スピンドルモータ
【課題】軸固定型のスピンドルモータが提供される。
【解決手段】本発明の一実施例によるスピンドルモータは、ベース部材に固設される下部スラスト部材と、上記下部スラストと上記ベース部材のうち少なくとも１つに固設されるシャフトと、上記下部スラスト部材の上部に配置され、上記シャフトに回転可能に設けられるスリーブと、上記スリーブに結合され、上記スリーブと連動して回転するロータハブと、上記シャフトの上端部に固設され、上記スリーブとともに気液界面を形成する上部スラスト部材と、上記上部スラスト部材の上部に配置されるよう、上記シャフトに固設される蓋部材とを含み、上記上部スラスト部材は、底面が上記シャフトとの締結強度の向上のために上記シャフトの上面に支持され、上面が上記蓋部材により加圧される段部を備えることができる。
【解決手段】本発明の一実施例によるスピンドルモータは、ベース部材に固設される下部スラスト部材と、上記下部スラストと上記ベース部材のうち少なくとも１つに固設されるシャフトと、上記下部スラスト部材の上部に配置され、上記シャフトに回転可能に設けられるスリーブと、上記スリーブに結合され、上記スリーブと連動して回転するロータハブと、上記シャフトの上端部に固設され、上記スリーブとともに気液界面を形成する上部スラスト部材と、上記上部スラスト部材の上部に配置されるよう、上記シャフトに固設される蓋部材とを含み、上記上部スラスト部材は、底面が上記シャフトとの締結強度の向上のために上記シャフトの上面に支持され、上面が上記蓋部材により加圧される段部を備えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドルモータに関し、より詳しくは、軸固定型のスピンドルモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーバ（ｓｅｒｖｅｒ）用のハードディスク（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ）駆動装置などの情報記録再生装置には、一般的に、耐衝撃性の強い軸をハードディスク駆動装置のボックスに固定した、いわゆる軸固定型スピンドルモータが搭載される。
【０００３】
即ち、サーバ用のハードディスク駆動装置に搭載されるスピンドルモータには、外部からの衝撃によってサーバに記録される情報が破損したり、読み出し／書き込みが不能となるのを防止するためにシャフトが固設される。
【０００４】
このように、固定型シャフトが取り付けられる場合、潤滑流体が充填される流体動圧軸受アセンブリーを構成するためには、一般的に２つのスリーブと、２つの固定部材、並びに、固定部材の上部・下部を遮蔽するための２つのカバーなどが必要である。即ち、固設されるシャフトを備える流体動圧軸受アセンブリーを構成するためには多くの構成部品が必要であり、これによって、製造コストが高くなるという問題が発生する。
【０００５】
また、最近では、固定型シャフトを備えるスピンドルモータの回転特性の向上についての技術開発が求められており、このために、軸受スパンの長さを増加させる構造についての開発が強く求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、回転特性を向上させることができるスピンドルモータを提供することにある。即ち、軸受スパンの長さを増加させて回転特性を向上させるとともに、シャフトとスラスト部材の締結強度の低下を抑制できるスピンドルモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施例によるスピンドルモータは、ベース部材に固設される下部スラスト部材と、上記下部スラストと上記ベース部材のうち少なくとも１つに固設されるシャフトと、上記下部スラスト部材の上部に配置され、上記シャフトに回転可能に設けられるスリーブと、上記スリーブに結合され、上記スリーブと連動して回転するロータハブと、上記シャフトの上端部に固設され、上記スリーブとともに気液界面を形成する上部スラスト部材と、上記上部スラスト部材の上部に配置されるよう、上記シャフトに固設される蓋部材とを含み、上記上部スラスト部材は、底面が上記シャフトとの締結強度の向上のために上記シャフトの上面に支持され、上面が上記蓋部材により加圧される段部を備えることができる。
【０００８】
上記スリーブの上端部には、上記上部スラスト部材とともに気液界面を形成するために、上部側の外径が下部側の外径よりも大きく形成される傾斜部を有することができる。
【０００９】
上記上部スラスト部材は、内部面が上記シャフトに接合されるボディと、上記ボディから延設され、上記傾斜部とともに気液界面を形成する突出部と、上記ボディの内部面から半径方向内側に延設される上記段部とを備えることができる。
【００１０】
上記シャフトは、スリーブと上記シャフトによって形成される軸受隙間に充填された潤滑流体を２つの部分に分離させるために、外周面から湾入形成される湾入溝を備えることができる。
【００１１】
上記スリーブは、上記湾入溝に対向配置され、上記湾入溝と上記スリーブの外部を連通させる連通孔を備えることができる。
【００１２】
上記ロータハブは、上記上部スラスト部材が内部に挿入配置される挿入部を形成するロータハブボディと、上記ロータハブボディの縁から延設され、内部面にマグネットアセンブリーが装着される装着部と、上記装着部の末端から半径方向外側に向かって延設される延長部とを備えることができる。
【００１３】
上記上部スラスト部材の外部面と上記上部スラスト部材の外部面に対向配置される上記ロータハブの内部面は、０．３ｍｍ以下の隙間を形成することができる。
【００１４】
本発明の他の実施例によるスピンドルモータは、ベース部材に固設される下部スラスト部材と、上記下部スラストと上記ベース部材のうち少なくとも１つに固設されるシャフトと、上記下部スラスト部材の上部に配置され、上記シャフトに回転可能に設けられるスリーブと、上記スリーブに結合され、上記スリーブと連動して回転するロータハブと、上記シャフトの上端部に固設され、上記スリーブとともに気液界面を形成する上部スラスト部材と、上記上部スラスト部材の上部に配置されるよう、上記シャフトに固設される蓋部材とを含み、上記シャフトの上端部には、上記スラスト部材との締結強度の向上のために上記上部スラスト部材の底面を支持する段差部が備えられることができる。
【００１５】
上記上部スラスト部材は、上面が上記シャフトの上面よりも高く配置され、上記蓋部材により加圧されることができる。
【００１６】
本発明のさらに他の実施例によるスピンドルモータは、ベース部材に固設される下部スラスト部材と、上記下部スラストと上記ベース部材のうち少なくとも１つに固設されるシャフトと、上記下部スラスト部材の上部に配置され、上記シャフトに回転可能に設けられるスリーブと、上記スリーブに結合され、上記スリーブと連動して回転するロータハブと、上記シャフトの上端部に固設され、上記スリーブとともに気液界面を形成する上部スラスト部材と、上記上部スラスト部材の上部に配置されるよう、上記シャフトに固設される蓋部材とを含み、上記シャフトの上面と上記上部スラスト部材の上面は同一平面に配置され、上記蓋部材により加圧されることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、上部スラスト部材に備えられる段部によってシャフトと上部スラスト部材の締結強度を向上させることができ、上部スラスト部材の厚さを減少させることができる。
【００１８】
これにより、上部スラスト部材の厚さが減少した分だけ軸受スパンの長さを増加させることができ、回転特性を向上させることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図である。
【図２】図１のＡ部を示す拡大図である。
【図３】本発明の一実施例によるスリーブと上部スラスト部材を部分的に切開して示した分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施例によるスピンドルモータ作動を説明するための説明図である。
【図５】本発明の他の実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では図面を参照し本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。但し、本発明の思想は提示される実施例に限らず、本発明の思想を理解する当業者は同一思想の範囲内で他の構成要素の追加、変更、削除などを通して退歩的な他の発明や本発明の思想の範囲内に含まれる他の実施例を容易に提案することができ、これも本願発明の思想の範囲内に含まれる。
【００２１】
また、本発明を説明において、関連する公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明確にすると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図であり、図２は、図１のＡ部を示す拡大図であり、図３は、本発明の一実施例によるスリーブと上部スラスト部材を部分的に切開して示した分解斜視図であり、図４は、本発明の一実施例によるスピンドルモータの作動を説明するための説明図である。
【００２３】
図１から図４を参照すると、本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００は、ベース部材１１０、下部スラスト部材１２０、シャフト１３０、スリーブ１４０、ロータハブ１５０、上部スラスト部材１６０及び蓋部材１７０を含んで構成されることができる。
【００２４】
ベース部材１１０は、ロータハブ１５０とともに所定の空間を設けるために装着溝１１２を備えることができる。そして、ベース部材１１０は、軸方向上部側に延設され、外周面にステータコア１０２が設けられる結合部１１４を備えることができる。
【００２５】
また、結合部１１４の外周面には、ステータコア１０２が装着されるように装着面１１４ａが備えられることができる。そして、結合部１１４に装着されたステータコア１０２は、上記のベース部材１１０の装着溝１１２の上部に配置されることができる。
【００２６】
下部スラスト部材１２０はベース部材１１０に固設される。即ち、下部スラスト部材１２０は結合部１１４に挿設され、より詳しくは、下部スラスト部材１２０の外周面が結合部１１４の内周面に接合されるように設けられることができる。
【００２７】
一方、下部スラスト部材１２０は、内部面がシャフト１３０に固設され、外部面がベース部材１１０に固設される円盤部１２２と、円盤部１２２から軸方向上側に延設される延長部１２４を備えてもよい。
【００２８】
よって、下部スラスト部材１２０は、中空を有するカップ状であってもよい。即ち、断面が「Ｌ」字状を有するように形成されてもよい。
【００２９】
また、円盤部１２２にはシャフト１３０を設けるための設置孔１２２ａが形成されてもよく、シャフト１３０は設置孔１２２ａに挿入されて装着される。
【００３０】
ここで、方向に対する用語を定義すると、軸方向は、図１からみて、上下方向、即ち、シャフト１３０の下部側から上部側に向かう方向またはシャフト１３０の下部側から上部側に向かう方向を意味し、半径方向は、図１からみて、左右方向、即ち、シャフト１３０からロータハブ１５０の外周面に向かう方向またはロータハブ１５０の外周面からシャフト１３０に向かう方向を意味し、円周方向は、ロータハブ１５０の外周面に沿って回転する方向を意味する。
【００３１】
また、下部スラスト部材１２０は、ベース部材１１０とともに固定部材、即ち、ステータに含まれる。
【００３２】
一方、下部スラスト部材１２０の外部面は、ベース部材１１０の内部面に接着剤または／及び溶接によって接合されてもよい。換言すれば、下部スラスト部材１２０の外部面は、ベース部材１１０の結合部１１４の内部面に固定して接合される。
【００３３】
また、下部スラスト部材１２０の上面またはスリーブ１４０の底面のうち少なくとも一方には、スラスト流体動圧を発生させるためのスラスト動圧グルーブ（図示せず）が形成されてもよい。
【００３４】
これに加えて、下部スラスト部材１２０は、潤滑流体が漏れることを防止するためのシーリング部材の役割を同時に果たすことができる。
【００３５】
シャフト１３０はベース部材１１０と下部スラスト部材のうち少なくとも１つに固設される。即ち、シャフト１３０の下端部が下部スラスト部材１２０の円盤部１２２に形成された設置孔１２２ａに挿入されるように設けられることができる。
【００３６】
また、シャフト１３０の下端部は、接着剤または／及び溶接によって円盤部１２２の内部面と接合されることができる。これにより、シャフト１３０が固定されるようになる。
【００３７】
そして、本実施例では、シャフト１３０が下部スラスト部材に固設される場合を例に挙げて説明しているが、これに限定されず、シャフト１３０はベース部材１１０に固設されてもよい。
【００３８】
一方、シャフト１３０も上記下部スラスト部材１２０、ベース部材１１０とともに固定部材、即ち、ステータに含まれる構成である。
【００３９】
そして、シャフト１３０は、外周面から湾入形成され、軸受隙間Ｂ１、Ｂ２に充填された潤滑流体を２つの部分に分離させる湾入溝１３２を備える。湾入溝１３２の断面形状は「Ｖ」字状であってもよい。
【００４０】
湾入溝１３２は、スリーブ１４０の内部面とともに気液界面（即ち、潤滑流体と空気との界面）を形成させる役割をする。
【００４１】
これについては後述する。
【００４２】
一方、シャフト１３０の上面には、蓋部材１７０が固設されるように結合手段１９０、例えば、ネジが締結されるネジ部１３４が備えられてもよい。
【００４３】
スリーブ１４０はシャフト１３０に回転可能に設けられることができる。このために、スリーブ１４０はシャフト１３０が挿入される貫通孔１４１を備えることができる。一方、スリーブ１４０がシャフト１３０に設けられる場合、スリーブ１４０の内周面とシャフト１３０の外周面は、所定間隔離隔して配置され、軸受隙間Ｂ１、Ｂ２を形成する。
【００４４】
そして、この軸受隙間Ｂ１、Ｂ２に潤滑流体が充填される。
【００４５】
ここで、軸受隙間Ｂ１、Ｂ２についてより詳細に説明すると、軸受隙間Ｂ１、Ｂ２は、上部軸受隙間Ｂ１と下部軸受隙間Ｂ２で構成されることができる。また、上部軸受隙間Ｂ１はシャフト１３０の上端部とスリーブ１４０の上端部によって形成される空間、及びスリーブ１４０の上端部と上部スラスト部材１６０によって形成される空間を意味する。
【００４６】
また、下部軸受隙間Ｂ２は、シャフト１３０の下端部とスリーブ１４０の下端部によって形成される空間、及びスリーブ１４０の下端部と下部スラスト部材１２０によって形成される空間を意味する。
【００４７】
一方、ここで、シャフト１３０に形成される湾入溝１３２について説明すると、湾入溝１３２は、上記の軸受隙間Ｂ１、Ｂ２、即ち、上部軸受隙間Ｂ１と下部軸受隙間Ｂ２に充填されたそれぞれの潤滑流体と空気との界面を形成させる役割をする。
【００４８】
即ち、湾入溝１３２の上部側には、上部軸受隙間Ｂ１に充填された潤滑流体と空気との界面、即ち、第１気液界面Ｆ１が形成されることができる。同様に、湾入溝１３２の下部側には、下部軸受隙間Ｂ２に充填された潤滑流体と空気との界面、即ち、第２気液界面Ｆ２が形成されることができる。
【００４９】
このように、第１、第２気液界面Ｆ１、Ｆ２が形成されるように、湾入溝１３２は「Ｖ」字状を有するように形成される。即ち、毛細管現象によって第１、第２気液界面Ｆ１、Ｆ２が形成されるように、湾入溝１３２は「Ｖ」字状を有する。
【００５０】
また、スリーブ１４０は、湾入溝１３２に対向配置され、湾入溝１３２とスリーブ１４０の外部を連通させる連通孔１４２を備えてもよい。即ち、上記したような第１、第２気液界面Ｆ１、Ｆ２が形成されるよう、スリーブ１４０の外部と湾入溝１３２の圧力を同一に維持させるための連通孔１４２がスリーブ１４０に形成されてもよい。
【００５１】
一方、スリーブ１４０の上端部には、上部スラスト部材１６０とともに気液界面を形成するために、上部側の外径が下部側の外径よりも大きく形成される傾斜部１４３を有してもよい。
【００５２】
換言すれば、スリーブ１４０の外周面と上部スラスト部材１６０の内周面との間の空間に第３気液界面Ｆ３が形成されるよう、スリーブ１４０の上端部には上部側の外径が下部側の外径よりも大きく形成される傾斜部１４３が形成されることができる。
【００５３】
即ち、上部軸受隙間Ｂ１に充填された潤滑流体は、第１気液界面Ｆ１と第３気液界面Ｆ３を形成する。
【００５４】
一方、スリーブ１４０の上端部には、スリーブ１４０の上面に段差があるように形成され、シーリング溝１０６を形成するための段差面１４４が形成されてもよい。段差面１４４についての詳細な事項は後述する。
【００５５】
また、スリーブ１４０の外周面にはロータハブ１５０が接合される。即ち、段差面１４４の下部はロータハブ１５０の内部面に対応する形状を有し、ロータハブ１５０が固設されるように形成されることができる。即ち、スリーブ１４０の外周面には接合面１４５が形成されることができる。
【００５６】
一方、スリーブ１４０の外周面下端部は、下部スラスト部材１２０の延長部１２４とともに気液界面を形成するために、半径方向内側に向かって上向きに傾斜して形成されてもよい。
【００５７】
即ち、スリーブ１４０の外周面と下部スラスト部材１２０の延長部１２４との間の空間に第４気液界面Ｆ４が形成されるように、スリーブ１４０の下端部は半径方向内側に向かって上向きに傾斜して形成されることができる。
【００５８】
このように、第４気液界面Ｆ４がスリーブ１４０の下端部と延長部１２４との間の空間に形成されるため、下部軸受隙間Ｂ２に充填された潤滑流体は第２気液界面Ｆ２と第４気液界面Ｆ４を形成する。
【００５９】
また、スリーブ１４０の内部面には、スリーブ１４０の回転時、軸受隙間Ｂ１、Ｂ２に充填された潤滑流体を媒介として流体動圧を発生させるための動圧グルーブ１４６が形成されてもよい。即ち、動圧グルーブ１４６は、図３に示したように、 上部・下部動圧グルーブ１４６ａ、１４６ｂからなってもよい。
【００６０】
但し、動圧グルーブ１４６は、スリーブ１４０の内部面に形成される場合に限らず、シャフト１３０の外周面に形成されてもよい。
【００６１】
ロータハブ１５０は、スリーブ１４０に結合され、スリーブ１４０と連動して回転する。
【００６２】
ロータハブ１５０は、上部スラスト部材１６０が内部に挿入配置される挿入部１５２ａが形成されたロータハブボディ１５２と、ロータハブボディ１５２の縁から延設され、内部面にマグネットアセンブリー１８０が装着される装着部１５４と、装着部１５４の末端から半径方向外側に向かって延設される延長部１５６とを備えることができる。
【００６３】
一方、ロータハブボディ１５２の内部面の下端部はスリーブ１４０の外部面に接合されてもよい。即ち、スリーブ１４０の接合面１４５にロータハブボディ１５２の内部面の下端部が接着剤または／及び溶接によって接合されてもよい。
【００６４】
これによって、ロータハブ１５０の回転時、スリーブ１４０がロータハブ１５０とともに回転するようになる。
【００６５】
また、装着部１５４は、ロータハブボディ１５２から軸方向下側に向かって延設される。そして、装着部１５４の内部面にマグネットアセンブリー１８０が固設されることができる。
【００６６】
一方、マグネットアセンブリー１８０は、装着部１５４の内部面に固設されるヨーク１８２と、ヨーク１８２の内周面に設けられるマグネット１８４で構成されてもよい。
【００６７】
ヨーク１８２は、マグネット１８４からの磁場がステータコア１０２に向けて磁束密度を増加させるようにする。一方、ヨーク１８２は、円形の環状であってもよく、マグネット１８４から発生する磁場による磁束密度を向上できるよう一端部が折曲された形状を有するように形成されてもよい。
【００６８】
マグネット１８４は環状であってもよく、円周方向に沿ってＮ極とＳ極が交互に着磁されて、一定の強さの磁場を発生する永久磁石であってもよい。
【００６９】
一方、マグネット１８４は、コイル１０１が巻線されるステータコア１０２の先端に対向配置され、コイル１０１が巻線されたステータコア１０２との電磁気的相互作用によりロータハブ１５０が回転できる駆動力を発生させる。
【００７０】
即ち、コイル１０１に電源が供給されると、コイル１０１が巻線されたステータコア１０２と、これに対向配置されるマグネット１８４の電磁気的相互作用によりロータハブ１５０が回転できる駆動力が生じ、よって、ロータハブ１５０がスリーブ１４０と連動して回転するようになる。
【００７１】
上部スラスト部材１６０は、シャフト１３０の上端部に固設され、スリーブ１４０とともに気液界面を形成する。また、上部スラスト部材１６０は底面がシャフト１３０との締結強度の向上のためにシャフト１３０の上面に支持され、上面が蓋部材１７０により加圧される段部１６６を備えることができる。
【００７２】
一方、上部スラスト部材１６０は、内部面がシャフト１３０に接合されるボディ１６２と、ボディ１６２から延設され傾斜部１４３とともに気液界面を形成する突出部１６４と、ボディ１６２の内部面から半径方向内側に延設される段部１６６とを備えてもよい。
【００７３】
突出部１６４は、ボディ１６２から軸方向下側に延設され、内部面が傾斜部１４３に対向配置されてもよい。
【００７４】
また、突出部１６４は、シャフト１３０と平行にボディ１６２から延設されてもよい。
【００７５】
そして、上部スラスト部材１６０は、シャフト１３０の外周面上端部、スリーブ１４０の外部面及びロータハブ１６０の内部面によって形成される空間に挿入配置されてもよい。
【００７６】
また、上部スラスト部材１６０も、ベース部材１１０、下部スラスト部材１２０、シャフト１３０とともに固設される固定部材であって、ステータを構成する部材である。
【００７７】
一方、上部スラスト部材１６０がシャフト１３０に固設され、スリーブ１４０がロータハブ１６０とともに回転するため、スリーブ１４０の傾斜部１４３と突出部１６４との間の空間に形成された第３気液界面Ｆ３は、スリーブ１４０の回転時、図４に示したようにスリーブ１４０の傾斜部１４３側に傾くようになる。
【００７８】
即ち、第３気液界面Ｆ３がスリーブ１４０の外周面側に傾くようになり、遠心力によって潤滑流体が飛散することをさらに低減できる。
【００７９】
さらに、上部スラスト部材１６０の外周面とこれに対向配置される上記ロータハブ１５０の内部面は、ラビリンスシール（Ｌａｂｙｒｉｎｔｈ Ｓｅａｌ）を形成する。即ち、上部スラスト部材１６０の外部面とロータハブボディ１５２の内部面は、所定間隔離隔して配置され、蒸発された潤滑流体を含む空気が外部へ流動することを抑えるためのラビリンスシールを形成する。
【００８０】
これにより、蒸発された潤滑流体を含む空気が外部へ流動することを抑制し、潤滑流体の減少を抑制することができる。
【００８１】
また、上部スラスト部材１６０の外周面とロータハブボディ１５２の内部面は、０．３ｍｍ以下の隙間を形成することができる。
【００８２】
そして、段部１６６は、蓋部材１７０が締結手段１９０、即ち、ネジによってシャフト１３０に固設される場合、蓋部材１７０によって加圧される。これにより、上部スラスト部材１６０とシャフト１３０の締結強度が向上するようになる。
【００８３】
即ち、段部１６６は、底面がシャフト１３０に支持され、上面が蓋部材１７０により加圧されて、上部スラスト部材１６０をより堅固にシャフト１３０に固定させる役割を果たす。
【００８４】
これによって、上部スラスト部材１６０の厚さを減少させない場合と比較して、上部スラスト部材１６０のボディ１６２の厚さを減少させても上部スラスト部材１６０とシャフト１３０を一定の締結強度を維持することができる。
【００８５】
結局、段部１６６によって上部スラスト部材１６０の厚さを減少させながらスリーブ１４０の軸方向の長さを増加させることができ、よって、軸受スパンＳの長さを増加させることができる。
【００８６】
即ち、軸受スパンＳの長さを増加させることで、スリーブ１４０とロータハブ１５０との回転特性を向上させることができる。
【００８７】
一方、上部スラスト部材１６０の底面、または上部スラスト部材１６０の底面に対向配置されるスリーブ１４０の上面のうち少なくとも１つには、スラスト動圧を発生させるためのスラスト動圧グルーブ（図示せず）が形成されてもよい。
【００８８】
そして、上部スラスト部材１６０は、上部軸受隙間Ｂ１に充填される潤滑流体が上部側に漏れること防止するシーリング部材の役割も同時に果たすことができる。
【００８９】
また、上部スラスト部材１６０は、シャフト１３０に設置時、上面がシャフト１３０の上面と同一平面に配置されるような厚さを有することができる。
【００９０】
蓋部材１７０は、上部スラスト部材１６０の上部に配置されるようにシャフト１３０に固設されることができる。即ち、蓋部材１７０は締結手段１９０、例えば、ネジによってシャフト１３０に固設されることができる。
【００９１】
且つ、蓋部材１７０は、底面が上部スラスト部材１６０の上面を加圧するようにシャフト１３０に設けられる。よって、外部からの衝撃を受けても、上部スラスト部材１６０がシャフト１３０から分離されることを防止する役割を果たすことができる。
【００９２】
上述したように、段部１６６によって上部スラスト部材１６０とシャフト１３０の締結強度を向上させることができ、これによって、上部スラスト部材１６０の厚さを減少させることができる。
【００９３】
よって、上部スラスト部材１６０の厚さが減少した分だけスリーブ１４０の軸方向の長さを増加させ、軸受スパンＳの長さを増加させることで、スリーブ１４０とロータハブ１５０の回転特性を向上させることができる。
【００９４】
そして、上部スラスト部材１６０とロータハブ１６０との隙間を狭く形成することによって、蒸発した潤滑流体を含む空気が外部に流出することを抑制でき、上部軸受隙間Ｂ１に充填される潤滑流体の減少を抑制することができる。
【００９５】
また、潤滑流体の漏れを防止するための別途のシーリング部材を備えなくてもよいため、軸受スパンＳの長さをより増加させることができ、よって、回転特性を向上させることができる効果がある。
【００９６】
ここで、軸受スパン長さＳとは、上部動圧グルーブ１２４ａによって潤滑流体がポンピングしながら最大動圧が発生する領域と、下部動圧グルーブ１２４ｂによって潤滑流体がポンピングしながら最大動圧が発生する領域との距離を意味する。
【００９７】
即ち、本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００によると、別途のシーリング部材を備えなくてもよいため、別途のシーリング部材が設けられる部分を減少させスリーブ１４０の長さを増加させることができる。よって、軸受スパン長さＳも共に増加させることができる。
【００９８】
さらに、別途のシーリング部材を備えなくてもよいため、製造コスト及び歩留まりを向上させることができる。
【００９９】
一方、気液界面、即ち、第３気液界面Ｆ３と第４気液界面Ｆ４を形成する回転部材（即ち、スリーブ）と、固定部材（即ち、上部・下部スラスト部材）のうち、回転部材であるスリーブ１４０が固定部材に対して半径方向内側に配置されるため、遠心力により潤滑流体が飛散することを低減できる。
【０１００】
以下、図面を参照し、本発明の他の実施例によるスピンドルモータについて説明する。但し、上述した構成要素と同一の構成要素については詳細な説明を省略する。
【０１０１】
図５は、本発明の他の実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図である。
【０１０２】
図５を参照すると、本発明の他の実施例によるスピンドルモータ２００は、ベース部材２１０、下部スラスト部材２２０、シャフト２３０、スリーブ２４０、ロータハブ２５０、上部スラスト部材２６０及び蓋部材２７０を含んで構成されることができる。
【０１０３】
一方、ベース部材２１０、下部スラスト部材２２０、スリーブ２４０、ロータハブ２５０及び蓋部材２７０は、上述した本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００に備えられるベース部材１１０、下部スラスト部材１２０、スリーブ１４０、ロータハブ１５０及び蓋部材１７０と同一の構成要素に該当するため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１０４】
また、シャフト２３０も、後述する段差部２３６を除いては、上記の本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００に備えられるシャフト１３０と同一である。また、上部スラスト部材２６０も、上述した本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００に備えられる上部スラスト部材１６０と比較して形状の差異があるだけで、同一の構成要素に該当する。
【０１０５】
以下、段差部２３６と上部スラスト部材２６０との形状についてのみ説明する。
【０１０６】
シャフト２３０の上端部には、上部スラスト部材２６０との締結強度の向上のために上部スラスト部材２６０の底面を支持する段差部２２３６が備えられてもよい。
【０１０７】
これによって、上部スラスト部材２６０とシャフト２３０の接触面積が広くなり、締結強度の向上を図ることができるようになる。さらに、蓋部材２７０がシャフト２３０に設けられる場合、上部スラスト部材２６０の底面はシャフト２３０の段差部２３６により支持され、上部スラスト部材２６０の上面は蓋部材２７０により加圧されることができる。
【０１０８】
これにより、上部スラスト部材２６０とシャフト２３０の締結強度をさらに増加させることができる。
【０１０９】
一方、上部スラスト部材２６０は、シャフト２３０の上端部に固設され、スリーブ２４０とともに気液界面を形成する。
【０１１０】
また、上部スラスト部材２６０は、内部面がシャフト２３０に接合されるボディ２６２と、ボディ２６２から延設され傾斜部２４３とともに気液界面を形成する突出部２６４を備えてもよい。
【０１１１】
突出部２６４は、ボディ２６２から軸方向下側に延設され、内部面が傾斜部２４３に対向配置されてもよい。
【０１１２】
また、突出部２６４は、シャフト２３０と平行にボディ２６２から延設されてもよい。
【０１１３】
且つ、上部スラスト部材２６０は、シャフト２３０の外周面上端部、スリーブ２４０の外部面及びロータハブ２６０の内部面によって形成される空間に挿入配置されてもよい。
【０１１４】
一方、上部スラスト部材２６０は、上面がシャフト２３０の上面よりも高く配置されるようにシャフト２３０に設けられてもよく、よって、蓋部材２７０の設置時、上部スラスト部材２６０の内径部側のみが蓋部材２７０により加圧されることができる。
【０１１５】
これにより、蓋部材２７０による加圧力が増大し、上部スラスト部材２６０とシャフト２３０の締結強度をさらに向上できるようになる。
【０１１６】
上述したように、上部スラスト部材２６０がシャフト２３０の段差部２３６に装着した状態で結合されるため、上部スラスト部材２６０とシャフト２３０の締結強度をさらに向上させることができる。
【０１１７】
一方、本発明の他の実施例によるスピンドルモータ２００も、上述した本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００における効果と同じ効果を奏することができる。これについての詳細な説明は省略する。
【０１１８】
以下、図面を参照し、本発明のさらに他の実施例によるスピンドルモータについて説明する。但し、上述した構成要素と同一の構成要素については詳細な説明を省略する。
【０１１９】
図６は、本発明のさらに他の実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図である。
【０１２０】
図６を参照すると、本発明のさらに他の実施例によるスピンドルモータ３００は、ベース部材３１０、下部スラスト部材３２０、シャフト３３０、スリーブ３４０、ロータハブ３５０、上部スラスト部材３６０及び蓋部材３７０を含んで構成されることができる。
【０１２１】
一方、ベース部材３１０、下部スラスト部材３２０、シャフト３３０、スリーブ３４０、ロータハブ３５０及び蓋部材３７０は、上述した本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００に備えられるベース部材１１０、下部スラスト部材１２０、シャフト１３０、スリーブ１４０、ロータハブ１５０及び蓋部材１７０と同一の構成要素に該当するため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１２２】
また、上部スラスト部材３６０も、上述した本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００に備えられる上部スラスト部材１６０と比較して形状の差異があるだけで、同一の構成要素に該当する。
【０１２３】
以下、上部スラスト部材３６０の形状についてのみ説明する。
【０１２４】
シャフト３３０の上面と上部スラスト部材３６０の上面は同一平面に配置され、蓋部材３７０により加圧されることができる。
【０１２５】
即ち、上部スラスト部材３６０は、シャフト３３０の上面と上部スラスト部材３６０の上面が同一平面に配置されるような厚さに形成されることができる。これにより、蓋部材３７０の設置時、蓋部材３７０により上部スラスト部材３６０とシャフト３３０の上面とが加圧されることができる。
【符号の説明】
【０１２６】
１００、２００、３００ スピンドルモータ
１１０、２１０、３１０ ベース部材
１２０、２２０、３２０ 下部スラスト部材
１３０、２３０、３３０ シャフト
１４０、２４０、３４０ スリーブ
１５０、２５０、３５０ ロータハブ
１６０、２６０、３６０ 上部スラスト部材
１７０、２７０、３７０ 蓋部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドルモータに関し、より詳しくは、軸固定型のスピンドルモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーバ（ｓｅｒｖｅｒ）用のハードディスク（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ）駆動装置などの情報記録再生装置には、一般的に、耐衝撃性の強い軸をハードディスク駆動装置のボックスに固定した、いわゆる軸固定型スピンドルモータが搭載される。
【０００３】
即ち、サーバ用のハードディスク駆動装置に搭載されるスピンドルモータには、外部からの衝撃によってサーバに記録される情報が破損したり、読み出し／書き込みが不能となるのを防止するためにシャフトが固設される。
【０００４】
このように、固定型シャフトが取り付けられる場合、潤滑流体が充填される流体動圧軸受アセンブリーを構成するためには、一般的に２つのスリーブと、２つの固定部材、並びに、固定部材の上部・下部を遮蔽するための２つのカバーなどが必要である。即ち、固設されるシャフトを備える流体動圧軸受アセンブリーを構成するためには多くの構成部品が必要であり、これによって、製造コストが高くなるという問題が発生する。
【０００５】
また、最近では、固定型シャフトを備えるスピンドルモータの回転特性の向上についての技術開発が求められており、このために、軸受スパンの長さを増加させる構造についての開発が強く求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、回転特性を向上させることができるスピンドルモータを提供することにある。即ち、軸受スパンの長さを増加させて回転特性を向上させるとともに、シャフトとスラスト部材の締結強度の低下を抑制できるスピンドルモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施例によるスピンドルモータは、ベース部材に固設される下部スラスト部材と、上記下部スラストと上記ベース部材のうち少なくとも１つに固設されるシャフトと、上記下部スラスト部材の上部に配置され、上記シャフトに回転可能に設けられるスリーブと、上記スリーブに結合され、上記スリーブと連動して回転するロータハブと、上記シャフトの上端部に固設され、上記スリーブとともに気液界面を形成する上部スラスト部材と、上記上部スラスト部材の上部に配置されるよう、上記シャフトに固設される蓋部材とを含み、上記上部スラスト部材は、底面が上記シャフトとの締結強度の向上のために上記シャフトの上面に支持され、上面が上記蓋部材により加圧される段部を備えることができる。
【０００８】
上記スリーブの上端部には、上記上部スラスト部材とともに気液界面を形成するために、上部側の外径が下部側の外径よりも大きく形成される傾斜部を有することができる。
【０００９】
上記上部スラスト部材は、内部面が上記シャフトに接合されるボディと、上記ボディから延設され、上記傾斜部とともに気液界面を形成する突出部と、上記ボディの内部面から半径方向内側に延設される上記段部とを備えることができる。
【００１０】
上記シャフトは、スリーブと上記シャフトによって形成される軸受隙間に充填された潤滑流体を２つの部分に分離させるために、外周面から湾入形成される湾入溝を備えることができる。
【００１１】
上記スリーブは、上記湾入溝に対向配置され、上記湾入溝と上記スリーブの外部を連通させる連通孔を備えることができる。
【００１２】
上記ロータハブは、上記上部スラスト部材が内部に挿入配置される挿入部を形成するロータハブボディと、上記ロータハブボディの縁から延設され、内部面にマグネットアセンブリーが装着される装着部と、上記装着部の末端から半径方向外側に向かって延設される延長部とを備えることができる。
【００１３】
上記上部スラスト部材の外部面と上記上部スラスト部材の外部面に対向配置される上記ロータハブの内部面は、０．３ｍｍ以下の隙間を形成することができる。
【００１４】
本発明の他の実施例によるスピンドルモータは、ベース部材に固設される下部スラスト部材と、上記下部スラストと上記ベース部材のうち少なくとも１つに固設されるシャフトと、上記下部スラスト部材の上部に配置され、上記シャフトに回転可能に設けられるスリーブと、上記スリーブに結合され、上記スリーブと連動して回転するロータハブと、上記シャフトの上端部に固設され、上記スリーブとともに気液界面を形成する上部スラスト部材と、上記上部スラスト部材の上部に配置されるよう、上記シャフトに固設される蓋部材とを含み、上記シャフトの上端部には、上記スラスト部材との締結強度の向上のために上記上部スラスト部材の底面を支持する段差部が備えられることができる。
【００１５】
上記上部スラスト部材は、上面が上記シャフトの上面よりも高く配置され、上記蓋部材により加圧されることができる。
【００１６】
本発明のさらに他の実施例によるスピンドルモータは、ベース部材に固設される下部スラスト部材と、上記下部スラストと上記ベース部材のうち少なくとも１つに固設されるシャフトと、上記下部スラスト部材の上部に配置され、上記シャフトに回転可能に設けられるスリーブと、上記スリーブに結合され、上記スリーブと連動して回転するロータハブと、上記シャフトの上端部に固設され、上記スリーブとともに気液界面を形成する上部スラスト部材と、上記上部スラスト部材の上部に配置されるよう、上記シャフトに固設される蓋部材とを含み、上記シャフトの上面と上記上部スラスト部材の上面は同一平面に配置され、上記蓋部材により加圧されることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、上部スラスト部材に備えられる段部によってシャフトと上部スラスト部材の締結強度を向上させることができ、上部スラスト部材の厚さを減少させることができる。
【００１８】
これにより、上部スラスト部材の厚さが減少した分だけ軸受スパンの長さを増加させることができ、回転特性を向上させることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図である。
【図２】図１のＡ部を示す拡大図である。
【図３】本発明の一実施例によるスリーブと上部スラスト部材を部分的に切開して示した分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施例によるスピンドルモータ作動を説明するための説明図である。
【図５】本発明の他の実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では図面を参照し本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。但し、本発明の思想は提示される実施例に限らず、本発明の思想を理解する当業者は同一思想の範囲内で他の構成要素の追加、変更、削除などを通して退歩的な他の発明や本発明の思想の範囲内に含まれる他の実施例を容易に提案することができ、これも本願発明の思想の範囲内に含まれる。
【００２１】
また、本発明を説明において、関連する公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明確にすると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図であり、図２は、図１のＡ部を示す拡大図であり、図３は、本発明の一実施例によるスリーブと上部スラスト部材を部分的に切開して示した分解斜視図であり、図４は、本発明の一実施例によるスピンドルモータの作動を説明するための説明図である。
【００２３】
図１から図４を参照すると、本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００は、ベース部材１１０、下部スラスト部材１２０、シャフト１３０、スリーブ１４０、ロータハブ１５０、上部スラスト部材１６０及び蓋部材１７０を含んで構成されることができる。
【００２４】
ベース部材１１０は、ロータハブ１５０とともに所定の空間を設けるために装着溝１１２を備えることができる。そして、ベース部材１１０は、軸方向上部側に延設され、外周面にステータコア１０２が設けられる結合部１１４を備えることができる。
【００２５】
また、結合部１１４の外周面には、ステータコア１０２が装着されるように装着面１１４ａが備えられることができる。そして、結合部１１４に装着されたステータコア１０２は、上記のベース部材１１０の装着溝１１２の上部に配置されることができる。
【００２６】
下部スラスト部材１２０はベース部材１１０に固設される。即ち、下部スラスト部材１２０は結合部１１４に挿設され、より詳しくは、下部スラスト部材１２０の外周面が結合部１１４の内周面に接合されるように設けられることができる。
【００２７】
一方、下部スラスト部材１２０は、内部面がシャフト１３０に固設され、外部面がベース部材１１０に固設される円盤部１２２と、円盤部１２２から軸方向上側に延設される延長部１２４を備えてもよい。
【００２８】
よって、下部スラスト部材１２０は、中空を有するカップ状であってもよい。即ち、断面が「Ｌ」字状を有するように形成されてもよい。
【００２９】
また、円盤部１２２にはシャフト１３０を設けるための設置孔１２２ａが形成されてもよく、シャフト１３０は設置孔１２２ａに挿入されて装着される。
【００３０】
ここで、方向に対する用語を定義すると、軸方向は、図１からみて、上下方向、即ち、シャフト１３０の下部側から上部側に向かう方向またはシャフト１３０の下部側から上部側に向かう方向を意味し、半径方向は、図１からみて、左右方向、即ち、シャフト１３０からロータハブ１５０の外周面に向かう方向またはロータハブ１５０の外周面からシャフト１３０に向かう方向を意味し、円周方向は、ロータハブ１５０の外周面に沿って回転する方向を意味する。
【００３１】
また、下部スラスト部材１２０は、ベース部材１１０とともに固定部材、即ち、ステータに含まれる。
【００３２】
一方、下部スラスト部材１２０の外部面は、ベース部材１１０の内部面に接着剤または／及び溶接によって接合されてもよい。換言すれば、下部スラスト部材１２０の外部面は、ベース部材１１０の結合部１１４の内部面に固定して接合される。
【００３３】
また、下部スラスト部材１２０の上面またはスリーブ１４０の底面のうち少なくとも一方には、スラスト流体動圧を発生させるためのスラスト動圧グルーブ（図示せず）が形成されてもよい。
【００３４】
これに加えて、下部スラスト部材１２０は、潤滑流体が漏れることを防止するためのシーリング部材の役割を同時に果たすことができる。
【００３５】
シャフト１３０はベース部材１１０と下部スラスト部材のうち少なくとも１つに固設される。即ち、シャフト１３０の下端部が下部スラスト部材１２０の円盤部１２２に形成された設置孔１２２ａに挿入されるように設けられることができる。
【００３６】
また、シャフト１３０の下端部は、接着剤または／及び溶接によって円盤部１２２の内部面と接合されることができる。これにより、シャフト１３０が固定されるようになる。
【００３７】
そして、本実施例では、シャフト１３０が下部スラスト部材に固設される場合を例に挙げて説明しているが、これに限定されず、シャフト１３０はベース部材１１０に固設されてもよい。
【００３８】
一方、シャフト１３０も上記下部スラスト部材１２０、ベース部材１１０とともに固定部材、即ち、ステータに含まれる構成である。
【００３９】
そして、シャフト１３０は、外周面から湾入形成され、軸受隙間Ｂ１、Ｂ２に充填された潤滑流体を２つの部分に分離させる湾入溝１３２を備える。湾入溝１３２の断面形状は「Ｖ」字状であってもよい。
【００４０】
湾入溝１３２は、スリーブ１４０の内部面とともに気液界面（即ち、潤滑流体と空気との界面）を形成させる役割をする。
【００４１】
これについては後述する。
【００４２】
一方、シャフト１３０の上面には、蓋部材１７０が固設されるように結合手段１９０、例えば、ネジが締結されるネジ部１３４が備えられてもよい。
【００４３】
スリーブ１４０はシャフト１３０に回転可能に設けられることができる。このために、スリーブ１４０はシャフト１３０が挿入される貫通孔１４１を備えることができる。一方、スリーブ１４０がシャフト１３０に設けられる場合、スリーブ１４０の内周面とシャフト１３０の外周面は、所定間隔離隔して配置され、軸受隙間Ｂ１、Ｂ２を形成する。
【００４４】
そして、この軸受隙間Ｂ１、Ｂ２に潤滑流体が充填される。
【００４５】
ここで、軸受隙間Ｂ１、Ｂ２についてより詳細に説明すると、軸受隙間Ｂ１、Ｂ２は、上部軸受隙間Ｂ１と下部軸受隙間Ｂ２で構成されることができる。また、上部軸受隙間Ｂ１はシャフト１３０の上端部とスリーブ１４０の上端部によって形成される空間、及びスリーブ１４０の上端部と上部スラスト部材１６０によって形成される空間を意味する。
【００４６】
また、下部軸受隙間Ｂ２は、シャフト１３０の下端部とスリーブ１４０の下端部によって形成される空間、及びスリーブ１４０の下端部と下部スラスト部材１２０によって形成される空間を意味する。
【００４７】
一方、ここで、シャフト１３０に形成される湾入溝１３２について説明すると、湾入溝１３２は、上記の軸受隙間Ｂ１、Ｂ２、即ち、上部軸受隙間Ｂ１と下部軸受隙間Ｂ２に充填されたそれぞれの潤滑流体と空気との界面を形成させる役割をする。
【００４８】
即ち、湾入溝１３２の上部側には、上部軸受隙間Ｂ１に充填された潤滑流体と空気との界面、即ち、第１気液界面Ｆ１が形成されることができる。同様に、湾入溝１３２の下部側には、下部軸受隙間Ｂ２に充填された潤滑流体と空気との界面、即ち、第２気液界面Ｆ２が形成されることができる。
【００４９】
このように、第１、第２気液界面Ｆ１、Ｆ２が形成されるように、湾入溝１３２は「Ｖ」字状を有するように形成される。即ち、毛細管現象によって第１、第２気液界面Ｆ１、Ｆ２が形成されるように、湾入溝１３２は「Ｖ」字状を有する。
【００５０】
また、スリーブ１４０は、湾入溝１３２に対向配置され、湾入溝１３２とスリーブ１４０の外部を連通させる連通孔１４２を備えてもよい。即ち、上記したような第１、第２気液界面Ｆ１、Ｆ２が形成されるよう、スリーブ１４０の外部と湾入溝１３２の圧力を同一に維持させるための連通孔１４２がスリーブ１４０に形成されてもよい。
【００５１】
一方、スリーブ１４０の上端部には、上部スラスト部材１６０とともに気液界面を形成するために、上部側の外径が下部側の外径よりも大きく形成される傾斜部１４３を有してもよい。
【００５２】
換言すれば、スリーブ１４０の外周面と上部スラスト部材１６０の内周面との間の空間に第３気液界面Ｆ３が形成されるよう、スリーブ１４０の上端部には上部側の外径が下部側の外径よりも大きく形成される傾斜部１４３が形成されることができる。
【００５３】
即ち、上部軸受隙間Ｂ１に充填された潤滑流体は、第１気液界面Ｆ１と第３気液界面Ｆ３を形成する。
【００５４】
一方、スリーブ１４０の上端部には、スリーブ１４０の上面に段差があるように形成され、シーリング溝１０６を形成するための段差面１４４が形成されてもよい。段差面１４４についての詳細な事項は後述する。
【００５５】
また、スリーブ１４０の外周面にはロータハブ１５０が接合される。即ち、段差面１４４の下部はロータハブ１５０の内部面に対応する形状を有し、ロータハブ１５０が固設されるように形成されることができる。即ち、スリーブ１４０の外周面には接合面１４５が形成されることができる。
【００５６】
一方、スリーブ１４０の外周面下端部は、下部スラスト部材１２０の延長部１２４とともに気液界面を形成するために、半径方向内側に向かって上向きに傾斜して形成されてもよい。
【００５７】
即ち、スリーブ１４０の外周面と下部スラスト部材１２０の延長部１２４との間の空間に第４気液界面Ｆ４が形成されるように、スリーブ１４０の下端部は半径方向内側に向かって上向きに傾斜して形成されることができる。
【００５８】
このように、第４気液界面Ｆ４がスリーブ１４０の下端部と延長部１２４との間の空間に形成されるため、下部軸受隙間Ｂ２に充填された潤滑流体は第２気液界面Ｆ２と第４気液界面Ｆ４を形成する。
【００５９】
また、スリーブ１４０の内部面には、スリーブ１４０の回転時、軸受隙間Ｂ１、Ｂ２に充填された潤滑流体を媒介として流体動圧を発生させるための動圧グルーブ１４６が形成されてもよい。即ち、動圧グルーブ１４６は、図３に示したように、 上部・下部動圧グルーブ１４６ａ、１４６ｂからなってもよい。
【００６０】
但し、動圧グルーブ１４６は、スリーブ１４０の内部面に形成される場合に限らず、シャフト１３０の外周面に形成されてもよい。
【００６１】
ロータハブ１５０は、スリーブ１４０に結合され、スリーブ１４０と連動して回転する。
【００６２】
ロータハブ１５０は、上部スラスト部材１６０が内部に挿入配置される挿入部１５２ａが形成されたロータハブボディ１５２と、ロータハブボディ１５２の縁から延設され、内部面にマグネットアセンブリー１８０が装着される装着部１５４と、装着部１５４の末端から半径方向外側に向かって延設される延長部１５６とを備えることができる。
【００６３】
一方、ロータハブボディ１５２の内部面の下端部はスリーブ１４０の外部面に接合されてもよい。即ち、スリーブ１４０の接合面１４５にロータハブボディ１５２の内部面の下端部が接着剤または／及び溶接によって接合されてもよい。
【００６４】
これによって、ロータハブ１５０の回転時、スリーブ１４０がロータハブ１５０とともに回転するようになる。
【００６５】
また、装着部１５４は、ロータハブボディ１５２から軸方向下側に向かって延設される。そして、装着部１５４の内部面にマグネットアセンブリー１８０が固設されることができる。
【００６６】
一方、マグネットアセンブリー１８０は、装着部１５４の内部面に固設されるヨーク１８２と、ヨーク１８２の内周面に設けられるマグネット１８４で構成されてもよい。
【００６７】
ヨーク１８２は、マグネット１８４からの磁場がステータコア１０２に向けて磁束密度を増加させるようにする。一方、ヨーク１８２は、円形の環状であってもよく、マグネット１８４から発生する磁場による磁束密度を向上できるよう一端部が折曲された形状を有するように形成されてもよい。
【００６８】
マグネット１８４は環状であってもよく、円周方向に沿ってＮ極とＳ極が交互に着磁されて、一定の強さの磁場を発生する永久磁石であってもよい。
【００６９】
一方、マグネット１８４は、コイル１０１が巻線されるステータコア１０２の先端に対向配置され、コイル１０１が巻線されたステータコア１０２との電磁気的相互作用によりロータハブ１５０が回転できる駆動力を発生させる。
【００７０】
即ち、コイル１０１に電源が供給されると、コイル１０１が巻線されたステータコア１０２と、これに対向配置されるマグネット１８４の電磁気的相互作用によりロータハブ１５０が回転できる駆動力が生じ、よって、ロータハブ１５０がスリーブ１４０と連動して回転するようになる。
【００７１】
上部スラスト部材１６０は、シャフト１３０の上端部に固設され、スリーブ１４０とともに気液界面を形成する。また、上部スラスト部材１６０は底面がシャフト１３０との締結強度の向上のためにシャフト１３０の上面に支持され、上面が蓋部材１７０により加圧される段部１６６を備えることができる。
【００７２】
一方、上部スラスト部材１６０は、内部面がシャフト１３０に接合されるボディ１６２と、ボディ１６２から延設され傾斜部１４３とともに気液界面を形成する突出部１６４と、ボディ１６２の内部面から半径方向内側に延設される段部１６６とを備えてもよい。
【００７３】
突出部１６４は、ボディ１６２から軸方向下側に延設され、内部面が傾斜部１４３に対向配置されてもよい。
【００７４】
また、突出部１６４は、シャフト１３０と平行にボディ１６２から延設されてもよい。
【００７５】
そして、上部スラスト部材１６０は、シャフト１３０の外周面上端部、スリーブ１４０の外部面及びロータハブ１６０の内部面によって形成される空間に挿入配置されてもよい。
【００７６】
また、上部スラスト部材１６０も、ベース部材１１０、下部スラスト部材１２０、シャフト１３０とともに固設される固定部材であって、ステータを構成する部材である。
【００７７】
一方、上部スラスト部材１６０がシャフト１３０に固設され、スリーブ１４０がロータハブ１６０とともに回転するため、スリーブ１４０の傾斜部１４３と突出部１６４との間の空間に形成された第３気液界面Ｆ３は、スリーブ１４０の回転時、図４に示したようにスリーブ１４０の傾斜部１４３側に傾くようになる。
【００７８】
即ち、第３気液界面Ｆ３がスリーブ１４０の外周面側に傾くようになり、遠心力によって潤滑流体が飛散することをさらに低減できる。
【００７９】
さらに、上部スラスト部材１６０の外周面とこれに対向配置される上記ロータハブ１５０の内部面は、ラビリンスシール（Ｌａｂｙｒｉｎｔｈ Ｓｅａｌ）を形成する。即ち、上部スラスト部材１６０の外部面とロータハブボディ１５２の内部面は、所定間隔離隔して配置され、蒸発された潤滑流体を含む空気が外部へ流動することを抑えるためのラビリンスシールを形成する。
【００８０】
これにより、蒸発された潤滑流体を含む空気が外部へ流動することを抑制し、潤滑流体の減少を抑制することができる。
【００８１】
また、上部スラスト部材１６０の外周面とロータハブボディ１５２の内部面は、０．３ｍｍ以下の隙間を形成することができる。
【００８２】
そして、段部１６６は、蓋部材１７０が締結手段１９０、即ち、ネジによってシャフト１３０に固設される場合、蓋部材１７０によって加圧される。これにより、上部スラスト部材１６０とシャフト１３０の締結強度が向上するようになる。
【００８３】
即ち、段部１６６は、底面がシャフト１３０に支持され、上面が蓋部材１７０により加圧されて、上部スラスト部材１６０をより堅固にシャフト１３０に固定させる役割を果たす。
【００８４】
これによって、上部スラスト部材１６０の厚さを減少させない場合と比較して、上部スラスト部材１６０のボディ１６２の厚さを減少させても上部スラスト部材１６０とシャフト１３０を一定の締結強度を維持することができる。
【００８５】
結局、段部１６６によって上部スラスト部材１６０の厚さを減少させながらスリーブ１４０の軸方向の長さを増加させることができ、よって、軸受スパンＳの長さを増加させることができる。
【００８６】
即ち、軸受スパンＳの長さを増加させることで、スリーブ１４０とロータハブ１５０との回転特性を向上させることができる。
【００８７】
一方、上部スラスト部材１６０の底面、または上部スラスト部材１６０の底面に対向配置されるスリーブ１４０の上面のうち少なくとも１つには、スラスト動圧を発生させるためのスラスト動圧グルーブ（図示せず）が形成されてもよい。
【００８８】
そして、上部スラスト部材１６０は、上部軸受隙間Ｂ１に充填される潤滑流体が上部側に漏れること防止するシーリング部材の役割も同時に果たすことができる。
【００８９】
また、上部スラスト部材１６０は、シャフト１３０に設置時、上面がシャフト１３０の上面と同一平面に配置されるような厚さを有することができる。
【００９０】
蓋部材１７０は、上部スラスト部材１６０の上部に配置されるようにシャフト１３０に固設されることができる。即ち、蓋部材１７０は締結手段１９０、例えば、ネジによってシャフト１３０に固設されることができる。
【００９１】
且つ、蓋部材１７０は、底面が上部スラスト部材１６０の上面を加圧するようにシャフト１３０に設けられる。よって、外部からの衝撃を受けても、上部スラスト部材１６０がシャフト１３０から分離されることを防止する役割を果たすことができる。
【００９２】
上述したように、段部１６６によって上部スラスト部材１６０とシャフト１３０の締結強度を向上させることができ、これによって、上部スラスト部材１６０の厚さを減少させることができる。
【００９３】
よって、上部スラスト部材１６０の厚さが減少した分だけスリーブ１４０の軸方向の長さを増加させ、軸受スパンＳの長さを増加させることで、スリーブ１４０とロータハブ１５０の回転特性を向上させることができる。
【００９４】
そして、上部スラスト部材１６０とロータハブ１６０との隙間を狭く形成することによって、蒸発した潤滑流体を含む空気が外部に流出することを抑制でき、上部軸受隙間Ｂ１に充填される潤滑流体の減少を抑制することができる。
【００９５】
また、潤滑流体の漏れを防止するための別途のシーリング部材を備えなくてもよいため、軸受スパンＳの長さをより増加させることができ、よって、回転特性を向上させることができる効果がある。
【００９６】
ここで、軸受スパン長さＳとは、上部動圧グルーブ１２４ａによって潤滑流体がポンピングしながら最大動圧が発生する領域と、下部動圧グルーブ１２４ｂによって潤滑流体がポンピングしながら最大動圧が発生する領域との距離を意味する。
【００９７】
即ち、本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００によると、別途のシーリング部材を備えなくてもよいため、別途のシーリング部材が設けられる部分を減少させスリーブ１４０の長さを増加させることができる。よって、軸受スパン長さＳも共に増加させることができる。
【００９８】
さらに、別途のシーリング部材を備えなくてもよいため、製造コスト及び歩留まりを向上させることができる。
【００９９】
一方、気液界面、即ち、第３気液界面Ｆ３と第４気液界面Ｆ４を形成する回転部材（即ち、スリーブ）と、固定部材（即ち、上部・下部スラスト部材）のうち、回転部材であるスリーブ１４０が固定部材に対して半径方向内側に配置されるため、遠心力により潤滑流体が飛散することを低減できる。
【０１００】
以下、図面を参照し、本発明の他の実施例によるスピンドルモータについて説明する。但し、上述した構成要素と同一の構成要素については詳細な説明を省略する。
【０１０１】
図５は、本発明の他の実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図である。
【０１０２】
図５を参照すると、本発明の他の実施例によるスピンドルモータ２００は、ベース部材２１０、下部スラスト部材２２０、シャフト２３０、スリーブ２４０、ロータハブ２５０、上部スラスト部材２６０及び蓋部材２７０を含んで構成されることができる。
【０１０３】
一方、ベース部材２１０、下部スラスト部材２２０、スリーブ２４０、ロータハブ２５０及び蓋部材２７０は、上述した本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００に備えられるベース部材１１０、下部スラスト部材１２０、スリーブ１４０、ロータハブ１５０及び蓋部材１７０と同一の構成要素に該当するため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１０４】
また、シャフト２３０も、後述する段差部２３６を除いては、上記の本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００に備えられるシャフト１３０と同一である。また、上部スラスト部材２６０も、上述した本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００に備えられる上部スラスト部材１６０と比較して形状の差異があるだけで、同一の構成要素に該当する。
【０１０５】
以下、段差部２３６と上部スラスト部材２６０との形状についてのみ説明する。
【０１０６】
シャフト２３０の上端部には、上部スラスト部材２６０との締結強度の向上のために上部スラスト部材２６０の底面を支持する段差部２２３６が備えられてもよい。
【０１０７】
これによって、上部スラスト部材２６０とシャフト２３０の接触面積が広くなり、締結強度の向上を図ることができるようになる。さらに、蓋部材２７０がシャフト２３０に設けられる場合、上部スラスト部材２６０の底面はシャフト２３０の段差部２３６により支持され、上部スラスト部材２６０の上面は蓋部材２７０により加圧されることができる。
【０１０８】
これにより、上部スラスト部材２６０とシャフト２３０の締結強度をさらに増加させることができる。
【０１０９】
一方、上部スラスト部材２６０は、シャフト２３０の上端部に固設され、スリーブ２４０とともに気液界面を形成する。
【０１１０】
また、上部スラスト部材２６０は、内部面がシャフト２３０に接合されるボディ２６２と、ボディ２６２から延設され傾斜部２４３とともに気液界面を形成する突出部２６４を備えてもよい。
【０１１１】
突出部２６４は、ボディ２６２から軸方向下側に延設され、内部面が傾斜部２４３に対向配置されてもよい。
【０１１２】
また、突出部２６４は、シャフト２３０と平行にボディ２６２から延設されてもよい。
【０１１３】
且つ、上部スラスト部材２６０は、シャフト２３０の外周面上端部、スリーブ２４０の外部面及びロータハブ２６０の内部面によって形成される空間に挿入配置されてもよい。
【０１１４】
一方、上部スラスト部材２６０は、上面がシャフト２３０の上面よりも高く配置されるようにシャフト２３０に設けられてもよく、よって、蓋部材２７０の設置時、上部スラスト部材２６０の内径部側のみが蓋部材２７０により加圧されることができる。
【０１１５】
これにより、蓋部材２７０による加圧力が増大し、上部スラスト部材２６０とシャフト２３０の締結強度をさらに向上できるようになる。
【０１１６】
上述したように、上部スラスト部材２６０がシャフト２３０の段差部２３６に装着した状態で結合されるため、上部スラスト部材２６０とシャフト２３０の締結強度をさらに向上させることができる。
【０１１７】
一方、本発明の他の実施例によるスピンドルモータ２００も、上述した本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００における効果と同じ効果を奏することができる。これについての詳細な説明は省略する。
【０１１８】
以下、図面を参照し、本発明のさらに他の実施例によるスピンドルモータについて説明する。但し、上述した構成要素と同一の構成要素については詳細な説明を省略する。
【０１１９】
図６は、本発明のさらに他の実施例によるスピンドルモータを示す概略断面図である。
【０１２０】
図６を参照すると、本発明のさらに他の実施例によるスピンドルモータ３００は、ベース部材３１０、下部スラスト部材３２０、シャフト３３０、スリーブ３４０、ロータハブ３５０、上部スラスト部材３６０及び蓋部材３７０を含んで構成されることができる。
【０１２１】
一方、ベース部材３１０、下部スラスト部材３２０、シャフト３３０、スリーブ３４０、ロータハブ３５０及び蓋部材３７０は、上述した本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００に備えられるベース部材１１０、下部スラスト部材１２０、シャフト１３０、スリーブ１４０、ロータハブ１５０及び蓋部材１７０と同一の構成要素に該当するため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１２２】
また、上部スラスト部材３６０も、上述した本発明の一実施例によるスピンドルモータ１００に備えられる上部スラスト部材１６０と比較して形状の差異があるだけで、同一の構成要素に該当する。
【０１２３】
以下、上部スラスト部材３６０の形状についてのみ説明する。
【０１２４】
シャフト３３０の上面と上部スラスト部材３６０の上面は同一平面に配置され、蓋部材３７０により加圧されることができる。
【０１２５】
即ち、上部スラスト部材３６０は、シャフト３３０の上面と上部スラスト部材３６０の上面が同一平面に配置されるような厚さに形成されることができる。これにより、蓋部材３７０の設置時、蓋部材３７０により上部スラスト部材３６０とシャフト３３０の上面とが加圧されることができる。
【符号の説明】
【０１２６】
１００、２００、３００ スピンドルモータ
１１０、２１０、３１０ ベース部材
１２０、２２０、３２０ 下部スラスト部材
１３０、２３０、３３０ シャフト
１４０、２４０、３４０ スリーブ
１５０、２５０、３５０ ロータハブ
１６０、２６０、３６０ 上部スラスト部材
１７０、２７０、３７０ 蓋部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材に固定設置される一方のスラスト部材と、
一方の端部が前記一方のスラストと前記ベース部材のうち少なくとも一方に固定されるシャフトと、
前記一方のスラスト部材と対向するように配置され、前記シャフトに回転可能に設置されるスリーブと、
前記スリーブに結合され、前記スリーブと連動して回転するロータハブと、
前記シャフトの他方の端部に固定され、前記スリーブとともに気液界面を形成する他方のスラスト部材と
前記他方のスラスト部材の前記スリーブと対向しない側に配置されるよう、前記シャフトに固設される蓋部材と
を含み、
前記他方のスラスト部材は、前記蓋部材と対向する対向面が前記蓋部材により加圧され、当該対向面と反対側の面が前記シャフトの面に支持され、前記シャフトとの締結強度を向上させる段部を備えるスピンドルモータ。
【請求項２】
前記他方のスラスト部材と対向する前記スリーブの端部は、端に近付くほど外径が大きくなるように回転軸方向に対して傾斜した傾斜部を有し、前記他方のスラスト部材とともに気液界面を形成する、請求項１に記載のスピンドルモータ。
【請求項３】
前記他方のスラスト部材は、
内部面が前記シャフトに接合されるボディと、前記ボディから延設され、前記傾斜部とともに気液界面を形成する突出部と、前記ボディの内部面から回転半径方向内側に延設される前記段部とを備える請求項２に記載のスピンドルモータ。
【請求項４】
前記シャフトは、スリーブと前記シャフトによって形成される軸受隙間に充填された潤滑流体を２つの部分に分離させるために、外周面から湾入形成される湾入溝を備える請求項３に記載のスピンドルモータ。
【請求項５】
前記スリーブは、前記湾入溝に対向配置され、前記湾入溝と前記スリーブの外部を連通させる連通孔を備える請求項４に記載のスピンドルモータ。
【請求項６】
前記ロータハブは、
前記他方のスラスト部材が内部に挿入配置される挿入部を形成するロータハブボディと、
前記ロータハブボディの縁から延設され、内部面にマグネットアセンブリーが装着される装着部と、
前記装着部の末端から回転半径方向外側に向かって延設される延長部と
を備える請求項１から５の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
【請求項７】
前記他方のスラスト部材の外部面と前記他方のスラスト部材の外部面に対向配置される前記ロータハブの内部面は、０．３ｍｍ以下の隙間を形成する請求項１から６の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
【請求項８】
ベース部材に固設される一方のスラスト部材と、
一方の端部が前記一方のスラストと前記ベース部材のうち少なくとも１方に固設されるシャフトと、
前記一方のスラスト部材と対向するように配置され、前記シャフトに回転可能に設置されるスリーブと、
前記スリーブに結合され、前記スリーブと連動して回転するロータハブと、
前記シャフトの他方の端部に固設され、前記スリーブとともに気液界面を形成する他方のスラスト部材と、
前記他方のスラスト部材の前記スリーブと対向しない側に配置されるよう、前記シャフトに固設される蓋部材と
を含み、
前記シャフトの他方の端部には、前記他方のスラスト部材の前記シャフトとの対向面を支持する段差部が備えられ、前記スラスト部材との締結強度を向上させるスピンドルモータ。
【請求項９】
前記他方のスラスト部材は、前記蓋部材との対向面が前記シャフトの他方の端部面よりも突出して配置され、前記蓋部材により加圧される請求項８に記載のスピンドルモータ。
【請求項１０】
ベース部材に固設される一方のスラスト部材と、
一方の端部が前記一方のスラストと前記ベース部材のうち少なくとも１方に固設されるシャフトと、
前記一方のスラスト部材と対向するように配置され、前記シャフトに回転可能に設けられるスリーブと、
前記スリーブに結合され、前記スリーブと連動して回転するロータハブと、
前記シャフトの他方の端部に固設され、前記スリーブとともに気液界面を形成する他方のスラスト部材と、
前記他方のスラスト部材の前記スリーブと対向しない側に配置されるよう、前記シャフトに固設される蓋部材と
を含み、
前記シャフトの他方の端部面と前記他方のスラスト部材の前記蓋部材との対向面は同一平面に配置され、前記蓋部材により加圧されるスピンドルモータ。
【請求項１】
ベース部材に固定設置される一方のスラスト部材と、
一方の端部が前記一方のスラストと前記ベース部材のうち少なくとも一方に固定されるシャフトと、
前記一方のスラスト部材と対向するように配置され、前記シャフトに回転可能に設置されるスリーブと、
前記スリーブに結合され、前記スリーブと連動して回転するロータハブと、
前記シャフトの他方の端部に固定され、前記スリーブとともに気液界面を形成する他方のスラスト部材と
前記他方のスラスト部材の前記スリーブと対向しない側に配置されるよう、前記シャフトに固設される蓋部材と
を含み、
前記他方のスラスト部材は、前記蓋部材と対向する対向面が前記蓋部材により加圧され、当該対向面と反対側の面が前記シャフトの面に支持され、前記シャフトとの締結強度を向上させる段部を備えるスピンドルモータ。
【請求項２】
前記他方のスラスト部材と対向する前記スリーブの端部は、端に近付くほど外径が大きくなるように回転軸方向に対して傾斜した傾斜部を有し、前記他方のスラスト部材とともに気液界面を形成する、請求項１に記載のスピンドルモータ。
【請求項３】
前記他方のスラスト部材は、
内部面が前記シャフトに接合されるボディと、前記ボディから延設され、前記傾斜部とともに気液界面を形成する突出部と、前記ボディの内部面から回転半径方向内側に延設される前記段部とを備える請求項２に記載のスピンドルモータ。
【請求項４】
前記シャフトは、スリーブと前記シャフトによって形成される軸受隙間に充填された潤滑流体を２つの部分に分離させるために、外周面から湾入形成される湾入溝を備える請求項３に記載のスピンドルモータ。
【請求項５】
前記スリーブは、前記湾入溝に対向配置され、前記湾入溝と前記スリーブの外部を連通させる連通孔を備える請求項４に記載のスピンドルモータ。
【請求項６】
前記ロータハブは、
前記他方のスラスト部材が内部に挿入配置される挿入部を形成するロータハブボディと、
前記ロータハブボディの縁から延設され、内部面にマグネットアセンブリーが装着される装着部と、
前記装着部の末端から回転半径方向外側に向かって延設される延長部と
を備える請求項１から５の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
【請求項７】
前記他方のスラスト部材の外部面と前記他方のスラスト部材の外部面に対向配置される前記ロータハブの内部面は、０．３ｍｍ以下の隙間を形成する請求項１から６の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
【請求項８】
ベース部材に固設される一方のスラスト部材と、
一方の端部が前記一方のスラストと前記ベース部材のうち少なくとも１方に固設されるシャフトと、
前記一方のスラスト部材と対向するように配置され、前記シャフトに回転可能に設置されるスリーブと、
前記スリーブに結合され、前記スリーブと連動して回転するロータハブと、
前記シャフトの他方の端部に固設され、前記スリーブとともに気液界面を形成する他方のスラスト部材と、
前記他方のスラスト部材の前記スリーブと対向しない側に配置されるよう、前記シャフトに固設される蓋部材と
を含み、
前記シャフトの他方の端部には、前記他方のスラスト部材の前記シャフトとの対向面を支持する段差部が備えられ、前記スラスト部材との締結強度を向上させるスピンドルモータ。
【請求項９】
前記他方のスラスト部材は、前記蓋部材との対向面が前記シャフトの他方の端部面よりも突出して配置され、前記蓋部材により加圧される請求項８に記載のスピンドルモータ。
【請求項１０】
ベース部材に固設される一方のスラスト部材と、
一方の端部が前記一方のスラストと前記ベース部材のうち少なくとも１方に固設されるシャフトと、
前記一方のスラスト部材と対向するように配置され、前記シャフトに回転可能に設けられるスリーブと、
前記スリーブに結合され、前記スリーブと連動して回転するロータハブと、
前記シャフトの他方の端部に固設され、前記スリーブとともに気液界面を形成する他方のスラスト部材と、
前記他方のスラスト部材の前記スリーブと対向しない側に配置されるよう、前記シャフトに固設される蓋部材と
を含み、
前記シャフトの他方の端部面と前記他方のスラスト部材の前記蓋部材との対向面は同一平面に配置され、前記蓋部材により加圧されるスピンドルモータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−３２８３０（Ｐ２０１３−３２８３０Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２８１８７（Ｐ２０１１−２２８１８７）
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
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