JPH06351190A - スピンドルモータ - Google Patents
スピンドルモータInfo
- Publication number
- JPH06351190A JPH06351190A JP13720693A JP13720693A JPH06351190A JP H06351190 A JPH06351190 A JP H06351190A JP 13720693 A JP13720693 A JP 13720693A JP 13720693 A JP13720693 A JP 13720693A JP H06351190 A JPH06351190 A JP H06351190A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- center
- magnet
- magnetic
- gravity
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Rotational Drive Of Disk (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】磁気ディスク1,スペーサ7を含む回転体全体
により決定される重心位置と、モータステータコイル5
及びモータマグネット9に形成される磁束軸方向中心を
一致させ、かつこの位置を同じ軸受剛性を持つラジアル
軸受のちょうど中間位置に一致させる。 【効果】回転体重心位置と磁束中心位置を一致させ、こ
れを軸受剛性の中心位置に一致させることにより、外乱
振動や電磁振動が働いた場合においても回転体に回転モ
ーメントが働くことなく、ジャイロによる触れ回り振動
を発生しない。
により決定される重心位置と、モータステータコイル5
及びモータマグネット9に形成される磁束軸方向中心を
一致させ、かつこの位置を同じ軸受剛性を持つラジアル
軸受のちょうど中間位置に一致させる。 【効果】回転体重心位置と磁束中心位置を一致させ、こ
れを軸受剛性の中心位置に一致させることにより、外乱
振動や電磁振動が働いた場合においても回転体に回転モ
ーメントが働くことなく、ジャイロによる触れ回り振動
を発生しない。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置,光デ
ィスク装置,フロッピィディスク装置,ビデオテープレ
コーダのシリンダモータ,レーザビームプリンタのホリ
ゴンミラーモータに関する。
ィスク装置,フロッピィディスク装置,ビデオテープレ
コーダのシリンダモータ,レーザビームプリンタのホリ
ゴンミラーモータに関する。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク装置に対する要求はコンピ
ュータ本体の高速化,ダウンサイジング化,画像情報等
を取り扱う使用ソフトの大型化複雑化等に伴い、小型,
大容量,高速転送が要求されるようになってきている。
これに対応して、スピンドルモータには小型,低振動,
高速回転,長寿命が要求されている。これらの要求に対
する一つの方策として軸受を従来の玉軸受から滑り軸受
にすることが検討されている。
ュータ本体の高速化,ダウンサイジング化,画像情報等
を取り扱う使用ソフトの大型化複雑化等に伴い、小型,
大容量,高速転送が要求されるようになってきている。
これに対応して、スピンドルモータには小型,低振動,
高速回転,長寿命が要求されている。これらの要求に対
する一つの方策として軸受を従来の玉軸受から滑り軸受
にすることが検討されている。
【0003】図5に滑り軸受を使ったスピンドルモータ
の従来例を示す。シャフトはベースに固定され、このシ
ャフトに2箇所のラジアル動圧溝が形成されており、こ
こが軸受部になっている。ハブとこのラジアル軸受の間
には潤滑油が注油されている。ハブの回転は、動圧溝の
広い側に向かって(図2では左から右に向かって)回転
する。これによりこの溝部に大きな動圧が発生し、ハブ
は軸に接触することなく回転支持される。スラスト軸受
はシャフトの固定端とは反対側の端部に対向したハブ側
にスパイラル状の動圧溝が形成されておりラジアル部と
同様、回転に伴いこの部分が大きな動圧を発生し、ハブ
を非接触で支持する。ハブにはマグネットが設けられて
おり、固定部にはこれと対抗してステータコイルが設け
られている。このマグネット,ステータコイルはモータ
を形成しており、ステータコイルに駆動電流を供給する
ことにより回転体を回転駆動する。
の従来例を示す。シャフトはベースに固定され、このシ
ャフトに2箇所のラジアル動圧溝が形成されており、こ
こが軸受部になっている。ハブとこのラジアル軸受の間
には潤滑油が注油されている。ハブの回転は、動圧溝の
広い側に向かって(図2では左から右に向かって)回転
する。これによりこの溝部に大きな動圧が発生し、ハブ
は軸に接触することなく回転支持される。スラスト軸受
はシャフトの固定端とは反対側の端部に対向したハブ側
にスパイラル状の動圧溝が形成されておりラジアル部と
同様、回転に伴いこの部分が大きな動圧を発生し、ハブ
を非接触で支持する。ハブにはマグネットが設けられて
おり、固定部にはこれと対抗してステータコイルが設け
られている。このマグネット,ステータコイルはモータ
を形成しており、ステータコイルに駆動電流を供給する
ことにより回転体を回転駆動する。
【0004】ラジアル,スラスト滑り軸受では、玉軸受
において不可避である玉通過振動等に伴う非同期振動が
原理的に発生しない。また潤滑油に大きな減衰性がある
ことから低振動で高速回転が可能となる。
において不可避である玉通過振動等に伴う非同期振動が
原理的に発生しない。また潤滑油に大きな減衰性がある
ことから低振動で高速回転が可能となる。
【0005】従来技術の例には特開平2−168465 号,特
開平4−98653号公報がある。
開平4−98653号公報がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】滑り軸受の剛性は潤滑
媒体の粘度,周速度,隙間比等によって決まり、またこ
れらの値は負荷とも関連するため一概には規定できない
が、同じ軸径の玉軸受と較べると負荷を同等にした場
合、すべり軸受の軸受剛性は玉軸受に較べて低下する。
潤滑媒体の粘度を大きくし、また隙間比を小さくすれば
剛性は大きくすることができるが、今度は負荷が大きく
なる問題が発生する。この剛性低下と負荷増加の問題は
特に3.5 インチ以下の小型磁気ディスクに搭載する場
合、その径が小さく周速度が低下するため顕著に現れ
る。剛性が低いと回転系に加振力が加わった場合、ジャ
イロ効果により磁気ディスクの首振り振動が顕著に現れ
磁気ディスクに対する磁気ヘッドの位置決めが正しく行
われず、正確な情報の読み書きができなくなる。
媒体の粘度,周速度,隙間比等によって決まり、またこ
れらの値は負荷とも関連するため一概には規定できない
が、同じ軸径の玉軸受と較べると負荷を同等にした場
合、すべり軸受の軸受剛性は玉軸受に較べて低下する。
潤滑媒体の粘度を大きくし、また隙間比を小さくすれば
剛性は大きくすることができるが、今度は負荷が大きく
なる問題が発生する。この剛性低下と負荷増加の問題は
特に3.5 インチ以下の小型磁気ディスクに搭載する場
合、その径が小さく周速度が低下するため顕著に現れ
る。剛性が低いと回転系に加振力が加わった場合、ジャ
イロ効果により磁気ディスクの首振り振動が顕著に現れ
磁気ディスクに対する磁気ヘッドの位置決めが正しく行
われず、正確な情報の読み書きができなくなる。
【0007】図6に従って、従来の技術による回転系に
加振力が加わった場合のジャイロ効果による首振り振動
発生について示す。いま外乱加振力Fが回転体に加わっ
た場合、この力は回転体重心に働くと考えてよい。重心
が従来技術のように二つのラジアル軸受の中間になく図
のような位置にある場合、力の釣合から各々の軸受k
1,k2には次のような変位X1,X2を生じる。
加振力が加わった場合のジャイロ効果による首振り振動
発生について示す。いま外乱加振力Fが回転体に加わっ
た場合、この力は回転体重心に働くと考えてよい。重心
が従来技術のように二つのラジアル軸受の中間になく図
のような位置にある場合、力の釣合から各々の軸受k
1,k2には次のような変位X1,X2を生じる。
【0008】
【数1】 X1=F×L2/(L1+L2)/K1 …(数1) X2=F×L1/(L1+L2)/K2 従来技術の場合、X1≠X2となるから、次式のような
z軸回りの倒れθを発生させる。
z軸回りの倒れθを発生させる。
【0009】
【数2】 θ=TAN−1((X1−X2)/(L1+L2)) …(数2) Fは変動力であるからθも時間的に変動しある角速度を
持つ。回転体にはこの角速度によりジャイロモーメント
LがY軸回りに発生し、その大きさはX軸回りの慣性モ
ーメントI、回転角速度をωとすると次式で表される。
持つ。回転体にはこの角速度によりジャイロモーメント
LがY軸回りに発生し、その大きさはX軸回りの慣性モ
ーメントI、回転角速度をωとすると次式で表される。
【0010】
【数3】 L=I×ω×(dθ/dt) …(数3) 滑り軸受の場合、軸受剛性は玉軸受にくらべて低下して
いるから、このジャイロモーメントにより磁気ディスク
が大きな首振り運動を行う恐れがある。
いるから、このジャイロモーメントにより磁気ディスク
が大きな首振り運動を行う恐れがある。
【0011】加振力は、モータの電磁加振力も考えられ
る。理想的なモータでは、電磁力は回転トルクのみを発
生し、軸に対する加振力は発生しないはずである。しか
し、実際には軸やステータ,マグネットの偏心や形状誤
差等により軸に対する加振力を発生してしまう。図7に
示すようにステータコイル中心とマグネット中心が偏心
している場合、本来釣りあっているはずの放線方向の力
ベクトルも接線方向の力ベクトルも釣合が崩れるため、
各々の残留ベクトルF1とF2の和として力Fが軸に加
わる。この力Fはマグネット極数×回転数の周波数を持
つ。この力Fはマグネットとステータコイルにより形成
される磁束の中心で働くと考えると、従来技術のように
軸方向で重心位置とこの磁気中心がずれていると、重心
まわりに回転モーメントを発生する。これは、回転体に
ある角速度を与えるから、先の外乱の場合と同様ジャイ
ロモーメントを発生させ、磁気ディスクの首振りを起こ
す原因となる。
る。理想的なモータでは、電磁力は回転トルクのみを発
生し、軸に対する加振力は発生しないはずである。しか
し、実際には軸やステータ,マグネットの偏心や形状誤
差等により軸に対する加振力を発生してしまう。図7に
示すようにステータコイル中心とマグネット中心が偏心
している場合、本来釣りあっているはずの放線方向の力
ベクトルも接線方向の力ベクトルも釣合が崩れるため、
各々の残留ベクトルF1とF2の和として力Fが軸に加
わる。この力Fはマグネット極数×回転数の周波数を持
つ。この力Fはマグネットとステータコイルにより形成
される磁束の中心で働くと考えると、従来技術のように
軸方向で重心位置とこの磁気中心がずれていると、重心
まわりに回転モーメントを発生する。これは、回転体に
ある角速度を与えるから、先の外乱の場合と同様ジャイ
ロモーメントを発生させ、磁気ディスクの首振りを起こ
す原因となる。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明では、回転体の重
心位置を二つのラジアル軸受のちょうど中間位置と一致
させる。また、モータステータとマグネットの磁気中心
位置を前記重心と一致させ、二つのラジアル軸受のちょ
うど中間位置と一致させる。
心位置を二つのラジアル軸受のちょうど中間位置と一致
させる。また、モータステータとマグネットの磁気中心
位置を前記重心と一致させ、二つのラジアル軸受のちょ
うど中間位置と一致させる。
【0013】あるいは前記重心位置、もしくは一致させ
た重心位置と磁気的中心位置を二つのラジアル軸受の間
になるよう構成し、この位置に力が作用した場合、二つ
のラジアル軸受が同じ変位量になるよう各々のばね剛性
を設定する。
た重心位置と磁気的中心位置を二つのラジアル軸受の間
になるよう構成し、この位置に力が作用した場合、二つ
のラジアル軸受が同じ変位量になるよう各々のばね剛性
を設定する。
【0014】
【作用】本発明は数1においてx1=x2となるよう回
転体の重心位置とラジアル軸受の位置及び軸受ばね定数
を規定するもので、数2から明らかなように、加振力が
回転体に加わっても倒れθが発生する事はない。従っ
て、回転体に角速度が加わることもなくそれに伴うジャ
イロによる首振り振動は発生しない。また、磁気中心と
重心位置を一致させかつ前述した条件を満たすようラジ
アル軸受位置及び軸受剛性を規定することにより、磁気
励振力も回転体に対してジャイロ力を発生させる要因と
はならない。従って、剛性の低い滑り軸受を高速で使用
しても安定な回転が実現できる。
転体の重心位置とラジアル軸受の位置及び軸受ばね定数
を規定するもので、数2から明らかなように、加振力が
回転体に加わっても倒れθが発生する事はない。従っ
て、回転体に角速度が加わることもなくそれに伴うジャ
イロによる首振り振動は発生しない。また、磁気中心と
重心位置を一致させかつ前述した条件を満たすようラジ
アル軸受位置及び軸受剛性を規定することにより、磁気
励振力も回転体に対してジャイロ力を発生させる要因と
はならない。従って、剛性の低い滑り軸受を高速で使用
しても安定な回転が実現できる。
【0015】
【実施例】図1に本発明の第1の実施例について示す。
本実施例では2.5 インチ磁気ディスク装置を想定して
いる。磁気ディスク1の内径は20mm,外径65mmで本
実施例ではこれを3枚積層している。回転数は3600
rpm から7200rpm が想定され、軸受寿命は5000
0時間以上の連続使用が想定されている。3枚の磁気デ
ィスク1がハブ10にスペーサを介して積層され、回転
中に滑り等が生じないようクランプ3により固定されて
いる。ハブ10の中心には、シャフト2が圧入,接着等
の方法で正確な垂直度で取り付けられている。このシャ
フト2には、潤滑媒体注入用穴が形成されている。この
穴は、潤滑媒体注入後封止される。ハブ10の内面に
は、円筒状のマグネット9が取付けられ数個の磁極が形
成されている。このマグネット9に対向してステータコ
イル5がブラケット6に形成されており、このステータ
コイル5に駆動電流を流すことにより、回転体を駆動す
る。このステータコイル5とマグネット9により形成さ
れる磁束の軸方向中心は磁気ディスク1,ハブ10,マ
グネット9,シャフト2により形成される回転体の重心
と概ね一致するようステータコイル5,マグネット9の
位置は決定されている。ステータコイル5の背面にはラ
ジアル軸受ブラケット14が設けられており、このブラ
ケット14のシャフト2に対向した上下の2箇所にラジ
アル滑り軸受面11が形成されている。この軸受部11
には潤滑媒体として、潤滑油あるいは磁性流体が注入さ
れており、シャフト2の回転にともない発生する動圧力
によりシャフト2を支える。回転体重心位置13及び磁
気中心位置18は二つのラジアル軸受11のちょうど中
央になるような位置になるよう全体の配置が決定され
る。これにより、外部からの振動、あるいは磁気力のア
ンバランスに対しても安定した回転が実現できる。シャ
フト2と軸受ブラケットにより形成される軸受部のどち
らか、あるいは両方に動圧溝を設けることにより動圧力
を高め、軸受剛性を大きくすることもできる。シャフト
2のハブ10とは反対の端部とこれと対抗した部分には
スラスト軸受ブラケット4が設けられており、シャフト
2端部との間でスラスト軸受16を形成している。この
軸受部16にはラジアル軸受11部と同じ、もしくは異
なる潤滑油もしくは磁性流体が注入されており、回転に
ともない発生する油膜によりスラスト荷重を支える。こ
の部分も両方あるいはどちらか一方に、動圧溝を形成し
軸剛性を高めることができる。またシャフト2端あるい
はブラケット部4を球面にすることにより、摩擦トルク
を小さくすることも考えられる。ラジアル軸受ブラケッ
ト14の端部には磁性流体シール8が設けられており、
軸受部の潤滑媒体が外部に漏洩することをなくしてい
る。この磁性流体シール8は漏洩量が微量の場合もしく
は漏洩媒体が磁気ディスク1の性能を劣化させないと判
断された場合にはとり除かれる。スラスト軸受ブラケッ
ト4の背後には、スラスト予圧マグネット12が設けら
れておりシャフト2を磁気的に吸引し、軸方向に予圧を
加えるよう構成しており、スラスト軸受部の剛性を上げ
ると共に、衝撃等により回転体が抜けることを防止して
いる。予圧の方法としては、ステータコイル5による軸
方向磁束中心とマグネット9の磁束中心を相対的に若干
ずらし、その磁気吸引がスラストの予圧方向にかかるよ
う構成する方法もある。この場合、前述のスラスト予圧
マグネット12は不要となる。
本実施例では2.5 インチ磁気ディスク装置を想定して
いる。磁気ディスク1の内径は20mm,外径65mmで本
実施例ではこれを3枚積層している。回転数は3600
rpm から7200rpm が想定され、軸受寿命は5000
0時間以上の連続使用が想定されている。3枚の磁気デ
ィスク1がハブ10にスペーサを介して積層され、回転
中に滑り等が生じないようクランプ3により固定されて
いる。ハブ10の中心には、シャフト2が圧入,接着等
の方法で正確な垂直度で取り付けられている。このシャ
フト2には、潤滑媒体注入用穴が形成されている。この
穴は、潤滑媒体注入後封止される。ハブ10の内面に
は、円筒状のマグネット9が取付けられ数個の磁極が形
成されている。このマグネット9に対向してステータコ
イル5がブラケット6に形成されており、このステータ
コイル5に駆動電流を流すことにより、回転体を駆動す
る。このステータコイル5とマグネット9により形成さ
れる磁束の軸方向中心は磁気ディスク1,ハブ10,マ
グネット9,シャフト2により形成される回転体の重心
と概ね一致するようステータコイル5,マグネット9の
位置は決定されている。ステータコイル5の背面にはラ
ジアル軸受ブラケット14が設けられており、このブラ
ケット14のシャフト2に対向した上下の2箇所にラジ
アル滑り軸受面11が形成されている。この軸受部11
には潤滑媒体として、潤滑油あるいは磁性流体が注入さ
れており、シャフト2の回転にともない発生する動圧力
によりシャフト2を支える。回転体重心位置13及び磁
気中心位置18は二つのラジアル軸受11のちょうど中
央になるような位置になるよう全体の配置が決定され
る。これにより、外部からの振動、あるいは磁気力のア
ンバランスに対しても安定した回転が実現できる。シャ
フト2と軸受ブラケットにより形成される軸受部のどち
らか、あるいは両方に動圧溝を設けることにより動圧力
を高め、軸受剛性を大きくすることもできる。シャフト
2のハブ10とは反対の端部とこれと対抗した部分には
スラスト軸受ブラケット4が設けられており、シャフト
2端部との間でスラスト軸受16を形成している。この
軸受部16にはラジアル軸受11部と同じ、もしくは異
なる潤滑油もしくは磁性流体が注入されており、回転に
ともない発生する油膜によりスラスト荷重を支える。こ
の部分も両方あるいはどちらか一方に、動圧溝を形成し
軸剛性を高めることができる。またシャフト2端あるい
はブラケット部4を球面にすることにより、摩擦トルク
を小さくすることも考えられる。ラジアル軸受ブラケッ
ト14の端部には磁性流体シール8が設けられており、
軸受部の潤滑媒体が外部に漏洩することをなくしてい
る。この磁性流体シール8は漏洩量が微量の場合もしく
は漏洩媒体が磁気ディスク1の性能を劣化させないと判
断された場合にはとり除かれる。スラスト軸受ブラケッ
ト4の背後には、スラスト予圧マグネット12が設けら
れておりシャフト2を磁気的に吸引し、軸方向に予圧を
加えるよう構成しており、スラスト軸受部の剛性を上げ
ると共に、衝撃等により回転体が抜けることを防止して
いる。予圧の方法としては、ステータコイル5による軸
方向磁束中心とマグネット9の磁束中心を相対的に若干
ずらし、その磁気吸引がスラストの予圧方向にかかるよ
う構成する方法もある。この場合、前述のスラスト予圧
マグネット12は不要となる。
【0016】図2に本発明の第2の実施例を示す。本発
明も第1の実施例の場合と同様、2.5 インチ磁気ディ
スクを想定している。本発明の場合シャフト2はブラケ
ット14に固定されており、第1の実施例とは逆に、ラ
ジアル軸受ブラケット14がハブ10に固定され回転す
る。このブラケット14とシャフト2間にラジアル動圧
軸受11が形成され、回転体をラジアル方向に支持す
る。磁気ディスク1,ハブ10等の回転体全体の重心1
3は、ステータコイル5,マグネット9により形成され
る磁束中心18と一致し、またこれはラジアル軸受11
のほぼ中間位置にあり、外乱力及び電磁力のアンバラン
ス力が作用しても、安定して回転できる。シャフト2端
にはシャフト2よりも若干径の大きなスラスト円盤17
が取り付けられており、このスラスト円盤17の両面に
は動圧溝が形成されており、回転に伴い動圧力を発生
し、回転体をスラスト方向に支持し得る構造になってい
る。スラスト動圧溝は、スラスト軸受ブラケット4及び
ラジアル軸受ブラケット14のスラスト円盤17と対抗
する面の一方あるいは両方に形成してもよい。本構成に
よれば、シャフト2より大きなスラスト円盤17が設け
られているから、静止時においてもハブ10が抜け落ち
ることはない。また、潤滑媒体はシャフト2,軸受ブラ
ケット14,ステータコイル5で作られる2重円筒状の
隙間に保持されるから、漏洩しにくい構造となってい
る。本構成においても、ブラケット14端部あるいはス
テータコイル5端部等に磁性流体シールを設け漏洩を完
全に封止することもできる。
明も第1の実施例の場合と同様、2.5 インチ磁気ディ
スクを想定している。本発明の場合シャフト2はブラケ
ット14に固定されており、第1の実施例とは逆に、ラ
ジアル軸受ブラケット14がハブ10に固定され回転す
る。このブラケット14とシャフト2間にラジアル動圧
軸受11が形成され、回転体をラジアル方向に支持す
る。磁気ディスク1,ハブ10等の回転体全体の重心1
3は、ステータコイル5,マグネット9により形成され
る磁束中心18と一致し、またこれはラジアル軸受11
のほぼ中間位置にあり、外乱力及び電磁力のアンバラン
ス力が作用しても、安定して回転できる。シャフト2端
にはシャフト2よりも若干径の大きなスラスト円盤17
が取り付けられており、このスラスト円盤17の両面に
は動圧溝が形成されており、回転に伴い動圧力を発生
し、回転体をスラスト方向に支持し得る構造になってい
る。スラスト動圧溝は、スラスト軸受ブラケット4及び
ラジアル軸受ブラケット14のスラスト円盤17と対抗
する面の一方あるいは両方に形成してもよい。本構成に
よれば、シャフト2より大きなスラスト円盤17が設け
られているから、静止時においてもハブ10が抜け落ち
ることはない。また、潤滑媒体はシャフト2,軸受ブラ
ケット14,ステータコイル5で作られる2重円筒状の
隙間に保持されるから、漏洩しにくい構造となってい
る。本構成においても、ブラケット14端部あるいはス
テータコイル5端部等に磁性流体シールを設け漏洩を完
全に封止することもできる。
【0017】図3に本発明の第3の実施例について示
す。本実施例は1.8 インチの磁気ディスクを想定して
いる。1.8 インチの磁気ディスクではハブ10内にモ
ータを形成することはできない。このため、モータはハ
ブ10下端部に形成することになる。ハブ10には、磁
気ディスク1がスペーサ7を介してクランプ3により積
層固定されている。ハブ10にはシャフト2が固定され
ており、ハブ10とともに回転する。ブラケット6には
一体で軸受ブラケット14が形成されている。軸受ブラ
ケット14のシャフト2に対抗した面には動圧ラジアル
軸受11が形成されている。磁気ディスク1とスペーサ
7,ハブ10等により形成されている回転体の重心13
と二つのラジアル軸受11の中間位置は概ね一致するよ
う構成されている。これにより、回転系に外乱振動が加
わった場合においても、安定した回転が補償される。ハ
ブ10下端には、磁性流体シール8が設けられており、
軸受部の潤滑媒体の漏洩をとどめる構成になっている。
シャフト2端もしくはスラストブラケット4の少なくと
も一方には動圧溝が形成される。あるいはどちらか一方
が球面に構成され、スラスト荷重を支える。スラスト方
向の予圧方法は実施例1と同様シャフト2端部を磁気的
に吸引する方法、及びモータステータ5とマグネット9
をずらして行う方法が考えられる。
す。本実施例は1.8 インチの磁気ディスクを想定して
いる。1.8 インチの磁気ディスクではハブ10内にモ
ータを形成することはできない。このため、モータはハ
ブ10下端部に形成することになる。ハブ10には、磁
気ディスク1がスペーサ7を介してクランプ3により積
層固定されている。ハブ10にはシャフト2が固定され
ており、ハブ10とともに回転する。ブラケット6には
一体で軸受ブラケット14が形成されている。軸受ブラ
ケット14のシャフト2に対抗した面には動圧ラジアル
軸受11が形成されている。磁気ディスク1とスペーサ
7,ハブ10等により形成されている回転体の重心13
と二つのラジアル軸受11の中間位置は概ね一致するよ
う構成されている。これにより、回転系に外乱振動が加
わった場合においても、安定した回転が補償される。ハ
ブ10下端には、磁性流体シール8が設けられており、
軸受部の潤滑媒体の漏洩をとどめる構成になっている。
シャフト2端もしくはスラストブラケット4の少なくと
も一方には動圧溝が形成される。あるいはどちらか一方
が球面に構成され、スラスト荷重を支える。スラスト方
向の予圧方法は実施例1と同様シャフト2端部を磁気的
に吸引する方法、及びモータステータ5とマグネット9
をずらして行う方法が考えられる。
【0018】図4には本実施例の第4の実施例を示して
いる。本実施例でシャフト2はブラケット6に固定され
ており、ハブ10と軸受ブラケット14は一体で構成さ
れて回転する。軸受ブラケット14とシャフト2の対抗
する面には動圧軸受11が形成されており回転体を支え
る。シャフト2端にはスラスト円盤17が設けられてお
り、ブラケット4,14との間でスラスト軸受16を形
成している。ステータコイル5とマグネット9はフラッ
トタイプのモータを形成している。モータをフラットタ
イプにすることにより、スピンドルモータ全体の高さを
従来のものに較べて低くできる。本実施例では、モータ
コイルステータ18をコイル面よりも高くし、軸受ブラ
ケット部14とのオーバーラップ部を形成することによ
り、潤滑媒体のシール効果を高めている。フラットモー
タタイプの場合、軸方向に磁束が向くからスラスト方向
の予圧は特に考える必要はない。
いる。本実施例でシャフト2はブラケット6に固定され
ており、ハブ10と軸受ブラケット14は一体で構成さ
れて回転する。軸受ブラケット14とシャフト2の対抗
する面には動圧軸受11が形成されており回転体を支え
る。シャフト2端にはスラスト円盤17が設けられてお
り、ブラケット4,14との間でスラスト軸受16を形
成している。ステータコイル5とマグネット9はフラッ
トタイプのモータを形成している。モータをフラットタ
イプにすることにより、スピンドルモータ全体の高さを
従来のものに較べて低くできる。本実施例では、モータ
コイルステータ18をコイル面よりも高くし、軸受ブラ
ケット部14とのオーバーラップ部を形成することによ
り、潤滑媒体のシール効果を高めている。フラットモー
タタイプの場合、軸方向に磁束が向くからスラスト方向
の予圧は特に考える必要はない。
【0019】図8には本発明の第5の実施例を示す。本
実施例では積層された磁気ディスク1の軸方向中間位置
(図8によればちょうど2枚目の磁気ディスク位置)に
マグネット9の中央が来るようハブ10にマグネット9
を取り付ける。マグネット9に対抗してモータステータ
コイル18を設ける。また積層した磁気ディスク1の軸
方向中間位置と二つのラジアル軸受11の中間位置を一
致させる。磁気シール8をステータコイル5の下側に構
成し、軸受潤滑媒体の漏洩を遮断している。ハブ10お
よびマグネット9は円筒形で各々の重心13は概ねその
中央に存在すると考えられる。磁気ディスク1の間隔は
一般に一定で配置されるから、本実施例のように構成す
ることにより、重心位置13はほぼ磁気ディスクの中間
位置にあると考えてよい。また、モータステータコイル
18及びマグネット9により形成される磁束の軸方向中
心18はマグネット9の軸方向中心と一致するから、し
たがって本発明のような構成にする事により、重心13
と軸方向磁束中心は容易に一致させ、さらに軸受中間と
も一致させることができる。これにより、外乱加振力や
電磁加振力が回転体に加わっても回転モーメントを発生
させることはなく、ジャイロによる振れ回り振動を発生
しない。本発明ではシャフト2はハブ10とともに回転
する構成となっているが、図2に示した構成のように、
ハブ10をブラケット6に固定した構成においてもハブ
10磁気ディスク1マグネット9ステータコイル5を設
置する事により同様の効果を得ることができる。
実施例では積層された磁気ディスク1の軸方向中間位置
(図8によればちょうど2枚目の磁気ディスク位置)に
マグネット9の中央が来るようハブ10にマグネット9
を取り付ける。マグネット9に対抗してモータステータ
コイル18を設ける。また積層した磁気ディスク1の軸
方向中間位置と二つのラジアル軸受11の中間位置を一
致させる。磁気シール8をステータコイル5の下側に構
成し、軸受潤滑媒体の漏洩を遮断している。ハブ10お
よびマグネット9は円筒形で各々の重心13は概ねその
中央に存在すると考えられる。磁気ディスク1の間隔は
一般に一定で配置されるから、本実施例のように構成す
ることにより、重心位置13はほぼ磁気ディスクの中間
位置にあると考えてよい。また、モータステータコイル
18及びマグネット9により形成される磁束の軸方向中
心18はマグネット9の軸方向中心と一致するから、し
たがって本発明のような構成にする事により、重心13
と軸方向磁束中心は容易に一致させ、さらに軸受中間と
も一致させることができる。これにより、外乱加振力や
電磁加振力が回転体に加わっても回転モーメントを発生
させることはなく、ジャイロによる振れ回り振動を発生
しない。本発明ではシャフト2はハブ10とともに回転
する構成となっているが、図2に示した構成のように、
ハブ10をブラケット6に固定した構成においてもハブ
10磁気ディスク1マグネット9ステータコイル5を設
置する事により同様の効果を得ることができる。
【0020】以上の実施例では、いずれも重心13もし
くは重心13と磁束中心18を二つの剛性の同じラジア
ル軸受11間の中間と一致できることを前提としたが、
モータトルクの要求などにより、ステータコイル5,マ
グネット9の必要な大きさの関係から、一致ができない
場合も考えられる。この場合は数2に示してあるよう
に、重心13もしくは重心13と磁束中心18の位置が
近い方の軸受11の剛性を他方の軸受剛性より大きく
し、重心回りにモーメントを釣り合わせることにより、
外乱振動あるいは電磁振動が加わった場合にもジャイロ
による首振りを発生させず、実施例と同等な効果をうる
ことができる。
くは重心13と磁束中心18を二つの剛性の同じラジア
ル軸受11間の中間と一致できることを前提としたが、
モータトルクの要求などにより、ステータコイル5,マ
グネット9の必要な大きさの関係から、一致ができない
場合も考えられる。この場合は数2に示してあるよう
に、重心13もしくは重心13と磁束中心18の位置が
近い方の軸受11の剛性を他方の軸受剛性より大きく
し、重心回りにモーメントを釣り合わせることにより、
外乱振動あるいは電磁振動が加わった場合にもジャイロ
による首振りを発生させず、実施例と同等な効果をうる
ことができる。
【0021】以上の実施例では重心13及び磁束中心1
8,両軸受11の任意の位置に設定できると考えた。ま
た軸受11の剛性も完全に設定することができると仮定
したが、実際の場合は製作誤差や組立性,モータの必要
トルク等から、完全に条件を満たすことはできない。数
1,数2からわかるように、おのおのの条件は比例的に
ジャイロモーメントに関係するから、概ね10%以内に
なるよう構成すれば効果が期待できる。
8,両軸受11の任意の位置に設定できると考えた。ま
た軸受11の剛性も完全に設定することができると仮定
したが、実際の場合は製作誤差や組立性,モータの必要
トルク等から、完全に条件を満たすことはできない。数
1,数2からわかるように、おのおのの条件は比例的に
ジャイロモーメントに関係するから、概ね10%以内に
なるよう構成すれば効果が期待できる。
【0022】第1の実施例及び第2,第5の実施例は
2.5 インチの磁気ディスク用のスピンドルモータを想
定しているが、本実施例は3.5 インチの磁気ディスク
についても適用できる。また、モータが構成できれば
1.8 インチもしくはこれ以下の磁気ディスク用スピン
ドルモータにも適応できる。また、第3,第4の実施例
は1.8 インチの磁気ディスク用スピンドルモータを想
定したがこの構成は1.8インチ以下の磁気ディスク用
スピンドルモータにも適用できる。また、この構成が
2.5 インチ,3.5 インチ磁気ディスク用に適用でき
る。
2.5 インチの磁気ディスク用のスピンドルモータを想
定しているが、本実施例は3.5 インチの磁気ディスク
についても適用できる。また、モータが構成できれば
1.8 インチもしくはこれ以下の磁気ディスク用スピン
ドルモータにも適応できる。また、第3,第4の実施例
は1.8 インチの磁気ディスク用スピンドルモータを想
定したがこの構成は1.8インチ以下の磁気ディスク用
スピンドルモータにも適用できる。また、この構成が
2.5 インチ,3.5 インチ磁気ディスク用に適用でき
る。
【0023】以上の実施例は磁気ディスク装置に限ら
ず、光ディスク装置,フロッピディスク装置,ビデオテ
ープレコーダのシリンダモータ,レーザビームプリンタ
のホリゴンミラーモータに適用できる。
ず、光ディスク装置,フロッピディスク装置,ビデオテ
ープレコーダのシリンダモータ,レーザビームプリンタ
のホリゴンミラーモータに適用できる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、小型磁気ディスクに外
乱,磁気的アンバランスが存在した場合にも安定した回
転を維持する事ができる。
乱,磁気的アンバランスが存在した場合にも安定した回
転を維持する事ができる。
【図1】本発明の第1の実施例の断面図。
【図2】本発明の第2の実施例の断面図。
【図3】本発明の第3の実施例の断面図。
【図4】本発明の第4の実施例の断面図。
【図5】従来の技術の実施例の断面図。
【図6】従来の問題点の説明図1。
【図7】従来の問題点の説明図2。
【図8】本発明の第5の実施例の断面図。
1…磁気ディスク、2…シャフト、3…クランプ、4…
スラスト軸受ブラケット、5…ステータコイル、6…ブ
ラケット、7…スペーサ、8…磁性流体シール、9…マ
グネット、10…ハブ、11…ラジアル軸受、12…ス
ラスト予圧マグネット、13…重心、14…軸受ブラケ
ット、15…油注入穴、17…スラスト円盤、18…磁
気中心。
スラスト軸受ブラケット、5…ステータコイル、6…ブ
ラケット、7…スペーサ、8…磁性流体シール、9…マ
グネット、10…ハブ、11…ラジアル軸受、12…ス
ラスト予圧マグネット、13…重心、14…軸受ブラケ
ット、15…油注入穴、17…スラスト円盤、18…磁
気中心。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 知昭 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 仲野 正昭 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 天野 英明 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内
Claims (6)
- 【請求項1】直径が3.5 インチ以下の磁気ディスクを
1枚もしくは複数枚積層したハブ及び回転中心を与える
シャフトおよびこれら回転体を駆動するため固定部に設
けられるモータステータ及びハブと一体で回転するマグ
ネット及び前記回転体を支持するために気体もしくは液
体の動圧力を利用した剛性の概ね同じ大きさの二つのラ
ジアル軸受とスラスト軸受を用い、前記回転体の重心位
置が前記ラジアル軸受の概ね中間になるよう構成したこ
とを特徴とするスピンドルモータ。 - 【請求項2】請求項1において、前記回転体の重心位置
を二つのラジアル軸受の間にくるよう構成し、かつこの
重心位置に力が加わった場合二つのラジアル軸受が概ね
同じ変位を発生するよう、各々のラジアル軸受の剛性を
設定したスピンドルモータ。 - 【請求項3】請求項1または2において、前記モータス
テータを前記ラジアル軸受の内側背面に形成し、前記モ
ータステータと前記マグネットにより形成される磁束中
心位置を前記重心位置に一致させたスピンドルモータ。 - 【請求項4】請求項1または2において、1.8 インチ
以下の磁気ディスクを搭載するスピンドルモータで、モ
ータマグネットをハブ下端に構成したスピンドルモー
タ。 - 【請求項5】請求項4において、モータステータコイル
及びマグネットを軸方向に対向形としたスピンドルモー
タ。 - 【請求項6】請求項1,2,3,4または5のスピンド
ルモータを搭載した磁気ディスク装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13720693A JP2856027B2 (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | スピンドルモータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13720693A JP2856027B2 (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | スピンドルモータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06351190A true JPH06351190A (ja) | 1994-12-22 |
JP2856027B2 JP2856027B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=15193273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13720693A Expired - Fee Related JP2856027B2 (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | スピンドルモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2856027B2 (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6674201B2 (en) | 1999-12-23 | 2004-01-06 | Data Storage Institute | Spindle motor with an aerodynamic and hydrodynamic bearing assembly |
KR100576873B1 (ko) * | 2004-09-21 | 2006-05-10 | 삼성전기주식회사 | 유체동압베어링 스핀들모터 |
JP2006162857A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Olympus Corp | 光学装置及び照明装置 |
JP2007037252A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Nippon Densan Corp | カラーホイール回転用装置 |
US7277249B2 (en) | 2002-09-20 | 2007-10-02 | Fujitsu Limited | Method of and apparatus for head position control |
JP2008175188A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Toshiba Carrier Corp | 回転式圧縮機、冷凍サイクル装置 |
JP2010175046A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Alphana Technology Co Ltd | ディスク駆動装置 |
US8427778B2 (en) | 2009-01-30 | 2013-04-23 | Samsung Electro-Mechanics Japan Advanced Technology Co., Ltd. | Disk drive device provided with fluid dynamic bearing |
US8546987B2 (en) | 2009-09-18 | 2013-10-01 | Johnson Electric S.A. | Brushless DC motor |
JP2017200420A (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | 日本電産株式会社 | 回転駆動装置 |
DE102017003464A1 (de) * | 2017-04-10 | 2018-10-11 | Minebea Mitsumi Inc. | Spindelmotor |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4835371B2 (ja) | 2005-10-17 | 2011-12-14 | 日本電産株式会社 | 軸受ユニットおよびこれを備えた電動式のモータ |
CN102013750B (zh) | 2006-02-02 | 2013-01-16 | 日本电产株式会社 | 电机 |
-
1993
- 1993-06-08 JP JP13720693A patent/JP2856027B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6674201B2 (en) | 1999-12-23 | 2004-01-06 | Data Storage Institute | Spindle motor with an aerodynamic and hydrodynamic bearing assembly |
US7277249B2 (en) | 2002-09-20 | 2007-10-02 | Fujitsu Limited | Method of and apparatus for head position control |
KR100576873B1 (ko) * | 2004-09-21 | 2006-05-10 | 삼성전기주식회사 | 유체동압베어링 스핀들모터 |
JP2006162857A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Olympus Corp | 光学装置及び照明装置 |
JP2007037252A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Nippon Densan Corp | カラーホイール回転用装置 |
JP2008175188A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Toshiba Carrier Corp | 回転式圧縮機、冷凍サイクル装置 |
JP2010175046A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Alphana Technology Co Ltd | ディスク駆動装置 |
US8427778B2 (en) | 2009-01-30 | 2013-04-23 | Samsung Electro-Mechanics Japan Advanced Technology Co., Ltd. | Disk drive device provided with fluid dynamic bearing |
US8546987B2 (en) | 2009-09-18 | 2013-10-01 | Johnson Electric S.A. | Brushless DC motor |
JP2017200420A (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | 日本電産株式会社 | 回転駆動装置 |
DE102017003464A1 (de) * | 2017-04-10 | 2018-10-11 | Minebea Mitsumi Inc. | Spindelmotor |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2856027B2 (ja) | 1999-02-10 |
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Legal Events
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