JPH03159551A

JPH03159551A - スピンドルモータ

Info

Publication number: JPH03159551A
Application number: JP9699090A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Konno; 紺野　大介; Yukihiko Miwa; 三和　幸彦; Toshihiro Otani; 俊博大谷; Yasushi Hisabe; 久部　泰史; Yoshio Sato; 良雄佐藤; Masahiko Kishi; 雅彦岸; Noriyuki Osada; 長田　憲幸; Toshiya Kanamori; 金森　利也
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1989-04-12
Filing date: 1990-04-12
Publication date: 1991-07-09

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
で構或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
」と称する）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〕

近年、ＨＤＤ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８図は従来のＨＤＤ用スピンドルモータの使用態様の
概略説明図を示し、第７図は従来のスピンドルモータの
一部縦断面図である。スピンドルモータ２０は、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。

【発明が解決しようとする課題〕

上記玉軸受を使用したスピンドルモークにおいて、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ブリロードをかける
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）の非繰返し成分が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．また、玉軸受は小型のものを使用せざ
るを得す、そのため携帯や使用中の衝撃に対して弱く、
耐久性に問題があり、高速化３６００→５４００→６　
４　０　０　ｒ．ｐ．ｍ．に対してもベアリングの摩耗
の問題、さらに潤滑油（グリース）使用のためクリーン
度が落ちるという問題点があった。

また、一般に従来のスピンドルモータは、横姿勢で使用
するとき回転振動が大きくなる欠点がある。

ここで、従来技術における玉軸受をそのま玄流体動圧軸
受に置き換えたスピンドルモータもかんがえられるが、
ラジアル軸受とラジアル軸のクリアランスがミクロン台
であるため、２個の別体のラジアル軸受を使用する場合
は、同心の調整に困難性があった。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
が困難である。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、軸受に流体
動圧軸受を用いることにより耐久性、クリーン度等に優
れ、且つ高回転性能が良く、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く、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．取付基台に立設される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、回転体は支持軸
と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、支持軸の外周部で且つ
ラジアル軸受の上部にはステータコイルを固定し、回転
体の内周部には該ステータコイルと対向してロータマグ
ネット又はロータ磁性体を固定し、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との間にラジアルギ
ャップが設けられていることを特徴とする。

また、取付基台に立設される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該支持軸と同心の
円筒部を有するキケップ状回転体とを具備し、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、支持軸の外周
部で且つラジアル軸受の上部には環状にステータコイル
を固定し、回転体の天井面には該ステータコイルと対向
してロータマグネット又はロータ磁性体を固定し、該ス
テータコイルとロークマグネット又はロータ磁性体との
間に軸方向ギ勺ツプが設けられていることを特徴とする
．また、スラ゛スト軸受のスラスト方向の動圧発生方向
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。

また、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側部材
、支持軸の少なくとも一つがセラミックス材料、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はセ
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こと
を特徴とする。

また、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＃ｉ囲を支持するように配置
したことを特徴とする。

また、スラスト軸受の固定側部材と取付基台との間に弾
性パッドを介在させたことを特徴とする．また、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、ラジアル軸受の可動側部材とスラストの可動側部
材及び／又はラジアル軸受の固定側部材とスラストの固
定側部材とが断面Ｌ字型で、且つ一体的に形成されてい
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、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。

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。

また、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、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、支持軸の上部は回転体の
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、軸
受に玉軸受を使用することがないから、従来の玉軸受を
用いたスピンドルモータに比較し、回転時の振動を大幅
に低減できると共に、潤滑剤を使用しなくて済むか又は
使用する場合も最小限に抑えることができるため、−ク
リーン度も優れたものとなる。

モータ回転部は支持軸と同心円状で且つ一体的に形成さ
れたラジアル軸受を介して支持軸に支持され、モータ回
転部はスラスト軸受を介して前記取付基台に支持される
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。

モータ回転部は支持軸と同心円状で且つ一体的に形成さ
れたラジアル軸受を介して支持軸に支持されるので、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円筒部の外側に伸長して
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し、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
トルクを増大を防止する。

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才一ダーの小さ
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、この直角度の誤差を吸収する作用を
奏することになる．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Ｃま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は取付基台であり、該
取付基台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の固定部
材４ｂが固定されている。支持軸２の固定部材４ｂの上
方部には複数個等間隔で固定されたステータコイル５が
配置されている。

これら取付基台１と支持軸２とラジアル軸受４の固定部
材４ｂとステータコイル５とでスピンドルモータのステ
ータを構成している．一方、６は支持軸２の周りを回転する回転体であり、該
回転体６は円筒部を有するキャップ状であり、例えばハ
ードディスク支承部材となる。また回転体６の上方天蓋
部は支持軸２の上方部が貫通する貫通穴１６が形成され
ており、支持軸２の上方部はこの貫通穴１６に遊嵌され
ている。回転体６の下方端部には断面Ｌ字状の円環状軸
受部材７が固着され、該円環状軸受部材７の上部には複
数個等間隔で固定されたロータマグネット８が配置され
ている。

これら、回転体６とロータマグネット８と円環状軸受部
材７とでスピンドルモータのロータをｍ成する。

該円環状軸受部材７の下端面はスラスト軸受３の固定部
材３ｂと対向する可動部材３ａとなっており、内周面は
ラジアル軸受４の固定部材４ｂと対向する可動部材４ａ
となっている．ラジアル軸受４の固定部材４ｂの可動部材４ａに対向す
る面には第２図に示すようなヘリングボーン状の溝Ｃ１
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の固定部材３ｂの可動部材３ａに
対向する面には第３１３０に示すスパイラル溝Ｃ，等の
動圧力を発生させる動圧発生溝が形成されている。

回転体６の上部外周面には図示は省略するが複数枚のハ
ードディスクがスペーサを介して装架できるようになっ
ている。

上記スピンドルモータは、所謂ラジアルギャップタイプ
のスピンドルモータであり、ステータコイル５とロータ
マグネット８とは駆動部を形成することになる。

上記構成のスピンドルモータにおいて、ステータコイル
５に順次電流が流れるとロータマグネット８が固定され
た回転体６は回転を開始し、スラスト軸受３の固定部材
３ｂの上面とこれと対向する可動部材３ａ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の内周面の間に流体動圧が発
生し、梳体動圧ラジアル軸受が形成される。そのためス
ラスト軸受３の可動部材３ａの下面と固定部材３ｂの上
面及びラジアル軸受４の可動部材４ａの内周面と固定部
材４ｂの外周面が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、ラジアル軸受４の動圧発生溝は可動部材４ａの固
定部材４ｂの対向面に形或し、固定部材４ｂの外周面を
平滑としてもよく、スラスト軸受３の動圧発生溝は可動
部材３ａの固定部材３ｂの対向面に形成し、固定部材３
ｂの上面を平滑としてもよい。

また、ラジアル軸受４を構成する固定部材４ｂを設ける
ことなく、支持軸２の外周の可動部材４ａの対向面に動
圧発生溝を形成してもよく、スラスト軸受３の固定部材
３ｂを設けることなく取付基台１の可動部材３ａの対向
面に動圧発生する溝を形成してもよい。

また、円環状軸受部材７と回転体６を一体的に形成し、
回転体６の内周面のラジアル軸受４の固定部材４ｂ及び
スラスト軸受３の固定部材３ｂの対向面に動圧発生溝を
形成してもよい。

また、第６図に示すようにラジアル軸受４の固定部材４
ｂと支持軸２とスラスト軸受３の固定部材３ｂと取付基
台１とを一体的に形成し、更に回転体６と円環状軸受部
材７（ラジアル軸受４の可動部材４ａ，スラスト軸受３
の可動部材３ａ）とを一体的に形成し、これらの対向す
る面の一方に動圧発生溝を形成してもよい．可動部材３ａと固定部材３ｂからなるスラスト軸受３を
ロータマグネット８やステータコイル５で構成される駆
動部に対して外側、即ち回転体６の円筒部の外側に伸長
して配置するため、動圧発生溝を第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、この仝気の圧縮によ
りスラスト軸受３の固定部材３ｂと可動部材３ａの間に
動圧力を発生する。従って、空気は回転体６内から外部
に流れないことになり、ロータマグネット８やステータ
コイル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．また、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或し
てもよいことは勿論である。

本実施例においては、ステータコイル５の軸方向の長さ
中心（磁気中心）とロータマグネット８の軸方向の長さ
中心（磁気中心）の相対位置をｄだけずらすことにより
、即ち、ロータマグネット８のマグネットセンタをずら
すことにより、この日ータマグネット８の中心とステー
タコイル５の中心とが一致しようとする磁力による力が
作用し、スラスト軸受３にプリロードを与えることがで
きる。このブリロードの大きさは、このｄの大きさを所
定の値に設定することにより所望の値に設定できる。

上記構成のスピンドルモータにおいて、動圧ラジアル軸
受及びスラスト軸受を構成する固定部材４ｂ，可動部材
４ａ及び固定部材３ｂ，可動部材３ａ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質であれ
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、使用可能な材質の範囲
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３の流
体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５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、軸受け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えられる．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
い場合又は最少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才一ダーの小さ
い値であるから、スラスト軸受３の固定部材３ｂはラジ
アル軸受４の固定部材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３の固定部材３ｂと取付基台１との間にク
６性体からなる弾性バッド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１図に示すスピンドルモータにおいて、支持軸２の上
部が回転体６の上部の貫通穴１６を通り伸長され、その
先端が図示しない静止部に固定することができる。この
場合には支持軸２の取付基台１と静止部により両持ち支
持されるので、スピンドルモータを横姿勢で使用したと
き、回転体６に取り付けられた負荷の重量による支持軸
２のたわみを防止できる。このように支持軸２を両持ち
にすることはスピンドルモータが大型の場合有利である
。

第４図は本発明に係る他のスピンドルモータの構造を示
す断面図である。本スピンドルモータと第１図のスピン
ドルモータとは下記で相違するが、その他の点では略同
一である。回転体６の上部は閉じられており、支持軸２
は回転体６を貫通しない。

また、本スピンドルモータは図示するように、第１図の
断面Ｌ字状の円環状軸受部材７に相当する部材がラジア
ル軸受４の可動部材４ａとスラスト軸受３の可動部材３
ａとに別れている。ラジアル軸受４の可動部材４ａは回
転体６の内周面に固定部材４ｂと対向して固定されて、
スラスト軸受３の可動部材３ａは回転体６の下端に形成
されたその円筒部により外側に伸長した鍔部１７の下面
に円環状の固定部材３ｂと対向して固定されている。

また、固定部材４ｂと可動部材４ａで構成されるラジア
ル軸受４の長さ番よ、支持軸２の下端から少なくとも回
転体６及び該回転体６に装架されたハードディスク等か
らなる回転部の重心Ｇをカバーする長さに形成されてい
る。

上記のような構造とすることにより、固定部材４ｂ及可
動部材４ａで構成されるラジアル動圧軸受の長さが長く
なるから、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、
ラシ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。

また、ラジアル軸受４の長さを長くするから大きい動圧
が発生し、固定部材４ｂ及び可動部材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（
よ、スラスト軸受３を構成する固定部材３ｂと可動部材
３ａの間に発生する動圧力と、スラスト軸受３に加わる
モータ回転体６のモータ重量と、固定部材３ｂ及び可動
部材３ａ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＜ＩＯＯＸＳ”−Ｗ　　　　
　・・・・・・・・（１）但し、Ｐ壮ロータマグネット
８によるプリロードカ（ｇ〕、Ｓはスラスト軸受の面積
〔ｃｒｌ１！〕、Ｗはハードディスク等も含めたモータ
回転体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ブリロードが加わって
いないと、スラスト軸受３にはモータ回転体６の重量が
かからないため、ラジアル軸受に対するラジアル軸の傾
きにより、軸受が片当りしたり、スピンドルモータの起
動により、モータ回転体６はスラスト力向に飛び出てし
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８の軸方向中心をステータコイル５の
軸方向中心に対してスラスト軸受３の反対側に予めｄだ
け偏らしておくことにより、ロータマグネット８とステ
ータコイル５の間にその中心が一致しようとする力が作
用する。これにより、スラスト軸受３にその動圧と逆方
向の力がプリロードとして作用するから回転が安定する
．なお、本実施例ではスラスト軸受３をモータ回転体６
の円筒部より外側に伸長した鍔部１７の下面、即ちロー
タマグネット８やステータコイル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３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３の方向に引っ張られるから、モータ回
転部６はラジアル力向にふらつくことが少なくなり、安
定して回転する。

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が第４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の天井面に等間隔で
複数個固定されたロータマグネット８を配置し、支持軸
２の外周で且つラジアル軸受４を構成する固定部材４ｂ
の上部に前記ロータマグネット８に対応させて等間隔で
複数固定されたステータコイル５を配置した構成であり
、他は第４図のスピンドルモータと略同一である。即ち
、第４図のスピンドルモータはラジアルギャップタイプ
であるのに対し、第５図のスピンドルモータはスラスト
ギャップタイプである。

スピンドル七ータを上記の如くスラストギャップタイプ
とすることにより、ラジアルキャップタイプのものに比
較し、ステータとマグネット磁力の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。

第６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の固定部材４ｂ及びス
ラスト軸受３の固定部材３ｂが同一の材料からなる一体
構造に形成される。また、回転体６のラジアル軸受４の
可動部材４ａ及びスラスト軸受３の可動部材３ａが同一
の材料からなる一体構造に形成される。支持軸２の上部
が回転体６の上部の貫通穴１６を通り伸長されその先端
が静止部４２に固定されている。

第６図に示す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３の可動部材４ａ，３ａ及び固定部
材４ｂ，３ｂのいずれか一方又は双方に例えばセラミッ
クスや、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
けられる。

薄膜は、例えば物理的蒸着、化学的蒸着若しくはメッキ
により形成することができる．また表面変質層は、例え
ば酸化処理、窒化処理若しくはイ才ン注入により形成で
きる。

なお、上記実施例のスピンドルモータは、ステータフイ
ルに対応してロークマグネットを配置した、所謂同期電
動機型のスピンドルモータを例に説明したが、ロータマ
グネット群に替えてロータ磁性体を用い、所謂誘導電動
機型のスピンドー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。

（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）
スラスト軸受をキャブ状のモータ回転体の円筒部の外側
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し、モータ
回転体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、モータ回転部は安定して回転す
る。

（４）スラスト軸受及びラジアル軸受を構成する部材に
セラミックスを用いると無潤滑又は最小限潤滑で使用で
きる。

（５）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。

《６〉支持軸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図は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或され
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７図は従来のＨＤＤ用スピンドルモータの一部
断面図を示す図、第８図は従来のＨＤＤ用スピンドルモ
ータの使用態様の概略説明図である。図中、１・・・・取付基台、２・・・・支持軸、３・・
・・スラスト軸受、４・・・・ラジアル軸受、５・・・
・ステータコイル、６・・・・モータ回転体、７・・・円環状軸受部材、８・・・・ロータマグネット、１２・・・・弾性体パッド。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）取付基台に立設される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、前記支持軸の外周部で且つ前記ラジアル軸受の上部
にはステータコイルを固定し、前記回転体の内周部には
該ステータコイルと対向してロータマグネット又はロー
タ磁性体を固定し、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と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。
（２）取付基台に立設される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、前記支持軸の外周部で且つ前記ラジアル軸受の上部
には環状にステータコイルを固定し、前記回転体の天井
面には該ステータコイルと対向してロータマグネット又
はロータ磁性体を固定し、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との間に軸方向ギャップが設
けられていることを特徴とするスピンドルモータ。
（３）前記スラスト軸受のスラスト方向の動圧発生方向
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）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（１）記載
のスピンドルモータ。
（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側
部材の少なくとも一つが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）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）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持するよう
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）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）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）前記ラジアル軸受の可動側部材と前記スラスト
の可動側部材及び／又は前記ラジアル軸受の固定側部材
と前記スラストの固定側部材とが断面Ｌ字型で、且つ一
体的に形成されている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）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（１０）のいずれか１項記載のスピンドルモータ。
（１２）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（１１）のいずれか１項記載のスピンドルモータ
。
（１３）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。
（１４）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（１３）記
載のスピンドルモータ。
（１５）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）記載のスピンドルモータ。
（１６）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（１５）記載のスピ
ンドルモータ。
（１７）前記支持軸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していることを特徴とする請求項（
１）乃至（１６）のいずれか１項記載のスピンドルモー
タ。