JP2008190660A - Bearing mechanism, motor, and recording disk drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体動圧を利用する軸受機構、当該軸受機構を備えるモータおよび記録ディスク駆動装置に関する。 The present invention relates to a bearing mechanism that uses fluid dynamic pressure, a motor including the bearing mechanism, and a recording disk drive device.
従来より、ハードディスク装置等の記録ディスク駆動装置は、記録ディスクを回転駆動するスピンドルモータを備えており、モータの軸受機構の1つとして、流体動圧を利用する軸受機構が採用されている。また、このような軸受機構では、回転軸の先端に円板状のスラストプレートが取り付けられたものがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a recording disk drive device such as a hard disk device has a spindle motor that rotationally drives a recording disk, and a bearing mechanism that uses fluid dynamic pressure has been adopted as one of the motor bearing mechanisms. Some of such bearing mechanisms have a disc-shaped thrust plate attached to the tip of the rotating shaft.
例えば、特許文献1のモータでは、固定ネジによりネジ頭部と回転軸との間に挟み込まれるようにしてスラストプレートがシャフトに固定されており、このようなモータでは、従来よりロータ部側から見てロータ部が反時計回りに回転し、スラストプレートを固定するネジ部材は右ネジとされる。
ところが、特許文献1に示すように、雄ネジである固定ネジが右ネジであり、モータのロータ部側から見た回転方向が反時計回りである場合、モータの起動時もしくは停止時、または、回転中に衝撃や振動が加えられると、螺合されたネジが緩むおそれがある。
However, as shown in
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、スラストプレートを固定する雄ネジ部がシャフトの雌ネジ部から緩むことを防止することを主たる目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its main purpose to prevent the male screw portion for fixing the thrust plate from loosening from the female screw portion of the shaft.
請求項1に記載の発明は、モータ用の流体動圧を利用する軸受機構であって、シャフトと、前記シャフトが挿入されて潤滑油を介して前記シャフトとの間にラジアル動圧軸受部を形成するスリーブと、前記シャフトの一端に取り付けられて前記スリーブの端面と対向するスラストプレートと、前記スリーブの外周面および前記スラストプレートを覆い、前記スラストプレートの周囲に潤滑油を保持する有底円筒状のスリーブハウジングとを備え、前記スラストプレートが、前記シャフトの前記一端に中心軸に沿って形成された雌ネジ部に螺合され、前記スリーブに対して前記シャフトが相対的に回転する一方向とは逆の回転方向が前記雌ネジ部にねじ込まれる方向となる雄ネジ部と、前記雄ネジ部から前記中心軸を中心に外側に広がって前記スリーブの前記端面と対向し、潤滑油を介して前記端面との間にスラスト動圧軸受部を形成する円板部とを備える。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の軸受機構であって、前記雌ネジ部が形成される穴が、前記シャフトを貫通しない。
The invention according to claim 2 is the bearing mechanism according to
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の軸受機構であって、前記雄ネジ部の前記雌ネジ部へのねじ込みのみにより前記スラストプレートが前記シャフトに固定されている。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の軸受機構であって、前記シャフトの前記一端と前記円板部との間に、前記雄ネジ部と前記雌ネジ部との間の領域と前記シャフトの外部とを連絡する流路が設けられ、前記スリーブの前記端面と前記円板部との間の間隙から、前記流路および前記雄ネジ部と前記雌ネジ部との間の前記領域を経由して、前記雌ネジ部が形成される前記穴の内部まで潤滑油が連続して満たされている。
Invention of
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の軸受機構であって、前記雄ネジ部と前記雌ネジ部との間に、前記流路と前記穴の内部とを連絡する他の流路が設けられる。
The invention according to
請求項6に記載の発明は、請求項4または5に記載の軸受機構であって、前記スラストプレートが、前記中心軸に沿って前記雄ネジ部および前記円板部を貫通する貫通穴を有する。
Invention of Claim 6 is a bearing mechanism of
請求項7に記載の発明は、請求項3に記載の軸受機構であって、前記スラストプレートが、前記中心軸に沿って前記雄ネジ部および前記円板部を貫通する貫通穴を有する。 A seventh aspect of the present invention is the bearing mechanism according to the third aspect, wherein the thrust plate has a through hole penetrating the male screw portion and the disc portion along the central axis.
請求項8に記載の発明は、請求項4ないし7のいずれかに記載の軸受機構であって、前記スラストプレートが前記シャフトよりも熱膨張率が低い材料により形成される。
The invention according to claim 8 is the bearing mechanism according to any one of
請求項9に記載の発明は、請求項2ないし8のいずれかに記載の軸受機構であって、前記シャフトの他端に前記中心軸に沿ってもう1つの雌ネジ部が形成されており、前記一端の前記雌ネジ部と前記他端の前記もう1つの雌ネジ部とにおいてネジ山の螺旋が逆向きである。 Invention of Claim 9 is a bearing mechanism in any one of Claim 2 thru | or 8, Comprising: The other internal thread part is formed in the other end of the said shaft along the said central axis, The spiral of the thread is opposite in the female screw portion at the one end and the other female screw portion at the other end.
請求項10に記載の発明は、電動式のモータであって、請求項1ないし9のいずれかに記載の軸受機構と、前記シャフトの前記一端とは反対側の他端に取り付けられるロータ部と、前記スリーブハウジングが固定されるステータ部とを備える。
The invention according to
請求項11に記載の発明は、記録ディスク駆動装置であって、記録ディスクを回転する請求項10に記載のモータと、前記記録ディスクに対する情報の読み出しおよび/または書き込みを行うアクセス部と、前記モータおよび前記アクセス部を収容するハウジングとを備える。
The invention according to
本発明によれば、スラストプレートの雄ネジ部がシャフトの雌ネジ部から緩むことが防止される。請求項2の発明では、シャフトからオイルが漏れ出すことが防止される。 According to the present invention, the male screw portion of the thrust plate is prevented from loosening from the female screw portion of the shaft. In the invention of claim 2, oil is prevented from leaking from the shaft.
請求項3の発明では、軸受機構の組立を簡素化することができ、請求項4の発明では、軸受機構内で発生する微小な異物をシャフトの内部やシャフトとスラストプレートとの間に溜めることにより、軸受性能の低下を抑制することができる。請求項5の発明では、潤滑油をシャフトの内部に容易に充填することができる。
In the invention of
請求項6の発明では、シャフトの回転時にスラストプレートの下面とスリーブハウジングの底部との間において、潤滑油の圧力が低下することを抑制することができ、請求項7の発明では、軸受機構内で発生する微小な異物をシャフトの内部および貫通穴内に溜めることにより、軸受性能の低下を抑制することができる。請求項8の発明では、オイル界面の高さの変動を小さくすることができ、オイル漏れを防止することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the pressure of the lubricating oil can be suppressed from decreasing between the lower surface of the thrust plate and the bottom of the sleeve housing during the rotation of the shaft. By accumulating minute foreign matters generated in the above in the shaft and in the through hole, it is possible to suppress a decrease in bearing performance. In the invention of claim 8, the fluctuation of the height of the oil interface can be reduced, and oil leakage can be prevented.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る電動式のスピンドルモータ(以下、「モータ」という。)を備える記録ディスク駆動装置1の断面図である。記録ディスク駆動装置1はいわゆるハードディスク駆動装置であり、情報を記録する円板状の2枚の記録ディスク11、記録ディスク11に対する情報の書き込みおよび読み出しを行うアクセス部12、記録ディスク11を保持して回転する電動式のモータ10、並びに、記録ディスク11、アクセス部12およびモータ10を内部空間に収容するハウジング13を備える。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a recording
ハウジング13は、上部に開口を有するとともにモータ10およびアクセス部12が内側の底面に取り付けられる無蓋箱状の第1ハウジング部材131、並びに、第1ハウジング部材131の開口を覆う板状の第2ハウジング部材132を備える。記録ディスク駆動装置1では、第1ハウジング部材131に第2ハウジング部材132が接合されてハウジング13が形成され、内部空間は塵や埃が極度に少ない清浄な空間とされる。
The
2枚の記録ディスク11はスペーサ15を挟んでモータ10上に載置され、ネジ16およびクランパ14によりモータ10に固定される。アクセス部12は、記録ディスク11に近接して情報の読み出しおよび書き込みを磁気的に行うヘッド121、ヘッド121を支持するアーム122、並びに、アーム122を移動することによりヘッド121を記録ディスク11およびモータ10に対して相対的に移動するヘッド移動機構123を有する。これらの構成により、ヘッド121は回転する記録ディスク11に近接した状態で記録ディスク11の所要の位置にアクセスし、情報の書き込みおよび読み出しを行う。
Two
図2は、モータ10の縦断面図であり、2枚の記録ディスク11を二点鎖線にて示している。モータ10はアウタロータ型のモータであり、固定組立体であるステータ部2、回転組立体であるロータ部3、および、作動流体である潤滑油による流体動圧を利用する軸受機構4を備える。ロータ部3は、軸受機構4を介してモータ10の中心軸J1を中心にステータ部2に対して回転可能に支持され、モータ10を平面視した場合に一方向である反時計回りに回転する。以下の説明における「モータ10の回転方向」は、特に断らない限りモータ10を平面視した場合のロータ部3の回転方向を指すものとするが、説明の一部においてモータ10を底面側から見た場合の回転方向にも言及されている。また、便宜上、中心軸J1に沿ってロータ部3側を上側、ステータ部2側を下側として説明するが、中心軸J1は必ずしも重力方向と一致する必要はない。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the
ロータ部3は、ステンレス鋼等により形成されてロータ部3の本体となるロータハブ31を備え、ロータハブ31は、中心軸J1を中心として下側(すなわち、ステータ部2側)に突出するシャフト311、シャフト311の上端部から中心軸J1に対して垂直に広がる略円板状の円板部312、および、円板部312の外周から下側に突出する略円筒状の筒状部313を備える。また、筒状部313の内側面には界磁用磁石32が取り付けられる。
The
シャフト311には、上端および下端に中心軸J1に沿って雌ネジ部3111,3112がそれぞれ形成され、雌ネジ部3111,3112が形成される穴は、シャフト311を貫通することなく設けられる。上側の雌ネジ部3111にはクランパ14を円板部312上に固定するネジ16が螺合され、モータ10を平面視した場合に、ネジ16はモータ10の回転方向とは反対方向(時計回り)に回転されて雌ネジ部3111にねじ込まれている(すなわち、ネジ16および雌ネジ部3111は右ネジとされる。)。下側の雌ネジ部3112には後述するスラストプレート5が取り付けられる。
In the
ステータ部2は、中央に略円筒状のホルダ211を有するベースブラケット21、および、ホルダ211の周囲に取り付けられた電機子22を備える。ホルダ211には後述する有底円筒状のスリーブハウジング41が挿入されて固定される。電機子22は、径方向において界磁用磁石32と対向し、界磁用磁石32との間でシャフト311(すなわち、中心軸J1)を中心とする回転力(トルク)を発生する。
The stator unit 2 includes a
軸受機構4は、シャフト311が挿入されるスリーブ42、スラストプレート5、および、スリーブ42の外周面およびスラストプレート5(の外周および下面)を覆うスリーブハウジング41を備える。スリーブ42は燒結金属により形成された多孔質部材であり、スリーブハウジング41はスラストプレート5の周囲にてスリーブ42に含浸された潤滑油を保持する役割を果たす。シャフト311はロータ部3の回転と共にスリーブ42に対して相対的に回転するため、既述の「モータ10の回転方向」は、シャフト311がスリーブ42に対して相対的に回転する方向ということもできる。スラストプレート5はシャフト311の雌ネジ部3112に螺合される雄ネジ部51、および、雄ネジ部51から中心軸J1を中心に外側に広がる円板部52を備え、シャフト311よりも熱膨張率が低い材料(例えば鉄材)により形成されている。
The
円板部52は雄ネジ部51がシャフト311の下端に螺合されることにより、その上面がスリーブ42の下端面と対向し、流体動圧を発生する間隙を形成する。雄ネジ部51は左ネジとされ、モータ10を下側から見た場合、雄ネジ部51は反時計回りに回転されることにより雌ネジ部3111にねじ込まれている。回転時のモータ10は、下側から見て時計回りに回転するため、下側から見た場合のモータ10の回転方向とは逆の方向の回転方向が、雄ネジ部51が雌ネジ部3111にねじ込まれる方向となる。既述のように、上側の雌ネジ部3111は右ネジであるため、雌ネジ部3112と雌ネジ部3111とではネジ山の螺旋が逆向きとなる。すなわち、螺旋の進行方向に対する回転方向が互いに逆となっている。また、雄ネジ部51と雌ネジ部3112との間は接着剤等により封止されておらず(すなわち、潤滑油が内部に進入可能とされ)、後述するように、雌ネジ部3112が形成される穴の内部まで潤滑油が充填されている。
The
図3はモータ10の一部(図2における右半分)を拡大して示す断面図である。モータ10では、ロータハブ31の円板部312の下面とスリーブ42の上端面422との間、スリーブ42の内側面423とシャフト311の外側面との間、スリーブ42の下端面424とスラストプレート5の円板部52の上面との間、および、スリーブハウジング41の上部の外側面413とスリーブハウジング41の外側において円板部312から下方に突出する環状突出部314の内側面との間に微小な間隙が設けられる。以下、これらの間隙をそれぞれ、「上部間隙61」、「側部間隙62」、「下部間隙63」、「外側間隙64」と呼ぶ。
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a part of the motor 10 (the right half in FIG. 2). In the
また、スリーブ42の外側面421には、中心軸J1に平行に複数の溝651が設けられ、スリーブハウジング41の内側面がスリーブ42の外側面421を囲むことにより、スリーブ42の外側面421とスリーブハウジング41との間に中心軸J1方向の複数の流路65が形成され、複数の流路65により上部間隙61と下部間隙63とが連通する(実際には、スリーブ42の下端とスリーブハウジング41の底部との間の当接する部分にも図示省略の流路が設けられている。)。モータ10では、複数の流路65および間隙61〜64に潤滑油が連続して充填され、いわゆるフルフィル構造の軸受機構4が構成される。外側間隙64の幅(すなわち、スリーブハウジング41の外側面413とロータハブ31の環状突出部314の内側面との間の距離)は、スリーブハウジング41の上端から下側に向かって漸次増大し、これにより、外側間隙64において潤滑油の界面がメニスカス状となるテーパシールが形成されて潤滑油の流出が防止され、外側間隙64がオイルバッファとしての役割を果たす。
In addition, the
図4はスリーブ42の平面図である。スリーブ42の上端面422には、スパイラル形状のスラスト動圧溝4221(溝4221の底面に平行斜線を付している。)が形成されており、溝4221によりロータ部3の回転時に上部間隙61(図3参照)において潤滑油に対して中心軸J1に向かう圧力を発生するスラスト動圧軸受部が構成される。図5は中心軸J1を含む面におけるスリーブ42の断面を示す図である。スリーブ42の内側面423には上下の2箇所にそれぞれ複数のヘリングボーン形状のラジアル動圧溝4231,4232(溝4231,4232の底面に平行斜線を付している。)が設けられ、モータ10の回転時に溝4231,4232によりシャフト311(図3参照)との間の側部間隙62において流体動圧を発生するラジアル動圧軸受部が潤滑油を介して形成され、溝4231と溝4232との間は潤滑油が押し込まれて正圧に保たれる。シャフト311は軸受機構4の一部としても機能することから、シャフト311を軸受機構4の一部とみなしてシャフト311の上端に取り付けられて回転する部分がロータ部3と捉えられてもよい。
FIG. 4 is a plan view of the
図6はスリーブ42の底面図である。スリーブ42の下端面424には複数のスパイラル形状のスラスト動圧溝4241(溝4241の底面に平行斜線を付している。)が設けられており、溝4241とスラストプレート5の円板部52(図3参照)とが対向することにより、ロータ部3の回転時には、円板部52とスリーブ42との間の下部間隙63において中心軸J1に向かう圧力を発生するスラスト動圧軸受部(ただし、潤滑油はラジアル動圧軸受部からの力を受けて中心軸J1から離れる方向に流れる。)が潤滑油を介して形成される。図4、図5および図6に示すように、スリーブ42の外周には上下方向に伸びる既述の複数の溝651がほぼ等間隔に設けられる(本実施の形態では3本とされる。)。
FIG. 6 is a bottom view of the
図7はシャフト311の底面図である。シャフト311の下端面3113には、断面がV字状の4本の溝3114が周方向に等間隔に形成され、溝3114は雌ネジ部3112から径方向外側へと下端面3113の外周まで伸びている。図8はスラストプレート5の平面図である。雄ネジ部51の外周部には中心軸J1に平行に伸びる4本の溝511が周方向に等間隔にて設けられ、溝511は円板部52の上面から雄ネジ部51の上端まで伸びており、溝511の深さは雄ネジ部51のネジ山より深くされる。
FIG. 7 is a bottom view of the
図9は図7および図8に示す矢印Aの位置における軸受機構4の下部を示す縦断面図である。軸受機構4の組み立て時にスラストプレート5がシャフト311に取り付けられると(すなわち、雄ネジ部51が雌ネジ部3112に螺合されると)、スラストプレート5の円板部52が図7に示す溝3114以外の領域でシャフト311の下端面3113に当接する。これにより、円板部52とシャフト311の下端との間において、溝3114により径方向に伸びる流路71が設けられる。同時に、スラストプレート5の雄ネジ部51とシャフト311に設けられる雌ネジ部3112との間において、雄ネジ部51の溝511により中心軸J1に平行な流路72が設けられる。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing the lower part of the
流路71は、流路72とシャフト311の外部とを連絡し、流路72は流路71とシャフト311の穴の内部とを連絡する。既述のように、雄ネジ部51と雌ネジ部3112との間が接着剤等により封止されておらず、下部間隙63(すなわち、スリーブ42の下端面424と円板部52との間の間隙)から、流路71,72を経由して、雌ネジ部3112が形成される穴の内部である空間73まで潤滑油が連続して満たされている。
The
以上、モータ10の構造について説明してきたが、モータ10は平面視した場合に反時計回りに回転し、スラストプレート5の雄ネジ部51に左ネジが採用されるため、モータ10の起動時および停止時、並びに、回転中に衝撃や振動が加えられた場合に、ネジが締まる方向にスラストプレート5に力が作用し、雄ネジ部51がシャフト311から緩むことが防止される。さらに、雄ネジ部51と雌ネジ部3112との間を封止する緩み防止のための接着剤を省くことができ、軸受機構4の組立を簡素化することができる。2つの雌ネジ部3111,3112が形成される穴はシャフト311を貫通しないため、シャフト311の内部から軸受機構4の外部へ潤滑油が漏れ出することはなく、シャフト311の剛性も貫通穴の場合よりも高くなる。
Although the structure of the
さらに、雄ネジ部51の雌ネジ部3112へのねじ込みのみによりスラストプレート5がシャフト311に固定されている(すなわち、雄ネジ部51と雌ネジ部3112との間に接着剤が使用されることなくスラストプレート5がシャフト311の下端に固定されている)ことにより、潤滑油が流路71,72を経由してシャフト311の内部の空間73に容易に入り込むことができ、空間73全体に容易に潤滑油を充填することができる。これにより、空間73内に気泡が残留することが防止され、NRRO(非繰り返し性振れ) 等の振動が抑制されて軸受機構4(およびモータ10)の信頼性を向上し、長寿命化を図ることができる。
Furthermore, the
なお、接着剤を使用する場合には温度変化や湿度変化により接着剤が劣化してしまうと接着剤内の気泡が軸受機構内に入り込むおそれがあるが、接着剤を使用しない軸受機構4ではこのような問題も生じない。
In the case of using an adhesive, if the adhesive deteriorates due to temperature change or humidity change, bubbles in the adhesive may enter the bearing mechanism. However, in the
また、ロータ部3の回転により下部間隙63のスラスト動圧軸受部では潤滑油に中心軸J1に向かう圧力が発生することから、モータ10の起動時には潤滑油の圧力は空間73側よりも流路71側の方が高い状態となる。これにより、シャフト311の外部から流路71,72および空間73へと潤滑油が流れ込み、潤滑油内の微小な異物が流路71,72や空間73内に付着したり堆積するようにして溜まる。なお、モータ10の停止時には、空間73側の圧力が低下するが、一旦流路71,72や空間73内に入り込んだ異物は容易には再びシャフト311外には戻されない(シャフト311およびスラストプレート5により、いわゆるダストトラップが構成される。)。その結果、軸受機構4内で発生する異物をシャフト311の内部やシャフト311とスラストプレート5との間に溜めることができ、軸受性能の低下を抑制することができる。
In addition, since the thrust toward the central axis J1 is generated in the lubricating oil in the thrust hydrodynamic bearing portion of the
一方、軸受機構4では、既述のように、スラストプレート5はシャフト311よりも熱膨張率が低い材料により形成されるため、シャフト311内の空間73は軸受機構4内が高温になると膨張し、低温になると収縮する。同様に、潤滑油も高温になると体積が増加し、低温になると体積が減少するが、高温時に潤滑油が空間73内に多く取り込まれるため、図3に示す外側間隙64の潤滑油の界面の高さの温度による変動が小さくなる。これにより、潤滑油がテーパシール外へと漏れ出すことが防止され、衝撃による潤滑油の飛散等も抑制される。
On the other hand, in the
なお、図6に示すようにスラスト動圧溝4241が中心から外側に向かって反時計回りに曲がっていることにより、軸受機構4の組み立てにおいて雄ネジ部51が雌ネジ部3112に反時計回りにねじ込まれる際に、万一、スラスト動圧溝4241とスラストプレート5の円板部52とが接触しても溝4241のパターンと同じ方向に擦れるため、バリ等からの発塵がある程度抑制され、発生した異物も溝に沿って外側へと導かれるため容易に除去することができる。
As shown in FIG. 6, the thrust
図10は、第1の実施の形態に係る軸受機構4の他の例に係るスラストプレート5aの平面図である。スラストプレート5aでは、図7に示すシャフト311の複数の溝3114に代えて、円板部52の上面に断面がV字状の径方向に伸びる複数の溝521が設けられる。軸受機構4の他の構成は第1の実施の形態と同様である。複数の溝521の中心軸J1側の端部はそれぞれ雄ネジ部51の外周部に設けられる複数の溝511と繋がっており、溝521は円板部52の外周まで伸びている。
FIG. 10 is a plan view of a
図11は図10中に示す矢印Bの位置における軸受機構4の下部を示す縦断面図である。図11の軸受機構4の場合、スラストプレート5aの円板部52がシャフト311の下端面3113に当接することにより、溝521において径方向の流路71aが形成される。そして、下部間隙63から、流路71aおよび軸方向の流路72を経由して、雌ネジ部3112が形成される穴の内部である空間73まで潤滑油が連続して満たされる。
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing the lower part of the
図11に示す軸受機構4においても、図9に示す軸受機構4の場合と同様に、シャフト311の雌ネジ部3112に螺合される雄ネジ部51に左ネジが採用され、モータ10の起動時および停止時やモータ10の回転中に振動が加えられた場合等に、スラストプレート5の雄ネジ部51がシャフト311から緩むことが防止される。これにより、雄ネジ部51と雌ネジ部3112との間を封止する接着剤を省いて雄ネジ部51の雌ネジ部3112へのねじ込みのみによりスラストプレート5をシャフト311に取り付けることができ、軸受機構4の組立を簡素化することができる。また、モータ10の起動時に、流路71,72や空間73内へと異物が流れ込むことにより、軸受性能の低下を抑制することができる。
Also in the
図12は第2の実施の形態に係る軸受機構のスラストプレート5bの断面を示す図である。スラストプレート5bは、図8に示すスラストプレート5から雄ネジ部51の溝511が省略され、中心軸J1に沿って雄ネジ部51および円板部52を貫通する貫通穴53が設けられたものとなっている。このようなスラストプレート5bは、パイプ材を加工することにより安価に製造することができる。図13は第2の実施の形態に係る軸受機構4aの下部を拡大して示す縦断面図であり、図9に対応している。軸受機構4aでは第1の実施の形態に係る軸受機構4の流路71,72は設けられず、スラストプレート5bの貫通穴53により、シャフト311の内部の空間73がスラストプレート5bの下面とスリーブハウジング41の底部との間の間隙66と連通される。そして、下部間隙63と連絡する間隙66、貫通穴53および空間73が潤滑油で満たされる。他の構成は第1の実施の形態に係る軸受機構4と同様である。
FIG. 12 is a view showing a cross section of the
モータ10の停止時には、空間73は間隙66との圧力差により、軸受機構4a内にて発生する微小な異物が貫通穴53や空間73内に流入し、一旦流入した異物は空間73や貫通穴53内に溜まる。その結果、第1の実施の形態と同様に、軸受性能の低下が抑制される。また、第2の実施の形態においても雄ネジ部51に左ネジが採用されるため、雄ネジ部51が雌ネジ部3112から緩むことが防止される。
When the
図14は第3の実施の形態に係る軸受機構4bの下部を拡大して示す図である。軸受機構4bのスラストプレート5cは図13に示すスラストプレート5bと同様に中心軸J1に沿って雄ネジ部51および円板部52を貫通する貫通穴53を有するとともに、図8のスラストプレート5と同様に、雄ネジ部51に軸方向に伸びる4本の溝511も有している。また、シャフト311は図7に示すものと同様となっており、下端面3113上に4本の溝3114を有している。他の構成は第1の実施の形態と同様であり、同様の構成には同符号を付している。
FIG. 14 is an enlarged view showing a lower part of the
軸受機構4bでは、雄ネジ部51がシャフト311の雌ネジ部3112に螺合されることにより、溝511により雄ネジ部51と雌ネジ部3112との間に流路72が形成され、溝3114によりシャフト311の下端と円板部52との間に流路71が形成される。流路71は流路72とシャフト311の外部とを連絡し、流路72は流路71とシャフト311の穴の内部の空間73とを連絡する。空間73は貫通穴53によりスラストプレート5cの下の間隙66に連通し、さらに下部間隙63へと連絡している。そして、流路71,72、空間73および貫通穴53には潤滑油が連続的に充填されており、ロータ部3の回転時には、充填された潤滑油が流路71,72を通って空間73に流れ込み、貫通穴53を通って間隙66へ流れ出す。
In the
間隙66(特に中心付近)は、遠心力により負圧になり易いが、貫通穴53を通って間隙66に潤滑油が供給されることにより、圧力の低下が抑制され、気泡の発生が防止される。さらに、モータ10の回転時には、図9に示す軸受機構4と同様に、軸受機構4b内に発生する異物が流路71,72を通って空間73内に流入し、流入した異物は流路71,72、空間73または貫通穴53内に溜まる。その結果、軸受性能の低下が抑制される。また、軸受機構4bの場合もスラストプレート5cの雄ネジ部51に左ネジが採用され、雄ネジ部51が雌ネジ部3112から緩むことが防止される。
The gap 66 (particularly in the vicinity of the center) is likely to be negative pressure due to centrifugal force, but by supplying lubricating oil to the
図15は第4の実施の形態に係るモータ10aの一部を示す断面図である。モータ10aの軸受機構4cでは、シャフト311aが貫通穴を有し、シャフト311aの上端および下端には中心軸J1に沿って、雌ネジ部3111,3112が形成され、雌ネジ部3111にはクランパ14を取り付けるためのネジ16が螺合され、雌ネジ部3112にはスラストプレート5dの雄ネジ部51が螺合される。シャフト311aでは、図7に示す下端面3113上に設けられる溝3114が省かれ、スラストプレート5dは、図8に示すスラストプレート5から溝511を省いたものとなっている。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a part of a
雌ネジ部3111とネジ16との間および雌ネジ部3112と雄ネジ部51との間は、接着剤91,92によりそれぞれ封止されており、軸受機構4c内に充填された潤滑油がシャフト311から漏れ出すことが防止される。他の構成は第1の実施の形態に係るモータ10と同様である。
Between the
モータ10aでは既述のモータ10と同様に、ロータ部3の回転方向がモータ10aを平面視した場合に反時計回りとなっており、ネジ16には右ネジが採用される。すなわち、ネジ16は(上側から見た)モータ10aの回転方向とは逆の回転方向が雌ネジ部3111にねじ込まれる方向となる。また、スラストプレート5dの雄ネジ部51には左ネジが採用され、モータ10aを下側から見た場合、モータ10aの回転方向は時計回りとなるため、雄ネジ部51は下側から見たモータ10aの回転方向とは逆の回転方向が雌ネジ部3112にねじ込まれる方向となる。左ネジの採用により、モータ10aの起動時および停止時や回転中に振動が加えられた場合等に、雄ネジ部51が雌ネジ部3112から緩むことが防止される。
In the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
上記実施の形態では、雄ネジ部51として左ネジが採用されるが、平面視した場合に時計回りに回転するモータの場合には雄ネジ部51として右ネジが採用される。一般的に表現すれば、底面から見た場合のモータの回転方向とは逆の回転方向が、雄ネジ部が雌ネジ部にねじ込まれる方向とされることにより、雄ネジ部51が雌ネジ部3112から緩むことが防止される。また、シャフト311の上端に設けられる雌ネジ部3111および雌ネジ部3111に螺合されるネジ16は右ネジであるとして説明したが、左ネジとされてもよい。
In the above embodiment, a left screw is employed as the
第1および第3の実施の形態では、雄ネジ部51に溝511を設けることにより流路72が形成されるが、溝511に代えてまたは溝511と共に、雌ネジ部3112上に中心軸J1に沿って溝を形成することにより流路72が設けられてもよい。また、溝511が存在しなくても雄ネジ部51と雌ネジ部3112との間の領域にはネジ山に沿って僅かな隙間が存在するため、溝511は省略されてもよい。この場合であっても流路71により雄ネジ部51と雌ネジ部3112との間の領域とシャフト311の外部とが連絡され、下部間隙63から流路71および雄ネジ部51と雌ネジ部3112との間の領域を経由して空間73まで潤滑油を充填することができ、さらに、異物をシャフト311とスラストプレート5との間等に溜めることができる。流路71は必ずしも溝状の凹部により形成される必要はなく、例えば、シャフト311の下端面3113に突起を設けたり、単に下端面3113と円板部52との間に隙間を設けることにより径方向の流路が確保されてもよい。
In the first and third embodiments, the
また、雄ネジ部51の溝511、円板部52に形成される溝521(図10参照)およびシャフト311に形成される溝3114(図7参照)はそれぞれ4本であるとして説明したが、他の本数が採用されてもよい。
Moreover, although it demonstrated that the groove | channel 511 of the
第3の実施の形態では、軸受機構4bに設けられる流路71に代えてまたは流路71と共に図10に示すようにスラストプレート5aの円板部52に設けられる溝521により流路が形成されてもよい。
In the third embodiment, a flow path is formed by a
上記実施の形態に係る軸受機構では、図3および図4に示すように上部間隙61においてもスラスト動圧軸受部が設けられるが、スリーブハウジング41の上端面上にスラスト動圧溝を設けることによりロータハブ31の円板部312とスリーブハウジング41との間にスラスト動圧軸受部が構成されてもよい。また、スリーブ42の下端面424に形成されるスラスト動圧溝4241の形状はヘリングボーン形状とされてもよい。
In the bearing mechanism according to the above embodiment, the thrust dynamic pressure bearing portion is provided also in the
さらに、側部間隙62においてラジアル動圧軸受部を構成するシャフト311(またはシャフト311a)は、ロータハブ31と別部材にて形成されてもよい。スリーブハウジング41はベースブラケット21と1つの部材とされてもよく、この場合、スリーブハウジング41はステータ部2のベースブラケット21に一体的に固定されることとなる。また、有底円筒状のスリーブハウジング41は、円筒部材と、円筒部材とは別部材であって円筒部材の下端を閉塞する閉塞部材とから構成されてもよい。
Further, the shaft 311 (or the
上記実施の形態に係るモータは、必ずしも界磁用磁石32が電機子22の外側に配置された、いわゆる、アウタロータ型である必要はなく、界磁用磁石32が電機子22の中心軸J1側に配置されたインナロータ型であってもよい。また、モータは、ハードディスク装置以外の他の記録ディスク駆動装置(例えば、リムーバブルディスク装置であってもよく、記録ディスクからの読み出し専用の装置であってもよい。)の駆動源として利用されてよく、さらに、記録ディスク駆動装置の駆動源以外のモータとして利用されてもよい。
The motor according to the above embodiment does not necessarily have to be a so-called outer rotor type in which the
1 記録ディスク駆動装置
2 ステータ部
3 ロータ部
4,4a,4b 軸受機構
5,5a〜5d スラストプレート
10,10a モータ
11 記録ディスク
12 アクセス部
13 ハウジング
41 スリーブハウジング
42 スリーブ
51 雄ネジ部
52 円板部
53 貫通穴
63 下部間隙
71,71a,72 流路
73 空間
311 シャフト
421 (スリーブの)外周面
424 (スリーブの)下端面
3112,3111 雌ネジ部
3113 (シャフトの)下端面
J1 中心軸
DESCRIPTION OF
Claims (11)
シャフトと、
前記シャフトが挿入されて潤滑油を介して前記シャフトとの間にラジアル動圧軸受部を形成するスリーブと、
前記シャフトの一端に取り付けられて前記スリーブの端面と対向するスラストプレートと、
前記スリーブの外周面および前記スラストプレートを覆い、前記スラストプレートの周囲に潤滑油を保持する有底円筒状のスリーブハウジングと、
を備え、
前記スラストプレートが、
前記シャフトの前記一端に中心軸に沿って形成された雌ネジ部に螺合され、前記スリーブに対して前記シャフトが相対的に回転する一方向とは逆の回転方向が前記雌ネジ部にねじ込まれる方向となる雄ネジ部と、
前記雄ネジ部から前記中心軸を中心に外側に広がって前記スリーブの前記端面と対向し、潤滑油を介して前記端面との間にスラスト動圧軸受部を形成する円板部と、
を備えることを特徴とする軸受機構。 A bearing mechanism that uses fluid dynamic pressure for a motor,
A shaft,
A sleeve in which the shaft is inserted and a radial dynamic pressure bearing portion is formed between the shaft and the shaft via lubricating oil;
A thrust plate attached to one end of the shaft and facing the end surface of the sleeve;
A cylindrical sleeve housing with a bottom that covers the outer peripheral surface of the sleeve and the thrust plate and holds lubricating oil around the thrust plate;
With
The thrust plate is
The one end of the shaft is screwed into a female screw portion formed along a central axis, and the direction of rotation opposite to the one direction in which the shaft rotates relative to the sleeve is screwed into the female screw portion. A male screw part that is in the direction to be
A disk part that spreads outward from the male thread part around the central axis and faces the end face of the sleeve, and forms a thrust dynamic pressure bearing part between the end face via lubricating oil;
A bearing mechanism comprising:
前記雌ネジ部が形成される穴が、前記シャフトを貫通しないことを特徴とする軸受機構。 The bearing mechanism according to claim 1,
A bearing mechanism in which a hole in which the female screw portion is formed does not penetrate the shaft.
前記雄ネジ部の前記雌ネジ部へのねじ込みのみにより前記スラストプレートが前記シャフトに固定されていることを特徴とする軸受機構。 The bearing mechanism according to claim 2,
The bearing mechanism, wherein the thrust plate is fixed to the shaft only by screwing the male screw portion into the female screw portion.
前記シャフトの前記一端と前記円板部との間に、前記雄ネジ部と前記雌ネジ部との間の領域と前記シャフトの外部とを連絡する流路が設けられ、
前記スリーブの前記端面と前記円板部との間の間隙から、前記流路および前記雄ネジ部と前記雌ネジ部との間の前記領域を経由して、前記雌ネジ部が形成される前記穴の内部まで潤滑油が連続して満たされていることを特徴とする軸受機構。 The bearing mechanism according to claim 3,
Between the one end of the shaft and the disc portion, a flow path is provided that communicates a region between the male screw portion and the female screw portion and the outside of the shaft,
The female screw part is formed from the gap between the end surface of the sleeve and the disk part via the flow path and the region between the male screw part and the female screw part. A bearing mechanism characterized in that lubricating oil is continuously filled up to the inside of the hole.
前記雄ネジ部と前記雌ネジ部との間に、前記流路と前記穴の内部とを連絡する他の流路が設けられることを特徴とする軸受機構。 The bearing mechanism according to claim 4,
The bearing mechanism is characterized in that another flow path connecting the flow path and the inside of the hole is provided between the male screw portion and the female screw portion.
前記スラストプレートが、前記中心軸に沿って前記雄ネジ部および前記円板部を貫通する貫通穴を有することを特徴とする軸受機構。 The bearing mechanism according to claim 4 or 5,
The thrust mechanism has a through hole that penetrates the male screw part and the disk part along the central axis.
前記スラストプレートが、前記中心軸に沿って前記雄ネジ部および前記円板部を貫通する貫通穴を有することを特徴とする軸受機構。 The bearing mechanism according to claim 3,
The thrust mechanism has a through hole penetrating the male screw part and the disk part along the central axis.
前記スラストプレートが前記シャフトよりも熱膨張率が低い材料により形成されることを特徴とする軸受機構。 A bearing mechanism according to any one of claims 4 to 7,
The bearing mechanism is characterized in that the thrust plate is made of a material having a lower coefficient of thermal expansion than the shaft.
前記シャフトの他端に前記中心軸に沿ってもう1つの雌ネジ部が形成されており、
前記一端の前記雌ネジ部と前記他端の前記もう1つの雌ネジ部とにおいてネジ山の螺旋が逆向きであることを特徴とする軸受機構。 A bearing mechanism according to any one of claims 2 to 8,
Another female thread portion is formed along the central axis at the other end of the shaft,
2. A bearing mechanism according to claim 1, wherein a spiral of a screw thread is reverse in the female screw portion at the one end and the other female screw portion at the other end.
請求項1ないし9のいずれかに記載の軸受機構と、
前記シャフトの前記一端とは反対側の他端に取り付けられるロータ部と、
前記スリーブハウジングが固定されるステータ部と、
を備えることを特徴とするモータ。 An electric motor,
A bearing mechanism according to any one of claims 1 to 9,
A rotor portion attached to the other end opposite to the one end of the shaft;
A stator portion to which the sleeve housing is fixed;
A motor comprising:
記録ディスクを回転する請求項10に記載のモータと、
前記記録ディスクに対する情報の読み出しおよび/または書き込みを行うアクセス部と、
前記モータおよび前記アクセス部を収容するハウジングと、
を備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置。 A recording disk drive device comprising:
The motor according to claim 10, wherein the motor rotates a recording disk;
An access unit for reading and / or writing information on the recording disk;
A housing for housing the motor and the access unit;
A recording disk drive device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007027111A JP2008190660A (en) | 2007-02-06 | 2007-02-06 | Bearing mechanism, motor, and recording disk drive device |
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Publications (1)
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---|---|
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Family Applications (1)
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013117300A (en) * | 2011-06-30 | 2013-06-13 | Nippon Densan Corp | Bearing apparatus and blower fan |
US8810089B2 (en) | 2011-01-25 | 2014-08-19 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Hydrodynamic bearing assembly and motor including the same |
US8879203B2 (en) | 2012-09-14 | 2014-11-04 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Spindle motor having lower thrust member with insertion protrusion and hard disk drive including the same |
US8908320B2 (en) | 2012-08-06 | 2014-12-09 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Spindle motor having lower thrust member with fitting protrusion and hard disk drive including the same |
DE102014012923A1 (en) | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Minebea Co., Ltd. | Fluid dynamic storage system |
-
2007
- 2007-02-06 JP JP2007027111A patent/JP2008190660A/en not_active Withdrawn
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