JP2006112627A - スピンドルの油維持構造 - Google Patents

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Abstract


【課題】 本発明はスピンドルの油維持構造に関するものである。
【解決手段】 スピンドル２０の外側の周面には時計回り方向にらせん状にのびた第一油溝２１と反時計回り方向にらせん状にのびた第二油溝２２を備えている。第一油溝２１と第二油溝２２は相互に交差して複数の集合点２３を形成している。稼動の際、スピンドル２０の外側の周面上に形成された油の薄膜は二つの油溝に徐々に集まり、二つの油溝の潤滑油は集合点２３において互いに衝突し、その後拡散する。結果として、潤滑油の漏洩を防止するだけでなくスピンドル２０の表面上に潤滑油を均等に配分することができる内部循環が形成される。
【選択図】 図４

Description

本発明はスピンドルの油維持構造に関するものである。特にディスクドライブあるいはオプションのディスクドライブのためのスピンドルモータのスピンドルの潤滑油を維持することができ、結果として潤滑油が漏洩するのを防ぎ、スピンドルと軸受の磨耗を避け、騒音を減らしスピンドルモータの稼動寿命を延長することができる構造に関するものである。
潤滑油は、スピンドルが回転する際、摩擦によって引き起こされる磨耗を減少させることができるよう、スピンドルと軸受の間に潤滑を提供するために使用される。それゆえ、どのように潤滑油の漏洩を防止するかということは摩擦の耐久性の問題を改善する際には主要な課題である。
従来、潤滑油が漏洩するのを防止する方法は油止めのシールやパッドを油が含浸された軸受のそれぞれ両端に取り付けることである。しかしそのような方法では限られた効果しか得られない、というのもスピンドルが高速で回転する際、潤滑油はスピンドルの回転に伴って上方に連続的に移動していき、しだいにスピンドルと油止めシールやパッドの間の隙間から染み出してしまい、最終的にはスピンドルの回転によって引き起こされた遠心力によってスピンドルが脱落しまうからである。それゆえ、そのような方法は潤滑油が漏洩するのを受動的に止めることはできるが、潤滑油を能動的に維持する方法ではないのである。この上記に述べたような欠点を改善するため、図１に示すような、中華民国（台湾）特許公報において特許573710号「改良型スピンドル」と称されたスピンドルの油維持構造が発表された。
図１によると、スピンドル10はその軸方向に対して垂直に複数のリング状の溝11が設けられている。複数の油維持用の隙間は軸受12の内壁とスピンドル10の間に形成されている。スピンドル10が回転する際、油維持用の隙間がスピンドル10と軸受12との間に潤滑をもたらす潤滑油によって満たされる。
上述した油維持構造はスピンドル10と油が含浸された軸受12の間に潤滑をもたらすことができるとはいえ、その構造は完全には潤滑油が漏洩するのを防止することができない。というのも、スピンドル10が高速で回転する際、スピンドル10の回転に伴い上部に移動する薄い油の薄膜が形成されるという毛管現象のために、潤滑油が軸受12とスピンドル10の油維持用の隙間以外の部分の間の隙間に浸透してしまい、そしてスピンドル10の上端と油止めシールないしパッドの間の隙間から漏れ出し、最終的にはスピンドル10の回転によって引き起こされた遠心力によりスピンドルが脱落してしまうためである。従って、上述した油維持構造は潤滑油が漏洩するのを遅らせることが出来るにすぎない。
その結果、上述したような潤滑油の漏洩の問題を改善するだけではなく、潤滑油のスピンドル上への配分を均等にすることによってスピンドルと軸受の磨耗を避け、騒音を減らし、スピンドルモータの稼動寿命を延ばすことができるような新しい油維持構造が必要とされている。
台湾 特許５７３７１０号
上記公知構造の欠点を解決するため、本発明はスピンドルの油維持構造を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明は下記のスピンドルの油維持構造を提供する。
該スピンドルの油維持構造は、そのスピンドルの外側の周面には、時計回り方向にらせん状にのびた第一油溝と反時計回り方向にらせん状にのびた第二油溝が設けられている。また、第一油溝と第二油溝は相互に交差し、複数の集合点を形成している。
本発明のスピンドルの油維持構造は以下の特徴を有する。
１．本発明の請求項１に記載のスピンドルの油維持構造は、油が含浸された軸受の貫通穴に挿通して回転するスピンドルを含み、前記スピンドルの外側の周面に、時計回り方向にらせん状にのびた第一油溝と反時計回り方向にらせん状にのびた第二油溝を備え、前記第一油溝と第二油溝は相互に交差し複数の集合点が形成されていることを特徴とする。
２．請求項２に記載のスピンドルの油維持構造は、請求項１の場合において、
金属筒、固定子、回転盤から構成されたスピンドルモータに前記軸受が配置され、前記金属筒はその上部に一方向だけの開口部を有し、その内部には上方収容チャンバーと下方収容チャンバーを有し、前記軸受は前記下方収容チャンバーにありその上端に締めリングを有し、前記締めリングは上部ふたに留められており、前記軸受の上端は前期前記上方収容チャンバーに密着しており、前記固定子は前記金属筒の外側の周面に密着しており、前記スピンドルは前記回転盤の中心に挿入されて密着しており、前記スピンドルは前記締めリングによって締められたリング状の溝を有し、前記回転盤はその円周を取り囲んで底面にモータハウジングを有し、前記モータハウジングはその内面にリング状の磁石を有することを特徴とする。
３．請求項３に記載のスピンドルの油維持構造は、請求項２の場合において、
さらに前記軸受の下に配置された摩擦板から構成され、前記摩擦板は前記スピンドルの下端に圧迫されるように接着されていることを特徴とする。
４．請求項４に記載のスピンドルの油維持構造は、請求項２の場合において、
前記軸受の外側の周面は軸状に張り出した複数の肋材を備え、前記軸受の外側の周面と前記下方収容チャンバーの内壁との間に隙間を形成し、前記上部ふたの内面には放射状にのびた複数の支持用突起を備え、前記支持用突起は前記締めリングを強く押しているため前記上部ふたと前記締めリングと前記軸受との間に隙間を形成していることを特徴とする。
５．請求項５に記載のスピンドルの油維持構造は、請求項２の場合において、
前記スピンドルモータはプリント配線板が装着された固定部材をさらに有し、前記固定部材には前記金属筒を受け入れるための貫通穴を備えていることを特徴とする。
６．請求項６に記載のスピンドルの油維持構造は、請求項２の場合において、
絶縁リングによって囲まれ、前記スピンドルの円周を取り囲んで前記回転盤の底面上に設置された回転盤磁石をさらに含むことを特徴とする。
本発明のスピンドルの油維持構造がディスクドライブないしオプションのディスクドライブに適用される際、スピンドルの外側の周面に形成された油の薄膜は徐々に二つの油溝に集まり、そして二つの油溝中の潤滑油は集合点において互いに衝突し、その後拡散する。結果として、中心構造の潤滑組織は、潤滑油の漏洩を改善するだけでなく、潤滑油のスピンドル上への配分を均等にし、結果としてスピンドルと軸受の磨耗を避け、騒音を減らし、スピンドルモータの稼動寿命を延ばすことが出来るような二つの油溝を利用することによって内部循環を形成することができる。
図２から４により、本発明はスピンドル20の油維持構造に関するものであり、スピンドル20は油が含浸された軸受44（図５参照）の貫通穴を挿通しており、油が含浸された軸受44の中で回転する。
スピンドル20の油維持構造は時計回り方向にらせん状にのびた第一油溝21と反時計回り方向にらせん状にのびた第二油溝22を含む。
図２に示すように、時計回り方向にらせん状にのびた第一油溝21はスピンドル20の外側の周面に配置されている。また、図３に示すように、反時計回り方向にらせん状にのびた第二油溝22もまたスピンドル20の外側の周面に配置されている。
従って、図４に示すように、本発明では、反対方向のらせん状にのびた第一油溝21と第二油溝22は相互に交差し、複数の集合点23を形成している。従来の技術において連続的にらせん状に上昇する油の薄膜は第一油溝21と第二油溝22に集まり、油の薄膜の流動は徐々に減速する。そのうえ、第一油溝21と第二油溝22の潤滑油は集合点23において互いに衝突し、その後拡散する。結果として、油の薄膜の流動はさらに減速し、衝突した潤滑油は外側と下側へと拡散するが、そのことは潤滑油の漏洩を改善するだけでなく、スピンドル20の表面上への潤滑油の配分を均等にする。
ディスクドライブないしオプションのディスクドライブ用のスピンドルモータに適用された本発明を明確に開示するため、好ましい実施例の詳細について図を用いて以下のように示す。
図５及び図６により、スピンドルモータは主として固定部材30、金属筒40、固定子50および回転盤60により構成されている。
固定部材30の上にはプリント配線板31が装着され、また固定部材30は金属筒40を受け入れるための貫通穴32を有する。
金属筒40はその上部に一方向のみの開口部を有し、上方収容チャンバー41と下方収容チャンバー42がその内部に装着されている。
固定子50はコイル52によってそれぞれ巻きつけられた複数の珪素鋼板51を含み、金属筒40の外側の周面上に密着されている。
スピンドル20は回転盤60の中心に挿入され密着されている。回転盤60はその円周を取り囲んで底面にモータハウジング63を有する。モータハウジング63はその内面にリング状の磁石64を有する。さらに、絶縁リング61に囲まれた回転盤磁石62はスピンドル20の円周を取り囲んで回転盤60の底面に配置されている。
組み立ての際には、金属筒40は固定部材30の貫通穴32に通して設置され、固定子50は金属筒40の外側の周面に密着される。摩擦板43と油が含浸された軸受44は順に下方収容チャンバーに配置される。軸受44の外側の周面には軸状に張り出した複数の肋材441を有し、そのため軸受44の外周の表面と下方収容チャンバー42の内壁の間に隙間が形成される。さらに軸受44はその上端に締めリング45を有し、締めリング45は上部ふた46に締められているので、軸受の上端は上方収容チャンバー41に密着される。上部ふた46の内面には放射状にのびた複数の支持用突起461があり、支持用突起461が締めリング45をしっかりと押すので上部ふた46と締めリング45と軸受44との間には隙間が形成される。回転盤60に密着されたスピンドル20は油が含浸された軸受44の貫通穴を挿通しており、スピンドル20の外側の周面には反対方向のらせん状にのび、相互に交差することによって複数の集合点23を形成しているような第一油溝21と第二油溝22が設けられている。スピンドル20の下端は摩擦板43を圧迫するように接しており、また締めリング45によって締められたリング状の溝24を有する。
そのようにして、スピンドル20が高速で回転するとき、従来の技術でのスピンドル20の外側の周面上で形成され連続的に上方へらせん状に上昇する油の薄膜は第一油溝21と第二油溝22に徐々に集まる。さらに、第一油溝21と第二油溝22の潤滑油は集合点23によって互いに衝突し、その後拡散する。結果として、中心構造の潤滑組織は潤滑油の漏洩を改善するだけでなくスピンドル20の表面上への油の配分を均等にするような二つの油溝21、22の利用によって内部循環を形成する。その上、たとえ少しの潤滑油がしみ出したとしても、上部ふた46と締めリング45と軸受44との間の隙間、また軸受44の外側の周面と下方収容チャンバー42の内壁との隙間を通って下方収容チャンバー42に再び流れ込むので、結果として、潤滑油の漏洩を完全に食い止めるという効果を達成することが出来る。
このように説明されてきた本発明から、上述された本発明は説明のために提供されており、発明はさまざまな方法によって変形される可能性があり、そうした変形は発明の趣旨及び範囲から逸脱しているとは考えられないことは明らかであるし、さらにそうした全ての修正は、以下の特許請求の範囲内に含まれることが意図されているということは当技術分野の技術者にとって、明確なことであろう。
中華民国（台湾）特許公報573710号「改良型スピンドル」の実施例を示した断面図である。 時計回り方向にらせん状にのびた油溝を有する本発明のスピンドルの透視図である。 反時計回り方向にらせん状にのびた油溝を有する本発明のスピンドルの透視図である。 二つの油溝を有する本発明のスピンドルの透視図である。 本発明をスピンドルモータに適用した際の透視分解図である。 本発明をスピンドルモータに適用した際の透視組立図である。
符号の説明
１０：スピンドル
１１：溝
１２：軸受
２０：スピンドル
２１：第一油溝
２２：第二油溝
２３：集合点
２４：リング状の溝
３０：固定部材
３１：配線板
３２：貫通穴
４０：金属筒
４１：上方収容チャンバー
４２：下方収容チャンバー
４３：摩擦板
４４：軸受
４４１肋材
４５：締めリング
４６：上部ふた
４６１：支持用突起
５０：固定子
５１：珪素鋼板
５２：コイル
６０：回転盤
６１絶縁リング
６２：回転盤磁石
６３：モータハウジング
６４：リング状の磁石

Claims (6)

  1. 油が含浸された軸受の貫通穴に挿通して回転するスピンドルを含み、前記スピンドルの外側の周面に、時計回り方向にらせん状にのびた第一油溝と反時計回り方向にらせん状にのびた第二油溝を備え、前記第一油溝と第二油溝は相互に交差し複数の集合点が形成されていることを特徴とするスピンドルの油維持構造。
  2. 金属筒、固定子、回転盤から構成されたスピンドルモータに前記軸受が配置され、前記金属筒はその上部に一方向だけの開口部を有し、その内部には上方収容チャンバーと下方収容チャンバーを有し、前記軸受は前記下方収容チャンバーにありその上端に締めリングを有し、前記締めリングは上部ふたに留められており、前記軸受の上端は前期前記上方収容チャンバーに密着しており、前記固定子は前記金属筒の外側の周面に密着しており、前記スピンドルは前記回転盤の中心に挿入されて密着しており、前記スピンドルは前記締めリングによって締められたリング状の溝を有し、前記回転盤はその円周を取り囲んで底面にモータハウジングを有し、前記モータハウジングはその内面にリング状の磁石を有することを特徴とする請求項１に記載のスピンドルの油維持構造。
  3. さらに前記軸受の下に配置された摩擦板から構成され、前記摩擦板は前記スピンドルの下端に圧迫されるように接着されていることを特徴とする請求項２に記載のスピンドルの油維持構造。
  4. 前記軸受の外側の周面は軸状に張り出した複数の肋材を備え、前記軸受の外側の周面と前記下方収容チャンバーの内壁との間に隙間を形成し、前記上部ふたの内面には放射状にのびた複数の支持用突起を備え、前記支持用突起は前記締めリングを強く押しているため前記上部ふたと前記締めリングと前記軸受との間に隙間を形成していることを特徴とする請求項２に記載のスピンドルの油維持構造。
  5. 前記スピンドルモータはプリント配線板が装着された固定部材をさらに有し、前記固定部材には前記金属筒を受け入れるための貫通穴を備えていることを特徴とする請求項２に記載のスピンドルの油維持構造。
  6. 絶縁リングによって囲まれ、前記スピンドルの円周を取り囲んで前記回転盤の底面上に設置された回転盤磁石をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のスピンドルの油維持構造。
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