JP3135684B2 - スピンドルモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体の駆動などに
使用される動圧軸受利用のスピンドルモータに関する。

【０００２】

【従来の技術及び解決しようとする課題】パーソナルコ
ンピュータ等の機器の一層の小形化、大容量化により、
それらに組み込まれる記録媒体駆動用のスピンドルモー
タについても、一層の小形化、高精度化が要請されてい
る。それに伴い、スピンドルモータの軸受についても一
層の小形化、高精度化が要求されている。

【０００３】従来、スピンドルモータに用いる軸受とし
ては、玉軸受が多く採用されている。ところが、スピン
ドルモータの小形化、特に小外径化が進行すると、それ
に見合う小外径の玉軸受を用いたのでは、モータ組立時
に内外輪の変形が生じ易いこと等により、十分な回転精
度を実現することが実際上困難なものとなりがちであ
る。また騒音や振動の問題も起こり易い。記録媒体駆動
用のスピンドルモータの場合、小外径化に伴い高速回転
が要求されるので、これらの問題が一層助長される。さ
らに、外径の大小にかかわらず、玉軸受の精度には限界
があり、要求仕様を満足しない場合が考えられる。

【０００４】そのため、主として小形の（例えばロータ
ハブの外径が４０ｍｍ程度以下の）スピンドルモータと
して、略椀形状のロータハブ部の基部の内周側に回転ス
リーブ部を有し、その回転スリーブ部が固定支柱部に外
嵌されて回転自在に支持されることにより動圧ラジアル
軸受が構成されているスピンドルモータが提案されてい
る。

【０００５】しかしながらこのような動圧ラジアル軸受
を採用した場合、玉軸受に比し、潤滑剤の漏出が一層問
題となる。モータの外部へ潤滑剤が漏出すると、例えば
ロータハブ部に外嵌固定された記録媒体等を汚損するこ
ととなるので、これを避ける必要がある。潤滑剤の漏出
を確実に防ぐには、磁性流体シールを用いることが望ま
しいが、ロータハブ部の内部における中央部に位置する
動圧ラジアル軸受の近辺に磁性流体を注入するのは困難
である。一方ロータハブ部の外周部に設けようとすれ
ば、磁性流体を大量に必要とするのでコストが高騰して
しまう。

【０００６】また、動圧ラジアル軸受を採用したスピン
ドルモータの場合、そのモータを組み込んだ装置の運搬
時等において、何らかの原因によりスピンドルモータの
回転部が固定支柱部に対し摺動し、装置中の天板等に衝
突すると、回転精度等の性能に悪影響が及ぶおそれがあ
る。またスピンドルモータの回転時にも、固定支柱部に
対する回転部の回転軸線方向位置が十分に安定でなけれ
ば、回転精度を低下させるおそれがある。

【０００７】本発明は、従来技術に存した上記のような
問題点に鑑み行われたものであって、その目的とすると
ころは、動圧軸受を利用したスピンドルモータであっ
て、モータ外部への潤滑剤の漏出が磁性流体シールを用
いなくとも効果的に防止されるもの、回転部が固定支柱
部に対し摺動することにより、装置中の天板等に衝突し
て、回転精度等の性能に悪影響が及ぶことが防がれるも
の、及び回転時に固定支柱部に対する回転部の回転軸線
方向位置が十分に安定なものを提供することにある。

【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、本発明のスピンドルモータは、回転スリーブ部と、
その回転スリーブ部と一体的に回転するロータハブ部
と、固定部と、その固定部にほぼ上向きに突設された固
定支柱部とを備えてなり、回転スリーブ部が固定支柱部
に外嵌されて回転自在に支持されることにより動圧ラジ
アル軸受が構成されているスピンドルモータであって、
前記回転スリーブ部の下側端面が、固定支柱部の下部か
ら全周にわたり径方向外方に突出した固定スラスト軸受
部により回転自在に支持されることにより、動圧スラス
ト軸受が構成されており、前記固定スラスト軸受部の外
周部が、固定部が有する内周壁面の内周側に径方向空隙
を隔てて位置し、その径方向空隙に通ずる潤滑剤貯留空
間が、前記固定スラスト軸受部の下方に設けられ、前記
内周壁面による囲繞空間内に、前記固定スラスト軸受部
及び潤滑剤貯留空間が位置するものとしている。

【０００９】また本発明の別のスピンドルモータは、回
転スリーブ部と、その回転スリーブ部と一体的に回転す
るロータハブ部とを有してなる回転部と、固定部と、そ
の固定部にほぼ上向きに突設された固定支柱部とを備え
てなり、回転スリーブ部が固定支柱部に外嵌されて回転
自在に支持されることにより動圧ラジアル軸受が構成さ
れているスピンドルモータであって、回転部に、上端が
回転部の上端を上回り、固定支柱を若干の径方向空隙を
隔てて囲繞する緩衝部材が設けられ、その緩衝部材と回
転スリーブ部の上側端面とにより、径方向内方に開口す
る潤滑剤貯留溝が形成されているものとしている。

【００１０】本発明の更に別のスピンドルモータは、回
転スリーブ部と、その回転スリーブ部と一体的に回転す
るロータハブ部と、固定部と、その固定部にほぼ上向き
に突設された固定支柱部とを備えてなり、回転スリーブ
部が固定支柱部に外嵌されて回転自在に支持されること
により動圧ラジアル軸受が構成されているスピンドルモ
ータであって、前記回転スリーブ部の下側端面が、固定
支柱部から全周にわたり径方向外方に突出した固定スラ
スト軸受部により回転自在にほぼ上向きに支持されるこ
とにより、動圧スラスト軸受が構成されており、ロータ
ハブのうち少なくとも固定部と回転軸線方向に相対する
部分と、固定部のうち少なくともロータハブと回転軸線
方向に相対する部分のうち、一方には永久磁石部が、他
方に強磁性体部が、それらの間に回転軸線方向の磁気的
吸引力が作用してロータハブにほぼ下向きの力が及ぶよ
うに設けられているものとしている。

【００１１】

【作用】請求項１の発明では、固定部が有する内周壁面
による囲繞空間内にて、回転スリーブ部の下側端面が固
定スラスト軸受部により回転自在に支持されて動圧スラ
スト軸受が構成されているので、回転スリーブ部の下側
端面と固定スラスト軸受部との間からほぼ半径方向外方
に漏出する潤滑剤のほとんどが内周壁面と固定スラスト
軸受部との間の径方向空隙内を流下して潤滑剤貯留空間
内に貯留され、内周壁面を越えてスピンドルモータの外
部へ漏出することが防がれる。

【００１２】請求項２の発明では、回転部に、上端が回
転部の上端を上回り、固定支柱を若干の径方向空隙を隔
てて囲繞する緩衝部材が設けられているので、スピンド
ルモータを組み込んだ装置の運搬時等において、何らか
の原因により回転部が固定支柱部に対し摺動した場合
に、装置中の天板等に衝突する衝撃が、緩衝部材によっ
て和らげられる。また、緩衝部材と回転スリーブ部の上
側端面とにより、径方向内方に開口する潤滑剤貯留溝が
形成されているので、主としてスピンドルモータの回転
中に回転スリーブ部の上側端面と固定支柱部との間から
漏出する潤滑剤は、潤滑剤貯留溝に貯留され、緩衝部材
の外方まで漏出することが防がれる。

【００１３】請求項３の発明では、ロータハブのうち少
なくとも固定部と回転軸線方向に相対する部分に強磁性
体部（または永久磁石部）が設けられ、固定部のうち少
なくともロータハブと回転軸線方向に相対する部分に、
永久磁石部（または強磁性体部）が設けられているの
で、固定部とロータハブとの間に磁気的吸引力が作用
し、スピンドルモータを組み込んだ装置の運搬時等にお
いて、何らかの原因により回転部が固定支柱部に対し摺
動するような力が働いた場合でもそのような摺動が防止
される。また、スピンドルモータの回転時においても、
固定支柱部に対する回転部の回転軸線方向位置が安定す
る。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を、図１乃至図２を参照しつ
つ説明する。図１は、本発明の１実施例としてのハード
ディスク駆動用スピンドルモータについての断面図であ
る。なお、本発明のスピンドルモータをハードディスク
以外の記録媒体の駆動等にも用い得ることは云うまでも
ない。

【００１５】１０はブラケット（固定部）である。ブラ
ケット１０は、フランジ部１０ａと、その内側に位置す
る外周壁部１０ｂと、その外周壁部１０ｂの内方下部に
形成された環状の第１底部１０ｃと、その第１底部１０
ｃの内周側に設けられた内周壁部１０ｄと、その内周壁
部１０ｄの基部内方に形成された環状の第２底部１０ｅ
とを有してなる。そして外周壁部１０ｂと第１底部１０
ｃと内周壁部１０ｄとにより、上方に開口する環状凹部
１２が形成されている。

【００１６】１４は、円柱状をなす固定支柱である。固
定支柱１４は、その下端部が第２底部１０ｅの中央部を
貫通する貫通孔１６に嵌合固定された状態で、ブラケッ
ト１０に対し、上向きに突設されている。この固定支柱
１４のすべり面である外周面における軸線方向に一定間
隔を隔てた２個所に、ヘリングボーン溝１８及び２０が
設けられている。なお、このヘリングボーン溝１８及び
２０については、固定支柱１４の外周面を平面に展開し
たような状態で簡略に図示している。

【００１７】２２は、スラスト軸受部材であって、固定
支柱１４のうち第２底部１０ｅの上方に突出した部分の
下端部に外嵌固定されている。スラスト軸受部材２２
は、内周部がやや下方に突起した環状板形状をなし、そ
のすべり面である上面には、スパイラル溝（図示を略
す。）が形成されている。スラスト軸受部材２２の外周
部は、内周壁部１０ｄの内周面の内方に径方向空隙２１
を隔てており、スラスト軸受部材２２の下面は、第２底
部１０ｅとの間に回転軸線方向空隙を隔てている。２３
は、スラスト軸受部材２２の下面と第２底部１０ｅと内
周壁部１０ｄにより囲繞形成された潤滑剤貯留空間であ
る。

【００１８】なお、スラスト軸受部材２２及び固定支柱
１４のすべり面の表面形状は、上述したものに限るもの
ではない。

【００１９】２４は、ブラケット１０の内周壁部１０ｄ
の外周壁面に固定されたステータコア、２６は、そのス
テータコア２４に捲回されたステータコイルである。

【００２０】２８は、略椀形状のロータハブである。ロ
ータハブ２８は、中央部に嵌合孔３０が貫通した環状の
基部２８ａと、その基部２８ａの外周部に垂下している
外壁部２８ｂと、外壁部２８ｂの外方に張出した張出し
部２８ｃとを有してなる。張出し部２８ｃは、外壁部２
８ｂの外方における下端から約３分の２程度を占める。
この張出し部２８ｃの上方における外壁部２８ｂ及び基
部２８ａの外周部に、複数枚のハードディスクが、スペ
ーサにより互いに軸線方向間隔を隔てた状態で外嵌固定
される。

【００２１】３２は、外壁部２８ｂの内側に固定された
円筒状のロータマグネットである。３４は、円筒状の回
転スリーブ部材である。この回転スリーブ部材３４は、
上端部を除くほぼ上半部（一定部分Ａ３６）の外周部
が、ロータハブ２８の基部２８ａに設けられた嵌合孔３
０の内側に、ロータハブ２８と同軸状に、しまりばめに
より嵌合固定されている。また回転スリーブ部材３４の
ほぼ下半部（一定部分Ｂ３８）は、ロータハブ２８の外
壁部２８ｂの内側に突出している。

【００２２】この回転スリーブ部材３４が固定支柱１４
に外嵌されて回転自在に支持されることにより動圧ラジ
アル軸受が構成されている。勿論、回転スリーブ部材３
４の内周面と固定支柱１４の外周面との間隙には、スピ
ンドル油等の潤滑剤が配されている。また回転スリーブ
部材３４の下端面が、ブラケット１０における内周壁部
１０ｄの内周面による囲繞空間内にて、スラスト軸受部
材２２の上面により回転自在に支持されることにより、
動圧スラスト軸受が構成されている。回転スリーブ部材
３４の下端面とスラスト軸受部材２２の上面との間隙に
も、スピンドル油等の潤滑剤が配されることは云うまで
もない。

【００２３】ロータハブ２８の張出し部２８ｃは、その
上端部を除く部分が、環状凹部１２内において外周壁部
１０ｂの内周面と若干の径方向間隙を隔てて相対してい
る。またロータマグネット３２は、ステータコア２４と
径方向空隙を隔てて相対している。固定支柱１４の上端
部は、回転スリーブ部材３４の上方に突出している。

【００２４】４０は、ロータハブ２８の上端面部の内周
部上から回転スリーブ部材３４の上端面部上に亙って設
けられた環状の緩衝部材である。緩衝部材４０の上端面
は固定支柱１４の上端面よりも下方に位置し、緩衝部材
４０の内周部は、固定支柱１４を若干の径方向空隙を隔
てて囲繞している。緩衝部材４０の下端内周部には環状
切欠部４２を有し、この環状切欠部４２と回転スリーブ
部材３４の上端面とにより、径方向内方に開口する潤滑
剤貯留溝４４が形成されている。なお、緩衝部材４０の
材料の例としては、合成ゴム等が挙げられる。勿論、必
ずしも緩衝部材４０の全部分がこのような緩衝材料によ
り構成されていることは要しない。

【００２５】このスピンドルモータは、例えばブラケッ
ト１０のフランジ部１０ａをハードディスク駆動装置の
基盤４６に固定し、固定支柱１４の上端部をねじ４８に
よりハードディスク駆動装置の天板５０に固着すること
により、ハードディスク駆動装置に組み込まれる。

【００２６】回転スリーブ部材３４の一定部分Ａ３６の
外周部が、ロータハブ２８の基部２８ａに設けられた嵌
合孔３０の内側にしまりばめにより嵌合固定されてお
り、一定部分Ｂ３８は、ロータハブ２８の外壁部２８ｂ
の内側に突出しているので、一定部分Ａ３６の内径は、
一定部分Ｂ３８の内径よりも若干縮小している。そのた
め、動圧ラジアル軸受において、一定部分Ａ３６は一定
部分Ｂ３８よりも固定支柱１４に高い剛性で回転支持さ
れる。

【００２７】主に回転スリーブ部材３４、ロータハブ２
８及びロータマグネット３２からなるロータ５２が、軸
線方向における質量分布が大きくてぶれを生み易いロー
タハブ２８の基部２８ａの内側の一定部分Ａ３６におい
て、固定支柱１４に比較的に高い剛性で回転支持されて
いるので、固定支柱１４部の軸心線に対するロータ５２
の回転軸線のぶれが効果的に抑えられる。

【００２８】このスピンドルモータを組み込んだハード
ディスク装置またはそれを備えた装置の運搬時等におい
て、何らかの原因によりロータ５２が固定支柱１４に対
し上方へ若干摺動することがある。しかしながらその回
転スリーブ部材３４がハードディスク装置の天板５０に
衝突して回転精度等の性能に悪影響が及ぶことは、緩衝
部材４０によって防止される。そして、主にスピンドル
モータの回転中に回転スリーブ部材３４の上端面と固定
支柱１４との間から漏出する潤滑剤は、潤滑剤貯留溝４
４に貯留され、緩衝部材４０の外方まで漏出することが
防がれる。漏出した潤滑剤の少なくとも一部は、回転停
止により、回転スリーブ部材３４と固定支柱１４との間
隙内に戻る。

【００２９】また、回転スリーブ部材３４の下端面が、
ブラケット１０における内周壁部１０ｄの内周面による
囲繞空間内にて、スラスト軸受部材２２の上面により回
転自在に支持されることにより、動圧スラスト軸受が構
成されているため、回転スリーブ部材３４の下端面とス
ラスト軸受部材２２との間からほぼ半径方向外方に漏出
する潤滑剤のほとんどは、内周壁部１０ｄの内周面とス
ラスト軸受部材２２との間の径方向空隙２１内を流下し
て潤滑剤貯留空間２３内に貯留され、内周壁部１０ｄを
越えてスピンドルモータの外部へ漏出することが防がれ
る。また、内周壁部１０ｄの内周面とスラスト軸受部材
２２との間の径方向空隙２１内を流下しない潤滑剤も、
内周壁部１０ｄ、ステータコア２４、ステータコイル２
６、ロータマグネット３２、ロータハブ２８の外壁部２
８ｂ及び張出し部２８ｃ並びにブラケット１０の第１底
部１０ｃ及び外周壁部１０ｂによるラビリンスシール状
の効果によって、その潤滑剤がスピンドルモータ外、す
なわちハードディスク室５４内へ漏出することは防がれ
る。

【００３０】なお、前記実施例において、ロータマグネ
ット３２の磁気的センタをステータコア２４の磁気的セ
ンタにより上側にずらせておけば、モータ回転時におけ
るロータマグネット３２とステータコア２４との間の磁
気的吸引力により、固定支柱１４に対するロータ５２の
回転軸線方向位置が安定する。図２は、本発明の別の実
施例としてのハードディスク駆動用スピンドルモータに
ついての半断面図である。

【００３１】この実施例では、ロータハブ２８全体が、
強磁性ステンレス鋼により形成されている。そして、ブ
ラケット６０のうち、ロータハブ２８の張出し部２８ｃ
と回転軸線方向に相対する部分、すなわち、第１底部１
０ｃの外周部に、回転軸線方向に着磁された環状の永久
磁石体６２が、その上面を露出させた状態で埋設されて
いる。

【００３２】この永久磁石体６２により、ブラケット６
０とロータハブ２８との間に磁気的吸引力が作用するの
で、このスピンドルモータを組み込んだハードディスク
装置またはそれを備えた装置の運搬時等において、何ら
かの原因によりロータ５２が固定支柱１４に対し上方へ
摺動するような力が働いた場合でもそのような摺動が防
止される。また、スピンドルモータの回転時において
も、固定支柱１４に対するロータの回転軸線方向位置が
安定する。

【００３３】図２における上記以外の符合の意義は、図
１に示した実施例についてのものと同様である。なお、
ブラケット６０とロータハブ２８との間に磁気的吸引力
を作用させる構成は、前述の態様に限るものではない。
例えば、ブラケット６０のうち、ロータハブ２８のロー
タマグネット３２と回転軸線方向に相対する部分に、強
磁性体を、その上面を露出させた状態で埋設することに
より、ロータマグネット３２と強磁性体との間に磁気的
吸引力を作用させるようにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】請求項１のスピンドルモータでは、回転
スリーブ部の下側端面と固定スラスト軸受部との間から
ほぼ半径方向外方に漏出する潤滑剤のほとんどが内周壁
面と固定スラスト軸受部との間の径方向空隙内を流下し
て潤滑剤貯留空間内に貯留され、内周壁面を越えてスピ
ンドルモータの外部へ漏出することが防がれるので、例
えばロータハブ部に外嵌固定された記録媒体等の潤滑剤
による汚損などを効果的に防止することができる。

【００３５】請求項２のスピンドルモータでは、それを
組み込んだ装置の運搬時等において、何らかの原因によ
り回転部が固定支柱部に対し摺動した場合に、装置中の
天板等に衝突して回転精度等の性能に悪影響が及ぶこと
が、緩衝部材によって防止される。また、主にスピンド
ルモータの回転中に回転スリーブ部の上側端面と固定支
柱部との間から漏出する潤滑剤は、潤滑剤貯留溝に貯留
され、緩衝部材の外方まで漏出することが防がれるの
で、例えばロータハブ部に外嵌固定された記録媒体等の
潤滑剤による汚損などを、効果的に防止することができ
る。

【００３６】請求項３のスピンドルモータでは、それを
組み込んだ装置の運搬時等において、何らかの原因によ
り回転部が固定支柱部に対し摺動するような力が働いた
場合でもそのような摺動が防止されるので、回転部が装
置中の天板等に衝突して回転精度等の性能に悪影響が及
ぶことが防がれる。また、スピンドルモータの回転時
に、固定支柱部に対する回転部の回転軸線方向位置が安
定するので、回転精度が向上し、例えば記録媒体を回転
駆動する場合におけるその記録精度を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】断面図である。

【図２】半断面図である。

【符合の説明】

１０ ブラケット １０ｄ 内周壁部 １４ 固定支柱 ２２ スラスト軸受部材 ２３ 潤滑剤貯留空間 ２８ ロータハブ ３４ 回転スリーブ部材 ４０ 緩衝部材 ４４ 潤滑剤貯留溝 ５２ ロータ ６２ 永久磁石体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 5/16 - 5/167 H02K 5/10 H02K 7/08 F16C 17/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転スリーブ部と、その回転スリーブ部と
   一体的に回転するロータハブ部と、固定部と、その固定
   部にほぼ上向きに突設された固定支柱部とを備えてな
   り、回転スリーブ部が固定支柱部に外嵌されて回転自在
   に支持されることにより動圧ラジアル軸受が構成されて
   いるスピンドルモータであって、前記回転スリーブ部の下側端面が、固定支柱部の下部か
   ら全周にわたり径方向外方に突出した固定スラスト軸受
   部により回転自在に支持されることにより、動圧スラス
   ト軸受が構成されており、 前記固定スラスト軸受部の外周部が、固定部が有する内
   周壁面の内周側に径方向空隙を隔てて位置し、 その径方向空隙に通ずる潤滑剤貯留空間が、前記固定ス
   ラスト軸受部の下方に設けられ、 前記内周壁面による囲繞空間内に、前記固定スラスト軸
   受部及び潤滑剤貯留空間が位置する ことを特徴とするス
   ピンドルモータ。
2. 【請求項２】回転スリーブ部と、その回転スリーブ部と
   一体的に回転するロータハブ部とを有してなる回転部
   と、固定部と、その固定部にほぼ上向きに突設された固
   定支柱部とを備えてなり、回転スリーブ部が固定支柱部
   に外嵌されて回転自在に支持されることにより動圧ラジ
   アル軸受が構成されているスピンドルモータであって、
   回転部に、上端が回転部の上端を上回り、固定支柱を若
   干の径方向空隙を隔てて囲繞する緩衝部材が設けられ、 その緩衝部材と回転スリーブ部の上側端面とにより、径
   方向内方に開口する潤滑剤貯留溝が形成されていること
   を特徴とするスピンドルモータ。
3. 【請求項３】回転スリーブ部と、その回転スリーブ部と
   一体的に回転するロータハブ部と、固定部と、その固定
   部にほぼ上向きに突設された固定支柱部とを備えてな
   り、回転スリーブ部が固定支柱部に外嵌されて回転自在
   に支持されることにより動圧ラジアル軸受が構成されて
   いるスピンドルモータであって、前記回転スリーブ部の下側端面が、固定支柱部から全周
   にわたり径方向外方に突出した固定スラスト軸受部によ
   り回転自在にほぼ上向きに支持されることにより、動圧
   スラスト軸受が構成されており、 ロータハブのうち少なくとも固定部と回転軸線方向に相
   対する部分と、固定部のうち少なくともロータハブと回
   転軸線方向に相対する部分のうち、一方には永久磁石部
   が、他方に強磁性体部が、それらの間に回転軸線方向の
   磁気的吸引力が作用してロータハブにほぼ下向きの力が
   及ぶように設けられていることを特徴とするスピンドル
   モータ。