JP4063600B2

JP4063600B2 - Hydrodynamic bearing motor

Info

Publication number: JP4063600B2
Application number: JP2002180650A
Authority: JP
Inventors: 政博城野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: JP2004032825A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小形モータなどの軸受に係り、特にＨＤＤ（ハードディスクドライブ）装置などのようにラジアル及びスラスト方向の位置決め精度を必要とする精密回転用モータに好適な軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＤＤ装置などに用いられる小形モータ、いわゆるスピンドルモータは、情報の読み書きや呼び出しに関わるため、高精度の回転が要求される。特に最近では、記録の高密度化の要求から、ラジアル方向とスラスト方向の位置決めに対して厳しい精度が必要とされており、さらに、装置の小型化に伴う省エネルギー化の要求から、モータの消費電流の低減化が重視されている。
【０００３】
この種のモータの軸受にはボールベアリングが多用されてきたが、上記した高精度の回転要求により、潤滑油を用いたオイル動圧型のすべり軸受に置き換えられつつある。しかし、オイル動圧型の軸受はオイルの特性に影響されることが多く、特に低温時の消費電流の増加、高速回転時のオイル漏れ、オイル劣化の影響が危惧されるため、気体を潤滑流体とする動圧型軸受が提案され、それへの期待が高まっている。
【０００４】
消費電流の低下と油漏れの回避のために気体軸受を用いた動圧軸受電動機は、特開平１１−２７５８０７号公報に開示されている。この動圧軸受電動機は概ね、図２０に示すようなものであり、取付基台１に立設した円筒状支持軸２と、この円筒状支持軸２に外装した有底円筒形のモータ回転体３とを具備し、円筒状支持軸２の内周にステータコイル４群を設け、これらのステータコイル４に対向するロータマグネット５を、前記円筒状支持軸２に挿通されたモータ回転体３の円柱状回転軸６の外周に設けている。
【０００５】
モータ回転体３は、円柱状回転軸６の端部に鍔状に設けたスラストカラー７の表裏面と、その各面に対向する部材の対向面とで構成されるスラストオイル軸受８により支持し、モータ回転体３の内周面と円筒状支持軸２の外周面とで構成されるラジアル気体軸受９により支持しており、それにより、ステータコイル４への通電により精密回転可能としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した動圧軸受電動機でも、スラスト軸受がオイル動圧軸受８であるため、低温時の消費電流の増加や高速回転時のオイルの劣化などの問題が依然として存在する。そこで、スラスト軸受に用いる潤滑流体もオイルから気体に変更することが考えられるが、オイルの粘性に比べて気体の粘性が非常に小さいため、スラスト軸受面積を大きく取る必要があり、スラストカラー７の外径を大きくする必要がある。
【０００７】
しかしスラストカラー７が大きくなると、スラストカラー７を円柱状回転軸６の端部、すなわち取付基台１の近傍に配置する上記した構成では、スラストカラー７のモータ回転体３からの距離が離れてしまい、ラジアル軸受とスラスト軸受との直角度精度を出すことが非常に困難である。そして、ラジアル軸受とスラスト軸受の直角度精度が悪いと、ラジアル軸受またはスラスト軸受が片当たりしてしまい、起動トルクの増加や摩耗の増加を生じ、軸受寿命が短くなるという問題があった。
【０００８】
またスラストカラー７が大きくなると、円筒状支持軸２内のステータコイル４の下部領域の全体を占めるようになるため、ステータコイル４のワイヤを円筒状支持軸２の側面から引き出さざるをえず、線処理が複雑になると同時に、円筒状支持軸２にコイル引き出しのための切り欠き等を作る必要が生じ、円筒度や真円度などの精度確保が難しくなるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するもので、低温時の消費電流を低減することができ、かつ高速回転用途にも十分使用可能な動圧軸受電動機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、取付基台に有底円筒状の支持軸を立設し、前記支持軸に貫挿される回転軸を有し前記支持軸の外面との間に隙間を持って勘合する有底円筒状の回転体を、前記支持軸により構成される動圧軸受によって支承し、前記支持軸内にステータコイル群を設け、これらのステータコイル群に対向するロータマグネットを前記支持軸内の回転軸に設けた動圧軸受電動機であって、前記動圧軸受は、前記支持軸の外周面と前記回転体の内周面とによりラジアル軸受を構成し、前記支持軸の底部を軸心方向と直交するスラストプレートで形成し、このスラストプレートに対向する鍔状のスラストカラーを前記回転軸に設けて、前記スラストプレートの内外面とその各面に対向するスラストカラーおよび回転体の対向面とによりスラスト軸受を構成し、各軸受の隙間の気体を潤滑流体としたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によると、スラストカラーは、スラストプレートの近傍の回転軸、つまり回転体への取付部の近傍の回転軸に設けられるため、スラスト軸受の外径を大きくしても、ラジアル軸受とスラスト軸受の高い直角度精度を確保することができ、上記したようにラジアル軸受，スラスト軸受ともに空気などの気体を潤滑流体とする動圧軸受が可能になる。その結果、低温時の消費電流を低減できるとともに、高速回転にも十分使用可能な動圧軸受電動機を実現できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載された動圧軸受電動機において、ラジアル軸受を構成する回転体の内周面と支持軸の外周面のいずれか一方に動圧発生溝を形成し、スラスト軸受を構成するスラストプレートの内面とスラストカラーの対向面のいずれか一方、および、スラストプレートの外面と回転体の対向面のいずれか一方に動圧発生溝を形成したことを特徴とする。
【００１３】
この構成によると、回転体が回転する際に、ラジアル軸受およびスラスト軸受のそれぞれで、動圧発生溝の作用により潤滑流体が有効に集められて動圧が高まり、高い軸受剛性を持って回転体を支承することができる。よって、高い回転精度を達成できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載された動圧軸受電動機において、回転軸とスラストカラーとを別部材により構成したことを特徴とする。
【００１５】
この構成によると、組立ての際に、有底円筒状の支持軸に対して回転体を外装した後に、支持軸の開放端側よりスラストカラーを挿入して回転軸に固定することができ、組立て作業が容易である。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載された動圧軸受電動機において、スラストカラーの外径が支持軸の円筒部分の最小径より小さいことを特徴とする。
【００１７】
この構成によると、円筒部分にステータコイル位置決め用の段部などを設けた場合も、支持軸の開放端側よりスラストカラーと一体である回転軸を挿入して回転体に固定することができ、組立て作業が容易である。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載された動圧軸受電動機において、取付基台に軸固定用穴を設け、この軸固定穴内に支持軸の端部を圧入または接着により固定したことを特徴とする。
【００１９】
この構成によると、支持軸と取付基台とに互いに線膨張係数の異なる材料を用いた場合も、いかなる温度条件で使用しても、取付基台が原因となって支持軸の径方向外方への変形が生じてラジアル軸受の隙間が小さくなることはなく、ラジアル軸受のロックを防止できる。よって、広範囲な温度条件で使用できる動圧軸受電動機を実現できる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載された動圧軸受電動機において、取付基台の材料が支持軸の材料よりも線膨張係数が大きいことを特徴とする。
この構成によると、温度変化により取付基台の軸固定穴の径が変化した時も、支持軸を押し広げる方向に力が働くことはないので、支持軸の径方向外方への変形が生じてラジアル軸受の隙間が小さくなることはない。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載された動圧軸受電動機において、取付基台の材料がアルミ系材料であり、支持軸の材料が鉄系材料であることを特徴とする。
【００２２】
この構成によると、電動機本体を構成する支持軸をステンレス等の鉄系材料で構成し、この支持軸をアルミ系材料からなる取付基台、たとえば一般にアルミ材料で構成されるＨＤＤケースに直接に取り付けた場合に、温度変化により取付基台の軸固定穴の径が変化した時も、支持軸を押し広げる方向に力が働くことはないので、支持軸の径方向外方への変形が生じてラジアル軸受の隙間が小さくなることはない。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載された動圧軸受電動機において、有底円筒状の支持軸は、スラストプレートをなす底部と円筒部とを別部材により構成したことを特徴とする。
【００２４】
この構成によると、独立部材たる平板状のスラストプレートは、平面度精度を容易に向上させることができるので、高精度で安価な動圧軸受電動機を実現できる。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載された動圧軸受電動機において、スラストプレートの内面及び外面に動圧発生溝を形成したことを特徴とする。
この構成によると、独立部材たる平板状のスラストプレートは、動圧発生溝の形成、さらには表面処理することが容易であるため、このようにスラストプレートの両面に動圧発生溝を形成することで回転体やスラストカラーへの動圧発生溝の形成を不要とすることができ、このことによっても、高精度で安価な動圧軸受電動機を実現できる。
【００２６】
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載された動圧軸受電動機において、スラストプレートの内面及び外面の動圧発生溝をエッチング処理により形成したことを特徴とする。
【００２７】
この構成によると、独立部材たる平板状のスラストプレートは、エッチング処理が可能であるため、最適な深さの動圧発生溝を形成することができ、このことによっても、高精度で安価な動圧軸受電動機を実現できる。
【００２８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載された動圧軸受電動機において、回転軸はスラストカラーが端部に配置される長さに設定し、この回転軸の端部にロータマグネットを同軸状に設けたことを特徴とする。
【００２９】
この構成によると、ロータマグネットを回転軸の外周に取り付ける場合に比べて、それぞれの加工が容易である。また、スラストカラーを一体に形成する際の切削代を省くことができ、スラストカラーの加工も容易に精度よく行なえる。よって、高精度で安価な動圧軸受電動機を実現できる。
【００３０】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載された動圧軸受電動機において、回転軸とロータマグネットとをそれぞれの端面に形成した互いに勘合する凹凸部で固定して一体化したことを特徴とする。
【００３１】
この構成によると、ロータマグネットの偏心を抑えることができる。
請求項１３に記載の発明は、請求項１１に記載された動圧軸受電動機において、回転軸とロータマグネットとを一体に形成し、リング状のスラストカラーを取り付けるための段部を設けたことを特徴とする。
【００３２】
この構成によると、リング状のスラストカラーを用いる場合の部品点数を抑えることができ、スラストカラーを段部で位置決めできることもあって、組立て容易である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１に示す動圧軸受電動機は、先に図２０を用いて説明した従来の動圧軸受電動機とほぼ同様の構成を有しており、取付基台１に円筒状の支持軸２を立設し、この支持軸２に、その外面との間に隙間を持って勘合する有底円筒状のモータ回転体３（以下、回転体３という）を回転自在に支承している。また、支持軸２の内周に複数のステータコイル４を設け、これらのステータコイル４に対向するロータマグネット５を、支持軸２内に貫挿された回転体３の円柱状回転軸６（以下、回転軸６という）の外周に設けて、モータ駆動部を構成している。ここで、ステータコイル４は支持軸２の内周に直接に設けるのでなく、支持軸２内であれば取付基台１に設けてもよい。
【００３４】
支持軸２は、取付基台１にリング状に形成した軸固定用リブ１ａの外周に開口端部を圧入（挿入接着でもよい、以下同様）することで固定している。回転体３は、中央の貫通穴３ａに回転軸６の端部を圧入することで固定していて、この回転軸６を支持軸２に貫挿し、支持軸２により構成されるスラスト軸受８とラジアル軸受９とにより動圧軸受しており、それにより精密回転可能としている。
【００３５】
ラジアル軸受９は、ラジアル方向において互いに対向する回転体３の内周面と支持軸２の外周面とで所定の隙間が形成され、この隙間に満たされる空気等の気体により潤滑されるようになっている。
【００３６】
スラスト軸受８は、従来のものと相違している。上記した円筒状の支持軸２は、軸心と直交する方向のスラストプレート１０を底部とする有底円筒状に構成されている。そして、このスラストプレート１０に形成された中央穴１０ａへの貫挿部位とロータマグネット５の取付部位との間の回転軸６に鍔状のスラストカラー７が設けられている。そしてそれにより、スラスト方向において互いに対向する回転体３の下面とスラストプレート１０の上面、及びスラストプレート１０の下面とスラストカラー７の上面とで、それぞれ所定の隙間が形成され、各隙間に満たされる空気等の気体により潤滑されるようになっている。
【００３７】
また、図２〜図４に示すように、ラジアル軸受９を構成する支持軸２の外周面に１段のハの字形の動圧発生溝１１ａが形成されるとともに、メインスラスト軸受を構成するスラストプレート１０の上面にヘリングボーン状の動圧発生溝１２ａが形成されている。また、図４の支持軸２のＢ−Ｂ断面である図５に示すように、サブスラスト軸受を構成するスラストプレート１０の下面にヘリングボーン状の動圧発生溝１２ｂが形成されている。
【００３８】
ここで、ヘリングボーン状は「く（あるいはＶ）」の字形の溝形状を言い、スパイラル状は、ラジアル軸受部であれば、円筒面に形成され軸方向に対して傾斜した溝形状を、スラスト軸受部であれば、円板平面に形成された円弧形の溝形状を言い、「ハ」の字形は、互いに逆方向に傾斜したスパイラル状の溝で、互いの間に平滑部を有する溝形状を言う。
【００３９】
このような構成により、各ステータコイル４に整流された電流が供給されると、ロータマグネット５とステータコイル４との間に電磁力が発生して、回転体３が回転軸６の軸心廻りに回転し、それに伴いラジアル軸受９及びスラスト軸受８で動圧発生溝１１（１１ａ），１２（１２ａ，１２ｂ）により気体が圧送されて、回転方向に沿って等間隔で並んだ「く」の字形の折曲部，「ハ」の字形の内側で内部圧力が高くなり、回転体３は支持軸２に非接触で高精度に支持される。
【００４０】
この動圧軸受電動機は、上記したように回転体３とステータコイル４との間にスラストプレート１０，スラストカラー７を配してスラスト軸受８を構成するようにしたため、回転体３とスラストカラー７との間の距離を小さくすることができ、それにより支持軸２と回転体３との直角度精度を上げることが可能になっている。
【００４１】
また、スラストカラー７が各ステータコイル４からの線処理を邪魔することがないので、つまり各ステータコイル４からの線は図１に示すように取付基台１に線処理穴１ｂを形成して処理できるので、従来のようにコイル線処理用に支持軸２に切り欠き等を形成する必要がなく、支持軸２の真円度および円筒度の精度を向上できる。
【００４２】
なお、動圧発生溝１１，１２の位置や形状は上記したものに限定されない。ラジアル軸受９においては、回転体３の内周面と支持軸２の外周面とのいずれか一方に形成される。図６に示すように２段のヘリングボーン状動圧発生溝１１ｂを形成してもよいし、図７に示すように回転体３の内周面にハの字形の動圧発生溝１１ｃを形成してもよく、あるいはヘリングボーン状の動圧発生溝を形成してもよい。スラスト軸受８においては、回転体３の下面とスラストプレート１０の上面とのいずれか一方、および、スラストプレート１０の下面とスラストカラー７の上面とのいずれか一方に形成される。図８に示すように回転体３の下面にヘリングボーン状の動圧発生溝１２ｃを形成してもよい。
【００４３】
ラジアル軸受９およびスラスト軸受８を構成する一方あるいは両方の対向面に、メッキ、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、イオン窒化等の表面処理を施すことにより、耐摩耗性と摩擦係数低減を図ることもできる。
【００４４】
図９に示すように、回転軸６にディスククランプ用のネジ穴６ａを設けておくことで、回転体３との間にハードディスクを挟持するクランパ（図示せず）を容易に取り付け可能となる。
【００４５】
図１０に示すように、回転軸６に対してリング状かつ平板状のスラストカラー７Ａを取付けてもよい。これにより、上記したようなスラストカラー７と回転軸６との一体物を加工する場合に比べて、切削代を省くことができ、加工時間および材料費を削減できる。また平板状のスラストカラー７Ａは平面研削加工を行えるので、平面度精度を向上できる。組立ての際には、スラストカラー７は支持軸２より径が小さいので、回転体３に一体化された回転軸６を支持軸２に貫挿した後に、支持軸２の開放端側からスラストカラー７Ａを挿入して回転軸６に固定することができ、組立て作業が容易である。
【００４６】
取付基台１にアルミ材のような線膨張係数の大きい材料を用い、支持軸２に取付基台１よりも線膨張係数の小さい鉄系材料などを用いる場合には、図１１に示すように、取付基台１に軸固定用凹部１ｃを形成し、この凹部１ｃ内に支持軸２を圧入によって固定するようにしてもよい。
【００４７】
この構成によれば、取付基台１が大きく線膨張しても、それにより支持軸２が径方向外方に変形して回転体３とのラジアル軸受隙間が小さくなることはない。よって、ラジアル軸受９のロックを防止でき、広範囲な温度条件で使用可能となる。
【００４８】
図１２に示すように、リング状の軸固定用リブ１ｄを取付基台１に設け、このリブ内１ｄ内に支持軸２を圧入によって固定しても、上記と同様の効果が得られる。
【００４９】
図１３に示すように、リング状の軸固定用リブ１３ａを有するモータベース１３を支持軸２とほぼ同等の線膨張係数を有する材料で形成し、このモータベース１３を取付基台１に形成したモータベース固定用貫通穴１ｅに勘合させ、支持軸２をモータベース１３の軸固定用リブ１３ａの外周に圧装することで固定するようにしてもよい。線処理穴１３ｂはモータベース１３に形成する。
【００５０】
この構成によれば、取付基台１が大きく線膨張してもその影響はモータベース１３に及ぶのみであり、いかなる温度条件で使用しても、取付基台１により支持軸２が径方向外方に変形して回転体３とのラジアル軸受隙間が小さくなることはない。
【００５１】
図１４に示す動圧軸受電動機では、有底円筒状の支持軸２をスラストプレート１０Ａと円筒部１４との２部材で構成している。円筒部１４には端部内周にスラストプレート１０Ａの外径に見合う段部１４ａを形成し、この段部１４ａにスラストプレート１０の外周縁部を圧入することにより固定している。段部１４ａの高さはスラストプレート１０Ａの厚さより低くしている。これにより、スラスト軸受８を、スラストプレート１０Ａ上面単体と回転体３の下面で構成することができるので、支持軸２上面（円筒部１４の上端面とスラストプレート１０Ａの上面）一体での平面度精度を確保する必要がなくなる。
【００５２】
スラストプレート１０Ａの上面に、図１５に示すようなヘリングボーン状の動圧発生溝１２ｃを形成し、スラストプレート１０Ａの下面に図１６に示すようなヘリングボーン状の動圧発生溝１２ｄを形成している。
【００５３】
スラストプレート１０Ａと円筒部１４とを別部材にすることにより、スラストプレート１０の加工の際に平面研削を行うことが可能になり、平面度精度が向上する。動圧発生溝１２ｃ，１２ｄを形成する際も、プレス鍛造の一種であるコイニング、化学的加工であるエッチング、切削加工であるピエゾ加工等などが可能であり、メッキ、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、イオン窒化等の表面処理を施すことも容易に行なうことができる。よって、耐摩耗性と摩擦係数低減を図って、高精度で安価な動圧軸受電動機を実現できる。
【００５４】
図１７に示す動圧軸受電動機は、回転軸６が、スラストカラー７が端部に配置される長さに設定され、この回転軸６の端部にロータマグネット５が同軸状に設けられている。
【００５５】
回転軸６，ロータマグネット５はともに円柱状に形成され、回転軸６の下端面とロータマグネット５の上端面とに互いに勘合する凸部５ａ，凹部６ｂが形成されていて、凸部５ａを凹部６ｂに圧入することで互いに固定され一体化されている。
【００５６】
この構成によると、ロータマグネット５を回転軸６の外周に取り付ける場合に比べて、それぞれの加工を容易に精度よく行なうことができる。また回転軸６の寸法が短いため、スラストカラー７を一体に形成する際の切削代を低減することができる。さらに、凹凸部５ａ，６ｂを備えることでロータマグネット５の偏心を抑えることができる。よって、加工時間および材料費を削減し、高精度で安価な動圧軸受電動機を実現できる。ただし、円柱状の回転軸６，ロータマグネット５を互いの端面で直接に接着固定することも可能である。
【００５７】
図１８に示すように、回転軸とロータマグネットとを一体化物１５として形成し、リング状のスラストカラー７Ａを取り付けるようにしてもよい。
この構成によると、スラストカラー７Ａを別部材とする際の部品点数を抑えることができ、組立てが容易である。図示したようにスラストカラー７Ａの内周縁部を載置可能な段部１５ａを一体化物１５に形成しておけば、スラストカラー７Ａを容易に位置決めして確実に取り付けることができる。
【００５８】
図１９に示すように、回転体３に、回転軸とロータマグネットとの一体化物１５の端部を嵌入固定するための凹部６ｃを形成するようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、有底円筒状の支持軸に対して有底円筒状の回転体を外装し回転軸を貫挿して、回転体をその内周面と支持軸の外周面とで構成されるラジアル軸受で支承する動圧軸受電動機において、支持軸の底部をスラストプレートとし、このスラストプレートに対向する鍔状のスラストカラーを前記回転軸に設けて、前記スラストプレートの内外面とその各面に対向するスラストカラーおよび回転体の対向面とによりスラスト軸受を構成する。このようにすることにより、スラスト軸受の外径に関わらずラジアル軸受とスラスト軸受との高い直角度精度を確保することが可能になり、スラスト軸受の外径を大きくして、ラジアル軸受及びスラスト軸受に気体を潤滑流体として用いることが可能になる。スラスト軸受８の精度向上に伴なって、起動電流の低減と耐荷重性の向上を図ることができ、低温時の消費電流を低減すること、高速回転に十分に対応することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における動圧軸受電動機の断面図
【図２】図１の動圧軸受電動機を構成する支持軸の斜視図
【図３】図２の支持軸の上面図
【図４】図２の支持軸の側面図
【図５】図２の支持軸の図４におけるＢ−Ｂ断面図
【図６】図１の動圧軸受電動機に配置可能な他の支持軸の側面図
【図７】図１の動圧軸受電動機に配置可能な他の回転体の断面図
【図８】図１の動圧軸受電動機に配置可能な他の回転体の底部内面図
【図９】図１の動圧軸受電動機と同様の構成を有する他の動圧軸受電動機の断面図
【図１０】図１の動圧軸受電動機と同様の構成を有する他の動圧軸受電動機の断面図
【図１１】図１の動圧軸受電動機と同様の構成を有する他の動圧軸受電動機の断面図
【図１２】図１の動圧軸受電動機と同様の構成を有する他の動圧軸受電動機の断面図
【図１３】図１の動圧軸受電動機と同様の構成を有する他の動圧軸受電動機の断面図
【図１４】図１の動圧軸受電動機と同様の構成を有する他の動圧軸受電動機の断面図
【図１５】図１４の動圧軸受電動機を構成するスラストプレートの上面図
【図１６】図１４の動圧軸受電動機を構成するスラストプレートの下面図
【図１７】図１の動圧軸受電動機と同様の構成を有する他の動圧軸受電動機の断面図
【図１８】図１の動圧軸受電動機と同様の構成を有する他の動圧軸受電動機の断面図
【図１９】図１の動圧軸受電動機と同様の構成を有する他の動圧軸受電動機の断面図
【図２０】従来の動圧軸受電動機の断面図
【符号の説明】
１取付基台
２支持軸
３回転体
４ステータコイル
５ロータマグネット
６回転軸
７スラストカラー
８スラスト軸受
９ラジアル軸受
10 スラストプレート
11, 12 動圧発生溝
14 円筒部
15 一体化物
15ａ段部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bearing such as a small motor, and more particularly to a bearing suitable for a precision rotation motor that requires positioning accuracy in the radial and thrust directions, such as an HDD (Hard Disk Drive) device.
[0002]
[Prior art]
Small motors used in HDD devices, so-called spindle motors, are involved in reading and writing information and calling them, and therefore require high-precision rotation. Recently, in particular, due to the demand for higher recording density, strict accuracy is required for positioning in the radial and thrust directions, and further, the current consumption of the motor due to the demand for energy saving accompanying the downsizing of the equipment. Reducing the energy is important.
[0003]
Ball bearings have been frequently used as bearings for this type of motor. However, due to the high-precision rotation requirements described above, oil dynamic pressure type sliding bearings using lubricating oil are being replaced. However, oil dynamic pressure type bearings are often affected by the characteristics of the oil, especially because of the increased current consumption at low temperatures, oil leakage at high speed rotation, and the effects of oil deterioration. Hydrodynamic bearings have been proposed and expectations are growing.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-275807 discloses a dynamic pressure bearing motor using a gas bearing to reduce current consumption and avoid oil leakage. The dynamic pressure bearing motor is generally as shown in FIG. 20, and includes a cylindrical support shaft 2 erected on the mounting base 1 and a bottomed cylindrical motor rotor mounted on the cylindrical support shaft 2. 3, a stator coil 4 group is provided on the inner periphery of the cylindrical support shaft 2, and a rotor magnet 5 facing these stator coils 4 is inserted into the cylindrical support shaft 2. It is provided on the outer periphery of the columnar rotating shaft 6.
[0005]
The motor rotating body 3 is supported by a thrust oil bearing 8 constituted by front and back surfaces of a thrust collar 7 provided in a bowl shape at the end of the columnar rotating shaft 6 and opposing surfaces of members facing the respective surfaces. Further, it is supported by a radial gas bearing 9 constituted by the inner peripheral surface of the motor rotating body 3 and the outer peripheral surface of the cylindrical support shaft 2, thereby enabling precise rotation by energization of the stator coil 4.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, even in the above-described dynamic pressure bearing motor, since the thrust bearing is the oil dynamic pressure bearing 8, there are still problems such as an increase in current consumption at low temperatures and deterioration of oil at high speed rotation. Therefore, the lubricating fluid used for the thrust bearing may be changed from oil to gas. However, since the viscosity of the gas is very small compared to the viscosity of the oil, it is necessary to increase the thrust bearing area. It is necessary to increase the outer diameter.
[0007]
However, when the thrust collar 7 becomes larger, in the above-described configuration in which the thrust collar 7 is arranged near the end of the cylindrical rotary shaft 6, that is, in the vicinity of the mounting base 1, the distance of the thrust collar 7 from the motor rotating body 3 increases. Therefore, it is very difficult to obtain the squareness accuracy between the radial bearing and the thrust bearing. If the perpendicularity accuracy between the radial bearing and the thrust bearing is poor, the radial bearing or the thrust bearing will come into contact with each other, resulting in an increase in starting torque and an increase in wear, resulting in a short bearing life.
[0008]
Further, when the thrust collar 7 becomes large, it occupies the entire lower region of the stator coil 4 in the cylindrical support shaft 2, so that the wire of the stator coil 4 must be pulled out from the side surface of the cylindrical support shaft 2, At the same time as the line processing becomes complicated, it is necessary to make a cutout or the like for drawing out the coil on the cylindrical support shaft 2, and there is a problem that it is difficult to ensure accuracy such as cylindricity and roundness.
[0009]
The present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to provide a fluid dynamic bearing motor that can reduce current consumption at a low temperature and can be sufficiently used for high-speed rotation applications.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that a bottomed cylindrical support shaft is erected on the mounting base and has a rotation shaft inserted through the support shaft, and an outer surface of the support shaft. A bottomed cylindrical rotating body that is fitted with a gap between the support shaft is supported by a hydrodynamic bearing constituted by the support shaft, and a stator coil group is provided in the support shaft. A hydrodynamic bearing motor in which a rotor magnet facing each other is provided on a rotating shaft in the support shaft, wherein the hydrodynamic bearing constitutes a radial bearing by an outer peripheral surface of the support shaft and an inner peripheral surface of the rotating body. The bottom portion of the support shaft is formed of a thrust plate orthogonal to the axial direction, and a hook-shaped thrust collar that opposes the thrust plate is provided on the rotating shaft to face the inner and outer surfaces of the thrust plate and each surface thereof. Thrust collar and Constitute a thrust bearing by the opposing surface of the rotating body, characterized in that a gas gap of the bearings was lubricated fluid.
[0011]
According to this configuration, since the thrust collar is provided on the rotating shaft in the vicinity of the thrust plate, that is, the rotating shaft in the vicinity of the attachment portion to the rotating body, even if the outer diameter of the thrust bearing is increased, the radial bearing and the thrust bearing are provided. As described above, both the radial bearing and the thrust bearing can be a hydrodynamic bearing using a gas such as air as a lubricating fluid. As a result, it is possible to realize a fluid dynamic bearing motor that can reduce current consumption at low temperatures and can be used sufficiently for high-speed rotation.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the hydrodynamic bearing motor according to the first aspect, a dynamic pressure generating groove is formed on one of the inner peripheral surface of the rotating body and the outer peripheral surface of the support shaft constituting the radial bearing. And a dynamic pressure generating groove is formed on either the inner surface of the thrust plate constituting the thrust bearing and the opposing surface of the thrust collar, or on either the outer surface of the thrust plate and the opposing surface of the rotating body. To do.
[0013]
According to this configuration, when the rotating body rotates, in each of the radial bearing and the thrust bearing, the lubricating fluid is effectively collected by the action of the dynamic pressure generating grooves to increase the dynamic pressure, and the rotating body has high bearing rigidity. Can be supported. Therefore, high rotational accuracy can be achieved.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the fluid dynamic bearing motor according to the first or second aspect, the rotating shaft and the thrust collar are configured by separate members.
[0015]
According to this configuration, after assembling, after the rotating body is sheathed with respect to the bottomed cylindrical support shaft, the thrust collar can be inserted from the open end side of the support shaft and fixed to the rotation shaft. Work is easy.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the hydrodynamic bearing motor according to the first or second aspect, the outer diameter of the thrust collar is smaller than the minimum diameter of the cylindrical portion of the support shaft. .
[0017]
According to this configuration, even when a step portion for positioning the stator coil or the like is provided in the cylindrical portion, the rotating shaft integral with the thrust collar can be inserted and fixed to the rotating body from the open end side of the support shaft, Assembly work is easy.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the fluid dynamic bearing motor according to any one of the first to fourth aspects, a shaft fixing hole is provided in the mounting base, and an end portion of the support shaft is provided in the shaft fixing hole. Is fixed by press-fitting or bonding.
[0019]
According to this configuration, even when materials having different linear expansion coefficients are used for the support shaft and the mounting base, the mounting base causes the outer side of the support shaft in the radial direction regardless of the temperature conditions. Therefore, the radial bearing is not reduced and the radial bearing is prevented from being locked. Therefore, a fluid dynamic bearing motor that can be used in a wide range of temperature conditions can be realized.
[0020]
The invention according to claim 6 is the fluid dynamic bearing motor according to claim 5, wherein the material of the mounting base is larger in linear expansion coefficient than the material of the support shaft.
According to this configuration, even when the diameter of the shaft fixing hole of the mounting base changes due to a temperature change, no force acts in the direction of expanding the support shaft, so the support shaft is deformed outward in the radial direction. Therefore, the clearance of the radial bearing will not be reduced.
[0021]
The invention according to claim 7 is the fluid dynamic bearing motor according to claim 5, characterized in that the material of the mounting base is an aluminum-based material and the material of the support shaft is an iron-based material.
[0022]
According to this configuration, the support shaft constituting the motor body is made of an iron-based material such as stainless steel, and the support shaft is directly attached to an attachment base made of an aluminum-based material, for example, an HDD case generally made of an aluminum material. In this case, even when the diameter of the shaft fixing hole of the mounting base changes due to temperature change, there is no force acting in the direction of expanding the support shaft, so the support shaft is deformed radially outward. The clearance of the radial bearing will not be reduced.
[0023]
According to an eighth aspect of the present invention, in the fluid dynamic bearing motor according to any one of the first to fourth aspects, the bottomed cylindrical support shaft includes a bottom portion and a cylindrical portion that form a thrust plate as separate members. It is characterized by comprising.
[0024]
According to this configuration, the flat thrust plate, which is an independent member, can easily improve the flatness accuracy, thereby realizing a highly accurate and inexpensive dynamic pressure bearing motor.
[0025]
A ninth aspect of the present invention is the dynamic pressure bearing motor according to the eighth aspect, wherein dynamic pressure generating grooves are formed on the inner surface and the outer surface of the thrust plate.
According to this configuration, the flat thrust plate, which is an independent member, can easily form the dynamic pressure generating groove and further surface-treat, so that the dynamic pressure generating groove is formed on both sides of the thrust plate in this way. Therefore, it is possible to eliminate the need for forming a dynamic pressure generating groove on the rotating body and the thrust collar, and this also makes it possible to realize a highly accurate and inexpensive dynamic pressure bearing motor.
[0026]
According to a tenth aspect of the present invention, in the dynamic pressure bearing motor according to the eighth aspect, the dynamic pressure generating grooves on the inner surface and the outer surface of the thrust plate are formed by etching.
[0027]
According to this configuration, since the flat thrust plate, which is an independent member, can be etched, it is possible to form a dynamic pressure generating groove with an optimal depth. A pressure bearing motor can be realized.
[0028]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the hydrodynamic bearing motor according to any one of the first to fourth aspects, the rotation shaft is set to a length at which the thrust collar is disposed at the end, and the rotation shaft A rotor magnet is coaxially provided at the end of each.
[0029]
According to this structure, each process is easy compared with the case where a rotor magnet is attached to the outer periphery of a rotating shaft. Further, it is possible to omit a cutting cost when the thrust collar is integrally formed, and the processing of the thrust collar can be easily performed with high accuracy. Therefore, a highly accurate and inexpensive dynamic pressure bearing motor can be realized.
[0030]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the hydrodynamic bearing electric motor according to the eleventh aspect, the rotating shaft and the rotor magnet are fixed and integrated with each other in a concavo-convex portion formed on each end face. And
[0031]
According to this configuration, the eccentricity of the rotor magnet can be suppressed.
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the hydrodynamic bearing motor according to the eleventh aspect, the rotating shaft and the rotor magnet are integrally formed, and a step portion for attaching a ring-shaped thrust collar is provided. Features.
[0032]
According to this configuration, the number of parts in the case of using a ring-shaped thrust collar can be suppressed, and the thrust collar can be positioned at the stepped portion, which makes it easy to assemble.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The hydrodynamic bearing motor shown in FIG. 1 has substantially the same configuration as the conventional hydrodynamic bearing motor described above with reference to FIG. 20, and a cylindrical support shaft 2 is erected on the mounting base 1. The bottomed cylindrical motor rotating body 3 (hereinafter referred to as the rotating body 3) is rotatably supported on the support shaft 2 with a gap between the support shaft 2 and the outer surface. In addition, a plurality of stator coils 4 are provided on the inner periphery of the support shaft 2, and a rotor magnet 5 facing these stator coils 4 is inserted into the support shaft 2 in a columnar rotation shaft 6 (hereinafter referred to as a rotating body 3). The motor drive unit is configured on the outer periphery of the rotation shaft 6). Here, the stator coil 4 is not provided directly on the inner periphery of the support shaft 2 but may be provided on the mounting base 1 as long as it is within the support shaft 2.
[0034]
The support shaft 2 is fixed by press-fitting an opening end portion into the outer periphery of a shaft fixing rib 1a formed in a ring shape on the mounting base 1 (may be inserted and bonded, and so on). The rotating body 3 is fixed by press-fitting the end of the rotating shaft 6 into the central through hole 3a. The rotating shaft 6 is inserted through the supporting shaft 2 and the thrust bearing 8 constituted by the supporting shaft 2 and It is a dynamic pressure bearing with a radial bearing 9, thereby enabling precise rotation.
[0035]
In the radial bearing 9, a predetermined gap is formed between the inner circumferential surface of the rotating body 3 and the outer circumferential surface of the support shaft 2 facing each other in the radial direction, and the radial bearing 9 is lubricated by a gas such as air filled in the gap. ing.
[0036]
The thrust bearing 8 is different from the conventional one. The cylindrical support shaft 2 described above has a bottomed cylindrical shape with the thrust plate 10 in the direction orthogonal to the axis as the bottom. A flange-shaped thrust collar 7 is provided on the rotary shaft 6 between the portion inserted into the central hole 10 a formed in the thrust plate 10 and the attachment portion of the rotor magnet 5. As a result, a predetermined gap is formed between the lower surface of the rotating body 3 and the upper surface of the thrust plate 10 facing each other in the thrust direction, and the lower surface of the thrust plate 10 and the upper surface of the thrust collar 7, and each gap is filled. It is lubricated by a gas such as air.
[0037]
As shown in FIGS. 2 to 4, a single-stage C-shaped dynamic pressure generating groove 11 a is formed on the outer peripheral surface of the support shaft 2 constituting the radial bearing 9, and the thrust constituting the main thrust bearing A herringbone-shaped dynamic pressure generating groove 12 a is formed on the upper surface of the plate 10. Further, as shown in FIG. 5, which is a BB cross section of the support shaft 2 of FIG. 4, a herringbone-like dynamic pressure generating groove 12b is formed on the lower surface of the thrust plate 10 constituting the sub thrust bearing.
[0038]
Here, the herringbone shape refers to a groove shape having a "<" (or V) shape, and if the spiral shape is a radial bearing portion, the groove shape formed on the cylindrical surface and inclined with respect to the axial direction is the thrust shape. If it is a bearing part, it says the circular-arc-shaped groove shape formed in the disk plane, and the "C" shape is a spiral groove inclined in opposite directions to each other, and has a smooth part between them. Say shape.
[0039]
With such a configuration, when a rectified current is supplied to each stator coil 4, an electromagnetic force is generated between the rotor magnet 5 and the stator coil 4, and the rotating body 3 rotates around the axis of the rotating shaft 6. The gas is pumped by the dynamic pressure generating grooves 11 (11a), 12 (12a, 12b) by the radial bearing 9 and the thrust bearing 8 along with the rotation, and arranged at equal intervals along the rotation direction. The internal pressure increases inside the character-shaped bent portion, “C” shape, and the rotating body 3 is supported on the support shaft 2 with high accuracy without contact.
[0040]
In this dynamic pressure bearing motor, as described above, the thrust plate 10 and the thrust collar 7 are arranged between the rotating body 3 and the stator coil 4 so as to constitute the thrust bearing 8, and therefore the rotating body 3 and the thrust collar 7 are arranged. The distance between the support shaft 2 and the rotating body 3 can be increased, thereby increasing the squareness accuracy.
[0041]
Further, since the thrust collar 7 does not interfere with the line processing from each stator coil 4, that is, the line from each stator coil 4 has a line processing hole 1b formed in the mounting base 1 as shown in FIG. Since it can be processed, it is not necessary to form a notch or the like in the support shaft 2 for coil wire processing as in the prior art, and the roundness and cylindricity of the support shaft 2 can be improved.
[0042]
The positions and shapes of the dynamic pressure generating grooves 11 and 12 are not limited to those described above. The radial bearing 9 is formed on either the inner peripheral surface of the rotating body 3 or the outer peripheral surface of the support shaft 2. As shown in FIG. 6, a two-stage herringbone-like dynamic pressure generating groove 11b may be formed, or a C-shaped dynamic pressure generating groove 11c is formed on the inner peripheral surface of the rotating body 3 as shown in FIG. Alternatively, a herringbone-shaped dynamic pressure generating groove may be formed. The thrust bearing 8 is formed on one of the lower surface of the rotating body 3 and the upper surface of the thrust plate 10 and on either one of the lower surface of the thrust plate 10 and the upper surface of the thrust collar 7. As shown in FIG. 8, a herringbone-shaped dynamic pressure generating groove 12 c may be formed on the lower surface of the rotating body 3.
[0043]
By applying surface treatment such as plating, DLC (diamond-like carbon), ion nitriding, etc. to one or both opposing surfaces constituting the radial bearing 9 and the thrust bearing 8, it is possible to reduce wear resistance and friction coefficient. .
[0044]
As shown in FIG. 9, by providing a screw hole 6 a for disc clamping in the rotating shaft 6, a clamper (not shown) that holds the hard disk between the rotating body 3 can be easily attached.
[0045]
As shown in FIG. 10, a ring-shaped and flat thrust collar 7 </ b> A may be attached to the rotating shaft 6. Thereby, compared with the case where the integral thing of the thrust collar 7 and the rotating shaft 6 as mentioned above is processed, a cutting cost can be saved and processing time and material cost can be reduced. Further, since the flat thrust collar 7A can perform surface grinding, the flatness accuracy can be improved. At the time of assembly, since the thrust collar 7 has a smaller diameter than the support shaft 2, the thrust shaft 7 integrated with the rotating body 3 is inserted into the support shaft 2, and then the thrust collar 7 is opened from the open end side of the support shaft 2. 7A can be inserted and fixed to the rotating shaft 6, and the assembling work is easy.
[0046]
When a material having a large linear expansion coefficient such as an aluminum material is used for the mounting base 1 and an iron-based material having a smaller linear expansion coefficient than the mounting base 1 is used for the support shaft 2, as shown in FIG. Alternatively, a shaft fixing recess 1c may be formed in the mounting base 1, and the support shaft 2 may be fixed by press-fitting into the recess 1c.
[0047]
According to this configuration, even if the mounting base 1 is greatly linearly expanded, the support shaft 2 is not deformed radially outward and the radial bearing gap with the rotating body 3 is not reduced. Therefore, the radial bearing 9 can be prevented from being locked and can be used under a wide range of temperature conditions.
[0048]
As shown in FIG. 12, the same effect as described above can be obtained even if a ring-shaped shaft fixing rib 1d is provided on the mounting base 1 and the support shaft 2 is fixed in the rib 1d by press-fitting.
[0049]
As shown in FIG. 13, a motor base 13 having a ring-shaped shaft fixing rib 13 a is formed of a material having a linear expansion coefficient substantially equal to that of the support shaft 2, and this motor base 13 is formed on the mounting base 1. The support base 2 may be fitted into the motor base fixing through-hole 1e and fixed to the outer periphery of the shaft fixing rib 13a of the motor base 13 by pressing. The line processing hole 13 b is formed in the motor base 13.
[0050]
According to this configuration, even if the mounting base 1 is greatly linearly expanded, the effect only affects the motor base 13. Even if the mounting base 1 is used under any temperature conditions, the mounting base 1 causes the support shaft 2 to be radially outside. Therefore, the radial bearing gap with the rotating body 3 is not reduced.
[0051]
In the dynamic pressure bearing motor shown in FIG. 14, the bottomed cylindrical support shaft 2 is composed of two members, a thrust plate 10 </ b> A and a cylindrical portion 14. A step portion 14a corresponding to the outer diameter of the thrust plate 10A is formed on the inner periphery of the end portion of the cylindrical portion 14, and the outer peripheral edge portion of the thrust plate 10 is fixed to the step portion 14a by press fitting. The height of the stepped portion 14a is set lower than the thickness of the thrust plate 10A. Thereby, since the thrust bearing 8 can be comprised by the thrust plate 10A upper surface single-piece | unit and the lower surface of the rotary body 3, the flatness by which the support shaft 2 upper surface (the upper end surface of the cylindrical part 14 and the upper surface of the thrust plate 10A) is integral. There is no need to ensure accuracy.
[0052]
A herringbone-shaped dynamic pressure generating groove 12c as shown in FIG. 15 is formed on the upper surface of the thrust plate 10A, and a herringbone-shaped dynamic pressure generating groove 12d as shown in FIG. 16 is formed on the lower surface of the thrust plate 10A. ing.
[0053]
By using the thrust plate 10A and the cylindrical portion 14 as separate members, it becomes possible to perform surface grinding when the thrust plate 10 is processed, and the flatness accuracy is improved. When forming the dynamic pressure generating grooves 12c and 12d, coining which is a kind of press forging, etching which is chemical processing, piezo processing which is cutting processing, and the like are possible, such as plating, DLC (diamond-like carbon), Surface treatment such as ion nitriding can be easily performed. Therefore, it is possible to realize a highly accurate and inexpensive dynamic pressure bearing motor by reducing the wear resistance and the friction coefficient.
[0054]
In the dynamic pressure bearing motor shown in FIG. 17, the rotary shaft 6 is set to a length at which the thrust collar 7 is disposed at the end, and the rotor magnet 5 is coaxially provided at the end of the rotary shaft 6. .
[0055]
The rotating shaft 6 and the rotor magnet 5 are both formed in a cylindrical shape, and a convex portion 5a and a concave portion 6b are formed on the lower end surface of the rotating shaft 6 and the upper end surface of the rotor magnet 5, and the convex portion 5a is recessed. They are fixed and integrated with each other by press-fitting into 6b.
[0056]
According to this structure, each process can be performed easily and accurately compared with the case where the rotor magnet 5 is attached to the outer periphery of the rotating shaft 6. Moreover, since the dimension of the rotating shaft 6 is short, the cutting allowance at the time of integrally forming the thrust collar 7 can be reduced. Furthermore, the eccentricity of the rotor magnet 5 can be suppressed by providing the concave and convex portions 5a and 6b. Therefore, the machining time and material cost can be reduced, and a highly accurate and inexpensive dynamic pressure bearing motor can be realized. However, the cylindrical rotating shaft 6 and the rotor magnet 5 can be directly bonded and fixed to each other at their end faces.
[0057]
As shown in FIG. 18, the rotating shaft and the rotor magnet may be formed as an integrated object 15, and the ring-shaped thrust collar 7A may be attached.
According to this configuration, it is possible to suppress the number of parts when the thrust collar 7A is a separate member, and assembling is easy. If the step portion 15a on which the inner peripheral edge portion of the thrust collar 7A can be placed is formed in the integrated product 15 as shown in the drawing, the thrust collar 7A can be easily positioned and securely attached.
[0058]
As shown in FIG. 19, a recess 6 c for fitting and fixing the end portion of the integrated body 15 of the rotating shaft and the rotor magnet may be formed in the rotating body 3.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a bottomed cylindrical rotating body is sheathed with respect to a bottomed cylindrical supporting shaft, the rotating shaft is inserted, and the rotating body has an inner peripheral surface and an outer peripheral surface of the supporting shaft. In a hydrodynamic bearing motor supported by a radial bearing composed of: a thrust plate at the bottom of the support shaft, and a flange-shaped thrust collar facing the thrust plate is provided on the rotary shaft, and the inner and outer surfaces of the thrust plate A thrust bearing is constituted by the thrust collar facing each surface and the facing surface of the rotating body. By doing so, it becomes possible to ensure high squareness accuracy between the radial bearing and the thrust bearing regardless of the outer diameter of the thrust bearing, and increase the outer diameter of the thrust bearing to increase the radial bearing and the thrust bearing. It is possible to use gas as a lubricating fluid. As the accuracy of the thrust bearing 8 is improved, the starting current can be reduced and the load resistance can be improved, and the current consumption at low temperatures can be reduced and the high speed rotation can be sufficiently handled.
[Brief description of the drawings]
1 is a sectional view of a fluid dynamic bearing motor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a support shaft constituting the fluid dynamic bearing motor of FIG. 1. FIG. 3 is a top view of the support shaft of FIG. 4 is a side view of the support shaft of FIG. 2. FIG. 5 is a cross-sectional view of the support shaft of FIG. 2 along BB in FIG. 4. FIG. 7 is a cross-sectional view of another rotating body that can be arranged in the dynamic pressure bearing motor of FIG. 1. FIG. 8 is a bottom inner view of another rotating body that can be arranged in the dynamic pressure bearing motor of FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of another dynamic pressure bearing motor having the same configuration as that of the dynamic pressure bearing motor of FIG. 1. FIG. 10 is a cross-sectional view of another dynamic pressure bearing motor having the same configuration as that of the dynamic pressure bearing motor of FIG. 11 is a cross-sectional view of another fluid dynamic bearing motor having the same configuration as that of the fluid dynamic bearing motor of FIG. 1. FIG. 12 is another diagram showing a configuration similar to that of the fluid dynamic bearing motor of FIG. FIG. 13 is a cross-sectional view of another hydrodynamic bearing motor having the same configuration as that of the hydrodynamic bearing motor of FIG. 1. FIG. 14 is a cross-sectional view of the hydrodynamic bearing motor of FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view of another hydrodynamic bearing motor. FIG. 15 is a top view of a thrust plate constituting the hydrodynamic bearing motor of FIG. 14. FIG. 16 is a bottom view of a thrust plate constituting the hydrodynamic bearing motor of FIG. FIG. 18 is a sectional view of another fluid dynamic bearing motor having the same configuration as that of the fluid dynamic bearing motor of FIG. 1. FIG. 18 is a sectional view of another fluid dynamic bearing motor having the same configuration as that of the fluid dynamic bearing motor of FIG. 19 is a cross-sectional view of another dynamic pressure bearing motor having the same configuration as the dynamic pressure bearing motor of FIG. 1. FIG. 20 is a cross-sectional view of a conventional dynamic pressure bearing motor.
Reference Signs List 1 Mounting base 2 Support shaft 3 Rotating body 4 Stator coil 5 Rotor magnet 6 Rotating shaft 7 Thrust collar 8 Thrust bearing 9 Radial bearing
10 Thrust plate
11, 12 Dynamic pressure generating groove
14 Cylindrical part
15 Integrated object
15a Step

Claims

A bottomed cylindrical rotating body that has a bottomed cylindrical support shaft on a mounting base and has a rotary shaft that is inserted through the support shaft and fits with an outer surface of the support shaft. Is supported by a dynamic pressure bearing constituted by the support shaft, a stator coil group is provided in the support shaft, and a rotor magnet facing the stator coil group is provided on a rotating shaft in the support shaft. A bearing motor,
The hydrodynamic bearing is
A radial bearing is constituted by the outer peripheral surface of the support shaft and the inner peripheral surface of the rotating body,
The bottom portion of the support shaft is formed of a thrust plate orthogonal to the axial direction, and a collar-like thrust collar that opposes the thrust plate is provided on the rotating shaft, and faces the inner and outer surfaces of the thrust plate and each surface thereof. A thrust bearing is constituted by the thrust collar and the opposed surface of the rotating body,
A fluid dynamic bearing motor, wherein a gas in a gap between the bearings is used as a lubricating fluid.

A dynamic pressure generating groove is formed on either the inner peripheral surface of the rotating body constituting the radial bearing or the outer peripheral surface of the support shaft, and either one of the inner surface of the thrust plate constituting the thrust bearing and the opposing surface of the thrust collar, 2. The hydrodynamic bearing motor according to claim 1, wherein a dynamic pressure generating groove is formed in either one of the outer surface of the thrust plate and the opposing surface of the rotating body.

The dynamic pressure bearing motor according to claim 1, wherein the rotating shaft and the thrust collar are configured by separate members.

3. The hydrodynamic bearing motor according to claim 1, wherein an outer diameter of the thrust collar is smaller than a minimum diameter of a cylindrical portion of the support shaft.

5. The hydrodynamic bearing motor according to claim 1, wherein a shaft fixing hole is provided in the mounting base, and an end portion of the support shaft is fixed in the shaft fixing hole by press-fitting or bonding. .

6. The hydrodynamic bearing motor according to claim 5, wherein the material of the mounting base has a larger linear expansion coefficient than the material of the support shaft.

6. The fluid dynamic bearing motor according to claim 5, wherein the material of the mounting base is an aluminum material, and the material of the support shaft is an iron material.

The hydrodynamic bearing motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the bottomed cylindrical support shaft comprises a bottom portion and a cylindrical portion forming a thrust plate as separate members.

9. The hydrodynamic bearing motor according to claim 8, wherein dynamic pressure generating grooves are formed on an inner surface and an outer surface of the thrust plate.

9. The hydrodynamic bearing motor according to claim 8, wherein the dynamic pressure generating grooves on the inner surface and the outer surface of the thrust plate are formed by an etching process.

The rotary shaft is set to a length at which the thrust collar is disposed at the end portion, and a rotor magnet is coaxially provided at the end portion of the rotary shaft. Dynamic pressure bearing motor.

The dynamic pressure bearing motor according to claim 11, wherein the rotating shaft and the rotor magnet are fixed and integrated by an uneven portion that engages with each other formed on each end face.

12. The hydrodynamic bearing motor according to claim 11, wherein the rotary shaft and the rotor magnet are integrally formed, and a step portion for attaching a ring-shaped thrust collar is provided.