JP3292508B2 - 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、軸受体と、その軸受体
に対し回転自在に外嵌された回転スリーブ部を有するロ
ータとを備えてなる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、高容量化により、
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。そしてそれに伴い、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。

【０００４】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。

【０００５】そのため、主として小形のスピンドルモー
タとして、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。

【０００６】ところが、回転駆動される記録媒体面上に
磁気ヘッド等をミクロン或はサブミクロンオーダで浮上
させて読み／書きを行うためのスピンドルモータの場合
などにおいては、ロータの軸線方向の変位も十分に小さ
く抑えられなければならず、また、軸受の潤滑剤が飛散
して記録媒体面等を汚損するおそれが効果的に防がれな
ければならない。

【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、ロータの径方向変位のみならず軸線方向の変位
も十分に小さく抑えられた状態で、潤滑剤補給の必要な
く回転スリーブ部が軸受体により回転自在に支持される
と共に、外部への潤滑剤の飛散が効果的に防がれるスピ
ンドルモータ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、軸受体と、その軸受
体に対し回転自在に外嵌された回転スリーブ部を有する
ロータとを備えてなるスピンドルモータであって、前記
軸受体は、略円筒面形状をなすラジアル軸受部と、その
ラジアル軸受部の軸線方向両側に位置すると共にラジア
ル軸受部の軸線に対し垂直状をなす環状のスラスト軸受
部とを有し、前記回転スリーブ部は、ラジアル軸受部及
びスラスト軸受部にそれぞれ相対するラジアル滑り部及
びスラスト滑り部を有し、ラジアル軸受部とラジアル滑
り部との間隙であるラジアル間隙部並びに一方のスラス
ト軸受部とそれに相対するスラスト滑り部との間隙であ
る一方のスラスト間隙部及び他方のスラスト軸受部とそ
れに相対するスラスト滑り部との間隙である他方のスラ
スト間隙部に磁性流体潤滑剤が充填され、前記ラジアル
間隙部のうち軸線方向一方の側は、前記一方のスラスト
間隙部を経た上で、そのスラスト間隙部の軸線方向外方
側（例えば軸線方向上方のスラスト間隙部の上方側）に
おいて軸受体と回転スリーブ部が径方向に相対する環状
空隙部である一方のシールギャップ部を経て外部に通
じ、前記ラジアル間隙部のうち軸線方向他方の側は、前
記他方のスラスト間隙部を経た上で、そのスラスト間隙
部の軸線方向外方側（例えば軸線方向下方のスラスト間
隙部の下方側）において軸受体と回転スリーブ部が径方
向に相対する環状空隙部である他方のシールギャップ部
を経て外部に通じており、前記軸受体又はロータに、磁
性流体潤滑剤封入用の起磁力手段を有し、前記軸受体及
び前記回転スリーブ部における、前記ラジアル間隙部に
対して径方向内方の部分及び径方向外方の部分及び両ス
ラスト間隙部に対しそれぞれ軸線方向外方の部分に、前
記起磁力手段を含む磁気回路を形成する強磁性部が設け
られ、前記磁気回路は、実質上前記両シールギャップ部
のみにおいて前記軸受体と前記回転スリーブ部との間隙
を通って前記ラジアル間隙部及び両スラスト間隙部の全
体を取り囲むものであり、前記両シールギャップ部は、
軸受体における強磁性部のうち径方向外方に凸の環状部
と、回転スリーブ部における強磁性部のうち前記環状部
の径方向外方に相対する円筒状内周面部との間の環状空
隙部であり、それらの両シールギャップ部に前記磁性流
体潤滑剤の両端部が磁気的に保持されることによりその
磁性流体潤滑剤が封入されているものとしている。

【０００９】

【作用】磁性流体潤滑剤が充填されたラジアル間隙部及
び両スラスト間隙部の全体を、起磁力手段並びに軸受体
及び前記回転スリーブ部における強磁性部を含む磁気回
路が取り囲み、その磁気回路が軸受体と回転スリーブ部
との間隙を通る箇所である両シールギャップ部に磁性流
体潤滑剤の両端部が磁気的に保持されることによりその
磁性流体潤滑剤が封入されている。磁気回路は、実質上
両シールギャップ部のみにおいて軸受体と回転スリーブ
部との間隙を通るものであるため、起磁力手段による磁
束はシールギャップ部に集中する。両シールギャップ部
は、軸受体における強磁性部のうち径方向外方に凸の環
状部と、回転スリーブ部における強磁性部のうち環状部
の径方向外方に相対する円筒状内周面部との間の環状空
隙部であるため、シールギャップ部における磁束の集中
度は更に高まる。而も、両シールギャップ部がそれぞれ
両スラスト間隙部の軸線方向外方側に位置すると共に、
各シールギャップ部の径方向外方に円筒状内周面部が位
置するので、回転時の遠心力による磁性流体潤滑剤の漏
出又は飛散が効果的に防止される。そのため、ロータの
回転中も両シールギャップ部に磁性流体潤滑剤の両端部
が磁気的に保持され、ラジアル間隙部及び両スラスト間
隙部に充填された磁性流体潤滑剤は、両シールギャップ
部の間に封入されて外部への飛散が防がれ、潤滑剤補給
の必要もない。

【００１０】軸受体のラジアル軸受部及びそのラジアル
軸受部の両側に位置するスラスト軸受部により、回転ス
リーブ部のラジアル滑り部及びスラスト滑り部が、それ
ぞれロータの回転により磁性流体潤滑剤に発生する動圧
を介して回転自在に支持されるので、回転中のロータの
径方向変位のみならず軸線方向の変位も、十分に小さく
抑えることができる。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を、図面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の断面図である。但し、左半部
における軸受支柱及び回転スリーブ部は、それらの外形
が示されている。なお、本発明のスピンドルモータによ
って駆動される対象は、ハードディスク以外の記録媒体
及びそのほかの物品を含む。

【００１２】回転スリーブ部１０は、非強磁性材料製の
内筒部１２と、その内筒部１２よりも若干上下に張出し
た状態で内筒部１２の外周側に嵌合固定された非強磁性
材料製の中筒部１４と、その中筒部１４よりも上下に張
出した状態で中筒部１４の外周側に嵌合固定された強磁
性材料製の外筒部１６からなる。なお、内筒部１２と中
筒部１４とは、一体的に形成されていても差し支えな
い。

【００１３】内筒部１２の内周部（ラジアル滑り部１
８）における上下２個所には、らせん溝２０が設けられ
ている。また中筒部１４は、軸線に対し垂直状をなす上
下環状部（上スラスト滑り部２２及び下スラスト滑り部
２３）にらせん溝を有する。外筒部１６の軸線方向のう
ち中筒部１４の外周側に位置する一定の環状部分は、軸
線方向に着磁された環状永久磁石体２４（起磁力手段の
一例）によって構成されている。

【００１４】軸受支柱２６は、強磁性材料により形成さ
れ、上端部に大外径部２６ａを、下端部に小外径部２６
ｂを、中間部に中外径部２６ｃを有し、中外径部２６ｃ
と大外径部２６ａとの間には、大外径部２６ａよりも半
径方向外方に突出した鍔状部２６ｄを有する。

【００１５】中外径部２６ｃの外周部はラジアル軸受部
２８をなし、鍔状部２６ｄの下面は、軸受支柱２６の軸
心線に垂直な環状部（上スラスト軸受部３０）をなす。

【００１６】回転スリーブ部１０は、ラジアル軸受部２
８にラジアル滑り部１８が相対し、上スラスト軸受部３
０に上スラスト滑り部２２が相対するように、軸受支柱
２６に外嵌されている。軸受支柱２６の小外径部２６ｂ
のうち中外径部２６ｃとの境界位置には、強磁性材料製
の環状の鍔部材３２が外嵌固定され、この鍔部材３２と
軸受支柱２６とが、軸受体３４を構成している。鍔部材
３２の上面は、軸受支柱２６の軸心線に垂直な環状部
（下スラスト軸受部３６）をなし、下スラスト滑り部２
３がそれに相対している。

【００１７】鍔状部２６ｄ及び鍔部材３２の外周部は、
それぞれ上面及び下面が、外周端に向かってそれぞれ下
向き及び上向きに傾斜して断面先細状（径方向外方に凸
の環状部）をなし、外周端は、細幅外周面３８・４０に
形成されている。各細幅外周面３８・４０は、若干の間
隙を隔てて外筒部１６の内周面（円筒状内周面部）に相
対している。

【００１８】４２及び４４は、外筒部１６の環状永久磁
石体２４とは逆の向きに軸線方向に着磁された環状の平
板永久磁石体（環状永久磁石体２４における上側がＮ極
ならば、両平板永久磁石体４２・４４における上側はＳ
極）であって、外筒部１６の内周部における鍔状部２６
ｄ及び鍔部材３２を、軸線方向の間隙を隔てて挟むよう
に設けられている。

【００１９】４８は、外筒部１６の上端内周部に設けら
れた環状板であって、その内周端は、軸受支柱２６の大
外径部２６ａの外周面と若干の径方向間隙を隔てて相対
している。

【００２０】以上のようにして、回転スリーブ部１０
が、軸受体３４に対し、軸線方向及び半径方向に僅かな
間隙を隔有して回転可能に外嵌された状態となってい
る。

【００２１】５０は、非強磁性材料製のブラケットであ
る。ブラケット５０の底板部５０ａの中央には嵌合孔５
２が設けられている。底板部５０ａの外周部には円筒状
の支持部５０ｂが立設され、その支持部５０ｂに、ステ
ータコア５４が外嵌固定されている。５６は、ステータ
コア５４に捲回されたステータコイルである。

【００２２】５８は、絶縁性の非強磁性材料により形成
され、ブラケット５０の底板部５０ａに外嵌固定された
環状の接続用部材であって、その一部に、上方に開口
し、底部に小径の貫通孔６０を有するリード線接続用穴
６２が３つ設けられている。図２は、その接続用部材５
８の平面図である。

【００２３】貫通孔６０を通じて下方からリード線接続
用穴６２内に導入されたビニル被覆のリード線６４の露
出端部に、ステータコイル５６の引出し部が半田付けさ
れて両者が接続されている。半田付け部分６６の外径が
貫通孔６０の内径を越えるようにすれば、リード線６４
の脱落が防止される。

【００２４】軸受支柱２６の小外径部２６ｂの下部は、
ブラケット５０の底板部５０ａの嵌合孔５２に嵌合固定
されている。それによって、回転スリーブ部１０の外筒
部１６は、ステータコア５４及び支持部５０ｂの内側
に、径方向間隙を隔てて位置することとなる。

【００２５】６８は、非強磁性材料により形成された略
円筒状のロータハブである。このロータハブ６８は、上
端に位置する基部６８ａと、拡径されて基部６８ａの下
方に延びるハードディスク支持部６８ｂと、そのハード
ディスク支持部６８ｂの下端に位置する外方張出し部６
８ｃとからなる。

【００２６】ハードディスク支持部６８ｂの内周部に
は、略円筒状のロータヨーク７０が嵌合固定され、その
内周部に、円筒状のロータマグネット７２が嵌合固定さ
れている。

【００２７】ロータハブ６８の基部６８ａの外周部は、
雄螺子部７４に形成されている。この雄螺子部７４にク
ランブ部材（図示を略す。）を螺合固定し、ハードディ
スク支持部６８ｂに外嵌されたハードディスク（図示を
略す。）を外方張出し部６８ｃとの間に挟圧固定するも
のである。

【００２８】ロータハブ６８は、その基部６８ａにおい
て回転スリーブ部１０における外筒部１６の上端部に外
嵌固定され、それによって、ステータコア５４の外周側
に径方向空隙を隔てて、ロータマグネット７２が位置す
ることとなっている。

【００２９】７６は、ハードディスク支持部６８ｂの下
端部に内嵌固定された環状部材である。７８は、回転バ
ランス調整用螺子孔であって、回転対称位置に複数個所
（例えば６０度中心角毎に６個所）設けられている。適
宜に選択した回転バランス調整用螺子孔７８に螺子（図
示を略す。）を螺合させることにより、主として回転ス
リーブ部１０とロータハブ６８とロータヨーク７０とロ
ータマグネット７２からなるロータ８０の回転バランス
を調整することができる。

【００３０】強磁性材料製の外筒部１６に接するロータ
ハブ６８及び中筒部１４並びにその中筒部１４に接する
内筒部１２は全て非強磁性材料により形成されている一
方、軸受体３４は、強磁性材料により形成され、而もそ
の鍔状部２６ｄ及び鍔部材３２における細幅外周面３８
及び４０は、外筒部１６の内周面と若干の間隙（シール
ギャップ部８２・８４）を隔てるのみである。そのた
め、環状永久磁石体２４による磁束が通る磁気回路は、
外筒部１６から上側のシールギャップ部８２及び鍔状部
２６ｄを経て軸受体３４を通り、鍔部材３２及び下側の
シールギャップ８４を経て外筒部１６に戻る。勿論、磁
束の通る向きは、逆であっても差し支えない。

【００３１】上スラスト軸受部３０と上スラスト滑り部
２２との間隙及び下スラスト軸受部３６と下スラスト滑
り部２３との間隙並びにラジアル軸受部２８とラジアル
滑り部１８との間隙に亙る間隙部８５には、磁性流体潤
滑剤８６が行き渡っている。この磁性流体潤滑剤の例と
しては、ベース液としてスピンドル油を用いた磁性流体
が挙げられる。

【００３２】外筒部１６と軸受体３４との間に亙る磁束
は実質上シールギャップ部８２・８４のみとなるので、
外筒部１６と軸受体３４との間隙においては、磁束はシ
ールギャップ部８２・８４に集中し、ロータ８０の回転
中も両シールギャップ部８２・８４に磁性流体潤滑剤８
６が磁気的に保持される。そのため、間隙部８５に行き
渡った磁性流体潤滑剤８６は、両シールギャップ部８２
・８４の間に封入されて間隙部８５の外部への潤滑剤の
飛散が防がれ、潤滑剤補給の必要もない。

【００３３】回転スリーブ部１０のラジアル滑り部１８
及び上下スラスト滑り部２２・２３は、それぞれロータ
８０の回転により間隙部８５内の磁性流体潤滑剤８６に
発生する動圧を介して、軸受体３４のラジアル軸受部２
８及びそのラジアル軸受部２８の両側に位置する上下ス
ラスト軸受部３０・３６により回転自在に支持されるの
で、回転中のロータ８０の径方向変位のみならず軸線方
向の変位も、十分に小さく抑えられる。

【００３４】この実施例では、鍔状部２６ｄ及び鍔部材
３２の外周部はそれぞれ断面先細状をなすので、シール
ギャップ部８２・８４への磁束の集中度及びシールギャ
ップ部８２・８４における磁性流体潤滑剤８６の保持力
も高まり、磁性流体潤滑剤８６の飛散をより確実に防止
得る。また、この実施例では、外筒部１６の環状永久磁
石体２４とは逆の向きに軸線方向に着磁された環状の平
板永久磁石体を、軸線方向に鍔状部２６ｄ及び鍔部材３
２を挟むように設けているので、上側のシールギャップ
部８２・８４から上方へ磁束が漏れること、及び下側の
シールギャップ部８２・８４から下方へ磁束が漏れるこ
とが効果的に防止され、シールギャップ部８２・８４へ
の磁束の集中度及びシールギャップ部８２・８４におけ
る磁性流体潤滑剤８６の保持力がより高くなり、磁性流
体潤滑剤８６の飛散をより一層確実に防止することがで
きる。

【００３５】なお、磁性流体潤滑剤を保持するための起
磁力手段は、必ずしも外筒部１６に設けることを要する
ものでないことは云うまでもない。例えば軸受支柱２６
に設けることも可能である。また、上記実施例では、上
下スラスト滑り部２２・２３及びラジアル滑り部１８に
らせん溝を設けているが、らせん溝をラジアル軸受部２
８及び上下スラスト軸受部３０・３６に設けてもよい。

【００３６】また更に、上記実施例についての記述にお
ける上下位置関係は、単に図に基づいた説明の便宜のた
めのものであって、実際の使用状態等を限定するもので
はない。

【００３７】

【発明の効果】本発明のスピンドルモータでは、両シー
ルギャップ部の間の間隙部に磁性流体潤滑剤が封入され
ているので、潤滑剤補給の必要なく回転スリーブ部が軸
受体により回転自在に支持され、ラジアル軸受部及びス
ラスト軸受部により回転中のロータの径方向変位のみな
らず軸線方向の変位も十分に小さく抑えられると共に、
間隙部から外部への潤滑剤の飛散が防がれるので外部空
間の汚染が回避される。

【図面の簡単な説明】

【図１】スピンドルモータの断面図である。

【図２】接続用部材の平面図である。

【符合の説明】

１０ 回転スリーブ部 １８ ラジアル滑り部 ２２ 上スラスト滑り部 ２３ 下スラスト滑り部 ２４ 環状永久磁石体 ２８ ラジアル軸受部 ３０ 上スラスト軸受部 ３４ 軸受体 ３６ 下スラスト軸受部 ８０ ロータ ８２ シールギャップ部 ８４ シールギャップ部 ８５ 間隙部 ８６ 磁性流体潤滑剤

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 7/09 F16J 15/40 H02K 5/167 H02K 7/08 H02K 21/22

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸受体と、その軸受体に対し回転自在に外
   嵌された回転スリーブ部を有するロータとを備えてなる
   スピンドルモータであって、 前記軸受体は、略円筒面形状をなすラジアル軸受部と、
   そのラジアル軸受部の軸線方向両側に位置すると共にラ
   ジアル軸受部の軸線に対し垂直状をなす環状のスラスト
   軸受部とを有し、 前記回転スリーブ部は、ラジアル軸受部及びスラスト軸
   受部にそれぞれ相対するラジアル滑り部及びスラスト滑
   り部を有し、ラジアル軸受部とラジアル滑り部との間隙であるラジア
   ル間隙部並びに一方のスラスト軸受部とそれに相対する
   スラスト滑り部との間隙である一方のスラスト間隙部及
   び他方のスラスト軸受部とそれに相対するスラスト滑り
   部との間隙である他方のスラスト間隙部に磁性流体潤滑
   剤が充填され、 前記ラジアル間隙部のうち軸線方向一方の側は、前記一
   方のスラスト間隙部を経た上で、そのスラスト間隙部の
   軸線方向外方側において軸受体と回転スリーブ部が径方
   向に相対する環状空隙部である一方のシールギャップ部
   を経て外部に通じ、前記ラジアル間隙部のうち軸線方向
   他方の側は、前記他方のスラスト間隙部を経た上で、そ
   のスラスト間隙部の軸線方向外方側において軸受体と回
   転スリーブ部が径方向に相対する環状空隙部である他方
   のシールギャップ部を経て外部に通じており、 前記軸受体又はロータに、磁性流体潤滑剤封入用の起磁
   力手段を有し、前記軸受体及び前記回転スリーブ部における、前記ラジ
   アル間隙部に対して径方向内方の部分及び径方向外方の
   部分及び両スラスト間隙部に対しそれぞれ軸線方向外方
   の部分に、前記起磁力手段を含む磁気回路を形成する強
   磁性部が設けられ、 前記磁気回路は、実質上前記両シールギャップ部のみに
   おいて前記軸受体と前記回転スリーブ部との間隙を通っ
   て前記ラジアル間隙部及び両スラスト間隙部を取り囲む
   ものであり、 前記両シールギャップ部は、軸受体における強磁性部の
   うち径方向外方に凸の環状部と、回転スリーブ部におけ
   る強磁性部のうち前記環状部の径方向外方に相対 する円
   筒状内周面部との間の環状空隙部であり、それらの両シ
   ールギャップ部に前記磁性流体潤滑剤の両端部が磁気的
   に保持されることによりその磁性流体潤滑剤が封入され
   ている ことを特徴とするスピンドルモータ。