JP2009254050A - Spindle motor and disk drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低速から高速に亘って回転可能なモータ軸に一体的に固着させたアンバランス補正機構部を備えたスピンドルモータ、及び、このスピンドルモータを筐体内に取り付けて、アンバランス補正機構部の一部を構成する回転体上に搭載したディスクを回転駆動するディスク駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a spindle motor provided with an unbalance correction mechanism unit integrally fixed to a motor shaft that can rotate from a low speed to a high speed, and the spindle motor is mounted in a housing to provide an unbalance correction mechanism unit. The present invention relates to a disk drive device that rotationally drives a disk mounted on a rotating body that constitutes a part of the disk.
一般的に、スピンドルモータは、固定側となるステータと、このステータに対して回転側となるロータとで構成されており、具体的には、回転自在なモータ軸と、モータ軸に一体的に固着された回転体と、回転体の周面に沿って固着されたモータ駆動用円環状磁石と、モータ駆動用円環状磁石に対して僅かな隙間を隔てて対向し且つ複数のモータ駆動用コイルを巻回させたステータコアと、モータ軸を回転可能に支持し且つステータコアを取り付けたモータベースとを備えている。 In general, a spindle motor is composed of a stator on the fixed side and a rotor on the rotation side with respect to the stator. Specifically, the spindle motor is integrated with a rotatable motor shaft and the motor shaft. A fixed rotating body, an annular magnet for motor driving fixed along the peripheral surface of the rotating body, and a plurality of motor driving coils facing the annular magnet for motor driving with a slight gap therebetween And a motor base on which the motor shaft is rotatably supported and the stator core is attached.
そして、この種のスピンドルモータは、回転自在なモータ軸に固着した回転体上に、光ディスクやハードディスクなどのディスクとか、ポリコンミラーなどを搭載して、低速から高速に亘って回転駆動されているが、ディスクの中心孔やポリゴンミラーの中心孔が偏心している場合にアンバランス状態が生じる。 This type of spindle motor is driven to rotate from a low speed to a high speed by mounting a disk such as an optical disk or a hard disk or a polycon mirror on a rotating body fixed to a rotatable motor shaft. An unbalanced state occurs when the center hole of the disc or the center hole of the polygon mirror is eccentric.
更に、CD(Compact Disc)や、CDよりも高密度化を図ったDVD(Digital Versatile Disc)とか、DVDよりも更に超高密度化を図ったBD(Blu−ray Disc)などのディスクを回転駆動するディスク駆動装置においては、ディスクへの情報信号の大容量化や、情報信号の書き込みとか読み込みの高速化などが図られており、更に、ディスク駆動装置内のレーザー光を用いてレーベル面に文字画像を書き込むライトスクライブ機能を取り入れたものが開発されている。 In addition, CD (Compact Disc), DVD (Digital Versatile Disc) with higher density than CD, and BD (Blu-ray Disc) with higher density than DVD are rotated. In the disk drive device, the capacity of the information signal to the disk is increased, the speed of writing or reading of the information signal is increased, and the laser beam in the disk drive device is used to write characters on the label surface. A light scribe function for writing images has been developed.
そして、この種のディスク駆動装置では、筐体の内部に取り付けたスピンドルモータのモータ軸に固着させた回転体と一体にディスクを、情報信号の読み取り時とかライトスクライブ時などの低速回転(40min−1)から情報信号の高速書き込み時などの超高速回転(10000min−1以上)に亘って回転させたときに振動や面振れのない安定性が要求されている。 In this type of disk drive device, the disk is integrally rotated with a rotating body fixed to the motor shaft of a spindle motor mounted inside the housing, and the disk is rotated at a low speed (40 min − There is a demand for stability free from vibration and surface vibration when rotated from 1 ) to ultra-high speed rotation (10000 min −1 or more) such as during high-speed writing of information signals.
このような状況下において、ディスクやポリゴンミラーを低速に回転させた時にはモータ軸と軸受けとの間に生じるクリアランス(ガタ)からモータ軸の振れ回りにより不安定な回転や面振れの悪化が発生し易くなり、一方、ディスクやポリゴンミラーを高速に回転させた時には回転体を含めたアンバランス状態により振動や騒音の悪化が発生し易くなる。 Under these circumstances, when the disk or polygon mirror is rotated at a low speed, unstable rotation or deterioration of surface runout occurs due to the rotation of the motor shaft due to the clearance (backlash) generated between the motor shaft and the bearing. On the other hand, when the disk or polygon mirror is rotated at high speed, vibration and noise are easily deteriorated due to the unbalanced state including the rotating body.
上記に対して、スピンドルモータが低速回転する時と、高速回転する時とに対応してモータ軸に固着させた自動平衡装置内でバランス球体を移動させる自動平衡装置及びそれを用いたモータがある(例えば、特許文献1参照)。
図9は従来の自動平衡装置及びそれを用いたモータを説明するための図であり、(a)は縦断面図、(b)は(a)中のX−X矢視図である。 9A and 9B are diagrams for explaining a conventional automatic balancing apparatus and a motor using the same, wherein FIG. 9A is a longitudinal sectional view, and FIG. 9B is a view taken along the line XX in FIG.
図9(a),(b)に示した従来の自動平衡装置及びそれを用いたモータは、上記した特許文献1(特開2001−258201号公報)に開示されているものであり、ここでは特許文献1を参照して簡略に説明する。 The conventional automatic balancing apparatus shown in FIGS. 9A and 9B and the motor using the same are disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-258201). This will be briefly described with reference to Patent Document 1.
図9(a),(b)に示した如く、従来の自動平衡装置及びそれを用いたモータでは、スピンドルモ−タ100のモータ軸101の上方部位に自動平衡装置(アンバランス補正機構部)110が固着されて、この自動平衡装置110がモータ軸101と一体に回転自在になっており、且つ、自動平衡装置110の上方側に記録ディスク(図示せず)を装着するためのディスクテーブル(図示せず)が設けられている。
As shown in FIGS. 9A and 9B, in the conventional automatic balancing device and the motor using the same, the automatic balancing device (unbalance correction mechanism) is provided above the
上記した自動平衡装置110は、中空状の平衡用収納部111の内部に複数のバランス球体112が自由移動可能な状態で収納されている。
In the
この際、中空状の平衡用収納部111内の内周領域には、各バランス球体112を低速回転時に収納するために溝状の収納凹部111aが円周に沿って略等ピッチで放射状に複数配置されており、各収納凹部111aの内周側の立ち上がり壁面は、所定の段差を備えた内側段部111bを構成しており、その内側段部111bにより形成される段差によって、各バランス球体112の半径方向外側への移動が規制されるようになっている。
At this time, a plurality of groove-
一方、中空状の平衡用収納部111内の外周領域には、各バランス球体112を高速回転時に保持するために外側段部111dが円環状に設けられている。
On the other hand, an outer
また、平衡用収納部111内に形成した内側段部111bと外側段部111dとの間には、外側段部111dから内側段部111bに向かって下降する傾斜を備えた案内面111cが設けられている。
In addition, a
そして、上記のように構成した自動平衡装置110では、回転体の基準設定回転数SRを越えない低速回転時において、平衡用収納部111内のバランス球体112を内周領域に放射状に設けた複数の収納凹部111a内に確実に保持することによって、各バランス球体112同士の相互接触を確実に防止し、接触音の発生や損傷を良好に回避している。
In the
一方、回転体の回転数が基準設定回転数SRを越えたときに、各バランス球体112を、内側段部111bの段差を乗り越えるようにして移動させて外周領域に設けた外側段部111dに確実に保持することによって、自動平衡装置110を含めてディスクテーブル(図示せず)に装着された記録ディスク(図示せず)のアンバランスを自動的に補正することで、高速回転時に発生する振動を抑制する旨が開示されている。
On the other hand, when the rotational speed of the rotating body exceeds the reference set rotational speed SR, each
ところで、従来の自動平衡装置及びそれを用いたモータによれば、スピンドルモータ100と一体に自動平衡装置110が低速回転した時にバランス球体112を平衡用収納部111内の内周側に放射状に設けた複数の収納凹部111a内に保持させる一方、スピンドルモータ100と一体に自動平衡装置110が高速回転した時にバランス球体112を平衡用収納部111内の外周側に円環状に設けた外側段部111dに保持させているが、従来の自動平衡装置110では、スピンドルモータ100のモータ軸101と、このモータ軸101を回転自在に支持する軸受け102との間にクリアランス(ガタ)が生じた場合や、自動平衡装置110がモータ軸101に対して斜めに固着された場合に発生する問題点に対して何らの考慮も図られていない。
By the way, according to the conventional automatic balancing device and the motor using the same, the
即ち、スピンドルモータ100のモータ軸101とこのモータ軸101を回転自在に支持する軸受け102との間にクリアランス(ガタ)が生じると、とくに、軸受け102として焼結含油軸受けを用いた場合に、モータ軸101が焼結含油軸受け内で傾きながら不規則な軌跡を描いて回転するので不規則な軸振れが発生してしまう。
That is, when a clearance (backlash) occurs between the
また、自動平衡装置110がモータ軸101に対して斜めに固着され、自動平衡装置110上に搭載したディスクが低速回転した時に、モータ軸101が軸受け102との間のクリアランスにより自動平衡装置110の傾きが増す方向に倒れた場合には、ディスクの面振れが加算されて大きくなり、ディスクに対して情報信号の書き込みエラーや読み込みエラーが発生し易いなどの問題がある。
Further, when the
そこで、スピンドルモータのモータ軸の一端側に固着させた回転体と一体にディスクやポリゴンミラーなどを第1の回転速度(低速)から第1の回転速度より高速の第2の回転速度(高速)に亘って回転させた際に、スピンドルモータのモータ軸とこのモータ軸を回転自在に支持する軸受けとの間にクリアランス(ガタ)が生じた場合や、アンバランス補正機構部(自動平衡装置)の一部を構成する回転体がモータ軸に対して斜めに固着された場合などを考慮した上で、回転体を第1の回転速度で回転させた時には静粛で高精度の回転を維持し、且つ、回転体を第2の回転速度で回転させた時にはアンバランス状態となることなく高精度に回転できるアンバランス補正機構部を備えたスピンドルモータ、及び、このスピンドルモータを筐体内に取り付けて、アンバランス補正機構部の一部を構成する回転体上に搭載したディスクを回転駆動するディスク駆動装置が望まれている。 Therefore, a disk, a polygon mirror, etc. are integrated with a rotating body fixed to one end of the motor shaft of the spindle motor, and a second rotation speed (high speed) higher than the first rotation speed from the first rotation speed (low speed). If there is a clearance (backlash) between the motor shaft of the spindle motor and the bearing that rotatably supports the motor shaft, or the unbalance correction mechanism (automatic balancing device) In consideration of the case where the rotating body constituting a part is fixed obliquely with respect to the motor shaft, etc., when the rotating body is rotated at the first rotation speed, the rotation is kept quiet and highly accurate, and A spindle motor having an unbalance correction mechanism that can rotate with high precision without being in an unbalanced state when the rotating body is rotated at the second rotational speed, and the spindle motor in the casing Attached, disk drive disks mounted on a rotating member constituting a part of the unbalance correcting mechanism for driving the rotation is desired.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、第1の発明は、第1の回転速度から前記第1の回転速度よりも高速の第2の回転速度に亘って回転駆動されるモータ軸の一端側に固着され、内部に球体収納用凹部を前記モータ軸と同軸的に略環状に形成した回転体と、
前記球体収納用凹部内に移動可能に収納され、且つ、前記回転体を前記第1の回転速度で回転させた時に前記球体収納用凹部内の内周側に拘束される一方、前記回転体を前記第2の回転速度で回転させた時に前記球体収納用凹部内の外周側に移動する複数のバランス球体とからなるアンバランス補正機構部を備えたスピンドルモータにおいて、
前記球体収納用凹部は、前記回転体を前記第1の回転速度で回転させた時に前記複数のバランス球体を拘束するための球体拘束部が内周側の円周に沿って所定の角度範囲に亘って形成されており、且つ、前記モータ軸に対する前記回転体の傾きに対応した回転体の高さを測定するための高さ測定面として前記回転体の一の面を利用した際に、前記球体拘束部は、前記モータ軸と直交する仮想線が前記一の面のうちで最も高さが高い部位と接する位置側に設定されていること特徴とするスピンドルモータである。
The present invention has been made in view of the above problems, and the first invention is a motor shaft that is rotationally driven from a first rotational speed to a second rotational speed higher than the first rotational speed. A rotating body fixed to one end side of the sphere, and having a spherical housing recess formed in a substantially annular shape coaxially with the motor shaft;
The sphere storage recess is movably stored, and when the rotator is rotated at the first rotation speed, the rotator is constrained to the inner peripheral side of the sphere storage recess. In a spindle motor comprising an unbalance correction mechanism portion composed of a plurality of balance spheres that move to the outer peripheral side in the sphere storage recess when rotated at the second rotational speed,
The concave portion for storing the spherical body has a spherical body constraining portion for constraining the plurality of balancing spheres when the rotating body is rotated at the first rotational speed within a predetermined angular range along the inner circumference. And when one surface of the rotating body is used as a height measuring surface for measuring the height of the rotating body corresponding to the inclination of the rotating body with respect to the motor shaft, The spherical body restraining portion is a spindle motor characterized in that an imaginary line orthogonal to the motor shaft is set on a position side in contact with a portion having the highest height in the one surface.
また、第2の発明は、第1の回転速度から前記第1の回転速度よりも高速の第2の回転速度に亘って回転駆動されるモータ軸の一端側に固着され、内部に球体収納用凹部を前記モータ軸と同軸的に略環状に形成した回転体と、
前記球体収納用凹部内に移動可能に収納され、且つ、前記回転体を前記第1の回転速度で回転させた時に前記球体収納用凹部内の内周側に拘束される一方、前記回転体を前記第2の回転速度で回転させた時に前記球体収納用凹部内の外周側に移動する複数のバランス球体とからなるアンバランス補正機構部を備えたスピンドルモータにおいて、
前記球体収納用凹部は、前記回転体を前記第1の回転速度で回転させた時に前記複数のバランス球体を拘束するための球体拘束部が内周側の円周に沿って所定の角度範囲に亘って形成されており、前記球体拘束部は、前記回転体の一つの面と前記モータ軸との前記一端側になす角度が、最も小さくなる周方向位置を含んで形成されていることを特徴とするスピンドルモータである。
Further, the second invention is fixed to one end side of a motor shaft that is rotationally driven from the first rotational speed to the second rotational speed higher than the first rotational speed, and is used for storing the sphere inside. A rotating body having a recess formed in a substantially annular shape coaxially with the motor shaft;
The sphere storage recess is movably stored, and when the rotator is rotated at the first rotation speed, the rotator is constrained to the inner peripheral side of the sphere storage recess. In a spindle motor comprising an unbalance correction mechanism portion composed of a plurality of balance spheres that move to the outer peripheral side in the sphere storage recess when rotated at the second rotational speed,
The concave portion for storing the spherical body has a spherical body constraining portion for constraining the plurality of balancing spheres when the rotating body is rotated at the first rotational speed within a predetermined angular range along the inner circumference. The spherical body restraining portion is formed so as to include a circumferential position where an angle formed between one surface of the rotating body and the one end side of the motor shaft is the smallest. Is a spindle motor.
また、第3の発明は、上記した第1又は第2の発明のスピンドルモータにおいて、
前記バランス球体は磁性球体からなり、且つ、前記球体拘束部は前記所定の角度範囲に亘ってのみ着磁された環状磁石を前記球体収納用凹部内の内周側に固着させたことを特徴とするスピンドルモータである。
The third invention is the spindle motor of the first or second invention described above,
The balance sphere is formed of a magnetic sphere, and the sphere restraining portion is configured to fix an annular magnet magnetized only over the predetermined angle range to an inner peripheral side in the sphere housing recess. It is a spindle motor.
また、第4の発明は、上記した第1又は第2の発明のスピンドルモータにおいて、
前記バランス球体は鋼球体からなり、且つ、前記球体収納用凹部は内部の底面が外周側から内周側に向かって低くなる円錐面に形成されていると共に、前記円錐面の内周側に前記球体拘束部をこの球体拘束部以外の円周を上方に向かって突出形成した凸面に対して前記所定の角度範囲に亘ってポケット状に凹ませて形成したことを特徴とするスピンドルモータである。
Moreover, 4th invention is a spindle motor of the above-mentioned 1st or 2nd invention,
The balance sphere is formed of a steel sphere, and the concave portion for storing the sphere is formed in a conical surface whose inner bottom surface decreases from the outer peripheral side toward the inner peripheral side, and on the inner peripheral side of the conical surface. The spindle motor is characterized in that the spherical body restraining portion is formed in a pocket shape over the predetermined angle range with respect to a convex surface formed by protruding the circumference other than the spherical body restraining portion upward.
また、第5の発明は、上記した第1又は第2の発明のスピンドルモータにおいて、
前記バランス球体は鋼球体からなり、且つ、前記球体収納用凹部は内部の底面が外周側から内周側に向かって低くなる円錐面に形成されていると共に、前記円錐面の内周側に前記球体拘束部を前記所定の角度範囲に亘って三角凹溝状に凹ませて形成したことを特徴とするスピンドルモータである。
The fifth invention is the spindle motor of the first or second invention described above,
The balance sphere is formed of a steel sphere, and the concave portion for storing the sphere is formed in a conical surface whose inner bottom surface decreases from the outer peripheral side toward the inner peripheral side, and on the inner peripheral side of the conical surface. The spindle motor is characterized in that the spherical body restraining portion is formed in a triangular concave groove shape over the predetermined angle range.
更に、第6の発明は、上記した第1〜第5の発明のうちいずれか一の発明のスピンドルモータを筐体内に取り付けて、前記モータ軸の一端側に固着した前記回転体上に搭載された前記ディスクを回転駆動するディスク駆動装置であって、
前記回転体と一体に前記ディスクを前記第1の回転速度で回転させたときには、前記球体収納用凹部内に収納した前記複数のバランス球体をこの球体収納用凹部内の内周側に所定の角度範囲に亘って形成した前記球体拘束部に拘束させる一方、前記回転体と一体に前記ディスクを前記第2の回転速度で回転させたときには、前記球体収納用凹部内に収納した前記複数のバランス球体を遠心力によりこの球体収納用凹部内の外周側に移動させて、前記ディスクの偏心によるアンバランスを補正することを特徴とするディスク駆動装置である。
Furthermore, a sixth invention is mounted on the rotating body, wherein the spindle motor according to any one of the first to fifth inventions described above is mounted in a housing and fixed to one end side of the motor shaft. A disk drive device for rotating the disk,
When the disk is rotated at the first rotational speed integrally with the rotating body, the plurality of balance spheres stored in the spherical body storing recesses are set at a predetermined angle toward the inner peripheral side of the spherical body storing recesses. The plurality of balance spheres stored in the sphere storage recesses when the disk is rotated at the second rotational speed integrally with the rotating body while being restrained by the sphere restraining portion formed over a range. The disk drive device is characterized by correcting the unbalance due to the eccentricity of the disk by moving the disk to the outer peripheral side in the spherical body recess by centrifugal force.
本発明に係る第1の発明のスピンドルモータによると、第1の回転速度から第1の回転速度よりも高速の第2の回転速低速回転から高速回転に亘って回転駆動されるモータ軸の一端側に固着され、内部に球体収納用凹部をモータ軸と同軸的に略環状に形成した回転体と、球体収納用凹部内に移動可能に収納され、且つ、回転体を第1の回転速度(低速)で回転させた時に球体収納用凹部内の内周側に拘束される一方、回転体を第2の回転速度(高速)で回転させた時に球体収納用凹部内の外周側に移動する複数のバランス球体とからなるアンバランス補正機構部を備えたスピンドルモータにおいて、とくに、球体収納用凹部は、回転体を第1の回転速度で回転させた時に複数のバランス球体を拘束するための球体拘束部が内周側の円周に沿って所定の角度範囲に亘って形成されており、且つ、モータ軸に対する回転体の傾きに対応した回転体の高さを測定するための高さ測定面として回転体の一の面を利用した際に、球体拘束部は、モータ軸と直交する仮想線が一の面のうちで最も高さが高い部位と接する位置側に設定されているので、この結果、スピンドルモータのモータ軸とこのモータ軸を回転自在に支持する軸受けとの間にクリアランス(ガタ)が生じた場合や、アンバランス補正機構部の一部を構成する回転体がモータ軸に対して斜めに固着された場合などを考慮した上で、回転体を第1の回転速度で回転させた時には静粛で高精度の回転を維持し、且つ、回転体を第2の回転速度で回転させた時にはアンバランス状態となることなく高精度に回転できる。 According to the spindle motor of the first aspect of the present invention, one end of the motor shaft that is rotationally driven from the first rotation speed to the high-speed rotation from the second rotation speed that is higher than the first rotation speed. A rotating body that is fixed to the side and has a spherical housing recess formed in a substantially annular shape coaxially with the motor shaft, and is stored movably in the spherical housing recess, and the rotating body has a first rotational speed ( A plurality of units that are constrained to the inner circumferential side in the spherical housing recess when rotated at a low speed, and that move to the outer circumferential side in the spherical housing recess when the rotating body is rotated at the second rotational speed (high speed). In the spindle motor provided with the unbalance correction mechanism portion composed of the balance spheres, the sphere storage recesses particularly have a sphere restraint for restraining a plurality of balance spheres when the rotator is rotated at the first rotational speed. Along the inner circumference When one surface of the rotator is used as a height measurement surface for measuring the height of the rotator corresponding to the inclination of the rotator with respect to the motor shaft, which is formed over a predetermined angle range. The spherical restraint portion is set on the position side where the imaginary line orthogonal to the motor axis is in contact with the highest part of one surface. As a result, the spindle motor axis and the motor axis are Considering the case where there is a clearance (backlash) between the bearings that are rotatably supported and the case where the rotating body that constitutes a part of the unbalance correction mechanism is fixed obliquely to the motor shaft. Thus, when the rotating body is rotated at the first rotation speed, the rotation is kept quiet and highly accurate, and when the rotating body is rotated at the second rotation speed, the unbalanced state is maintained with high accuracy. Can rotate.
また、本発明に係る第2の発明のスピンドルモータによると、第1の回転速度から第1の回転速度よりも高速の第2の回転速低速回転から高速回転に亘って回転駆動されるモータ軸の一端側に固着され、内部に球体収納用凹部をモータ軸と同軸的に略環状に形成した回転体と、球体収納用凹部内に移動可能に収納され、且つ、回転体を第1の回転速度(低速)で回転させた時に球体収納用凹部内の内周側に拘束される一方、回転体を第2の回転速度(高速)で回転させた時に球体収納用凹部内の外周側に移動する複数のバランス球体とからなるアンバランス補正機構部を備えたスピンドルモータにおいて、とくに、球体収納用凹部は、回転体を第1の回転速度で回転させた時に複数のバランス球体を拘束するための球体拘束部が内周側の円周に沿って所定の角度範囲に亘って形成されており、球体拘束部は、回転体の一つの面とモータ軸との一端側になす角度が、最も小さくなる周方向位置を含んで形成されているので、この結果、上記した第1の発明と同様に、スピンドルモータのモータ軸とこのモータ軸を回転自在に支持する軸受けとの間にクリアランス(ガタ)が生じた場合や、アンバランス補正機構部の一部を構成する回転体がモータ軸に対して斜めに固着された場合などを考慮した上で、回転体を第1の回転速度で回転させた時には静粛で高精度の回転を維持し、且つ、回転体を第2の回転速度で回転させた時にはアンバランス状態となることなく高精度に回転できる。 Further, according to the spindle motor of the second invention of the present invention, the motor shaft that is rotationally driven from the first rotation speed to the high-speed rotation from the second rotation speed that is higher than the first rotation speed. A rotator that is fixed to one end of the sphere, and that has a sphere storage recess formed in a substantially annular shape coaxially with the motor shaft, and is movably stored in the sphere storage recess, and the rotator is first rotated. When rotated at the speed (low speed), it is constrained to the inner peripheral side in the spherical housing recess, while when the rotating body is rotated at the second rotational speed (high speed), it moves to the outer peripheral side in the spherical housing recess. In the spindle motor provided with the unbalance correction mechanism unit composed of a plurality of balancing spheres, the sphere storage recesses in particular are for restraining the plurality of balancing spheres when the rotating body is rotated at the first rotational speed. Sphere restraint is the inner circumference The spherical body restraining portion is formed to include the circumferential position where the angle formed between one surface of the rotating body and one end of the motor shaft is the smallest. As a result, as in the case of the first invention described above, when a clearance (backlash) occurs between the motor shaft of the spindle motor and the bearing that rotatably supports the motor shaft, the unbalance correction mechanism section In consideration of the case where the rotating body constituting a part of the rotating body is fixed obliquely with respect to the motor shaft, when the rotating body is rotated at the first rotational speed, the rotation is kept quiet and highly accurate, In addition, when the rotating body is rotated at the second rotation speed, it can be rotated with high accuracy without being in an unbalanced state.
また、第3の発明のスピンドルモータによると、とくに、バランス球体は磁性球体からなり、且つ、球体拘束部は所定の角度範囲に亘ってのみ着磁された環状磁石を球体収納用凹部内の内周側に固着させたために、第1又は第2の発明の効果が得られると共に、回転体を第1の回転速度で回転させた時に複数の磁性球体を簡単な構造の球体拘束部に所定の角度範囲に亘って確実に吸着して拘束することができる。 According to the spindle motor of the third aspect of the invention, in particular, the balance sphere is made of a magnetic sphere, and the sphere constraining portion includes an annular magnet magnetized only over a predetermined angular range within the sphere housing recess. Since the effect of the first or second aspect of the invention is obtained due to being fixed to the peripheral side, a plurality of magnetic spheres can be provided to a sphere constraining portion having a simple structure when the rotator is rotated at the first rotation speed. It can be reliably adsorbed and restrained over an angular range.
また、第4の発明のスピンドルモータによると、とくに、バランス球体は鋼球体からなり、且つ、球体収納用凹部は内部の底面が外周側から内周側に向かって低くなる円錐面に形成されていると共に、円錐面の内周側に球体拘束部をこの球体拘束部以外の円周を上方に向かって突出形成した凸面に対して所定の角度範囲に亘ってポケット状に凹ませて形成したために、第1又は第2の発明の効果が得られると共に、回転体を第1の回転速度で回転させた時に複数の鋼球体を簡単な構造の球体拘束部に所定の角度範囲に亘って確実に拘束することができる。 According to the spindle motor of the fourth aspect of the invention, in particular, the balance sphere is formed of a steel sphere, and the sphere storage recess is formed in a conical surface whose inner bottom surface decreases from the outer peripheral side toward the inner peripheral side. In addition, the spherical constraining part is formed on the inner peripheral side of the conical surface by denting it into a pocket over a predetermined angular range with respect to the convex surface formed by projecting the circumference other than the spherical constraining part upward. The effects of the first or second invention can be obtained, and when the rotating body is rotated at the first rotational speed, the plurality of steel spheres can be reliably secured to the sphere constraining portion having a simple structure over a predetermined angular range. Can be restrained.
また、第5の発明のスピンドルモータによると、とくに、バランス球体は鋼球体からなり、且つ、球体収納用凹部は内部の底面が外周側から内周側に向かって低くなる円錐面に形成されていると共に、円錐面の内周側に球体拘束部を所定の角度範囲に亘って三角凹溝状に凹ませて形成したために、第1又は第2の発明の効果が得られると共に、回転体を第1の回転速度で回転させた時に複数の鋼球体を簡単な構造の球体拘束部に所定の角度範囲に亘って確実に拘束することができる。 According to the spindle motor of the fifth aspect of the invention, in particular, the balance sphere is formed of a steel sphere, and the sphere storage recess is formed in a conical surface whose inner bottom surface decreases from the outer peripheral side toward the inner peripheral side. Since the spherical constraining portion is formed in a triangular concave groove shape over a predetermined angle range on the inner peripheral side of the conical surface, the effect of the first or second invention is obtained, and the rotating body is When rotated at the first rotational speed, the plurality of steel spheres can be reliably restrained over a predetermined angular range by a sphere restraining portion having a simple structure.
更に、第6の発明のディスク駆動装置によると、とくに、上記した第1〜第5の発明のうちいずれか一の発明のスピンドルモータを筐体内に取り付けて、モータ軸の一端側に固着した回転体上に搭載されたディスクを回転駆動するにあたって、回転体と一体にディスクを第1の回転速度で回転させた時には、球体収納用凹部内に収納した複数のバランス球体をこの球体収納用凹部内の内周側に所定の角度範囲に亘って形成した球体拘束部に拘束させる一方、回転体と一体にディスクを第2の回転速度で回転させた時には、球体収納用凹部内に収納した複数のバランス球体を遠心力によりこの球体収納用凹部内の外周側に移動させて、ディスクの偏心によるアンバランスを補正しているので、ディスクが第1の回転速度で回転した時に、モータ軸の振れ回りにより発生するディスクの不安定な回転や面振れの悪化が生じないので、ディスクに対して情報信号の書き込みエラーや読み込みエラーが発生せず、一方、ディスクが第2の回転速度で回転した時に、ディスクの偏心によるアンバランスを自動的に良好に補正できるので、このアンバランスによる振動の発生が防止されると共に、周知のジャイロ効果により軸の振れ回りは発生せず、回転体の面振れは悪化しないので、ディスクに対して情報信号を良好に記録又は再生できる。 Further, according to the disk drive device of the sixth invention, in particular, the rotation in which the spindle motor of any one of the first to fifth inventions is mounted in the housing and fixed to one end side of the motor shaft. When the disk mounted on the body is driven to rotate, when the disk is rotated at the first rotational speed integrally with the rotating body, a plurality of balance spheres stored in the sphere storing recesses are stored in the sphere storing recesses. When the disk is rotated at the second rotational speed integrally with the rotating body, the plurality of pieces stored in the spherical body storing recesses are restrained by the spherical body restraining portion formed on the inner peripheral side of the predetermined angular range. Since the balance sphere is moved to the outer peripheral side in the sphere storage recess by centrifugal force to correct the unbalance due to the eccentricity of the disk, the motor is rotated when the disk rotates at the first rotational speed. No unstable rotation of the disc or deterioration of surface run-out caused by the swinging of the disc occurs, so no information signal write error or read error occurs on the disc, while the disc rotates at the second rotational speed. When this occurs, the unbalance due to disk eccentricity can be automatically and satisfactorily corrected, so that the occurrence of vibration due to this unbalance is prevented and the shaft does not run out due to the well-known gyro effect. Since the shake does not deteriorate, the information signal can be recorded or reproduced favorably with respect to the disc.
以下に本発明に係るスピンドルモータ及びディスク駆動装置の一実施例について、図1〜図8を参照して実施例1,実施例2,実施例3の順に詳細に説明する。
Hereinafter, an embodiment of a spindle motor and a disk drive device according to the present invention will be described in detail in the order of Embodiment 1,
図1は本発明に係るディスク駆動装置を示した全体構成図、
図2は本発明に係る実施例1のスピンドルモータを説明するための図であり、(a)は縦断面図、(b)は(a)中のX−X矢視図、
図3は本発明に係る実施例1のスピンドルモータにおいて、ターンテーブルがモータ軸に対して傾いて固着された状態を模式的に示した図であり、(a)は縦断面図、(b)は(a)中のX−X矢視図、
図4(a),(b)は本発明に係る実施例1のスピンドルモータのモータ軸の一端側に固着させたターンテーブルが低速回転する状態を模式的に示した図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a disk drive device according to the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining the spindle motor according to the first embodiment of the present invention, in which (a) is a longitudinal sectional view, (b) is a view taken in the direction of arrows XX in (a),
FIGS. 3A and 3B are diagrams schematically showing a state in which the turntable is fixedly tilted with respect to the motor shaft in the spindle motor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A is a longitudinal sectional view, and FIG. XX view in (a),
4A and 4B are views schematically showing a state in which a turntable fixed to one end of the motor shaft of the spindle motor according to the first embodiment of the present invention rotates at a low speed.
図1に示した如く、本発明に係るディスク駆動装置1では、略箱状に形成した筐体2の内部に本発明に係る実施例1のスピンドルモータ10Aがネジ3を用いて取り付けられている。
As shown in FIG. 1, in the disk drive device 1 according to the present invention, the spindle motor 10 </ b> A according to the first embodiment of the present invention is attached using a screw 3 inside a
そして、上記した本発明に係る実施例1のスピンドルモータ10A中で回転自在なモータ軸21の上方部位に実施例1の要部となるアンバランス補正機構部30が一体的に取り付けられ、且つ、このアンバランス補正機構部30の一部を構成するターンテーブル31がモータ軸21の一端側に固着されており、このターンテーブル31上にディスクDとして例えば光ディスクが着脱自在に搭載可能になっている。
And the unbalance
また、ターンテーブル31上に搭載したディスクDの下方には、モータ軸21を中心にしてターンテーブル31と一体に回転するディスクDに対してレーザー光Lを照射して情報信号の書き込み又は読み出しを行う光ピックアップ4がディスクDの半径方向に移動自在に設けられている。
In addition, below the disk D mounted on the
尚、ディスクDとしてハードディスクを適用した場合には、モータ軸21の一端側にハードディスクを搭載するためのハブ(図示せず)を固着させ、且つ、筐体2内に情報信号の書き込み又は読み出しを行う磁気ヘッド(図示せず)をディスクDの半径方向に移動自在に設ければ良いものである。
When a hard disk is applied as the disk D, a hub (not shown) for mounting the hard disk is fixed to one end side of the
そして、実施例1のスピンドルモータ10Aを起動したときに、モータ軸21の一端側に固着したターンテーブル31上のディスクDが第1の回転速度(40min−1)から第1の回転速度よりも高速の第2の回転速度(10000min−1以上)に亘って回転駆動可能になっており、前述したと同様に、ターンテーブル31と一体にディスクDを第1の回転速度で回転させた時には情報信号の読み取りとかライトスクライブなどを行う一方、ターンテーブル31と一体にディスクDを第2の回転速度で回転させた時には情報信号の高速書き込みなどが行われている。
When the
尚、以下の説明において、第1の回転速度を低速と呼称する一方、第2の回転速度を高速と呼称する。 In the following description, the first rotation speed is referred to as low speed, while the second rotation speed is referred to as high speed.
尚、本発明に係るディスク駆動装置1は、本発明に係る実施例1のスピンドルモータ10Aを筐体2内に取り付けているが、これに限ることなく、後述する本発明に係る実施例2のスピンドルモータ10B(図5)、又は、本発明に係る実施例3のスピンドルモータ10C(図7)を筐体2内に取り付ける構成でも良い。
In the disk drive device 1 according to the present invention, the
ここで、図2に示したように、本発明に係る実施例1のスピンドルモータ10Aは、固定側となるステータSと、ステータS側に対して回転側となるロータRとにより構成されている。 Here, as shown in FIG. 2, the spindle motor 10 </ b> A according to the first embodiment of the present invention includes a stator S that is a fixed side and a rotor R that is a rotating side with respect to the stator S side. .
まず、上記した実施例1のスピンドルモータ10Aにおいて、固定側となるステータS側では、亜鉛メッキ鋼板などを用いたモータベース11上に軸受けホルダ12がこのモータベース11の裏面側に設けたキャップ13と共にネジ14を介して固着され、且つ、この軸受けホルダ12内にロータR側のモ−タ軸21を回転自在に支持するために例えば焼結含油軸受けを用いた軸受け(以下、焼結含油軸受けと記す)15が嵌着されている。
First, in the
この際、焼結含油軸受け15の内径は例えばφ2.9995mmに設定され、且つ、モータ軸21の軸径は例えばφ2.9955mmに設定されているので、両者15,21間のクリアランス(ガタ)は0.004mmとなり、更に、焼結含油軸受け15の軸受けスパンは例えば10.5mmに設定されている。
At this time, the inner diameter of the sintered oil-impregnated
また、軸受けホルダ12の外周部位に沿って磁性鋼板材を積層したステータコア17が取り付けられ、且つ、このステータコア17の円周に沿って複数のモータ駆動用コイル18が巻回されている。
A
一方、回転側のロータR側では、ステンレス製のモータ軸21の中間部位にカップ状のロータヨーク22が圧入又は接着などにより固着されており、このロータヨーク22は略円板状に形成された円板状上面部22aと、この円板状上面部22aの外周に沿い且つ下方に向かって円環状に連接したカップ部22bとにより一体的に形成されている。
On the other hand, on the rotor side of the rotation side, a cup-shaped
また、スピンドルモータ10Aのモータ軸21の上方部位に実施例1の要部となるアンバランス補正機構部30がこのモータ軸21と一体に回転自在に取り付けられている。
In addition, an
上記した実施例1の要部となるアンバランス補正機構部30は、スピンドルモータ10Aのモータ軸21の上方部位に固着されたターンテーブル31及びモータ軸21上でターンテーブル31の下面に接して固着され且つターンテーブル31の下面側にモータ軸21と同軸的に形成した磁性球体収納用凹部31eを塞いでこの磁性球体収納用凹部31e内の底面を形成すると共にバランス球体の一種である下記する複数の磁性球体33を転動させるためのロータヨーク22を合わせてモータ軸21と一体に回転する回転体(22,31)と、この回転体(22,31)の磁性球体収納用凹部31e内の内周側に収納される円環状磁石32と、回転体(22,31)の磁性球体収納用凹部31e内で移動自在な複数の磁性球体(バランス球体)33とで構成されている。
The
尚、実施例1において、ロータヨーク22とターンテーブル31との間に磁性球体転動部材(図示せず)をモータ軸21に固着して、この磁性球体転動部材によりターンテーブル31の下面側を塞いで、ターンテーブル31と磁性球体転動部材とで回転体を形成しても良い。
In Example 1, a magnetic sphere rolling member (not shown) is fixed to the
ここで、実施例1の要部となるアンバランス補正機構部30を具体的に説明すると、モータ軸21の中間部位に固着させたロータヨーク22の円板状上面部22aの上方にターンテーブル31が圧入又は接着などによりモータ軸21に固着されている。
Here, the
上記したターンテーブル31は、アルミ材又は硬質樹脂材などを用いて一体的に形成されており、このターンテーブル31の上面側にディスクDを搭載するためのディスク搭載面31aがリング状に平坦に形成され、且つ、モータ軸21を固着した中心部位にディスクDの中心孔Hが着脱自在に嵌合するための中心孔嵌合部31bがディスク搭載面31aよりも上方に向かって突出形成されていると共に、ディスク搭載面31a上にディスクDを滑らせることなく搭載するためのリング状ゴム板34が接着されている。
The
また、ターンテーブル31の裏面側には、モータ軸21を固着した中心部位に円環状凸部31cが形成されてこの円環状凸部31cの下面がロータヨーク22の円板状上面部22aに当接している。
On the back side of the
また、ターンテーブル31の円環状凸部31cの外周に沿った内周側には、円環状磁石32を固着して収納するための磁石収納用凹部31dがモータ軸21と同軸的に略円環状に形成されて、この磁石収納用凹部31d内に収納された円環状磁石32の下面がロータヨーク22の円板状上面部22aに当接可能になっている。
Further, on the inner peripheral side along the outer periphery of the annular
更に、ターンテーブル31の磁石収納用凹部31dの外周に沿って複数の磁性球体33を移動可能に収納するための磁性球体収納用凹部31eが内周側から外周側に向かってモータ軸21と同軸的に略環状に形成されて、この磁性球体収納用凹部31e内に収納された複数の磁性球体33が外部に飛び出さないように磁性球体収納用凹部31e内がロータヨーク22の円板状上面部22aにより塞がれて、このロータヨーク22の円板状上面部22a上に沿って複数の磁性球体33が転動可能になっている。
Furthermore, a magnetic
この際、ターンテーブル31の内周側に形成した磁石収納用凹部31d内に収納される円環状磁石32は、円周に沿って所定の角度範囲に亘ってのみ着磁された磁性球体拘束部32aと、磁性球体拘束部32a以外の部位となる非磁性球体拘束部32bとが連接されて円環状に形成されている。
At this time, the
即ち、上記した円環状磁石32の磁性球体拘束部32aは、ターンテーブル31と一体にディスクDが低速回転したときに、鉄材などを用いて形成した複数の磁性球体33をターンテーブル31の内周側に吸引して拘束するための機能を有しており、この磁性球体拘束部32aがターンテーブル31の内周側の円周に沿って所定の角度範囲に亘ってN極とS極とにより2極に着磁されている。
That is, the magnetic
また、円環状磁石32に形成した磁性球体拘束部32aの所定の角度範囲は、複数の磁性球体33が磁性球体拘束部32aに吸引されて互いに接して並んだときに占める角度範囲に設定することが好ましく、この実施例1においてターンテーブル31の外径を例えばφ28mmに設定し、且つ、磁性球体33の直径を例えばφ2.5mm、磁性球体33が内周側で拘束されたときのターンテーブル31の中心から磁性球体33の中心までの距離を9.5mmに設定したときに、直径がφ2.5mmの磁性球体33を磁性球体拘束部32aに沿って8個並べたときに上記した所定の角度範囲は略120°になっている。
The predetermined angular range of the magnetic
一方、円環状磁石32のうちで磁性球体拘束部32a以外の部位は着磁されていない非磁性球体拘束部32bとなっているので、複数の磁性球体33を内周側に拘束することはできないようになっている。
On the other hand, since portions other than the magnetic
また、ターンテーブル31の磁石収納用凹部31d内に収納される円環状磁石32の磁性球体拘束部32aの周方向における設置位置は、スピンドルモータ10Aのモータ軸21に固着されたターンテーブル31のモータ軸21に対する傾きを予め測定した後に、このターンテーブル31の傾きに応じて設定されており、ターンテーブル31の傾きに応じて設定した周方向位置に磁性球体拘束部32aが位置するように円環状磁石32がターンテーブル31の磁石収納用凹部31d内に固着されている。
Further, the installation position in the circumferential direction of the magnetic spherical
この際、図3(a)に示した如く、モータ軸21に対するターンテーブル(回転体)31の傾きに対応したターンテーブル31の高さを測定するための高さ測定面としてターンテーブル31中におけるディスク載置面(一の面)31aを利用している。
At this time, as shown in FIG. 3A, in the
具体的には、図3(a),(b)に示したように、スピンドルモータ10Aのモータ軸21にターンテーブル31が傾いて固着されたときに、円環状磁石32の磁性球体拘束部32aの周方向における設置位置は、モータ軸21と直交し、且つ、高さ測定面となるディスク載置面(一の面)31aの最外周縁部31a1に接する仮想線Kが、最も高さが高い部位31aHに接した位置に磁性球体拘束部32aの所定の角度範囲の中心が位置するように設定されており、最も高さが高い部位31aHに接する仮想線KHと最も高さが低い部位31aLに接する仮想線KLとの間で寸法hだけの差があるので、この寸法h分だけターンテーブル31がモータ軸21に対して傾いて固着されていることになる。
Specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, when the
即ち、磁性球体拘束部32aは、ターンテーブル31(回転体)のディスク載置面(一の面)31aとモータ軸21との一端側になす角度δが、最も小さくなる周方向位置を含んで形成されていることになる。この際、上記した角度δは、モータ軸21を中心にして円周方向に沿って値が徐々に変化し、ディスク載置面(一の面)31aのうちで最も高さが高い部位31aHと対応した角度δが90°以内で最も小さな値を取る一方、最も高さが低い部位31aLと対応した角度δが90°以上で最も大きな値を取るものである。
That is, the magnetic
また、円環状磁石32の磁性球体拘束部32aの磁気吸着力は、回転体(22,31)の停止時及び低速回転時に複数の磁性球体33がターンテーブル31の内周側に設けた磁性球体拘束部32a側に集まるように設定されていると共に、ディスクDを含めた回転体(51,52)のアンバランスにより振動が発生する高速回転時に回転数が400min−1を超えると、磁性球体拘束部32aの磁気吸着力が各磁性球体33の遠心力よりも下回るように設定されているので、高速回転時に各磁性球体33は磁性球体拘束部32a側から解放されてターンテーブル31の磁性球体収納用凹部31e内の外周側に移動できるようになっている。
In addition, the magnetic attractive force of the magnetic
従って、上記からターンテーブル31の磁性球体収納用凹部31eは、スピンドルモータ10Aのモータ軸21に固着したロータヨーク22とターンテーブル31とからなる回転体(22,31)の低速回転時に複数の磁性球体33を拘束するための磁性球体拘束部32aが内周側の円周に沿って所定の角度範囲に亘って形成され、且つ、回転体(22,31)がモータ軸21に傾いて固着されたときに磁性球体拘束部32aはモータ軸21と直交する仮想線Kが回転体(22,31)中で高さ測定面となるディスク載置面(一の面)31aのうちで最も高さが高い部位31aHと接する位置側に設定されているので、この結果、スピンドルモータ10Aのモータ軸21とこのモータ軸21を回転自在に支持する焼結含油軸受け15との間にクリアランス(ガタ)が生じた場合や、アンバランス補正機構部30の一部を構成する回転体(22,31)がモータ軸21に対して斜めに固着された場合などを考慮した上で、回転体(22,31)の低速回転時において静粛で高精度の回転を維持し、且つ、回転体(22,31)の高速回転時にはアンバランス状態となることなく高精度に回転できる。
Accordingly, the magnetic
次に、上記のように構成した実施例1の要部となるアンバランス補正機構部30を備えたスピンドルモータ10Aを筐体2内に取り付けて、このスピンドルモータ10Aのモータ軸21に固着したターンテーブル31上にディスクDを搭載して本発明に係るディスク装置1を構成し場合に、本発明に係るディスク装置1の動作について図1,図2を併用して説明する。
Next, the
まず、スピンドルモータ10Aのモータ軸21に固着したロータヨーク22とターンテーブル31とからなる回転体(22,31)と一体にディスクDが低速回転したときに、ターンテーブル31の磁性球体収納用凹部31e内に収納された複数の磁性球体33の遠心力はターンテーブル31内の内周側に設けた円環状磁石32のうちで所定の角度範囲に亘って着磁された磁性球体拘束部32aの磁気吸着力よりも小さいので、複数の磁性球体33が磁性球体拘束部32aに吸引されて拘束されるが、この磁性球体拘束部32aはモータ軸21に対して傾いて固着されたターンテーブル31のディスク搭載面31aのうちで最も高さが高い部位31aH側に設置されているので、モータ軸21と焼結含油軸受け15との間に前述したような0.004mm程度のクリアランス(ガタ)が生じてモータ軸21が焼結含油軸受け15内で傾きながら軸の振れ回りが発生したときに、図4(a),(b)に示したように、円環状磁石32の磁性球体拘束部32aに吸着された複数の磁性球体33によってディスク搭載面31aに対して最も高さが高い部位31aHの方向の遠心力が働き、常に高い位置を外側にした状態で振れ回りながら回転するので、これによりモータ軸21に固着したターンテーブル31のディスク搭載面31aの面振れが相殺されて減少し、このディスク搭載面31a上にリング状ゴム板34を介して搭載したディスクDの面振れ悪化を防止できるので、ディスクDに対して情報信号の書き込みエラーや読み込みエラーが発生しない。
First, when the disk D rotates at a low speed integrally with the rotating body (22, 31) composed of the
一方、回転体(22,31)と一体にディスクDが高速回転したときに、ターンテーブル31の磁性球体収納用凹部31e内に収納された複数の磁性球体33の遠心力はターンテーブル31内の内周側に設けた円環状磁石32のうちで所定の角度範囲に亘って着磁された磁性球体拘束部32aの磁気吸着力よりも大きいので、複数の磁性球体33が磁性球体拘束部32aによる吸着状態から解放されてターンテーブル31の磁性球体収納用凹部31e内の外周側に移動して外周壁31e1に達し、ディスクDの偏心によるアンバランスをターンテーブル31の磁性球体収納用凹部31e内の外周側に移動した複数の磁性球体33により相殺するように自動的に良好に補正するので、このアンバランスによる振動の発生が防止される。
On the other hand, when the disk D rotates at a high speed integrally with the rotating bodies (22, 31), the centrifugal force of the plurality of
更に、回転体(22,31)と一体にディスクDが高速回転したときに、周知のジャイロ効果により軸の振れ回りは発生せず、ターンテーブル31の面振れは悪化しないので、ディスクDに対して情報信号を良好に記録又は再生できる。
Further, when the disk D rotates at a high speed integrally with the rotating body (22, 31), the shaft does not run out due to the well-known gyro effect, and the surface runout of the
尚、上記した周知のジャイロ効果とは、一般的に、高速回転する回転体(ロータ)に外力が加わらない限り回転軸(SpinAxis)を空間に対して常に一定方向に保とうとするが、かかる回転体に外力を加えるとその軸と直交する軸まわりに回動する性質を言うものである。 The known gyro effect described above generally means that the rotation axis (SpinAxis) is always kept in a fixed direction with respect to space unless an external force is applied to a rotating body (rotor) that rotates at high speed. When an external force is applied to the body, it means the property of rotating around an axis perpendicular to the axis.
図5は本発明に係る実施例2のスピンドルモータを説明するための図であり、(a)は縦断面図、(b)は(a)中のX−X矢視図、
図6は本発明に係る実施例2のスピンドルモータにおいて、ターンテーブルがモータ軸に対して傾いて固着された状態を模式的に示した図であり、(a)は縦断面図、(b)は(a)中のX−X矢視図である。
5A and 5B are diagrams for explaining a spindle motor according to a second embodiment of the present invention, in which FIG. 5A is a longitudinal sectional view, and FIG. 5B is a view taken along the line XX in FIG.
6A and 6B are diagrams schematically showing a state in which the turntable is tilted and fixed with respect to the motor shaft in the spindle motor according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6A is a longitudinal sectional view, and FIG. These are the XX arrow directional views in (a).
図5(a),(b)に示した本発明に係る実施例2のスピンドルモータ10Bは、モータ軸21の上方部位に実施例2の要部となるアンバランス補正機構部40が一体的に取り付けられている点だけが実施例1に対して異なるだけであり、実施例1に対して異なる構成部材に新たな符号を付して説明する。
In the
上記した実施例2の要部となるアンバランス補正機構部40は、スピンドルモータ10Bのモータ軸21の上方部位に固着されたターンテーブル41及びモータ軸21上でターンテーブル41の下面に接して固着され且つターンテーブル41の下面側にモータ軸21と同軸的に形成した鋼球体収納用凹部41dを塞いでこの鋼球体収納用凹部41d内の底面を形成すると共にバランス球体の一種である下記する複数の鋼球体43を転動させるための鋼球体転動部材42を合わせてモータ軸21と一体に回転する回転体(41,42)と、この回転体(41,42)の鋼球体収納用凹部41d内で移動自在な複数の鋼球体(バランス球体)43とで構成されている。
The
ここで、実施例2の要部となるアンバランス補正機構部40を具体的に説明すると、モータ軸21の中間部位に固着させたロータヨーク22の円板状上面部22aの上方に鋼球体転動部材42が圧入又は接着などによりモータ軸21に固着されていると共に、鋼球体転動部材42の上方にターンテーブル41が圧入又は接着などによりモータ軸21に固着されている。
Here, the
上記したターンテーブル41も、実施例1と同様に、アルミ材又は硬質樹脂材などを用いて一体的に形成されており、このターンテーブル41の上面側にディスクDを搭載するためのディスク搭載面41aがリング状に平坦に形成され、且つ、モータ軸21を固着した中心部位にディスクDの中心孔Hが着脱自在に嵌合するための中心孔嵌合部41bがディスク搭載面41aよりも上方に向かって突出形成されていると共に、ディスク搭載面41a上にディスクDを滑らせることなく搭載するためのリング状ゴム板44が接着されている。
Similarly to the first embodiment, the above-described
また、ターンテーブル41の裏面側には、モータ軸21を固着した中心部位に円環状凸部41cが形成されてこの円環状凸部41cの下面がモータ軸21に固着した鋼球体転動部材42の中心部位に形成された円環状凸部42aに当接している。
Further, on the back surface side of the
また、ターンテーブル41の円環状凸部41cの外周に沿って複数の鋼球体43を移動可能に収納するための鋼球体収納用凹部41dが内周側から外周側に向かってモータ軸21と同軸的に略円環状に形成されて、この鋼球体収納用凹部41d内に収納された複数の鋼球体43が外部に飛び出さないように鋼球体収納用凹部41d内の底面が鋼球体転動部材42の外周側から内周側に向かって低くなるように形成された円錐面42bにより塞がれて、この鋼球体転動部材42の円錐面42b上に沿って複数の鋼球体43が転動可能になっている。
Further, a steel
また、鋼球体転動部材42の円錐面42bの内周側には、円周に沿って所定の角度範囲に亘る鋼球体拘束部42b1と、鋼球体拘束部42b1以外の部位となる非鋼球体拘束部42b2とが連接して形成されている。
Further, on the inner peripheral side of the
即ち、鋼球体転動部材42の円錐面42bの内周側に形成した鋼球体拘束部42b1は、ターンテーブル41と一体にディスクDが低速回転したときに、複数の鋼球体43をターンテーブル41の内周側に拘束するための機能を有しており、この鋼球体拘束部42b1が円周に沿って所定の角度範囲に亘って円錐面42bの傾斜に沿いながら後述する凸面を有する非鋼球体拘束部42b2に対してポケット状に凹んで形成されている。
That is, the steel sphere restraining portion 42b1 formed on the inner peripheral side of the
また、鋼球体転動部材42の円錐面42bの内周側にポケット状に形成した鋼球体拘束部42b1の所定の角度範囲は、複数の鋼球体43が鋼球体拘束部42b1内に拘束されて互いに接して並んだときに占める角度範囲に設定することが好ましく、この実施例2においてターンテーブル41の外径を例えばφ28mmに設定し、且つ、鋼球体43の直径を例えばφ2.5mmに設定したときに、直径がφ2.5mmの鋼球体43を鋼球体拘束部42b1に沿って6個並べたときに上記した所定の角度範囲は略120°になっている。
In addition, a predetermined angle range of the steel ball restraint portion 42b1 formed in the pocket shape on the inner peripheral side of the
一方、鋼球体転動部材42の円錐面42bの内周側で鋼球体拘束部42b1以外の部位は鋼球体拘束部42b1よりも高さが僅かに高い凸面として突出形成された非鋼球体拘束部42b2となっているので、複数の鋼球体43を内周側に拘束することはできないようになっている。
On the other hand, the non-steel sphere restraining portion formed as a convex surface having a slightly higher height than the steel sphere restraining portion 42b1 on the inner peripheral side of the
また、鋼球体転動部材42の円錐面42bの内周側にポケット状に形成された鋼球体拘束部42b1の設置位置は、スピンドルモータ10Bのモータ軸21に固着されたターンテーブル41の傾きを予め測定した後に、このターンテーブル41の傾きに応じて設定されており、ターンテーブル41の鋼球体収納用凹部41d内に複数の鋼球体43を収納した後にターンテーブル41の傾きに応じて設定した位置に鋼球体拘束部42b1が位置するように鋼球体転動部材42がモータ軸21に固着されている。
Further, the installation position of the steel ball restraint portion 42b1 formed in a pocket shape on the inner peripheral side of the
この際、図6(a)に示した如く、モータ軸21に対するターンテーブル(回転体)41の傾きに対応したターンテーブル41の高さを測定するための高さ測定面としてターンテーブル41中におけるディスク載置面(一の面)41aを利用している。
At this time, as shown in FIG. 6A, in the
具体的には、図6(a),(b)に示したように、スピンドルモータ10Bのモータ軸21にターンテーブル41が傾いて固着されたときに、鋼球体転動部材42の円錐面42bの内周側にポケット状に形成された鋼球体拘束部42b1の周方向における設置位置は、モータ軸21と直交し、且つ、高さ測定面となるディスク載置面(一の面)41aの最外周縁部41a1に接する仮想線Kが、最も高さが高い部位41aHに接した位置に鋼球体拘束部42b1の所定の角度範囲の中心が位置するように設定されており、最も高さが高い部位41aHに接する仮想線KHと最も高さが低い部位41aLに接する仮想線KLとの間で寸法hだけの差があるので、この寸法h分だけターンテーブル41がモータ軸21に対して傾いて固着されていることになる。
Specifically, as shown in FIGS. 6A and 6B, when the
即ち、鋼球体拘束部42b1は、ターンテーブル41(回転体)のディスク載置面(一の面)41aとモータ軸21との一端側になす角度δが、最も小さくなる周方向位置を含んで形成されていることになる。この際、上記した角度δは、モータ軸21を中心にして円周方向に沿って値が徐々に変化し、ディスク載置面(一の面)41aのうちで最も高さが高い部位41aHと対応した角度δが90°以内で最も小さな値を取る一方、最も高さが低い部位41aLと対応した角度δが90°以上で最も大きな値を取るものである。
That is, the steel ball restraint portion 42b1 includes a circumferential position where the angle δ formed between one end side of the disk mounting surface (one surface) 41a of the turntable 41 (rotating body) and the
また、鋼球体転動部材42の円錐面42bの傾斜角αは、回転体(41,42)の停止時及び低速回転時に複数の鋼球体43が鋼球体転動部材42の内周側に設けた鋼球体拘束部42b1側に集まるように設定されていると共に、ディスクDを含めた回転体(41,42)のアンバランスにより振動が発生する高速回転時に各鋼球体43の遠心力が円錐面42bの傾斜による各鋼球体43の重力に対して上回るように設定されているので、高速回転時に各鋼球体43は鋼球体拘束部42b1側から解放されてターンテーブル41の鋼球体収納用凹部41d内の外周側に移動できるようになっている。
In addition, the inclination angle α of the
即ち、各鋼球体43の遠心力が円錐面42bの傾斜による各鋼球体43の重力に対して上回るためには、鋼球体転動部材42の円錐面42bの傾斜角αを、下記の式1から算出すればよい。
That is, in order for the centrifugal force of each
[数1]
tanα<mrω2/mg ………(式1)
但し、m:鋼球体43の質量、r:回転体(41,42)の回転中心から鋼球体43の中心までの距離、ω:回転体(41,42)の回転数、g:重力加速度(=9.8m/s2)、とする。
[Equation 1]
tan α <mrω 2 / mg (Formula 1)
Where m: mass of the
この際、回転体(41,42)が停止しているときに、静止時の鋼球体43の中心位置が回転体(41,42)の中心から3mmとし、且つ、回転体(41,42)の回転数が400min−1(=41.9rad/s)を超えて各鋼球体43が外周側に移動するためには、上記した式1から、鋼球体転動部材42の円錐面42bの傾斜角αを28°に設定すれば良い。
At this time, when the rotating body (41, 42) is stopped, the center position of the
従って、上記からターンテーブル41の鋼球体収納用凹部41dは、スピンドルモータ10Bのモータ軸21に固着したターンテーブル41と鋼球体転動部材42とからなる回転体(41,42)の低速回転時に複数の鋼球体43を拘束するための鋼球体拘束部42b1が内周側の円周に沿って所定の角度範囲に亘って形成され、且つ、回転体(41,42)がモータ軸21に傾いて固着されたときに鋼球体拘束部42b1はモータ軸21と直交する仮想線Kが回転体(41,42)中で高さ測定面となるディスク載置面(一の面)41aのうちで最も高さが高い部位41aHと接する位置側に設定されているので、この結果、スピンドルモータ10Bのモータ軸21とこのモータ軸21を回転自在に支持する焼結含油軸受け15との間にクリアランス(ガタ)が生じた場合や、アンバランス補正機構部40の一部を構成する回転体(41,42)がモータ軸21に対して斜めに固着された場合などを考慮した上で、回転体(41,42)の低速回転時において静粛で高精度の回転を維持し、且つ、回転体(41,42)の高速回転時にはアンバランス状態となることなく高精度に回転できる。
Therefore, from the above, the steel
次に、上記のように構成した実施例2の要部となるアンバランス補正機構部40を備えたスピンドルモータ10Bを筐体2内に取り付けて、このスピンドルモータ10Bのモータ軸21に固着したターンテーブル41上にディスクDを搭載して本発明に係るディスク装置1を構成し場合に、本発明に係るディスク装置1の動作について図1,図5を併用して説明する。
Next, the
まず、スピンドルモータ10Bのモータ軸21に固着したターンテーブル41と鋼球体転動部材42とからなる回転体(41,42)と一体にディスクDが低速回転したときに、ターンテーブル41の鋼球体収納用凹部41d内に収納された複数の鋼球体43は鋼球体転動部材42の円錐面42bの傾斜によりこの内周側に凸面を有する非鋼球体拘束部42b2に対してポケット状に凹んで所定の角度範囲に亘って設けた鋼球体拘束部42b1に拘束されるが、この鋼球体拘束部42b1はモータ軸21に対して傾いて固着されたターンテーブル41のディスク搭載面41aのうちで最も高さが高い部位41aH側に設置されているので、モータ軸21と焼結含油軸受け15との間に前述したような0.004mm程度のクリアランス(ガタ)が生じてモータ軸21が焼結含油軸受け15内で傾きながら軸の振れ回りが発生したときに、先に実施例1において図4(a),(b)を用いて説明したと略同様に、鋼球体転動部材42の鋼球体拘束部41b1に拘束された複数の鋼球体43によってディスク搭載面41aに対して最も高さが高い部位41aHの方向の遠心力が働き、常に高い位置を外側にした状態で振れ回りながら回転するので、モータ軸21が焼結含油軸受け15の回転中心に沿うようなり、これによりモータ軸21に固着したターンテーブル41のディスク搭載面41aの面振れが減少し、このディスク搭載面41a上にリング状ゴム板44を介して搭載したディスクDの面振れ悪化を防止できるので、ディスクDに対して情報信号の書き込みエラーや読み込みエラーが発生しない。
First, when the disk D rotates at a low speed integrally with a rotating body (41, 42) comprising a
一方、回転体(41,42)と一体にディスクDが高速回転したときに、ターンテーブル41の鋼球体収納用凹部41d内に収納された複数の鋼球体43の遠心力は鋼球体転動部材42の円錐面42bの傾斜による各鋼球体43の重力に対して上回るので、複数の鋼球体43が鋼球体拘束部42b1による拘束状態から解放されてターンテーブル41の鋼球体収納用凹部41d内の外周側に移動して外周壁41d1に達し、ディスクDの偏心によるアンバランスをターンテーブル41の鋼球体収納用凹部41d内の外周側に移動した複数の鋼球体43により相殺するように自動的に良好に補正するので、このアンバランスによる振動の発生が防止される。
On the other hand, when the disk D rotates at a high speed integrally with the rotating bodies (41, 42), the centrifugal force of the plurality of
更に、回転体(41,42)と一体にディスクDが高速回転したときに、周知のジャイロ効果により軸の振れ回りは発生せず、ターンテーブル41の面振れは悪化しないので、ディスクDに対して情報信号を良好に記録又は再生できる。
Further, when the disk D rotates at a high speed integrally with the rotating body (41, 42), the shaft runout does not occur due to the known gyro effect, and the surface runout of the
図7は本発明に係る実施例3のスピンドルモータを説明するための図であり、(a)は縦断面図、(b)は(a)中のX−X矢視図、
図8は本発明に係る実施例3のスピンドルモータにおいて、ターンテーブルがモータ軸に対して傾いて固着された状態を模式的に示した図であり、(a)は縦断面図、(b)は(a)中のX−X矢視図である。
7A and 7B are diagrams for explaining a spindle motor according to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 7A is a longitudinal sectional view, and FIG. 7B is a view taken along the line XX in FIG.
FIG. 8 is a diagram schematically showing a state in which the turntable is fixedly tilted with respect to the motor shaft in the spindle motor according to the third embodiment of the present invention, where (a) is a longitudinal sectional view and (b). These are the XX arrow directional views in (a).
図7(a),(b)に示した本発明に係る実施例3のスピンドルモータ10Cは、モータ軸21の上方部位に実施例3の要部となるアンバランス補正機構部50が一体的に取り付けられている点だけが実施例1,2に対して異なるだけであり、実施例1,2に対して異なる構成部材に新たな符号を付して説明する。
In the spindle motor 10C according to the third embodiment of the present invention shown in FIGS. 7A and 7B, the
上記した実施例3の要部となるアンバランス補正機構部50は、スピンドルモータ10Cのモータ軸21の上方部位に固着されたターンテーブル51及びモータ軸21上でターンテーブル51の下面に接して固着され且つターンテーブル51の下面側にモータ軸21と同軸的に形成した鋼球体収納用凹部51dを塞いでこの鋼球体収納用凹部51d内の底面を形成すると共にバランス球体の一種である下記する複数の鋼球体53を転動させるための鋼球体転動部材52を合わせてモータ軸21と一体に回転する回転体(51,52)と、この回転体(51,52)の鋼球体収納用凹部51d内で移動自在な複数の鋼球体(バランス球体)53とで構成されている。
The
ここで、実施例3の要部となるアンバランス補正機構部50を具体的に説明すると、モータ軸21の中間部位に固着させたロータヨーク22の円板状上面部22aの上方に鋼球体転動部材52が圧入又は接着などによりモータ軸21に固着されていると共に、鋼球体転動部材52の上方にターンテーブル51が圧入又は接着などによりモータ軸21に固着されている。
Here, the
上記したターンテーブル51も、実施例1,2と同様に、アルミ材又は硬質樹脂材などを用いて一体的に形成されており、このターンテーブル51の上面側にディスクDを搭載するためのディスク搭載面51aがリング状に平坦に形成され、且つ、モータ軸21を固着した中心部位にディスクDの中心孔Hが着脱自在に嵌合するための中心孔嵌合部51bがディスク搭載面51aよりも上方に向かって突出形成されていると共に、ディスク搭載面51a上にディスクDを滑らせることなく搭載するためのリング状ゴム板54が接着されている。
Similarly to the first and second embodiments, the above-described
また、ターンテーブル51の裏面側には、実施例2と同様に、モータ軸21を固着した中心部位に円環状凸部51cが形成されてこの円環状凸部51cの下面がモータ軸21に固着した鋼球体転動部材52の中心部位に形成された円環状凸部52aに当接している。
Further, similarly to the second embodiment, an annular
また、ターンテーブル51の円環状凸部51cの外周に沿って複数の鋼球体53を移動可能に収納するための鋼球体収納用凹部51dが内周側から外周側に向かってモータ軸21と同軸的に略円環状に形成されて、この鋼球体収納用凹部51d内に収納された複数の鋼球体53が外部に飛び出さないように鋼球体収納用凹部51d内の底面が鋼球体転動部材52の外周側から内周側に向かって低くなるように形成された円錐面52bにより塞がれて、この鋼球体転動部材52の円錐面52b上に沿って複数の鋼球体53が転動可能になっている。
Further, a steel
また、鋼球体転動部材52の円錐面52bの内周側には、円周に沿って所定の角度範囲に亘る鋼球体拘束部52b1が円錐面52bよりも凹んで三角凹溝状に形成されており、且つ、鋼球体拘束部52b1以外の内周部位は円錐面52bのままである。
Further, on the inner peripheral side of the
即ち、鋼球体転動部材52の円錐面52bの内周側に所定の角度範囲に亘って三角凹溝状に形成した鋼球体拘束部52b1は、ターンテーブル51と一体にディスクDが低速回転したときに、複数の鋼球体53をターンテーブル51の内周側に拘束するための機能を有している。
That is, the steel ball restraint portion 52b1 formed in a triangular concave groove shape over a predetermined angle range on the inner peripheral side of the
また、鋼球体転動部材52の円錐面52bの内周側に三角凹溝状に形成した鋼球体拘束部52b1の所定の角度範囲は、複数の鋼球体53が鋼球体拘束部52b1内に拘束されて互いに接して並んだときに占める角度範囲に設定することが好ましく、この実施例3においてターンテーブル51の外径を例えばφ28mmに設定し、且つ、鋼球体53の直径を例えばφ2.5mmに設定したときに、直径がφ2.5mmの鋼球体53を鋼球体拘束部52b1に沿って6個並べたときに上記した所定の角度範囲は略120°になっている。
In addition, a predetermined angle range of the steel ball restraint portion 52b1 formed in a triangular concave groove shape on the inner peripheral side of the
一方、鋼球体転動部材52の円錐面52bの内周側で鋼球体拘束部52b1以外の部位は円錐面52bのままとなっているので、複数の鋼球体53を内周側に拘束することはできないようになっている。
On the other hand, since the part other than the steel sphere restraining portion 52b1 remains the
また、鋼球体転動部材52の円錐面52bの内周側に三角凹溝状に形成された鋼球体拘束部52b1の設置位置は、スピンドルモータ10Cのモータ軸21に固着されたターンテーブル51の傾きを予め測定した後に、このターンテーブル51の傾きに応じて設定されており、ターンテーブル51の鋼球体収納用凹部51d内に複数の鋼球体53を収納した後にターンテーブル51の傾きに応じて設定した位置に鋼球体拘束部52b1が位置するように鋼球体転動部材52がモータ軸21に固着されている。
Further, the installation position of the steel ball restraint portion 52b1 formed in a triangular concave groove shape on the inner peripheral side of the
この際、図8(a)に示した如く、モータ軸21に対するターンテーブル(回転体)51の傾きに対応したターンテーブル51の高さを測定するための高さ測定面としてターンテーブル51中におけるディスク載置面(一の面)51aを利用している。
At this time, as shown in FIG. 8A, in the
具体的には、図8(a),(b)に示したように、スピンドルモータ10Cのモータ軸21にターンテーブル51が傾いて固着されたときに、鋼球体転動部材52の円錐面52bの内周側に三角凹溝状に形成された鋼球体拘束部52b1の周方向における設置位置は、モータ軸21と直交し、且つ、高さ測定面となるディスク載置面(一の面)51aの最外周縁部51a1に接する仮想線Kが、最も高さが高い部位51aHに接した位置に鋼球体拘束部52b1の所定の角度範囲の中心が位置するように設定されており、最も高さが高い部位51aHに接する仮想線KHと最も高さが低い部位51aLに接する仮想線KLとの間で寸法hだけの差があるので、この寸法h分だけターンテーブル51がモータ軸21に対して傾いて固着されていることになる。
Specifically, as shown in FIGS. 8A and 8B, when the
即ち、鋼球体拘束部52b1は、ターンテーブル51(回転体)のディスク載置面(一の面)51aとモータ軸21との一端側になす角度δが、最も小さくなる周方向位置を含んで形成されていることになる。この際、上記した角度δは、モータ軸21を中心にして円周方向に沿って値が徐々に変化し、ディスク載置面(一の面)51aのうちで最も高さが高い部位51aHと対応した角度δが90°以内で最も小さな値を取る一方、最も高さが低い部位51aLと対応した角度δが90°以上で最も大きな値を取るものである。
That is, the steel ball body restraining part 52b1 includes a circumferential position where an angle δ formed between one end side of the disk mounting surface (one surface) 51a of the turntable 51 (rotating body) and the
また、鋼球体転動部材52の円錐面52bの傾斜角β及び円錐面52b上に三角凹溝状に形成した鋼球体拘束部52b1の外周側の傾斜角θは、回転体(51,52)の停止時及び低速回転時に複数の鋼球体53が鋼球体転動部材52の内周側に設けた鋼球体拘束部52b1側に集まるように設定されていると共に、ディスクDを含めた回転体(51,52)のアンバランスにより振動が発生する高速回転時に各鋼球体53の遠心力が円錐面52bの傾斜による各鋼球体53の重力及び鋼球体拘束部52b1の外周側の傾斜による各鋼球体53の重力に対して上回るように設定されているので、高速回転時に各鋼球体53は鋼球体拘束部52b1側から解放されてターンテーブル51の鋼球体収納用凹部51d内の外周側に移動できるように設定されている。
Further, the inclination angle β of the
この際、図7から明らかなように、円錐面52b上に三角凹溝状に形成した鋼球体拘束部52b1の外周側の傾斜角θの方が鋼球体転動部材52の円錐面52bの傾斜角βよりも大きいので、鋼球体拘束部52b1の外周側の傾斜角θを先に求めた上でこの傾斜角θよりも鋼球体転動部材52の円錐面52bの傾斜角βを小さな値に設定すればよい。
At this time, as apparent from FIG. 7, the inclination angle θ on the outer peripheral side of the steel
即ち、各鋼球体53の遠心力が円錐面52b上に三角凹状溝に形成した鋼球体拘束部52b1の外周側の傾斜による各鋼球体53の重力に対して上回るためには、鋼球体拘束部52b1の外周側の傾斜角θを先に示した式1から算出することができ、各鋼球体53を静止時中心位置から外周側に4mm移動させるときの回転体(51,52)の回転数を例えば500min−1(=52.4rad/s)にしたい場合は、鋼球体拘束部52b1の外周側の傾斜角θを48°に設定すれば良い。
That is, in order for the centrifugal force of each
従って、上記からターンテーブル51の鋼球体収納用凹部51dは、スピンドルモータ10Cのモータ軸21に固着したターンテーブル51と鋼球体転動部材52とからなる回転体(51,52)の低速回転時に複数の鋼球体53を拘束するための鋼球体拘束部52b1が内周側の円周に沿って所定の角度範囲に亘って形成され、且つ、回転体(51,52)がモータ軸21に傾いて固着されたときに鋼球体拘束部52b1はモータ軸21と直交する仮想線Kが回転体(51,52)中で高さ測定面となるディスク載置面(一の面)51aのうちで最も高さが高い部位51aHと接する位置側に設定されているので、この結果、スピンドルモータ10Cのモータ軸21とこのモータ軸21を回転自在に支持する焼結含油軸受け15との間にクリアランス(ガタ)が生じた場合や、アンバランス補正機構部50の一部を構成する回転体(51,52)がモータ軸21に対して斜めに固着された場合などを考慮した上で、回転体(51,52)の低速回転時において静粛で高精度の回転を維持し、且つ、回転体(51,52)の高速回転時にはアンバランス状態となることなく高精度に回転できる。
Therefore, from the above, the steel
次に、上記のように構成した実施例3の要部となるアンバランス補正機構部50を備えたスピンドルモータ10Cを筐体2内に取り付けて、このスピンドルモータ10Cのモータ軸21に固着したターンテーブル51上にディスクDを搭載して本発明に係るディスク装置1を構成し場合に、本発明に係るディスク装置1の動作について図1,図7を併用して説明する。
Next, the spindle motor 10C provided with the
まず、スピンドルモータ10Cのモータ軸21に固着したターンテーブル51と鋼球体転動部材52とからなる回転体(51,52)と一体にディスクDが低速回転したときに、ターンテーブル51の鋼球体収納用凹部51d内に収納された複数の鋼球体53は鋼球体転動部材52の円錐面52bの傾斜によりこの内周側に三角凹溝状に所定の角度範囲に亘って設けた鋼球体拘束部52b1に拘束されるが、この鋼球体拘束部52b1はモータ軸21に対して傾いて固着されたターンテーブル51のディスク搭載面51aのうちで最も高さが高い部位51aH側に設置されているので、モータ軸21と焼結含油軸受け15との間に前述したような0.004mm程度のクリアランス(ガタ)が生じてモータ軸21が焼結含油軸受け15内で傾きながら軸の振れ回りが発生したときに、先に実施例1において図4(a),(b)を用いて説明したと略同様に、鋼球体転動部材52の鋼球体拘束部51b1に拘束された複数の鋼球体53によってディスク搭載面51aに対して最も高さが高い部位51aHの方向の遠心力が働き、常に高い位置を外側にした状態で振れ回りながら回転するので、モータ軸21が焼結含油軸受け15の回転中心に沿うようなり、これによりモータ軸21に固着したターンテーブル51のディスク搭載面51aの面振れが減少しで、このディスク搭載面51a上にリング状ゴム板54を介して搭載したディスクDの面振れ悪化を防止できるので、ディスクDに対して情報信号の書き込みエラーや読み込みエラーが発生しない。
First, when the disk D rotates at a low speed integrally with a rotating body (51, 52) comprising a
一方、回転体(51,52)と一体にディスクDが高速回転したときに、ターンテーブル51の鋼球体収納用凹部51d内に収納された複数の鋼球体53の遠心力は鋼球体転動部材52の円錐面52bの傾斜よる各鋼球体53の重力及び円錐面52bより三角凹溝状に凹んだ鋼球体拘束部52b1の外周側の傾斜よる各鋼球体53の重力に対して上回るので、複数の鋼球体53が鋼球体拘束部52b1による拘束状態から解放されてターンテーブル51の鋼球体収納用凹部51d内の外周側に移動して外周壁51d1に達し、ディスクDの偏心によるアンバランスをターンテーブル51の鋼球体収納用凹部51d内の外周側に移動した複数の鋼球体53により相殺するように自動的に良好に補正するので、このアンバランスによる振動の発生が防止される。
On the other hand, when the disk D rotates at a high speed integrally with the rotating bodies (51, 52), the centrifugal force of the plurality of
更に、回転体(51,52)と一体にディスクDが高速回転したときに、周知のジャイロ効果により軸の振れ回りは発生せず、ターンテーブル51の面振れは悪化しないので、ディスクDに対して情報信号を良好に記録又は再生できる。
Further, when the disk D rotates at a high speed integrally with the rotating body (51, 52), the shaft does not run out due to the known gyro effect, and the surface runout of the
尚、上記した実施例1〜3では、本発明に係る実施例1〜3のスピンドルモータ10A〜10Cのいずれかを筐体2内に取り付けて、これらのスピンドルモータ10A〜10Cの各モータ軸21に固着したターンテーブル31,41,51上に搭載されたディスクDを回転駆動するディスク駆動装置1について説明したが、これに限ることなく、ここでの図示を省略するものの、実施例1〜3のスピンドルモータ10A〜10Cの各モータ軸21に回転体となるハブを固着して、このハブ上に搭載されたポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンミラー駆動装置にも本発明の技術的思想を適用できる。
In the first to third embodiments described above, any of the
このポリゴンミラー駆動装置の場合には、回転体(ハブ)と一体にポリゴンミラーを低速回転させたときには、回転体の球体収納用凹部内に収納した複数の球体をこの球体収納用凹部内の内周側に所定の角度範囲に亘って形成した球体拘束部に拘束させる一方、回転体(ハブ)と一体にポリゴンミラーを高速回転させたときには、回転体の球体収納用凹部内に収納した複数の球体を遠心力によりこの球体収納用凹部内の外周側に移動させて、ポリゴンミラーの偏心によるアンバランスを自動的に良好に補正できる。 In the case of this polygon mirror driving device, when the polygon mirror is rotated at a low speed integrally with the rotating body (hub), a plurality of spheres stored in the sphere storing recesses of the rotating body are stored in the sphere storing recesses. When the polygon mirror is rotated at a high speed integrally with the rotating body (hub) while being constrained by the spherical body constraining portion formed over a predetermined angle range on the circumferential side, a plurality of the housings accommodated in the spherical body recesses of the rotating body are provided. By moving the sphere to the outer peripheral side in the concave portion for storing the sphere by centrifugal force, the imbalance due to the eccentricity of the polygon mirror can be corrected automatically and satisfactorily.
1…ディスク駆動装置、2…筐体、3…ネジ、4…光ピックアップ、
10A…実施例1のスピンドルモータ、
10B…実施例2のスピンドルモータ、
10C…実施例3のスピンドルモータ、
11…モータベース、12…軸受けホルダ、13…キャップ、14…ネジ、
15…軸受け(焼結含油軸受け)、16……スラストプレート、
17…ステータコア、18…モータ駆動用コイル、
21…モータ軸、22…ロータヨーク、22a…円板状上面部、22b…カップ部、
23…モータ駆動用円環状磁石、24…軸抜け防止用止輪、
30…実施例1の要部となるアンバランス補正機構部、
31…ターンテーブル(回転体)、
31a…ディスク搭載面(高さ測定面としての一の面)、
31b…中心孔嵌合部、31c…円環状凸部、31d…磁石収納用凹部、
31e…磁性球体収納用凹部、31e1…外周壁、
32…円環状磁石、32a…磁性球体拘束部、32b…非磁性球体拘束部、
33…バランス球体(磁性球体)、34…リング状ゴム板、
40…実施例2の要部となるアンバランス補正機構部、
41…ターンテーブル(回転体)、
41a…ディスク搭載面(高さ測定面としての一の面)、
41b…中心孔嵌合部、41c…円環状凸部、41d…鋼球体収納用凹部、
41d1…外周壁、
42…鋼球体転動部材、42a…円環状凸部、42b…円錐面、
42b1…鋼球体拘束部、42b2…非鋼球体拘束部、
43…バランス球体(鋼球体)、44…リング状ゴム板、
50…実施例3の要部となるアンバランス補正機構部、
51…ターンテーブル(回転体)、
51a…ディスク搭載面(高さ測定面としての一の面)、
51b…中心孔嵌合部、51c…円環状凸部、51d…鋼球体収納用凹部、
51d1…外周壁、
52…鋼球体転動部材、52a…円環状凸部、52b…円錐面、
52b1…鋼球体拘束部、
53…バランス球体(鋼球体)、54…リング状ゴム板、
D…ディスク、K…仮想線、R…ロータ、S…ステータ、
δ…回転体の一つの面とモータ軸との一端側になす角度。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Disk drive device, 2 ... Housing, 3 ... Screw, 4 ... Optical pick-up,
10A: Spindle motor of Example 1,
10B ... Spindle motor of Example 2,
10C: spindle motor of Example 3,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Motor base, 12 ... Bearing holder, 13 ... Cap, 14 ... Screw,
15 ... Bearing (sintered oil-impregnated bearing), 16 ... Thrust plate,
17 ... Stator core, 18 ... Coil for motor drive,
21 ... Motor shaft, 22 ... Rotor yoke, 22a ... Disk-shaped upper surface part, 22b ... Cup part,
23 ... An annular magnet for driving the motor, 24 ... A retaining ring for preventing the shaft from coming off,
30... Unbalance correction mechanism that is a main part of the first embodiment.
31 ... Turntable (rotary body),
31a: Disc mounting surface (one surface as a height measuring surface),
31b ... center hole fitting part, 31c ... annular convex part, 31d ... concave part for magnet storage,
31e: recess for storing magnetic sphere, 31e1: outer peripheral wall,
32 ... Annular magnet, 32a ... Magnetic sphere restraint part, 32b ... Non-magnetic sphere restraint part,
33 ... balance sphere (magnetic sphere), 34 ... ring-shaped rubber plate,
40... Unbalance correction mechanism that is a main part of the second embodiment.
41 ... turntable (rotary body),
41a: Disc mounting surface (one surface as a height measuring surface),
41b ... center hole fitting portion, 41c ... annular convex portion, 41d ... steel ball housing concave portion,
41d1 ... outer peripheral wall,
42 ... steel ball rolling member, 42a ... annular convex part, 42b ... conical surface,
42b1 ... steel ball restraint part, 42b2 ... non-steel ball restraint part,
43 ... balance sphere (steel sphere), 44 ... ring-shaped rubber plate,
50... Unbalance correction mechanism that is a main part of the third embodiment.
51. Turntable (rotary body),
51a: Disc mounting surface (one surface as a height measuring surface),
51b ... center hole fitting part, 51c ... annular convex part, 51d ... steel ball storage concave part,
51d1 ... outer peripheral wall,
52 ... Steel ball rolling member, 52a ... An annular convex part, 52b ... Conical surface,
52b1 ... steel ball restraint part,
53 ... Balance sphere (steel sphere), 54 ... Ring-shaped rubber plate,
D: Disc, K: Virtual line, R: Rotor, S: Stator,
δ ... An angle formed between one surface of the rotating body and one end side of the motor shaft.
Claims (6)
前記球体収納用凹部内に移動可能に収納され、且つ、前記回転体を前記第1の回転速度で回転させた時に前記球体収納用凹部内の内周側に拘束される一方、前記回転体を前記第2の回転速度で回転させた時に前記球体収納用凹部内の外周側に移動する複数のバランス球体とからなるアンバランス補正機構部を備えたスピンドルモータにおいて、
前記球体収納用凹部は、前記回転体を前記第1の回転速度で回転させた時に前記複数のバランス球体を拘束するための球体拘束部が内周側の円周に沿って所定の角度範囲に亘って形成されており、且つ、前記モータ軸に対する前記回転体の傾きに対応した回転体の高さを測定するための高さ測定面として前記回転体の一の面を利用した際に、前記球体拘束部は、前記モータ軸と直交する仮想線が前記一の面のうちで最も高さが高い部位と接する位置側に設定されていること特徴とするスピンドルモータ。 It is fixed to one end side of a motor shaft that is rotationally driven from a first rotational speed to a second rotational speed that is higher than the first rotational speed, and has a spherical housing recess coaxial with the motor shaft. A rotating body formed in a substantially annular shape,
The sphere storage recess is movably stored, and when the rotator is rotated at the first rotational speed, the rotator is constrained to the inner periphery of the sphere storage recess. In a spindle motor comprising an unbalance correction mechanism portion comprising a plurality of balance spheres that move to the outer peripheral side in the sphere storage recess when rotated at the second rotational speed,
The concave portion for storing the spherical body has a spherical body constraining portion for constraining the plurality of balance spheres within a predetermined angular range along the inner circumference when the rotating body is rotated at the first rotational speed. And when one surface of the rotating body is used as a height measuring surface for measuring the height of the rotating body corresponding to the inclination of the rotating body with respect to the motor shaft, The spherical body restraining portion is set to a position where a virtual line orthogonal to the motor shaft is in contact with a portion having the highest height in the one surface.
前記球体収納用凹部内に移動可能に収納され、且つ、前記回転体を前記第1の回転速度で回転させた時に前記球体収納用凹部内の内周側に拘束される一方、前記回転体を前記第2の回転速度で回転させた時に前記球体収納用凹部内の外周側に移動する複数のバランス球体とからなるアンバランス補正機構部を備えたスピンドルモータにおいて、
前記球体収納用凹部は、前記回転体を前記第1の回転速度で回転させた時に前記複数のバランス球体を拘束するための球体拘束部が内周側の円周に沿って所定の角度範囲に亘って形成されており、前記球体拘束部は、前記回転体の一つの面と前記モータ軸との前記一端側になす角度が、最も小さくなる周方向位置を含んで形成されていることを特徴とするスピンドルモータ。 Fixed to one end of a motor shaft that is rotationally driven from a first rotational speed to a second rotational speed that is higher than the first rotational speed, and a spherical housing recess is coaxial with the motor shaft. A rotating body formed in a substantially annular shape,
The sphere storage recess is movably stored, and when the rotator is rotated at the first rotation speed, the rotator is constrained to the inner peripheral side of the sphere storage recess. In a spindle motor comprising an unbalance correction mechanism portion composed of a plurality of balance spheres that move to the outer peripheral side in the sphere storage recess when rotated at the second rotational speed,
The concave portion for storing the spherical body has a spherical body constraining portion for constraining the plurality of balancing spheres when the rotating body is rotated at the first rotational speed within a predetermined angular range along the inner circumference. The spherical body restraining portion is formed so as to include a circumferential position where an angle formed between one surface of the rotating body and the one end side of the motor shaft is the smallest. Spindle motor.
前記回転体と一体に前記ディスクを前記第1の回転速度で回転させたときには、前記球体収納用凹部内に収納した前記複数のバランス球体をこの球体収納用凹部内の内周側に所定の角度範囲に亘って形成した前記球体拘束部に拘束させる一方、前記回転体と一体に前記ディスクを前記第2の回転速度で回転させたときには、前記球体収納用凹部内に収納した前記複数のバランス球体を遠心力によりこの球体収納用凹部内の外周側に移動させて、前記ディスクの偏心によるアンバランスを補正することを特徴とするディスク駆動装置。 A disk drive device for driving a disk mounted on the rotating body, wherein the spindle motor according to any one of claims 1 to 5 is mounted in a housing and fixed to one end side of the motor shaft. There,
When the disk is rotated at the first rotational speed integrally with the rotating body, the plurality of balance spheres stored in the spherical body storing recesses are set at a predetermined angle toward the inner peripheral side of the spherical body storing recesses. The plurality of balance spheres stored in the sphere storage recesses when the disk is rotated at the second rotational speed integrally with the rotating body while being restrained by the sphere restraining portion formed over a range. Is moved to the outer peripheral side in the concave portion for accommodating the spherical body by centrifugal force to correct the unbalance due to the eccentricity of the disc.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008096311A JP2009254050A (en) | 2008-04-02 | 2008-04-02 | Spindle motor and disk drive unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008096311A JP2009254050A (en) | 2008-04-02 | 2008-04-02 | Spindle motor and disk drive unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009254050A true JP2009254050A (en) | 2009-10-29 |
Family
ID=41314191
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| JP2008096311A Pending JP2009254050A (en) | 2008-04-02 | 2008-04-02 | Spindle motor and disk drive unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009254050A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012212492A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Nippon Densan Corp | Spindle motor and disc drive device |
| JP2013246867A (en) * | 2012-05-29 | 2013-12-09 | Lg Innotek Co Ltd | Spindle motor |
| CN109389895A (en) * | 2018-10-31 | 2019-02-26 | 合肥磐石自动化科技有限公司 | A kind of the Balance for Rotating Ball device and the Balance for Rotating Ball method |
-
2008
- 2008-04-02 JP JP2008096311A patent/JP2009254050A/en active Pending
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|---|---|---|---|---|
| JP2012212492A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Nippon Densan Corp | Spindle motor and disc drive device |
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| CN109389895A (en) * | 2018-10-31 | 2019-02-26 | 合肥磐石自动化科技有限公司 | A kind of the Balance for Rotating Ball device and the Balance for Rotating Ball method |
| CN109389895B (en) * | 2018-10-31 | 2020-12-29 | 合肥磐石自动化科技有限公司 | Sphere balancing device and sphere balancing method |
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