JP2001352726A - インナーロータ型スピンドルモータ - Google Patents

インナーロータ型スピンドルモータ

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JP2001352726A
JP2001352726A JP2000165576A JP2000165576A JP2001352726A JP 2001352726 A JP2001352726 A JP 2001352726A JP 2000165576 A JP2000165576 A JP 2000165576A JP 2000165576 A JP2000165576 A JP 2000165576A JP 2001352726 A JP2001352726 A JP 2001352726A
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JP
Japan
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sleeve
dynamic pressure
peripheral portion
outer sleeve
spindle motor
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Application number
JP2000165576A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Kodama
光生 児玉
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気流体軸受けを使用したインナーロー
タ型スピンドルモータであって、組立ての簡易化と小型
化を達成する。 【解決手段】 モータベース1に立設されたシャフト2
の外周部に設けられる内側スリーブ17と、内側スリー
ブ17の外周部に所定の間隙を有して設けられる外側ス
リーブ16と、外側スリーブ16の外周部に取付けられ
るハブ5と、外側スリーブ16の外周部に取付けられる
ロータヨーク13と、内側スリーブ17の外周面と外側
スリーブ16の内周面とで動圧溝を形成してラジアル動
圧軸受けを、また、外側スリーブ16の上、下面と対向
する上、下側スラストプレート15、14との間で動圧
溝を形成してスラスト動圧軸受けを構成したインナーロ
ータ型スピンドルモータ100であって、ハブ5の内周
部の径とロータヨーク13内周部の径とを略同一径に構
成したインナーロータ型スピンドルモータ100。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ハードデ
ィスクに用いられて好適なインナーロータ型スピンドル
モータの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来のラジアル方向及び、また
はスラスト方向に流体軸受を使用したハードディスク用
スピンドルモータの一例を示す断面図であり、以下にそ
の具体的構造を説明する。但し、シャフト2はシャフト
表面を表しているものである。アルミまたはアルミ合金
材で構成したモータベース1には、スリーブ6とモータ
を構成するコイル11を巻回したステータコア10とが
固定されている。スリーブ6は、ステンレス系または銅
系の材料を用い、前記したモータベース1に圧入され接
着剤で固定されている。ラジアル方向軸受は、シャフト
2に対応するものとして、流体軸受3、3を銅系の材料
を用い、スリーブ6の内側に構成した例として示してい
るが、勿論、シャフト2側に同様の動圧溝(パターン)
を構成しても同一の効果が得られる。この図2では、ラ
ジアル方向動圧パターンは、平面的に描いてあるがスリ
ーブ6の内周面に連続的且つ均等に設けてあるものであ
る。
【0003】スリーブ6の内側に、流体軸受3、3とし
て設けてある2個所のラジアル方向動圧溝の中間部は、
前記動圧溝部より大きい内周部を有し、下端部にはスラ
スト方向軸受を構成するため、やはり動圧溝部より大き
い内周部が設けてある。スリーブ6の外側には、ステー
タコア10に対応して着磁したリング状磁石12とロー
タヨーク13とが互いに接着され、かつ、前記したロー
タヨーク13の内径部13aがアルミ製のハブ5にかし
め接着で固定されている。
【0004】スラスト方向流体軸受は、シャフト2の下
部に圧入固定したボトムプレート7、このボトムプレー
ト7上に設けられたフランジ8、前記したスリーブ6と
で構成されている。前記したフランジ8のボトムプレー
ト7側の面にスラスト方向の動圧溝を構成し、モータの
規定回転時、前記したハブ5をモータベース1側に下げ
る方向に動圧を発生させ、同時にスリーブ6のフランジ
8側の面に構成された動圧溝によりハブ5を前記と逆に
上げる方向に動圧を発生させ、上下の動圧がバランスす
るように構成してある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、この種の従
来の軸受け構成においては、潤滑油を流体として用いて
いるものであるが、潤滑油を使用する場合、この潤滑油
が外部に漏れないよう完全に密封する必要があり、コス
トアップの要因となるものであった。そこで、このコス
トアップに対応するために同じ動圧軸受けを使用した場
合に、潤滑油としての流体に代わって空気を利用するこ
とが考えられる。しかしながら、空気を使用した場合、
漏れに関しては問題にならないが、粘度が流体(オイ
ル)の約1/1000であるため、同等の負荷に耐える
ためには、径の大きな場所で、動圧を発生させる構造が
必要となってくる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題に鑑
みてなされたものであり、モータベース1に立設された
シャフト2と、前記シャフト2と同芯の放射状のコア1
0の突極に巻回したコイル11と、外周部に所定の幅の
動圧溝を有しており、前記シャフト2の外周部に設けら
れる内側スリーブ17と、前記シャフト2に当接してお
り、前記内側スリーブ17を挟持する上、下側スラスト
プレート15,14と、前記内側スリーブ17の外周部
に所定の間隙を有して設けた外側スリーブ16と、前記
外側スリーブ16の外周部に取付けられるハブ5と、前
記コア10内周面と所定の空隙を有して設けられるマグ
ネット12と、前記マグネット12を保持すると共に前
記外側スリーブ16の外周部に取付けられるロータヨー
ク13とを有し、前記内側スリーブ17の外周面と前記
外側スリーブ16の内周面とで動圧溝を形成してラジア
ル動圧軸受けを構成し、かつ、前記外側スリーブ16の
上端面部の前記上側スラストプレート15の下面と接す
る側と、前記外側スリーブ16の下端面部の前記下側ス
ラストプレート14の上面と接する側に動圧溝を設けて
スラスト動圧軸受けを構成してなるインナーロータ型ス
ピンドルモータ100であって、前記ハブ5の内周部の
径と前記ロータヨーク13内周部の径とを略同一径に構
成したインナーロータ型スピンドルモータモータ100
を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に、本発明になるインナーロ
ータ型スピンドルモータをハードディスク用スピンドル
モータに適用した構造について、図1を参照して説明す
る。図1は、ハードディスク用スピンドルモータの一実
施例を示す断面図である。但し、シャフト2はシャフト
表面を表しているものである。尚、説明の便宜上、前記
した従来の構成部分と同一部分については同一符号を用
いて説明する。
【0008】前記したように空気流体軸受けを使用する
場合、粘度の関係上、従来よりも大きな径の位置で動圧
溝を形成しなければならないので、従来のようなアウタ
ーロータ型構成は寸法的な制約から取れない。そこで、
図1に示すインナーロータ型構成を採ることとした。以
下に、その具体的構成について説明する。
【0009】アルミまたはアルミ合金材で構成したモー
タベース1の中央には、シャフト2が立設されている。
また、その突極にコイル11が巻回され、前記したシャ
フト2と同芯の放射状のステータコア10が前記したモ
ータベース1の内周側に固定されている。更に、前記し
たシャフト2の外周部には、所定の位置に内側スリーブ
17が、また、この内側スリーブ17のスラスト方向に
当接するように上下スラストプレート15、14が固定
されて、ステータ101が構成されている。なお、2a
〜2cは、シャフト2に設けた接着剤保持溝である。
【0010】ロータ102は、そのラジアル方向を、外
側スリーブ16の内周側が前記した内側スリーブ17の
外周と所定の空隙を持って対向し、スラスト方向は、上
面側が上側スラストプレート15の下面と、下面側が下
側スラストプレート14の上面とにそれぞれ所定の空隙
を持って対向するよう構成され、外側スリーブ16の外
側に保持されるハブ5、及びこのハブ5の下方であっ
て、かつ、外側スリーブ16の外側に固着されたロータ
ヨーク13、前記したステータ101のコア10の内側
に所定の空隙を介して対向していて、前記したロータヨ
ーク13に保持される多極着磁されたリング状磁石マグ
ネット12とから構成されている。なお、後述するよう
に、その組立て上の理由から、ハブ5内周部の径とロー
タヨーク13内周部の径は略同一としてあるので、外側
スリーブ16の外周径はストレートで構成でき、従っ
て、加工精度が高く、しかも、加工費用が安くなる。
【0011】軸受けは、ラジアル方向としては、内側ス
リーブ17の外周部に、所定の幅で2カ所(図示しな
い)動圧溝を設けてラジアル方向の軸受けとし、スラス
ト方向としては、外側スリーブ16上端面部の上側スラ
ストプレート15の下面と接する側と、外側スリーブ1
6下端面部の下側スラストプレート14の上面と接する
側にスラスト方向の動圧溝を設けてスラスト方向の軸受
けとする。モータの所定回転時、ラジアル方向の動圧
は、内側スリーブ17外周面と、外側スリーブ16の内
周面とでラジアル方向の空隙の中で発生する。スラスト
方向の動圧は、下側がハブ5を持ち上げるように、上側
がハブ5を下側に押し下げるように発生し、互いにバラ
ンスして空隙が保たれる。
【0012】次に、組み立て方法について説明する。上
側スラストプレート15および下側スラストプレート1
4をシャフト2に嵌合させつつ、内側スリーブ17の外
周に外側スリーブ16を保持し、内側スリーブ17のス
ラスト方向に付き当てるように挿入した後、上側スラス
トプレート15と、下側スラストプレート14と、内側
スリーブ17とをシャフト2に接着する。この時、内側
スリーブ17のスラスト方向の寸法は、外側スリーブ1
6のスラスト方向の寸法より、回転時にバランスする上
下スラストプレート15、14および外側スリーブ16
間でできるスラスト方向空隙の寸法分長くなるように構
成されている。従って、上記の様に組み立てた状態で
は、外側スリーブ16は、上下(スラスト)方向に上下
の空隙合計分だけ可動できるようになっている。
【0013】次に、外側スリーブ16の外周部とハブ5
の内周部とをスラスト方向に所定の位置出しをして接着
し、その後、マグネット12およびロータヨーク13を
外側スリーブ16の外周部およびハブ5の下方部に付き
当てて接着する。
【0014】最後に、コイル11を巻回したステータコ
ア10の外周部を、モータベース1の内周の所定位置に
接着したユニットのモータベース1の中央孔に、シャフ
ト2をハブ5のディスク受け面とモータベース1の取り
付け面との平行度を保ちながら、スラスト方向の所定位
置に接着する。
【0015】次に、空気流体軸受けを用いた事による負
荷容量について説明する。耐負荷容量F、粘度τ、回転
角速度ω、ラジアル軸受けを形成する半径R空隙ΔR、
Kを定数、とすると耐負荷容量Fは F=K*(τωR4)/(ΔR)2 で表せる。
【0016】流体に従来の潤滑油を使用していたときの
径をR1、空隙をΔR1、空気を使用したときの径をR
2、空隙をΔR2、とした場合、例えば、空隙を従来の
1/3、径を従来の3倍に取った時、すなわち、R2=
3*R1、ΔR=3*ΔR2とした時、負荷容量は、同
一流体を使用した場合、後者が729倍(36)とな
り、流体に空気を使用した場合でも、粘度の差1/10
00をほぼ吸収できることになる。
【0017】
【発明の効果】本発明になるインナーロータ型スピンド
ルモータの軸受け構造は、以上詳述した如く構成したの
で、モータ全体が大きくならず、しかも、ラジアル及び
スラスト動圧発生部が従来のシャフト径の2倍以上の外
側に配置できるので、潤滑剤を使用した時と同等の負荷
に耐えることができ、従って、潤滑剤を使用しない空気
動圧軸受けを構成することができる。
【0018】また、ハブ内周部の径とロータヨーク内周
部の径を略同一としたので、外側スリーブがストレート
で構成できると共に同一肉厚で構成でき、従ってスリー
ブの加工とロータ組立による上下2ヶ所の動圧部への影
響の差が少なくなり、高性能のモータが得られる。更に
又、ハブとロータヨークを外側スリーブに重ねて設ける
ことが出来るので、モータの高さを低く構成することが
出来る。従って、小型化を図ることが出来る。更に、潤
滑剤として油等ハードディスクにとってコンタミネーシ
ョンの原因となる物質を使用しないため、従来必要だっ
たオイル漏れ防止機構、すなわち、従来必要であったラ
ビリンス構造や、磁性流体シール機構を排除できるた
め、コストダウンを図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になるインナーロータ型スピンドルモー
タをハードディスク用スピンドルモータに適用した一実
施例を示す断面図である。
【図2】従来のハードディスク用スピンドルモータの断
面図である。
【符号の説明】
1 モータベース 2 シャフト 5 ハブ 10 コア 11 コイル 12 マグネット 13 ロータヨーク 14 下側スラストプレート 15 上側スラストプレート 16 外側スリーブ 17 内側スリーブ 100 インナーロータ型スピンドルモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J011 BA04 BA06 CA02 KA02 KA03 5D109 BA15 BB02 BB13 BB18 BB21 BB22 5H607 AA00 BB07 BB09 BB14 CC01 GG01 GG03 GG09 GG14 JJ04 KK00 KK01 5H621 BB07 GA01 GA04 HH01 JK17 JK19

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モータベースに立設されたシャフトと、前
    記シャフトと同芯の放射状のコアの突極に巻回したコイ
    ルと、外周部に所定の幅の動圧溝を有しており、前記シ
    ャフトの外周部に設けられる内側スリーブと、前記シャ
    フトに当接しており、前記内側スリーブを挟持する上、
    下側スラストプレートと、前記内側スリーブの外周部に
    所定の間隙を有して設けた外側スリーブと、前記外側ス
    リーブの外周部に取付けられるハブと、前記コア内周面
    と所定の空隙を有して設けられるマグネットと、前記マ
    グネットを保持すると共に前記外側スリーブの外周部に
    取付けられるロータヨークとを有し、前記内側スリーブ
    の外周面と前記外側スリーブの内周面とで動圧溝を形成
    してラジアル動圧軸受けを構成し、かつ、前記外側スリ
    ーブの上端面部の前記上側スラストプレートの下面と接
    する側と、前記外側スリーブの下端面部の前記下側スラ
    ストプレートの上面と接する側に動圧溝を設けてスラス
    ト動圧軸受けを構成してなるインナーロータ型スピンド
    ルモータであって、前記ハブの内周部の径と前記ロータ
    ヨーク内周部の径とを略同一径に構成したことを特徴と
    するインナーロータ型スピンドルモータ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030094647A (ko) * 2002-06-07 2003-12-18 삼성전기주식회사 광디스크 드라이버용 스핀들 모터
WO2004077643A1 (ja) * 2003-02-25 2004-09-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 動圧気体軸受モータ

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