JP2010075033A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、軸受に含有されていた潤滑油が外部に流出されることを防止できるモータを提供する。
【解決手段】本発明に係るモータは、シャフトと、シャフトを回転可能に支持する軸受と、シャフトの下端を支持するスラスト板と、シャフトに結合され、軸受に対向する面に環状の溝が形成されたボスと、ボスに結合されたロータと、を含むことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明はモータに関する。

光ディスク（optical disk）、ＯＤＤ ｓｌｉｍ、またはハーフハイトドライブセット（Half height driving set）のような大容量メモリ格納装置などの駆動装置に用いられるスピンドルモータには、シャフトを回転可能に支持するために含油軸受が使用されている。含油軸受は滑り軸受の一種であり、潤滑油を含油することができる多孔質材料から製造され、通常、焼結体からなっている。

含油軸受とシャフトとの間には所定の隙間（gap）が存在するように結合される。この隙間は、シャフトの回転により含油軸受から出た潤滑油で充填され、これにより、含油軸受はシャフトを回転可能に支持することができる。

しかし、含油軸受が含油している潤滑油は、シャフトと軸受との間の隙間だけではなく、含油軸受の上側から流出されることがある。含油軸受の上側から潤滑油が流出されると、含油軸受の潤滑作用の性能が低下してシャフトと含油軸受との間の摩擦が増加することになる。

したがって、スピンドルモータを駆動するのに必要以上の動力が消耗され、また高速回転時に騷音及び振動などの問題が発生することがある。また、シャフトと含油軸受との間の摩擦により軸受の一部分に摩耗が発生することがあり、これはスピンドルモータ全体の寿命を短縮させる原因となる。

こうした従来技術の問題点に鑑み、本発明は、軸受の潤滑油が軸受の上側から流出されることを防止できるモータを提供することをその目的とする。

本発明の一実施形態によれば、シャフトと、シャフトを回転可能に支持（support）する軸受と、シャフトの下端を支持するスラスト板と、シャフトに結合され、軸受に対向する面に環状形の溝が形成されたボスと、ボスに結合されたロータと、を含むモータが提供される。

ここで、環状の溝は複数であることができる。

また、ボスの軸受と対向する面には、軸受の上側を収容する収容部を形成でき、収容部の側壁の内周面は軸受の外周面に対して傾斜するように形成されることができる。このとき、収容部と軸受との間にはシール材が介在されることができる。

一方、シャフトは軸受の長さに対応するように、シャフトの下端の縁から下向きに延長されるシリンダ部をさらに含むことができ、このとき、スラスト板にはシリンダ部の下端を収容する収容溝が形成されることができ、収容溝は軸受の下端まで収容することができる。また、スラスト板にはシャフトの下端を支持するように、上向きに突出された支持突起が形成されることができる。

ロータの中央には、ボスを収容するように上向きに突出されたバーリング部が形成され、ボスはバーリング部に軸受の上側が収容されるようにボスの外側に延長されることができる。

シャフトの内部には中空部が形成されることができる。

本発明によれば、モータの動作の際に、軸受に含油されていた潤滑油が外部に流出されることを防止することができる。

本発明の特徴及び利点が以下の図面及び発明の詳細な説明を通してより明確になる。

以下、本発明によるモータの実施例を添付図面を参照して詳しく説明し、添付図面を参照して説明するに当たって、同一かつ対応する構成要素には同一の図面番号を付し、これに対する重複説明は省略する。

図１は本発明の一実施例によるディスク駆動装置１０００を示す断面図である。図１に示すように、本発明の一実施例によるディスク駆動装置１０００に用いられるスピンドルモータは、シャフト（shaft）５００と、シャフト５００を回転可能に支持する軸受（bearing）５０２と、シャフト５００の下端を支持するスラスト板５０８と、シャフト５００に結合され、軸受５０２と対向する面に環状の溝７０２が形成されたボス（boss）７００と、ボス７００に結合されたロータ（rotor）３００と、を含み、環状の溝７０２が軸受５０２から流出される潤滑油の流れを阻止して、潤滑油が軸受５０２の外部に流出されることを防止することができる。

ディスク駆動装置１０００は、チャック部（chucking part）１００及びスピンドルモータ（spindle motor）２００を含むことができる。

チャック部１００は、ディスクをスピンドルモータ２００に着脱可能に結合させることができる。チャック部１００には、ハウジング１０２、チャックピン（chuck-pin）１０４、及び弾性部材１０６が含まれることができる。ハウジング１０２は、チャックピン１０４と弾性部材１０６とを収容し、ロータ３００に結合できる部分である。チャックピン１０４は、ハウジング１０２の外側に突出されるようにしてハウジング１０２に収容されることができる。弾性部材１０６はチャックピン１０４を弾性的に支持することができる。

チャック部１００がディスクの中央に形成されている貫通孔に挿入されると、チャックピン１０４は後退して前進することができる。ディスクがロータ３００の上に配置されると、チャックピン１０４がディスクの内周面を加圧することにより、チャック部１００はディスクをスピンドルモータ２００に着脱可能に結合させることができる。

軸受はシャフト５００を回転可能に支持（support）することができる。軸受は潤滑油が含油されている含油軸受５０２であることができる。シャフト５００と含油軸受５０２との間には含油軸受５０２から出た潤滑油が介在されるように、所定の隙間が形成されることができる。

ホルダ５０４は含油軸受５０２を支持することができる。ホルダ５０４は、含油軸受５０２の外周面を囲み、軸受５０２をベースプレート（base plate）６００に固定することができる。また、ホルダ５０４の外周面にステータ（stator）４００が結合されることができる。

ステータ４００は、歯（teeth）４１４及び環状のボディ４１２を含むステータコア４１０と、歯４１４に巻線されるコイル４２０とを含むことができる。歯４１４は、環状のボディ４１２の外側に延長されることができる。

環状のボディ４１２は、その内周面がホルダ５０４の外周面に結合され、ホルダ５０４に固定されることができる。ステータ４００のコイル４２０に電気が供給されると、歯４１４が磁化されて駆動マグネット３０６との電磁気的な作用によりロータ３００を回転させることができる。

スラスト板５０８はシャフト５００の下端を支持するように、ホルダ５０４の下側に結合されることができる。スラスト板５０８の上面にはワッシャ５０６が結合されていて、シャフト５００の回転を円滑にすることができる。

ロータ３００は、ロータケース３０２、駆動マグネット３０６、及び摩擦部材３０８を含むことができる。ロータケース３０２は、バーリング部３０２ａ、拡張部３０２ｂ、及び延長部３０２ｃを含むことができる。バーリング部３０２ａは、ロータケース３０２の中央に上向きに突出されるシリンダ形状を有することができ、ロータケース３０２の中央を折曲して形成することができる。バーリング部３０２ａ内にはボス７００が挿入されてシャフト５００に結合されることができる。

拡張部３０２ｂはバーリング部３０２ａの下端から放射状に延長され、ステータ４００を覆うことができる。拡張部３０２ｂの上面には環状の摩擦部材３０８が結合されてチャック部１００に配置されるディスクの底面を支持することができる。延長部３０２ｃは拡張部３０２ｂの末端からシリンダ形状で下向きに延長され、その内周面には駆動マグネット３０６が結合されることができる。

ボス７００はシャフト５００とバーリング部３０２ａとの間に介在されることができる。ボス７００は環状であり、その内周面はシャフト５００に結合され、その外周面はバーリング部３０２ａに結合されることができる。また、ボス７００の厚さｔ_２はバーリング部３０２ａの厚さｔ_１より薄くてもよく、ボス７００はその上面がバーリング部３０２ａの上面と一致するようにバーリング部３０２ａに挿入されて固定されてもよい。

ボス７００は、バーリング部３０２ａに含油軸受５０２の上側が収容されるようにボス７００の外側に延長されることができる。すなわち、ボス７００の外径及びバーリング部３０２ａの内径を含油軸受５０２の外径より大きく形成して、含油軸受５０２の上側がバーリング部３０２ａに収容されることができる。

含油軸受５０２の上側がバーリング部３０２ａに収容されることにより、含油軸受５０２の一部がバーリング部３０２ａに挿入される長さだけ、含油軸受５０２の全長は増加でき、結果的に含油軸受５０２のシャフト５００を支持する長さ（bearing working length）が増加できるようになる。

含油軸受を用いてシャフトを支持する場合、シャフトと含油軸受との間には所定の隙間が存在でき、これにより、シャフトは含油軸受に対して傾斜した状態で回転することができる。

ここで、シャフトは含油軸受の内周面の互いに対向する対角線方向の両端により支持され、その二つの地点は相互摩擦により含油軸受の寿命を短縮させるので、結局スピンドルモータの寿命を短縮させることもある。

したがって、含油軸受５０２のシャフト５００を支持する長さを増加させることにより、シャフト５００は含油軸受５０２により、より安定的に支持できるようになり、このような問題点を改善することができる。また、シャフト５００が含油軸受５０２により、より安定的に支持されることにより、シャフト５００の振れによる不要な騷音や振動の発生も低減できるようになる。

一方、単純形状のバーリング部３０２ａにボス７００を挿入して、ボス７００の厚さとバーリング部３０２ａの厚さの差だけ、含油軸受５０２のシャフト５００を支持する長さを増加できるため、ロータケース３０２の製作コストのさらなる上昇を防止することができる。

また、シャフト５００の構造的安定性が確保されたスピンドルモータ２００を用いるディスク駆動装置１０００の場合には、ディスクの安定した駆動を図ることができるため、データの安定した読み取り及び書き込み（reading/writing）が可能となる。

その上、含油軸受５０２の上側がバーリング部３０２ａに収容されることにより、ステータ４００を覆っているロータケース３０２の拡張部３０２ｂ及び延長部３０２ｃは全体的にベースプレート６００にさらに近づくことができる。これは、スピンドルモータ２００の薄型化を図ることができることを意味する。

また、ロータケースの延長部３０２ｃがベースプレート６００にさらに近づくことにより、駆動マグネット３０６の位置もベースプレート６００に近づくことになる。したがって、ステータ４００の磁気中心と駆動マグネット３０６の磁気中心とを一致させることができ、騒音（acoustic noise）の発生を低減させることができる。

ボス７００の含油軸受５０２と対向する面、すなわち、ボス７００の底面には環状の溝７０２が形成されることができる。図２は、本発明の一実施例によるディスク駆動装置１０００を示す平面図である。

図２に示すように、環状の溝７０２は複数であることができ、複数の環状の溝７０２の中心は、シャフト５００の中心と一致することができる。環状の溝７０２は、含油軸受５０２から出た潤滑油の移動経路上に形成され、出る潤滑油を収容してその流動を阻止することにより、含油軸受５０２からの潤滑油の流出を防止することができる。

図３は本発明の一実施例によるディスク駆動装置１０００の一部を示す断面図である。図３に示すように、シャフト５００が回転すると、ロータ３００の周りの空気流動により、含油軸受５０２とボス７００との間の圧力が含油軸受５０２とシャフト５００との間の圧力に比べて低くなることがある。

このとき、シャフト５００の回転により、シャフト５００と含油軸受５０２との間に出た潤滑油１１１は、シャフト５００の外周面に沿って上昇することがある。上昇された潤滑油１１１は遠心力及びボス７００底面との粘性によりボス７００の底面に沿ってボス７００の外側に移動することになる。

ボス７００の底面に沿って移動されていた潤滑油１１１は、環状の溝７０２に流れ込むことになる。環状の溝７０２'に流れ込んだ潤滑油１１１は遠心力を受け続けるが、環状の溝の側壁７０２'ａが遠心力に対抗して潤滑油の流動を阻止するので、潤滑油１１１がボス７００の外側に移動されることを防止することができる。

さらに、潤滑油１１１の流出が増加し続けて、潤滑油１１１がボス７００の内側の環状の溝７０２'から溢れた場合にも、外側の環状の溝７０２"が内側の環状の溝７０２'と同様な作用をして７０２''ａ が潤滑油１１１の流出を防止することになる。環状の溝７０２の数は潤滑油の流出量及びボス７００のサイズを考慮して調節することができる。

図４は本発明の他の実施例によるディスク駆動装置２０００を示す断面図であり、図５は本発明の他の実施例によるディスク駆動装置２０００のボス７１０を示す断面図である。

図４及び図５に示すように、本発明の他の実施例によるディスク駆動装置２０００のボス７１０には含油軸受５０２の上側が収容されるように、ボス７１０の含油軸受５０２と対向する面に収容部７１３が形成されることができる。収容部７１３が形成されることにより、含油軸受５０２はボス７１０側にさらに進入することができ、その結果、含油軸受５０２のシャフト５１０を支持する長さを増加させることができる。

また、バーリング部３０２ａの内周面と接する部分のボス７１０の外周面の厚さ方向の幅は、含油軸受５０２のシャフト５１０を支持する長さの変化にかかわらず、減少されないようにすることができる。これにより、ボス７１０とロータ３００との間の結合をより堅固に維持した状態で、シャフト５１０を支持する含油軸受５０２の長さを増加させることができる。

図５に示すように、ボス７１０の下側の中央には突出部７１６が形成されて、シャフト５１０に挿入されることができる。突出部７１６はボス７１０と一体で形成されてもよく、別途に製作されて結合されてもよい。

シャフト５１０の内部にはボス７１０の突出部７１６を収容できるホール（hole）が形成でき、このホールの深さは突出部７１６の長さより深くすることができる。したがって、シャフト５１０がボス７１０に結合されても、シャフト５１０の中央のホールはボス７１０の突出部７１６で完全に満たされず、シャフト５１０の内部に中空部５１２が形成されることになる。

ディスク駆動装置２０００における回転する部分は、チャック部１００、ロータ３００、シャフト５１０、ボス７１０であることができる。その中、シャフト５１０の内部に中空部５１２を形成することにより、回転する部分の重さだけではなく、慣性モーメントも低減することができる。したがって、スピンドルモータ２００の駆動時に必要とされる電力を低減させることができる。

図６は、本発明の他の実施例によるディスク駆動装置２０００の一部を示す断面図である。図６に示すように、ボス７１０と含油軸受５０２との間にはシール材（sealing material）７１８が介在されることができる。

シール材７１８は、含油軸受５０２とボス７１０との間の空間を遮蔽して、含油軸受５０２から潤滑油が流出されることを防止することができる。シール材７１８としては潤滑油より粘性が高い材料を用いることができ、例えば、グリース（grease）を用いることができる。

一方、収容部の側壁７１４の内周面７１５は含油軸受５０２の外周面に対して傾斜するように形成されることができる。収容部７１３は下方に行くほど収容部の側壁７１４の内周面７１５の内径が増加するように形成されることができ、その結果、収容部の側壁７１４の内周面７１５と含油軸受５０２の外周面との距離は下方に行くほど増加することができる。

若し、含油軸受５０２とボス８１０との間にシール材７１８が介在されていない場合でも、側壁７１４の内周面７１５と含油軸受５０２の外周面とがなすテーパ（taper）形状の空間Ａは、流出された潤滑油の表面張力効果からその流出を防止することができる。

すなわち、収容部の側壁７１４の内周面７１５と含油軸受５０２の外周面とがなすテーパ（taper）形状の空間Ａは、流出された潤滑油の自封作用（self sealing）を図ることができる。

図７は本発明のまた他の実施例によるディスク駆動装置３０００を示す断面図である。図７に示すように、本発明のまた他の実施例によるディスク駆動装置３０００のシャフト５２０は、その下端の縁から下向きに延長されるシリンダ部５２２をさらに含むことができる。

すなわち、シリンダ部５２２は、シャフト５２０の外周面が長手方向に延長されて含油軸受５０２により支持される長さが増加するように、シャフト５２０の下端の縁から下向きに延長されて形成されることができる。

一方、シリンダ部５２２は、シャフト５２０の外周面を囲むシリンダ形状を有することができ、含油軸受５０２の内周面の長さと同一の長さを有するように延長されることができる。また、シリンダ部５２２は、本実施例とは異なって、シャフト５２０と一体で形成されることもできる。

図８は本発明のまた他の実施例によるディスク駆動装置３０００の一部を示す断面図である。図８に示すように、シリンダ部５２２は、シャフト５２０の外周面に含油軸受５０２と接する面をさらに形成した部分であって、含油軸受５０２のシャフト５２０を支持する長さを従来技術（図８の点線表示）に比べてＬだけ延長することができる。

これは、シャフト５２０の下端の摩擦を最小化するために、その下端を丸める処理をし、これにより、シャフト５２０のシリンダ形状の外周面の長さが減少して含油軸受５０２のシャフト５２０を支持する長さが減少することになることを、シリンダ部５２２を形成して、補うためである。すなわち、シリンダ部５２２は、シャフト５２０の下端に、含油軸受５０２により支持される部分を図８に示されたＬだけさらに提供することができる。

スラスト板５１８には、シャフト５２０の下端５２４を支持するように上向きに突出される支持突起５１８ａ及びシリンダ部５２２を収容する収容溝５１８ｃが形成されることができる。

上述したように、シリンダ部５２２は、シャフト５２０の下端の縁から下向き延長される部分で、シャフト５２０の外周面の長さを延長させることができ、これに対応して、スラスト板５１８の上面にはシリンダ部５２２がスラスト板５１８の上面と接することを防止するために、支持突起５１８ａが上向きに突出されることができる。

支持突起５１８ａの上面には、シャフト５２０の下端５２４との摩擦を低減させるために、ワッシャ５０６が結合されることができ、ワッシャ５０６が結合される場合、支持突起５１８ａには、ワッシャ５０６の厚さに対応する溝５１８ｂを形成して、支持突起５１８ａの上面とワッシャの上面とが同一の高さを有するようにすることができる。

また、スラスト板５１８にはシリンダ部５２２の下端を収容する収容溝５１８ｃが、支持突起５１８ａに隣接してスラスト板５１８の上面に形成されることができる。収容溝５１８ｃは支持突起５１８ａに隣接して環状の溝に形成されることができる。

収容溝５１８ｃは、シャフト５２０の長さより長く延長されたシリンダ部５２２の下端を収容し、含油軸受５０２のシャフト５２０を支持する長さを延長させることができる。

一方、収容溝５１８ｃは含油軸受５０２の下端も収容することができる。含油軸受５０２のシャフト５２０を支持する長さを増加させるために、含油軸受５０２はシャフト５２０より長く延長されることができ、これに対応して、シリンダ部５２２の長さも共に延長されることができる。
収容溝５１８ｃはシャフト５２０より長く延長されたシリンダ部５２２と含油軸受５０２の下端とを収容するために、その外径が含油軸受５０２の外径以上になるように、外側に延長されることができる。

上述したように、スピンドルモータ２００の全体高さを増加せずに、含油軸受５０２のシャフト５２０を支持する長さを増加させることができる。

以上、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び領域から脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解できよう。

本発明の一実施例によるディスク駆動装置を示す断面図である。 本発明の一実施例によるディスク駆動装置を示す平面図である。 本発明の一実施例によるディスク駆動装置の一部を示す断面図である。 本発明の他の実施例によるディスク駆動装置を示す断面図である。 本発明の他の実施例によるディスク駆動装置のボスを示す断面図である。 本発明の他の実施例によるディスク駆動装置の一部を示す断面図である。 本発明のまた他の実施例によるディスク駆動装置を示す断面図である。 本発明のまた他の実施例によるディスク駆動装置の一部を示す断面図である。

符号の説明

１００ チャック部
２００ スピンドルモータ
３００ ロータ
４００ ステータ
５００ シャフト
６００ ベースプレート
７１０ ボス
１０００，２０００，３０００ ディスク駆動装置

Claims (10)

1. シャフトと、
   前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
   前記シャフトの下端を支持するスラスト板（thrust plate）と、
   前記シャフトに結合され、前記軸受に対向する面に環状の溝が形成されたボス（boss）と、
   前記ボスに結合されたロータと、
   を含むモータ。
2. 前記環状の溝が複数であることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記軸受の上側が収容されるように、前記ボスの前記軸受と対向する面に収容部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ。
4. 前記収容部の側壁の内周面が、前記軸受の外周面に対して傾斜するように形成されていることを特徴とする請求項３に記載のモータ。
5. 前記収容部と前記軸受との間に介在されるシール材をさらに含む請求項３に記載のモータ。
6. 前記シャフトの内部に中空部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載のモータ。
7. 前記ロータの中央には、上向きに突出され、前記ボスを収容するバーリング部が形成され、
   前記ボスは、前記バーリング部に前記軸受の上側が収容されるように、前記ボスの外側に延長されることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
8. 前記シャフトは、前記軸受の長さに対応するように、前記シャフトの下端の縁から下向きに延長されるシリンダ部をさらに含むことを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載のモータ。
9. 前記スラスト板には、前記シリンダ部の下端を収容する収容溝が形成されていることを特徴とする請求項８に記載のモータ。
10. 前記スラスト板には、前記シャフトの下端を支持するように上向きに突出された支持突起が形成されていることを特徴とする請求項９に記載のモータ。

Images