KR101173508B1 - 유체 동압 베어링 장치, 스핀들 모터, 및 그 스핀들 모터를 갖는 디스크 구동 장치 - Google Patents

유체 동압 베어링 장치, 스핀들 모터, 및 그 스핀들 모터를 갖는 디스크 구동 장치 Download PDF

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Abstract

유체 동압 베어링 장치에 있어서, 샤프트는 위에서부터 순서대로 제 1 지름부와, 지름 방향에 관련하여 제 1 지름부보다 큰 제 2 지름부와, 지름 방향에 관련하여 제 2 지름부보다 큰 제 3 지름부를 포함한다. 슬리브의 내주면은 샤프트의 제 3 지름부와 대향한다. 플레이트는 제 2 지름부의 지름 방향 외측에 배치되고, 제 3 지름부의 상면과 접촉하는 제 1 하면과, 제 1 하면으로부터 지름 방향 외측으로 연장되는 제 2 하면을 포함한다. 로터 허브는 제 1 지름부에 고정된다. 슬리브의 상면 또는 플레이트의 제 2 하면에는 슬리브와 플레이트 사이에 개재되는 윤활 유체에 대해서 동압을 발생시키는 동압 홈열이 배치된다.
로터 허브는 플레이트와 접촉하는 제 1 접촉면을 포함한다. 제 3 지름부의 상면은 제 1 접촉면과 축방향으로 겹쳐지고, 플레이트를 상기 제 1 접촉면과의 사이에서 끼우는 제 2 접촉면을 포함한다.

Description

유체 동압 베어링 장치, 스핀들 모터, 및 그 스핀들 모터를 갖는 디스크 구동 장치{FLUID DYNAMIC PRESSURE BEARING DEVICE, SPINDLE MOTOR, AND STORAGE DISK DRIVE FURNISHED WITH THE SPINDLE MOTOR}
본 발명은 유체 동압 베어링 장치, 스핀들 모터, 및 디스크 구동 장치에 관한 것이다.
하드 디스크 장치나 광 디스크 장치에는 디스크를 중심축의 둘레로 회전시키는 모터가 탑재되어 있다. 모터는 회전부와, 정지부(靜止部)와, 베어링 장치를 포함한다. 회전부는 베어링 장치를 통해 정지부에 대해서 상대적으로 회전한다. 최근에는 모터용 베어링 장치로서 유체 동압 베어링 장치가 다용되고 있다. 유체 동압 베어링 장치에서는 샤프트와 슬리브 사이에 윤활 오일을 개재시켜 윤활 오일의 동압에 의해 슬리브에 대해서 샤프트를 지지하면서 상대적으로 회전시킨다.
예를 들면, 일본 특허 공개 2008-43193호 공보에 기재된 모터는 슬리브에 지지되어 회전하는 샤프트와, 샤프트에 결합된 허브와, 샤프트가 삽입되어 샤프트에 결합되는 플레이트를 포함한다. 플레이트는 샤프트의 지름 방향으로 돌출되는 단차부분과 허브에 의해 축방향으로부터 끼워져 있다. 플레이트와 슬리브 사이에는 윤활 오일이 충전되어 있고, 샤프트 회전시에 스러스트 베어링을 구성한다.
상기 모터의 경우, 허브의 플레이트와 접촉하는 면이 샤프트의 단차부분보다 지름 방향 외측으로 돌출되어 있다. 이 때문에, 허브를 삽입해서 플레이트를 고정할 때나, 허브에 충격이 가해졌을 때 등에 허브의 플레이트와 접촉하는 면이 위로부터 압박됨으로써 하측(슬리브측)으로 휘어져 버릴 우려가 있다. 그 때문에, 플레이트가 슬리브 등의 타부재와 접촉해서 문제가 발생될 우려가 있다.
본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 샤프트에 부착된 플레이트가 슬리브측으로 휘어지는 것을 저감하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본원의 제 1 발명의 유체 동압 베어링 장치는 샤프트와, 슬리브와, 플레이트와, 로터 허브와, 윤활 유체를 포함한다. 샤프트는 상하로 연장되는 중심축을 따라 배치된다. 슬리브는 샤프트와 대향하는 내주면을 포함한다. 플레이트는 슬리브의 상측에 배치되고 샤프트의 외주면으로부터 지름 방향으로 연장된다. 로터 허브는 플레이트보다 상측에 배치되고 샤프트에 고정된다. 윤활 유체는 샤프트와 슬리브 사이 및 슬리브와 플레이트 사이에 개재된다.
샤프트는 위에서부터 순서대로 제 1 지름부와, 지름 방향에 관련하여 제 1 지름부보다 큰 제 2 지름부와, 지름 방향에 관련하여 제 2 지름부보다 큰 제 3 지름부를 포함한다. 슬리브의 내주면은 샤프트의 제 3 지름부와 대향한다. 플레이트는 제 2 지름부의 지름 방향 외측에 배치되고 제 3 지름부의 상면과 접촉하는 제 1 하면과, 제 1 하면으로부터 지름 방향 외측으로 연장되는 제 2 하면을 포함한다.
로터 허브는 제 1 지름부에 고정된다. 슬리브의 상면 또는 플레이트의 제 2 하면에는 슬리브와 플레이트 사이에 개재되는 윤활 유체에 대해서 동압을 발생시키는 동압 홈열이 배치된다. 로터 허브는 플레이트와 접촉하는 제 1 접촉면을 포함한다. 제 3 지름부의 상면은 제 1 접촉면과 축방향으로 겹쳐지며 플레이트를 상기 제 1 접촉면과의 사이에서 끼우는 제 2 접촉면을 포함한다.
본원의 예시적인 제 1 발명에 의하면, 샤프트는 지름 방향에 관련하여 제 2 지름부보다 작은 제 1 지름부를 포함한다. 플레이트는 제 2 지름부의 외측에 배치된다. 플레이트는 제 1 접촉면과 제 2 접촉면에 의해 끼워진다. 그리고, 제 1 지름부가 지름 방향에 관련하여 제 2 지름부보다 작으므로 로터 허브의 플레이트와 접촉하는 제 1 접촉면의 위치를 지름 방향 내측으로 이동시킬 수 있고, 또 제 1 접촉면과 제 2 접촉면을 축방향으로 겹쳐지게 할 수 있다. 따라서, 제 1 접촉면과 제 2 접촉면에 의해 플레이트를 끼워서 고정했을 때에 플레이트가 슬리브측으로 휘어지는 것을 저감시킬 수 있다.
도 1은 일실시형태에 의한 유체 동압 베어링 장치의 개략 단면도이다.
도 2는 디스크 구동 장치의 단면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 샤프트 상부 근방을 확대해서 나타낸 부분 확대도이다.
도 4는 슬리브의 상면도이다.
도 5는 변형예에 의한 로터 허브와 플레이트의 접착 부분을 확대해서 나타낸 부분 확대도이다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서는 유체 동압 베어링 장치의 중심축(Q)을 따르는 방향을 상하 방향이라고 정의해서 각 부의 형상이나 위치 관계를 설명한다. 단, 이 정의는 어디까지나 설명의 편의를 위한 것이고, 유체 동압 베어링 장치, 스핀들 모터, 및 디스크 구동 장치가 실제의 기기에 탑재되었을 때의 설치된 상태에 한정되지 않는다.
도 1은 일실시형태에 의한 유체 동압 베어링 장치(100)의 개략 단면도이다. 유체 동압 베어링 장치(100)는 상하로 연장되는 중심축(Q)을 따라 배치되는 샤프트(110)와, 슬리브(120)와, 플레이트(130)와, 로터 허브(140)와, 윤활 유체(150)를 포함한다. 슬리브(120)는 샤프트(110)와 대향하는 내주면(120a)을 포함한다. 플레이트(130)는 슬리브(120)의 상측에 배치되고 샤프트(110)의 외주면(110a)으로부터 지름 방향 외측으로 연장된다. 로터 허브(140)는 플레이트(130)보다 축방향(중심축(Q)을 따르는 방향) 상측에 배치되고 샤프트(110)에 고정된다. 윤활 유체(150)는 샤프트(110)와 슬리브(120) 사이, 및 슬리브(120)와 플레이트(130) 사이에 개재된다. 윤활 유체(150)는 바람직하게는 액체이지만, 기체이어도 좋다.
샤프트(110)는 위에서부터 순서대로 제 1 지름부(111)와, 제 2 지름부(112)와, 제 3 지름부(113)를 포함한다. 지름(d12)의 제 2 지름부(112)는 지름 방향에 관련하여 제 1 지름부(111)의 지름(d11)보다 크다. 지름(d13)의 제 3 지름부(113)는 지름 방향에 관련하여 제 2 지름부(112)보다 크다(d11<d12<d13). 지름(d11)으로부터 지름(d13)은 샤프트(110)의 직경이라고 정의한다. 슬리브(120)의 내주면(120a)은 제 3 지름부(113)의 외주면(113a)과 대향하고 있다. 플레이트(130)는 제 2 지름부(112)의 지름 방향 외측에 배치되고, 제 3 지름부(113)의 상면(113b)과 접촉하는 제 1 하면(131a)과, 제 1 하면(131a)으로부터 지름 방향 외측으로 연장되는 제 2 하면(131b)을 포함한다. 또한, 본 실시형태에서는 바람직하게는 제 1 하면(131a) 및 제 2 하면(131b)이 지름 방향으로 대략 동일 평면 상에 위치한다. 단, 제 1 하면과 제 2 하면이 대략 동일 평면 상에 위치하지 않아도 좋다.
로터 허브(140)는 제 1 지름부(111)에 고정되어 있다. 로터 허브(140)의 내주면의 하단부에는 가이드 또는 모따기 등이 실시된다. 슬리브(120)의 상면(120b)에는 슬리브(120)와 플레이트(130) 사이에 개재되는 윤활 유체에 대해서 동압을 발생시키는 복수의 동압 홈(161G)이 배치되어 있다. 또한, 복수의 동압 홈(161G)은 플레이트(130)의 제 2 하면(131b)에 배치되어 있어도 좋다. 또한, 슬리브(120)의 상면(120b) 및 플레이트(130)의 제 2 하면(131b) 양쪽에 복수의 동압 홈(161G)이 배치되어 있어도 좋다.
로터 허브(140)는 플레이트(130)의 상측을 향하는 면과 접촉하는 제 1 접촉면(140a)을 포함한다. 제 1 접촉면(140a)은 가이드 또는 모따기 등의 지름 방향 외측에 배치된다. 제 3 지름부(113)의 상면(113b)에는 제 1 접촉면(140a)과 축방향으로 겹쳐지며, 또한 플레이트(130)를 제 1 접촉면(140a)과의 사이에서 끼우는 제 2 접촉면(113c)이 포함된다. 바꿔 말하면, 플레이트(130)는 평면으로 볼 때에 서로 겹쳐지는 제 1 접촉면(140a)과 제 2 접촉면(113c)에 의해 끼워져 있다. 또한, 도 1에서는 바람직하게는 상면(113b)과 제 2 접촉면(113c)은 대략 일치하고 있다. 단, 상면(113b)과 제 2 접촉면(113c)이 대략 일치하지 않아도 된다. 예를 들면, 상면(113b)의 면적이 제 1 접촉면의 면적보다 넓어도 좋다. 또 상면의 일부에 제 1 접촉면이 배치되어 있어도 좋다.
샤프트(110)는 지름 방향에 관련하여 제 2 지름부(112)보다 작은 제 1 지름부(111)를 포함한다. 플레이트(130)는 제 2 지름부(112)의 외측에 배치되고, 제 1 접촉면(140a)과 제 2 접촉면(113c)에 의해 끼워져 있다. 여기에서, 제 1 지름부(111)가 지름 방향에 관련하여 제 2 지름부(112)보다 작게 구성됨으로써 플레이트(130)와 접촉되는 로터 허브(140)의 제 1 접촉면(140a)은 소정의 접촉 면적을 얻으면서 제 1 접촉면(140a)의 위치를 지름 방향 내측으로 이동시킬 수 있다. 이것에 의해, 제 1 접촉면(140a)과 제 2 접촉면(113c)을 축방향에 있어서 상하로 겹쳐지게 할 수 있다. 따라서, 제 1 접촉면(140a)과 제 2 접촉면(113c)에 의해 플레이트(130)를 끼웠을 때에 플레이트(130)가 슬리브(120)측으로 휘어지는 것을 저감시켜 안정적으로 유지된다. 또한, 제 1 접촉면(140a)의 지름 방향 내측에 가이드나 모따기 등을 포함하는 경우라도 제 1 접촉면(140a)과 제 2 접촉면(113c)을 축방향에 있어서 상하로 겹쳐지게 할 수 있다.
계속해서, 본 발명의 보다 구체적인 실시형태에 대해서 설명한다.
도 2는 디스크 구동 장치(1)의 단면도이다. 또한, 도 3은 도 2에 나타낸 샤프트(41) 상부 근방을 확대해서 나타낸 부분 확대도이다. 디스크 구동 장치(1)는 자기 디스크(12)(이하, 간단히 「디스크(12)」라고 한다)를 회전시키면서 디스크(12)에 대한 정보의 판독 및 기록 중 적어도 한쪽을 행하는 장치이다. 디스크 구동 장치(1)는 하우징(11), 2매의 디스크(12,12), 액세스부(13), 및 스핀들 모터(2)를 포함한다.
하우징(11)은 2매의 디스크(12,12), 액세스부(13), 및 스핀들 모터(2)를 내부에 수용하는 케이스체이다. 액세스부(13)는 스핀들 모터(2)에 지지된 디스크(12)의 기록면을 따라 헤드(13H)를 이동시켜서 디스크(12)에 대한 정보의 판독 및 기록 중 적어도 한쪽을 실행한다.
스핀들 모터(2)는 디스크 구동 장치(1)의 하우징(11)에 고정된 정지부(3)와, 디스크(12,12)를 지지하면서 중심축(Q)을 중심으로 해서 회전하는 회전부(4)를 포함한다.
정지부(3)는 베이스 부재(31), 스테이터 코어(32), 코일(33), 및 정지 베어링 유닛(34)을 포함한다.
하우징(11)은 베이스 부재(31)를 포함한다. 단, 베이스 부재(31)와 하우징(11)은 서로 고정된 별체의 부재이어도 좋다. 베이스 부재(31)는 지름 방향으로 넓어지는 평판부(311)와, 평판부(311)의 내측 가장자리부로부터 상측을 향해서 돌출된 대략 원통형상의 홀더부(312)를 포함한다. 베이스 부재(31)는 예를 들면 알루미늄 합금 등의 금속에 의해 형성된다.
스테이터 코어(32) 및 코일(33)은 구동 전류에 따라 자속을 발생시킨다. 스테이터 코어(32)는 베이스 부재(31)의 홀더부(312)의 외주면에 고정된 원환상의 코어백(core back)(321)과, 코어백(321)으로부터 지름 방향 외측을 향해서 돌출되는 복수개의 티스부(teeth portion)(322)를 포함한다. 스테이터 코어(32)는 예를 들면 전자 강판의 적층체이다.
코일(33)은 스테이터 코어(32)의 각 티스부(322)의 주위에 권취된 도선을 포함한다. 코일(33)은 커넥터를 통해 도면밖의 전원장치와 접속되어 있다. 전원장치로부터 커넥터를 통해 코일(33)에 구동 전류를 부여하면 티스부(322)에 자속이 발생해서 중심축(Q)을 중심으로 해서 회전부(4)를 회전시킨다.
정지 베어링 유닛(34)은 회전부(4)의 샤프트(41)를 상대적으로 회전 가능한 상태로 지지한다. 정지 베어링 유닛(34), 샤프트(41), 후술하는 로터 허브(42) 및 플레이트(44)는 정지부(3)와 회전부(4)를 중심축(Q)을 중심으로 해서 상대적으로 회전 가능한 상태로 접속하는 유체 동압 베어링 장치(5)를 구성한다.
정지 베어링 유닛(34)은 슬리브(341), 폐색 부재(342) 및 캡(343)을 포함한다.
슬리브(341)는 대략 원통형상으로 구성되고, 샤프트(41)의 외주면을 포위한다. 슬리브(341)는 베이스 부재(31)의 홀더부(312)의 내측에 배치되어 있다. 슬리브(341)는 예를 들면 스텐레스나 동합금 등의 금속으로 형성된다.
도 4는 슬리브(341)의 상면도이다. 슬리브(341)의 상면에는 복수의 동압 홈(341G)이 배치된 스러스트 베어링면(341S)이 배치되어 있다. 샤프트(41)가 회전함으로써 슬리브(341)의 상면과 플레이트(44)의 하면(제 2 하면(444)) 사이에 개재되는 윤활 오일(51)에 동압이 발생해서 스러스트 베어링이 구성된다.
도 2에서는 폐색 부재(342)는 대략 원판상으로 구성되고, 샤프트(41)의 하측에 배치되어 있다. 폐색 부재(342)는 슬리브(341)의 하부를 폐색한다.
캡(343)은 슬리브(341)의 상부에 부착된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 캡(343)은 플레이트(44)의 상면(441)에 대향하는 하면(343a)과, 플레이트(44)의 외측면(442)에 대향하는 내측면(343b)을 포함한다.
이어서, 스핀들 모터(2)의 회전부(4)의 구성에 대해서 설명한다. 회전부(4)는 샤프트(41), 로터 허브(42), 로터 마그넷(43), 및 플레이트(44)를 포함한다.
샤프트(41)는 상하로 연장되는 중심축(Q)을 따라 배치된다. 도 3에서는 샤프트(41)는 지름(d1)을 포함하는 제 1 지름부(411)와, 지름(d2)을 포함하는 제 2 지름부(412)와, 지름(d3)을 포함하는 제 3 지름부(413)를 포함한다(d1<d2<d3).
샤프트(41)는 슬리브(341)의 중앙에 배치된 베어링 구멍에 배치된 상태로 정지 베어링 유닛(34)에 대해서 회전 가능하게 지지된다. 이 때, 슬리브(341)의 내주면(341a)은 샤프트(41)의 제 3 지름부(413)의 외주면(413a)에 대향한다. 제 3 지름부(413)의 상면(413b)은 플레이트(44)와 접촉하는 제 2 접촉면(413c)을 포함한다.
도시를 생략하지만, 제 3 지름부(413)의 외주면(413a)에는 샤프트(41)와 슬리브(341) 사이에 개재되는 윤활 유체(본 실시형태에서는 윤활 오일(51))에 동압을 발생시키는 복수의 레이디얼 동압 홈이 배치되어 있다. 샤프트(41)가 회전할 때에는 레이디얼 동압 홈열에 의해 윤활 오일이 가압되고, 윤활 오일(51)에 발생되는 동압에 의해 샤프트(41)가 지름 방향을 따르도록 지지되면서 회전한다. 또한, 복수의 레이디얼 동압 홈은 제 3 지름부(413)의 외주면(413a)에 대향하는 슬리브(341)의 내주면(341a)에 배치되어도 좋다.
로터 허브(42)는 샤프트(41)에 고정되어 샤프트(41)와 함께 회전한다. 로터 허브(42)는 중심축(Q)의 주위에 있어서 지름 방향 외측으로 넓어지는 형상을 포함한다. 로터 허브(42)는 접합부(421)와, 몸통부(422)와, 원통부(423)를 포함한다. 접합부(421)는 샤프트(41)의 제 1 지름부(411)에 압입, 수축끼워맞춤, 용접, 또는 접착제 등의 수단에 의해 고정된다. 몸통부(422)는 접합부(421)로부터 지름 방향 외측을 향해서 넓어진다. 원통부(423)는 몸통부(422)의 외주 가장자리로부터 하방으로 연장된다. 로터 허브(42)는 플레이트(44)와 접촉하는 제 1 접촉면(421a)을 포함한다.
로터 마그넷(43)은 로터 허브(42)의 원통부(423)의 내주면에 부착되어 있다. 로터 마그넷(43)은 중심축(Q)을 중심으로 한 원환형상을 포함한다. 로터 마그넷(43)의 내주면은 스테이터 코어(32)의 복수의 티스부(322)의 외주면과 지름 방향으로 대향한다. 또한, 로터 마그넷(43)의 내주면은 N극과 S극이 교대로 배열된 자극면으로 되어 있다.
플레이트(44)는 슬리브(341)의 상측에 배치되고, 샤프트(41)의 제 2 지름부(412)의 외주면으로부터 지름 방향으로 연장되는 원반형상을 포함한다. 플레이트(44)는 제 3 지름부(413)의 상면(413b)과 접촉하는 제 1 하면(443)과, 제 1 하면(443)으로부터 지름 방향 외측으로 연장되는 제 2 하면(444)을 포함한다.
플레이트(44)를 제 2 지름부(412)에 부착하는 방법으로서는 예를 들면 링상의 플레이트(44)를 제 2 지름부(412)에 압입하는 방법이 있다. 플레이트(44)의 내경은 제 1 지름부(411)의 지름(d1)보다 크다. 또한, 플레이트(44)의 내경은 제 2 지름부(412)의 지름(d2)과 동일한 정도 또는 약간 작은 지름이 바람직하다. 제 1 지름부(411)의 지름(d1)은 제 2 지름부(412)의 지름(d2)보다 작기 때문에 플레이트(44)를 제 2 지름부(412)에 압입할 때에 제 1 지름부(411)의 외측면이나 플레이트(44)의 내주면이 손상되는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 샤프트(41)에 대해서 로터 허브(42)나 플레이트(44)를 고정밀도로 고정할 수 있다. 또한, 플레이트(44)의 부착 방법은 압입에 한정되지 않고, 예를 들면, 수축끼워맞춤, 용접, 또는 접착제 등의 수단에 의해 고정할 수도 있다.
플레이트(44)는 예를 들면 스텐레스강 또는 동합금으로 형성된다. 제 1 지름부(411)의 지름(d1)이 제 2 지름부(412)의 지름(d2)보다 작기 때문에 플레이트(44)를 제 2 지름부(412)에 압입할 때에 플레이트(44)의 관통 구멍을 제 1 지름부(411)에 대해서 용이하게 통과시킬 수 있다. 이 때문에, 스텐레스강 또는 동합금으로 이루어지는 플레이트(44)의 휘어짐의 발생이 저감된다.
또한, 플레이트(44)는 세라믹스로 형성되어도 좋다. 세라믹스는 스텐레스강이나 동합금 등의 금속과 비교해서 재료강도 이상의 응력이 가해지면 취성파괴되기 쉽다. 상술과 마찬가지로, 플레이트(44)의 관통 구멍을 제 1 지름부(411)에 대해서 용이하게 통과시킬 수 있다. 이 때문에, 플레이트(44)를 세라믹스로 형성한 경우에 플레이트(44)의 깨짐의 발생이나 갈라짐의 발생이 저감된다.
또한, 플레이트(44)의 소재는 상술한 것에 한정되지 않고, 그 밖의 소재로 형성되어도 좋다.
플레이트(44)는 제 1 접촉면(421a)과 제 2 접촉면(413c)에 의해 끼워져 있다. 제 1 접촉면(421a)과 제 2 접촉면(413c)은 축방향으로 겹쳐진 부분을 포함한다. 제 1 접촉면(421a)과 제 2 접촉면(413c)의 서로 겹쳐지는 부분에 의해 플레이트(44)가 축방향에 대해서 안정적으로 유지된다.
또한, 평면으로 볼 때에 있어서, 제 1 접촉면(421a)의 지름 방향 외측 단부는 바람직하게는 제 2 접촉면(413c)과 축방향으로 겹쳐진다. 이것에 의해, 플레이트(44)가 슬리브(341)측으로 휘어지는 것을 억제할 수 있다.
특히 도 3에서는 제 1 접촉면(421a)의 지름 방향 외측 단부의 위치와 제 2 접촉면(413c)의 지름 방향 외측 단부의 위치가 축 방향으로 대략 일치하고 있다. 이 때문에, 제 1 접촉면(421a) 및 제 2 접촉면(413c)에 의해 플레이트(44)을 끼웠을 때에 제 1 접촉면(421a)과 제 2 접촉면(413c)에 의해 플레이트(44)를 밸런스 좋게 유지할 수 있으므로 플레이트(44)가 상하 중 어느 한쪽으로 휘어지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제 2 지름부(412)의 축방향의 길이는 바람직하게는 플레이트(44)의 내주면에 있어서의 축방향의 길이보다 짧다. 이것에 의해, 로터 허브(42)와 제 2 지름부(412)의 축방향 사이에는 길이(d4)의 간극이 형성된다. 이것에 의하면, 로터 허브(42)가 제 2 지름부(412)의 상면에 접촉되는 것이 억제되므로 로터 허브(42)를 플레이트(44)에 확실하게 접촉시킬 수 있다. 이것에 의해, 제 1 접촉면(421a)과 제 2 접촉면(413c)에 의해 확실하게 플레이트(44)를 끼울 수 있어 안정되게 유지된다.
또한, d5(=d2-d1)는 바람직하게는 d6(=d3-d2)보다 짧다. d5는 제 2 지름부(412)가 제 1 지름부(411)에 대해서 지름 방향으로 돌출되는 부분의 길이를 나타낸다. d6은 제 3 지름부(413)가 제 2 지름부(412)에 대해서 지름 방향으로 돌출되는 부분의 길이를 나타낸다. 이 구성에 의해, 제 1 지름부(411)의 지름 방향의 두께를 확보하면서 제 1 접촉면(421a)과 제 2 접촉면(413c) 사이에서 플레이트(44)를 양호하게 고정할 수 있다. 예를 들면, 샤프트(41)는 하우징(11)에 결합시키기 위한 암나사부가 내부에 형성되는 경우가 있다. 이러한 경우에, 제 1 지름부(411)의 두께를 확보함으로써 필요한 강도를 확보할 수 있다. 그 때문에, 제 1 지름부(411)에 로터 허브(42)를 고정할 때에 제 1 지름부(411)의 변형을 방지할 수 있다.
샤프트(41)와 슬리브(341) 사이, 슬리브(341)와 플레이트(44) 사이, 및 플레이트(44)와 캡(343) 사이의 미소한 간극과, 슬리브(341)의 상하면으로 관통하는 연통 구멍(341H)에는 윤활 오일(51)이 충전되어 있다. 윤활 오일(51)의 충전 공간은 서로 연통되어 있어 윤활 오일(51)은 자유롭게 유동할 수 있다.
도 3에서는 캡(343)의 내측면(343b)과 플레이트(44)의 외측면(442) 사이의 간극은 슬리브(341)와 플레이트(44) 사이의 간극과 연속된다. 또한, 캡(343)의 하면(343a)과 플레이트(44)의 상면(441) 사이의 간극은 캡(343)의 내측면(343b)과 플레이트(44)의 외측면(442) 사이의 간극에 연속된다. 그리고, 캡(343)의 내측면(343b)과 플레이트(44)의 외측면(442) 사이의 간극, 및 캡(343)의 하면(343a)과 플레이트(44)의 상면(441) 사이의 간극에는 연속해서 윤활 오일(51)이 충전된다. 캡(343)의 하면(343a)은 경사면을 포함한다. 경사면과 플레이트(44)의 상면(441) 사이의 간극은 지름 방향 내측을 향함에 따라 점차 커진다. 그리고, 캡(343)의 하면(343a)과 플레이트(44)의 상면(441) 사이의 간극에 윤활 오일(51)의 계면(51B)이 위치한다. 계면(51B)은 지름 방향 내측을 향하고 있다. 윤활 오일(51)의 계면(51B)은 표면 장력의 작용에 의해 메니스커스형상으로 되므로 윤활 오일(51)이 정지 베어링 유닛(34)의 외부로 누출되는 것이 억제된다. 즉, 캡(343)의 하면(343a)과 플레이트(44)의 상면(441)에 의해 시일부(52)가 구성되어 있다. 또한, 플레이트(44)의 상면(441)을 경사시킴으로써 플레이트(44)와 캡(343) 사이의 간극을 넓혀서 시일부(52)를 구성해도 좋다.
본 실시형태에서는 제 1 지름부(411)를 설치함으로써 플레이트(44)를 끼우는 로터 허브(42)의 제 1 접촉면(421a)을 지름 방향 내측에 배치할 수 있다. 이것에 의해, 상대적으로 시일부(52)를 지름 방향으로 길게 구성시킬 수 있으므로 윤활 오일(51)의 저류량을 증대시키면서 유체 동압 베어링 장치(5)를 박형화할 수 있다. 또한, 예를 들면, 플레이트(44)의 상면(441)과 캡(343)의 하면(343a) 사이의 간극은 대략 일정한 치수로 구성되어도 좋다.
윤활 오일(51)은 예를 들면 폴리올에스테르계 오일이나 디에스테르계 오일 등의 에스테르를 주성분으로 하는 오일이 사용된다. 또한, 정지 베어링 유닛(34)의 내부는 기체 등의 윤활 유체에 의해 충전되어도 좋다.
이상, 본 발명의 예시적인 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않는다.
도 5는 변형예에 의한 로터 허브(42)와 플레이트(44)의 접착 부분을 확대해서 나타내는 부분 확대도이다. 도 5에 나타낸 예에서는 로터 허브(42)와 플레이트(44) 사이를 고정할 때에 접착제(61)가 사용되고 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 로터 허브(42)의 제 1 접촉면(421a)의 지름 방향 외측의 단부로부터 지름 방향 외측을 향함에 따라 플레이트(44)와의 간극이 넓어지는 접착제 유지부(62)를 설치해도 좋다. 접착제 유지부(62)에 의해 접착제(61)를 도포했을 때에 액체상태의 접착제(61)가 유체 동압 베어링 장치(5) 내로 유입되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 자기 디스크 이외의 광 디스크 등을 회전시키기 위한 스핀들 모터에도 적용할 수 있다. 단, 자기 디스크용 스핀들 모터는 회전 특성에 대해서 특히 높은 성능이 요구된다. 따라서, 자기 디스크용 스핀들 모터에 본 발명을 적용하는 기술적 의의는 크다.

Claims (12)

  1. 상하로 연장되는 중심축을 따라 배치되는 샤프트와,
    상기 샤프트와 대향하는 내주면을 갖는 슬리브와,
    상기 슬리브의 상측에 배치되고 상기 샤프트의 외주면으로부터 지름 방향으로 연장되는 플레이트와,
    상기 플레이트보다 축방향 상측에 배치되고 상기 샤프트에 고정되는 로터 허브와,
    상기 샤프트와 상기 슬리브 사이 및 상기 슬리브와 상기 플레이트 사이에 개재되는 윤활 유체를 구비하고;
    상기 샤프트는 위에서부터 순서대로 제 1 지름부와, 지름 방향에 관련하여 상기 제 1 지름부보다 큰 제 2 지름부와, 지름 방향에 관련하여 상기 제 2 지름부보다 큰 제 3 지름부를 포함하고;
    상기 슬리브의 내주면은 상기 샤프트의 제 3 지름부와 대향하고;
    상기 플레이트는 상기 제 2 지름부의 지름 방향 외측에 배치되고 상기 제 3 지름부의 상면과 접촉하는 제 1 하면과, 상기 제 1 하면으로부터 지름 방향 외측으로 연장되는 제 2 하면을 포함하고;
    상기 로터 허브는 상기 제 1 지름부에 고정되고;
    상기 슬리브의 상면 또는 상기 플레이트의 상기 제 2 하면에는 상기 슬리브와 상기 플레이트 사이에 개재되는 상기 윤활 유체에 대해서 동압을 발생시키는 동압 홈열이 배치되고;
    상기 로터 허브는 상기 플레이트와 접촉하는 제 1 접촉면을 포함하고;
    상기 제 3 지름부의 상면은 상기 제 1 접촉면과 축방향으로 겹쳐지며 상기 플레이트를 상기 제 1 접촉면과의 사이에서 끼우는 제 2 접촉면을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    평면으로 볼 때에 상기 제 1 접촉면의 지름 방향 외측 단부는 상기 제 2 접촉면과 축방향으로 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    평면으로 볼 때에 상기 제 1 접촉면의 지름 방향 외측 단부와 상기 제 2 접촉면의 지름 방향 외측 단부는 축방향으로 일치하는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 플레이트는 상기 제 2 지름부에 압입되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 플레이트는 스텐레스강 또는 동합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 플레이트는 세라믹스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플레이트의 상면에 대향하는 하면 및 상기 플레이트의 외측면에 대향하는 내측면을 갖는 캡과,
    상기 캡과 상기 플레이트의 간극이 지름 방향 내측을 향함에 따라 커지는 시일부를 더 포함하고;
    상기 윤활 유체는 상기 샤프트와 상기 슬리브 사이, 상기 슬리브와 상기 플레이트 사이, 및 상기 플레이트와 상기 캡 사이에 연속해서 개재되는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    중심축 방향에 관련하여 상기 로터 허브와 상기 제 2 지름부 사이에 간극을 갖는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 지름부의 상기 제 1 지름부로부터 돌출되는 부분의 지름 방향의 길이는 상기 제 3 지름부의 상기 제 2 지름부로부터 돌출되는 부분의 지름 방향의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 접촉면과 상기 플레이트의 상면 사이에는 접착제가 개재되어 있고,
    상기 제 1 접촉면은 상기 제 1 접촉면의 지름 방향 외측 단부로부터 지름 방향 외측으로 향함에 따라 상기 플레이트와의 간극이 넓어지는 접착제 유지부를 갖는 것을 특징으로 하는 유체 동압 베어링 장치.
  11. 정지부와,
    상기 정지부에 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 유체 동압 베어링 장치를 통해 회전 가능하게 지지되는 회전부와,
    상기 정지부에 대해서 상기 회전부를 회전시키는 회전 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터.
  12. 제 11 항에 기재된 스핀들 모터와,
    상기 스핀들 모터의 상기 회전부에 지지된 디스크에 대해서 정보의 판독 및 기록 중 적어도 한쪽을 행하는 액세스부와,
    상기 스핀들 모터 및 상기 액세스부를 수용하는 하우징을 구비한 것을 특징으로 하는 디스크 구동 장치.
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