JPH1169712A - Spindle motor, and rotating body equipment using the spindle motor as drive source for the rotating body - Google Patents

Spindle motor, and rotating body equipment using the spindle motor as drive source for the rotating body

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JPH1169712A
JPH1169712A JP22897497A JP22897497A JPH1169712A JP H1169712 A JPH1169712 A JP H1169712A JP 22897497 A JP22897497 A JP 22897497A JP 22897497 A JP22897497 A JP 22897497A JP H1169712 A JPH1169712 A JP H1169712A
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JP
Japan
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pivot
spindle motor
receiver
dynamic pressure
attached
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Application number
JP22897497A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromasa Shimaguchi
博匡 島口
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Rotational Drive Of Disk (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid the occurrence of contact and sliding on the surface of thrust dynamic pressure bearing during starting. SOLUTION: In a shaft rotation type spindle motor equipped with an air dynamic pressure bearing, a metal pivot 10 is attached to the lower end of a shaft 3 and a liftable pivot receiver 11 is attached to a base plate 1. Also the liftable pivot receiver 11 is constituted with a magnetic pivot receiver 11 pushed up by a spring 12 and a magnet 14 pulling down this pivot receiver 11 during stop. By doing this, the pivot 10 and the pivot receiver 11 are separated during rated rotation and a solid contact is made during the stop.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ラジアル動圧軸受
部とスラスト動圧軸受部とを有する空気動圧軸受を備え
たスピンドルモータ、及びこのスピンドルモータを磁気
ディスク、光ディスク又はポリゴンミラー等の回転体の
駆動源とした回転体装置に関し、特にその起動時のスラ
スト動圧軸受面の接触摺動による磨耗の防止、或いは装
置寿命の短縮防止に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spindle motor having an air dynamic pressure bearing having a radial dynamic pressure bearing portion and a thrust dynamic pressure bearing portion, and to rotating this spindle motor such as a magnetic disk, an optical disk or a polygon mirror. The present invention relates to a rotating body device serving as a body driving source, and more particularly, to prevention of wear due to contact sliding of a thrust dynamic pressure bearing surface at the time of startup or shortening of the life of the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気ディスク装置、光ディスク装置又は
ポリゴンミラーを含むスキャナー等の回転体装置におい
て、磁気ディスク、光ディスク又はポリゴンミラーを等
の回転体を駆動する駆動源に、空気動圧軸受を備えたス
ピンドルモータが広く採用されている。これは、空気動
圧軸受は構造が複雑でなく小型化が可能なこと、定格回
転中は非接触で回転するから、軸受に起因する振動や回
転むらがなく、しかも高速耐久性に優れていること、更
に油やグリースを用いないから潤滑剤の飛散による汚染
が全くないこと等の特長を有するからである。
2. Description of the Related Art In a rotating device such as a magnetic disk device, an optical disk device or a scanner including a polygon mirror, a driving source for driving a rotating member such as a magnetic disk, an optical disk or a polygon mirror is provided with an air dynamic pressure bearing. Spindle motors are widely used. This is because the air dynamic pressure bearing has a simple structure and can be miniaturized, and because it rotates in a non-contact manner during rated rotation, there is no vibration or uneven rotation caused by the bearing, and it has excellent high-speed durability In addition, since oil and grease are not used, there is a feature that there is no contamination due to scattering of a lubricant.

【0003】しかしながら、空気動圧軸受を備えたスピ
ンドルモータは、回転停止時にスラスト軸受の動圧発生
面が固体接触し、従って起動時には接触摺動して磨耗が
生じるという問題がある。これを、空気動圧軸受を備え
た従来のスピンドルモータである図9を参照してより具
体的に説明する。図9において、スラスト動圧軸受はロ
ータ側のハブ7の下端に設けられたドーナツ盤状スラス
ト部材5とステータ側のベースプレート1上に前記ドー
ナツ盤状スラスト部材5に対向して設けられたドーナツ
盤状スラスト押さえ部材6とで構成されている。スラス
ト動圧発生面はドーナツ盤状スラスト部材5の図6に示
す如きスラスト動圧発生溝が設けられた下面と、ドーナ
ツ盤状スラスト押さえ部材6の平滑な上面であり、この
間の間隙はミクロンオーダーという非常に狭いものであ
る。定格回転時には、この狭いすきまに高い圧力の動圧
空気がポンプ作用によって押し込まれるために非接触で
あるが、回転停止時には磁気ディスク等の回転体を含む
ロータが自重により降下し、ドーナツ盤状スラスト部材
5の下面がドーナツ盤状スラスト押さえ部材6の上面に
着座し、動圧発生面が固体接触することになる。する
と、起動時には、ドーナツ盤状スラスト部材5の下面が
ドーナツ盤状スラスト押さえ部材6の上面と接触しなが
ら回転するから、接触摺動による磨耗が生じる。
However, a spindle motor having an air dynamic pressure bearing has a problem in that the dynamic pressure generating surface of the thrust bearing comes into solid contact when the rotation stops, and therefore, when it starts up, it comes into contact with the surface and wear occurs. This will be described more specifically with reference to FIG. 9, which is a conventional spindle motor having an air dynamic pressure bearing. In FIG. 9, the thrust dynamic pressure bearing is a donut disk-shaped thrust member 5 provided at the lower end of the hub 7 on the rotor side and a donut disk provided on the base plate 1 on the stator side so as to face the donut disk-shaped thrust member 5. And a thrust pressing member 6. The thrust dynamic pressure generating surface is a lower surface of the donut disk-shaped thrust member 5 provided with a thrust dynamic pressure generating groove as shown in FIG. 6 and a smooth upper surface of the donut disk-shaped thrust pressing member 6. It is a very narrow thing. At the time of rated rotation, high pressure dynamic pressure air is pushed into this narrow clearance by the pump action, so it is non-contact.However, at the time of rotation stop, the rotor including the rotating body such as the magnetic disk falls by its own weight, and the donut disk-shaped thrust The lower surface of the member 5 sits on the upper surface of the donut disk-shaped thrust holding member 6, and the dynamic pressure generating surface comes into solid contact. Then, at the time of startup, the lower surface of the donut disk-shaped thrust member 5 rotates while being in contact with the upper surface of the donut disk-shaped thrust pressing member 6, so that wear due to contact sliding occurs.

【0004】スラスト動圧発生面に発生する接触摺動に
よる磨耗は、空気動圧軸受の寿命、従ってスピンドルモ
ータの寿命を短くすることになる。この問題への対応策
として、スラスト動圧軸受の構成部材にセラミック等の
耐磨耗性の高い材料を用いたものと、特開平7−259
849号公報に開示されている構造に工夫したものがあ
る。後者を図9を参照して説明すれば、ラジアル動圧軸
受面の間隙、即ち図4に示す如きラジアル動圧発生溝が
形成された円柱状部材3の外周面と平滑面である円筒状
部材4の内周面との間隙を、スラスト動圧発生溝が設け
られたドーナツ盤状スラスト部材5の下面と平滑面であ
るドーナツ盤状スラスト押さえ部材6の上面との間隙よ
りも小さくしたもので、ラジアル動圧軸受面に接触摺動
が生じるのは止むを得ないとして、スラスト動圧軸受面
の接触摺動だけは防止したものである。この場合のラジ
アル動圧軸受の構成部材にはセラミックの如き耐磨耗性
の高い材料が用いられている。しかしながら、これらは
いずれも加工と組立が困難であるという問題がある。
[0004] Wear due to contact sliding generated on the thrust dynamic pressure generating surface shortens the life of the air dynamic pressure bearing and therefore the life of the spindle motor. To cope with this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-259 discloses a method in which a material having high wear resistance such as ceramic is used for the components of the thrust dynamic pressure bearing.
There is a device devised in the structure disclosed in Japanese Patent No. 849. The latter will be described with reference to FIG. 9. A gap between radial dynamic pressure bearing surfaces, that is, a cylindrical member that is a smooth surface and an outer peripheral surface of a columnar member 3 having a radial dynamic pressure generating groove as shown in FIG. 4 is formed. 4 is smaller than the gap between the lower surface of the donut-shaped thrust member 5 provided with the thrust dynamic pressure generating groove and the upper surface of the donut-shaped thrust pressing member 6 which is a smooth surface. On the other hand, contact sliding on the radial dynamic pressure bearing surface is unavoidable, and only contact sliding on the thrust dynamic pressure bearing surface is prevented. In this case, a material having high wear resistance, such as ceramic, is used as a component of the radial dynamic pressure bearing. However, all of them have a problem that processing and assembly are difficult.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は空気動圧軸受を備えたスピンドルモータ、又はこのス
ピンドルモータを回転体の駆動源とした回転体装置にお
いて、起動時にスラスト動圧軸受面に接触摺動が生じな
いようにすることである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a thrust hydrodynamic bearing surface at the time of startup in a spindle motor having an air dynamic pressure bearing or a rotary device using the spindle motor as a driving source of a rotary body. Is to prevent contact sliding.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】空気動圧軸受を備えたシ
ャフト回転型スピンドルモータ又はスピンドルモータを
回転体の駆動源とした回転体装置において、金属製ピボ
ットをシャフトの下端に且つピボット受をべースプレー
トにそれぞれ取り付け、更に前記ピボットと前記ピボッ
ト受とが定格回転時には離隔し且つ停止時には固体接触
するようにした。また、前記ピボット受を昇降可能なピ
ボット受とすることによって、前記ピボットと前記ピボ
ット受とが定格回転時には離隔し且つ停止時には固体接
触するようにした。そして、前記昇降可能なピボット受
を、バネによって第1の所定位置に押し上げられている
磁性体のピボット受部材と、このピボット受部材を停止
時に第2の所定位置まで引き下げる電磁石とで構成し
た。
SUMMARY OF THE INVENTION In a shaft rotary type spindle motor provided with an air dynamic pressure bearing or a rotary device using a spindle motor as a driving source of a rotary body, a metal pivot is provided at a lower end of the shaft and a pivot receiver is provided. The pivot and the pivot receiver are separated from each other at the time of rated rotation and are in solid contact with each other when stopped. Further, the pivot receiver is a vertically movable pivot receiver so that the pivot and the pivot receiver are separated from each other at the time of rated rotation and are in solid contact at the time of stop. The vertically movable pivot receiver is formed of a magnetic pivot receiving member that is pushed up to a first predetermined position by a spring, and an electromagnet that pulls down the pivot receiving member to a second predetermined position when stopped.

【0007】また、円柱状軸受部材と円筒状軸受部材と
を有するラジアル動圧軸受部並びにドーナツ盤状スラス
ト部材とドーナツ盤状スラスト押さえ部材とを有する空
気動圧軸受を備えたシャフト回転型スピンドルモータ又
はスピンドルモータを回転体の駆動源とした回転体装置
において、シャフトの下端に金属製ピボットを且つピボ
ット受をべースプレートにそれぞれ取り付け、更に定格
回転時の前記ピボットと前記ピボット受との間隔を前記
ドーナツ盤状スラスト部材の上面と前記ドーナツ盤状ス
ラスト押さえ部材の下面との間隔より僅かに狭くするこ
とによって、前記ピボットと前記ピボット受とが定格回
転時には離隔し且つ停止時には固体接触するようにし
た。
A rotary shaft type spindle motor having a radial dynamic pressure bearing portion having a cylindrical bearing member and a cylindrical bearing member, and an air dynamic pressure bearing having a donut-shaped thrust member and a donut-shaped thrust pressing member. Alternatively, in a rotating body device using a spindle motor as a driving source of a rotating body, a metal pivot is attached to a lower end of a shaft, and a pivot receiver is attached to a base plate, respectively, and further, the interval between the pivot and the pivot receiver at the time of rated rotation is set to By making the distance between the upper surface of the donut disk-shaped thrust member and the lower surface of the donut disk-shaped thrust holding member slightly smaller, the pivot and the pivot receiver are separated at the time of rated rotation and solidly contacted at the time of stop. .

【0008】また、空気動圧軸受を備えたシャフト回転
型スピンドルモータ又はスピンドルモータを回転体の駆
動源とした回転体装置において、金属製ピボットをシャ
フトの下端に且つピボット受をべースプレートにそれぞ
れ取り付けたピボット軸受を設けた。そして、前記ピボ
ットと前記ピボット受との間に磁性流体又は導電性磁性
流体を介在させた。
Further, in a shaft rotary spindle motor provided with an air dynamic pressure bearing or a rotary device using a spindle motor as a drive source of a rotary body, a metal pivot is mounted on a lower end of the shaft and a pivot receiver is mounted on a base plate. Pivot bearings are provided. Then, a magnetic fluid or a conductive magnetic fluid was interposed between the pivot and the pivot receiver.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1はピボットをシャフトの下端
に且つピボット受をべースプレートにそれぞれ取り付
け、更にピボットとピボット受とが定格回転時には離隔
し且つ停止時には固体接触するようにしたことを特徴と
する本発明に係るスピンドルモータの一実施例を示す。
図1において、1はステータのベースプレート、2はロ
ータのシャフトである。3はシャフト穴を有する円柱状
部材で、そのシャフト穴にはシャフト2が圧入固着され
る。4はベースプレート1に立設された円筒状部材であ
る。円筒状部材4には円柱状部材3がミクロンオーダー
の狭いすきまを設けて挿入される。6はドーナツ盤状ス
ラスト押さえ部材で、円柱状部材3の上端面に近接して
配置され円筒状部材4の上端に固着される。7はシャフ
ト2の上端に同軸にして固着されたロータの略カップ状
ハブで、HDD(ハードディスクドライブ)のメディア
等の回転体を外周面で支持する。ステータコイル8は円
筒状部材4の外周面に配置して取り付けられ、ロータ磁
石9はステータコイル8に対向する位置で略カップ状ハ
ブ7の内周面に配置して取り付けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is characterized in that a pivot is attached to a lower end of a shaft and a pivot receiver is attached to a base plate, respectively, and furthermore, the pivot and the pivot receiver are separated at a rated rotation and solidly contact at a stop. An embodiment of the spindle motor according to the present invention will be described.
In FIG. 1, 1 is a base plate of a stator, and 2 is a shaft of a rotor. Reference numeral 3 denotes a cylindrical member having a shaft hole, into which the shaft 2 is press-fitted and fixed. Reference numeral 4 denotes a cylindrical member erected on the base plate 1. The columnar member 3 is inserted into the cylindrical member 4 with a narrow clearance on the order of microns. Reference numeral 6 denotes a donut-shaped thrust pressing member, which is disposed close to the upper end surface of the columnar member 3 and is fixed to the upper end of the cylindrical member 4. Reference numeral 7 denotes a substantially cup-shaped hub of a rotor which is coaxially fixed to the upper end of the shaft 2 and supports a rotating body such as a medium of an HDD (hard disk drive) on an outer peripheral surface. The stator coil 8 is disposed and mounted on the outer peripheral surface of the cylindrical member 4, and the rotor magnet 9 is disposed and mounted on the inner peripheral surface of the substantially cup-shaped hub 7 at a position facing the stator coil 8.

【0010】10はシャフト3の下端に取り付けられて
たピボット、11は磁性体の昇降可能なピボット受、1
2はベースプレート1に固着されたピボット受収納部を
有する軸受カバーである。13は動圧軸受カバー12の
ピボット受収納部の底面とピボット受11の下面との間
に配置されたバネである。更に14は、昇降可能なピボ
ット受11に対向して配置され、軸受カバー12のピボ
ット受収納部の内周面に設けられた凹部に収納された電
磁石である。電磁石14は図7に示す如く電源16から
SW2 を介して励磁されるが、SW2 の制御は図示され
ていないコントローラによって行われる。
Reference numeral 10 denotes a pivot attached to the lower end of the shaft 3, and reference numeral 11 denotes a pivot receiver which can move a magnetic body up and down.
Reference numeral 2 denotes a bearing cover having a pivot receiving and receiving portion fixed to the base plate 1. Reference numeral 13 denotes a spring disposed between the bottom surface of the pivot receiving and receiving portion of the dynamic pressure bearing cover 12 and the lower surface of the pivot receiver 11. Further, reference numeral 14 denotes an electromagnet that is disposed opposite to the vertically movable pivot receiver 11 and is housed in a concave portion provided on the inner peripheral surface of the pivot receiver housing of the bearing cover 12. The electromagnet 14 is excited from a power source 16 via SW2 as shown in FIG. 7, and the control of SW2 is performed by a controller (not shown).

【0011】円柱状部材3と円筒上部材4とで構成され
たラジアル動圧軸受部において、円柱状部材3の外周面
には図5に示す如きラジアル動圧発生溝G1が形成さ
れ、且つ円筒状部材4の外周面は平滑面とされている。
また円柱状部材3とドーナツ盤状スラスト押さえ部材6
とで構成されたスラスト動圧軸受部において、円柱状部
材3の上端の円環状端面には図6に示す如きスラスト動
圧発生溝G2が形成され、且つスラスト押さえ部材6の
下面は平滑面とされている。円柱状部材3と動圧軸受カ
バー12とで構成された第2のスラスト動圧軸受部にお
いて、円柱状部材3の下端の円環状端面にはスラスト動
圧発生溝G2が形成され、且つ動圧軸受カバー12の上
端の円環状端面は平滑面とされている。ラジアル動圧発
生溝G1は図5に示す如きヘリングボーン溝であり、ス
ラスト動圧発生溝は図6に示す如きスパイラル溝であ
る。
In the radial dynamic pressure bearing portion composed of the columnar member 3 and the cylindrical upper member 4, a radial dynamic pressure generating groove G1 as shown in FIG. The outer peripheral surface of the shaped member 4 is a smooth surface.
Further, the cylindrical member 3 and the donut disk-shaped thrust holding member 6
6, a thrust dynamic pressure generating groove G2 as shown in FIG. 6 is formed in the annular end face at the upper end of the columnar member 3, and the lower surface of the thrust holding member 6 has a smooth surface. Have been. In the second thrust dynamic pressure bearing portion composed of the columnar member 3 and the dynamic pressure bearing cover 12, a thrust dynamic pressure generating groove G2 is formed on the annular end face at the lower end of the columnar member 3, and the dynamic pressure is increased. The annular end surface at the upper end of the bearing cover 12 is a smooth surface. The radial dynamic pressure generating groove G1 is a herringbone groove as shown in FIG. 5, and the thrust dynamic pressure generating groove is a spiral groove as shown in FIG.

【0012】上述の如く構成された図1のシャフト回転
型スピンドルモータにおいて、停止時には電磁石14は
付勢されていないから、昇降可能なピボット受11はバ
ネ13によって押し上げられており、ピボット10はピ
ボット受11の上面に固体接触している。バネ13は、
定格回転時の円柱状部材3の位置又はこれに近い位置を
保持できるような寸法と強さのものが選ばれている。従
って、円柱状部材3の上端はスラスト押さえ部材6の下
面に接触していないし、且つ円柱状部材3の下端が動圧
軸受カバー12の上端の円環状端面に接触していない。
要するに、図1のスピンドルモータにおいて、停止時に
はスラスト動圧軸受部に固体接触は発生しないのであ
る。
In the shaft rotary type spindle motor of FIG. 1 constructed as described above, since the electromagnet 14 is not energized at the time of stop, the vertically movable pivot receiver 11 is pushed up by the spring 13 and the pivot 10 is pivoted. The upper surface of the receiver 11 is in solid contact. The spring 13
The size and strength are selected so as to hold the position of the columnar member 3 at the rated rotation or a position close to the position. Therefore, the upper end of the columnar member 3 does not contact the lower surface of the thrust holding member 6, and the lower end of the columnar member 3 does not contact the annular end surface of the upper end of the dynamic pressure bearing cover 12.
In short, in the spindle motor of FIG. 1, no solid contact occurs in the thrust dynamic pressure bearing portion when the spindle motor is stopped.

【0013】図7の励磁回路図と図8のタイムチャート
図を参照して起動時と停止時の動作を説明する。時刻T
1 にモータの起動スイッチがオンされると、図示されて
いないコントーラはステータコイル用スイッチSW1 を
オンしてステータコイル8を励磁する。これによって、
モータは回転し始める。このモータの起動時には、昇降
可能なピボット受11は未だ第1の所定位置にある。前
記コントローラは時刻T2 に電磁石用SW2 をオンして
電磁石14を付勢し、それまで第1の所定位置にあった
磁性体のピボット受11を第2の所定位置に引き下げ
る。ピボット受11が第1の所定位置にあるときは、ピ
ボット10がピボット受11で支持されており、スラス
ト動圧軸受面は充分に離隔されている。前記時刻T1 以
前は勿論、時刻T1 からT2 までの時間も、ピボット受
11は第1の所定位置にあるから、モータの起動時にス
ラスト動圧軸受面に接触摺動が生じることはない。
The operation at the time of starting and stopping will be described with reference to the excitation circuit diagram of FIG. 7 and the time chart of FIG. Time T
When the start switch of the motor is turned on at 1, the controller (not shown) turns on the stator coil switch SW1 to excite the stator coil 8. by this,
The motor starts to rotate. When the motor is started, the vertically movable pivot receiver 11 is still at the first predetermined position. At time T2, the controller turns on the electromagnet SW2 to energize the electromagnet 14, and lowers the magnetic pivot receiver 11, which has been at the first predetermined position, to the second predetermined position. When the pivot receiver 11 is at the first predetermined position, the pivot 10 is supported by the pivot receiver 11, and the thrust dynamic pressure bearing surface is sufficiently separated. Since the pivot receiver 11 is at the first predetermined position not only before the time T1 but also during the time from the time T1 to the time T2, no contact sliding occurs on the thrust dynamic pressure bearing surface when the motor is started.

【0014】モータが高速回転すると、円柱状部材3の
外周面と円筒状部材4の内周面との間のすきまにはラジ
アル動圧が、同時に円柱状部材3の上端面とスラスト押
さえ部材6の下面との間のすきま並びに円柱状部材3の
下端面と動圧軸受カバー12の上端面との間の各すきま
にはスラスト動圧がそれぞれ発生し、モータは空気動圧
軸受によって円滑に高速回転する。前記時刻T2 は、モ
ータが定格回転状態に達した時点又はそれに近い状態に
達した時点であるから、時刻T1 との時間間隔は短い。
When the motor rotates at a high speed, a radial dynamic pressure is applied to a clearance between the outer peripheral surface of the cylindrical member 3 and the inner peripheral surface of the cylindrical member 4, and at the same time, the upper end surface of the cylindrical member 3 and the thrust holding member 6 Thrust dynamic pressure is generated in the clearance between the lower surface of the cylindrical member 3 and the clearance between the lower end surface of the columnar member 3 and the upper end surface of the dynamic pressure bearing cover 12, and the motor operates smoothly by the air dynamic pressure bearing. Rotate. Since the time T2 is a time when the motor reaches the rated rotation state or a state close to the rated rotation state, the time interval from the time T1 is short.

【0015】モータの停止は時刻T3 で前記コントロー
ラが電磁石用スイッチSW2 を先ずオフにする。すると
電磁石14は励磁電流が流れなくなり、第2の所定位置
にあったピボット受11はバネ13に押し上げられて第
1の所定位置に復帰し、ピボット10を支持する。その
直後の時刻T4 には前記コントローラはステータコイル
用スイッチSW1 をオフにし、ステータコイル8への励
磁電流を流れないようにして、モータを停止させる。ス
テータコイル用スイッチSW1 をオフにしても、モータ
は慣性でしばらくは回転し続けるから、時刻T3 とT4
の時間間隔は零ないしそれに近い極めて短時間でよい。
なお図8のタイムチャートに示すステータコイル8と電
磁石14の励磁の制御を、図示していないコントローラ
で行うとして説明したが、図7の励磁回路にタイマー或
いは遅延素子等の回路要素を追加するによっても実現で
きる。
When the motor is stopped, the controller first turns off the electromagnet switch SW2 at time T3. Then, the exciting current stops flowing through the electromagnet 14, and the pivot receiver 11 at the second predetermined position is pushed up by the spring 13 to return to the first predetermined position, and supports the pivot 10. Immediately at time T4, the controller turns off the switch SW1 for the stator coil, stops the exciting current to the stator coil 8, and stops the motor. Even if the stator coil switch SW1 is turned off, the motor continues to rotate for a while due to inertia.
Can be a very short time interval of zero or close to it.
Although the control of the excitation of the stator coil 8 and the electromagnet 14 shown in the time chart of FIG. 8 has been described as being performed by a controller (not shown), by adding a circuit element such as a timer or a delay element to the excitation circuit of FIG. Can also be realized.

【0016】図3はピボットをシャフトの下端に且つピ
ボット受をべースプレートにそれぞれ取り付け、更にピ
ボットとピボット受とが定格回転時には離隔し且つ停止
時には固体接触するようにしたことを特徴とする本発明
に係るスピンドルモータの他の一実施例を示す。図3の
スピンドルモータは図1のスピンドルモータと殆ど同一
の構成であるが、唯一の相違点はピボット受11が図1
においては昇降可能であるのに対して、図3においては
固定されていることである。そして図3におけるピボッ
ト受11は、動圧軸受カバー12のピボット受収納部
に、図4に誇張して示す如くピボット10とピボット受
11の上面との間隔aを円柱状部材3の上面とスラスト
押さえ部材6の下面との間隔bよりも小さくなるように
して配置され、固定されている。
FIG. 3 shows the present invention wherein the pivot is attached to the lower end of the shaft and the pivot receiver is attached to the base plate, and the pivot and the pivot receiver are separated from each other at the time of rated rotation and are in solid contact at the time of stop. 1 shows another embodiment of the spindle motor according to the present invention. The spindle motor of FIG. 3 has almost the same configuration as the spindle motor of FIG. 1, but the only difference is that the pivot receiver 11 is
Can be moved up and down, whereas in FIG. 3, it is fixed. The pivot receiver 11 in FIG. 3 is provided in the pivot receiving portion of the dynamic pressure bearing cover 12 so that the distance a between the pivot 10 and the upper surface of the pivot receiver 11 is set to the thrust distance between the upper surface of the columnar member 3 and the thrust. It is arranged and fixed so as to be smaller than the distance b with the lower surface of the holding member 6.

【0017】上述の如く構成された図3のシャフト回転
型スピンドルモータにおいて、停止時にはロータは下降
し、ピボット10がピボット受11の上面に固体接触す
る。ところが、上述の如くピボット10とピボット受1
1の上面との間隔aは円柱状部材3の上面とスラスト押
さえ部材6の下面との間隔bよりも小さいので、円柱状
部材3の下端が動圧軸受カバー12の上端の円環状端面
に定格回転時よりは接近するが、bとaの差のすきまを
残すので接触はしない。このとき、円柱状部材3の上端
とスラスト押さえ部材6の下面は、定格回転時よりも更
に離隔し、接触していない。要するに、図3のスピンド
ルモータにおいても、停止時のスラスト動圧軸受部に固
体接触は発生しない。
In the shaft rotary type spindle motor of FIG. 3 configured as described above, the rotor descends when stopped, and the pivot 10 makes solid contact with the upper surface of the pivot receiver 11. However, as described above, the pivot 10 and the pivot receiver 1
1 is smaller than the distance b between the upper surface of the columnar member 3 and the lower surface of the thrust holding member 6, the lower end of the columnar member 3 is rated at the annular end surface at the upper end of the hydrodynamic bearing cover 12. Although they are closer than when they rotate, they do not make contact because they leave a gap between b and a. At this time, the upper end of the columnar member 3 and the lower surface of the thrust holding member 6 are further separated from each other at the time of the rated rotation and are not in contact with each other. In short, even in the spindle motor of FIG. 3, solid contact does not occur in the thrust dynamic pressure bearing portion at the time of stop.

【0018】モータの起動スイッチがオンするとロータ
は回転し始めるが、このときスラスト動圧軸受面は非常
に狭い間隔ではあるが離隔されているから、起動時に接
触摺動は生じない。モータが高速回転すると、図1と同
じく、ラジアル動圧とスラスト動圧の作用によってピボ
ット10はピボット受11から離れる。従って、定格回
転時には図3のスピンドルモータの軸受は完全な空気動
圧となる。なお、ピボット10とピボット受11との間
に導電性の磁性流体を介在させることによってロータの
アースが実現でき、従って図3のスピンドルモータは静
電気が蓄積し易いハードディスク装置等の回転体装置の
駆動源に好適である。
When the start switch of the motor is turned on, the rotor starts to rotate. At this time, since the thrust dynamic pressure bearing surfaces are spaced apart from each other at a very small interval, no contact sliding occurs at the time of startup. When the motor rotates at a high speed, the pivot 10 moves away from the pivot receiver 11 by the action of the radial dynamic pressure and the thrust dynamic pressure as in FIG. Therefore, at the time of rated rotation, the bearing of the spindle motor in FIG. The grounding of the rotor can be realized by interposing a conductive magnetic fluid between the pivot 10 and the pivot receiver 11, so that the spindle motor shown in FIG. Suitable for source.

【0019】図2は金属製ピボットをシャフトの下端に
且つピボット受をべースプレートにそれぞれ取り付けた
ピボット軸受を空気動圧軸受とともに設けた本発明にか
かるスピンドルモータの一実施例を示す。図2のスピン
ドルモータは図3のスピンドルモータと殆ど同一の構成
であるが、唯一の相違点はピボット10とピボット受1
1が図3においては離れているのに対して、図2におい
ては常に固体接触している点である。図2において、ピ
ボット10とピボット受11の間には、必要に応じて潤
滑剤が介在させられる。この場合の潤滑剤は磁性流体が
用いられる。磁性流体は飛散による汚染を防止できると
いう利点がある。また導電性の磁性流体を潤滑剤とすれ
ばロータのアースが確実にでき、従って図2のスピンド
ルモータも静電気が蓄積し易いハードディスク装置等の
回転体装置の駆動源に好適である。図2においては、空
気動圧軸受とピボット軸受とを用いてロータをステータ
に支承したものであるから、モータの起動時に空気動圧
軸受に接触摺動が発生することはない。
FIG. 2 shows an embodiment of the spindle motor according to the present invention in which a pivot bearing having a metal pivot attached to a lower end of a shaft and a pivot receiver attached to a base plate is provided together with an air dynamic pressure bearing. The spindle motor of FIG. 2 has almost the same configuration as the spindle motor of FIG. 3, except for the pivot 10 and the pivot receiver 1.
1 is far away in FIG. 3, but is always in solid contact in FIG. In FIG. 2, a lubricant is interposed between the pivot 10 and the pivot receiver 11 as needed. In this case, a magnetic fluid is used as the lubricant. The magnetic fluid has an advantage that contamination due to scattering can be prevented. If the conductive magnetic fluid is used as a lubricant, the rotor can be reliably grounded. Therefore, the spindle motor shown in FIG. 2 is also suitable as a drive source for a rotating device such as a hard disk device in which static electricity is easily accumulated. In FIG. 2, since the rotor is supported on the stator using the air dynamic pressure bearing and the pivot bearing, no contact sliding occurs on the air dynamic pressure bearing when the motor is started.

【0020】図10に、本発明に係るスピンドルモータ
SMを、回転体であるメディア15の駆動源としたハー
ドディスク装置を示す。
FIG. 10 shows a hard disk drive in which a spindle motor SM according to the present invention is used as a drive source of a medium 15 which is a rotating body.

【0021】[0021]

【発明の効果】第1発明は、空気動圧軸受を備えたシャ
フト回転型スピンドルモータ又はスピンドルモータを回
転体の駆動源とした回転体装置において、ピボットをシ
ャフトの下端に且つピボット受をべースプレートにそれ
ぞれ取り付け、更に前記ピボットと前記ピボット受とが
定格回転時には離隔し且つ停止時には固体接触するよう
にしたものである。換言すれば本発明に係るスピンドル
モータは、定格回転時には空気動圧軸受のみでロータを
ステータに支承するものであり、また停止時にはタッチ
ダウンピボットでロータをステータに支承するものであ
る。更に第2発明は、空気動圧軸受とピボット軸受の2
つの軸受を備えたスピンドルモータ、又はこのスピンド
ルモータを回転体の駆動源とした回転体装置に係るもの
である。いずれの発明も、停止時にはピボットとピボッ
ト受が固体接触しているから、起動時に動圧軸受、特に
第1発明においてはスラスト動圧軸受に接触摺動が発生
しない。従って、起動時の接触摺動に起因して空気動圧
軸受、ひいては装置の寿命が短くなるということがなく
なった。また、起動時の負荷トルク(摩擦トルク)の低
減という効果も奏する。更に、このような効果を奏する
ための手段を具体化する構成要素ないし部品は容易に入
手でき、且つ加工組立も容易なものであるから、装置の
大型化やコストアップを避けることができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a shaft rotary type spindle motor having an air dynamic bearing or a rotary device using a spindle motor as a driving source of a rotary body, wherein a pivot is provided at a lower end of the shaft and a pivot receiver is provided on a base plate. And the pivot and the pivot receiver are separated from each other at the time of rated rotation and solidly contact at the time of stop. In other words, the spindle motor according to the present invention supports the rotor to the stator only by the air dynamic pressure bearing at the time of rated rotation, and supports the rotor to the stator by the touch-down pivot when stopped. Further, the second invention relates to two types of air dynamic pressure bearings and pivot bearings.
The present invention relates to a spindle motor having two bearings, or a rotating device using the spindle motor as a driving source of a rotating body. In any of the inventions, since the pivot and the pivot receiver are in solid contact at the time of stop, contact sliding does not occur in the dynamic pressure bearing, particularly in the thrust dynamic pressure bearing in the first invention, at the time of startup. Therefore, the life of the pneumatic dynamic bearing and thus the life of the device is not shortened due to the contact sliding at the time of starting. Further, an effect of reducing the load torque (friction torque) at the time of starting is also exerted. Furthermore, since the components or parts embodying the means for achieving such effects are easily available and easily processed and assembled, it is possible to avoid an increase in the size and cost of the apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ピボットとピボット受が定格回転時には離隔し
停止時には固体接触する本発明に係る動圧軸受を備えた
スピンドルモータの一実施例の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a spindle motor provided with a dynamic pressure bearing according to the present invention, in which a pivot and a pivot receiver are separated at a rated rotation and solidly contact at a stop.

【図2】本発明に係る動圧軸受とピボット軸受を備えた
スピンドルモータの一実施例の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of an embodiment of a spindle motor provided with a dynamic pressure bearing and a pivot bearing according to the present invention.

【図3】ピボットとピボット受が定格回転時には離隔し
停止時には固体接触する本発明に係る動圧軸受を備えた
スピンドルモータの他の実施例の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of another embodiment of the spindle motor provided with the dynamic pressure bearing according to the present invention, in which the pivot and the pivot receiver are separated at a rated rotation and solidly contact at a stop.

【図4】図3に示すスピンドルモータのピボットとピボ
ット受との間の間隔aとスラスト軸受構成部材間の間隔
bとの関係を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a relationship between a distance a between a pivot and a pivot receiver of the spindle motor shown in FIG. 3 and a distance b between thrust bearing constituent members.

【図5】ラジアル動圧発生溝の一例を示す図である。FIG. 5 is a view showing an example of a radial dynamic pressure generating groove.

【図6】スラスト動圧発生溝の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a thrust dynamic pressure generation groove.

【図7】ステータコイルと電磁石の励磁回路図である。FIG. 7 is an excitation circuit diagram of a stator coil and an electromagnet.

【図8】ステータコイルと電磁石の励磁の時間関係を示
す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a time relationship between excitation of a stator coil and an electromagnet.

【図9】従来の空気動圧軸受を備えたスピンドルモータ
の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a spindle motor provided with a conventional air dynamic pressure bearing.

【図10】スピンドルモータを駆動源としたフロッピー
ディスク装置の斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view of a floppy disk drive using a spindle motor as a drive source.

【符号に説明】[Explanation to the code]

1 ベースプレート 2 シャフト 3 円柱状部材 4 円筒状部材 5 スラスト部材 6 上カバー又はドーナツ状スラスト押さえ部材 7 略カップ状ハブ 8 ステータコイル 9 ロータ磁石 10 ピボット 11 ピボット受 12 ピボット受収納部 13 バネ 14 電磁石 15 メディア 16 電源 SM スピンドルモータ G1 ラジアル動圧発生溝 G2 スラスト動圧発生溝 SW1 ステータコイル用スイッチ SW2 電磁石用スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base plate 2 Shaft 3 Columnar member 4 Cylindrical member 5 Thrust member 6 Upper cover or donut-shaped thrust holding member 7 Substantially cup-shaped hub 8 Stator coil 9 Rotor magnet 10 Pivot 11 Pivot receiving 12 Pivot receiving and receiving part 13 Spring 14 Electromagnet 15 Media 16 Power supply SM Spindle motor G1 Radial dynamic pressure generating groove G2 Thrust dynamic pressure generating groove SW1 Switch for stator coil SW2 Switch for electromagnet

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空気動圧軸受を備えたシャフト回転型ス
ピンドルモータにおいて、ピボットをシャフトの下端に
且つピボット受をべースプレートにそれぞれ取り付け、
更に前記ピボットと前記ピボット受とが定格回転時には
離隔し且つ停止時には固体接触するようにしたことを特
徴とするスピンドルモータ。
1. A shaft rotary type spindle motor having an air dynamic pressure bearing, wherein a pivot is attached to a lower end of a shaft and a pivot receiver is attached to a base plate, respectively.
A spindle motor, wherein the pivot and the pivot receiver are separated from each other during rated rotation and are in solid contact when stopped.
【請求項2】 前記ピボット受を昇降可能なピボット受
とすることによって、前記ピボットと前記ピボット受と
が定格回転時には離隔し且つ停止時には固体接触するよ
うにしたことを特徴とする請求項1のスピンドルモー
タ。
2. The pivot receiver according to claim 1, wherein the pivot receiver is a vertically movable pivot receiver, so that the pivot and the pivot receiver are separated from each other at the time of rated rotation and are in solid contact at the time of stop. Spindle motor.
【請求項3】 前記昇降可能なピボット受は、バネによ
って押し上げられている磁性体のピボット受部材と、こ
のピボット受部材を停止時に下方に引き下げる電磁石と
から構成されていることを特徴とする請求項2のスピン
ドルモータ。
3. The pivot receiver which can be raised and lowered comprises a magnetic pivot receiving member which is pushed up by a spring, and an electromagnet which pulls down the pivot receiving member when stopped. Item 2. The spindle motor according to item 2.
【請求項4】 円柱状軸受部材と円筒状軸受部材とを有
するラジアル動圧軸受部並びにドーナツ盤状スラスト部
材とドーナツ盤状スラスト押さえ部材とを有する空気動
圧軸受を備えたシャフト回転型スピンドルモータにおい
て、シャフトの下端にピボットを且つピボット受をべー
スプレートにそれぞれ取り付け、更に定格回転時の前記
ピボットと前記ピボット受との間隔を前記ドーナツ盤状
スラスト部材の上面と前記ドーナツ盤状スラスト押さえ
部材の下面との間隔より僅かに狭くすることによって、
前記ピボットと前記ピボット受とが定格回転時には離隔
し且つ停止時には固体接触するようにしたことを特徴と
するスピンドルモータ。
4. A rotary shaft type spindle motor having a radial dynamic pressure bearing portion having a cylindrical bearing member and a cylindrical bearing member, and an air dynamic pressure bearing having a donut-shaped thrust member and a donut-shaped thrust pressing member. In the above, a pivot is attached to the lower end of the shaft and a pivot receiver is attached to the base plate, and further, the distance between the pivot and the pivot receiver at the time of rated rotation is set to the upper surface of the donut-shaped thrust member and the donut-shaped thrust holding member. By making it slightly smaller than the gap with the lower surface,
A spindle motor, wherein the pivot and the pivot receiver are separated at a rated rotation and solidly contact at a stop.
【請求項5】 空気動圧軸受を備えたシャフト回転型ス
ピンドルモータにおいて、金属製ピボットをシャフトの
下端に且つピボット受をべースプレートにそれぞれ取り
付けたピボット軸受を設けたことを特徴とするスピンド
ルモータ。
5. A spindle motor provided with an air dynamic pressure bearing, wherein a pivot bearing is provided in which a metal pivot is attached to a lower end of a shaft and a pivot receiver is attached to a base plate.
【請求項6】 前記ピボットと前記ピボット受との間に
磁性流体又は導電性磁性流体を介在させたことを特徴と
する請求項1のスピンドルモータ。
6. The spindle motor according to claim 1, wherein a magnetic fluid or a conductive magnetic fluid is interposed between said pivot and said pivot receiver.
【請求項7】 空気動圧軸受を備えたシャフト回転型ス
ピンドルモータであってピボットをシャフトの下端に且
つピボット受をべースプレートにそれぞれ取り付け、更
に前記ピボットと前記ピボット受とが定格回転時には離
隔し且つ停止時には固体接触するようにしたことを特徴
とするスピンドルモータを、回転体の駆動源とする回転
体装置。
7. A rotary shaft type spindle motor provided with an air dynamic pressure bearing, wherein a pivot is attached to a lower end of a shaft and a pivot receiver is respectively attached to a base plate, and the pivot and the pivot receiver are separated at a rated rotation. A rotating body device using a spindle motor as a driving source for the rotating body, wherein the rotating body makes a solid contact when stopped.
【請求項8】 空気動圧軸受を備えたシャフト回転型ス
ピンドルモータであって金属製ピボットをシャフトの下
端に且つピボット受をべースプレートにそれぞれ取り付
けたピボット軸受を設けたことを特徴とするスピンドル
モータを、回転体の駆動源とする回転体装置。
8. A spindle motor provided with a pneumatic dynamic bearing, wherein the spindle motor is provided with a pivot bearing having a metal pivot attached to a lower end of the shaft and a pivot receiver attached to a base plate. Is a driving device of the rotating body.
JP22897497A 1997-08-12 1997-08-12 Spindle motor, and rotating body equipment using the spindle motor as drive source for the rotating body Pending JPH1169712A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103406251A (en) * 2013-07-09 2013-11-27 西安交通大学 Vibrational excitation and control platform with changeable mass, damping and rigidity

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103406251A (en) * 2013-07-09 2013-11-27 西安交通大学 Vibrational excitation and control platform with changeable mass, damping and rigidity
CN103406251B (en) * 2013-07-09 2014-07-02 西安交通大学 Vibrational excitation and control platform with changeable mass, damping and rigidity

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