JPH11218128A - スピンドルモータ及び回転体装置 - Google Patents
スピンドルモータ及び回転体装置Info
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- JPH11218128A JPH11218128A JP10018425A JP1842598A JPH11218128A JP H11218128 A JPH11218128 A JP H11218128A JP 10018425 A JP10018425 A JP 10018425A JP 1842598 A JP1842598 A JP 1842598A JP H11218128 A JPH11218128 A JP H11218128A
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- spindle motor
- bearing
- dynamic pressure
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/107—Grooves for generating pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
- F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
- F16C17/107—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one surface for radial load and at least one surface for axial load
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/085—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハーフホワール現象が生じないようにしてア
キシャル方向及びラジアル方向の振れを極めて小さく抑
えることができ、かつ製作が容易であるスピンドルモー
タ、及び回転体装置を提供する。 【解決手段】 モータフレーム１１とロータ１３とステ
ータ１４とモータコイル１５と永久磁石１６と液体動圧
軸受Ａからなる。液体動圧軸受Ａは、回転軸１２とハウ
ジング１１ａと押えリング１８からなる。ハウジング１
１ａの円筒孔１１ａ１ に回転軸１２のスラスト軸受部
１２ａを、また円筒孔１１ａ２ に回転軸１２のラジア
ル軸受部１２ｂを収容して潤滑オイルを充填し、円筒孔
１１ａ４ に押えリング１７を圧入固定した。ロータ１
３は、ボス部１３ａの端面を前記回転軸１２の段部端面
に当接した状態に該ボス部１３ａを前記回転軸１２の支
持軸部１２ｃに圧入固着してロータ１３に備えた磁石１
６の回転軸１２方向の磁気中心とステータ１４コイル１
５の回転軸１２方向の磁気中心とを略一致させた。
キシャル方向及びラジアル方向の振れを極めて小さく抑
えることができ、かつ製作が容易であるスピンドルモー
タ、及び回転体装置を提供する。 【解決手段】 モータフレーム１１とロータ１３とステ
ータ１４とモータコイル１５と永久磁石１６と液体動圧
軸受Ａからなる。液体動圧軸受Ａは、回転軸１２とハウ
ジング１１ａと押えリング１８からなる。ハウジング１
１ａの円筒孔１１ａ１ に回転軸１２のスラスト軸受部
１２ａを、また円筒孔１１ａ２ に回転軸１２のラジア
ル軸受部１２ｂを収容して潤滑オイルを充填し、円筒孔
１１ａ４ に押えリング１７を圧入固定した。ロータ１
３は、ボス部１３ａの端面を前記回転軸１２の段部端面
に当接した状態に該ボス部１３ａを前記回転軸１２の支
持軸部１２ｃに圧入固着してロータ１３に備えた磁石１
６の回転軸１２方向の磁気中心とステータ１４コイル１
５の回転軸１２方向の磁気中心とを略一致させた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、液体動圧軸受を
構成する回転軸にロータが固定されかつ液体動圧軸受を
構成するハウジングにステータが固定されたスピンドル
モータ、及び回転体装置に関する。
構成する回転軸にロータが固定されかつ液体動圧軸受を
構成するハウジングにステータが固定されたスピンドル
モータ、及び回転体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は米国特許第５，４８７，６０８号
に係るスピンドルモータであり、液体動圧軸受を構成す
る回転軸１がロータ２と一体に削成され、動圧軸受を構
成するハウジング３に回転軸１を通してハウジング３の
下面に設けられた二段凹部を構成する小径凹部３ａに円
環状のスラスト軸受部材４を収容して該スラスト軸受部
４を回転軸１に強制嵌合しかつ小径凹部３ａとスラスト
軸受部材４の間にオイル溜を設けさらに大径凹部３ｂに
押えリング５を圧入して、回転軸の周囲の隙間に潤滑オ
イルが充填されて底蓋が嵌合され、スラスト軸受部材４
の両側にスラスト動圧軸受が、また、スラスト軸受より
も上方の回転軸１の周面にラジアル動圧軸受が構成さ
れ、そして、ラジアル動圧発生溝が高速回転時に潤滑オ
イルの正味の流れがスラスト軸受の方向に向かうように
設けられ、かつスラスト動圧発生溝が高速回転時に潤滑
オイルの正味の流れがラジアル方向に向かうように設け
られ、もって高速回転時に潤滑オイルが漏出しないよう
に工夫され、さらに、潤滑オイルの外気に触れる箇所に
オイル溜６からなるキャピラリーシールが施されて回転
停止時に潤滑オイルが漏出しないように工夫され、さら
にまた、ラジアル軸受とスラスト軸受を連通孔９ａ，９
ｂ，１０で連通して動圧によって生じさせられる潤滑液
体の流れを円滑にする構成である。
に係るスピンドルモータであり、液体動圧軸受を構成す
る回転軸１がロータ２と一体に削成され、動圧軸受を構
成するハウジング３に回転軸１を通してハウジング３の
下面に設けられた二段凹部を構成する小径凹部３ａに円
環状のスラスト軸受部材４を収容して該スラスト軸受部
４を回転軸１に強制嵌合しかつ小径凹部３ａとスラスト
軸受部材４の間にオイル溜を設けさらに大径凹部３ｂに
押えリング５を圧入して、回転軸の周囲の隙間に潤滑オ
イルが充填されて底蓋が嵌合され、スラスト軸受部材４
の両側にスラスト動圧軸受が、また、スラスト軸受より
も上方の回転軸１の周面にラジアル動圧軸受が構成さ
れ、そして、ラジアル動圧発生溝が高速回転時に潤滑オ
イルの正味の流れがスラスト軸受の方向に向かうように
設けられ、かつスラスト動圧発生溝が高速回転時に潤滑
オイルの正味の流れがラジアル方向に向かうように設け
られ、もって高速回転時に潤滑オイルが漏出しないよう
に工夫され、さらに、潤滑オイルの外気に触れる箇所に
オイル溜６からなるキャピラリーシールが施されて回転
停止時に潤滑オイルが漏出しないように工夫され、さら
にまた、ラジアル軸受とスラスト軸受を連通孔９ａ，９
ｂ，１０で連通して動圧によって生じさせられる潤滑液
体の流れを円滑にする構成である。
【０００３】しかしながら、上記スピンドルモータは、
ロータ２と回転軸１が一体に形成されているのでラジア
ル動圧発生溝の形成が難しく、また回転軸１の下部にス
ラスト軸受部材４が設けられ該スラスト軸受部材４の両
面がスラスト動圧軸受を、また、回転軸１のスラスト軸
受部材４よりも上側の軸周面がラジアル動圧軸受を構成
しており、ハウジング３にロータ２と回転軸１の重心に
対応する位置を支持する構造であり、ラジアル軸受とス
ラスト軸受を連通孔９ａ，９ｂ，１０で連通しているこ
とが超精密な回転バランスを確保できない原因になって
いるので、起動時及び回転停止時にステータに対するロ
ータの倒れが大きくなり、軸受を構成する部材間に接触
摺動が生じやすく、製品寿命を短縮させる惧れがあり、
さらに高速回転時にハーフホワール現象の原因となりア
キシャル方向の振れを例えばロータの回転中心から７〜
８ｍｍのところで±５μｍ以下、またラジアル方向の振
れを±２．５μｍ以下に極めて小さく抑える必要がある
ＨＤＤ等のスピンドルモータには適用できない。また、
該スピンドルモータは、ロータ２と一体に削成された回
転軸１にラジアル動圧発生溝を形成するのが難しくコス
ト高に繋がっており、またラジアル軸受とスラスト軸受
を連通孔９ａ，９ｂ，１０で連通していることもコスト
高に繋がっている。
ロータ２と回転軸１が一体に形成されているのでラジア
ル動圧発生溝の形成が難しく、また回転軸１の下部にス
ラスト軸受部材４が設けられ該スラスト軸受部材４の両
面がスラスト動圧軸受を、また、回転軸１のスラスト軸
受部材４よりも上側の軸周面がラジアル動圧軸受を構成
しており、ハウジング３にロータ２と回転軸１の重心に
対応する位置を支持する構造であり、ラジアル軸受とス
ラスト軸受を連通孔９ａ，９ｂ，１０で連通しているこ
とが超精密な回転バランスを確保できない原因になって
いるので、起動時及び回転停止時にステータに対するロ
ータの倒れが大きくなり、軸受を構成する部材間に接触
摺動が生じやすく、製品寿命を短縮させる惧れがあり、
さらに高速回転時にハーフホワール現象の原因となりア
キシャル方向の振れを例えばロータの回転中心から７〜
８ｍｍのところで±５μｍ以下、またラジアル方向の振
れを±２．５μｍ以下に極めて小さく抑える必要がある
ＨＤＤ等のスピンドルモータには適用できない。また、
該スピンドルモータは、ロータ２と一体に削成された回
転軸１にラジアル動圧発生溝を形成するのが難しくコス
ト高に繋がっており、またラジアル軸受とスラスト軸受
を連通孔９ａ，９ｂ，１０で連通していることもコスト
高に繋がっている。
【０００４】また、別の従来技術として、ロータと回転
軸を高精度に別体として形成し、ロータと回転軸の隙間
を１〜２００μｍ程度確保して接着剤及び接合軸を用い
て嵌合固定する方法もある。この方法によれば、接着剤
が固化する過程で回転軸とロータの回転中心がずれさら
に回転中心同士が平行でなくなることに起因して、上述
したＨＤＤ等のスピンドルモータに要求されるアキシャ
ル方向の振れとラジアル方向の振れが要求値以下に小さ
く抑えることができなかった。また、接着剤が必要でな
い箇所まで流れ込み他のトラブルの原因になってしま
う。
軸を高精度に別体として形成し、ロータと回転軸の隙間
を１〜２００μｍ程度確保して接着剤及び接合軸を用い
て嵌合固定する方法もある。この方法によれば、接着剤
が固化する過程で回転軸とロータの回転中心がずれさら
に回転中心同士が平行でなくなることに起因して、上述
したＨＤＤ等のスピンドルモータに要求されるアキシャ
ル方向の振れとラジアル方向の振れが要求値以下に小さ
く抑えることができなかった。また、接着剤が必要でな
い箇所まで流れ込み他のトラブルの原因になってしま
う。
【０００５】さらに、別の従来技術として、ロータと回
転軸を一応の精度を出して別体として形成し、ロータと
回転軸を軽圧入しスピンドルモータとして組み立てた
後、モータを駆動してロータのアキシャル方向の振れを
設計値以下に抑えるための振れ取り加工を行っている。
この方法によれば、切粉がモータ内部に入り込んでしま
う可能性がある。
転軸を一応の精度を出して別体として形成し、ロータと
回転軸を軽圧入しスピンドルモータとして組み立てた
後、モータを駆動してロータのアキシャル方向の振れを
設計値以下に抑えるための振れ取り加工を行っている。
この方法によれば、切粉がモータ内部に入り込んでしま
う可能性がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本願発明は、上述した
点に鑑み案出したもので、ハーフホワール現象が生じな
いようにしてアキシャル方向及びラジアル方向の振れを
極めて小さく抑えることができ、かつ製作が容易である
スピンドルモータ、及び回転体装置を提供することにあ
る。
点に鑑み案出したもので、ハーフホワール現象が生じな
いようにしてアキシャル方向及びラジアル方向の振れを
極めて小さく抑えることができ、かつ製作が容易である
スピンドルモータ、及び回転体装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願発明は、液体動圧軸
受を構成する回転軸にロータが固定されかつ液体動圧軸
受を構成するハウジングにステータが固定されたスピン
ドルモータにおいて、前記液体動圧軸受は、前記回転軸
が中途に円盤状のスラスト軸受部を一体に有し両端がラ
ジアル軸受部と支持軸部となっていて、前記ハウジング
に形成された大径と小径の円筒孔に前記回転軸の該スラ
スト軸受部と該ラジアル軸受部を収容し周囲の隙間に潤
滑オイルを充填してハウジングに固定する押えリングで
封止することで構成され、前記ロータは、中央に設けた
ボス部が前記回転軸の支持軸部に圧入固着され、該ボス
部の端面が前記回転軸の段部端面に当接されて圧入方向
の位置決めがされてロータに備えた磁石の回転軸方向の
磁気中心とステータコイルの回転軸方向の磁気中心とを
略一致させたことを特徴とするスピンドルモータを提供
することにある。
受を構成する回転軸にロータが固定されかつ液体動圧軸
受を構成するハウジングにステータが固定されたスピン
ドルモータにおいて、前記液体動圧軸受は、前記回転軸
が中途に円盤状のスラスト軸受部を一体に有し両端がラ
ジアル軸受部と支持軸部となっていて、前記ハウジング
に形成された大径と小径の円筒孔に前記回転軸の該スラ
スト軸受部と該ラジアル軸受部を収容し周囲の隙間に潤
滑オイルを充填してハウジングに固定する押えリングで
封止することで構成され、前記ロータは、中央に設けた
ボス部が前記回転軸の支持軸部に圧入固着され、該ボス
部の端面が前記回転軸の段部端面に当接されて圧入方向
の位置決めがされてロータに備えた磁石の回転軸方向の
磁気中心とステータコイルの回転軸方向の磁気中心とを
略一致させたことを特徴とするスピンドルモータを提供
することにある。
【０００８】本願発明は、前記液体動圧軸受が、前記ス
ラスト軸受及び前記ラジアル軸受の少なくとも一方にオ
イル溜を有することを特徴とするスピンドルモータを提
供することにある。本願発明は、前記回転軸の支持軸部
と前記ロータのボス部との軸方向の嵌合長さと嵌合径と
の比率が、約０．３から約２．０の範囲にあることを特
徴とするスピンドルモータを提供することにある。
ラスト軸受及び前記ラジアル軸受の少なくとも一方にオ
イル溜を有することを特徴とするスピンドルモータを提
供することにある。本願発明は、前記回転軸の支持軸部
と前記ロータのボス部との軸方向の嵌合長さと嵌合径と
の比率が、約０．３から約２．０の範囲にあることを特
徴とするスピンドルモータを提供することにある。
【０００９】本願発明は、前記液体動圧軸受が、前記支
持軸部の軸受隙間の外気に触れる端部に外気側に向かっ
て拡大するオイル溜からなるキャピラリーシールを有す
ることを特徴とするスピンドルモータを提供することに
ある。本願発明は、スピンドルモータを駆動源とするこ
とを特徴とする回転体装置を提供することにある。
持軸部の軸受隙間の外気に触れる端部に外気側に向かっ
て拡大するオイル溜からなるキャピラリーシールを有す
ることを特徴とするスピンドルモータを提供することに
ある。本願発明は、スピンドルモータを駆動源とするこ
とを特徴とする回転体装置を提供することにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】本願発明のスピンドルモータの第
一の実施の形態を図１を参照して説明する。このスピン
ドルモータＭは、液体動圧軸受Ａを構成するハウジング
１１ａを固定しているモータフレーム１１と、液体動圧
軸受Ａを構成する回転軸１２に固定されたロータ１３
と、ハウジング１１ａの外周に圧入固着されたステータ
１４と、ステータ１４に備えられたモータコイル１５
と、ロータ１３に設けられた永久磁石１６と、ロータ１
３の上面に固着されたメディアチャック用磁石１７を備
えてなる。
一の実施の形態を図１を参照して説明する。このスピン
ドルモータＭは、液体動圧軸受Ａを構成するハウジング
１１ａを固定しているモータフレーム１１と、液体動圧
軸受Ａを構成する回転軸１２に固定されたロータ１３
と、ハウジング１１ａの外周に圧入固着されたステータ
１４と、ステータ１４に備えられたモータコイル１５
と、ロータ１３に設けられた永久磁石１６と、ロータ１
３の上面に固着されたメディアチャック用磁石１７を備
えてなる。
【００１１】液体動圧軸受Ａは、前記回転軸１２と前記
ハウジング１１ａと押えリング１８からなる。回転軸１
２は、中途に円盤状のスラスト軸受部１２ａを一体に有
し両端がラジアル軸受部１２ｂと支持軸部１２ｃとなっ
ている。ハウジング１１ａは、モータフレーム１１に一
体に形成されていて三段円筒孔を有する形状であり、中
間径円筒孔１１ａ１ に回転軸１２のスラスト軸受部１
２ａを、また小径円筒孔１１ａ２ に回転軸１２のラジ
アル軸受部１２ｂを収容し、小径円筒孔１１ａ２ の下
側の円形凹部１１ａ３ に円形な底蓋１９を圧入固着
し、回転軸１２の周囲の隙間に潤滑オイルを充填してか
ら大径円筒孔１１ａ４ に押えリング１８を圧入固定し
て回転軸１２のスラスト軸受部１２ａを封止して、スラ
スト軸受部１２ａの両面にスラスト動圧発生溝１２ａ１
，１２ａ２ が刻設されていて該スラスト軸受部１２ａ
とハウジング１１ａ及び押えリング１８がスラスト動圧
軸受を、また、ラジアル軸受部１２ｂの周面にラジアル
動圧発生溝１２ｂ１ が刻設されていて該ラジアル軸受
部１２ｂとハウジング１１ａが該ラジアル動圧軸受を構
成している。そして、ロータ１３は、中央にボス部１３
ａを有し該ボス部１３ａの端面を前記回転軸１２のスラ
スト軸受部１２ａに当接した状態に該ボス部１３ａを前
記回転軸１２の支持軸部１２ｃに圧入固着され、かつロ
ータ１３に備えた磁石１６の回転軸１２方向の磁気中心
とステータコイル１５の回転軸１２方向の磁気中心とが
略一致している。
ハウジング１１ａと押えリング１８からなる。回転軸１
２は、中途に円盤状のスラスト軸受部１２ａを一体に有
し両端がラジアル軸受部１２ｂと支持軸部１２ｃとなっ
ている。ハウジング１１ａは、モータフレーム１１に一
体に形成されていて三段円筒孔を有する形状であり、中
間径円筒孔１１ａ１ に回転軸１２のスラスト軸受部１
２ａを、また小径円筒孔１１ａ２ に回転軸１２のラジ
アル軸受部１２ｂを収容し、小径円筒孔１１ａ２ の下
側の円形凹部１１ａ３ に円形な底蓋１９を圧入固着
し、回転軸１２の周囲の隙間に潤滑オイルを充填してか
ら大径円筒孔１１ａ４ に押えリング１８を圧入固定し
て回転軸１２のスラスト軸受部１２ａを封止して、スラ
スト軸受部１２ａの両面にスラスト動圧発生溝１２ａ１
，１２ａ２ が刻設されていて該スラスト軸受部１２ａ
とハウジング１１ａ及び押えリング１８がスラスト動圧
軸受を、また、ラジアル軸受部１２ｂの周面にラジアル
動圧発生溝１２ｂ１ が刻設されていて該ラジアル軸受
部１２ｂとハウジング１１ａが該ラジアル動圧軸受を構
成している。そして、ロータ１３は、中央にボス部１３
ａを有し該ボス部１３ａの端面を前記回転軸１２のスラ
スト軸受部１２ａに当接した状態に該ボス部１３ａを前
記回転軸１２の支持軸部１２ｃに圧入固着され、かつロ
ータ１３に備えた磁石１６の回転軸１２方向の磁気中心
とステータコイル１５の回転軸１２方向の磁気中心とが
略一致している。
【００１２】なお、ステータコイル１５のコイル線の端
末１５ａは、モータフレーム１１の円環状凹部に敷設さ
れたフレキシブルプリント配線２０の極とハンダ２１で
結線されている。また、ロータ１３の中央のボス部１３
ａは上端が閉じていて球面状になっており、リムーバブ
ルメディアディスクの中央の孔をボス部１３ａの上端部
に円滑に被嵌できるようになっている。さらに、ロータ
１３の中央のボス部１３ａの閉じた上端部にエア抜き孔
１３ａ１ が有って、ボス部１３ａと支持軸部１２ｃを
嵌合する際のボス部１３ａ内のエア抜きを保証してい
る。
末１５ａは、モータフレーム１１の円環状凹部に敷設さ
れたフレキシブルプリント配線２０の極とハンダ２１で
結線されている。また、ロータ１３の中央のボス部１３
ａは上端が閉じていて球面状になっており、リムーバブ
ルメディアディスクの中央の孔をボス部１３ａの上端部
に円滑に被嵌できるようになっている。さらに、ロータ
１３の中央のボス部１３ａの閉じた上端部にエア抜き孔
１３ａ１ が有って、ボス部１３ａと支持軸部１２ｃを
嵌合する際のボス部１３ａ内のエア抜きを保証してい
る。
【００１３】この場合、前記回転軸１２の支持軸部１２
ｃと前記ロータ１３のボス部１３ａとの軸方向の嵌合長
さｈと嵌合径ｄとの比率が、約０．３から約２．０の範
囲であることが好ましい。ｈとｄとの比率が０．３であ
る試作品についてアキシャル方向の振れとラジアル方向
の振れとを測定したところ、アキシャル方向の振れをロ
ータの回転中心から７．５ｍｍのところで±５μｍ以
下、またラジアル方向の振れを±２．５μｍ以下に極め
て小さく抑えられることが確認できた。
ｃと前記ロータ１３のボス部１３ａとの軸方向の嵌合長
さｈと嵌合径ｄとの比率が、約０．３から約２．０の範
囲であることが好ましい。ｈとｄとの比率が０．３であ
る試作品についてアキシャル方向の振れとラジアル方向
の振れとを測定したところ、アキシャル方向の振れをロ
ータの回転中心から７．５ｍｍのところで±５μｍ以
下、またラジアル方向の振れを±２．５μｍ以下に極め
て小さく抑えられることが確認できた。
【００１４】また、ｈとｄとの比率（ｈ／ｄ）が２．０
よりも大きくすると、嵌合部の加工精度を高精密に維持
することが難しくなる上、回転軸１２の支持軸部１２ｃ
と前記ロータ１３のボス部１３ａとを嵌合させる力が大
きくなり過ぎて、該力が回転軸１２とロータ１３に加わ
り、組付け精度の原因になる惧れがあるので、ｈとｄと
の比率（ｈ／ｄ）が２．０よりも大きくすることは好ま
しくない。
よりも大きくすると、嵌合部の加工精度を高精密に維持
することが難しくなる上、回転軸１２の支持軸部１２ｃ
と前記ロータ１３のボス部１３ａとを嵌合させる力が大
きくなり過ぎて、該力が回転軸１２とロータ１３に加わ
り、組付け精度の原因になる惧れがあるので、ｈとｄと
の比率（ｈ／ｄ）が２．０よりも大きくすることは好ま
しくない。
【００１５】液体動圧軸受Ａは、スラスト軸受部１２ａ
の周面とハウジング１１ａの中間径円筒孔１１ａ１ の
周面との隙間が大きく確保されてオイル溜Ｐ１となって
おり、またロータ１３のボス部１３ａの周面と押えリン
グ１８の内周面との隙間Ｐ２がオイル溜となっており、
さらにスラスト軸受部１２ａの前記オイル溜（隙間）に
対応した箇所、及びスラスト軸受部１２ａとラジアル軸
受部１２ｂの境界コーナーにそれぞれ周溝Ｐ３，Ｐ４が
堀り込み形成され各周溝Ｐ３，Ｐ４がオイル溜となって
おり、さらに回転軸１２のラジアル軸受部１２ｂの端面
とハウジング１１ａの小径円筒孔１１ａ２ を閉塞する
底蓋１９との隙間Ｐ５が大きく確保されてオイル溜とな
っている。
の周面とハウジング１１ａの中間径円筒孔１１ａ１ の
周面との隙間が大きく確保されてオイル溜Ｐ１となって
おり、またロータ１３のボス部１３ａの周面と押えリン
グ１８の内周面との隙間Ｐ２がオイル溜となっており、
さらにスラスト軸受部１２ａの前記オイル溜（隙間）に
対応した箇所、及びスラスト軸受部１２ａとラジアル軸
受部１２ｂの境界コーナーにそれぞれ周溝Ｐ３，Ｐ４が
堀り込み形成され各周溝Ｐ３，Ｐ４がオイル溜となって
おり、さらに回転軸１２のラジアル軸受部１２ｂの端面
とハウジング１１ａの小径円筒孔１１ａ２ を閉塞する
底蓋１９との隙間Ｐ５が大きく確保されてオイル溜とな
っている。
【００１６】オイル溜（隙間）Ｐ２は、間隙が外気側に
向かって拡大し外気に触れるようになっている。オイル
溜Ｐ１〜Ｐ５の下部は、間隙が小さいので、スピンドル
モータが停止しているときは、毛管現象によって充満す
る潤滑用オイルが表面張力を作用する。該オイル溜Ｐ１
〜Ｐ５の下部に充満している潤滑用オイルがオイル溜の
上部の方向に移動しようとすると、軸受内部の潤滑用オ
イルは負圧になる。このため、オイル溜Ｐ１〜Ｐ５の下
部に充満している潤滑用オイルに作用する表面張力と、
オイル溜Ｐ１〜Ｐ５の下部に充満している潤滑用オイル
が上部の広い隙間に移動しようとするときに生起する負
圧とが、オイル溜Ｐ１〜Ｐ５の下部に充満している潤滑
用オイルがオイル溜Ｐ５から漏出するのを阻止し、それ
故、オイル溜Ｐ２はキャピラリーシールとして機能す
る。
向かって拡大し外気に触れるようになっている。オイル
溜Ｐ１〜Ｐ５の下部は、間隙が小さいので、スピンドル
モータが停止しているときは、毛管現象によって充満す
る潤滑用オイルが表面張力を作用する。該オイル溜Ｐ１
〜Ｐ５の下部に充満している潤滑用オイルがオイル溜の
上部の方向に移動しようとすると、軸受内部の潤滑用オ
イルは負圧になる。このため、オイル溜Ｐ１〜Ｐ５の下
部に充満している潤滑用オイルに作用する表面張力と、
オイル溜Ｐ１〜Ｐ５の下部に充満している潤滑用オイル
が上部の広い隙間に移動しようとするときに生起する負
圧とが、オイル溜Ｐ１〜Ｐ５の下部に充満している潤滑
用オイルがオイル溜Ｐ５から漏出するのを阻止し、それ
故、オイル溜Ｐ２はキャピラリーシールとして機能す
る。
【００１７】また、オイル溜Ｐ２が外気側に向かって拡
大する形状となっているので、周囲温度や圧力の大きな
上昇があっても潤滑用オイルがオイル溜Ｐ２から漏出し
ない。このように、ラジアル動圧軸受に対してオイル溜
Ｐ４，Ｐ５を設けたので、高速回転時にラジアル動圧発
生溝のオイル引き込み側にオイル切れや気泡が生じたり
することがなく、高いラジアル動圧を発生することがで
き、従って、大きな負荷に対しても安定した高速回転が
得られるようになった。また、スラスト軸受部に対して
オイル溜Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４を設けたので、高速回転時に
スラスト動圧発生溝のオイル引き込み側にオイル切れや
気泡が生じたりすることがなく、複数個の圧力バランス
用オイル孔を設けた図４に示す従来装置における液体動
圧軸受と同様にスラスト動圧を発生させることができる
ようになった。
大する形状となっているので、周囲温度や圧力の大きな
上昇があっても潤滑用オイルがオイル溜Ｐ２から漏出し
ない。このように、ラジアル動圧軸受に対してオイル溜
Ｐ４，Ｐ５を設けたので、高速回転時にラジアル動圧発
生溝のオイル引き込み側にオイル切れや気泡が生じたり
することがなく、高いラジアル動圧を発生することがで
き、従って、大きな負荷に対しても安定した高速回転が
得られるようになった。また、スラスト軸受部に対して
オイル溜Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４を設けたので、高速回転時に
スラスト動圧発生溝のオイル引き込み側にオイル切れや
気泡が生じたりすることがなく、複数個の圧力バランス
用オイル孔を設けた図４に示す従来装置における液体動
圧軸受と同様にスラスト動圧を発生させることができる
ようになった。
【００１８】図２は、本願発明の第二の実施の形態のス
ピンドルモータを示す。このスピンドルモータＭは、支
持軸部１２ｃが段軸状に形成され、段部端面に当接する
ようにロータ１３の中央に設けたボス部１３ａが回転軸
１２の支持軸部１２ｃの小径部に圧入固着され、該ボス
部１３ａの端面が回転軸１２の押えリング１８の端面と
略一致しており、スラスト軸受部１２ａと支持軸部１２
ｃの境界コーナーに周溝Ｐ３が堀り込み形成されオイル
溜となっている点が上述した第一の実施の形態のスピン
ドルモータと相違している。また、ロータ１３の中央の
ボス部１３ａは筒状に形成され、支持軸部１２ｃがボス
部１３ａより突き出ていて、支持軸部１２ｃとボス部１
３ａの上端面が截頭円錐形状となっていて、リムーバブ
ルメディアディスクの中央の孔をボス部１３ａの上端部
に円滑に被嵌できるようになっている。
ピンドルモータを示す。このスピンドルモータＭは、支
持軸部１２ｃが段軸状に形成され、段部端面に当接する
ようにロータ１３の中央に設けたボス部１３ａが回転軸
１２の支持軸部１２ｃの小径部に圧入固着され、該ボス
部１３ａの端面が回転軸１２の押えリング１８の端面と
略一致しており、スラスト軸受部１２ａと支持軸部１２
ｃの境界コーナーに周溝Ｐ３が堀り込み形成されオイル
溜となっている点が上述した第一の実施の形態のスピン
ドルモータと相違している。また、ロータ１３の中央の
ボス部１３ａは筒状に形成され、支持軸部１２ｃがボス
部１３ａより突き出ていて、支持軸部１２ｃとボス部１
３ａの上端面が截頭円錐形状となっていて、リムーバブ
ルメディアディスクの中央の孔をボス部１３ａの上端部
に円滑に被嵌できるようになっている。
【００１９】その他の構成は、図１と同一なので同一構
成要素に同一符号を付して説明は省略する。図３は、回
転駆動源に図１のスピンドルモータを採用した回転体装
置を示す。この回転体装置は、リーバブルハードディス
ク装置であり、スピンドルモータＭのロータに、磁気デ
ィスクまたは光ディスク等の被回転円盤Ｄを被着してな
る。該回転体装置は、本願発明のスピンドルモータの機
能・作用・効果を有する。
成要素に同一符号を付して説明は省略する。図３は、回
転駆動源に図１のスピンドルモータを採用した回転体装
置を示す。この回転体装置は、リーバブルハードディス
ク装置であり、スピンドルモータＭのロータに、磁気デ
ィスクまたは光ディスク等の被回転円盤Ｄを被着してな
る。該回転体装置は、本願発明のスピンドルモータの機
能・作用・効果を有する。
【００２０】
【発明の効果】本願発明のスピンドルモータは、回転軸
１２のスラスト軸受部１２ａとラジアル軸受部１２ｂを
ハウジング１１ａに形成された二段の円筒孔に収容し周
囲の隙間に潤滑オイルが充填し押えリング１８で封止し
た構造であり、スラスト動圧軸受の下側に必要十分な長
さのラジアル動圧軸受を設けることができ、またロータ
１３に設けたボス部１３ａの端面を回転軸１２の段部端
面に当接した状態に該ボス部１３ａを支持軸部１２ｃに
圧入固着する構成であり圧入寸法が一定になるので、ロ
ータ１３に備えた磁石１６の回転軸１２方向の磁気中心
とモータコイルの回転軸方向の磁気中心とが略一致させ
る圧入工程が簡単正確になし得、従って、ハーフホワー
ル現象が生じないようにしてアキシャル方向の振れ及び
ラジアル方向の振れを極めて小さく抑えることができ、
組み立て後に振れ取りの追加工をする必要がない。
１２のスラスト軸受部１２ａとラジアル軸受部１２ｂを
ハウジング１１ａに形成された二段の円筒孔に収容し周
囲の隙間に潤滑オイルが充填し押えリング１８で封止し
た構造であり、スラスト動圧軸受の下側に必要十分な長
さのラジアル動圧軸受を設けることができ、またロータ
１３に設けたボス部１３ａの端面を回転軸１２の段部端
面に当接した状態に該ボス部１３ａを支持軸部１２ｃに
圧入固着する構成であり圧入寸法が一定になるので、ロ
ータ１３に備えた磁石１６の回転軸１２方向の磁気中心
とモータコイルの回転軸方向の磁気中心とが略一致させ
る圧入工程が簡単正確になし得、従って、ハーフホワー
ル現象が生じないようにしてアキシャル方向の振れ及び
ラジアル方向の振れを極めて小さく抑えることができ、
組み立て後に振れ取りの追加工をする必要がない。
【００２１】図１に示すスピンドルモータを５０個試作
した結果、いずれの試作品も、ロータの上面の外縁部
（半径７．５ｍｍのところ）において、アキシャル方向
の振れを±５ミクロン以下、またラジアル方向の振れを
±２．５ミクロン以下に極めて小さく抑えることがで
き、ＨＤＤ等のスピンドルモータには適用すればＨＤＤ
等の信頼性の向上に寄与する。
した結果、いずれの試作品も、ロータの上面の外縁部
（半径７．５ｍｍのところ）において、アキシャル方向
の振れを±５ミクロン以下、またラジアル方向の振れを
±２．５ミクロン以下に極めて小さく抑えることがで
き、ＨＤＤ等のスピンドルモータには適用すればＨＤＤ
等の信頼性の向上に寄与する。
【００２２】また回転軸１２をロータ１３と切り離しか
つスラスト軸受部１２ａを一体に有する回転軸１２とし
たので、相対的位置関係により動圧が相互密接に関連す
るスラスト動圧発生溝とラジアル動圧発生溝を精密な相
対的位置関係を有するように形成でき、もって回転軸１
２への動圧発生溝の製作が容易である。さらに本願発明
のスピンドルモータは、回転軸１２を断面十字形に形成
して大小二つの円筒孔を有するハウジング１１ａに収容
して押えリング１８で封止してなる独特な構造の液体動
圧軸受を備えたので、スピンドルモータの起動停止時に
ステータに対するロータの倒れが小さく、従って、軸受
の構成部材間に接触摩耗が生じ難く、製品寿命を短縮さ
せる惧れがない。
つスラスト軸受部１２ａを一体に有する回転軸１２とし
たので、相対的位置関係により動圧が相互密接に関連す
るスラスト動圧発生溝とラジアル動圧発生溝を精密な相
対的位置関係を有するように形成でき、もって回転軸１
２への動圧発生溝の製作が容易である。さらに本願発明
のスピンドルモータは、回転軸１２を断面十字形に形成
して大小二つの円筒孔を有するハウジング１１ａに収容
して押えリング１８で封止してなる独特な構造の液体動
圧軸受を備えたので、スピンドルモータの起動停止時に
ステータに対するロータの倒れが小さく、従って、軸受
の構成部材間に接触摩耗が生じ難く、製品寿命を短縮さ
せる惧れがない。
【００２３】さらに本願発明のスピンドルモータは、回
転軸１２を断面十字形に形成して大小二つの円筒孔を有
するハウジング１１ａに収容して押えリング１８で封止
してなる独特な構造の液体動圧軸受を備えたことに加え
て、磁石１６の回転軸方向の磁気中心とステータコイル
１５の回転軸方向の磁気中心とを略一致させたことによ
り、構造が簡単、製作容易、小型化可能、回転の不安定
さや接触摺動の軽減、或いはステータコイルやコアの重
量の軽減、若しくは励磁電流の減少といった効果を有
し、さらに、液体動圧軸受をスラスト軸受及びラジアル
軸受の少なくとも一方にオイル溜を有する構成としたの
で、上記効果に加えて、高速回転時に潤滑オイルがスラ
スト軸受部やラジアル軸受部の一部で動圧発生溝のオイ
ル引き込み側にオイル切れや気泡が生じたりすることが
なくなって、高負荷に対しても円滑かつ安定な高速回転
が実現できるという効果を有し、さらにまた、液体動圧
軸受を、支持軸部１２ｃの軸受隙間の外気に触れる端部
に外気側に向かって拡大するオイル溜Ｐ２からなるキャ
ピラリーシールを有する構成としたので、上記効果に加
えて、動圧を減少させることがないようにスラスト軸受
部とラジアル軸受部の動圧発生溝の形成に全く影響を与
えないで切削加工により形成できるという効果を有す
る。
転軸１２を断面十字形に形成して大小二つの円筒孔を有
するハウジング１１ａに収容して押えリング１８で封止
してなる独特な構造の液体動圧軸受を備えたことに加え
て、磁石１６の回転軸方向の磁気中心とステータコイル
１５の回転軸方向の磁気中心とを略一致させたことによ
り、構造が簡単、製作容易、小型化可能、回転の不安定
さや接触摺動の軽減、或いはステータコイルやコアの重
量の軽減、若しくは励磁電流の減少といった効果を有
し、さらに、液体動圧軸受をスラスト軸受及びラジアル
軸受の少なくとも一方にオイル溜を有する構成としたの
で、上記効果に加えて、高速回転時に潤滑オイルがスラ
スト軸受部やラジアル軸受部の一部で動圧発生溝のオイ
ル引き込み側にオイル切れや気泡が生じたりすることが
なくなって、高負荷に対しても円滑かつ安定な高速回転
が実現できるという効果を有し、さらにまた、液体動圧
軸受を、支持軸部１２ｃの軸受隙間の外気に触れる端部
に外気側に向かって拡大するオイル溜Ｐ２からなるキャ
ピラリーシールを有する構成としたので、上記効果に加
えて、動圧を減少させることがないようにスラスト軸受
部とラジアル軸受部の動圧発生溝の形成に全く影響を与
えないで切削加工により形成できるという効果を有す
る。
【００２４】さらに、本願発明の回転体装置は、本願発
明のスピンドルモータの機能・作用・効果を有する。
明のスピンドルモータの機能・作用・効果を有する。
【図１】本願発明の第一の実施の形態に係るスピンドル
モータの拡大中央縦断面図である。
モータの拡大中央縦断面図である。
【図２】本願発明の第二の実施の形態に係るスピンドル
モータの拡大中央縦断面図である。
モータの拡大中央縦断面図である。
【図３】回転駆動源に図１のスピンドルモータを採用し
た回転体装置の概略斜視図である。
た回転体装置の概略斜視図である。
【図４】米国特許第５，４８７，６０８号に係るスピン
ドルモータの要部の拡大中央縦断面図である。
ドルモータの要部の拡大中央縦断面図である。
Ｍ スピンドルモータ Ａ 液体動圧軸受 １１ モータフレーム １１ａ ハウジング １１ａ１ 中間径円筒孔 １１ａ２ 小径円筒孔 １１ａ３ 円形凹部 １１ａ４ 大径円筒孔 １２ 回転軸 １２ａ スラスト軸受部 １２ｂ ラジアル軸受部 １２ａ１ ，１２ａ２ スラスト動圧発生溝 １２ｂ１ ラジアル動圧発生溝 １２ｃ 支持軸部 １３ ロータ １３ａ ボス部 １４ ステータ １５ モータコイル １５ａ コイル線の端末 １６ 永久磁石 １７ メディアチャック用磁石 １８ 押えリング １９ 底蓋 ２０ フレキシブルプリント配線 ２１ ハンダ Ｄ 被回転円盤 Ｐ１〜Ｐ５ オイル溜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩城 忠雄 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 石田 隆 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 林崎 伸一 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 島口 博匡 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 今野 勝重 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 液体動圧軸受を構成する回転軸にロータ
が固定され、かつ液体動圧軸受を構成するハウジングに
ステータが固定されたスピンドルモータにおいて、前記
液体動圧軸受は、前記回転軸が中途に円盤状のスラスト
軸受部を一体に有し両端がラジアル軸受部と支持軸部と
なっていて、前記ハウジングに形成された大径と小径の
円筒孔に前記回転軸の該スラスト軸受部と該ラジアル軸
受部を収容し、周囲の隙間に潤滑オイルを充填してハウ
ジングに固定する押えリングで封止することで構成さ
れ、前記ロータは、中央に設けたボス部が前記回転軸の
支持軸部に圧入固着され、該ボス部の端面が前記回転軸
の段部端面に当接されて圧入方向の位置決めがされて、 前記ロータに備えた磁石の回転軸方向の磁気中心とステ
ータコイルの回転軸方向の磁気中心とを略一致させたこ
とを特徴とするスピンドルモータ。 - 【請求項２】 前記回転軸の支持軸部と前記ロータのボ
ス部との軸方向の嵌合長さと嵌合径との比率が、約０．
３から約２．０の範囲にあ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。 - 【請求項３】 前記液体動圧軸受は、前記スラスト軸受
及び前記ラジアル軸受の少なくとも一方にオイル溜を有
す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。 - 【請求項４】 前記液体動圧軸受は、前記支持軸部の軸
受隙間の外気に触れる端部に外気側に向かって拡大する
オイル溜からなるキャピラリーシールを有することを特
徴とする請求項１に記載のスピンドルモータ。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４に記載のスピン
ドルモータを駆動源とすることを特徴とする回転体装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10018425A JPH11218128A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | スピンドルモータ及び回転体装置 |
| US09/235,671 US6040648A (en) | 1998-01-30 | 1999-01-22 | Spindle motor and rotator device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10018425A JPH11218128A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | スピンドルモータ及び回転体装置 |
| US09/235,671 US6040648A (en) | 1998-01-30 | 1999-01-22 | Spindle motor and rotator device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11218128A true JPH11218128A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=26355103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10018425A Pending JPH11218128A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | スピンドルモータ及び回転体装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6040648A (ja) |
| JP (1) | JPH11218128A (ja) |
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| US8363353B2 (en) | 2011-02-07 | 2013-01-29 | Nidec Corporation | Spindle motor, disk drive apparatus, and method of manufacturing spindle motor |
| US8400729B1 (en) | 2011-12-01 | 2013-03-19 | Nidec Corporation | Method of manufacturing motor, motor, and disk drive apparatus |
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1998
- 1998-01-30 JP JP10018425A patent/JPH11218128A/ja active Pending
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