JP5357523B2 - 流体動圧軸受装置と固定シャフトとを備えるスピンドルモータ - Google Patents
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Description
さらに、充填量公差及び場合により軸受流体の熱膨張も補償することができる。シール間隙34のテーパ状領域を形成する、ロータ構成部品14及び軸受構成部品16の両方の面は、それぞれ回転軸46に対して相対的に内方に向かって傾いているものとするとよい。
それにより、軸受流体は、軸受が回転したときに、遠心力に基づいて内方に向かって軸受間隙20の方向へ押圧される。
12 シャフト
14;114a,114b ロータ構成部品
16 第1の軸受構成部品
18 第2の軸受構成部品
19 軸受構成部品
20 軸受間隙
21 間隙
22a,22b ラジアル軸受部
24 溝
25 スラスト軸受部
26 スラスト軸受部
27 矢印方向
28;128 循環通路
29 矢印方向
30;130 カバー
32 シール間隙
34 シール間隙
36,136 ポンピングシール
38 環状溝
40 強磁性リング
42 ステータ構造
44 磁石
46 回転軸
48 ラビリンスシール
50 ハウジング蓋
52 ねじ穴(シャフト)
54 保持部
56 ねじ穴(ロータ構成部品)
58 記憶ディスク
60 スペーサ
210 底面プレート
212 シャフト
214 ロータ構成部品
216 第1の軸受構成部品
218 第2の軸受構成部品
220 軸受間隙
222a,222b ラジアル軸受部
226 スラスト軸受部
228 循環通路
232 シール間隙
234 シール間隙
236 ポンピングシール
237 ポンピングシール
246 回転軸
310 底面プレート
312 シャフト
314,314a,314b ロータ構成部品
314c ロータ構成部品
316 第1の軸受構成部品
318 第2の軸受構成部品
320 軸受間隙
322a,322b ラジアル軸受部
324 溝
326 スラスト軸受部
327 スラスト軸受部
328 循環通路
330 カバー
332 シール間隙
334 シール間隙
336 ポンピングシール
340 強磁性リング
342 ステータ構造
344 磁石
346 回転軸
348 ラビリンスシール
Claims (31)
- 流体動圧軸受装置を備えるスピンドルモータにおいて、
底面プレート(10,210;310)に直接的又は間接的に保持された固定シャフト(12;212;312)と、
前記シャフトに対して相対的に回転軸(46;246;346)を中心として回転可能に支持されたロータ構成部品(14,114a;214;314a−c)と、
前記シャフト(12;212;312)、前記ロータ構成部品(14,114a;214;314a−c)、及び、少なくとも一つの第1の軸受構成部品(16,216;316)の互いに対向する面を相互に分離する、軸受流体により充填された両端側が開口した軸受間隙(20,220;320)と、
前記シャフト(12;212;312)及び前記ロータ構成部品(14,114a;214;314a−c)の互いに対向する軸方向に延在する軸受面の間に構成された第1のラジアル軸受部(22a,222a;322a)及び第2のラジアル軸受部(22b,222b;322b)と、
前記ロータ構成部品(14,114a;214;314a−c)、及び、前記底面プレートと結合された第1の軸受構成部品(16,216;316)の互いに対向する半径方向に延在する軸受面の間に構成されたスラスト軸受部(26,226;326)と、
前記軸受部の互いに離隔した領域を相互に接続する、軸受流体により充填された循環通路(28;128;228;328)と、
前記ロータ構成部品を駆動するための電磁駆動装置(42,44;342,244)と、
を含んでおり、
前記循環通路(28,128;228)は、前記スラスト軸受部(26)の前記軸受間隙(20)の半径方向外側にある間隙(21)へ開口しており、前記間隙(21)の幅は、前記軸受間隙(20)の幅よりも大きいことを特徴とするスピンドルモータ。 - 前記ロータ構成部品は、内側のスリーブ状のロータ構成部品(114a;314a)と、外側のカップ状のロータ構成部品(114b;314b)とにより構成されていることを特徴とする請求項1に記載のスピンドルモータ。
- 前記内側のスリーブ状のロータ構成部品(314a)は、前記外側のカップ状のロータ構成部品(314b)が配置された別のスリーブ状のロータ構成部品(314c)により取り囲まれていることを特徴とする請求項1又は2に記載のスピンドルモータ。
- 回転する機械的な一つのロータ構成部品(14;214)だけを、ハブ及び軸受ブッシュを一体的にした構造の形態で含んでいることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記第1の軸受構成部品(216)は、前記シャフト(212)と一体的に構成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記シャフトと結合された第2の軸受構成部品(18;318)は、前記シャフト(12;312)と一体的に構成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記ロータ構成部品(14,114a;214;314a−c)は、前記第2の軸受構成部品(18;218;318)の表面とともに毛細管間隙シールのシール間隙(32;232;332)を形成するように成形された表面を有していることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記ロータ構成部品(14,114a;214;314a−c)は、前記第1の軸受構成部品(16;216;316)の表面とともに毛細管間隙シールのシール間隙(34;234;334)を形成するように成形された表面を有していることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記ロータ構成部品(14,114;214;314)、及び、前記シャフトと結合された第2の軸受構成部品(18;218;318)の互いに対向する面の間に構成された動的なポンピングシール(36;236;336)を備え、
前記循環通路(28,128;228)は、前記ロータ構成部品(14,114a;214)に形成されており、前記スラスト軸受部(26;226)の半径方向外側にある前記シール間隙(34;234)を、前記動的なポンピングシール(36;236)の半径方向内側に位置している前記軸受間隙(20;220)の領域と接続していることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。 - 前記循環通路(328)は、前記ロータ構成部品(314a)に形成されており、又は、それぞれの前記ロータ構成部品(314a,314c)の間に形成されており、前記スラスト軸受部(226)の半径方向外側にある前記シール間隙(334)を、前記動的なポンピングシール(336)の半径方向外側に位置している前記軸受間隙(320)の領域と接続していることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記循環通路(28,128;228)は、前記回転軸(46)に対して斜めに配置されており、それにより前記軸受ブッシュが回転すると前記循環通路に含まれている軸受流体に対して、前記循環通路(28,128;228)を通って軸受流体を前記動的なポンピングシール(36;236)側から前記スラスト軸受部(26;226)側の方向(29)へ運ぶ遠心力が作用することを特徴とする請求項9又は10のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記循環通路(28,128;228)は、前記回転軸(46)に対して相対的に5乃至15度の角度で傾いていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記スラスト軸受部(26;126;226;326)及び前記ラジアル軸受部(22a,22b;122a,122b;222a,222b;322a,322b)の全体的なポンプ作用によって軸受流体に作用する力と同じ方向に作用する遠心力が、傾いた前記循環通路(28,128;228)によって軸受流体に作用することを特徴とする請求項12に記載のスピンドルモータ。
- 前記遠心力は、前記動的なポンピングシール(36)側から前記スラスト軸受部(26)側の方向(29)に前記スラスト軸受部(26)の方に作用することを特徴とする請求項13に記載のスピンドルモータ。
- 前記遠心力は、前記スラスト軸受部(26)と前記ラジアル軸受部(22a,22b)とによって軸受流体に作用する力よりも少なくとも2倍大きいことを特徴とする請求項13に記載のスピンドルモータ。
- 前記間隙(21)の幅は、前記スラスト軸受部(26)の前記軸受間隙(20)の幅に前記スラスト軸受部(26)の動圧溝の深さを加えたものよりも大きいか又はこれと等しいことを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載のスピンドルモータ。
- 前記シール間隙(32;332)は、前記第2の軸受構成部品(18;318)とともにラビリンスシール(48;348)を形成する、前記ロータ構成部品(14,114a;314c)と結合された環状のカバー(30,130;330)により覆われていることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記シール間隙(332)は、前記第2の軸受構成部品(318)とともにラビリンスシール(348)を形成する、前記ロータ構成部品(314b)によって形成された環状のカバー(330)により覆われていることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記シール間隙(32)は、前記カバー(130)の内周面と前記第2の軸受構成部品(18)の外周面との間に形成されていることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記シール間隙(32;332)は、前記ロータ構成部品(14,114a;214;314a;314c)の内周面及び端面と前記第2の軸受構成部品(18;218;318)の外周面及び端面との間に形成されていることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記シール間隙(34;234;334)は、前記ロータ構成部品(14,114a;214;314a;314c)の外周面と前記第1の軸受構成部品(16;216;316)の内周面との間に形成されていることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記シール間隙(32;232)を形成している前記ロータ構成部品(14,114a;214)又は前記カバー(130)、及び前記第2の軸受構成部品(18;218)の表面は、前記回転軸(46;246)と実質的に平行に延在しており、又は、前記回転軸に対して斜めに鋭角で傾いていることを特徴とする請求項1乃至21のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記シール間隙(34;234;334)を形成している前記ロータ構成部品(14,114a;214;314a;314c)及び前記第1の軸受構成部品(16;216;316)の表面は、前記回転軸(46;246;346)と実質的に平行に延在しており、又は、前記回転軸に対して斜めに鋭角で傾いていることを特徴とする請求項1乃至21のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記ロータ構成部品(14,114;214;314)及び前記シャフト(12;212;312)と結合された第2の軸受構成部品(18;218;318)の互いに対向する半径方向に延在する面の間に動的なポンピングシール(36;236;336)が構成されていることを特徴とする請求項1乃至23までのいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記動的なポンピングシール(36;236;336)は、前記ロータ構成部品(14,114a;214;314a)の半径方向に延在する端面と、これに対向して半径方向に延在する前記第2の軸受構成部品(18;218;318)の端面との間に形成されていることを特徴とする請求項24に記載のスピンドルモータ。
- 前記動的なポンピングシール(36;236;336)は、前記回転軸(46;246;346)に対して実質的に垂直に配置されており、前記間隙シールの前記シール間隙(32;232;332)は、これと実質的に平行に配置されていることを特徴とする請求項24に記載のスピンドルモータ。
- 前記底面プレート(10;310)は、ロータ磁石(44;344)と軸方向において対向し、これによって磁気的に吸引され、前記スラスト軸受部(26;326)により生成される力と反対方向を向いた磁力を生成する強磁性リング(40;340)を有していることを特徴とする請求項1乃至26のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- ステータ構造(42;342)と前記ロータ磁石(44;344)とは、軸方向において互いにオフセットされた状態で配置されており、前記スラスト軸受部(26;326)により生成される力と反対方向を向いた磁力を生成することを特徴とする請求項1乃至27のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記第2の軸受構成部品18及び前記ロータ構成部品14の表面は、別のスラスト軸受部(25)を形成していることを特徴とする請求項1乃至28のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 前記第2の軸受構成部品とは、前記ロータ構成部品と結合された別の軸受構成部品(19)が対向しており、前記ポンピングシール(36)は、前記両方の軸受構成部品(18,19)の間に配置されており、前記シール間隙は、前記軸受構成部品(19)と前記シャフト(12)の間に配置されていることを特徴とする請求項1乃至29のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。
- 請求項1乃至30のいずれか一項に記載のスピンドルモータを備えているハードディスク駆動装置。
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