CN1402415A - 硬盘驱动器用主轴电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有防止磁头静电破坏的轴承结构的HDD用主轴电动机。在该HDD用主轴电动机50A中包括：电动机基座1：轮毂12，该轮毂12通过在上述电动机基座1上立设的轴9上所安装的一对滚珠轴承4A、4B可自由旋转地支撑，在其一部分上安装记录磁盘10；安装在上述轮毂12一侧上的轭铁6；安装在上述轭铁6上的转子磁铁7；与上述转子磁铁7有规定间隔，固定在上述电动机基座1上的铁芯2；及卷绕在上述铁芯2上的驱动线圈11；其特征在于：在上述电动机基座1一侧的滚珠轴承4B的内环端部4Ba1、与上述滚珠轴承4B的内环端部4Ba1相对置的电动机基座上面部1a之间，使在轴向接触的导电性弹性部件15A与上述轴9同心状设置。

Description

硬盘驱动器用主轴电动机
技术领域
本发明涉及通过硬盘驱动器(以下称HDD)用主轴电动机的静电放电(Electric Static Discharge，以下称ESD)，防止磁头静电破坏的轴承结构。
背景技术
近些年来，随着个人计算机等设备的更加小形化、大容量化，对装在这些设备中的HDD用主轴电动机也要求更加小型化、高精度化。于是，对这种主轴电动机的轴承也要求更加小型化、高精度化、高可靠性。
图7是现有的HDD用主轴电动机的剖视图。在该图7中，HDD主轴电动机50大体由定子30、及转子40构成，该转子40可自由旋转地安装在该定子30的电动机基座1上所立设固定的轴9上。上述定子30具有使上述的轴9立设固定的电动机基座1、及固定在该电动机基座1上的定子铁心2。该定子铁心2具有多个突极(未图示)，在各突极上分别卷绕驱动线圈11。
上述的转子40具有转子轮毂12、固定在该转子轮毂12一侧上的圆筒状转子轭铁6、及固定在该圆筒状转子轭铁6内周部上的圆筒状磁铁7。上述的转子轮毂12具有上侧内径12a及下侧内径12b，在该上侧内径12a上设置粘接槽5a，在下侧内径12b上设置粘接槽5b，在这些上侧内径12a上压入粘接固定滚珠轴承4A，而在下侧内径12b上压入粘接固定滚珠轴承4B。
上述的转子轮毂12具有用于支撑固定磁(记录)盘10的圆筒51、及凸缘52。在该凸缘52的下部按上述的状态固定有上述的圆筒状转子轭铁6和圆筒状磁铁7。该圆筒状磁铁7与上述的定子铁心2的多个突极(未图示)外周面之间具有规定间隔，在圆周方向相对置。
在上述的轴9和转子轮毂12之间，在上述的轴9的上、下侧配置上述的一对滚珠轴承4A、4B，使该转子轮毂12圆滑旋转。
一对滚珠轴承4A、4B按下述组装在转子轮毂12内。图8是表示将上述的一对滚珠轴承4A、4B装入转子轮毂12内状态的说明图，图9是表示装入上述的一对滚珠轴承4A、4B的转子轮毂12和轴9组装状态的说明图。
在图8中，在设置在转子轮毂12的内周部，并涂敷有未图示的粘接剂的上侧内径12a、下侧内径12b上，从上下压入这一对滚珠轴承4A、4B，然后，使这一对滚珠轴承4A、4B的外环4Ab、4Bb端部触到在轮毂12内周部所设置的台阶16a、16b进行定位，使粘接剂固化进行固定。
这样，装入一对滚珠轴承4A、4B的转子轮毂12，然后如图9中所示，在一对滚珠轴承4A、4B的内环4Ab、4Ba上插入在其轴向上分别设置的粘接槽91、92上涂敷了粘接剂(未图示)的轴9后，例如从上述的内环4Aa上端通过夹具18预加压F，然后使在上述的粘接槽91、92上涂敷的粘接剂固化，使轴9和内环4Aa、4Bb固定，组装转子40。当从该内环4Aa上端预加压F时，由于托架19的上端部19a接触内环4Ba，所以实质上预压F也加在该内环4Ba上。
这样，在内、外环4Aa、4Ba、4Ab、4Bb的粘接剂固化后，从托架19拔出轴9。然后，在上述的轴9的下端部9b上涂敷(注入)粘接剂，将安装有上述转子40的轴9插入电动机基座1上，使下侧滚珠轴承4B的内环4Ba一侧部4Ba1与电动机基座1的环状凸部13之间设置有间隔，在进行轴9的定位后，通过粘接剂固化，装配结束。
另外，在上侧滚珠轴承4A的上部，为了防止来自电动机内部的油及粉末流向记录磁盘面10，而设置了盖14。组装结束图如上述的图7中所示。从该图7可以看出转子40通过一对滚珠轴承4A、4B对(固定)轴9可自由旋转，通过向卷绕在上述定子铁心2上的驱动线圈11的切换通电，可以控制该转子40的旋转。
发明内容
但是，近些年来，HDD越来越追求大容量化。而且在HDD上为了向上述记录磁盘10进行高密度记录，旋转速度的高速化和录放用磁头(未图示)的极小化正在进展。另外，为了满足上述的要求，在HDD上使用的磁头，正在从现有的MIG型磁头换成MR磁头或G-MR磁头。但是MR型和G-MR型磁头的缺点是对记录磁盘10上所带的静电ESD抵抗力弱。
另一方面，为了进行高密度记录，上述的记录磁盘10和磁头的间隙，窄到数10nm至数nm，成为容易加大带电量的条件。例如放置记录磁盘10的转子轮毂12的凸缘52和滚珠轴承外环4Ab由于压入轴9中，所以导电性可保持数欧姆以下，外环4Ab、4Bb和内环4Aa、4Ba通过滚珠41、42在静止状态保持在数欧姆，而在旋转时保持在数M欧姆以下。
然而，滚珠轴承内环4Aa、4Ba和轴承9为了确保内环精度，以间隙动配合有3～7μm余隙，通过粘接剂(未图示)进行固定。因此滚珠轴承内环4Aa、4Ba和轴9除了直接接触的情况外，无法确保足够的导电性。
这样，由于从记录磁盘10，到铝材的转子轮毂12、该转子轮毂12和滚珠轴承的外环4Ab、4Bb、不锈钢制的滚珠41、42、不锈钢制的滚珠轴承内环4Aa、4Ba，都是由导电性金属连接，所以流有带电荷电流，但是由于滚珠轴承的内环4Aa、4Ba与轴9之间如上所述，在间隙配合上、有3-7μm余隙，以粘接剂固定，所以不会使电荷向电动机基座放电。从而所带电压变高，通过磁头进行电荷放电，将造成的磁头破坏。
另一方面，考虑到上述情况，为了使滚珠轴承的的内环4Aa、4Ba和轴9直接接触并提高结合状态，当使两者经压入而固定时，则对滚珠轴承的座圈绒面有影响，使非重复精度(以下称NRRO：N on Repeatitive Run Out)恶化，所以不能采用压入方式固定两者。因此产生了由转子轮毂12的ESD造成磁头的破坏增多的问题。
为此，本发明者们对这样的问题等进行专心研究的结果，提出了在滚珠轴承和电动机基座之间通过设置导电性弹性部件，可防止磁头破坏的HDD用主轴电动机的方案，本发明的目的在于提供这种HDD用主轴电动机。
本发明为了达到这一目的，技术方案1所涉及的发明的硬盘驱动器用主轴电动机50A，包括：
电动机基座1：
轮毂12，该轮毂通过在上述电动机基座1上立设的轴9上所安装的一对滚珠轴承4A、4B可自由旋转地支撑，在其一部分上安装记录磁盘10；
安装在上述轮毂12一侧上的轭铁6；
安装在上述轭铁6上的转子磁铁7；
与上述转子磁铁7有规定间隔，固定在上述电动机基座1上的铁心2；及
卷绕在上述铁心2上的驱动线圈11；
其特征在于：
在上述电动机基座1一侧的滚珠轴承4B的内环端部4Ba1、与上述滚珠轴承4B的内环端部4Ba1相对置的电动机基座上面部1a之间，使在轴向接触的导电性弹性部件15A与上述轴9同心状设置。
技术方案2，在技术方案1所述的硬盘驱动器用主轴电动机50A中，其特征在于：
上述导电性弹性部件15A是金属制的防松垫圈。
技术方案3在技术方案1所述的硬盘驱动器用主轴电动机50A中，其特征在于：
上述导电性弹性部件15B是金属制且有台阶的环形垫片，与上述电动机基座一侧的滚珠轴承4B内环端部4Ba1相接触的大径一侧的外径151设定得比上述滚珠轴承4B的内环外周部4Ba2的直径大，而比外环外周部4Bb2的直径小。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的HDD用主轴电动机一实施例的剖视图。
图2是表示在图1中的滚珠轴承内环和电动机基座之间设置的导电性弹性部件组装状态的主要部分放大图。
图3是表示本发明所涉及的HDD用主轴电动机另一实施例的剖视图。
图4是表示图3中的滚珠轴承内环和电动机基座之间设置的导电性弹性部件组装状态的主要部分放大图。
图5是表示本实施例中所使用的导电性弹性部件的透视图。
图6是表示另一实施例中所使用的导电性弹性部件的透视图。
图7是现有的HDD用主轴电动机的剖视图。
图8是表示将一对滚珠轴承装入转子轮毂内状态的说明图。
图9是表示装入一对滚珠轴承的转子轮毂和轴进行组装的状态说明图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的一最佳实施例。由于下面所述的实施例是本发明的最佳具体例，所以在技术上加了种种最佳限定，但是本发明的范围只要不在以下的说明中特别记载限定本发明，是不限于这些形式的。
下面参照图1至图6对本发明的HDD用主轴电动机的一实施例进行说明。图1是作为本发明所涉及的HDD用主轴电动机一实施例的3.5英寸磁盘驱动主轴电动机的剖视图，图2是表示在滚珠轴承内环和电动机基座之间设置的导电性弹性部件组装状态的主要部分放大图，图3是表示另一实施例的HDD用主轴电动机的剖视图，图4是表示在图3中的滚珠轴承内环和电动机基座之间设置的导电性弹性部件的组装状态的主要部分放大图，图5、图6是在本实施例及另一实施中分别使用的导电性弹性部件的透视图。
作为本发明的一实施例的磁盘驱动用主轴电动机50，如图1、图2中所示大体由定子30A、及转子40A构成，该转子40A可自由旋转地安装在该定子30A的电动机基座1上立设固定的轴9上。
上述的定子30A包括立设固定上述轴9的电动机基座1、及固定在该电动机基座1上的定子铁心2。该定子铁心2具有多个突极(未图示)，在各突极上分别卷绕驱动线圈11。
转子40A包括转子轮毂12、固定在该转子轮毂12一侧上的圆筒状转子轭铁6、及固定在该圆筒状转子轭铁6内周部上的圆筒状磁铁7。上述的转子轮毂12具有上侧内径12a及下侧内径12b，在该上侧内径12a设置5a粘接槽，在下侧内径12b上设置5b粘接槽，并在该上侧内径12a上压入固定滚珠轴承4A、而在下侧内径12b上压入固定滚珠轴承4B。
上述的转子轮毂12具有用于支持固定磁(记录)盘10的圆筒51和凸缘52。在该凸缘52的下部，上述的圆筒状转子轭铁6和圆筒状的磁铁7以上述的状态进行固定。该圆筒状的磁铁7与上述的定子铁心2的多个突极(未图示)外周面间具有规定间隔，在圆周方向相对置。
在上述的轴9和转子轮毂12之间，在上述的轴9的上、下侧上配置上述的一对滚珠轴承4A、4B，使该转子轮毂12圆滑旋转。
一对滚珠轴承4A、4B按下述进行组装。首先在涂敷了未图示的粘接剂的上侧内径12a、下侧内径12b上，从上下压入这一对滚珠轴承4A、4B，然后，让这一对滚珠轴承4A、4B的外环4Ab、4Bb端部接触到在与轮毂转子12的上侧内径12a、下侧内径12b连续设置的台阶3a、3b进行定位，使粘接剂固化将两者固定。
然后，在一对滚珠轴承4A、4B的内环4Aa、4Ba上，沿其轴方向设置粘接槽(未图示)，在此处插入涂敷了粘接剂(未图示)的轴9之后，例如从上述的内环4Aa、4Ba的上、下端预加压，然后使涂敷在图中画出的粘接槽上的粘接剂固化，通过对轴9和内环4Aa、4Ba进行固定，组装转子40A。
这样，在内、外环4Aa、4Ba、4Ab、4Bb的粘接剂固化之后，在上述轴9的下部9 b上涂敷(注入)粘接剂，并将安装有上述转子40A的轴9插入电动机基座1。这时，在与下侧滚珠轴承4B的内环4Ba的接触面4Ba1、和与其相对置的电动机基座1的上面部1a之间，配置如图5中所示的在轴方向接触的金属制导电性弹性部件(防松垫圈)15A。从而，在安装有转子40A的轴9插入导电性弹性部件15A的孔15a1中之后，通过未图示的夹具，进行该轴9的定位，通过粘接剂固化，组装结束。
根据本实施例，这样在电动机基座1一侧的滚珠轴承4B内环4Ba的接触面4Ba1、和与其相对置的电动机基座1的上面部1a之间，通过配置在轴向接触的金属制防松垫圈15A，盘上带电的静电不会向电动机基座1放电，及不会向与盘相接的磁头一侧放电，所以不会破坏磁头。
而且，由于在滚珠轴承内环4Ba和轴9之间具有3～7μm的余隙，用粘接剂固定，在压入组装时产生的内环座圈绒面上不会产生变形，所以可以确保高精度的NRRO。
在本实施例中，在上侧的滚珠轴承4A的上部，为了防止来自电动机内部的油及粉末流向记录磁盘面10，而设置盖14。组装结束的图如图1所示。从图1可以看出，转子40A通过一对滚珠轴承4A、4B，可以对(固定)轴9自由旋转，通过向卷绕在上述定子铁心2上的驱动线圈11切换通电，可以控制转子40A的旋转。
在本实施例中所使用的导电性弹性部件15，例如是厚度为0.06mm的不锈钢制防松垫圈。
图3是表示本发明的HDD用主轴电动机的另一实施例的剖视图，图4是表示图3中的滚珠轴承内环和电动机基座之间设置的导电性弹性部件组装状态的主要部分放大图，图6是图3、图4中所使用的导电性弹性部件的透视图。
由于该图3、图4、图6的另一实施例与上述实施例不同的部分只是导电性弹性部件这一点，其他构成部分相同，所以只对其不同的部分进行说明，为方便起见对其他部分的说明予以省略。
从图4可以看出，另一实施例中的导电性弹性部件15B，由金属制带台阶的环形垫片形成，与上述电动机基座1一侧的滚珠轴承4B的内环端部4Ba1相接触的大径一侧的外径151，比上述滚珠轴承4B的内环外周部4Ba2的直径大，而比外环外周部4Bb2的直径小。即，例如是直径为10.3mm、内径为5mm、厚度为0.06mm不锈钢制的环形垫片15B。
根据本实施例，这样在电动机基座1一侧的滚珠轴承4B内环4Ba的接触面4Ba1、和与其相对置的电动机基座1的上面部1a之间，通过配置在轴向接触的金属制环形垫片15B，盘上带电的静电不会向电动机基座1放电，不会向与盘相接的磁头一侧放电，所以不会破坏磁头。
而且，由于在滚珠轴承内环4Ba和轴9之间具有3～7μm的余隙，用粘接剂固定，在压入组装时产生的内环座圈绒面上不会产生变形，所以可以确保高精度的NRRO。
另外，在另一实施例中，通过在上述的地方用下述的方法在轴9的外周面压入配置了导电性弹性部件15B，可以兼作防止油及粉末流出的密封圈。图6表示该导电性弹性部件15B由不锈钢加工的透视图。
在另一实施例的HDD的主轴电动机中，上述的一对滚珠轴承4A、4B也用与上述实施例相同的方法组装。即，首先在未图示的涂敷有粘接剂的上侧内径12a、下侧内径12b上，从上下压入一对滚珠轴承4A、4B，然后，让一对滚珠轴承4A、4B的外环4Ab、4Bb端部接触到在与轮毂转子12的上侧内径12a、下侧内径12b连接设置的台阶3a、3b进行定位，使粘接剂固化对两者进行固定。
然后，在一对滚珠轴承4A、4B的内环4Aa、4Ba上，沿其轴向上设置粘接槽(未图示)，在此处插入涂敷了粘接剂(未图示)的轴9之后，例如从上述的内环4Aa、4Ba的上、下端预加压，然后使上述的未图示的粘接槽中涂敷的粘接剂固化，通过对轴9与内环4Aa、4Ba进行固定，组装转子40B。
这样，当内、外环4Aa、4Ba、4Ab、4Bb的粘接剂固化后，在上述轴9的下端部9b上涂敷(注入)粘接剂，将安装有上述转子40B的轴9插入电动机基座1中。这时，在与下侧滚珠轴承4B的内环4Ba的接触面4Ba1、和与其相对置的电动机基座1的上面部1a之间，配置如图6所示的在轴向接触的金属制导电性弹性部件(环形垫片)15B。从而，在安装有转子40B的轴9在插通导电性弹性部件15B的孔15b1之后，通过未图示的夹具对该轴9进行定位，通过粘接剂的固化，组装结束。
这时，通过使上述导电性部件15B的孔15b1的直经比轴9的直径小若干，把轴9压入孔15b1中，从而两者的结合关系更加牢固。
在另一实施例中，为了防止来自电动机内部的油及粉末流向记录磁盘面10，在上侧滚珠轴承4A的上部设置有盖14。组装结束图如图3中所示。从该图3可以看出，转子40B通过一对滚珠轴承4A、4B可以对(固定)轴9自由旋转，通过向卷绕在上述定子铁心2上的驱动线圈11切换通电，可以控制转子40B的旋转。顺便说明的是在本实施例及另一实施例中的转子轮毂的转速为5400r/min。发明的效果
如上所述，技术方案1的发明，在硬盘驱动器用主轴电动机中包括：电动机基座，轮毂，该轮毂通过在上述电动机基座上立设的轴上所安装的一对滚珠轴承可自由旋转地支撑，在其一部分上安装记录磁盘；安装在上述轮毂一侧上的轭铁；安装在上述轭铁上的转子磁铁；与上述转子磁铁有规定间隔，固定在上述电动机基座上的铁心；及卷绕在上述铁心上的驱动线圈，通过在上述电动机基座一侧的滚珠轴承的内环端部、与电动机基座一侧的上述滚珠轴承相对置的电动机基座上面部之间，使在轴向接触的导电性弹性部件与上述轴同心状设置，由于滚珠轴承内环与电动机基座间通过导电性弹性部件进行电连接，磁盘上所带的静电不会向电动机基座放电，不会向与盘相接触的磁头一侧放电，所以不会破坏磁头，而且，由于在滚珠轴承内环与轴之间具有余隙用粘接剂固定，在压入组装时产生的内环座圈绒面上不产生变形，所以可以确保高精度的NRRO。
技术方案2所述的发明，是在技术方案1所述的硬盘驱动器用主轴电动机中，通过上述导电性弹性部件由金属制的防松垫圈作成，由轴向的弹性效果可以取得长期可靠性高的电气接触。
技术方案3所述的发明，是在技术方案1所述的硬盘驱动器用主轴电动机中，由于上述导电性弹性部件是金属制且带有台阶的环形垫片，与上述电动机基座一侧的滚珠轴承内环端部相接触一侧的外径设定得比上述滚珠轴承的内环外周部的直径大，而比外环外周部的直径小，可以兼作防止油及粉末流出的密封圈，所以非常实用。

Claims (3)

1.一种硬盘驱动器用主轴电动机，包括：
电动机基座；
轮毂，该轮毂通过在上述电动机基座上立设的轴上所安装的一对滚珠轴承可自由旋转地支撑，在其一部分上安装记录磁盘；
安装在上述轮毂一侧上的轭铁；
安装在上述轭铁上的转子磁铁；
与上述转子磁铁有规定间隔，固定在上述电动机基座上的铁心；及
卷绕在上述铁心上的驱动线圈，
其特征在于：
在上述电动机基座一侧的滚珠轴承的内环端部、与上述滚珠轴承的内环端部相对置的电动机基座上面部之间，使在轴向接触的导电性弹性部件与上述轴同心状设置。
2.如权利要求1所述的硬盘驱动器用主轴电动机，其特征在于：
上述导电性弹性部件是金属制的防松垫圈。
3.如权利要求1所述的硬盘驱动器用主轴电动机，其特征在于：
上述导电性弹性部件是金属制且带有台阶的环形垫片，与上述电动机基座一侧的滚珠轴承内环端部相接触的大径一侧的外径，设定得比上述滚珠轴承的内环外周部的直径大，而比外环外周部的直径小。
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