JP2014011949A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はスピンドルモータに関する。
【解決手段】本発明には、ベース部材と、上記ベース部材に下端部が固設され、外周面にステータコアが設けられるホルダー部材と、上記ホルダー部材の内周面に固設されるスリーブと、上記スリーブに回転可能に支持されるシャフトと、上記シャフトの上端部に設けられ、上記シャフトと連動して回転するローターハブとを含むスピンドルモータが開示される。
【選択図】図１

Description

本発明はスピンドルモータに関する。

コンピューターの情報保存装置の１つであるハードディスクドライブ（ＨＤＤ；Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）は、磁気ヘッドを用いてディスクに保存されているデータを再生したり、ディスクにデータを記録する装置である。

このようなハードディスクドライブにおいて、ベースプレートには磁気ヘッドがディスク上で位置移動できるようにヘッド駆動部が設けられ、上記ヘッド駆動部により上記磁気ヘッドがディスクの記録面から所定高さ浮上した状態で、所望する位置に移動しながらその機能を行う。

従来では、ハードディスクドライブに提供されるベースプレートは、アルミニウム（Ａｌ）をダイキャスト（Ｄｉｅ−Ｃａｓｔｉｎｇ）した後、ダイキャスト（Ｄｉｅ−Ｃａｓｔｉｎｇ）により発生するバリ（Ｂｕｒｒ）などを除去する後加工方式で製造していた。

しかし、従来のダイキャスト（Ｄｉｅ−Ｃａｓｔｉｎｇ）方式は、鍛造用アルミニウム（Ａｌ）を溶融状態で注入して形を作る工程を行うため、高温高圧を必要とし、多くのエネルギーが工程に求められ、工程時間も増加するという問題がある。

また、ダイキャスト（Ｄｉｅ−Ｃａｓｔｉｎｇ）金型の寿命の側面でも、１つの金型で多くのベースプレートを製造するのに限界があり、ダイキャスト（Ｄｉｅ−Ｃａｓｔｉｎｇ）工程によるベースプレートは寸法の精度が良くないという問題もあった。

そのため、ダイキャスト（Ｄｉｅ−Ｃａｓｔｉｎｇ）工程の問題点を解決すべく、プレス又は鍛造工法を利用してベース部材を製造したが、ステータコアを設けるためのステータコア設置部材を別途にベース部材に設けなければならないという問題がある。

即ち、プレス又は鍛造工法により製造され、均一な厚さで形成されるベース部材には、ステータコアを直接設けることができないため、ステータコア設置部材をベース部材に設けなければならないという問題がある。

また、ステータコア設置部材は、一般的にダイキャスト又は射出成形により製造されるため、ステータコア設置部材とベース部材の組立て公差及び加工公差によりステータコアの中心がシャフトの中心軸から偏心する現象が生じるという問題がある。

即ち、ステータコア設置部材、ベース部材、スリーブの組立てによる組立て公差の増加原因となり、これにより、ステータコアの中心がシャフトの中心軸から偏心する現象が生じるという問題がある。

大韓民国公開特許公報第２０００−２０５６２号

本発明によると、ステータコアの中心がシャフトの中心軸から偏心することを低減させることができるスピンドルモータが提供される。

本発明の一実施例によるスピンドルモータは、ベース部材と、上記ベース部材に下端部が固設され、外周面にステータコアが設けられるホルダー部材と、上記ホルダー部材の内周面に固設されるスリーブと、上記スリーブに回転可能に支持されるシャフトと、上記シャフトの上端部に設けられ、上記シャフトと連動して回転するローターハブとを含む。

上記ローターハブは上記スリーブの半径方向の外側に配置されるように延長形成される延長壁部を備え、上記ホルダー部材は上記延長壁部に対向配置され、上記延長壁部とともにラビリンスシールを形成する突出部を備えてよい。

上記スリーブの外周面には、上記ホルダー部材の装着位置を案内する突起が形成されてよい。

上記ベース部材は、鋼板を塑性加工により成形して製造してよい。

上記ベース部材は上記ホルダー部材の下端部に対応する装着部を備え、上記装着部は上記ホルダー部材が装着されるように上記ホルダー部材の下端部の形状に対応する形状を有してよい。

上記スピンドルモータは上記スリーブの下端部に装着され、潤滑流体の漏れを防止するカバー部材をさらに含んでよい。

上記シャフトの外周面と上記スリーブの内周面の少なくとも１つには、上記シャフトが回転する際、流体動圧を発生させる上部、下部ラジアル動圧グルーブが形成されてよい。

上記ホルダー部材は、上記ベース部材に圧入、溶接、接着の少なくとも１つの方式により固設されてよい。

本発明の他の実施例によるスピンドルモータは、塑性加工により成形されるベース部材と、上記ベース部材に下端部が固設され、外周面にステータコアが設けられるホルダー部材と、上記ホルダー部材の内周面に固設されるスリーブと、上記スリーブの下端部に設けられ、潤滑流体の漏れを防止するカバー部材と、上記スリーブに回転可能に支持されるシャフトと、上記シャフトの上端部に設けられ、上記シャフトと連動して回転するローターハブと、上記ステータコアの上部に配置され、上記ステータコアのホルダー部材からの離脱を防止するための離脱防止部材とを含む。

上記ホルダー部材は軸方向の上部側に延長形成される突出部を備え、上記離脱防止部材は上記突出部の外周面の上端部に配置されてよい。

上記ローターハブは上記スリーブの半径方向の外側に配置されるように延長形成される延長壁部を備え、上記ホルダー部材は上記延長壁部に対向配置され、上記延長壁部とともにラビリンスシールを形成する突出部を備え、上記スリーブの外周面には上記ホルダー部材の装着位置を案内する突起が形成されてよい。

ホルダー部材の内周面にスリーブを、ホルダー部材の外周面にステータコアを設けることで、組立て公差及び加工公差を減らすことができる。

これにより、ステータコアの中心がシャフトの中心軸から偏心することを低減させることができる。

本発明の一実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図である。 図１のＡ部を示す拡大図である。 本発明の一実施例によるスピンドルモータを示す部分切開斜視図である。 本発明の他の実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図である。 本発明の他の実施例によるスピンドルモータに備えられるホルダー部材とステータコア及び離脱防止部材を示す部分切開斜視図である。

以下では、図面を参照して本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。但し、本発明の思想は提示される実施例に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同じ思想の範囲内で他の構成要素の追加、変更、削除などを通じて、退歩的な他の発明や本発明の思想の範囲内に含まれる他の実施例を容易に提案することができ、これも本願発明の思想の範囲内に含まれる。

また、本発明を説明するにおいて、係わる公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要に不明確にすると判断された場合は、その詳細な説明を省略する。

図１は本発明の一実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図であり、図２は図１のＡ部を示す拡大図であり、図３は本発明の一実施例によるスピンドルモータを示す部分切開斜視図である。

図１から図３を参照すると、本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００は、例えば、ベース部材１１０、ホルダー部材１２０、スリーブ１３０、シャフト１４０、ローターハブ１５０及びカバー部材１６０を含んで構成されてよい。

本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００は、例えば、ハードディスク駆動装置などの情報記録再生装置に採用されるモータであってよい。

本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００は大きくステータ２０とローター４０で構成されてよい。

ステータ２０は回転する部材を除く全ての固定部材を意味し、ベース部材１１０、ホルダー部材１２０、スリーブ１３０、カバー部材１６０などを含んで構成されてよい。

また、ローター４０は回転部材を意味し、シャフト１４０、ローターハブ１５０などを含んで構成されてよい。

ここで、方向に対する用語を定義すると、軸方向は、図１におけるシャフト１４０を基準として上下方向を意味し、半径方向はシャフト１４０からローターハブ１５０の外周面に向かう方向又はローターハブ１５０の外周面からシャフト１４０に向かう方向を意味する。

また、円周方向は、シャフト１４０の外周面又はローターハブ１５０の外周面に沿って回転する方向を意味する。

ベース部材１１０はステータ２０を構成する固定部材であって、塑性加工により成形されてよい。例えば、ベース部材１１０はプレス加工により成形されることができる。また、ベース部材１１０は所定厚さを有する鋼板、即ち、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ、ＳＰＣＥなど）又は熱間圧延鋼板を塑性加工により成形して製造してよい。

このとき、ベース部材１１０は、塑性加工後にベンディング及び切断などの後工程を通じて全体的な形状が成形されることもできる。

このように製造されるベース部材１１０は、一定厚さを有するようになる。

一方、ベース部材１１０には設置孔１１２が形成されてよい。設置孔１１２にはホルダー部材１２０、スリーブ１３０の下端部が挿入配置されることができる。

また、ベース部材１１０にはホルダー部材１２０が装着されて設けられるように装着部１１４が備えられてよい。装着部１１４は設置孔１１２に隣接配置され、ホルダー部材１２０の下端部の形状に対応する形状を有してよい。

ホルダー部材１２０は、ベース部材１１０とともにステータ２０を構成する固定部材である。そして、ホルダー部材１２０はベース部材１１０の下端部に固設され、外周面にステータコア１０２が設けられてよい。

即ち、ホルダー部材１２０の外周面にはステータコア１０２が装着される支持面１２２が形成されてよく、ステータコア１０２は接着剤又は／及び溶接によりホルダー部材１２０の支持面１２２に装着された状態でホルダー部材１２０に結合されてよい。

一方、ホルダー部材１２０には軸方向の上部側に延長形成される突出部１２４を備えられてよい。突出部１２４に対する詳しい説明は後述する。

ホルダー部材１２０はベース部材１１０に圧入、溶接、接着の少なくとも１つの方式により固設されてよい。即ち、ホルダー部材１２０はベース部材１１０の装着部１１４に接着剤により固設されても、溶接により固設されてもよい。また、ホルダー部材１２０はベース部材１１０の設置孔１１２に圧設されてもよい。

また、ホルダー部材１２０はベース部材１１０の装着部１１４に圧入及び溶接の二つの方式により固設されてもよい。

一方、ホルダー部材１２０には、内部にスリーブ１３０が挿入結合されるように挿入孔１２６を形成することができる。即ち、ホルダー部材１２０の中央部に、軸方向に挿入孔１２６が形成される形状を有することができる。

スリーブ１３０はベース部材１１０、ホルダー部材１２０とともにステータ２０を構成する固定部材であって、ホルダー部材１２０の内周面に固設されてよい。即ち、スリーブ１３０が挿入孔１２６に挿入配置され、スリーブ１３０の外部面がホルダー部材１２０の内周面に接合されてよい。

また、スリーブ１３０もホルダー部材１２０に圧入、溶接、接着の少なくとも１つの方式により固設されてよい。

このように、ステータコア１０２が設けられるホルダー部材１２０が直接スリーブ１３０に結合されるため、組立て公差及び加工公差による、ステータコア１０２の中心とシャフト１４０の中心軸との偏心現象を減少させることができる。

即ち、ステータコア１０２が設けられる部材がベース部材１１０に固設され、ベース部材１１０にスリーブ１３０が固設される場合に比べて、ホルダー部材１２０が直接スリーブ１３０に結合されるため、ステータコア１０２の中心がシャフト１４０の中心軸から偏心する現象を減少させることができる。

また、スリーブ１３０の外周面には、ホルダー部材１２０と結合する際、ホルダー部材１２０の装着位置を案内する突起１３２が備えられてよい。即ち、ホルダー部材１２０とスリーブ１３０を結合する際、ホルダー部材１２０が突起１３２に接触するまで、スリーブ１３０をホルダー部材１２０の挿入孔１２６に挿入してスリーブ１３０とホルダー部材１２０を結合する。

即ち、突起１３２の底面を基準としてホルダー部材１２０がスリーブ１３０に結合されるため、ホルダー部材１２０とスリーブ１３０が常に一定の位置で結合されることができる。これにより、突起１３２は組立ての基準としての役割を行うことができる。

一方、スリーブ１３０の下端部には後述するシャフト１４０のフランジ部１４２が挿入配置される挿入溝１３４と、カバー部材１６０が設けられるための設置溝１３６が形成されてよい。

設置溝１３６はスリーブ１３０の底面から湾入形成され、挿入溝１３４は設置溝１３６と段差があるように形成され、設置溝１３６から湾入形成されてよい。

また、スリーブ１３０の内周面には、シャフト１４０が回転する際、流体動圧を発生させるための上部、下部ラジアル動圧グルーブ１３７、１３８が形成されてよい。

上部、下部ラジアル動圧グルーブ１３７、１３８はヘリングボーン状に形成されることができる。しかし、これに限定されず、例えば、上部、下部ラジアル動圧グルーブ１３７、１３８はスパイラル状に形成されてもよい。

また、スリーブ１３０の外周面の上端部は、ローターハブ１５０とともに潤滑流体と空気との界面を形成するように傾いて形成されてよい。

そして、スリーブ１３０には、シャフト１４０を回転可能に支持できるようにシャフト１４０が挿入配置される軸孔１３９が形成されてよい。

シャフト１４０はローター４０を構成する回転部材であって、スリーブ１３０に回転可能に支持されることができる。上記のように、シャフト１４０がスリーブ１３０に挿入配置される場合、シャフト１４０の外周面とスリーブ１３０の内周面は所定間隔離隔されて配置され、軸受隙間を形成する。

該軸受隙間に潤滑流体が充填され、シャフト１４０が回転する際、上記上部、下部ラジアル動圧グルーブ１３７、１３８により潤滑流体がポンプされて流体動圧が発生する。

このように発生する流体動圧により、シャフト１４０はさらに安定的に回転することができる。

一方、シャフト１４０の下端部には外部衝撃によりシャフト１４０がスリーブ１３０から分離することを防止するためのフランジ部１４２が備えられてよい。フランジ部１４２は、シャフト１４０が回転する際、シャフト１４０の過浮上を防止する役割も行うことができる。

フランジ部１４２は、上記のようにスリーブ１３０の挿入溝１３４内に配置されてよい。

ローターハブ１５０はシャフト１４０の上端部に設けられ、シャフト１４０と連動して回転する。即ち、ローターハブ１５０はシャフト１４０とともにローター４０を構成する回転部材である。

ローターハブ１５０は、シャフト１４０の上端部に挿入されるシャフト挿入孔１５２ａが形成されるボディー１５２と、ボディー１５２の縁から軸方向の下側に延長形成されるマグネット装着部１５４と、マグネット装着部１５４から半径方向に延長形成されるディスク装着部１５６とを備えてよい。

また、上記マグネット装着部１５４の内部面に駆動マグネット１５４ａが固設されることができる。これにより、駆動マグネット１５４ａの内部面がステータコア１０２の先端に対向配置される。

駆動マグネット１５４ａは、円周方向にＮ極、Ｓ極が相互に着磁されて一定強さの磁気力を発生させる永久磁石であってよい。

ここで、ローターハブ１５０の回転駆動方式に対して簡単に説明すると、ステータコア１０２に巻線されたコイル１０１に電源が供給されると、コイル１０１が巻線されたステータコア１０２と駆動マグネット１５４ａの電磁気的相互作用によりローターハブ１５０を回転させる駆動力が発生し、ローターハブ１５０が回転する。

即ち、ステータコア１０２の先端に対向配置される駆動マグネット１５４ａと、コイル１０１が巻線されたステータコア１０２との電磁気的相互作用によりローターハブ１５０が回転する。

これにより、ローターハブ１５０と結合されるシャフト１４０がローターハブ１５０と連動して回転する。

一方、ローターハブ１５０には、スリーブ１３０の半径方向の外側に配置されるように延長形成される延長壁部１５２ｂが形成されてよい。即ち、ボディー１５２から軸方向の下側に延長形成される延長壁部１５２ｂがローターハブ１５０に備えられてよい。

延長壁部１５２ｂの内周面は、スリーブ１３０の外周面の上端部とともに軸受隙間に充填された潤滑流体と空気との界面を形成させる役割をする。そして、延長壁部１５２ｂの外周面とホルダー部材１２０の突出部１２４の内周面は、所定間隔離隔されて配置され、ラビリンス（Ｌａｂｙｒｉｎｔｈ）シールを形成する。

これにより、潤滑流体の蒸発を抑制することができる。即ち、延長壁部１５２ｂの外周面とホルダー部材１２０の突出部１２４の内周面により形成される隙間が狭くて空気の流動を抑制することができるため、潤滑流体の蒸発を抑制することができる。

カバー部材１６０は、スリーブ１３０とともにステータ２０を構成する固定部材であって、スリーブ１３０の下端部に設けられて潤滑流体の漏れを防止する役割をする。

即ち、カバー部材１６０は、スリーブ１３０の設置溝１３６に固設され、溶接、接着の何れか１つの方式により設けられてよい。

上記のように、ステータコア１０２が外周面に設けられるホルダー部材１２０がスリーブ１３０に直接組立てられるため、組立て公差及び加工公差を減少させることができる。

即ち、ステータコア１０２が設けられるホルダー部材１２０がベース部材１１０に設けられ、ベース部材１１０にスリーブ１３０が設けられる場合に比べて、ステータコア１０２の中心がシャフト１４０の中心軸から偏心する現象をさらに減少させることができる。

また、ホルダー部材１２０の突出部１２４とローターハブ１５０の延長壁部１５２ｂがラビリンスシールを形成するため、潤滑流体の蒸発を抑制することができる。

よって、ホルダー部材１２０によりローター４０の回転特性を向上させることができる。

以下では、図面を参照して本発明の他の実施例によるスピンドルモータに対して説明する。但し、上記説明した構成要素と同じ構成要素に対しては、同じ図面符号を使用して図面に示し、詳しい説明は省略する。

図４は本発明の他の実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図であり、図５は本発明の他の実施例によるスピンドルモータに備えられるホルダー部材とステータコア及び離脱防止部材を示す部分切開斜視図である。

図４及び図５を参照すると、本発明の他の実施例によるスピンドルモータ２００は、上記本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００に備えられる全ての構成に、離脱防止部材２７０をさらに含むことができる。

従って、ここでは、ベース部材１１０、ホルダー部材１２０、スリーブ１３０、シャフト１４０、ローターハブ１５０及びカバー部材１６０に対する詳しい説明は省略し、上記説明に代える。

以下では、離脱防止部材２７０に対してのみ説明する。

離脱防止部材２７０はステータコア１０２の上部に配置され、ステータコア１０２のホルダー部材１２０からの離脱を防止する役割をする。

即ち、離脱防止部材２７０は、ホルダー部材１２０の突出部１２４の外周面の上端部に固設されてステータコア１０２の離脱を防止する。

また、離脱防止部材２７０は弾性を有する材質（例えば、ゴム、合成樹脂など）からなってよく、ステータコア１０２の上面を加圧するようにホルダー部材１２０に設けられてよい。

これにより、ステータコア１０２で振動が発生する場合、離脱防止部材２７０が振動を吸収してステータコア１０２で発生する振動を減少させる役割をすることができる。

本実施例では、離脱防止部材２７０がホルダー部材１２０と別途の部材で製造されてホルダー部材１２０に設けられる場合を例に挙げて説明しているが、これに限定されない。例えば、離脱防止部材２７０は、ステータコア１０２が設けられた後に折れ曲がってステータコア１０２の上面に接触するようにホルダー部材１２０の突出部１２４に一体に形成されてよい。

上記のように、ステータコア１０２の上面に接触するように突出部１２４に設けられる離脱防止部材２７０により、外部衝撃時のステータコア１０２のホルダー部材１２０からの分離を防止することができる。

また、弾性を有する材質からなる離脱防止部材２７０により、ステータコア１０２で発生する振動を緩和させることができる。

１００、２００ スピンドルモータ
１１０ ベース部材
１２０ ホルダー部材
１３０ スリーブ
１４０ シャフト
１５０ ローターハブ
１６０ カバー部材
２７０ 離脱防止部材

Claims (10)

1. ベース部材と、
   回転軸方向の一方側の端部が上記ベース部材に固設され、外周面にステータコアが設けられるホルダー部材と、
   上記ホルダー部材の内周面に固設されるスリーブと、
   上記スリーブに回転可能に支持されるシャフトと、
   上記シャフトの回転軸方向の他方側の端部に設けられ、上記シャフトと連動して回転するローターハブと
   を含むスピンドルモータ。
2. 上記ローターハブは、上記スリーブの回転半径方向の外側に配置されるように延長形成される延長壁部を備え、
   上記ホルダー部材は、上記延長壁部に対向配置され、上記延長壁部とともにラビリンスシールを形成する突出部を備える請求項１に記載のスピンドルモータ。
3. 上記スリーブの外周面には、上記ホルダー部材の装着位置を案内する突起が形成される請求項１または２に記載のスピンドルモータ。
4. 上記ベース部材は、鋼板を塑性加工により成形して製造する請求項１から３の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
5. 上記ベース部材は、上記ホルダー部材が装着されるように上記ホルダー部材の前記一方側の端部の形状に対応する形状を有する装着部を備える請求項１から４の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
6. 上記スリーブの、前記回転軸方向の一方側の端部に装着され、潤滑流体の漏れを防止するカバー部材をさらに含む請求項１から５の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
7. 上記シャフトの外周面と上記スリーブの内周面の少なくとも１つには、上記シャフトが回転する際、流体動圧を発生させる一対のラジアル動圧グルーブが形成される請求項６に記載のスピンドルモータ。
8. 上記ホルダー部材は、上記ベース部材に圧入、溶接、および接着の少なくとも１つの方式により固設される請求項１から７の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
9. 上記ステータコアの前記回転軸方向の他方側に配置され、上記ステータコアのホルダー部材からの離脱を防止するための離脱防止部材を含む請求項１から８の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
10. 上記ホルダー部材は回転軸方向の他方側に延長形成される突出部を備え、上記離脱防止部材は上記突出部の外周面の前記他方側の端部に配置される請求項９に記載のスピンドルモータ。

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