JP2002101602A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ジャイロモーメントによる回転数の変動を小
さくすることができるモータを提供すること。 【解決手段】 ステータ２２と、軸９０を有しており、
ステータ２２に対して軸９０を中心として回転するロー
タ２０と、ステータ２２に固定されて、軸９０を回転可
能に支持する軸受け装置３０と、を備え、軸受け装置３
０は、ハウジング５０と、軸９０とハウジング５０の間
に配置されて軸９０を回転可能に支持する軸受けと、軸
９０の端部に一体に設けられてハウジング５０の内底部
に対して軸９０とともに回転して軸９０のスラスト力を
受けるスラスト部材５２と、を有し、軸受け側に位置す
るスラスト部材５２のエッジ部１５０は、ハウジングの
内底部に組込まれる前に面取り加工されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転数の変動を小
さくすることができるモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば携帯型のビデオカメラレコーダ
やコンピュータのような電子機器には、ハードディスク
ドライブを記録媒体駆動装置として着脱可能に装着でき
るような試みがある。このような携帯型の電子機器は、
使用者が持ち歩くことがあるので、ハードディスクドラ
イブに使用されるモータは、持ち運びの際に振動が加わ
ったとしても、モータの回転数の変動が大きくなっては
ならない。このために、この種のモータは、いわゆるジ
ャイロエージング試験を行う。このジャイロエージング
試験は、ハードディスクドライブのような回転精度が問
われる装置に用いられるスピンドルモータを、ある一定
の速度及び加速度で一定時間振る動作を行い、このモー
タの回転精度（振れ）がどの程度になるかをチェックす
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のス
ピンドルモータの軸の端部には、スラスト板が固定され
ており、このスラスト板は軸受け装置のハウジングの内
底部に対して回転可能に支持されている。このスラスト
板は円板状の部材であり、この円板状のスラスト板のエ
ッジ部は特に何の処理も行われておらず顕微鏡で確認す
ると荒れて尖った状態になっている。このような荒れた
状態のスラスト板のエッジ部を有していると、ジャイロ
エージング試験の初期においては、モータのロータの回
転数の変動が大きくなってしまうことが分かっている。

【０００４】しかし、ジャイロエージング試験後には、
回転数の変動がよくなったりする場合がある。このよう
に回転数の変動がよくなったりするのは、本発明者が軸
受け部分を分解して確認した結果、軸のスラスト板のエ
ッジ部が荒れた状態から磨耗していくことが原因であ
る。このことから、本発明者はスラスト板のエッジ部が
尖って荒れた状態であるのをジャイロエージング試験の
最初から回避すれば、モータのロータの回転数の変動が
小さくなり良好な性能のモータを得ることができること
を見出した。そこで本発明は上記課題を解消し、ジャイ
ロモーメントによる回転数の変動を小さくすることがで
きるモータを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ステ
ータと、軸を有しており、前記ステータに対して前記軸
を中心として回転するロータと、前記ステータに固定さ
れて、前記軸を回転可能に支持する軸受け装置と、を備
え、前記軸受け装置は、周壁部と内底部を有するハウジ
ングと、前記軸と前記ハウジングの間に配置されて前記
軸を回転可能に支持する軸受けと、前記軸の端部に一体
に設けられて前記ハウジングの前記内底部に対して前記
軸とともに回転して前記軸のスラスト力を受けるスラス
ト部材と、を有し、前記軸受け側に位置する前記スラス
ト部材のエッジ部は、前記ハウジングの前記内底部に組
込まれる前に面取り加工されていることを特徴とするモ
ータである。請求項１では、軸受け装置の軸受け側に位
置するスラスト部材のエッジ部が、面取り加工をされて
いることから、ジャイロエージング中に軸と軸受けの接
触によりスラスト部材のエッジ部が磨耗を受けるような
現象が回避できるので、ジャイロエージングの初期、最
中、及び終了後のロータの回転数の変動を著しく小さく
することができる。すなわちジャイロエージング初期か
らロータの回転数の変動が所定の規格内に収めることが
できる。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載のモー
タにおいて、前記スラスト部材のエッジ部は、傾斜面に
なっている。請求項２では、スラスト部材のエッジ部は
傾斜面である。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１に記載のモー
タにおいて、前記スラスト部材のエッジ部は、丸い面に
なっている。請求項３では、スラスト部材のエッジ部
は、丸い面となっている。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１に記載のモー
タにおいて、前記ハウジングの開口部には、前記軸受け
を閉鎖する蓋が配置されている。

【０００９】請求項５の発明は、請求項１に記載のモー
タにおいて、前記ハウジングの前記内底面には、前記ス
ラスト部材が回転の際に動圧を発生する動圧軸受けを有
している。

【００１０】請求項６の発明は、請求項５に記載のモー
タにおいて、前記軸受けの内面には、前記軸が回転する
際に動圧を発生する動圧軸受けを有している。

【００１１】請求項７の発明は、請求項１に記載のモー
タにおいて、前記軸の途中には、前記軸受けと前記蓋の
間に配置されるリング状部材が取り付けられている。

【００１２】請求項８の発明は、請求項１に記載のモー
タにおいて、前記ロータには、ディスク状の情報記録媒
体を着脱自在に保持するチャッキング部を有する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、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、これらの形態に限られるものではな
い。

【００１４】図１は、本発明のモータ１０を有する情報
記録再生装置１１、この情報記録再生装置１１が着脱可
能に装着される電子機器１２、およびカセット１３を示
している。情報記録再生装置１１は、たとえばハードデ
ィスクドライブであり、情報記録再生装置１１は、電子
機器１２の筐体１４の中に着脱可能に装着できるもので
ある。電子機器１２としては、たとえば携帯型の電子機
器であるコンピュータやビデオカメラレコーダあるいは
その他の種類のものであり、特に限定されるものではな
い。

【００１５】情報記録再生装置１１は、本発明の好まし
い実施の形態であるモータ１０を内蔵している。ディス
ク状の情報記録媒体Ｄは、ハードディスクであり、カセ
ット１３の中に収容されており、カセット１３は情報記
録再生装置１１の中に装着されることにより、ディスク
状の情報記録媒体Ｄがモータ１０により回転できるよう
になっている。情報記録再生装置１１は、回転するディ
スク状の情報記録媒体Ｄに対して磁気ヘッド１５を用い
て、情報を記録したり、あるいはディスク状の情報記録
媒体Ｄにすでに記録されている情報を再生できるもので
ある。

【００１６】図２は、図１の情報記録再生装置１１のモ
ータ１０の好ましい構造例を示している。モータ１０
は、ロータ２０とステータ２２および軸受け装置３０を
有している。軸受け装置３０は軸受けユニット等とも呼
んでいる。まずステータ２２について説明する。ステー
タ２２は、ステータ基板４０、コイル（巻線）４２、鉄
芯４４およびフレキシブル配線板４６等を有している。
鉄芯４４はたとえばステータ基板４０に対して等間隔を
おいて９つ放射状に配列されている。各鉄芯４４にはコ
イル４２が巻かれている。各コイル４２に対しては、制
御部３００からフレキシブル配線板４６を介して、所定
の通電パターンで通電できるようになっている。ステー
タ基板の円筒部分４８には、軸受け装置３０のハウジン
グ５０がたとえば圧入又は接着により固定されている。

【００１７】次にロータ２０について説明する。ロータ
２０は、軸９０、ロータハウジング９２、駆動用のマグ
ネット９４、チャッキング用のマグネット９６を有して
いる。軸９０の一端部９１は、ロータハウジング９２の
チャッキング部ＣＨの穴に対してたとえば圧入又は接着
により固定されている。チャッキング部ＣＨのリング状
の溝９３には、チャッキング用のマグネット９６が埋め
込まれている。このチャッキング用のマグネット９６
は、ディスク状の情報記録媒体Ｄの金属板９５を、磁気
的に吸引することで、ディスク状の情報記録媒体Ｄをロ
ータハウジング９２のチャッキング部ＣＨに対して着脱
可能にチャッキングできるようになっている。駆動用の
マグネット９４は、ロータハウジング９２の内周におい
て、全周に沿って設けられている。この駆動用のマグネ
ット９４は、Ｎ極とＳ極が交互に着磁されたものであ
り、駆動用のマグネット９４の磁界と、通電によりコイ
ル４２が発生する磁界との相互作用により、ロータ２０
は軸９０を中心としてステータ２２に対して回転できる
ようになっている。

【００１８】次に、図２の軸受け装置３０の構造につい
て説明する。図３は、軸受け装置３０の構造をより詳し
く示している。軸受け装置３０は、ハウジング５０、ス
ラスト板（スラスト部材に相当する）５２、軸受け５
４、蓋５６、ボール５８を有している。ハウジング５０
は、断面で見てほぼＵ字型形状を有している。ハウジン
グ５０は、底部６０と、周壁部６２を有している。ハウ
ジング５０は、たとえば真鍮により作られている。

【００１９】軸９０の下端部９９は、円板状のスラスト
板５２に対して一体成形されている。あるいは軸９０の
下端部９９は、スラスト板５２に設けられた穴に対して
圧入により固定されている。いずれにしても軸９０とス
ラスト板５２は一体に回転する。軸９０の外周面１００
は、軸受け５４により回転可能に支持されている。軸受
け５４は、円筒状の部材であり、軸９０の外周面１００
とハウジング５０の周壁部６２の内周面６２Ａの間に位
置されている。ハウジング５０の内周面６２Ａは、軸受
け５４の外周面５４に対して圧入又は接着により一体に
なっている。

【００２０】軸受け５４の内周面５４Ｂには、ラジアル
動圧軸受け部１１０が形成されている。このラジアル動
圧軸受け部１１０は、動圧発生用の溝を有することで、
軸９０が回転する際には軸９０のラジアル方向の動圧を
発生する機能を有している。軸受け５４の下面側は、ス
ラスト動圧軸受け部１１４を有している。このスラスト
動圧軸受け部１１４は、油を用いることで、軸９０と一
体にスラスト板５２の回転により、軸９０のスラスト方
向の動圧を発生する機能を有している。

【００２１】さらにハウジング５０の底部６０の内底面
には、別のスラスト動圧軸受け部１１８が形成されてい
る。このスラスト動圧軸受け部１１８を、軸９０と一体
に回転するスラスト板５２の回転により、スラスト方向
の動圧を発生する機能を有している。ハウジング５０の
開口部５０ｐには蓋５６がはめ込まれている。この蓋５
６は、軸受け５４の一端部側を閉鎖するとともに、ハウ
ジング５０の中に注入する動圧発生用の油が漏れないよ
うにする機能を有している。

【００２２】ハウジング５０の底部６０は、油注入穴１
３０が設けられている。この油注入穴１３０に対して外
部から油を注入することにより、スラスト板５２の凹部
５２Ｃを通じて、スラスト動圧軸受け部１１８、スラス
ト動圧軸受け部１１４およびラジアル動圧軸受け部１１
０に油を注入することができる。注入後は、この穴１３
０にはボール５８を詰め込むことで油が漏れるのを防
ぐ。油としてはたとえば機械油のような油を使用するこ
とができる。

【００２３】軸９０とスラスト板５２の材質としては、
たとえばステンレス鋼（ＳＵＳ４１６）を採用すること
ができる。また軸受け５４の材質としては、焼結含油メ
タル（ほぼ銅と鉄）を採用することができる。蓋５６の
材質としては、真鍮を採用することができる。

【００２４】本発明で特徴的なのは、軸受け５４の他端
部５４Ｍ側に位置するスラスト板５２のエッジ部１５０
の形状である。図４は、このスラスト板５２のエッジ部
１５０の形状例を示している。図４の形状例では、エッ
ジ部１５０は、いわゆる面取り加工により積極的にある
角度θの傾斜面１５５になっている。この角度θは、た
とえば４５度である。この傾斜面１５５が形成されるエ
ッジ部１５０は、軸受け５４に対面する側のエッジ部で
ある。これに対して、スラスト板５２の別のエッジ部１
６０は、同様にして好ましくはエッジ部１６５が形成さ
れている。図２に示すモータ１０は、いわゆるスピンド
ルモータであり、ハードディスクドライブであるディス
ク状の情報記録媒体Ｄを回転するためには、回転精度
（振れ）が問われる。このようなモータでは、軸受け装
置３０においては、上述した図３に示すラジアル動圧軸
受け部１１０とスラスト動圧軸受け部１１４，１１８に
より、軸９０のラジアル方向だけではなく、ラジアル方
向およびスラスト方向にも動圧力を発生させるのが望ま
しい。

【００２５】上述したように図３に示すスラスト板５２
は、軸９０に対して圧入により固定するかもしくは軸９
０とスラスト板５２は一体で加工している。このスラス
ト板５２と軸９０の連結体は、図３において逆Ｔ型の軸
受け装置と呼ばれている。このような構造のモータ１０
を、たとえば４時間継続してジャイロエージング試験を
行った場合に、このジャイロエージング試験において
は、モータ１０をある幅で左右に振る試験を行う。この
時にはモータ１０にはジャイロモーメントが付加され
る。一例として、このジャイロモーメントが付加される
時のロータ２０の回転数の変動は、０．２％以下である
という規格がある。これは、モータ１０に対してジャイ
ロモーメントが付加されている時に、モータのサーボ回
転数が変動するが、この変動量がサーボ回転数に対して
０．２％以下であるという意味である。従来のモータで
このようなジャイロモーメントを付加してジャイロエー
ジング試験を行うと、ロータの回転数の変動は０．４〜
０．６％程度になってしまう。

【００２６】しかし、図３に示すように本発明の実施の
形態のようにスラスト板のエッジ部１５０に図４に示す
ような傾斜面１５５をジャイロエージング試験の前に形
成して、ハウジング５０内の内底面６７に組み込むこと
により、ロータの回転数の変動は０．１％程度にまで小
さくすることができる。すなわちジャイロエージング試
験の初期からモータ１０のロータ２０の回転数の変動
は、規格内に収めることができる。またジャイロエージ
ング後におけるモータ１０のロータ２０の回転数の変動
も、ジャイロエージング初期と同等で変化がない。図４
に示すような傾斜面１５５は、たとえばダイヤモンドペ
ーパー等で機械により自動的にあるいは手動でやすりが
けをすることにより形成することができる。

【００２７】このように本発明のモータ１０のスラスト
板５２のエッジ部１５０における形状を傾斜面１５５と
することで、ジャイロエージング試験初期およびジャイ
ロエージング試験終了後のロータの回転数の変動が著し
く小さくなる。もし従来のように軸のスラスト板のエッ
ジ部に何も処理をしないで放置したままであると、表面
が荒れていて軸と軸受けが接触した際にブレーキがかか
り、そのためにロータの回転数の変動は大きくなってし
まう。ジャイロエージング試験中は、このブレーキ作用
で軸のスラスト板のエッジ部が磨耗してしまい、その磨
耗屑がハウジング内に残ってしまうので好ましくない。

【００２８】本発明の実施の形態では、図３の軸のスラ
スト板５２のエッジ部１５０が図４に示すような傾斜面
（Ｃ面とも呼んでいる）であるので、軸９０と軸受け５
４が接触してもブレーキにならず、そのためにロータの
回転数の変動を著しく小さくすることができる。

【００２９】次に、本発明の別の実施の形態について説
明する。図５と図６は、本発明のモータの別の実施の形
態を示している。図５と図６の実施の形態が図２〜図４
の実施の形態と異なるのは、蓋５６と軸受け５４の上部
の間に、さらに別のリング状の部材２００が圧入により
軸９０の途中部分に固定されていることである。このよ
うにリング状の部材２００を軸９０に対して追加して設
けることにより、軸９０とリング状の部材２００および
スラスト板５２は、ほぼ横に見てＨ型を形成している。
このような形状の軸受け装置３０は、Ｈ型の軸受け装置
と呼ばれている。たとえば図３に示すように、軸受けに
はラジアル動圧軸受け部１１０、スラスト動圧軸受け部
１１４、スラスト動圧軸受け部１１８が設けられてい
る。これに対して図６では、リング状の部材２００が軸
９０と一体に回転するので、蓋５６の内面にもさらに別
のスラスト動圧軸受け部１７０を設けている。いずれに
しても、これらのスラスト動圧軸受け部やラジアル動圧
軸受け部は、選択的に採用することができる。図５と図
６のその他の要素については、図２と図３の対応する要
素と同じであるのでその説明を用いることにする。

【００３０】次に、図７〜図９を参照して、さらに別の
実施の形態について説明する。図７〜図９の実施の形態
は、図２〜図４および図５と図６のそれぞれの実施の形
態に適用できるものである。図７の実施の形態では、ス
ラスト板５２のエッジ部１５０が、丸い面（Ｒ面）２５
５になっていることである。この丸い面２５５は、たと
えば１／４円周形状である。

【００３１】図８は、図４の実施の形態の変形例であ
り、スラスト板５２のエッジ部１５０は、傾斜面１５５
である。しかし反対側のエッジ部１６０には傾斜面は形
成されていない。図９は、図７の実施の形態の変形例で
あり、スラスト板５２のエッジ部１５０には丸い面２５
５が形成されているが、もう１つのエッジ部１６０には
傾斜面は形成されていない。

【００３２】本発明の実施の形態では、ジャイロモーメ
ントの付加時に、モータのロータの回転数変動を極力抑
えるようにするために、ラジアルとスラスト動圧軸受け
部を有していて、軸に付いているスラスト板のエッジ部
にはＣ面又はＲ面を付ける。また、場合によってはＣ面
又はＲ面に、さらにダイヤモンドペーパー等でやすりが
けすることもある。従来のＴ型軸受けのモータで、スラ
スト板のエッジ部にＣ面又はＲ面を追加工していない場
合は、ジャイロエージング試験の初期時に回転数変動が
規格０．２％以下に入ることはない。本発明では、軸に
付いているスラスト板のエッジ部に最初から積極的にＣ
面又はＲ面を追加工するので、ジャイロエージング試験
の初期及び終了後に、回転数変動はすべて規格内に入
る。そして、Ｃ面又はＲ面にさらにダイヤモンドペーパ
ー等で手でやすりがけした場合は、ジャイロエージング
試験の初期及び終了後の回転数の変動が著しく小さい。

【００３３】ところで本発明は上記実施の形態に限定さ
れるものではない。上述した実施の形態では、モータ１
０の軸９０に対して着脱可能に取り付けられるのは、ハ
ードディスクドライブのようなディスク状の情報記録媒
体Ｄである。しかしこれに限らず他の種類の情報記録媒
体、たとえば光ディスクや光磁気ディスク等であっても
勿論構わない。また図１に示す電子機器１２は、携帯型
の電子機器に限らず、据置き型の電子機器あるいはもっ
と大型の電子機器であっても勿論構わない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ジャイロモーメントによる回転数の変動を小さくするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモータを備える情報記録再生装置、そ
の情報記録再生装置が装着される電子機器およびディス
ク状の情報記録媒体のカセットの例を示す図。

【図２】図１のモータの構造例を示す断面図。

【図３】図２のモータの軸受け装置および軸の拡大断面
図。

【図４】図３のスラスト板付近を示す拡大図。

【図５】本発明のモータの別の実施の形態を示す断面
図。

【図６】図５のモータの軸受け装置および軸の構造を示
す断面図。

【図７】本発明のスラスト板の形状の別の実施の形態を
示す図。

【図８】本発明のスラスト板のさらに別の実施の形態を
示す図。

【図９】本発明のスラスト板のさらに別の実施の形態を
示す図。

【符号の説明】

１０・・・モータ、２０・・・ロータ、２２・・・ステ
ータ、３０・・・軸受け装置、５０・・・ハウジング、
５２・・・スラスト板（スラスト部材）、９０・・・
軸、１５０・・・スラスト板のエッジ部、１５５・・・
傾斜面（Ｃ面）、２５５・・・丸い面（Ｒ面）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J011 AA12 AA20 BA08 CA02 JA02 KA02 KA03 MA12 MA27 5D109 BB05 BB12 BB18 BB21 BB22 5H019 AA10 CC04 DD01 FF03 5H605 AA08 BB05 BB10 BB14 BB19 CC04 EB03 EB06 EB13 EB28 5H607 AA12 BB01 BB07 BB09 BB14 BB17 BB25 CC01 DD16 GG01 GG03 GG09 GG15

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータと、 軸を有しており、前記ステータに対して前記軸を中心と
   して回転するロータと、 前記ステータに固定されて、前記軸を回転可能に支持す
   る軸受け装置と、を備え、 前記軸受け装置は、 周壁部と内底部を有するハウジングと、 前記軸と前記ハウジングの間に配置されて前記軸を回転
   可能に支持する軸受けと、 前記軸の端部に一体に設けられて前記ハウジングの前記
   内底部に対して前記軸とともに回転して前記軸のスラス
   ト力を受けるスラスト部材と、を有し、 前記軸受け側に位置する前記スラスト部材のエッジ部
   は、前記ハウジングの前記内底部に組込まれる前に面取
   り加工されていることを特徴とするモータ。
2. 【請求項２】 前記スラスト部材のエッジ部は、傾斜面
   になっている請求項１に記載のモータ。
3. 【請求項３】 前記スラスト部材のエッジ部は、丸い面
   になっている請求項１に記載のモータ。
4. 【請求項４】 前記ハウジングの開口部には、前記軸受
   けを閉鎖する蓋が配置されている請求項１に記載のモー
   タ。
5. 【請求項５】 前記ハウジングの前記内底面には、前記
   スラスト部材が回転の際に動圧を発生する動圧軸受けを
   有している請求項１に記載のモータ。
6. 【請求項６】 前記軸受けの内面には、前記軸が回転す
   る際に動圧を発生する動圧軸受けを有している請求項５
   に記載のモータ。
7. 【請求項７】 前記軸の途中には、前記軸受けと前記蓋
   の間に配置されるリング状部材が取り付けられている請
   求項１に記載のモータ。
8. 【請求項８】 前記ロータには、ディスク状の情報記録
   媒体を着脱自在に保持するチャッキング部を有する請求
   項１に記載のモータ。