JP2002276648A - Spindle motor - Google Patents

Spindle motor

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JP2002276648A
JP2002276648A JP2001071544A JP2001071544A JP2002276648A JP 2002276648 A JP2002276648 A JP 2002276648A JP 2001071544 A JP2001071544 A JP 2001071544A JP 2001071544 A JP2001071544 A JP 2001071544A JP 2002276648 A JP2002276648 A JP 2002276648A
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JP
Japan
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bearing
dynamic pressure
thrust
pressure generating
peripheral surface
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001071544A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeto Shimizu
成人 清水
Makio Kato
万規男 加藤
Jun Yatazawa
純 谷田沢
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Rotational Drive Of Disk (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently supply air into a bearing clearance of a dynamic pressure gas bearing, to miniaturize a spindle motor, and to improve accuracy, speed, load in rotating of the spindle motor. SOLUTION: This spindle motor comprises a shaft 26 having a collar portion 26a; a bearing member 40 composed of a sleeve 34 sliding along an outer peripheral surface and upper and lower surfaces of the collar portion 26a, an upper thrust 36, and a lower thrust 38; a first dynamic pressure generating groove 50 provided on the outer peripheral surface of the collar portion 26a; second dynamic pressure generating grooves 52, 54 provided on the upper and lower surfaces of the collar portion 26a; and air inducing grooves 56, 58 provided on the upper thrust 36 and the lower thrust 38.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スピンドルモータ
に関し、さらに詳しくは、動圧気体軸受を用いて軸を支
持するスピンドルモータであって、磁気ディスク、光デ
ィスク等の磁気記録装置、研削盤、精密研削盤等の精密
工作機械、回転テーブル、直進ガイド等の高精度測定器
等に備えられる回転体を高精度かつ高速回転させるため
に用いられるスピンドルモータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spindle motor, and more particularly, to a spindle motor that supports a shaft using a dynamic pressure gas bearing, and includes a magnetic recording device such as a magnetic disk and an optical disk, a grinding machine, and a precision machine. The present invention relates to a spindle motor used for rotating a rotating body provided in a high-precision measuring device such as a precision machine tool such as a grinder, a rotary table, and a linear guide with high accuracy and at a high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】スピンドルモータは、一般に、ステータ
と、ステータの周囲を回転するロータと、ロータをステ
ータに回転自在に支持するための軸受とを備えている。
スピンドルモータに用いられる軸受には、種々の構造を
有するものが知られているが、精密工作機械、高精度測
定器等に用いられるスピンドルモータにおいては、一般
に、気体軸受が多用されている。
2. Description of the Related Art A spindle motor generally includes a stator, a rotor rotating around the stator, and bearings for rotatably supporting the rotor on the stator.
As bearings used for spindle motors, those having various structures are known, and gas bearings are generally used frequently in spindle motors used for precision machine tools, high-precision measuring instruments and the like.

【0003】気体軸受は、気体の粘性を利用して、軸と
軸受との隙間にある気体の圧力を高め、その圧力によっ
て軸を浮上させる軸受である。気体軸受は、圧力発生の
原理に応じて種々のタイプに分類されるが、スピンドル
モータ用の軸受としては、動圧形又は静圧形が一般に用
いられる。動圧形は、対向する面の相対的な移動によっ
て気体を楔状の隙間に押し込め、その圧力によって軸を
浮上させるタイプの軸受である。また、静圧形は、外部
から加圧した気体を隙間内に導入し、その静圧によって
軸を浮上させるタイプの軸受である。
A gas bearing is a bearing that raises the pressure of a gas in a gap between a shaft and a bearing by utilizing the viscosity of the gas, and causes the shaft to float by the pressure. Gas bearings are classified into various types according to the principle of pressure generation, and dynamic bearings or static pressure bearings are generally used as bearings for spindle motors. The dynamic pressure type is a bearing of a type in which gas is pushed into a wedge-shaped gap by relative movement of opposing surfaces, and the shaft is levitated by the pressure. The static pressure type is a bearing of a type in which a gas pressurized from the outside is introduced into a gap and the shaft is floated by the static pressure.

【0004】気体軸受は、潤滑剤を使用する軸受に比し
て、摩擦が格段に小さく、系内が潤滑剤で汚染されない
という特徴がある。また、軸が軸受から完全に浮上した
状態でロータが回転するので、軸の回転精度が極めて高
く、耐久性も高いという特徴がある。しかしながら、軸
と軸受の隙間を満たす気体は圧縮性であるために、軸受
剛性が極めて低いという欠点がある。すなわち、軸に規
定以上の負荷が加わると、軸と軸受が接触し、容易に焼
き付きを起こす。
[0004] Gas bearings are characterized by much lower friction than bearings using lubricants, and the interior of the system is not contaminated with lubricants. Further, since the rotor rotates in a state where the shaft completely floats from the bearing, there is a feature that the rotation accuracy of the shaft is extremely high and the durability is high. However, since the gas filling the gap between the shaft and the bearing is compressible, there is a disadvantage that the rigidity of the bearing is extremely low. That is, when a load exceeding a specified level is applied to the shaft, the shaft and the bearing come into contact with each other, and seizure easily occurs.

【0005】気体軸受を用いたスピンドルモータの分野
においては、この問題を解決するために、従来から種々
の提案がなされている。例えば、特開平11−1179
39号公報には、ラジアル方向及びスラスト方向の双方
の剛性を高めるために、軸に固定されたスラストプレー
トの外周面及び上下面に高圧エアーを供給し、スラスト
プレートの外周面及び上下面を、それぞれ静圧気体ラジ
アル軸受及び静圧気体スラスト軸受としたエアースピン
ドルが開示されている。
[0005] In the field of spindle motors using gas bearings, various proposals have conventionally been made to solve this problem. For example, JP-A-11-1179
No. 39 discloses that high pressure air is supplied to the outer peripheral surface and upper and lower surfaces of a thrust plate fixed to a shaft in order to increase rigidity in both the radial direction and the thrust direction, and the outer peripheral surface and upper and lower surfaces of the thrust plate are An air spindle having a hydrostatic gas radial bearing and a hydrostatic gas thrust bearing is disclosed.

【0006】また、特開平5−30720号公報には、
静圧気体軸受に供給する気体流量を減少させるために、
ロータの外周面及び下面をそれぞれ静圧気体ラジアル軸
受及び静圧気体スラスト軸受とし、ロータの上面を動圧
気体スラスト軸受としたスピンドルモータが開示されて
いる。
[0006] Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-30720 discloses that
In order to reduce the gas flow supplied to the hydrostatic gas bearing,
A spindle motor is disclosed in which an outer peripheral surface and a lower surface of a rotor are a static pressure gas radial bearing and a static pressure gas thrust bearing, respectively, and an upper surface of the rotor is a dynamic pressure gas thrust bearing.

【0007】また、特開平11−69711号公報に
は、簡便な構造を用いて正逆回転を可能とするために、
中空のシャフトに固定された円柱状の軸受部材の外周面
及び上下面を、それぞれ動圧気体ラジアル軸受及び動圧
気体スラスト軸受とし、シャフトの内部と、ラジアル軸
受すきま及びスラスト軸受すきまのほぼ中央とを繋ぐ導
通孔を軸受部材内部に設け、シャフトの下端に設けられ
たセルフ弁を介して、導通孔を遮断又は開閉する正逆回
転スピンドルモータが開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-69711 discloses that a simple structure is used to enable forward and reverse rotation.
The outer peripheral surface and the upper and lower surfaces of the cylindrical bearing member fixed to the hollow shaft are a dynamic pressure gas radial bearing and a dynamic pressure gas thrust bearing, respectively. A forward / reverse rotating spindle motor is disclosed in which a conduction hole for connecting the shafts is provided inside a bearing member, and a self-valve provided at a lower end of a shaft is used to shut off or open / close the conduction hole.

【0008】さらに、特開2000−74043号公報
には、外形寸法を大きくすることなく負荷容量を大きく
するために、ブラケットに内輪を固定し、内輪の外周面
及び上面を、それぞれ動圧気体ラジアル軸受及び動圧気
体スラスト軸受としたスピンドルモータが開示されてい
る。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-74043 discloses that, in order to increase the load capacity without increasing the external dimensions, an inner ring is fixed to a bracket, and the outer peripheral surface and the upper surface of the inner ring are respectively subjected to a dynamic pressure gas radial. A spindle motor having a bearing and a dynamic pressure gas thrust bearing is disclosed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】特に、ハードディスク
ドライブなどの磁気記録装置に用いられるスピンドルモ
ータに対しては、軸受剛性が高いことに加えて、小型化
も要求されるようになっている。しかしながら、静圧気
体軸受は、高圧エアーを発生させる手段が必要となるの
で、小型化には限界がある。
In particular, a spindle motor used in a magnetic recording device such as a hard disk drive has been required to have a small bearing in addition to a high bearing rigidity. However, since the static pressure gas bearing requires a means for generating high-pressure air, there is a limit to miniaturization.

【0010】一方、動圧気体軸受は、静圧気体軸受に比
して、小型化は容易であるが、高い軸受剛性は得られな
い。スピンドルモータを大型化することなく軸受剛性を
高めるためには、動圧気体ラジアル軸受及び動圧気体ス
ラスト軸受の面積、配置等を最適化することに加えて、
空気を効率よく軸受すきまに導入する必要がある。しか
しながら、動圧気体軸受の軸受剛性を高めるために、空
気の供給方法を検討した例は、従来にはない。
On the other hand, a hydrodynamic gas bearing can be easily reduced in size as compared with a hydrostatic gas bearing, but cannot provide high bearing rigidity. In order to increase bearing rigidity without increasing the size of the spindle motor, in addition to optimizing the area and arrangement of the hydrodynamic gas radial bearing and hydrodynamic gas thrust bearing,
It is necessary to efficiently introduce air into the bearing clearance. However, there is no example in which a method of supplying air has been studied in order to increase the bearing rigidity of the dynamic pressure gas bearing.

【0011】本発明が解決しようとする課題は、動圧気
体軸受の軸受すきまに効率よく空気を供給し、スピンド
ルモータの小型化、高精度回転化、高速回転化、及び高
負荷回転化を図ることにある。
The problem to be solved by the present invention is to efficiently supply air to the bearing clearance of a dynamic pressure gas bearing, and to achieve downsizing, high-precision rotation, high-speed rotation, and high-load rotation of a spindle motor. It is in.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係るスピンドルモータは、つば部を有する軸
と、前記つば部の外周面及び上下面に沿って摺動する軸
受部材と、前記つば部の外周面又はこれに対向する前記
軸受部材の第1軸受面のいずれか一方に設けられた第1
動圧発生溝と、前記つば部の上下面又はこれに対向する
前記軸受部材の第2軸受面のいずれか一方に設けられた
第2動圧発生溝と、前記つば部の内周端から前記第2動
圧発生溝及び前記第1動圧発生溝に空気を導入する空気
導入手段とを備えていることを要旨とするものである。
In order to solve the above problems, a spindle motor according to the present invention comprises a shaft having a flange, a bearing member sliding along the outer peripheral surface and upper and lower surfaces of the collar, A first bearing provided on one of an outer peripheral surface of the collar portion and a first bearing surface of the bearing member opposed thereto;
A dynamic pressure generating groove, a second dynamic pressure generating groove provided on one of the upper and lower surfaces of the collar portion or a second bearing surface of the bearing member facing the collar portion, and an inner peripheral end of the collar portion. The gist of the invention is to provide a second dynamic pressure generating groove and air introducing means for introducing air into the first dynamic pressure generating groove.

【0013】軸に固定されたつば部の外周面又はこれに
対向する軸受部材の第1軸受面に第1動圧発生溝を設け
て動圧気体ラジアル軸受とし、つば部の上下面又はこれ
に対向する軸受部材の第2軸受面に第2動圧発生溝を設
けて動圧気体スラスト軸受とすると、動圧気体ラジアル
軸受及び動圧気体スラスト軸受の双方で荷重が支えられ
るので、小型かつ軸受剛性の高いスピンドルモータが得
られる。また、空気導入手段をつば部の内周端側に設け
ると、遠心力によって空気がつば部の内周側から外周側
に向かって流れる。そのため、軸受すきまに高い圧力が
発生し、軸受剛性がさらに向上する。
A first dynamic pressure generating groove is provided on an outer peripheral surface of a flange fixed to a shaft or a first bearing surface of a bearing member opposed thereto to form a dynamic pressure gas radial bearing. When a second dynamic pressure generating groove is provided on the second bearing surface of the opposed bearing member to form a dynamic pressure gas thrust bearing, the load is supported by both the dynamic pressure gas radial bearing and the dynamic pressure gas thrust bearing, so that the bearing is compact and compact. A highly rigid spindle motor can be obtained. Further, when the air introducing means is provided on the inner peripheral end side of the collar portion, air flows from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the collar portion by centrifugal force. Therefore, a high pressure is generated in the bearing clearance, and the rigidity of the bearing is further improved.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図1に、本
発明の一実施の形態に係るスピンドルモータの断面図を
示す。図1において、スピンドルモータ10は、ステー
タ20と、ロータ30とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a sectional view of a spindle motor according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, the spindle motor 10 includes a stator 20 and a rotor 30.

【0015】ステータ20は、ベース22と、固定用ボ
ルト24と、軸26と、ステータコア28とを備えてい
る。固定用ボルト24は、ベース22の中央に設けられ
た凸部22aの中心に立設される。軸26は、固定用ボ
ルト24の周囲に固定され、軸26の中央には、円筒形
のつば部26aが設けられる。さらに、凸部22aの側
面には、互いに対向する位置に複数個のステータコア2
8、28…が設けられる。ステータコア28は、回転力
を発生させるための電磁石である。
The stator 20 includes a base 22, a fixing bolt 24, a shaft 26, and a stator core 28. The fixing bolt 24 is provided upright at the center of the protrusion 22 a provided at the center of the base 22. The shaft 26 is fixed around the fixing bolt 24, and a cylindrical flange 26 a is provided at the center of the shaft 26. Further, a plurality of stator cores 2 are provided on the side surface of the convex portion 22a at positions facing each other.
8, 28... Are provided. Stator core 28 is an electromagnet for generating a rotational force.

【0016】ロータ30は、ハブ32と、スリーブ3
4、上部スラスト36及び下部スラスト38からなる軸
受部材40と、磁石42と、バックヨーク44とを備え
ている。ハブ32は、回転体46(例えば、ハードディ
スク)を保持するためのものであり、円筒形を呈してい
る。その内部には、スリーブ34並びに上部スラスト3
6及び下部スラスト38からなる軸受部材40が固定さ
れる。
The rotor 30 includes a hub 32 and a sleeve 3
4, a bearing member 40 including an upper thrust 36 and a lower thrust 38, a magnet 42, and a back yoke 44. The hub 32 is for holding the rotating body 46 (for example, a hard disk), and has a cylindrical shape. Inside the sleeve 34 and the upper thrust 3
6 and a bearing member 40 composed of the lower thrust 38 are fixed.

【0017】スリーブ34は、円筒形を呈し、その上下
端には、それぞれ、上部スラスト36及び下部スラスト
38が固定されている。スリーブ34は、つば部26a
の外周面とスリーブ34の内周面(第1軸受面)との間
に所定の軸受すきまが形成されるように、その内径が定
められている。また、スリーブ34は、それぞれ、つば
部26aの上面と上部スラスト36の下面(第2軸受
面)との間、及び、つば部26aの下面と下部スラスト
38の上面(第2軸受面)との間に所定の軸受すきまが
形成されるように、その高さが定められている。さら
に、上部スラスト36及び下部スラスト38は、これら
の内周面がつば部26aに隣接する軸26の外周面に近
接するように、その内径が定められている。
The sleeve 34 has a cylindrical shape, and upper and lower thrusts 36 and 38 are fixed to upper and lower ends thereof, respectively. The sleeve 34 has a flange 26a.
Is defined such that a predetermined bearing clearance is formed between the outer peripheral surface of the sleeve 34 and the inner peripheral surface (first bearing surface) of the sleeve 34. Further, the sleeve 34 is formed between the upper surface of the collar portion 26a and the lower surface (second bearing surface) of the upper thrust 36 and the lower surface of the collar portion 26a and the upper surface (second bearing surface) of the lower thrust 38, respectively. The height is determined so that a predetermined bearing clearance is formed therebetween. Further, the inner diameters of the upper thrust 36 and the lower thrust 38 are determined such that their inner peripheral surfaces are close to the outer peripheral surface of the shaft 26 adjacent to the flange 26a.

【0018】ハブ32の下端は、スカート状になってお
り、その内周面には、多極着磁されたリング状磁石42
が固定されている。磁石42は、ステータコア28と共
働して回転力を発生させるためのものであり、ステータ
コア28とほぼ同一水平面上に、かつ、ステータコア2
8に近接して設けられる。また、バックヨーク44は、
磁石42の保磁力を高めるためのものであり、磁石42
の背面とハブ32の下端の内周面との間に固定されてい
る。
The lower end of the hub 32 is in the form of a skirt, and its inner peripheral surface is provided with a multipolar magnetized ring-shaped magnet 42.
Has been fixed. The magnet 42 cooperates with the stator core 28 to generate a rotational force, and is substantially on the same horizontal plane as the stator core 28 and
8 is provided in the vicinity. Also, the back yoke 44
The magnet 42 is used to increase the coercive force of the magnet 42.
Of the hub 32 and the inner peripheral surface of the lower end of the hub 32.

【0019】また、つば部26aの外周面には、第1動
圧発生溝50が形成されている。第1動圧発生溝50
は、図1(b)に示すように、軸26の軸方向に沿って
2列に並んだヘリングボーン溝50a、50bからな
る。各ヘリングボーン溝50a、50bは、それぞれ、
直線状の溝が一点で会合したV字型を呈しており、ロー
タ30がステータ20の周囲を回転するに伴い、空気が
会合点50c、50dに押し込められ、会合点50c、
50dにおいて最も高い圧力が発生するようになってい
る。すなわち、図1(b)に示す例においては、ロータ
30は、2つの会合点50c、50dにおいて二点支持
されるようになっている。
A first dynamic pressure generating groove 50 is formed on the outer peripheral surface of the collar 26a. First dynamic pressure generating groove 50
1B includes herringbone grooves 50a and 50b arranged in two rows along the axial direction of the shaft 26, as shown in FIG. Each herringbone groove 50a, 50b, respectively,
The linear groove has a V-shape meeting at one point. As the rotor 30 rotates around the stator 20, air is pushed into the meeting points 50c and 50d, and the meeting points 50c and 50d
The highest pressure is generated at 50d. That is, in the example shown in FIG. 1B, the rotor 30 is supported at two points at two meeting points 50c and 50d.

【0020】また、つば部26aの上下面には、それぞ
れ、第2動圧発生溝52、54が形成されている。図1
(c)に、下部スラスト38側に形成された第2動圧発
生溝54の上視面を示す。図1(c)に示すように、第
2動圧発生溝54は、軸26の中心から外側に向かって
円弧状に形成されたスパイラル溝であり、ロータ30が
ステータ20の周囲を回転するに伴い、軸26の中心か
ら外側に向かって空気を押し出すようになっている。上
部スラスト36側に形成された第2動圧発生溝52も、
図示はしないが、第2動圧発生溝54と同様の構造を備
えている。
Further, second dynamic pressure generating grooves 52 and 54 are formed on the upper and lower surfaces of the flange 26a, respectively. Figure 1
(C) shows a top view of the second dynamic pressure generating groove 54 formed on the lower thrust 38 side. As shown in FIG. 1C, the second dynamic pressure generating groove 54 is a spiral groove formed in an arc shape from the center of the shaft 26 to the outside, and the second dynamic pressure generating groove 54 rotates around the stator 20 when the rotor 30 rotates around the stator 20. Accordingly, the air is pushed outward from the center of the shaft 26. The second dynamic pressure generating groove 52 formed on the upper thrust 36 side also
Although not shown, a structure similar to that of the second dynamic pressure generating groove 54 is provided.

【0021】さらに、上部スラスト36及び下部スラス
ト38の内周面には、それぞれ、空気導入溝56及び5
8が形成されている。図1(d)に、上部スラスト36
の内周面に形成された空気導入溝56を示す。図1
(d)に示すように、空気導入溝56は、上部スラスト
36の内周面に斜めに形成された直線溝であり、ロータ
30がステータ20の周囲を回転するに伴い、軸26の
外周面と上部スラスト36の内周面とのすきまから第2
動圧発生溝52及び第1動圧発生溝50に空気を導入す
るようになっている。下部スラスト38の内周面に形成
された空気導入溝58も、図示はしないが、空気導入溝
56と同様の構造を備えている。
Further, the inner peripheral surfaces of the upper thrust 36 and the lower thrust 38 are respectively provided with air introduction grooves 56 and 5
8 are formed. FIG. 1D shows the upper thrust 36.
5 shows an air introduction groove 56 formed on the inner peripheral surface of FIG. Figure 1
As shown in (d), the air introduction groove 56 is a straight groove formed obliquely on the inner peripheral surface of the upper thrust 36, and as the rotor 30 rotates around the stator 20, the outer peripheral surface of the shaft 26. From the gap between the inner peripheral surface of the upper thrust 36
Air is introduced into the dynamic pressure generating groove 52 and the first dynamic pressure generating groove 50. Although not shown, the air introduction groove 58 formed on the inner peripheral surface of the lower thrust 38 has the same structure as the air introduction groove 56.

【0022】なお、第1動圧発生溝50、第2動圧発生
溝52、54及び空気導入溝56、58が形成された面
に対向する面、すなわち、スリーブ34の内周面、上部
スラスト36の下面及び下部スラスト38の上面、並び
に、つば部26aに隣接する軸26の外周面には、それ
ぞれ、ブラスト処理を施すのが好ましい。動圧発生溝又
は空気導入溝が形成された面と対向する面にこのような
ブラスト処理を施すと、ブラスト処理によって表面にミ
クロな凹凸が形成される。このミクロな凹凸は、ロータ
30が回転する際に空気だめとして機能するので、軸受
剛性を高めることができるという利点がある。また、第
1動圧発生溝50、第2動圧発生溝52、54及び空気
導入溝56、58が形成された面にも、ブラスト処理を
すると、より好ましい。
The surface opposite to the surface on which the first dynamic pressure generating groove 50, the second dynamic pressure generating grooves 52, 54 and the air introduction grooves 56, 58 are formed, that is, the inner peripheral surface of the sleeve 34, the upper thrust It is preferable to perform blasting on the lower surface of the lower thrust 36, the upper surface of the lower thrust 38, and the outer peripheral surface of the shaft 26 adjacent to the flange 26a. When such blasting is performed on a surface facing the surface on which the dynamic pressure generating groove or the air introduction groove is formed, microscopic irregularities are formed on the surface by the blasting. Since the micro unevenness functions as an air reservoir when the rotor 30 rotates, there is an advantage that the bearing rigidity can be increased. It is more preferable to perform blasting on the surface on which the first dynamic pressure generating groove 50, the second dynamic pressure generating grooves 52 and 54, and the air introduction grooves 56 and 58 are formed.

【0023】次に、本実施の形態に係るスピンドルモー
タ10の作用について説明する。各ステータコア28に
供給される電流の極性を適当な間隔で反転させると、ス
テータ20に固定されたステータコア28と、ロータ3
0に固定された磁石42との間で吸引・反発を繰り返
し、ロータ30が軸26を中心として回転を始める。
Next, the operation of the spindle motor 10 according to this embodiment will be described. When the polarity of the current supplied to each stator core 28 is reversed at appropriate intervals, the stator core 28 fixed to the stator 20 and the rotor 3
Attraction and repulsion are repeated with the magnet 42 fixed to 0, and the rotor 30 starts rotating around the shaft 26.

【0024】ロータ30が軸26を中心として回転する
と、軸26の外周面と上部スラスト36及び下部スラス
ト38の内周面との相対的な移動によって、空気導入溝
56、58に空気が導入される。次いで、空気導入溝5
6、58に導入された空気は、つば部26aの上面及び
上部スラスト36の下面で形成されるスラスト軸受すき
ま、並びに、つば部26aの下面及び下部スラスト38
の上面で形成されるスラスト軸受すきまに流れ込む。
When the rotor 30 rotates about the shaft 26, the relative movement between the outer peripheral surface of the shaft 26 and the inner peripheral surfaces of the upper thrust 36 and the lower thrust 38 introduces air into the air introduction grooves 56, 58. You. Next, the air introduction groove 5
The air introduced into the upper and lower thrusts 36 and 58 is supplied to the thrust bearing clearance formed between the upper surface of the collar 26a and the lower surface of the upper thrust 36, and the lower and lower thrusts 38 of the collar 26a.
Flows into the thrust bearing gap formed on the upper surface of the bearing.

【0025】スラスト軸受すきまに空気が流れ込むと、
つば部26aの上面と上部スラスト36の下面及びつば
部26aの下面と下部スラスト38の上面との相対的な
移動によって、空気が第2動圧発生溝52、54に押し
込められる。そのため、スラスト軸受すきまに圧力が発
生し、つば部26aの上下面が上部スラスト36の下面
及び下部スラスト38の上面から浮上する。
When air flows into the thrust bearing clearance,
By the relative movement between the upper surface of the collar 26a and the lower surface of the upper thrust 36 and the lower surface of the collar 26a and the upper surface of the lower thrust 38, air is pushed into the second dynamic pressure generating grooves 52 and 54. Therefore, pressure is generated in the thrust bearing clearance, and the upper and lower surfaces of the flange portion 26 a float from the lower surface of the upper thrust 36 and the upper surface of the lower thrust 38.

【0026】また、第2動圧発生溝52、54に押し込
められた空気の一部は、空気導入溝56、58によって
発生する圧力、及び、ロータ30の回転に起因する遠心
力によって、つば部26aの外周面とスリーブ34の内
周面で形成されるラジアル軸受すきまに流れ込む。ラジ
アル軸受すきまに空気が流れ込むと、つば部26aの外
周面とスリーブ34の内周面との相対的な移動によっ
て、空気が第1動圧発生溝50に押し込められる。その
ため、ラジアル軸受すきまに圧力が発生し、つば部26
の外周面がスリーブ34の内周面から浮上する。
Further, a part of the air pushed into the second dynamic pressure generating grooves 52 and 54 is caused by the pressure generated by the air introducing grooves 56 and 58 and the centrifugal force caused by the rotation of the rotor 30 to form the flange. It flows into a radial bearing clearance formed by the outer peripheral surface of 26 a and the inner peripheral surface of the sleeve 34. When the air flows into the radial bearing clearance, the air is pushed into the first dynamic pressure generating groove 50 by the relative movement between the outer peripheral surface of the collar 26a and the inner peripheral surface of the sleeve 34. As a result, pressure is generated in the radial bearing clearance, and the flange 26
Of the sleeve 34 floats from the inner peripheral surface of the sleeve 34.

【0027】本実施の形態に係るスピンドルモータ10
は、つば部26aの外周面及び上下面が、それぞれ、ラ
ジアル軸受及びスラスト軸受として機能するので、ラジ
アル方向及びスラスト方向の双方で荷重を支えることが
できる。また、ラジアル軸受の内周部側にスラスト軸受
が設けられているので、ラジアル軸受径(すなわち、つ
ば部26aの外径)を大きく取ることができる。そのた
め、小型かつ軸受剛性の高いスピンドルモータが得られ
る。
The spindle motor 10 according to the present embodiment
Since the outer peripheral surface and the upper and lower surfaces of the flange 26a function as a radial bearing and a thrust bearing, respectively, the load can be supported in both the radial direction and the thrust direction. Further, since the thrust bearing is provided on the inner peripheral side of the radial bearing, the radial bearing diameter (that is, the outer diameter of the flange 26a) can be increased. Therefore, a small spindle motor having high bearing rigidity can be obtained.

【0028】また、第1動圧発生溝50として、2列に
並んだヘリングボーン溝50a、50bを用いているの
で、ラジアル方向の荷重を2点で支持することができ、
ラジアル軸受の負荷容量が向上する。
Further, since the herringbone grooves 50a and 50b arranged in two rows are used as the first dynamic pressure generating grooves 50, the radial load can be supported at two points.
The load capacity of the radial bearing is improved.

【0029】さらに、空気導入溝56、58が、それぞ
れ、上部スラスト36及び下部スラスト38の内周面に
設けられているので、スラスト軸受すきまに導入された
空気には、空気導入溝56、58で発生する圧力に加え
て、ロータ30の回転に起因する遠心力が作用する。そ
のため、つば部26aの内周端から外周端に向かう空気
の流れが加速され、ラジアル軸受の負荷容量がさらに向
上する。また、これによって、スピンドルモータ10の
小型化、高精度回転化、高速回転化、及び高負荷回転化
を図ることができる。
Further, the air introduction grooves 56, 58 are provided on the inner peripheral surfaces of the upper thrust 36 and the lower thrust 38, respectively, so that the air introduced into the thrust bearing clearance can be provided with the air introduction grooves 56, 58. And a centrifugal force due to the rotation of the rotor 30 acts. Therefore, the flow of air from the inner peripheral end to the outer peripheral end of the collar portion 26a is accelerated, and the load capacity of the radial bearing is further improved. This also makes it possible to reduce the size, increase the precision of rotation, increase the speed of rotation, and increase the load of the spindle motor 10.

【0030】以上、本発明の実施の形態について詳細に
説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の改変が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention. is there.

【0031】例えば、上記実施の形態において、軸26
はステータ20に固定されているが、軸をロータ側に固
定し、スリーブ、上部スラスト及び下部スラストからな
る軸受部材をステータ側に固定する構成としても良い。
For example, in the above embodiment, the shaft 26
Is fixed to the stator 20, but a configuration in which the shaft is fixed to the rotor side and the bearing member including the sleeve, the upper thrust, and the lower thrust is fixed to the stator side is also possible.

【0032】また、上記実施の形態において、第1動圧
発生溝50は、つば部26aの外周面に設けられている
が、第1動圧発生溝50は、スリーブ34の内周面に設
けられていても良い。同様に、第2動圧発生溝52及び
54は、それぞれ、つば部26aの上面及び下面に設け
られているが、第2動圧発生溝52又は54は、それぞ
れ、上部スラスト36の下面又は下部スラスト38の上
面に設けられていても良い。
In the above-described embodiment, the first dynamic pressure generating groove 50 is provided on the outer peripheral surface of the collar portion 26a, but the first dynamic pressure generating groove 50 is provided on the inner peripheral surface of the sleeve 34. It may be. Similarly, the second dynamic pressure generating grooves 52 and 54 are provided on the upper surface and the lower surface of the collar portion 26a, respectively, while the second dynamic pressure generating grooves 52 and 54 are respectively provided on the lower surface or the lower portion of the upper thrust 36. It may be provided on the upper surface of the thrust 38.

【0033】また、上記実施の形態において、空気導入
溝56及び58は、それぞれ、上部スラスト36の内周
面及び下部スラスト38の内周面に設けられているが、
空気導入溝56又は58は、上部スラスト36の内周面
又は下部スラスト38の内周面に近接する軸26の外周
面に設けられていても良い。
In the above embodiment, the air introduction grooves 56 and 58 are provided on the inner peripheral surface of the upper thrust 36 and the inner peripheral surface of the lower thrust 38, respectively.
The air introduction groove 56 or 58 may be provided on the outer peripheral surface of the shaft 26 close to the inner peripheral surface of the upper thrust 36 or the inner peripheral surface of the lower thrust 38.

【0034】さらに、上記実施の形態において、第1動
圧発生溝50として、軸方向に2列に並んだ2つのヘリ
ングボーン溝50a、50bが用いられているが、第1
動圧発生溝50は、1列のヘリングボーン溝もしくは軸
方向に3列以上に並んだヘリングボーン溝であっても良
く、あるいは、他の構造を有する動圧発生溝であっても
良い。
Further, in the above-described embodiment, two herringbone grooves 50a and 50b arranged in two rows in the axial direction are used as the first dynamic pressure generating grooves 50.
The dynamic pressure generating grooves 50 may be a single row of herringbone grooves, or herringbone grooves arranged in three or more rows in the axial direction, or may be dynamic pressure generating grooves having another structure.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明に係るスピンドルモータは、軸に
設けられたつば部の外周面又はこれに対向する軸受部材
の第1軸受面のいずれか一方に設けられた第1動圧発生
溝と、つば部の上下面又は軸受部材の第2軸受面のいず
れか一方に設けられた第2動圧発生溝とを備えているの
で、小型かつ軸受剛性の高いスピンドルモータが得られ
るという効果がある。
The spindle motor according to the present invention has a first dynamic pressure generating groove provided on one of an outer peripheral surface of a flange provided on a shaft and a first bearing surface of a bearing member opposed thereto. And a second dynamic pressure generating groove provided on one of the upper and lower surfaces of the collar portion and the second bearing surface of the bearing member, so that a small-sized spindle motor having high bearing rigidity can be obtained. .

【0036】また、つば部の内周端から第2動圧発生溝
及び第1動圧発生溝に空気を導入する空気導入手段を備
えているので、軸受すきまに高い圧力が発生し、軸受剛
性がさらに向上するという効果がある。また、これによ
って、スピンドルモータの高精度回転化、高速回転化、
及び高負荷回転化が可能になるという効果がある。
In addition, since air introducing means for introducing air from the inner peripheral end of the collar portion into the second dynamic pressure generating groove and the first dynamic pressure generating groove is provided, a high pressure is generated in the bearing clearance, and the bearing rigidity is increased. Is further improved. In addition, this allows the spindle motor to rotate with high precision, high speed,
In addition, there is an effect that high-load rotation can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1(a)は、本発明の一実施の形態に係る
スピンドルモータの断面図であり、図1(b)は、つば
部の側面図、図1(c)は、つば部の下面に形成された
第2動圧発生溝の上視面を示す部分図、図1(d)は、
上部スラストの内周面を示す部分図である。
1A is a cross-sectional view of a spindle motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a side view of a collar, and FIG. 1C is a collar. FIG. 1D is a partial view showing a top view of a second dynamic pressure generating groove formed on the lower surface of FIG.
It is a partial view showing an inner peripheral surface of an upper thrust.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 スピンドルモータ 26 軸 26a つば部 40 軸受部材 50 第1動圧発生溝 52、54 第2動圧発生溝 56、58 空気導入溝(空気導入手段) Reference Signs List 10 spindle motor 26 shaft 26a collar 40 bearing member 50 first dynamic pressure generating groove 52, 54 second dynamic pressure generating groove 56, 58 air introduction groove (air introduction means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J011 AA04 BA06 CA01 CA02 JA02 KA04 KA05 PA02 5D109 BB02 BB13 BB18 BB21 BB22 5H607 BB01 BB14 BB17 CC01 CC05 DD01 DD02 DD05 DD08 GG01 GG02 GG12 GG14 5H621 BB07 HH01 JK17 JK19  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 3J011 AA04 BA06 CA01 CA02 JA02 KA04 KA05 PA02 5D109 BB02 BB13 BB18 BB21 BB22 5H607 BB01 BB14 BB17 CC01 CC05 DD01 DD02 DD05 DD08 GG01 GG02 GG12 GG14 J

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 つば部を有する軸と、 前記つば部の外周面及び上下面に沿って摺動する軸受部
材と、 前記つば部の外周面又はこれに対向する前記軸受部材の
第1軸受面のいずれか一方に設けられた第1動圧発生溝
と、 前記つば部の上下面又はこれに対向する前記軸受部材の
第2軸受面のいずれか一方に設けられた第2動圧発生溝
と、 前記つば部の内周端から前記第2動圧発生溝及び前記第
1動圧発生溝に空気を導入する空気導入手段とを備えた
スピンドルモータ。
A shaft having a flange portion, a bearing member sliding along an outer peripheral surface and upper and lower surfaces of the collar portion, and an outer peripheral surface of the collar portion or a first bearing surface of the bearing member opposed thereto. A first dynamic pressure generating groove provided on any one of: a second dynamic pressure generating groove provided on one of the upper and lower surfaces of the collar portion or a second bearing surface of the bearing member opposed thereto; A spindle motor including air introduction means for introducing air from an inner peripheral end of the collar portion to the second dynamic pressure generating groove and the first dynamic pressure generating groove.
【請求項2】 前記空気導入手段は、前記軸の外周面の
内、前記つば部に隣接する部分又はこれに近接する前記
軸受部材の内周面のいずれか一方に設けられた空気導入
溝である請求項1に記載のスピンドルモータ。
2. The air introducing means is an air introducing groove provided in one of an outer peripheral surface of the shaft, a portion adjacent to the flange portion and an inner peripheral surface of the bearing member adjacent thereto. The spindle motor according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7024964B2 (en) 2002-12-25 2006-04-11 Kazuyoshi Fukuchi Hydraulic drive device utilizing electric motor
JP2009257859A (en) * 2008-04-15 2009-11-05 Tokyo Keiki Inc Electrostatic leviation gyroscope apparatus
CN104948569A (en) * 2014-03-24 2015-09-30 联想(北京)有限公司 Electronic equipment and connecting device

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