JPH07305719A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】モータの軸方向のスペースを小さくして薄型化
を図ることができ、しかも安定して回転させることので
きるモータを提供すること。 【構成】第１の軸受け部２４を有するステータ部１０
と、ステータ部に対面していて、第２の軸受け部３８を
有するロータ部１２と、第１の軸受け部２４と第２の軸
受け部３８の間に配置されて、第１の軸受け部と前記第
２の軸受け部の間にギャップεを形成している球１４
と、第１の軸受け部と前記第２の軸受け部の間に配置さ
れる潤滑剤１６と、を備えるモータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータに関し、特に薄
型の面対向型のモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のモータは、情報メディ
ア、例えばフロッピーディスク（ＦＤ）のような磁気記
録媒体、コンパクトディスク（ＣＤ）のような光記録媒
体、あるいはミニディスク（ＭＤ）のような光磁気記録
媒体を回転して、この記録媒体に対して情報を記録した
りあるいは記録媒体に記録されている情報を再生する場
合には用いられる。

【０００３】この従来のモータは、図７と図８に示すよ
うな構造になっている。従来のこの種のモータは、回転
機能を得るために、軸受け部は軸とその軸を受けるため
の軸受けを備える構造になっている。モータに対する要
求性能としては、面振れ、すなわち軸振れの抑えを要求
されることが多い。この面振れに対応するために、図７
に示すような従来の面対向型のモータと、図８に示すよ
うな従来の面対向型のモータがある。

【０００４】図７の従来の面対向型のモータは、ロータ
部１に軸２が固定されている。ステータ部３には、１つ
の軸受け４が取り付けられている。ロータ部１の軸２
は、１つの軸受け４により矢印Ｒ方向に回転可能に支持
されている。図７のモータでは、面振れθを抑えるため
に、軸２の軸振れαを規制する必要がある。この軸振れ
αを規制する対策として、軸２の回転における振れを小
さくするために、軸２の軸受け４の長さＤを長くとる必
要がある。

【０００５】一方、図８の従来の面対向型のモータで
は、ロータ部５の軸６は、ステータ部７の２つの軸受け
８，８により、矢印Ｒ方向に回転可能に支持されてい
る。図８のモータでは、やはり図７に示した軸振れαを
規制するために、２つの軸受け８，８を間隔をおいて設
ける必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図７の面対
向型のモータでは、上述したように１つの軸受け４の軸
方向の長さＤを長くとる必要があり、図７で明らかなよ
うに１つの軸受け４が、ステータ部３より下に大きく突
き出てしまい、軸２の軸方向に関して大きなスペースを
必要とする。

【０００７】また、図８の従来の面対向型のモータにお
いても同様に、２つの軸受けを相互に間隔をとって配置
する必要があるので、軸６の軸方向におけるスペースを
大きくとる必要がある。

【０００８】このように、いずれの従来のモータにおい
ても軸受け部の軸方向スペースを大きくとる必要がある
ことから、ステータより下側が大きなスペースを占有し
てしまい、面対向型のモータの薄型化の妨げとなってい
る。

【０００９】そこで本発明は上記課題を解消するために
なされたものであり、モータの軸方向のスペースを小さ
くして薄型化を図ることができ、しかも安定して回転さ
せることのできるモータを提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、第１の軸受け部を有するステータ部と、前記ス
テータ部に対面していて、第２の軸受け部を有するロー
タ部と、前記第１の軸受け部と前記第２の軸受け部の間
に配置されて、前記第１の軸受け部と前記第２の軸受け
部の間にギャップを形成している球と、前記第１の軸受
け部と前記第２の軸受け部の間に配置される潤滑剤と、
を備えるモータにより、達成される。

【００１１】本発明にあっては、好ましくは前記ステー
タ部にはコイルが配置されていて、前記ロータ部にはこ
のコイルと対面するマグネット部が配置されている。本
発明にあっては、好ましくは前記ロータ部は、情報メデ
ィア取り付け部を有する。本発明にあっては、好ましく
は前記第１の軸受け部と前記第２の軸受け部の前記球を
受ける部分は、テーパ状になっている。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、モータの回転軸に関する方
向のスペースを少なくすることができる。しかも、第１
の軸受け部と第２の軸受け部の間に配置される潤滑剤と
球の存在により、回転時のロータ部の姿勢を安定させる
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様に限られるものではない。

【００１４】図１は、本発明のモータ、特に面対向型の
モータの好ましい実施例を示している。図１の面対向型
のモータは、ステータ部１０、ロータ部１２、硬球１
４、そして潤滑剤としての潤滑油１６を備えている。ス
テータ部１０は、ステータアッセンブリともいい、コイ
ル２０と必要な回路と、シャーシ取り付け部２２、およ
び第１の軸受け部２４などを有している。第１の軸受け
部２４とコイル２０は、シャーシ取り付け部２２の一方
の面に固定されている。第１の軸受け部２４は、好まし
くはシャーシ取り付け部２２に対してアウトサートモー
ルドにより成形されている。

【００１５】第１の軸受け部２４は、コイル２０の中心
位置に配置されており、コイル２０がその第１の軸受け
部２４の周りに配置されている。シャーシ取り付け部２
２は、たとえば金属板を板金プレスして成形したもので
ある。金属板としては、たとえば冷間圧延鋼板を用いる
ことができる。

【００１６】ロータ部１２は、マグネット３２、ロータ
ハウジングともいうロータヨーク３４、チャックテーブ
ル部３６および第２の軸受け部３８を有している。この
第２の軸受け部３８の中心には、短い軸４０が突出して
形成されている。チャックテーブル部３６および第２の
軸受け部３８は、ロータヨーク３４に対して好ましくは
プラスチックのアウトサートモールドにより成形されて
いる。マグネット３２は、ロータヨーク３４に対して好
ましくはアウトサートモールドにより成形されている。
マグネット３２は、ステータ部１０のコイル２０に対向
して配置されている。

【００１７】ロータヨーク３４の上面には、チャックテ
ーブル部３６が配置されている。このチャックテーブル
部３６のチャック面Ｍには、たとえばコンパクトディス
クや光磁気ディスクのような光ディスク（情報メディ
ア）を着脱可能に取り付けて、光ディスクを軸４０によ
り位置決めして保持するようになっている。

【００１８】第２の軸受け部３８は、ステータ部１０の
第１の軸受け部２４と同軸上に配置されている。第１の
軸受け部２４に対する第２の軸受け部３８は、回転軸Ｃ
Ｌを中心として、矢印Ｒ方向に回転できるものである。

【００１９】第１の軸受け部２４と第２の軸受け部３８
の間には、硬球１４と潤滑油１６が配置されている。こ
の第１の軸受け部２４と第２の軸受け部３８、および硬
球１４と潤滑油１６の関係を、図１と図２によりさらに
詳しく説明する。

【００２０】第１の軸受け部２４と第２の軸受け部３８
は、たとえばアウトサートモールド用のプラスチックた
とえばポリフェニルスチレン（ＰＰＳ）等の他に、一般
的なプラスチックを用いることができる。図１と図２に
おいて、第１の軸受け部２４と第２の軸受け部３８の間
には、隙間ともいうギャップεが形成されている。この
第１の軸受け部２４には、図２に示すように、テーパ状
の硬球受け部４０が形成されている。同様にして、第２
の軸受け部３８においてもテーパ状の硬球受け部４２が
形成されている。この硬球受け部４０と４２は、好まし
くは同一の形状である。

【００２１】図２に示すように、硬球１４と硬球受け部
４０の間には潤滑油溜まり４６が形成されている。同様
にして硬球１４と硬球受け部４２の間にも油溜まり４８
が形成されている。図２においてコイル２０に通電する
ことにより、図２の左側に位置しているマグネット３２
とコイル２０の間には吸引力Ｐ１が発生する。同様に、
図２の右側に位置しているマグネット３２とコイル２０
の間にも吸引力Ｐ２が発生する。

【００２２】このマグネット３２は、好ましくはプラス
チックマグネットであり、たとえばナイロンに鉄の磁性
粉を混ぜたもので作られている。このマグネット３２
は、好ましくはロータヨーク３４に対してアウトサート
モールドにより成形されている。

【００２３】図２のモータの状態は、ロータ部１２がス
テータ部１０に対して回転している姿勢を図示している
ので、この場合には吸引力Ｐ１とＰ２は同じである。そ
してこの場合には、マグネット３２とステータ２４の上
面の間の距離Ｌを保っている。これによりロータ部１２
は、ステータ部１０に対して安定して回転するようにな
っている。

【００２４】図２のモータの軸受けの構造によれば、従
来のような回転軸方向に長い軸を必要とせず、ロータ部
１２は、ロータ部１２の第２の軸受け部３８と硬球１４
およびステータ部１０の第１の軸受け部２４により、ス
テータ部１０に対して回転可能に軸受けする構造になっ
ている。

【００２５】第１の軸受け部２４と第２の軸受け部３８
の間には、潤滑油１６で満たされている。この潤滑油と
しては、たとえばスピンドルモータ油や合成油を用いる
ことができる。この潤滑油１６の油膜が、第１の軸受け
部２４と第２の軸受け部３８の間に形成され、しかも硬
球１４によってギャップεが保たれている。

【００２６】このギャップεの値は、モータ使用下での
潤滑油１６の粘度と、モータとして必要とするトルクの
関係で決まる値である。ギャップεの間の潤滑油１６に
おいては、第１の軸受け部２４と第２の軸受け部３８に
近い層程、潤滑油１６の粘性による剪断抵抗力が大きく
なる。このために、潤滑油１６の粘性による剪断抵抗力
の比較的小さな領域、すなわちギャップεの中央もしく
は真ん中付近を中心として潤滑油１６のスリップが生じ
る。この潤滑油１６のスリップにより、ロータ部１２が
ステータ部１０に対して回転するので、ロータ部１２の
回転中の実質的なギャップは、見掛けのギャップεより
小さくなり、従ってロータ部１２の回転の姿勢が安定す
る。

【００２７】図２ではロータ部１２が回転する姿勢を示
しているが、図３と図４は、ロータ部１２が停止してい
るか、あるいは外乱による最大傾斜時を示している。図
３と図４においては、左側のマグネット３２は、吸引力
がＰ３でステータ側に引かれ、右側のマグネット３２は
吸引力Ｐ４でステータ２４側に引かれている例を示して
いる。この場合の左側のマグネット３２とステータ２４
の距離は（Ｌ−ε）であり、右側のマグネット３２とス
テータ２４の距離は（Ｌ＋ε）である。

【００２８】磁力により作用する力は、次の（１）式で
示すことができる。すなわち磁力により作用する力Ｐ
は、マグネット力ｍを距離Ｌの２乗で割ったものに比例
する。

【００２９】

【数１】

【００３０】そこで、図３の傾いた状態での吸引力Ｐ３
と吸引力Ｐ４を比較すると（２）式になる。

【００３１】

【数２】

【００３２】一例として距離Ｌを１．５ｍｍとし、ギャ
ップεを０．０４ｍｍとすると、吸引力Ｐ３とＰ４は
（３）式になる。

【００３３】

【数３】

【００３４】すなわち、吸引力Ｐ３とＰ４は、１．１：
１になり、マグネット力（吸引力）の差は、１０％程度
の差である。面対向型のモータの場合には、ロータ部１
２は、ステータ部１０に吸引されている吸引の平均距離
Ｌに比べて、第１の軸受け部２４と第２の軸受け部３８
のギャップεは、２桁小さい。そして図３と図４に示す
ようにギャップεの片寄りから生じるロータ部１２の吸
引力Ｐの差は、上述したように１０％程度であるので、
特に問題はないと思われる。

【００３５】次にロータ部１２の第２の軸受け部３８と
硬球１４との間の相互に円滑に滑る条件を考えてみる。
図５に示すのは、ロータ部１２の第２の軸受け部３８と
硬球１４を拡大して示している。第２の軸受け部３８の
硬球受け部４２と硬球１４の表面との当たる部分には、
滑る力Ｐｃｏｓθが生じ、しかも摩擦抵抗力としてμＰ
ｓｉｎθが生じる。吸引力はＰで示している。第２の軸
受け部３８の硬球受け部４２，４２は、２θの角度をな
している。

【００３６】この条件において、図６に示すように、ロ
ータ部１２の第２の軸受け部３８と硬球１４が滑る条件
としては、（４）式になる。

【００３７】

【数４】

【００３８】つまり、図６に示すように、摩擦係数μと
ｔａｎθを掛けたものが１より小さいことが必要であ
る。この摩擦係数μは、潤滑油１６の存在と、第２の軸
受け部３８の表面および硬球１４の表面性を向上するこ
とにより小さくすることができる。またｔａｎθの角度
θは図５の硬球受け部４２，４２の成す角度を小さくす
ることでｔａｎθの値を小さくすることができる。

【００３９】これによりロータ部１２は、常時定位置で
安定した回転が可能である。すなわちロータ部１２の軸
芯と硬球１４の軸芯およびステータ部１０の軸芯が、図
１に示すように回転軸ＣＬに沿って一直線になる。たと
えば条件を厳し目に設定して、μが０．２でθが６０°
であるとすると、（５）式になる。

【００４０】

【数５】

【００４１】すなわち、（５）式の値は０．３５となり
１よりかなり小さく、上述した円滑に滑るための条件を
満たしている。従ってロータ部１２の第２の軸受け部３
８と硬球１４は、円滑に滑る。従って外乱が生じたとし
ても、ロータ部１２はステータ部１０に対して図２に示
すような正常な姿勢にしやすく、正常な姿勢で回転する
ことができる。

【００４２】ところで本発明の面対向型のモータは、た
とえばミニディスクのような光磁気記録媒体、コンパク
トディスクのような光記録媒体、フロッピーディスクの
ような磁気記録媒体、あるいはポリゴンミラーのような
光学素子などを回転したり、磁気テープなどを巻き付け
て移動するために用いることができる。

【００４３】ところで本発明は上記実施例に限定されな
い。たとえば、図１と図２の実施例では、ステータ部に
コイルを配置し、ロータ部にはマグネットを対向して配
置している。しかしこれに限らず、ステータ部にマグネ
ットを配置し、ロータ部にコイルを配置するようにして
ももちろん可能である。また、硬球１４を受ける第１の
軸受け部と第２の軸受け部の断面形状は、テーパ状に限
らず他の形状を採用することも可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、モ
ータの軸方向のスペースを小さくして薄型化を図ること
ができ、しかも安定して回転させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモータの好ましい実施例を示す断面
図。

【図２】図１のモータを拡大して模式的に示す図であ
り、ロータ部の回転時の姿勢を示している図。

【図３】ロータ部の停止および外乱により最大に傾いた
時の状態を示す図。

【図４】図３を拡大して示す図。

【図５】ロータ部の第２の軸受け部と硬球との接触状態
を示す拡大図。

【図６】図５のロータ部の軸受け部と硬球の滑る条件を
説明するための図。

【図７】従来のモータの構造を示す図。

【図８】従来の別のモータの構造を示す図。

【符号の説明】

１０ ステータ部 １２ ロータ部 １４ 硬球（球） １６ 潤滑油（潤滑剤） ２０ コイル ２４ 第１の軸受け部 ３２ マグネット ３４ ロータヨーク ３６ チャックテーブル部 ３８ 第２の軸受け部 ＣＬ 回転軸 ε 第１の軸受け部と第２の軸受け部のギャップ θ ロータ部の面振れ角度（ステータ部に対する） α 軸振れ角度（ステータ部に対する）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の軸受け部を有するステータ部と、 前記ステータ部に対面していて、第２の軸受け部を有す
   るロータ部と、 前記第１の軸受け部と前記第２の軸受け部の間に配置さ
   れて、前記第１の軸受け部と前記第２の軸受け部の間に
   ギャップを形成している球と、 前記第１の軸受け部と前記第２の軸受け部の間に配置さ
   れる潤滑剤と、を備えることを特徴とするモータ。
2. 【請求項２】 前記ステータ部にはコイルが配置されて
   いて、前記ロータ部にはこのコイルと対面するマグネッ
   ト部が配置されている請求項１に記載のモータ。
3. 【請求項３】 前記ロータ部は、情報メディア取り付け
   部を有する請求項２に記載のモータ。
4. 【請求項４】 前記第１の軸受け部と前記第２の軸受け
   部の前記球を受ける部分は、テーパ状になっている請求
   項１に記載のモータ。