JP3234030B2 - スピンドルモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軸体に対しスリーブ体
が、潤滑剤を介して自在に相対回転し得るように外嵌さ
れたスピンドルモータに関する。

【０００２】

【従来の技術及び解決しようとする課題】パーソナルコ
ンピュータ等の機器の一層の小形化、高容量化により、
それらに組み込まれる記録媒体（例えばハードディス
ク）駆動用のスピンドルモータについても、一層の小形
化、高精度化が要請されている。そしてそれに伴い、ス
ピンドルモータの軸受についても一層の小形化、高精度
化が要求されている。

【０００３】従来、スピンドルモータに用いる軸受とし
ては、玉軸受が多く採用されている。ところが、スピン
ドルモータの小形化、特に小外径化が進行すると、それ
に見合う小外径の玉軸受を用いたのでは、モータ組立時
に内外輪の変形が生じ易いこと等により、十分な回転精
度を実現することが実際上困難なものとなりがちであ
る。また騒音や振動の問題も起こり易い。

【０００４】記録媒体駆動用のスピンドルモータの場
合、小外径化に伴い高速回転が要求されるので、これら
の問題が一層助長される。さらに、外径の大小にかかわ
らず、玉軸受の精度には限界があり、要求仕様を満足し
ない場合が考えられる。

【０００５】そのため、主として小形のスピンドルモー
タとして、ロータハブ部の基部の内周側に回転スリーブ
部を有し、その回転スリーブ部が固定軸体に外嵌されて
回転自在に支持されることにより動圧ラジアル軸受が構
成されているスピンドルモータが提案されている。

【０００６】ところが、回転駆動される記録媒体面上に
磁気ヘッド等をミクロン或はサブミクロンオーダで浮上
させて読み／書きを行うためのスピンドルモータの場合
などにおいては、軸受の潤滑剤が飛散して記録媒体面等
を汚損することが回避されなければならないので、回転
スリーブ部と固定軸体との間の動圧ラジアル軸受部に十
分に潤滑剤を行き渡らせると共に、回転スリーブ部と固
定軸体との間からの潤滑剤の漏出は防止される必要があ
る。また、固定軸体のうち回転スリーブ部から突出した
部分を、例えばブラケット等に圧入や接着により固定す
る場合に、そのような突出部の外周面に潤滑剤が付着す
ると、それを除去しなければ固定を適切に行い得ないた
め、そのような潤滑剤の付着が防止されることが望まれ
る。

【０００７】本発明は、従来技術に存した上記のような
問題点に鑑み行われたものであって、その目的とすると
ころは、スリーブ体と軸体との間の動圧ラジアル軸受部
に十分に潤滑剤を行き渡らせることを容易に行い得ると
共に、スリーブ体と軸体との間からの潤滑剤の漏出、及
び軸体のうちスリーブ体から突出した部分に対する潤滑
剤の付着が効果的に防止され得る、動圧ラジアル軸受利
用のスピンドルモータを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスピンドルモータは、略円筒面形状外周部
を有してなる軸体と、その略円筒面形状外周部に外嵌さ
れた略円筒面形状内周部を有してなるスリーブ体とを備
えてなり、軸体に対しスリーブ体が、潤滑剤を介して自
在に相対回転し得るスピンドルモータであって、軸体の
一端側に、スリーブ体の略円筒面形状内周部から突出し
た突出部を有し、軸体の他端側に、環状のスラスト板を
有し、軸体の略円筒面形状外周部のうちスリーブ体の略
円筒面形状内周部に相対する部分に、内表面に撥油処理
が施された環状の潤滑剤流出防止溝を有し、略円筒面形
状外周部と略円筒面形状内周部との間隙部のうち、潤滑
剤流出防止溝からみて突出部とは逆の側における少なく
とも２個所に、軸体に対するスリーブ体の相対回転によ
り、介装された潤滑剤に荷重支持圧を発生させるラジア
ル動圧軸受部を有し、ラジアル動圧軸受部同士の間にお
いて、略円筒面形状外周部及び略円筒面形状内周部に、
それぞれ軸体側中間溝部及びスリーブ側中間溝部を向い
合った状態で有し、前記略円筒面形状外周部と略円筒面
形状内周部の間隙のうち、軸体側中間溝部及びスリーブ
側中間溝部並びにそれらを挟むラジアル動圧軸受部に、
潤滑剤が十分に行き渡っているものとしている。

【０００９】

【作用】スリーブ体の略円筒面形状内周部内への軸体の
挿入を、その軸体の突出部から行い始め、潤滑剤流出防
止溝まで挿入した際に、スリーブ体の略円筒面形状内周
部の入り口に潤滑剤を配し、更に軸体の挿入を進める
と、略円筒面形状外周部と略円筒面形状内周部の間に潤
滑剤が徐々に引き込まれる。

【００１０】軸体の挿入を進めると、軸体側中間溝部
が、略円筒面形状内周部の入り口を通過する際にそこに
配された前記潤滑剤を多量に取り込みつつ、スリーブ体
の略円筒面形状内周部内に挿入される。それによって、
略円筒面形状外周部と略円筒面形状内周部の間隙のう
ち、軸体側中間溝部及びスリーブ側中間溝部並びにそれ
らを挟むラジアル動圧軸受部に、潤滑剤が十分に行き渡
る。

【００１１】但し、潤滑剤流出防止溝は、潤滑剤がスリ
ーブ体の略円筒面形状内周部の入り口に配される前に略
円筒面形状内周部内に挿入されており、而も、その潤滑
剤流出防止溝において径方向間隙が拡大し、内表面には
撥油処理が施されているので、軸体挿入の際に潤滑剤流
出防止溝に潤滑剤が流出することは表面張力により防止
される。従って潤滑剤流出防止溝よりも更に突出部側の
軸体の外周面に潤滑剤が付着することは防がれる。

【００１２】また軸体挿入完了後においても、略円筒面
形状外周部と略円筒面形状内周部の間に介在する潤滑剤
が突出部側へ移動しようとした場合、同様に表面張力に
より、潤滑剤流出防止溝を越えて突出部側へ移動するこ
とが阻止される。

【００１３】またスリーブ側中間溝部と軸体側中間溝部
が相対する部分においては、径方向間隙が大きいので、
モータ回転時における潤滑剤の抵抗がラジアル動圧軸受
部よりも低くなる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を、図面を参照しつつ説明す
る。図１は、本発明の１実施例としての軸固定型の記録
媒体駆動用のスピンドルモータの断面図、図２乃至図４
はその要部拡大図である。対象となる記録媒体として
は、ハードディスクや、それ以外の種々の記録媒体を挙
げることができる。

【００１５】ブラケット１０は、その上方開口の環状凹
部１０ａの内周部に上方突出部１０ｂを有し、環状凹部
１０ａの外周側にフランジ部１０ｃを有する。上方突出
部１０ｂの中央部には、上下方向の貫通孔１０ｄが設け
られている。なお、ブラケット１０は、例えばハードデ
ィスク駆動装置の基盤内に一体的に形成することも勿論
可能である。

【００１６】ブラケット１０の貫通孔１０ｄ内に、円柱
状をなす固定軸体１２（軸体）の下端部が嵌合固定さ
れ、もってその固定軸体１２がブラケット１０の中央部
に立設されている。上方突出部１０ｂの外周部には上向
きの環状突部１０ｂ１が設けられ、その環状突部１０ｂ
１の外周部に、ステータコア１４の内周下部が外嵌固定
されている。ステータコア１４には、ステータコイル１
６が捲回されている。ステータコイル１４の引出し部１
４ａは、ブラケット１０の環状凹部１０ａを貫通する引
き出し孔１０ｅを通じて下方に引き出されている。

【００１７】環状のスラスト板１８は、固定軸体１２の
上部に外嵌固定されている。スラスト板１８の上下面
は、固定軸体１２の略円筒面形状外周部に対し垂直状を
なす。なお、スラスト板は、固定軸体に一体的に形成さ
れていてもよい。

【００１８】スリーブ部材２０（スリーブ体）は、上端
部の外径が拡開された略円筒形状をなし、内周部は、全
体として小径の略円筒面形状をなすラジアル滑部２０ａ
（略円筒面形状内周部）と、その上方において拡径され
た中内径部２０ｂと、中内径部２０ｂの上方において更
に拡径された大内径部２０ｃからなる。

【００１９】スリーブ部材２０は、固定軸体１２に外嵌
され、スリーブ部材２０の大内径部２０ｃに、内周部が
固定軸体１２との間に僅かな径方向間隙を隔てる状態で
環状のスラスト押え板２２が内嵌され、大内径部２０ｃ
の上端部が内側へかしめられることによりスラスト押え
板２２が固定されている。そして、スラスト押え板２２
とスリーブ部材２０によって中内径部２０ｂの内側に形
成された径方向内方開口の環状凹部２４内に、スラスト
板１８が嵌合している。固定軸体１２の下部は、スリー
ブ部材２０の下方に突出し、その大部分がブラケット１
０の貫通孔１０ｄに嵌合している。以下、固定軸体１２
のうちこの突出した部分を突出部１２ａという。また、
固定軸体１２の略円筒面形状外周部のうちラジアル滑部
２０ａに相対する部分を、ラジアル受部１２ｂという。

【００２０】ロータハブ２８は、略カップ形状をなす。
ロータハブ２８の周壁部２８ａの上端部内方に、中央部
が円形に開口する基部２８ｂが位置し、周壁部２８ａの
下端外方に外方張出部２８ｃが位置する。このロータハ
ブ２８は、基部２８ｂにおいてスリーブ部材２０の上端
部に外嵌固定されることにより、スリーブ部材２０と同
軸状をなしている。そして接着剤２９によって、基部２
８ｂの上端内周部と大内径部２０ｃの上端部とスラスト
押え板２２の外周状端部とが固定され、それらの間が密
閉されている。なお、ロータハブ２８とスリーブ部材２
０が一体に形成されたものであっても差し支えない。

【００２１】周壁部２８ａの内周部には、円筒状のロー
タヨーク３０が内嵌固定され、その内周側に保持された
ロータマグネット３２は、ステータコア１４に対し径方
向空隙を隔てて相対している。基部２８ｂには、周壁部
２８ａに外嵌されたハードディスク等の記録媒体（図示
を略す。）を外方張出部２８ｃとの間に挟圧保持するた
めのクランパ（図示を略す。）を螺子止めするための螺
子孔３４が形成されている。

【００２２】スリーブ部材２０のラジアル滑部２０ａに
おける上部及び下部の環状部分に、上下ヘリングボーン
溝（図示を略す。）が設けられ、その上下ヘリングボー
ン溝と、固定軸体１２のラジアル受部１２ｂとの間隙
部、すなわち上下ラジアル動圧軸受部３６・３８は、ス
リーブ部材２０の順方向回転により、そこに介装された
液状の潤滑剤３９にラジアル荷重支持圧を発生させる。
特に、上下ヘリングボーン溝により、その荷重支持圧が
高められる。なお、このようなヘリングボーン溝は、固
定軸体１２のラジアル受部１２ｂに設けてもよい。また
ヘリングボーン溝以外の溝を採用することも可能であ
る。

【００２３】上下ラジアル動圧軸受部３６・３８同士の
間において、ラジアル滑部２０ａ及びラジアル受部１２
ｂに、それぞれスリーブ側中間溝部２０ｄ及び軸体側中
間溝部１２ｃを向い合った状態で有する。図２は、この
部分の拡大図である。なお、本実施例ではスリーブ側中
間溝部２０ｄと軸体側中間溝部１２ｃの軸線方向長さが
等しく、而も軸線方向位置も一致しているが、これらは
必須の条件ではない。

【００２４】固定軸体１２のラジアル受部１２ｂにおけ
る下ラジアル動圧軸受部３８の下方に、内表面に撥油処
理が施された環状の軸体側潤滑剤流出防止溝１２ｄを有
する。またスリーブ部材２０のラジアル滑部２０ａに、
軸体側潤滑剤流出防止溝１２ｄに向い合ったスリーブ側
潤滑剤流出防止溝２０ｅを有する。図３は、この部分の
拡大図である。スリーブ側潤滑剤流出防止溝２０ｅは、
中央溝部２０ｅ１と、その中央溝部２０ｅ１の軸線方向
両側に位置し、中央溝部２０ｅ１よりも浅い上下側溝部
２０ｅ２・２０ｅ３からなり、内表面に撥油処理が施さ
れている。中央溝部２０ｅ１は、軸体側潤滑剤流出防止
溝１２ｄと、軸線方向長さが等しく、而も軸線方向位置
も一致している。

【００２５】スラスト板１８の上下環状面（アキシャル
受部）と環状凹部２４の上下環状面（アキシャル滑部）
とにより、それぞれアキシャル動圧軸受部Ａ１・Ａ２が
構成されている。スラスト板１８の上下環状面と環状凹
部２４の上下環状面はそれぞれ平行状に相対し、それら
の間には、液状の潤滑剤３９が介在して僅かな軸線方向
ギャップを隔てている。スラスト板１８の上下環状面に
おける全周に亙って、ヘリングボーン状溝（図示を略
す。）が設けられている。このヘリングボーン状溝は、
スリーブ部材２０及びスラスト押え板２２の順方向回転
により、環状凹部２４の上下環状面との間に介在する潤
滑剤３９に高圧を発生させる。なお、このようなヘリン
グボーン状溝は、環状凹部２４の上下環状面に設けても
よい。またヘリングボーン状溝以外の溝を採用すること
も可能である。

【００２６】スラスト押え板２２の内周部のうち軸線方
向中間位置に、内表面に撥油処理が施された押え板側環
状溝２２ａを有し、固定軸体１２の外周部に、その押え
板側環状溝２２ａに向い合った軸体側環状溝１２ｅを有
する。軸体側環状溝１２ｅの内表面も撥油処理が施され
ている。図４は、この部分の拡大図である。押え板側環
状溝２２ａは、中央溝部２２ａ１と、その中央溝部２２
ａ１の軸線方向両側に位置し、中央溝部２２ａ１よりも
浅い上下側溝部２２ａ２・２２ａ３からなり、中央溝部
２２ａ１は、軸体側環状溝１２ｅと、軸線方向長さが等
しく、而も軸線方向位置も一致している。

【００２７】このようにして、固定軸体１２及びステー
タコア１４等に対し、スリーブ部材２０及びロータハブ
２８等が、潤滑剤３９を介して自在に回転し得るよう構
成されている。上下ラジアル動圧軸受部３６・３８によ
って、スリーブ部材２０の回転中における固定軸体１２
に対する径方向変位を十分に小さく抑えることができ、
アキシャル動圧軸受部Ａ１・Ａ２によって、スリーブ部
材２０の回転中における固定軸体１２に対する軸線方向
変位を十分に小さく抑えることができる。

【００２８】固定軸体１２に対しスリーブ部材２０が相
対回転すると、上下ラジアル動圧軸受部３６・３８は、
そこに介装された潤滑剤３９に主としてラジアル方向の
荷重支持圧を発生させ、アキシャル動圧軸受部Ａ１・Ａ
２は、そこに介装された潤滑剤３９に主としてアキシャ
ル方向の荷重支持圧を発生させる。回転停止状態におい
て下ラジアル動圧軸受部３８に隣接するスリーブ側潤滑
剤流出防止溝２０ｅの上側溝部２０ｅ２に潤滑剤３９が
漏出していた場合、その潤滑剤３９を下ラジアル動圧軸
受部３８内に取り込む。また、同じく押え板側環状溝２
２ａの下側溝部２２ａ３に潤滑剤３９が漏出していた場
合、その潤滑剤３９をアキシャル動圧軸受部Ａ１に取り
込む。

【００２９】スリーブ側中間溝部２０ｄと軸体側中間溝
部１２ｃが向かい合った部分は径方向間隙が大きくなる
ので、介装された潤滑剤３９のモータ回転時における抵
抗がラジアル動圧軸受部よりも低い。そのため全体とし
ての回転抵抗が低減される。

【００３０】回転が停止し、固定軸体１２とスリーブ部
材２０との間に相対的な傾斜が生じた場合、下ラジアル
動圧軸受部３８において保持しきれない潤滑剤３９は上
側溝部２０ｅ２に漏出し、アキシャル動圧軸受部Ａ１に
おいて保持しきれない潤滑剤３９は下側溝部２２ａ３に
漏出する。

【００３１】しかしながら、その潤滑剤３９は、それぞ
れ上側溝部２０ｅ２及び下側溝部２２ａ３に毛管現象に
より保持される。潤滑剤３９が更に軸体側潤滑剤流出防
止溝１２ｄや中央溝部２０ｅ１、並びに軸体側環状溝１
２ｅや中央溝部２２ａ１へと流出しようとしても、その
ような流出は、潤滑剤３９の表面張力により防止され
る。また、そのため、潤滑剤３９が漏出してモータ外部
の空間を汚染することが効果的に防止される。なお、軸
体側潤滑剤流出防止溝１２ｄ及び軸体側環状溝１２ｅへ
の潤滑剤３９の流出がそれぞれ表面張力により防止され
るという作用は、スリーブ側潤滑剤流出防止溝２０ｅ及
び押え板側環状溝２２ａがなくとも実現され得る。

【００３２】以上に説明したスピンドルモータを組み立
てる場合、図５に示されるように、スリーブ部材２０の
ラジアル滑部２０ａ内への固定軸体１２の挿入を、その
突出部１２ａから行い始め、図６に示されるように、軸
体側潤滑剤流出防止溝１２ｄまで挿入した際に、スリー
ブ部材２０のラジアル滑部２０ａの上側入り口において
固定軸体１２の周囲に潤滑剤３９を配し、更に固定軸体
１２の挿入を進めると、ラジアル受部１２ｂとラジアル
滑部２０ａの間に潤滑剤３９が徐々に引き込まれる。

【００３３】固定軸体１２の挿入を進めると、図７に示
されるように、軸体側中間溝部１２ｃが、ラジアル滑部
２０ａの入り口を通過する際にそこに配された前記潤滑
剤３９を多量に取り込みつつ、スリーブ部材２０のラジ
アル滑部２０ａ内に挿入される。それによって、図８に
示されるようにラジアル受部１２ｂとラジアル滑部２０
ａの間隙のうち、軸体側中間溝部１２ｃ及びスリーブ側
中間溝部２０ｄ並びにそれらを挟む上下ラジアル動圧軸
受部３６・３８に、潤滑剤３９が十分に行き渡る。

【００３４】但し、軸体側潤滑剤流出防止溝１２ｄは、
潤滑剤３９がスリーブ部材２０のラジアル滑部２０ａの
入り口に配される前にラジアル滑部２０ａ内に挿入され
ており、而もその軸体側潤滑剤流出防止溝１２ｄにおい
て径方向間隙が拡大し、また内表面には撥油処理が施さ
れているので、固定軸体１２挿入の際に軸体側潤滑剤流
出防止溝１２ｄに潤滑剤３９が流出することは表面張力
により防止される。従ってそれよりも更に突出部１２ａ
側の固定軸体１２の外周面に潤滑剤３９が付着すること
も防がれる。

【００３５】なお、軸体側中間溝部１２ｃの軸線方向寸
法は、上下ラジアル動圧軸受部３６・３８の有効領域に
影響を与えない範囲で大きく設定することが望ましい。
これにより、固定軸体１２の挿入の際にラジアル受部１
２ｂとラジアル滑部２０ａの間隙に潤滑剤３９が取り込
まれる速度が上がり、生産性の向上が図られるからであ
る。軸体側中間溝部１２ｃの軸線方向寸法を上ラジアル
動圧軸受部３６よりも長くすると、より好ましい。固定
軸体１２を挿入する際に、軸体側中間溝部１２ｃの上端
がラジアル滑部２０ａの上側入り口の上方に位置し、軸
体側中間溝部１２ｃの下端がスリーブ側中間溝部２０ｄ
の上端よりも下方に位置する状態が実現し、ラジアル受
部１２ｂとラジアル滑部２０ａの間隙への潤滑剤３９の
取り込み速度が一層上がるからである。以上の各実施例
についての記述における上下位置関係は、単に図に基づ
いた説明の便宜のためのものであって、実際の使用状態
等を限定するものではない。

【００３６】

【発明の効果】本発明のスピンドルモータでは、スリー
ブ体の略円筒面形状内周部内への軸体の挿入をその突出
部から行い始め、潤滑剤流出防止溝まで挿入した際に、
スリーブ体の略円筒面形状内周部の入り口に潤滑剤を配
し、更に軸体の挿入を進めることにより、スリーブ体と
軸体との間の動圧ラジアル軸受部に十分に潤滑剤を行き
渡らせることを容易に行い得ると共に、軸体のうち潤滑
剤流出防止溝よりも突出部側の外周面は、軸体挿入の際
における潤滑剤の付着が防止される。また、軸体挿入完
了後において、略円筒面形状外周部と略円筒面形状内周
部の間に介在する潤滑剤が潤滑剤流出防止溝を越えて突
出部側へ移動して外部へと漏出することが防止される。
更に、スリーブ側中間溝部と軸体側中間溝部が相対する
部分において、モータ回転時における潤滑剤の抵抗が低
いので、全体としての回転抵抗が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】スピンドルモータの断面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】図１の要部拡大図である。

【図４】図１の要部拡大図である。

【図５】スピンドルモータの組み立て工程図である。

【図６】スピンドルモータの組み立て工程図である。

【図７】スピンドルモータの組み立て工程図である。

【図８】スピンドルモータの組み立て工程図である。

【符合の説明】

１２ 固定軸体 １２ｂ ラジアル受部 １２ｃ 軸体側中間溝部 １２ｄ 軸体側潤滑剤流出防止溝 ２０ スリーブ部材 ２０ａ ラジアル滑部 ２０ｄ スリーブ側中間溝部 ３６ ラジアル動圧軸受部 ３８ ラジアル動圧軸受部 ３９ 潤滑剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−178492（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−86311（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−86422（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 5/10 H02K 5/16 - 5/167 H02K 7/08 F16C 17/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】略円筒面形状外周部を有してなる軸体と、 その略円筒面形状外周部に外嵌された略円筒面形状内周
   部を有してなるスリーブ体とを備えてなり、 軸体に対しスリーブ体が、潤滑剤を介して自在に相対回
   転し得るスピンドルモータであって、 軸体の一端側に、スリーブ体の略円筒面形状内周部から
   突出した突出部を有し、軸体の他端側に、環状のスラス
   ト板を有し、軸体の略円筒面形状外周部のうちスリーブ
   体の略円筒面形状内周部に相対する部分に、内表面に撥
   油処理が施された環状の潤滑剤流出防止溝を有し、 略円筒面形状外周部と略円筒面形状内周部との間隙部の
   うち、潤滑剤流出防止溝からみて突出部とは逆の側にお
   ける少なくとも２個所に、軸体に対するスリーブ体の相
   対回転により、介装された潤滑剤に荷重支持圧を発生さ
   せるラジアル動圧軸受部を有し、 ラジアル動圧軸受部同士の間において、略円筒面形状外
   周部及び略円筒面形状内周部に、それぞれ軸体側中間溝
   部及びスリーブ側中間溝部を向い合った状態で有し、前
   記略円筒面形状外周部と略円筒面形状内周部の間隙のう
   ち、軸体側中間溝部及びスリーブ側中間溝部並びにそれ
   らを挟むラジアル動圧軸受部に、潤滑剤が十分に行き渡
   っていることを特徴とするスピンドルモータ。