CN115208100A - 主轴马达及具备主轴马达的盘驱动装置 - Google Patents

主轴马达及具备主轴马达的盘驱动装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够防止被密封的贯穿孔的密封性降低的主轴马达及盘驱动装置。主轴马达包括基座部、轴、定子和转子。轴配置在基座部，沿上下方向延伸。定子具有卷绕导线而形成的线圈，并配置在基座部的上表面。转子以轴为中心轴可旋转地被支撑。基座部具有贯穿孔，所述贯穿孔从上表面贯通到下表面，导线通过内部被引出到下表面侧，并被密封材料密封。贯穿孔具有柱体形状的下柱体部和柱体形状的上柱体部。下柱体部配置在基座部的下表面侧。与上柱体部的轴方向正交的剖面积比与下柱体部的轴方向正交的剖面积小。

Description

主轴马达及具备主轴马达的盘驱动装置
技术领域
本发明涉及主轴马达及具备主轴马达的盘驱动装置。
背景技术
传统的主轴马达包括基板、轴、定子和转子。定子配置在基座部的上表面，具有卷绕导线而形成的线圈。基座部具有从上表面贯通到下表面的贯穿孔。导线通过贯穿孔的内部被引出到下表面侧，贯穿孔被密封材料密封(例如，参照日本公开公报特开2020-058217号公报)。
但是，在日本公开公报特开2020-058217号公报所公开的主轴马达中，在将密封材料填充到贯穿孔中时，有可能在密封材料中产生气泡，使贯穿孔的密封性降低。另外，密封材料有可能不能填充到贯穿孔的端部，降低贯穿孔的密封性。
发明内容
本发明的示例性主轴马达包括基座部、轴、定子和转子。轴配置在基座部，沿上下方向延伸。定子具有卷绕导线而形成的线圈，并配置在基座部的上表面。转子以轴为中心轴可旋转地被支撑。基座部具有贯穿孔，所述贯穿孔从上表面贯通到下表面，导线通过内部被引出到下表面侧，并被密封材料密封。贯穿孔具有柱体形状的下柱体部和柱体形状的上柱体部。下柱体部配置在基座部的下表面侧。上柱体部配置得比下柱体部更靠近基座部的上表面侧。与上柱体部的轴方向正交的剖面积比与下柱体部的轴方向正交的剖面积小。
本发明的示例性盘驱动装置包括所述主轴马达、盘、存取部和壳体。盘由主轴马达旋转。所述存取部对所述盘进行信息的读取和写入中的至少一方。壳体收纳主轴马达、盘和存取部，并且壳体包括基座部。
根据示例的本发明，能够提供一种能够防止被密封的贯穿孔的密封性降低的主轴马达及盘驱动装置。
以下本发明优选实施方式详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本发明所述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。
附图说明
图1示出了根据本发明示例性实施方式的盘驱动装置的纵向剖视图。
图2示出了根据本发明示例性实施方式的主轴马达的纵向剖视图。
图3示出了根据本发明示例性实施方式的主轴马达的基座部的局部放大的纵向剖视图。
附图标记说明
1：盘驱动装置
10：主轴马达
11：轴
11a：螺纹孔
20：定子
21：定子铁芯
21a：齿
22：线圈
22a：导线
30：转子
31：轮毂部件
32：磁铁
33：磁轭
40：轴承部
41a、41b：环状部件
42：套筒
42a、42b、42c：第一、第二、第三内周面
43：润滑油
44a、44b：密封部
50：盘
60：存取部
61：头
62：臂
63：头移动机构
70：壳体
71：基座部
72：盖部
72a：盖螺纹孔
80：间隔件
90：螺钉
100：密封材料
710：贯穿孔
711：下柱体部
712：上柱体部
713：连结部
714：下侧开口部
715：上侧开口部
720：***孔
C：中心轴线
S：微小间隙
具体实施方式
以下将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。在本申请中，将与中心轴线C平行的方向称为"轴向"，将与中心轴线C正交的方向称为"径向"，将沿着以中心轴线C为中心的圆弧的方向称为"周向"。另外，在本申请中，以轴向为上下方向，相对于基座部以盖部侧为上，对各部的形状及位置关系进行说明。但是，并不意图通过所述上下方向的定义来限定本发明的主轴马达及盘驱动装置的使用时的朝向。
以下对本发明的示例的一个实施方式的盘驱动装置1进行说明。图1示出了根据本发明实施方式的盘驱动装置1的纵向剖视图。
盘驱动装置1是硬盘驱动器。盘驱动装置1包括主轴马达10、盘50、存取部60和壳体70。
壳体70收纳主轴马达10、盘50和存取部60。在壳体70的内部填充有比空气密度低的气体。具体地说，填充氦气。另外，也可以填充氢气等来代替氦气。
壳体70通过铸造成形以铝合金为材料的金属制的压铸部件而形成。另外，压铸部件也可以使用铝合金以外的金属。
壳体70具有基座部71和盖部72。在壳体70的内部，在基座部71上配置有盘50、主轴马达10及存取部60。基座部71具有包围侧方的侧壁并在上表面开口。基座部71的上部的开口被盖部72堵塞。
盘50是在中央部具有孔的圆板状的信息记录介质。各盘50安装在主轴马达10上，隔着间隔件80沿轴向相互平行且等间隔地配置。
存取部60具有头61、臂62、头移动机构63。头61磁性地对盘50进行信息的读出或写入。臂62支撑头61。头移动机构63通过移动臂62而使头61相对于盘50相对移动。
图2是主轴马达10的纵剖视图。主轴马达10在支撑盘50的同时，使盘50以中心轴线C为中心旋转。主轴马达10具有轴11、定子20、转子30、轴承部40和基座部71。
基座部71是壳体70的一部分，并且也是主轴马达10的一部分。基座部71具有沿轴向贯通的***孔720和贯穿孔710。***孔720配置在中心轴线C上。贯穿孔710的详细情况将后述。
轴11是沿着沿上下方向延伸的中心轴线C延伸的柱状部件。轴11的下端部被压入***孔720。由此，轴11和基座部71被固定。即，轴11配置在基座部71上，沿上下方向延伸。轴11具有从上端向轴向下侧延伸的螺纹孔11a。螺纹孔11a和设置在盖部72上的盖螺纹孔72a在轴向上重叠，并通过螺钉90螺纹固定(参照图1)。由此，轴11和盖部72被固定。另外，盖螺纹孔72a也可以是未进行螺纹切削加工的贯穿孔。
定子20包围轴11的下部，固定在基座部71上。定子20具有定子铁芯21和多个线圈22。定子铁芯21是层叠了多个磁性体的环状的层叠结构体。定子铁芯21具有朝向径向外侧突出的多个齿21a。多个线圈22由卷绕在齿21a上的导线22a构成。即，定子20具有卷绕导线22a而形成的线圈22，配置在基座部71的上表面。
轴承部40是将转子30支撑为能够绕中心轴线C旋转的圆锥形的流体动压轴承。即，转子30被支撑为能够以轴11为中心轴旋转。轴承部40具有环状部件41a、41b和套筒42。
环状部件41a、41b从轴11的外周面向径向外侧突出。环状部件41a、41b在轴11的外周面沿轴向相互隔开间隔地上下固定。另外，环状部件41a、41b也可以与轴11一体成形。
环状部件41a、41b的与套筒42相对的外周面为大致圆锥形状。环状部件41a的下部形成为朝向下方直径逐渐减小，环状部件41b的上部形成为朝向上方直径逐渐减小。
套筒42形成为大致圆筒状，从上方依次具有第一、第二、第三内周面42a、42b、42c。第一内周面42a朝向上方向远离轴11的方向倾斜，与环状部件41a对置。第二内周面42b沿着中心轴线C形成，并与轴11的外周面相对。第三内周面42c朝向下方向远离轴11的方向倾斜，与环状部件41b对置。
另外，套筒42在环状部件41a、41b与轴11之间具有微小间隙S。
密封部44a安装在套筒42的上表面，密封部44b安装在套筒42的下表面。密封部44a、44b在微小间隙S内封入润滑油43。另外，也可以在微小间隙S内填充气体等流体来代替润滑油。
在对置的第一内周面42a及环状部件41a上形成有动压槽(未图示)。另外，在对置的第三内周面42c及环状部件41b上形成有动压槽(未图示)。动压槽在转子30旋转时在润滑油43中形成流体动压。另外，也可以在第一内周面42a及环状部件41a的一方形成动压槽，也可以在第三内周面42c及环状部件41b的一方形成动压槽。
转子30具有轮毂部件31、磁铁32和磁轭33。轮毂部件31形成为筒状，在内部固定有套筒42。
磁轭33形成为环状，固定在轮毂部件31的下部内周面上。磁铁32安装在磁轭33的内周面。由此，磁铁32通过磁轭33保持在轮毂部件31上。磁铁32的内周面为磁极面，与多个齿21a的外周面在径向上对置。
当向线圈22提供驱动电流时，在多个齿21a中产生磁通。并且，通过齿21a与磁铁32之间的磁通的相互作用，产生周向的转矩。其结果是，转子30相对于定子20以中心轴线C为中心进行旋转。由轮毂部件31支撑的盘50与转子30一起以中心轴线C为中心旋转。
此时，当套筒42相对于环状部件41a、41b旋转驱动时，动压槽通过泵作用在填充于微小间隙S中的润滑油43中形成流体动压。由此，套筒42以与环状部件41a、41b非接触的方式沿径向及轴向被支撑，能够相对于环状部件41a、41b及轴11顺畅地高速旋转。
图3是将基座部71的局部放大示出的纵剖视图。基座部71具有从上表面贯通到下表面的贯穿孔710。贯穿孔710与中心轴线C平行地延伸。在贯穿孔710中，导线22a通过内部被引出到下表面侧，并被密封材料100密封。密封材料100从基座部71的下表面侧填充到贯穿孔710中。密封材料100例如是粘接剂。引出到基座部71的下表面侧的导线22a与配置在基座部71的下表面侧的配线基板(未图示)连接。
贯穿孔710具有下柱体部711、上柱体部712、连接部713、下侧开口部714和上侧开口部715。下柱体部711配置在基座部71的下表面侧。上柱体部712配置得比下柱体部711更靠近基座部71的上表面侧。
上柱体部712的内径小于下柱体部711的内径。即，与上柱体部712的轴方向正交的剖面积比与下柱体部711的轴方向正交的剖面积小。由此，在将密封材料100填充到贯穿孔710中时，密封材料100通过毛细管现象从下柱体部711向上柱体部712顺畅地流入。因此，能够使密封材料100可靠地流入到上柱体部712的上端部。由此，能够在整个贯穿孔710中填充密封材料100，能够防止密封材料100的未填充。因此，能够防止被密封的贯穿孔710的密封性的降低。由此，能够防止填充在壳体70内的氦气经由贯穿孔710泄漏。
另外，由于能够利用毛细管现象将密封材料100填充至上柱体部712的上端部，因此能够将上柱体部712的内径形成得更小。由此，能够防止密封材料100的未填充，并且能够防止被密封的贯穿孔710的密封性的降低。
下柱体部711及上柱体部712形成为圆柱状。由此，密封材料100更顺畅地流入贯穿孔710整体。
另外，通过将下柱体部711的内径形成得较大，能够加快密封材料100的填充速度。由此，能够防止在密封材料100中产生气泡。因此，能够防止被密封的贯穿孔710的密封性的降低。另外，能够提高主轴马达10的制造效率。
密封材料100的填充具有第一填充工序和第二填充工序。在第一填充工序结束后，执行第二填充工序。在第一填充工序中，将填充在上柱体部712中的密封材料100填充到贯穿孔710中。在第二填充工序中，将填充于下柱体部711的密封材料100填充于贯穿孔710。第一填充工序中的填充速度比第二填充工序中的填充速度低。
连结部713连结上柱体部712和下柱体部711。连接部713形成为其内径朝向基座部71的上表面逐渐变小。由此，密封材料100经由连结部713从下柱体部711更顺畅地流入上柱体部712。
下柱体部711的轴向长度比上柱体部712的轴向长度长。由此，能够使密封材料100的填充速度更快。
具体而言，上柱体部712的轴向长度优选为2.0mm以上且3.0mm以下。在所述范围内，能够确保能够充分抑制由透过引起的壳体70内部的密封气体的泄漏的距离，并且能够缩短填充到上柱体部712的前端部为止的时间。
与上柱体部的轴方向正交的剖面积优选为0.28mm2以上且0.80mm2以下。在所述范围内，能够确保能够充分抑制由透过引起的壳体70内部的密封气体的泄漏的面积，并且能够缩短填充到上柱体部712的前端部为止的时间。
另外，下柱体部711的轴向长度优选为3.0mm以上。由此，在从第一填充工序转移到第二填充工序时，为了将填充速度从低速平滑地切换为高速，而确保足够的下柱体部711的轴向长度。因此，能够抑制伴随急剧的填充速度的变更的气泡的产生或未填充。
与下柱体部712的轴方向正交的剖面积优选为0.78mm2以上且20.00mm2以下。在所述范围内，能够使密封材料100的填充速度更快，并且能够减少填充下柱体部711所需的密封材料100的量。
下侧开口部714配置在基座部71的下端，形成为内径随着朝向基座部71的上表面而变小。通过设置下侧开口部714，密封材料100经由下侧开口部714顺畅地流入下柱体部711。另外，能够抑制密封材料100从基座部71的下表面向下侧***而凝固。
上侧开口部715配置在基座部71的上端，内径随着朝向基座部71的上表面而形成得较大。通过设置下侧开口部714，密封材料100因表面张力而容易滞留在上侧开口部715上。因此，能够防止密封材料100在基座部71的上表面溢出到贯穿孔710的周围。能够抑制密封材料100从基座部71的上表面向上侧***而凝固。
上述实施方式仅仅是本发明的示例。实施方式的构成也可以在不超出本发明的技术思想的范围内适当变更。另外，实施方式可以在可能的范围内组合实施。在本实施方式中，将下柱体部711及上柱体部712形成为圆柱状，但也可以将下柱体部711及上柱体部712的一方形成为圆柱状，将另一方形成为椭圆柱状或多角柱状。另外，也可以将下柱体部711及上柱体部712的一方形成为圆锥台状。此时，将下柱体部711或上柱体部712的内径形成为随着朝向基座部71的上表面而变小。由此，密封材料100从下柱体部711更平滑地流入上柱体部712。
另外，本实施方式对具有流体动压轴承的主轴马达10进行了说明。但其例如也可以是具有滚珠轴承等轴承作为轴承部40的主轴马达。
本发明例如能够用于硬盘驱动器等盘驱动装置所使用的壳体。

Claims (12)

1.一种主轴马达，其特征在于，包括：
基座部；
轴，所述轴配置于所述基座部且沿上下方向延伸；
定子，所述定子具有卷绕导线而形成的线圈，并配置在所述基座部的上表面；以及
转子，所述转子以所述轴为中心轴可旋转地被支撑，
所述基座部具有贯穿孔，所述贯穿孔从上表面贯通到下表面，所述导线通过内部而被引出到下表面侧，并被密封材料密封，
所述贯穿孔具有配置在所述基座部的下表面侧的下柱体部和配置在比所述下柱体部更靠所述基座部的上表面侧的上柱体部，
与所述上柱体部的轴方向正交的剖面积比与所述下柱体部的轴方向正交的剖面积小。
2.根据权利要求1所述的主轴马达，其特征在于：
所述上柱体部及所述下柱体部中的至少一方形成为圆柱状。
3.根据权利要求1或2所述的主轴马达，其特征在于：
所述下柱体部的轴向长度大于所述上柱体部的轴向长度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的主轴马达，其特征在于：
所述贯穿孔具有连结所述上柱体部和所述下柱体部的连结部，
所述连结部形成为内径随着朝向所述基座部的上表面而变小。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的主轴马达，其特征在于：
所述上柱体部的轴向长度为2.0mm以上且3.0mm以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的主轴马达，其特征在于：
与所述上柱体部的轴方向正交的剖面积为0.28mm2以上且0.80mm2以下。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的主轴马达，其特征在于：
所述下柱体部的轴向长度为3.0mm以上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的主轴马达，其特征在于：
与所述下柱体部的轴方向正交的剖面积为0.78mm2以上且20.00mm2以下。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的主轴马达，其特征在于：
所述贯穿孔配置在所述基座部的上端，并且具有内径随着朝向所述基座部的上表面而形成得较大的上侧开口部。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的主轴马达，其特征在于：
所述贯穿孔配置在所述基座部的下端，并且具有内径随着朝向所述基座部的上表面而形成得较小的下侧开口部。
11.一种盘驱动装置，其特征在于，包括：
如权利要求1至10中任一项所述的主轴马达；
盘，所述盘通过所述主轴马达旋转；
存取部，所述存取部对所述盘进行信息的读取和写入中的至少一方；以及
壳体，所述壳体收纳所述主轴马达、所述盘和所述存取部，并包括所述基座部。
12.根据权利要求11所述的盘驱动装置，其特征在于：
在所述壳体的内部填充有比空气密度低的气体。
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