(57)【要約】【課題】モータ軸受面に凹凸を形成することにより、モータ軸端との密接触をなくし、潤滑油による冷却効果を増す。【解決手段】モータ軸受面に潤滑油を付着させる多数の凹凸を形成してなる。これにより、特にスピンドルモータの回転軸端を受けるスラスト材として、安価な汎用樹脂材を用いることも可能となり、しかもモータ軸の高速回転に対する耐熱性ならびに冷却効率に優れるとともに、モータ軸の摩耗を防ぐことが可能な理想的な樹脂製モータ軸スラスト受材を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸受面に潤滑油を付着させる多数の凹凸を形成してなる樹脂製モータ軸スラスト受材。
【請求項２】
多数の凹凸が、モータ軸受面に等間隔に配置された凸部により形成されているものであるところの請求項１に記載の樹脂製モータ軸スラスト受材。
【請求項３】
モータ軸受面に形成された凸部は、それぞれ、突出面積：１００〜１００，０００　平方μｍ、突出高さ：１０〜１００μｍであり、しかも全凸部の占有面積率：１０〜７０％であるところの請求項１又は請求項２に記載の樹脂製モータ軸スラスト受材。
【請求項４】
多数の凹凸が、モータ軸受面に等間隔に配置された凹部により形成されているものであるところの請求項１に記載の樹脂製モータ軸スラスト受材。
【請求項５】
モータ軸受面に形成された凹部は、それぞれ凹入面積：１，０００〜１００，０００平方μｍ、深さ：１０〜１００μｍであり、しかも全凹部の占有面積率：２０〜７０％であるところの請求項４に記載の樹脂製モータ軸スラスト受材。
【請求項６】
モータ軸スラスト受材の材質として、ファイバー状のフィラー非添加のポリアミドイミド樹脂を用いたものであるところの請求項１〜５に記載の樹脂製モータ軸スラスト受材。
【請求項７】
モータ軸スラスト受材の材質として、固体潤滑材を配合したポリアミドイミド樹脂を用いるようにした請求項１〜５に記載の樹脂製モータ軸スラスト受材。
【請求項８】
固体潤滑剤がグラファイト、ＰＴＦＥ、二硫化モリブデンのうち１種または２種以上の混合物であるところの請求項７に記載の樹脂製モータ軸スラスト受材。
【請求項９】
モータ軸スラスト受材が、エンドカバーを兼ねるものであるところの請求項１〜８に記載の樹脂製モータ軸スラスト受材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、モータ軸のスラスト受材に関し、特にスピンドルモータの回転軸端を受けるスラスト材として、安価な汎用樹脂材でも適用が可能であり、しかもモータ軸の高速回転に対する耐熱性ならびに冷却効率に優れるとともに、モータ軸の摩耗を防ぐことが可能な理想的な樹脂製モータ軸スラスト受材を得ることを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、モータ軸の両端はハウジングに囲まれたた軸受材により支承されるが、軸端はスラスト受板により位置規制がなされている。　なおここで用いられるスラスト受材としては耐磨耗性や耐熱性の面を重要視する目的では、例えば金属、あるいはカーボン繊維やガラス繊維で強化した樹脂等のスラスト受材が用いられるが、相手材であるモータ軸の損傷を防ぐとともに、低騒音性を発揮させる目的では樹脂製のものが多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら金属、あるいはカーボン繊維やガラス繊維で強化した樹脂等のスラスト受材は騒音を発しやすいばかりでなく、相手材であるモータ軸端に傷を生じやすく、またモータ軸端が損傷すると軸受の摩耗を早めてモータの回転ブレを生じやすい。
【０００４】
また樹脂製のものでも安価で表面平坦な樹脂製スラストプレートを用いる場合には、表面のモータ軸端に対する摺動性を向上させるために表面平滑性（粗面度）を良好にする必要があるが、この場合にはモータ軸端が丸くＲ形状に形成されていたとしても、モータ軸の軸方向下向きに荷重がかかるために樹脂製プレートのモータ軸端が当る箇所に摩耗による窪みを生じやすい。　この摩耗による窪みの発生は、モータ軸の初期設定高さに位置変化をもたらすために、とくにＣＤやＣＤ−Ｒ、ＲＷ、ＤＶＤ、ハードディスクなどの記憶媒体においては読み込みや書き込みエラーをひき起こしやすくなる。
【０００５】
さらに前記した摩耗による窪みの発生は、樹脂製プレートにおけるモータ軸端との接触面積を次第に増大させることになり、面圧の低下をもたらす半面、オイルによる潤滑と冷却に対しては条件が悪く、樹脂は放熱性（熱伝導性）が悪いために、モータ軸端との摺動による摩擦熱が蓄積されやすいところから、特に高速回転するモータ軸のスラストプレートには不向きである。　また耐熱性に優れ、高面圧・高速の使用にも耐えられる樹脂材を用いる場合にはコストの著しい向上が避けられず、実用性の面において問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明にあっては、モータ軸端を受けるスラスト受材の軸受面に凹凸を形成することにより、潤滑油の保持力を増すとともに、耐荷重性を向上させ、しかもモータ軸端がスラスト受材に密接することのないようにして、その間隙に潤滑油が流れるようにすることで冷却効率を高め、これによって安価で成形性に優れ、また材料選択の範囲が広い汎用の樹脂材を用いることができるようにしたものである。
【０００７】
さらに、耐熱性および冷却効果を増大させたモータ軸スラスト受材を開発したものであって、具体的には、請求項１の発明は、モータ軸受面に潤滑油を付着させる多数の凹凸を形成してなる樹脂製モータ軸スラスト受材に関する。　また請求項２の発明は、上記した多数の凹凸が、モータ軸受面に等間隔に配置された凸部により形成されているものであるところの請求項１に記載の樹脂製モータ軸スラスト受材に関する。
【０００８】
さらに請求項３の発明は、モータ軸受面に形成された凸部が、それぞれ、突出面積：１００〜１００，０００　平方μｍ、突出高さ：１０〜１００μｍであり、しかも全凸部の占有面積率：１０〜７０％であるところの請求項１又は請求項２に記載の樹脂製モータ軸スラスト受材に関する。　さらに請求項４の発明は、前記した多数の凹凸が、モータ軸受面に等間隔に配置された凹部により形成されているものであるところの請求項１に記載の樹脂製モータ軸スラスト受材に関する。
【０００９】
さらに請求項５の発明は、モータ軸受面に形成された凹部が、それぞれ、１，０００〜１００，０００平方μｍ、深さ：１０〜１００μｍであり、しかも全凹部の占有面積率：２０〜７０％であるところの請求項４に記載の樹脂製モータ軸スラスト受材に関する。　さらに請求項６の発明は、モータ軸スラスト受材の材質として、ファイバー状のフィラー非添加のポリアミドイミド樹脂を用いたものであるところの請求項１〜５に記載の樹脂製モータ軸スラスト受材に関する。
【００１０】
さらに請求項７の発明は、モータ軸スラスト受材の材質として、固体潤滑剤を配合したポリアミドイミド樹脂を用いるようにした請求項１〜５に記載の樹脂製モータ軸スラスト受材に関する。　さらに請求項８の発明は、固体潤滑剤がグラファイト、ＰＴＦＥ、二硫化モリブデンのうち１種または２種以上の混合物であるところの請求項７に記載の樹脂製モータ軸スラスト受材に関する。　さらに請求項９の発明は、モータ軸スラスト受材が、エンドカバーを兼ねるものであるところの請求項１〜８に記載の樹脂製モータ軸スラスト受材に関する。
【００１１】
上記各場合の樹脂製モータ軸スラスト受材において、モータ軸受面に形成した多数の凹凸部分に潤滑油を付着させた場合に、潤滑油が多数の凸部間に形成された溝内に循環される結果、モータ軸が高速回転しても潤滑油が途絶えることがなく、しかもモータ軸端部との接触により上昇した温度に十分耐えるばかりでなく、冷却作用をも発揮することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下において本発明の具体的な内容を図１に示した実施例をもとに説明すると、図１には本発明に係るモータ軸スラスト受材の要部を拡大してあらわした断面図が示されている。　すなわち同図において１はモータ軸受面１ａに潤滑油を付着させるための多数の凹凸（凹凸の形状寸法については図１の下部に記載）を形成してなる樹脂製モータ軸スラスト受材をあらわし、凹凸の賦型形態として（Ａ）にはモータ軸受面に潤滑油を付着させる多数の凹凸を形成してなる樹脂製モータ軸スラスト受材の要部を拡大してあらわした断面図が示されている。
【００１３】
すなわち同図において（Ａ）には、上記した多数の凹凸が、モータ軸受面１ａに等間隔に配置された凸部２により形成されている例（第１実施例）が、また（Ｂ）には、上記した多数の凹凸が、モータ軸受面１ａに等間隔に配置された凹部４により形成されている例（第２実施例）が、それぞれ示されている。　第１実施例においては、潤滑油の流動性を良好にするとともに、潤滑油流動性のバラツキを減少させる目的で規則的に配置する必要があり、そのために樹脂製モータ軸スラスト受材１の片側であるモータ軸受面１ａには凸部２が等間隔毎に形成され、その結果として各凸部２・２間には溝３が形成される。
【００１４】
なお、この場合における凸部の突出面積については、凸部１個の突出面積が小さすぎると、モータ軸端の荷重を受ける能力が不足し、また突出高さについても製造上の問題から制約を受ける。　また反対に凸部の突出面積が大きすぎる場合には凸部の周辺は潤滑油により冷却されるとしても、凸部の中央部までは冷却され難いために温度勾配が形成されることになるが、凸部の中央部の最高温度が高くなり、その結果樹脂が溶けてしまうという問題がある。　従ってこの場合の凸部の面積率については、冷却効果と負荷能力とを両立させることができる範囲である必要がある。
【００１５】
そのような観点より凸部の形成寸法をみた場合、凸部の面積については　１００平方μｍ未満でも、また反対に１００，０００　平方μｍを超えても、溝３の形成が不完全となるために、凸部２の突出面積：１００〜１００，０００平方μｍの範囲内であるのが好ましい。　また、凸部２の突出高さについても１０μｍ以下では溝３の形成が不十分となり、また反対に　１００μｍを超えると、凸部２の形成が高コストとなり、しかも溝３内の潤滑油のまわりが不良となりがちであるところから、凸部２の突出高さ：１０〜１００μｍの範囲内であるのが好ましい。
【００１６】
さらにモータ軸受面１ａ全面に対する全凸部２の占有面積率についても１０％以下であるか、あるいは反対に７０％を超えても潤滑油の十分な保有が困難となるところから全凸部２の占有面積率：１０〜７０％の範囲内であるのが好ましい。　また第２実施例においては、樹脂製モータ軸スラスト受材１の片側であるモータ軸受面１ａに凹部４が等間隔毎に形成され、その結果として各凹部４・４間には凸部５・５が形成される。
【００１７】
なお、この場合における凹部４の凹入面積については　１，０００平方μｍ未満、あるいは反対に　１００，０００平方μｍを超える場合には十分な凸部５の形成が困難になるため、究極的には凹部４の凹入面積：１，０００〜１００，０００平方μｍの範囲内にあることが好ましい。
【００１８】
さらに凹部４の深さについても、１０μｍ以下であると十分な潤滑油の保持が困難となり、また反対に１００　μｍを超えると金型の作製および成形時の成形品の離型が困難となるので凹部４の深さについては、深さ：　１０〜１００μｍの範囲内にあるのが好ましい。　さらにモータ軸の受面１ａ全面に対する全凹部４の占有面積率についても、２０％未満であったり、あるいは反対に７０％を超えた場合においては十分な凸部５の形成が困難になるところから、全凹部４の占有面積率：２０〜７０％であるのが好ましい。
【００１９】
さらに上記した樹脂製モータ軸スラスト受材１の成型手段、および第１実施例の凸部２の形成、若しくは第２実施例の凹部４の形成手段について説明すると、樹脂製モータ軸スラスト受材１の成型については、例えばつぎのものが提案できる。
【００２０】
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【００２１】
また、第１実施例の凸部２の形成、若しくは第２実施例の凹部４の形成手段としては、例えばパンチの加圧面を凹凸にして圧縮成型する方法や、あるいは、表面を凹凸にしたローラーを用いたシート加工法なども適用することができる。
【００２２】
また、モータ軸スラスト受材の材質として、ファイバー状のフィラー非添加のポリアミドイミド樹脂を用いるとモータ軸端との摺動による表面疵の発生をより一層減少させることができる。
【００２３】
さらにモータ軸スラスト受材の材質として、固体潤滑剤を配合したポリアミドイミド樹脂を用いると、摺動特性をさらに向上させることができる。　なおこの場合に配合される固体潤滑剤としては、グラファイト、ＰＴＦＥ、二硫化モリブデンなどのうち１種または２種以上の混合物を使用するのが好ましい。
【００２４】
なお上記の実施例においては、モータ軸スラスト受材として単体としてのスラスト受材に適用する場合について説明したが、本発明は特にモータ軸スラスト受材が、図２にあらわしたようなエンドカバー（樹脂製ケース）を兼ねるものである場合に適用すると、大幅なコストダウンと性能向上をはかることができる。
【００２５】
因みに上記した図２のマイクロモータの構造について簡単に説明すると、６はハウジング、７は軸受、８はシャフト（モータ軸）、９はコア、１０はマグネット、１１は本発明の適用例であるモータ軸スラスト受材を兼ねたエンドカバー、１２はターミナルをそれぞれあらわしている。
【００２６】
【実施例】
〔試験条件〕
試験機　：　モータ軸スラスト受材高速試験機（図３参照）
（３，８００ｒｐｍ×０．８ｋｇｆ×１ｈｒ）
シャフト（モータ軸代用）　：　ＳＵＳ４２０Ｊ２
使用オイル（潤滑油）　　　：　エステル系合成油（ＶＧ１０）
試験温度　　　　　　　　　：　２５±３℃
【００２７】
なお、念のため図３のモータ軸スラスト受材高速試験機の概要を説明すると、１３は支柱をあらわし、ロードセル１４を介して下方から上方に向けてボールスプライン（図示省略）などにより上下動可能とされ、しかも上端にはスラスト板ホルダ１５が取り付けられている。　また１６は前記支柱１３の上方に位置して固定されたシャフトホルダをあらわし、先端を前記支柱１３に対向させるべく下方に向けて突出させるとともに、高速回転が可能なシャフト１７が装着されている。
【００２８】
なお１８はパルス反射面をあらわし、回転数測定部１９との間において測定されるパルス数をカウントしてシャフト１７の回転数を計測することができる。なおこの場合に使用したシャフト１７の表面精度については、算術平均粗さ〔Ｒａ＝０．０５μｍ程度〕とした。
【００２９】
図３の試験機を用いてスラスト板ホルダ１５上にスラスト板（スラスト受材）２０を載せ、オイル（潤滑材）２１を介在させたうえでシャフト１７を高速回転させながら上記の試験条件のもとに、供試材１〜５（本発明品）と比較材６〜１０（在来品）とを試験した結果は以下に示した通りである。
【００３０】
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【００３１】
2004060841.tif 000005
【００３２】
上記の試験結果により、どの材質のモータ軸スラスト受材においても、モータ軸受面の性状が平滑なもの（比較材６〜１０）よりも多数の凹凸を附したもの（供試材１〜５）のほうが、摺動後におけるキズ発生に対する耐性の面において優れていることが解った。　またこの場合においてファイバー状のフィラー非添加のポリアミドイミド樹脂を用いるなど、フィラー非添加のものがとりわけて良好な結果をもたらすことが解った。
【００３３】
なお、この場合に炭素繊維やガラス繊維などのような硬く脆い材質のものをフィラーとして樹脂材中に充填したものでも試験結果においては良好な評価を得ることができるが、シャフトへの攻撃性や長時間摺動などを考慮した場合においてはあまり好ましいとはいえない。
【００３４】
さらにスラスト受材の軸受面に凹凸が形成されている場合においては、使用材質としてＰＯＭを用いる場合に比して、機械的強度や耐熱性が高く、しかも変形の少ないＰＡＩを用いるほうが、潤滑油を循環させるための溝の確保が容易であるところから摺動特性に優れることが図４および図５の段階荷重試験結果により明らかにされた。
【００３５】
因みに図４は回転数の変動（圧力一定で測定）を測定したもの、また図５は荷重と回転数との関係（圧力一定で測定）を測定したものである。　さらにこの場合の段階荷重試験条件を示せば以下の通りである
スラスト受材　：　ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、　ＰＡＩ（ポリアミドイミド）
表　面　形　状　　：　凸パターン
モ　ー　タ　軸　　：　ＳＵＳ４２０Ｊ２
潤　滑　油　　：　エステル系合成油（ＶＧ１０）
荷　　　重　　：　０．２ｋｇｆづつ増加（１ｋｇｆ以上は０．１ｋｇｆづつ増加）
【００３６】
【発明の効果】
本発明の樹脂製モータ軸スラスト受材は上記した通り、モータ軸受面に潤滑油を付着させる多数の凹凸を形成してなるものであるために、特にスピンドルモータの回転軸端を受けるスラスト材として、安価な汎用樹脂材を用いることも可能となり、しかもモータ軸の高速回転に対する耐熱性ならびに冷却効率に優れるとともに、モータ軸の摩耗を防ぐことが可能な理想的な樹脂製モータ軸スラスト受材を得ることができる。
【００３７】
さらにモータ軸スラスト受材の材質として、ファイバー状のフィラー非添加のポリアミドイミド樹脂を用いると、摺動後におけるキズ発生に対する耐性および耐荷重性の面において、さらにより一層優れた効果を発揮することができる。
【００３８】
さらに、モータ軸スラスト受材の材質として、固体潤滑材を配合したポリアミドイミド樹脂を用いる場合においては、モータ軸のスラスト受材としてより大きな摺動特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータ軸スラスト受材の要部を拡大してあらわした部分的断面図。
【図２】モータ軸スラスト受材としてエンドカバー（樹脂製ケース）を兼ねたマイクロモータの構造をあらわした半裁拡大断面図。
【図３】モータ軸スラスト受材のモータ軸受面の性状について試験するために用いられる高速試験機の概略をあらわした説明図。
【図４】段階荷重試験結果をあらわしたグラフ。
【図５】段階荷重試験結果をあらわしたグラフ。
【符号の説明】
１　　　　樹脂製モータ軸スラスト受材
１ａ　　　モータ軸受面
２　　　　凸部
３　　　　溝
４　　　　凹部
５　　　　凸部
６　　　　ハウジング
７　　　　軸受
８　　　　シャフト（モータ軸）
９　　　　コア
１０　　　マグネット
１１　　　エンドカバー
１２　　　ターミナル
１３　　　支柱
１４　　　ロードセル
１５　　　スラスト板ホルダ
１６　　　シャフトホルダ
１７　　　シャフト
１８　　　パルス反射面
１９　　　回転数測定部
２０　　　スラスト板
２１　　　オイル（潤滑油）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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