JP3362614B2 - Spindle motor - Google Patents
Spindle motorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主にＯＡ分野の磁
気ディスクメモリー装置のディスク駆動源等に用いられ
るスピンドルモータに関するもので、特にロータのスラ
スト力付与技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のスピンドルモータとして
は、図６に示す構造のものが知られている。
【０００３】図６において、２１は前記回転軸２２に圧
入等の方法で固定されたハブで、複数枚の磁気記録メデ
ィア２３がスペーサ２４を介して実装され、クランパ２
５で固定してある。また、上記ハブ２１に取着されたフ
レーム２６にロータマグネット２７を固着することによ
って回転体を形成している。前記回転軸２２のラジアル
方向の支承は焼結含油軸受等からなる軸受２８で、スラ
スト方向の支承はスラスト板２９でそれぞれなされる。
前記軸受２８を保持するブラケット３０にはコイル３１
を巻装したステータコア３２が取り付けられている。上
記ロータマグネット２７はステータコア３２の外周対向
位置にあるが、ロータマグネット２７の磁気センター
は、ステータコア３２の磁気センターよりも上側にずら
されている。そのために、ロータマグネット２７がステ
ータコア３２によりスラスト方向に吸引され、スラスト
力を発生させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】昨今磁気ディスクの記
録密度の高容量化技術の進展に伴い、ディスクのトラッ
クピッチの縮小化が急速な勢いで進められている。それ
に伴いスピンドルモータにおいては、狭いトラックピッ
チでも正確に信号の書き込み、読み取りができなくては
いけない。そのためにはモータの振動をより小さく抑え
る必要がある。
【０００５】このような現状の中で、スピンドルモータ
の軸受は、動圧流体軸受の採用が拡大されつつあり、そ
のためにラジアル方向の振動、非同期成分の振れは著し
く向上している。
【０００６】しかしながら、従来例ではロータが抜ける
のを防止するためにロータマグネット２７とステータコ
ア３２のそれぞれの磁気センターをずらしているが、ロ
ータの回転位置が変わることでスラスト力が大きくなっ
たり、小さくなったり変化する。このスラスト力の変化
はスラスト方向のモータ振動としてあらわれたり、モー
タの騒音の原因ともなる。
【０００７】このような課題に対して、特開平１−４７
２５３号公報に記載されている技術が知られている。
【０００８】図７において、ステータコア３２の磁気セ
ンターとロータマグネット２７の磁気センターはスラス
ト方向において、ほぼ同位置にある。そのために、スラ
スト方向の磁気の変化によるスラスト力の変化はないた
めに、モータの振動，騒音は非常に低いレベルが実現で
きる。
【０００９】しかし当然のことながら、スラスト力がほ
とんど働かないために、モータに振動や衝撃が加わった
とき、ロータが外れたり、またはロータがモータの回転
中に浮くことで、磁気ディスクのデータの読みとりエラ
ー等を発生させる可能性があった。
【００１０】本発明は、ロータの抜けや浮きを防止で
き、かつモータのラジアル，スラスト両方向の振動を小
さく抑えることができるスピンドルモータを提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために本発明は、コイルを巻装したステータコアおよ
び軸受を介して回転自在に支承された回転軸を有するブ
ラケットと、上記ステータコアの外周位置に対設するロ
ータマグネットがフレームを介してハブに取り付けら
れ、かつ上記回転軸に固定されたロータ部とを具備し、
上記ブラケットには、ロータマグネットとスラスト方向
に対向して磁性材からなる吸引部材を設けて、磁気吸引
による保持作用によって上記ロータ部のスラスト方向移
動を阻止したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は、コイルを巻装したステ
ータコアおよび軸受を介して回転自在に支承された回転
軸を有するブラケットと、上記ステータコアの外周位置
に対設するロータマグネットがフレームを介してハブに
取り付けられ、かつ上記回転軸に固定されたロータ部と
を具備し、上記ブラケットには、ロータマグネットとス
ラスト方向に対向して磁性材からなる吸引部材を設け
た。
【００１３】またフレームは内側に折曲されたフランジ
を有するとともに、吸引部材は円輪状に形状設定されて
おり、そのフランジの内径をＡ、吸引部材の内径をＢ、
フレームのフランジ下面とロータマグネット一面の間隙
をＣ、ロータマグネット他面と吸引部材の間の間隙をＤ
としたとき、Ａ＝Ｂで、かつ、Ｃ＝Ｄの関係に設定し
た。
【００１４】また軸受としては、焼結含油軸受あるいは
動圧流体軸受を用いた。またブラケットに形成した窪み
に吸引部材を固定した。
【００１５】さらに吸引部材は円輪状に形状設定されて
おり、フレームの外径をＥ、上記吸引部材の外径をＦと
したとき、Ｅ＜Ｆの関係に設定し、さらにロータマグネ
ットの他面がフレーム端部よりも突出するようにした。
【００１６】上記実施の形態によれば、磁気吸引による
保持作用によってロータ部のスラスト方向移動を阻止で
きるものであり、同方向の振動発生も抑制できる。
【００１７】また軸受として焼結含油軸受を用いれば、
コスト低廉化が促進でき、動圧流体軸受を用いれば、ス
ピンドルモータ回転時の高周波振動成分となる非同期成
分の低減が図れる。
【００１８】さらに、ブラケットの窪みに吸引部材が取
り付けられているところから、ロータマグネットの高さ
をより一層高くすることで、高トルクモータを実現でき
る。
【００１９】また、フレームの外径をＥ、吸引部材の外
径をＦとしたとき、Ｅ＜Ｆの関係を有しかつ、ロータマ
グネットの他面がブラケットの端部よりも長く突き出し
ているので、ロータマグネットと吸引部材の吸引力を増
加することが可能となる。
【００２０】
【実施例】以下本発明の実施例について、添付図面を参
照して説明する。
【００２１】（実施例１）図１，２において、１は回転
軸２に圧入等の方法で固定されたハブである。ハブ１に
は磁気記録メディア３がスペーサ４を間において実装さ
れ、クランパ５で固定されている。６はフレームで、内
側へ折曲して形成したフランジ７を介してハブ１の外周
部下面に一体固定化され、その内周にロータマグネット
８を設けることでロータ部９が構成されている。１０は
前記回転軸２を回転自在にラジアル方向に支承する焼結
含油軸受等からなる軸受、１１は前記回転軸２をスラス
ト方向に支承するスラスト板で、アルミダイキャスト等
の非磁性体よりなるブラケット１２に固定されている。
このブラケット１２にはロータマグネット８の内周に対
向してステータコア１３が取り付けられていて、このス
テータコア１３にはコイル１４が巻かれている。本実施
例ではロータマグネット８のスラスト方向磁気センター
とステータコア１３のスラスト方向磁気センターはほぼ
一致している。
【００２２】またブラケット１２には、磁性材からなる
円輪状の吸引部材１５が接着等の方法で取り付けられて
いる。前記吸引部材１５は、ロータマグネット８の下端
面と隙間を保ち対面する位置に配設されている。
【００２３】ここで、ロータマグネット８とフレーム６
のフランジ７間の間隙をＣ、ロータマグネット８と吸引
部材１５との間隙をＤとしたときに、Ｃ＝Ｄの関係が成
り立つように、ハブ１に位置決め用突起が設けられてい
る。またフレーム６のフランジ７の内径をＡ、吸引部材
１５の内径をＢとした時、Ａ＝Ｂの関係も成り立ってい
る。
【００２４】この構成により、ロータマグネット８は吸
引部材１５に吸引されるためロータ部９の抜け，浮きを
防止できる。しかも、ロータマグネット８と吸引部材１
５、フランジ７とロータマグネット８の間の間隙を等し
くし、またフレーム６の内径と吸引部材１５の内径を等
しくすることで、ロータマグネット上下の磁気回路を等
しく出来るのでロータマグネット８の磁気センターをマ
グネット８の高さ方向の中心位置にすることができる。
そのために、磁気センターのバランスの崩れを防ぐこと
でモータのスラスト方向の振動を小さく抑えることが可
能となる。
【００２５】（実施例２）図３は軸受１０’を真鍮等の
快削性の良い金属材料よりなるスリーブメタルにヘリン
グボーン溝を形成して動圧流体軸受としたものである。
このヘリングボーン溝と回転軸２とスリーブメタルとの
間および前記回転軸２とスラスト板１１との間には潤滑
流体がそれぞれ充填されている。
【００２６】スリーブメタルに形成されたヘリングボー
ン溝により回転軸２が回転した時に潤滑流体中に圧力が
発生して動圧流体軸受機能を発揮する。この構成により
スピンドルモータの回転時における高周波振動成分とな
る非同期成分の低減が可能となる。
【００２７】なお、以上の説明では、動圧流体軸受とし
て、スリーブメタルにヘリングボーン溝を設けた構成で
例を説明したが、反対に回転軸２にヘリングボーン溝を
設けた動圧流体軸受の構成でも同様な効果が得られる。
【００２８】また、回転軸のスラスト板１１に面する端
面またはスラスト板１１のいずれか一方にスパイラル溝
を設ける等の手段によりスラスト方向に動圧を発生させ
る構成においても同様の効果が得られる。
【００２９】この構成により、ロータ部９の抜けを防止
でき、モータの振動を小さく抑えることができるが、特
にラジアル方向の高周波振動成分となる非同期成分振動
を小さく抑えることが可能となる。
【００３０】（実施例３）図４はブラケット１２のロー
タマグネット８の下端面が対面する位置に窪み１６を設
けて、吸引部材１５を取り付けたものである。
【００３１】この構成によれば、ロータマグネット８の
高さをより高くすることができるので、高トルクモータ
を実現できる。
【００３２】（実施例４）図５はフレーム６の外径を
Ｅ、吸引部材１５の外径をＦとしたとき、Ｅ＜Ｆの関係
を有しかつ、ロータマグネット８の下端面がフレーム６
の下端面よりも長く突き出している構成のスピンドルモ
ータである。
【００３３】この構成によれば、ロータマグネット８か
ら吸引部材１５へ流れる磁束は、ロータマグネット８の
外径にフレーム６が無いことで増加する。また吸引部材
１５の外径Ｆはフレーム６の外径Ｅよりも大きくなるよ
うに設定されていることからロータマグネット８からの
磁束を十分吸収することができ、ロータの吸引力を増や
すことが可能となる。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ロータの
抜け，浮きを防止でき、かつモータのラジアル，スラス
ト両方向の振動を小さく抑えることができるという有利
な効果が得られる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a spindle motor used mainly for a disk drive source of a magnetic disk memory device in the OA field, and more particularly to a method for applying a thrust force to a rotor. It is about technology. 2. Description of the Related Art Conventionally, as this kind of spindle motor, one having a structure shown in FIG. 6 is known. In FIG. 6, reference numeral 21 denotes a hub fixed to the rotary shaft 22 by press-fitting or the like. A plurality of magnetic recording media 23 are mounted via spacers 24, and a clamper 2 is provided.
Fixed at 5. Further, a rotor is formed by fixing a rotor magnet 27 to a frame 26 attached to the hub 21. The bearing in the radial direction of the rotary shaft 22 is a bearing 28 made of a sintered oil-impregnated bearing or the like, and the bearing in the thrust direction is made by a thrust plate 29.
A coil 31 is mounted on a bracket 30 for holding the bearing 28.
Is mounted. The rotor magnet 27 is located at a position facing the outer periphery of the stator core 32, but the magnetic center of the rotor magnet 27 is shifted upward from the magnetic center of the stator core 32. Therefore, the rotor magnet 27 is attracted by the stator core 32 in the thrust direction, and generates a thrust force. [0004] Recently, with the development of technology for increasing the recording density of a magnetic disk, the track pitch of the disk has been rapidly reduced. Accordingly, a spindle motor must be able to accurately write and read signals even at a narrow track pitch. For that purpose, it is necessary to reduce the vibration of the motor. Under these circumstances, the use of hydrodynamic bearings for spindle motor bearings has been expanding, and as a result, radial vibration and asynchronous component vibration have been significantly improved. However, in the conventional example, the respective magnetic centers of the rotor magnet 27 and the stator core 32 are shifted to prevent the rotor from coming off. However, the thrust force is increased or decreased by changing the rotational position of the rotor. Become or change. This change in the thrust force appears as motor vibration in the thrust direction, and also causes motor noise. To solve such a problem, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
The technology described in Japanese Patent No. 253 is known. In FIG. 7, the magnetic center of the stator core 32 and the magnetic center of the rotor magnet 27 are substantially at the same position in the thrust direction. Therefore, since there is no change in the thrust force due to the change in the magnetism in the thrust direction, a very low level of vibration and noise of the motor can be realized. However, as a matter of course, since the thrust force hardly acts, when vibration or impact is applied to the motor, the rotor is disengaged or the rotor floats while the motor is rotating, so that the data on the magnetic disk can be lost. There was a possibility of causing a reading error or the like. An object of the present invention is to provide a spindle motor capable of preventing the rotor from coming off or floating, and suppressing the vibration in both the radial and thrust directions of the motor. In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention provides a bracket having a rotating shaft rotatably supported via a stator core having a coil wound thereon and a bearing; A rotor magnet opposed to the outer peripheral position of the stator core is attached to the hub via a frame, and includes a rotor portion fixed to the rotating shaft,
The bracket has a suction member made of a magnetic material opposed to the rotor magnet in the thrust direction, and prevents the rotor portion from moving in the thrust direction by a holding action by magnetic attraction. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention provides a bracket having a stator core on which a coil is wound and a rotating shaft rotatably supported via a bearing, and a rotor magnet provided at an outer peripheral position of the stator core. A rotor portion attached to the hub via a frame and fixed to the rotating shaft; and the bracket has a suction member made of a magnetic material opposed to the rotor magnet in the thrust direction. The frame has a flange bent inside, and the suction member is shaped like a ring. The inside diameter of the flange is A, the inside diameter of the suction member is B,
C is the gap between the lower surface of the flange of the frame and one surface of the rotor magnet, and D is the gap between the other surface of the rotor magnet and the suction member.
, A = B and C = D. As the bearing, a sintered oil-impregnated bearing or a hydrodynamic bearing was used. Further, the suction member was fixed to the depression formed in the bracket. Further, the attraction member is set in a ring shape. When the outer diameter of the frame is E and the outer diameter of the attraction member is F, the relationship of E <F is set. Are projected from the end of the frame. According to the above embodiment, the rotor can be prevented from moving in the thrust direction by the holding action by the magnetic attraction, and the vibration in the same direction can be suppressed. If a sintered oil-impregnated bearing is used as the bearing,
Cost reduction can be promoted, and if a hydrodynamic bearing is used, the asynchronous component that is a high-frequency vibration component during rotation of the spindle motor can be reduced. Further, since the suction member is attached to the recess of the bracket, the height of the rotor magnet is further increased, so that a high torque motor can be realized. When the outer diameter of the frame is E and the outer diameter of the suction member is F, the relationship of E <F is satisfied, and the other surface of the rotor magnet protrudes longer than the end of the bracket. Thus, it is possible to increase the attraction force between the rotor magnet and the attraction member. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. (Embodiment 1) In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a hub fixed to a rotating shaft 2 by press fitting or the like. A magnetic recording medium 3 is mounted on the hub 1 with a spacer 4 interposed therebetween and fixed by a clamper 5. Reference numeral 6 denotes a frame, which is integrally fixed to the lower surface of the outer peripheral portion of the hub 1 via a flange 7 formed by being bent inward, and a rotor section 9 is formed by providing a rotor magnet 8 on the inner periphery. Reference numeral 10 denotes a bearing made of a sintered oil-impregnated bearing or the like that rotatably supports the rotary shaft 2 in the radial direction. Reference numeral 11 denotes a thrust plate that supports the rotary shaft 2 in the thrust direction, which is made of a non-magnetic material such as aluminum die cast. It is fixed to the bracket 12.
A stator core 13 is attached to the bracket 12 so as to face the inner periphery of the rotor magnet 8, and a coil 14 is wound around the stator core 13. In the present embodiment, the magnetic center in the thrust direction of the rotor magnet 8 substantially coincides with the magnetic center in the thrust direction of the stator core 13. A circular suction member 15 made of a magnetic material is attached to the bracket 12 by a method such as bonding. The suction member 15 is disposed at a position facing the lower end surface of the rotor magnet 8 while keeping a gap. Here, the rotor magnet 8 and the frame 6
When the gap between the flanges 7 is C and the gap between the rotor magnet 8 and the attraction member 15 is D, the hub 1 is provided with positioning projections so that the relationship of C = D holds.
You. When the inner diameter of the flange 7 of the frame 6 is A and the inner diameter of the suction member 15 is B, the relation of A = B also holds. With this configuration, since the rotor magnet 8 is attracted to the attracting member 15, the rotor portion 9 can be prevented from coming off and floating. In addition, the rotor magnet 8 and the attraction member 1
5. By making the gap between the flange 7 and the rotor magnet 8 equal, and making the inner diameter of the frame 6 and the inner diameter of the suction member 15 equal, the upper and lower magnetic circuits of the rotor magnet can be equalized.
Properly Ma a magnetic center of the rotor magnet 8 so can
It can be set at the center position in the height direction of the gnet 8 .
Therefore, it is possible to suppress the vibration in the thrust direction of the motor to be small by preventing the magnetic center from being out of balance. (Embodiment 2) FIG. 3 shows a hydrodynamic bearing in which a bearing 10 'is formed with a herringbone groove in a sleeve metal made of a metal material such as brass having a good cutting ability.
Lubricating fluid is filled between the herringbone groove, the rotating shaft 2 and the sleeve metal, and between the rotating shaft 2 and the thrust plate 11, respectively. When the rotating shaft 2 is rotated by the herringbone groove formed in the sleeve metal, a pressure is generated in the lubricating fluid to exert a hydrodynamic bearing function. With this configuration, it is possible to reduce an asynchronous component that is a high-frequency vibration component when the spindle motor rotates. In the above description, an example has been described in which a herringbone groove is provided in a sleeve metal as a hydrodynamic bearing. On the contrary, a hydrodynamic bearing in which a herringbone groove is provided in a rotating shaft 2 is described. A similar effect can be obtained with the configuration. The same effect can be obtained in a configuration in which a dynamic pressure is generated in the thrust direction by means such as providing a spiral groove on one of the end face of the rotating shaft facing the thrust plate 11 or the thrust plate 11. With this configuration, the rotor 9 can be prevented from coming off, and the vibration of the motor can be suppressed small. In particular, the asynchronous component vibration, which is a high frequency vibration component in the radial direction, can be suppressed small. (Embodiment 3) FIG. 4 shows a case in which a recess 16 is provided at a position where the lower end surface of the rotor magnet 8 of the bracket 12 faces, and a suction member 15 is attached. According to this configuration, the height of the rotor magnet 8 can be further increased, so that a high torque motor can be realized. (Embodiment 4) FIG. 5 shows that when the outer diameter of the frame 6 is E and the outer diameter of the suction member 15 is F, the relationship of E <F is satisfied and the lower end surface of the rotor magnet 8 is
Is a spindle motor configured to protrude longer than the lower end surface of the spindle motor. According to this configuration, the magnetic flux flowing from the rotor magnet 8 to the attraction member 15 increases due to the absence of the frame 6 on the outer diameter of the rotor magnet 8. Further, since the outer diameter F of the attraction member 15 is set to be larger than the outer diameter E of the frame 6, the magnetic flux from the rotor magnet 8 can be sufficiently absorbed, and the attraction force of the rotor can be increased. Becomes As described above, according to the present invention, there are obtained advantageous effects that the rotor can be prevented from coming off and floating, and the vibration of the motor in both the radial and thrust directions can be reduced.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１によるスピンドルモータの断
面図
【図２】本発明の実施例１におけるスピンドルモータの
部分拡大図
【図３】本発明の実施例２におけるスピンドルモータの
断面図
【図４】本発明の実施例３におけるスピンドルモータの
部分拡大図
【図５】本発明の実施例４におけるスピンドルモータの
部分拡大図
【図６】従来のスピンドルモータの断面図
【図７】従来のスピンドルモータの部分拡大図
【符号の説明】
１ ハブ
２ 回転軸
６ フレーム
７ フランジ
８ ロータマグネット
９ ロータ部
１０，１０’ 軸受
１２ ブラケット
１３ ステータコア
１４ コイル
１５ 吸引部材
１６ 窪みBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a spindle motor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged view of a spindle motor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partially enlarged view of a spindle motor according to a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a partially enlarged view of a spindle motor according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross section of a conventional spindle motor. [Fig. 7] Partial enlarged view of a conventional spindle motor [Description of symbols] 1 Hub 2 Rotating shaft 6 Frame 7 Flange 8 Rotor magnet 9 Rotor part 10, 10 'Bearing 12 Bracket 13 Stator core 14 Coil 15 Suction member 16 Depression
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｋ 29/00 Ｈ０２Ｋ 29/00 Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 5/00 - 7/20 H02K 21/22 F16C 17/00 - 17/26 F16C 33/00 - 33/28 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI H02K 29/00 H02K 29/00 Z (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H02K 5/00-7 / 20 H02K 21/22 F16C 17/00-17/26 F16C 33/00-33/28
Claims (1)
のステータコアを保持するブラケットと、このブラケッ
トに固定された軸受と、この軸受に回転自在に支承され
た回転軸とこの回転軸に中心が固定されディスクを取り
付けるハブとこのハブに取り付けられたフレームと前記
ステータコアの外周位置に対向して前記フレームに固定
されたロータマグネットとからなるロータ部とを備え、
前記ブラケットに前記ロータマグネットとスラスト方向
に対向して磁性材からなる吸引部材を設けて、磁気吸引
による保持作用によって前記ロータ部のスラスト方向移
動を阻止する構成を有し、前記ステータコアの磁気セン
タと前記ロータマグネットの磁気センターを一致させ、
かつ、前記フレームには前記ハブへ取り付ける部位に内
側に折曲されたフランジが形成されるとともに、前記吸
引部材は円輪状に形成され、前記フランジの内径をＡ、
前記吸引部材の内径をＢ、前記フレームの前記フランジ
下面と前記ロータマグネット一面の隙間をＣ、前記ロー
タマグネット他面と前記吸引部材の間の隙間をＤとした
とき、Ａ＝Ｂで、かつ、Ｃ＝Ｄの関係に設定して構成さ
れたスピンドルモータ。 (57) Claims: 1. A stator core and this was wound coil
Bracket that holds the stator core of the
Bearing fixed to the bearing, and rotatably supported by this bearing
And the disk with the center fixed to the rotating shaft
The hub to attach, the frame attached to this hub, and the
Fixed to the frame facing the outer peripheral position of the stator core
And a rotor portion comprising a rotor magnet
Thrust direction with the rotor magnet on the bracket
Provided opposite to the suction member made of a magnetic material, has a configuration that prevents the thrust movement of the rotor portion by the holding action of the magnetic attraction, the magnetic sensor of the stator core
The rotor and the magnetic center of the rotor magnet,
Also, the frame has a part to be attached to the hub inside.
A bent flange is formed on the side and
The pulling member is formed in a ring shape, and the inside diameter of the flange is A,
The inside diameter of the suction member is B, and the flange of the frame is
The gap between the lower surface and one surface of the rotor magnet is C,
The gap between the other side of the magnet and the suction member was D.
When A = B and C = D are set,
Spindle motor.
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1996
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