JP2014117135A - スピンドルモータ及びそれを含むハードディスクドライブ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、スピンドルモータ及びそれを含むハードディスクドライブに関する。
【解決手段】本発明の一実施例によるスピンドルモータは、下部に固定溝を備える本体部、上記本体部の上部から半径方向外側に延長されるフランジ部及び上記フランジ部から軸方向下側に延長される第１挿入部を備えるシャフトと、上記固定溝に挿入される固定部、上記固定部から半径方向外側に延長される円盤部及び上記円盤部から軸方向に延長される第１突出部及び第２突出部を備える下部スラスト部材と、上記第２突出部と結合するベース部材と、上記シャフトと軸受間隙を形成し、上記シャフトに対して回転可能に備えられる回転部材と、を含み、上記回転部材の上部と下部にはそれぞれ上記第１挿入部を収容する第１リセス部及び上記第１突出部を収容する第２リセス部が備えられ、上記フランジ部の外側端と上記回転部材との間には上側ラビリンスシール部が備えられることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、スピンドルモータ及びハードディスクドライブに関する。

ハードディスク（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ）駆動装置などの情報記録再生装置には、耐振動性が強い軸をハードディスク駆動装置のボックスに固定した、いわゆる軸固定型のスピンドルモータが搭載されることができる。

即ち、ハードディスク駆動装置に搭載されるスピンドルモータは、記録された情報が外部振動によって破損したり、記録／読み取りできない状態になることを防止するために、シャフトが固定設置される構造を採用することができる。

一方、ハードディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータには高い信頼性が求められるため、固定型シャフトを備える流体動圧軸受アセンブリに充填される潤滑流体の充填量を維持することが必要である。

外部衝撃や振動などにより、上記潤滑流体が気体と成している気液界面を離脱して外部に漏れる場合には、スピンドルモータの回転特性が低下する可能性があり、潤滑流体の不足によって軸受間隙を形成する回転部材及び固定部材が摩耗する恐れがある。

従って、潤滑流体が外部に漏れることを防止するとともに、十分な潤滑流体の貯蔵空間を確保することができる構造の開発が必要な状況である。

本発明の一実施例による目的は、ラビリンスシールの効果を極大化させることにより、外部異物の流入及び潤滑流体の漏れを防止することができるスピンドルモータ及びそれを含むハードディスクドライブを提供することにある。

また、潤滑流体の貯蔵空間を十分に確保することにより、モータの性能及び寿命を向上させることができるスピンドルモータ及びそれを含むハードディスクドライブを提供することにある。

なお、スピンドルモータの内部構成部品を減少させることにより、製造工程を簡素化し、製造コストを低減することができるスピンドルモータ及びそれを含むハードディスクドライブを提供することにある。

本発明の一実施例によるスピンドルモータは、下部に固定溝を備える本体部、上記本体部の上部から半径方向外側に延長されるフランジ部及び上記フランジ部から軸方向下側に延長される第１挿入部を備えるシャフトと、上記固定溝に挿入される固定部、上記固定部から半径方向外側に延長される円盤部及び上記円盤部から軸方向に延長される第１突出部及び第２突出部を備える下部スラスト部材と、上記第２突出部と結合するベース部材と、上記シャフトと軸受間隙を形成し、上記シャフトに対して回転可能に備えられる回転部材と、を含み、上記回転部材の上部と下部にはそれぞれ上記第１挿入部を収容する第１リセス部及び上記第１突出部を収容する第２リセス部が備えられ、上記フランジ部の外側端と上記回転部材との間には上側ラビリンスシール部が備えられることができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータの上記第１挿入部の外周面と上記第１リセス部を形成する上記回転部材の内壁との間には第１気液界面が形成され、上記第１突出部の外周面と上記第２リセス部を形成する上記回転部材の内壁との間には第２気液界面が形成されることができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータの上記第１挿入部の内周面、下面及び外周面のうち少なくとも一つはテーパ状に形成されることができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータの上記第１突出部の内周面、上面及び外周面のうち少なくとも一つはテーパ状に形成されることができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータの上記フランジ部の外側端と上記回転部材の対向面との間には微小間隙が形成されることができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータの上記フランジ部の外側端の下面及び側面のうち少なくとも一つには凹溝が形成されることができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータの上記第２突出部は、上記第１突出部より半径方向外側に形成されることができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータの上記第１突出部と上記第２突出部との間には収容溝が備えられ、上記収容溝には上記回転部材の下部から突出する突起部が収容されることができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータの上記突起部と上記収容溝との間には微小間隙が形成されることができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータの上記突起部と上記収容溝との間には下側ラビリンスシール部が形成されることができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータの上記回転部材の外周面と上記ベース部材の対向面との間には外側ラビリンスシール部が備えられることができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータの上記フランジ部は、上記フランジ部の外側端から軸方向下側に延長される第２挿入部をさらに備え、上記回転部材は上記第２挿入部を収容する第３リセス部をさらに備えることができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータの上記第２挿入部と上記第３リセス部との間には微小間隙が形成されることができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータの上記第２挿入部は、上記第１挿入部より半径方向外側に形成されることができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータは、上記回転部材の上面に固定され、潤滑流体の漏れを防止するカバー部材をさらに含むことができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータの上記フランジ部の上面及び上記カバー部材の下面のうち少なくとも一つには凹溝が形成されることができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータの上記回転部材には、上記回転部材の上部と下部とを貫通するバイパス流路が少なくとも一つ形成されることができる。

本発明の他の実施例によるスピンドルモータは、下部に固定溝を備える本体部、上記本体部の上部から半径方向外側に延長されるフランジ部及び上記フランジ部から軸方向下側に延長される第１挿入部を備えるシャフトと、上記固定溝に挿入される固定部、上記固定部から半径方向外側に延長される円盤部、上記円盤部から軸方向に延長される突出部及び上記突出部の内側端から軸方向上側に延長されるテーパ部を備える下部スラスト部材と、上記突出部と結合するベース部材と、上記シャフトと軸受間隙を形成し、上記シャフトに対して回転可能に備えられる回転部材と、を含み、上記回転部材の上部と下部にはそれぞれ上記第１挿入部を収容する第１リセス部及び上記テーパ部を収容する第２リセス部が備えられ、上記フランジ部の外側端と上記回転部材との間には上側ラビリンスシール部が備えられることができる。

本発明の他の実施例によるスピンドルモータの上記第１挿入部の外周面と上記第１リセス部を形成する上記回転部材の内壁との間には第１気液界面が形成され、上記テーパ部の外周面と上記第２リセス部を形成する上記回転部材の内壁との間には第２気液界面が形成されることができる。

本発明の他の実施例によるスピンドルモータの上記テーパ部と上記第２リセス部との間には微小間隙が形成されることができる。

本発明の他の実施例によるスピンドルモータの上記テーパ部の内周面、上面及び外周面のうち少なくとも一つはテーパ状に形成されることができる。

本発明の他の実施例によるスピンドルモータの上記突出部と上記回転部材との間には下側ラビリンスシール部が形成されることができる。

本発明の一実施例によるハードディスクドライブは、基板を通じて印加される電源によってディスクを回転させるスピンドルモータと、上記ディスクのデータを記録及び再生するための磁気ヘッドと、上記磁気ヘッドを上記ディスク上の所定位置に移動させるためのヘッド駆動部と、を含むことができる。

本発明によるスピンドルモータ及びそれを含むハードディスクドライブによると、ラビリンスシールの効果を極大化させることにより、外部異物の流入及び潤滑流体の漏れを防止することができる。

また、潤滑流体の貯蔵空間を十分に確保することにより、モータの性能及び寿命を向上させることができる。

なお、スピンドルモータの内部構成部品を減少させることにより、製造工程を簡素化し、製造コストを低減することができる。

本発明の第１実施例によるスピンドルモータの概略断面図である。 本発明の第１実施例によるスピンドルモータの部分断面図である。 本発明の第１実施例によるスピンドルモータのシャフトと下部スラスト部材との結合断面図である。 本発明の第１実施例によるスピンドルモータの第１気液界面を示した概略断面図である。 本発明の第１実施例によるスピンドルモータの第１気液界面が移動したことを示した概略断面図である。 本発明の第１実施例によるスピンドルモータのバイパス流路の変形例を示した概略断面図である。 本発明の第１実施例によるスピンドルモータのバイパス流路の変形例を示した概略断面図である。 本発明の第１実施例によるスピンドルモータのバイパス流路の変形例を示した概略断面図である。 本発明の第１実施例によるスピンドルモータのバイパス流路の変形例を示した概略断面図である。 スパイラル状にスラスト動圧部が形成されるスリーブの上面にバイパス流路が形成される場合の平面図である。 へリングボーン状にスラスト動圧部が形成されるスリーブの上面にバイパス流路が形成される場合の平面図である。 スパイラル状にスラスト動圧部が形成されるスリーブの上面より半径方向外側にバイパス流路が形成される場合の平面図である。 へリングボーン状にスラスト動圧部が形成されるスリーブの上面より半径方向外側にバイパス流路が形成される場合の平面図である。 本発明の第２実施例によるスピンドルモータの概略断面図である。 本発明の第３実施例によるスピンドルモータの概略断面図である。 本発明の第３実施例によるスピンドルモータのシャフトと下部スラスト部材との結合断面図である。 本発明の第４実施例によるスピンドルモータの概略断面図である。 本発明の第５実施例によるスピンドルモータの概略断面図である。 本発明の第５実施例によるスピンドルモータのシャフトと下部スラスト部材との結合断面図である。 本発明の第５実施例によるシャフトのフランジ部の外側端に凹溝が形成されることを示した概略断面図である。 本発明の一実施例によるスピンドルモータを用いたディスク駆動装置の概略断面図である。

以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。なお、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

まず、方向に対する用語を定義すると、軸方向は図１におけるシャフト１１０を基準に上下方向を意味し、半径方向外側または内側方向は上記シャフト１１０を基準にロータハブ２２０の外周面に向かう方向または上記ロータハブ２２０の外周面からシャフト１１０の中心に向かう方向を意味する。

図１は、本発明の第１実施例によるスピンドルモータの概略断面図である。

図１を参照すると、本発明の第１実施例によるスピンドルモータ３００は、シャフト１１０、下部スラスト部材１２０及びベース部材１３１を含む固定部材と、回転部材２００と、を含んで構成されることができる。下部スラスト部材はスラスト部材の一例であってよい。

シャフト１１０及び下部スラスト部材１２０は、ベース部材１３１とともに固定部材を構成することができる。

上記シャフト１１０は、上記下部スラスト部材１２０を媒介にして上記ベース部材１３１に間接的に固定設置されることができ、上記下部スラスト部材１２０及び上記ベース部材１３１とともに固定部材を構成することができる。

上記シャフト１１０は、回転部材２００の軸孔に挿入される本体部１１３と、上記本体部１１３の上部から半径方向外側に延長されるフランジ部１１５と、上記フランジ部１１５から軸方向下側に延長される第１挿入部１１７と、を含むことができる。

上記本体部１１３の下部には、上記下部スラスト部材１２０の一部が挿入される固定溝１１１が備えられることができる。

即ち、上記本体部１１３の下部には軸方向上側に陥入形成された固定溝１１１が備えられ、上記固定溝１１１に上記下部スラスト部材１２０の一部が挿入されて固定されることができ、圧入、熔接及びボンディングのうち少なくとも一つの方式により固定設置されることができる。

上記フランジ部１１５は、上記本体部１１３の上部から半径方向外側に延長されて形成され、上記フランジ部１１５の下面は上記回転部材２００の上面と対向することができる。

上記フランジ部１１５の下面には、上記回転部材２００がより安定して回転するようにスラスト動圧を発生させるスラスト動圧部（図示せず）が形成されることができる。

但し、これに限定されるものではなく、上記スラスト動圧部（図示せず）は、上記フランジ部１１５の下面に対向配置される上記回転部材２００の対向面に形成されてもよい。

また、上記第１挿入部１１７は、上記フランジ部１１５の下面から軸方向下側に突出するように延長形成されることができ、上記第１挿入部１１７と上記回転部材２００に形成される第１リセス部２１１との間には第１気液界面Ｆ１が形成されることができる。

これについては、図２を参照して詳細に後述する。

上記下部スラスト部材１２０は、上記回転部材２００のスリーブ２１０とともに第２気液界面Ｆ２を形成することができ、上記シャフト１１０と結合して固定部材を構成することができる。

上記下部スラスト部材１２０は、上記固定溝１１１に挿入される固定部１２１と、上記固定部１２１から半径方向外側に延長される円盤部１２３と、上記円盤部１２３から軸方向に延長される第１突出部１２５と、第２突出部１２７と、を備えることができる。

上記下部スラスト部材１２０に備えられる上記円盤部１２３の上面及び上記回転部材２００の対向面のうち少なくとも一つには、スラスト動圧を発生させるためのスラスト動圧部（図示せず）が形成されることができる。

即ち、上記下部スラスト部材１２０に形成される上記スラスト動圧部（図示せず）により、上記回転部材２００の回転時にスラスト動圧が発生するため、上記回転部材２００がより安定して回転することができる。

また、上記第１突出部１２５は、上記円盤部１２３から軸方向上側に延長されて形成されることができ、上記第１突出部１２５及び上記回転部材２００に形成される第２リセス部２１３との間には第２気液界面Ｆ２が形成されることができる。

これについては、図２を参照して詳細に後述する。

上記第２突出部１２７は、上記第１突出部１２５と同様に、上記円盤部１２３から軸方向上側に延長されて形成されることができ、上記第１突出部１２５より半径方向外側に形成されることができる。

従って、上記第１突出部１２５と上記第２突出部１２７との間には、軸方向下側に窪む形状の収容溝１２９が形成されることができ、上記収容溝１２９には上記回転部材２００の一部が配置されることができる。

また、上記第２突出部１２７の外周面は、上記ベース部材１３１と熔接、ボンディング及び圧入のうち少なくとも一つの方式により結合されることができる。

上記ベース部材１３１は、上記回転部材２００の回転を支持する固定部材であることができる。

即ち、上記ベース部材１３１は上記下部スラスト部材１２０と結合して上記下部スラスト部材１２０を固定させることができ、上記シャフト１１０は、上記下部スラスト部材１２０を媒介にして上記ベース部材１３１に間接的に固定設置されることができる。

また、上記ベース部材１３１は上記回転部材２００とともに所定空間を形成することができ、上記空間には、コイル１３３が巻線されたコア１３５が配置されることができる。

即ち、上記コイル１３３が巻線されたコア１３５は、上記ベース部材１３１に固定設置されることができる。

上記ベース部材１３１は、アルミニウム（Ａｌ）を材料としてダイキャスト（Ｄｉｅーｃａｓｔｉｎｇ）方式により製造されることができ、鋼板（ｓｔｅｅｌ ｓｈｅｅｔ）を塑性加工（例えば、プレス加工）して製造されることもできる。

上記回転部材２００は、上述した上記シャフト１１０と軸受間隙を維持した状態で潤滑流体を媒介にして回転可能に設けられることができ、上記回転部材２００には記録媒体が搭載されることができる。

上記回転部材２００は、上記固定部材と軸受間隙を形成するスリーブ２１０と、上記スリーブ２１０から延長されるロータハブ２２０と、を含むことができる。

上記スリーブ２１０と上記ロータハブ２２０は別の部材が結合することで回転部材２００を構成することもできるが、本発明の第１実施例によるスピンドルモータ３００では、上記スリーブ２１０と上記ロータハブ２２０が一体に形成されて回転部材２００を構成することができる。

上記スリーブ２１０と上記ロータハブ２２０が一体に形成されて回転部材２００を構成する場合、繰り返しランアウト（Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ Ｒｕｎ Ｏｕｔ、ＲＲＯ）を低減させることができるため、微細振動を最小限にすることで性能を極大化させることができる。

上記スリーブ２１０には、上記スリーブ２１０の上部と下部とを連通する少なくとも一つのバイパス流路２１５が形成されることができる。

上記バイパス流路２１５は、上記スリーブ２１０の上部と下部とを連通するように多様な形態に備えられることができる。

また、図５ａ、図５ｂ、図５ｃ、及び図５ｄに示されているように、バイパス流路２１５は、上記スリーブ２１０の上部と下部とを連通する形状であれば、その形成位置も多様に変形されることができる。

図６ａは、図２のようにスラスト動圧部が形成されるスリーブ２１０の上面にバイパス流路２１５が形成される場合の平面図であり、図６ｂは、図５ａのようにスラスト動圧部が形成されるスリーブ２１０の上面より半径方向外側にバイパス流路２１５が形成される場合の平面図である。また、図６ｃは、スパイラル状にスラスト動圧部が形成されるスリーブの上面より半径方向外側にバイパス流路が形成される場合の平面図であり、図６ｄはへリングボーン状にスラスト動圧部が形成されるスリーブの上面より半径方向外側にバイパス流路が形成される場合の平面図である。

上記バイパス流路２１５は、潤滑流体の圧力を分散させることで平衡が維持されるようにすることができ、潤滑流体の内部に存在する気泡などが循環によって排出されるように移動させることができる。

上記スリーブ２１０は、上記シャフト１１０及び上記下部スラスト部材１２０と軸受間隙を維持した状態で上記シャフト１１０及び上記下部スラスト部材１２０と結合されることができる。

また、上記スリーブ２１０の内周面には、上記スリーブ２１０の回転時に軸受間隙に充填された潤滑流体を媒介にして流体動圧を発生させるためのラジアル動圧部（図示せず）が形成されることができる。

但し、上記ラジアル動圧部（図示せず）は、上記スリーブ２１０の内周面に形成される場合に限定されず、上記シャフト１１０の外周面に形成されてもよい。

上記スリーブ２１０は、その中央に貫通孔を備えており、上記貫通孔に上記シャフト１１０の本体部１１３が挿入されることができる。上記スリーブ２１０の上部と下部にはそれぞれ上記第１挿入部１１７を収容する第１リセス部２１１及び上記第１突出部１２５を収容する第２リセス部２１３が形成されることができる。

上記回転部材２００に備えられる上記スリーブ２１０は上記シャフト１１０と軸受間隙を形成することができる。

ここで、軸受間隙についてより詳細に説明すると、上記スリーブ２１０の内周面は上記本体部１１３の外周面と所定間隔離隔されて軸受間隙を形成し、上記スリーブ２１０の上面と上記フランジ部１１５、上記スリーブ２１０の下面と上記下部スラスト部材１２０も所定間隔離隔されて軸受間隙を形成することができる。

上記軸受間隙は連結され、上記軸受間隙に潤滑流体が充填されることができる。

上記ロータハブ２２０は、上記スリーブ２１０から半径方向外側に延長されるハブベース２２１と、上記ハブベース２２１から軸方向に延長されるマグネット支持部２２２と、を含むことができる。

上記マグネット支持部２２２の内周面には環状のマグネット２３０が装着されることができ、上記マグネット２３０は、周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互に着磁されて一定強さの磁場を発生させる永久磁石であることができる。

また、上記マグネット２３０は、コイル１３５が巻線されたコア１３３と対向配置され、上記コイル１３５が巻線されたコア１３３との電磁気的相互作用により、上記回転部材２００が回転できるように駆動力を発生させる役割をする。

即ち、上記コイル１３５に電源が供給されると、上記コイル１３５が巻線されたコア１３３と上記マグネット２３０との電磁気的相互作用により、上記回転部材２００を回転させるための駆動力が発生するため、上記回転部材２００が上記シャフト１１０を中心に回転することができる。

図２は、本発明の第１実施例によるスピンドルモータの部分断面図であり、図３は、本発明の第１実施例によるスピンドルモータのシャフトと下部スラスト部材との結合断面図である。

また、図４ａは、本発明の第１実施例によるスピンドルモータの第１気液界面を示した概略断面図であり、図４ｂは、本発明の第１実施例によるスピンドルモータの第１気液界面が移動したことを示した概略断面図である。

図２から図４ｂを参照して、第１気液界面Ｆ１、第２気液界面Ｆ２及び上下側ラビリンス（Ｌａｂｙｒｉｎｔｈ）シール部１４０、１５０について説明する。上側ラビリンスシール部は第１ラビリンスシール部の一例であってよく、下側ラビリンスシール部は第２ラビリンスシール部の一例であってよい。

上記回転部材２００に備えられる上記スリーブ２１０の上部には、軸方向下側に陥入形成される第１リセス部２１１が備えられることができ、上記第１リセス部２１１には、上記シャフト１１０に備えられる上記第１挿入部１１７が収容されることができる。

上記第１挿入部１１７は上記第１リセス部２１１に収容されて上記第１リセス部２１１を形成する内壁と微小間隙を形成することができ、上記微小間隙には潤滑流体が連続的に充填されることができる。

潤滑流体をシールするために、上記第１挿入部１１７の内周面、下面及び外周面のうち少なくとも一つはテーパ状に形成されることができ、上記第１挿入部１１７の外周面と上記第１リセス部２１１を形成する内壁との間に上記第１気液界面Ｆ１が形成されることができる。

即ち、図４ａに示されているように、上記第１挿入部１１７及び上記第１リセス部２１１によって「Ｕ」字形の微小間隙が形成され、上記微小間隙に潤滑流体が充填される。上記微小間隙のうち、半径方向の最外側の微小間隙で潤滑流体がシールされるため、潤滑流体の貯蔵空間を十分に確保することができる。

スピンドルモータの駆動中に、潤滑流体の漏れまたは蒸発などの要因によって潤滑流体が徐々に減少する可能性があり、これにより、十分な流体圧力が提供されず、スピンドルモータの駆動に深刻な影響が与えられる恐れがある。

しかし、本発明の第１実施例によるスピンドルモータ３００では、上記第１挿入部１１７の外周面と上記第１リセス部２１１を形成する内壁との間で潤滑流体がシールされるように第１気液界面Ｆ１を形成することにより、潤滑流体の貯蔵空間を十分に確保することができ、結果的にスピンドルモータの寿命を増加させることができる。

また、図４ｂに示されているように、潤滑流体の蒸発によって上記第１気液界面Ｆ１が半径方向内側に移動する場合には、外部衝撃などによって潤滑流体が界面を離脱して漏れても、上記第１気液界面Ｆ１の外側に存在するテーパ構造によって潤滑流体を再びシールさせることも可能である。

従って、潤滑流体の漏れを効果的に防止することができる。

上記回転部材２００に備えられる上記スリーブ２１０の下部には、軸方向上側に陥入形成される第２リセス部２１３が備えられることができ、上記第２リセス部２１３には、上記下部スラスト部材１２０に備えられる上記第１突出部１２５が収容されることができる。

上記第１突出部１２５は上記第２リセス部２１３に収容されて上記第２リセス部２１３を形成する内壁と微小間隙を形成することができ、上記微小間隙には潤滑流体が連続的に充填されることができる。

潤滑流体をシールするために、上記第１突出部１２５の内周面、上面及び外周面のうち少なくとも一つはテーパ状に形成されることができ、上記第１突出部１２５の外周面と上記第２リセス部２１３を形成する内壁との間に上記第２気液界面Ｆ２が形成されることができる。

即ち、上記第１突出部１２５及び上記第２リセス部２１３とによって倒立した「Ｕ」字形の微小間隙が形成され、上記微小間隙に潤滑流体が充填される。上記微小間隙のうち、半径方向の最外側の微小間隙で潤滑流体がシールされるため、潤滑流体の貯蔵空間を十分に確保することができる。

スピンドルモータの駆動中に、潤滑流体の漏れまたは蒸発などの要因によって潤滑流体が徐々に減少する可能性があり、これにより、十分な流体圧力が提供されず、スピンドルモータの駆動に深刻な影響が与えられる恐れがある。

しかし、本発明の第１実施例によるスピンドルモータ３００では、上記第１突出部１２５の外周面と上記第２リセス部２１３を形成する内壁との間で潤滑流体がシールされるように第２気液界面Ｆ２を形成することにより、潤滑流体の貯蔵空間を十分に確保することができ、結果的にスピンドルモータの寿命を増加させることができる。

また、潤滑流体の蒸発によって上記第２気液界面Ｆ２が半径方向内側に移動する場合には、外部衝撃などによって潤滑流体が界面を離脱して漏れても、上記第２気液界面Ｆ２の外側に存在するテーパ構造によって潤滑流体を再びシールさせることも可能である。

従って、潤滑流体の漏れを効果的に防止することができる。

上側ラビリンスシール部１４０は、上記シャフト１１０に備えられる上記フランジ部１１５と上記回転部材２００との間に形成されることができる。

具体的には、上記フランジ部１１５の外側端と上記回転部材２００の対向面との間に微小間隙が形成されて上側ラビリンスシール部１４０を構成することができる。

上記上側ラビリンスシール部１４０を構成する上記微小間隙の大きさを異ならるように形成することにより、圧力低下及びエネルギー損失を起こして外部の異物が軸受間隙に流入されることを防止することができ、潤滑流体が上記第１気液界面Ｆ１を離脱して外部に漏れることを防止するとともに、外部の異物が流入されることを防止することができる。

下側ラビリンスシール部１５０は、上記下部スラスト部材１２０と上記回転部材２００との間に形成されることができる。

上記第２突出部１２７が上記第１突出部１２５より半径方向外側に形成されるため、上記第１突出部１２５と上記第２突出部１２７との間には、軸方向下側に窪む形状を有する収容溝１２９が形成されることができる。

上記収容溝１２９には、上記回転部材２００の下部から軸方向下側に突出する突起部２１７が収容されることができ、上記収容溝１２９と上記突起部２１７との間に微小間隙が形成されて下側ラビリンスシール部１５０を構成することができる。

上記下側ラビリンスシール部１５０を構成する上記微小間隙の大きさを異なるように形成することにより、圧力低下及びエネルギー損失を起こして外部の異物が軸受間隙に流入されることを防止することができ、潤滑流体が上記第２気液界面Ｆ２を離脱して外部に漏れることを防止するとともに、外部の異物が流入されることを防止することができる。

図７は、本発明の第２実施例によるスピンドルモータの概略断面図である。

図７を参照すると、本発明の第２実施例によるスピンドルモータ４００は、ラビリンスシール部１４０、１５０、１６０を除いては、本発明の第１実施例によるスピンドルモータ３００と同一であるため、ラビリンスシール部１４０、１５０、１６０以外の説明は省略する。

上側ラビリンスシール部１４０は、上記シャフト１１０に備えられる上記フランジ部１１５と上記回転部材２００との間に形成されることができる。

具体的には、上記フランジ部１１５の外側端と上記回転部材２００の対向面との間に微小間隙が形成されて上側ラビリンスシール部１４０を構成することができる。

ここで、上記フランジ部１１５の外側端の下面及び側面のうち少なくとも一つには凹溝１１５ａが形成されることができる。

従って、上記フランジ部１１５の外側端と上記回転部材２００の対向面との間の間隙の大きさが変わることができる。これにより、圧力低下及びエネルギー損失を起こして外部の異物が軸受間隙に流入されることを防止することができ、潤滑流体が上記第１気液界面Ｆ１を離脱して外部に漏れることを防止するとともに、外部の異物が流入されることを防止することができる。

下側ラビリンスシール部１５０は、上記下部スラスト部材１２０と上記回転部材２００との間に形成されることができる。

上記第２突出部１２７が上記第１突出部１２５より半径方向外側に形成されるため、上記第１突出部１２５と上記第２突出部１２７との間には軸方向下側に窪む形状を有する収容溝１２９が形成されることができる。

上記収容溝１２９には、上記回転部材２００の下部から軸方向下側に突出する突起部２１７が収容されることができ、上記収容溝１２９と上記突起部２１７との間に微小間隙が形成されて下側ラビリンスシール部１５０を構成することができる。

ここで、上記突起部２１７の外周面及び下面のうち少なくとも一つには凹溝２１７ａが形成されることができる。

従って、上記突起部２１７の下面または外周面と上記回転部材２００の対向面との間の間隙の大きさが変わることができる。これにより、圧力低下及びエネルギー損失を起こして外部の異物が軸受間隙に流入されることを防止することができ、潤滑流体が上記第２気液界面Ｆ２を離脱して外部に漏れることを防止するとともに、外部の異物が流入されることを防止することができる。

外側ラビリンスシール部１６０は、上記回転部材２００に備えられる上記スリーブ２１０の外周面と上記ベース部材１３１との間に形成されることができる。

上記スリーブ２１０の外周面の一部は上記ベース部材１３１の内周面と対向することができ、上記スリーブ２１０の外周面と上記ベース部材１３１の内周面との間に微小間隙が形成されて外側ラビリンスシール部１６０を構成することができる。

ここで、上記スリーブ２１０の外周面には凹溝２１０ａが形成されることで、上記スリーブ２１０の外周面と上記ベース部材１３１の内周面との間の間隙の大きさが変わることができる。

上記外側ラビリンスシール部１６０は、上記下側ラビリンスシール部１５０の外側に形成されることにより、潤滑流体が上記第２気液界面Ｆ２を離脱して外部に漏れることをさらに効果的に防止することができ、外部の異物が流入されることを防止することができる。

図８は、本発明の第３実施例によるスピンドルモータの概略断面図であり、図９は、本発明の第３実施例によるスピンドルモータのシャフトと下部スラスト部材との結合断面図である。

図８及び図９を参照すると、本発明の第３実施例によるスピンドルモータ５００は、シャフト１１０及び回転部材２００を除いては、本発明の第１実施例によるスピンドルモータ３００と同一であるため、シャフト１１０及び回転部材２００以外の説明は省略する。

上記シャフト１１０は、上記下部スラスト部材１２０を媒介にして上記ベース部材１３１に間接的に固定設置されることができ、上記下部スラスト部材１２０及び上記ベース部材１３１とともに固定部材を構成することができる。

上記シャフト１１０は、回転部材の軸孔に挿入される本体部１１３と、上記本体部１１３の上部から半径方向外側に延長されるフランジ部１１５と、上記フランジ部１１５から軸方向下側に延長される第１挿入部１１７と、上記フランジ部１１５の外側端から軸方向下側に延長される第２挿入部１１９と、を含むことができる。

即ち、上記第２挿入部１１９は、上記第１挿入部１１７より半径方向外側に形成されることができる。

上記回転部材２００には、上記第２挿入部１１９を収容する第３リセス部２１９が形成されることができる。

上記第２挿入部１１９と上記第３リセス部２１９との間に微小間隙が形成されて上側ラビリンスシール部１４０を構成することができる。

図１０は、本発明の第４実施例によるスピンドルモータの概略断面図である。

図１０を参照すると、本発明の第４実施例によるスピンドルモータ６００は、シャフト１１０及びカバー部材１７０を除いては、本発明の第１実施例によるスピンドルモータ３００と同一であるため、シャフト１１０及びカバー部材１７０以外の説明は省略する。

上記回転部材２００の上面は、カバー部材１７０を固定させるために段差状に形成されることができる。

上記カバー部材１７０は、上記回転部材２００の上面において段差状に形成された部分に固定配置されることにより、潤滑流体の漏れ及び蒸発を抑制することができる。

上記フランジ部１１５の上面は上記カバー部材１７０の下面と対向することができ、上記フランジ部１１５の上面と上記カバー部材１７０との間に微小間隙が形成されて上側ラビリンスシール部１４０を構成することができる。

ここで、上記フランジ部１１５の上面及び上記カバー部材１７０の下面のうち少なくとも一つには凹溝１１５ｂが形成されることができる。

従って、上記フランジ部１１５の上面と上記カバー部材１７０の下面との間の間隙の大きさが変わることができる。これにより、圧力低下及びエネルギー損失を起こして外部の異物が軸受間隙に流入されることを防止することができ、潤滑流体が上記第１気液界面Ｆ１を離脱して外部に漏れることを防止するとともに、外部の異物が流入されることを防止することができる。

図１１は、本発明の第５実施例によるスピンドルモータの概略断面図であり、図１２は、本発明の第５実施例によるスピンドルモータのシャフトと下部スラスト部材との結合断面図であり、図１３は、本発明の第５実施例によるシャフトのフランジ部の外側端に凹溝が形成されることを示した概略断面図である。

図１１から図１３を参照すると、本発明の第５実施例によるスピンドルモータ７００は、下部スラスト部材１２０'を除いては、本発明の第１実施例によるスピンドルモータ３００と同一であるため、下部スラスト部材１２０'以外の説明は省略する。

上記下部スラスト部材１２０'は、上記回転部材２００のスリーブ２１０とともに第２気液界面Ｆ２を形成することができ、上記シャフト１１０と結合して固定部材を構成することができる。

上記下部スラスト部材１２０'は、上記固定溝１１１に挿入される固定部１２１と、上記固定部１２１から半径方向外側に延長される円盤部１２３と、上記円盤部１２３から軸方向に延長される突出部１２５'と、上記突出部１２５'の内側端から軸方向上側に延長されるテーパ部１２７'と、を備えることができる。

上記下部スラスト部材１２０'に備えられる上記円盤部１２３の上面及び上記回転部材２００の対向面のうち少なくとも一つには、スラスト動圧を発生させるためのスラスト動圧部（図示せず）が形成されることができる。

即ち、上記下部スラスト部材１２０'に形成される上記スラスト動圧部（図示せず）により、上記回転部材２００の回転時にスラスト動圧が発生するため、上記回転部材２００がより安定して回転することができる。

一方、上記突出部１２５'は上記円盤部１２３から軸方向上側に延長されて形成されることができ、上記突出部１２５'の外周面は、上記ベース部材１３１と熔接、ボンディング及び圧入のうち少なくとも一つの方式により結合されることができる。

上記テーパ部１２７'は上記突出部１２５'の内側端から軸方向上側に延長されて形成されることができ、上記テーパ部１２７'と上記回転部材２００に形成される第２リセス部２１３との間には第２気液界面Ｆ２が形成されることができる。

また、潤滑流体をシールするために、上記テーパ部１２７'の内周面、上面及び外周面のうち少なくとも一つはテーパ状に形成されることができる。

一方、上記シャフト１１０に備えられる上記フランジ部１１５の外側端の側面には凹溝１１５ｃが形成されることができる。

図１４は、本発明の一実施例によるスピンドルモータを用いたディスク駆動装置の概略断面図である。

図１４を参照すると、本発明によるスピンドルモータが装着された記録ディスク駆動装置８００は、ハードディスク駆動装置であり、スピンドルモータ３００と、ヘッド駆動部８１０と、ハウジング８２０と、を含むことができる。

上記スピンドルモータ３００は、上述した本発明によるスピンドルモータ３００の特徴を全て有しており、記録ディスク８３０を搭載することができる。

上記ヘッド駆動部８１０は、上記スピンドルモータ３００に搭載された記録ディスク８３０の情報を検出する磁気ヘッド８１５を、検出しようとする記録ディスク８３０の面に移送させることができる。

ここで、上記磁気ヘッド８１５は、上記ヘッド駆動部８１０の支持部８１７上に配置されることができる。

上記ハウジング８２０は、上記スピンドルモータ３００及び上記ヘッド駆動部８１０を収容する内部空間を形成するために、モータ搭載プレート８２２と、上記モータ搭載プレート８２２の上部を遮蔽するトップカバー８２４と、を含むことができる。

上記の実施例により、本発明によるスピンドルモータ及びそれを含むハードディスクドライブは、ラビリンスシールの効果を極大化させることにより、外部異物の流入及び潤滑流体の漏れを防止することができ、スピンドルモータの性能及び寿命を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有するものには明らかである。

１１０ シャフト
１２０ 下部スラスト部材
１３１ ベース部材
１３３ コイル
１３５ コア
１４０ 上側ラビリンスシール部
１５０ 下側ラビリンスシール部
２００ 回転部材
２１０ スリーブ
２２０ ロータハブ
Ｆ１ 第１気液界面
Ｆ２ 第２気液界面

Claims (23)

1. 軸方向一方側に固定溝を備える本体部、前記本体部の軸方向他方側から半径方向外側に延長されるフランジ部及び前記フランジ部から前記軸方向一方側に突出する第１挿入部を備えるシャフトと、
   前記固定溝に挿入される固定部、前記固定部から半径方向外側に延長される円盤部、並びに前記円盤部から前記軸方向他方側に突出する第１突出部及び第２突出部を備えるスラスト部材と、
   前記第２突出部と結合するベース部材と、
   前記シャフトと軸受間隙を形成し、前記シャフトに対して回転可能に備えられる回転部材と
   を含み、
   前記回転部材の前記軸方向他方側には前記第１挿入部を収容する第１リセス部が備えられ、
   前記回転部材の前記軸方向一方側には前記第１突出部を収容する第２リセス部が備えられ、
   前記フランジ部の外側端と前記回転部材との間には第１ラビリンスシール部が備えられる、スピンドルモータ。
2. 前記第１挿入部の外周面と前記第１リセス部を形成する前記回転部材の内壁との間には第１気液界面が形成され、前記第１突出部の外周面と前記第２リセス部を形成する前記回転部材の内壁との間には第２気液界面が形成される、請求項１に記載のスピンドルモータ。
3. 前記第１挿入部の前記第１リセス部と対向する面のうち少なくとも一つはテーパ状に形成される、請求項１または２に記載のスピンドルモータ。
4. 前記第１突出部の前記第２リセス部と対向する面のうち少なくとも一つはテーパ状に形成される、請求項１から３の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
5. 前記フランジ部の外側端と前記回転部材とが対向する面同士の間には微小間隙が形成される、請求項１から４の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
6. 前記フランジ部の外側端の前記回転部材と対向する面のうち少なくとも一つには凹溝が形成される、請求項１から５の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
7. 前記第２突出部は、前記第１突出部より半径方向外側に形成される、請求項１から６の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
8. 前記第１突出部と前記第２突出部との間には収容溝が備えられ、前記収容溝には前記回転部材の前記軸方向一方側から突出する突起部が収容される、請求項７に記載のスピンドルモータ。
9. 前記突起部と前記収容溝との間には微小間隙が形成される、請求項８に記載のスピンドルモータ。
10. 前記突起部と前記収容溝との間には第２ラビリンスシール部が形成される、請求項８または９に記載のスピンドルモータ。
11. 前記回転部材の外周面と前記ベース部材とが対向する面同士の間には外側ラビリンスシール部が備えられる、請求項１から１０の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
12. 前記フランジ部は、前記フランジ部の外側端から前記軸方向一方側に延長される第２挿入部をさらに備え、前記回転部材は前記第２挿入部を収容する第３リセス部をさらに備える、請求項１から１１の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
13. 前記第２挿入部と前記第３リセス部との間には微小間隙が形成される、請求項１２に記載のスピンドルモータ。
14. 前記第２挿入部は、前記第１挿入部より半径方向外側に形成される、請求項１２または１３に記載のスピンドルモータ。
15. 前記回転部材の前記軸方向他方側の面に固定され、潤滑流体の漏れを防止するカバー部材をさらに含む、請求項１から１４の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
16. 前記フランジ部の前記軸方向他方側の面及び前記カバー部材の前記軸方向一方側の面のうち少なくとも一つには凹溝が形成される、請求項１５に記載のスピンドルモータ。
17. 前記回転部材には、前記回転部材の前記軸方向一方側と前記軸方向他方側とを貫通するバイパス流路が少なくとも一つ形成される、請求項１から１６の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
18. 軸方向一方側に固定溝を備える本体部、前記本体部の軸方向他方側から半径方向外側に延長されるフランジ部及び前記フランジ部から前記軸方向一方側に突出する第１挿入部を備えるシャフトと、
    前記固定溝に挿入される固定部、前記固定部から半径方向外側に延長される円盤部、前記円盤部から前記軸方向他方側に突出する突出部及び前記突出部の内側端から前記軸方向他方側に突出するテーパ部を備える下部スラスト部材と、
    前記突出部と結合するベース部材と、
    前記シャフトと軸受間隙を形成し、前記シャフトに対して回転可能に備えられる回転部材と、を含み、
    前記回転部材の前記軸方向他方側には前記第１挿入部を収容する第１リセス部が備えられ、
    前記回転部材の前記軸方向一方側には前記テーパ部を収容する第２リセス部が備えられ、
    前記フランジ部の外側端と前記回転部材との間には第１ラビリンスシール部が備えられる、スピンドルモータ。
19. 前記第１挿入部の外周面と前記第１リセス部を形成する前記回転部材の内壁との間には第１気液界面が形成され、前記テーパ部の外周面と前記第２リセス部を形成する前記回転部材の内壁との間には第２気液界面が形成される、請求項１８に記載のスピンドルモータ。
20. 前記テーパ部と前記第２リセス部との間には微小間隙が形成される、請求項１８または１９に記載のスピンドルモータ。
21. 前記テーパ部の前記第２リセス部と対向する面のうち少なくとも一つはテーパ状に形成される、請求項１８から２０の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
22. 前記突出部と前記回転部材との間には第２ラビリンスシール部が形成される、請求項１８から２１の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
23. 基板に通じて印加される電源によってディスクを回転させる請求項１から２２の何れか一項に記載のスピンドルモータと、
    前記ディスクのデータを記録及び再生するための磁気ヘッドと、
    前記磁気ヘッドを前記ディスク上の所定位置に移動させるためのヘッド駆動部と、を含む、ハードディスクドライブ。

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