JPH1182508A - Spindle device, spindle motor, and rotary device adopting spindle motor - Google Patents
Spindle device, spindle motor, and rotary device adopting spindle motorInfo
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- JPH1182508A JPH1182508A JP24439397A JP24439397A JPH1182508A JP H1182508 A JPH1182508 A JP H1182508A JP 24439397 A JP24439397 A JP 24439397A JP 24439397 A JP24439397 A JP 24439397A JP H1182508 A JPH1182508 A JP H1182508A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本願発明は、気体ラジアル軸
受を備え気体スラスト軸受は不要なスピンドル装置、及
びスピンドルが気体ラジアル軸受のギャップ寸法の範囲
で片側に微小寸法偏芯して回転して軸の振れ回り（ホワ
ール）を防止でき安定した回転を確保できるスピンドル
装置、及び前記スピンドル装置にモータを備えたスピン
ドルモータ、及び前記スピンドルモータを採用した回転
体装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a spindle device provided with a gas radial bearing and not requiring a gas thrust bearing, and a spindle which is eccentrically rotated by a small dimension to one side within the gap dimension of the gas radial bearing to rotate the shaft. The present invention relates to a spindle device capable of preventing whirling and ensuring stable rotation, a spindle motor provided with a motor in the spindle device, and a rotating device employing the spindle motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、気体動圧軸受式スピンドルモータ
を採用したレーザースキャナーやハードディスク駆動装
置のテスト装置等において、スピンドルモータのスピン
ドルが固定軸に対して振れ回り（ホワール）を生じるこ
とにより非繰り返し回転振れ（ＮＲＲＯ）が生ずること
が知られている。他方、スピンドル支持部材のスピンド
ルの支持中心に対してスピンドルの回転中心を微小寸法
偏芯させると、気体ラジアル軸受のラジアル軸受固定部
材とラジアル軸受可動部材との間の偏芯側に最小ギャッ
プが生じかつそこに動圧が有効に発生し、偏芯の確保と
動圧の発生によってスピンドルが固定軸に対して振れ回
り（ホワール）を回避でき非繰り返し回転振れ（ＮＲＲ
Ｏ）が減少することが研究レベルにおいて知られてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, in a laser scanner or a hard disk drive test apparatus employing a gas dynamic pressure bearing type spindle motor, the spindle motor spindle non-repeated due to whirling with respect to a fixed shaft. It is known that rotational runout (NRRO) occurs. On the other hand, when the center of rotation of the spindle is decentered by a small dimension with respect to the center of support of the spindle of the spindle support member, a minimum gap occurs on the eccentric side between the radial bearing fixed member and the radial bearing movable member of the gas radial bearing. In addition, dynamic pressure is effectively generated therein, and the spindle can be prevented from whirling (whirl) with respect to the fixed shaft by securing eccentricity and generating the dynamic pressure.
It is known at the research level that O) is reduced.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、気体ラ
ジアル軸受は、ラジアル軸受固定部材とラジアル軸受可
動部材のいずれか一方に動圧発生溝を形成して空気の粘
性を利用して空気を動圧発生溝内に誘導し昇圧すること
によりラジアル軸受固定部材でラジアル軸受可動部材を
非接触で支持するものであり、このため、ラジアル軸受
可動部材をラジアル軸受固定部材に対して微小寸法偏芯
させる方法・手段は未だ提案されていない。However, in a gas radial bearing, a dynamic pressure generating groove is formed in one of a radial bearing fixing member and a radial bearing movable member to generate air by utilizing the viscosity of air. The radial bearing fixing member supports the radial bearing moving member in a non-contact manner by inducing the pressure in the groove and increasing the pressure. For this reason, the radial bearing moving member is slightly eccentric with respect to the radial bearing fixing member. No means have been proposed yet.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本願発明は、気体ラジア
ル軸受を備え気体スラスト軸受は不要なスピンドル装置
を提供することにある。本願発明は、気体ラジアル軸受
を備え気体スラスト軸受は不要でありスピンドルが気体
ラジアル軸受のギャップ寸法の範囲で片側に微小寸法偏
芯して回転して軸の振れ回り（ホワール）を防止でき安
定した回転を確保できるスピンドル装置を提供すること
にある。本願発明は、前記スピンドル装置にモータを備
えたスピンドルモータを提供することにある。本願発明
は、前記スピンドルモータを採用した回転体装置を提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a spindle device having a gas radial bearing and not requiring a gas thrust bearing. The present invention has a gas radial bearing and does not require a gas thrust bearing. The spindle is eccentrically rotated to a small dimension to one side within the gap dimension of the gas radial bearing to prevent shaft whirling (whirl), thereby achieving stable operation. An object of the present invention is to provide a spindle device that can ensure rotation. An object of the present invention is to provide a spindle motor provided with a motor in the spindle device. An object of the present invention is to provide a rotating device using the spindle motor.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本願第一の発明は、スピ
ンドルが気体ラジアル軸受を介してスピンドル支持部材
に支持されたスピンドル装置において、Ｎ極とＳ極が両
端面に分極された三つのリング磁石の中、二つのリング
磁石がスピンドルまたはスピンドル支持部材のいずれか
一方に間隔をあけて取り付られているとともに、残り一
つのリング磁石が前記二つのリング磁石の中間に位置さ
れてスピンドルまたはスピンドル支持部材のいずれか他
方に取り付られ、スピンドルに取り付られたリング磁石
とスピンドル支持部材に取り付られたリング磁石の反発
により、スピンドルが浮く構成であることを特徴とする
スピンドル装置を提供するものである。本願第二の発明
は、スピンドル支持部材に取り付られているリング磁石
がスピンドル支持部材に取り付られているラジアル軸受
固定部材に対して微小寸法偏芯していることを特徴とす
るスピンドル装置を提供するものである。本願第三の発
明は、前記第一または第二の発明のスピンドル装置にモ
ータが備えられていることを特徴とするスピンドルモー
タを提供するものである。本願第四の発明は、スピンド
ルの中心にスピンドルに取り付られているラジアル軸受
可動部材の回転中心が一致していることを特徴とするス
ピンドルモータを提供するものである。本願第五の発明
は、前記第三または第四の発明のスピンドルモータのス
ピンドルに磁気ディスクあるいは光ディスク等の被回転
体が取り付けられていることを特徴とするスピンドルモ
ータを採用した回転体装置を提供するものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a spindle device in which a spindle is supported by a spindle support member via a gas radial bearing, wherein three rings having N and S poles polarized on both end surfaces are provided. Among the magnets, two ring magnets are attached to one of the spindle and the spindle support member at an interval, and the other ring magnet is located in the middle of the two ring magnets and the spindle or the spindle is A spindle device is provided, wherein the spindle is floated by the repulsion of a ring magnet attached to the other of the support members and attached to the spindle and a ring magnet attached to the spindle support member. Things. The second invention of the present application provides a spindle device, wherein a ring magnet attached to the spindle support member is slightly eccentric with respect to a radial bearing fixing member attached to the spindle support member. To provide. A third invention of the present application provides a spindle motor characterized in that the spindle device according to the first or second invention is provided with a motor. The fourth invention of the present application provides a spindle motor characterized in that the center of rotation of the radial bearing movable member attached to the spindle coincides with the center of the spindle. According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a rotating body device employing a spindle motor, wherein a rotating body such as a magnetic disk or an optical disk is attached to a spindle of the spindle motor according to the third or fourth aspect. Is what you do.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】図１は本願第三の発明のスピンド
ルモータの第一の実施の形態を示しているとともに、本
願第一及び第二の発明のスピンドル装置の第一の実施の
形態を示している。このスピンドルモータＳＭ1 は、下
端に鍔部１ａを有する概略円筒状のスピンドル支持部材
１Ａに、下端に鍔部２ａを有しかつ上面が閉じている概
略キャップ形状に形成されたスピンドル２Ａが被さって
おり、さらにスピンドル２Ａの上面部２ｂの中央に設け
られた回転軸３が前記スピンドル支持部材１Ａの内部に
垂下しており、さらに、スピンドル支持部材１Ａの内面
下部にステータ４が嵌着されかつステータ４のスロット
にモータコイル５Ａが設けられている一方、ステータ４
の磁極歯に対応するように、回転軸３の下端にモータ用
永久磁石６Ａが設けられモータ要素が備えられており、
さらに、スピンドル支持部材１Ａの内面中部にセラミッ
ク、その他の高耐摩耗材料からなるラジアル軸受固定部
材７Ａが嵌着されている一方、これに対応するように、
回転軸３の中部にセラミック、その他の高耐摩耗材料か
らなるラジアル軸受可動部材８Ａが設けられ、ラジアル
軸受固定部材７Ａの内周面とラジアル軸受可動部材８Ａ
の外周面のいずれか一方に図示しない動圧発生溝が刻設
され、もって気体ラジアル軸受が備えられており、さら
に、スピンドル支持部材１Ａの内面上部にＮ極とＳ極が
両端面に分極されたリング磁石９Ａ1 、９Ａ2 が間隔を
あけて嵌着されている一方、リング磁石９Ａ1 、９Ａ2
の間に対応するように、回転軸３の上部にリング磁石１
０Ａが嵌着され、リング磁石９Ａ1 または９Ａ2 のＮ極
とリング磁石１０ＡのＮ極が対向して磁力が反発し合っ
ているとともにリング磁石９Ａ1 または９Ａ2 のＳ極と
リング磁石１０ＡのＳ極が対向して磁力が反発し合って
いて、もってスピンドル２Ａがスピンドル支持部材１Ａ
に対して浮くようになっており、そうして、スピンドル
支持部材１Ａの内空間の下端が蓋板１１で閉じられてい
る。FIG. 1 shows a first embodiment of a spindle motor according to the third invention of the present application, and shows a first embodiment of the spindle device of the first and second inventions of the present application. Is shown. The spindle motor SM 1 is a substantially cylindrical spindle support member 1A having a flange portion 1a at the lower end, it has a flange portion 2a at the lower end and with the spindles 2A formed in the schematic cap-shaped upper surface is closed overlying Further, a rotating shaft 3 provided at the center of the upper surface 2b of the spindle 2A hangs inside the spindle supporting member 1A, and a stator 4 is fitted to a lower portion of the inner surface of the spindle supporting member 1A. 4 is provided with the motor coil 5A, while the stator 4
A motor permanent magnet 6A is provided at the lower end of the rotating shaft 3 so as to correspond to the magnetic pole teeth of
Further, while a radial bearing fixing member 7A made of ceramic or other highly wear-resistant material is fitted to a central portion of the inner surface of the spindle support member 1A, while corresponding thereto,
A radial bearing movable member 8A made of ceramic or other highly wear-resistant material is provided in the center of the rotating shaft 3, and the inner peripheral surface of the radial bearing fixing member 7A and the radial bearing movable member 8A are provided.
A non-illustrated dynamic pressure generating groove is engraved on one of the outer peripheral surfaces of the spindle support member 1A, and an N-pole and an S-pole are polarized on both end surfaces on the upper inner surface of the spindle support member 1A. While the ring magnets 9A 1 and 9A 2 are fitted at intervals, the ring magnets 9A 1 and 9A 2
Between the ring magnet 1 and the upper part of the rotating shaft 3.
0A is fitted, together with the magnetic force to face N-pole of N-pole and the ring magnet 10A of the ring magnet 9A 1 or 9A 2 is is repel ring magnets 9A 1 or 9A 2 S pole and the ring magnet 10A The magnetic poles repel each other with the south poles facing each other, so that the spindle 2A is
Thus, the lower end of the inner space of the spindle support member 1A is closed by the lid plate 11.
【０００７】このスピンドルモータＳＭ1 は、上記のよ
うにスピンドル支持部材１Ａに取り付けられたリング磁
石９Ａ1 、９Ａ2 の磁力と、回転軸３に取り付けられた
リング磁石１０Ａの磁力が反発し合ってスピンドル２Ａ
がスピンドル支持部材１Ａに対して浮いて安定するの
で、気体スラスト軸受は設けられていない。リング磁石
１０Ａの外径がリング磁石９Ａ1 の内径よりも大きくリ
ング磁石９Ａ1 の上にリング磁石１０Ａがオーバーラッ
プしているのは、磁石同士の反発力を大きくしてスピン
ドル２Ａの浮上力を確保するためである。また、リング
磁石９Ａ2 の内径がリング磁石１０Ａの外径よりも僅か
に大きくなっているのは、モータ用永久磁石６Ａとラジ
アル軸受可動部材８Ａとリング磁石１０Ａを組み付けた
スピンドル２Ａを、ステータ４とモータコイル５Ａとリ
ング磁石９Ａ1 、９Ａ2 とラジアル軸受固定部材７Ａを
組み付けたスピンドル支持部材１Ａに組付けられるよう
にするためである。In the spindle motor SM 1 , the magnetic force of the ring magnets 9 A 1 and 9 A 2 attached to the spindle support member 1 A and the magnetic force of the ring magnet 10 A attached to the rotating shaft 3 repel each other as described above. Spindle 2A
Is floating with respect to the spindle support member 1A and is stable, so that no gas thrust bearing is provided. The ring magnet 10A on the outer diameter of the large ring magnets 9A 1 than the inner diameter of the ring magnet 9A 1 ring magnets 10A is overlap, the levitation force of the spindle 2A to increase the repulsive force between the magnets This is to ensure. Further, the spindle 2A inner diameter of the ring magnet 9A 2 is assembled with the ring has become slightly larger than the outer diameter of the magnet 10A is a permanent magnet 6A motor and radial bearing movable member 8A and the ring magnet 10A, the stator 4 This is to allow the motor coil 5A, the ring magnets 9A 1 and 9A 2 and the radial bearing fixing member 7A to be assembled to the spindle support member 1A.
【０００８】このスピンドルモータＳＭ1 は、スピンド
ル２Ａと完全に同芯の回転軸３に対し、モータ用永久磁
石６Ａとラジアル軸受可動部材８Ａとリング磁石１０Ａ
が完全に同芯に設けられている。また、スピンドル支持
部材１Ａの円筒部の外径に対し、ラジアル軸受固定部材
７Ａが完全に同芯状態に組付けられている。他方、スピ
ンドル支持部材１Ａの円筒部の外径に対し、ラジアル軸
受固定部材７Ａが同芯状態に、またステータ４とリング
磁石９Ａ1 、９Ａ2 が偏芯して設けられている。リング
磁石９Ａ1 と９Ａ2 は互いに同芯状態に設けられてい
る。リング磁石９Ａ1 と９Ａ2 が偏芯して設けられてい
る構成とは、リング磁石９Ａ 1 と９Ａ2 の内径が外径に
対して偏心しているか、スピンドル支持部材１Ａのリン
グ磁石９Ａ1 と９Ａ2 が被嵌している箇所の孔径がスピ
ンドル支持部材１Ａの円筒部の外径の中心線に対して５
０〜１００ミクロンｍｍ偏心しているかのどちらでも良
い。リング磁石９Ａ1 と９Ａ2 が偏芯して設けられてい
ると、組付けられた状態では、モータ停止時とモータ回
転時のいかんにかかわらず、リング磁石１０Ａの磁力と
リング磁石９Ａ1 と９Ａ2 の磁力が反発して自動調芯作
用力を生起し、この自動調芯作用力が固定側のリング磁
石９Ａ1 と９Ａ2 の偏芯方向にスピンドル２Ａを偏心す
る。This spindle motor SM1Is spinned
For the rotating shaft 3 completely concentric with the
Stone 6A, radial bearing movable member 8A and ring magnet 10A
Are provided completely concentrically. Also supports spindle
Radial bearing fixing member for outer diameter of cylindrical portion of member 1A
7A is assembled completely concentrically. On the other hand,
Radial axis relative to the outer diameter of the cylindrical portion of the handle member 1A.
The receiving and fixing member 7A is concentric, and the stator 4 and the ring
Magnet 9A1, 9ATwoAre provided eccentrically. ring
Magnet 9A1And 9ATwoAre concentric with each other
You. Ring magnet 9A1And 9ATwoIs provided eccentrically
Is a ring magnet 9A 1And 9ATwoInner diameter of outer diameter
Eccentric or the ring of the spindle support member 1A
Magnet 9A1And 9ATwoThe hole diameter at the place where
5 with respect to the center line of the outer diameter of the cylindrical portion of the handle member 1A.
Either 0 to 100 micron mm eccentric
No. Ring magnet 9A1And 9ATwoIs provided eccentrically
Then, when the motor is stopped,
Regardless of the time of rotation, the magnetic force of the ring magnet 10A and
Ring magnet 9A1And 9ATwoSelf-aligning work by repelling the magnetic force of
This self-aligning force is applied to the ring magnet on the fixed side.
Stone 9A1And 9ATwoThe spindle 2A in the eccentric direction of
You.
【０００９】図２（ａ）に誇張して示すように、モータ
停止時には、ラジアル軸受固定部材７Ａ（円は内径を示
す）の中心ａに対して、ステータ４（円は外径を示す）
の中心ｂとラジアル軸受可動部材８Ａ（円は外径を示
す）の中心ｃとリング磁石９Ａ 1 、９Ａ2 （円は内径を
示す）の中心ｄが片側に一軸線上に偏心している。中心
ａ，ｂ，ｃ，ｄの位置関係を参照して説明する。ラジア
ル軸受固定部材７Ａの中心ａに対してリング磁石９
Ａ1 、９Ａ2 の中心ｄが５０〜１００ミクロンｍｍと最
も大きく偏心している。この偏芯量は、リング磁石９Ａ
1 、９Ａ2 の磁力とリング磁石１０Ａの磁力が反発し合
ってスピンドル２Ａをスピンドル支持部材１Ａに対して
浮かせて固定側のリング磁石９Ａ1 、９Ａの中心ｄに可
動側のリング磁石１０Ａの中心を合わせようとする自動
調芯作用力を生起し、スピンドル２Ａがリング磁石９Ａ
1 、９Ａの偏芯方向に偏心する。従って、モータ停止時
には、ラジアル軸受可動部材８Ａがラジアル軸受固定部
材７Ａに対して偏芯移動してラジアル軸受可動部材８Ａ
の外径がラジアル軸受固定部材７Ａの内径に片側で接し
てラジアル軸受可動部材８Ａの中心ｃがラジアル軸受固
定部材７Ａの中心ａに対して微小寸法、例えば約５〜１
０ミクロンｍｍずれる。As shown exaggeratedly in FIG.
When stopped, the radial bearing fixing member 7A (the circle indicates the inner diameter)
To the center a of the stator 4 (circles indicate the outer diameter)
Center b and radial bearing movable member 8A (circle indicates outer diameter)
C) and ring magnet 9A 1, 9ATwo(Circle indicates inner diameter
(Shown) is eccentric to one side on one axis. center
Description will be made with reference to the positional relationship among a, b, c, and d. Radia
Ring magnet 9 with respect to the center a of
A1, 9ATwoThe center d is 50 to 100 microns mm
Is also greatly eccentric. This eccentricity is equal to the ring magnet 9A.
1, 9ATwoMagnetic force of the ring magnet 10A repels the magnetic force of
The spindle 2A with respect to the spindle support member 1A.
Floating and fixed side ring magnet 9A1Acceptable at center d of 9A
Automatically trying to align the center of the moving side ring magnet 10A
The centering action force is generated, and the spindle 2A is mounted on the ring magnet 9A.
1, 9A in the eccentric direction. Therefore, when the motor stops
The radial bearing movable member 8A has a radial bearing fixing portion.
Radial bearing movable member 8A
Of one side contacts the inner diameter of the radial bearing fixing member 7A.
The center c of the radial bearing movable member 8A is fixed to the radial bearing.
A minute dimension with respect to the center a of the fixed member 7A, for example, about 5 to 1
It is shifted by 0 micron mm.
【００１０】好ましい実施の態様では、ステータ４の中
心ｂは中心ａ−ｃ間の略中間に位置している。図２
（ｂ）に誇張して示すように、モータ回転時には、ラジ
アル軸受可動部材８Ａの中心ｃが移動してステータ４の
中心ｂに一致する。これは、ラジアル軸受固定部材７Ａ
とラジアル軸受可動部材８Ａのいずれかに設けられた動
圧発生溝に取り込まれ昇圧する空気がラジアル軸受固定
部材７Ａとラジアル軸受可動部材８Ａの片当たりを解消
するギャップ（例えば０．０１ｍｍ）を生ぜしめて、該
ギャップが生じる分だけラジアル軸受可動部材８Ａが移
動してその中心ｃがステータ４の中心ｂに一致するから
である。従って、モータ回転時には、スピンドル２Ａの
回転中心がステータ４の中心ｂに対して同芯状態に維持
され、かつラジアル軸受可動部材８Ａが片側に偏芯して
ラジアル軸受固定部材７Ａとの間に有効な空気動圧を発
生し、もってスピンドル２Ａの振れ回りを回避でき非繰
り返し回転振れ（ＮＲＲＯ）が減少する。In a preferred embodiment, the center b of the stator 4 is located substantially halfway between the centers ac. FIG.
As shown exaggeratedly in (b), when the motor is rotating, the center c of the radial bearing movable member 8A moves and coincides with the center b of the stator 4. This is the radial bearing fixing member 7A.
The air which is taken into the dynamic pressure generating groove provided in any one of the radial bearing movable member 8A and pressurized generates a gap (for example, 0.01 mm) for eliminating the one-sided contact between the radial bearing fixing member 7A and the radial bearing movable member 8A. This is because the radial bearing movable member 8A moves by the amount of the gap, and the center c thereof coincides with the center b of the stator 4. Therefore, during rotation of the motor, the rotation center of the spindle 2A is maintained concentric with the center b of the stator 4, and the radial bearing movable member 8A is eccentric to one side to be effective between the radial bearing fixing member 7A. As a result, the whirling of the spindle 2A can be avoided, and the non-repetitive rotational runout (NRRO) is reduced.
【００１１】スピンドル支持部材１Ａのステータ収容孔
をラジアル軸受固定部材収容孔に対して微小寸法（例え
ば５〜１０ミクロンｍｍ）偏芯させ、さらにスピンドル
支持部材１Ａのリング磁石収容孔をラジアル軸受固定部
材収容孔に対して微小寸法（例えば５０〜１００ミクロ
ンｍｍ）偏芯させることは高度の加工技術を必要とし製
作コストは高く付くので、スピンドル支持部材１Ａのス
テータ収容孔をラジアル軸受固定部材収容孔に対して同
芯として、スピンドル支持部材１Ａのリング磁石収容孔
をラジアル軸受固定部材収容孔に対して微小寸法偏芯さ
せても実用上差し支えない。The stator accommodating hole of the spindle supporting member 1A is decentered by a minute dimension (for example, 5 to 10 μm) with respect to the radial bearing fixing member accommodating hole, and the ring magnet accommodating hole of the spindle supporting member 1A is further radially fixed. Since eccentricity of a minute dimension (for example, 50 to 100 μm) with respect to the accommodation hole requires advanced processing technology and high production cost, the stator accommodation hole of the spindle support member 1A is replaced with the radial bearing fixing member accommodation hole. On the other hand, it is practically acceptable that the ring magnet receiving hole of the spindle support member 1A is slightly eccentric with respect to the radial bearing fixing member receiving hole as concentric.
【００１２】図３は本願第三の発明のスピンドルモータ
の第二の実施の形態を示しているとともに、本願第一及
び第二の発明のスピンドル装置の第二の実施の形態を示
している。このスピンドルモータＳＭ2 は、円板状のス
ピンドル支持部材１Ｂに、下端に鍔部２ａを有しかつ上
面が閉じている概略キャップ形状に形成されたスピンド
ル２Ｂが被さっており、さらにスピンドル支持部材１Ｂ
の中央に立設された固定軸１２が前記スピンドル２Ｂの
中心を通っており、さらに、スピンドル支持部材１Ｂの
上面にモータコイル５Ｂが設けられている一方、モータ
コイル５Ｂに対向してスピンドル２Ｂの鍔部２ａの下面
にモータ用永久磁石６Ｂが設けられており、さらに、ス
ピンドル２Ｂの内面上部にセラミック、その他の高耐摩
耗材料からなるラジアル軸受可動部材８Ｂが嵌着されて
いる一方、これに対応するように、固定軸１２の上部に
セラミック、その他の高耐摩耗材料からなるラジアル軸
受固定部材７Ｂが設けられ、かつラジアル軸受固定部材
７Ｂの外周面とラジアル軸受可動部材８Ｂの内周面のい
ずれか一方に図示しない動圧発生溝が刻設され、もって
気体ラジアル軸受が備えられており、さらに、スピンド
ル２Ｂの内面下部にＮ極とＳ極が両端面に分極されたリ
ング磁石１０Ｂ1 、１０Ｂ2 が間隔をあけて嵌着されて
いる一方、リング磁石１０Ｂ 1 、１０Ｂ2 の間に対応す
るように、固定軸１２の下部にリング磁石９Ｂが嵌着さ
れ、リング磁石１０Ｂ1 または１０Ｂ2 のＮ極とリング
磁石９ＢのＮ極が対向して磁力が反発し合っているとと
もにリング磁石１０Ｂ1 または１０Ｂ2 のＳ極とリング
磁石９ＢのＳ極が対向して磁力が反発し合っていて、も
ってスピンドル２Ｂがスピンドル支持部材１Ｂに対して
浮くようになっている。FIG. 3 shows a spindle motor according to the third invention of the present application.
Of the second embodiment of the present invention,
2 shows a second embodiment of the spindle device of the second invention.
doing. This spindle motor SMTwoIs a disk-shaped
The pindle support member 1B has a flange 2a at the lower end and
Spind formed in general cap shape with closed surface
2B and the spindle support member 1B
The fixed shaft 12 erected at the center of the spindle 2B
Passing through the center, and further, of the spindle support member 1B.
While the motor coil 5B is provided on the upper surface,
Lower surface of flange 2a of spindle 2B facing coil 5B
Is provided with a motor permanent magnet 6B.
Ceramic and other high abrasion resistance on top of pindle 2B
The radial bearing movable member 8B made of wear material is fitted.
On the other hand, to correspond to this,
Radial shaft made of ceramic and other high wear resistant materials
Receiving and fixing member 7B, and radial bearing fixing member
7B and the inner peripheral surface of the radial bearing movable member 8B.
A dynamic pressure generating groove (not shown) is engraved on one of the
Gas radial bearings are provided,
In the lower part of the inner surface of the hole 2B, the N pole and the S pole are polarized on both end surfaces.
Magnet 10B1, 10BTwoAre fitted at intervals
While the ring magnet 10B 1, 10BTwoCorrespond between
The ring magnet 9B is fitted to the lower part of the fixed shaft 12
And ring magnet 10B1Or 10BTwoN pole and ring
When the N pole of the magnet 9B opposes and the magnetic force repels
Momo ring magnet 10B1Or 10BTwoS pole and ring
When the S pole of the magnet 9B is opposed and the magnetic force is repelled,
Therefore, the spindle 2B moves with respect to the spindle support member 1B.
It comes to float.
【００１３】このスピンドルモータＳＭ2 は、上記のよ
うにスピンドル２Ｂに取り付けられたリング磁石１０Ｂ
1 、１０Ｂ2 の磁力と、固定軸１２に取り付けられたリ
ング磁石９Ｂの磁力が反発し合ってスピンドル２Ｂがス
ピンドル支持部材１Ｂに対して浮いて安定するので、気
体スラスト軸受は設けられていない。リング磁石９Ｂの
外径がリング磁石１０Ｂ1 の内径よりも大きくリング磁
石９Ｂの上にリング磁石１０Ｂ1 がオーバーラップして
いるのは、磁石同士の反発力を大きくしてスピンドル２
Ｂの浮上力を確保するためである。また、リング磁石１
０Ｂ2 の内径がリング磁石９Ｂの外径よりも僅かに大き
くなっているのは、モータ用永久磁石６Ｂとラジアル軸
受可動部材８Ｂとリング磁石１０Ｂ1 、１０Ｂ2 を組み
付けたスピンドル２Ｂを、モータコイル５Ｂとリング磁
石９Ｂとラジアル軸受固定部材７Ｂを組み付けたスピン
ドル支持部材１Ｂに組付けられるようにするためであ
る。The spindle motor SM 2 includes a ring magnet 10 B attached to the spindle 2 B as described above.
1, and 10B 2 magnetic, since the magnetic force is repel spindle 2B of the ring magnet 9B, which is attached to the fixed shaft 12 is stabilized floats relative to the spindle support member 1B, the gas thrust bearing is not provided. The ring magnet 10B 1 on the large ring magnet 9B than the inner diameter outer diameter of the ring magnet 10B 1 of the ring magnet 9B are overlapped is to increase the repulsive force between the magnets spindle 2
This is to ensure the levitation force of B. Also, ring magnet 1
The inner diameter of 0B 2 is slightly larger than the outer diameter of the ring magnet. 9B, the spindle 2B assembled the permanent magnet 6B motor radial bearing movable member 8B and the ring magnet 10B 1, 10B 2, the motor coil This is to allow the spindle support member 1B to which the ring magnet 5B, the ring magnet 9B and the radial bearing fixing member 7B are assembled to be assembled.
【００１４】このスピンドルモータＳＭ2 は、スピンド
ル２Ｂに対し、モータ用永久磁石６Ｂとラジアル軸受可
動部材８Ｂとリング磁石１０Ｂ1 、１０Ｂ2 が完全に同
芯状態に組付けられ、また、固定軸１２に対し、ラジア
ル軸受固定部材７Ｂが完全に同芯状態に組付けられてい
る。固定軸１２に対し、モータコイル５Ｂとリング磁石
９Ｂは偏芯状態に設けられている。リング磁石９Ｂが偏
芯状態に設けられる構成とは、リング磁石９Ｂの内径が
外径に対して偏心しているか、固定軸１２のリング磁石
９Ｂが被嵌している箇所の軸径が固定軸１２の中心線に
対して５０〜１００ミクロンｍｍ偏心しているかのどち
らでも良い。固定軸１２に対しリング磁石９Ｂが偏芯状
態に設けられていると、組付けられた状態では、モータ
停止時とモータ回転時のいかんにかかわらず、リング磁
石１０Ｂ1 、１０Ｂ2 の磁力とリング磁石９Ｂの磁力が
反発して自動調芯作用を生起することにより、リング磁
石９Ｂの偏芯側にスピンドル２Ｂが偏心する。In this spindle motor SM 2 , a motor permanent magnet 6 B, a radial bearing movable member 8 B, and ring magnets 10 B 1 , 10 B 2 are completely assembled to a spindle 2 B in a concentric state. On the other hand, the radial bearing fixing member 7B is assembled completely concentrically. The motor coil 5B and the ring magnet 9B are provided in an eccentric state with respect to the fixed shaft 12. The configuration in which the ring magnet 9B is provided in an eccentric state means that the inner diameter of the ring magnet 9B is eccentric with respect to the outer diameter or the shaft diameter of the fixed shaft 12 where the ring magnet 9B is fitted is fixed shaft 12 May be eccentric with respect to the center line of 50 to 100 μm. When the ring magnet 9B relative to the fixed shaft 12 is provided in the eccentric state, the state of being assembled, regardless of when the motor stops when the motor rotation, the ring magnet 10B 1, 10B 2 force and ring When the magnetic force of the magnet 9B repels and causes the self-centering action, the spindle 2B is eccentric to the eccentric side of the ring magnet 9B.
【００１５】図４（ａ）に誇張して示すように、モータ
停止時には、ラジアル軸受固定部材７Ｂ（円は外径を示
す）の中心ｅに対して、モータコイル５Ｂ（円はコイル
の内外径の中間の径を示す）の中心ｆとラジアル軸受可
動部材８Ｂ（円は内径を示す）の中心ｇとリング磁石９
Ｂの中心ｈが片側に一軸線上に偏心している。中心ｅ，
ｆ，ｇ，ｈの位置関係を参照して説明する。ラジアル軸
受固定部材７Ｂの中心ｅに対してリング磁石９Ｂの中心
ｈが５０〜１００ミクロンｍｍと最も大きく偏心してい
る。この偏芯量は、リング磁石１０Ｂ1 、１０Ｂ2 の磁
力とリング磁石９Ｂの磁力が反発し合ってスピンドル２
Ｂをスピンドル支持部材１Ｂに対して浮かせてリング磁
石１０Ｂ1 、１０Ｂ2 の中心をリング磁石９Ｂの中心に
合わせようとする自動調芯作用力を生起し、この自動調
芯作用力がスピンドル２Ｂを偏心し、ラジアル軸受可動
部材８Ｂとリング磁石１０Ｂ1 、１０Ｂ2 が一体に偏芯
する。従って、図４（ａ）に示すように、モータ停止時
には、ラジアル軸受可動部材８Ｂがラジアル軸受固定部
材７Ｂに対して偏芯移動してラジアル軸受可動部材８Ｂ
の内径がラジアル軸受固定部材７Ｂの外径に片側で接し
てラジアル軸受可動部材８Ｂの中心ｇがラジアル軸受固
定部材７Ｂの中心ｅに対して微小寸法、例えば約５〜１
０ミクロンｍｍずれている。As shown exaggeratedly in FIG. 4 (a), when the motor is stopped, the motor coil 5B (the circles indicate the inner and outer diameters of the coil) with respect to the center e of the radial bearing fixing member 7B (the circle indicates the outer diameter). F), the center g of the radial bearing movable member 8B (the circle indicates the inner diameter) and the ring magnet 9
The center h of B is eccentric to one side on one axis. Center e,
This will be described with reference to the positional relationship between f, g, and h. The center h of the ring magnet 9B is the largest eccentricity of 50 to 100 μm with respect to the center e of the radial bearing fixing member 7B. This eccentricity is caused by the magnetic force of the ring magnets 10B 1 , 10B 2 and the magnetic force of the ring magnet 9B repelling each other, and
B is caused to float with respect to the spindle support member 1B, and an auto-centering action force is generated so as to align the centers of the ring magnets 10B 1 and 10B 2 with the center of the ring magnet 9B. eccentric, radial bearing movable member 8B and the ring magnet 10B 1, 10B 2 are eccentric together. Therefore, as shown in FIG. 4 (a), when the motor is stopped, the radial bearing movable member 8B moves eccentrically with respect to the radial bearing fixing member 7B, and the radial bearing movable member 8B
The inner diameter of the radial bearing fixing member 7B is in contact with the outer diameter of the radial bearing fixing member 7B on one side, and the center g of the radial bearing movable member 8B is a minute dimension, for example, about 5 to 1 with respect to the center e of the radial bearing fixing member 7B.
It is shifted by 0 μm mm.
【００１６】好ましい実施の態様では、モータコイル５
Ｂの中心ｆは中心ｅ−ｇ間の略中間に位置している。図
４（ｂ）に誇張して示すように、モータ回転時には、ラ
ジアル軸受可動部材８Ｂの中心ｇが移動してモータコイ
ル５Ｂの中心ｆに一致する。これは、ラジアル軸受固定
部材７Ｂとラジアル軸受可動部材８Ｂのいずれかに設け
られた動圧発生溝に取り込まれ昇圧する空気がラジアル
軸受固定部材７Ｂとラジアル軸受可動部材８Ｂの片当た
りを解消するギャップ（例えば０．０１ｍｍ）を生ぜし
めて、該ギャップが生じる分だけラジアル軸受可動部材
８Ｂが移動してその中心ｇがモータコイル５Ｂの中心ｆ
に一致するからである。従って、モータ回転時には、ス
ピンドル２Ｂの回転中心がモータコイル５Ｂに対して同
芯状態に維持され、かつラジアル軸受可動部材８Ｂが片
側に偏芯してラジアル軸受固定部材７Ｂとの間に有効な
空気動圧を発生し、もってスピンドル２Ｂの振れ回りを
回避でき非繰り返し回転振れ（ＮＲＲＯ）が減少する。In a preferred embodiment, the motor coil 5
The center f of B is located substantially in the middle between the centers e-g. As shown exaggeratedly in FIG. 4B, during rotation of the motor, the center g of the radial bearing movable member 8B moves and coincides with the center f of the motor coil 5B. This is because the air taken into the dynamic pressure generating groove provided in one of the radial bearing fixing member 7B and the radial bearing moving member 8B and being pressurized increases the gap for eliminating the one-sided contact between the radial bearing fixing member 7B and the radial bearing moving member 8B. (For example, 0.01 mm), the radial bearing movable member 8B moves by an amount corresponding to the gap, and the center g thereof moves to the center f of the motor coil 5B.
Because it matches. Therefore, during rotation of the motor, the center of rotation of the spindle 2B is maintained concentric with the motor coil 5B, and the radial bearing movable member 8B is eccentric to one side to provide effective air between the radial bearing fixing member 7B and the radial bearing fixed member 7B. A dynamic pressure is generated, so that whirling of the spindle 2B can be avoided, and non-repetitive rotational runout (NRRO) is reduced.
【００１７】固定軸１２に対して、ラジアル軸受固定部
材７Ｂを同芯とし、モータコイル５Ｂを微小寸法（例え
ば５〜１０ミクロンｍｍ）偏芯させ、さらにリング磁石
９Ｂを同一方向に異なる微小寸法（例えば５０〜１００
ミクロンｍｍ）偏芯させることは高度の加工技術を必要
とし製作コストは高く付くので、固定軸１２に対して、
ラジアル軸受固定部材７Ｂとモータコイル５Ｂを同芯と
しても実用上差し支えない。With respect to the fixed shaft 12, the radial bearing fixing member 7B is concentric, the motor coil 5B is decentered by a minute dimension (for example, 5 to 10 μm), and the ring magnet 9B is displaced in the same direction by a minute dimension ( For example, 50-100
Micron mm) eccentricity requires a high processing technology and requires high production cost.
Even if the radial bearing fixing member 7B and the motor coil 5B are concentric, there is no problem in practical use.
【００１８】図５は、図３のスピンドルモータを採用し
た回転体装置を示す。この回転体装置は、図３のスピン
ドルモータＳＭ2 のスピンドル２Ｂにポリゴンミラー１
３が被着され、ミラーケース１４がスピンドルモータＳ
Ｍ2 のスピンドル支持部材１Ｂに支持されている構成で
ある。図６は、図１のスピンドルモータＳＭ1 を採用し
た回転体装置を示す。この回転体装置は、ディスク装置
であり、本願第一の発明のスピンドルモータＳＭのスピ
ンドルに、磁気ディスクまたは光ディスク等の被回転円
盤１５を複数枚被着してなる。FIG. 5 shows a rotator device employing the spindle motor of FIG. The rotator device, a polygon mirror to the spindle 2B of the spindle motor SM 2 in FIG 1
3 is attached, and the mirror case 14 is
A structure supported by the spindle support member 1B of M 2. Figure 6 shows a rotating body apparatus employing the spindle motor SM 1 in Figure 1. This rotator device is a disk device, and is formed by attaching a plurality of rotating disks 15 such as magnetic disks or optical disks to the spindle of the spindle motor SM of the first invention of the present application.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上説明してきたように、本願発明のス
ピンドル装置、及びスピンドルモータ、及びスピンドル
モータを採用した回転体装置によれば、気体スラスト軸
受が不要でありスピンドルが気体ラジアル軸受のギャッ
プ寸法の範囲で偏芯して回転し軸の振れ回り（ホワー
ル）を回避でき非繰り返し回転振れ（ＮＲＲＯ）が減少
し安定した回転を確保できる。As described above, according to the spindle device, the spindle motor, and the rotating body device employing the spindle motor of the present invention, the gas thrust bearing is unnecessary and the spindle is the gap size of the gas radial bearing. In this range, the shaft rotates eccentrically to avoid whirling of the shaft, thereby reducing non-repetitive rotational runout (NRRO) and ensuring stable rotation.
【図１】本願第一の発明の第一の実施の態様に係るスピ
ンドルモータの縦断面図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a spindle motor according to a first embodiment of the present invention.
【図２】（ａ）はモータ停止時の偏芯状態を示す説明図
であり、（ｂ）はモータ回転時の偏芯状態を示す説明図
である。2A is an explanatory diagram illustrating an eccentric state when a motor is stopped, and FIG. 2B is an explanatory diagram illustrating an eccentric state when a motor is rotating.
【図３】本願第一の発明の第一の実施の態様に係るスピ
ンドルモータの要部であるステータの形状と永久磁石と
スピンドルの関係を示す水平断面図。FIG. 3 is a horizontal sectional view showing a shape of a stator, which is a main part of the spindle motor according to the first embodiment of the present invention, and a relationship between a permanent magnet and a spindle.
【図４】（ａ）はモータ停止時の偏芯状態を示す説明図
であり、（ｂ）はモータ回転時の偏芯状態を示す説明図
である。4A is an explanatory diagram illustrating an eccentric state when the motor is stopped, and FIG. 4B is an explanatory diagram illustrating an eccentric state when the motor is rotating.
【図５】図３のスピンドルモータを採用した回転体装置
の断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of a rotator device employing the spindle motor of FIG. 3;
【図６】図１のスピンドルモータを採用した回転体装置
の断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of a rotator device employing the spindle motor of FIG. 1;
ＳＭ1 スピンドルモータ １Ａ スピンドル支持部材 ２Ａ スピンドル ４ ステータ ５Ａ モータコイル ６Ａ モータ用永久磁石 ７Ａ ラジアル軸受固定部材 ８Ａ ラジアル軸受可動部材 ９Ａ1 、９Ａ2 リング磁石 １０Ａ リング磁石 ＳＭ2 スピンドルモータ １Ｂ スピンドル支持部材 ２Ｂ スピンドル ５Ｂ モータコイル ６Ｂ モータ用永久磁石 ７Ｂ ラジアル軸受固定部材 ８Ｂ ラジアル軸受可動部材 ９Ｂ リング磁石 １０Ｂ1 、１０Ｂ2 リング磁石 １３ ポリゴンミラー １５ 被回転円盤SM 1 spindle motor 1A spindle support member 2A spindle 4 stator 5A motor coil 6A permanent magnet for motor 7A radial bearing fixing member 8A radial bearing movable member 9A 1 , 9A 2 ring magnet 10A ring magnet SM 2 spindle motor 1B spindle support member 2B spindle 5B motor coil 6B permanent magnet 7B radial bearing motor fixing member 8B radial bearing movable member 9B ring magnet 10B 1, 10B 2 ring magnets 13 a polygon mirror 15 driven rotating disc
Claims (5)
スピンドル支持部材に支持されたスピンドル装置におい
て、 Ｎ極とＳ極が両端面に分極された三つのリング磁石の
中、二つのリング磁石がスピンドルまたはスピンドル支
持部材のいずれか一方に間隔をあけて取り付られている
とともに、残り一つのリング磁石が前記二つのリング磁
石の中間に位置されてスピンドルまたはスピンドル支持
部材のいずれか他方に取り付られ、スピンドルに取り付
られたリング磁石とスピンドル支持部材に取り付られた
リング磁石の反発により、スピンドルが浮く構成である
ことを特徴とするスピンドル装置。1. A spindle device in which a spindle is supported by a spindle support member via a gas radial bearing, wherein two ring magnets among three ring magnets of which north pole and south pole are polarized on both end faces are spindle or Attached to one of the spindle support members at an interval, and the other one ring magnet is located in the middle of the two ring magnets and attached to either the spindle or the spindle support member, A spindle device, wherein a spindle is floated by repulsion of a ring magnet attached to a spindle and a ring magnet attached to a spindle support member.
リング磁石がスピンドル支持部材に取り付られているラ
ジアル軸受固定部材に対して微小寸法偏芯していること
を特徴とする「請求項１」記載のスピンドル装置。2. A method according to claim 1, wherein the ring magnet attached to the spindle support member is slightly eccentric with respect to the radial bearing fixing member attached to the spindle support member. A spindle device as described.
のスピンドル装置にモータが備えられていることを特徴
とするスピンドルモータ。3. A spindle motor, wherein the spindle device according to claim 1 or 2 is provided with a motor.
り付られたラジアル軸受可動部材の中心が一致している
ことを特徴とする「請求項３」に記載のスピンドルモー
タ。4. The spindle motor according to claim 3, wherein the center of the radial bearing movable member attached to the spindle coincides with the rotation center of the spindle.
ンドルモータのスピンドルに磁気ディスクあるいは光デ
ィスク等の被回転体が取り付けられていることを特徴と
するスピンドルモータを採用した回転体装置。5. A rotating body device employing a spindle motor, wherein a rotating body such as a magnetic disk or an optical disk is mounted on a spindle of the spindle motor according to claim 3 or 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24439397A JP3406198B2 (en) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | Spindle motor and rotating device using spindle motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24439397A JP3406198B2 (en) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | Spindle motor and rotating device using spindle motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182508A true JPH1182508A (en) | 1999-03-26 |
| JP3406198B2 JP3406198B2 (en) | 2003-05-12 |
Family
ID=17118015
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24439397A Expired - Fee Related JP3406198B2 (en) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | Spindle motor and rotating device using spindle motor |
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|---|---|
| JP (1) | JP3406198B2 (en) |
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| EP1048863A2 (en) * | 1999-04-30 | 2000-11-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Spindle motor and complex bearing assembly for use with the spindle motor |
| US6300695B1 (en) | 1999-07-29 | 2001-10-09 | Encap Motor Corporation | High speed spindle motor with hydrodynamic bearings |
| WO2001010002A3 (en) * | 1999-07-29 | 2001-11-22 | Encap Motor Corp | Spindle motor for hard disk drive |
| US6362554B1 (en) | 1999-07-29 | 2002-03-26 | Encap Motor Corporation | Stator assembly |
| US6437464B1 (en) | 1999-07-29 | 2002-08-20 | Encap Motor Corporation | Motor and disc assembly for computer hard drive |
| US6753628B1 (en) | 1999-07-29 | 2004-06-22 | Encap Motor Corporation | High speed spindle motor for disc drive |
| US6844636B2 (en) | 1999-12-17 | 2005-01-18 | Encap Motor Corporation | Spindle motor with encapsulated stator and method of making same |
-
1997
- 1997-09-09 JP JP24439397A patent/JP3406198B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US6300695B1 (en) | 1999-07-29 | 2001-10-09 | Encap Motor Corporation | High speed spindle motor with hydrodynamic bearings |
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| US6844636B2 (en) | 1999-12-17 | 2005-01-18 | Encap Motor Corporation | Spindle motor with encapsulated stator and method of making same |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3406198B2 (en) | 2003-05-12 |
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