JPH06189491A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータを長期間回転自在に支持できるととも
に、コイルで発生する電流磁界を有効に活用することが
できるスピンドルモータの提供。 【構成】 モータは、励磁状態で電流磁界を発生するス
テータコイル20を備えたブラケット10と、コイルの電流
磁界との電磁相互作用により回転力を得るロータマグネ
ット28を備えたロータハブ21とを有している。外壁部24
の段部２５には、ロータヨーク27を介してロータマグネ
ット28が、コイル20と空間を隔てて固定されている。外
壁部24の段部26には、コイル20を挟んで、空間を隔てて
磁性板29固定されている。シャフト31の外周面, スリー
ブ17の内周面のいずれか一方に、ヘリングボーン状の溝
に潤滑剤を充填することでラジアル方向の動圧軸受け部
Ａが形成される。シャフト31に圧入されたスラストプレ
ート32の上下面には、スパイラル状の溝に潤滑剤を充填
することにより、スラスト方向の動圧軸受け部Ｂが形成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スピンドルモータに
関し、特に、ステータコイルとロータマグネットとを対
面配置したスピンドルモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータなどの電子機器
の一層の小型化，薄型化により、これらの機器に組み込
まれる記録媒体、例えば、磁気ディスク装置の駆動用ス
ピンドルモータについても、一層の小型化，薄型化が要
請されている。このような要請に応える技術として、ス
テータコイルとロータマグネットとを対面配置したスピ
ンドルモータが提案されており、その一例が、例えば、
実開平２−１２９１７７号公報に開示されている。

【０００３】この公報に示されているモータでは、ステ
ータとロータとの間に玉軸受け部を設け、ロータをこの
軸受け部を介して回転自在に支持している。一方、ステ
ータコイルとロータマグネットとを対面配置した構造の
スピンドルモータには、上記公報に示されているもの以
外に、従来から、図５に示すような構造のものも知られ
ている。

【０００４】図５に示したモータは、シャフト回転型の
ものであって、偏平な形状に形成されたブラケット（ス
テータ）１と、偏平な逆カップ状に形成されたロータハ
ブ（ロータ）２とを有している。ブラケット１の外周に
は、フランジ部１ａが形成され、フランジ部１ａの内側
には、環状の外周壁部１ｂと、底部１ｃおよび筒部１ｄ
がそれぞれ設けられている。

【０００５】ブラケット１の底部１ｃ上には、ドーナツ
状の磁性板３が固着され、この磁性板３上に基板４に支
持された偏平な空心状のステータコイル５が配置されて
いる。一方、ロータハブ２は、その基部２ａの中心に貫
通孔２ｂが穿設されるとともに、基部２ａの外周に段部
２ｃと、この段部２ｃに連続する略Ｌ字形のフランジ部
２ｄが形成されている。なお、磁性板３は、マグネット
６とステータコイル５との間に作用する磁気特性を改善
するために配置されている。

【０００６】そして、フランジ部２ｃの内面側には、組
立状態でステータコイル５と対面するロータマグネット
６が接着固定されている。また、ロータハブ２の貫通孔
２ｂには、シャフト７が嵌合固定され、シャフト７とブ
ラケット１の筒部１ｄとの間に玉軸受け８を介装するこ
とにより、ロータハブ２がブラケット１に対して回転自
在に支持されている。

【０００７】このように構成されたモータでは、磁気デ
ィスクがロータハブ２の基部２ａ外周に嵌合固定され
る。しかしながら、このような従来のスピンドルモータ
には、以下に説明する技術的課題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、上述したス
テータコイルとロータマグネットとを対面配置したスピ
ンドルモータでは、ステータコイルに通電した時に発生
する磁気力は、軸方向に作用することになるが、上記公
報および図５に示したモータでは、いずれも玉軸受け構
造を採用していたので、繰り返し作用するこのような磁
気力に対抗してロータを長期間支持する上で不安があっ
た。

【０００９】また、図５に示したモータでは、ステータ
コイル５の下方に磁性板３が基板４と接触した状態に配
置されているので、ステータコイル５に励磁電流を供給
すると、磁性板３に渦電流が発生し、この渦電流により
磁界が発生する。ところが、このような渦電流による磁
界は、ステータコイル５により発生する電流磁界に悪影
響を及ぼし、モータに本来予定しているトルクが発生し
ないという問題があった。

【００１０】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、ロータを長
期間回転自在に支持できるとともに、ステータコイルで
発生する電流磁界を有効に活用することができるスピン
ドルモータを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、励磁状態で電流磁界を発生するステータ
コイルを備えたステータと、このステータコイルの電流
磁界との電磁相互作用により回転力を得るロータマグネ
ットを備えたロータとを有するスピンドルモータにおい
て、前記ステータとロータとの間に動圧軸受け部または
磁性流体軸受け部を設け、前記ステータコイルの一方側
に空間部を設けて前記ロータマグネットを対面配置する
とともに、前記ステータコイルの他方側に空間部を設け
て磁性板を対面配置したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記構成のスピンドルモータによれば、ロータ
を動圧軸受け部または磁性流体軸受け部で支持している
ので、軸方向に繰り返し作用する磁気力に長期間安定し
た状態で対抗することができる。また、ステータコイル
の他方側に空間部を設けて磁性板を対面配置しているの
で、ステータコイルに励磁電流を供給した時に、励磁電
流による電流磁界が空間部で減衰され、磁性板に発生す
る渦電流を低減できるとともに、渦電流が発生したとし
ても、渦電流による磁界は空間部で減衰され、ステータ
コイルの電流磁界に及ぼす影響が非常に少なくなる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の好適な実施例について添附図面
を参照して詳細に説明する。図１は、本発明にかかるス
ピンドルモータの第１実施例を示している。同図に示す
スピンドルモータは、シャフト回転型のものであり、そ
の半断面図であるが、左右が対称に構成されている。ス
ピンドルモータは、断面が偏平な概略凹形に形成された
ブラケット（ステータ）１０を有し、ブラケット１０
は、最外周に設けられたリング状のフランジ部１１と、
このフランジ部１１の内側に位置する外周壁部１２と、
その外周壁部１２の内方下部に形成された環状の底部１
３と、底部１３の内周側に設けられた円筒状の内周筒部
１４とを有している。

【００１４】そして外周壁部１２と底部１３と内周筒部
１４とにより、内周筒部１４と外周壁部１２との間に上
方に開口した環状凹部１５が形成されている。ブラケッ
ト１０の内周筒部１４の中心には、上下に貫通する孔部
１６が形成されている。孔部１６内には、両端が開口し
た中空円筒状のスリーブ１７が、その上端側を内周筒部
１４の上端よりも若干上方に突出するように、かつ、下
端側が孔部１６の下端開口縁から上方に位置するように
して嵌合固定されている。

【００１５】一方、ブラケット１０の外周壁部１２の上
端面には、リング状の基板１８がブラケット１０の凹部
１５上に位置するようにしてビス１９で固定支持されて
おり、基板１８の下面側には、偏平な空心状のステータ
コイル２０が設けられている。ステータコイル２０は、
図示は省略しているが、所定の極数に対応した数量の空
心状ステータコイルが、基板１８上を周方向へ等間隔に
配置されて接着固定されたものである。図１において、
符号２１は、略椀形状に形成されたロータハブ（ロー
タ）である。

【００１６】ロータハブ２１は、中央部に嵌合孔２２が
貫通する基部２３と、基部２３の外周に垂下形成された
外壁部２４とを有している。外壁部２４の外周面には、
第１および第２段部２５，２６が連続して形成されてい
る。基部２３の外周面にあって、外壁部２４の上方に
は、複数枚の磁気ディスクがスペーサを介在させて外嵌
固定されることになる。

【００１７】また、外壁部２４の第１段部２５には、磁
性材で断面が略Ｌ字型に形成されたロータヨーク２７
が、組立状態において、ブラケット１０の環状凹部１５
内に位置するようにして、その内端が固定支持されてい
る。このロータヨーク２７の上面側には、組立状態にお
いて、ステータコイル２０と対面するロータマグネット
２８が、コイル２０と所定の空間を隔てるようにして接
着固定されている。ロータマグネット２８は、Ｎ極とＳ
極とが交互に所定極数分、環状に配置されて着磁されて
いる。

【００１８】さらに、外壁部２４の第２段部２６には、
組立状態において、ステータコイル２０を挟んでロータ
マグネット２８と反対側に位置し、ステータコイル２０
から所定の空間を隔てるようにして、ドーナツ状の磁性
板２９の内端が固定支持されている。そして、ロータハ
ブ２１の嵌合孔２２には、下端側に小径部３０が形成さ
れたシャフト３１が、ロータハブ２１と同軸上に嵌合固
定されている。

【００１９】このシャフト３１の上端側を嵌合孔２２に
嵌合固定する際には、ロータハブ２１を加熱した状態
で、シャフト３１を嵌合孔２２内に挿入する焼き嵌め方
式が採用される。そして、シャフト３１をロータハブ２
１に嵌合固定した状態で、シャフト３１をスリーブ１７
内に挿入するとロータハブ２１は、ブラケット１０に対
して回転自在に支持される。

【００２０】このとき、シャフト３１の外周面またはス
リーブ１７の内周面のいずれか一方に、ヘリングボーン
状の溝を形成しておき、シャフト３１をスリーブ１７に
挿入する際に潤滑剤を充填すると、ラジアル方向の動圧
軸受け部Ａがシャフト３１とスリーブ１７との間に形成
される。一方、シャフト３１の小径部３０には、環状の
スラストプレート３２が圧入固定されており、このスラ
ストプレート３２の上下面には、スパイラル状またはヘ
リングボーン状の溝（図示省略）が刻設されており、こ
の溝に潤滑剤を充填することにより、スラスト方向の動
圧軸受け部Ｂを構成している。

【００２１】そして、シャフト３１の小径部３０にスラ
ストプレート３２が圧入固定された状態で、ブラケット
１０の孔部１６の開口端にスラスト押さえ板３３が圧入
固定されることにより、潤滑剤が充填された動圧軸受け
部（スラストおよびラジアル）の下方が閉塞されてい
る。これにより、ロータハブ２１は、ブラケット１０に
対して（軸方向における）高さの位置決めがなされた状
態で回転支持される。しかも、ロータハブ２１は、スピ
ンドルモータの姿勢が変わっても（例えば、逆向きにな
っても）抜け落ちることなく安定して回転支持される。

【００２２】さて、以上のように構成されたスピンドル
モータでは、ロータハブ２１を動圧軸受け部Ａ，Ｂで支
持しているので、軸方向に繰り返し作用する磁気力に長
期間安定した状態で対抗することができる。また、ステ
ータコイル２０の上方側に空間部を設けて磁性板２９を
対面配置しているので、ステータコイル２０に励磁電流
を供給した時に、励磁電流による電流磁界が空間部で減
衰され、磁性板２９に発生する渦電流を低減できるとと
もに、磁性板２９に渦電流が発生したとしても、渦電流
による磁界は空間部で減衰され、ステータコイル２０の
電流磁界に及ぼす影響が非常に少なくなる。

【００２３】さらに、この実施例では、ロータマグネッ
ト２８と磁性板２９とをロータハブ２１側に設けている
ので、ステータコイル２０に励磁電流を流した時に、作
用する磁性力は軸方向になるが、ロータマグネット２８
と磁性板２９とに着目すると、相互に逆方向に作用する
ことになり、これにより磁性力が相殺され、ロータハブ
２１に発生する軸方向の振動が非常に少なくなる。

【００２４】さらにまた、上記実施例では、磁気ディス
クが装着される側に磁性板２９を配置しているので、ロ
ータマグネット２８が磁気ディスクに及ぼす磁気的な影
響も少なくできる。図２は、本発明にかかるスピンドル
モータの第２実施例を示しており、上記実施例と同一若
しくは相当する部分に同一符号を付し、以下にその特徴
点についてのみ説明する。同図に示すスピンドルモータ
は、シャフト固定型のものであって、かつ、シャフトの
両端が支持される形式のものである。ブラケット１０ａ
は、フランジ部１１と、外周壁部１２と、底部１３とを
有し、第１実施例の内周筒部１４に代えて肉厚の内周壁
部３４が中心に設けられている。

【００２５】内周壁部３４の中心には、孔部１６が穿設
され、この孔部１６内にシャフト３５の下部側が嵌合固
定されている。一方、ロータハブ２１ａの基部２３に
は、その中心に嵌合孔２２が形成され、この嵌合孔２２
内には、中空円筒状のスリーブ３６が嵌合固定されてい
る。そして、シャフト３５の外周面またはスリーブ３６
の内周面のいずれか一方に、ヘリングボーン状の溝を形
成しておき、シャフト３５をスリーブ３６に挿入する際
に潤滑剤を充填して、ラジアル方向の動圧軸受け部Ａが
形成される。

【００２６】また、シャフト３５の上端側には、環状の
スラストプレート３２が圧入固定されており、このスラ
ストプレート３２の上下面には、スパイラル状の溝（図
示省略）が刻設されており、この溝に潤滑剤を充填する
ことにより、スラスト方向の動圧軸受け部Ｂを構成して
いる。さらに、ロータハブ２１の嵌合孔２２の上端開口
部に、スラストプレート３２が圧入固定された状態で、
スラスト押さえ板３７を圧入固定することにより、潤滑
剤が充填された動圧軸受け部（スラストおよびラジア
ル）の上方が閉塞されている。このように構成されたス
ピンドルモータにおいても上記第１実施例と同等の作用
効果が得られる。

【００２７】図３は、本発明にかかるスピンドルモータ
の第３実施例を示しており、上記実施例と同一若しくは
相当する部分に同一符号を付し、以下にその特徴点につ
いてのみ説明する。同図に示すスピンドルモータは、シ
ャフト固定型のものであって、かつ、シャフトの一端が
支持される形式のものである。ブラケット１０ｂは、フ
ランジ部１１と、外周壁部１２と、底部１３とを有し、
第１実施例の内周筒部１４の内方に肉厚の内周壁部３４
が設けられている。

【００２８】内周壁部３４の中心には、孔部１６が穿設
され、この孔部１６内にシャフト３８の下部側が嵌合固
定されている。一方、ロータハブ２１ｂの基部２３に
は、その中心に嵌合孔２２が形成され、この嵌合孔２２
内には、中空円筒状のスリーブ３９の上部側が嵌合固定
され、スリーブ３９の下部側は、ブラケット１０ｂの内
周筒部１４の内面に沿って、所定の間隔をおいて対向す
るようにして下方に延びている。

【００２９】そして、シャフト３８の外周面またはスリ
ーブ３９の内周面のいずれか一方に、ヘリングボーン状
の溝が形成され、上記実施例と同様にこれらの間にラジ
アル方向の動圧軸受け部Ａが形成されている。また、シ
ャフト３８の上端側には、環状のスラストプレート３２
が圧入固定されており、このスラストプレート３２の上
下面には、上記実施例と同様にスラスト方向の動圧軸受
け部Ｂが形成されている。

【００３０】さらに、ロータハブ２１ｂの嵌合孔２２の
上端開口部に、スラストプレート３２が圧入固定された
状態で、スラスト押さえ板４０を圧入固定することによ
り、潤滑剤が充填された動圧軸受け部（スラストおよび
ラジアル）の上方が閉塞されている。このように構成さ
れたスピンドルモータにおいても上記第１実施例と同等
の作用効果が得られるとともに、この実施例では、ブラ
ケット１０ｂの内周筒部１４とロータハブ２１ｂ側のス
リーブ３９，外壁部２４とで、迷路状のラビリンスシー
ル部が形成されているので、動圧軸受け部Ａ，Ｂからの
潤滑剤の漏出がこの部分で効果的に阻止される。

【００３１】図４は、この発明にかかるスピンドルモー
タの第４実施例を示しており、上記実施例と同一若しく
は相当する部分に同一符号を付し、以下にその特徴点に
ついてのみ説明する。同図に示すスピンドルモータは、
第２，３実施例と同様にシャフト固定型のものであっ
て、特に、その軸受け部に特徴があり、ロータハブ２１
ｃの基部２３の嵌合孔２２に嵌合固定されたスリーブ４
１とブラケット１０側に固定されたシャフト４２との間
に磁性流体軸受け部Ｃを介在させている。

【００３２】磁性流体軸受け部Ｃは、シャフト４２の外
周面に支持された磁石４４と、磁石４４の外周に設けら
れた外輪４５と、磁性粉が混入された流体４６とから構
成されている。流体４６による動圧発生溝は、外輪４５
の外周面またはスリーブ４１の内周面にヘリングボーン
状の溝が形成されている。これによりラジアル方向の動
圧軸受け部が形成される。外輪４５は、鉄材などの強磁
性体の材料が用いられ、磁石４４により帯磁される。

【００３３】帯磁された外輪４５により磁気ループが生
成され、流体４６は、外輪４５の上下端部および外輪外
周面に付着して保持される。第４実施例では、スリーブ
４１およびストッパリング４７にステンレス鋼やアルミ
ニウム鋼などの非磁性材料を用いることが望ましく、こ
れにより流体４６の保持力が高められる。なお、この実
施例では、スリーブ４１は、断面がほぼＬ字型のもので
あって、その上部側には、ストッパリング４７が設けら
れている。

【００３４】このように構成された第４実施例では、ス
リーブ４１とストッパリング４７とにより、外輪４５の
上下端部が軸方向に位置規制された状態で支持される。
従って、ロータハブ２１ｃは、ブラケット１０に対して
所定の軸方向高さに維持されて回転支持される。また、
このように構成された実施例によっても上記第１および
第２実施例と同等の作用効果が得られる。

【００３５】なお、上記実施例では、ステータコイル２
０の上方側に磁性板２９を対面配置したものを例示した
が、磁気ディスクに影響を及ぼさない場合には、磁性板
２９とロータマグネット２８との位置関係を逆にしても
よい。

【００３６】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかるスピンドルモータによれば、軸圧軸受け
部または磁性流体軸受け部を用いているので、その寿命
が長くなるとともに、渦電流の影響が非常に少なくなる
ので、モータのトルクなどの特性を改善することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるスピンドルモータの第１実施例
を示す半断面図である。

【図２】本発明にかかるスピンドルモータの第２実施例
を示す半断面図である。

【図３】本発明にかかるスピンドルモータの第３実施例
を示す半断面図である。

【図４】本発明にかかるスピンドルモータの第４実施例
を示す要部断面図である。

【図５】従来のスピンドルモータの一例を示す半断面図
である。

【符号の説明】

１０ ブラケット（ステータ） ２０ ステータコイル ２１ ロータハブ（ロータ） ２８ ロータマグネット ２９ 磁性板 Ａ ラジアル動圧軸受け部 Ｂ スラスト動圧軸受け部 Ｃ 磁性流体軸受け部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励磁状態で電流磁界を発生するステータ
   コイルを備えたステータと、このステータコイルの電流
   磁界との電磁相互作用により回転力を得るロータマグネ
   ットを備えたロータとを有するスピンドルモータにおい
   て、 前記ステータとロータとの間に動圧軸受け部または磁性
   流体軸受け部を設け、 前記ステータコイルの一方側に空間部を設けて前記ロー
   タマグネットを対面配置するとともに、前記ステータコ
   イルの他方側に空間部を設けて磁性板を対面配置したこ
   とを特徴とするスピンドルモータ。