JPH10201166A

JPH10201166A - モータ

Info

Publication number: JPH10201166A
Application number: JP50797A
Authority: JP
Inventors: Shuji Fukutani; 秀志福谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-01-07
Filing date: 1997-01-07
Publication date: 1998-07-31
Anticipated expiration: 2017-01-07
Also published as: JP3740772B2

Abstract

(57)【要約】【課題】装置の衝撃や落下により記録されたデータの
信頼性を損なうことなく、耐衝撃性，低発塵，低騒音化
を向上するため回転体の軸方向の移動の規制が必要。【解決手段】モータのアキシャル方向の移動量を規制の
ため、マグネット端面に対向する吸引板を設け、吸引板
はコア極数と同数の等間隔の切り欠きを設けている。マ
グネット端面にはマグネット内周と同数の着磁がなされ
ている。そして、抜け止め板には低摩擦樹脂をコーティ
ングされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気，光ディスク
等の記録ディスクを回転駆動するために用いられ、そし
て、スリーブの中に軸を回転自在に挿入し、スリーブの
内径にラジアル動圧発生用ヘリングボーン溝が形成され
るとともに、スリーブのアキシャル方向端面側に配置さ
れ、アキシャル荷重を支持するスラスト板を有するモー
タにおいて、回転体及び軸のアキシャル方向の移動量、
及びガタの規制方法に関するものである。

【０００２】また、近年は、モータが使用されるディス
ク駆動装置は小型，高容量化が進展しており、この種の
ディスク駆動装置は特に、耐衝撃性，低発塵が求められ
ている。その中でディスク駆動装置に組み込まれて、記
録ディスクを回転駆動するスピンドルモータに対しても
より一層の、耐衝撃性，低発塵が要望されている。

【０００３】

【従来の技術】従来、ＨＤＤ用のモータは特開平６ー２
６９１４２号公報に記載されたものが知られている。図
９に従来のモータの構造を示す。図９において、１１１
はディスク２０を搭載するハブであり、ハブ１１１はア
ルミニウム系からなる材料からなる。

【０００４】ハブ１１１の中央にはマルテンサイト系ス
テンレス鋼からなる軸１１２が取り付けられている。ハ
ブ１１１は取り付けられたディスク２０とともに回転し
てその回転中心をなす。軸１１２は銅合金から作られた
スリーブ１２１によってラジアル方向に支承され、ま
た、マルテンサイト系ステンレス鋼からなるスラスト板
１２２でスラスト方向に支承されている。

【０００５】軸１１２とスリーブ１２１との間、そし
て、軸１１２とスラスト板１２２の間にはそれぞれ潤滑
流体、例えば油やグリースが充填されている。（図示が
困難なので番号を付与していない）また、軸１１２には
ヘリングボーン溝１１３が軸方向に隔てて複数以上に形
成してあり、軸１１２が回転したときに、ヘリングボー
ン溝１１３によって潤滑流体中に圧力が発生してラジア
ル方向に非接触で回転可能となる。

【０００６】上記ヘリングボーン溝１１３はスリーブ１
２１に軸方向に隔てて複数以上に形成しても効果は同じ
である。また、軸端１１４はピボット形状となってお
り、スラスト板１２２にて軸方向の位置を決めている。

【０００７】このように、軸１１２は回転時において軸
１１２とスリーブ１２１間にてお互いが非接触に回転で
き、軸１１２とスラスト板１２２間は低摩擦状態にて回
転することができる。

【０００８】ステータコア１２４には巻線１２５が巻装
された後、ブラケット１２３に固定される。そして、モ
ータの回転駆動力はステータコア１２４がつくる回転磁
界とその周囲をとりまく多極着磁されたマグネット１４
４とによって発生する。

【０００９】マグネット１４４はロータフレーム１２７
の内周に固定されて、全体として回転体１１０を構成
し、回転可能となる。

【００１０】アルミやステンレス、銅系から構成された
抜け止め板１２９はブラケット１２３に固定されて回転
体１１０の抜けを防止する。

【００１１】スリーブ１２１の外周側１２６には、軸１
１２をスリーブ１２１に挿入した際、スリーブ１２１の
内部の空気が逃げるよう連通穴１２８が設けられてい
る。

【００１２】一方、モータが回転中に外部振動が加わる
とディスクが搭載された回転体１１０がアキシャル方向
に変位し、データ書き込みや再生時においてエラーが発
生するため、アキシャル方向の変位を規制するため、マ
グネット１４４のセンターとステータコア１２４のセン
ターとを軸方向にずらすことによって、マグネット１４
４とステータコア１２４との間に働く磁気吸引力を発生
させて、軸方向の移動に対して対処していた。

【００１３】また、モータは衝撃落下、姿勢差や振動に
よって軸１１２がスリーブ１２１から抜けると機能を果
たさないので抜け止め板１２９にて対処していた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近、
このモータを使用する装置は低騒音化の要求がある。ま
た、高容量化も進んでおり、そのためにはディスクの枚
数を増やす必要が有る。

【００１５】従来例では、回転体の軸方向の移動を規制
するための吸引力をマグネットのセンターとステータコ
アのセンターとの軸方向的なずれによって磁気的に発生
させていたが、回転時においてマグネットとステータコ
アとの軸方向的なずれにより、軸方向の振動が発生し、
その振動が電磁的な騒音となり、モータの騒音が大きく
なる問題を有していた。

【００１６】また、吸引力をマグネットのセンターとス
テータコアのセンターとの軸方向的なずれによって発生
させても、高容量化に伴うディスクの枚数の増加によっ
てディスク負荷重量が増大するため、磁気吸引力より回
転体の自重を含めたディスク負荷重量の方が重くなるこ
とによって、モータが逆姿勢状態になると回転体の軸方
向の磁気吸引力がディスク負荷重量より小さくなって回
転体が移動するケースが発生した。そして、回転体が移
動して、抜け止め板とシャフト端面との接触が発生して
いた。そして、その接触によって金属粉の発生と回転時
の摺動磨耗による磨耗粉が発生し軸とスリーブとの狭い
隙間には入り込む不具合があった。

【００１７】また、最近、このモータを使用する装置を
リムーバル・メディアとしての使用や、携帯可能で持ち
運び可能なノートパソコンの普及に伴って、モータに衝
撃や、落下が加わり易くなり、軸とスリーブの中で、軸
がアキシャル方向に移動するケースが増えてきている。
そのような状態の中においても、磨耗粉や金属粉が発生
せず、装置の信頼性を維持することが要求されている。

【００１８】このため、衝撃や落下が作用したとき回転
体がアキシャル方向に移動し、この移動量が大きくなる
と、軸方向に移動した回転体のハブに直接取りつけられ
たディスクとディスク面上をアクセスするヘッド（図示
せず）を支えるヘッドアームとの接触が発生するため、
装置が不具合になるケースがあった。

【００１９】また、回転体が移動して接触した場合、抜
け止め板と抜け止め端面との接触による金属粉や、回転
時の摺動磨耗による磨耗粉が発生する。

【００２０】そして、それらの磨耗粉や金属粉がスリー
ブと軸との狭い隙間に入り込み、軸とスリーブ間にて焼
き付けを起こし、軸受寿命を短くすることがあった。そ
して、装置の信頼性を著しく損なっていた。

【００２１】また、負荷となるディスクが取り付けられ
た状態にて、モータ姿勢を逆姿勢にすると、マグネット
のセンターとステータコアのセンターとの軸方向ずれに
よって発生する磁気吸引力が、ディスク負荷重量とモー
タ回転体の自重に耐えられなく、回転体がアキシャル方
向に移動して、抜け止め板と抜け止め端面との接触が発
生し、そして、そのため負荷が増えてモータの負荷電流
が増大し、製品スペックを越えるため、携帯可能で持ち
運び可能なノートパソコン等の低消費機器には利用でき
ない欠点があった。

【００２２】また、逆姿勢のままで連続回転させると、
抜け止め板と抜け止め端面との接触により、摺動磨耗が
発生し短時間で寿命となっていた。

【００２３】本発明は、衝撃や落下が加わったり、また
モータが逆姿勢になっても、抜け止め板と抜け止め端面
との接触によって発生する金属粉や、回転時の摺動磨耗
の発生を防止して信頼性の高いモータを提供することを
目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明は、マグネットの端面に対向するようにブラケ
ットの面上に取り付けられた磁性材からなる吸引板を構
成したものである。上記吸引板を設けることによってマ
グネット端面と吸引板との間に発生する磁気的な吸引力
の作用にて、回転体の軸方向の移動を規制することが可
能となる。

【００２５】また、抜け止め端面に対向する抜け止め板
を備えたモータにおいて、抜け止め板の表面に低摩擦樹
脂をコーティングしたものである。上記抜け止め板に低
摩擦樹脂がコーティングされたことによって、抜け止め
板と抜け止め端面との接触において発生する金属粉や回
転時の摺動磨耗粉が抑制される。

【００２６】

【発明の実施の形態】上記の課題を解決するため本発明
は、マグネット端面に対向するようにブラケットに取り
付けられた磁性材からなる吸引板を有したものである。
上記吸引板はステータコアの極数と同数からなる円周上
に等間隔状の切り欠きを設けている。

【００２７】そして、上記マグネット端面にはマグネッ
ト内周と同数の着磁がなされている。

【００２８】このように磁性材からなる吸引板を有する
ことによって、マグネット端面と吸引板との間に磁気的
な吸引力が得られ、回転体の軸方向の移動を規制するこ
とが可能となる。

【００２９】また、本発明は、軸とこの軸が嵌挿され内
径にラジアル動圧発生用のヘリングボーン溝が形成され
たスリーブと、スリーブを固定するブラケットと、スリ
ーブの端面側に配置されたアキシャル荷重を支持するス
ラスト板と、軸の端面に固定されたハブと、ハブに取り
付けられたロータフレームと、ロータフレームに取り付
けられたマグネットと、マグネットに対向しブラケット
に取り付けられた電機子と、マグネット，ロータフレー
ムとハブとを有する回転体のアキシャル方向の移動量を
規制するため、スリーブの抜け止め端面を有し、抜け止
め端面に対向する抜け止め板を備えたモータにおいて、
抜け止め板の表面に低摩擦樹脂をコーティング、もしく
は抜け止め板自身を低摩擦材から構成している。

【００３０】そして、抜け止め板の表面にコーティング
された低摩擦樹脂が、フッ素系材料から構成され、低摩
擦樹脂の中には重量比にて５０±１５％からなるバイン
ダー材が混入されている。

【００３１】そして、バインダー材自身が摺動性能の優
れているポリイミド樹脂からなると良い。

【００３２】そして、低摩擦樹脂のコーティング厚みが
０．００５〜０．０３０mmからなると好ましい。

【００３３】このように、抜け止め板に低摩擦樹脂がコ
ーティングされたことによって、接触部の摩擦係数を低
減することが可能となる。

【００３４】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。

【００３５】（実施例１）図１は本発明の一実施例のモ
ータの断面図を示し、図２には本発明の一実施例の組立
を示す断面図を示す。

【００３６】図１，図２において、ハブ５の中央にはマ
ルテンサイト系ステンレス鋼からなる軸１が取り付けら
れている。そして、ハブ５は取り付けられたディスク２
０とともに回転して、その回転中心をなす。

【００３７】軸１は銅合金から作られたスリーブ２によ
ってラジアル方向に支承され、またセラミック材，マル
テンサイト系ステンレス鋼、もしくは工具鋼からなるス
ラスト板４でスラスト方向に支承されている。

【００３８】ロータフレーム６はハブ５にカシメ締結等
によって固定されて、ロータフレーム６の内周側にマグ
ネット７が固定される。そして、マグネット７の内周部
には複数の着磁がなされている。そして、回転体１４は
軸１，ハブ５，ロータフレーム６とマグネット７によっ
て構成される。

【００３９】軸１、スリーブ２とスラスト板４とは金属
材料及びセラミック材からなるため軸１、及びスリーブ
２は、高速で回転するディスク２０の負荷に耐えるだけ
の機械剛性を持つ。また、軸１の外径やスリーブ４の内
径精度を高める加工が可能となる。

【００４０】また、スリーブ２にはヘリングボーン溝２
１が軸方向に隔てて複数以上に形成してあり、スリーブ
２の下端側にはスラスト板４が補強板２３を介して固定
される。そして、スリーブ２の内径部や軸１にオイルや
グリース等の潤滑流体を塗布して、回転体１４を構成す
る軸１をスリーブに挿入する。

【００４１】そのようにすることによって、軸１とスリ
ーブ２の隙間、軸１とスラスト板４の隙間にはそれぞれ
潤滑流体、例えば油やグリースが充填されている。（潤
滑流体は図示が困難なので番号を付与していない）その
ため軸１が回転しても、ヘリングボーン溝２１によって
潤滑流体中に圧力が発生して軸１がラジアル方向に非接
触で回転する。上記ヘリングボーン溝２１は軸１に軸方
向に隔てて複数以上に形成しても効果は同じである。

【００４２】また、軸１の軸端２２はピボット軸受のた
め軸端２２の形状は球状に形成してあり、スラスト板４
にて回転体とディスク負荷とからなるアキシャル荷重を
支持する。スラスト板４はスリーブ２の下端側に補強板
２３と重ね合わさって、カシメ等の機械的な方法にて結
合されている。

【００４３】スリーブ２の外径部には段階的に径が変化
した抜け止め端面９を有している。そして、抜け止め板
１０は抜け止め端面９へ対向するように、ハブ５にしっ
かりと取りつけられて、回転体１４の軸方向の抜けを防
止することが出来る。

【００４４】このように構成及び組立することによっ
て、スリーブ２やスラスト板４によってラジアルまたス
ラスト的に回転可能に支持されたスピンドル組立２５が
完成する。

【００４５】電機子８はマグネット７に対向するように
ブラケット３に固定されている。そして、磁性材からな
る、吸引板１１はマグネット７の端面に対向するよう
に、ブラケット３の面に取り付けられる。その後、電機
子８や吸引板１１が取り付けられたブラケット組立２４
のブラケット３の内周部と、スピンドル組立２５のスリ
ーブ２の外形部とを固定することによってモータが完成
する。そして、モータの回転駆動力は、ステータコア１
７に巻線された電機子８がつくる回転磁界と、その周囲
をとりまく多極着磁されたマグネット７とにより発生す
る。

【００４６】ここで、図３に示すように、スリーブ２の
外径部に構成された抜け止め端面９と、そして、抜け止
め端面９に対向するよう取り付けられた抜け止め板１０
との隙間Ｌ１が設けらている。この隙間Ｌ１は過大な衝
撃等に対して回転体１４が軸方向に移動する移動量とな
り、その結果、抜け止め板１０と抜け止め端面９との接
触が起こる。

【００４７】しかしながら、抜け止め板１０が低摩擦樹
脂材、もしくは低摩擦樹脂がコーティングされているた
め抜け止め板１０と抜け止め端面９との摩擦係数が低く
なり、接触時に発生する樹脂粉や金属粉そして摺動磨耗
量の発生を低く押さえることが出来る。なお、抜け止め
端面９を低摩擦材、もしくは低摩擦樹脂がコーティング
しても効果は同じである。

【００４８】（実施例２）図４は吸引板の形状を示し、
図５，図６は電機子と吸引板との配置図の一例を示す。
図４，図５，図６において、吸引板１１の内周側には円
周上に等間隔な位置で切り欠き１２が設けられている。
図４はステータコア１７の極数と同じ数である１２個の
切り欠き１２が等間隔で構成されている。吸引板１１は
電機子８のステータコア１７のスリット２６のセンター
に対し吸引板１１の切り欠き１２のセンターは機械角で
７．５度（電気角は８極マグネットのため３０度に相当
する）分程、位相がずれて配置されている。

【００４９】そのため、図７に示すようにステータコア
１７とマグネット７とで発生するコギングと、吸引板１
１の切り欠き１２とマグネット７とで発生するコギング
がお互いに相殺されるため合成されたコギングが減少す
る。勿論、切り欠き１２は吸引板１１の外側に設けても
効果は期待できる。

【００５０】また、図５のような構成でも合成されるコ
ギングは減少するためスタータコア１７のスリット２６
に対する吸引板１１の取付角度の精度を必要としない。

【００５１】また、マグネット７の内径に着磁された磁
極と同励磁の着磁を吸引板１１と対向する端面側に施す
と、マグネット端面と吸引板１１との間に発生する磁気
的吸引力が増大し、回転体の軸方向の移動を更に規制す
ることができる。

【００５２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、マグネッ
ト端面に対向するようにブラケットに取り付けられた磁
性材からなる吸引板を有しており、そして、吸引板にス
テータコアの極数と同数からなる円周上に等間隔状の切
り欠きが設けられ、なおかつ、マグネット端面にはマグ
ネット内周と同数の着磁がなされているので、モータの
逆姿勢状態や、回転中における振動や落下等の外乱が、
モータに加わっても、マグネット端面と吸引板との間に
働く磁気的な吸引力によって、ディスクが搭載された回
転体の軸方向の移動を抑制することが可能となる。

【００５３】そして、装置の騒音特性を悪化することな
く、装置の姿勢や、衝撃，落下に対し信頼性の高い装置
が提供できる。

【００５４】また、吸引板に構成された円周上の等間隔
状の切り欠きを設けることによって、ステータコアとマ
グネットとで発生するコギングと、吸引板の切り欠きと
マグネットとで発生するコギングがお互いに相殺されて
減少するため、コギングによる振動成分を小さくするこ
とも可能である。

【００５５】また、マグネット，ロータフレーム，ハブ
とを有する回転体のアキシャル方向の移動量を規制する
ための機構が、スリーブの抜け止め端面と、抜け止め端
面に対向する抜け止め板から構成され、抜け止め板の表
面に低摩擦樹脂をコーティングがされているので、抜け
止め板と抜け止め端面との接触時の摩擦係数を低減する
ことが可能となる。

【００５６】故に、落下，衝撃、また逆姿勢時におい
て、抜け止め板が軸方向に移動して抜け止め板がスリー
ブの抜け止め端面に接触しても、摺動磨耗粉の発生を防
止することが出来る。そのため装置のクリーン度が維持
が可能となるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１によるモータの縦断面図

【図２】本発明の実施例１によるモータの組立を示す縦
断面図

【図３】本発明の実施例１によるモータの要部断面図

【図４】本発明の実施例２による吸引板の上面図

【図５】本発明の実施例２による吸引板と電機子との上
面図

【図６】本発明の実施例２による吸引板と電機子との上
面図

【図７】本発明の実施例２によるコギング特性を示す図

【図８】本発明の実施例２によるマグネットの斜視図

【図９】従来のモータの縦断面図

【符号の説明】

１，１１２軸２，１２１スリーブ３，１２３ブラケット４，１２２スラスト板５，１１１ハブ６，１２７ロータフレーム７，１４４マグネット８電機子９抜け止め端面１０，１２９抜け止め板１１吸引板１２切り欠き１３隙間１４，１１０回転体１５マグネット端面１６ロータフレーム端面１７，１２４ステータコア２０ディスク２１ヘリーングボーン溝２２軸端２３補強板２４ブラケット組立２５スピンドル組立２６スリット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸とこの軸が嵌挿され内径にラジアル動圧
発生用のヘリングボーン溝が形成されたスリーブと、前
記スリーブを固定するブラケットと、前記スリーブの端
面側に配置されたアキシャル荷重を支持するスラスト板
と、前記軸の端面に固定されたハブと、前記ハブに取り
付けられたロータフレームと、前記ロータフレームに取
り付けられたマグネットと、前記マグネットに対向し前
記ブラケットに取り付けられた電機子と、前記マグネッ
トの端面に対向するようにブラケットに取り付けられた
磁性材からなる吸引板を有することを特徴としたモー
タ。
【請求項２】吸引板がステータコアの極数と同数からな
る切り欠きを円周上に、等間隔に構成した請求項１記載
のモータ。
【請求項３】マグネット端面にはマグネット内周と同数
の着磁がなされている請求項１記載のモータ。
【請求項４】軸とこの軸が嵌挿され内径にラジアル動圧
発生用のヘリングボーン溝が形成されたスリーブと、前
記スリーブを固定するブラケットと、前記スリーブの端
面側に配置されたアキシャル荷重を支持するスラスト板
と、前記軸の端面に固定されたハブと、前記ハブに取り
付けられたロータフレームと、前記ロータフレームに取
り付けられたマグネットと、前記マグネットに対向し前
記ブラケットに取り付けられた電機子と、前記マグネッ
ト、前記ロータフレームと前記ハブとを有する回転体の
アキシャル方向の移動量を規制するため、前記スリーブ
の抜け止め端面を有し、前記抜け止め端面に対向する抜
け止め板を備えたモータにおいて、抜け止め板が低摩擦
材からなることを特徴とするモータ。
【請求項５】抜け止め板が金属材からなり、表面にフッ
素系材料からなる低摩擦樹脂がコーティングされ、低摩
擦樹脂の中には重量比にて５０±１５％からなるバイン
ダー材が混入されている請求項４記載のモータ。
【請求項６】バインダー材がポリイミド系樹脂からなる
請求項５記載のモータ。
【請求項７】低摩擦樹脂のコーティング厚みが０．００
５〜０．０３０mmからなる請求項５記載のモータ。
【請求項８】低摩擦材がポリイミド系樹脂及び低摩擦樹
脂からなる請求項５記載のモータ。