JP2004019669A - 流体動圧軸受を用いたスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置 - Google Patents
流体動圧軸受を用いたスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】部品点数を増やさず比較的簡単に、流体動圧軸受の潤滑油の減少を防止する。
【解決手段】シャフト４のロータハブ２取付部側近傍の外周面には、キャップ１４の内周面との間に形成される微小間隙の半径方向の隙間寸法が、ロータハブ２側に向かって漸次拡大するよう構成されたテーパシール部４ａが設けられている。そして、ロータハブ２のシャフト４の周辺部分は、テーパシール部４ａに向かって突出している。ロータハブ２は、軸受ハウジング１０の上端部とキャップ１４の上端部と僅かな隙間を介して対向しており、ラビリンスシールを形成している。テーパシールにより潤滑油の漏出、ラビリンスシールにより潤滑油の蒸発を防ぐことにより、潤滑油の減少を効果的に防ぐことができる。
【選択図】 図１
【解決手段】シャフト４のロータハブ２取付部側近傍の外周面には、キャップ１４の内周面との間に形成される微小間隙の半径方向の隙間寸法が、ロータハブ２側に向かって漸次拡大するよう構成されたテーパシール部４ａが設けられている。そして、ロータハブ２のシャフト４の周辺部分は、テーパシール部４ａに向かって突出している。ロータハブ２は、軸受ハウジング１０の上端部とキャップ１４の上端部と僅かな隙間を介して対向しており、ラビリンスシールを形成している。テーパシールにより潤滑油の漏出、ラビリンスシールにより潤滑油の蒸発を防ぐことにより、潤滑油の減少を効果的に防ぐことができる。
【選択図】 図１
Description
【特許請求の範囲】
【請求項１】スリーブと、該スリーブの内周面と隙間を介して半径方向に対向するシャフトと、固定部に対し回転自在に支持されるロータハブと、前記シャフトと前記スリーブとの間にそれぞれ形成される隙間内に途切れることなく連続して保持され、該スリーブの他方の端部付近にて界面が形成される流体潤滑剤とを具備し、前記スリーブの内周面とシャフトの外周面との間には、前記回転時に前記流体潤滑剤に流体動圧を誘起するためのラジアル動圧軸受部が構成され、
前記界面部分には、前記シャフトと前記スリーブとの間の隙間が前記流体潤滑剤の界面方向に向かって外方に従い半径方向に大きくなるテーパ状のテーパシール部が設けられ、
前記ロータハブの裏面と前記スリーブ上端面との間にラビリンスシール部が形成されていることを特徴とする流体動圧軸受を用いたスピンドルモータ。
【請求項２】スリーブと、該スリーブの内周面と隙間を介して半径方向に対向するシャフトと、固定部に対し回転自在に支持されるロータハブと、前記シャフトと前記スリーブとの間にそれぞれ形成される隙間内に途切れることなく連続して保持され、該スリーブの他方の端部付近にて界面が形成される流体潤滑剤とを具備し、前記スリーブの内周面とシャフトの外周面との間には、前記回転時に前記流体潤滑剤に流体動圧を誘起するためのラジアル動圧軸受部が構成され、
前記界面部分には、前記シャフトと前記スリーブとの間の隙間が前記流体潤滑剤の界面方向に向かって外方に従い半径方向に大きくなるテーパ状のテーパシール部が設けられ、
前記スリーブの上端面上方にはキャップが設けられ、前記ロータハブの裏面と前記キャップの上面との間にラビリンスシール部が形成されていることを特徴とする流体動圧軸受を用いたスピンドルモータ。
【請求項３】情報を記録できる円板状記録媒体が装着されるディスク駆動装置において、ハウジングと、該ハウジングの内部に固定され前記記録媒体を回転させるスピンドルモータと、前記記録媒体の所要の位置に情報を書き込み又は読み出すための情報アクセス手段とを有するディスク駆動装置であって、
前記スピンドルモータは、請求項１又は２に記載したスピンドルモータであることを特徴とするディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体動圧軸受を用いたスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ハードディスク等の記録媒体を駆動するディスク駆動装置において使用されるスピンドルモータの軸受として、シャフトとスリーブとを相対回転自在に支持するために、両者の間に介在させた潤滑油等の流体潤滑剤の流体圧力を利用する流体動圧軸受が種々提案されている。
【０００３】
このような従来の流体動圧軸受を使用するスピンドルモータは、図５に示すとおり、ロータハブ６２に固定されたシャフト６４の外周面と、このシャフト６４が回転自在に挿通されるスリーブ７２の内周面との間に、一対のラジアル軸受部８４，８６が構成され、またシャフト６４の一方の端部外周面から半径方向外方に突出するディスク状スラストプレート６６の上面とスリーブ７２下端面及びスラストプレート６６の下面と軸受ハウジング７０の一方の開口を閉塞するスラストブッシュ７６との間に、一対のスラスト軸受部８８，９０が構成されている。
【０００４】
シャフト６４及びスラストプレート６６とキャップ７４、スリーブ７２、軸受ハウジング７０及びスラストブッシュ７６との間には、一連の微小間隙が形成され、これら微小間隙中には、流体潤滑剤として潤滑油８２が途切れることなく、連続して保持されており（このような潤滑油保持構造を、以下「フルフィル構造」と記す）、ラジアル軸受部８４，８６及びスラスト軸受部８８，９０には、ロータハブ６２の回転時に潤滑油８２中に動圧を誘起するためのヘリングボーングルーブ８４ａ，８６ａ並びにスパイラルグルーブ８８ａ，９０ａがそれぞれ形成されている。
【０００５】
シャフト６４とキャップ７４との間の隙間は、潤滑油８２の界面方向に向かって外方に従い半径方向に大きくなり、表面張力を利用して潤滑油の漏出を防ぐテーパ状のテーパシール部６４ａが設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
フルフィル構造のスピンドルモータの場合、潤滑油の界面位置が一カ所に限られているため、熱変化による潤滑油の体積変化に対して一つの潤滑油の界面で吸収することになる。そのため、テーパシール部は大きくとってあり、また、軸受組立後に潤滑油の量を測定できるように、潤滑油の界面上方には界面確認を妨げるものは設けられていない。よって、軸受単品では潤滑油の漏出や蒸発など、潤滑油が減少しやすい構造となり、軸受寿命を妨げる原因となっている。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、流体潤滑剤の減少による潤滑不良を有効に防ぎつつ、部品点数を増やすことなく、製造容易で耐久性が良好な流体動圧軸受を用いたスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の流体動圧軸受を用いたスピンドルモータは、スリーブと、該スリーブの内周面と隙間を介して半径方向に対向するシャフトと、固定部に対し回転自在に支持されるロータハブと、前記シャフトと前記スリーブとの間にそれぞれ形成される隙間内に途切れることなく連続して保持され、該スリーブの他方の端部付近にて界面が形成される流体潤滑剤とを具備し、前記スリーブの内周面とシャフトの外周面との間には、前記回転時に前記流体潤滑剤に流体動圧を誘起するためのラジアル動圧軸受部が構成され、前記界面部分には、前記シャフトと前記スリーブとの間の隙間が前記流体潤滑剤の界面方向に向かって外方に従い半径方向に大きくなるテーパ状のテーパシール部が設けられ、前記ロータハブの裏面と前記スリーブの上面との間にラビリンスシール部が形成されている。
【０００９】
また、前記スリーブの上方にはキャップが設けられ、前記ロータハブの裏面と前記キャップの上面との間にラビリンスシール部が形成されている。
【００１０】
この構成は、フルフィル構造の流体動圧軸受に関するものである。フルフィル構造の動圧軸受においては、テーパシール部が大きくとってあることから、流体潤滑剤の漏出や蒸発により流体潤滑剤が減少しやすい構造になっている。本発明は、流体潤滑剤の界面の直近にラビリンスシールを設けるので、流体潤滑剤の減少を効果的に防止することができる。また、ハブの裏面の形状を変更するだけでラビリンスシールを形成できるため、部品点数を増やさず、製造が容易である。よって、信頼性、耐久性に優れたスピンドルモータを低コストで提供することができる。
【００１１】
そして、本発明のディスク駆動装置は、情報を記録できる円板状記録媒体が装着されるディスク駆動装置において、ハウジングと、該ハウジングの内部に固定され該記録媒体を回転させるスピンドルモータと、前記記録媒体の所要の位置に情報を書き込み又は読み出すための情報アクセス手段とを有するディスク駆動装置であって、前記スピンドルモータは、請求項１又は２に記載したスピンドルモータであることを特徴とする。
【００１２】
本発明のスピンドルモータは、信頼性及び耐久性に優れ、また低コスト化したものとすることが可能であることから、高い回転精度、耐久性、及び低コスト化が要求されるハードディスクを駆動するディスク駆動装置において好適に使用可能であるが、これに限定されず、ハードディスク等の固定式又はＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の着脱式の記録媒体を駆動するディスク駆動装置においても同様に使用可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる流体動圧軸受を用いたスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置の実施形態について図１乃至図４を参照して説明するが、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
【００１４】
図１は本発明の実施例にかかる流体動圧軸受を用いたスピンドルモータの断面図である。図２は本発明の実施例にかかる流体動圧軸受を用いたスピンドルモータの要部拡大断面図である。図１及び図２に図示されるスピンドルモータは、外周部にハードディスク（図４においてディスク板４６として示す）が保持されるロータハブ２の中央部にシャフト４が同軸状に固定され、シャフト４の自由端部（ロータハブ２に取付けられる側とは反対側の端部）には、その外周面から半径方向外方に延伸する円板状のスラストプレート６が設けられている。
【００１５】
ブラケット８は中央部に貫通孔８ａが設けられ、その貫通孔８ａに略円筒状の軸受ハウジング１０が固定されている。軸受ハウジング１０の内周部には潤滑油を含有する多孔質焼結材料製の円筒状のスリーブ１２が配設されると共に、そのスリーブ１２の上側に円環状のキャップ１４が配設されている。軸受ハウジング１０の下端部は、円板状のスラストブッシュ１６によって閉塞されている。
【００１６】
ロータハブ２の内周面には、ロータマグネット１８が接着等の手段によって取付けられ、ブラケット８のボス部８ｂにはこのロータマグネット１８と半径方向に対向してステータ２０が配設される。
【００１７】
シャフト４はスリーブ１２の内周面において潤滑油２２を介して径方向に回転支持され、シャフト４におけるスラストプレート６の上下面はそれぞれスリーブ１２の下端面、スラストブッシュ１６の上面において潤滑油２２を介して軸方向に回転支持されている。
【００１８】
これらスリーブ１２及びキャップ１４の内周面とシャフト４の外周面との間に形成される微小間隙、スリーブ１２の下端面とスラストプレート６の上側面との間の微小間隙、軸受ハウジング１０の円筒部内周面とスラストプレート６の外周面との間の隙間、スラストブッシュ１６の上面とスラストプレート６の下側面との間の隙間は、全て連続しており、これら連続する各隙間内には、潤滑油２２が途切れることなく連続して保持されている。
【００１９】
シャフト４のロータハブ２取付部側近傍の外周面には、キャップ１４の内周面との間に形成される微小間隙の半径方向の隙間寸法が、ロータハブ２側に向かって漸次拡大するよう構成されたテーパシール部４ａが設けられており、このテーパシール部４ａに潤滑油２２の界面が形成され、潤滑油の表面張力を利用して潤滑油２２が外部に漏出することを防止する。
【００２０】
スリーブ１２の内周面には、シャフト４のテーパシール部４ａの軸線方向内方側、及びスラストプレート６の上方に、回転方向に対して相反する方向に傾斜する一対のスパイラル溝を連結して構成される略「く」の字状のヘリングボーングルーブ２４ａ、２６ａによる周状の動圧発生溝列が形成されており、シャフト４の外周面との間に上部ラジアル動圧軸受部２４、及び下部ラジアル動圧軸受部２６が構成されている。
【００２１】
スリーブ１２の下端部には、スパイラルグルーブ２８ａによる動圧発生溝列がスラストプレート６と同心円状に形成されており、スラストプレート６の上側面との間に上部スラスト動圧軸受部２８が構成されている。
【００２２】
また、スラストブッシュ１６の上面には、スパイラルグルーブ３０ａによる動圧発生溝列がスラストプレート６と同心円状に形成されており、スラストプレート６の下側面との間に下部スラスト動圧軸受部３０が構成されている。
【００２３】
軸受ハウジング１０の上端部はキャップ１４の上端部に比べて、モータ外方側に突出しており、軸受ハウジング１０の上端部とキャップ１４の上端部とで段部が形成されている。ロータハブ２は、軸受ハウジング１０の上端部とキャップ１４の上端部と僅かな隙間を介して対向しており、そのシャフト４の周辺部分は、テーパシール部４ａに向かって突出している。そして、ロータハブ２と対向して配設される軸受ハウジング１０及びキャップ１４とで形成される隙間Ａは、ラビリンスシールを形成している。テーパシールにより潤滑油の漏出、ラビリンスシールにより潤滑油の蒸発を防ぐことにより、潤滑油の減少を効果的に防ぐことができる。
【００２４】
ロータハブ２のテーパシール部４ａへの突出部分と、キャップ１４で形成される隙間だけでも、ラビリンスシールの効果を奏するので、軸受ハウジング１０の上端部とキャップ１４の上面が同じ高さであってもよい。
【００２５】
ロータハブ２の裏面と、軸受ハウジング１０の上端部との隙間Ａの大きさは、部品精度、コスト、軸受寿命などの点から、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍが望ましい。
【００２６】
次に示す図３は、本発明の別の実施例にかかる流体動圧軸受を用いたスピンドルモータの要部拡大断面図である。図３において、ロータハブ３２のシャフト４の周辺部分はモータ内方に突出しており、キャップ３４の上端部内周側はロータハブ３２の突出部に僅かな間隙を介して対向するよう、キャップ３４は断面略Ｌ字状の形状となっている。そして、キャップ３４とロータハブ３２との間の僅かな間隙によってラビリンスシールを形成している。
【００２７】
図４に、一般的なディスク駆動装置４０の内部構成を模式図として示す。ハウジング４２の内部は塵・埃等が極度に少ないクリーンな空間を形成しており、その内部に情報を記憶する円板状のディスク板４６が装着されたスピンドルモータ４４が設置されている。加えてハウジング４２の内部には、ディスク板４６に対して情報を読み書きするヘッド移動機構５４が配置され、このヘッド移動機構５４は、ディスク板４６上の情報を読み書きするヘッド５２、このヘッドを支えるアーム５０及びヘッド５２及びアーム５０をディスク板４６上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部４８により構成される。
【００２８】
このようなディスク駆動装置４０のスピンドルモータ４４として図１乃至図３において図示されるスピンドルモータを使用することで、信頼性、耐久性に優れたディスク駆動装置を提供することができる。
【００２９】
以上、本発明に従う流体動圧軸受を用いたスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００３０】
例えば、シャフト４やスリーブ１２といった軸受の構成部材は、アルミニウム系の材料、銅系材料、ステンレス綱といった無垢の金属材あるいは銅粉末や鉄粉末等を焼結した焼結材等から適宜選択して使用可能である。
【００３１】
そして、スリーブ１２を多孔質の焼結材ではなく、無垢の金属材にした場合は、スリーブ内部に空気や潤滑油が入ることはないため、キャップ１４，３４は不要である。よって、ロータハブ２，３２と対向して配設される軸受ハウジング１０及びスリーブ１２とで形成される隙間によってラビリンスシールが形成される。
【００３２】
また、ブラケット８は、ディスク駆動装置のハウジング（図４において、ハウジング４２として示す）にネジ等の手段で固定されるが、ハウジングとブラケットとを一体化することで、このハウジングをブラケット８として用いることも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
フルフィル構造のスピンドルモータの場合、テーパシール部は大きくとってあるため、軸受単品では潤滑油の蒸発しやすい構造となっているが、ラビリンスシールを軸受上方に設けることで、潤滑油の蒸発を防ぐことができる。ラビリンスシールは、ロータハブ、キャップ、軸受ハウジングで構成されるので、部品点数を増やさず、比較的簡単にできるため、低コスト化できる。
【００３４】
更に、テーパシールの上方に、ラビリンスシールを設けることで、テーパシールで潤滑油の漏出、ラビリンスシールで潤滑油の蒸発を防止できるので、潤滑油の減少を効果的に防ぐことができる。
【００３５】
また、軸受単品の状態で、潤滑油の界面をさえぎるものがないため、製造工程において、レーザ等による界面位置の測定が容易となり、軸受内の潤滑油量の管理ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかる流体動圧軸受を用いたスピンドルモータの断面図である。
【図２】本発明の実施例にかかる流体動圧軸受を用いたスピンドルモータの要部拡大断面図である。
【図３】本発明の別の実施例にかかる流体動圧軸受を用いたスピンドルモータの要部拡大断面図である。
【図４】ディスク駆動装置の内部構成を模式的に示す断面図である。
【図５】従来の流体動圧軸受を用いたスピンドルモータの断面図である。
【符号の説明】
２，３２ ロータハブ
４ シャフト
４ａ テーパシール部
１０ 軸受ハウジング
１２ スリーブ
１４，３４ キャップ
２２ 潤滑油
２４，２６ ラジアル動圧軸受部
４０ ディスク駆動装置
４２ ハウジング
４４ スピンドルモータ
４６ ディスク板
【請求項１】スリーブと、該スリーブの内周面と隙間を介して半径方向に対向するシャフトと、固定部に対し回転自在に支持されるロータハブと、前記シャフトと前記スリーブとの間にそれぞれ形成される隙間内に途切れることなく連続して保持され、該スリーブの他方の端部付近にて界面が形成される流体潤滑剤とを具備し、前記スリーブの内周面とシャフトの外周面との間には、前記回転時に前記流体潤滑剤に流体動圧を誘起するためのラジアル動圧軸受部が構成され、
前記界面部分には、前記シャフトと前記スリーブとの間の隙間が前記流体潤滑剤の界面方向に向かって外方に従い半径方向に大きくなるテーパ状のテーパシール部が設けられ、
前記ロータハブの裏面と前記スリーブ上端面との間にラビリンスシール部が形成されていることを特徴とする流体動圧軸受を用いたスピンドルモータ。
【請求項２】スリーブと、該スリーブの内周面と隙間を介して半径方向に対向するシャフトと、固定部に対し回転自在に支持されるロータハブと、前記シャフトと前記スリーブとの間にそれぞれ形成される隙間内に途切れることなく連続して保持され、該スリーブの他方の端部付近にて界面が形成される流体潤滑剤とを具備し、前記スリーブの内周面とシャフトの外周面との間には、前記回転時に前記流体潤滑剤に流体動圧を誘起するためのラジアル動圧軸受部が構成され、
前記界面部分には、前記シャフトと前記スリーブとの間の隙間が前記流体潤滑剤の界面方向に向かって外方に従い半径方向に大きくなるテーパ状のテーパシール部が設けられ、
前記スリーブの上端面上方にはキャップが設けられ、前記ロータハブの裏面と前記キャップの上面との間にラビリンスシール部が形成されていることを特徴とする流体動圧軸受を用いたスピンドルモータ。
【請求項３】情報を記録できる円板状記録媒体が装着されるディスク駆動装置において、ハウジングと、該ハウジングの内部に固定され前記記録媒体を回転させるスピンドルモータと、前記記録媒体の所要の位置に情報を書き込み又は読み出すための情報アクセス手段とを有するディスク駆動装置であって、
前記スピンドルモータは、請求項１又は２に記載したスピンドルモータであることを特徴とするディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体動圧軸受を用いたスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ハードディスク等の記録媒体を駆動するディスク駆動装置において使用されるスピンドルモータの軸受として、シャフトとスリーブとを相対回転自在に支持するために、両者の間に介在させた潤滑油等の流体潤滑剤の流体圧力を利用する流体動圧軸受が種々提案されている。
【０００３】
このような従来の流体動圧軸受を使用するスピンドルモータは、図５に示すとおり、ロータハブ６２に固定されたシャフト６４の外周面と、このシャフト６４が回転自在に挿通されるスリーブ７２の内周面との間に、一対のラジアル軸受部８４，８６が構成され、またシャフト６４の一方の端部外周面から半径方向外方に突出するディスク状スラストプレート６６の上面とスリーブ７２下端面及びスラストプレート６６の下面と軸受ハウジング７０の一方の開口を閉塞するスラストブッシュ７６との間に、一対のスラスト軸受部８８，９０が構成されている。
【０００４】
シャフト６４及びスラストプレート６６とキャップ７４、スリーブ７２、軸受ハウジング７０及びスラストブッシュ７６との間には、一連の微小間隙が形成され、これら微小間隙中には、流体潤滑剤として潤滑油８２が途切れることなく、連続して保持されており（このような潤滑油保持構造を、以下「フルフィル構造」と記す）、ラジアル軸受部８４，８６及びスラスト軸受部８８，９０には、ロータハブ６２の回転時に潤滑油８２中に動圧を誘起するためのヘリングボーングルーブ８４ａ，８６ａ並びにスパイラルグルーブ８８ａ，９０ａがそれぞれ形成されている。
【０００５】
シャフト６４とキャップ７４との間の隙間は、潤滑油８２の界面方向に向かって外方に従い半径方向に大きくなり、表面張力を利用して潤滑油の漏出を防ぐテーパ状のテーパシール部６４ａが設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
フルフィル構造のスピンドルモータの場合、潤滑油の界面位置が一カ所に限られているため、熱変化による潤滑油の体積変化に対して一つの潤滑油の界面で吸収することになる。そのため、テーパシール部は大きくとってあり、また、軸受組立後に潤滑油の量を測定できるように、潤滑油の界面上方には界面確認を妨げるものは設けられていない。よって、軸受単品では潤滑油の漏出や蒸発など、潤滑油が減少しやすい構造となり、軸受寿命を妨げる原因となっている。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、流体潤滑剤の減少による潤滑不良を有効に防ぎつつ、部品点数を増やすことなく、製造容易で耐久性が良好な流体動圧軸受を用いたスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の流体動圧軸受を用いたスピンドルモータは、スリーブと、該スリーブの内周面と隙間を介して半径方向に対向するシャフトと、固定部に対し回転自在に支持されるロータハブと、前記シャフトと前記スリーブとの間にそれぞれ形成される隙間内に途切れることなく連続して保持され、該スリーブの他方の端部付近にて界面が形成される流体潤滑剤とを具備し、前記スリーブの内周面とシャフトの外周面との間には、前記回転時に前記流体潤滑剤に流体動圧を誘起するためのラジアル動圧軸受部が構成され、前記界面部分には、前記シャフトと前記スリーブとの間の隙間が前記流体潤滑剤の界面方向に向かって外方に従い半径方向に大きくなるテーパ状のテーパシール部が設けられ、前記ロータハブの裏面と前記スリーブの上面との間にラビリンスシール部が形成されている。
【０００９】
また、前記スリーブの上方にはキャップが設けられ、前記ロータハブの裏面と前記キャップの上面との間にラビリンスシール部が形成されている。
【００１０】
この構成は、フルフィル構造の流体動圧軸受に関するものである。フルフィル構造の動圧軸受においては、テーパシール部が大きくとってあることから、流体潤滑剤の漏出や蒸発により流体潤滑剤が減少しやすい構造になっている。本発明は、流体潤滑剤の界面の直近にラビリンスシールを設けるので、流体潤滑剤の減少を効果的に防止することができる。また、ハブの裏面の形状を変更するだけでラビリンスシールを形成できるため、部品点数を増やさず、製造が容易である。よって、信頼性、耐久性に優れたスピンドルモータを低コストで提供することができる。
【００１１】
そして、本発明のディスク駆動装置は、情報を記録できる円板状記録媒体が装着されるディスク駆動装置において、ハウジングと、該ハウジングの内部に固定され該記録媒体を回転させるスピンドルモータと、前記記録媒体の所要の位置に情報を書き込み又は読み出すための情報アクセス手段とを有するディスク駆動装置であって、前記スピンドルモータは、請求項１又は２に記載したスピンドルモータであることを特徴とする。
【００１２】
本発明のスピンドルモータは、信頼性及び耐久性に優れ、また低コスト化したものとすることが可能であることから、高い回転精度、耐久性、及び低コスト化が要求されるハードディスクを駆動するディスク駆動装置において好適に使用可能であるが、これに限定されず、ハードディスク等の固定式又はＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の着脱式の記録媒体を駆動するディスク駆動装置においても同様に使用可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる流体動圧軸受を用いたスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置の実施形態について図１乃至図４を参照して説明するが、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
【００１４】
図１は本発明の実施例にかかる流体動圧軸受を用いたスピンドルモータの断面図である。図２は本発明の実施例にかかる流体動圧軸受を用いたスピンドルモータの要部拡大断面図である。図１及び図２に図示されるスピンドルモータは、外周部にハードディスク（図４においてディスク板４６として示す）が保持されるロータハブ２の中央部にシャフト４が同軸状に固定され、シャフト４の自由端部（ロータハブ２に取付けられる側とは反対側の端部）には、その外周面から半径方向外方に延伸する円板状のスラストプレート６が設けられている。
【００１５】
ブラケット８は中央部に貫通孔８ａが設けられ、その貫通孔８ａに略円筒状の軸受ハウジング１０が固定されている。軸受ハウジング１０の内周部には潤滑油を含有する多孔質焼結材料製の円筒状のスリーブ１２が配設されると共に、そのスリーブ１２の上側に円環状のキャップ１４が配設されている。軸受ハウジング１０の下端部は、円板状のスラストブッシュ１６によって閉塞されている。
【００１６】
ロータハブ２の内周面には、ロータマグネット１８が接着等の手段によって取付けられ、ブラケット８のボス部８ｂにはこのロータマグネット１８と半径方向に対向してステータ２０が配設される。
【００１７】
シャフト４はスリーブ１２の内周面において潤滑油２２を介して径方向に回転支持され、シャフト４におけるスラストプレート６の上下面はそれぞれスリーブ１２の下端面、スラストブッシュ１６の上面において潤滑油２２を介して軸方向に回転支持されている。
【００１８】
これらスリーブ１２及びキャップ１４の内周面とシャフト４の外周面との間に形成される微小間隙、スリーブ１２の下端面とスラストプレート６の上側面との間の微小間隙、軸受ハウジング１０の円筒部内周面とスラストプレート６の外周面との間の隙間、スラストブッシュ１６の上面とスラストプレート６の下側面との間の隙間は、全て連続しており、これら連続する各隙間内には、潤滑油２２が途切れることなく連続して保持されている。
【００１９】
シャフト４のロータハブ２取付部側近傍の外周面には、キャップ１４の内周面との間に形成される微小間隙の半径方向の隙間寸法が、ロータハブ２側に向かって漸次拡大するよう構成されたテーパシール部４ａが設けられており、このテーパシール部４ａに潤滑油２２の界面が形成され、潤滑油の表面張力を利用して潤滑油２２が外部に漏出することを防止する。
【００２０】
スリーブ１２の内周面には、シャフト４のテーパシール部４ａの軸線方向内方側、及びスラストプレート６の上方に、回転方向に対して相反する方向に傾斜する一対のスパイラル溝を連結して構成される略「く」の字状のヘリングボーングルーブ２４ａ、２６ａによる周状の動圧発生溝列が形成されており、シャフト４の外周面との間に上部ラジアル動圧軸受部２４、及び下部ラジアル動圧軸受部２６が構成されている。
【００２１】
スリーブ１２の下端部には、スパイラルグルーブ２８ａによる動圧発生溝列がスラストプレート６と同心円状に形成されており、スラストプレート６の上側面との間に上部スラスト動圧軸受部２８が構成されている。
【００２２】
また、スラストブッシュ１６の上面には、スパイラルグルーブ３０ａによる動圧発生溝列がスラストプレート６と同心円状に形成されており、スラストプレート６の下側面との間に下部スラスト動圧軸受部３０が構成されている。
【００２３】
軸受ハウジング１０の上端部はキャップ１４の上端部に比べて、モータ外方側に突出しており、軸受ハウジング１０の上端部とキャップ１４の上端部とで段部が形成されている。ロータハブ２は、軸受ハウジング１０の上端部とキャップ１４の上端部と僅かな隙間を介して対向しており、そのシャフト４の周辺部分は、テーパシール部４ａに向かって突出している。そして、ロータハブ２と対向して配設される軸受ハウジング１０及びキャップ１４とで形成される隙間Ａは、ラビリンスシールを形成している。テーパシールにより潤滑油の漏出、ラビリンスシールにより潤滑油の蒸発を防ぐことにより、潤滑油の減少を効果的に防ぐことができる。
【００２４】
ロータハブ２のテーパシール部４ａへの突出部分と、キャップ１４で形成される隙間だけでも、ラビリンスシールの効果を奏するので、軸受ハウジング１０の上端部とキャップ１４の上面が同じ高さであってもよい。
【００２５】
ロータハブ２の裏面と、軸受ハウジング１０の上端部との隙間Ａの大きさは、部品精度、コスト、軸受寿命などの点から、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍが望ましい。
【００２６】
次に示す図３は、本発明の別の実施例にかかる流体動圧軸受を用いたスピンドルモータの要部拡大断面図である。図３において、ロータハブ３２のシャフト４の周辺部分はモータ内方に突出しており、キャップ３４の上端部内周側はロータハブ３２の突出部に僅かな間隙を介して対向するよう、キャップ３４は断面略Ｌ字状の形状となっている。そして、キャップ３４とロータハブ３２との間の僅かな間隙によってラビリンスシールを形成している。
【００２７】
図４に、一般的なディスク駆動装置４０の内部構成を模式図として示す。ハウジング４２の内部は塵・埃等が極度に少ないクリーンな空間を形成しており、その内部に情報を記憶する円板状のディスク板４６が装着されたスピンドルモータ４４が設置されている。加えてハウジング４２の内部には、ディスク板４６に対して情報を読み書きするヘッド移動機構５４が配置され、このヘッド移動機構５４は、ディスク板４６上の情報を読み書きするヘッド５２、このヘッドを支えるアーム５０及びヘッド５２及びアーム５０をディスク板４６上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部４８により構成される。
【００２８】
このようなディスク駆動装置４０のスピンドルモータ４４として図１乃至図３において図示されるスピンドルモータを使用することで、信頼性、耐久性に優れたディスク駆動装置を提供することができる。
【００２９】
以上、本発明に従う流体動圧軸受を用いたスピンドルモータ及びこのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００３０】
例えば、シャフト４やスリーブ１２といった軸受の構成部材は、アルミニウム系の材料、銅系材料、ステンレス綱といった無垢の金属材あるいは銅粉末や鉄粉末等を焼結した焼結材等から適宜選択して使用可能である。
【００３１】
そして、スリーブ１２を多孔質の焼結材ではなく、無垢の金属材にした場合は、スリーブ内部に空気や潤滑油が入ることはないため、キャップ１４，３４は不要である。よって、ロータハブ２，３２と対向して配設される軸受ハウジング１０及びスリーブ１２とで形成される隙間によってラビリンスシールが形成される。
【００３２】
また、ブラケット８は、ディスク駆動装置のハウジング（図４において、ハウジング４２として示す）にネジ等の手段で固定されるが、ハウジングとブラケットとを一体化することで、このハウジングをブラケット８として用いることも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
フルフィル構造のスピンドルモータの場合、テーパシール部は大きくとってあるため、軸受単品では潤滑油の蒸発しやすい構造となっているが、ラビリンスシールを軸受上方に設けることで、潤滑油の蒸発を防ぐことができる。ラビリンスシールは、ロータハブ、キャップ、軸受ハウジングで構成されるので、部品点数を増やさず、比較的簡単にできるため、低コスト化できる。
【００３４】
更に、テーパシールの上方に、ラビリンスシールを設けることで、テーパシールで潤滑油の漏出、ラビリンスシールで潤滑油の蒸発を防止できるので、潤滑油の減少を効果的に防ぐことができる。
【００３５】
また、軸受単品の状態で、潤滑油の界面をさえぎるものがないため、製造工程において、レーザ等による界面位置の測定が容易となり、軸受内の潤滑油量の管理ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかる流体動圧軸受を用いたスピンドルモータの断面図である。
【図２】本発明の実施例にかかる流体動圧軸受を用いたスピンドルモータの要部拡大断面図である。
【図３】本発明の別の実施例にかかる流体動圧軸受を用いたスピンドルモータの要部拡大断面図である。
【図４】ディスク駆動装置の内部構成を模式的に示す断面図である。
【図５】従来の流体動圧軸受を用いたスピンドルモータの断面図である。
【符号の説明】
２，３２ ロータハブ
４ シャフト
４ａ テーパシール部
１０ 軸受ハウジング
１２ スリーブ
１４，３４ キャップ
２２ 潤滑油
２４，２６ ラジアル動圧軸受部
４０ ディスク駆動装置
４２ ハウジング
４４ スピンドルモータ
４６ ディスク板
Claims (3)
- スリーブと、該スリーブの内周面と隙間を介して半径方向に対向するシャフトと、固定部に対し回転自在に支持されるロータハブと、前記シャフトと前記スリーブとの間にそれぞれ形成される隙間内に途切れることなく連続して保持され、該スリーブの他方の端部付近にて界面が形成される流体潤滑剤とを具備し、前記スリーブの内周面とシャフトの外周面との間には、前記回転時に前記流体潤滑剤に流体動圧を誘起するためのラジアル動圧軸受部が構成され、
前記界面部分には、前記シャフトと前記スリーブとの間の隙間が前記流体潤滑剤の界面方向に向かって外方に従い半径方向に大きくなるテーパ状のテーパシール部が設けられ、
前記ロータハブの裏面と前記スリーブ上端面との間にラビリンスシール部が形成されていることを特徴とする流体動圧軸受を用いたスピンドルモータ。 - スリーブと、該スリーブの内周面と隙間を介して半径方向に対向するシャフトと、固定部に対し回転自在に支持されるロータハブと、前記シャフトと前記スリーブとの間にそれぞれ形成される隙間内に途切れることなく連続して保持され、該スリーブの他方の端部付近にて界面が形成される流体潤滑剤とを具備し、前記スリーブの内周面とシャフトの外周面との間には、前記回転時に前記流体潤滑剤に流体動圧を誘起するためのラジアル動圧軸受部が構成され、
前記界面部分には、前記シャフトと前記スリーブとの間の隙間が前記流体潤滑剤の界面方向に向かって外方に従い半径方向に大きくなるテーパ状のテーパシール部が設けられ、
前記スリーブの上端面上方にはキャップが設けられ、前記ロータハブの裏面と前記キャップの上面との間にラビリンスシール部が形成されていることを特徴とする流体動圧軸受を用いたスピンドルモータ。 - 情報を記録できる円板状記録媒体が装着されるディスク駆動装置において、ハウジングと、該ハウジングの内部に固定され前記記録媒体を回転させるスピンドルモータと、前記記録媒体の所要の位置に情報を書き込み又は読み出すための情報アクセス手段とを有するディスク駆動装置であって、
前記スピンドルモータは、請求項１又は２に記載したスピンドルモータであることを特徴とするディスク駆動装置。
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