JP5230020B2 - Spindle motor for hard disk drive - Google Patents
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Description
本発明は、動圧軸受を備えたスピンドルモータに関し、特に、薄型のディスク装置やレーザビームプリンタに搭載される駆動用のスピンドルモータ等に好適に用いることができるものである。 The present invention relates to a spindle motor provided with a dynamic pressure bearing, and can be suitably used particularly for a thin disk device or a driving spindle motor mounted on a laser beam printer.
スピンドルモータには、高速回転時の安定性や優れた耐久性が要求されており、これらの要求特性に対応するため、流体潤滑剤を用いた動圧軸受装置を搭載したスピンドルモータが一般的となっている。
一方、ハードディスクドライブ等のディスク装置やレーザビームプリンタ装置に対しては薄型化が要求されており、これらに用いられる、動圧軸受装置を搭載した駆動用スピンドルモータも可能な限り薄型化しなければならない。
そのため、従来、シャフトの軸端部側に配置していたスラスト軸受部を、ラジアル軸受部の外側であるスリーブの外周側に配置して薄型化を図ったスピンドルモータが提案されている（特許文献１参照）。
On the other hand, disk devices such as hard disk drives and laser beam printer devices are required to be thinned, and a driving spindle motor equipped with a hydrodynamic bearing device used in these devices must be made as thin as possible. .
Therefore, a spindle motor has been proposed in which a thrust bearing portion that has been conventionally arranged on the shaft end portion side of the shaft is arranged on the outer peripheral side of the sleeve, which is outside the radial bearing portion, to reduce the thickness (Patent Document). 1).
ところで、この従来のスピンドルモータにおいては、スリーブの内周面にラジアル軸受部を有し、また、径方向にフランジ状に突出した突出部の軸方向両面が一対のスラスト軸受部とされている。これらの軸受部の面は、極めて高精度に形成される必要があるのは言うまでもない。
しかしながら、このスピンドルモータは、ラジアル軸受面を有するスリーブに、さらにそのラジアル軸受面に対して直交する方向の２つのスラスト軸受面を形成しなければならない。
従って、一方のスラスト軸受面を形成し、その後、他方のスラスト軸受面を形成する際に加わる加工負荷により、一方のスラスト軸受面やラジアル軸受面に変形が生じる可能性がある。
By the way, in this conventional spindle motor, a radial bearing portion is provided on the inner peripheral surface of the sleeve, and the axial both surfaces of the protruding portion protruding in a flange shape in the radial direction form a pair of thrust bearing portions. Needless to say, the surfaces of these bearing portions need to be formed with extremely high accuracy.
However, in this spindle motor, it is necessary to form two thrust bearing surfaces in a direction perpendicular to the radial bearing surface on the sleeve having the radial bearing surface.
Therefore, deformation may occur in one thrust bearing surface or the radial bearing surface due to a processing load applied when one thrust bearing surface is formed and then the other thrust bearing surface is formed.
その変形が生じると、各軸受面間の垂直度や水平度が悪化し、回転時に軸の振れが大きくなり、場合によっては、ロータとステータとが接触し回転不能になって信頼性を損ねたり、動圧が不均一になることから軸受寿命が短くなったりする可能性があった。また、このようなモータをディスク装置に駆動用として使用した場合、記録ディスクに対する情報の記録再生においてエラーが発生したり、高密度記録再生が困難になる可能性があった。
また流体潤滑剤を用いた動圧軸受装置を搭載したスピンドルモータを薄型化すると、テーパーシール部の大きさが制限されてシール部内の容量が小さくなり動圧軸受の信頼性が低下する可能性もあった。
If this deformation occurs, the verticality and horizontality between the bearing surfaces will deteriorate, and the shaft will run out during rotation. In some cases, the rotor and stator will come into contact with each other, making rotation impossible and impairing reliability. In addition, the bearing life may be shortened due to non-uniform dynamic pressure. Further, when such a motor is used for driving in a disk device, an error may occur in recording / reproducing information on a recording disk, and high-density recording / reproducing may become difficult.
In addition, if a spindle motor equipped with a hydrodynamic bearing device using a fluid lubricant is made thinner, the size of the taper seal portion is limited, and the capacity of the seal portion is reduced, which may reduce the reliability of the hydrodynamic bearing. there were.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、動圧軸受を用いて厚さを薄くしても、軸の振れが小さく、長寿命であり、信頼性の高いスピンドルモータを提供することにある。 Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a spindle motor that has a small shaft runout, a long life, and high reliability even when the thickness is reduced using a hydrodynamic bearing.
上記の課題を解決するために、本願発明は手段として次の構成を有する。
動圧軸受を備えたスピンドルモータであって、ベースと、このベースに固定された円筒状のスリーブと、このスリーブに内挿され前記ベースに対して回動する軸と、この軸と一体に回動するハブと、前記軸と前記スリーブとの間に形成されたラジアル動圧軸受部と、前記スリーブの外周部に径方向に突出して設けられたフランジ部と、前記ハブに前記スリーブを囲繞する方向に突出して設けられた環状の壁部と、前記フランジ部と前記軸の軸方向に隣接し前記壁部の内周部に固定された環状のスラストリングと、少なくとも前記スリーブの上部から閉塞端に至る内周面と前記軸との間隙と、前記スリーブと前記ハブとの間隙と、前記スリーブと前記スラストリングとの間隙と、前記スラストリングと前記スリーブとの間隙とを含み、回転軸方向において前記スラストリングの前記ベース側の端部よりも前記スリーブの閉塞端に近い位置に前記ラジアル動圧軸受部を囲繞するように形成される開放端を一つだけ有する潤滑剤充填部と、を備えたことを特徴とするスピンドルモータ。
また、本願発明の別の態様として次の構成を有する。
動圧軸受を備えたスピンドルモータであって、ベースと、このベースに固定された軸と、この軸に外挿され前記ベースに対して回動する円筒状のスリーブと、このスリーブと一体に回動するハブと、前記軸と前記スリーブとの間に形成されたラジアル動圧軸受部と、前記スリーブの外周部に径方向に突出して設けられたフランジ部と、前記ベースに前記スリーブを囲繞する方向に突出して設けられた環状の壁部と、前記フランジ部と前記軸の軸方向に隣接し前記壁部の内周部に固定された環状のスラストリングと、少なくとも前記スリーブの下部から閉塞端に至る内周面と前記軸との間隙と、前記スリーブと前記ハブとの間隙と、前記スリーブと前記スラストリングとの間隙と、前記スラストリングと前記スリーブとの間隙とを含み、回転軸方向において前記スラストリングの前記ハブ側の端部よりも前記スリーブの閉塞端に近い位置に前記ラジアル動圧軸受部を囲繞するように形成される開放端を一つだけ有する潤滑剤充填部と、を備えたことを特徴とするスピンドルモータ。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration as means.
A spindle motor having a hydrodynamic bearing, a base, a cylindrical sleeve fixed to the base, a shaft inserted in the sleeve and rotated with respect to the base, and a shaft that rotates integrally with the shaft A hub that moves, a radial dynamic pressure bearing portion formed between the shaft and the sleeve, a flange portion projecting radially from an outer peripheral portion of the sleeve, and the hub surrounding the sleeve An annular wall portion protruding in a direction, an annular thrust ring adjacent to the flange portion and the axial direction of the shaft and fixed to the inner peripheral portion of the wall portion, and at least a closed end from the upper portion of the sleeve Including a gap between the inner peripheral surface reaching the shaft and the shaft, a gap between the sleeve and the hub, a gap between the sleeve and the thrust ring, and a gap between the thrust ring and the sleeve. A lubricant filling portion having only one open end formed so as to surround the radial dynamic pressure bearing portion at a position closer to the closed end of the sleeve than the end portion on the base side of the thrust ring. A spindle motor characterized by comprising.
Moreover, it has the following structure as another aspect of this invention.
A spindle motor provided with a hydrodynamic bearing, comprising a base, a shaft fixed to the base, a cylindrical sleeve which is externally attached to the shaft and rotates with respect to the base, and a rotation integrally with the sleeve. A hub that moves, a radial dynamic pressure bearing portion formed between the shaft and the sleeve, a flange portion projecting radially from the outer peripheral portion of the sleeve, and the base surrounding the sleeve An annular wall portion protruding in a direction, an annular thrust ring adjacent to the flange portion and the axial direction of the shaft and fixed to the inner peripheral portion of the wall portion, and at least a closed end from the lower portion of the sleeve A rotation shaft including a clearance between the inner peripheral surface reaching the shaft and the shaft, a clearance between the sleeve and the hub, a clearance between the sleeve and the thrust ring, and a clearance between the thrust ring and the sleeve. A lubricant filling portion having only one open end formed so as to surround the radial dynamic pressure bearing portion at a position closer to the closed end of the sleeve than the end on the hub side of the thrust ring in a direction; A spindle motor characterized by comprising:
本発明によれば、軸の振れが小さく、高い信頼性が得られ、長寿命になるという効果を奏する。また、テーパーシール部内の容量を大きくして信頼性の高いスピンドルモータを供給することができる。 According to the present invention, there is an effect that the shaft runout is small, high reliability is obtained, and the life is extended. In addition, it is possible to supply a spindle motor with high reliability by increasing the capacity in the taper seal portion.
＜実施例１＞
まず、実施例１について、図１〜図３を用いて説明する。
この実施例１のスピンドルモータ５０は、ハードディスク装置用の所謂インナーロータ型であり、ステータ部５０Ｓとこのステータ部５０Ｓに対して回転するロータ部５０Ｒとより成る。
<Example 1>
First, Example 1 will be described with reference to FIGS.
The spindle motor 50 according to the first embodiment is a so-called inner rotor type for a hard disk device, and includes a stator portion 50S and a rotor portion 50R that rotates with respect to the stator portion 50S.
ロータ部５０Ｒは、芯となる円筒状の軸部１を一体形成により有するハブ７と、軸部１の外周部に嵌着された円筒状の外筒部１３とを有している。図３においては、理解容易のため、この外筒部１３を点状ハッチングで示している。
ハブ７の外周側には、軸部１を囲繞するように突出した壁部であるハブフランジ部７ａが形成されている。このハブフランジ部７ａの外周面にはＮ極とＳ極とが交互に多極着磁された環状のマグネット１１が装着されている。また、ハブフランジ部７ａの内周面には、リング状のスラストリング３が圧入または接着により固定されている。
The rotor portion 50 </ b> R includes a hub 7 having a cylindrical shaft portion 1 as a core formed integrally, and a cylindrical outer tube portion 13 fitted to the outer peripheral portion of the shaft portion 1. In FIG. 3, the outer cylinder portion 13 is indicated by dotted hatching for easy understanding.
A hub flange portion 7 a that is a wall portion protruding so as to surround the shaft portion 1 is formed on the outer peripheral side of the hub 7. An annular magnet 11 in which N poles and S poles are alternately magnetized in multiple poles is mounted on the outer peripheral surface of the hub flange portion 7a. A ring-shaped thrust ring 3 is fixed to the inner peripheral surface of the hub flange portion 7a by press-fitting or bonding.
一方、ステータ部５０Ｓは、ベース８と、このベース８に立設固定されたスリーブ４とを有している。
ベース８には、複数の突極（図示せず）を有する環状のコア９が固定されている。その各突極にはコイル１０が巻回されている。また、環状コア９は、その内周面がマグネット１１の外周面と所定間隙を有して対向するように配置されている。
スリーブ４は、貫通孔４ｂを有する略円環状であり、外筒部１３が微小の間隙を有して内挿される。
また、スリーブ４の一方の端部側には径方向に突出するフランジ部４ａが設けられ、他方の端部側には、貫通孔４ｂを塞ぐエンドプレート５が固定されている。
さらに、スリーブ４の外周部には、スラストリング３を微小の間隙を有してフランジ部４ａとの間に挟み込む環状のシールプレート１７が圧入固定されている。
On the other hand, the stator portion 50 </ b> S includes a base 8 and a sleeve 4 that is erected and fixed to the base 8.
An annular core 9 having a plurality of salient poles (not shown) is fixed to the base 8. A coil 10 is wound around each salient pole. Further, the annular core 9 is arranged so that its inner peripheral surface faces the outer peripheral surface of the magnet 11 with a predetermined gap.
The sleeve 4 has a substantially annular shape having a through hole 4b, and the outer cylinder portion 13 is inserted with a minute gap.
Further, a flange portion 4a protruding in the radial direction is provided on one end portion side of the sleeve 4, and an end plate 5 for closing the through hole 4b is fixed on the other end portion side.
Further, an annular seal plate 17 is press-fitted and fixed to the outer peripheral portion of the sleeve 4 so as to sandwich the thrust ring 3 with the flange portion 4a with a minute gap.
この構成において、スリーブ４の貫通孔４ｂの内周面４ｃと、外筒部１３の外周面１３ｃと、両者の少なくとも一方に形成されたラジアル動圧溝（図示せず）と、両者の間隙に充填された潤滑性流体（以下、潤滑剤と称する）２０とによりラジアル動圧軸受ＲＢが構成されている。このラジアル動圧軸受ＲＢは、１ヶ所または軸方向に距離を隔てて２ヶ所設けられている。
また、スラストリング３の軸方向の両端面３ａ，３ｂと、この両端面３ａ，３ｂに微小の間隙を有して対向する、フランジ部４ａの軸方向端面４ａ１及びシールプレートの軸方向端面１７ａと、各対向面において、少なくともその一方に形成されたスラスト動圧溝（図示せず）と、両者の間隙に充填された潤滑剤２０とによりスラスト動圧軸受が構成されている。
言い換えるならば、実施例のスピンドルモータは、スラストリング３の端面３ａとフランジ部４ａの軸方向端面４ａ１との間で第１のスラスト動圧軸受（ＳＢ１）を形成し、スラストリング３の端面３ｂとシールプレートの軸方向端面１７ａとの間で第２のスラスト動圧軸受（ＳＢ２）を形成してなるものである。
そして、第１のスラスト動圧軸受と第２のスラスト動圧軸受とで発生する動圧により、スリーブ４は軸方向に中立に浮いた状態となってロータ部５０Ｒは他部材と接触することなく回動可能となる。
In this configuration, the inner peripheral surface 4c of the through-hole 4b of the sleeve 4, the outer peripheral surface 13c of the outer cylindrical portion 13, the radial dynamic pressure groove (not shown) formed in at least one of the two, and the gap between them A radial dynamic pressure bearing RB is constituted by the filled lubricating fluid (hereinafter referred to as a lubricant) 20. This radial dynamic pressure bearing RB is provided at one place or two places at a distance in the axial direction.
Also, the axial end surfaces 3a and 3b of the thrust ring 3 and the axial end surface 4a1 of the flange portion 4a and the axial end surface 17a of the seal plate facing the both end surfaces 3a and 3b with a small gap therebetween. In each opposing surface, a thrust dynamic pressure bearing is constituted by a thrust dynamic pressure groove (not shown) formed in at least one of them and a lubricant 20 filled in a gap between the two.
In other words, the spindle motor of the embodiment forms a first thrust dynamic pressure bearing (SB1) between the end surface 3a of the thrust ring 3 and the axial end surface 4a1 of the flange portion 4a, and the end surface 3b of the thrust ring 3 And a second thrust dynamic pressure bearing (SB2) between the seal plate and the axial end surface 17a of the seal plate.
Then, due to the dynamic pressure generated by the first thrust dynamic pressure bearing and the second thrust dynamic pressure bearing, the sleeve 4 is in a state of being neutrally floated in the axial direction, and the rotor portion 50R does not come into contact with other members. It can be turned.
また、潤滑剤２０は、エンドプレート５と軸部１及び外筒部１３との間隙と、外筒部１３とスリーブ４との間隙と、スリーブ４とハブ７との間隙と、スリーブ４とスラストリング３との間隙と、スラストリング３とシールプレート１７との間隙と、シールプレート１７とハブフランジ部７ａとの間隙とよりなる潤滑剤充填部に充填されている。
また、この潤滑剤充填部の開放端となるシールプレート１７とハブフランジ部７ａとの間隙は、開放端側に向かうに従って間隙が広くなるテーパシール部６とされ、潤滑剤２０の漏出を防止している。潤滑剤２０は、その液面がテーパシール部６の途中に位置するように量が調整され充填されている。
Further, the lubricant 20 includes a gap between the end plate 5 and the shaft portion 1 and the outer cylinder portion 13, a gap between the outer cylinder portion 13 and the sleeve 4, a gap between the sleeve 4 and the hub 7, a sleeve 4 and a thrust. The lubricant filling portion is filled with a gap with the ring 3, a gap between the thrust ring 3 and the seal plate 17, and a gap between the seal plate 17 and the hub flange portion 7a.
In addition, the gap between the seal plate 17 serving as the open end of the lubricant filling portion and the hub flange portion 7a is a tapered seal portion 6 that increases in width toward the open end side, thereby preventing leakage of the lubricant 20. ing. The amount of the lubricant 20 is adjusted and filled so that the liquid level is located in the middle of the taper seal portion 6.
上述したように、このスピンドルモータはハードディスク用であり、特に内径の小さいハードディスクを装着するためのモータの例であり、ハブ７の中心線上にはそのハードディスクを固定するための雌ねじ２が形成されている。
また、ハブの製造工程において、この雌ねじ２の加工後に洗浄を行うが、加工で発生する切削粉や洗浄液に含まれる異物等を十分に除去するため、この雌ねじ２は貫通孔２ａの一部として形成される。
そして、組立後、この貫通孔２ａから潤滑剤２０が漏出するのを防止するため、この貫通孔２ａには、潤滑剤２０を封止する封止材１６が接着剤により固着されている。この封止材１６として、弾性体、例えば貫通孔２ａの内径より直径が大きいゴム製のボールを用いることができ、これを貫通孔２ａに圧入または接着により固着封止する。
As described above, this spindle motor is for a hard disk, and is an example of a motor for mounting a hard disk having a particularly small inner diameter. On the center line of the hub 7, a female screw 2 for fixing the hard disk is formed. Yes.
In the hub manufacturing process, the internal thread 2 is cleaned after being processed. In order to sufficiently remove foreign matter contained in the cutting powder and cleaning liquid generated in the processing, the internal thread 2 is used as a part of the through hole 2a. It is formed.
After assembly, in order to prevent the lubricant 20 from leaking from the through hole 2a, a sealing material 16 for sealing the lubricant 20 is fixed to the through hole 2a with an adhesive. As this sealing material 16, an elastic body, for example, a rubber ball having a diameter larger than the inner diameter of the through hole 2a can be used, and this is fixedly sealed into the through hole 2a by press-fitting or bonding.
また、軸部１とハブ７とは一体で形成されており、これにより、ラジアル軸受部に対するスラスト軸受部の直角度精度をより向上させることができる。
その結果、ラジアル軸受部やスラスト軸受部の隙間がより均一になり、回転時に負荷が発生したり回転部材の当たりが発生することがなく、より高い信頼性が得られる。
Further, the shaft portion 1 and the hub 7 are integrally formed, and thereby the squareness accuracy of the thrust bearing portion with respect to the radial bearing portion can be further improved.
As a result, the clearance between the radial bearing portion and the thrust bearing portion becomes more uniform, and no load is generated during rotation and no contact with the rotating member occurs, so that higher reliability is obtained.
外筒部１３の外周面は、研磨加工されている。さらに、この外周面における、ラジアル動圧溝を形成する範囲、あるいは、スリーブ４側に動圧溝が形成される場合はその動圧溝に対向する範囲は、特に表面粗さが小さくなるように高精度に研磨加工されている。 The outer peripheral surface of the outer cylinder portion 13 is polished. Further, in this outer peripheral surface, the range in which the radial dynamic pressure groove is formed, or the region facing the dynamic pressure groove when the dynamic pressure groove is formed on the sleeve 4 side, particularly reduces the surface roughness. Polished with high precision.
この外筒部１３を軸部１に圧入して嵌着するが、その圧入力を低減し、歪みなくスムーズに圧入ができるように、軸部１の外周部には軸方向に延在する複数の溝１ａが形成されている（図２参照）。図２においては、溝１ａは周方向に等間隔で３本形成されている。
この溝１ａの本数は、２本以下の場合、圧入力の減少効果が十分に得られず、圧入によって外筒部１３の外周面の円筒度精度が低下してしまう。
また、逆に多くなると、加工工数が増加したり、加工装置が複雑になるので、３本とするのが最も好ましい。
また、その加工の際、ワーク逃げにより軸倒れをなるべく生じさせないために、軸部１に均等な加工圧力がかかるよう溝１ａを３本同時に加工するのが望ましい。
この溝１ａを設けることにより、ラジアル軸受部における潤滑剤充填部の両端側が連結される。従って、動圧の圧力バランスを整える効果が発揮され、例えば、負圧が生じたり過浮上を生じるという不具合の発生を防止することができる。
The outer cylinder portion 13 is press-fitted into the shaft portion 1 to be fitted, but a plurality of axially extending outer peripheral portions of the shaft portion 1 extend in the axial direction so as to reduce the pressure input and enable smooth press-fitting without distortion. Groove 1a is formed (see FIG. 2). In FIG. 2, three grooves 1a are formed at equal intervals in the circumferential direction.
When the number of the grooves 1a is two or less, the effect of reducing the pressure input cannot be sufficiently obtained, and the cylindricity accuracy of the outer peripheral surface of the outer cylinder portion 13 is lowered by the press-fitting.
On the other hand, if the number is increased, the number of processing steps increases and the processing apparatus becomes complicated, so three is most preferable.
Further, at the time of the processing, it is desirable to process three grooves 1a at the same time so that a uniform processing pressure is applied to the shaft portion 1 in order to prevent the shaft from collapsing as much as possible.
By providing this groove 1a, both end sides of the lubricant filling portion in the radial bearing portion are connected. Therefore, the effect of adjusting the pressure balance of the dynamic pressure is exhibited, and for example, it is possible to prevent the occurrence of a problem that a negative pressure occurs or an excessive levitation occurs.
ここで、テーパシール部６の詳細構成について図３を用いて説明する。
テーパシール部６において、ハブ７のフランジ部７ａの内周面７ａ１は、潤滑剤充填部の開放端１８（図３の下方側）に向かうほど内径が小さくなる方向の傾斜面として形成されている。
一方、シールプレート１７の外周面１７ｂは、開放端１８に向かうほど外径が小さくなる方向の傾斜面として形成されている。
そして、シールプレート１７の外周面１７ｂの回転軸Ｃに対する傾斜角度が、フランジ部７ａの内周面７ａ１の回転軸Ｃに対する傾斜角度よりも大きくなるように形成されているので、両者の間隙は開放端１８に向かうほど広くなっている。
Here, the detailed configuration of the taper seal portion 6 will be described with reference to FIG.
In the taper seal portion 6, the inner peripheral surface 7 a 1 of the flange portion 7 a of the hub 7 is formed as an inclined surface whose inner diameter becomes smaller toward the open end 18 (lower side in FIG. 3) of the lubricant filling portion. .
On the other hand, the outer peripheral surface 17 b of the seal plate 17 is formed as an inclined surface in a direction in which the outer diameter becomes smaller toward the open end 18.
Since the inclination angle of the outer peripheral surface 17b of the seal plate 17 with respect to the rotation axis C is formed to be larger than the inclination angle of the inner peripheral surface 7a1 of the flange portion 7a with respect to the rotation axis C, the gap between the two is opened. It becomes wider toward the end 18.
このようなテーパシール部６においては、潤滑剤２０に回転時に加わる遠心力は、それを潤滑剤充填部の内部側に移動させるように作用する。従って、このシール部６は、潤滑剤充填部からの潤滑剤２０の漏出をより効果的に防止でき、極めて信頼性の高いシール部となっている。
また、このテーパシール部６は、潤滑剤充填部の最外径部に配置されているので、シール部６内の容量はその径に比例して大きくなっている。
従って、温度変化に伴う、シール部６における潤滑剤２０の液面変化は極めて僅かであり、この実施例で用いられる動圧軸受は、極めて信頼性の高い軸受となっている。
In such a taper seal portion 6, the centrifugal force applied to the lubricant 20 during rotation acts so as to move it to the inside of the lubricant filling portion. Therefore, the seal portion 6 can more effectively prevent leakage of the lubricant 20 from the lubricant filling portion, and is a highly reliable seal portion.
Moreover, since this taper seal part 6 is arrange | positioned at the outermost diameter part of the lubricant filling part, the capacity | capacitance in the seal part 6 is increased in proportion to the diameter.
Therefore, the change in the liquid level of the lubricant 20 in the seal portion 6 accompanying the change in temperature is very small, and the hydrodynamic bearing used in this embodiment is a highly reliable bearing.
＜実施例２＞
次に、実施例２のスピンドルモータ５１を、図４を用いて説明する。
このスピンドルモータ５１は、ハードディスク装置用の所謂アウターロータ型であり、アウターロータの構成及び下記に説明する構成以外は実施例１と同様である。
また、この実施例のスピンドルモータ５１は、実施例１と同様の所謂軸回転タイプであり、また、ハードディスクの内径が大きい場合に適用される例である。
従って、ハードディスクはハブ７に設けられた複数の雌ねじ２で固定されるので、軸部１（以下、実施例２以降、軸１とも称する）に雌ネジは形成されていない。
また、当例では、軸１とハブ７とは別体としており、それにより軸１の外周面を高精度に研磨することができ、実施例１で用いた外筒部１３を不要とする構成となっている。
<Example 2>
Next, the spindle motor 51 of the second embodiment will be described with reference to FIG.
The spindle motor 51 is a so-called outer rotor type for a hard disk device, and is the same as that of the first embodiment except for the configuration of the outer rotor and the configuration described below.
The spindle motor 51 of this embodiment is a so-called shaft rotation type similar to that of the first embodiment, and is an example applied when the inner diameter of the hard disk is large.
Therefore, since the hard disk is fixed by the plurality of female screws 2 provided on the hub 7, no female screw is formed on the shaft portion 1 (hereinafter also referred to as the shaft 1).
Further, in this example, the shaft 1 and the hub 7 are separated from each other, whereby the outer peripheral surface of the shaft 1 can be polished with high accuracy, and the outer cylinder portion 13 used in the first embodiment is not required. It has become.
軸１とハブ７の貫通孔７ｂとは圧入嵌合となっているが、この嵌合の強度と軸１の振れ精度を向上させるために、軸１が貫通孔７ｂと嵌合する範囲の一部を若干小径とした小径部１ｂを設け、また、貫通孔７ｂ側は軸１の小径部１ｂが嵌合する範囲を小径部７ｃとして圧入するように構成されている。
小径部１ｂ，７ｃの圧入しろを５〜１０μｍとし、それ以外の部分の圧入しろは５〜２０μｍとなるように両者の径を設定してある。
The shaft 1 and the through-hole 7b of the hub 7 are press-fitted, but in order to improve the strength of this fitting and the deflection accuracy of the shaft 1, a range of the range in which the shaft 1 is fitted to the through-hole 7b. A small-diameter portion 1b having a slightly small diameter is provided, and the through-hole 7b side is configured to be press-fitted as a small-diameter portion 7c in a range where the small-diameter portion 1b of the shaft 1 is fitted.
The diameters of the small diameter portions 1b and 7c are set to 5 to 10 μm, and the diameters of the other portions are set to 5 to 20 μm.
この実施例２の構成において、軸１の外周面１ｃとスリーブ４の貫通孔の内周面４ｃと、両者の少なくとも一方に形成されたラジアル動圧溝（図示せず）と、両者の間隙に充填された潤滑剤２０とによりラジアル動圧軸受ＲＢが構成されている。 In the configuration of the second embodiment, the outer peripheral surface 1c of the shaft 1, the inner peripheral surface 4c of the through hole of the sleeve 4, the radial dynamic pressure groove (not shown) formed in at least one of the two, and the gap between the two A radial dynamic pressure bearing RB is constituted by the filled lubricant 20.
一方、ハブフランジ部７ａの内周面に固定されたスラストリング３の軸方向の両端面３ａ，３ｂと、この両端面３ａ，３ｂに微小の間隙を有して対向する、フランジ部４ａの軸方向端面４ａ１及びスリーブ４の外周部に固定された環状のシールプレート１７の軸方向端面１７ａと、各対向面において、少なくともその一方に形成されたスラスト動圧溝（図示せず）と、両者の間隙に充填された潤滑剤２０とによりスラスト動圧軸受が構成されている。概略的にはシールプレート１７とフランジ部４ａとの間にスラストリング３が挟み込まれる構成となっている。
この実施例においても、スラストリング３の端面３ａとフランジ部４ａの軸方向端面４ａ１との間で第１のスラスト動圧軸受ＳＢ１を形成し、スラストリング３の端面３ｂとシールプレートの軸方向端面１７ａとの間で第２のスラスト動圧軸受ＳＢ２を形成してなるものである。
そして、第１のスラスト動圧軸受ＳＢ１と第２のスラスト動圧軸受ＳＢ２とで発生する動圧により、スリーブ４は軸方向に中立に浮いた状態となってロータ部５１Ｒは他部材と接触することなく回動可能となる。
On the other hand, both end surfaces 3a, 3b in the axial direction of the thrust ring 3 fixed to the inner peripheral surface of the hub flange portion 7a and the shaft of the flange portion 4a opposed to the both end surfaces 3a, 3b with a minute gap. The axial end surface 17a of the annular seal plate 17 fixed to the outer peripheral portion of the directional end surface 4a1 and the sleeve 4, a thrust dynamic pressure groove (not shown) formed on at least one of the opposing surfaces, A thrust dynamic pressure bearing is constituted by the lubricant 20 filled in the gap. Schematically, the thrust ring 3 is sandwiched between the seal plate 17 and the flange portion 4a.
Also in this embodiment, the first thrust dynamic pressure bearing SB1 is formed between the end face 3a of the thrust ring 3 and the axial end face 4a1 of the flange portion 4a, and the end face 3b of the thrust ring 3 and the axial end face of the seal plate are formed. The second thrust dynamic pressure bearing SB2 is formed between the first thrust bearing 17a and the second thrust dynamic pressure bearing SB2.
Then, due to the dynamic pressure generated by the first thrust dynamic pressure bearing SB1 and the second thrust dynamic pressure bearing SB2, the sleeve 4 is in a state of floating neutrally in the axial direction, and the rotor portion 51R comes into contact with other members. It becomes possible to rotate without.
また、潤滑剤２０は、スリーブ４にその貫通孔４ｂを一方の端部側で塞ぐよう固定されたエンドプレート５と軸１との間隙と、軸１とスリーブ４との間隙と、スリーブ４とハブ７との間隙と、スリーブ４とスラストリング３との間隙と、スラストリング３とシールプレート１７との間隙と、シールプレート１７とハブ７のハブフランジ部７ａとの間隙とよりなる潤滑剤充填部に充填されている。
また、この潤滑剤充填部の開放端部となるシールプレート１７とハブ７のフランジ部７ａとの間隙は、開放端側に向かうに従って間隙が広くなるテーパシール部６とされ、潤滑剤２０の漏出を防止している。潤滑剤２０は、その液面がテーパシール部６の途中に位置するように量が調整され充填されている。
Further, the lubricant 20 includes a gap between the end plate 5 and the shaft 1 fixed to the sleeve 4 so as to close the through hole 4b on one end side, a gap between the shaft 1 and the sleeve 4, a sleeve 4 Lubricant filling comprising a gap with the hub 7, a gap between the sleeve 4 and the thrust ring 3, a gap between the thrust ring 3 and the seal plate 17, and a gap between the seal plate 17 and the hub flange portion 7 a of the hub 7. The part is filled.
Further, the gap between the seal plate 17 serving as the open end of the lubricant filling portion and the flange portion 7a of the hub 7 is a tapered seal portion 6 in which the gap becomes wider toward the open end, and leakage of the lubricant 20 occurs. Is preventing. The amount of the lubricant 20 is adjusted and filled so that the liquid level is located in the middle of the taper seal portion 6.
このテーパシール部６の詳細構成は、実施例１と同様であり、潤滑剤２０に対して回転時に加わる遠心力は、それを潤滑剤充填部の内部側に移動させるように作用するので、漏出をより効果的に防止でき極めて信頼性の高いシール部となっている。 The detailed configuration of the taper seal portion 6 is the same as that of the first embodiment, and the centrifugal force applied to the lubricant 20 during rotation acts to move it to the inside of the lubricant filling portion. It is a highly reliable seal part that can prevent the above effectively.
＜実施例３＞
実施例３のスピンドルモータ５２の断面図を図５に示す。このスピンドルモータは、実施例２のスピンドルモータ５１に対して軸固定タイプとしたものである。
この実施例３の構成において、軸１はベース８に圧入固定されている。
また、環状のスラストリング３はベース８の環状突出部８ａの内周面に固定され、ステータ５２Ｓ側とされている。
一方、スリーブ４はハブ７の貫通孔７ｄに圧入固定されると共に貫通孔が軸１に外挿してロータ側５２Ｒとされている。
シールプレート１７は、スリーブ４の外周部に固定されている。
従って、軸１の外周面１ｃとスリーブ４の貫通孔４ｂの内周面４ｃと、両者の少なくとも一方に形成されたラジアル動圧溝（図示せず）と、両者の間隙に充填された潤滑剤２０とによりラジアル動圧軸受ＲＢが構成されている。
この実施例３においても、スラストリング３の端面３ａとフランジ部４ａの軸方向端面４ａ１との間で第１のスラスト動圧軸受ＳＢ１を形成し、スラストリング３の端面３ｂとシールプレートの軸方向端面１７ａとの間で第２のスラスト動圧軸受ＳＢ２を形成してなるものである。
そして、第１のスラスト動圧軸受ＳＢ１と第２のスラスト動圧軸受ＳＢ２とで発生する動圧により、スリーブ４は軸方向に中立に浮いた状態となってロータ部５２Ｒは他部材と接触することなく回動可能となる。
<Example 3>
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the spindle motor 52 of the third embodiment. This spindle motor is a fixed shaft type with respect to the spindle motor 51 of the second embodiment.
In the configuration of the third embodiment, the shaft 1 is press-fitted and fixed to the base 8.
The annular thrust ring 3 is fixed to the inner peripheral surface of the annular protrusion 8a of the base 8 and is on the stator 52S side.
On the other hand, the sleeve 4 is press-fitted and fixed in the through hole 7d of the hub 7, and the through hole is extrapolated to the shaft 1 to form the rotor side 52R.
The seal plate 17 is fixed to the outer peripheral portion of the sleeve 4.
Accordingly, the outer peripheral surface 1c of the shaft 1, the inner peripheral surface 4c of the through hole 4b of the sleeve 4, the radial dynamic pressure groove (not shown) formed in at least one of the two, and the lubricant filled in the gap between the two. 20 constitutes a radial dynamic pressure bearing RB.
Also in the third embodiment, the first thrust dynamic pressure bearing SB1 is formed between the end face 3a of the thrust ring 3 and the axial end face 4a1 of the flange portion 4a, and the end face 3b of the thrust ring 3 and the axial direction of the seal plate are formed. A second thrust dynamic pressure bearing SB2 is formed between the end surface 17a.
Then, due to the dynamic pressure generated by the first thrust dynamic pressure bearing SB1 and the second thrust dynamic pressure bearing SB2, the sleeve 4 is in a state of being neutrally floated in the axial direction, and the rotor portion 52R comes into contact with other members. It becomes possible to rotate without.
また、ベース８の環状突出部８ａの内周面に固定されたスラストリング３における軸方向の両端面３ａ，３ｂと、この両端面３ａ，３ｂに微小の間隙を有して対向する、フランジ部４ａの軸方向端面４ａ１及びスリーブ４の外周部に固定されフランジ部４ａとの間に微小の間隙を有してスラストリング３を挟み込む環状のシールプレート１７の軸方向端面１７ａと、各対向面において、少なくともその一方に形成されたスラスト動圧溝（図示せず）と、両者の間隙に充填された潤滑剤２０とによりスラスト動圧軸受が構成されている。 Further, both end surfaces 3a and 3b in the axial direction of the thrust ring 3 fixed to the inner peripheral surface of the annular projecting portion 8a of the base 8 are opposed to the both end surfaces 3a and 3b with a minute gap therebetween. An axial end surface 17a of an annular seal plate 17 that is fixed to the outer peripheral portion of the sleeve 4 and has a minute gap between the axial end surface 4a1 of 4a and the flange portion 4a, and sandwiches the thrust ring 3; A thrust dynamic pressure bearing is constituted by a thrust dynamic pressure groove (not shown) formed in at least one of the grooves and a lubricant 20 filled in a gap therebetween.
また、潤滑剤２０は、スリーブ４に、その貫通孔４ｂを一方の端部側で塞ぐよう固定されたエンドプレート５と軸１との間隙と、軸１とスリーブ４との間隙と、スリーブ４とベース８との間隙と、スリーブ４とスラストリング３との間隙と、スラストリング３とシールプレート１７との間隙と、シールプレート１７とベース８の環状突出部８ａとの間隙とよりなる潤滑剤充填部に充填されている。
また、この潤滑剤充填部の開放端部となるシールプレート１７とベース８の環状突出部８ａとの間隙は、開放端１８側に向かうに従って間隙が広くなるテーパシール部６とされ、潤滑剤充填部に充填された潤滑剤２０の漏出を防止している。潤滑剤２０は、その液面がテーパシール部６の途中に位置するように量が調整され充填されている。
Further, the lubricant 20 is attached to the sleeve 4 so as to close the through hole 4b on one end side, the gap between the end plate 5 and the shaft 1, the gap between the shaft 1 and the sleeve 4, and the sleeve 4 And the base 8, the gap between the sleeve 4 and the thrust ring 3, the gap between the thrust ring 3 and the seal plate 17, and the gap between the seal plate 17 and the annular protrusion 8 a of the base 8. The filling part is filled.
Further, the gap between the seal plate 17 serving as the open end of the lubricant filling portion and the annular protruding portion 8a of the base 8 is a tapered seal portion 6 whose gap becomes wider toward the open end 18 side. Leakage of the lubricant 20 filled in the portion is prevented. The amount of the lubricant 20 is adjusted and filled so that the liquid level is located in the middle of the taper seal portion 6.
ここで、テーパシール部６の詳細構成について図５を用いて説明する。
テーパシール部６において、ベース８の環状突出部８ａの内周面８ａ１は、潤滑剤充填部の開放端１８（図５の上方側）に向かうほど内径が小さくなる方向の傾斜面として形成されている。
一方、シールプレート１７の外周面１７ｂは、開放端１８に向かうほど外径が小さくなる方向の傾斜面として形成されている。
そして、シールプレート１７の外周面１７ｂの回転軸Ｃに対する傾斜角度が、環状突出部８ａの内周面８ａ１の回転軸Ｃに対する傾斜角度よりも大きくなるように形成されているので、両者の間隙は開放端１８に向かうほど広くなっている。
Here, a detailed configuration of the taper seal portion 6 will be described with reference to FIG.
In the taper seal portion 6, the inner peripheral surface 8 a 1 of the annular projecting portion 8 a of the base 8 is formed as an inclined surface whose inner diameter becomes smaller toward the open end 18 (upper side in FIG. 5) of the lubricant filling portion. Yes.
On the other hand, the outer peripheral surface 17 b of the seal plate 17 is formed as an inclined surface in a direction in which the outer diameter becomes smaller toward the open end 18.
Since the inclination angle of the outer peripheral surface 17b of the seal plate 17 with respect to the rotation axis C is formed to be larger than the inclination angle of the inner peripheral surface 8a1 of the annular protrusion 8a with respect to the rotation axis C, the gap between the two is It becomes wider toward the open end 18.
このようなテーパシール部６においては、潤滑剤２０に回転時に加わる遠心力は、それを潤滑剤充填部の内部側に移動させるように作用する。従って、このシール部６は、潤滑剤充填部からの潤滑剤２０の漏出をより効果的に防止でき、極めて信頼性の高いシール部となっている。
また、このテーパシール部６は、潤滑剤充填部の最外径部に配置されているので、シール部６内の容量（環状の容量）が大変大きくなっている。
従って、温度変化に伴う、シール部６における潤滑剤２０の液面変化は極めて僅かであり、この実施例で用いられる動圧軸受は、極めて信頼性の高い軸受となっている。
In such a taper seal portion 6, the centrifugal force applied to the lubricant 20 during rotation acts so as to move it to the inside of the lubricant filling portion. Therefore, the seal portion 6 can more effectively prevent leakage of the lubricant 20 from the lubricant filling portion, and is a highly reliable seal portion.
Moreover, since this taper seal part 6 is arrange | positioned at the outermost diameter part of the lubricant filling part, the capacity | capacitance (annular capacity | capacitance) in the seal part 6 is very large.
Therefore, the change in the liquid level of the lubricant 20 in the seal portion 6 accompanying the change in temperature is very small, and the hydrodynamic bearing used in this embodiment is a highly reliable bearing.
上述した各実施例によれば、ラジアル軸受面を有するスリーブ４がさらに有する軸受面はスラスト軸受面の一面のみであって、このスリーブ４に複数のスラスト軸受面を設けることがないので、各軸受面間の直角度が極めて高精度に得られ、軸振れが小さくなる。また、ラジアル軸受部やスラスト軸受部の隙間がより均一になり、回転時に負荷が発生したり回転部材の当たりが発生することがなり、高い信頼性が得られ、長寿命となる。 According to each of the above-described embodiments, the sleeve 4 having the radial bearing surface further has only one thrust bearing surface, and the sleeve 4 is not provided with a plurality of thrust bearing surfaces. The perpendicularity between the surfaces can be obtained with extremely high accuracy, and the shaft runout is reduced. Further, the clearance between the radial bearing portion and the thrust bearing portion becomes more uniform, and a load is generated or a rotating member hits during rotation, so that high reliability is obtained and a long life is achieved.
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。 The embodiment of the present invention is not limited to the configuration and procedure described above, and it goes without saying that modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
１ 軸部（軸）、１ａ 溝、１ｂ 小径部、１ｃ 外周面、２ 雌ねじ、２ａ 貫通孔、３ スラストリング、３ａ，３ｂ （軸方向の）端面、４ スリーブ、４ａ フランジ部、４ａ１ 軸方向端面、４ｂ 貫通孔、４ｃ 内周面、５ エンドプレート、６ テーパシール部、７ ハブ、７ａ ハブフランジ部、７ａ１ 内周面、７ｃ 小径部、８ ベース、８ａ 環状突出部、８ａ１ 内周面、９ コア、１０ コイル、１１ マグネット、１３ 外筒部、１３ｃ 外周面、１６ 封止材、１７ シールプレート、１７ａ 軸方向端面、
１７ｂ 外周面、１８ 開放端、２０ 潤滑剤（潤滑性流体）、５０〜５２ スピンドルモータ、Ｃ 回転軸、ＲＢ ラジアル動圧軸受部、ＳＢ１，ＳＢ２ 第１，第２のスラスト動圧軸受部
1 Shaft (shaft), 1a groove, 1b small diameter part, 1c outer peripheral surface, 2 female screw, 2a through hole, 3 thrust ring, 3a, 3b (axial) end face, 4 sleeve, 4a flange, 4a1 axial end face 4b through hole, 4c inner peripheral surface, 5 end plate, 6 taper seal portion, 7 hub, 7a hub flange portion, 7a1 inner peripheral surface, 7c small diameter portion, 8 base, 8a annular projecting portion, 8a1 inner peripheral surface, 9 Core, 10 coil, 11 magnet, 13 outer cylinder part, 13c outer peripheral surface, 16 sealing material, 17 seal plate, 17a axial end surface,
17b outer peripheral surface, 18 open end, 20 lubricant (lubricating fluid), 50 to 52 spindle motor, C rotating shaft, RB radial dynamic pressure bearing portion, SB1, SB2 first and second thrust dynamic pressure bearing portions
Claims (9)
ベースと、
前記ベースに固定される環状のコアと、
前記ベースに固定された軸と、
前記軸に外挿され、前記軸に対して回動する円筒状のスリーブと、
前記スリーブと一体に回動するハブと、
前記ハブに固定され、前記コアの外周面と対向する内周面を有するリング状のマグネットと、
前記軸と前記スリーブとの間に形成されたラジアル動圧軸受部と、
前記スリーブの外周部に設けられ、回転軸に対して傾斜する外周面を有する外周傾斜環状体と、
前記スリーブを囲繞するように突出して前記ベースに一体に設けられ、外周面に前記コアが固定された環状のコア固定環状突出部と、
前記外周傾斜環状体を囲繞するように前記コア固定環状突出部の内周側に設けられたシール内設環状突出部と、
少なくとも前記ラジアル動圧軸受部の間隙と、前記シール内設環状突出部と前記外周傾斜環状体の間隙と、を含み、前記シール内設環状突出部と前記外周傾斜環状体とで形成される開放端を有する潤滑剤充填部と、
前記シール内設環状突出部と前記外周傾斜環状体との間隙に前記開放端側に向かうに従って間隔が広くなるように形成されたテーパシール部と、を備え、
前記テーパシール部は、前記ラジアル動圧軸受部を囲繞する位置に配置され、
前記シール内設環状突出部は、前記コア固定環状突出部を挟んで前記コアに囲繞されて固定されたことを特徴とするハードディスク装置用スピンドルモータ。 A spindle motor for a hard disk drive equipped with a hydrodynamic bearing,
Base and
An annular core fixed to the base;
A shaft fixed to said base,
Extrapolated to the shaft, a cylindrical sleeve which rotates relative to the shaft,
A hub which rotates integrally with the sleeve,
A ring-shaped magnet fixed to the hub and having an inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the core;
A radial dynamic pressure bearing portion formed between the shaft and the sleeve;
An outer peripheral inclined annular body provided on an outer peripheral portion of the sleeve and having an outer peripheral surface inclined with respect to the rotation axis;
An annular core-fixing annular protrusion that protrudes so as to surround the sleeve and is provided integrally with the base, and the core is fixed to an outer peripheral surface ;
A seal-provided annular protrusion provided on the inner peripheral side of the core fixing annular protrusion so as to surround the outer peripheral inclined annular body;
An opening formed by the seal-internal annular protrusion and the outer peripheral inclined annular body , including at least a gap between the radial dynamic pressure bearing portions, a gap between the seal-internal annular protrusion and the outer peripheral inclined annular body. A lubricant filling portion having ends;
A taper seal portion formed so that the gap is widened toward the open end side in the gap between the seal internal annular protrusion and the outer peripheral inclined annular body ,
The tapered seal portion is disposed at a position surrounding the radial dynamic pressure bearing portion ,
The spindle motor for a hard disk device, wherein the seal-provided annular protrusion is fixed by being surrounded by the core with the core fixing annular protrusion interposed therebetween .
前記ディスクマグネット介在壁部は、前記ラジアル動圧軸受部と、前記外周傾斜環状体と、前記シール内設環状突出部と、前記コア固定環状突出部と、前記コアと、を囲繞し、囲繞したそれぞれと軸方向に重複する部分を有することを特徴とする請求項１に記載のハードディスク装置用スピンドルモータ。 The disk magnet interposing wall portion surrounds and surrounds the radial dynamic pressure bearing portion, the outer peripheral inclined annular body, the seal-provided annular protrusion, the core fixing annular protrusion, and the core. 2. The spindle motor for a hard disk device according to claim 1, wherein each of the spindle motors has an axially overlapping portion.
前記ベースは、前記鍔部の外周面と空隙のみを介して径方向に対向して前記鍔部の一部が入る凹部を有することを特徴とする請求項２に記載のハードディスク装置用スピンドルモータ。 3. The spindle motor for a hard disk device according to claim 2, wherein the base has a concave portion into which a part of the flange portion is inserted so as to face the outer peripheral surface of the flange portion in the radial direction only through a gap.
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