JP2004144149A - Dynamic pressure bearing device, spindle motor using this device, and disk driving device equipped with this spindle motor - Google Patents

Dynamic pressure bearing device, spindle motor using this device, and disk driving device equipped with this spindle motor Download PDF

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JP2004144149A JP2002307588A JP2002307588A JP2004144149A JP 2004144149 A JP2004144149 A JP 2004144149A JP 2002307588 A JP2002307588 A JP 2002307588A JP 2002307588 A JP2002307588 A JP 2002307588A JP 2004144149 A JP2004144149 A JP 2004144149A
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dynamic pressure
pressure bearing
thrust
shaft
spindle motor
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Satoru Sodeoka
袖岡 覚
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Nidec Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dynamic pressure bearing device with high reliability and a long life span by reducing a diameter of a thrust bearing portion without deteriorating rigidity of a bearing support portion. <P>SOLUTION: In the dynamic pressure bearing device equipped with upper and lower radial dynamic pressure bearing portions 30, 32 that use air as working fluid and upper and lower thrust dynamic pressure bearing portions 34, 36 that use lubricating liquid as working fluid, since the thrust dynamic pressure bearing portion is provided with a taper seal 16 in the axial direction, the diameter of the thrust bearing portion can be reduced without reducing the diameter of a shaft 2. In addition, since oil 14 is circulated due to an oil circulating hole 38 arranged on a thrust plate 10, air bubble entering into the thrust dynamic pressure bearing portion can be discharged to outside. Due to an air communicating hole 18 arranged on the shaft 2, atmospheric pressure above and below the thrust dynamic pressure bearing portion can be uniformed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動圧軸受装置及びこれを用いたスピンドルモータ並びにこのスピンドルモータを備えたディスク駆動装置に関し、より詳細には動圧軸受の作動流体として液体と空気とを併用するいわゆるハイブリッド型の動圧軸受装置及びこれを用いたスピンドルモータ並びにこのスピンドルモータを備えたディスク駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ハードディスク等の記録ディスク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では、回転速度の高速化から動圧軸受が軸受手段として採用されるようになってきている。
【0003】
このような動圧軸受としては、作動流体として液体を用いる液体動圧軸受と、作動流体として空気を用いる空気動圧軸受とに大きく分けられる。前者の軸受では小型化に対応可能となり、また静寂性と優れた振れ精度が得られる利点がある一方、高速回転時に潤滑液体が軸受外部に漏れるおそれがあり、また温度変化によって潤滑液体に体積変化が生じ、高温時には潤滑液体の漏れが促進されるだけでなく、潤滑液体の粘度の変化により軸受剛性、特にラジアル剛性が変化しやすい欠点がある。
【0004】
他方、作動流体として空気を用いた後者の軸受では、潤滑液体の漏れの心配がなく、またシール機構も不要で、構造が簡単になるだけでなく、広い温度範囲で剛性変化が少ないといった利点がある一方、固定側部材と回転側部材とを空気を介在させて支持しているため、回転側部材に蓄積される静電荷を固定側部材に逃がすことができず各種の静電気障害が生じることがあった。また、空気動圧軸受を用いたスピンドルモータでは、作動流体が密度の低い空気であるためにダンピング定数を大きくすることが困難で、振動が発生した場合にこの振動が持続しやすく、安定性に懸念が存在する。特にディスク駆動装置に適用した場合に、このような問題が顕著になる。この結果、特に、起動・停止時でのスラスト軸受部での摺動障害が起こりやすいし、軸受面の摩耗による軸受性能の低下を招きやすい。
【0005】
そこで、スラスト軸受部では、潤滑流体に液体を用い、ラジアル軸受部では潤滑流体に気体を用いる、いわゆる複合型の動圧軸受が開発されている。この複合型の動圧軸受では、各軸受に各潤滑流体を組み合わせることで、単一種類の潤滑流体を用いた従来の動圧軸受の問題点を解消し、その結果最適な性能を実現している。(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
【特許文献】
米国特許第6,071,014号明細書
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
スラスト動圧軸受を使用したモータにおいて、モータが高速回転する場合、スラスト軸受部が小径であっても十分な浮上量が得られる。電流値の低減のためにはスラスト軸受部を小径化することが望ましいが、シャフトのスラストプレート締結部を小径化すると、軸受支持部の剛性の低下、NRRO(非繰り返し性振れ成分)・加振応答の増大等の問題が生じる。よってスラスト軸受部は小径化できず、大きなトルクを発生し、電流低減の障害となっていた。
【0008】
また、液体を作動流体とする場合は、高速回転によって液体に対してより大きな遠心力が作用することとなる。このため、高速回転時に潤滑液体が軸受外部へと流出し、軸受部での潤滑液体の保持量が低下する懸念がある。軸受部での潤滑液体の保持量が不十分になると、動圧軸受では軸受剛性が低下して回転の支持が不安定となるばかりでなく、回転側部材と静止側部材との接触摺動が発生し、焼き付きが生じる。
【0009】
更に、軸受外部に流出した潤滑液体によって本来清浄な環境下に保たれているディスク駆動装置内が汚染され、それに起因するコンタミやパーティクルで、データの読み書き不良等ディスク駆動装置の信頼性を低下させる問題が発生する。
【0010】
本発明は、シャフトのスラストプレート締結部を小径化することなく、スラスト軸受部を小径化することで軸受支持部の剛性を損なわずに電流値を低減し、信頼性が高く、長寿命の動圧軸受装置及びこれを用いたスピンドルモータ並びにこのスピンドルモータを備えたディスク駆動装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の動圧軸受装置は、シャフトと、該シャフト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と、微小間隙を有して前記シャフト及び前記スラストプレートを取り囲む囲繞部材と、前記シャフト及び前記スラストプレートと前記囲繞部材とを相対的に回転自在に支持する動圧軸受とを備えてなる動圧軸受装置において、前記動圧軸受は空気を作動流体とするラジアル動圧軸受部と、潤滑液体を作動流体とするスラスト動圧軸受部とからなり、前記シャフト及び前記スラストプレートと、前記囲繞部材との微小間隙に充填された潤滑液体の界面部分において、前記スラストプレートの軸方向両側には、前記シャフトと前記囲繞部材との微小間隙が前記スラストプレートより軸方向に離れるに従って拡開するテーパシールが設けられ、該テーパシールにおける前記シャフト及び前記囲繞部材は、前記スラストプレートより軸方向に離れるに従って、半径方向内方に傾く傾斜を有し、前記シャフト及び前記囲繞部材のそれぞれの傾斜角度が相違する。テーパシールが軸方向に設けられているので、シャフトのスラストプレート締結部を小径化することなく、スラスト動圧軸受部を小径化することができ、軸受支持部の剛性を損なわずに低電流化することができる。また、テーパシールの傾きは遠心力によりシールが強化されるような傾きであるので、高速回転時での遠心力による潤滑液体の流出が防止される。
【0012】
請求項2に記載の動圧軸受装置は、前記シャフトには、軸線方向の縦孔と、前記スラスト動圧軸受部における潤滑液体の界面より軸方向外方の位置から前記縦孔に連通するように半径方向に設けられた横孔とで構成された空気連通孔を有し、該空気連通孔によって前記スラスト動圧軸受部の軸方向両側の気圧を均一にする。よって、ラジアル動圧軸受部のポンピング作用で、シャフト上端周辺の間隙から流入した空気によって上部スラスト軸受部の上方の気圧が高まり、オイルが下方に移動することによって生じる潤滑液体の漏れを防止することができる。
【0013】
請求項3に記載の動圧軸受装置は、前記スラストプレートには、前記シャフトの外周面に連続する軸線方向の貫通孔と、該貫通孔から前記スラストプレートの内部を通って、その外周面に開口する横孔とで潤滑液体循環孔が形成され、前記潤滑液体は、前記潤滑液体循環孔を半径方向外方から内方に向かって移動し、前記スラストプレートと前記囲繞部材との間隙を半径方向内方から外方に向かって移動するので、スラスト動圧軸受部に入り込んだ気泡を外部に排出することができ、潤滑液体中に気泡が混入することによる潤滑液体の漏洩や軸受の焼き付きを防止できる。
【0014】
請求項4に記載のスピンドルモータは、ステータを保持するブラケットと、該ブラケットに対して相対回転するロータハブと、該ロータハブに固着され、前記ステータと協同して回転磁界を発生するロータマグネットと、前記ロータハブの回転を支持する動圧軸受装置とを備えたスピンドルモータにおいて、前記動圧軸受装置は、請求項1乃至3のいずれかに記載した動圧軸受装置であって、前記シャフトが前記ブラケット又は前記ロータハブに連結され、前記囲繞部材が、前記ロータハブ又は前記ブラケットに連結されているので、より高い回転性の安定を得ることができる。
【0015】
請求項5に記載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、前記記録媒体を回転させるスピンドルモータと、該スピンドルモータ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4に記載したスピンドルモータであり、前記ロータハブに前記記録媒体が装着されているので、高い信頼性及び耐久性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。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る動圧軸受装置及びこれを用いたスピンドルモータ並びにこのスピンドルモータを備えたディスク駆動装置の実施形態について図1乃至図3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。尚、本実施形態の説明では便宜上各図面の上下方向を「上下方向」とするが、スピンドルモータの実際の取付状態における方向を限定するものではない。
【0017】
図1及び図2において、シャフト2は、軸線方向に延び、両端部を除く軸線長さの2/3の領域に大径部2a、残りの1/3の領域に中径部2bを有する略円柱状の部材であり、下端部をブラケット26の中心孔26aに嵌着することにより、ブラケット26上にシャフト2が直立した状態で設けられる。シャフト2の中径部2bにはその外周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10が取り付けられている。ブラケット26はディスク駆動装置のベースAにねじ止め等により固定され、また、シャフト2の上端にディスク駆動装置のカバー部材Bがねじ止めされている。
【0018】
シャフト2に対し相対的に回転するロータとしての囲繞部材は、シャフト2の大径部2aにわずかな隙間を介して対向する円筒状のスリーブ6と、大径部2aの下面に対向すると共に、スラストプレート10の上面及び外周面にわずかな隙間を介して対向する環状のスラストブッシュ8と、スラストブッシュ8に取り付けられ、スラストプレート10の下面にわずかな隙間を介して対向するスラストカバー12と、スリーブ6及びスラストブッシュ8を内周に保持し、かつ、大径部2aの上面を覆う天壁部を有する逆カップ状のロータハブ4とからなる。
【0019】
ロータハブ4の外周面に設けられた鍔部4aの上には、複数のディスク20が各ディスク20間にそれぞれスペーサ22を介して載置され、図外のクランプ部材にて固定されている。鍔部4aの下方には、ロータハブ4の外周面に円環状のロータマグネット24が取り付けられ、ブラケット26の外周壁内周に取り付けられたステータ28と、半径方向にわずかな間隙を介して対向している。そして、ステータ28のコイルに通電してコイルを励磁すると、ステータ28とロータマグネット24との電磁相互作用によりロータマグネット24側に回転力が発生し、ロータハブ4を含む囲繞部材がシャフト2に対して所定方向に回転する。
【0020】
シャフト2の大径部2aの表面には、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」の字状ヘリングボーン溝30a、32aによる周状の動圧発生溝列が形成されており、スリーブ6との間に空気を作動流体とする上部ラジアル動圧軸受部30及び下部ラジアル動圧軸受部32が構成されている。
【0021】
スリーブ6の上端面とロータハブ4の天壁部とで形成された微小間隙、及びスリーブ6の下端面とスラストブッシュ8とで形成された微小間隙は、外周側が閉塞され、いずれも上部及び下部ラジアル動圧軸受部30、32にて発生し遠心力により移動してきた摩耗粉を収容し、摩耗粉がモータ外部空間へ流出するのを防止している。
【0022】
スラストプレート10と、スラストブッシュ8及びスラストカバー12とが対向する微小間隙には、作動流体としてのオイル14が充填され、スラストブッシュ8のスラストプレート10上面に対向する面にはヘリングボーン溝34aによる動圧発生溝列が同心状に形成され、上部スラスト動圧軸受部34が構成され、スラストカバー12のスラストプレート10下面に対向する面には、ヘリングボーン溝36aによる動圧発生溝列が同心状に形成され、下部スラスト動圧軸受部36が構成されている。
【0023】
スラストプレート10の上下におけるシャフト2の中径部2bの外周面とスラストブッシュ8及びスラストカバー12とがそれぞれ対向する部分には、スラストプレート10より上下に向かうに従って拡開するテーパシール16が設けられ、微小間隙に充填されたオイル14の界面が両テーパシール16にそれぞれ位置しており、表面張力を利用してオイル14の漏出を防止している。
【0024】
この両テーパシール16は、スラストプレート10の上下におけるシャフト2の中径部2bの外周面とスラストブッシュ8及びスラストカバー12とがそれぞれ対向する部分がスラストプレート10より軸方向に離れるに従って半径方向内方に傾斜している。そして、シャフト2の中径部2bの外周面とスラストブッシュ8及びスラストカバー12とがそれぞれ対向する部分の傾斜角度は相違し、シャフト2の中径部2bの外周面の軸線に対する傾斜角度の方が、スラストブッシュ8及びスラストカバー12の傾斜角度より大きく設定されている。このようにテーパシール16が半径方向内方に傾斜していると、ロータの回転時にテーパシール16におけるオイル14に作用する遠心力はオイル14をスラストプレート10側に押し込む力となり、オイル14の界面からの飛散を可及的に防ぐことが可能となる。
【0025】
ここで、半径方向にテーパシールを設ける場合、構造上、オイルを注入した後に、スラストブッシュにスラストカバーを接着固定することとなるが、オイルを注入した後に、スラストブッシュにスラストカバーを接着固定すると、接着剤塗布位置にオイルが付着し、接着力が弱まり、そこからオイルが漏れるおそれがあった。しかし、本発明は、軸方向に両テーパシール16が設けられているため、スラストブッシュ8にスラストカバー12を接着固定し、上部及び下部スラスト動圧軸受部34、36を組み立てた後で、スラストカバー12とシャフト2との微小間隙からオイル14を注入することができる。よって、接着不良によるオイル漏れの問題は生じない。
【0026】
スラストプレート10には、スラストプレート10を軸方向に貫通する貫通孔38aと、その貫通孔38aからスラストプレート10の内部を半径方向外方に向かって通り、スラストプレート10の外周面に開口する横孔38bとでオイル循環孔38が形成されている。スラストプレート10には少なくとも1ヶ所のオイル循環孔38が設けられている。図に示す具体例では、スラストプレート10の内周面に軸方向の切欠溝を形成し、中径部12bの外周面とで貫通孔38aを形成している。
【0027】
シャフト2に対して囲繞部材が回転すると、上部及び下部スラスト動圧軸受部34、36においては、それぞれオイル14の圧力が高まって浮上力を発生しスラスト支持するが、オイル14には遠心力が作用することから、オイル14の一部は、スラストプレート10上面とスラストブッシュ8との微小間隙及びスラストプレート10下面とスラストカバー12との微小間隙をそれぞれ半径方向外方に移動し、これに伴ってスラストプレートの横孔38bの開口部から横孔38b内を半径方向外方から内方に向かって移動し、さらに貫通孔38aを軸方向外方に移動し、オイル14の循環が行われる。
【0028】
オイル14の注入時や、モータの回転中の振動や傾きによって空気を巻き込むことで、オイル14中に気泡が発生することがある。このような場合、ロータハブ4の回転にともなって、スラストプレート10の周辺に帯状の空気層が形成され、この帯状の空気層とヘリングボーン溝34a、36aとが接触することで振動が発生し、NRROが悪化したり、あるいは温度上昇によって空気が熱膨張し、オイル14を上部及び下部スラスト動圧軸受部34、36外部に押し出し飛散するといった問題を生じる。しかし、上述したように、スラストプレート10周辺で発生した気泡はこのオイル循環孔38を通じて、オイル14と共に移動し、オイル界面から上部及び下部スラスト動圧軸受部34、36の外部に排出されるため、上記した問題を解消できることになる。
【0029】
シャフト2には、下端部から軸線方向に、少なくとも中径部2b内を貫通する縦孔18aと、テーパシール16のオイル界面より離れた位置から縦孔18aに連通するように半径方向内方に向かって設けられた横孔18bとによって構成された空気連通孔18が設けられている。シャフト2の中径部2bの外周面における横孔18bの開口部は、上部オイル界面より上方、スラストブッシュ8とシャフト大径部2aの下面との微小間隙に対向する位置に少なくとも1ヶ所、下部オイル界面より下方、スラストカバー12とブラケット26との隙間に対向する位置に少なくとも1ヶ所設けられている。なお、縦孔18aは、シャフト2の加工及び洗浄完了後、下端開口部を例えばゴム等の弾性部材からなる封止部材18cによって封止される。
【0030】
下部ラジアル動圧軸受部32の下方端は、シャフト2に形成された空気連通孔18に連通し、モータ外部空間に通じ、上部ラジアル動圧軸受部30の上方端はロータハブ4の天壁部を介してモータ外部空間に通じている。これにより、上部及び下部ラジアル動圧軸受部30、32の気体は、上部及び下部スラスト動圧軸受部34、36のオイル14と混合することなくモータ外部空間に通じる構成となり、上部及び下部ラジアル動圧軸受部30、32に部分的な負圧領域が形成されないようになる。なお、気体を潤滑流体とする動圧軸受は、微小間隙中に大気圧より小さくなる負圧領域を含む圧力分布が形成されると、それが、軸受特性を悪化させる原因となる場合があるので、負圧領域ができるだけ形成されないことが望ましい。そのため、本発明では大気圧とほぼ同等であるモータ外部空間に上部及び下部ラジアル動圧軸受部30、32を連通させている。
【0031】
上部及び下部ラジアル動圧軸受部30、32のヘリングボーン溝30a、32aは、加工上の交差だけであっても対称性がくずれて非対称となり、負圧領域発生の原因となる場合があるが、空気連通孔18によりその負圧を解消することができる。
【0032】
また、シャフト2に設けられた空気連通孔18によって上部及び下部スラスト動圧軸受部34、36の上方と下方の気圧を均一にすることができる。よって、特に上部ラジアル動圧軸受部30のポンピング作用で、シャフト2上端周辺の間隙から流入した空気によって上部スラスト軸受部34の上方が高圧になり、オイル14が下方に移動して、オイル漏れを引き起こすという問題を防止することができる。
【0033】
図3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。ベースA及びカバー部材Bを含むハウジング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、その内部にはスピンドルモータ44が設置されている。スピンドルモータ44のロータハブには情報を記憶する円板状のディスク20が装着されている。それに加えてハウジング42の内部にはディスク20に対して情報を読み書きするヘッド移動機構46が配置され、このヘッド移動機構46は、ディスク20上の情報を読み書きするヘッド48、このヘッド48を支えるアーム50及びヘッド48及びアーム50をディスク20上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部52により構成される。
【0034】
このようなディスク駆動装置のスピンドルモータとして図1及び図2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。
【0035】
以上、本発明に従う動圧軸受装置及びこれを用いたスピンドルモータ並びにこのスピンドルモータを備え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。
【0036】
例えば、ブラケット26は、ディスク駆動装置のハウジング(図3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42とブラケット26を一体化することで、このハウジング42をブラケット26として用いることも可能である。
【0037】
また、ラジアル動圧軸受部においては、シャフト2の大径部2aに設けられているヘリングボーン溝30a,32aをスリーブ6の内周面に設けたり、シャフト2の大径部2aとスリーブ6の内周面の両方に設けることも可能である。スラスト動圧軸受部においては、スラストブッシュ8及びスラストカバー12に設けられているヘリングボーン溝34a、36aをスラストプレート10の上面及び下面に設けたり、スラストプレート10の上面及び下面とそれに対向するスラストブッシュ8及びスラストカバー12の両方に設けることも可能である。
【0038】
本発明にかかるスピンドルモータは、ハードディスク記録装置以外にも、他の記録ディスク駆動装置、レーザービームプリンタのポリゴンミラー駆動装置、及びプロジェクタに使用されるカラーホイール駆動装置などにも採用され得る。
【0039】
【発明の効果】
請求項1に記載の動圧軸受装置では、上部及び下部スラスト動圧軸受部において、軸方向にテーパシールを設けているので、半径方向にテーパシールを設けた場合と比較し、上部及び下部スラスト動圧軸受部を小径化することができる。シャフトのスラストプレート締結部を小径化することなく、スラスト動圧軸受部の径を小径化することができるので、軸受支持部の剛性を低下させずに、トルクを低減することができ、低電流化が望める。また、テーパシールの傾きは遠心力によりシールが強化されるような傾きであるので、高速回転時での遠心力による潤滑液体の流出が防止される。
【0040】
また、半径方向にテーパシールを設けるスラスト動圧軸受の場合、その構造上、オイル注入後にスラストブッシュにスラストカバーを接着しなければならないため、接着剤塗布位置にオイルが付着する危険性が高く、接着剤不良によるオイル漏れを生じる。しかし、本発明は、軸方向にオイル漏れ防止のためのテーパシールを設けているので、スラスト動圧軸受組立後にシャフトとスラストカバーとの隙間からオイルを注入できるので、接着面にオイルが付着することがなく、接着不良によるオイル漏れを防止することができる。
【0041】
請求項2に記載の動圧軸受装置では、空気連通孔を設けることによってラジアル動圧軸受部に部分的な負圧領域の発生を防止できるので、負圧領域が発生することによる軸受特性の悪化を防止できる。また、スラスト動圧軸受部の上方と下方の気圧を均一にできるので、ラジアル動圧軸受部のポンピング作用で、シャフト上端周辺の間隙から流入した空気によって上部スラスト軸受部の上方が高圧になり、オイルが下方に移動して、オイル漏れを引き起こすという問題を防止することができる。
【0042】
請求項3に記載の動圧軸受は、オイル注入時や、モータの回転中の振動や傾きによって空気を巻き込むことで、上部及び下部スラスト動圧軸受部におけるオイル中に気泡が発生することがあるが、スラストプレートに設けられたオイル循環孔によって上部及び下部スラスト動圧軸受部内のオイルが循環するので、上部及び下部スラスト動圧軸受部に入り込んだ気泡を外部に排出することができる。よって、オイル内に気泡が混入することによるオイルの漏洩や、軸受の焼き付き、NRROの悪化や、温度上昇によって空気が熱膨張し、オイルを軸受外部に押し出し飛散するといった問題を防止できる。
【0043】
請求項4に記載のスピンドルモータは、請求項1乃至3のいずれかに記載した動圧軸受装置を備えており、シャフトがブラケット又はロータハブに連結され、囲繞部材が、ロータハブ又はブラケットに連結されているので、より高い回転性の安定を得ることができる。
【0044】
請求項5に記載のディスク駆動装置は、請求項4に記載したスピンドルモータを有するので、信頼性及び耐久性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るスピンドルモータの断面図である。
【図2】本発明の実施形態に係るスピンドルモータの要部拡大断面図である。
【図3】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。
【符号の説明】
2 シャフト
4 ロータハブ
6 スリーブ
8 スラストブッシュ
10 スラストプレート
12 スラストカバー
14 オイル
16 テーパシール
18 空気連通孔
18a 縦孔
18b 横孔
20 ディスク
24 ロータマグネット
26 ブラケット
28 ステータ
30 上部ラジアル動圧軸受部
32 下部ラジアル動圧軸受部
34 上部スラスト動圧軸受部
36 下部スラスト動圧軸受部
38 オイル循環孔
38a 貫通孔
38b 横孔
40 ディスク駆動装置
44 スピンドルモータ
48 ヘッド
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a dynamic pressure bearing device, a spindle motor using the same, and a disk drive device provided with the spindle motor. More specifically, the present invention relates to a so-called hybrid type dynamic device using both liquid and air as working fluids for a dynamic pressure bearing. The present invention relates to a pressure bearing device, a spindle motor using the same, and a disk drive device including the spindle motor.
[0002]
[Prior art]
In a spindle motor used in a disk drive for driving a recording disk such as a hard disk, a dynamic pressure bearing has been adopted as a bearing means because of a higher rotation speed.
[0003]
Such dynamic pressure bearings are broadly divided into liquid dynamic pressure bearings using liquid as working fluid and air dynamic pressure bearings using air as working fluid. The former has the advantage of being able to respond to miniaturization and has the advantages of quietness and excellent runout accuracy.However, the lubricating liquid may leak out of the bearing during high-speed rotation. This has the disadvantage that not only the leakage of the lubricating liquid is promoted at high temperatures, but also the bearing stiffness, especially the radial stiffness, tends to change due to the change in the viscosity of the lubricating liquid.
[0004]
On the other hand, the latter bearing, which uses air as the working fluid, has the advantage that there is no need to worry about leakage of lubricating liquid, no seal mechanism is required, the structure is simple, and there is little change in rigidity over a wide temperature range. On the other hand, since the fixed-side member and the rotating-side member are supported with air interposed therebetween, electrostatic charges accumulated in the rotating-side member cannot be released to the fixed-side member, and various kinds of static electricity troubles may occur. there were. Also, with a spindle motor using an air dynamic pressure bearing, it is difficult to increase the damping constant because the working fluid is low-density air. Concerns exist. In particular, such a problem becomes remarkable when applied to a disk drive. As a result, in particular, sliding trouble in the thrust bearing portion at the time of starting / stopping is likely to occur, and bearing performance is likely to be reduced due to wear of the bearing surface.
[0005]
Therefore, a so-called composite type dynamic pressure bearing has been developed in which a liquid is used as a lubricating fluid in the thrust bearing portion and a gas is used as the lubricating fluid in the radial bearing portion. In this hybrid type dynamic pressure bearing, by combining each bearing with each lubricating fluid, the problems of the conventional hydrodynamic bearing using a single type of lubricating fluid are eliminated, and as a result, optimal performance is realized. I have. (For example, see Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document]
US Pat. No. 6,071,014
[Problems to be solved by the invention]
In a motor using a thrust dynamic pressure bearing, when the motor rotates at a high speed, a sufficient floating amount can be obtained even if the thrust bearing portion has a small diameter. It is desirable to reduce the diameter of the thrust bearing portion in order to reduce the current value. However, if the diameter of the fastening portion of the thrust plate of the shaft is reduced, the rigidity of the bearing support portion is reduced, and NRRO (non-repetitive runout component) and vibration Problems such as an increase in response occur. Therefore, the diameter of the thrust bearing cannot be reduced, and a large torque is generated, which is an obstacle to current reduction.
[0008]
When a liquid is used as the working fluid, a higher centrifugal force acts on the liquid by the high-speed rotation. For this reason, there is a concern that the lubricating liquid flows out of the bearing during high-speed rotation, and the amount of the lubricating liquid retained in the bearing portion is reduced. If the amount of the lubricating liquid held in the bearing portion is insufficient, not only the bearing rigidity of the dynamic pressure bearing is reduced and the rotation support becomes unstable, but also the contact sliding between the rotating side member and the stationary side member is reduced. And burn-in occurs.
[0009]
Further, the inside of the disk drive, which is originally kept in a clean environment, is contaminated by the lubricating liquid flowing out of the bearing, and contaminants and particles resulting therefrom reduce the reliability of the disk drive, such as poor data reading and writing. Problems arise.
[0010]
The present invention reduces the current value without reducing the thrust plate fastening portion of the shaft and reducing the diameter of the thrust bearing portion without impairing the rigidity of the bearing support portion. An object of the present invention is to provide a pressure bearing device, a spindle motor using the same, and a disk drive device provided with the spindle motor.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The dynamic pressure bearing device according to claim 1, wherein the shaft, a disk-shaped thrust plate extending radially outward from an outer peripheral surface of the shaft, and the shaft and the thrust plate are provided with a minute gap. A dynamic pressure bearing device comprising: a surrounding member; and a dynamic pressure bearing that rotatably supports the shaft and the thrust plate and the surrounding member, wherein the dynamic pressure bearing uses air as a working fluid. A thrust dynamic pressure bearing portion that uses a lubricating liquid as a working fluid, and at the interface between the shaft and the thrust plate and the lubricating liquid filled in the minute gap between the surrounding member, the thrust On both sides of the plate in the axial direction, a taper in which a minute gap between the shaft and the surrounding member expands as the distance from the thrust plate in the axial direction increases. And the shaft and the surrounding member in the taper seal have a slope that inclines inward in the radial direction as the shaft and the surrounding member move away from the thrust plate in the axial direction, and the respective inclination angles of the shaft and the surrounding member Are different. Since the taper seal is provided in the axial direction, the diameter of the thrust dynamic pressure bearing can be reduced without reducing the diameter of the thrust plate fastening part of the shaft, and the current can be reduced without impairing the rigidity of the bearing support. can do. Further, since the inclination of the taper seal is such that the seal is strengthened by centrifugal force, outflow of the lubricating liquid due to centrifugal force during high-speed rotation is prevented.
[0012]
The dynamic pressure bearing device according to claim 2, wherein the shaft communicates with the vertical hole in an axial direction and a position axially outward from an interface of the lubricating liquid in the thrust dynamic pressure bearing portion. And an air communication hole constituted by a lateral hole provided in the radial direction, and the air communication hole uniformizes the air pressure on both axial sides of the thrust dynamic pressure bearing portion. Therefore, by the pumping action of the radial dynamic pressure bearing portion, the air flowing in from the gap around the upper end of the shaft increases the pressure above the upper thrust bearing portion, thereby preventing leakage of the lubricating liquid caused by the oil moving downward. Can be.
[0013]
The dynamic pressure bearing device according to claim 3, wherein the thrust plate has an axial through hole continuous with the outer peripheral surface of the shaft, and the inner surface of the thrust plate passes from the through hole to the outer peripheral surface. A lubricating liquid circulation hole is formed by the opened horizontal hole, and the lubricating liquid moves in the lubricating liquid circulation hole from the outside to the inside in the radial direction, and passes through the gap between the thrust plate and the surrounding member. Moving from the inside to the outside, the air bubbles that have entered the thrust hydrodynamic bearing can be discharged to the outside, preventing leakage of the lubricating liquid and seizure of the bearing due to the incorporation of air bubbles into the lubricating liquid. Can be prevented.
[0014]
The spindle motor according to claim 4, wherein the bracket holds a stator, a rotor hub that rotates relative to the bracket, a rotor magnet that is fixed to the rotor hub, and generates a rotating magnetic field in cooperation with the stator. A spindle motor comprising: a dynamic pressure bearing device that supports rotation of a rotor hub; wherein the dynamic pressure bearing device is the dynamic pressure bearing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the shaft is the bracket or the bracket. Since the surrounding member is connected to the rotor hub or the bracket and connected to the rotor hub, higher rotational stability can be obtained.
[0015]
6. The disk drive according to claim 5, wherein the disk drive is provided with a disk-shaped recording medium capable of recording information, and a spindle motor for rotating the recording medium and information is written at a required position of the spindle motor. Or a disk drive device having information access means for reading, wherein the spindle motor is the spindle motor described in claim 4, and the recording medium is mounted on the rotor hub, thereby achieving high reliability and The present invention can be suitably used in a disk drive that drives a hard disk that requires durability.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a dynamic pressure bearing device according to the present invention, a spindle motor using the same, and a disk drive device provided with the spindle motor will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The present invention will be described below. It is not limited to the embodiment. In the description of the present embodiment, the vertical direction in each drawing is referred to as “vertical direction” for convenience, but the direction in the actual mounting state of the spindle motor is not limited.
[0017]
1 and 2, the shaft 2 extends in the axial direction, and has a large-diameter portion 2a in a region of 2/3 of the axial length excluding both end portions, and a medium-diameter portion 2b in the remaining 1/3 region. The shaft 2 is provided on the bracket 26 in an upright state by fitting a lower end of the member into a center hole 26 a of the bracket 26. A disk-shaped thrust plate 10 extending radially outward from the outer periphery is attached to the middle diameter portion 2b of the shaft 2. The bracket 26 is fixed to a base A of the disk drive by screwing or the like, and a cover member B of the disk drive is screwed to the upper end of the shaft 2.
[0018]
The surrounding member as a rotor that rotates relatively to the shaft 2 faces a cylindrical sleeve 6 that faces the large-diameter portion 2a of the shaft 2 via a small gap, and faces the lower surface of the large-diameter portion 2a. An annular thrust bush 8 facing the upper surface and the outer peripheral surface of the thrust plate 10 via a small gap, a thrust cover 12 attached to the thrust bush 8 and facing the lower surface of the thrust plate 10 via a small gap, It comprises an inverted cup-shaped rotor hub 4 that holds the sleeve 6 and the thrust bush 8 on the inner periphery and has a ceiling wall portion that covers the upper surface of the large diameter portion 2a.
[0019]
A plurality of disks 20 are mounted on the flange 4a provided on the outer peripheral surface of the rotor hub 4 between the respective disks 20 via spacers 22, and are fixed by clamp members (not shown). An annular rotor magnet 24 is attached to the outer peripheral surface of the rotor hub 4 below the flange portion 4a, and faces a stator 28 attached to the inner peripheral wall of the outer peripheral wall of the bracket 26 with a small gap in the radial direction. ing. When the coil of the stator 28 is energized to excite the coil, a rotational force is generated on the rotor magnet 24 side by electromagnetic interaction between the stator 28 and the rotor magnet 24, and the surrounding member including the rotor hub 4 is Rotate in a predetermined direction.
[0020]
The surface of the large-diameter portion 2a of the shaft 2 is formed by connecting a pair of spiral grooves inclined in a direction opposite to the rotation direction, and is formed by a substantially "<"-shaped herringbone groove 30a, 32a. The upper radial dynamic pressure bearing portion 30 and the lower radial dynamic pressure bearing portion 32 which use air as a working fluid are formed between the sleeve 6 and the sleeve 6.
[0021]
The minute gap formed by the upper end surface of the sleeve 6 and the top wall of the rotor hub 4 and the minute gap formed by the lower end surface of the sleeve 6 and the thrust bush 8 are closed on the outer peripheral side. The abrasion powder generated in the dynamic pressure bearing portions 30 and 32 and moved by centrifugal force is accommodated, and the abrasion powder is prevented from flowing out of the motor external space.
[0022]
The small gap between the thrust plate 10, the thrust bush 8 and the thrust cover 12 is filled with oil 14 as a working fluid, and the surface of the thrust bush 8 facing the upper surface of the thrust plate 10 is formed by a herringbone groove 34a. The dynamic pressure generating groove row is formed concentrically, the upper thrust dynamic pressure bearing portion 34 is formed, and the dynamic pressure generating groove row by the herringbone groove 36a is concentric on the surface of the thrust cover 12 facing the lower surface of the thrust plate 10. The lower thrust dynamic pressure bearing portion 36 is formed.
[0023]
A taper seal 16 is provided at a portion where the outer peripheral surface of the middle diameter portion 2b of the shaft 2 above and below the thrust plate 10 faces the thrust bush 8 and the thrust cover 12, respectively. The interface of the oil 14 filled in the minute gap is located on each of the taper seals 16, and leakage of the oil 14 is prevented by using surface tension.
[0024]
The two taper seals 16 are formed in the radial direction as the portion where the outer peripheral surface of the middle diameter portion 2b of the shaft 2 above and below the thrust plate 10 faces the thrust bush 8 and the thrust cover 12 is separated from the thrust plate 10 in the axial direction. It is inclined toward. The outer peripheral surface of the middle diameter portion 2b of the shaft 2 and the portion where the thrust bush 8 and the thrust cover 12 face each other have different inclination angles, and the inclination angle of the outer peripheral surface of the middle diameter portion 2b with respect to the axis of the shaft 2 Are set larger than the inclination angles of the thrust bush 8 and the thrust cover 12. When the taper seal 16 is inclined inward in the radial direction as described above, the centrifugal force acting on the oil 14 in the taper seal 16 during rotation of the rotor becomes a force for pushing the oil 14 toward the thrust plate 10, and the interface of the oil 14 Can be prevented as much as possible.
[0025]
Here, in the case of providing a taper seal in the radial direction, after the oil is injected, the thrust bush is bonded and fixed to the thrust bush, but when the oil is injected, the thrust cover is bonded and fixed to the thrust bush. The oil adheres to the adhesive application position, weakens the adhesive strength, and there is a possibility that the oil leaks therefrom. However, according to the present invention, since both taper seals 16 are provided in the axial direction, the thrust cover 12 is bonded and fixed to the thrust bush 8 and the upper and lower thrust dynamic pressure bearing portions 34 and 36 are assembled. The oil 14 can be injected from a minute gap between the cover 12 and the shaft 2. Therefore, the problem of oil leakage due to poor bonding does not occur.
[0026]
The thrust plate 10 has a through hole 38 a penetrating the thrust plate 10 in the axial direction, and a lateral hole that passes through the thrust plate 10 radially outward from the through hole 38 a and opens to the outer peripheral surface of the thrust plate 10. An oil circulation hole 38 is formed with the hole 38b. The thrust plate 10 is provided with at least one oil circulation hole 38. In the specific example shown in the figure, a notch groove in the axial direction is formed on the inner peripheral surface of the thrust plate 10, and a through hole 38a is formed with the outer peripheral surface of the middle diameter portion 12b.
[0027]
When the surrounding member rotates with respect to the shaft 2, the pressure of the oil 14 increases in each of the upper and lower thrust dynamic pressure bearing portions 34 and 36 to generate a floating force to support the thrust. Due to the action, a part of the oil 14 moves radially outward in the minute gap between the upper surface of the thrust plate 10 and the thrust bush 8 and the minute gap between the lower surface of the thrust plate 10 and the thrust cover 12, respectively. Then, the oil 14 is circulated from the opening of the horizontal hole 38b of the thrust plate to the inside of the horizontal hole 38b from the outside in the radial direction to the inside, and further to the axial direction of the through hole 38a.
[0028]
Air bubbles may be generated in the oil 14 when the oil 14 is injected or when air is entrained by vibration or inclination during rotation of the motor. In such a case, with the rotation of the rotor hub 4, a band-shaped air layer is formed around the thrust plate 10, and the band-shaped air layer and the herringbone grooves 34a, 36a come into contact with each other to generate vibration. There is a problem that the NRRO deteriorates or the air thermally expands due to a rise in temperature, and the oil 14 is pushed out of the upper and lower thrust dynamic pressure bearing portions 34 and 36 and scattered. However, as described above, the air bubbles generated around the thrust plate 10 move together with the oil 14 through the oil circulation holes 38 and are discharged from the oil interface to the outside of the upper and lower thrust dynamic pressure bearings 34, 36. Thus, the above problem can be solved.
[0029]
The shaft 2 has a longitudinal hole 18a penetrating at least through the middle diameter portion 2b in the axial direction from the lower end, and a radially inward direction communicating with the longitudinal hole 18a from a position away from the oil interface of the taper seal 16. An air communication hole 18 constituted by a lateral hole 18b provided to the front is provided. The opening of the lateral hole 18b on the outer peripheral surface of the middle diameter portion 2b of the shaft 2 is at least one lower position above the oil interface and at a position facing the minute gap between the thrust bush 8 and the lower surface of the shaft large diameter portion 2a. At least one portion is provided below the oil interface at a position facing the gap between the thrust cover 12 and the bracket 26. After the shaft 2 is completely processed and washed, the vertical hole 18a is sealed at the lower end opening thereof with a sealing member 18c made of an elastic member such as rubber.
[0030]
The lower end of the lower radial dynamic pressure bearing portion 32 communicates with the air communication hole 18 formed in the shaft 2 and communicates with the outer space of the motor, and the upper end of the upper radial dynamic pressure bearing portion 30 connects with the top wall of the rotor hub 4. Through the motor outside space. Accordingly, the gas in the upper and lower radial dynamic pressure bearing portions 30 and 32 flows to the motor external space without mixing with the oil 14 in the upper and lower thrust dynamic pressure bearing portions 34 and 36, and the upper and lower radial dynamic A partial negative pressure region is not formed in the pressure bearing portions 30 and 32. In the case of a hydrodynamic bearing using gas as a lubricating fluid, if a pressure distribution including a negative pressure region smaller than the atmospheric pressure is formed in a minute gap, it may cause deterioration of bearing characteristics. It is desirable that the negative pressure region is not formed as much as possible. Therefore, in the present invention, the upper and lower radial dynamic pressure bearing portions 30 and 32 are communicated with a motor external space that is substantially equal to the atmospheric pressure.
[0031]
The herringbone grooves 30a and 32a of the upper and lower radial dynamic pressure bearing portions 30 and 32 lose their symmetry and become asymmetric even if only at the intersection in processing, which may cause a negative pressure region. The negative pressure can be eliminated by the air communication hole 18.
[0032]
The air communication holes 18 provided in the shaft 2 make it possible to equalize the air pressure above and below the upper and lower thrust dynamic pressure bearing portions 34 and 36. Therefore, the pressure above the upper thrust bearing portion 34 is increased by the air flowing from the gap around the upper end of the shaft 2 due to the pumping action of the upper radial dynamic pressure bearing portion 30, and the oil 14 moves downward, thereby causing oil leakage. The problem of causing can be prevented.
[0033]
FIG. 3 is a schematic diagram showing the internal configuration of a general disk drive device 40. The interior of the housing 42 including the base A and the cover member B forms a clean space with extremely little dust and dirt, and a spindle motor 44 is installed in the interior. A disk 20 for storing information is mounted on the rotor hub of the spindle motor 44. In addition, a head moving mechanism 46 for reading and writing information from and to the disk 20 is disposed inside the housing 42. The head moving mechanism 46 includes a head 48 for reading and writing information on the disk 20, and an arm for supporting the head 48. The actuator unit 52 moves the head 50, the head 48, and the arm 50 to required positions on the disk 20.
[0034]
By using the spindle motor shown in FIGS. 1 and 2 as the spindle motor of such a disk drive, a disk drive having excellent reliability and durability can be provided.
[0035]
The embodiments of the hydrodynamic bearing device according to the present invention, the spindle motor using the same, and the disk drive device provided with the spindle motor have been described. However, the present invention is not limited to such an embodiment. Various changes and modifications are possible without departing from the scope of the present invention.
[0036]
For example, the bracket 26 is fixed to a housing (shown as a housing 42 in FIG. 3) of a disk drive device by means of screws or the like. By integrating the housing 42 and the bracket 26, the housing 42 is It is also possible to use as.
[0037]
In the radial dynamic pressure bearing portion, herringbone grooves 30a and 32a provided in the large diameter portion 2a of the shaft 2 are provided on the inner peripheral surface of the sleeve 6, or the large diameter portion 2a of the shaft 2 and the sleeve 6 It is also possible to provide on both of the inner peripheral surfaces. In the thrust dynamic pressure bearing portion, the herringbone grooves 34a, 36a provided in the thrust bush 8 and the thrust cover 12 are provided on the upper surface and the lower surface of the thrust plate 10, or the upper and lower surfaces of the thrust plate 10 and the thrust opposed thereto are provided. It is also possible to provide both on the bush 8 and the thrust cover 12.
[0038]
The spindle motor according to the present invention can be employed not only in a hard disk recording device but also in other recording disk driving devices, polygon mirror driving devices of laser beam printers, color wheel driving devices used in projectors, and the like.
[0039]
【The invention's effect】
In the hydrodynamic bearing device according to claim 1, since the upper and lower thrust dynamic pressure bearing portions are provided with taper seals in the axial direction, the upper and lower thrust thrust bearings are provided in comparison with the case where the taper seals are provided in the radial direction. The diameter of the dynamic pressure bearing can be reduced. The diameter of the thrust dynamic pressure bearing can be reduced without reducing the diameter of the thrust plate fastening part of the shaft, so that the torque can be reduced without lowering the rigidity of the bearing support, and the current can be reduced. Can be expected. Further, since the inclination of the taper seal is such that the seal is strengthened by centrifugal force, outflow of the lubricating liquid due to centrifugal force during high-speed rotation is prevented.
[0040]
In addition, in the case of a thrust dynamic pressure bearing provided with a taper seal in the radial direction, since the thrust cover must be bonded to the thrust bush after oil injection due to its structure, there is a high risk of oil adhering to the adhesive application position, Oil leakage occurs due to defective adhesive. However, according to the present invention, since the taper seal for preventing oil leakage is provided in the axial direction, oil can be injected from the gap between the shaft and the thrust cover after the thrust dynamic pressure bearing is assembled, so that the oil adheres to the bonding surface. Thus, oil leakage due to poor adhesion can be prevented.
[0041]
In the dynamic pressure bearing device according to the second aspect, the provision of the air communication hole can prevent the partial negative pressure region from being generated in the radial dynamic pressure bearing portion, so that the bearing characteristics are deteriorated due to the negative pressure region. Can be prevented. Also, since the air pressure above and below the thrust dynamic pressure bearing can be made uniform, the pumping action of the radial dynamic pressure bearing causes a high pressure above the upper thrust bearing due to the air flowing in from the gap around the upper end of the shaft. It is possible to prevent the problem that oil moves downward and causes oil leakage.
[0042]
In the dynamic pressure bearing according to the third aspect, bubbles may be generated in the oil in the upper and lower thrust dynamic pressure bearing portions by entraining air due to vibration or inclination during oil injection or rotation of the motor. However, since the oil in the upper and lower thrust dynamic pressure bearings is circulated by the oil circulation holes provided in the thrust plate, the air bubbles that have entered the upper and lower thrust dynamic pressure bearings can be discharged to the outside. Therefore, it is possible to prevent problems such as oil leakage due to air bubbles entering the oil, seizure of the bearing, deterioration of the NRRO, and thermal expansion of the air due to temperature rise, which pushes the oil out of the bearing and scatters.
[0043]
A spindle motor according to a fourth aspect includes the hydrodynamic bearing device according to any one of the first to third aspects, wherein the shaft is connected to a bracket or a rotor hub, and the surrounding member is connected to the rotor hub or the bracket. As a result, higher rotational stability can be obtained.
[0044]
Since the disk drive device according to the fifth aspect has the spindle motor according to the fourth aspect, the disk drive device is excellent in reliability and durability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a spindle motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the spindle motor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an internal configuration of the disk drive device.
[Explanation of symbols]
2 Shaft 4 Rotor hub 6 Sleeve 8 Thrust bush 10 Thrust plate 12 Thrust cover 14 Oil 16 Taper seal 18 Air communication hole 18a Vertical hole 18b Horizontal hole 20 Disk 24 Rotor magnet 26 Bracket 28 Stator 30 Upper radial dynamic pressure bearing 32 Lower radial movement Pressure bearing part 34 Upper thrust dynamic pressure bearing part 36 Lower thrust dynamic pressure bearing part 38 Oil circulation hole 38a Through hole 38b Horizontal hole 40 Disk drive device 44 Spindle motor 48 Head

Claims (5)

シャフトと、該シャフト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と、微小間隙を有して前記シャフト及び前記スラストプレートを取り囲む囲繞部材と、前記シャフト及び前記スラストプレートと前記囲繞部材とを相対的に回転自在に支持する動圧軸受とを備えてなる動圧軸受装置において、
前記動圧軸受は空気を作動流体とするラジアル動圧軸受部と、潤滑液体を作動流体とするスラスト動圧軸受部とからなり、
前記シャフト及び前記スラストプレートと、前記囲繞部材との微小間隙に充填された潤滑液体の界面部分において、
前記スラストプレートの軸方向両側には、前記シャフトと前記囲繞部材との微小間隙が前記スラストプレートより軸方向に離れるに従って拡開するテーパシールが設けられ、該テーパシールにおける前記シャフト及び前記囲繞部材は、前記スラストプレートより軸方向に離れるに従って、半径方向内方に傾く傾斜を有し、前記シャフト及び前記囲繞部材のそれぞれの傾斜角度が相違することを特徴とする動圧軸受装置。
A shaft, a disk-shaped thrust plate extending radially outward from an outer peripheral surface of the shaft, a surrounding member having a minute gap and surrounding the shaft and the thrust plate, the shaft and the thrust plate, A dynamic pressure bearing device comprising: a dynamic pressure bearing that rotatably supports the surrounding member.
The dynamic pressure bearing includes a radial dynamic pressure bearing portion using air as a working fluid, and a thrust dynamic pressure bearing portion using a lubricating liquid as a working fluid,
At the interface portion of the lubricating liquid filled in the minute gap between the shaft and the thrust plate and the surrounding member,
On both sides of the thrust plate in the axial direction, tapered seals are provided in which a minute gap between the shaft and the surrounding member expands as the distance from the thrust plate in the axial direction increases, and the shaft and the surrounding member in the tapered seal are provided. A hydrodynamic bearing device characterized in that it has a slope that inclines radially inward as it moves further away from the thrust plate in the axial direction, and the shaft and the surrounding member have different inclination angles.
前記シャフトには、軸線方向の縦孔と、前記スラスト動圧軸受部における潤滑液体の界面より軸方向外方の位置から前記縦孔に連通するように半径方向に設けられた横孔とで構成された空気連通孔を有し、該空気連通孔によって前記スラスト動圧軸受部の軸方向両側の気圧を均一にすることを特徴とする請求項1に記載の動圧軸受装置。The shaft comprises a vertical hole in the axial direction and a horizontal hole provided in the radial direction so as to communicate with the vertical hole from a position axially outward from the interface of the lubricating liquid in the thrust dynamic pressure bearing portion. The dynamic pressure bearing device according to claim 1, further comprising an air communication hole provided, wherein the air communication hole makes uniform the air pressure on both axial sides of the thrust dynamic pressure bearing portion. 前記スラストプレートには、前記シャフトの外周面に連続する軸線方向の貫通孔と、該貫通孔から前記スラストプレートの内部を通ってその外周面に開口する横孔とで潤滑液体循環孔が形成され、前記潤滑液体は、前記潤滑液体循環孔を半径方向外方から内方に向かって移動し、前記スラストプレートと前記囲繞部材との間隙を半径方向内方から外方に向かって移動することを特徴とする請求項1に記載の動圧軸受装置。In the thrust plate, a lubricating liquid circulation hole is formed by an axial through hole continuous to the outer peripheral surface of the shaft, and a lateral hole opened from the through hole to the outer peripheral surface through the inside of the thrust plate. The lubricating liquid moves in the lubricating liquid circulation hole inward from the radially outward direction and moves from the radially inward to outward direction in the gap between the thrust plate and the surrounding member. The dynamic pressure bearing device according to claim 1, wherein: ステータを保持するブラケットと、該ブラケットに対して相対回転するロータハブと、該ロータハブに固着され、前記ステータと協同して回転磁界を発生するロータマグネットと、前記ロータハブの回転を支持する動圧軸受装置とを備えたスピンドルモータにおいて、
前記動圧軸受装置は、請求項1乃至3のいずれかに記載した動圧軸受装置であって、前記シャフトが前記ブラケット又は前記ロータハブに連結され、前記囲繞部材が、前記ロータハブ又は前記ブラケットに連結されていることを特徴とするスピンドルモータ。
A bracket that holds the stator, a rotor hub that rotates relative to the bracket, a rotor magnet that is fixed to the rotor hub and generates a rotating magnetic field in cooperation with the stator, and a hydrodynamic bearing device that supports rotation of the rotor hub In a spindle motor having
The dynamic pressure bearing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the shaft is connected to the bracket or the rotor hub, and the surrounding member is connected to the rotor hub or the bracket. A spindle motor.
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、前記記録媒体を回転させるスピンドルモータと、該スピンドルモータ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4に記載したスピンドルモータであって、前記ロータハブに前記記録媒体が装着されていることを特徴とするディスク駆動装置。
A disk drive device on which a disk-shaped recording medium capable of recording information is mounted, comprising: a disk having a spindle motor for rotating the recording medium; and information access means for writing or reading information at a required position of the spindle motor. A drive device,
5. The disk drive device according to claim 4, wherein the spindle motor is the spindle motor according to claim 4, wherein the recording medium is mounted on the rotor hub.
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