(57)【要約】【課題】流体の蒸発または飛散による流体の不足を防止して流体の注入量管理を容易にするスピンドルモーターを提供する。【解決手段】上側部に直交方向に挿設されたスラスト板１５０を備える回転軸１４０、回転軸１４０を収容して回転可能に支持するスリーブ１２０、スリーブ１２０が固定的に挿設されるプレート１１０、スラスト板１５０の上面に向かい合うようにスリーブ１２０に固定設置され、スラスト板１５０との間に第１流体シーリング部を形成する内部キャップ１７０及び内部キャップ１７０の上部に固定設置され、内部キャップ１７０との間に第２流体シーリング部を形成する外部キャップ１８０、を含むスピンドルモーター１００である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側部に直交方向に挿設されたスラスト板を備える回転軸；
前記回転軸を収容して回転可能に支持するスリーブ；
前記スリーブが固定的に挿設されるプレート；
前記スラスト板の上面に向かい合うように前記スリーブに固定設置され、前記スラスト板との間に第１流体シーリング部を形成する内部キャップ；及び
前記内部キャップの上部に固定設置され、前記内部キャップとの間に第２流体シーリング部を形成する外部キャップ；
を含むことを特徴とするスピンドルモーター。
【請求項２】
前記外部キャップは、前記第２流体シーリング部に保持される流体の界面が外部から確認できるように透明材質で形成された請求項１に記載のスピンドルモーター。
【請求項３】
前記スリーブは、前記回転軸を収容する内径部及び前記スラスト板と向かい合うベアリング面を持ち、前記内径部は、前記回転軸との間に流体動圧によるジャーナルベアリングが形成される請求項１又は２に記載のスピンドルモーター。
【請求項４】
前記スラスト板は、前記内部キャップとの間に流体動圧による上側スラストベアリングが形成され、前記ベアリング面との間に流体動圧による下側スラストベアリングが形成される請求項３に記載のスピンドルモーター。
【請求項５】
前記内部キャップは、前記スラスト板との間に前記回転軸の軸方向に第１流体シーリング部が形成される請求項４に記載のスピンドルモーター。
【請求項６】
前記内部キャップは、前記第２流体シーリング部の流体を前記第１流体シーリング部に供給するための少なくとも二つの供給ホールが前記軸方向に形成される請求項５に記載のスピンドルモーター。
【請求項７】
前記外部キャップは、前記内部キャップとの間に前記軸方向に直交する方向に第２流体シーリング部が形成される請求項６に記載のスピンドルモーター。
【請求項８】
前記外部キャップは、注入された流体の量を測定するための測定目盛りが印刷された請求項７に記載のスピンドルモーター。
【請求項９】
前記測定目盛りには流体界面の良品区間が表示された請求項８に記載のスピンドルモーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスピンドルモーターに係り、より詳しくはジャーナルベアリングとスラストベアリングでなる流体動圧ベアリングを持つスピンドルモーターにおいて、流体の蒸発または飛散による流体の不足を防止して流体注入量の管理を容易にするスピンドルモーターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、スピンドルモーターは、回転軸を内部に収容したベアリングが回転軸を回転可能に支持することによって高精度の回転特性を維持することができ、これによりハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、磁気ディスクドライブ及びその他の高速回転を必要とする記録媒体の駆動手段として広く採用されている。
【０００３】
このようなスピンドルモーターにおいて、回転軸の回転を容易にするために、回転軸と回転軸を軸支するスリーブの間に所定の流体を注入し、回転軸の回転の際に流体動圧が発生するようにする流体動圧ベアリングが一般的に使用されている。
【０００４】
流体動圧ベアリングは、回転軸の回転の際、流体による動圧が発生するように、所定の動圧発生溝を形成することでなることができる。このような動圧発生溝は、回転軸を回転可能に支持するスリーブの内径部及び回転軸の軸方向に直交するように取り付けられるスラスト板に形成されることができる。このような従来技術のスピンドルモーターの一例が図６に示されている。
【０００５】
図６に示すように、従来技術のスピンドルモーターは、プレート１０、スリーブ２０、電気子３０、回転軸４０、スラスト板５０、ハブ６０及びストッパー７０で構成される。
プレート１０は、ハードディスクドライブなどの装置に固定的に取り付けられ、中央部位にスリーブ２０が固定的に取り付けられる。
【０００６】
スリーブ２０は、その内部に回転軸４０を収容し、上部にスラスト板５０の離脱を防止するストッパー７０が固定設置される。
【０００７】
また、スリーブ２０は、回転軸４０と向かい合う内径部及びスラスト板５０と向かい合う上面部にジャーナルベアリングとスラストベアリングがそれぞれ備えられる。
【０００８】
電気子３０は、光ディスクまたは磁気ディスクが搭載されるハブ５０を回転させるために外部電源を受けて電場を形成するためのもので、多数枚の薄型金属板を積層したコア３１と、このコア３１に多数回巻線されるコイル３２とからなる。
【０００９】
回転軸４０は、ハブ６０を軸支するためのもので、スリーブ２０に挿入されてスリーブ２０によって回転可能に支持され、回転軸４０の上部にはスラスト板５０が固定的に挿設される。
【００１０】
スラスト板５０は、ストッパー７０及びスリーブ２０との間にそれぞれ上側／下側スラストベアリングを形成する。ここで、下側スラストベアリングは、回転軸４０の回転の際、スリーブ２０とスラスト板５０の間に保持される流体を利用して流体動圧を発生させることにより、スリーブ２０からスラスト板５０を浮上させる。上側スラストベアリングは、ストッパー７０とスラスト板５０の間の流体を利用して流体動圧を発生させるもので、浮上されたスラスト板５０がストッパー７０に衝突することを防止する。
【００１１】
ハブ６０は、光ディスクまたは磁気ディスク（図示せず）を搭載して回転させるためのもので、コイル３２で形成される電場との間に電子気力を発生させるように磁場を形成する磁石（図示せず）を備えている。
【００１２】
ストッパー７０は、スラスト板５０を支持してハブ６０及び回転軸４０の離脱を防止するためのもので、スラスト板５０の上面に向かい合うようにスリーブ２０に固定結合される。
【００１３】
また、ストッパー７０は、スラスト板５０の上面との間に流体シーリング部７１が水平に形成され、この流体シーリング部７１に流体８０が保持され、流体シーリング部７１が水平に形成されることによって、回転軸４０の回転の際、流体の遠心力によって一層強いシーリング効果を得ることができる。
【００１４】
しかし、前述した構成を持つ従来技術のスピンドルモーターにおいては、スリーブ２０にストッパー７０を取り付けた後、流体を注入する間に流体の注入量を管理することが大変難しい問題点があった。すなわち、流体の界面を肉眼で確認することができなくて流体の注入量を正確に把握することができなかった。
【００１５】
また、流体が注入されたスピンドルモーターを使用しているうち、流体の蒸発及び飛散などによって流体が不足な場合、これを直観的に確認することができないため、流体の不足による回転軸の振動または誤作動の問題点があった。
【００１６】
また、スピンドルモーターがさらに高速化していく趨勢に応じて、スピンドルモーターに保持される流体の量を増大させなければならない必要性があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は前述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、スラスト板との間に上側スラストベアリング及び第１流体シーリング部を形成する内部キャップ、及び内部キャップとの間に第２流体シーリング部をなす透明な外部キャップとからなる二重キャップを使用することにより、スピンドルモーターにもっと多量の流体を保持することができ、流体の注入中にまたはスピンドルモーターの使用中に流体の界面をより容易で直観的に管理することができるスピンドルモーターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前述した本発明の目的を達成するために、本発明は、上側部に直交方向に挿設されたスラスト板を備える回転軸；前記回転軸を収容して回転可能に支持するスリーブ；前記スリーブが固定的に挿設されるプレート；前記スラスト板の上面に向かい合うように前記スリーブに固定設置され、前記スラスト板との間に第１流体シーリング部を形成する内部キャップ；及び前記内部キャップの上部に固定設置され、前記内部キャップとの間に第２流体シーリング部を形成する外部キャップ；を含むスピンドルモーターを提供する。
【００１９】
前記外部キャップは、前記第２流体シーリング部に保持される流体の界面が外部から確認できるように透明材質で形成されることができる。
【００２０】
前記スリーブは、前記回転軸を収容する内径部及び前記スラスト板と向かい合うベアリング面を持ち、前記内径部は、前記回転軸との間に流体動圧によるジャーナルベアリングが形成されることができる。
【００２１】
前記スラスト板は、前記内部キャップとの間に流体動圧による上側スラストベアリングが形成され、前記ベアリング面との間に流体動圧による下側スラストベアリングが形成されることができる。
【００２２】
前記内部キャップは、前記スラスト板との間に前記回転軸の軸方向に第１流体シーリング部が形成されることができる。
【００２３】
前記内部キャップは、前記第２流体シーリング部の流体を前記第１流体シーリング部に供給するための少なくとも二つの供給ホールが前記軸方向に形成されることができる。
【００２４】
前記外部キャップは、前記内部キャップとの間に前記軸方向に直交する方向に第２流体シーリング部が形成されることができる。
【００２５】
前記外部キャップは、注入された流体の量を測定するための測定目盛りが印刷されることができる。
【００２６】
前記測定目盛りには、流体界面の良品区間が表示されることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のスピンドルモーターによれば、内部キャップと外部キャップでなった二重キャップを使用することにより流体シーリング部をさらに確保することができ、これによりスピンドルモーターにもっと多量の流体を保持することができる。
【００２８】
また、本発明のスピンドルモーターによれば、外部キャップを透明材質で形成することにより、流体の界面を肉眼で直観的に観察することができるので、流体の注入量及び流体の不足量の管理が一層容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の好適な実施例によるスピンドルモーターの概略断面図である。
【図２】図１の第１及び第２流体シーリング部の部分拡大断面図である。
【図３】図１の外部キャップの正面図である。
【図４】内部キャップの組立て過程（１）を示す概略断面図である。
【図５】内部キャップの組立て過程（２）を示す概略断面図である。
【図６】従来技術のスピンドルモーターの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例によるスピンドルモーターについて詳細に説明する。
【００３１】
図１に示すように、本発明の好適な実施例によるスピンドルモーター１００は、プレート１１０、スリーブ１２０、電気子１３０、回転軸１４０、スラスト板１５０、ハブ１６０、内部キャップ１７０及び外部キャップ１８０を含むものである。
【００３２】
プレート１１０は、スピンドルモーター１００を全体的に堅く支持するためのもので、スピンドルモーター１００が設置されるハードディスクドライブなどの装置に固定設置される。ここで、プレート１１０はアルミニウム板またはアルミニウム合金板などの軽量材で製作できるが、これとは異なり、鋼鉄板で製作されることができる。
【００３３】
また、プレート１１０は、スリーブ１２０が結合される結合部１１１が円筒状に突設され、結合部１１１は、中央部位にスリーブ１２０が挿入されるように、スリーブ１２０の外径と同一内径を持つ結合孔が形成される。すなわち、この結合孔にスリーブ１２０が挿入されて固定結合される。この際、スリーブ１２０を結合部１１１に固定させるために、別の接着剤を使った接着結合工程またはレーザー熔接などで行うことができるが、これと異なり、スリーブ１２０に所定の圧力を印加して結合孔に押し込むことにより固定結合させることができる。
【００３４】
スリーブ１２０は、回転軸１４０を回転可能に支持するためのもので、全体として中空の円筒状を持ち、回転軸１４０と向かい合う内径部１２１及びスラスト板１５０と向かい合うベアリング面１２２に流体動圧ベアリングが形成される。より具体的には、スリーブ１２０の内径部１２１には、回転軸１４０との間にジャーナルベアリングを形成するためのジャーナル動圧発生溝（図示せず）が形成され、内径部１２１と回転軸１４０の間に流体が保持される。ジャーナル動圧発生溝は、回転軸１４０の回転の際、スリーブ１２０と回転軸１４０の間に保持される流体を利用して流体動圧を発生させるもので、回転軸１４０とスリーブ１２０の間に非接触状態を維持する。本実施例において、ジャーナル動圧発生溝をスリーブ１２０の内径部１２１に形成したが、これとは異なり、ジャーナル動圧発生溝を回転軸１４０の外周面に形成することもできる。
【００３５】
電気子１３０は、光ディスクまたは磁気ディスクが搭載されるハブ１６０を回転させるために外部電源を受けて電場を形成するためのもので、多数枚の薄型金属板を積層させたコア１３１とこのコア１３１に多数回巻線されるコイル１３２とからなる。
【００３６】
コア１３１はプレート１１０の結合部１１１の外周面に固定設置され、コイル１３２はコア１３１に巻線される。ここで、コイル１３２は外部から印加される電流で電場を形成することにより、ハブ１６０の磁石（図示せず）との間に形成される電子気力でハブ１６０を回転させる。
【００３７】
回転軸１４０はハブ１６０を軸支するためのもので、スリーブ１２０に挿入され、スリーブ１２０によって回転可能に支持される。一方、回転軸１４０の上部にスラスト板１５０が固定的に挿設される。この際、回転軸１４０の上部に挿入されたスラスト板１５０を回転軸１４０に固定させるために、別途のレーザー熔接などを行うことができるが、これとは異なり、スラスト板１５０に所定の圧力を印加してスラスト板１５０と回転軸１４０を押し込んで結合することもできる。
【００３８】
スラスト板１５０は、回転軸１４０に固定設置され、内部キャップ１７０との間、及びスリーブ１２０のベアリング面１２２との間にそれぞれ上側／下側スラストベアリングを形成するためのもので、内部キャップ１７０及びスリーブ１２０に向かい合う部位に上側／下側スラスト動圧発生溝（図示せず）が形成される。下側スラスト動圧発生溝は、回転軸１４０の回転の際、スリーブ１２０とスラスト板１５０の間に保持される流体を利用して流体動圧を発生させることにより、スリーブ１２０のベアリング面１２２からスラスト板１５０を浮上させる。また、上側スラスト動圧発生溝は、回転軸１４０の回転の際、内部キャップ１７０とスラスト板１５０の間に保持される流体を利用して流体動圧を発生させることにより、内部キャップ１７０からスラスト板１５０を押し出す力を発生させる。
【００３９】
すなわち、このような上側／下側スラスト流体動圧ベアリングによって、スラスト板１５０は、回転軸１４０の回転の際、内部キャップ１７０及びスリーブ１２０に対して非接触状態を維持することができる。本実施例において、スラスト動圧発生溝をスラスト板１５０に形成したが、これとは異なり、スラスト動圧発生溝をスリーブ１２０のベアリング面１２２及び内部キャップ１７０に形成することもできる。
【００４０】
ハブ１６０は、光ディスクまたは磁気ディスク（図示せず）を搭載して回転させるためのもので、全体として円盤状を持つように形成される。また、ハブ１６０は、中央部位に回転軸１４０が固定的に挿合され、周縁部の内周面には、電気子１３０に向かい合い、コイル１３２から形成される電場との間に電子気力を発生させるように磁場を形成する磁石（図示せず）が固着される。
【００４１】
内部キャップ１７０は、スラスト板１５０を支持してハブ１６０及び回転軸１４０の離脱を防止するとともにスラスト板１５０との間に上側スラストベアリングを形成するためのもので、スラスト板１５０の上面に向かい合うようにスリーブ１２０に固定設置される。ここで、内部キャップ１７０は全体として環状の円盤状に形成され、スラスト板１５０との間に垂直方向（回転軸の軸方向）の第１流体シーリング部１７１を形成し、この第１流体シーリング部１７１に流体が保持される。
【００４２】
また、内部キャップ１７０は、外部キャップ１８０との間に保持された流体をスラスト板１５０側に供給するための供給ホール１７２が少なくとも二つが対向して形成され、この供給ホール１７２には、内部キャップ１７０が設置されるとき、ジグ２００の突起２１０が挿入される。すなわち、内部キャップ１７０の設置の際、ジグ２００の突起２１０が供給ホール１７２に挿入されることにより、内部キャップ１７０の設置の際、位置決め及び内部キャップ１７０とスラスト板１５０の間のギャップの管理がもっと容易になる。内部キャップ１７０の組立て過程は図４及び図５に基づいて以下に具体的に説明する。
【００４３】
外部キャップ１８０は、内部キャップ１７０との間に水平方向（回転軸に直交する方向）の第２流体シーリング部１８１を形成するためのもので、内部キャップ１７０の上部と向かい合うようにスリーブ１２０に固定設置される。本実施例において、外部キャップ１８０は流体をさらに保持する第２流体シーリング部１８１を形成することにより、スピンドルモーター１００の内部にもっと多い流体を保持することができ、これにより流体の蒸発または飛散によって発生し得る流体の不足による回転軸１４０の振動またはスピンドルモーター１００の誤作動を防止することができる。
【００４４】
また、本実施例の外部キャップ１８０は、第２流体シーリング部１８１に形成された流体の界面を管理するために、透明材質で形成されることができ、図３に示すように、流体界面の位置を測定するための測定目盛り１８２が形成されることができる。すなわち、流体界面の位置を測定目盛り１８２で測定することにより、流体の注入工程の際、流体量を管理することができ、スピンドルモーター１００の使用の際、蒸発または飛散した流体の量を測定することができる。
【００４５】
内部キャップ１７０と外部キャップ１８０の構成は図２に拡大して示す。図２に基づいて第１及び第２流体シーリング部１７１、１８１についてより具体的に説明する。
【００４６】
図２に部分拡大して示すように、回転軸１４０のスラスト板１５０はスリーブ１２０と内部キャップ１７０の間に位置し、内部キャップ１７０とスラスト板１５０の間に、より具体的には内部キャップ１７０とハブ１６０の末端の間に第１流体シーリング部１７１が形成され、外部キャップ１８０と内部キャップ１７０の間に第２流体シーリング部１８１が形成される。従来技術の流体シーリング部に比べ、第２流体シーリング部１８１だけの流体がさらに保持されることができるので、スピンドルモーター１００の安定した駆動特性を保障することができる。
【００４７】
ここで、第２流体シーリング部１８１に保持された流体は、内部キャップ１７０の供給ホール１７２を通じて第１流体シーリング部１７１に供給されることができる。これにより、スラスト板１５０と内部キャップ１７０の間、あるいはスラスト板１５０とスリーブ１２０の間に過度な動圧が発生する場合、これを緩和させることができる。
【００４８】
一方、第１流体シーリング部１７１は、回転軸１４０の軸方向、つまり垂直方向に界面が形成されることができるので、第１流体シーリング部１７１の流体注入量が肉眼で観察ないし測定可能である。これに対し、第２流体シーリング部１８１は、回転軸１４０に直交する方向、つまり水平方向に界面が形成されるが、本実施例によって外部キャップ１８０を透明材質で形成する場合、第２流体シーリング部１８１の流体界面が肉眼で観察可能である。
【００４９】
また、外部キャップ１８０は、図３に示すように、測定目盛り１８２が印刷されているので、流体注入量などを顕微鏡のような簡単な光学設備あるいは肉眼で流体の界面を観察して管理することができる。また、測定目盛り１８２には流体界面の良品区間（ＯＫ）が表示されることができる。すなわち、使用者が顕微鏡などの光学設備または肉眼で流体界面が良品区間（ＯＫ）内に位置するか否かを測定するもので、より容易に良品／不良品を判別することができる。
【００５０】
前述したように、内部キャップ１７０には、過動圧を防止するために、第１流体シーリング部１７１と第２流体シーリング部１８１を連結する供給ホール１７２が形成される。この供給ホール１７２は、内部キャップ１７０の設置の際、内部キャップ１７０の位置決め及び内部キャップ１７０とスラスト板１５０の間のギャップ管理のために使用することができる。これについては図４及び図５に示す。
【００５１】
図４及び図５に示すように、内部キャップ１７０をスリーブ１２０に設置するために、ジグ２００が使用される。ジグ２００には、内部キャップ１７０の供給ホール１７２に挿入される二つの突起２１０が備えられる。突起２１０は、供給ホール１７２に挿入されたとき、上側端部が内部キャップ１７０の上側に一部突出することが好ましい。すなわち、内部キャップ１７０の上方に突出する突起２１０が、図５に示すように、スラスト板１５０に密着して内部キャップ１７０とスラスト板１５０の間のギャップを維持することができる。すなわち、突起２１０の高さを調節することで、内部キャップ１７０とスラスト板１５０の間のギャップ管理を一層容易に行うことができる。
【００５２】
以上、本発明の好適な実施例に基づいて本発明のスピンドルモーターを説明したが、本発明の思想を逸脱しない範囲内で多様な修正、変更及び変形実施例が可能であるのは当業者に明らかなものである。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、ジャーナルベアリングとスラストベアリングでなる流体動圧ベアリングを持つことにより、流体の蒸発または飛散による流体の不足を防止して流体注入量の管理を容易にするスピンドルモーターに適用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１００    スピンドルモーター
１１０    プレート
１１１    結合部
１２０    スリーブ
１２１    内径部
１２２    ベアリング面
１３０    電気子
１３１    コア
１３２    コイル
１４０    回転軸
１５０    スラスト板
１６０    ハブ
１７０    内部キャップ
１７１    第１流体シーリング部
１７２    供給ホール
１８０    外部キャップ
１８１    第２流体シーリング部
１８２    測定目盛り
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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