいて
、ステータコイル群５に順次電流が流れるとロータマグ
ネット群８が固定されたモータ回転体６は回転を開始し
、スラスト軸受９の固定側部材９ｂの上面とこれと対向
する可動側部材９ａの下面間の間に流体動圧が発生し、
流体動圧スラスト軸受が形成される。また、ラジアル軸
受４の固定側部材４ｂの外周面とこれと対向する可動部
材４ａの内周面の間に空気動圧が発生し、空気動圧ラジ
アル軸受が形成される。そのためラジアル軸受４の固定
側部材４ｂと可動部材４ａ及びスラスト軸受９の固定側
部材９ｂと可動側部材９ａは互いに固体接触することな
く軸支されるので、スムーズでしかも高速回転に対応で
きる。従って、上記従来の玉軸受による軸支に比較して
摩擦の問題、振動の問題が解消される。

なお、動圧発生溝はラジアル軸受４の可動部材４ａの固
定側部材４ｂの対向面に形成し、固定側部材４ｂの外周
面を平滑としてもよく、またスラスト軸受９の可動側部
材９ａの固定側部材９ｂの対向面に形成し、固定側部材
９ｂの上面を平滑としてもよい。

ラジアル軸受４の固定側部材４ｂ又は可動部材４ａのい
ずれか一方又は双方を除き、支持軸２とラジアル軸受４
の可動側部材４ａのいずれか一方の対向面又はラジアル
軸受４の固定側部材４ｂとモータ回転体６のいずれか一
方の対向面に動圧発生する溝を形成して、対向する面を
平滑としてもよい。同様にスラスト軸受９の固定側部材
９ｂと可動側部材９ａのいずれか一方又は双方を除き、
固定側部材９ｂとモータ回転体６の鍔部６ａの対内面又
はスラスト軸９の可動側部材９ａと取付基台１の対向面
のいずれか一方の面に動圧発生溝を形成して、対向する
面を平滑としてもよい。

スピンドルモータを上記のような構造とすることにより
、固定側部材４ｂ及び可動側部材４ａで構成されるラジ
アル動圧軸受の長さがモータ回転体６の高さと略同じ長
さにすることができるから、負荷能力に余裕がある範囲
で作動できる動圧力が増しラジアル軸受方向の振動が小
さくなる。

また、ラジアル動圧軸受を長くすることができるから、
ラジアル動圧軸受が片持ち構造とならず、起動トルクが
小さくて済む。

なお、上記実施例ではラジアル動圧軸受の長さがモータ
回転体６の高さと略同じとしたが、これは好ましい形態
であり、場合によってはモータ回転体６の高さより小さ
くてもよい。また、ラジアル動圧軸受の長さが長いこと
から大きい動圧が発生するから、ラジアル軸受４の固定
側部材４ｂ及び可動側部材４ａの加工精度を低くするこ
とができる。

また、上記構造のスピンドルモータを縦姿勢で使用した
場合、ロータマグネット群８の磁力によるスラスト方向
に加わるプリロードの力の範囲は、スラスト軸受９の固
定側部材９ｂと可動側部材９ａの間に発生する動圧力と
、スラスト軸受９に加わるモータ回転体６のモータ重量
と、スラスト軸受９の固定側部材９ｂ及び可動側部材９
ａの加工精度とによるが、基本的には以下の関係を満た
しておればよい。

Ｐ＜１００ＸＳ”−Ｗ　　　　　　・・・・・・・・（
１）但し、Ｐはロータマグネット群８によるブリロード
カ〔ｇ〕、ＳＩマスラスト軸受の面積（ｃｍ’Ｊ、Ｗは
モータ回転部６の重量（ｇ）である。ここで、１００×
Ｓは動圧軸受の現在の経済的な仕上で固体接触すること
なく回転できるための必要な動圧力（ｇ／ｃｍ”）であ
る。

また、上記構造のスピンドルモータを横姿勢で使用した
場合、磁力によるスラスト方向にプリロードが加わって
いないと、スラスト軸受９にはモータ回転体６の重量が
かからないため、ラジアル軸受４に対するラジアル軸の
傾きにより、ラジアル軸受４の固定側部材４ｂと可動側
部材４ａとが片当りしたり、スピンドルモータの起動に
より、モータ回転体６はスラスト方向に飛び出てしまい
、安定して回転しないことになる。そのため、動圧力と
逆方向の力としてスピンドルモータの駆動部であるロー
タマグネット群８を利用し、予めスラスト軸受９に動圧
と逆方向の力、即ちプノロードをかけておくと回転が安
定する。

本実施例では、スピンドルモータ駆動部がスラストギャ
ップ型であるため、プリロードは当該モータ駆動部によ
り得ることができる。

なお、本実施例ではスラスト軸受９はモータ回転体６の
鍔部６ａの下面、即ちロータマグネット群８やステータ
コイル群５で構成される駆動部の外側に配置したので、
スラスト軸受９の径が大きくなり、上記プリロードによ
り、モータ回転体６は径の大きいスラスト軸受９の方向
に引っ張られるから、モータ回転体６はラジアル方向に
ふらつくことが少なくなり、安定して回転する。

また、可動側部材９ａ及び固定側部材９ｂからなるスラ
スト軸受９をロータマグネット群８やステータコイル群
５で構成される駆動部の外側に配置するため、動圧発生
溝Ｃ１を第３図に示すように動圧が内側に生じるように
形成した場合には、スラスト軸受の外周側から空気が吸
い込まれ、この空気の圧縮によりスラスト軸受９の固定
側部材９ｂと可動側部材９ａの間に動圧力を発生するか
ら、空気はモータ回転体６内から外部に流れないことに
なり、ロータマグネット群８やステータコイル群５から
の塵芥が外部に飛散することがない。従って、塵芥を嫌
う環境で使用する場合、好適なスピンドルモータとなる
。

塵芥を嫌わない環境では、動圧がスラスト軸受の外側に
生じるように動圧発生溝を形成してもよいことは勿論で
ある。

第４図は本発明に係るスピンドルモータの他の構造を示
す断面図である。本スピンドルモータが第１図に示すス
ピンドルモータに比較して相違する点は、本スピンドル
モータにおいては、モータ回転体６の下部内周にモータ
のロータマグネット群１０を取付け、支持軸２の下部外
周には該ロータマグネット群１０に対応してモータのス
テータコイル群１１を取付けている点であり、他は第１
図のスピンドルモータと時間−である。即ち、第１図の
スピンドルモータはスラストギ勺ツブタイプであるのに
対し、第４図のスピンドルモータはステータコイル群１
１とロータマグネット群１０との間にラジアルギ々ツブ
が設けられたラジアルギャップタイプである。

第４図に示す実施例においては、ステータコイル群１１
の軸方向長さの中央線とロータマグネット群１０の中央
線の相対位置をｄだけずらす、即ちロータマグネット群
１０のマグネットセンタをステータコイル群１１の中央
線に対してスラスト軸受９の反対方向にｄだけずらすこ
とにより、プリロードを与えることができる。プリロー
ドはこのｄの値により所望の値に設定できる。

上記第１図及び第４図に示す実施例では、動圧ラジアル
軸受４及び動圧スラスト軸受９を構成する固定側部材４
ｂ、可動側部材４ａ及び固定側部材９ｂ、可動側部材９
ａは回転時に圧縮された流体を介して非接触回転するこ
とから、これら軸受を構成する部材の材質は高精度に加
工できる材料であればどんな材料でもよく、一般の金属
材料、有機材料の利用が考えられる。問題は起動時と低
速回転時の摩擦抵抗と磨耗を少なくすることであり、使
用可能な材料は軸受構造により異なる。

本実施例では、ラジアル軸受４及びスラスト軸受９の動
圧発生面を大きくし、接触面にかかる面圧を低減すると
共に、ステータコイル群５，１１を適切に配置すること
により片当りしない構造としている。従って、例えば、
軸受を構成する各部材として、ステンレス鋼材を例にと
れば、軸受の接触面に薄い潤滑材を塗れば長時間にわた
って安定した性能が得られる。しかしながら、スピンド
ルモータの使用される環境により、潤滑材を使用できな
い場合又は最小限に抑えたい場合もあり、この場合は特
に耐磨耗特性及び摺動特性の優れたセラミック系の材質
が好ましい。なかでも炭化ケイ素又はアルミナが好適で
ある。

また、上記構成のスピンドルモータにおいては、動圧に
よる軸と軸受のクリアランスはミクロンオーダーの小さ
い値であるから、スラスト軸受９の固定側部材９ｂはラ
ジアル軸受４の固定側部材４ｂに対して正確に直角に配
置されることが望ましいが、製作精度との関係から正確
に直角に配置することが困難となる。そこで上記実施例
ではスラスト軸受９の固定側部材９ｂと取付台１との間
に弾性体からなる弾性体パッド１２を介在させて、この
直角度の誤差を吸収させている。この弾性パッド体１２
に用いる材料としては柔軟性に富み耐久力があるもので
あれば何でもよいが、シリコンゴムが柔軟性及び耐久力
の点から好適である。

第５図は本発明に係るスピンドルモータの他の構造を示
す断面図である。本スピンドルモータは第１図に示すス
ピンドルモータに類似するが、以下の点で異なる。取付
基台１、支持軸２、ラジアル軸受４の固定側部材４ｂ及
びスラスト軸受９の固定側部材９ｂが同一の材料からな
る一体構造に形成されている。また、回転体６、ラジア
ル軸受４の可動側部材４ａ及びスラスト軸受９の可動側
部材９ａが同一材料からなる一体構造に形成される。

また、支持軸２の上部が回転体６の上部の貫通穴を通り
伸長されその先端が静止部材４２に固定されている。こ
れによりスピンドルモータを横姿勢で使用する場合、支
持軸２のたわみを防止でき、スピンドルモータを大型に
する場合いに有利となる。

また、この場合支持軸２の先端部は静止部に固定するこ
となく、モータ回転体が飛び出さないようにするバック
アップ用ストッパーを取り付けることができる。

第５図のスピンドルモータにおいて、ラジアル軸受４及
びスラスト軸受９の可動側部材４ａ、可動側部材９ａ及
び固定側部材４ｂ、固定側部材９ｂのいすか一方又は双
方に例えばセラミックや、その素地とは異なる異種材料
の薄膜をコーティングして形成するか、素地を変質させ
た表面変質層が設けられている。薄膜は物理的蒸着、化
学的蒸着若＜はメツキにより形成することができ、通常
、素地とは異種の材料が使用される。例えば、素地がス
テンレスでコーティング材料がセラミックスの組合せで
ある。しかしながら素地と同種の材料を用いることもあ
る。例えば、ある種のニッケルメッキはメツキにより素
地よりも致密で硬いものとなる。ｒ素地とは異種材料、
とは、このような場合も含むものとする。

また、表面変質層は、例えば酸化処理、窒化処理若しく
はイオン注入により形成できる。また、上記のような処
理は第１図及び第４図に示すスピンドルモータのラジア
ル軸受４及びスラスト軸受９の可動側部材４ａ、可動側
部材９ａ及び固定側部材４ｂ、固定側部材９ｂに施して
もよいことは当然である。

なお、第５図に示すスピンドルモータは、第１図のスピ
ンドルモータと同様スラストギャップタイプのスピンド
ルモータであるが、第４図に示すようなラジアルギャッ
プタイプのスピンドルモータにおいても、図示は省略す
るが第５図に示すような取付基台１、支持軸２、ラジア
ル軸受４の固定側部材４ｂ及びスラスト軸受９の固定側
部材９ｂを同一の材料からなる一体構造にすると共に、
回転体６、ラジアル軸受４の可動側部材４ａ及びスラス
ト軸受９の可動側部材９ａを同一材料からなる一体構造
に形成することもできる。支持軸２の上部が回転体６の
上部の貫通穴を通り伸長されその先端が静止部材４２に
固定されている。

また、第１図及び第４図に示すスピンドルモータにおい
ては、キャップ状回転体６の上部に支持軸２が貫通する
貫通穴を有しない構造であるが、第５図に示すような回
転体６の上部に支持軸２が貫通する貫通穴を設けたもの
でもよいことは当然である。これによりスピンドルモー
タを横姿勢で使用する場合、支持軸２のたわみを防止で
き、スピンドルモータを大型にする場合いに有利となる
。

また、上記実施例のいずれのスピンドルモータも、ステ
ータコイル群５，１１に対応してローフマグネット群８
，１０配置した、所謂同期電動機型のスピンドルモータ
を例を説明したが、ロータマグネット群８，１０に替え
てロータ磁性体を用い、所謂誘導電動機型のスピンドル
モータとすることも勿論可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば下記のような優れた
効果が得られる。

（１）ラジアル軸受が一体的に形成されるので、組み立
て時に芯の調整が容易となる。また、ラジアル軸受自体
の正確な加工が容易となる。

り２）ラジアル軸受は少なくともモータ回転部の重心点
を含む所定の範囲を支持する構成とするから、負荷能力
に余裕がある範囲で作動できるため、動圧力が増しラジ
アル方向の振動が少なくなる。また、ラジアル軸受が長
いため、片持ち構造とならず、起動トルクが小さくなる
。また、ラジアル軸受を構成する部材の加工精度を落と
すことができるから、製造コストが安価となる。

（３）スピンドルモータをスラストギャップタイプとす
ることにより、ラジアルギャップタイプののものに比較
し、ステータコイルとロータマグネットの磁力によるラ
ジアル方向に働くモーメントによる不釣り合いがなくな
り、回転時の振動が少なくなる。

（４）スラスト軸受をモータ回転部の外周部に配置する
ので、スラスト軸受の径及び面積を大きくでき大きな動
圧力を得ることができ、且つ磁力によるスラスト方向に
プリロードをかけることにより、ラジアル軸受に対する
ラジアル軸の傾きを矯正し、モータ回転部はスラスト方
向の動圧力により飛び出ることなくモータ回転体は安定
して回転する。特にスピンドルモータを横姿勢で使用し
ても、ラジアル軸受が長いことと、プリロードは協動し
て、モータ回転体は安定して回転する。

〈５）スラスト軸受及びラジアル軸受を構成する部材に
セラミック又は素地とは異種材料をコーティングした薄
膜又は素地を変質させた表面変質層が設けることにより
、無潤滑又は最小限潤滑で使用できる。

（６）スラスト軸受と取付台の間に介在せた弾性体パッ
ドにより、取付台と軸受の加工誤差を吸収できるので、
良好な摺動状態を保証できる。

（７）支持軸の上部は回転体の上部は回転体の上部に設
けられた貫通穴を通って遊嵌させることにより、スピン
ドルモータを横姿勢で使用する場合支持軸の先端を静止
部で支持することができ、これにより支持軸は両持ち構
造となるから、支持軸のたわみを防止でき、スピンドル
モータを大型にする場合に有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスピンドルモータの構造を示す断
面図、第２図Ｉよラジアル軸受部材に形成された動圧発
生溝の例を示す図、第３図はスラスト軸受部材に形成さ
れた動圧発生溝の例を示す図、第４図は本発明に係るス
ピンドルモータの他の構造を示す断面図、第５図は本発
明に係るスピンドルモータの他の構造を示す断面図、第
６図は従来のＨＤＤ用スビスピンドルモータ部断面俸を
示す図、第７図は本出願前に特許出願した動圧軸受を使
用したスピンドルモータの断面図である。 図中、１・・・・取付台、２・・・・支持軸、４・・・
・ラジアル軸受、５・・・・ステータコイル群、６・・
・・モータ回転体、７・・・・ラジアル軸受スリーブ、
８・・・・ロータマグネット群、９・・・・スラスト軸
受、１０・・・・ロータ磁石群、１１・・・・ステータ
コイル群、１２・・・・弾性体パッド。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）取付基台の立設した支持軸を含むステータと、該
   支持軸の周りに回転可能に配置された該支持軸と同心の
   円筒部を有するキャップ状の回転体とを具備し、 前記回転体は前記支持軸との間にラジアル軸受を介して
   回転自在に支持されると共に、前記取付基台との間にス
   ラスト軸受を介して回転自在に支持され、且つ該スラス
   ト軸受は少なくとも一部が回転体の円筒部の外側に伸長
   しており、更に該ラジアル軸受及びスラスト軸受はそれ
   ぞれ固定側と可動側の間に流体動圧を発生する動圧軸受
   であり、 前記回転体の下端で前記スラスト軸受より内側で且つ前
   記ラジアル軸受の下部にロータマグネット又はロータ磁
   性体を固定し、前記取付基台には前記ロータマグネット
   又はロータ磁性体に対向してステータコイルを固定し、
   該ステータコイルと前記ロータマグネット又はロータ磁
   性体の間に軸方向にギャップが設けられていることを特
   徴とするスピンドルモータ。
2. （２）取付基台の立設した支持軸を含むステータと、該
   支持軸の周りに回転可能に配置された該支持軸と同心の
   円筒部を有するキャップ状回転体とを具備し、 前記回転体は前記支持軸との間にラジアル軸受を介して
   回転自在に支持されると共に、前記取付基台との間にス
   ラスト軸受を介して回転自在に支持され、且つ該スラス
   ト軸受は少なくとも一部が回転体の円筒部の外側に伸長
   しており、更に該ラジアル軸受及びスラスト軸受はそれ
   ぞれ固定側と可動側の間に流体動圧を発生する動圧軸受
   であり、 前記回転体の内周で前記スラスト軸受より内側で且つ前
   記ラジアル軸受の下部にロータマグネット又はロータ磁
   性体を固定し、前記支持軸の外周には前記ロータマグネ
   ット又はロータ磁性体に対向してステータコイルを固定
   し、該ステータコイルと前記ロータマグネット又はロー
   タ磁性体の間にラジアルギャップが設けられていること
   を特徴とするスピンドルモータ。
3. （３）前記スラスト軸受の動圧発生方向とは反対方向に
   磁力によりプリロードすることを特徴とする請求項（１
   ）又は（２）記載のスピンドルモータ。
4. （４）前記プリロードが前記ロータマグネット又はロー
   タ磁性体の軸方向の磁気中心をステータコイルの軸方向
   の磁気中心より前記スラスト軸受の反対側に所定量ずら
   すことにより行なわれることを特徴とする請求項（２）
   記載のスピンドルモータ。
5. （５）前記ラジアル軸受を構成する固定側部材及び可動
   側部材、スラスト軸受を構成する固定側部材及び可動部
   材の少なくとも一つはセラミックス材料で作られ、又は
   前記固定側部材及び可動側部材の互いに対向する摺動面
   にセラミックス材層又は素地とは異種材料をコーティン
   グした薄膜又は素地を変質させた表面変質層が設けられ
   たことを特徴とする請求項（１）又は（２）又は（３）
   又は（４）記載のスピンドルモータ。
6. （６）前記セラミックスが炭化ケイ素又はアルミナであ
   ることを特徴とする請求項（５）記載のスピンドルモー
   タ。
7. （７）前記ラジアル軸受は少なくとも前記モータ回転体
   を含む回転部の重心点を含む所定の範囲を支承するよう
   に配置したことを特徴とする請求項（１）乃至（６）の
   いずれか１項記載のスピンドルモータ。
8. （８）前記スラスト軸受の固定側部材と取付基台との間
   に弾性体パッドを介在させたことを特徴とする請求項（
   １）乃至（７）のいずれか１項記載のスピンドルモータ
   。
9. （９）前記弾性体パッドがシリコンゴムであることを特
   徴とする請求項（８）記載のスピンドルモータ。
10. （１０）前記スラスト軸受の固定側部材及び可動側部材
    の互いに対向する摺動面のいずれか一方に動圧発生用ス
    パイラル状溝を設けたことを特徴とする請求項（１）乃
    至（９）のいずれか１項記載のスピンドルモータ。
11. （１１）前記ラジアル軸受の固定側部材及び可動側部材
    の互いに対向する摺動面のいずれか一方に動圧発生用ヘ
    リングボーン状溝を設けたことを特徴とする請求項（１
    ）乃至（１０）のいずれか１項記載のスピンドルモータ
    。
12. （１２）前記ラジアル軸受の可動側部材、回転体及びス
    ラスト軸受の可動側部材の幾つか又は全部が一体に形成
    されたことを特徴とする請求項（１）又は（２）又は（
    ３）又は（４）記載のスピンドルモータ。
13. （１３）前記一体に形成されたラジアル軸受の可動側部
    材及び／又はスラスト軸受けの可動側部材の摺動面が素
    地とは異種の材料がコーティングされるか又はその素地
    が表面処理されていることを特徴とする請求項（１２）
    記載のスピンドルモータ。
14. （１４）前記ラジアル軸受の固定側部材、支持軸、スラ
    スト軸受の固定側部材及び取付基台の幾つか又は全部が
    一体に形成されたことを特徴とする請求項（１）又は（
    ２）又は（３）又は（４）又は（１２）又は（１３）記
    載のスピンドルモータ。
15. （１５）前記一体に形成されたラジアル軸受の固定側部
    材及び／又はスラスト軸受の固定側部材が素地とは異種
    の材料がコーティングされるか又はその素地が表面処理
    されていることを特徴とする請求項（１４）記載のスピ
    ンドルモータ。
16. （１６）前記支持軸の上部は回転体の上部に設けた貫通
    穴を通って遊嵌合していることを特徴とする請求項（１
    ）乃至（１５）のいずれか１項記載のスピンドルモータ
    。