JP4056349B2 - 動圧軸受装置を備えたモータ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潤滑流体の動圧を利用した動圧軸受部によって固定部材と回転部材とを相対回転可能に支持するように構成した動圧軸受装置を備えたモータに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般のモータにおいては、固定部材を構成している固定フレームに、電磁鋼板等の積層体からなるステータコアが装着されている。そして、そのステータコアの円環状基部の周壁面からは、複数の突極部が半径方向に向かって放射状に延出しているとともに、それらの各突極部に駆動コイルが巻回されている。それらの各突極部に対しては、ロータ側に取り付けられた環状の駆動マグネットが近接対向するように配置されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなモータのステータコアを構成している電磁鋼板等の積層体では、各層がプレス成形された薄板状部材から構成されており、ブレス成形時等に加えられた外力により各層の薄板状部材が、お椀状に変形することがある。そして、そのように変形された薄板状部材の積層体からなるステータコアを固定フレーム側に装着すると、ステータコアが軸方向に対して直角状態に装着されなくなって傾斜した状態で取り付けられてしまうことになる。ステータコアが傾斜して装着されると、上述した駆動マグネットを含むロータ側の部材が、少なくとも停止時において常に傾いた状態となってしまい、そのため、軸受に対して軸が常に傾斜した状態で、線又は点接触することとなり、その結果、軸受に偏った摩耗が発生して、モータの軸振れ精度等の回転性能が早期に劣化しやすくなるおそれがある。
【0004】
このような軸受の偏摩耗に関する問題は、潤滑流体の動圧を利用したラジアル動圧軸受部を用いたモータでは極めて大きな問題となり、特に薄型化を図った動圧軸受装置を有するモータでは、軸受長さが短く設定されることから致命的な問題になりかねない。つまり、上述したように変形して傾斜した状態で装着されたステータコアでは、駆動マグネットとの間の軸方向の磁気中心にズレが発生してしまい、ノイズが大きくなる上に、動圧によるスラスト方向の浮上量にバラツキを生じることとなり、動圧軸受特性に大きな影響を与えるおそれがある。
【0005】
また、特に小型化・薄型化を図ったモータでは、固定フレームを薄厚化していることなどから機械的剛性が低下する傾向にあり、衝撃や振動で固定フレームが変形するおそれがある。そのため、駆動マグネットとステータコアとの位置関係にズレが発生しやすく、所期の軸受性能が得られなくなってしまうことが多い。
【0006】
そこで、本発明は、簡易な構成で、長期にわたって良好な軸受特性を維持することができるようにした動圧軸受装置を備えたモータを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項1に記載の動圧軸受装置を備えたモータでは、固定部材は、ステータコアの円環状基部の周壁面と半径方向に当接して半径方向に位置決めする径方向位置決め部と、前記ステータコアの突極部に軸方向に当接して軸方向に位置決めする軸方向位置決め部と、を有し、前記軸方向位置決め部が、前記ステータコアの円環状基部と略同心状の円環状をなすように形成されているとともに、前記径方向位置決め部は、上記ステータコアの円環状基部と軸方向に当接しないように形成されている。
このような構成を有する請求項1にかかる動圧軸受装置を備えたモータにおいては、ステータコアに変形が生じていても、ステータコアを固定部材側に装着した際に、径方向位置決め部及び軸方向位置決め部によってステータコアが良好に位置決めされることとなる。特に、軸方向位置決め部によってステータコアが軸方向に精度良く保持されるとともに、その周方向に一体連続する軸方向位置決め部によって、固定部材の剛性が大幅に高められることとなり、動圧軸受装置の軸受特性が更に向上される。従って、従来のような軸の傾斜がなくなるとともに、ステータコア側と駆動マグネット側との磁気的位置を高精度に位置合わせすることが可能となり、その結果、動圧軸受装置における軸受特性が長期にわたって良好な状態に維持されるようになっている。
【0008】
また、請求項2に記載の動圧軸受装置を備えたモータでは、上記請求項1における固定部材が、固定フレームと、その固定フレームに設けられた略中空円筒状の軸受ホルダーと、その軸受ホルダーの内部側に挿通された軸受スリーブと、を有するとともに、前記回転部材は、上記固定部材の軸受スリーブ内に回転自在に挿入された回転軸を備え、前記軸方向位置決め部が、上記固定フレームから軸方向に突出して前記ステータコアの突極部と軸方向に当接する円環状周壁部により形成されているとともに、前記径方向位置決め部は、上記ステータコアの円環状基部と径方向に当接する前記軸受ホルダーにより形成されている。
このような、いわゆる軸回転型のモータにおいても、上述した作用は同様に得られる。
【0009】
さらに、請求項3に記載の動圧軸受装置を備えたモータでは、上記請求項1における固定部材が、固定フレームと、その固定フレームに設けられた固定軸と、その固定軸と同心状に配置された略中空円筒状のコアホルダーと、を有するとともに、前記回転部材は、上記固定軸に対して回転自在に挿入された軸受スリーブを備え、前記軸方向位置決め部が、上記固定フレームから軸方向に突出して前記ステータコアの突極部と軸方向に当接する円環状周壁部により形成されているとともに、前記径方向位置決め部は、上記ステータコアの円環状基部と径方向に当接する前記コアホルダーにより形成されている。
このような、いわゆる軸固定型のモータにおいても、上述した作用は同様に得られる。
【0010】
さらにまた、請求項4に記載の動圧軸受装置を備えたモータでは、上記請求項2又は請求項3における軸方向位置決め部が、ステータコアの突極部と当接する突出端面は、周方向に向かって平坦面状又は凹凸面状をなすように形成されているとともに、その軸方向位置決め部における少なくとも固定フレーム側の根本基部が、周方向に一体連続するように形成されている。
このような構成を有する請求項4にかかる動圧軸受装置を備えたモータにおいては、軸方向位置決め部の突出端面の形状にかかわらず、周方向に一体連続する突出基部側の部位によって、固定部材の剛性が効果的に高められ、動圧軸受装置の軸受特性が更に向上されるようになっている。
【0011】
また、請求項5に記載の動圧軸受装置を備えたモータでは、上記請求項1におけるステータコアの円環状基部が、径方向位置決め部に対して接着により固定されている。
このような構成を有する請求項5にかかる動圧軸受装置を備えたモータにおいては、ステータコアが径方向位置決め部において接着固定されていることから、径方向位置決め部におけるステータコアの剛性が大幅に高められることとなり、その径方向位置決め部における固定状態の不安定によって生じるノイズ等が防止され、動圧軸受装置の軸受特性がより一層向上される。
【0012】
さらに、請求項6に記載の動圧軸受装置を備えたモータでは、上記請求項5におけるステータコアの突極部が、軸方向位置決め部の突出端面に対して接着により固定されている。
このような構成を有する請求項6にかかる動圧軸受装置を備えたモータにおいては、特に軸方向位置決め部によるステータコアに対する位置合わせが更に良好に行われるとともに、当該ステータコアの剛性が効果的に高められ、動圧軸受装置の軸受特性が向上されるようになっている。
【0013】
さらにまた、請求項7に記載の動圧軸受装置を備えたモータでは、上記請求項1における軸方向位置決め部の周壁面が駆動マグネットに対して径方向に近接して対向するように配置されている。
このような構成を有する請求項7にかかる動圧軸受装置を備えたモータにおいては、万一、動圧軸受装置から潤滑流体が飛散しても、その飛散した潤滑流体が軸方向位置決め部の周壁面によって受けられこととなり、それ以上の外部飛散が防止されるようになっている。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる動圧軸受装置を有するモータを、ハードディスク駆動装置(HDD)に適用した実施形態について図面に基づいて説明する。
【0015】
まず、図1に示されている軸回転/アウターロータ型のHDD用スピンドルモータの全体としては、固定部材としてのステータ組10と、そのステータ組10に対して図示上側から組み付けられた回転側部としてのロータ組20とから構成されている。
【0016】
このうちステータ組10は、図2に示されているように、図示を省略した磁気ディスク装置のプレートにネジ止めされる略円盤状の固定フレーム11を有しており、その固定フレーム11の略中央部分に立設するようにして形成された筒状の軸受ホルダー12の内部側には、中空円筒状に形成された軸受スリーブ13が圧入や焼き嵌め等の固定手段によって接合されている。この軸受スリーブ13は、加工を容易化するためにリン青銅などの銅系材料から形成されており、軸方向に貫通するようにして中心孔が形成されている。
【0017】
また、上記軸受ホルダー12の外周壁面には、ステータコア14の円環状基部14aが挿通されており、その挿通部分に対して接着剤が注入されていることにより円環状基部14aの固定が行われている。この円環状基部14aの外周壁面からは、複数の突極部14bが放射状に突出しており、それらの各突極部14bの腕リブに対して駆動コイル15がそれぞれ巻回されている。また、上記各突極部14bの突出先端部分には、周方向に張り出すようにしてティース部14cがそれぞれ設けられており、それらの各ティース部14cが周方向に列状をなすように配列されている。
【0018】
一方、上記軸受スリーブ13の中心孔内には、上述したロータ組20の一部を構成する軸部材としての回転軸21が回転自在に挿入されている。本実施形態における回転軸21は、ステンレス鋼から形成されており、その回転軸21の外周面及び上記軸受スリーブ13の内周面には動圧面が各々形成されている。これら回転軸21側の動圧面と、軸受スリーブ13側の動圧面とは、半径方向に微少隙間を介して対向するように配置されており、その微少隙間部分にラジアル動圧軸受部RBが構成されている。より詳細には、上記ラジアル動圧軸受部RBにおける軸受スリーブ13側の動圧面と回転軸21側の動圧面とは、数μmのラジアルギャップを介して対向配置されており、そのラジアルギャップからなる軸受空間内には、潤滑性オイル等からなる適宜の潤滑流体が注入されている。
【0019】
さらに、上記軸受スリーブ13及び回転軸21の両動圧面の少なくとも一方側には、図示を省略した例えばヘリングボーン形状のラジアル動圧発生用溝が、軸方向に2ブロックに分かれて凹設されており、回転軸21の回転時に、当該ラジアル動圧発生用溝のポンピング作用により潤滑流体が加圧されて動圧を生じ、その動圧によって上記回転軸21および回転軸21に固着された回転回転ハブ体22が回転自在に支持される構成になされている。
【0020】
上記回転軸21とともにロータ組20を構成している回転ハブ体22は、磁気ディスク等の記録媒体を搭載するため略カップ状をなすように形成されており、当該回転ハブ体22の中心部に設けられた接合穴22aに上記回転軸21の図示上端部分が圧入や焼き嵌めあるいは接着等の固定手段によって固定されている。
【0021】
その回転ハブ体22は、外周部にロータ部を構成するための環状立壁部22bを有しており、環状立壁部22bの内周面に、周方向に一定間隔でNS交互に着磁が施された円筒状の駆動マグネット22cが装着固定されていることによりロータ部が構成されている。上記駆動マグネット22cは、上述したステータコア14の外周面に対して環状に対向するように近接配置されている。
【0022】
また、上記駆動マグネット22cの直下位置には、磁性板17が近接配置されている。この磁性板17は、上述した固定フレーム11に取り付けられており、上記駆動マグネット22cとの間の磁気的吸引力によって上述したロータ組20の全体を軸方向に引き付け、ロータ組20が軸方向に脱落しないようにしている。
【0023】
一方、上記回転軸21の図示下端側の先端部分には、環状のスラストプレート23が固着されている。このスラストプレート23は、上述した軸受スリーブ13の図示下端側の中心部分に凹設された収納部13aに遊嵌状態で配置されており、その軸受スリーブ13の収納部13a内において、上記スラストプレート23の図示上側の端面に設けられた動圧面と、軸受スリーブ13側の動圧面とが軸方向に近接対向するように配置されている。そして、そのスラストプレート23と軸受スリーブ13との両動圧面どうしの軸受隙間空間に、第1のスラスト軸受部SBaが形成されている。
【0024】
さらに、上記スラストプレート23の図示下側の動圧面に近接するように円板状部材からなるカウンタープレート16が、上記軸受スリーブ13の下端側開口部を閉塞するように固着されている。そして、上述したスラストプレート23の図示下面側の動圧面と、上記カウンタープレート16の図示上面側の動圧面とが近接対向された軸受隙間空間に、第2のスラスト動圧軸受部SBbが形成されている。
【0025】
より詳細には、これら軸方向に隣接して配置された第1及び第2のスラスト動圧軸受部SBa,SBbにおけるスラストプレート23側の軸方向の両動圧面と、それに対向する軸受スリーブ13及びカウンタープレート16側の両動圧面とは、それぞれ数μmから十数μmの微少間隔を介して軸方向に対向配置されているとともに、その微少間隔からなる軸受空間内に潤滑流体が前記スラストプレート23の外周側通路を介して軸方向に連続するように注入されている。
【0026】
本実施形態においては、上記スラストプレート23の上下面にあたる動圧面には、既に公知のヘリングボーン形状のスラスト動圧発生用溝が環状に凹設されており、回転時に、当該スラスト動圧発生用溝のポンピング作用により潤滑流体が加圧されて動圧を生じ、その潤滑流体の動圧によって、上述した回転軸21および回転ハブ体22がスラスト方向に支持される。なお、上記スラスト動圧発生用溝は、第1のスラスト軸受部SBaにおける軸受スリーブ13側の動圧面、および第2のスラスト軸受部SBbにおけるカウンタープレート16側の動圧面に形成してもよい。
【0027】
また、本実施の形態にかかるスピンドルモータでは、上述したように固定部材としての固定フレーム11に設けられた軸受ホルダー12の外周壁面に対して、ステータコア14の円環状基部14aの内周壁面が挿通されるようにして装着されており、上記軸受ホルダー12の外周壁面に対して、ステータコア14の円環状基部14aの内周壁面が径方向に当接されている。すなわち、上記ステータコア14の全体は、軸受ホルダー12によって半径方向の位置決めされるように構成されており、従って、本実施形態における軸受ホルダー12は、ステータコア14の径方向位置決め部として構成されている。なお本実施形態では、上記ステータコア14の円環状基部14aが軸受ホルダー12の外周壁面に接着剤により固定されている。このとき、上記軸受ホルダー12に設けられた段部12aがステータコア14の底面に当接しないように、上記段部12aが上述した円環状基部14aから軸方向に離間させて配置されている。
【0028】
一方、上記固定フレーム11には、前述したステータコア14の各突極部14bのティース部14cのほぼ直下位置に相当する位置に、当該固定フレーム11から軸方向に突出する円環状周壁部18が一体的に設けられている。この円環状周壁部18は、上記ステータコア14の円環状基部14aと略同心状の円環状をなすように形成され配置されており、その円環状周壁部18の軸方向における突出先端面は、上記ステータコア14の各突極部14bのティース部14cと当接している。そして、剛性を高めるには、その円環状周壁部18の軸方向突出先端面と、上記各突極部14bのティース部14cとを接着剤により固着するのがよい。
【0029】
すなわち、上記円環状周壁部18は、ステータコア14の軸方向位置決め部として設けられたものであって、当該円環状周壁部18の突出先端面によって上記ステータコア14の全体が軸方向に位置決めされている。なおこのとき、上述した径方向位置決め部としての軸受ホルダー12の外周壁面は、ステータコア14の円環状基部14aと軸方向には当接せず、軸方向の位置決め部とは作用しないように形成されており、ステータコア14の軸方向位置決め部は、もっぱら、上記円環状周壁部18により構成されている。なお、前記軸受ホルダー12の外周壁面と、円環状基部14aとが固着されていないことによる振動やノイズが発生することのないよう、軸方向の位置が決まった状態で接着固定しておくことが好ましい。
【0030】
以上のような構成を有する本実施形態にかかる動圧軸受装置を備えたモータにおいては、従来技術で説明したようなプレス成形等による変形がステータコア14に生じていても、そのステータコア14の円環状基部14aを軸受ホルダー12に装着して当該ステータコア14のティース部14cを固定フレーム11の円環状周壁部18に当接させて固着すれば、径方向位置決め部としての軸受ホルダー12の外周壁面、及び軸方向位置決め部としての円環状周壁部18の突出先端面によって、上記ステータコア14の全体が良好に位置決めされるようになっている。
【0031】
特に、軸方向位置決め部としての円環状周壁部18によってステータコア14が軸方向に精度良く保持されるとともに、その周方向に一体連続する円環状周壁部18によって、固定フレーム11の剛性が大幅に高められることとなり、動圧軸受装置の軸受特性が更に向上される。従って、従来のような軸の傾斜配置がなくなるとともに、ステータコア14側と駆動マグネット22c側との磁気的位置を高精度に位置合わせすることが可能となり、その結果、動圧軸受装置における軸受特性が長期にわたって良好な状態に維持されるようになっている。
【0032】
また、本実施形態では、ステータコア14に設けられた円環状基部14aは、径方向位置決め部としての軸受ホルダー12の外周壁面に接着固定されていて、径方向位置決め部としての軸受ホルダー12の外周壁面に接着により固定されていることから、ステータコア14及びフレーム11によるステータの軸方向の剛性が大幅に高められることとなり、固定状態の不安定によって生じるノイズ等が防止されることによって、動圧軸受装置の軸受特性がより一層向上されるようになっている。
【0033】
さらに本実施形態では、ステータコア14の各突極部14に設けられたティース部14cが、軸方向位置決め部としての円環状周壁部18に対して接着により固定されていることから、特にステータコア14の軸方向における位置合わせが極めて良好に行われるようになっている。また、それによって上記ステータコア14の剛性が効果的に高められることとり、動圧軸受装置の軸受特性が一層向上されるようになっている。
【0034】
さらにまた、本実施形態では、軸方向位置決め部としての円環状周壁部18の外周壁面が、駆動マグネット22cに対して径方向に近接して対向配置されていることから、万一、動圧軸受装置から潤滑流体が飛散しても、その飛散した潤滑流体が軸方向位置決め部としての円環状周壁部18の外周壁面と上記回転ハブ体22を含むロータの内周壁面との間のギャップによって、モータ外部への流出が防止されることとなり、それ以上の外部飛散が防止される効果も有する。
【0035】
一方、上述した実施形態では、軸方向位置決め部としての円環状周壁部18の突出先端面は、周方向全面に平坦面を有するように形成されているが、図3及び図4に示されている実施形態では、軸方向位置決め部としての円環状周壁部38の突出先端面が、周方向に沿って凹凸面をなすように形成されている。より具体的には、本実施形態における円環状周壁部38の突出先端面には、ステータコア14における隣接するティース部14c,14cどうしの間に相当する部位に窪み部が形成されている。
【0036】
このような実施形態においても、上述した実施形態と基本的には同様な作用・効果が得られるものであり、円環状周壁部38の突出端面の形状にかかわらず、当該円環状周壁部38の突出基部側は、周方向に一体連続するように形成されていることから、当該円環状周壁部38によって固定フレーム11を含むステータ組10全体の剛性が効果的に高められることとなり、その結果、動圧軸受装置の軸受特性が向上されるようになっている。この点から、円環状周壁部38に設けられる凹部は、少なくとも一部が全周にわたる周壁部となる深さとするのがよい。
【0037】
また、本発明は、上述した実施形態に対応する構成物を同一の符号で表した図5に示されている実施形態のように、回転ハブ体22の内側(図示下面側)壁面を利用してスラスト軸受部SBを形成した構造のものに対しても同様に適用することができる。
【0038】
すなわち、図5に示されている実施形態において、上述した実施形態と相違する部位の概略構造について説明すると、軸受スリーブ13の図示上端面と、上述した回転ハブ体22の中心側部分における図示下端面とは、軸方向に近接した状態で対向するように配置されており、それら軸受スリーブ13の図示上端面と、回転ハブ体22の図示下端面との間のスラスト対向領域内が、上述したラジアル軸受部RBから連続する軸受空間に形成されている。そして、そのラジアル軸受部RBから連続する軸受空間にスラスト動圧軸受部SBが設けられている。すなわち、上記スラスト対向領域を構成している両対向動圧面13,22の少なくとも一方側には、スパイラル形状、又はへリングボーン形状のスラスト動圧発生溝が形成されており、そのスラスト動圧発生溝を含む軸方向対向部分がスラスト動圧軸受部SBになされている。
【0039】
このようなスラスト動圧軸受部SBを構成している軸受スリーブ13の図示上端面側の動圧面と、それに近接対向する回転ハブ体22の図示下端面側の動圧面とは、数μmの微少隙間を介して軸方向に対向配置されているとともに、その微少隙間からなる軸受空間内に、適宜の潤滑流体が、上述したラジアル動圧軸受部RBから連続的に充填されていて、回転時に、上述したスラスト動圧発生溝のポンピング作用によって上記潤滑流体が加圧されて動圧を生じ、その潤滑流体の動圧によって、前記回転軸21及び回転ハブ体22が、スラスト方向に浮上した非接触状態で軸支持される構成になされている。
【0040】
さらに、上記動圧軸受部材としての軸受スリーブ13の最外周壁面によって、毛細管シール部SSからなる流体シール部が画成されている。すなわち、この流体シール部としての毛細管シール部SSは、前述したスラスト動圧軸受部SBを含む軸方向のスラスト対向領域に対して半径方向外方側から連設されるように設けられており、上記前記軸受スリーブ13の外周壁面と、その軸受スリーブ13の外周壁面と半径方向に対向するように形成された抜け止め部材としてのカウンタープレート25の内周壁面とにより、上記毛細管シール部SSが画成されている。上記カウンタープレート25は、上述した回転ハブ体22に設けられたフランジ部22eに固定されたリング状部材からなり、当該カウンタープレート25の内周壁面と、上述した軸受スリーブ13の外周壁面との間の隙間を、図示下方側の開口部に向かって連続的に拡大することによって、テーパ状のシール空間を画成している。そして、上記スラスト動圧軸受部SB内の潤滑流体が、毛細管シール部SSに至るまで連続的に充填されている。
【0041】
またこのとき、上記軸受スリーブ13の図示上端部分には、半径方向外方側に張り出すようにして抜止め鍔部13bが設けられており、その抜止め鍔部13bの一部が、上述したカウンタープレート25の一部に対して軸方向に対向するように配置されている。そして、これらの両部材13b,25によって、前記回転ハブ体22が軸方向に抜け出すことを防止する構成になされている。
【0042】
そして、本実施形態にかかるスピンドルモータにおいても、軸受ホルダー12が、ステータコア14の径方向位置決め部として構成されているとともに、円環状周壁部18が、ステータコア14の軸方向位置決め部として設けられたており、上述した実施形態と同様な作用・効果が得られるようになっている。
【0043】
次に、本発明にかかる他の実施形態について、図6を参照しながら説明する。図6は本発明を適用した軸回転型のインナーロータ型HDDスピンドルモータの断面図であって、全体としては、固定部材としてのステータ組40と、そのステータ組40に対して図示上側から組み付けられた回転側部としてのロータ組50とから構成されている。
【0044】
このうちステータ組40は、図示を省略した磁気ディスク装置のプレートにネジ止めされる略円盤状の固定フレーム41を有しており、その固定フレーム41の略中央部分に立設するようにして形成された筒状の軸受ホルダー42の内部側には、中空円筒状に形成された軸受スリーブ43が圧入や焼き嵌め等の固定手段によって接合されている。この軸受スリーブ43は、加工を容易化するためにリン青銅などの銅系材料から形成されており、軸方向に貫通するようにして中心孔が形成されている。
【0045】
また、上記固定フレーム41の最外周位置に形成されたコアホルダー44の内周壁面には、ステータコア45の円環状基部45aが挿通されており、その挿通部分に対して接着剤が注入されていることにより円環状基部45aの固定が行われている。この円環状基部45aの内周壁面からは、複数の突極部45bが放射状に突出しており、それらの各突極部45bの腕リブに対して駆動コイル46がそれぞれ巻回されている。また、上記各突極部45bの突出先端部分には、周方向に張り出すようにしてティース部45cがそれぞれ設けられており、それらの各ティース部45cが周方向に列状をなすように配列されている。
【0046】
一方、上記軸受スリーブ43の中心孔内には、上述したロータ組50の一部を構成する軸部材としての回転軸51が回転自在に挿入されている。本実施形態における回転軸51は、ステンレス鋼から形成されており、その回転軸51の外周面及び上記軸受スリーブ43の内周面には動圧面が各々形成されている。これら回転軸51側の動圧面と、軸受スリーブ43側の動圧面とは、半径方向に微少隙間を介して対向するように配置されており、その微少隙間部分にラジアル動圧軸受部RBが構成されている。より詳細には、上記ラジアル動圧軸受部RBにおける軸受スリーブ13側の動圧面と回転軸21側の動圧面とは、数μmのラジアルギャップを介して対向配置されており、そのラジアルギャップからなる軸受空間内には、潤滑性オイル等からなる適宜の潤滑流体が注入されている。
【0047】
さらに、上記軸受スリーブ43及び回転軸51の両動圧面の少なくとも一方側には、図示を省略した例えばヘリングボーン形状のラジアル動圧発生用溝が、軸方向に2ブロックに分かれて凹設されており、回転軸51の回転時に、当該ラジアル動圧発生用溝のポンピング作用により潤滑流体が加圧されて動圧を生じ、その動圧によって上記回転軸21および回転軸51に固着された回転回転ハブ体52が回転自在に支持される構成になされている。
【0048】
上記回転軸51とともにロータ組50を構成している回転ハブ体52は、磁気ディスク等の記録媒体を搭載するためアルミ材などにより略カップ状をなすように形成されており、当該回転ハブ体52の中心部に設けられた接合穴52aに上記回転軸51の図示上端部分が圧入や焼き嵌めあるいは接着等の固定手段によって固定されている。
【0049】
その回転ハブ体52は、外周部にロータ部を構成するための環状立壁部52bを有しており、環状立壁部52bの図示下端側に、周方向に一定間隔でNS交互に着磁が施された円筒状の駆動マグネット52cがバックヨーク等を介して装着固定されていることによりロータ部が構成されている。上記駆動マグネット52cは、上述したステータコア45の内周面に対して環状に対向するように近接配置されている。なお、上記回転ハブ体52を鉄系金属により形成した場合にはバックヨークは不要となる。
【0050】
一方、軸受スリーブ43の図示上端面と、上述した回転ハブ体52の中心側部分における図示下端面とは、軸方向に近接した状態で対向するように配置されており、それら軸受スリーブ43の図示上端面と、回転ハブ体52の図示下端面との間のスラスト対向領域内が、上述したラジアル軸受部RBから連続する軸受空間に形成されている。そして、そのラジアル軸受部RBから連続する軸受空間にスラスト動圧軸受部SBが設けられている。すなわち、上記スラスト対向領域を構成している両対向動圧面43,52の少なくとも一方側には、スパイラル形状、又はへリングボーン形状のスラスト動圧発生溝が形成されており、そのスラスト動圧発生溝を含む軸方向対向部分がスラスト動圧軸受部SBになされている。
【0051】
このようなスラスト動圧軸受部SBを構成している軸受スリーブ43の図示上端面側の動圧面と、それに近接対向する回転ハブ体52の図示下端面側の動圧面とは、数μmの微少隙間を介して軸方向に対向配置されているとともに、その微少隙間からなる軸受空間内に、適宜の潤滑流体が、上述したラジアル動圧軸受部RBから連続的に充填されていて、回転時に、上述したスラスト動圧発生溝のポンピング作用によって上記潤滑流体が加圧されて動圧を生じ、その潤滑流体の動圧によって、前記回転軸51及び回転ハブ体52が、スラスト方向に浮上した非接触状態で軸支持される構成になされている。
【0052】
さらに、上記動圧軸受部材としての軸受スリーブ43の最外周壁面によって、毛細管シール部SSからなる流体シール部が画成されている。すなわち、この流体シール部としての毛細管シール部SSは、前述したスラスト動圧軸受部SBを含む軸方向のスラスト対向領域に対して半径方向外方側から連設されるように設けられており、上記前記軸受スリーブ43の外周壁面と、その軸受スリーブ43の外周壁面と半径方向に対向するように形成された抜け止め部材としてのカウンタープレート55の内周壁面とにより、上記毛細管シール部SSが画成されている。上記カウンタープレート55は、上述した回転ハブ体52に設けられたフランジ部52eに固定されたリング状部材からなり、当該カウンタープレート55の内周壁面と、上述した軸受スリーブ43の外周壁面との間の隙間を、図示下方側の開口部に向かって連続的に拡大することによって、テーパ状のシール空間を画成している。そして、上記スラスト動圧軸受部SB内の潤滑流体が、毛細管シール部SSに至るまで連続的に充填されている。
【0053】
またこのとき、上記軸受スリーブ43の図示上端部分には、半径方向外方側に張り出すようにして抜止め鍔部43bが設けられており、その抜止め鍔部43bの一部が、上述したカウンタープレート55の一部に対して軸方向に対向するように配置されている。そして、これらの両部材43b,55によって、前記回転ハブ体52が軸方向に抜け出すことを防止する構成になされている。
【0054】
さらに、本実施の形態におけるスピンドルモータでは、上述したように固定部材としての固定フレーム41に設けられたコアホルダー44の内周壁面に対して、ステータコア45の円環状基部45aの外周壁面が挿通されることによって径方向に当接されていることから、上記ステータコア45の全体が半径方向に位置決めされている。すなわち、上記コアホルダー44の内周壁面は、ステータコア45の径方向位置決め部として形成されている。
【0055】
一方、上記固定フレーム41には、上述したステータコア45の各突極部45bのティース部45cのほぼ直下位置に相当する位置に、軸方向に突出する円環状周壁部48が一体的に形成されている。この円環状周壁部48は、上記ステータコア45の円環状基部45aと略同心状の円環状をなすように形成され配置されているとともに、その円環状周壁部48の軸方向突出先端面は、上記ステータコア45の各突極部45bのティース部45cに当接しており、その円環状周壁部48の軸方向突出先端面とティース部45cとが接着剤により固着されている。
【0056】
すなわち、その円環状周壁部48は、ステータコア45の軸方向位置決め部として設けられており、当該円環状周壁部48の突出先端面によって上記ステータコア45の全体が軸方向に位置決めされている。なお、このとき上述した径方向位置決め部としてのコアホルダー44の内周壁面は、ステータコア45の円環状基部45aと軸方向には当接しないように形成されており、ステータコア45の軸方向位置決め部は、もっぱら上記円環状周壁部48の突出先端面により構成されるようになっている。
【0057】
以上のような構成を有する本実施形態にかかる動圧軸受装置を備えたモータにおいては、従来技術で説明したように、ステータコア45にプレス成形等による変形が生じていても、そのステータコア45の円環状基部45aをコアホルダー44に装着して当該ステータコア45のティース部45cを固定フレーム41の円環状周壁部48に当接させて固着した際に、径方向位置決め部としてのコアホルダー44の内周壁面、及び軸方向位置決め部としての円環状周壁部48の突出先端面によって、上記ステータコア45の全体が良好に位置決めされることとなる。
【0058】
特に、軸方向位置決め部としての円環状周壁部48によってステータコア45が軸方向に精度良く保持されるとともに、その周方向に一体連続する円環状周壁部48によって、固定フレーム41の剛性が大幅に高められることとなり、動圧軸受装置の軸受特性が更に向上される。従って、従来のような軸の傾斜配置がなくなるとともに、ステータコア45側と駆動マグネット52c側との磁気的位置を高精度に位置合わせすることが可能となり、その結果、動圧軸受装置における軸受特性が長期にわたって良好な状態に維持されるようになっている。
【0059】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、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変形可能であるというのは言うまでもない。
【0060】
例えば、上述した各実施形態は、軸回転型のモータに対して本発明を適用したものであるが、軸固定型のモータに対しても本発明は同様に適用することができる。
【0061】
また、上述した各実施形態は、ハードディスク駆動装置に対して本発明を適用したものであるが、本発明はそれに限定されるものではなく、他の多種多様な装置に用いられるディスク装置、その他の各種モータに対しても同様に適用することができるものである。
【0062】
さらに、本発明は、動圧軸受装置を有するモータのみならず、含油軸受装置を有するモータに対しても同様に適用することができるものである。
【0063】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1にかかる動圧軸受装置を備えたモータは、ステータコアの円環状基部と半径方向に当接してステータコアを半径方向に位置決めする径方向位置決め部と、ステータコアの突極部に軸方向に当接してステータコアを軸方向に位置決めする円環状の軸方向位置決め部とを固定部材に設けたことによって、ステータコアに変形が生じていても、特に周方向に連続する円環状の軸方向位置決め部によって、ステータコアを軸方向に精度良く保持するとともに固定部材の剛性を大幅に高め、それにより動圧軸受装置の軸受特性を向上させて軸の傾斜をなくすとともに、ステータコア側と駆動マグネット側との磁気的位置を高精度に位置合わせ可能としたものであるから、簡易な構成で、動圧軸受装置における軸受特性を長期にわたって良好な状態に維持することができ、動圧軸受装置を備えたモータの信頼性を向上させることができる。
【0064】
また本発明は、請求項2に記載の動圧軸受装置を備えたモータのような、いわゆる軸回転型のモータにおいても、請求項3に記載の動圧軸受装置を備えたモータのような、いわゆる軸固定型のモータにおいても、上述した効果を同様に得ることができる。
【0065】
さらに本発明は、請求項4に記載の動圧軸受装置を備えたモータは、周方向に一体連続する突出基部側の部位によって固定部材の剛性が効果的に高めるようにしたものであるから、軸方向位置決め部の突出端面の形状にかかわらず同様な効果を得ることができる。
【0066】
また、請求項5に記載の動圧軸受装置を備えたモータは、上記請求項1におけるステータコアに設けられた円環状基部を、径方向位置決め部に対して接着により固定し、それによってステータコアの剛性を大幅に高め、動圧軸受装置の軸受特性をより一層向上させたものであるから、上述した効果を更に高めることができる。
【0067】
さらに、請求項6に記載の動圧軸受装置を備えたモータは、上記請求項5におけるステータコアに設けた突極部を軸方向位置決め部に対して接着により固定し、特に軸方向位置決め部によるステータコアに対する位置合わせを更に良好に行うとともに、当該ステータコアの剛性を効果的に高めて動圧軸受装置の軸受特性を向上させるようにしたものであるから、上述した効果を更に高めることができる。
【0068】
さらにまた、請求項7に記載の動圧軸受装置を備えたモータは、上記請求項1における軸方向位置決め部の周壁面を駆動マグネットに対して径方向に近接して対向配置し、万一、動圧軸受装置から潤滑流体が飛散しても、その飛散した潤滑流体が軸方向位置決め部の周壁面によって受け、それ以上の外部飛散を防止するようにしたものであるから、上述した効果に加えて、モータの清浄性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における動圧軸受装置を有するスピンドルモータを組み込んだハードディスク駆動装置の縦断面説明図である。
【図2】図1に示されているモータのステータ部の構造を表した平面説明図である。
【図3】本発明の他の実施形態におけるモータのステータ部の構造を表した平面説明図である。
【図4】図4に示されているステータ部の側面説明図である。
【図5】本発明の更に他の実施形態にかかる動圧軸受装置を有するスピンドルモータを組み込んだハードディスク駆動装置の縦断面説明図である。
【図6】本発明の更に他の実施形態にかかる動圧軸受装置を有するインナーロータ型のスピンドルモータを組み込んだハードディスク駆動装置の縦断面説明図である。
【符号の説明】
11 固定フレーム
12 軸受ホルダー(径方向位置決め部)
13 軸受スリーブ
14 ステータコア
14a 円環状基部
14b 突極部
14c ティース部
15 駆動コイル
18 円環状周壁部(軸方向位置決め部)
RB ラジアル動圧軸受部
SB スラスト軸受部
21 回転軸
22 回転ハブ体
22c 駆動マグネット
38 円環状周壁部(軸方向位置決め部)
41 固定フレーム
42 軸受ホルダー(径方向位置決め部)
43 軸受スリーブ
45 ステータコア
45a 円環状基部
45b 突極部
45c ティース部
46 駆動コイル
48 円環状周壁部(軸方向位置決め部)
RB ラジアル動圧軸受部
SB スラスト軸受部
51 回転軸
52 回転ハブ体
52c 駆動マグネット

Claims (7)

  1. 潤滑流体の動圧を利用したラジアル動圧軸受部により固定部材と回転部材とが相対回転可能に支持されたものであって、
    上記固定部材には、円環状基部の周壁面から半径方向に向かって放射状に延出する複数の突極部を有するステータコアが装着されているとともに、
    前記回転部材には、前記突極部と半径方向に対向する環状の駆動マグネットが設けられた動圧軸受装置を備えたモータにおいて、
    上記固定部材は、前記ステータコアの円環状基部の周壁面と半径方向に当接して半径方向に位置決めする径方向位置決め部と、前記ステータコアの突極部に軸方向に当接して軸方向に位置決めする軸方向位置決め部と、を有し、
    前記軸方向位置決め部が、前記ステータコアの円環状基部と略同心状の円環状をなすように形成されているとともに、
    前記径方向位置決め部は、上記ステータコアの円環状基部と軸方向に当接しないように形成されていることを特徴とする動圧軸受装置を備えたモータ。
  2. 前記固定部材は、固定フレームと、その固定フレームに設けられた略中空円筒状の軸受ホルダーと、その軸受ホルダーの内部側に挿通された軸受スリーブと、を有するとともに、
    前記回転部材は、上記固定部材の軸受スリーブ内に回転自在に挿入された回転軸を備え、
    前記軸方向位置決め部が、上記固定フレームから軸方向に突出して前記ステータコアの突極部と軸方向に当接する円環状周壁部により形成されているとともに、
    前記径方向位置決め部は、上記ステータコアの円環状基部と径方向に当接する前記軸受ホルダーにより形成されていることを特徴とする請求項1記載の動圧軸受装置を備えたモータ。
  3. 前記固定部材は、固定フレームと、その固定フレームに設けられた固定軸と、その固定軸と同心状に配置された略中空円筒状のコアホルダーと、を有するとともに、
    前記回転部材は、上記固定軸に対して回転自在に挿入された軸受スリーブを備え、
    前記軸方向位置決め部が、上記固定フレームから軸方向に突出して前記ステータコアの突極部と軸方向に当接する円環状周壁部により形成されているとともに、
    前記径方向位置決め部は、上記ステータコアの円環状基部と径方向に当接する前記コアホルダーにより形成されていることを特徴とする請求項1記載の動圧軸受装置を備えたモータ。
  4. 前記軸方向位置決め部が前記ステータコアの突極部と当接する突出端面は、周方向に向かって平坦面状又は凹凸面状をなすように形成されているとともに、
    その軸方向位置決め部における少なくとも固定フレーム側の根本基部が、周方向に一体連続するように形成されていることを特徴とする請求項2又は請求項3記載の動圧軸受装置を備えたモータ。
  5. 前記ステータコアの円環状基部が、前記径方向位置決め部に対して接着により固定されていることを特徴とする請求項1記載の動圧軸受装置を備えたモータ。
  6. 前記ステータコアの突極部が、前記軸方向位置決め部の突出端面に対して接着により固定されていることを特徴とする請求項5記載の動圧軸受装置を備えたモータ。
  7. 前記軸方向位置決め部の周壁面が、前記駆動マグネットに対して径方向に近接して対向するように配置されていることを特徴とする請求項1記載の動圧軸受装置を備えたモータ。
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