Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP3551036B2 - Spindle device with hydrodynamic bearing - Google Patents

Spindle device with hydrodynamic bearing Download PDF

Info

Publication number
JP3551036B2
JP3551036B2 JP25824598A JP25824598A JP3551036B2 JP 3551036 B2 JP3551036 B2 JP 3551036B2 JP 25824598 A JP25824598 A JP 25824598A JP 25824598 A JP25824598 A JP 25824598A JP 3551036 B2 JP3551036 B2 JP 3551036B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seal
hub
lubricating fluid
sleeve
spindle device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP25824598A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11150914A (en
Inventor
克則 桜木
康雄 佐伯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP25824598A priority Critical patent/JP3551036B2/en
Publication of JPH11150914A publication Critical patent/JPH11150914A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3551036B2 publication Critical patent/JP3551036B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばディスクドライブ装置に搭載されディスクを回転駆動するためのスピンドル装置に関するものである。特に、磁気ディスクドライブ装置において、磁気ディスクを装着するハブの内径部にロータマグネットを固定したアウターロータ型スピンドルモータの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、コンピュータネットワークの広がり、エンジニアリングワークステーションの普及、データベースの活用などよりコンピュータシステムの大容量化の傾向がめざましい。また、コンピュータシステムの記憶装置として使われる磁気ディスクドライブ装置の主流は5インチから3.5インチタイプへと移ってきており、小型化、薄型化が進んできている。このような磁気ディスクドライブ装置の大容量化、小型化、薄型化の要求に伴ない、当然、その装置に搭載されるスピンドル装置すなわちスピンドルモータ(以降、単にモータと呼ぶ)についても高精度化、小型化が要求されている。特に高精度化に対する要求は極めて強い。
【0003】
技術の進展に伴い磁気ディスクドライブ装置の記憶容量も増大し、現在その装置に搭載される磁気ディスクは、8000TPI(トラック/インチ)〜10000TPIが可能であり、トラックピッチに換算すると3μm程度の微少間隔になる。装置に搭載されるモータに要求される性能としては、その微少間隔の各トラックを常に正確にトレースすることである。従来のこの種のモータの軸受には通常、ボールベアリングが用いられてきた。そのボールベアリングはボールの回転に伴ない必ず振動が発生する。その振動レベルは、磁気ディスクが固定されたモータのハブの非繰り返し振れ(Non Repeatable Run Out:頭文字をとってNRROと呼ばれる。)で測定すると約0.15μmであり、ボールベアリングの限界値であると言われている。このような振動が発生すると、磁気ヘッドが振動変位分トラックからずれてしまうことになり、データの書き込み読み出しに悪影響をおよぼすおそれがあり、従来のボールベアリングでは要求性能を満たすのに限界にきている。
【0004】
最近になって、上記高精度化を図ることはもちろん、低騒音化、長寿命化などを目的として、固定軸とそれに回転支持されるスリーブ、あるいは固定スリーブとそれに回転支持される回転軸を有し、それらにラジアル動圧流体軸受を構成したモータが提案されている。
【0005】
このような動圧流体軸受を備えたモータに関しては、例えば特開平6−178489号公報に開示されているものが知られている。
【0006】
図16に従来のこの種のモータ断面図を示す。図16において、固定軸501がブラケット504の中央部に垂直に固定され、さらに巻線を施したステータコア510もそのブラケット504に取り付けられている。ロータマグネット506がそのステータコア510に対向してロータフレーム505に固定され、そのロータフレーム505はハブ503に固定されている。そのハブ503の下部内周部にはブッシュ511が固定されており、ブラケット504の外周部にはブッシュ512が取り付けられている。そのブッシュ511とブッシュ512は空隙をもって相対している。上記ハブ503の外周部には磁気ディスク(図示せず)が装着されている。
【0007】
スリーブ502の内部には回転することによって潤滑流体の動圧を発生させるための動圧発生溝(図示せず)が設けられており、そのスリーブ502はその潤滑流体を介して固定軸501に回転自在に支持され、ラジアル動圧流体軸受R501,R502を構成する。また、固定スラストリング507の両端面と、回転スラストリング508の下面部及びスリーブ502上面部により、アキシャル動圧軸受A501,A502を構成する。キャップ509の外周部には凹溝541が設けられ、回転スラストリング508の内周部には凹溝542が設けられている。その凹溝541の下端縁の位置は凹溝542のほぼ中央部とし、その凹溝542の上端縁の位置は凹溝541のほぼ中央部とし、両凹溝541,542の両端縁の位置はそれぞれ食い違って向かい合っている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこの種の動圧流体軸受を備えたモータでは潤滑流体が磁気ディスクのある空間に飛散するおそれがある。その空間では磁気ヘッドが磁気ディスクに極めて接近した状態でデータの書き込み読み出しが行われるため、その空間は極めて清浄に保たれていなければならず、もし、潤滑流体がその空間に流出したり飛散したりすると、ヘッドクラシュ、ヘッド吸着等の重大問題が発生するおそれがある。(以降、上記空間を清浄空間と呼ぶこととする。)
上記従来のモータにおいても、上記清浄空間への潤滑流体の飛散防止対策として上記凹溝541及び凹溝542からなるオイル溜りを設け、潤滑流体をモータ上部から出ないようにしているが、ミスト状になった潤滑流体の流出までは遮断できないという問題点があった。
【0009】
本発明のスピンドル装置は、動圧流体軸受と磁気ディスクがある清浄空間との間にミスト状になった潤滑流体の流出を遮断するミストシールを備えることにより、ヘッドクラッシュやヘッド吸着といった不具合を回避することのできる信頼性の高いスピンドル装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固定軸及び巻線を施したステータコアとを取り付けたブラケットと、ディスクを装着し回転されるハブと、上記ステータコアに対向して上記ハブに取り付けられたロータマグネットと、上記ハブに固定され、潤滑流体を介して上記固定軸に対し回転支持され、ラジアル動圧流体軸受を構成したスリーブとを有したスピンドル装置であって、上記スリーブの両端面部にスラスト動圧流体軸受を備え、そのスラスト動圧流体軸受と上記ディスクが存在する清浄空間との間にビスコシール、ラビリンスシール、磁性流体シール等のミスト状になった潤滑流体の流出を遮断するミストシールを備えたスピンドル装置を提供するものである。上記構成により、ミストシールにてミスト状になった潤滑流体が清浄空間へ飛散するのを防止することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明は、固定軸及び巻線を施したステータコアとを取り付けたブラケットと、ディスクを装着し回転されるハブと、上記ステータコアに対向して上記ハブに取り付けられたロータマグネットと、上記ハブに固定され、潤滑流体を介して上記固定軸に対し回転支持され、ラジアル動圧流体軸受を構成したスリーブとを有したスピンドル装置であって、上記スリーブの両端面部にスラスト動圧流体軸受を備え、そのスラスト動圧流体軸受と上記ディスクが存在する清浄空間との間にビスコシール、ラビリンスシール、磁性流体シール等のミスト状になった潤滑流体の流出を遮断するミストシールを備えたスピンドル装置を提供するものである。上記構成により、ミストシールにてミスト状になった潤滑流体が清浄空間へ飛散するのを防止することができる。
【0012】
さらに、潤滑流体そのものの流出を防止するオイルシール、余剰の潤滑流体の流出を防止するオイル溜りを組合わせ構成することにより、液状の潤滑流体が清浄空間へ流出するのを防止することができ、より一層信頼性の高いスピンドル装置を実現することができる。
【0013】
すなわち、本発明のスピンドル装置は、動圧流体軸受の潤滑流体を清浄空間へ飛散させないシール構成において特徴がある。その動圧潤滑流体軸受から清浄空間までのシール構成は、例えば、動圧潤滑流体軸受→オイルシール(表面張力シール)→オイルシール(遠心力シール)→ミストシール(ビスコシール、磁性流体シール、ラビリンスシール)→清浄空間となり、表面張力シールで潤滑流体を動圧潤滑流体軸受に保持させ、遠心力シールで流出した潤滑流体を戻す、さらに、ミスト状になり飛散する潤滑流体をミストシールにて飛散防止するため、潤滑流体の流出、飛散の防止に非常に効果がある。なお、モータ構成上、上記シール構成の一部を省略することもできる。
【0014】
また、オイル溜まりや凹部を設けることにより、連続回転による流出防止だけではなく、高温放置、間欠運転、姿勢差による流出、飛散防止にも大きな効果が期待できる。
【0015】
また、ラジアル動圧流体軸受の上部と下部にスラスト動圧流体軸受を構成したことにより、ラジアル動圧軸受の軸受スパンが長くとれ、剛性のアップが図れ、軸受バランスの良い動圧流体軸受が得られるという効果もある。
【0016】
さらに本発明のスピンドル装置は、潤滑流体が流出しないため、常に動圧流体軸受に潤滑流体が満たされ、磁気ディスクドライブ装置のライフ時間を大幅に延ばす効果もある。
【0017】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【0018】
(実施例1)
図1は本発明の第1の実施例におけるモータ断面図であり、図2はそのモータ上部拡大図、図3はそのモータ下部拡大図、図4はそのスリーブ内部詳細図、図5はそのスラスト動圧流体軸受詳細図を示す。
【0019】
図1から図5において、固定軸1がブラケット4の中央部に垂直に固定されている。そのブラケット4には、装置本体に搭載できるように凸部及びねじ締めつけ用の穴が設けられ、またコアホルダー12が取り付けられている。そのコアホルダー12の外周面には巻線が施されたステータコア11が、狭間隔の空隙を介してロータマグネット6に対向する位置に取り付けられている。
【0020】
ハブ3の外周面には磁気ディスク(図示せず)を装着し、その内周面には円筒状のロータフレーム5を介して円筒状の上記ロータマグネット6が取り付けられている。スリーブ2はハブ3の別の内周面に取り付けられ、そのスリーブ2内部には回転することによって潤滑流体(図示せず)の動圧を発生させるための動圧発生溝17が設けられている。そのスリーブ2は潤滑流体を介して固定軸1に回転自在に支持され、ラジアル動圧流体軸受R1,R2を構成している。
【0021】
また上記スリーブ2の上端部の端面には、潤滑流体の動圧を発生させるための動圧発生溝18を持った回転スラストリング8が固定され、潤滑流体を介して上記固定軸1に固定された固定スラストリング7に回転自在に支持され、スラスト圧流体軸受A1を構成している。なお、上記動圧発生溝18は固定スラストリング7側に設けてもよい。また上記スリーブ2の下端部の端面には、同じく潤滑流体の動圧を発生させるための動圧発生溝(図示せず)を持った回転スラストリング10が固定され、潤滑流体を介して上記ブラケット4の端面部に固定された固定スラストリング9に回転自在に支持され、スラスト動圧流体軸受A2を構成している。なお、上記動圧発生溝は固定スラストリング9側に設けてもよい。
【0022】
さらに、上記回転スラストリング8の上部には、シール部材13がその回転スラストリング8を挟む込みスリーブ2に固定される。そのシール部材13には、テーパ状の遠心力シール16とオイル溜まり30が設けられている。ハブ3の内周部と固定スラストリング7の外周部は微少隙間15をもって相対しており、そのハブ3の内周部には回転することによって清浄空間29から空気を引き込むためにスクリューを設けたビスコシール14が形成されている。
【0023】
ここで、ビスコシールとは、円筒状空間を形成しその円筒状空間を形成する内径側部材もしくは外径側部材にスクリューが形成され、回転することにより圧力を発生し空気の流れを磁気ディスクのある清浄空間からスラスト動圧流体軸受の方向へ発生させることによりミスト状になった潤滑流体をその清浄空間に飛散しないようにするものであり、ミストシールの具体例のひとつである。
【0024】
また、スリーブ2の下部外周部にはテーパ状の遠心力シール21が設けられている。
【0025】
ここで、遠心力シールとは、遠心力が回転中心からの半径に比例することを利用し、テーパを設けることにより、モータが回転した時、遠心力によって潤滑流体に動圧流体軸受方向への流れを発生させ液状の潤滑流体の流出を防ぐようにしたものであり、オイルシールの具体例のひとつである。
【0026】
遠心力シール21に、より一層効果を持たせるために回転体であるスリーブ21の外周に配設している。
【0027】
さらに、スリーブ2の下部外周部とコアホルダー12の内周部は微少隙間20をもって相対するとともに、そのスリーブ2の下部外周部には回転することによって清浄空間29からステータコア11とロータマグネット6がある空間を通り空気を引き込むためにスクリューを設けたビスコシール19が形成されている。
【0028】
上記構成により、遠心力シール16及び21によって液状の潤滑流体の流出を防止し、さらに、ミスト化し飛散する潤滑流体をビスコシール14及び19にて清浄空間に飛散しないようにすることができる。
【0029】
さらに、回転スラストリング10の外周部とコアホルダー12の内周部に微少隙間を設けることによりオイルシールとしての表面張力シール24が形成され、またコアホルダー12にはオイル溜まり22が配設されている。
【0030】
これにより、潤滑流体の流出防止をさらに強化することができる。
ところで潤滑流体は組立時においては、ラジアル動圧流体軸受R1,R2及びスラスト動圧流体軸受A1,A2に充填される。モータを回転させると、潤滑流体はラジアル動圧流体軸受R1,R2、スラスト動圧流体軸受A1,A2の中心部に集中する。しかし、余剰の潤滑流体の流れは定まらず、遠心力などによって飛散する場合がある。また、組立時に潤滑流体に気泡が巻き込まれたり、潤滑流体に微少な気泡が含まれていると温度変化によってその気泡が成長したり、回転することによって動圧流体軸受内部の圧力低下箇所に気泡が集まり成長し、潤滑流体を押し上げ飛散することも考えられる。さらには装置が長期間高温の環境に晒される場合は潤滑流体が流出しやすくなる。このような場合においても本発明のスピンドル装置は、ミストシール、オイルシール及びオイル溜まりの組み合わせにより、潤滑流体が清浄空間29に流出、飛散することを防止することができる。
【0031】
(実施例2)
図6は本発明の第2の実施例におけるモータ下部拡大図である。図6において、スリーブ52の内部には回転することによって潤滑流体の動圧を発生させるための動圧発生溝(図示せず)が設けられており、そのスリーブ52は潤滑流体を介して固定軸1に回転自在に支持され、ラジアル動圧流体軸受R2を構成している。本実施例が第1の実施例と異なる点は、スリーブ52の下部外周部に設けられたオイルシールであるテーパ状の遠心力シール25のテーパ角度が大きい点である。スリーブ52の下部においては、特に潤滑流体が自重によって流出しやすいため、遠心力シール25のテーパ角度を大きく採り、そのスペースを広げるようにするのが好ましい。
【0032】
上記構成により、潤滑流体の流出をより一層確実に防止することができる。
【0033】
(実施例3)
図7は本発明の第3の実施例におけるモータ断面図であり、図8はそのモータ下部拡大図を示す。
【0034】
図7及び図8において、本実施例が第1または第2の実施例と異なる点は次の通りである。巻線が施されたステータコア11がブラケット54に取り付けられ、そのブラケット54の中央内周部にマウントカラー62が取り付けられている。そのマウントカラー62には、その中央部に固定軸1が固定されるとともに、端面部には固定スラストリング60が固定されている。潤滑流体の動圧を発生させるための動圧発生溝は上記固定スラストリング60またはスリーブ52に固定された回転スラストリング10のどちらかに設けられており、それら固定スラストリング60と回転スラストリング10との間に潤滑流体を介してスラスト動圧流体軸受A2を構成している。第1または第2の実施例と同様に潤滑流体の流出を防止することができる。
【0035】
(実施例4)
図9は本発明の第4の実施例におけるモータ断面図である。
【0036】
図9において、本実施例が第1の実施例と異なる点は次の通りである。ブラケット104には、そのブラケット104に設けられたねじ締め付け用の穴などを密封するための密封シール26が配設されている。ハブ3の内周面とブラケット104の外周面との間に微少隙間を設けることにより、ミストシールとしてラビリンスシール27を設けている。
【0037】
通常、このようにラビリンスシールは、微少隙間と膨張室から成り立っている。つまり、巻線が施されたロータコア11とロータマグネット6が配置される空間28が膨張室となり、ハブ3の内周面とブラケット104の外周面との間が微少隙間(通常、この種の微少隙間をラビリンスシールと呼ぶ。)となり、膨張室28で空気の流れのエネルギーが消耗され、微少隙間を通過するとき空気の流量は極端に減少するので、清浄空間29へのミスト状になった潤滑流体の飛散を防止することができる。
【0038】
(実施例5)
図10は本発明の第5の実施例におけるモータ断面図であり、図11はそのモータ上部拡大図を示しす。
【0039】
図10及び図11において、マウントカラー212がブラケット204の中央内周部に取り付けられている。そのマウントカラー212の中央部には、垂直に固定軸301が固定されいる。そのブラケット204には、装置本体に搭載できるように凸部及びねじ締めつけ用の穴が設けられている。上記ブラケット204の外周面には巻線が施されたステータコア211が、狭間隔の空隙を介してロータマグネット206に対向する位置に取り付けられている。
【0040】
ハブ203の外周面には磁気ディスク(図示せず)が装着され、その内周面には円筒状のロータフレーム205を介して円筒状の上記ロータマグネット206が取り付けられている。ハブ203の内周面にはさらに、漏洩磁束防止のための磁気シールド板210が取り付けられている。スリーブ202はハブ203の別の内周面に取り付けられ、そのスリーブ202の内部には回転することによって潤滑流体の動圧を発生させるための動圧発生溝(図示せず)が設けられている。そのスリーブ202は潤滑流体を介して固定軸301に回転自在に支持され、ラジアル動圧流体軸受R201,R202を構成している。
【0041】
固定軸301の上端部には、両面に潤滑流体の動圧を発生させるための動圧発生溝を持った固定スラストリング207がトップスクリュー201に挟み込まれ同軸度を満足するように固定される。スリーブ202と上記固定スラストリング207の下面との間には潤滑流体を介してスラスト動圧流体軸受A202が形成され回転自在に支持される。上記固定スラストリング207の上部には、回転スラストリング208がスリーブ202に固定され、その固定スラストリング207の上面と回転スラストリング208の下面との間には潤滑流体を介してスラスト動圧流体軸受A201が形成され回転自在に支持される。
【0042】
上記トップスクリュー201の外周部とビスコシール213を形成するための部材209の内周部との間は、微少隙間214をもって相対している。回転スラストリング208の上部には、回転に伴ない清浄空間29から空気を引き込むように、上記部材209の内周部にスクリューを設けたビスコシール213が形成されている。そのビスコシール213にてミスト状の潤滑流体の飛散を防止することができる。
【0043】
また、スリーブ202の内周面と固定スラストリング207の外周面との間には、微少隙間219が形成されており潤滑流体が満たされいる。その潤滑流体は表面張力によって保持されている。さらに、トップスクリュー201の外周面と回転スラストリング208の内周面との間にも微少隙間220が形成されており潤滑流体が満たされ表面張力によって保持されている。
【0044】
その潤滑流体の表面張力によって潤滑流体の流出を防ぎ、さらに回転スラストリング208上部にミスト状に飛散した潤滑流体が行かないようにすることができる。なお、上記トップスクリュー201の外周面は固定軸の外周面であっても構わない。
【0045】
また、回転スラストリング208と部材209との間にオイル溜まり217を設け、回転スラストリング208の内周部にある余剰潤滑流体が遠心力で回転スラストリング208の表面を伝わりオイル溜まり217に溜まるようになっている。また、オイル溜まり217に対向してトップスクリュー201に凹溝218を設けることにより、仮に、回転スラストリング208の内周部にある余剰潤滑流体が遠心力によって流出したとしても清浄空間29に達しないようにすることができる。また、逆姿勢で放置された場合、余剰潤滑流体はトップスクリュー201を伝わり流れ落ちトップスクリュー201の先端に達する。この状態でモータを回転すれば潤滑流体は清浄空間に飛散することが考えられるが、トップスクリュー201に凹溝218を設けることにより流れ落ちる潤滑流体を凹溝218に溜まらせくい止め、清浄空間29へ流出することを防止できる。
【0046】
また、スリーブ202の下部外周部にはテーパ状の遠心力シール225が設けられている。遠心力シール225に、より一層効果を持たせるために回転体であるスリーブ202の外周に配設することにより潤滑流体の流出を防止している。スリーブ202と磁気シールド板210の間にオイル溜まり221が設けられ、さらにロータフレーム205と磁気シールド板210の間にもオイル溜まり226が設けられている。これにより、スリーブ202下部にある余剰潤滑流体は、遠心力によってスリーブ202の外周側に流出しようとするが、その潤滑流体の流れを上記遠心力シール225によって潤滑流体の流れを止めることができる。
【0047】
しかし、さらにスリーブ202の外周面を伝わって流出する可能性がある場合には、スリーブ202と磁気シールド板210の間にオイル溜まり221を設け、スリーブ202の下方からその外周面を伝わって流れてくる余剰潤滑流体をくいとめるようにしている。さらには、回転に伴なう遠心力で余剰潤滑流体が磁気シールド板210に伝わっても、この流出経路の途中であるロータフレーム205と磁気シールド板210の間にオイル溜まり226を設け、余剰潤滑流体が清浄空間29に流出しないようにしている。またオイル溜まり221及び226には回転停止を繰り返しても、潤滑流体をその表面張力により保持できるように隙間を設定しても良い。
【0048】
すなわち、潤滑流体が流出しようとしても、オイル溜まり221,オイル溜まり226を備えることにより、2段、3段の流出防止対策がなされており、清浄空間29への流出を確実に防止することができる。
【0049】
(実施例6)
図12は本発明の第6の実施例におけるモータ断面図であり、図13はそのモータ上部拡大図である。図12及び図13において、本実施例が第5の実施例と異なる点は次の通りである。回転スラストリング208の上部に磁性流体シールホルダー309がスリーブ202に固定されている。その磁性流体シールホルダー309には、磁性流体313を磁力で保持するための磁性流体シール314が固定されている。
【0050】
ここで、磁性流体シール314について説明する。磁性流体シール314は、両端面にN,S極を有する円環状のマグネット315を、同様な円環状の磁性材片316及び317によって挟み込み、サンドイッチ構造を成しており、そのマグネット315と磁性材片316及び317とによって囲まれ、磁性流体313を有している。その磁性流体313は図13に示すように、トップスクリュー201の外周面と、磁性材片316の上記外周面と対向する端面との間の微少隙間を完全に塞ぐ。この時、以下の磁路が形成される。マグネット315から発生した磁束は、磁性材片316、磁性流体313、トップスクリュー201を通り、トップスクリュー201の外周面と磁性材片317の上記外周面とが対向する端面との間の微少隙間を介して、磁性材片317を通りマグネット315に戻る。このような磁路が形成され磁性流体313が保持され、回転スラストリング208の内周部からミスト状の潤滑流体が清浄空間29へ飛散を防ぐことができる。
【0051】
ところで、磁性流体シールを使用するにあたっては、ほぼ完全な密閉空間318ができるので温度変化及び圧力差によって磁性流体313が破裂するおそれがあるが、密閉空間318の容積を小さくすることと、回転スラストリングの内周面208とトップスクリューの外周面201に微少隙間220を設け、表面張力によって潤滑流体を保持することによって、この潤滑流体の液面高さが変化し圧力均衡がとれ上記磁性流体313の破裂を回避できる。密閉空間318の容積より回転スラストリング内周面とトップスクリューの外周面とで囲まれたの容積の方を大きくすることが好ましい。
【0052】
なお、上記トップスクリューは固定軸に一体的に構成されていても構わない。
【0053】
(実施例7)
図14は本発明の第7の実施例におけるモータ断面図である。
【0054】
図14において、ブラケット304には、そのブラケット304に設けられたねじ締め付け用の穴などを密封するための密封シール222が配設されている。ハブ203の内周面とブラケット304の外周面との間に微少隙間を設けることにより、ミストシールとしてラビリンスシール223を設けている。第4の実施例と同様に、ステータコア211とロータマグネット206が存在する空間は膨張室224になるので、空気の流れのエネルギーはその膨張室224で消耗され、ラビリンスシール223を通過するときの空気の流量は極端に減少するので、清浄空間29へのミスト状になった潤滑流体の飛散を防止することができる。
【0055】
(実施例8)
図15は本発明の第8の実施例におけるモータ断面図である。
【0056】
図15において本実施例が第7の実施例と異なる点は、磁性流体シール314を設けることにより、ミスト状の潤滑流体のモータ上部からの飛散防止をさらに強化したものである。
【0057】
以上のように本発明によれば、ミスト状になった潤滑流体の飛散を防止するミストシール、潤滑流体そのものの流出を防止するオイルシール、余剰の潤滑流体の流出を防止するオイル溜りを組合わせ構成することにより、潤滑流体が清浄空間へ流出するのを防止することができ、信頼性の高いスピンドル装置を実現することができる。
【0058】
なお、本発明のスピンドル装置は、磁気ディスクドライブ装置ばかりでなく、光ディスクドライブ装置、CD−ROMドライブ装置、MDドライブ装置、DVDドライブ装置やその他のディスクドライブ装置及びディスクドライブ装置以外の装置にも適用可能であり、その工業的価値は大である。
【0059】
本発明は、上記の種々の実施例に関連付けて説明されているが、このほかに様々に変化されても実施され得る。
【0060】
本明細書や図面に用いた実施例は本発明をそれだけに限定するものではない。また、本実施例の詳細が請求項の範囲を限定するものでもない。
【0061】
【発明の効果】
本発明のモータは動圧流体軸受の潤滑流体を清浄空間へ飛散させない高信頼性を有する。シール構成においても特徴があり、動圧潤滑流体軸受から清浄空間までの構成は、動圧潤滑流体軸受→オイルシール(表面張力シール)→オイルシール(遠心力シール)→ミストシール(ビスコシール、磁性流体シール、ラビリンスシール)→清浄空間となり、表面張力シールで潤滑流体を動圧潤滑流体軸受へ保持させ、遠心力シールで流出した潤滑流体を戻す、さらに、ミスト状になり、飛散する潤滑流体をミストシールにて飛散防止するため、潤滑流体の流出、飛散に非常に効果がある。(モータ構成上、上記シール構成の一部を省略することもある。)さらに、潤滑流体を流出しないため、常に動圧流体軸受に潤滑流体が満たされ、磁気ディスク装置のライフ時間を大幅に延ばす効果がある。また、オイル溜まりや凹部を設けることにより、連続回転だけの流出防止だけではなく、高温放置、間欠運転、姿勢差による流出、飛散防止に大きな効果がある。
【0062】
また、ラジアル動圧流体軸受の上部と下部にスラスト動圧流体軸受の構造にしたことにより、上下ラジアル動圧軸受の軸受スパンが長くとれ、剛性アップが図れ、軸受バランスの良い動圧流体軸受が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるモータ断面図
【図2】本発明の第1の実施例におけるモータ上部拡大図
【図3】本発明の第1の実施例におけるモータ下部拡大図
【図4】本発明の第1の実施例におけるスリーブ内部詳細図
【図5】本発明の第1の実施例におけるスラスト動圧流体軸受部詳細図
【図6】本発明の第2の実施例におけるモータ下部拡大図
【図7】本発明の第3の実施例におけるモータ断面図
【図8】本発明の第3の実施例におけるモータ下部拡大図
【図9】本発明の第4の実施例におけるモータ断面図
【図10】本発明の第5の実施例におけるモータ断面図
【図11】本発明の第5の実施例におけるモータ上部拡大図
【図12】本発明の第6の実施例におけるモータ断面図
【図13】本発明の第6の実施例におけるモータ上部拡大図
【図14】本発明の第7の実施例におけるモータ断面図
【図15】本発明の第8の実施例におけるモータ断面図
【図16】従来例のモータ断面図
【符号の説明】
1 固定軸
2 スリーブ
3 ハブ
4 ブラケット
5 ロータフレーム
6 ロータマグネット
7 固定スラストリング
8 回転スラストリング
11 ステータコア
14、19 ビスコシール
16、21 遠心力シール
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a spindle device mounted on, for example, a disk drive for rotating a disk. In particular, the present invention relates to a structure of an outer rotor type spindle motor in which a rotor magnet is fixed to an inner diameter portion of a hub on which a magnetic disk is mounted in a magnetic disk drive device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a remarkable tendency to increase the capacity of computer systems due to the spread of computer networks, the spread of engineering workstations, and the utilization of databases. In addition, the mainstream of magnetic disk drive devices used as storage devices of computer systems has moved from 5 inches to 3.5 inches, and the size and thickness of the devices have been reduced. Along with the demand for such a magnetic disk drive device having a large capacity, a small size, and a low thickness, a spindle device, that is, a spindle motor (hereinafter, simply referred to as a motor) mounted on the device is also required to have high accuracy. Miniaturization is required. Particularly, the demand for higher precision is extremely strong.
[0003]
With the development of technology, the storage capacity of magnetic disk drive devices has also increased. Currently, magnetic disks mounted on such devices are capable of 8000 TPI (tracks / inch) to 10000 TPI, and have a fine spacing of about 3 μm in terms of track pitch. become. The performance required of the motor mounted on the apparatus is to always accurately trace each track at the minute interval. Conventionally, ball bearings have been used for bearings of this type of motor. The ball bearing always generates vibration as the ball rotates. The vibration level is about 0.15 μm as measured by non-repeatable run-out (Non-Repeatable Run Out: NRRO) of the hub of the motor to which the magnetic disk is fixed. It is said that there is. When such a vibration occurs, the magnetic head is deviated from the track by the amount of the vibration displacement, which may have an adverse effect on data writing and reading, and the conventional ball bearing has reached its limit to satisfy the required performance. I have.
[0004]
Recently, a fixed shaft and a sleeve rotatably supported by the fixed shaft or a fixed sleeve and a rotatable shaft rotatably supported by the fixed shaft have been provided for the purpose of achieving the above-described high accuracy, as well as reducing noise and extending the life. In addition, motors in which a radial hydrodynamic bearing is formed have been proposed.
[0005]
As a motor provided with such a hydrodynamic bearing, for example, a motor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-178489 is known.
[0006]
FIG. 16 shows a sectional view of this type of conventional motor. In FIG. 16, a fixed shaft 501 is vertically fixed to a central portion of a bracket 504, and a stator core 510 on which a winding is applied is also attached to the bracket 504. A rotor magnet 506 is fixed to the rotor frame 505 facing the stator core 510, and the rotor frame 505 is fixed to the hub 503. A bush 511 is fixed to an inner peripheral portion of a lower portion of the hub 503, and a bush 512 is attached to an outer peripheral portion of the bracket 504. The bush 511 and the bush 512 are opposed to each other with a gap. A magnetic disk (not shown) is mounted on the outer periphery of the hub 503.
[0007]
A dynamic pressure generating groove (not shown) for generating a dynamic pressure of the lubricating fluid by rotation is provided inside the sleeve 502, and the sleeve 502 rotates on the fixed shaft 501 via the lubricating fluid. The bearings are freely supported and constitute radial dynamic pressure fluid bearings R501 and R502. Axial dynamic bearings A501 and A502 are constituted by both end surfaces of the fixed thrust ring 507, the lower surface of the rotary thrust ring 508, and the upper surface of the sleeve 502. A concave groove 541 is provided on an outer peripheral portion of the cap 509, and a concave groove 542 is provided on an inner peripheral portion of the rotary thrust ring 508. The position of the lower edge of the groove 541 is substantially the center of the groove 542, the position of the upper edge of the groove 542 is substantially the center of the groove 541, and the position of both edges of the grooves 541 and 542 is They face each other differently.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a conventional motor equipped with this kind of hydrodynamic bearing, the lubricating fluid may be scattered in a space where the magnetic disk is located. Since data is written and read in this space with the magnetic head very close to the magnetic disk, the space must be kept extremely clean, and if the lubricating fluid flows out or scatters into the space, In such a case, serious problems such as head crash and head suction may occur. (Hereinafter, the above space is referred to as a clean space.)
In the conventional motor as well, as a measure for preventing the lubricating fluid from scattering into the clean space, an oil reservoir including the concave groove 541 and the concave groove 542 is provided so that the lubricating fluid does not come out from the upper part of the motor. There is a problem that it is not possible to shut off until the lubricating fluid flows out.
[0009]
The spindle device according to the present invention is provided with a mist seal that blocks outflow of mist-like lubricating fluid between the hydrodynamic bearing and the clean space where the magnetic disk is located, thereby avoiding problems such as head crash and head suction. It is an object of the present invention to provide a highly reliable spindle device that can perform the operation.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a bracket on which a stator core having a fixed shaft and a winding is mounted, a hub to which a disk is mounted and rotated, a rotor magnet mounted on the hub opposite to the stator core, and fixed to the hub. A spindle device that is rotatably supported on the fixed shaft via a lubricating fluid and has a sleeve that constitutes a radial dynamic pressure fluid bearing, comprising a thrust dynamic pressure fluid bearing on both end surfaces of the sleeve. Provided is a spindle device provided with a mist seal, such as a visco seal, a labyrinth seal, or a magnetic fluid seal, for blocking outflow of a mist-shaped lubricating fluid between a thrust hydrodynamic bearing and a clean space in which the disk exists. Things. According to the above configuration, it is possible to prevent the lubricating fluid in the form of a mist from being scattered in the clean space by the mist seal.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention provides a bracket on which a stator core having a fixed shaft and a winding is mounted, a hub to which a disk is mounted and rotated, a rotor magnet mounted on the hub opposite to the stator core, and fixed to the hub. A spindle device having a sleeve that is rotatably supported on the fixed shaft via a lubricating fluid and constitutes a radial dynamic pressure fluid bearing, wherein the sleeve device includes thrust dynamic pressure fluid bearings on both end surfaces of the sleeve. Provided is a spindle device provided with a mist seal, such as a visco seal, a labyrinth seal, or a magnetic fluid seal, for blocking outflow of a mist-shaped lubricating fluid between a thrust hydrodynamic bearing and a clean space in which the disk exists. Things. According to the above configuration, it is possible to prevent the lubricating fluid in the form of a mist from being scattered in the clean space by the mist seal.
[0012]
Further, by combining the oil seal for preventing the outflow of the lubricating fluid itself and the oil reservoir for preventing the outflow of the surplus lubricating fluid, it is possible to prevent the liquid lubricating fluid from flowing out to the clean space, An even more reliable spindle device can be realized.
[0013]
That is, the spindle device of the present invention is characterized by a seal configuration in which the lubricating fluid of the hydrodynamic bearing is not scattered into the clean space. The seal configuration from the dynamic pressure lubricating fluid bearing to the clean space is, for example, a dynamic pressure lubricating fluid bearing → oil seal (surface tension seal) → oil seal (centrifugal force seal) → mist seal (visco seal, magnetic fluid seal, labyrinth) Seal) → clean space, lubricating fluid is held in the hydrodynamic lubricating bearing by surface tension seal, lubricating fluid returned by centrifugal seal is returned, and lubricating fluid that becomes mist and scatters is scattered by mist seal This is very effective in preventing the lubricating fluid from flowing out and scattering. It should be noted that part of the seal configuration may be omitted from the viewpoint of the motor configuration.
[0014]
In addition, by providing an oil reservoir or a concave portion, a great effect can be expected not only in prevention of outflow due to continuous rotation, but also in prevention of outflow and scattering due to high-temperature standing, intermittent operation, a difference in posture.
[0015]
In addition, the thrust hydrodynamic bearings are formed on the upper and lower parts of the radial hydrodynamic bearing, so that the bearing span of the radial hydrodynamic bearing can be lengthened, rigidity can be improved, and a hydrodynamic bearing with good bearing balance can be obtained. There is also the effect that it can be done.
[0016]
Further, since the lubricating fluid does not flow out in the spindle device of the present invention, the hydrodynamic bearing is always filled with the lubricating fluid, which also has the effect of greatly extending the life time of the magnetic disk drive device.
[0017]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
(Example 1)
FIG. 1 is a sectional view of a motor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of the upper part of the motor, FIG. 3 is an enlarged view of the lower part of the motor, FIG. The detailed view of the hydrodynamic bearing is shown.
[0019]
1 to 5, a fixed shaft 1 is vertically fixed to a central portion of a bracket 4. The bracket 4 is provided with a projection and a hole for screw tightening so that the bracket 4 can be mounted on the apparatus main body, and a core holder 12 is attached. A stator core 11 on which a winding is applied is mounted on the outer peripheral surface of the core holder 12 at a position facing the rotor magnet 6 through a narrow gap.
[0020]
A magnetic disk (not shown) is mounted on an outer peripheral surface of the hub 3, and the cylindrical rotor magnet 6 is attached to an inner peripheral surface thereof via a cylindrical rotor frame 5. The sleeve 2 is attached to another inner peripheral surface of the hub 3, and a dynamic pressure generating groove 17 for generating a dynamic pressure of a lubricating fluid (not shown) by being rotated is provided inside the sleeve 2. . The sleeve 2 is rotatably supported on the fixed shaft 1 via a lubricating fluid, and constitutes radial dynamic pressure fluid bearings R1, R2.
[0021]
A rotary thrust ring 8 having a dynamic pressure generating groove 18 for generating a dynamic pressure of a lubricating fluid is fixed to an end surface of an upper end portion of the sleeve 2 and is fixed to the fixed shaft 1 via a lubricating fluid. The fixed thrust ring 7 is rotatably supported to form a thrust pressure fluid bearing A1. The dynamic pressure generating groove 18 may be provided on the fixed thrust ring 7 side. A rotary thrust ring 10 having a dynamic pressure generating groove (not shown) for generating a dynamic pressure of the lubricating fluid is fixed to an end surface of a lower end portion of the sleeve 2. 4 is rotatably supported by a fixed thrust ring 9 fixed to an end face of the end portion 4, and constitutes a thrust hydrodynamic bearing A2. The dynamic pressure generating groove may be provided on the fixed thrust ring 9 side.
[0022]
Further, a seal member 13 is fixed to the upper part of the rotary thrust ring 8 to the enclosing sleeve 2 which sandwiches the rotary thrust ring 8. The seal member 13 is provided with a tapered centrifugal seal 16 and an oil reservoir 30. The inner peripheral portion of the hub 3 and the outer peripheral portion of the fixed thrust ring 7 are opposed to each other with a small gap 15, and a screw is provided on the inner peripheral portion of the hub 3 for rotating to draw air from the clean space 29. A visco seal 14 is formed.
[0023]
Here, the visco-seal means that a screw is formed on an inner diameter side member or an outer diameter side member which forms a cylindrical space and forms the cylindrical space, and generates pressure by rotating, thereby causing the flow of air to flow through the magnetic disk. A mist-shaped lubricating fluid is generated from a certain clean space in the direction of the thrust hydrodynamic bearing so as not to scatter into the clean space, and is one specific example of a mist seal.
[0024]
A tapered centrifugal seal 21 is provided on the outer peripheral portion of the lower portion of the sleeve 2.
[0025]
Here, the centrifugal force seal uses the fact that the centrifugal force is proportional to the radius from the center of rotation, and by providing a taper, when the motor rotates, the centrifugal force causes the lubricating fluid to move toward the hydrodynamic bearing in the direction of the hydrodynamic bearing. This is to generate a flow to prevent the outflow of a liquid lubricating fluid, and is one of specific examples of an oil seal.
[0026]
The centrifugal seal 21 is provided on the outer periphery of the sleeve 21 which is a rotating body in order to further enhance the effect.
[0027]
Further, the lower outer peripheral portion of the sleeve 2 and the inner peripheral portion of the core holder 12 are opposed to each other with a minute gap 20, and the lower outer peripheral portion of the sleeve 2 is rotated to provide the stator core 11 and the rotor magnet 6 from the clean space 29. A visco seal 19 provided with a screw for drawing air through the space is formed.
[0028]
With the configuration described above, the outflow of the liquid lubricating fluid can be prevented by the centrifugal seals 16 and 21, and the lubricating fluid that is mist and scattered can be prevented from scattering into the clean space by the visco seals 14 and 19.
[0029]
Further, by providing a minute gap between the outer peripheral portion of the rotary thrust ring 10 and the inner peripheral portion of the core holder 12, a surface tension seal 24 as an oil seal is formed, and an oil reservoir 22 is provided in the core holder 12. I have.
[0030]
Thus, the prevention of the outflow of the lubricating fluid can be further enhanced.
By the way, the lubricating fluid is filled into the radial hydrodynamic bearings R1, R2 and the thrust hydrodynamic bearings A1, A2 at the time of assembly. When the motor is rotated, the lubricating fluid concentrates on the central portions of the radial hydrodynamic bearings R1, R2 and the thrust hydrodynamic bearings A1, A2. However, the flow of the surplus lubricating fluid is not determined, and may be scattered by centrifugal force or the like. In addition, bubbles may be entrained in the lubricating fluid during assembly, or if microscopic bubbles are contained in the lubricating fluid, the bubbles may grow due to temperature changes, and bubbles may be generated at locations where the pressure drops inside the hydrodynamic bearing due to rotation. Are gathered and grow, pushing up and scattering the lubricating fluid. Further, when the device is exposed to a high-temperature environment for a long period of time, the lubricating fluid tends to flow out. Even in such a case, the spindle device of the present invention can prevent the lubricating fluid from flowing out and scattering into the clean space 29 by the combination of the mist seal, the oil seal and the oil reservoir.
[0031]
(Example 2)
FIG. 6 is an enlarged view of the lower part of the motor according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, a dynamic pressure generating groove (not shown) for generating a dynamic pressure of a lubricating fluid by rotation is provided inside a sleeve 52, and the sleeve 52 is provided with a fixed shaft via the lubricating fluid. 1 and rotatably supported, and constitutes a radial dynamic pressure fluid bearing R2. This embodiment differs from the first embodiment in that the tapered centrifugal seal 25, which is an oil seal provided on the outer periphery of the lower portion of the sleeve 52, has a large taper angle. In the lower portion of the sleeve 52, since the lubricating fluid is particularly likely to flow out by its own weight, it is preferable to increase the taper angle of the centrifugal seal 25 to increase its space.
[0032]
With the above configuration, the outflow of the lubricating fluid can be more reliably prevented.
[0033]
(Example 3)
FIG. 7 is a sectional view of a motor according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an enlarged view of a lower portion of the motor.
[0034]
7 and 8, the present embodiment is different from the first or second embodiment in the following points. The wound stator core 11 is attached to a bracket 54, and a mount collar 62 is attached to a central inner peripheral portion of the bracket 54. The fixed collar 1 is fixed to the center of the mount collar 62, and the fixed thrust ring 60 is fixed to the end face. A dynamic pressure generating groove for generating a dynamic pressure of the lubricating fluid is provided in either the fixed thrust ring 60 or the rotary thrust ring 10 fixed to the sleeve 52. And a thrust hydrodynamic bearing A2 via a lubricating fluid. As in the first or second embodiment, the outflow of the lubricating fluid can be prevented.
[0035]
(Example 4)
FIG. 9 is a sectional view of a motor according to a fourth embodiment of the present invention.
[0036]
In FIG. 9, this embodiment is different from the first embodiment in the following points. The bracket 104 is provided with a sealing seal 26 for sealing a screw tightening hole or the like provided in the bracket 104. By providing a minute gap between the inner peripheral surface of the hub 3 and the outer peripheral surface of the bracket 104, a labyrinth seal 27 is provided as a mist seal.
[0037]
Usually, the labyrinth seal is composed of the minute gap and the expansion chamber. In other words, the space 28 in which the rotor core 11 and the rotor magnet 6 on which the windings are provided is arranged as an expansion chamber, and a small gap is formed between the inner peripheral surface of the hub 3 and the outer peripheral surface of the bracket 104 (usually, this kind of minute The gap is called a labyrinth seal.), The energy of the air flow is consumed in the expansion chamber 28, and the flow rate of the air is extremely reduced when passing through the minute gap, so that the mist-like lubrication to the clean space 29 is performed. Fluid scattering can be prevented.
[0038]
(Example 5)
FIG. 10 is a sectional view of a motor according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 11 is an enlarged view of the upper part of the motor.
[0039]
10 and 11, a mount collar 212 is attached to a central inner peripheral portion of the bracket 204. A fixed shaft 301 is vertically fixed to the center of the mount collar 212. The bracket 204 is provided with a convex portion and a hole for screw tightening so that the bracket 204 can be mounted on the apparatus main body. A stator core 211 on which a winding is applied is mounted on the outer peripheral surface of the bracket 204 at a position facing the rotor magnet 206 via a narrow gap.
[0040]
A magnetic disk (not shown) is mounted on an outer peripheral surface of the hub 203, and the cylindrical rotor magnet 206 is mounted on an inner peripheral surface of the hub 203 via a cylindrical rotor frame 205. A magnetic shield plate 210 for preventing magnetic flux leakage is further attached to the inner peripheral surface of the hub 203. The sleeve 202 is attached to another inner peripheral surface of the hub 203, and a dynamic pressure generating groove (not shown) for generating a dynamic pressure of the lubricating fluid by rotating the sleeve 202 is provided inside the sleeve 202. . The sleeve 202 is rotatably supported on a fixed shaft 301 via a lubricating fluid, and forms radial dynamic pressure fluid bearings R201 and R202.
[0041]
At the upper end of the fixed shaft 301, a fixed thrust ring 207 having a dynamic pressure generating groove for generating a dynamic pressure of the lubricating fluid on both surfaces is sandwiched by the top screw 201 and fixed so as to satisfy coaxiality. A thrust hydrodynamic bearing A202 is formed between the sleeve 202 and the lower surface of the fixed thrust ring 207 via a lubricating fluid, and is rotatably supported. On the upper part of the fixed thrust ring 207, a rotary thrust ring 208 is fixed to the sleeve 202, and a thrust hydrodynamic fluid bearing is provided between the upper surface of the fixed thrust ring 207 and the lower surface of the rotary thrust ring 208 via a lubricating fluid. A201 is formed and rotatably supported.
[0042]
The outer peripheral portion of the top screw 201 and the inner peripheral portion of the member 209 for forming the visco seal 213 face each other with a minute gap 214 therebetween. On the upper part of the rotary thrust ring 208, a visco seal 213 having a screw provided on the inner peripheral portion of the member 209 is formed so as to draw air from the clean space 29 with the rotation. The visco-seal 213 can prevent the mist-like lubricating fluid from scattering.
[0043]
A minute gap 219 is formed between the inner peripheral surface of the sleeve 202 and the outer peripheral surface of the fixed thrust ring 207, and is filled with a lubricating fluid. The lubricating fluid is held by surface tension. Further, a minute gap 220 is also formed between the outer peripheral surface of the top screw 201 and the inner peripheral surface of the rotary thrust ring 208, and is filled with a lubricating fluid and held by surface tension.
[0044]
The outflow of the lubricating fluid can be prevented by the surface tension of the lubricating fluid, and the lubricating fluid scattered in the form of mist can be prevented from flowing above the rotary thrust ring 208. The outer peripheral surface of the top screw 201 may be the outer peripheral surface of the fixed shaft.
[0045]
Further, an oil reservoir 217 is provided between the rotary thrust ring 208 and the member 209 so that excess lubricating fluid on the inner peripheral portion of the rotary thrust ring 208 is transmitted to the surface of the rotary thrust ring 208 by centrifugal force and accumulated in the oil reservoir 217. It has become. Further, by providing the concave groove 218 in the top screw 201 facing the oil reservoir 217, even if the surplus lubricating fluid in the inner peripheral portion of the rotary thrust ring 208 flows out due to centrifugal force, it does not reach the clean space 29. You can do so. When left in an upside down position, the surplus lubricating fluid flows down the top screw 201 and flows down to reach the tip of the top screw 201. If the motor is rotated in this state, the lubricating fluid may be scattered into the clean space. However, by providing the concave groove 218 in the top screw 201, the lubricating fluid flowing down is collected in the concave groove 218 and stopped, and flows out to the clean space 29. Can be prevented.
[0046]
Further, a tapered centrifugal seal 225 is provided on the outer peripheral portion of the lower portion of the sleeve 202. To make the centrifugal seal 225 more effective, the centrifugal seal 225 is disposed on the outer periphery of the sleeve 202 as a rotating body to prevent the lubricating fluid from flowing out. An oil reservoir 221 is provided between the sleeve 202 and the magnetic shield plate 210, and an oil reservoir 226 is also provided between the rotor frame 205 and the magnetic shield plate 210. As a result, the excess lubricating fluid at the lower portion of the sleeve 202 tends to flow out to the outer peripheral side of the sleeve 202 due to centrifugal force, but the flow of the lubricating fluid can be stopped by the centrifugal seal 225.
[0047]
However, if there is a possibility that the oil will further flow along the outer peripheral surface of the sleeve 202, an oil reservoir 221 is provided between the sleeve 202 and the magnetic shield plate 210, and the oil pool 221 flows down the outer peripheral surface of the sleeve 202 from below. It tries to stop the surplus lubricating fluid coming. Further, even if the surplus lubricating fluid is transmitted to the magnetic shield plate 210 by the centrifugal force accompanying the rotation, an oil reservoir 226 is provided between the rotor frame 205 and the magnetic shield plate 210 in the middle of this outflow path, and the surplus lubrication is provided. The fluid is prevented from flowing into the clean space 29. A gap may be set in the oil reservoirs 221 and 226 so that the lubricating fluid can be held by its surface tension even if the rotation is repeatedly stopped.
[0048]
That is, even if the lubricating fluid attempts to flow out, the oil reservoir 221 and the oil reservoir 226 are provided, so that two-stage and three-stage outflow prevention measures are taken, and the outflow to the clean space 29 can be reliably prevented. .
[0049]
(Example 6)
FIG. 12 is a sectional view of a motor according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 13 is an enlarged view of the upper part of the motor. 12 and 13, the present embodiment is different from the fifth embodiment in the following points. A magnetic fluid seal holder 309 is fixed to the sleeve 202 above the rotary thrust ring 208. A magnetic fluid seal 314 for holding the magnetic fluid 313 by magnetic force is fixed to the magnetic fluid seal holder 309.
[0050]
Here, the magnetic fluid seal 314 will be described. The magnetic fluid seal 314 has a sandwich structure in which an annular magnet 315 having N and S poles at both end surfaces is sandwiched between similar annular magnetic material pieces 316 and 317, and has a sandwich structure. It has a magnetic fluid 313 surrounded by the pieces 316 and 317. As shown in FIG. 13, the magnetic fluid 313 completely closes a minute gap between the outer peripheral surface of the top screw 201 and the end surface of the magnetic material piece 316 facing the outer peripheral surface. At this time, the following magnetic paths are formed. The magnetic flux generated from the magnet 315 passes through the magnetic material piece 316, the magnetic fluid 313, and the top screw 201, and passes through a minute gap between the outer peripheral surface of the top screw 201 and the end surface of the magnetic material piece 317 opposite to the outer peripheral surface. Through the magnetic material piece 317 and returns to the magnet 315. Such a magnetic path is formed, the magnetic fluid 313 is held, and the mist-like lubricating fluid can be prevented from scattering from the inner peripheral portion of the rotary thrust ring 208 to the clean space 29.
[0051]
In using a magnetic fluid seal, a magnetic fluid 313 may be ruptured due to a temperature change and a pressure difference because a substantially complete hermetic space 318 is formed. However, the volume of the hermetic space 318 may be reduced, and the rotation thrust may be reduced. By providing a minute gap 220 between the inner peripheral surface 208 of the ring and the outer peripheral surface 201 of the top screw and holding the lubricating fluid by surface tension, the level of the lubricating fluid changes and the pressure is balanced so that the magnetic fluid 313 can be balanced. Can be avoided. It is preferable to make the volume enclosed by the inner peripheral surface of the rotary thrust ring and the outer peripheral surface of the top screw larger than the volume of the closed space 318.
[0052]
Note that the top screw may be formed integrally with the fixed shaft.
[0053]
(Example 7)
FIG. 14 is a sectional view of a motor according to a seventh embodiment of the present invention.
[0054]
In FIG. 14, the bracket 304 is provided with a sealing seal 222 for sealing a screw tightening hole or the like provided in the bracket 304. By providing a minute gap between the inner peripheral surface of the hub 203 and the outer peripheral surface of the bracket 304, a labyrinth seal 223 is provided as a mist seal. As in the fourth embodiment, the space in which the stator core 211 and the rotor magnet 206 are located is the expansion chamber 224, so that the energy of the air flow is consumed in the expansion chamber 224 and the air flowing through the labyrinth seal 223. Is extremely reduced, so that the mist-like lubricating fluid can be prevented from scattering into the clean space 29.
[0055]
(Example 8)
FIG. 15 is a sectional view of a motor according to the eighth embodiment of the present invention.
[0056]
FIG. 15 is different from the seventh embodiment in that a magnetic fluid seal 314 is provided to further prevent the mist-like lubricating fluid from scattering from above the motor.
[0057]
As described above, according to the present invention, a mist seal for preventing scattering of a mist-like lubricating fluid, an oil seal for preventing outflow of lubricating fluid itself, and an oil sump for preventing outflow of excess lubricating fluid are combined. With this configuration, the lubricating fluid can be prevented from flowing out into the clean space, and a highly reliable spindle device can be realized.
[0058]
The spindle device of the present invention is applicable not only to magnetic disk drive devices but also to optical disk drive devices, CD-ROM drive devices, MD drive devices, DVD drive devices and other disk drive devices and devices other than disk drive devices. It is possible and its industrial value is great.
[0059]
Although the present invention has been described in connection with the various embodiments described above, it is to be understood that various other changes may be made.
[0060]
The embodiments used in the specification and the drawings do not limit the invention. Further, the details of the present embodiment do not limit the scope of the claims.
[0061]
【The invention's effect】
The motor of the present invention has high reliability in which the lubricating fluid of the hydrodynamic bearing is not scattered into the clean space. There is also a feature in the seal configuration, and the configuration from the dynamic pressure lubricating fluid bearing to the clean space is as follows: dynamic pressure lubricating fluid bearing → oil seal (surface tension seal) → oil seal (centrifugal force seal) → mist seal (visco seal, magnetic (Fluid seal, labyrinth seal) → It becomes a clean space, the lubricating fluid is held on the hydrodynamic bearing by the surface tension seal, the lubricating fluid returned by the centrifugal seal is returned, and the lubricating fluid that becomes mist and scatters is Since the mist seal prevents scattering, it is very effective for the outflow and scattering of the lubricating fluid. (Some parts of the seal structure may be omitted from the viewpoint of the motor structure.) Further, since the lubricating fluid does not flow out, the lubricating fluid is always filled in the hydrodynamic bearing, thereby greatly extending the life time of the magnetic disk drive. effective. Further, the provision of the oil reservoir or the concave portion has a great effect not only in preventing outflow due to continuous rotation but also in preventing outflow and scattering due to high temperature standing, intermittent operation, a difference in posture.
[0062]
In addition, the structure of the thrust hydrodynamic bearing at the upper and lower parts of the radial hydrodynamic bearing allows the bearing span of the upper and lower radial hydrodynamic bearings to be longer, increases rigidity, and provides a well-balanced hydrodynamic fluid bearing. can get.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a motor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of the upper part of the motor according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of a lower portion of the motor according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a detailed view of the inside of the sleeve according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a detailed view of a thrust hydrodynamic bearing portion according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged view of a lower portion of a motor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view of a motor according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an enlarged view of a lower portion of a motor according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a sectional view of a motor according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view of a motor according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an enlarged view of a motor upper part according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a sectional view of a motor according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an enlarged view of a motor upper part according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a sectional view of a motor according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a sectional view of a motor according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a sectional view of a conventional motor.
[Explanation of symbols]
1 fixed axis
2 sleeve
3 hub
4 Bracket
5 Rotor frame
6 rotor magnet
7 Fixed thrust ring
8 rotating thrust ring
11 Stator core
14, 19 Visco seal
16, 21 Centrifugal seal

Claims (9)

固定軸及び巻線を施したステータコアとを取り付けたブラケットと、ディスクを装着し回転されるハブと、前記ステータコアに対向して前記ハブに取り付けられたロータマグネットと、前記ハブに固定され、潤滑流体を介して前記固定軸に対し回転支持され、ラジアル動圧流体軸受を構成したスリーブとを有したスピンドル装置であって、前記スリーブの端面部にスラスト動圧流体軸受を備え、そのスラスト動圧流体軸受と前記ディスクが存在する空間との間に、ミスト状になった潤滑流体の流出を遮断する第1のシール手段、潤滑流体そのものの流出を遮断する第2シール手段及びオイル溜まりの3者を組み合わせ持ったスピンドル装置。A bracket to which a stator core having a fixed shaft and a winding is attached, a hub to which a disk is mounted and rotated, a rotor magnet attached to the hub facing the stator core, and a lubricating fluid fixed to the hub. And a sleeve that is rotatably supported on the fixed shaft via a fixed shaft and that constitutes a radial dynamic fluid bearing, comprising: a thrust dynamic fluid bearing on an end surface of the sleeve; The first seal means for blocking the outflow of the mist-like lubricating fluid, the second seal means for blocking the outflow of the lubricating fluid itself, and the oil sump are provided between the bearing and the space where the disk exists. Spindle device with combination. スリーブの両端面部にスラスト動圧流体軸受を備え、その両方のスラスト動圧流体軸受とディスクが存在する空間との間にそれぞれ第1のシール手段を備えた請求項1記載のスピンドル装置。2. The spindle device according to claim 1, wherein thrust hydrodynamic bearings are provided at both end surfaces of the sleeve, and first sealing means is provided between each of the thrust hydrodynamic bearings and the space where the disk exists. スリーブの片側端面部に配設された回転スラストリングと固定軸部分に配設された固定スラストリングとで構成されたスラスト動圧流体軸受を備えた請求項1記載のスピンドル装置。2. The spindle device according to claim 1, further comprising: a thrust hydrodynamic bearing comprising a rotary thrust ring disposed on one end surface of the sleeve and a fixed thrust ring disposed on a fixed shaft portion. 第1のシール手段がビスコシールである請求項1記載のスピンドル装置。The spindle device according to claim 1, wherein the first sealing means is a Visco seal. 第2のシール手段が遠心力シールである請求項1記載のスピンドル装置。The spindle device according to claim 1, wherein the second sealing means is a centrifugal seal. スリーブ外周に遠心力シールを備えた請求項1記載のスピンドル装置。The spindle device according to claim 1, wherein a centrifugal seal is provided on an outer periphery of the sleeve. ハブの内周面とブラケットの外周面との間に微少隙間を設けたラビリンスシールを備えた請求項1記載のスピンドル装置。2. The spindle device according to claim 1, further comprising a labyrinth seal provided with a minute gap between an inner peripheral surface of the hub and an outer peripheral surface of the bracket. 固定軸及び巻線を施したステータコアとを取り付けたブラケットと、ディスクを装着し回転されるハブと、前記ステータコアに対向して前記ハブに取り付けられたロータマグネットと、前記ハブに固定され、潤滑流体を介して前記固定軸に対し回転支持され、ラジアル動圧流体軸受を構成したスリーブとを有したスピンドル装置であって、前記巻線を施したステータコアに面する前記ハブの内面に配設された磁気シールド板を備え、前記スリーブと前記磁気シールド板との間にオイル溜まりを備えたスピンドル装置。A bracket to which a stator core having a fixed shaft and a winding is attached, a hub to which a disk is mounted and rotated, a rotor magnet attached to the hub facing the stator core, and a lubricating fluid fixed to the hub. And a sleeve that is rotatably supported on the fixed shaft via a shaft and that constitutes a radial dynamic pressure fluid bearing, the spindle device being disposed on the inner surface of the hub facing the stator core on which the winding is applied. A spindle device comprising a magnetic shield plate and an oil reservoir between the sleeve and the magnetic shield plate. 固定軸及び巻線を施したステータコアとを取り付けたブラケットと、ディスクを装着し回転されるハブと、前記ステータコアに対向して前記ハブに取り付けられたロータマグネットと、前記ハブに固定され、潤滑流体を介して前記固定軸に対し回転支持され、ラジアル動圧流体軸受を構成したスリーブとを有したスピンドル装置であって、前記巻線を施したステータコアに面する前記ハブの内面に配設された磁気シールド板を備え、前記ハブの内面に固定されたロータフレームを備え、前記磁気シールド板と前記ロータフレームとの間にオイル溜まりを備えたスピンドル装置。A bracket to which a stator core having a fixed shaft and a winding is attached, a hub to which a disk is mounted and rotated, a rotor magnet attached to the hub facing the stator core, and a lubricating fluid fixed to the hub. And a sleeve that is rotatably supported on the fixed shaft via a shaft and that constitutes a radial dynamic pressure fluid bearing, the spindle device being disposed on the inner surface of the hub facing the stator core on which the winding is applied. A spindle device including a magnetic shield plate, a rotor frame fixed to an inner surface of the hub, and an oil reservoir between the magnetic shield plate and the rotor frame.
JP25824598A 1997-09-12 1998-09-11 Spindle device with hydrodynamic bearing Expired - Fee Related JP3551036B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25824598A JP3551036B2 (en) 1997-09-12 1998-09-11 Spindle device with hydrodynamic bearing

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9-248037 1997-09-12
JP24803797 1997-09-12
JP25824598A JP3551036B2 (en) 1997-09-12 1998-09-11 Spindle device with hydrodynamic bearing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11150914A JPH11150914A (en) 1999-06-02
JP3551036B2 true JP3551036B2 (en) 2004-08-04

Family

ID=26538551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25824598A Expired - Fee Related JP3551036B2 (en) 1997-09-12 1998-09-11 Spindle device with hydrodynamic bearing

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3551036B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4792807B2 (en) * 2005-05-06 2011-10-12 株式会社安川電機 Motor and wafer transfer robot equipped with the same
KR101101681B1 (en) * 2010-06-15 2011-12-30 삼성전기주식회사 Motor and recording disc drive
JP2017028895A (en) * 2015-07-24 2017-02-02 日本電産株式会社 Spindle motor and disc driving device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11150914A (en) 1999-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6219199B1 (en) Spindle device having a dynamic-pressure-fluid bearing
US5885005A (en) Bearing device and spindle motor provided with the bearing device
US5516212A (en) Hydrodynamic bearing with controlled lubricant pressure distribution
US8534919B2 (en) Apparatus for fluid recirculation
US7281852B2 (en) Spool bearing with asymmetric sealing
JP3948651B2 (en) Spindle motor
JP2004286145A (en) Dynamic pressure bearing, spindle motor using the same, and disk drive mechanism with spindle motor
US7241051B2 (en) Radial capillary seal for fluid dynamic bearing motors
JP2000076779A (en) Magnetic disk device
KR20000022526A (en) Spindle motor with multiple thrust plate fluid dynamic bearing
WO2003079348A1 (en) Disk drive moter with constant pressure magnetically preloaded fluid dynamic bearing
JP2007292107A (en) Fluid bearing type rotating device
KR100679794B1 (en) Fluid bearing system for disc drive motors and disc drive motors
JP2008121849A (en) Dynamic pressure fluid bearing device, spindle motor and record reproduction device
JP2006029565A (en) Fluid bearing device, spindle motor having the same, and hard disk drive device
JP4473716B2 (en) Fluid dynamic bearing device, spindle motor provided with the fluid dynamic bearing device, and recording disk drive device
JP3551036B2 (en) Spindle device with hydrodynamic bearing
JP2006022951A (en) Fluid dynamic pressure bearing, and spindle motor and recording disc drive unit comprising the same
US20060133704A1 (en) Hydrodynamic bearing device and spindle motor
JP2008190660A (en) Bearing mechanism, motor, and recording disk drive device
US7056026B2 (en) Capillary seal with fill pool
US7347625B2 (en) Grooving in FDB motor capillary seal
JP3760128B2 (en) Spindle motor and disk drive device using this spindle motor
JP4511403B2 (en) Spindle motor
JP2006211795A (en) Spindle motor

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20031226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040330

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040412

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090514

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100514

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees