JPH07255145A

JPH07255145A - スピンドルモータ

Info

Publication number: JPH07255145A
Application number: JP7151094A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Hattori; 隆宏服部
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 1995-10-03

Abstract

(57)【要約】【目的】ラビリンスシール構造のシール効果を安定か
つ確実に実現されるスピンドルモータを提供する。【構成】シャフト２がブラケット１に一体に形成さ
れ、記録ディスクが装着されるロータハブ４と、そのシ
ャフト２とロータハブ４との間に介在して設けられた一
対の玉軸受７，８とを有し、その玉軸受７，８のモータ
外部側には、シャフトとロータハブとにより、モータ内
外部を封止するラビリンスシール構造を備えたスピンド
ルモータである。シャフトと、これに対向するロータハ
ブとでモータ内部が規定される実質上環状空間１８のう
ち、玉軸受７，８相互の間には、その玉軸受７，８相互
の空気流通が実質上封止されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、種々のＯＡ機器等に組
み込まれ、磁気ディスクや光磁気ディスク等の記録ディ
スクの回転駆動装置に用いられるスピンドルモータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】記録ディスク、例えば、磁気ディスクの
回転駆動装置に用いられるスピンドルモータは、ディス
ク駆動時にディスク表面にダスト等の微粒子が付着する
と、不具合が生じる。というのは、ディスクのデータを
読取るヘッドと、ディスクとの間に微粒子が存在する
と、その微粒子がヘッドを破損し、データの読取りが、
不可能になることがある。なぜなら、ヘッドとディスク
間の幅と、微粒子の直径の大きさを比べると、前者は
０.１μmであり、後者は、例えば煙粒子の直径は６.２
５μmである。つまり微粒子といえども、ヘッドに対し
ては大きな物体なのである。よって、上記回転駆動装置
は、ディスク室（モータ外部）において、ダストや潤滑
剤等の浮遊量が、その装置の性能を左右する上で重要な
条件となるのである。

【０００３】そこで、ダストや潤滑剤の発生源の一つ
に、モータ内部とモータ外部との境界部にある玉軸受が
ある。玉軸受には、その内部に潤滑剤が含まれており、
ここから潤滑剤の微粒子が漏出し、その境界部を通って
モータ外部へと漏出することがある。詳細を、図４を用
いて、従来のスピンドルモータについて説明する。

【０００４】従来のスピンドルモータは、静止部材とし
て、シャフト部２が一体成形されたブラケット１、ステ
ータ３で構成されている。一方、回転部材として、ロー
タハブ４、ロータマグネット５、ヨーク１１、そして環
状ブッシュ６で構成されている。そして、ロータハブ４
は、固定シャフト２に対して、一対の玉軸受７、８を介
して相対的に回転自在に支持されている。

【０００５】環状ブッシュ６は、玉軸受７の上部に位置
し、ロータハブ４の内周と玉軸受７の外輪とにより固定
されている。環状ブッシュ６の内周は、固定シャフト２
の外周と微小間隙１５ａを隔てて対向し、環状ブッシュ
６の底面６ａは、玉軸受７の内輪と微小間隙１５ａを隔
てて対向している。また、玉軸受８の外輪とブラケット
１の中央上端面１ａとの間に微小間隙１６を形成し、更
にヨーク１１の外周とブラケット１の内周との間に微小
間隙１７を形成している。

【０００６】これらの間隙は、モータの回転中、モータ
内外の気圧差とその間隙の大きさとの関係によりシール
効果が得られ、微粒子の漏出は抑えられる。これは、ラ
ビリンスシール構造とよばれている。このラビリンスシ
ール構造は、モータ内外の気圧差が平衡状態を保つ時、
それを形成している微小間隙において、空気層が形成さ
れ、空気は実質上流れない。従って、微粒子は、その空
気層に遮られて微小間隙を通過することはなく、モータ
外部へ漏出することはない。

【０００７】しかしながら、上記構成のスピンドルモー
タでは、モータの内外部が上記間隙を通して連通してい
る。このため、モータの使用に際しては、モータ内外に
おける温度変化が生じたり、モータの構造の歪が生じる
等のモータに異常が起きると、平衡状態はくずれ空気流
が生じてしまう。そしてモータ内部の微粒子は、空気流
にかき乱され間隙の空気層を通り抜けてしまうことがあ
る。これによりラビリンスシール性能の低下を招き、安
定かつ確実なシール効果が実現されていないという問題
があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、従来
技術に存する上記の問題点に鑑み行われたものであっ
て、その目的とするところは、ラビリンスシール構造の
シール効果を安定かつ確実に実現されるスピンドルモー
タを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスピンドルモータでは、静止部材と記録デ
ィスクが装着されるロータハブと前記静止部材と前記ロ
ータハブとの間に介在して設けられた一対の軸受部材と
を有し、前記軸受部材のモータ外部側には、前記静止部
材と前記ロータハブとにより、モータ内外部を封止する
ラビリンスシール構造を備えたスピンドルモータにおい
て、前記静止部材とこれに対向する前記ロータハブとで
モータ内部が規定される、実質上環状空間のうち、前記
軸受部材相互の間には、該軸受部材相互の空気流通が実
質上封止されている。

【００１０】前記軸受部材相互の間には、前記静止部材
と前記ロータハブとの半径方向の間隙が微小に形成され
るラビリンスシール構造が設けられることが望ましい。

【００１１】また、前記ラビリンスシール構造は、環状
部材が前記静止部材及び／または前記ロータハブに、同
軸的に設けられることが望ましい。

【００１２】更に前記環状部材は、固定して設けられる
側の部材と、実質上同一の熱膨張係数を有していること
が望ましい。

【００１３】

【作用】上述のスピンドルモータによれば、軸受部材相
互の間における空気流通が実質上封止されることによ
り、モータ内部において空気流が起きにくくなる。この
ためモータ内外部を封止するラビリンスシール構造のシ
ール効果が一層発揮され、安定かつ確実なシール効果が
得られる。

【００１４】軸受部材相互の間において、空気流通を風
止するためにラビリンスシール構造を採用することによ
り、容易に空気流の発生を防止することが可能となる。

【００１５】軸受部材相互の相互の間におけるラビリン
スシール構造は、環状部材を同軸的に静止部材またはロ
ータハブに、或いはそれら両方に設けることで容易にこ
のシール構造が形成される。また、このシール構造は、
従来型モータの大幅な設計変更を行わず部材の追加だけ
で形成されるため、低コストでシール性能の向上が図れ
る。

【００１６】環状部材は、固定して設けられる側の部材
と実質上同一の熱膨張係を有することで、それらの部材
間の熱膨張による歪を阻止することが可能となる。これ
により、精度良いラビリンスシール構造が得られ、シー
ル性能の安定維持が図れる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照して
詳細に説明する。なお、図中において従来と同じ符号を
用いている箇所は、同一もしくは相当するものを示して
いる。

【００１８】図１は、本発明にかかるスピンドルモータ
の第一実施例を示した全体断面図である。

【００１９】同図に示すスピンドルモータは、静止部材
として断面が略凹形に形成されたブラケット１を有して
いる。ブラケット１は、最外周に設けられた環状のフラ
ンジ部１ａと、その内側に位置する外周壁部１ｂと、外
周壁部１ｂの内方下部に形成された環状の底部１ｃを有
している。底部１ｃの内側には、大径内周壁部１ｄと小
径内周壁部１ｅとが設けられている。更に小径内周壁部
１ｅの中心は、円柱状のシャフト部２が軸線方向に延び
ている。

【００２０】ブラケット１の小径内周壁部１ｅの外周面
にステータコア３ａが嵌合され、大径内周壁部１ｄの上
面に支持されている。ステータコア３ａには、ステータ
コイル３ｂが捲回されステータ３を形成している。ま
た、ブラケット１の底部１ｃの上面１ｆには、対向する
ステータコイル３ｄとの絶縁を確保するために、環状の
絶縁紙９が貼り付けられている。

【００２１】４は、回転部材として略椀形状に形成され
たロータハブである。ロータハブ４は、例えばアルミニ
ウム合金等から形成されており、中央部に嵌合孔１０を
形成する基部４ａと、基部４ａの外周に形成されたフラ
ンジ部４ｂとから構成されている。フランジ部４ｂの下
端部には、円筒上のヨーク１１がかしめ固定されてい
る。また、ヨーク１１の内周側には、円筒状のロータマ
グネット１２が接着固定されている。

【００２２】ロータハブ４の嵌合孔１０は、上端の開口
部に大径嵌合孔１０ａ、そして、大径嵌合孔１０ａの下
側と、下端の開口部４ｃの２カ所に中径嵌合孔１０ｂ，
１０ｃ、更に中間部に、小径嵌合孔１０ｄから形成され
ている。ロータハブ４は、ブラケット１のシャフト部２
との間に、一対の軸受部材として第一及び第二玉軸受
７，８が介在して、回転支持されている。第一及び第二
玉軸受７，８は、ロータハブ４の中径嵌合孔１０ｂ，１
０ｃに各々固定されている。

【００２３】第一玉軸受７の上側には、環状ブッシュ６
が配置され、ロータハブ４の大径嵌合孔１０ａと第一玉
軸受７の外輪７ａに固定されている。環状ブッシュ６
は、シャフト部２の外周２ａと微小間隙１５ａを隔てて
いる。また、環状ブッシュ６は、第一玉軸受７の内輪７
ｂの上端面とも微小間隙１５ｂを隔てている。微小間隙
１５ａ，１５ｂは、ラビリンスシール構造を形成してい
るので、第一玉軸受７からの潤滑剤の漏出を防止する。

【００２４】一方、第二玉軸受８は、小径内周壁部１ｅ
に位置決めされて固定されている。外輪８ａは、小径内
周壁部１ｅの上面１ｈと微小間隙１６を隔てている。

【００２５】以上のように構成されたスピンドルモータ
において、ステータコイル３ｂに直流電流を流し、コイ
ル３ｂに発生する磁界とロータマグネット１２との電磁
誘導作用により、ロータハブ４は回転する。

【００２６】回転に伴って、玉軸受７，８は、内部に充
填されている潤滑剤が軸受の構造上滲み出ることがあ
る。滲み出た潤滑剤は、その玉軸受７，８の近傍からモ
ータ内部において微粒子となり拡散する。しかし、モー
タ外部へはモータ内外部を封止するラビリンスシール構
造を形成しているので、潤滑剤の微粒子がその間隔を通
過することは阻止できる。

【００２７】また、１３は環状部材で、モータ内部にお
ける一対の玉軸受７，８相互の間とシャフト部２とロー
タハブ４とで環状部材１８が規定される。モータ内部
は、ロータハブ４の小径嵌合孔１０ｄに固定されてい
る。環状部材の上端面には、ロータハブ４へ固定する時
の位置決め段部１３ａが設けられている。なお、環状部
材１３は、間隙（０.０２〜０.０５ｍｍ）を隔てて対向
している。即ち、それは、環状部材１３と第一玉軸受７
とで形成される微小間隙１４ａと、第二玉軸受８とで形
成される微小間隙１４ｂと、シャフト部２の外周とで形
成される微小間隙１４ｃである。これら間隙１４ａ及至
１４ｃは、第一玉軸受７と第二玉軸受８との相互間にお
けるラビリンスシール構造をなす。

【００２８】なお、微小間隙１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，
１５ａ，１５ｂ，１６，１７の大きさは、０.０２〜０.
０５ｍｍ範囲であって、ロータハブ４の円滑な回転が疎
外されない程の間隔とする。

【００２９】なお、環状部材１３は、ロータハブ合金か
ら形成されており、ロータハブ４と実質上同一の熱膨張
係数を有する材質が用いられている。これは、熱膨張時
に各々の部材の膨張率を合わしておくことで、環状部材
１３とロータハブ４との接合部における歪みを防止する
ためである。これにより上記微小間隙１４ａ及至１４ｃ
を精度よく維持することができる。

【００３０】以上のように環状部材１３を設けること
で、環状空間１８における第一及び第二玉軸受７，８相
互間の空気流通が実質上封じられ、これら相互間の空気
流が起きにくいこうせいとなる。これにより第一玉軸受
７側に設けられた環状ブッシュ６によるラビリンスシー
ル構造のシール性能が高められる。そして他方、第二玉
軸受８側に設けられたラビリンスシール構造のシール性
能も同様に高められる。そして環状空間１８は空気の溜
まり部分が極めて少ない構成となっているため、不浄な
空気の存在自体も低減される。

【００３１】また、このシール構造は、従来型モータの
大幅な設計変更を行わず部材の追加だけで形成されるた
め、低コストでシール性能の向上が図れる。

【００３２】このように、本発明は、未然に空気流を阻
止するために、空気の溜まり部分をなくして空気を流れ
なくするという思想のもとモータ内外部を封じるシール
効果を向上させるというものである。即ち、最も空気量
が多い環状空間１８を環状部材１３で封じることで、実
質上空気を流さない構成となっている。これは、環状空
間１８において空気流が起きにくいと同時に、ダストの
浮遊量も抑えられ、モータ内部の気圧は安定した状態を
保ちシール効果は格段に向上する。

【００３３】次に図２及び図３は、図１の第一実施例の
変形例として、第二及至第六実施例を示している。な
お、いずれの図も特徴部分のみを示した要部拡大断面図
であり、図１と共通する部分は図示を省略してある。ま
ず第二実施例である図２（ａ）は、環状部材１３がシャ
フト部２に固定されており、環状部材１３で微小な間隙
１４を設けるように構成されている。本実施例の場合
も、環状部材１３に関する固定位置と組立手順が第一実
施例と異なるだけで、同様の効果が得られる。次に第三
実施例である図２（ｂ）は、ロータハブ４側とシャフト
部２側の両方に径の大きさの違う大径環状部材１３ｂ，
小径環状部材１３ｃを装着し、環状空間１８を実質上封
止するというものである。いずれの環状部材１３も、対
向する部材と微小間隙１４を隔てている。

【００３４】次に第四実施例である図３（ａ）は、ロー
タハブ４の小径嵌合孔１０ｄの径の大きさをシャフト部
２の近傍まで縮小させ、突出部２ａを形成する。突出部
４ａはシャフト２と微小間隙１４を隔てた構成となって
いる。本実施例の場合は、組立上ブラケット１とシャフ
ト部２を別部材とする必要があるが、第一、第二、及び
第三実施例のような環状部材１３の熱膨張による歪の影
響を考慮する必要がない。第五実施例である図３（ｂ）
は、シャフト部２の中間部の環状空間１８に面している
部位において、環状の突出部２ｂを設けて環状空間１８
を実質上封止するものである。本実施例の場合は、第四
実施例に示した突出部２ａをシャフト部２に突出部２ｂ
として設けた構成となっている。更に第六実施例である
図３（ｃ）は、シャフト部２とロータハブ４の両方に突
出部２ｂ，２ｃを設け、環状空間１８を実質上封止する
ものである。本実施例の場合は、第四、及び第五実施例
よりも突出部２ａ、２ｂを形成するバイト加工による削
り量が最小限に抑えられる。

【００３５】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更す
ることが可能である。例えば、全ての実施例では、モー
タ内外部を封じるために両玉軸受７，８に対応する各々
にラビリンスシール構造を構成しているが、一方だけの
場合でも効果は発揮される。また、別構成でそのラビリ
ンスシール構造を形成してもよい。

【００３６】ここで環状ブッシュ６によって規定される
ラビリンスシール構造の別の方法を図４及び図５におい
て開示する。

【００３７】ロータハブ４の大径嵌合孔１０ａの内壁に
環状の凹溝２０が設けられている。環状ブッシュ６の外
周にはゴム等の弾性部材１９を装着されている。環状ブ
ッシュ６に装着された弾性部材１９の外径の大きさは、
大径嵌合孔１０ａの内径よりも僅かに大きく、環状の凹
溝２０の底部２０ａの径よりも僅かに小さい。また、凹
溝２０は、環状ブッシュ６の装着時に弾性部材１９に対
向する位置関係にある。以上の環状部材６をシャフト部
２に嵌合すると、環状部材６と大径嵌合孔１０ａとの径
の大きさの関係上、組立時に大径嵌合孔１０ａの端部２
０ｂが弾性部材１９と接触する。しかし、弾性部材１９
の弾力性により不具合なく環状ブッシュ６は嵌合され
る。こうして大径嵌合孔１０ａの凹溝２０と弾性部材１
９が装着された環状ブッシュ６とで微小な間隙が形成さ
れ、断面がコの字状のラビリンスシール構造が形成され
る。

【００３８】或いは図５は、図４で開示した環状ブッシ
ュ６の代わりに、ゴム等の環状弾性部材２１をシャフト
部２に固定する。環状弾性部材２１の外径は、大径嵌合
孔１０ａの内径よりも僅かに大きく、大径嵌合孔１０ａ
内の凹溝２０の底部２０ａの径よりも僅かに小さい。ま
た、環状弾性部材２１の側面は、固定時に凹溝２０と対
向する位置関係にある。この場合も、径の大きさの関係
により、環状弾性部材２１は、組立時に大径嵌合孔１０
ａの端部２０ｂと接触する。しかし、弾力性があるので
不具合はない。以上２つの方法は、弾性材の弾力特性を
有効に利用してラビリンスシール構造が容易な方法で形
成されている。

【００３９】

【発明の効果】本発明のスピンドルモータは、上述の構
成をしているので次のような効果を奏する。即ち、軸受
部材相互の間に空気流通が実質上封止されたことによ
り、モータ内外部を封止するラビリンスシール構造にお
いて、より安定かつ確実なシール効果が実現される。

【００４０】軸受部材相互の間における空気流通の封止
は、従来型モータの大幅な設計変更なしに環状部材をそ
こに備えることで、モータ内外部を封じるラビリンスシ
ール効果が向上したということで、低コストで性能の向
上が図れる。また、その環状部材は、固定される側の部
材と実質上同一の熱膨張係数を有する材質が用いられた
ことにより、熱膨張による部材間の歪が最小限にくい止
められ、安定したラビリンスシール性能が維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従うスピンドルモータの第一実施例を
示す全体断面図である。

【図２】図２における（ａ），（ｂ）は、図１に示すス
ピンドルモータの第二、及び第三実施例を示す要部拡大
断面図である。

【図３】図３における（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１
に示すスピンドルモータの第四、第五、及び第六実施例
を示す要部拡大断面図である。

【図４】環状部材に関する別の構成を示す要部拡大断面
図である。

【図５】環状部材に関する別の構成を示す要部拡大断面
図である。

【図６】従来のスピンドルモータを示す全体断面図であ
る。

【符号の説明】

１ブラケット２シャフト部３ステータ４ロータハブ７第一玉軸受８第二玉軸受１２ロータマグネット１３環状部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１５ａ，１５ｂ，１６，１７
微小間隙１８環状空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静止部材と、記録ディスクが装着されるロータハブと、前記静止部材と前記ロータハブとの間に介在して設けら
れた一対の軸受部材とを有し、前記軸受部材のモータ外部側には、前記静止部材と前記
ロータハブとにより、モータ内外部を封止するラビリン
スシール構造を備えたスピンドルモータにおいて、前記静止部材とこれに対向する前記ロータハブとでモー
タ内部が規定される、実質上環状空間のうち、前記軸受
部材相互の間は、該軸受部材相互の空気流通が実質上封
止された、ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項２】前記軸受部材相互の間には、前記静止部
材と前記ロータハブとの半径方向の間隙が微小に形成さ
れるラビリンスシール構造が設けられた請求項１記載の
スピンドルモータ。
【請求項３】前記ラビリンスシール構造は、環状部材
が前記静止部材及び／または前記ロータハブに、同軸的
に設けられた請求項２記載のスピンドルモータ。
【請求項４】前記環状部材は、固定して設けられる側
の部材と、実質上同一の熱膨張係数を有した請求項３記
載のスピンドルモータ。