JPH06189493A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造が比較的簡単でありながら、記録ディス
クを装着するハブ部材の回転軸線方向の変化を僅少に規
定することができる、信頼性と生産性の高いスピンドル
モータを提供すること。 【構成】 記録ディスクが装着されるハブ部材と静止部
材とを備え、ハブ部材は静止部材に対して相対回転駆動
されるスピンドルモータである。ハブ部材には、一端が
固定され他端を開放端とする軸部が同軸的に設けられ
る。静止部材には、軸部が挿入されて回転支持するスリ
ーブが設けられている。スリーブに対してハブ部材を回
転軸線方向に吸引する作用を持った第１の動圧型スラス
ト軸受手段を有する。スリーブに対してハブ部材を回転
軸線方向に浮上させる作用を持った第２の動圧型スラス
ト軸受手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光・磁気ディスク等の
記録ディスクを回転駆動するために用いられると共に、
動圧軸受を備えたスピンドルモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスクや光ディスク等の記録ディ
スク駆動装置に用いられるスピンドルモータは、記録デ
ィスクが装着されるハブ部材と、このハブ部材を回転支
持するためのシャフトや、ハウジング（或はブラケット
等）を備えている。ハブ部材はハウジングに対して、相
対回転駆動される。ハブ部材の軸受手段としては、近年
の装置の小型化や高容量化等の傾向を反映して、回転精
度が高く、しかもスピンドルモータのコンパクト化に対
応した流体動圧軸受が用いられる。また記録装置とし
て、記録ディスクをアクセスするためのヘッド動作の関
係上、スピンドルモータの回転軸線方向の（ハブ部材）
高さ位置規制について、厳しい精度が要求される。この
ため、スピンドルモータにあっては、回転軸線方向の位
置規制を行う位置規制部材がシャフト等に設けられ、回
転軸線方向に係合するように装着される。このような回
転軸線方向における、位置規制の構成を開示している一
例として、特公昭６３−４３６０６号公報があげられ
る。即ち、スラスト（軸線）方向荷重を受ける鍔部が、
軸の端部または軸の中間部へ、装着乃至は一体に固定さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
構成を備えたスピンドルモータでは、鍔部の軸への取り
付け、或いは一体に形成するための加工において、所要
の精度が要求され、これに伴う手間を必要とし、しかも
煩雑であった。また、鍔部が設けられた軸をハウジング
に組み付ける場合、この鍔部を蓋体により被覆する必要
があり、その形状の加工や組み立てが面倒であった。

【０００４】本発明は、従来技術に存した上記のような
問題点に鑑み行われたものであって、その課題とすると
ころは、構造が比較的簡単でありながら、記録ディスク
を装着するハブ部材の回転軸線方向の変化を僅少に規定
することができ、しかも組み立てが容易で生産コストを
低減することができる、信頼性と生産性の高いスピンド
ルモータを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明のスピンドルモータは、記録ディスクが装着
されるハブ部材と、静止部材とを備え、前記ハブ部材は
前記静止部材に対して相対回転駆動されるスピンドルモ
ータであって；前記ハブ部材には、一端が固定され他端
を開放端とする軸部が同軸的に設けられ；前記静止部材
には、前記軸部が挿入され、該軸部を回転支持するスリ
ーブが設けられ；前記軸部が挿入される、前記スリーブ
の孔部の底部には、潤滑流体を介して前記軸部を回転軸
線方向に支持すると共に、該軸部の開放端を吸引して作
用する、第１の動圧型スラスト軸受手段を備え；前記孔
部の開口部には、潤滑流体を介して前記ハブ部材を回転
軸線方向に支持すると共に、該ハブ部材の対応部を浮上
させて作用する第２の動圧型スラスト軸受手段を備えて
なるものである。

【０００６】前記第１の動圧型スラスト軸受手段と、前
記第２の動圧型スラスト軸受手段とにおける、動圧発生
面積を異ならせることが望ましい。

【０００７】また回転停止時において、前記軸部の開放
端は、前記スリーブの孔部の底部に対し、実質上点接触
状に支持されていると共に、前記スリーブの孔部の開口
部と、前記ハブ部材の対応部とは、回転軸線方向に隙間
をもって配設されてなるものである。

【０００８】

【作用】本発明に従うスピンドルモータによれば、ハブ
部材と静止部材との相対回転駆動に伴い、ハブ部材の軸
部が静止部材のスリーブにて回転支持される。そして、
第１の動圧型スラスト軸受手段により、ハブ部材（の軸
部）は静止部材（のスリーブ）に対して、回転軸線方向
に吸引して支持される一方、第２の動圧型スラスト軸受
手段によって、ハブ部材は静止部材（のスリーブ）に対
して回転軸線方向に浮上するように支持される。これら
第１及び第２の動圧型スラスト軸受手段により、ハブ部
材は、静止部材に対して回転軸線方向における所定の位
置にて、平衡状態となり、位置規制されつつ相対回転駆
動される。従って、従来のように、軸部に位置規制を行
うための鍔部等を設ける必要がなく、構造が簡単であり
ながら、回転軸線方向の変化を僅少にすることができ
る。加えて、それに伴う加工・組み立て等、生産コスト
を低減することができる。

【０００９】また、第１の動圧型スラスト軸受手段の動
圧発生面積を、第２の動圧型スラスト軸受手段の動圧発
生面積と異ならせ、スラスト軸受支持の状態を変化させ
ることができる。例えば、第２の動圧型スラスト軸受手
段のそれを大きくすることで、本来のスラスト軸受支持
に加え、記録ディスクやその他の荷重を支持して、所要
のハブ部材の高さ位置を規定させることができる。

【００１０】その他、軸部の開放端が前記スリーブの孔
部の底部に対して、実質上点接触状に支持されており、
またスリーブの孔部の開口部と、ハブ部材の対応部とが
隙間をもって配設されていることにより、これら動圧発
生部の摩耗や損傷が防止される。

【００１１】

【実施例】本発明に従うスピンドルモータの実施例につ
いて、図１乃至図３を参照しつつ説明する。先ず図１
は、例えば磁気ディスクを回転駆動するスピンドルモー
タの第一の実施例であり、その全体を示す断面図であ
る。図１において、部材１は磁気ディスク（記録ディス
ク）が装着される、逆椀形状をなすハブ部材である。ハ
ブ部材１は、例えば磁性材料のステンレス鋼が用いら
れ、図の上部に小径部３６が、また図の下部には大径部
３０が、これら同軸的でかつ一体に形成される。本実施
例のスピンドルモータでは、ドーナツ状の磁気ディスク
が二枚装着され、そのうち、図における下側の磁気ディ
スク３５は、ハブ部材１の大径部３０に当接して載置さ
れる。また上側の磁気ディスク３４は、クランプ部材３
９によって同様にハブ部材１へ固定される。具体的に
は、磁気ディスク３５は、その下端面６２が大径部３０
上の環状突部３７へ当接して保持され、また孔部６１は
スぺーサ３８を介してハブ部材１の小径部３６へ固定さ
れる。スペーサ３８は、弾性を有する樹脂材料より形成
される。スペーサ３８における、図の上側に位置し、半
径方向内向へ張り出して形成された係合部４２が、小径
部３６の外周壁４０上の環状突部４１へ弾発状に係合さ
れる。また磁気ディスク３４は、ハブ部材１に取付られ
たクランプ部材３９の環状突部４３へ、上端面が当接し
て保持される。そしてその孔部がスペーサ４６を介して
小径部３６へ固定される。スペーサ４６も上記スペーサ
３８と同様の形状並びに部材から形成されている。そし
て、クランプ部材３９の嵌合部４４を介すると共に、小
径部３６の外周壁４０上に形成された環状突部４１に、
弾発状に係合される。図で明らかなように、これら磁気
ディスク３４及び３５は、図の上下方向に対称的に、ス
ペーサ４６及び３８により小径部３６へ取付固定されて
いる。なお、クランプ部材３９は、ハブ部材１の回転軸
線７上に穿設された孔部４７へ、取付ネジ４５より固定
されている。こうして、磁気ディスク３４及び３５は、
それぞれ端面が環状突部４３及び３７へ当接されること
により、ハブ部材１に対する所定の高さが規定される。
また磁気ディスク３４及び３５は、それぞれ樹脂材料製
のスペーサ４６及び３８を介してハブ部材１へ装着され
る。このため、ハブ部材１の熱膨張に起因する形状歪に
対しても、磁気ディスク３４及び３５は、それ自体へ歪
応力を受けることが回避され、従って反りや変形などを
生じることがない。

【００１２】ハブ部材１における、回転軸線７上の内方
（図の下向き）には、軸部３が一体に形成されている。
軸部３の外周面１４には、周方向へ配設された複数のヘ
リングボーン溝４９及び５０が図の上下に形成されてい
る。軸部３は、スリーブ４の孔部６に挿入されて保持さ
れる。スリーブ４は、例えば鉛合金等から形成されてい
る。スリーブ４は、静止部材であるハウジング２の円筒
部２５に固定される。スリーブ４の外周面２６と、円筒
部２５の内周面２７とは、スリーブ４の約半分のスペー
スにおいて、圧入又は接着により固定される。これは、
ハブ部材１の小径部３６の半径方向寸法を、実質上小さ
くするために形成されていることに加え、固定されるス
ペースがスリーブ４の全長に渡らないため、スリーブ４
の孔部６の開口寸法に歪をきたさないようにするためで
ある。スリーブ４の孔部６は、図の上側に開口部９を有
し、下側が底部８により閉塞された円筒状をなす。そし
て孔部６の内部において、内径寸法は軸部３の外形寸法
に対応した嵌め合い寸法に設定されている。また底部８
には、内外部を連絡する連通孔２２が穿設され、連通孔
２２の外側（図の下側）には接着剤の溜り溝が形成され
ている。軸部３とスリーブ４の孔部６との微小隙間に
は、流体潤滑としての潤滑剤が充填されている。これに
より、軸部３の外周面１４に設けられたヘリングボーン
溝４９及び５０と、スリーブ４の孔部６の内周面１５と
に潤滑剤が介在され、従って回転軸線７の半径方向に軸
部３を回転支持する動圧型ラジアル軸受が形成される。
なお、連通孔２２は、スリーブ４の孔部６へ軸部３を挿
入する際の空気抜きの役割を果たし、また軸部３の挿入
後には孔部６へ注入する潤滑剤の注入孔としての役割を
果たす。潤滑剤の注入後は、接着剤２３により連通孔２
２を閉塞する。

【００１３】ハウジング２における、円筒部２５の外周
側には、電機子１６が装着されている。電機子１６は、
周方向へ所定の極数が設けられた磁極歯を有し、電磁鋼
板が所要枚数積層されたステータコア１７と、ステータ
コア１７に巻回された電機子コイル１９とから構成され
る。電機子１６の内周部は、ハウジング２の円筒部２５
に形成された外周段部２４へ、位置決めされて固定され
る。そして電機子コイル１９から引き出されたコイルリ
ード線６３は、ハウジング２の底部２８に張着して設け
られたフレキシブル回路基板２０に電気接続される。フ
レキシブル回路基板２０は、ハウジング２からスピンド
ルモータ外部へ導出される。電機子１９の半径方向外方
に、近接対向して、ハブ部材１の大径部３０には、ロー
タマグネット２１が設けられている。ロータマグネット
２１は、大径部３０の内周壁３３に、周方向へＮ極とＳ
極とが交互に所定極数配置されて、接着により固定され
ている。従って、フレキシブル回路基板２０に所要の電
気信号が入力されて、電機子コイル１９に通電される
と、電機子１６とロータマグネット２１との電磁作用に
より、ハブ部材１はハウジング２に対して相対回転駆動
される。図例では、ハブ部材１は、ハウジング２に対し
て時計方向へ回転する。なお、電機子１６における、ス
テータコア１７の外周端が、図の上方へ折曲して形成さ
れている。この折曲部１８は、電機子１９とロータマグ
ネット２１との磁気的中心を合致させるためである。即
ち電機子１９は、ロータマグネット２１に対して、回転
軸線７方向へ相対的に低く（図では下に）位置付けられ
ていることによる。電機子１９をハウジング２の下方へ
できるだけ低くして配置させ、スピンドルモータの高さ
（厚み）寸法を小さく実現している。このため、電機子
コイル１９の下部が、ハウジング２の底部２８に接触す
ることを防止するために、底部２８における電機子コイ
ル１９の対応部には、溝部が形成されている。

【００１４】軸部３の開放端、即ち先端部５には、図２
の（ａ）に示すスパイラル溝５１が設けられている。図
２（ａ）は、軸部３の先端部５を図１における下側から
上方向へ見た状態を示す平面図である。軸部３のスパイ
ラル溝５１と、これに対向する底部８との微小隙間に
は、潤滑剤が充填されており、これらにより動圧スラス
ト軸受（第１の動圧スラスト軸受とする）を構成してい
る。このため、軸部３（ハブ部材１）が図２に示す矢印
の方向へ回転すると、軸部３（ハブ部材１）は底部８に
対して吸引されるよう（図１の下方向）に動圧が作用す
る。また一方、スリーブ４における、開口部９の開口端
面１３には、図２の（ｂ）に示すスパイラル溝５２が設
けられている。図２（ｂ）は、開口部９を図１における
上側から下方向へ見た状態を示す平面図である。開口端
面１３と、この開口端面１３の回転軸線７方向へ対向し
たハブ部材１の対応部１２との微小隙間には、潤滑剤が
介在しており、これらにより動圧スラスト軸受（第２の
動圧スラスト軸受とする）が構成される。このため、軸
部３が図２（ａ）の如く矢印の方向へ回転すると、スリ
ーブ４は（静止しているが）図２（ｂ）に示す矢印の方
向へ相対的に回転することになる。軸部３の回転に伴
い、ハブ部材１はスリーブ４に対して浮上するよう（図
１の上方向）に動圧が作用する。従って、これら第１及
び第２の動圧型スラスト軸受、１０及び１１により、ハ
ブ部材１は静止部材であるハウジング２に対して（回転
軸線７方向の）所定の高さ位置に平衡して保持される。
第２の動圧型スラスト軸受１１の方が、第１の動圧型ス
ラスト軸受１０よりも、動圧力が大きい（図２で明らか
なように、スパイラル溝の有効面積が５１より５２の方
が大きい。）ため、ハブ部材１の自重及び磁気ディスク
３４、３５の重量を浮上させてもなおかつ、ハブ部材１
は、所定の高さ位置に維持・規定される。すなわち、本
発明のスピンドルモータでは、第１の動圧型スラスト軸
受と第２の動圧型スラスト軸受との動圧発生力を異なら
せ（実施例では、第２の動圧型スラスト軸受を第１の動
圧型スラスト軸受より動圧発生力を大きくし）、所要の
荷重を支持しつつ、ハブ部材１の高さ方向を維持・規定
することができる。そして、ハブ部材１の回転中は、第
１及び第２の動圧型スラスト軸受１０、１１の動圧力が
平衡して維持されるため、高さ位置の変化が僅少に規定
される。しかもその高さ位置は安定している。そしてス
ピンドルモータを逆に向けた姿勢としても、軸部３がス
リーブ４に対して密封状に保持されているため、ハブ部
材１はスリーブ４（ひいてはハウジング２）から容易に
脱落することはない。このように、本発明に従うスピン
ドルモータでは、従来の軸線方向を規定する位置規制部
材などを設ける必要がない。加えて、構造が簡単であ
り、それに伴う加工・組み立てが容易になる。なお軸部
３の先端部５は、回転中心部が僅かに突出して形成され
ており、ハブ部材１（軸部３）が回転停止状態において
は、底部８に対して実質上点接触状に当接している。従
って、軸部３の先端部５に設けられたスパイラル溝５１
は、回転始動時や回転停止時においても、底部８へ直接
に接触しないため、摩耗による損傷が防止され、耐久性
の向上がはかれる。また回転停止時においては、開口端
面１３とハブ部材１のところで、軸部３とスリーブ４と
に介在して充填された潤滑剤は、容易には漏れ対応部１
２とは、隙間をもって配設されている。このためスパイ
ラル溝５２は、対応部１２と常に接触することがないの
で、摩耗による損傷が防止される。出さないが、万一ス
リーブ４の開口部９から漏れにじみ出しても、ハウジン
グ２が鍋形状をなしており、滞留保持される。しかも円
周壁３２（ハウジング２）と外周壁３１（ハブ部材１の
大径部３０）とが近接して対向配置されているので、こ
れらで構成されるラビリンスシール構造により、潤滑剤
はディスク室内空間４８へ漏出することがない。

【００１５】次に示す図３は、本発明に従うスピンドル
モータの第二の実施例であり、その全体を表わす断面図
である。なお、図１に示した第一の実施例のスピンドル
モータと同様の部位については、同じ番号が付してあ
る。図３における第二の実施例では、既に詳述した第一
の実施例とほぼ同じ構成であり、従って以下、異なる部
位についてのみ説明する。図３において、スリーブ４
は、孔部６が貫通して設けられており、その下部がスラ
スト板５３により閉塞されている。スラスト板５３に
は、内外部（図の上下方向）を連絡する連通孔５５が穿
設されている。そして連通孔５５を閉塞するために、シ
ール部材５６がハウジング２の下端面５７に張り付けて
固定してある。スリーブ４の段部６０の外周下部には、
環状部材５８がハブ部材１の内周壁５９に接着により固
定されている。この環状部材５８は、ハブ部材１が万一
の際、例えはスピンドルモータを逆向きの姿勢にした場
合、スリーブ４から抜け出て脱落することを防止するた
めのものである。第二の実施例のスピンドルモータで
は、予めスリーブ４に軸部３を挿入しておき、次にハブ
部材１へ環状部材５８を取り付け、その後にスリーブ４
の孔部６へ、潤滑剤を注入する。潤滑剤を注入する際、
一度スピンドルモータを図の姿勢から逆向きに変える
が、その時にハブ部材１がスリーブ４から抜け出やす
い。これは、スリーブ４が第一の実施例と異なり、孔部
６が貫通しているためである。しかしながら、環状部材
５８により、ハブ部材１はスリーブ４から抜け落ちるこ
とが防止される。勿論、この環状部材５８は、通常回転
時や、スピンドルモータの取り扱いの際の抜け止め防止
に有用であることは言うまでもない。潤滑剤がスリーブ
４の孔部６へ注入され、孔部６の内周面１５と軸部３の
外周面１４との微小隙間に、所要量が充填される。次
に、スラスト板５３を、ハウジング２の（円筒部２５）
孔部５４へ、はめ込んで蓋栓を行ない閉塞する。このと
き、充填された潤滑剤の中へ、空気が気泡となって取り
残されやすい。潤滑剤中に空気の気泡が残留すると、ス
ピンドルモータの運転中に、温度上昇等によって気泡が
膨張し、これにより充填さた潤滑剤を、スリーブ４の開
口部９から外方へ押し出してしまう。しかしながらスラ
スト板５３に設けられた連通孔５５により、閉じ込めら
れた空気を抜け出させることができるため、潤滑剤の漏
れを回避することができる。第二の実施例のスピンドル
モータでも、第一の実施例と同様に、第１の動圧型スラ
スト軸受１０と、第２の動圧型スラスト軸受１１との両
方を備え、その構成も同一である。そしてこれら第１及
び第２の動圧型スラスト軸受１０及び１１により、回転
軸線７方向の所定位置に動圧力が平衡して、維持・規定
される。この場合も第一の実施例と同様の作用・効果を
有する。

【００１６】以上、本発明に従うスピンドルモータの実
施例について詳述したが、これに限定されることなく、
本発明の主旨の範囲で変更など自由である。例えば、第
一の実施例におけるスピンドルモータにおいては、動圧
型ラジアル軸受として、軸部３の外周面１４にヘリング
ボーン溝４９及び５０を設けたが、スリーブ４の孔部６
の内周面１５側に設けても差し支えない。また、第１の
動圧型スラスト軸受１０として、スパイラル溝５１を軸
部３の先端部５に設けたが、これに対向する底部８面側
にスパイラル溝を設けても差し支えない。同様に、第２
の動圧型スラスト軸受１１についても、スパイラル溝５
２をスリーブ４の開口部端面１３の代わりに、ハブ部材
１の対応部１２へ設けても差し支えないことは言うまで
もない。第二の実施例についても同様である。また、こ
れら上記実施例における動圧発生用の溝形状やその数量
なども設計自由であり、任意に選択することができる。
この他、動圧発生面積を、記録ディスクの枚数や荷重の
作用する方向等に応じて、種々変更及び設定することが
できる。

【００１７】

【発明の効果】本発明のスピンドルモータは、上述の構
成を有しているので、次のような効果を奏する。即ち、
従来のように、軸部に回転軸線方向への位置規制を行な
うための鍔部等を設ける必要がない。このため、構造が
比較的簡単でありながら、記録ディスクを装着するハブ
部材の回転軸線方向の変化を僅少に規定することがで
き、しかも組み立てが容易である。従って、加工コスト
を含めた生産コストが大幅に低減することができる、信
頼性と生産性の高いスピンドルモータが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例に係るスピンドルモータ
の全体を示す断面図である。

【図２】図１に表れるスピンドルモータの一部分を示し
た平面図である。

【図３】本発明の第二の実施例に係るスピンドルモータ
の全体を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ハブ部材 ２ ハウジング（静止部材） ３ 軸部 ４ スリーブ ６ 孔部 ７ 回転軸線 ９ 開口部 １０ 第１の動圧型スラスト軸受 １１ 第２の動圧型スラスト軸受 １６ 電機子 ２１ ロータマグネット ２２，５５ 連通孔 ３４，３５ 磁気ディスク ３９ クランプ部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ディスクが装着されるハブ部材と、
   静止部材とを備え、 前記ハブ部材は前記静止部材に対して相対回転駆動され
   るスピンドルモータであって、 前記ハブ部材には、一端が固定され他端を開放端とする
   軸部が同軸的に設けられ、 前記静止部材には、前記軸部が挿入され、該軸部を回転
   支持するスリーブが設けられ、 前記軸部が挿入される、前記スリーブの孔部の底部に
   は、潤滑流体を介して前記軸部を回転軸線方向に支持す
   ると共に、該軸部の開放端を吸引して作用する、第１の
   動圧型スラスト軸受手段を備え、 前記孔部の開口部には、潤滑流体を介して前記ハブ部材
   を回転軸線方向に支持すると共に、該ハブ部材の対応部
   を浮上させて作用する第２の動圧型スラスト軸受手段を
   備えた、ことを特徴とするスピンドルモータ。
2. 【請求項２】 前記第１の動圧型スラスト軸受手段と、
   前記第２の動圧型スラスト軸受手段とにおける、動圧発
   生面積を異ならせた、ことを特徴とする請求項１記載の
   スピンドルモータ。
3. 【請求項３】 回転停止時において、 前記軸部の開放端は、前記スリーブの孔部の底部に対
   し、実質上点接触状に支持されていると共に、 前記スリーブの孔部の開口部と、前記ハブ部材の対応部
   とは、回転軸線方向に隙間をもって配設された、ことを
   特徴とする請求項１記載のスピンドルモータ。