JP2004304972A - Spindle motor, recording disk driver, and polygon scanner - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the vibration and the noise of a spindle motor by attenuating the vibration of a dynamic pressure gas bearing. <P>SOLUTION: In the spindle motor 1, the dynamic pressure gas bearing 6 generates a dynamic pressure when a sleeve 31 and a shaft 21 relatively rotate via micro gaps 35, 36 and 37 secured between the wall surface of the sleeve 31 and the wall surface of the shaft 21 and gases existing in the micro gaps 35, 35 and 37. The spindle motor 1 further includes a bracket 22 and a vibration attenuating unit 81. The bracket 22 is a disk-like member for supporting the end of the shaft 21. The vibration attenuating unit 81 is disposed on the bracket 22. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動圧気体軸受が採用されたスピンドルモータ、記録ディスク駆動装置及びポリゴンスキャナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、記録ディスク装置や光ディスク装置などにおける記録情報へのアクセスの高速化の要求や、デジタル複写機やレーザプリンタなどにおける印字品質の向上及び高速化の要求などが高まっている。これらの要求を満たすために、それぞれの装置において使用されるスピンドルモータの高精度化及び高速回転化が進められている。ところが、スピンドルモータの高速回転化が進むと、スピンドルモータに起因する振動が大きくなりやすい。
一方、記録ディスク装置では、記録ディスクの記録面に形成される記録トラックの密度が年々高密度化されており、わずかな振動でもリード・ライトエラーを誘発する懸念がある。また、ＡＶ機器等の情報家電への組み込みが開始されたハードディスク装置では、特に静粛性が要求されている。そこで、弾性体からなる振動減衰機構をスピンドルモータに採用して振動や騒音を低下させることが行われている（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
一方、スピンドルモータの高精度化及び高速回転化を実現するためには、スピンドルモータの軸受として動圧気体軸受を採用することが提案されている。動圧気体軸受とは、相対的に回転する部材間に形成される微少間隙に保持される気体の動圧により、回転する部材を非接触にて支持するものである（例えば、特許文献２。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３２０８６１号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−６５５５５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に動圧軸受においては、軸受部分（微少間隙及び作動流体）が振動減衰機能を有している。しかし、気体はオイルに比べて粘性が低いため、動圧気体軸受は動圧液体軸受に比べて振動減衰機能が低い。その一方、動圧気体軸受の適用が必要とされる高速回転領域では、モータに起因する振動（例えば電磁振動等）が大きくなりやすく、振動減衰機能を十分に確保する必要がある。
また、モータにおける曲げ方向（軸の倒れ方向）の振動に対しては、従来の振動減衰機構は十分な効果を発揮することができない。なぜなら、従来の振動減衰機構として用いられたゴム等の弾性体は引っ張り方向及び圧縮方向に高い減衰効果を発揮するが、曲げ方向には高い減衰効果を発揮できないからである。
【０００７】
本発明の課題は、動圧気体軸受の振動を減衰し、スピンドルモータの振動や騒音を抑制することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のスピンドルモータは、スリーブと、シャフトと、ステータと、ロータマグネットとを備えている。スリーブは中空円筒状である。シャフトは、スリーブ内に相対回転可能に配置されている。ステータは、スリーブ及びシャフトの一方（静止側の部材）に固定されている。ロータマグネットは、ステータに対向するようにスリーブ及びシャフトの他方（回転側の部材）に固定され、ステータとともに磁気回路部を構成する。スリーブの壁面とシャフトの壁面との間に確保された微少間隙と、微少間隙に存在する気体とによって、スリーブとシャフトとが相対回転すると動圧を発生する動圧気体軸受部が構成されている。スピンドルモータは、固定部材と振動減衰部とをさらに備えている。固定部材は、スリーブ及びシャフトの一方（静止側の部材）の端部を支持する円板状部材である。振動減衰部は固定部材に配置されている。
【０００９】
このスピンドルモータでは、ステータに電流が供給されると、磁気回路部においてロータマグネットにトルクが作用する。この結果、スリーブ及びシャフトの一方が他方に対して回転する。スリーブとシャフトとの相対的な回転運動によって、動圧気体軸受で動圧が発生し、この動圧により動圧気体軸受は軸受荷重を支持する。一方、スピンドルモータに振動が発生し、スリーブ及びシャフトの一方（静止側の部材）が振動すると、固定部材に配置された振動減衰部が振動を減衰する。この結果、スピンドルモータの静粛性が向上する。
なお、固定部材はスリーブ及びシャフトの他方（静止部材）に対して一体に形成されていてもよいし、別体であってもよい。さらに、固定部材はハードディスク装置のケーシング等と一体に形成されていてもよい。
【００１０】
請求項２に記載のスピンドルモータでは、請求項１において、振動減衰部は固定部材の凹部内に収納されている。そのため、振動減衰部が固定部材に発生した振動を減衰する効果が向上する。
請求項３に記載のスピンドルモータでは、請求項１又は２において、振動減衰部は、スリーブ及びシャフトの一方（静止側の部材）の端部の外周側を囲んでいる。そのため、振動が半径方向に伝達されるのを抑制することができる。なお、振動減衰部の形状は円に限定されない。また、振動減衰部は、半径方向の異なる複数の位置に設けられていてもよいし、円周方向に並んで配置された複数の部分によって全体として一つの環状になっていてもよいし、さらには両者を組み合わせてもよい。
【００１１】
請求項４に記載のスピンドルモータでは、請求項１〜３のいずれかにおいて、振動減衰部は軸方向に積層された複数の板部材からなる。そのため、曲げ方向の振動が発生すると、積層された板部材が曲がり、そのときに板部材にはせん断方向に抵抗力が作用する。この抵抗力によって振動減衰が得られ、曲げ方向の振動に対して十分な振動減衰機能を発揮する。
請求項５に記載の記録ディスク駆動装置は、ハウジングと、ハウジングに固定された、請求項１〜４のいずれかに記載のスピンドルモータと、スリーブ及びシャフトの他方に固定された、情報を記録できる円板状記録媒体と、記録媒体の所要の位置に情報を書き込み又は読み出すための情報アクセス手段とを備えている。
【００１２】
この記録ディスク駆動装置では、振動及び騒音が抑制されたスピンドルモータを用いることで、信頼性及び静粛性が向上している。
請求項６に記載のポリゴンスキャナは、ハウジングと、ハウジングに固定された、請求項１〜４のいずれかに記載のスピンドルモータと、スリーブ及びシャフトの他方に固定されたポリゴンミラーとを備えている。
このポリゴンスキャナでは、振動及び騒音が抑制されたスピンドルモータを用いることで、信頼性及び静粛性が向上している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
〈ハードディスク装置１０の構成〉
図１に、本発明の第１実施形態にかかるスピンドルモータ１を備えるハードディスク装置１０の内部構成を模式図として示す。ハウジング１１の内部は塵・埃等が極度に少ないクリーンな空間を形成しており、その内部に情報を記憶する円板状の記録ディスク１８が装着されたスピンドルモータ１が設置されている。加えてハウジング１１の内部には、記録ディスク１８に対して情報を読み書きする磁気ヘッド移動機構１７が配置され、この磁気ヘッド移動機構１７は、記録ディスク１８上の情報を読み書きするヘッド１６、このヘッド１６を支えるアーム１５、及びヘッド１６及びアーム５を記録ディスク１８上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部１４により構成される。
【００１４】
このようなハードディスク装置１０では、スピンドルモータ１が回転することによって、記録ディスク１８が所定方向に回転駆動される。アクチュエータ部１４はアーム１５を旋回し、それらに装着されたヘッド１６は対応する記録ディスク１８の略径方向に移動し、その結果ヘッド１６の作用によって記録すべき記録情報が記録ディスク１８に磁気的に書き込まれ、又は記録ディスク１８に記録された記録情報がヘッド１６によって読み取られる。
〈スピンドルモータ１の構成〉
図２は、スピンドルモータ１の概略構成を示す縦断面図である。図２に示すＯ−Ｏがスピンドルモータ１の回転軸線である。なお、本実施形態の説明では、便宜上図２の上下方向にあわせて「上下方向」を規定するが、これはスピンドルモータ１の使用状態における方向を限定するものではない。
【００１５】
スピンドルモータ１は、主に、ハウジング１１の内部に固定される静止部材２と、回転部材３と、ステータ４と、ロータマグネット５とから構成される。静止部材２と回転部材３との間には、回転部材３を静止部材２に対して相対回転自在に支持するための動圧気体軸受６が形成されている。
静止部材２は、シャフト２１と、それを支持するベース部材であるブラケット２２とから構成されている。シャフト２１は、インナーシャフト２３と、その回りに嵌合されたアウターシャフト２４と、上下両端に設けられた一対のスラストプレート２５，２６とから構成されている。アウターシャフト２４はインナーシャフト２３の軸本体２３ａの外周面に嵌合している。インナーシャフト２３の下端は、ブラケット２２の中心部に固定されている（後述）。さらに、インナーシャフト２３の下端部にはフランジ２３ｂが形成されている。
【００１６】
ブラケット２２は、概ね円板状の部材であり、ハウジング１１の下側面上に搭載され、固定されている。ブラケット２２は、内周部２２ａと、それより厚肉の外周部２２ｂと、その外周縁から軸線方向上側に延びる筒状部２２ｃとから構成されている。ステータ４はブラケット２２の筒状部２２ｃの内周面に固定されている。ブラケット２２の中心孔２２ｄには、インナーシャフト２３の軸線方向下端部が挿入され固定されている。固定方法は、圧入若しくは接着又はそれら両方である。このようにインナーシャフト２３はブラケット２２によって直接支持されているため、インナーシャフト２３はブラケット２２に安定的に支持されており、さらにブラケット２２に対する位置精度が高くなっている。この結果、動圧気体軸受６の隙間の精度が向上している。
【００１７】
第１スラストプレート２５は、図３に示すように、中心孔２５ｃが軸本体２３ａの外周面上部に嵌合しており、内周部の下端面がアウターシャフト２４の上端面に支持されている。第２スラストプレート２６は、中心孔２６ｃが軸本体２３ａの外周面最下部に嵌合しており、内周部の両面がインナーシャフト２３のフランジ２３ｃの上端面とアウターシャフト２４の下端面との間に挟まれている。
回転部材３は、スリーブ３１と、スリーブ３１の外周部に嵌合されるハブ３２とから構成されている。スリーブ３１は、円筒体であり、アウターシャフト２４の外周側に回転自在に配置されている。より具体的には、スリーブ３１の内周面３１ａは、シャフト２１のアウターシャフト２４の外周面２４ａに対して微少間隙３５を介して対向している。また、スリーブ３１の上端面３１ｂは、微少間隙３６を介して第１スラストプレート２５の下端面２５ａの外周部と対向している。さらに、スリーブ３１の下端面３１ｃは、微少間隙３７を介して第２スラストプレート２６の上端面２６ａの外周部と対向している。
【００１８】
ハブ３２にはロータマグネット５が固定されている。ロータマグネット５はステータ４に近接して対向しており、両者により磁気回路部を構成している。
回転部材３は、ハブ３２に固定的に保持される記録ディスク１８と、複数枚の記録ディスク１８の間隔を確保するスペーサ３８とが、クランプ３９によって軸線方向に固定されている。
〈動圧気体軸受６の構成〉
動圧気体軸受６の各動圧軸受部は、スリーブ３１の壁面とシャフト２１の壁面との間に形成された微少間隙と、そこに存在する気体とによって構成されている。具体的には、動圧気体軸受６は、第１スラスト動圧軸受部４１、第２スラスト動圧軸受部４２、第１ラジアル動圧軸受部４３及び第２ラジアル動圧軸受部４４を含んでいる。以下、図３を参照しながら、スリーブ３１及びシャフト２１の構造に触れつつ、動圧気体軸受６の構造を説明していく。
【００１９】
前述の微少間隙３６と、そこに保持される気体とから第１スラスト動圧軸受部４１が形成されている。さらに、図４に示すように、第１スラストプレート２５の下端面２５ａには、第１スラスト動圧発生溝４６が形成されている。第１スラスト動圧発生溝４６は、スパイラル形状であり、半径方向内側に向かって増大する圧力を発生させるように形成されている。
前述の微少間隙３７と、そこに保持される気体とから第２スラスト動圧軸受部４２が形成されている。さらに、図４に示すように、第２スラストプレート２６の上端面２６ａには、第２スラスト動圧発生溝４７が形成されている。第２スラスト動圧発生溝４７は、スパイラル形状であり、半径方向内側に向かって増大する圧力を発生させるように形成されている。
【００２０】
微少間隙３５の上半分と、そこに保持される気体とから第１ラジアル動圧軸受部４３が形成されている。さらに、図４に示すように、シャフト２１のアウターシャフト２４の外周面２４ａの上半分には、第１ラジアル動圧発生溝４８が形成されている。第１ラジアル動圧発生溝４８は、スパイラル形状であり、第１スラストプレート２５に向かって増大する圧力を発生させるように形成されている。微少間隙３５の下半分と、そこに保持される気体とから第２ラジアル動圧軸受部４４が形成されている。さらに、図４に示すように、シャフト２１のアウターシャフト２４の外周面２４ａの下半分には、第２ラジアル動圧発生溝４９が形成されている。第２ラジアル動圧発生溝４９は、スパイラル形状であり、第２スラストプレート２６に向かって増大する圧力を発生させるように形成されている。
【００２１】
なお、図４では各動圧発生用溝の形状は説明の便宜のために模式的に描かれている。
〈気体の循環通路の構成〉
次に、この動圧気体軸受６における気体の循環通路について説明する。
インナーシャフト２３内には、軸方向に貫通する縦孔７１が形成されている。縦孔７１は、インナーシャフト２３の中心に形成されており、上端は上端固定用雌ねじ６６に連通し、下端はボール支持部６７に連通している。ボール支持部６７は、縦孔７１より径が大きい孔であって、下端側からゴムボール７２が挿入されている。縦孔７１においてゴムボール７２の上側には、フィルタ７３が配置されている。
【００２２】
第１スラストプレート２５の上側の空間（第１スラストプレートの上面と円板状部３２ａの下面との間）に対応する位置において、インナーシャフト２３には半径方向に延びる第１横孔７５が形成されている。第１横孔７５は、上記空間と縦孔７１とを連通している。
アウターシャフト２４の外周面２４ａの軸線方向中間部には、環状溝５１が形成されている。この環状溝５１は、第１ラジアル動圧軸受部４３と第２ラジアル動圧軸受部４４とを軸線方向に分割する気体介在部として機能している。さらに、インナーシャフト２３の軸本体２３ａの軸線方向中間部には、環状溝５３が形成されている。アウターシャフト２４内には、環状溝５１から半径方向内側に延び環状溝５３に開口する第２横孔５２が形成されている。さらに、インナーシャフト２３において環状溝５３内には、半径方向に延びる第３横孔７６が形成されている。
【００２３】
さらに、インナーシャフト２３において、第２スラストプレート２６の下側の空間に対応する位置には、半径方向に延びる第４横孔７７が形成されている。第４横孔７７は、前述の空間と縦孔７１とを連通している。
ハブ３２の上端部には、半径方向内側に延びる円板状部３２ａが形成されている。円板状部３２ａは第１スラストプレート２５の上端面２５ｂの軸線方向上方に配置され、その内周縁はインナーシャフト２３の外周面（具体的には軸本体２３ａの外周面）に近接して配置されている。この近接部分に磁性流体シール６４が設けられている。
【００２４】
ハブ３２の下端部の内周には、円板状プレート７８が設けられている。円板状プレート７８は、環状の部材であり、外周縁がハブ３２に固定され、内周縁がインナーシャフト２３の下端部外周面に近接している。この近接部分に磁性流体シール６５が設けられている。
以上に述べた動圧気体軸受６内の気体が循環する循環通路における気体の流れについて説明する。
最初に、第１スラスト動圧軸受部４１と第１ラジアル動圧軸受部４３における循環通路での気体の流れについて説明する。気体は、第１ラジアル動圧軸受部４３（微少間隙３５の上半分）から第１スラスト動圧軸受部４１（微少間隙３６）に向かって流れ、第１スラスト動圧軸受部４１内を半径方向外側に流れる。気体は、さらに、第１スラストプレート２５の外周面とハブ３２の内周面３２ｂの隙間、さらには第１スラストプレート２５の上端面２５ｂと円板状部３２ａの下側面との間の空間に流れる。気体は、さらに、第１横孔７５から縦孔７１に流れ込み、第３横孔７６，環状溝５３及び第２横孔５２から第１ラジアル動圧軸受部４３に戻る。
【００２５】
次に、第２スラスト動圧軸受部４２と第２ラジアル動圧軸受部４４における循環通路での気体の流れについて説明する。気体は、第２ラジアル動圧軸受部４４（微少間隙３５の下側部分）から第２スラスト動圧軸受部４２（微少間隙３７）に向かって流れ、第２スラスト動圧軸受部４２内を半径方向外側に流れる。気体は、さらに、第２スラストプレート２６の外周面とハブ３２の内周面３２ｂの隙間、さらには第２スラストプレート２６の下端面２６ｂと円板状プレート７８の上側面との間の空間に流れる。気体は、さらに、第４横孔７７から縦孔７１に流れ込み、第３横孔７６，環状溝５３及び第２横孔５２から第２ラジアル動圧軸受部４４に戻る。
【００２６】
〈振動減衰部〉
振動減衰部８１は、スピンドルモータ１に起因する各種振動を減衰することで、スピンドルモータ１の静粛性を向上させ、さらにハードディスク装置１０の静粛性及び信頼性を向上させるための構造である。振動減衰部８１は、静止部材２に、より具体的にはブラケット２２に取り付けられている。
振動減衰部８１は、複数の薄板状の板部材８２からなり、ブラケット２２に形成された凹溝８３内に収納されている。凹溝８３は、図３及び図５に示すように、スピンドルモータ１の軸Ｏと同心の環状溝であり、ブラケット２２の内周部２２ａの軸線方向下側面に形成されている。さらに、凹溝８３は、円状であり、外周側の周面と、内周側の周面と、軸線方向下側を向く平坦面とを有している。凹溝８３は、ハウジング１１の下側部分によって閉鎖された環状空間になっている。複数の板部材８２は、その環状空間内に積層された状態で収納された円板状かつ環状の部材である。板部材８２は凹溝８３と概ね同一の形状である。このように板部材８２がブラケット２２の凹溝８３内に埋設されているため、振動減衰部８１がブラケット２２に発生した振動を減衰する効果が大きい。板部材８２の材料としては、表面の摩擦係数が大きいものや、内部摩擦が大きなものが好ましい。具体的には、ＳＵＳ系（例えばＳＰＣＣ）、鉄、アルミ、銅、若しくは合金又は樹脂等を用いることができる。
〈スピンドルモータ１の作用〉
（１）回転動作
ステータ４のコイルへ通電されると、ステータ４及びロータマグネット５が協働してスリーブ３１を回転駆動させる。この結果、回転部材３が静止部材２に対して回転する。この回転運動により、動圧気体軸受６が次の作用を奏する。
【００２７】
（２）軸受の作用
動圧流体軸受６、すなわち第１スラスト動圧軸受部４１、第２スラスト動圧軸受部４２、第１ラジアル動圧軸受部４３及び第２ラジアル動圧軸受部４４において、動圧が発生する。この結果、スリーブ３１はシャフト２１に対して非接触状態で回転自在に支持される。
さらに詳細に説明すると、回転運動中のスピンドルモータ１においては、微少間隙３５と微少間隙３６とが接続する付近（第１スラスト動圧軸受部４１の内周部）、及び微少間隙３５と微少間隙３６とが接続する付近（第２スラスト動圧軸受部４２の内周部）が高圧となる。これら高圧部分が、スラスト方向及びラジアル方向への荷重を支持する。
【００２８】
（３）振動減衰部の作用
記録ディスク１８を高速で回転駆動するためには、ステータ４に回転数に対応した電流を流す必要がある。その場合、ステータ４が電磁振動によって発振し、ブラケット２２が振動することがある。すると、振動減衰部８１の板部材８２が互いに摺動して振動を減衰する。特に、曲げ方向の振動が発生すると、例えば図６に示すように板部材８２がたわみ、板部材８２にせん断方向に滑りを抑えようとする抵抗力が作用する。この結果、板部材８２の表面同士が摺動し、また板部材８２に摩擦が発生する。このように振動減衰部８１は曲げ方向の振動に対して大きな抵抗を発生させるため、曲げ方向の振動を速やかに減衰できる。なお、振動減衰部８１は、何らかの外的要因によってブラケット２２に振動が生じても、その振動も減衰することができる。
【００２９】
この結果、スピンドルモータ１を発生源とする振動や騒音が抑制される。つまり、スピンドルモータ１からハウジング１１に振動が伝達されるのを抑制することができる。特に、振動減衰部８１はシャフト２１を囲むように配置されているため、振動が半径方向に伝達されるのを抑制することができる。さらには、ハードディスク装置１０全体としての振動や騒音が抑制されるので、静粛性及び信頼性が向上する。
［その他の実施形態］
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることはいうまでもない。
【００３０】
（１）前記実施形態では、振動減衰部は軸方向に積層された複数の環状板部材から構成されていたが、異なる形状や異なる積層方向の複数の板部材から構成されていてもよい。例えば、振動減衰部は、複数の筒状の板部材が半径方向に積層されて構成されていてもよいし、軸方向に積層されたスパイラル状の一枚の板部材から構成されていてもよい。
（２）前記実施形態では、振動減衰部はブラケットの軸線方向下側面に近接して設けられていたが、振動減衰部の位置については特に限定されない。例えば、振動減衰部はブラケットの軸線方向上側に近接して設けられていてもよい。また、振動減衰部の半径方向位置も前記実施形態に限定されない。
【００３１】
（３）前記実施形態ではブラケットに形成された凹溝は１条の環状溝であったが、凹溝の形状については特に限定されない。ただし、凹溝及び振動減衰部がシャフトを囲むように（環状に）配置されていると、振動が半径方向に伝達されるのを抑制するのに効果的である。
図７に示す凹溝９２は、複数の（２条の）環状の凹溝９３，９４からなる。凹溝９３，９４は同心であり、半径の異なる同心円である。したがって、振動減衰部９１は径の異なる板部材９５，９６からなる。このように、板部材９５，９６は、インナーシャフト２３の端部を囲みかつ半径方向に間隔をあけて設けられているので、インナーシャフト２３からの振動が外周側に伝達されることを複数の領域で抑制することができ、外部への振動伝達抑制効果を高くしている。しかも、板部材９５，９６は、間隔をあけて分散して配置されているため、ブラケット２２の剛性が局部的に大きく低下することを防いでいる。
【００３２】
図８に示す凹溝９８は、弧状に延びる複数の凹溝９９からなり、振動減衰部９９は弧状に延びる複数の板部材１００からなる。各凹溝９８は同一半径位置にあり、円周方向に互いに間隔をあけている。振動減衰部９７を構成する複数の板部材１００も全体として環状に、特に円形に配置されている。この実施形態では、各板部材１００は相互に円周方向に間隔をあけて配置されているため、ブラケット２２の剛性が局部的に低下することを防いでいる。
図７に示すような径の異なる複数の板部材を有する振動減衰部において、図８に示すように各凹溝及び板部材を弧状に分割してもよい。その場合内周側の板部材同士の間と外周側の板部材同士の間とを円周方向に一致させてもよいし、円周方向にずらしてもいい。後者の場合は、半径方向の振動伝達抑制効果を向上させるとともにに、ブラケットの剛性を高めることができる。
【００３３】
（５）前記実施形態では、ブラケットはハードディスク装置のハウジングと別体に形成されていたが、ハウジングとブラケットが一体に形成されるベース一体型のモータにも本発明を適用できる。その場合は、ベースとしてのハウジングに振動減衰機構を配置することになる。
（６）前記実施形態においては、スピンドルモータ１への搭載物として記録ディスク１８を採用したハードディスク装置１０について説明した。
ここで、スピンドルモータ１の搭載物は、スピンドルモータの用途に応じて様々なものをあげることができる。例えば、レーザービームプリンタのポリゴンスキャナ用であれば、ポリゴンミラーであり、プロジェクターに搭載されるカラーホイール駆動装置であれば、カラーホイールである。
【００３４】
ここで、図９にポリゴンスキャナ４１０の概略構成を示す縦断面図を示す。ポリゴンスキャナ４１０は、図示しないハウジングと、ハウジングに固定されたスピンドルモータ４０１と、ミラー４３０と、ミラー押さえ４３１と、カバー部４４０とを備えている。ポリゴンスキャナ４１０は、例えば、デジタル複写機等のレーザー書き込み系に用いられ、スピンドルモータ４０１によりミラー４３０を高速回転させて、レーザーダイオードから照射された光線を感光体上にスキャンする。
スピンドルモータ４０１は、静止部材４０２と、回転部材４０３と、ステータ４０４と、ロータマグネット４０５とから構成される。スピンドルモータ４０１は、スピンドルモータ１とほぼ同様の構成であり、前記実施形態で説明したスピンドルモータ１の効果と同様の効果を奏する。スピンドルモータ４０１とスピンドルモータ１とは、静止部材４０２の備えるシャフト４２０の形状や回転部材４０３の備えるハブ４６０の形状において相違する。ハブ４６０は、外周面に顎部４６０ａを有する円筒体である。
【００３５】
ミラー４３０は、側面が多面の鏡で構成される板状の部材であり、スピンドルモータ４０１の回転部材４０３を構成するハブ４６０に固定的に保持される。
ミラー押さえ４３１は、ハブ４６０に固定され、さらにミラー４３０をスラスト方向に固定する。これにより、スピンドルモータ４０１の回転部材４０３と、ミラー４３０と、ミラー押さえ４３１とが一体的に回転運動する。また、ミラー押さえ４３１には、空気流通用スリット４３５が設けられ、動圧気体軸受４０６への空気の流通を確保する。
カバー部４４０は、カバー４４１と、光線透過用スリット４４２と、ガラスカバー４４３とから構成される。カバー４４１は、スピンドルモータ４０１の動圧気体軸受４０６へのダスト侵入を防ぐため、動圧気体軸受４０６を密閉するよう静止部材４０２に固定される。光線透過用スリット４４２は、カバー４４１の側面部に設けられたスリットで、ガラスカバー４４３により覆われ、密閉性を確保しつつ光線を透過させる。
【００３６】
（７）以上で説明した実施の形態は、本発明の実施形態をこれらに限定するものではない。例えば、動圧発生用溝は、図面においては、動圧気体軸受部を構成する一方の面にのみ描かれているが、動圧気体軸受部を構成する他の一方の面、あるいは両方の面にあってもよい。また、各実施の形態においては、各動圧発生用溝の形状を指定したが、それらは他の形状であっても本発明の効果が失われる訳ではない。
さらに、前記実施形態ではシャフト静止・スリーブ回転の軸固定型の動圧気体軸受を示したが、本発明はシャフト回転・スリーブ静止の軸回転型の動圧気体軸受にも適用できる。また、前記実施形態ではマグネットロータがステータの半径方向内側に配置されたインナーロータ型のスピンドルモータを示したが、本発明はマグネットロータがステータが半径方向外側に配置されたアウターロータ型のスピンドルモータにも適用できる。
【００３７】
（８）前記実施形態では、いずれのラジアル動圧軸受部においても気体介在部と反対側にすなわちスラスト動圧軸受部側に流対動圧が誘起されるような動圧発生用溝が形成されていたが、それ以外の構造にも本発明を適用できる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１記載のスピンドルモータでは、スリーブ及びシャフトの一方（静止側の部材）に振動が発生すると、固定部材に配置された振動減衰部が振動を減衰する。この結果、スピンドルモータの静粛性が向上する。
請求項２に記載のスピンドルモータでは、請求項１において、振動減衰部は固定部材の凹部内に収納されているため、振動減衰部が固定部材に発生した振動を減衰する効果が向上する。
請求項３に記載のスピンドルモータでは、請求項１又は２において、振動減衰部は、スリーブ及びシャフトの一方（静止側の部材）の端部の外周側を囲んでいるため、シャフトから伝達される振動が半径方向に伝達されるのを抑制することができる。
【００３９】
請求項４に記載のスピンドルモータでは、請求項１〜３のいずれかにおいて、振動減衰部は軸方向に積層された複数の板部材からなるため、積層された板部材が曲がり、そのときに板部材にはせん断方向に抵抗力が作用する。この抵抗力によって振動減衰が得られ、曲げ方向の振動に対して十分な振動減衰機能を発揮する。
請求項５に記載の記録ディスク駆動装置では、振動及び騒音が抑制されたスピンドルモータを用いることで、信頼性及び静粛性が向上している。
請求項６に記載のポリゴンスキャナでは、振動及び騒音が抑制されたスピンドルモータを用いることで、信頼性及び静粛性が向上している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としてのスピンドルモータを備えるハードディスク装置の模式図。
【図２】本発明の第１実施形態としてのスピンドルモータの縦断面概略図。
【図３】図２の部分拡大図であり、本発明の第１実施形態としての動圧気体軸受の縦断面概略図。
【図４】シャフトの正面を模式的に表した図。
【図５】ブラケットの部分底面図。
【図６】振動減衰部の板部材に作用する抵抗力を模式的に表した図。
【図７】他の実施形態におけるブラケットの部分底面図。
【図８】さらに他の実施形態におけるブラケットの部分底面図。
【図９】さらに他の実施形態としてのポリゴンスキャナの縦断面概略図。
【符号の説明】
１ スピンドルモータ
４ ステータ
５ ロータマグネット
６ 動圧気体軸受
１０ ハードディスク装置
１１ ハウジング
１８ 記録ディスク
２１ シャフト
２２ ブラケット（固定部材）
４１ 第１スラスト動圧軸受部
４２ 第２スラスト動圧軸受部
４３ 第１ラジアル動圧軸受部
４４ 第２ラジアル動圧軸受部
８１ 振動減衰部
８２ 板部材
８３ 凹溝（凹部）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a spindle motor, a recording disk drive, and a polygon scanner that employ a dynamic pressure gas bearing.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been an increasing demand for faster access to recorded information in a recording disk device, an optical disk device, and the like, and an improvement in print quality and a higher speed in a digital copying machine, a laser printer, and the like. In order to satisfy these demands, spindle motors used in the respective devices have been improved in accuracy and speed. However, as the rotation speed of the spindle motor increases, the vibration caused by the spindle motor tends to increase.
On the other hand, in the recording disk device, the density of recording tracks formed on the recording surface of the recording disk is increasing year by year, and there is a concern that even a slight vibration may cause a read / write error. In addition, a hard disk device that has started to be incorporated into an information home appliance such as an AV device is required to be particularly quiet. Therefore, a vibration damping mechanism made of an elastic body is adopted for a spindle motor to reduce vibration and noise (for example, Patent Document 1).
[0003]
On the other hand, in order to realize high precision and high speed rotation of the spindle motor, it has been proposed to employ a dynamic pressure gas bearing as a bearing of the spindle motor. The dynamic pressure gas bearing supports the rotating member in a non-contact manner by the dynamic pressure of gas held in a minute gap formed between the relatively rotating members (for example, Patent Document 2). ).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-320861 A
[0005]
[Patent Document 2]
JP 2001-65555 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Generally, in a dynamic pressure bearing, a bearing portion (a minute gap and a working fluid) has a vibration damping function. However, since gas has a lower viscosity than oil, a dynamic pressure gas bearing has a lower vibration damping function than a dynamic pressure liquid bearing. On the other hand, in a high-speed rotation region in which the application of the dynamic pressure gas bearing is required, vibration (for example, electromagnetic vibration) due to the motor tends to increase, and it is necessary to sufficiently secure a vibration damping function.
Further, the conventional vibration damping mechanism cannot exert a sufficient effect on the vibration of the motor in the bending direction (the direction in which the shaft falls down). This is because an elastic body such as rubber used as a conventional vibration damping mechanism exerts a high damping effect in a tensile direction and a compressing direction, but cannot exert a high damping effect in a bending direction.
[0007]
An object of the present invention is to attenuate vibration of a dynamic pressure gas bearing and to suppress vibration and noise of a spindle motor.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A spindle motor according to a first aspect includes a sleeve, a shaft, a stator, and a rotor magnet. The sleeve has a hollow cylindrical shape. The shaft is disposed in the sleeve so as to be relatively rotatable. The stator is fixed to one of the sleeve and the shaft (a member on the stationary side). The rotor magnet is fixed to the other of the sleeve and the shaft (a member on the rotating side) so as to face the stator, and forms a magnetic circuit unit together with the stator. A micro-gap secured between the wall surface of the sleeve and the wall surface of the shaft and the gas present in the micro-gap constitute a dynamic pressure gas bearing that generates dynamic pressure when the sleeve and the shaft rotate relative to each other. . The spindle motor further includes a fixed member and a vibration damping unit. The fixing member is a disk-shaped member that supports one end of the sleeve and the shaft (the member on the stationary side). The vibration damping part is disposed on the fixed member.
[0009]
In this spindle motor, when current is supplied to the stator, torque acts on the rotor magnet in the magnetic circuit portion. As a result, one of the sleeve and the shaft rotates with respect to the other. The relative rotational movement between the sleeve and the shaft generates a dynamic pressure in the hydrodynamic gas bearing, and the dynamic pressure gas bearing supports the bearing load. On the other hand, when vibration occurs in the spindle motor and one of the sleeve and the shaft (the member on the stationary side) vibrates, the vibration damping unit disposed on the fixed member attenuates the vibration. As a result, the quietness of the spindle motor is improved.
The fixing member may be formed integrally with the other (stationary member) of the sleeve and the shaft, or may be formed separately. Further, the fixing member may be formed integrally with a casing or the like of the hard disk device.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the vibration damping portion is housed in a recess of the fixed member. For this reason, the effect of the vibration damping unit to attenuate the vibration generated in the fixed member is improved.
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the vibration damping portion surrounds an outer peripheral side of one end (a member on the stationary side) of the sleeve and the shaft. Therefore, transmission of vibration in the radial direction can be suppressed. Note that the shape of the vibration damping section is not limited to a circle. Further, the vibration damping portion may be provided at a plurality of positions different in the radial direction, or may be formed as a whole into a single ring by a plurality of portions arranged in a circumferential direction, May be combined.
[0011]
In the spindle motor according to the fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the vibration damping unit includes a plurality of plate members stacked in the axial direction. Therefore, when vibration in the bending direction occurs, the laminated plate members bend, and at that time, a resistance force acts on the plate members in the shear direction. Vibration damping is obtained by this resistance, and a sufficient vibration damping function is exhibited for vibration in the bending direction.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a recording disk drive capable of recording information on a housing, the spindle motor according to any one of the first to fourth aspects, fixed to the housing, and the other of the sleeve and the shaft. It has a disk-shaped recording medium and information access means for writing or reading information at a required position on the recording medium.
[0012]
In this recording disk drive, reliability and quietness are improved by using a spindle motor in which vibration and noise are suppressed.
A polygon scanner according to a sixth aspect includes a housing, the spindle motor according to any one of the first to fourth aspects, fixed to the housing, and a polygon mirror fixed to the other of the sleeve and the shaft. .
In this polygon scanner, reliability and quietness are improved by using a spindle motor in which vibration and noise are suppressed.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
<Configuration of Hard Disk Device 10>
FIG. 1 is a schematic diagram showing an internal configuration of a hard disk drive 10 including a spindle motor 1 according to the first embodiment of the present invention. The interior of the housing 11 forms a clean space with extremely little dust and the like, and the spindle motor 1 on which a disk-shaped recording disk 18 for storing information is mounted is installed inside the space. In addition, a magnetic head moving mechanism 17 for reading and writing information from and to the recording disk 18 is disposed inside the housing 11. The magnetic head moving mechanism 17 includes a head 16 for reading and writing information on the recording disk 18, An arm 15 for supporting the head 16 and an actuator 14 for moving the head 16 and the arm 5 to desired positions on the recording disk 18 are provided.
[0014]
In such a hard disk device 10, the recording disk 18 is driven to rotate in a predetermined direction by the rotation of the spindle motor 1. The actuator section 14 pivots the arm 15, and the head 16 mounted on the arm 15 moves in a substantially radial direction of the corresponding recording disk 18, so that the recording information to be recorded by the operation of the head 16 is magnetically recorded on the recording disk 18. The recording information written on the recording disk 18 or recorded on the recording disk 18 is read by the head 16.
<Configuration of spindle motor 1>
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the spindle motor 1. OO shown in FIG. 2 is the rotation axis of the spindle motor 1. In the description of the present embodiment, the “vertical direction” is defined in accordance with the vertical direction in FIG. 2 for convenience, but this does not limit the direction in the use state of the spindle motor 1.
[0015]
The spindle motor 1 mainly includes a stationary member 2 fixed inside a housing 11, a rotating member 3, a stator 4, and a rotor magnet 5. Between the stationary member 2 and the rotating member 3, a dynamic pressure gas bearing 6 for supporting the rotating member 3 so as to be rotatable relative to the stationary member 2 is formed.
The stationary member 2 includes a shaft 21 and a bracket 22 as a base member for supporting the shaft 21. The shaft 21 includes an inner shaft 23, an outer shaft 24 fitted around the inner shaft 23, and a pair of thrust plates 25 and 26 provided at both upper and lower ends. The outer shaft 24 is fitted on the outer peripheral surface of the shaft main body 23a of the inner shaft 23. The lower end of the inner shaft 23 is fixed to the center of the bracket 22 (described later). Further, a flange 23b is formed at the lower end of the inner shaft 23.
[0016]
The bracket 22 is a substantially disk-shaped member, and is mounted and fixed on the lower surface of the housing 11. The bracket 22 includes an inner peripheral portion 22a, an outer peripheral portion 22b thicker than the inner peripheral portion 22a, and a cylindrical portion 22c extending upward from the outer peripheral edge in the axial direction. The stator 4 is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 22c of the bracket 22. The lower end in the axial direction of the inner shaft 23 is inserted and fixed in the center hole 22 d of the bracket 22. The fixing method is press-fitting or bonding or both. As described above, since the inner shaft 23 is directly supported by the bracket 22, the inner shaft 23 is stably supported by the bracket 22, and the positional accuracy with respect to the bracket 22 is further increased. As a result, the accuracy of the gap of the dynamic pressure gas bearing 6 is improved.
[0017]
As shown in FIG. 3, the first thrust plate 25 has a center hole 25 c fitted in an upper portion of an outer peripheral surface of the shaft main body 23 a, and a lower end surface of an inner peripheral portion is supported by an upper end surface of the outer shaft 24. . In the second thrust plate 26, the center hole 26 c is fitted to the lowermost portion of the outer peripheral surface of the shaft main body 23 a, and both inner peripheral portions are formed by the upper end surface of the flange 23 c of the inner shaft 23 and the lower end surface of the outer shaft 24. It is sandwiched between.
The rotating member 3 includes a sleeve 31 and a hub 32 fitted on the outer peripheral portion of the sleeve 31. The sleeve 31 is a cylindrical body, and is rotatably arranged on the outer peripheral side of the outer shaft 24. More specifically, the inner peripheral surface 31 a of the sleeve 31 is opposed to the outer peripheral surface 24 a of the outer shaft 24 of the shaft 21 via a minute gap 35. Further, the upper end surface 31 b of the sleeve 31 is opposed to the outer peripheral portion of the lower end surface 25 a of the first thrust plate 25 via the minute gap 36. Further, the lower end surface 31 c of the sleeve 31 is opposed to the outer peripheral portion of the upper end surface 26 a of the second thrust plate 26 via the minute gap 37.
[0018]
The rotor magnet 5 is fixed to the hub 32. The rotor magnet 5 is opposed to and close to the stator 4, and the two constitute a magnetic circuit unit.
In the rotating member 3, the recording disk 18 fixedly held by the hub 32 and the spacer 38 for securing the interval between the plurality of recording disks 18 are fixed in the axial direction by clamps 39.
<Configuration of Dynamic Pressure Gas Bearing 6>
Each of the dynamic pressure bearing portions of the dynamic pressure gas bearing 6 is constituted by a minute gap formed between the wall surface of the sleeve 31 and the wall surface of the shaft 21 and the gas present therein. Specifically, the dynamic pressure gas bearing 6 includes a first thrust dynamic pressure bearing portion 41, a second thrust dynamic pressure bearing portion 42, a first radial dynamic pressure bearing portion 43, and a second radial dynamic pressure bearing portion 44. I have. Hereinafter, the structure of the dynamic pressure gas bearing 6 will be described with reference to FIG. 3 while touching the structures of the sleeve 31 and the shaft 21.
[0019]
A first thrust dynamic pressure bearing portion 41 is formed from the aforementioned minute gap 36 and the gas held therein. Further, as shown in FIG. 4, a first thrust dynamic pressure generating groove 46 is formed on the lower end surface 25a of the first thrust plate 25. The first thrust dynamic pressure generating groove 46 has a spiral shape and is formed so as to generate a pressure that increases radially inward.
The second thrust dynamic pressure bearing portion 42 is formed from the aforementioned minute gap 37 and the gas held therein. Further, as shown in FIG. 4, a second thrust dynamic pressure generating groove 47 is formed on the upper end surface 26a of the second thrust plate 26. The second thrust dynamic pressure generating groove 47 has a spiral shape and is formed so as to generate a pressure that increases radially inward.
[0020]
The first radial dynamic pressure bearing 43 is formed from the upper half of the minute gap 35 and the gas held therein. Further, as shown in FIG. 4, a first radial dynamic pressure generating groove 48 is formed in the upper half of the outer peripheral surface 24a of the outer shaft 24 of the shaft 21. The first radial dynamic pressure generating groove 48 has a spiral shape and is formed so as to generate a pressure that increases toward the first thrust plate 25. A second radial dynamic pressure bearing 44 is formed from the lower half of the minute gap 35 and the gas held therein. Further, as shown in FIG. 4, a second radial dynamic pressure generating groove 49 is formed in the lower half of the outer peripheral surface 24a of the outer shaft 24 of the shaft 21. The second radial dynamic pressure generating groove 49 has a spiral shape and is formed so as to generate a pressure that increases toward the second thrust plate 26.
[0021]
In FIG. 4, the shape of each dynamic pressure generating groove is schematically illustrated for convenience of explanation.
<Configuration of gas circulation path>
Next, a gas circulation passage in the dynamic pressure gas bearing 6 will be described.
A vertical hole 71 penetrating in the axial direction is formed in the inner shaft 23. The vertical hole 71 is formed at the center of the inner shaft 23, and has an upper end communicating with the female screw 66 for fixing the upper end and a lower end communicating with the ball support 67. The ball support 67 is a hole having a diameter larger than the vertical hole 71, and a rubber ball 72 is inserted from the lower end side. A filter 73 is arranged above the rubber ball 72 in the vertical hole 71.
[0022]
At a position corresponding to the space above the first thrust plate 25 (between the upper surface of the first thrust plate and the lower surface of the disc-shaped portion 32a), a first lateral hole 75 extending in the radial direction is formed in the inner shaft 23. Have been. The first horizontal hole 75 communicates the space with the vertical hole 71.
An annular groove 51 is formed at an axially intermediate portion of the outer peripheral surface 24 a of the outer shaft 24. The annular groove 51 functions as a gas intervening portion that divides the first radial dynamic pressure bearing portion 43 and the second radial dynamic pressure bearing portion 44 in the axial direction. Further, an annular groove 53 is formed at an axially intermediate portion of the shaft main body 23a of the inner shaft 23. A second horizontal hole 52 is formed in the outer shaft 24 and extends radially inward from the annular groove 51 and opens to the annular groove 53. Further, a third lateral hole 76 extending in the radial direction is formed in the annular groove 53 in the inner shaft 23.
[0023]
Further, in the inner shaft 23, a fourth lateral hole 77 extending in the radial direction is formed at a position corresponding to the space below the second thrust plate 26. The fourth horizontal hole 77 communicates the space with the vertical hole 71.
At the upper end of the hub 32, a disk-shaped portion 32a extending inward in the radial direction is formed. The disc-shaped portion 32a is disposed axially above the upper end surface 25b of the first thrust plate 25, and its inner peripheral edge is disposed close to the outer peripheral surface of the inner shaft 23 (specifically, the outer peripheral surface of the shaft main body 23a). Have been. A magnetic fluid seal 64 is provided in this vicinity.
[0024]
A disk-shaped plate 78 is provided on the inner periphery of the lower end of the hub 32. The disk-shaped plate 78 is an annular member, and the outer peripheral edge is fixed to the hub 32, and the inner peripheral edge is close to the outer peripheral surface at the lower end portion of the inner shaft 23. A magnetic fluid seal 65 is provided in this vicinity.
The gas flow in the circulation passage through which the gas in the dynamic pressure gas bearing 6 circulates will be described.
First, the gas flow in the circulation passage in the first thrust dynamic pressure bearing portion 41 and the first radial dynamic pressure bearing portion 43 will be described. The gas flows from the first radial dynamic pressure bearing 43 (the upper half of the minute gap 35) toward the first thrust dynamic pressure bearing 41 (the minute gap 36), and flows in the first thrust dynamic pressure bearing 41 in the radial direction. It flows outward. The gas further enters the gap between the outer peripheral surface of the first thrust plate 25 and the inner peripheral surface 32b of the hub 32, and further into the space between the upper end surface 25b of the first thrust plate 25 and the lower surface of the disc-shaped portion 32a. Flows. The gas further flows from the first horizontal hole 75 to the vertical hole 71, and returns to the first radial dynamic pressure bearing portion 43 from the third horizontal hole 76, the annular groove 53, and the second horizontal hole 52.
[0025]
Next, the flow of gas in the circulation passage in the second thrust dynamic pressure bearing portion 42 and the second radial dynamic pressure bearing portion 44 will be described. The gas flows from the second radial dynamic pressure bearing portion 44 (the lower portion of the minute gap 35) toward the second thrust dynamic pressure bearing portion 42 (the minute gap 37), and has a radius within the second thrust dynamic pressure bearing portion 42. Flow outward in the direction. The gas further enters the gap between the outer peripheral surface of the second thrust plate 26 and the inner peripheral surface 32b of the hub 32, and further into the space between the lower end surface 26b of the second thrust plate 26 and the upper surface of the disk-shaped plate 78. Flows. The gas further flows into the vertical hole 71 from the fourth horizontal hole 77, and returns to the second radial dynamic pressure bearing 44 from the third horizontal hole 76, the annular groove 53, and the second horizontal hole 52.
[0026]
<Vibration damping part>
The vibration damping unit 81 is a structure for improving the quietness of the spindle motor 1 and the quietness and reliability of the hard disk drive 10 by attenuating various vibrations caused by the spindle motor 1. The vibration damping unit 81 is attached to the stationary member 2, more specifically, to the bracket 22.
The vibration damping section 81 is composed of a plurality of thin plate members 82 and is housed in a concave groove 83 formed in the bracket 22. As shown in FIGS. 3 and 5, the concave groove 83 is an annular groove concentric with the axis O of the spindle motor 1, and is formed on the lower surface in the axial direction of the inner peripheral portion 22 a of the bracket 22. Further, the concave groove 83 is circular and has a peripheral surface on the outer peripheral side, a peripheral surface on the inner peripheral side, and a flat surface facing downward in the axial direction. The concave groove 83 is an annular space closed by a lower portion of the housing 11. The plurality of plate members 82 are disk-shaped and annular members housed in a state of being stacked in the annular space. The plate member 82 has substantially the same shape as the groove 83. As described above, since the plate member 82 is embedded in the concave groove 83 of the bracket 22, the effect of the vibration damper 81 to attenuate the vibration generated in the bracket 22 is great. As the material of the plate member 82, a material having a large surface friction coefficient or a material having a large internal friction is preferable. Specifically, SUS (eg, SPCC), iron, aluminum, copper, an alloy, a resin, or the like can be used.
<Operation of spindle motor 1>
(1) Rotation operation
When the coil of the stator 4 is energized, the stator 4 and the rotor magnet 5 cooperate to drive the sleeve 31 to rotate. As a result, the rotating member 3 rotates with respect to the stationary member 2. Due to this rotational movement, the dynamic pressure gas bearing 6 has the following operation.
[0027]
(2) Function of bearing
Dynamic pressure is generated in the hydrodynamic bearing 6, that is, in the first thrust dynamic pressure bearing 41, the second thrust dynamic pressure bearing 42, the first radial dynamic pressure bearing 43, and the second radial dynamic pressure bearing 44. As a result, the sleeve 31 is rotatably supported on the shaft 21 in a non-contact state.
More specifically, in the rotating spindle motor 1, the vicinity where the minute gap 35 and the minute gap 36 are connected (the inner peripheral portion of the first thrust dynamic pressure bearing portion 41), and the minute gap 35 and the minute gap 36 (the inner peripheral portion of the second thrust dynamic pressure bearing portion 42) has a high pressure. These high pressure portions support loads in the thrust direction and the radial direction.
[0028]
(3) Function of vibration damping part
In order to rotate the recording disk 18 at a high speed, it is necessary to supply a current corresponding to the number of rotations to the stator 4. In that case, the stator 4 may oscillate due to electromagnetic vibration, and the bracket 22 may vibrate. Then, the plate members 82 of the vibration damping unit 81 slide with each other to attenuate the vibration. In particular, when the vibration in the bending direction occurs, the plate member 82 bends, for example, as shown in FIG. 6, and a resisting force acts on the plate member 82 to suppress slippage in the shear direction. As a result, the surfaces of the plate members 82 slide, and friction occurs on the plate members 82. As described above, since the vibration damping unit 81 generates a large resistance to the vibration in the bending direction, the vibration in the bending direction can be rapidly attenuated. Note that the vibration damping unit 81 can also attenuate the vibration even if the bracket 22 vibrates due to some external factor.
[0029]
As a result, vibration and noise generated by the spindle motor 1 as a generation source are suppressed. That is, transmission of vibration from the spindle motor 1 to the housing 11 can be suppressed. In particular, since the vibration damping portion 81 is arranged so as to surround the shaft 21, the transmission of vibration in the radial direction can be suppressed. Further, since vibration and noise of the entire hard disk device 10 are suppressed, silence and reliability are improved.
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
[0030]
(1) In the above-described embodiment, the vibration damping portion is constituted by a plurality of annular plate members laminated in the axial direction, but may be constituted by a plurality of plate members having different shapes or different lamination directions. For example, the vibration damping section may be configured by stacking a plurality of cylindrical plate members in a radial direction, or may be configured by a single spiral plate member stacked in an axial direction. .
(2) In the above embodiment, the vibration damping portion is provided near the lower surface in the axial direction of the bracket, but the position of the vibration damping portion is not particularly limited. For example, the vibration damping portion may be provided close to the upper side in the axial direction of the bracket. Further, the radial position of the vibration damping unit is not limited to the above embodiment.
[0031]
(3) In the above embodiment, the groove formed in the bracket is a single annular groove, but the shape of the groove is not particularly limited. However, when the concave groove and the vibration damping portion are arranged (in a ring shape) so as to surround the shaft, it is effective to suppress transmission of vibration in the radial direction.
The groove 92 shown in FIG. 7 includes a plurality of (two) annular grooves 93 and 94. The concave grooves 93 and 94 are concentric and are concentric circles having different radii. Therefore, the vibration damping portion 91 is composed of the plate members 95 and 96 having different diameters. As described above, since the plate members 95 and 96 surround the end portion of the inner shaft 23 and are provided at intervals in the radial direction, a plurality of transmissions of the vibration from the inner shaft 23 to the outer peripheral side are performed. It can be suppressed in the region, and the effect of suppressing vibration transmission to the outside is enhanced. Moreover, since the plate members 95 and 96 are dispersedly arranged at intervals, the rigidity of the bracket 22 is prevented from being significantly reduced locally.
[0032]
The concave groove 98 shown in FIG. 8 includes a plurality of concave grooves 99 extending in an arc shape, and the vibration damping portion 99 includes a plurality of plate members 100 extending in an arc shape. Each groove 98 is at the same radial position and is circumferentially spaced from one another. The plurality of plate members 100 constituting the vibration damping portion 97 are also arranged in a ring shape as a whole, particularly in a circular shape. In this embodiment, since the plate members 100 are arranged at intervals in the circumferential direction, the rigidity of the bracket 22 is prevented from being locally reduced.
In a vibration damping section having a plurality of plate members having different diameters as shown in FIG. 7, each groove and the plate member may be divided into arcs as shown in FIG. In this case, the space between the inner peripheral plate members and the space between the outer peripheral plate members may be made to coincide with each other in the circumferential direction, or may be shifted in the circumferential direction. In the latter case, the effect of suppressing vibration transmission in the radial direction can be improved, and the rigidity of the bracket can be increased.
[0033]
(5) In the above-described embodiment, the bracket is formed separately from the housing of the hard disk drive. However, the present invention can be applied to a base-integrated motor in which the housing and the bracket are integrally formed. In that case, the vibration damping mechanism is arranged on the housing as the base.
(6) In the above embodiment, the hard disk drive 10 employing the recording disk 18 as a load on the spindle motor 1 has been described.
Here, various things can be given as the mounted object of the spindle motor 1 according to the use of the spindle motor. For example, a polygon mirror is used for a polygon scanner of a laser beam printer, and a color wheel is used for a color wheel driving device mounted on a projector.
[0034]
Here, FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the polygon scanner 410. The polygon scanner 410 includes a housing (not shown), a spindle motor 401 fixed to the housing, a mirror 430, a mirror holder 431, and a cover 440. The polygon scanner 410 is used, for example, in a laser writing system of a digital copying machine or the like, and rotates a mirror 430 at a high speed by a spindle motor 401 to scan a light beam emitted from a laser diode onto a photosensitive member.
The spindle motor 401 includes a stationary member 402, a rotating member 403, a stator 404, and a rotor magnet 405. The spindle motor 401 has substantially the same configuration as the spindle motor 1, and has the same effects as those of the spindle motor 1 described in the above embodiment. The spindle motor 401 and the spindle motor 1 are different in the shape of the shaft 420 provided in the stationary member 402 and the shape of the hub 460 provided in the rotating member 403. The hub 460 is a cylindrical body having a jaw 460a on the outer peripheral surface.
[0035]
The mirror 430 is a plate-like member having a multi-sided mirror on a side surface, and is fixedly held by a hub 460 constituting a rotating member 403 of the spindle motor 401.
The mirror retainer 431 is fixed to the hub 460, and further fixes the mirror 430 in the thrust direction. Thus, the rotating member 403 of the spindle motor 401, the mirror 430, and the mirror retainer 431 rotate integrally. Further, a slit 435 for air circulation is provided in the mirror retainer 431 to ensure the air circulation to the dynamic pressure gas bearing 406.
The cover 440 includes a cover 441, a light-transmitting slit 442, and a glass cover 443. The cover 441 is fixed to the stationary member 402 so as to seal the dynamic gas bearing 406 in order to prevent dust from entering the dynamic gas bearing 406 of the spindle motor 401. The light-transmitting slit 442 is a slit provided on the side surface of the cover 441 and is covered by the glass cover 443, and transmits light while ensuring airtightness.
[0036]
(7) The embodiments described above do not limit the embodiments of the present invention thereto. For example, in the drawings, the dynamic pressure generating groove is drawn only on one surface constituting the dynamic pressure gas bearing portion, but the other one surface constituting the dynamic pressure gas bearing portion, or both surfaces are formed. It may be. Further, in each embodiment, the shape of each dynamic pressure generating groove is specified, but the effect of the present invention is not lost even if the shape is different.
Further, in the above embodiment, the fixed shaft type dynamic pressure gas bearing of the stationary shaft and the sleeve rotation is shown, but the present invention is also applicable to the shaft rotation type dynamic pressure gas bearing of the stationary shaft and sleeve rotation. In the above embodiment, the inner rotor type spindle motor in which the magnet rotor is arranged radially inside the stator is shown. However, the present invention provides an outer rotor type spindle motor in which the magnet rotor is arranged radially outside the stator. Also applicable to
[0037]
(8) In the above-described embodiment, in any of the radial dynamic pressure bearing portions, a dynamic pressure generating groove is formed on the opposite side to the gas interposed portion, that is, on the thrust dynamic pressure bearing portion side so as to induce a convection dynamic pressure. However, the present invention can be applied to other structures.
[0038]
【The invention's effect】
In the spindle motor according to the first aspect, when vibration occurs in one of the sleeve and the shaft (the member on the stationary side), the vibration damping portion disposed on the fixed member attenuates the vibration. As a result, the quietness of the spindle motor is improved.
In the spindle motor according to the second aspect, in the first aspect, since the vibration damping portion is housed in the concave portion of the fixing member, the effect of the vibration damping portion damping the vibration generated in the fixing member is improved.
In the spindle motor according to the third aspect, in the first or second aspect, since the vibration damping portion surrounds the outer peripheral side of one end (the stationary side member) of the sleeve and the shaft, the vibration is transmitted from the shaft. Vibration can be prevented from being transmitted in the radial direction.
[0039]
In the spindle motor according to the fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the vibration damping portion includes a plurality of plate members stacked in the axial direction, so that the stacked plate members bend. A resistance force acts on the member in the shear direction. Vibration damping is obtained by this resistance, and a sufficient vibration damping function is exhibited for vibration in the bending direction.
In the recording disk drive according to the fifth aspect, reliability and quietness are improved by using a spindle motor in which vibration and noise are suppressed.
In the polygon scanner according to the sixth aspect, reliability and quietness are improved by using a spindle motor in which vibration and noise are suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a hard disk drive including a spindle motor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of a spindle motor as a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2, and is a schematic longitudinal sectional view of a dynamic pressure gas bearing as a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram schematically showing the front of a shaft.
FIG. 5 is a partial bottom view of the bracket.
FIG. 6 is a diagram schematically showing a resistance force acting on a plate member of a vibration damping unit.
FIG. 7 is a partial bottom view of a bracket according to another embodiment.
FIG. 8 is a partial bottom view of a bracket according to still another embodiment.
FIG. 9 is a schematic longitudinal sectional view of a polygon scanner as still another embodiment.
[Explanation of symbols]
1 spindle motor
4 Stator
5 Rotor magnet
6 Dynamic pressure gas bearing
10 Hard disk drive
11 Housing
18 Recording disk
21 shaft
22 Bracket (fixing member)
41 1st thrust dynamic pressure bearing
42 Second thrust dynamic pressure bearing
43 1st radial dynamic pressure bearing
44 2nd radial dynamic pressure bearing
81 Vibration damping part
82 plate member
83 groove (recess)

Claims (6)

中空円筒状のスリーブと、
前記スリーブ内に相対回転可能に配置されたシャフトと、
前記スリーブ及び前記シャフトの一方に固定されたステータと、
前記ステータに対向するように前記スリーブ及び前記シャフトの他方に固定され、前記ステータとともに磁気回路部を構成するロータマグネットとを備え、
前記スリーブの壁面と前記シャフトの壁面との間に確保された微少間隙と、前記微少間隙に存在する気体とによって、前記スリーブと前記シャフトとが相対回転すると動圧を発生する動圧気体軸受部が構成され、
前記スリーブ及び前記シャフトの前記一方の端部を支持する円板状固定部材と、
前記固定部材に配置された振動減衰部とをさらに備えている、
スピンドルモータ。A hollow cylindrical sleeve,
A shaft rotatably disposed within the sleeve;
A stator fixed to one of the sleeve and the shaft;
A rotor magnet that is fixed to the other of the sleeve and the shaft so as to face the stator, and forms a magnetic circuit unit together with the stator.
A dynamic pressure gas bearing portion that generates a dynamic pressure when the sleeve and the shaft rotate relative to each other due to the minute gap secured between the wall surface of the sleeve and the wall surface of the shaft and the gas present in the minute gap. Is composed,
A disk-shaped fixing member that supports the one end of the sleeve and the shaft;
A vibration damping unit disposed on the fixing member,
Spindle motor. 前記振動減衰部は前記固定部材の凹部内に収納されている、請求項１に記載のスピンドルモータ。The spindle motor according to claim 1, wherein the vibration damping unit is housed in a recess of the fixing member. 前記振動減衰部は、前記スリーブ及び前記シャフトの前記一方の端部の外周側を囲んでいる、請求項１又は２に記載のスピンドルモータ。The spindle motor according to claim 1, wherein the vibration damping portion surrounds an outer peripheral side of the one end of the sleeve and the shaft. 前記振動減衰部は軸方向に積層された複数の板部材である、請求項１〜３のいずれかに記載のスピンドルモータ。The spindle motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the vibration damping unit is a plurality of plate members stacked in an axial direction. ハウジングと、
前記ハウジングに固定された、請求項１〜４のいずれかに記載のスピンドルモータと、
前記スリーブ及び前記シャフトの前記他方に固定された、情報を記録できる円板状記録媒体と、
前記記録媒体の所要の位置に情報を書き込み又は読み出すための情報アクセス手段と、
を備えた記録ディスク駆動装置。A housing,
The spindle motor according to any one of claims 1 to 4, fixed to the housing,
A disk-shaped recording medium fixed to the other of the sleeve and the shaft, and capable of recording information,
Information access means for writing or reading information at a required position on the recording medium,
Recording disk drive device comprising: ハウジングと、
前記ハウジングに固定された、請求項１〜４のいずれかに記載のスピンドルモータと、
前記スリーブ及び前記シャフトの前記他方に固定されたポリゴンミラーと、
を備えたポリゴンスキャナ。A housing,
The spindle motor according to any one of claims 1 to 4, fixed to the housing,
A polygon mirror fixed to the other of the sleeve and the shaft;
Polygon scanner with.

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