JP3888552B2 - 段差を介した予圧発生構造の組み合わせ型動圧軸受スピンドルモータ - Google Patents
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Description
本発明は、ハードディスクドライブ用スピンドルモータに関し、より詳しくは、ステータのポールと永久磁石に機械的段差及び電気的段差を形成して機械的及び電気的予圧を印加することで、ステータとハブとの間に一定大きさの空隙を形成し、初期起動時に発生する摩擦及び摩擦熱によるシステムの破損を防止することができるようにした、段差を介した予圧発生構造の組み合わせ型動圧軸受スピンドルモータに関する。
一般に、ハードディスクドライブ(以下、「HDD」と略記する)は、コンピュータの補助記憶装置であって、プラッタ、ヘッド、スピンドルモータ、ヘッドアーム及び回路基板からなり、ヘッドを介してプラッタに格納された情報を読み出して再生し、または、プラッタに新しい情報を書き込むことで、コンピュータのシステム運営に寄与している。
前述したHDDの構成において、プラッタは、磁状体を施した金属円盤であって、ここに資料を記録するようになる。かかるプラッタを複数枚軸に刺して回すが、このとき、軸は、スピンドル軸であり、前記軸を回転させるモータは、スピンドルモータである。
前述したHDDの構成において、プラッタは、磁状体を施した金属円盤であって、ここに資料を記録するようになる。かかるプラッタを複数枚軸に刺して回すが、このとき、軸は、スピンドル軸であり、前記軸を回転させるモータは、スピンドルモータである。
そして、プラッタに資料を読み書きするヘッドは、ヘッドアームに連結されており、ヘッドアームを移動させて目的の住所に動くようにする役割をする。かかるヘッドアームは、アクチュエータとも呼び、これを駆動するものは、ボイスコイルモータ(VCM)である。以下、従来の技術によるスピンドルモータについて説明する。
図1は、従来の技術に係るボール軸受適用構造のハードディスク用スピンドルモータを示す分離斜視図であり、図2は、図1の縦断面図である。
図1及び図2に示されたように、従来、ボール軸受構造のハードディスク用スピンドルモータ10は、下部をなすベース11、このベース11の中心に垂直方向に設けられるスピンドル軸12、ベース11上部側のスピンドル軸12下部の外周縁に設けられる下部ボール軸受13、コア14aにコイル14bが巻かれた構造で下部ボール軸受13の外側に設けられるステータ14、スピンドル軸12の上部に設けられる上部ボール軸受15、ベース11の上部を覆う構造で上下部ボール軸受13、15の外周縁に回転可能に支持されるハブ16、このハブ16の下部側の内周面に設けられ、コイル14bとの間に形成される磁場を介してハブ16を回転させる駆動力を発生させるリング状の永久磁石17で構成される。
図1及び図2に示されたように、従来、ボール軸受構造のハードディスク用スピンドルモータ10は、下部をなすベース11、このベース11の中心に垂直方向に設けられるスピンドル軸12、ベース11上部側のスピンドル軸12下部の外周縁に設けられる下部ボール軸受13、コア14aにコイル14bが巻かれた構造で下部ボール軸受13の外側に設けられるステータ14、スピンドル軸12の上部に設けられる上部ボール軸受15、ベース11の上部を覆う構造で上下部ボール軸受13、15の外周縁に回転可能に支持されるハブ16、このハブ16の下部側の内周面に設けられ、コイル14bとの間に形成される磁場を介してハブ16を回転させる駆動力を発生させるリング状の永久磁石17で構成される。
前述のような構成を有する従来のボール軸受構造のハードディスク用スピンドルモータ10は、ステータ14のコイル14bに電源が印加されると、コイル14bと永久磁石17との間に磁場(図示せず)が形成される。かかるコイル14bと永久磁石17との間の磁場によりハブ16は一方向に回転するようになる。
前述のようにハブ16を回転させる過程で、上下部ボール軸受13、15で構成されたシステムは、厳しい回転精度を維持しながら高速駆動を実現することができず、高速駆動時、ボール軸受は、騒音及び振動の原因となる。なお、図3は、動圧軸受の構造を示したものである。
前述のようにハブ16を回転させる過程で、上下部ボール軸受13、15で構成されたシステムは、厳しい回転精度を維持しながら高速駆動を実現することができず、高速駆動時、ボール軸受は、騒音及び振動の原因となる。なお、図3は、動圧軸受の構造を示したものである。
図3は、従来の技術に係る動圧軸受適用構造のハードディスク用スピンドルモータを示す縦断面図である。
図3に示されたように、従来の技術による動圧軸受(aero dynamic bearing)適用構造のハードディスク用スピンドルモータ20は、下部をなすベース21、このベース21の中心上部側に設けられる下部軸受22、コア23aにコイル23bが巻かれた構造でベース21の上部である下部軸受22の外側に設けられるステータ23、下部軸受22の上部中心に垂直方向に設けられるスピンドル軸24、スピンドル軸24の上部に設けられる上部軸受25、ベース21の上部を覆う構造でスピンドル軸24の外部に回転可能に支持されるハブ26、このハブ26の内側上部に設けられ、スピンドル軸24を中心にハブ26の円滑な回転のために動圧を形成する上下の第1の動圧軸受27と第2の動圧軸受28、ハブ26下部側の内周面に設けられ、コイル23bとの間に磁場を形成させることでハブ26が回転される駆動力を発生させる永久磁石29で構成される。
図3に示されたように、従来の技術による動圧軸受(aero dynamic bearing)適用構造のハードディスク用スピンドルモータ20は、下部をなすベース21、このベース21の中心上部側に設けられる下部軸受22、コア23aにコイル23bが巻かれた構造でベース21の上部である下部軸受22の外側に設けられるステータ23、下部軸受22の上部中心に垂直方向に設けられるスピンドル軸24、スピンドル軸24の上部に設けられる上部軸受25、ベース21の上部を覆う構造でスピンドル軸24の外部に回転可能に支持されるハブ26、このハブ26の内側上部に設けられ、スピンドル軸24を中心にハブ26の円滑な回転のために動圧を形成する上下の第1の動圧軸受27と第2の動圧軸受28、ハブ26下部側の内周面に設けられ、コイル23bとの間に磁場を形成させることでハブ26が回転される駆動力を発生させる永久磁石29で構成される。
前述のように構成された動圧軸受適用構造のハードディスク用スピンドルモータ20は、コイル23bに電源が印加されると、コイル23bと永久磁石29との間に磁場(図示せず)が形成され、かかるコイル23bと永久磁石29との間の磁場により、ハブ26が一方向に回転するようになる。
なお、ハブ26が回転されると、第1及び第2の動圧軸受27、28の内面に空気の流動が発生するようになり、ハブ26の回転が増加するほど第1及び第2の動圧軸受27、28とスピンドル軸24、上部軸受25、下部軸受22の間には、ハブの回転速度に比例してより大きな剛性の空気層が形成される。従って、プラッタ(図示せず)を搭載したハブ26は、スピンドル軸24との間に形成された所定の剛性を有する空気層を軸受としてかけられる負荷量と外乱を克服しながらスピンドル軸24を中心に回転するようになる。
なお、ハブ26が回転されると、第1及び第2の動圧軸受27、28の内面に空気の流動が発生するようになり、ハブ26の回転が増加するほど第1及び第2の動圧軸受27、28とスピンドル軸24、上部軸受25、下部軸受22の間には、ハブの回転速度に比例してより大きな剛性の空気層が形成される。従って、プラッタ(図示せず)を搭載したハブ26は、スピンドル軸24との間に形成された所定の剛性を有する空気層を軸受としてかけられる負荷量と外乱を克服しながらスピンドル軸24を中心に回転するようになる。
しかし、前述のような従来の動圧軸受適用構造のハードディスク用スピンドルモータは、低速回転時、空気層の剛性が向上するが、一定速度以上になると、空気層の剛性は、それ以上回転速度に比例して増加せず、ほぼ一定の値を維持するようになる。
また、前述のような従来の動圧軸受適用構造のハードディスク用スピンドルモータは、べースと下部軸受、スピンドル軸と上部軸受が相互組み立てられ、動圧軸受と一定のキャップを維持する構造を有しているため、組立生産性が低下するだけでなく、空気層の厚さも一定に維持できないという問題点がある。また、直接接触する手段によらず、空気層(ギャップ)を境界にしてスピンドル軸の上部にハプが支持されるような構造となっているため、初期起動時、摩擦による起動不良、摩擦による動圧軸受及び軸受体の摩耗、騒音及び振動の原因となる。
なお、このような従来の技術は、例えば、下記の特許文献にも示されている。
特開2000−324777号公報
特開平08−212686号公報
なお、このような従来の技術は、例えば、下記の特許文献にも示されている。
本発明は、前述のような問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、ステータのコアと永久磁石の機械的な段差を介して機械的予圧を印加して予圧を発生させることでハブと動圧軸受との間に一定大きさの空隙を形成し、これによって、初期起動時に発生する摩擦及び摩擦熱によるシステムの破損を防止することができる、段差を介した予圧発生構造の組み合わせ型動圧軸受スピンドルモータを提供することにある。
また、本発明の目的は、動圧が発生していない駆動初期に停止トルクを発生させることでハブと動圧軸受との間に電気的な予圧を形成させる電気的段差を介してハブと動圧軸受との間に一定大きさの空隙を形成し、これによって、初期起動時に発生する摩擦及び摩擦熱によるシステムの破損を防止することにある。
さらに、本発明の目的は、前述のように機械的段差及び電気的段差を形成して機械的予圧及び電気的予圧を印加することでハブと動圧軸受との間に一定大きさの空隙を形成し、初期起動時に発生する摩擦及び摩擦熱によるシステムの破損を防止すると共に、システムの安定性を向上させることにある。
前述の目的を達成するための本発明の一側面によれば、本発明の機械的段差を形成する構造は、下部をなすベース、前記ベースの上部に回転可能に設けられ、プラッタを固定させるハブ、圧入孔が形成されたコアの外周面に放射状に形成されたポールのそれぞれにコイルが巻かれた構造のステータ、前記ハブとの間に動圧を形成させる軸受体と前記ステータを圧入孔を介して外周面に固定支持する支持体とからなる動圧軸受、及び前記ハブの内周面に設けられ、前記コイルとの間に磁場を形成させる永久磁石を備えてなる構造のHDD用スピンドルモータにおいて、前記ステータのコイルが巻かれるポールの上下幅の中心と前記ハブの内周面に取り付けられる永久磁石の上下幅の中心位置を磁力が及ぶ範囲内で上下に機械的段差を形成し、電源が印加されていない時、段差が形成された前記ポールと永久磁石との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力を介して前記動圧軸受と前記ハブとの間に機械的予圧を形成することで前記動圧軸受と前記ハブとの間の空隙が維持されるようにしたことを特徴とする。
前述の構成において、ハブの永久磁石がステータのポールより水平線上の中心から上方に位置するように段差を形成することもでき、前記ハブの永久磁石が前記ステータのポールより水平線上の中心から下方に位置するように段差を形成することもできる。
また、本発明の他の側面によれば、本発明の電気的段差を毛伊勢制する構造は、下部をなすベース、前記ベースの上部に回転可能に設けられ、プラッタを固定させるハブ、圧入孔が形成されたコアの外周面に放射状に形成されたポールのそれぞれにコイルが巻かれた構造のステータ、前記ハブとの間に動圧を形成させる軸受体と前記ステータを圧入孔を介して外周面に固定支持する支持体とからなる動圧軸受、及び前記ハブの内周面に設けられ、前記コイルとの間に磁場を形成させる永久磁石を備えてなる構造のHDD用スピンドルモータにおいて、前記ポールの上下幅の中心と前記永久磁石の上下幅の中心とが同一線上に位置するようにするが、前記ステータのポールの上下端の長さを異にして形成した状態で電源が印加されると、前記ポールの上下端に作用する磁束密度を異にして磁束密度が最も大きな位置に前記永久磁石の中心が移動されるようにする電気的段差を介して前記動圧軸受と前記ハブとの間に電気的予圧を形成することで前記動圧軸受と前記ハブとの間の空隙が維持されるようにしたことを特徴とする。
前述の構成において、前記ステータのポールは、上端より下端がより長く延長形成され、上端が下端より磁束密度がより大きく作用するように構成することもでき、前記ステータのポールは、上端が下端より長く延長形成され、下端が上端より磁束密度がより大きく作用するように構成することもできる。
本発明のまた他の側面によれば、本発明の機械的段差と電気的段差とを並行した構造は、下部をなすベース、前記ベースの上部に回転可能に設けられ、プラッタを固定させるハブ、圧入孔が形成されたコアの外周面に放射状に形成されたポールのそれぞれにコイルが巻かれた構造のステータ、前記ハブとの間に動圧を形成させる軸受体と前記ステータを圧入孔を介して外周面に固定支持する支持体とからなる動圧軸受、及び前記ハブの内周面に設けられ、前記コイルとの間に磁場を形成させる永久磁石を備えてなる構造のHDD用スピンドルモータにおいて、
前記ステータのコイルが巻かれるポールの上下幅の中心と前記ハブの内周面に取り付けられる永久磁石の上下幅の中心位置を磁力が及ぶ範囲内で上下に形成した機械的段差と、前記ステータのポールの上下端の長さを異にして形成することで電源の印加によって前記ポールの上下端に作用する磁束密度の強さが異なるようにする電気的段差とを形成し、電源が印加されていない時は、前記機械的段差が形成された前記ポールと永久磁石との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力を介して前記動圧軸受と前記ハブとの間に機械的予圧を形成することで前記動圧軸受と前記ハブとの間の空隙が維持されるようにし、電源が印加されると、前記ポールの上下端に作用する磁束密度を異にして磁束密度のうち強さが最も大きな位置に前記永久磁石の中心が移動されるようにする電気的段差を形成して動圧が発生していない駆動初期に動圧軸受とハブとの間に電気的予圧を形成することで前記動圧軸受と前記ハブとの間の空隙が維持されるようにしたことを特徴とする。
前記ステータのコイルが巻かれるポールの上下幅の中心と前記ハブの内周面に取り付けられる永久磁石の上下幅の中心位置を磁力が及ぶ範囲内で上下に形成した機械的段差と、前記ステータのポールの上下端の長さを異にして形成することで電源の印加によって前記ポールの上下端に作用する磁束密度の強さが異なるようにする電気的段差とを形成し、電源が印加されていない時は、前記機械的段差が形成された前記ポールと永久磁石との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力を介して前記動圧軸受と前記ハブとの間に機械的予圧を形成することで前記動圧軸受と前記ハブとの間の空隙が維持されるようにし、電源が印加されると、前記ポールの上下端に作用する磁束密度を異にして磁束密度のうち強さが最も大きな位置に前記永久磁石の中心が移動されるようにする電気的段差を形成して動圧が発生していない駆動初期に動圧軸受とハブとの間に電気的予圧を形成することで前記動圧軸受と前記ハブとの間の空隙が維持されるようにしたことを特徴とする。
前述の構成において、前記ステータのポールは、上端より下端がより長く延長形成され、上端が下端より磁束密度がより大きく作用するようにし、前記永久磁石の上下幅の中心は、前記ポールの上下幅の中心より上方に位置するようにして、電源が印加されていない時、前記ポールと永久磁石との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力を介して前記動圧軸受と前記ハブとの間に機械的予圧が作用している状態で、電源が印加されると、前記永久磁石の中心が前記磁束密度の強さが最も大きな位置に下方移動されるように構成することもできる。
また、前記ステータのポールは、上端より下端がより長く延長形成され、上端が下端より磁束密度がより大きく作用するようにし、前記永久磁石の上下幅の中心は、前記ポールの上下幅の中心より下方に位置するようにして、電源が印加されていない時、前記ポールと永久磁石との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力を介して前記動圧軸受と前記ハブとの間に機械的予圧が作用している状態で、電源が印加されると、前記永久磁石の中心が前記磁束密度の強さが最も大きな位置に上方移動するように構成することもできる。
また、前記ステータのポールは、下端より上端がより長く延長形成され、下端が上端より磁束密度がより大きく作用するようにし、前記永久磁石の上下幅の中心は、前記ポールの上下幅の中心より上方に位置するようにして、電源が印加されていない時、前記ポールと永久磁石との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力を介して前記動圧軸受と前記ハブとの間に機械的予圧が作用している状態で、電源が印加されると、前記永久磁石の中心が前記磁束密度の強さが最も大きな位置に下方移動するように構成することもできる。
また、前記ステータのポールは、下端より上端がより長く延長形成され、下端が上端より磁束密度がより大きく作用するようにし、前記永久磁石の上下幅の中心は、前記ポールの上下幅の中心より下方に位置するようにして、電源が印加されていない時、前記ポールと永久磁石との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力を介して前記動圧軸受と前記ハブとの間に機械的予圧が作用している状態で、電源が印加されると、前記永久磁石の中心が前記磁束密度の強さが最も大きな位置に上方移動されるように構成することもできる。
本発明によれば、ステータのコアと永久磁石の機械的段差を介して機械的浮上力を印加して予圧を発生させることで機械的にハブを浮上させ、ハブと動圧軸受との間に一定大きさの空隙を形成し、これによって、初期起動時に発生する摩擦及び摩擦熱によるシステムの破損を防止することができる効果が得られる。
また、本発明は、動圧が発生していない駆動初期に停止トルクを発生させ、ハブ(回転子)を電気的に浮上させる電気的段差を介した電気的浮上力を印加して予圧を形成させることで、ハブと動圧軸受との間に一定大きさの空隙を形成し、これによって、初期起動時に発生する摩擦及び摩擦熱によるシステムの破損を防止することができる効果が得られる。
さらに、前述のように機械的段差及び電気的段差を形成して機械的浮上力及び電気的予圧をハブと動圧軸受との間に形成させることで一定大きさの空隙を形成し、これによって、初期起動時に発生する摩擦及び摩擦熱によるシステムの破損を防止すると共に、システムの安定性を向上させる効果を奏する。また、1つのボール軸受のみで構成されたシステムにおいてボール軸受に予圧を加えることができる方式であるため、回転精度が向上し、騒音及び振動を減らすことができ、軸受の寿命を長期化させることができる。
以下、本発明の好適な実施例に係る段差を介した予圧発生構造の組み合わせ型動圧軸受スピンドルモータについて詳述する。
図4は、本発明に係るピボット構造を有する組み合わせ型スピンドルモータを示す分離斜視図であり、図5は、本発明に係るピボット構造を有する組み合わせ型スピンドルモータにおいて結合状態の一部を切開して示す平面切開斜視図であり、図6は、本発明に係るピボット構造を有する組み合わせ型スピンドルモータにおいて結合状態の一部を切開して示す背面切開斜視図であり、図7は、本発明に係るピボット構造を有する組み合わせ型スピンドルモータのステータと永久磁石の機械的な段差を示す第1の実施例の縦断面図であり、図8は、本発明に係るピボット構造を有する組み合わせ型スピンドルモータのステータと永久磁石の機械的な段差を示す第2の実施例の縦断面図である。
図4乃至図8に示されたように、本発明に係るHDD用スピンドルモータ100の予圧発生構造は、ステータ130のコイル134が巻かれるポール132bとハブ120の筒体122内周面に取り付けられる永久磁石160との間に上下の機械的な段差を形成させ、ラジアル及びスラスト方向の磁力によるハブ120と動圧軸受140との間に予圧を形成することで、ハブ120の下部面と動圧軸受140の上部面との間に空隙が維持されるようにした構成となっている。
即ち、本発明に係るHDD用スピンドルモータ100の予圧発生構造は、ステータ130のコイル134が巻かれるポール132bとハブ120の筒体122内周面に取り付けられる永久磁石160を上下に機械的な段差を施すことで、ステータ130のポール132bと永久磁石160との間に互いに引っ張る力がラジアル及びスラスト方向に同時に作用するようにし、ハブ120と動圧軸受140との間に予圧を形成されるようにした構成となっている。このようにハブ120と動圧軸受140との間に予圧を形成させることでスピンドルモータ100の初期起動時にハブ120と動圧軸受140との間に摩擦が発生しないようになる。
このとき、ステータ130のポール132bと永久磁石160の設置関係については、ステータ130のコイル134が巻かれるポール132bの上下幅の中心とハブ120の内周面に取り付けられる永久磁石160の上下幅の中心位置を磁力が及ぶ範囲内で上下に機械的段差を形成してなる。かかる構造により、電源が印加されていない時、段差が形成されたポール132bと永久磁石160との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力を介してハブ120と動圧軸受140との間に機械的予圧を形成し、これによって、ハブ120と動圧軸受140との間の空隙が維持されるようになる。
なお、前述のような予圧発生構造において、ステータ130のコイル134が巻かれるポール132bとハブ120の筒体122内周面に取り付けられる永久磁石160との間の段差は、図7に示されたように、ハブ120の永久磁石160がステータ130のポール132bより水平線上の中心から上方に位置するように段差を形成することもでき、図8に示されたように、ハブ120の永久磁石160がステータ130のポール132bより水平線上の中心から下方に位置するように段差を形成することもできる。
本発明に係る予圧発生構造が適用されるHDD用スピンドルモータ100の構成については、下部をなすベース110、このベース110の上部に回転可能に設けられ、プラッタ(図示せず)が取り付けられるハブ120、コア132の外周面に等間隔に形成された多数のポール132bのそれぞれにコイル134が巻かれた構造のステータ130、エアグルーブ142a、142bが形成され、ハブ120との間に動圧を形成させるディスク状の軸受体142と軸受体142の下部に一体に形成され、ステータ130の圧入孔132aを介してベース110に固定される支持体144とからなる動圧軸受140、ハブ120の回転中心が動圧軸受140の中心に回転可能に支持されるようにするボール軸受150、及びステータ130のコイル134が巻かれるポール132bに隣接するハブ120の内周面に設けられ、コイル134との間に形成される磁場を介してハブ120を回転させる駆動力を発生させるリング状の永久磁石160を備えてなる。
前述のように構成された本発明のHDD用スピンドルモータ100は、図7及び図8に示されたように、ハブ120の永久磁石160がステータ130のポール132bより水平線上の中心から上方または下方に位置するように段差を形成させることで、電源が印加されていない状態でも、ステータ130のポール132bとハブ120の永久磁石160との間に作用する磁力は、ラジアル方向及びスラスト方向に同時に作用するようになり、ハブ120と動圧軸受140の軸受体144との間に予圧が形成されるようになる。
前述のような状態で電源が印加されると、ステータ130のコイル134が巻かれたポール132bと永久磁石160との間に磁場が形成され、これにより、ハブ120は、ボール軸受150の回転中心にして回転するようになる。この時、ハブ120と動圧軸受140との間には予圧が作用しているため、スピンドルモータ100の初期起動時、ハブ120と動圧軸受140との間の摩擦が発生しないようになる。前述のようにハブ120が回転されると、動圧軸受140とハブ120との間には、空気の流動が発生する空気層が形成され、非接触状態でほとんどのスラスト荷重を受けるようになる。
前述のように本発明に係るHDD用スピンドルモータ100は、ハブ120下部側中心を直接接触するボール軸受150を介してラジアル方向及びスラスト方向にピボットし、スピンドルモータ100の初期起動時(低速回転時)ハブ120の回転による騒音及び起動不良の原因となるハブ120と動圧軸受140との間の機械的な接触が発生することなく回転中心を維持して回転されるようにする構造である。
即ち、本発明に係るHDD用スピンドルモータ100は、ハブ120を独楽構造のように点接触式の支持構造として独楽の回転原理(独楽の回転速度が速ければ回転慣性が強くなり、低速回転時に比べて容易に倒れず、回転状態を継続して維持しようとする角運動量保存法則を用いるものである)上、低速よりは高速の回転時に外乱に対する軸受の回転剛性及び斜めにならず回転する能力が向上するようにした構造で、優れた回転精度を維持することができる。
また、本発明に係るHDD用スピンドルモータ100は、軸受体142に一方向性のエアグルーブ142a、142bが形成された動圧軸受140を適用し、ハブ120の高速回転時にハブ120と動圧軸受140の軸受体142との間に動圧を形成させることで、ハブ120と軸受体142との非接触状態で高速回転するハブ120のスラスト荷重を受けるようにした構造である。
前述のように、本発明に係るHDD用スピンドルモータ100の特徴は、ボール軸受150と動圧軸受140とを組み合わせた構造と、ハブ120を独楽回転のような点接触式の支持構造としたことにある。
本発明に係るHDD用スピンドルモータ100の構成をより詳しく説明すると、次の通りである。先ず、図4乃至図8に示されたように、ベース110は、スピンドルモータ100の下部をなすもので、上部面に同心円の空間形態に所定の深さを有する収容溝112が形成された構造である。即ち、上部が開けられた形態で、同心円の収容溝112のベース110の上部面に所定の深さをもって形成された構造である。
本発明に係るHDD用スピンドルモータ100の構成をより詳しく説明すると、次の通りである。先ず、図4乃至図8に示されたように、ベース110は、スピンドルモータ100の下部をなすもので、上部面に同心円の空間形態に所定の深さを有する収容溝112が形成された構造である。即ち、上部が開けられた形態で、同心円の収容溝112のベース110の上部面に所定の深さをもって形成された構造である。
前述のように構成されたベース110は、上部に回転可能に取り付けられるハブ120の下部面と収容溝112とがなす空間に、後述のステータ130と動圧軸受140を取り付けるようになる。ステータ130と動圧軸受140については、後述する。
ハブ120は、後述のステータ130のコイル134と永久磁石160との間に形成される磁場により回転されるもので、図4及び図8に示されたように、下部が開口された形態の空間が形成され、ベース110の収容溝112内側に位置する下部の筒体122と、筒体122の上部に一体に形成され、磁気ディスクであるプラッタ(図示せず)を装着させるプラッタ固定体124とからなる。このとき、筒体122の外径は、ベース110の収容溝112よりは小さな大きさとなり、筒体122の内径は、後述の動圧軸受140の軸受体142の外径より大きく形成される。
ハブ120は、後述のステータ130のコイル134と永久磁石160との間に形成される磁場により回転されるもので、図4及び図8に示されたように、下部が開口された形態の空間が形成され、ベース110の収容溝112内側に位置する下部の筒体122と、筒体122の上部に一体に形成され、磁気ディスクであるプラッタ(図示せず)を装着させるプラッタ固定体124とからなる。このとき、筒体122の外径は、ベース110の収容溝112よりは小さな大きさとなり、筒体122の内径は、後述の動圧軸受140の軸受体142の外径より大きく形成される。
前述のように構成されたハブ120は、筒体122部分がベース110の収容溝112内側に位置して回転可能に取り付けられるが、筒体122の外周面と収容溝112の内周面、筒体122の下部面と収容溝112の上部面、及び筒体122の内周面と動圧軸受140の軸受体142の外周面との間には、機械的な接触が発生しないようにしている。
なお、前述のように構成されたハブ120は、その下端面の中心である筒体122の下部面中心が逆円錐状で、後述のボール軸受150の内輪に挿入され連結されるスピンドル軸126が形成される。そして、ハブ120の上部をなすプラッタ固定体124の上部面には、上部の開口された形態の空洞124aを形成することでハブ120の全体的な重量を極力減らすことができるようにした。
ステータ130は、電源の印加で永久磁石160の間に磁場(図示せず)を形成することでハブ120を一方向に回転させる駆動力を発生させるもので、図4乃至図8に示されたように、ベース110の収容溝112とハブ120の筒体122とがなす空間上に、後述の動圧軸受140の支持体144により固定され、位置付けられる。
ステータ130は、電源の印加で永久磁石160の間に磁場(図示せず)を形成することでハブ120を一方向に回転させる駆動力を発生させるもので、図4乃至図8に示されたように、ベース110の収容溝112とハブ120の筒体122とがなす空間上に、後述の動圧軸受140の支持体144により固定され、位置付けられる。
前述のようなステータ130の構造は、中心に上下に貫通形成される圧入孔132aを有する同心円状のコア132と、このコア132の外周面に一体に形成されるが、放射状の等間隔に形成される多数のポール132b及びそれぞれのポール132b外周面に巻かれ、電源の印加時、それぞれのポール132bを電磁石に変換させ、後述する永久磁石160との間に磁場を形成させるコイル134とからなる。
前述のように構成されたステータ130は、それ自体だけでベース110の収容溝112に取り付けられるのではなく、後述する動圧軸受140の支持体144外周面に嵌められて固定される状態で、ベース110の収容溝112とハブ120の筒体122とがなす空間上に位置する。
動圧軸受140は、ベース110とハブ120とがなす空間上に設けられ、ハブ120の回転時、ハブ120の下部面との間に動圧を形成させるものであって、図4乃至図8に示されたように、上部の水平面と円周面のうち少なくともいずれか一方の面にエアグルーブ142a、142bが形成され、ハブ120の下部水平面及び内側面の間に動圧を形成させるディスク状の軸受体142と、この軸受体142の下部に一体に形成され、ベース110とハブ120とがなす空間においてステータ130の圧入孔132aを介してベース110の収容水112に固定される支持体140とからなる。
動圧軸受140は、ベース110とハブ120とがなす空間上に設けられ、ハブ120の回転時、ハブ120の下部面との間に動圧を形成させるものであって、図4乃至図8に示されたように、上部の水平面と円周面のうち少なくともいずれか一方の面にエアグルーブ142a、142bが形成され、ハブ120の下部水平面及び内側面の間に動圧を形成させるディスク状の軸受体142と、この軸受体142の下部に一体に形成され、ベース110とハブ120とがなす空間においてステータ130の圧入孔132aを介してベース110の収容水112に固定される支持体140とからなる。
前述のように構成された動圧軸受140は、支持体144を介してベース11の収容溝112に支持固定される場合、ステータ130の圧入孔132a上部を介して圧入され、支持体144の外周面上にステータ130を固定させた後、支持体144の下端面をベース110の収容溝112の中心に収容固定させるようになる。
前述のような動圧軸受140の軸受体142の直径は、ハブ120の筒体122内径より小さく形成されており、ハブ120の筒体122内周面と接触しないようになる。また、動圧軸受140の軸受体142上部の水平面とハブ120の筒体122の下部面とが接触しないように取り付けられる。
なお、前述の動圧軸受140の軸受体142に形成されるエアグルーブ142a、142bは、軸受体142の上部水平面上にのみ同心円を描きながら形成されることもでき、軸受体142の外径をなす円周面にのみ一方向性を有するように形成されることもできる。また、エアグルーブ142a、142bは、軸受体142の上部水平面と円周面のそれぞれに形成されることもできる。
前述のような動圧軸受140の軸受体142の直径は、ハブ120の筒体122内径より小さく形成されており、ハブ120の筒体122内周面と接触しないようになる。また、動圧軸受140の軸受体142上部の水平面とハブ120の筒体122の下部面とが接触しないように取り付けられる。
なお、前述の動圧軸受140の軸受体142に形成されるエアグルーブ142a、142bは、軸受体142の上部水平面上にのみ同心円を描きながら形成されることもでき、軸受体142の外径をなす円周面にのみ一方向性を有するように形成されることもできる。また、エアグルーブ142a、142bは、軸受体142の上部水平面と円周面のそれぞれに形成されることもできる。
ボール軸受150は、動圧軸受140の中心にハブ120の回転中心である下端のスピンドル軸126を回転可能に取り付けるためのものであって、図4乃至図8に示されたように、動圧軸受140の中心に上下に貫通形成される設置孔146に支持固定される。
前述のように設置固定されるボール軸受150の内輪には、ハブ120の下部面に突出形成されるスピンドル軸126が挿入連結される。即ち、ハブ120の下部軸中心を直接接触するボール軸受150を介してラジアル方向及びスラスト方向にハブ120のスピンドル軸126をピボットし、スピンドルモータ100の初期起動時(低速回転時)、ハブ120の回転による騒音及び起動不良の原因となるハブ120と動圧軸受140との間の機械的接触が発生しないようにする。
前述のように設置固定されるボール軸受150の内輪には、ハブ120の下部面に突出形成されるスピンドル軸126が挿入連結される。即ち、ハブ120の下部軸中心を直接接触するボール軸受150を介してラジアル方向及びスラスト方向にハブ120のスピンドル軸126をピボットし、スピンドルモータ100の初期起動時(低速回転時)、ハブ120の回転による騒音及び起動不良の原因となるハブ120と動圧軸受140との間の機械的接触が発生しないようにする。
前述のようにスピンドルモータ100の初期起動時(低速回転時)には、ボール軸受150を介してラジアル方向及びスラスト方向にハブ120のスピンドル軸126を支持及び補正し、ハブ120の回転による騒音及び起動不良の原因となるハブ120と動圧軸受140との間の機械的接触が発生しないようにすることで、ハブ120の回転中心を維持して回転されるようにする。
そして、スピンドルモータ100の高速回転時には、動圧軸受140のエアグルーブ142a、142bを介して動圧軸受140とハブ120との間に動圧を形成させ、ハブ120のスラスト荷重の殆どを動圧軸受140で支持されるようにすることで、外乱に対するボール軸受150の回転剛性及びハブ120が斜めにならず回転する能力を向上させ、優れた回転精度を維持することができるようにする。
そして、スピンドルモータ100の高速回転時には、動圧軸受140のエアグルーブ142a、142bを介して動圧軸受140とハブ120との間に動圧を形成させ、ハブ120のスラスト荷重の殆どを動圧軸受140で支持されるようにすることで、外乱に対するボール軸受150の回転剛性及びハブ120が斜めにならず回転する能力を向上させ、優れた回転精度を維持することができるようにする。
従って、ボール軸受150を適用した本発明のスピンドルモータ100の構造においても高速回転が可能となる。即ち、ハブ120の低速回転時には、ボール軸受150がラジアル方向及びスラスト方向にハブ120のスピンドル軸126を支持及び補正するようになり、これによって、ハブ120のラジアル及びスラスト荷重を受けるようになるが、高速回転時には、動圧軸受140によりハブ120のスラスト荷重の殆どが支持されているため、事実上、ボール軸受150が受けるハブ120のスラスト荷重は、微々たる程度で、高速回転が可能となる。
永久磁石160は、電源の印加時にステータ130のコイル134との間に形成される磁場によりハブ120を回転させる駆動力を発生させるものであって、図4乃至図8に示されたように、ステータ130のコイル134が巻かれるポール132bに隣接するハブ120の内周面に設けられ、コイル134との間に磁場を形成させる。
永久磁石160は、電源の印加時にステータ130のコイル134との間に形成される磁場によりハブ120を回転させる駆動力を発生させるものであって、図4乃至図8に示されたように、ステータ130のコイル134が巻かれるポール132bに隣接するハブ120の内周面に設けられ、コイル134との間に磁場を形成させる。
前述のような永久磁石160は、リング状であるが、その外径がハブ120の筒体122内径に関係する大きさからなり、ステータ130のポール132bが対応するハブ120の筒体122の内周面上に設置固定される。
前述のようにハブ120の筒体122の内周面上に設定固定されることで、ステータ130のコイル134に電源が印加されると、永久磁石160との間に磁場を形成させるようになり、これによって、ハブ120は、一方向に回転するようになる。
前述のようにハブ120の筒体122の内周面上に設定固定されることで、ステータ130のコイル134に電源が印加されると、永久磁石160との間に磁場を形成させるようになり、これによって、ハブ120は、一方向に回転するようになる。
前述の本発明のHDD用スピンドルモータ100は、ハブ120の低速回転時にハブ120のラジアル方向及びスラスト方向をボール軸受150を介して支持及び補正することで、ハブ120の回転による騒音及び起動不良の原因となるハブ120と動圧軸受140との間の機械的接触が発生しないようにし、また、高速回転時には、動圧軸受140のエアグルーブ142a、142bを介して動圧軸受140とハブ120との間に動圧を形成させ、ハブ120のスラスト荷重の殆どを動圧軸受140で支持されるようにすることで、外乱に対するボール軸受150の回転剛性及びハブ120が斜めにならず回転する能力を向上させ、優れた回転精度を維持することができるようにする。
従って、ボール軸受150を適用した構造においても高速回転が可能となり、これによって、外乱に対するボール軸受150の回転剛性及び斜めにならず回転し得る能力を向上させ、優れた回転精度を維持することが可能となる。
図9は、本発明に係るピボット構造を有する組み合わせ型スピンドルモータのステータと永久磁石の電気的な段差を示す第1の実施例の縦断面図であり、図10は、本発明に係るピボット構造を有する組み合わせ型スピンドルモータのステータと永久磁石の電気的な段差を示す第2の実施例の縦断面図である。
図9は、本発明に係るピボット構造を有する組み合わせ型スピンドルモータのステータと永久磁石の電気的な段差を示す第1の実施例の縦断面図であり、図10は、本発明に係るピボット構造を有する組み合わせ型スピンドルモータのステータと永久磁石の電気的な段差を示す第2の実施例の縦断面図である。
図9及び図10は、本発明のHDD用スピンドルモータ200において、ステータ230のコイル234が巻かれるポール232bとハブ220の内周面に取り付けられる永久磁石260の電気的段差を形成することでハブ220の下部面と動圧軸受240の軸受体242の上部面との間に電気的予圧が形成され、空隙が維持されるように構成されている。
即ち、図9及び図10は、本発明の他の構成を示したもので、ポール232bの上下幅の中心と永久磁石260の上下幅の中心とが同一線上に位置されるようにするが、ステータ230のポール232bの上下端の長さを異にして形成した状態で電源が印加されると、ポール232bの上下端に作用する磁束密度が異なるようにして磁束密度が最も大きな位置に永久磁石260の中心が移動されるようにする電気的予圧を形成し、ハブ220と動圧軸受240との間の空隙が維持されるようにした構造となっている。
即ち、図9及び図10は、本発明の他の構成を示したもので、ポール232bの上下幅の中心と永久磁石260の上下幅の中心とが同一線上に位置されるようにするが、ステータ230のポール232bの上下端の長さを異にして形成した状態で電源が印加されると、ポール232bの上下端に作用する磁束密度が異なるようにして磁束密度が最も大きな位置に永久磁石260の中心が移動されるようにする電気的予圧を形成し、ハブ220と動圧軸受240との間の空隙が維持されるようにした構造となっている。
この時、ステータ230のポール232bの形状を変化させ、電源の印加時にポール232bの上下に作用する磁束密度を異にして電気的段差を形成させることは、図9に示されたように、ポール232bの上端より下端をより長く延長形成してポール232bの上端が下端より磁束密度がより大きく作用するように構成することもでき、図10に示されたように、上端を下端より長く延長形成してポール232bの下端が上端より磁束密度がより大きく作用するように構成することもできる。
前述のような電気的な段差の構造は、動圧が発生していない駆動初期に停止トルクを発生させ、ハブ220と動圧軸受240との間に電気的な予圧を発生させることで、ハブ220と動圧軸受240との間に一定大きさの空隙を形成させ、これによって、初期起動時に発生する摩擦及び摩擦熱によるシステムの破損を防止することでシステムの安定性を向上させるようになる。
本発明によれば、図7及び図8に示されたように、ステータ130と永久磁石160を機械的に段差を形成させることで外部から電源が印加されていない時でも、ステータ130と永久磁石160との間に作用するラジアル方向及びスラスト方向の磁力によりハブ120と動圧軸受140との間に一定大きさの予圧が発生するため、外部から衝撃が加えられても、ハブ120と動圧軸受140との摩擦が発生しないようになる。
そして、図9及び図10に示されたように、ステータ230と永久磁石260を電気的に段差を形成させ、電源の印加時に磁束密度の差によるラジアル方向及びスラスト方向の磁力によりハブ220と動圧軸受240との間に一定大きさの予圧が発生され、ハブ220と動圧軸受240との間に一定大きさの空隙を形成し、これによって、初期起動時に発生する摩擦及び摩擦熱によるシステムの破損を防止すると共にシステムの安定性を向上させるようになる。かかる電気的段差は、動圧が発生していない駆動初期に停止トルクを発生させ、ハブ220と動圧軸受240との間に電気的な予圧を形成させることで、初期摩擦及び摩擦熱によるシステムの破損を防止するようになる。
そして、図9及び図10に示されたように、ステータ230と永久磁石260を電気的に段差を形成させ、電源の印加時に磁束密度の差によるラジアル方向及びスラスト方向の磁力によりハブ220と動圧軸受240との間に一定大きさの予圧が発生され、ハブ220と動圧軸受240との間に一定大きさの空隙を形成し、これによって、初期起動時に発生する摩擦及び摩擦熱によるシステムの破損を防止すると共にシステムの安定性を向上させるようになる。かかる電気的段差は、動圧が発生していない駆動初期に停止トルクを発生させ、ハブ220と動圧軸受240との間に電気的な予圧を形成させることで、初期摩擦及び摩擦熱によるシステムの破損を防止するようになる。
なお、本発明に係る予圧発生構造において、機械的な段差と電気的な段差とが同時に適用できるのはいうまでもない。以下、機械的段差と電気的段差とを同時に適用した構造について説明する。
図11は、本発明に係るピボット構造を有する組み合わせ型スピンドルモータのステータと永久磁石の機械的及び電気的な段差を示す第1の実施例の縦断面図であり、図12は、本発明に係るピボット構造を有する組み合わせ型スピンドルモータのステータと永久磁石の機械的及び電気的な段差を示す第2の実施例の縦断面図であり、図13は、本発明に係るピボット構造を有する組み合わせ型スピンドルモータのステータと永久磁石の機械的及び電気的な段差を示す第3の実施例の縦断面図であり、図14は、本発明に係るピボット構造を有する組み合わせ型スピンドルモータのステータと永久磁石の機械的及び電気的な段差を示す第4の実施例の縦断面図である。
本発明に係る機械的段差及び電気的段差を同時に適用した構造のスピンドルモータ300は、図11乃至図14に示されたように、ステータ330のコイル334が巻かれるポール332bの上下幅の中心とハブ320の内周面に取り付けられる永久磁石360の上下幅の中心位置を磁力が及ぶ範囲内で上下に形成した機械的段差と、ステータ330のポール332bの上下端の長さを異にして形成することで、電源の印加によってポール332bの上下端に作用する磁束密度の強さが異なるようにした電気的段差を形成してなる。
前述のように構成された機械的段差及び電気的段差を同時に適用した構造は、電源が印加されていない時は、機械的段差が形成されたポール332bと永久磁石360との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力によりハブ320と動圧軸受340との間に機械的予圧を形成することでハブ320と動圧軸受340との間の空隙が維持されるようにすることができ、電源が印加される時は、ポール332bの上下端に作用する磁束密度のうち強さが最も大きな位置に永久磁石360の中心が移動されるようにする電気的段差を介して動圧が発生していない駆動初期にハブ320と動圧軸受340との間に電気的予圧を形成させることでハブ320と動圧軸受340との間の空隙が維持されるようにすることができる。
なお、機械的な段差と電気的な段差とを同時に適用した構造の類型は、次の通りである。先ず、図11に示された構造は、ステータ330のポール332bは、上端より下端がより長く延長形成され、上端が下端より磁束密度がより大きく作用するように構成し、永久磁石360の上下幅の中心は、ポール332bの上下幅の中心より上方に位置するように構成される。
前述のような機械的段差と電気的段差とを同時に適用した構造では、電源が印加されていない時、ポール332bと永久磁石360との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力によりハブ320と動圧軸受340との間に機械的予圧が作用している状態で、電源が印加されると、永久磁石360の中心が磁束密度の強さが最も大きな位置に下方移動するようになる。
図12に示されたような構造は、ステータ330のポール332bは、上端より下端がより長く延長形成され、上端が下端より磁束密度がより大きく作用するように構成され、永久磁石360の上下幅の中心は、ポール332bの上下幅の中心より下方に位置するように構成される。
図12に示されたような構造は、ステータ330のポール332bは、上端より下端がより長く延長形成され、上端が下端より磁束密度がより大きく作用するように構成され、永久磁石360の上下幅の中心は、ポール332bの上下幅の中心より下方に位置するように構成される。
前述のような機械的段差及び電気的段差を同時に適用した構造において、電源が印加されていない時、ポール332bと永久磁石360との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力によりハブ320と動圧軸受340との間に機械的予圧が作用している状態で、電源が印加されると、永久磁石360の中心が磁束密度の強さが最も大きな位置に上方移動されるようにする。
なお、図13に示されたように機械的な段差と電気的な段差とを同時に適用した構造では、ステータ330のポール332bは、下端より上端がより長く延長形成され、下端が上端より磁束密度がより大きく作用するように構成され、永久磁石360の上下幅の中心は、ポール332bの上下幅の中心より上方に位置するように構成される。
なお、図13に示されたように機械的な段差と電気的な段差とを同時に適用した構造では、ステータ330のポール332bは、下端より上端がより長く延長形成され、下端が上端より磁束密度がより大きく作用するように構成され、永久磁石360の上下幅の中心は、ポール332bの上下幅の中心より上方に位置するように構成される。
前述のような機械的段差及び電気的段差を同時に適用した構造において、電源が印加されていない時、ポール332bと永久磁石360との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力によりハブ320と動圧軸受340との間に機械的予圧が作用している状態で、電源が印加されると、永久磁石360の中心が磁束密度の強さが最も大きな位置に下方移動するようにする。
また、図14に示されたように機械的な段差と電気的な段差とを同時に適用したで構造は、ステータ330のポール332bは、下端より上端がより長く延長形成され、下端が上端より磁束密度がより大きく作用するように構成され、永久磁石360の上下幅の中心は、ポール332bの上下幅の中心より上方に位置するように構成される。
前述のような機械的段差及び電気的段差を同時に適用した構造において、電源が印加されていない時、ポール332bと永久磁石360との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力によりハブ320と動圧軸受340との間に機械的予圧が作用している状態で、電源が印加されると、永久磁石360の中心が磁束密度の強さが最も大きな位置に上方移動するようにする。
機械的段差と電気的段差とを同時に適用した構造では、電源が印加されていない時は、機械的な段差を介してハブ320と動圧軸受340との間に予圧を形成させることでハブ320と動圧軸受340との間に一定大きさの空隙が形成されるようになり、かかる状態で、電源が印加されると、動圧の発生していない駆動初期にハブ320と動圧軸受340との間に電気的予圧を形成することでハブ320と動圧軸受340との間に空隙が維持されるようになる。従って、初期起動時に発生する摩擦及び摩擦熱によるシステムの破損が防止される。
以上、図面を参照して本発明の実施例を説明してきたが、本発明の保護範囲は、前述の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
100:スピンドルモータ、110:ベース、120:ハブ、122:筒体
124:プラッタ固定体、130:ステータ、132:コア、132b:ポール
134: コイル、140:動圧軸受、142:軸受体、
142a,142b: エアグルーブ、144: 支持体、150: ボール軸受
160:永久磁石
124:プラッタ固定体、130:ステータ、132:コア、132b:ポール
134: コイル、140:動圧軸受、142:軸受体、
142a,142b: エアグルーブ、144: 支持体、150: ボール軸受
160:永久磁石
Claims (11)
- 下部をなすベース、前記ベースの上部に回転可能に設けられ、プラッタを固定させるハブ、圧入孔が形成されたコアの外周面に放射状に形成されたポールのそれぞれにコイルが巻かれた構造のステータ、前記ハブとの間に動圧を形成させる軸受体と前記ステータを圧入孔を介して外周面に固定支持する支持体とからなる動圧軸受、及び前記ハブの内周面に設けられ、前記コイルとの間に磁場を形成させる永久磁石を備えてなる構造のハードディスクドライブ用スピンドルモータにおいて、
前記ステータのコイルが巻かれるポールの上下幅の中心と前記ハブの内周面に取り付けられる永久磁石の上下幅の中心位置を磁力が及ぶ範囲内で上下に機械的段差を形成し、電源が印加されていない時、段差が形成された前記ポールと永久磁石との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力を介して前記動圧軸受と前記ハブとの間に機械的予圧を形成することで前記動圧軸受と前記ハブとの間の空隙が維持されるようにしたことを特徴とする、段差を介した予圧発生構造の組み合わせ型動圧軸受スピンドルモータ。 - 前記ハブの永久磁石が前記ステータのポールより水平線上の中心から上方に位置するように段差を形成したことを特徴とする、請求項1に記載の段差を介した予圧発生構造の組み合わせ型動圧軸受スピンドルモータ。
- 前記ハブの永久磁石が前記ステータのポールより水平線上の中心から下方に位置するように段差を形成したことを特徴とする、請求項1に記載の段差を介した予圧発生構造の組み合わせ型動圧軸受スピンドルモータ。
- 下部をなすベース、前記ベースの上部に回転可能に設けられ、プラッタを固定させるハブ、圧入孔が形成されたコアの外周面に放射状に形成されたポールのそれぞれにコイルが巻かれた構造のステータ、前記ハブとの間に動圧を形成させる軸受体と前記ステータを圧入孔を介して外周面に固定支持する支持体とからなる動圧軸受、及び前記ハブの内周面に設けられ、前記コイルとの間に磁場を形成させる永久磁石を備えてなる構造のハードディスクドライブ用スピンドルモータにおいて、
前記ポールの上下幅の中心と前記永久磁石の上下幅の中心とが同一線上に位置するようにするが、前記ステータのポールの上下端の長さを異にして形成した状態で、電源が印加されると、前記ポールの上下端に作用する磁束密度を異にして磁束密度が最も大きな位置に前記永久磁石の中心が移動されるようにする電気的段差を介して前記動圧軸受と前記ハブとの間に電気的予圧を形成することで前記動圧軸受と前記ハブとの間の空隙が維持されるようにしたことを特徴とする、段差を介した予圧発生構造の組み合わせ型動圧軸受スピンドルモータ。 - 前記ステータのポールは、上端より下端がより長く延長して形成され、上端が下端より磁束密度がより大きく作用するようにしたことを特徴とする、請求項4に記載の段差を介した予圧発生構造の組み合わせ型動圧軸受スピンドルモータ。
- 前記ステータのポールは、上端が下端より長く延長して形成され、下端が上端より磁束密度がより大きく作用するようにしたことを特徴とする、請求項4に記載の段差を介した予圧発生構造の組み合わせ型動圧軸受スピンドルモータ。
- 下部をなすベース、前記ベースの上部に回転可能に設けられ、プラッタを固定させるハブ、圧入孔が形成されたコアの外周面に放射状に形成されたポールのそれぞれにコイルが巻かれた構造のステータ、前記ハブとの間に動圧を形成させる軸受体と前記ステータを圧入孔を介して外周面に固定支持する支持体とからなる動圧軸受、及び前記ハブの内周面に設けられ、前記コイルとの間に磁場を形成させる永久磁石を備えてなる構造のハードディスクドライブ用スピンドルモータにおいて、
前記ステータのコイルが巻かれるポールの上下幅の中心と前記ハブの内周面に取り付けられる永久磁石の上下幅の中心位置を磁力が及ぶ範囲内で上下に形成した機械的段差と、前記ステータのポールの上下端の長さを異にして形成し、電源の印加によって前記ポールの上下端に作用する磁束密度の強さが異なるようにする電気的段差とを形成し、
電源が印加されていない時は、前記機械的段差が形成された前記ポールと永久磁石との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力を介して前記動圧軸受と前記ハブとの間に機械的予圧を形成することで前記動圧軸受と前記ハブとの間の空隙が維持されるようにし、
電源が印加される時は、前記ポールの上下端に作用する磁束密度のうち強さが最も大きな位置に前記永久磁石の中心が移動されるようにする電気的段差を形成して動圧が発生していない駆動初期に前記動圧軸受と前記ハブとの間に電気的予圧を形成することで前記動圧軸受と前記ハブとの間の空隙が維持されるようにしたことを特徴とする、段差を介した予圧発生構造の組み合わせ型動圧軸受スピンドルモータ。 - 前記ステータのポールは、上端より下端がより長く延長形成され、上端が下端より磁束密度がより大きく作用するようにし、前記永久磁石の上下幅の中心は、前記ポールの上下幅の中心より上方に位置するようにして、電源が印加されていない時、前記ポールと永久磁石との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力を介して前記動圧軸受と前記ハブとの間に機械的予圧が作用している状態で、電源が印加されると、前記永久磁石の中心が前記磁束密度の強さが最も大きな位置に下方移動するようにしたことを特徴とする、請求項7に記載の段差を介した予圧発生構造の組み合わせ型動圧軸受スピンドルモータ。
- 前記ステータのポールは、上端より下端がより長く延長形成され、上端が下端より磁束密度がより大きく作用するようにし、前記永久磁石の上下幅の中心は、前記ポールの上下幅の中心より下方に位置するようにして、電源が印加されていない時、前記ポールと永久磁石との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力を介して前記動圧軸受と前記ハブとの間に機械的予圧が作用している状態で、電源が印加されると、前記永久磁石の中心が前記磁束密度の強さが最も大きな位置に上方移動するようにしたことを特徴とする、請求項7に記載の段差を介した予圧発生構造の組み合わせ型動圧軸受スピンドルモータ。
- 前記ステータのポールは、下端より上端がより長く延長形成され、下端が上端より磁束密度がより大きく作用するようにし、前記永久磁石の上下幅の中心は、前記ポールの上下幅の中心より上方に位置するようにして、電源が印加されていない時、前記ポールと永久磁石との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力を介して前記動圧軸受と前記ハブとの間に機械的予圧が作用している状態で、電源が印加されると、前記永久磁石の中心が前記磁束密度の強さが最も大きな位置に下方移動するようにしたことを特徴とする、請求項7に記載の段差を介した予圧発生構造の組み合わせ型動圧軸受スピンドルモータ。
- 前記ステータのポールは、下端より上端がより長く延長して形成され、下端が上端より磁束密度がより大きく作用するようにし、前記永久磁石の上下幅の中心は、前記ポールの上下幅の中心より下方に位置するようにして、電源が印加されていない時、前記ポールと永久磁石との間に形成されるラジアル及びスラスト方向の磁力を介して前記動圧軸受と前記ハブとの間に機械的予圧が作用している状態で、電源が印加されると、前記永久磁石の中心が前記磁束密度の強さが最も大きな位置に上方移動するようにしたことを特徴とする、請求項7に記載の段差を介した予圧発生構造の組み合わせ型動圧軸受スピンドルモータ。
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