JP2002235736A

JP2002235736A - スピンドルモータ

Info

Publication number: JP2002235736A
Application number: JP2001031502A
Authority: JP
Inventors: Satoru Sodeoka; 覚袖岡
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】組立が容易であり、且つ温度等の使用環境の
変化にかかわらず軸受特性が良好に維持される。【解決手段】ブロンズ製の内筒体３６にブロンズ製の
外筒体３８を内筒体３６の軸方向中間位置においてしま
りばめにより締結してスリーブ体３２とし、両者間に潤
滑油保留孔４０を形成する。締結後の内筒体３６の内周
面の膨出部を切削した後、内筒体３６の内周面部上下に
それぞれヘリングボーン溝４２を設け、内筒体３６の上
下端面部にそれぞれスパイラル溝４４を設ける。次いで
内筒体３６の内周面部及び上下端面部に無電解ニッケル
メッキを施す。スリーブ体３２を、内筒体３６において
上下スラスト部材１８・２０の間における固定軸体１４
の軸部１６に外嵌する。潤滑油を、潤滑油保留孔４０、
上下スラスト動圧軸受部５２・５４、及び上下ラジアル
動圧軸受部４８・５０にわたり連続させる。ロータハブ
３４を外筒体３８の上端外周面部に外嵌固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動圧流体軸受部に
より固定軸体に対し回転部が回転自在に支持されてな
り、回転部におけるスリーブ体の内部に所要構造部を備
えたスピンドルモータに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】図３に
示されているスピンドルモータは、ハードディスクを搭
載して回転駆動するためのモータであって、記録媒体駆
動装置の筐体（図示せず）に取り付けられるブラケット
ａの中央に円柱状の固定軸体ｓを有し、その径方向外方
にステータｂを有する。固定軸体ｓの軸部ｒの上下部に
は上下スラスト環状部材ｐ・ｑがそれぞれ固定されてい
る。ロータｏは、スリーブ体ｍとロータハブｎからな
る。スリーブ体ｍとロータハブｎとは、しまりばめ固定
されている。ロータハブｎにはハードディスクが外嵌固
定される。スリーブ体ｍは、軸部ｒと上下スラスト環状
部材ｐ・ｑの間に外嵌され、スリーブ体ｍと固定軸体ｓ
との間に潤滑油を介して構成される動圧流体軸受部によ
り、固定軸体ｓに対してロータｏが回転自在に支持され
てなるものである。

【０００３】動圧流体軸受部は、軸部ｒとスリーブ体ｍ
とがラジアル方向に対向する上下に構成された上下ラジ
アル動圧軸受部ｕ・ｖと、上下スラスト環状部材ｐ・ｑ
とスリーブ体ｍとがスラスト方向に対向する部位に構成
された上下スラスト動圧軸受郭ｗ・ｘとからなる。上ラ
ジアル動圧軸受部ｕは、スリーブ体ｍの内周面部に潤滑
油が上方に流動するように動圧溝が形成され、上スラス
ト動圧軸受部ｗは、上スラスト環状部材ｐの下面部に潤
滑油が内方に流動するように動圧溝が形成されて、両軸
受部ｕ・ｗの潤滑油は連続して保持されている。下ラジ
アル動圧軸受部ｖは、スリーブ体ｍの内周面部に潤滑油
が下方に流動するように動圧溝が形成され、下スラスト
動圧軸受部ｘは、下スラスト環状部材ｑの上面部に潤滑
油が内方に流動するように動圧溝が形成されて、両軸受
部ｖ・ｘの潤滑油は連続して保持されている。

【０００４】上下ラジアル動圧軸受部ｕ・ｖの間には、
軸部ｒの外周面部の環状凹部とスリーブ体ｍの内周面部
とで空隙が形成され、この空隙は、軸部ｒの上横孔と縦
貫孔と下横孔によって軸受外部空間に通じて空気が介在
している。

【０００５】上下スラスト動圧軸受部は、スリーブ体ｍ
とロータハブｎとの嵌合面に沿って形成された連通孔ｔ
によって潤滑油が連続して保持されている。連通孔ｔ
は、スリーブ体ｍの外周面部に設けられたＤ字断面の縦
溝とロータハブｎの内周面部とで形成されている。

【０００６】スリーブ体ｍとロータハブｎとのしまりば
め部は、空隙の軸方向位置のみに形成されており、その
しまりばめによる応力がラジアル動圧軸受郡ｕ．ｖに影
響することを防いでいる。空隙の上下端部は、テーパ状
となっており大気圧に対して潤滑油がバランスする位置
に潤滑油の界面を形成している。上スラスト環状部材ｐ
の上方及び下スラスト環状部材ｑの下方には、それぞれ
のスラスト環状部材ｐ・ｑを覆うシールキャップ部材ｃ
・ｄがロータハブｎに固定されており、潤滑油の飛散を
防止している。シールキャップ部材ｃの下端部またはシ
ールキャップ部材ｄの上端部は、それぞれ上下スラスト
環状部材ｐ・ｑと軸方向に対向してなる間隙を形成して
いる。この間隙には、上下スラスト動圧軸受部ｖ・ｘに
保持された潤滑油が上下スラスト環状部材ｐ・ｑの外周
面部とロータハブｎの内周面部とがラジアル方向に対向
してなる間隙を含んで潤滑油が連続して保持され、大気
圧に対して潤滑油がバランスする位置に潤滑油の界面を
形成している。また、上下一対のラジアル動圧軸受部と
スラスト動圧軸受部とは、連通孔ｔを通じて潤滑油が連
続しているので、各軸受部間を潤滑油が移動可能とな
り、特定の軸受部の潤滑油が枯渇して軸受機能が損なわ
れることがないようになっている。

【０００７】このように上記動圧流体軸受部を有するス
ピンドルモータは、上下一対のラジアル動圧軸受部とス
ラスト動圧軸受部とが空隙がある軸方向位置を基準に上
下対称に形成されるため、ロータｏは上下の二箇所に軸
受支持中心が位置する構成となり、支持される回転部材
の軸方向長が大きくなっても安定した支持をすることが
できる。

【０００８】このスピンドルモータでは、搭載されるハ
ードディスクにガラス製が使われることに対応して、ロ
ータハブｎはガラスの線膨張係数に近似するステンレス
鋼（線膨張係数が約１０×１０^−６／℃）が使用されて
いる。これによりロータハブｎとハードディスクは同程
度に膨張するため、使用される環境温度下においてロー
タハブｎとハードディスクとの嵌合状態が変化しにくく
ディスクを確実に固定することができる。

【０００９】スリーブ体ｍは、ブロンズが使用されてい
るが、ブロンズは、動圧溝を有する軸受面の耐久性及び
信頼性向上のための無電解ニッケルメッキをするのに都
合がよいこと、熱伝導率が高いため軸部ｒとの接触時に
生じる摩擦熱等に起因してスリーブ体ｍが高温になって
も放熱されやすく潤滑油の特性変化（例えば粘度変化や
気泡発生等）や劣化が生じにくいこと等の利点がある。

【００１０】固定軸体ｓは、スリーブ体ｍが熱膨張した
時に動圧流体軸受部の間隙幅が変動しないように、その
ブロンズの線膨張係数に近似するステンレス鋼（線膨張
係数が約１７×１０^−６／℃）が使用されている。

【００１１】ところが、このスピンドルモータには次の
ような欠点がある。

【００１２】スリーブ体ｍとロータハブｎとは、互いに
異なる線膨張係数の材料が使用されることとなるため、
両者が熱膨張したときそのしまりばめ部を中心に熱応力
が生じ、上下ラジアル動圧軸受部ｕ・ｖを構成するスリ
ーブ体ｍの内周面部が変形するおそれがある。また、ス
リーブ体ｍとロータハブｎとのしまりばめ時の応力によ
っても、同部位に変形を生じる恐れがある。

【００１３】これらのことを回避するために、スリーブ
体ｍとロータハブｎとのしまりばめ部と上記空隙（即ち
動圧軸受部を構成しない部位）との軸方向位置が一致す
るようにしているが、これに関連してしまりばめ部の軸
方向幅を可及的に小さくし、かつ上下ラジアル動圧軸受
部ｕ・ｖ間の空隙の軸方向幅を可及的に大きくするとい
った設計上の制約がともなう。つまり、しまりばめ部の
軸方向長を小さくするとスリーブ体ｍとロータハブｎと
の嵌合力が弱まるため実行しにくく、空隙長を大きくす
るとラジアル動圧軸受部ｕ・ｖの軸方向幅が小さくなり
所定の軸受特性が確保できないことになる等の構造上に
問題が生じる。

【００１４】なお、しまりばめ時の応力によるスリーブ
体ｍの内周面部の変形は、固定軸体ｓへの嵌合前に切削
加工することで解消する方法があるが、スリーブ体ｍは
予め動圧溝にニッケルメッキが施されているため、スリ
ーブ体ｍとロータハブｎとを嵌合した後ではそのような
加工は不可能である。

【００１５】また、スリーブ体ｍとロータハブｎとを単
一部材からなるロータｏとし、ステンレス鋼或いはブロ
ンズを使用してしまりばめ部を無くすことで、そのよう
な変形を皆無にする方法が考えられる。しかしながら、
ロータｏを単一部材とすると、上記連通孔ｔを形成する
のに加工が難しくなることに加えて、そのロータｏをブ
ロンズとすると、熱膨張時にハードディスクの嵌合状態
が不確実になる欠点が生じ、また、そのロータｏをステ
ンレス鋼とすると、軸受面にニッケルメッキをすること
ができずニッケルに比べて耐久性及び信頼性に劣る錫等
のメッキとなり、軸受特性の低下が避けられないこと、
ステンレス鋼は熱伝導率が低いためスリーブ体ｍが高温
になると放熱されにくく潤滑油の特性変化がしやすいと
いう欠点があり、当該構成では実行できない。

【００１６】本発明は、従来存した上記のような課題に
鑑み行われたものであって、その目的とするところは、
組立が容易であり、且つ温度等の使用環境の変化にかか
わらず軸受特性が良好に維持されるスピンドルモータを
提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】(1) 本発明のスピンド
ルモータは、軸部と、その軸部における軸方向離隔位置
に設けられた一対のスラスト環状部材とを有してなる固
定軸体と、前記固定軸体に対し潤滑液を介して回転自在
に外嵌支持されたスリーブ体と、このスリーブ体に外嵌
固定された回転環状部材とを有してなる回転部と、前記
軸部とスリーブ体とが径方向に対向して構成された一対
のラジアル動圧軸受部と、前記スリーブ体と前記一対の
スラスト環状部材とが、それぞれ前記一方のラジアル動
圧軸受部の軸方向外方側及び前記他方のラジアル動圧軸
受部の軸方向外方側において軸方向に対向して形成され
た一対のスラスト動圧軸受部とを有してなる動圧流体軸
受部を備え、前記スリーブ体は、前記軸部と径方向に対
向して前記一対のラジアル動圧軸受部を構成する内筒体
と、その内筒体にしまりばめにより外嵌固定された外筒
体からなり、それらの内筒体と外筒体は同一材料からな
り、それらの内筒体と外筒体がしまりばめされている第
１しまりばめ部は前記一対のラジアル動圧軸受部の間の
軸方向位置に位置し、前記回転環状部材は前記外筒体に
しまりばめにより外嵌固定され、それらの回転環状部材
と外筒体がしまりばめされている第２しまりばめ部と、
前記動圧流体軸受部と、前記第１しまりばめ部筒体は、
互いに軸方向に離隔していることを特徴とする。

【００１８】スリーブ体は、内筒体に対し外筒体が外嵌
固定されてなるものである。そのため、例えば内筒体及
び外筒体の両方又は一方の表面部を含む部分を所望の形
状にして、内筒体に外筒体が外嵌固定されることにより
スリーブ体の内部となる部分に潤滑液保留孔等の所要の
内部構造を容易に形成することができる。

【００１９】内筒体に外筒体が外嵌固定されていること
に起因する熱応力の発生は、両者が同一材料からなるの
で防がれる。また、回転環状部材と外筒体がしまりばめ
されている第２しまりばめ部と、内筒体と外筒体がしま
りばめされている第１しまりばめ部は、互いに軸方向に
離隔しているので、たとえ回転環状部材とスリーブ体の
線膨張係数が異なるものであっても、回転環状部材がス
リーブ体の外筒体に外嵌固定されていることに起因する
熱応力が動圧流体軸受部の間隙や精度等に悪影響を及ぼ
すことが最小限に抑えられる。。そのため、熱応力を逃
がすための構造を設ける必要がなく、この点において小
型化にも有利である。

【００２０】回転部は、スリーブ体に回転環状部材が外
嵌固定されてなるものである。回転部には、その他の必
要部品等（例えばロータマグネット等）を備えるものと
することができる。

【００２１】スリーブ体は、内筒体に対し外筒体が第１
しまりばめ部においてしまりばめにより締結された状態
で外嵌固定されてなるものである。しまりばめによる締
結は、圧入等により行い得る。内筒体と外筒体は同一材
料からなるので、線膨張係数は等しい。

【００２２】スリーブ体と固定軸体の間には、潤滑液を
介して動圧流体軸受部が構成される。スリーブ体又は固
定軸体のうち動圧流体軸受部に臨む部分には、へリング
ボーン溝やスパイラル溝等の動圧発生用溝を設けて回転
時に発生する動圧を高めることが好ましい。

【００２３】このうちスリーブ体における内筒体の内周
面部と、固定軸体の外周面部との間には、互いに軸方向
に離隔した一対のラジアル動圧軸受部が構成されてい
る。内筒体と外筒体がしまりばめされている第１しまり
ばめ部は前記一対のラジアル動圧軸受部の間の軸方向位
置に位置する。

【００２４】また、一方のラジアル動圧軸受部の軸方向
外方側及び他方のラジアル動圧軸受部の軸方向外方側に
一対のスラスト動圧軸受部を有する。これは、例えば軸
部の軸方向が上下方向であり、一対のラジアル動圧軸受
部が上下に位置するとした場合、上方のラジアル動圧軸
受部の上側に一方のスラスト動圧軸受部を有し、下方の
ラジアル動圧軸受部の下側に他方ののスラスト動圧軸受
部を有することを意味する。

【００２５】内筒体に外筒体が外嵌固定されることによ
りスリーブ体の内部となる部分には、例えば、内筒体の
外周面部（又は外筒体の内周面部）を一部欠切すること
により外筒体の内周面部（又は内筒体の外周面部）との
間に潤滑液保留孔等の潤滑液保留部や通気孔等の通気部
等を容易に形成することができる。

【００２６】回転部と固定軸体の間に介在する潤滑液と
しては、例えばスピンドル油等の各種潤滑油を用いるこ
とができる。

【００２７】回転環状部材は、スリーブ体の外筒体に対
し回転環状部材が第２しまりばめ部においてしまりばめ
により締結された状態で外嵌固定されることにより、ス
リーブ体と一体的に固定軸体に対し回転し得るものであ
る。しまりばめによる締結は、圧入等により行い得る。
回転環状部材が外筒体に対ししまりばめにより締結され
た第２しまりばめ部と、動圧流体軸受部と、第１しまり
ばめ部筒体は、互いに軸方向に離隔している。

【００２８】回転環状部材の例としては、ハードディス
ク等の円盤状記録媒体を保持するロータハブやターンテ
ーブル等を挙げることができる。

【００２９】上記回転環状部材には、各種材料を適用す
ることができる。スリーブ体との関係を考慮すると、ス
リーブ体と線膨張係数が近似する材料であることが好ま
しいが、一方、回転環状部材に円盤状記録媒体のような
部材が搭載される場合に、その搭載部材との関係を考慮
すると、搭載部材と線膨張係数が近似する材料であるこ
とが望ましい。部材間の線膨張係数が近似していると、
温度変化により互いに同程度に変化するためそれらの嵌
合状態が変化しにくく常時確実に固定することができ
る。

【００３０】このとき回転環状体とスリーブ体との線膨
張係数が異なる材料関係となったとしても、上述の通り
両部材間に形成される第２しまりばめ部が、内筒体と外
筒体とで形成される第１しまりばめ部及び動圧流体軸受
部に対し軸方向に離隔しているので熱応力の悪影響は最
小限に抑えられる。

【００３１】回転環状部材は、例えば、線膨張係数が１
０×１０^―５／℃のステンレス鋼製とすることができ
る。このとき、回転環状部材に円盤状記録媒体が搭載さ
れる場合に線膨張係数が近似するガラス製を使用するこ
とができる。

【００３２】スリーブ体は、例えば、ブロンズ製である
ものとすることができる。ブロンズは、比較的熱伝導率
が高いため、内筒部の動圧流体軸受部において発生する
熱が逃げ易いので、熱による潤滑液の特性変化（例えば
粘度低下や気泡発生等）や劣化が生じることが可及的に
防がれ、動圧流体軸受部、延いてはスピンドルモータ事
態の信頼性を高めることができる。

【００３３】スリーブ体を構成する内筒体及び外筒体
は、例えばブロンズ製として熱伝導率の高いものとする
ことが好ましい。動圧流体軸受部において発生する熱が
逃げ易いので、熱により潤滑液に特性変化（例えば粘度
低下や気泡発生等）や劣化が生じることが可及的に防が
れ、動圧流体軸受部、延いてはスピンドルモータ自体の
信頼性を高めることができる。

【００３４】また、このスピンドルモータにおいて、回
転環状部材に比しスリーブ体の熱伝導率が高い場合、ス
リーブ体の熱伝導率が回転環状部材と等しい場合に比
し、熱により潤滑液に特性変化（例えば粘度低下や気泡
発生等）や劣化が生じることを可及的に防ぐことが可能
であるから、動圧流体軸受部、延いてはスピンドルモー
タ自体の信頼性を高めることができる。

【００３５】(2) 上記スリーブ体は、上記内筒体に対
する上記外筒体のしまりばめにより上記内筒体の内周面
部に生じた膨出部が切削されたものとすることができ
る。この場合、内筒体に外筒体がしまりばめにより締結
されたことによる内筒体の内周面の初期歪みにより動圧
流体軸受部に生じ得る不都合が防がれる。そのため、内
筒体に外筒体がしまりばめにより締結される第１しまり
ばめ部は、その膨出部の発生を抑制することよりも締結
力確保を優先した構成とすることができる。

【００３６】(3) また、前記膨出部が切削された状態
の内筒体又はそのような切削が行われていない状態の内
筒体の内周面部における上記ラジアル動圧軸受部を構成
する部分に動圧発生用溝が形成され、前記内周面部のう
ち前記動圧発生用溝を含む部分にメッキが施されたもの
とすることができる。内筒体と外筒体が同一材料からな
るので、無電解メッキ等によるスリーブ体のメッキを、
内筒体に外筒体が外嵌固定された後で施すことができ、
また、内筒体に外筒体が外嵌固定されて内筒体の内周面
部に生じた膨出部が切削された後、その内周面部の必要
箇所に動圧発生用溝を設け、その後、内周面部のうち前
記動圧発生用溝を含む部分にメッキを施すものとするこ
とができる。

【００３７】スリーブ体における少なくとも固定軸体に
相対して動圧流体軸受部を構成する部分には、（前記の
ような切削の有無にかかわらず）無電解ニッケルメッキ
が施されていることが好ましい。動圧流体軸受部を構成
する部分（特に動圧発生用溝を設けた場合における動圧
発生用溝）の耐久性が高まり、動圧流体軸受部、延いて
はスピンドルモータ自体の信頼性を高めることができる
からである。スリーブ体がブロンズ製である場合、無電
解ニッケルメッキを施すことができる。

【００３８】従って、スリーブ体がブロンズ製である場
合、内筒体に外筒体が外嵌固定された状態で内筒体の内
周面の膨出部を切削した後、スリーブ体のうち少なくと
も動圧流体軸受部を構成する部分等の必要部分に無電解
ニッケルメッキを施すことができる。これにより、内筒
体の内周面の初期歪みがなく、而も少なくとも動圧流体
軸受部を構成する部分に無電解ニッケルメッキが施され
て耐久性・信頼性に優れた動圧流体軸受部及びスピンド
ルモータが得られる。

【００３９】(4) 上記本発明のスピンドルモータは、
上記内筒体に外筒体が外嵌固定されることにより、その
内筒体と外筒体の間に、上記一対のスラスト動圧軸受部
を連通する潤滑液保留孔が形成され、上記軸部の外周面
部と上記内筒体の内周面部の間隙のうち上記一対のラジ
アル動圧軸受部同士の間の軸方向位置に、外部空間に通
じる気体介在部を有し、上記一方のラジアル動圧軸受部
とその軸方向外方側のスラスト動圧軸受部における潤滑
液及び前記他方のラジアル動圧軸受部とその軸方向外方
側のスラスト動圧軸受部における潤滑液がそれぞれ連続
して保持されると共に、それらの一対のスラスト動圧軸
受部における潤滑液が前記潤滑液保留孔を介して連続し
て保持されたものとすることができる。

【００４０】内筒体に外筒体が外嵌固定されてスリーブ
体の内部となる部分における内筒体と外筒体の間に潤滑
液保留孔が形成され、その潤滑液保留孔が上記一対のス
ラスト動圧軸受部を連通する。従って、一対のラジアル
動圧軸受部に保持された潤滑液がそれぞれ軸方向内方に
おいて外部空間に通じる気体介在部に臨み、一方のラジ
アル動圧軸受部とその軸方向外方側のスラスト動圧軸受
部における潤滑液及び他方のラジアル動圧軸受部とその
軸方向外方側のスラスト動圧軸受部における潤滑液がそ
れぞれ連続して保持されると共に、それらの一対のスラ
スト動圧軸受部における潤滑液が前記潤滑液保留孔を介
して連続して保持される。そのため、全てのラジアル動
圧軸受部及びスラスト動圧軸受部に潤滑液が行き渡り、
何れかのラジアル動圧軸受部若しくはスラスト動圧軸受
部おいて潤滑液量が不足し又は枯渇することが防がれて
良好な潤滑が保たれ、スピンドルモータの長期にわたる
安定的回転が維持される。

【００４１】また、内筒体と外筒体がしまりばめされて
いる第１しまりばめ部が、一対のラジアル動圧軸受部の
間における気体介在部の軸方向位置に位置するものとす
ることにより、内筒体に外筒体が外嵌固定されているこ
とや、そのスリーブ体の外筒体に回転環状部材が外嵌固
定されていることに起因する、はめ合いによる変形や熱
応力等が、両ラジアル動圧軸受部の径方向間隙や精度等
に悪影響を及ぼすことが防がれる。

【００４２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態としてのスピ
ンドルモータについて、その断面図を示す図１及び図１
におけるII−II線要部断面図を示す図２を参照しつつ説
明する。但し、図１は、図２におけるI-C-I線に沿う断
面図である。なお本実施形態のスピンドルモータは、記
録媒体としてハードディスクを搭載して回転駆動するた
めに使用される。

【００４３】記録媒体駆動装置の筐体（図示せず）に取
り付けられるブラケット１０は、中央部に円筒形状の支
持筒部１０ａを有し、その支持筒部１０ａの外周側に環
状の凹部１０ｂが形成され、支持筒部１０ａの内周側中
央に上下方向の貫通孔１０ｃが形成されてなる。支持筒
部１０ａには、ステータコアにステータコイルが巻回さ
れてなるステータ１２が外嵌固定されている。

【００４４】固定軸体１４は、ステンレス鋼（例えば線
膨張係数が約１７×１０^−６／℃）製であり、縦貫孔１
６ａを有する軸部１６と環状の上下スラスト部材１８・
２０からなり、軸部１６の下端部が貫通孔１０ｃに嵌合
固定されている。上スラスト部材１８は軸部１６の上部
に外嵌固定されており、下スラスト部材２０は、貫通孔
１０ｃよりも上方における軸部１６の下部に外嵌固定さ
れている。上下スラスト部材１８・２０は何れも断面略
Ｌ字形状をなし、Ｌ字形状の縦線に相当する部分におい
て軸部１６に嵌合し、上下スラスト部材１８・２０の横
線に相当する上下固定スラスト部１８ａ・２０ａ同士が
軸方向に相対している。

【００４５】軸部１６における上下方向中央部の外周面
部には全周にわたる環状凹部１６ｂが形成されており、
その環状凹部１６ｂの上下端部はそれぞれテーパ状に形
成されている。

【００４６】前記縦貫孔１６ａは、上横孔２２により環
状凹部１６ｂと連通し、下横孔２４により軸部１６外方
における下スラスト部材２０の下方部と連通している。
また縦貫孔１６ａは、その上端部に設けられた雌ねじ部
の下方にゴム製閉塞ピン２６が内嵌固定されて上横孔２
２の上方部が閉塞され、また下端部にゴム製閉塞球２８
が内嵌固定されて下横孔２４の下方部が閉塞されてい
る。

【００４７】ロータ３０（回転部）は、ブロンズ製のス
リーブ体３２に、ガラス製のハードディスクが外嵌保持
されるステンレス鋼（例えば線膨張係数が約１０×１０
^−６／℃）製のロータハブ３４（回転環状部材）が外嵌
固定されてなる。線膨張係数はスリーブ体３２よりもロ
ータハブ３４の方が小さい。

【００４８】スリーブ体３２は、円筒状をなすブロンズ
製の内筒体３６に対し、その内筒体３６よりも軸方向長
が長い略円筒状をなすブロンズ製の外筒体３８が、内筒
体３６の軸方向中間位置においてしまりばめ部（第１し
まりばめ部）Ａ１を構成して外嵌固定されてなるもので
ある。内筒体３６に外筒体３８が外嵌固定されているこ
とに起因する熱応力の発生は、両者が同一材料からなる
ので防がれる。また、スリーブ体３２が、その熱伝導率
が比較的に高く、熱を逃がし易いので、熱により潤滑油
に特性変化（例えば粘度低下や気泡発生等）や劣化が生
じることを可及的に防ぐことが可能であり、後述するラ
ジアル動圧軸受部及びスラスト動圧軸受部やスピンドル
モータ自体の信頼性を高める。

【００４９】外筒体３８の内周面部は、小内径部３８ａ
と、その小内径部３８ａよりもやや内径の大きい上下端
部３８ｂ・３８ｃからなる。小内径部３８ａの軸方向中
間位置には、僅かに内径が小さい環状嵌合部（図示せ
ず。）を有する。環状嵌合部の軸方向長さは小内径部３
８ａの全長の約４分の１である。

【００５０】内筒体３６の外周面部は、円筒形状におけ
る１８０度中心角を隔てた２箇所（１又は３箇所以上で
もよい）に、それぞれ軸方向全長にわたるＤ字断面の切
欠部３６ａを有する。この切欠部３６ａは、３０度中心
角にわたる平坦面を構成するが、これに限るものではな
い。

【００５１】外筒体３８の内周面部に対し内筒体３６を
圧入することにより、外筒体３８の前記環状嵌合部にお
いて内筒体３６の軸方向中間部分をしまりばめにより締
結して固定することができ、これにより、内筒体３６の
切欠部３６ａにおける外周面部と外筒体３８の内周面部
の間に、軸方向に貫通する２つの潤滑油保留孔４０が容
易に形成される。

【００５２】スリーブ体３２は、固定軸体１４に潤滑油
を介して回転自在に外嵌され、内筒体３６において上下
スラスト部材１８・２０の間における固定軸体１４の軸
部１６に外嵌され、外筒体３８において固定軸体１４の
上下スラスト部材１８・２０に外嵌されている。内筒体
３６のうち内周面部の上下部には、それぞれ順方向回転
により潤滑油を軸方向上方又は軸方向下方へポンピング
する動圧発生用のヘリングボーン溝４２を有し、径方向
に対向する軸部１６の外周面部との径方向間隙に潤滑油
を保持して互いに軸方向に離隔した一対のラジアル動圧
軸受部４８・５０を構成している。内筒体３６の上下端
部である上下回転スラスト部３６ｂ・３６ｃには、順方
向回転により潤滑油を径方向内方ヘポンピンクする動圧
発生用のスパイラル溝４４を有し、軸方向に対向する上
下スラスト部材１８・２０の上下固定スラスト部１８ａ
・２０ａとの軸方向間隙に潤滑油を保持して軸方向に対
向した一対のスラスト動圧軸受部５２・５４を構成して
いる。内筒体３６の内周面部及び上下端面部には、無電
解ニッケルメッキを施してあるので、耐久性及び信頼性
に優れたラジアル動圧軸受部及びスラスト動圧軸受部が
得られる。無電解ニッケルメッキは、内筒体３６がブロ
ンズ製であるため施すことが可能である。

【００５３】一対のラジアル動圧軸受部４８・５０の間
であって内筒体３６の内周面部と軸部１６の環状凹部１
６ｂの間には拡大間隙部４６が形成され、この拡大間隙
部４６はその環状凹部１６ｂが上横孔２２等を介して軸
受外部空間に連通することで気体が介在する気体介在部
を形成している。また、外筒体２８と内筒体３６とのし
まりばめによる締結部は拡大間隙部４６の軸方向位置に
対応する。拡大間隙部４６の径方向間隙は、環状凹部１
６ｂがテーパ状であることにより上部及び下部において
軸方向中央部側に向かって漸次拡大する。

【００５４】外筒体３８の内周面部の上下端部３８ｂ・
３８ｃには、それぞれ、断面略Ｊ字形状をなす環状の上
下シールキャップ５８・６０が、Ｊ字形状の長縦線に相
当する部分（外周面部）において内嵌固定され、Ｊ字形
状の屈曲部同士が軸方向に相対している。上下シールキ
ャップ５８・６０の内周面部は軸部１６の外周面部とわ
ずかな径方向間隙を隔てて相対しており、この上下シー
ルキャップ５８・６０により、潤滑油の外部飛散を防い
でいる。

【００５５】ロータハブ３４は、その上部小内径部３４
ａにおいて外筒体３８の上端外周面部３８ｄとでしまり
ばめ部Ａ２（第２しまりばめ部）を構成して外嵌固定さ
れている。その締結位置（しまりばめ部Ａ２）は、上ス
ラスト動圧軸受部５２よりも上方である。ロータハブ３
４の上部小内径部３４ａの下側の環状下面部に外筒体３
８の上端外周部３８ｄの下側の環状上面部が当接するこ
とにより、ロータハブ３４と外筒体３８との間の軸方向
の位置決めがなされている。またロータハブ３４の周壁
部３４ｂには円筒状のロータマグネット６２が内嵌固定
されている。

【００５６】ロータハブ３４がスリーブ体３２の外筒体
３８に外嵌固定されている軸方向位置が、上ラジアル動
圧軸受部４８及び上スラスト動圧軸受部５２よりも上方
に位置しているので、スリーブ体３２の外筒体３８にス
リーブ体３２と線膨張係数が異なるロータハブ３４が外
嵌固定されていることに起因する、はめ合いによる変形
や熱応力等が、上下ラジアル動圧軸受部４８・５０及び
上下スラスト動圧軸受部５２・５４の径方向間隙や精度
等に悪影響を及ぼすことが防がれる。そのため、熱応力
を逃がすための凹所を設ける等の構造が必要がなく、こ
の点において小型化にも有利である。

【００５７】また、拡大間隙部４６は、内筒体３６の内
周面部と軸部１６の外周面部との径方向間隙が上下ラジ
アル動圧軸受部４８・５０の何れよりも大きく、外筒体
３８と内筒体３６とのしまりばめによる締結部は拡大間
隙部４６の軸方向位置に対応するため、内筒体３６に外
筒体３８が外嵌固定されていることや、その外筒体３８
に線膨張係数が異なるロータハブ３４が外嵌固定されて
いることに起因する、はめ合いによる変形や熱応力等
が、上下ラジアル動圧軸受部４８・５０の径方向間隙や
精度等に悪影響を及ぼすことが防がれる。

【００５８】特に、内筒体３６と外筒体３８とは、同じ
線膨張係数であるため熟応力の影響を考慮する必要がな
く、また、両者の嵌合時に生じる変形（膨出部）は、ス
リーブ体３２をロータハブ３４に組み込む前に切削によ
り削除することでその欠点をなくすことができる。よっ
て、内筒体３６と外筒体３８との締結部の嵌合力や軸方
向長は、上下ラジアル動圧軸部４８・５０の軸受性能へ
の影響を考慮することなく比較的自由に設定することが
できる。なお、仮に内筒体３６と外筒体３８とが異なる
材料からなると、無電解ニッケルメッキを施すことがで
きないため、内筒体３６への無電解ニツケルメッキを予
め施しておかなければならない。この場合、内筒体３６
と外筒体３８との締結後に膨出部が形成されても、メッ
キ層を剥がすことなくその膨出部を切削加工することは
できないため、両者は膨出部が形成されないように嵌合
力を設定するという制約が伴う。また、スリーブ体３２
を単一部材から形成することで、そのような内筒体３６
と外筒体３８との嵌合力に伴う影響はな＜なるが、この
場合、上記潤滑油保留孔４０を形成しにくくなる欠点が
生じる。

【００５９】潤滑油６４は、潤滑油保留孔４０、上下ス
ラスト動圧軸受部５２・５４、及び上下ラジアル動圧軸
受部４８・５０にわたり連続し、潤滑油６４の界面は、
拡大間隙部４６のうち径方向間隙が漸次拡大する上下部
にそれぞれ位置する（拡大間隙部４６のうち潤滑油６４
の上下界面の間は気体介在部）と共に、上下スラスト部
材１８・２０と上下シールキャップ５８・６０の間にそ
れぞれ形成された径方向内方に向かって漸次間隙が拡大
する軸方向間隙部分に位置する。拡大間隙部４６に位置
する潤滑油６４の界面は、上横孔２２、縦貫孔１６ａ、
下横孔２４、下シールキャップ６０の内周面部と軸部１
６の外周面部の間、外筒体３８と支持筒部１０ａの間、
及びロータハブ３４の周壁部３４ｂとブラケット１０の
凹部１０ｂの間を経て外部に通じている。また、下スラ
スト部材２０と下シールキャップ６０の間に形成された
軸方向間隙部分に位置する潤滑油６４の界面も、下シー
ルキャップ６０の内周面部と軸部１６の外周面部の間を
経て同様に外部に通じている。更に上スラスト部材１８
と上シールキャップ５８の間に形成された軸方向間隙部
分に位置する潤滑油６４の界面は、上シールキャップ５
８の内周面部と軸部１６の外周面部の間を経て同様に外
部に通じている。そのため、上下ラジアル動圧軸受部４
８・５０及び上下スラスト動圧軸受部５２・５４に潤滑
油６４が行き渡り、何れかのラジアル動圧軸受部若しく
はスラスト動圧軸受部おいて潤滑液量が不足し又は枯渇
することが防がれて良好な潤滑が保たれ、スピンドルモ
ータの長期にわたる安定的回転が維持される。

【００６０】なお、以上の実施の形態についての記述に
おける上下位置関係は、単に図に基づいた説明の便宜の
ためのものであって、実際の使用状態等を限定するもの
ではない。

【００６１】

【発明の効果】本発明のスピンドルモータにおいては、
スリーブ体の内部に潤滑液保留孔等の所要の内部構造を
形成するのが容易であり、内筒体に外筒体が外嵌固定さ
れていることに起因する熱応力の発生が防がれると共
に、回転環状部材がスリーブ体の外筒体に外嵌固定され
ていることに起因する熱応力が動圧流体軸受部の間隙や
精度等に悪影響を及ぼすことが最小限に防がれる。この
点において小型化にも有利である。

【００６２】請求項２記載のスピンドルモータにおいて
は、内筒体に外筒体がしまりばめにより締結されたこと
による内筒体の内周面の初期歪みにより動圧流体軸受部
に生じ得る不都合が防がれる。

【００６３】請求項３記載のスピンドルモータにおいて
は、ラジアル動圧軸受部を構成する部分に動圧発生用溝
が形成され、内筒体の内周面部のうち動圧発生用溝を含
む部分にメッキが施されているので、ラジアル動圧軸受
部の耐久性、信頼性が高まる。

【００６４】請求項４記載のスピンドルモータにおいて
は、全てのラジアル動圧軸受部及びスラスト動圧軸受部
に潤滑液が行き渡り、何れかのラジアル動圧軸受部若し
くはスラスト動圧軸受部おいて潤滑液量が不足し又は枯
渇することが防がれて良好な潤滑が保たれ、スピンドル
モータの長期にわたる安定的回転が維持される。また、
内筒体に外筒体が外嵌固定されていることや、そのスリ
ーブ体の外筒体に回転環状部材が外嵌固定されているこ
とに起因する、はめ合いによる変形や熱応力等が、両ラ
ジアル動圧軸受部の径方向間隙や精度等に悪影響を及ぼ
すことが効果的に防がれる。

【００６５】請求項５記載のスピンドルモータにおいて
は、スリーブ体の熱伝導率が高いので、熱により潤滑液
に特性変化や劣化が生じることを可及的に防ぐことが可
能であり、更に、動圧流体軸受部を構成する内筒体の内
周面部に無電解ニッケルメッキを施すことができ、動圧
流体軸受部の信頼性を高めることができる。

【００６６】請求項６記載のスピンドルモータにおいて
は、回転環状部材と記録媒体が温度変化により同程度に
変形するため、それらの嵌合状態が変化しにくく記録媒
体を回転環状部材に確実に固定することができる

【００６７】請求項７記載のスピンドルモータにおいて
は、回転環状部材が、線膨張係数が約１０×１０^−６／
℃のステンレス鋼製であるため、ガラス製のハードディ
スク等の記録媒体を温度変化に影響されることなく確実
に固定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スピンドルモータの断面図である。

【図２】図１におけるII−II線要部断面図である。

【図３】従来のスピンドルモータの断面図である。

【符号の説明】

１０ブラケット１０ａ支持筒部１０ｂ凹部１０ｃ貫通孔１２ステータ１４固定軸体１６軸部１６ａ縦貫孔１６ｂ環状凹部１８上スラスト部材１８ａ上固定スラスト部２０下スラスト部材２０ａ下固定スラスト部２２上横孔２４下横孔２６ゴム製閉塞ピン２８ゴム製閉塞球３０ロータ３２スリーブ体３４ロータハブ３４ａ周壁部３４ｂ上部小内径部３６内筒体３６ａ切欠部３６ｂ上回転スラスト部３６ｃ下回転スラスト部３８外筒体３８ａ小内径部３８ｂ上端部３８ｃ下端部３８ｄ上端外周面部４０潤滑油保留孔４２ヘリングボーン溝４４スパイラル溝４６拡大間隙部４８上ラジアル動圧軸受部５０下ラジアル動圧軸受部５２上スラスト動圧軸受部５２上スラスト動圧軸受部５４下スラスト動圧軸受部５８上シールキャップ６０下シールキャップ６２ロータマグネット６４潤滑油

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｇ１１Ｂ 19/20 Ｇ１１Ｂ 19/20 ＥＦターム(参考） 3J011 AA07 AA08 BA02 CA02 CA05 DA01 KA04 KA05 MA03 MA12 QA03 5D109 BB04 BB13 BB18 BB21 BB32 5H605 BB05 BB14 BB19 CC03 CC04 CC05 CC10 DD03 EA06 EA16 EA19 EB03 EB06 EB17 EB28 EB33 FF03 GG04 GG21 5H607 BB01 BB14 BB17 BB25 CC01 DD02 DD03 DD16 GG01 GG03 GG09 GG12 JJ07 KK04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸部と、その軸部における軸方向離隔位置
に設けられた一対のスラスト環状部材とを有してなる固
定軸体と、前記固定軸体に対し潤滑液を介して回転自在
に外嵌支持されたスリーブ体と、このスリーブ体に外嵌
固定された回転環状部材とを有してなる回転部と、前記
軸部とスリーブ体とが径方向に対向して構成され、互い
に軸方向に離隔した一対のラジアル動圧軸受部と、前記
スリーブ体と前記一対のスラスト環状部材とが、それぞ
れ前記一方のラジアル動圧軸受部の軸方向外方側及び前
記他方のラジアル動圧軸受部の軸方向外方側において軸
方向に対向して形成された一対のスラスト動圧軸受部と
を有してなる動圧流体軸受部を備え、前記スリーブ体
は、前記軸部と径方向に対向して前記一対のラジアル動
圧軸受部を構成する内筒体と、その内筒体にしまりばめ
により外嵌固定された外筒体からなり、それらの内筒体
と外筒体は同一材料からなり、それらの内筒体と外筒体
がしまりばめされている第１しまりばめ部は前記一対の
ラジアル動圧軸受部の間の軸方向位置に位置し、前記回
転環状部材は前記外筒体にしまりばめにより外嵌固定さ
れ、それらの回転環状部材と外筒体がしまりばめされて
いる第２しまりばめ部と、前記動圧流体軸受部と、前記
第１しまりばめ部筒体は、互いに軸方向に離隔している
ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項２】上記内筒体に対する上記外筒体のしまりば
めにより上記内筒体の内周面部に生じた膨出部が切削さ
れた請求項１記載のスピンドルモータ。
【請求項３】上記内筒体の内周面部における上記ラジア
ル動圧軸受部を構成する部分に動圧発生用溝が形成さ
れ、前記内周面部のうち前記動圧発生用溝を含む部分に
メッキが施された請求項１又は２記載のスピンドルモー
タ。
【請求項４】上記内筒体に外筒体が外嵌固定されること
により、その内筒体と外筒体の間に、上記一対のスラス
ト動圧軸受部を連通する潤滑液保留孔が形成され、上記
軸部の外周面部と上記内筒体の内周面部の間隙のうち上
記一対のラジアル動圧軸受部同士の間の軸方向位置に、
外部空間に通じる気体介在部を有し、上記一方のラジア
ル動圧軸受部とその軸方向外方側のスラスト動圧軸受部
における潤滑液及び前記他方のラジアル動圧軸受部とそ
の軸方向外方側のスラスト動圧軸受部における潤滑液が
それぞれ連続して保持されると共に、それらの一対のス
ラスト動圧軸受部における潤滑液が前記潤滑液保留孔を
介して連続して保持された請求項１、２又は３記載のス
ピンドルモータ。
【請求項５】上記スリーブ体を構成する内筒体及び外筒
体がブロンズ製である請求項１乃至４の何れかに記載の
スピンドルモータ。
【請求項６】上記回転環状部材に記録媒体が外嵌固定さ
れており、前記回転環状部材と記録媒体の線膨張係数が
近似している請求項１乃至５の何れかに記載のスピンド
ルモータ。
【請求項７】上記回転環状部材が、線膨張係数が約１０
×１０^−６／℃のステンレス鋼製である請求項６記載の
スピンドルモータ。