JP4959078B2 - Hydrodynamic bearing spindle motor - Google Patents

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JP4959078B2
JP4959078B2 JP2001286294A JP2001286294A JP4959078B2 JP 4959078 B2 JP4959078 B2 JP 4959078B2 JP 2001286294 A JP2001286294 A JP 2001286294A JP 2001286294 A JP2001286294 A JP 2001286294A JP 4959078 B2 JP4959078 B2 JP 4959078B2
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spindle motor
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良治 米山
廣光 後藤
敦司 太田
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/107—Grooves for generating pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
    • F16C17/107—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one surface for radial load and at least one surface for axial load

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラジアル動圧軸受部と上下一対のスラスト動圧軸受部とを有する流体動圧軸受によってロータがステータに支持された動圧軸受スピンドルモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、軸受隙間を含む微小隙間を誇張して示した従来の動圧軸受スピンドルモータ（第１従来例）の縦断面図である。このスピンドルモータは、Ｔ字型流体動圧軸受によって、ロータマグネット７を含むロータがステータコイル８を含むステータに回転自在に支持されたものである。ロータマグネット７は、ロータフレーム６の円筒部６ａの内周面に取り付けられている。ロータフレーム６は、カップ状ハブとしても機能するものである。ロータフレーム６は、その円周方向中心部に設けられた嵌合穴を、回転軸であるフランジ付シャフト１のシャフト２の上端部に圧入し、回転軸に固定されている。ステータコイル８は、ベース基板９に立設された段付スリーブ４の外周面に取りつけられている。
【０００３】
前記動圧軸受は、シャフト２にリング状フランジ３が圧入されて形成されたフランジ付シャフト１と、このフランジ付シャフト１が回転自在にして嵌合する段付円筒状スリーブ４と、スラスト押さえ部材５とから構成されている。これらの軸受構成部材間に形成された微小隙間ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５及びｒ６には潤滑油が充填されている。シャフト部材２の上側の外周面とスラスト押え部材５の内周面との間に形成されたテーパー状微小隙間Ｓは、毛細管現象と表面張力を利用して潤滑油が外部に漏出しないように機能するキャピラリーシールである。
【０００４】
ラジアル軸受隙間ｒ５を形成するシャフト部材２の下側の外周面にはヘリングボーン溝の如きラジアル動圧発生溝Ｇ１のパターンが形成され、また段付円筒状スリーブ４の小径円筒部の内周面は平坦面とされている。
【０００５】
スラスト軸受隙間は、リング状フランジ３の上面とスラスト押え部材５の下面とで形成する第１のスラスト軸受隙間ｒ２と、リング状フランジ３の下面と段付円筒状スリーブ４の大径円筒部の底面とで形成する第２のスラスト軸受隙間ｒ４の２つである。リング状フランジ３の上面と下面には、図５に示す如きスラスト動圧発生溝Ｇ２が形成されている。
【０００６】
図４の流体動圧スピンドルモータは実用的なものであるが、上下のスラスト軸受部の間隔が短いために回転軸線の方向や位置のぶれがあるという問題を有する。この問題を解決した流体動圧スピンドルモータ（第２従来例）が、特開平８−１３０８５２号公報に開示されている。
【０００７】
即ち、図３はＨ字型流体動圧軸受を備えた第２従来例の流体動圧スピンドルモータの縦断面図である。このスピンドルモータは、流体動圧軸受によって、ロータマグネット３２を含むロータがステータコイル２４を含むステータに回転自在に支持されたものである。ロータマグネット３２は、ロータフレーム３６の円筒部３６ｄの内周面に取り付けられている。ロータフレーム３６は、カップ状ハブとしても機能するものである。ステータコイル２４は、ベース基板３９に立設された固定スリーブ体１２の外周面に取りつけられている。
【０００８】
回転シャフト体１６は、シャフト部１６ａの上下に上フランジ部１６ｂと下フランジ部１６ｄが設けられたＨ字型断面のフランジ付シャフトである。ラジアル動圧軸受部はシャフト部１６ａに対し潤滑剤を介して固定スリーブ体１２のスリーブ部１２ａを外嵌して構成されている。なお、ラジアル動圧発生溝Ｇ１は、シャフト部１６ａの外周面に形成されている。
【０００９】
上スラスト動圧軸受部は、上フランジ部１６ｂの下側面に対し潤滑剤を介して固定スリーブ体１２の上環状部を相対させて構成されている。また、下スラスト動圧軸受部は、下フランジ部１６ｄの上側面に対し潤滑剤を介して固定スリーブ体１２の上環状部を相対させて構成されている。なお、スラスト動圧発生溝Ｇ２は、上フランジ部１６ｂの下側面と、下フランジ部１６ｄの上側面に夫々形成されている。
【００１０】
そして、回転シャフト体１６の突出部１６ｃに外嵌したロータフレーム３６の内周面は、上フランジ部１６ｂの上側面とキャップ部材３８との間に挟圧固定されている。
【００１１】
上述の如く構成されたＨ字型流体動圧軸受を備えた第２従来例の流体動圧スピンドルモータでは、回転シャフト体の回転軸線の方向や位置のぶれが防止され、高い回転精度が実現できる。また、回転シャフト体１６の突出部１６ｃに外嵌したロータフレーム３６の内周部は、上フランジ部１６ｂの上側面とキャップ部材３８との間に挟圧固定されているので、ロータフレーム３６の内周面の軸線方向長さが圧入による固定の場合に比し短くて足りると共に、上フランジ部１６ｂをロータフレーム３６の固定にも利用できるものであるため、全体として、スピンドルモータの軸線方向長さの短縮、即ち薄型化に有効性が高いと記載されている。
【００１２】
このような数々の特長を有するが、第２従来例の流体動圧スピンドルモータには次のような問題点もある。先ず、回転シャフト体１６の突出部１６ｃへのキャップ部材３８を圧入によって、上フランジ部１６ｂの内周部に大きな応力が加わり、上フランジ部１６ｂの変形が発生することである。上フランジ部１６ｂが変形すると、ＲＲＯもＮＲＲＯも悪くなるという問題がある。次に、下フランジ部１６ｄは、その嵌合突部１６ｅをシャフト部１６ａの下方に開口する嵌合穴１６ａ１に圧入してシャフト部１６ａに固着されるものであるが、圧入によってシャフト部１６ａの下部が膨らむことである。シャフト部１６ａの下部が膨らむと、ラジアル動圧軸受部でかじり現象が起こり、シャフトが回らなくなるという問題がある。更に、第１従来例の流体動圧スピンドルモータに比べて部品点数が多く、しかも個々の部品の加工精度は高くなければならないので、加工コストが高いという問題がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする第１の課題は、Ｈ字型流体動圧軸受を備えた動圧軸受スピンドルモータにおいて、Ｈ字型動圧軸受を構成する部品の数を少なくすることである。解決しようとする第２の課題は、振れの良いＨ字型流体動圧軸受を備えた動圧軸受スピンドルモータを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１の発明は、ラジアル動圧軸受部と上スラスト動圧軸受部と下スラスト動圧軸受部とを有する流体動圧軸受によってロータがステータに支持された動圧軸受スピンドルモータにおいて、ロータマグネットが取り付けられ且つ負荷搭載面が形成されたロータフレームを、上スラスト動圧軸受部を構成する上スラスト部材に兼用したことを特徴とするものである。
【００１５】
また、上記課題を解決する請求項２の発明は、円環状上端面と円環状下端面とを有するスリーブと、前記円環状下端面に対向配置される下スラスト部材が端部に形成されたフランジ付シャフトと、前記円環状上端面に対向配置されて前記フランジ付シャフトの上端部に圧入によって固着された上スラスト部材と、ラジアル隙間を形成する前記スリーブの内周面と前記フランジ付シャフトの外周面のいずれか一方に設けられたラジアル動圧発生溝と、第１スラスト隙間を形成する前記スリーブの円環状上端面と前記上スラスト部材の下面のいずれか一方に設けられた第１スラスト動圧発生溝と、第２スラスト隙間を形成する前記スリーブの円環状下端面と前記下スラスト部材の上面のいずれか一方に設けられた第２スラスト動圧発生溝と、前記ラジアル隙間と第１スラスト隙間と第２スラスト隙間を含む前記構成部材間の微小隙間に充填された潤滑油とで構成された流体動圧軸受によって、ロータマグネットを含むロータがステータコイルを含むステータに回転自在に支持された動圧軸受スピンドルモータであって、その特徴は、前記ロータマグネットが取り付けられ且つ負荷搭載面が形成されたロータフレームを、前記上スラスト部材に兼用したことである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態の動圧軸受スピンドルモータは、図１に縦断面図で示す如く、Ｈ字型流体動圧軸受によってロータがステータに回転自在に支持されたものである。
【００１７】
図１の第１実施形態の動圧軸受スピンドルモータにおいて、ロータはロータフレーム６とロータマグネット７とから構成されている。ロータフレーム６は、円盤部６ｃと円環部６ｂと円筒部６ａを有する部材で、カップ状ハブとして機能する部材である。ロータマグネット７は環状の永久磁石であって、ロータフレーム６の円筒部６ａの内周面に取り付けられている。また、ステータは、ベース基板９とステータコイル８を含んで構成されている。ベース基板９は中央部に形成された突出した円筒部９ａを有している。ステータコイル８は、ベース基板９の円筒部９ａの外周面に取り付けられている。
【００１８】
第１実施形態におけるＨ字型流体動圧軸受は、円環状上端面と円環状下端面とを有する肉厚のスリーブ４と、フランジ３が下端部に形成されたフランジ付シャフト１と、フランジ付シャフト１の上端部に圧入によって固着されたロータフレーム６と、フランジ３が収納される凹部が形成されたベース基板９とで構成されている。スリーブ４は、円筒部９ａに内嵌されてベース基板９に固着されている。
【００１９】
第１実施形態におけるＨ字型流体動圧軸受において、ラジアル動圧発生溝Ｇ１は、スリーブ４の内周面との間にラジアル隙間Ｒ３を形成するフランジ付シャフト１の外周面に設けられている。また、第１スラスト動圧発生溝Ｇ２は、ロータフレーム６の内周側下面との間に第１スラスト隙間Ｒ２を形成するスリーブ４の円環状上端面に設けられている。更に、第２スラスト動圧発生溝Ｇ２は、フランジ３の上面との間に第２スラスト隙間Ｒ４を形成するスリーブ４の円環状下端面に設けられている。そして、前記ラジアル隙間Ｒ３と第１スラスト隙間Ｒ２と第２スラスト隙間Ｒ４を含む前記構成部材間の微小隙間Ｒ１〜Ｒ６には潤滑油が充填されている。
【００２０】
なお、第１実施形態におけるＨ字型流体動圧軸受において、ラジアル動圧発生溝Ｇ１はスリーブ４の内周面に設けられてもよい。また、第１スラスト動圧発生溝Ｇ２はロータフレーム６の内周側下面に設けてもよい。更に、第２スラスト動圧発生溝Ｇ２はフランジ３の上面に設けてもよい。
【００２１】
また、第１実施形態におけるＨ字型流体動圧軸受において、微小隙間Ｒ１を形成するベース基板９の円筒部９ａの上端部をスリーブ４の上端面よりも低くし、代わりに図２に示す如く、スリーブ４の上端面の外周側に突出した円筒部を形成してもよい。
【００２２】
上述の如く、第１実施形態の動圧軸受スピンドルモータは、フランジ付シャフト１、スリーブ４、ロータフレーム６、ロータマグネット７、ステータコイル８、及びベース基板９の６点の部品から構成されている。従って、第１実施形態の動圧軸受スピンドルモータは、その部品点数は、図４の第１従来例の動圧軸受スピンドルモータに比べて１個少なく、また図３の第２従来例の動圧軸受スピンドルモータに比べて２個少ない。しかも、ロータフレーム６は、その上面は負荷搭載面、且つその下面はスラスト動圧軸受部のスラスト隙間形成面として夫々機能するものである。従って、第１実施形態の動圧軸受スピンドルモータは、第１従来例や第２従来例の動圧軸受スピンドルモータに比べて、負荷搭載面とスラスト隙間形成面との平行度が非常によい。
【００２３】
次に、本発明の第２実施形態の動圧軸受スピンドルモータは、図２に縦断面図で示す如く、Ｈ字型流体動圧軸受によってロータがステータに回転自在に支持されたものである。
【００２４】
図２の第２実施形態の動圧軸受スピンドルモータにおいて、ロータはロータフレーム６とロータマグネット７とから構成されている。ロータフレーム６は、円盤部６ｃと円環部６ｂと円筒部６ａを有する部材で、カップ状ハブとして機能する部材である。ロータマグネット７は環状の永久磁石であって、ロータフレーム６の円筒部６ａの内周面に取り付けられている。また、ステータは、ベース基板９とステータコイル８を含んで構成されている。ベース基板９の中央部には、流体動圧軸受が立設される貫通穴が形成されている。ステータコイル８は、ベース基板９の中央部に形成された貫通穴に立設された流体動圧軸受の肉厚のスリーブ４の外周面に取り付けられている。
【００２５】
第２実施形態におけるＨ字型流体動圧軸受は、円環状上端面と円環状下端面とを有するスリーブ４と、フランジ３が下端部に形成されたフランジ付シャフト１と、フランジ付シャフト１の上端部に圧入によって固着されたロータフレーム６と、スリーブ４に形成されているフランジ３の収納凹部の開放端を封止する円盤状蓋部材１０とで構成されている。
【００２６】
第２実施形態におけるＨ字型流体動圧軸受において、ラジアル動圧発生溝Ｇ１は、スリーブ４の内周面との間にラジアル隙間Ｒ３を形成するフランジ付シャフト１の外周面に設けられている。また、第１スラスト動圧発生溝Ｇ２は、スリーブ４の円環状上端面の間に第１スラスト隙間Ｒ２を形成するロータフレーム６の内周側下面に設けられている。更に、第２スラスト動圧発生溝Ｇ２は、スリーブ４の円環状下端面との間に第２スラスト隙間Ｒ４を形成するフランジ３の上面に設けられている。そして、前記ラジアル隙間Ｒ３と第１スラスト隙間Ｒ２と第２スラスト隙間Ｒ４を含む前記構成部材間の微小隙間Ｒ１〜Ｒ６には潤滑油が充填されている。
【００２７】
なお、第２実施形態におけるＨ字型流体動圧軸受において、ラジアル動圧発生溝Ｇ１はスリーブ４の内周面に設けてもよい。また、第１スラスト動圧発生溝Ｇ２はスリーブ４の円環状上端面に設けてもよい。更に、第２スラスト動圧発生溝Ｇ２はスリーブ４の円環状下端面に設けてもよい。
【００２８】
また、第２実施形態における動圧軸受スピンドルモータにおいて、スリーブ４の軸方向の半分よりも上から下の部分の外径を小さくし、且つスリーブ４の前記小さな外径の外周面に外嵌する内周面を備えた円筒部をベース基板９に形成し、スリーブ４をベース基板９に固着するようにしてもよい。
【００２９】
上述の如く、第２実施形態の動圧軸受スピンドルモータは、フランジ付シャフト１、スリーブ４、ロータフレーム６、ロータマグネット７、ステータコイル８、ベース基板９、及び円盤状蓋部材１０の７点の部品から構成されている。従って、第１実施形態の動圧軸受スピンドルモータは、その部品点数は図４の第１従来例の動圧軸受スピンドルモータと同じであるが、図３の第２従来例の動圧軸受スピンドルモータに比べて１個少ない。しかも、ロータフレーム６は、その上面は負荷搭載面、且つその下面はスラスト動圧軸受部のスラスト隙間形成面として夫々機能するものである。従って、第１実施形態の動圧軸受スピンドルモータは、第１従来例や第２従来例の動圧軸受スピンドルモータに比べて、負荷搭載面とスラスト隙間形成面との平行度が非常によい。
【００３０】
なお、第１実施形態及び第２実施形態のいずれにおいても、潤滑油の注入口であり、且つキャピラリーシール部である微小隙間Ｒ１には、図４の第１従来例に採用されている如きテーパー状の開口部を形成するのが望ましい。
【００３１】
【発明の効果】
ロータフレームの一部をスラスト動圧軸受部のスラスト隙間形成部材として兼用して構成されていることを特長とする本発明に係るＨ字型流体動圧軸受を備えたスピンドルモータは、従来のＨ字型流体動圧軸受を備えたスピンドルモータに比べて、部品点数を少なくすることができ、同時にコスト低減を図ることができた。
【００３２】
本発明においては、ロータフレームは圧入によってシャフトに固着されるが、この圧入によってスラスト部材として兼用されているロータフレームが変形することがない。また、本発明におけるロータフレームは、その上面は負荷搭載面、且つその下面はスラスト動圧軸受部のスラスト隙間形成面として夫々機能するものであるから、負荷搭載面とスラスト動圧軸受部のスラスト隙間形成面との平行度が非常によい。従って、本発明に係る動圧軸受ピンドルモータは、従来のＨ字型流体動圧軸受を備えたスピンドルモータに比べて、振れが良くなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】微小隙間を誇張して示した本発明の第１実施形態のＨ字型流体動圧軸受を備えたスピンドルモータの縦断面図である。
【図２】微小隙間を誇張して示した本発明の第２実施形態のＨ字型流体動圧軸受を備えたスピンドルモータの縦断面図である。
【図３】微小隙間を誇張して示したＨ字型流体動圧軸受を備えた従来のスピンドルモータ（第２従来例）の縦断面図である。
【図４】微小隙間を誇張して示したＴ字型流体動圧軸受を備えた従来のスピンドルモータ（第１従来例）の縦断面図である。
【図５】スラスト動圧発生溝Ｇ２の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ フランジ付シャフト
２ シャフト
３ フランジ
４ スリーブ
５ スラスト押え部材
６ ロータフレーム
７ ロータマグネット
８ ステータコイル
９ ベース基板
１０ 円盤状蓋部材
１２ 固定スリーブ体
１６ 回転シャフト体
１６ａ シャフト部
１６ｂ 上フランジ部
１６ｃ 突出部
１６ｄ 下フランジ部
１６ｅ 嵌合突出部
２４ ステータコイル
３２ ロータマグネット
３６ ロータフレーム
３８ キャップ部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid dynamic bearing spindle motor in which a rotor is supported on a stator by a fluid dynamic pressure bearing having a radial dynamic pressure bearing portion and a pair of upper and lower thrust dynamic pressure bearing portions.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a conventional hydrodynamic bearing spindle motor (first conventional example) exaggeratedly showing a minute gap including a bearing gap. In this spindle motor, a rotor including a rotor magnet 7 is rotatably supported by a stator including a stator coil 8 by a T-shaped fluid dynamic pressure bearing. The rotor magnet 7 is attached to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 6 a of the rotor frame 6. The rotor frame 6 also functions as a cup-shaped hub. The rotor frame 6 is press-fitted into the upper end of the shaft 2 of the flanged shaft 1 that is a rotating shaft, and is fixed to the rotating shaft. The stator coil 8 is attached to the outer peripheral surface of the stepped sleeve 4 erected on the base substrate 9.
[0003]
The hydrodynamic bearing includes a flanged shaft 1 formed by press-fitting a ring-shaped flange 3 into a shaft 2, a stepped cylindrical sleeve 4 into which the flanged shaft 1 is rotatably fitted, and a thrust holding member. 5. The minute gaps r1, r2, r3, r4, r5 and r6 formed between these bearing constituent members are filled with lubricating oil. The tapered minute gap S formed between the upper outer peripheral surface of the shaft member 2 and the inner peripheral surface of the thrust retainer member 5 functions to prevent the lubricating oil from leaking to the outside by utilizing capillary action and surface tension. This is a capillary seal.
[0004]
A pattern of a radial dynamic pressure generating groove G1 such as a herringbone groove is formed on the lower outer peripheral surface of the shaft member 2 forming the radial bearing gap r5, and the inner peripheral surface of the small diameter cylindrical portion of the stepped cylindrical sleeve 4 Is a flat surface.
[0005]
The thrust bearing gap includes the first thrust bearing gap r2 formed by the upper surface of the ring-shaped flange 3 and the lower surface of the thrust holding member 5, the lower surface of the ring-shaped flange 3 and the large-diameter cylindrical portion of the stepped cylindrical sleeve 4. And a second thrust bearing gap r4 formed by the bottom surface. A thrust dynamic pressure generating groove G2 as shown in FIG. 5 is formed on the upper surface and the lower surface of the ring-shaped flange 3.
[0006]
The fluid dynamic pressure spindle motor shown in FIG. 4 is practical, but has a problem in that the direction and position of the rotation axis may fluctuate because the distance between the upper and lower thrust bearing portions is short. A fluid dynamic pressure spindle motor (second conventional example) that solves this problem is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-130852.
[0007]
That is, FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a fluid dynamic pressure spindle motor of a second conventional example provided with an H-shaped fluid dynamic pressure bearing. In the spindle motor, a rotor including a rotor magnet 32 is rotatably supported by a stator including a stator coil 24 by a fluid dynamic pressure bearing. The rotor magnet 32 is attached to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 36 d of the rotor frame 36. The rotor frame 36 also functions as a cup-shaped hub. The stator coil 24 is attached to the outer peripheral surface of the fixed sleeve body 12 erected on the base substrate 39.
[0008]
The rotating shaft body 16 is a flanged shaft having an H-shaped cross section in which an upper flange portion 16b and a lower flange portion 16d are provided above and below the shaft portion 16a. The radial dynamic pressure bearing portion is configured by externally fitting the sleeve portion 12a of the fixed sleeve body 12 to the shaft portion 16a via a lubricant. The radial dynamic pressure generating groove G1 is formed on the outer peripheral surface of the shaft portion 16a.
[0009]
The upper thrust dynamic pressure bearing portion is configured such that the upper annular portion of the fixed sleeve body 12 is opposed to the lower surface of the upper flange portion 16b via a lubricant. Further, the lower thrust dynamic pressure bearing portion is configured such that the upper annular portion of the fixed sleeve body 12 is opposed to the upper side surface of the lower flange portion 16d via a lubricant. The thrust dynamic pressure generating groove G2 is formed on the lower surface of the upper flange portion 16b and the upper surface of the lower flange portion 16d, respectively.
[0010]
The inner peripheral surface of the rotor frame 36 that is externally fitted to the projecting portion 16 c of the rotating shaft body 16 is clamped and fixed between the upper surface of the upper flange portion 16 b and the cap member 38.
[0011]
In the fluid dynamic pressure spindle motor of the second conventional example provided with the H-shaped fluid dynamic pressure bearing configured as described above, the rotational axis direction and position of the rotating shaft body are prevented from being shaken, and high rotational accuracy can be realized. . Further, the inner peripheral portion of the rotor frame 36 that is externally fitted to the projecting portion 16c of the rotary shaft body 16 is clamped and fixed between the upper side surface of the upper flange portion 16b and the cap member 38. The axial length of the inner peripheral surface is shorter than that in the case of fixing by press-fitting, and the upper flange portion 16b can also be used for fixing the rotor frame 36. It is described that it is highly effective in shortening the thickness, that is, in reducing the thickness.
[0012]
Although having such many features, the fluid dynamic pressure spindle motor of the second conventional example also has the following problems. First, when the cap member 38 is press-fitted into the protrusion 16c of the rotary shaft body 16, a large stress is applied to the inner peripheral portion of the upper flange portion 16b, and the upper flange portion 16b is deformed. When the upper flange portion 16b is deformed, there is a problem that both RRO and NRRO are deteriorated. Next, the lower flange portion 16d is to press-fit the fitting protrusion 16e into a fitting hole 16a1 that opens below the shaft portion 16a and is fixed to the shaft portion 16a. The lower part swells. When the lower portion of the shaft portion 16a swells, there is a problem that a galling phenomenon occurs in the radial dynamic pressure bearing portion and the shaft does not rotate. Furthermore, since the number of parts is larger than that of the fluid dynamic pressure spindle motor of the first conventional example, and the machining accuracy of each part must be high, there is a problem that the machining cost is high.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The first problem to be solved is to reduce the number of parts constituting the H-shaped hydrodynamic bearing in the hydrodynamic bearing spindle motor provided with the H-shaped hydrodynamic bearing. A second problem to be solved is to provide a hydrodynamic bearing spindle motor including an H-shaped hydrodynamic bearing with good vibration.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 that solves the above-mentioned problems is a hydrodynamic bearing spindle in which a rotor is supported on a stator by a fluid dynamic pressure bearing having a radial dynamic pressure bearing portion, an upper thrust dynamic pressure bearing portion, and a lower thrust dynamic pressure bearing portion. In the motor, the rotor frame to which the rotor magnet is attached and the load mounting surface is formed is also used as an upper thrust member constituting the upper thrust dynamic pressure bearing portion.
[0015]
According to a second aspect of the present invention for solving the above problems, a sleeve having an annular upper end surface and an annular lower end surface, and a flange formed at an end portion of a lower thrust member disposed opposite to the annular lower end surface A shaft, an upper thrust member disposed opposite to the upper end surface of the annular ring and fixed to the upper end portion of the shaft with flange by press fitting, an inner peripheral surface of the sleeve forming a radial gap, and an outer periphery of the shaft with flange A radial dynamic pressure generating groove provided on any one of the surfaces, a first annular dynamic pressure provided on any one of the annular upper end surface of the sleeve forming the first thrust gap and the lower surface of the upper thrust member A generating groove, a second thrust dynamic pressure generating groove provided on any one of an annular lower end surface of the sleeve forming a second thrust gap and an upper surface of the lower thrust member, The rotor including the rotor magnet is changed to the stator including the stator coil by the fluid dynamic pressure bearing configured by the lubricating oil filled in the minute clearance between the constituent members including the dial clearance, the first thrust clearance, and the second thrust clearance. The hydrodynamic bearing spindle motor is rotatably supported, and is characterized in that a rotor frame to which the rotor magnet is attached and a load mounting surface is formed is also used as the upper thrust member.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The hydrodynamic bearing spindle motor according to the first embodiment of the present invention is such that a rotor is rotatably supported by a stator by an H-shaped hydrodynamic bearing as shown in a longitudinal sectional view in FIG.
[0017]
In the hydrodynamic bearing spindle motor of the first embodiment of FIG. 1, the rotor is composed of a rotor frame 6 and a rotor magnet 7. The rotor frame 6 is a member having a disk portion 6c, an annular portion 6b, and a cylindrical portion 6a, and functions as a cup-shaped hub. The rotor magnet 7 is an annular permanent magnet and is attached to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 6 a of the rotor frame 6. The stator includes a base substrate 9 and a stator coil 8. The base substrate 9 has a protruding cylindrical portion 9a formed at the center. The stator coil 8 is attached to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 9 a of the base substrate 9.
[0018]
The H-shaped fluid dynamic pressure bearing in the first embodiment includes a thick sleeve 4 having an annular upper end surface and an annular lower end surface, a flanged shaft 1 having a flange 3 formed at the lower end, and a flange The rotor frame 6 is fixed to the upper end of the shaft 1 by press-fitting, and the base substrate 9 is formed with a recess in which the flange 3 is accommodated. The sleeve 4 is fitted into the cylindrical portion 9 a and fixed to the base substrate 9.
[0019]
In the H-shaped fluid dynamic pressure bearing in the first embodiment, the radial dynamic pressure generating groove G1 is provided on the outer peripheral surface of the flanged shaft 1 that forms a radial gap R3 with the inner peripheral surface of the sleeve 4. . The first thrust dynamic pressure generating groove G2 is provided on the annular upper end surface of the sleeve 4 that forms the first thrust gap R2 with the inner peripheral lower surface of the rotor frame 6. Further, the second thrust dynamic pressure generating groove G2 is provided on the annular lower end surface of the sleeve 4 that forms the second thrust gap R4 between the upper surface of the flange 3. The minute gaps R1 to R6 between the constituent members including the radial gap R3, the first thrust gap R2, and the second thrust gap R4 are filled with lubricating oil.
[0020]
In the H-shaped fluid dynamic pressure bearing in the first embodiment, the radial dynamic pressure generating groove G1 may be provided on the inner peripheral surface of the sleeve 4. Further, the first thrust dynamic pressure generating groove G <b> 2 may be provided on the inner peripheral side lower surface of the rotor frame 6. Further, the second thrust dynamic pressure generating groove G <b> 2 may be provided on the upper surface of the flange 3.
[0021]
Further, in the H-shaped fluid dynamic pressure bearing in the first embodiment, the upper end portion of the cylindrical portion 9a of the base substrate 9 that forms the minute gap R1 is made lower than the upper end surface of the sleeve 4, and as shown in FIG. A cylindrical portion that protrudes to the outer peripheral side of the upper end surface of the sleeve 4 may be formed.
[0022]
As described above, the hydrodynamic bearing spindle motor according to the first embodiment is composed of six parts, that is, the flanged shaft 1, the sleeve 4, the rotor frame 6, the rotor magnet 7, the stator coil 8, and the base substrate 9. . Therefore, the number of parts of the hydrodynamic bearing spindle motor of the first embodiment is one less than that of the hydrodynamic bearing spindle motor of the first conventional example of FIG. 4, and the hydrodynamic bearing spindle motor of the second conventional example of FIG. Two less than the bearing spindle motor. Moreover, the upper surface of the rotor frame 6 functions as a load mounting surface, and the lower surface functions as a thrust gap forming surface of the thrust dynamic pressure bearing portion. Therefore, the hydrodynamic bearing spindle motor of the first embodiment has a much better parallelism between the load mounting surface and the thrust gap forming surface than the hydrodynamic bearing spindle motors of the first and second conventional examples.
[0023]
Next, the hydrodynamic bearing spindle motor according to the second embodiment of the present invention is such that the rotor is rotatably supported by the stator by an H-shaped hydrodynamic bearing as shown in a longitudinal sectional view in FIG.
[0024]
In the hydrodynamic bearing spindle motor of the second embodiment of FIG. 2, the rotor is composed of a rotor frame 6 and a rotor magnet 7. The rotor frame 6 is a member having a disk portion 6c, an annular portion 6b, and a cylindrical portion 6a, and functions as a cup-shaped hub. The rotor magnet 7 is an annular permanent magnet and is attached to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 6 a of the rotor frame 6. The stator includes a base substrate 9 and a stator coil 8. A through hole in which a fluid dynamic pressure bearing is erected is formed at the center of the base substrate 9. The stator coil 8 is attached to the outer peripheral surface of the thick sleeve 4 of the fluid dynamic pressure bearing provided upright in the through hole formed in the central portion of the base substrate 9.
[0025]
The H-shaped fluid dynamic pressure bearing in the second embodiment includes a sleeve 4 having an annular upper end surface and an annular lower end surface, a flanged shaft 1 having a flange 3 formed at the lower end, and a flanged shaft 1. The rotor frame 6 is fixed to the upper end portion by press-fitting, and the disc-shaped lid member 10 seals the open end of the housing recess of the flange 3 formed on the sleeve 4.
[0026]
In the H-shaped fluid dynamic pressure bearing in the second embodiment, the radial dynamic pressure generating groove G1 is provided on the outer peripheral surface of the flanged shaft 1 that forms a radial gap R3 with the inner peripheral surface of the sleeve 4. . The first thrust dynamic pressure generating groove G2 is provided on the lower surface on the inner peripheral side of the rotor frame 6 that forms the first thrust gap R2 between the annular upper end surfaces of the sleeve 4. Furthermore, the second thrust dynamic pressure generating groove G2 is provided on the upper surface of the flange 3 that forms the second thrust gap R4 with the annular lower end surface of the sleeve 4. The minute gaps R1 to R6 between the constituent members including the radial gap R3, the first thrust gap R2, and the second thrust gap R4 are filled with lubricating oil.
[0027]
In the H-shaped fluid dynamic pressure bearing in the second embodiment, the radial dynamic pressure generating groove G <b> 1 may be provided on the inner peripheral surface of the sleeve 4. Further, the first thrust dynamic pressure generating groove G <b> 2 may be provided on the annular upper end surface of the sleeve 4. Further, the second thrust dynamic pressure generating groove G2 may be provided on the annular lower end surface of the sleeve 4.
[0028]
In the hydrodynamic bearing spindle motor according to the second embodiment, the outer diameter of the portion from the top to the bottom of the half of the sleeve 4 in the axial direction is reduced, and the sleeve 4 is fitted on the outer peripheral surface of the small outer diameter. A cylindrical portion having an inner peripheral surface may be formed on the base substrate 9, and the sleeve 4 may be fixed to the base substrate 9.
[0029]
As described above, the hydrodynamic bearing spindle motor according to the second embodiment includes the flanged shaft 1, the sleeve 4, the rotor frame 6, the rotor magnet 7, the stator coil 8, the base substrate 9, and the disk-shaped lid member 10. It consists of parts. Therefore, the hydrodynamic bearing spindle motor of the first embodiment has the same number of parts as the hydrodynamic bearing spindle motor of the first conventional example of FIG. 4, but the hydrodynamic bearing spindle motor of the second conventional example of FIG. 1 less than Moreover, the upper surface of the rotor frame 6 functions as a load mounting surface, and the lower surface functions as a thrust gap forming surface of the thrust dynamic pressure bearing portion. Therefore, the hydrodynamic bearing spindle motor of the first embodiment has a much better parallelism between the load mounting surface and the thrust gap forming surface than the hydrodynamic bearing spindle motors of the first and second conventional examples.
[0030]
In both the first embodiment and the second embodiment, the fine gap R1 that is the inlet for the lubricating oil and the capillary seal portion has a taper as employed in the first conventional example in FIG. It is desirable to form a shaped opening.
[0031]
【Effect of the invention】
A spindle motor having an H-shaped fluid dynamic pressure bearing according to the present invention, characterized in that a part of the rotor frame is also used as a thrust gap forming member of a thrust dynamic pressure bearing portion, Compared to a spindle motor equipped with a letter-shaped fluid dynamic pressure bearing, the number of parts can be reduced, and at the same time, the cost can be reduced.
[0032]
In the present invention, the rotor frame is fixed to the shaft by press-fitting, but the rotor frame that is also used as the thrust member is not deformed by the press-fitting. Further, the rotor frame according to the present invention functions as a load mounting surface on the upper surface and a thrust gap forming surface on the thrust dynamic pressure bearing portion on the upper surface, so that the thrust between the load mounting surface and the thrust dynamic pressure bearing portion is provided. The parallelism with the gap forming surface is very good. Therefore, the hydrodynamic bearing pindle motor according to the present invention has improved vibration compared to a spindle motor provided with a conventional H-shaped fluid dynamic pressure bearing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a spindle motor provided with an H-shaped fluid dynamic pressure bearing according to a first embodiment of the present invention, exaggerating a minute gap.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a spindle motor provided with an H-shaped fluid dynamic pressure bearing according to a second embodiment of the present invention, exaggerating a minute gap.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a conventional spindle motor (second conventional example) provided with an H-shaped fluid dynamic pressure bearing exaggeratedly showing a minute gap.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a conventional spindle motor (first conventional example) provided with a T-shaped fluid dynamic pressure bearing exaggeratedly showing a minute gap.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a thrust dynamic pressure generating groove G2.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft with flange 2 Shaft 3 Flange 4 Sleeve 5 Thrust holding member 6 Rotor frame 7 Rotor magnet 8 Stator coil 9 Base substrate 10 Disc-like lid member 12 Fixed sleeve body 16 Rotating shaft body 16a Shaft portion 16b Upper flange portion 16c Projecting portion 16d Lower flange portion 16e Fitting protrusion 24 Stator coil 32 Rotor magnet 36 Rotor frame 38 Cap member

Claims (1)

円環状上端面と円環状下端面とを有するスリーブと、前記円環状下端面に対向配置される下スラスト部材が端部に形成されたフランジ付シャフトと、前記円環状上端面に対向配置されて前記フランジ付シャフトの上端部に圧入によって固着された上スラスト部材と、ラジアル隙間を形成する前記スリーブの内周面と前記フランジ付シャフトの外周面のいずれか一方に設けられたラジアル動圧発生溝と、第１スラスト隙間を形成する前記スリーブの円環状上端面と前記上スラスト部材の下面のいずれか一方に設けられた第１スラスト動圧発生溝と、第２スラスト隙間を形成する前記スリーブの円環状下端面と前記下スラスト部材の上面のいずれか一方に設けられた第２スラスト動圧発生溝と、前記ラジアル隙間と第１スラスト隙間と第２スラスト隙間を含む前記構成部材間の微小隙間に充填された潤滑油とで構成された流体動圧軸受によって、ロータマグネットを含むロータがステータコイルを含むステータに回転自在に支持された動圧軸受スピンドルモータであって、前記ロータマグネットが取り付けられ且つ負荷搭載面が形成されたロータフレームを、前記上スラスト部材に兼用し、
前記ステータは、中央部に前記スリーブが挿入装着されるように軸方向の上部側に突出形成される円筒部と、前記円筒部の内側に配置されるように形成されて前記フランジ付シャフトの前記下スラスト部材が収納される凹部とを備えるベース基板を含んでなることを特徴とする動圧軸受スピンドルモータ。A sleeve having an annular upper end surface and an annular lower end surface, a flanged shaft formed at the end of a lower thrust member disposed opposite to the annular lower end surface, and opposed to the annular upper end surface; An upper thrust member fixed to the upper end portion of the flanged shaft by press-fitting, and a radial dynamic pressure generating groove provided on one of the inner peripheral surface of the sleeve and the outer peripheral surface of the flanged shaft forming a radial gap. A first thrust dynamic pressure generating groove provided on one of the annular upper end surface of the sleeve forming the first thrust gap and the lower surface of the upper thrust member, and the sleeve forming the second thrust gap. A second thrust dynamic pressure generating groove provided on one of an annular lower end surface and an upper surface of the lower thrust member, the radial gap, the first thrust gap, and the second thrust A hydrodynamic bearing spindle motor in which a rotor including a rotor magnet is rotatably supported by a stator including a stator coil by a fluid dynamic pressure bearing composed of a lubricating oil filled in a minute gap between the constituent members including the gap The rotor frame to which the rotor magnet is attached and the load mounting surface is formed is also used as the upper thrust member ,
The stator is formed so as to protrude on the upper side in the axial direction so that the sleeve is inserted and mounted in a central portion, and is formed to be disposed inside the cylindrical portion. A hydrodynamic bearing spindle motor comprising a base substrate having a recess for accommodating a lower thrust member .
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