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JPH1054419A - Spindle device - Google Patents

Spindle device

Info

Publication number
JPH1054419A
JPH1054419A JP8211495A JP21149596A JPH1054419A JP H1054419 A JPH1054419 A JP H1054419A JP 8211495 A JP8211495 A JP 8211495A JP 21149596 A JP21149596 A JP 21149596A JP H1054419 A JPH1054419 A JP H1054419A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bearing
dynamic pressure
disk
ball bearing
pressure bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8211495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ikunori Sakatani
郁紀 坂谷
Hiromitsu Muraki
宏光 村木
Katsuhiko Tanaka
克彦 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP8211495A priority Critical patent/JPH1054419A/en
Priority to US08/721,345 priority patent/US5683183A/en
Publication of JPH1054419A publication Critical patent/JPH1054419A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンパクトで且つ搭載されるディスクのラジア
ル方向の非回転同期成分の振れが小さく、しかも起動時
の起動トルクが小さくて起動停止耐久性に優れたスピン
ドル装置を提供することを課題としている。 【解決手段】ディスク1を搭載したハブ2が、軸部材3
に動圧軸受A及び玉軸受Bを介して回転自在に支持され
る。軸部材3と共に固定部材を構成するハウジング4と
回転体を構成するハブ2との間にモータMが介装され
る。ディスク1の重心と動圧軸受Aの軸方向中心P2と
は、ほぼー致している。モータMの非駆動時にロータ1
3とステータ14との間に発生する磁気吸引力の合力の
作用線Fが玉軸受Bを通過してスピンドル装置の軸心に
至る。
[PROBLEMS] To provide a spindle device which is compact, has small fluctuation of a non-rotational synchronous component in a radial direction of a mounted disk, and has small startup torque at startup, and has excellent startup / stopping durability. That is the task. A hub having a disk mounted thereon includes a shaft member.
Are rotatably supported via a dynamic pressure bearing A and a ball bearing B. A motor M is interposed between a housing 4 forming a fixed member together with the shaft member 3 and a hub 2 forming a rotating body. The center of gravity of the disk 1 and the axial center P2 of the dynamic pressure bearing A are substantially aligned. Rotor 1 when motor M is not driven
The line of action F of the resultant force of the magnetic attraction generated between the stator 3 and the stator 14 passes through the ball bearing B and reaches the axis of the spindle device.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク、光
磁気ディスク、光ディスク等の情報・映像・音響機器お
よびその他の精密回転機器等に使用されるディスク駆動
装置用のスピンドル装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spindle device for a disk drive used in information / video / audio equipment such as a magnetic disk, a magneto-optical disk, an optical disk, and other precision rotating equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、磁気ディスク装置に使用されるス
ピンドル装置は、例えば図2に示すようなものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a spindle device used in a magnetic disk device, for example, as shown in FIG.

【0003】即ち、ディスク50を搭載したハブ51
が、2個の深溝玉軸受52,53により回転自在に軸部
材54へ支持され、また、その2個の玉軸受52,53
よりも軸方向下側の位置において、上記ハブ51と軸部
材54を支持するハウジング55との間にモータ56が
介装され、そのモータ56によってハブ51及びディス
ク50が回転駆動される。
That is, a hub 51 having a disk 50 mounted thereon
Are rotatably supported by a shaft member 54 by two deep groove ball bearings 52, 53, and the two ball bearings 52, 53
A motor 56 is interposed between the hub 51 and the housing 55 supporting the shaft member 54 at a position axially below the hub 51, and the hub 56 and the disk 50 are driven to rotate by the motor 56.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、磁気ディスク
装置等は薄型化や高記録密度化が進展しており、そこに
使われるスピンドル装置としても、軸方向の高さが低
く、且つ回転体であるハブ51、さらにはディスク50
の非回転同期成分による振れは、小さいことが要求され
ている。
However, magnetic disk devices and the like are becoming thinner and higher in recording density, and the spindle device used therein has a low axial height and requires a rotating body. A certain hub 51 and even a disk 50
Is required to be small.

【0005】従って、磁気ディスク装置などのスピンド
ル装置に組み込まれている玉軸受52,53には、非回
転同期成分の振れが小さいことが要求される。しかしな
がら、玉軸受52,53は、玉通過振動や軸受部品のば
ねに起因する本質的な振動を有しており、加工精度をい
くら向上させても非回転同期成分の振れを所定以下の値
にすることは困難である。また。発明者らの研究によれ
ば、スピンドル装置における非回転同期成分の主な原因
は、玉軸受52,53単体の非回転同期成分の振れより
も、回転体を支持する2個の玉軸受52,53間の組立
誤差に起因するミスアライメントによる影響が大きいこ
とが最近,判明した。
Therefore, the ball bearings 52 and 53 incorporated in a spindle device such as a magnetic disk device are required to have a small non-rotational synchronous component runout. However, the ball bearings 52 and 53 have ball passing vibrations and essential vibrations caused by springs of the bearing parts, and the vibration of the non-rotational synchronous component is reduced to a predetermined value or less even if the machining accuracy is improved. It is difficult to do. Also. According to the study of the inventors, the main cause of the non-rotational synchronous component in the spindle device is that the two ball bearings 52, 52 supporting the rotating body are more likely to be caused than the deflection of the non-rotational synchronous component of the ball bearings 52, 53 alone. It has recently been found that the effect of misalignment due to the assembly error between the 53 is large.

【0006】一方、2個の玉軸受52,53の代わり
に、非回転数同期成分の振れが小さい動圧軸受をラジア
ル軸受およびスラスト軸受として使用したスピンドル装
置が検討されているが、動圧軸受は静止時に軸受面が互
いに接触しているため、起動時の起動トルクが大きいと
いう欠点がある。特にスピンドル装置を縦置き状態で使
用する場合は、起動トルクが大きくなるとともに、起動
・停止の繰り返しによってスラスト軸受面が傷ついた
り、摩耗しやすいという問題がある。
On the other hand, instead of the two ball bearings 52 and 53, a spindle device using a dynamic pressure bearing having a small runout of a non-rotational speed synchronous component as a radial bearing and a thrust bearing has been studied. However, since the bearing surfaces are in contact with each other at rest, there is a disadvantage that the starting torque at the time of starting is large. In particular, when the spindle device is used in a vertical position, there is a problem that the starting torque is increased and the thrust bearing surface is easily damaged or worn due to repeated starting and stopping.

【0007】本発明は、上記のような問題点に着目し
て、コンパクトで且つ搭載されるディスクのラジアル方
向の非回転同期成分の振れが小さく、しかも起動時の起
動トルクが小さくて起動停止耐久性に優れたスピンドル
装置を提供することを課題としている。
In view of the above problems, the present invention is compact, has a small non-rotational synchronous component fluctuation in the radial direction of a mounted disk, has a small starting torque at the time of starting, and has a durable starting and stopping. It is an object of the present invention to provide a spindle device having excellent performance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のスピンドル装置は、ディスクを搭載した回
転体を、固定部材に動圧軸受及び玉軸受を介して回転自
在に支持させ、当該回転体に固定したロータと固定部材
に固定したステータとが対向するモータによって回転体
が回転駆動されるスピンドル装置において、上記ディス
クの重心の軸方向位置を動圧軸受の軸方向両端の間に位
置させ、上記モータのロータとステータとの間に発生す
る磁気吸引力のラジアル方向成分は動圧軸受より玉軸受
に多く負荷されることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, a spindle device according to the present invention has a rotating member on which a disk is mounted rotatably supported by a fixed member via a dynamic pressure bearing and a ball bearing. In a spindle device in which a rotor fixed to the rotating body and a stator fixed to a fixed member oppose each other, the rotating body is rotationally driven by a motor, the axial position of the center of gravity of the disk is set between the axial ends of the dynamic pressure bearing. The radial component of the magnetic attraction generated between the rotor and the stator of the motor is more loaded on the ball bearing than on the dynamic pressure bearing.

【0009】この発明においては、回転体を玉軸受と動
圧軸受で支持させることで、回転体のアキシアル荷重の
全部が起動時の摩擦が小さい玉軸受で支持される。この
結果、縦置き状態で使用しても起動トルクが小さくな
り、動圧軸受の軸受面の損傷・摩耗が少なく、起動停止
耐久性に優れる。
In the present invention, since the rotating body is supported by the ball bearing and the dynamic pressure bearing, the entire axial load of the rotating body is supported by the ball bearing having a small friction at the time of starting. As a result, even when used vertically, the starting torque is small, the bearing surface of the dynamic pressure bearing is less damaged and worn, and the starting and stopping durability is excellent.

【0010】また、回転体を玉軸受と動圧軸受で支持す
ることで、二つの玉軸受で支持する場合のような組立誤
差に起因したミスアライメントによるスピンドル装置の
非回転同期成分の発生が回避される。
In addition, since the rotating body is supported by the ball bearing and the dynamic pressure bearing, occurrence of non-rotational synchronous components of the spindle device due to misalignment due to an assembly error as in the case of being supported by two ball bearings is avoided. Is done.

【0011】さらに、ディスクの重心の軸方向位置を、
非回転同期成分が微小或いは零である動圧軸受の軸方向
両端の間に設定しているため、ディスクのラジアル方向
の振れは動圧軸受の振れとほぼ等しくなり、ディスクの
ラジアル方向の非回転同期成分の振れがほぼ零になる。
Further, the axial position of the center of gravity of the disc is
Because the non-rotational synchronous component is set between the axial ends of the dynamic pressure bearing where it is minute or zero, the radial runout of the disk is almost equal to the dynamic pressure bearing runout, and the disk non-rotational The swing of the synchronous component becomes almost zero.

【0012】また。モータの起動時及び回転時にロータ
とステータとの間に発生する磁気吸引力のばらつきによ
って発生する吸引力のラジアル方向成分は負荷容量が大
きな玉軸受に動圧軸受より多く負荷され、動圧軸受に負
荷されるラジアル荷重が軽減し、動圧軸受の負荷容量を
小さく設計することが可能となる。つまり、回転体を動
圧軸受だけで支持する場合に比べて軸受トルクが小さく
なる。
[0012] Also. The radial component of the attractive force generated by the variation of the magnetic attractive force generated between the rotor and the stator when the motor starts and rotates is more loaded on the ball bearing with large load capacity than on the dynamic pressure bearing, and is applied to the dynamic pressure bearing. The radial load applied is reduced, and the load capacity of the dynamic pressure bearing can be designed to be small. In other words, the bearing torque is smaller than when the rotating body is supported only by the dynamic pressure bearing.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本実施の形態は、磁気ディスク装
置や光ディスク装置等で使用されるスピンドル装置であ
る。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is a spindle device used in a magnetic disk device, an optical disk device, and the like.

【0014】まず構成について説明すると、図1に示す
ように、ディスク1を搭載した回転体であるハブ2が、
ラジアル動圧軸受である動圧軸受Aと動圧軸受Aより軸
方向に離れた玉軸受Bとを介して軸部材3に回転自在に
支持される。軸部材3は、ハウジング4に固定されてハ
ウジング4と共に固定部材を構成する。
First, the structure will be described. As shown in FIG. 1, a hub 2, which is a rotating body on which a disk 1 is mounted,
It is rotatably supported by the shaft member 3 via a dynamic pressure bearing A which is a radial dynamic pressure bearing and a ball bearing B which is separated from the dynamic pressure bearing A in the axial direction. The shaft member 3 is fixed to the housing 4 and forms a fixed member together with the housing 4.

【0015】即ち、軸部材3の一端部(図1では下端
部)がハウジング4に固定され、そして、ハブ2に設け
た挿通孔2aの下部と軸部材3の外周面との間に玉軸受
Bが介挿され、また、挿通孔2aの上部に取り付けられ
たスリーブ5内周面と軸部材3の外周面とで、動圧軸受
Aが形成される。上記動圧軸受用のスリーブ5は、ハブ
2の挿通孔2aの上部に圧入または接着で固着される。
That is, one end (the lower end in FIG. 1) of the shaft member 3 is fixed to the housing 4, and a ball bearing is provided between a lower portion of the insertion hole 2 a provided in the hub 2 and the outer peripheral surface of the shaft member 3. B is inserted, and a dynamic pressure bearing A is formed by the inner peripheral surface of the sleeve 5 and the outer peripheral surface of the shaft member 3 attached to the upper part of the insertion hole 2a. The sleeve 5 for a dynamic pressure bearing is fixed to the upper part of the insertion hole 2a of the hub 2 by press-fitting or bonding.

【0016】上記スリーブ5は、円筒状の形成した外筒
5aと、外筒5a内に圧入可能な外径の円筒状に形成さ
れて外筒5a内に圧入された内筒5bとで構成されてお
り、内筒5bの内周面に動圧発生用の溝10が形成され
ている。
The sleeve 5 includes an outer cylinder 5a formed in a cylindrical shape, and an inner cylinder 5b formed in a cylindrical shape having an outer diameter capable of being press-fitted into the outer cylinder 5a and pressed into the outer cylinder 5a. A groove 10 for generating dynamic pressure is formed on the inner peripheral surface of the inner cylinder 5b.

【0017】外筒5aは、内筒5bより硬く、軸受鋼又
はステンレス鋼等の硬い金属で、切削、熱処理、研削加
工の工程を経て、予め所定の寸法精度に内外径及び両端
面を仕上げてあり、内筒5bは、焼結金属(銅系又は鉄
系)、銅合金、アルミ合金などの軟質金属で形成されて
いる。そして、上記溝10は、外筒5aに内筒5bを圧
入または焼きばめ等の手段により固着した後、内筒5b
の内周面にボール転造により溝加工し、これにより生じ
た内筒面の盛り上がり除去を外筒5aの外周面を基準に
して研削加工し、さらに必要に応じて微小突起除去のた
めに内筒5bの内周面を砥粒入りブラシでブラッシング
加工することによって形成される。
The outer cylinder 5a is harder than the inner cylinder 5b and is made of a hard metal such as bearing steel or stainless steel. After cutting, heat treatment and grinding, the inner and outer diameters and both end faces are finished to predetermined dimensional accuracy in advance. The inner cylinder 5b is formed of a soft metal such as a sintered metal (copper or iron), a copper alloy, and an aluminum alloy. The groove 10 is formed by fixing the inner cylinder 5b to the outer cylinder 5a by press-fitting or shrink-fitting.
The inner peripheral surface is grooved by ball rolling, and the bulging of the inner cylindrical surface caused by this is removed by grinding with reference to the outer peripheral surface of the outer cylinder 5a. It is formed by brushing the inner peripheral surface of the cylinder 5b with a brush containing abrasive grains.

【0018】上記玉軸受Bは、内輪6が軸部材3へ同軸
に固定されると共に、外輪7がハブ2に固定され、その
内輪6と外輪7の間に複数の転動体である玉8が介装さ
れて構成される。
In the ball bearing B, the inner ring 6 is fixed coaxially to the shaft member 3, the outer ring 7 is fixed to the hub 2, and a plurality of balls 8 as rolling elements are provided between the inner ring 6 and the outer ring 7. It is interposed and configured.

【0019】また、玉軸受Bの内輪6内周面と軸部材3
とは接着または圧入等で固着される。勿論、すきまばめ
で固定してもよい。すきまばめの場合は、内輪6はハウ
ジング4の上面からわずかに上方へ突出した環状部4a
に接して軸方向に支持される。
The inner peripheral surface of the inner race 6 of the ball bearing B and the shaft member 3
Is fixed by bonding or press fitting. Of course, it may be fixed by loose fit. In the case of a loose fit, the inner ring 6 has an annular portion 4a slightly projecting upward from the upper surface of the housing 4.
And is supported in the axial direction.

【0020】同様に、外輪7のハブ2への取り付けも接
着または圧入等で固着してもよいし、すきまばめでもよ
い。すきまばめの時の隙間の値は、直径で10μm以下と
するのが振れ精度的には好ましい。すきまばめを採用す
ると、玉軸受Bを挿入するだけで組み立てられるため、
組み立てが容易になる。特に内輪6をすきまばめで使用
すると、玉軸受Bを、あらかじめ組み込んだハブ2を軸
部材3に挿入するだけで組み立てが完了するため、組み
立て工数を低減でき、低コスト化ができる。
Similarly, the outer ring 7 may be fixed to the hub 2 by bonding or press-fitting, or may be loosely fitted. The value of the gap at the time of the loose fit is preferably 10 μm or less in terms of runout accuracy. If a loose fit is adopted, it can be assembled simply by inserting the ball bearing B,
Easy assembly. In particular, when the inner ring 6 is used with a loose fit, the assembly is completed only by inserting the hub 2 in which the ball bearing B is incorporated in advance into the shaft member 3, so that the number of assembling steps can be reduced and the cost can be reduced.

【0021】また、外輪7をハブ2へすきまばめで取り
付けると、圧入や接着の際に生じやすい外輪7の変形を
防止でき、玉軸受Bの振れ精度を維持することができ
る。また、ハブの挿通孔2aの軸方向中間部には軸方向
両端部より小径の小径部20が設けられ、この小径部2
0にスリーブ5の下端面と外輪7の上端面とが接触して
いる。
When the outer ring 7 is loosely fitted to the hub 2, deformation of the outer ring 7 which is likely to occur at the time of press-fitting or bonding can be prevented, and the deflection accuracy of the ball bearing B can be maintained. A small-diameter portion 20 having a smaller diameter than both ends in the axial direction is provided at an intermediate portion in the axial direction of the insertion hole 2a of the hub.
At 0, the lower end surface of the sleeve 5 and the upper end surface of the outer ring 7 are in contact.

【0022】また、動圧軸受Aは、軸部材3の外周面に
形成された円筒状の一方のラジアル軸受面と上記スリー
ブ5に形成された他方のラジアル軸受面とが、径方向に
所定の軸受隙間をあけて対向し、その軸受隙間に潤滑流
体が充填されて構成される。
In the dynamic pressure bearing A, one of the cylindrical radial bearing surfaces formed on the outer peripheral surface of the shaft member 3 and the other radial bearing surface formed on the sleeve 5 have a predetermined diameter in the radial direction. The bearings are opposed to each other with a bearing gap therebetween, and the bearing gap is filled with a lubricating fluid.

【0023】上記スリーブ5に設けた他方のラジアル軸
受面の軸方向両端部には、それぞれテーパ面が形成され
ている。即ち、他方のラジアル軸受面は、軸方向両端部
に設けられた2個所のテーパ面と、その2個所のテーパ
面間に形成される円筒状の軸受面本体とからなる。
Tapered surfaces are formed at both axial ends of the other radial bearing surface provided on the sleeve 5. That is, the other radial bearing surface includes two tapered surfaces provided at both ends in the axial direction, and a cylindrical bearing surface main body formed between the two tapered surfaces.

【0024】上記各テーパ面は、潤滑流体を表面張力に
よって保持するものであり、それぞれ軸受面本体から離
れるにつれて上記軸部材3に設けた一方のラジアル軸受
面から離れるように傾斜している。
Each of the tapered surfaces holds the lubricating fluid by surface tension, and is inclined so as to become farther away from one of the radial bearing surfaces provided on the shaft member 3 as it goes away from the bearing surface body.

【0025】ここで、上記各テーパ面の軸心からの各傾
斜角度は、それぞれ2°〜40°程度の範囲で選択する
のが良い。上記テーパ面の傾斜角度は上記2°よりも小
さいと、テーパ面で保持できる潤滑流体が必要以上に少
なくなり、また、40°よりも大きいと、回転体である
ハブ2の回転時の遠心力によって潤滑流体が飛散し易く
なる。ハブ2の回転数が3600rpm よりも高速の場合
には、上記テーパ面の傾斜角度を30°以下に設計する
ことで、潤滑流体の飛散を防止し、より信頼性の高い軸
受装置とすることができる。
Here, it is preferable that each inclination angle from the axis of each tapered surface is selected in a range of about 2 ° to 40 °. When the angle of inclination of the tapered surface is smaller than 2 °, the amount of lubricating fluid that can be held by the tapered surface becomes unnecessarily small, and when it is larger than 40 °, the centrifugal force during rotation of the hub 2 as a rotating body. Thereby, the lubricating fluid is easily scattered. When the rotation speed of the hub 2 is higher than 3600 rpm, the inclination angle of the tapered surface is designed to be 30 ° or less, thereby preventing the lubricating fluid from scattering and providing a more reliable bearing device. it can.

【0026】また、上記スリーブ5の軸受面本体には、
所謂ヘリングボーン状やスパイラル状等の溝からなる動
圧発生用の溝10が形成されている。勿論、この動圧発
生用の溝10は、軸部材3の一方のラジアル軸受面に設
けても良いし、軸部材3及びスリーブ5の両方の軸受面
に設けてもよい。
The bearing surface body of the sleeve 5 includes:
A so-called herringbone-shaped or spiral-shaped groove 10 for generating dynamic pressure is formed. Of course, the groove 10 for generating dynamic pressure may be provided on one radial bearing surface of the shaft member 3, or may be provided on both bearing surfaces of the shaft member 3 and the sleeve 5.

【0027】なお、上記軸受隙間に充填される潤滑流体
としては、例えば油、グリース、磁性流体等が使用され
る。挿通孔2aのスリーブ5よりも上側の部分にはシー
ルド板11がかしめ等の周知の手段で固着されている。
このシールド板11は、潤滑流体を注入した後に取り付
けられるもので、潤滑流体注入時に軸部材3外周面やス
リーブ5上端面等に潤滑流体が付着しても、シールド板
11とスリーブ5の上端面との間の軸方向の隙間Sで潤
滑流体が保持され、潤滑流体が磁気ディスク1装置内部
に飛散することが防止される。
As the lubricating fluid to be filled in the bearing gap, for example, oil, grease, magnetic fluid or the like is used. A shield plate 11 is fixed to a portion of the insertion hole 2a above the sleeve 5 by a known means such as caulking.
The shield plate 11 is attached after injecting the lubricating fluid. Even if the lubricating fluid adheres to the outer peripheral surface of the shaft member 3 or the upper end surface of the sleeve 5 when the lubricating fluid is injected, the upper end surfaces of the shield plate 11 and the sleeve 5 The lubricating fluid is held in the gap S in the axial direction between the lubricating fluid and the lubricating fluid is prevented from scattering into the magnetic disk 1 device.

【0028】このシールド板11とスリーブ5の上端面
との間の軸方向の隙間Sの幅は、5〜300μm程度が
望ましい。5μm未満になると動圧軸受Aの軸受隙間よ
り小さくなるため、潤滑流体の表面張力による毛細管現
象によって軸受隙間内の潤滑流体をこの軸方向隙間S内
に吸い出してしまう。また、隙間が300μm を超える
と、潤滑流体の表面張力による毛細管力が小さくなり、
潤滑流体の保持性を悪くする。
The width of the axial gap S between the shield plate 11 and the upper end surface of the sleeve 5 is preferably about 5 to 300 μm. When it is less than 5 μm, the lubricating fluid in the bearing gap is sucked into the axial gap S by capillary action due to the surface tension of the lubricating fluid because the lubricating fluid becomes smaller than the bearing gap of the dynamic pressure bearing A. When the gap exceeds 300 μm, the capillary force due to the surface tension of the lubricating fluid decreases,
Poor retention of lubricating fluid.

【0029】なお、本実施の形態のようにハブ2側が回
転する場合、潤滑流体に遠心力が作用するため、シール
ド板11はかしめだけで固定するのではなく、接着剤等
を併用して密着性を向上させておくことが好ましい。
When the hub 2 rotates as in the present embodiment, a centrifugal force acts on the lubricating fluid, so that the shield plate 11 is not fixed only by caulking, but is closely attached by using an adhesive or the like. It is preferable to improve the properties.

【0030】また、シールド板11のかわりにハブ2に
蓋を取り付けると、潤滑流体が磁気ディスク1装置内部
に飛散することをさらに防ぐことができる。ただし、軸
部材3の上端面が蓋に覆われるために、当該軸部材3の
上端部は自由端に限られ、軸部材3の軸方向両端部を固
定部材によって支持できなくなってしまう。
If a lid is attached to the hub 2 instead of the shield plate 11, it is possible to further prevent the lubricating fluid from scattering inside the magnetic disk device. However, since the upper end surface of the shaft member 3 is covered with the lid, the upper end portion of the shaft member 3 is limited to a free end, and both ends in the axial direction of the shaft member 3 cannot be supported by the fixing member.

【0031】上記構成によって、ディスク1を搭載する
ハブ2は、軸部材3に上記玉軸受B及び動圧軸受Aを介
して回転自在に支持された状態になる。また、上記ハブ
2とハウジング4との間であって上記玉軸受Bの径方向
外周側位置には、玉軸受Bと同心に円環状にモータMが
介装されている。
With the above configuration, the hub 2 on which the disk 1 is mounted is rotatably supported by the shaft member 3 via the ball bearing B and the dynamic pressure bearing A. A motor M is provided between the hub 2 and the housing 4 and radially outward of the ball bearing B at a position concentric with the ball bearing B.

【0032】即ち、ハブ2のハウジング4側の部分に
は、円環状のロータ13が固定され、また、そのロータ
13の内周側にステータ14が所定間隙をあけてロータ
13と同心に配設され、当該ステータ14はハウジング
4に固定される。上記ロータ13は、ステータ14と対
向する内周部に設けた磁石13aと磁石13aの外周面
に固定したバックヨーク13bとで構成される。バック
ヨーク13bは、外部への漏洩磁束を少なくするための
ものである。
That is, an annular rotor 13 is fixed to a portion of the hub 2 on the housing 4 side, and a stator 14 is disposed concentrically with the rotor 13 on the inner peripheral side of the rotor 13 with a predetermined gap. Then, the stator 14 is fixed to the housing 4. The rotor 13 includes a magnet 13a provided on an inner peripheral portion facing the stator 14 and a back yoke 13b fixed to an outer peripheral surface of the magnet 13a. The back yoke 13b is for reducing magnetic flux leakage to the outside.

【0033】このようにすることで、ロータ13とステ
ータ14とが半径方向に対向するモータMは玉軸受Bの
径方向外周に玉軸受Bと同心に位置される。そして、上
記モータMのロータ13の設定位置をステータ14より
若干,上側にずらせ、ロータ13とステータ14との間
に発生する軸方向吸引力によって、上記玉軸受Bへの予
圧が付与される。玉軸受Bの接触角の交点( 作用点) は
玉軸受の軸方向中心P1に対して動圧軸受Aと反対側に
来るのでスピンドル装置全体のモーメント剛性を大きく
できる。また、モータMの非駆動時にロータ13とステ
ータ14との間に発生する磁気吸引力の合力の作用線F
は、玉軸受Bの外輪軌道と玉8の中心とを通過してスピ
ンドル装置の軸心に至る。従って、起動時及び回転時に
ロータ13とステータ14との間に発生する磁気吸引力
のラジアル方向成分のほとんどは玉軸受Bに負荷され、
スラスト方向成分は玉軸受Bに負荷される。
In this way, the motor M whose rotor 13 and stator 14 face each other in the radial direction is positioned concentrically with the ball bearing B on the radially outer periphery of the ball bearing B. Then, the set position of the rotor 13 of the motor M is shifted slightly above the stator 14, and a preload is applied to the ball bearing B by an axial suction force generated between the rotor 13 and the stator 14. Since the intersection (point of action) of the contact angle of the ball bearing B is located on the side opposite to the dynamic pressure bearing A with respect to the axial center P1 of the ball bearing, the moment rigidity of the entire spindle device can be increased. The line of action F of the resultant force of the magnetic attraction force generated between the rotor 13 and the stator 14 when the motor M is not driven.
Passes through the outer raceway of the ball bearing B and the center of the ball 8 to reach the axis of the spindle device. Therefore, most of the radial components of the magnetic attraction generated between the rotor 13 and the stator 14 at the time of startup and rotation are loaded on the ball bearing B,
The thrust component is applied to the ball bearing B.

【0034】なお、上記玉軸受Bへの予圧には、別に設
けた複数の永久磁石による吸引力や反発力、さらには永
久磁石と強磁性体との間に働く吸引力を用いてもよい。
さらには、両者を併用してもよい。なお、回転体に負荷
されるスラスト荷重はほとんど全て玉軸受Bで支持され
る。
The preload applied to the ball bearing B may be the attraction or repulsion of a plurality of separately provided permanent magnets, or the attraction acting between the permanent magnet and the ferromagnetic material.
Further, both may be used in combination. In addition, almost all the thrust load applied to the rotating body is supported by the ball bearing B.

【0035】また、上記構成では、ハブ2及びハブ2に
取付けられたスリーブ5等によって回転体が形成され
る。そして、ディスク1の重心と動圧軸受Aの軸方向中
心P2とがほぼ一致するように、ディスク取付け面2b
をハブ2に設け、当該取付け面2bにディスク1を取り
付ける。
In the above configuration, the rotating body is formed by the hub 2, the sleeve 5 attached to the hub 2, and the like. Then, the disk mounting surface 2b is set so that the center of gravity of the disk 1 and the axial center P2 of the dynamic pressure bearing A substantially coincide with each other.
Is provided on the hub 2, and the disk 1 is mounted on the mounting surface 2b.

【0036】次に、上記構成のスピンドル装置の動作や
作用・効果等について説明する。上記装置では、ハブ2
を含む回転体は、軸部材3に対し玉軸受B及び動圧軸受
Aによって回転自在に支持され、モータMを駆動するこ
とで、回転体は、軸部材3を中心として回転する。
Next, the operation, operation, effects and the like of the spindle device having the above configuration will be described. In the above device, the hub 2
Is rotatably supported on the shaft member 3 by the ball bearings B and the dynamic pressure bearings A. When the motor M is driven, the rotor rotates around the shaft member 3.

【0037】このとき、動圧軸受Aは、ハブ2の回転時
には一方のラジアル軸受面と他方のラジアル軸受面とが
非接触の軸受であり、非回転同期成分の振れはほぼ零で
ある。一方、玉軸受Bは、本質的に玉8通過振動や玉8
接触部の弾性変形に起因するばねによる回転数に同期し
ない振動があるため、回転数に同期しない非回転同期成
分の振れを有している。
At this time, the dynamic pressure bearing A is a bearing in which one radial bearing surface and the other radial bearing surface are not in contact with each other when the hub 2 rotates, and the runout of the non-rotation synchronous component is almost zero. On the other hand, the ball bearing B is essentially a ball 8 passing vibration and a ball 8
Since there is a vibration that is not synchronized with the rotation speed due to the spring due to the elastic deformation of the contact portion, it has a non-rotationally synchronized component that is not synchronized with the rotation speed.

【0038】つまり、スピンドル装置の回転体は動圧軸
受Aの軸方向位置と等しい軸方向位置の部分では、非回
転同期成分の振れはほぼ零で回転し、玉軸受Bの軸方向
位置と等しい軸方向位置の部分では、玉軸受B固有の非
回転同期成分の振れがある状態で回転する。
That is, in the portion of the rotating body of the spindle device in the axial position equal to the axial position of the dynamic pressure bearing A, the non-rotational synchronous component swings at almost zero, and is equal to the axial position of the ball bearing B. In the portion at the axial position, the ball bearing B rotates in a state where there is a runout of a non-rotational synchronous component inherent to the ball bearing B.

【0039】そして、本実施の形態では、ディスク1の
重心の軸方向位置と動圧軸受Aの軸方向中心P2をほぼ
ー致させているため、ディスク1のラジアル方向の振れ
は動圧軸受Aの振れとほぼ等しくなり、ディスク1のラ
ジアル方向の非回転同期成分の振れをほぼ零にすること
ができる。この結果、高記録密度化に対応可能となる。
In the present embodiment, since the axial position of the center of gravity of the disk 1 and the axial center P2 of the dynamic pressure bearing A are substantially aligned, the radial deflection of the disk 1 is reduced by the dynamic pressure bearing A. And the deflection of the non-rotational synchronous component of the disk 1 in the radial direction can be made substantially zero. As a result, it is possible to cope with higher recording density.

【0040】ここで、本実施の形態のスピンドル装置
は、2個の玉軸受の組立誤差による傾き等の影響がない
ため、この点からも、非回転同期成分の振れは玉軸受を
2個使用したスピンドル装置よりも小さい。
Here, the spindle device of the present embodiment is free from the influence of inclination due to an assembling error of the two ball bearings. Smaller than the spindle device.

【0041】なお、ディスク1の重心の軸方向位置は、
動圧軸受Aの軸方向位置P2と一致させる必要はなく、
動圧軸受の軸方向両端の間であって動圧軸受の軸心に位
置させてあれば、ほぼ同様の効果を得ることができる。
The axial position of the center of gravity of the disk 1 is
It is not necessary to match with the axial position P2 of the dynamic pressure bearing A,
Almost the same effect can be obtained if it is located between the axial ends of the dynamic pressure bearing and at the axis of the dynamic pressure bearing.

【0042】また、モータMの非駆動時にロータ13と
ステータ14との間に発生する磁気吸引力の合力の作用
線Fが玉軸受Bを通過してスピンドル装置の軸心に至る
ので、モータMの起動時及び回転時にロータ13とステ
ータ14との間に発生する磁気吸引力のばらつきによっ
て発生するラジアル方向の吸引力の大部分を、負荷容量
が大きな玉軸受Bで受けるようになる。つまり、動圧軸
受Aの負荷容量を大きく設計すると、動トルクも大きく
なってしまうが、上述のようにラジアル動圧軸受Aに負
荷されるラジアル荷重を軽減することができるために、
ラジアル動圧軸受Aの負荷容量を小さく設計することが
可能となる。
Further, the line of action F of the resultant force of the magnetic attraction generated between the rotor 13 and the stator 14 when the motor M is not driven passes through the ball bearing B and reaches the axis of the spindle device. Most of the radial attractive force generated by the variation of the magnetic attractive force generated between the rotor 13 and the stator 14 at the time of startup and rotation is received by the ball bearing B having a large load capacity. That is, when the load capacity of the dynamic pressure bearing A is designed to be large, the dynamic torque is also increased. However, since the radial load applied to the radial dynamic pressure bearing A can be reduced as described above,
The load capacity of the radial dynamic pressure bearing A can be designed to be small.

【0043】この結果、動圧軸受Aで問題となる軸受ト
ルクを小さく設定することが可能になる。なお、ロータ
13とステータ14との間に発生する磁気吸引力のラジ
アル方向成分は動圧軸受Aより玉軸受Bに多く負荷され
れば良い。
As a result, it is possible to set a small bearing torque which is a problem in the dynamic pressure bearing A. The radial component of the magnetic attraction generated between the rotor 13 and the stator 14 may be applied to the ball bearing B more than the dynamic pressure bearing A.

【0044】なお、モータMの非駆動時にロータ13と
ステータ14との間に発生する磁気吸引力の合力の作用
線Fは、玉軸受Bを通過してスピンドル装置の軸心に至
ることが好ましいが、玉軸受Bの外輪軌道を通過してス
ピンドル装置の軸心に至ることがより好ましく、玉軸受
Bの玉8中心を通過してスピンドル装置の軸心に至るこ
とがさらに好ましい。
The line of action F of the resultant force of the magnetic attraction generated between the rotor 13 and the stator 14 when the motor M is not driven preferably passes through the ball bearing B and reaches the axis of the spindle device. However, it is more preferable to pass through the outer raceway of the ball bearing B to reach the axis of the spindle device, and more preferably to pass through the center of the ball 8 of the ball bearing B to reach the axis of the spindle device.

【0045】また、ハブ2に取り付けるディスク1は2
枚以上でも良い。例えば、取り付けるディスクが2枚以
上の場合には、2枚以上のディスクが合わさって構成さ
れた一つの重心の軸方向位置をラジアル動圧軸受Aの軸
方向両端の間であって動圧軸受Aの軸心に位置すること
で、各ディスクのラジアル方向の非回転同期成分の振れ
をいずれも動圧軸受だけで回転体を支持したときと同等
の大きさに低減することができる。なお、各ディスクの
重心の軸方向の位置をいずれも動圧軸受Aの軸方向両端
の間であって動圧軸受の軸心に位置させることが望まし
い。
The disk 1 attached to the hub 2 is 2
More than one sheet may be used. For example, when two or more disks are mounted, the axial position of one center of gravity formed by combining two or more disks is located between the axial ends of the radial dynamic pressure bearing A and the dynamic pressure bearing A In this case, the deflection of the non-rotational synchronous component in the radial direction of each disk can be reduced to the same size as when the rotating body is supported only by the dynamic pressure bearing. It is desirable that the position of the center of gravity of each disk in the axial direction be located between both ends in the axial direction of the dynamic pressure bearing A and at the axis of the dynamic pressure bearing.

【0046】また、転がり軸受である玉軸受Bは深溝玉
軸受に限定するものではなく、アンギュラ玉軸受、4点
接触玉軸受等を採用してもよい。玉軸受Bとして4点接
触玉軸受を使用する場合は、4点接触玉軸受単体でモー
メント剛性を得ることができるので、軸受装置全体のモ
ーメント剛性を向上することができる。また、4点接触
玉軸受を使用した場合は、軸受隙間を負の隙間として軸
受内部で予圧を与えているため、吸引用磁石等の玉軸受
Bへの予圧付与機構をなくすことができる。
The ball bearing B which is a rolling bearing is not limited to a deep groove ball bearing, but may be an angular ball bearing, a four-point contact ball bearing or the like. When a four-point contact ball bearing is used as the ball bearing B, moment rigidity can be obtained by the four-point contact ball bearing alone, so that the moment rigidity of the entire bearing device can be improved. When a four-point contact ball bearing is used, a preload is applied inside the bearing with the bearing gap as a negative gap, so that a mechanism for applying a preload to the ball bearing B, such as a magnet for attraction, can be eliminated.

【0047】また、上記説明では軸部材3を固定とした
構造で説明したが、軸部材3側が回転する構造でも良
い。さらに、スリーブ5は外筒5Aと内筒5Bとを一体
として一つの部材から構成しても良い。
In the above description, the structure in which the shaft member 3 is fixed has been described, but a structure in which the shaft member 3 side rotates may be used. Further, the sleeve 5 may be configured by integrating the outer cylinder 5A and the inner cylinder 5B from one member.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明のス
ピンドル装置では、回転体が玉軸受と動圧軸受で支持さ
れ、回転体のアキシアル荷重の全部を玉軸受で支持する
ため、縦置き状態で使用しても起動トルクが小さく、動
圧軸受面の損傷・摩耗が少なく、起動停止耐久性に優れ
る。
As described above, in the spindle device according to the present invention, the rotating body is supported by the ball bearing and the dynamic pressure bearing, and the entire axial load of the rotating body is supported by the ball bearing. Even when used, the starting torque is small, the damage and wear of the dynamic pressure bearing surface is small, and the starting and stopping durability is excellent.

【0049】さらに、起動時及び回動時におけるモータ
のロータとステータとの間に発生する磁気吸引力のばら
つきによって発生するラジアル方向の吸引力が負荷容量
の大きな玉軸受に動圧軸受より多く負荷され、動圧軸受
に負荷されるラジアル荷重が軽減される。この結果、動
圧軸受の負荷容量を小さく設計することが可能となり、
回転体を動圧軸受だけで支持する場合に比べ軸受トルク
を小さくすることが可能となる。従って、装置の軸方向
の高さを低くすることが可能となる。
Further, the radial attractive force generated by the variation of the magnetic attractive force generated between the rotor and the stator of the motor at the time of start-up and rotation is larger on the ball bearing having a large load capacity than on the dynamic pressure bearing. Thus, the radial load applied to the dynamic pressure bearing is reduced. As a result, it is possible to design the load capacity of the dynamic pressure bearing small,
The bearing torque can be reduced as compared with the case where the rotating body is supported only by the dynamic pressure bearing. Therefore, the height of the device in the axial direction can be reduced.

【0050】また、回転体を支持する玉軸受を1つとす
ると共にディスクの重心の軸方向位置を動圧軸受の軸方
向両端の間に位置させるため、ディスクのラジアル方向
の振れは動圧軸受の振れとほぼ等しくなり、ディスクの
ラジアル方向の非回転同期成分の振れをほぼ零にするこ
とができる。この結果、高記録密度化に対応可能とな
る。
In addition, since there is only one ball bearing for supporting the rotating body and the axial position of the center of gravity of the disk is located between both ends of the dynamic pressure bearing in the axial direction, the radial runout of the disk can be reduced. As a result, the vibration of the non-rotational synchronous component in the radial direction of the disk can be made substantially zero. As a result, it is possible to cope with higher recording density.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係るスピンドル装置を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a spindle device according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来のスピンドル装置を説明するための図であ
る。
FIG. 2 is a view for explaining a conventional spindle device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 動圧軸受 B 玉軸受 M モータ P1 玉軸受の軸方向中心 P2 動圧軸受の軸方向中心 1 ディスク 2 ハブ(回転体) 3 軸部材(固定部材) 4 ハウジング(固定部材) 5 スリーブ(回転体) 6 内輪 7 外輪 8 玉 13 ロータ 14 ステータ A dynamic pressure bearing B ball bearing M motor P1 axial center of ball bearing P2 axial center of dynamic pressure bearing 1 disk 2 hub (rotating member) 3 shaft member (fixing member) 4 housing (fixing member) 5 sleeve (rotating member) 6) Inner ring 7 Outer ring 8 Ball 13 Rotor 14 Stator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディスクを搭載した回転体を、固定部材
に動圧軸受及び玉軸受を介して回転自在に支持させ、当
該回転体に固定したロータと固定部材に固定したステー
タとが対向するモータによって回転体が回転駆動される
スピンドル装置において、 上記ディスクの重心の軸方向位置を動圧軸受の軸方向両
端の間に位置させ、上記モータのロータとステータとの
間に発生する磁気吸引力のラジアル方向成分は動圧軸受
より玉軸受に多く負荷されることを特徴とするスピンド
ル装置。
1. A motor in which a rotating body on which a disk is mounted is rotatably supported by a fixed member via a dynamic pressure bearing and a ball bearing, and a rotor fixed to the rotating body and a stator fixed to the fixed member face each other. In a spindle device in which a rotating body is driven to rotate, an axial position of a center of gravity of the disk is located between axial ends of a dynamic pressure bearing, and a magnetic attraction force generated between a rotor and a stator of the motor is generated. A spindle device wherein a radial component is loaded more on a ball bearing than on a dynamic pressure bearing.
JP8211495A 1995-09-26 1996-08-09 Spindle device Pending JPH1054419A (en)

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JP8211495A JPH1054419A (en) 1996-08-09 1996-08-09 Spindle device
US08/721,345 US5683183A (en) 1995-09-26 1996-09-26 Spindle device and bearing device therefor

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114825711A (en) * 2022-04-25 2022-07-29 珠海格力电器股份有限公司 Motor structure and electrical equipment

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114825711A (en) * 2022-04-25 2022-07-29 珠海格力电器股份有限公司 Motor structure and electrical equipment
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