(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータを担持する基板と、該ステータと共軸に一端が該基板に接続された中心軸と、該ステータから軸方向にずれて形成された胴部を有し該中心軸を共軸に囲繞して配設されたロータと、該ロータの該胴部内に該ロータ及び該中心軸に共軸に配設された軸受アセンブリーと、
該ロータの該胴部と該軸受アセンブリーとの間に設けられ該ロータを該軸受アセンブリーに接続する有底円筒接続部材とを具備するスピンドルモータであって、
前記有底円筒接続部材は、その一部分である第１有底部として、
前記軸受アセンブリーの一端部の軸方向外側に、かつ、当該有底円筒接続部材の一端部に半径方向内向きに、当該有底円筒接続部材と一体的に形成された第１フランジ状シール部を備え、
前記第１フランジ状シール部は、
前記中心軸の半径よりも所定のラビリンスシール間隔だけ大きな半径を有し該中心軸に共軸に該中心軸を貫通させる第１シール穴を有し、
前記ロータは、その一部分である第２有底部として、
前記軸受アセンブリーの他端部の軸方向外側に、かつ、当該ロータの、前記有底円筒接続部材の前記一端部と反対側の端部に半径方向内向きに、当該ロータと一体的に形成された第２フランジ状シール部を備え、
前記第２フランジ状シール部は、
前記中心軸の半径よりも所定のラビリンスシール間隔だけ大きな半径を有し該中心軸に共軸に該中心軸を貫通させる第２シール穴を有し、
前記第１シール穴の壁面と前記中心軸の外周面との間及び前記第２シール穴の壁面と該中心軸の外周面との間に全周にわたって均一な前記ラビリンスシール間隔を有するラビリンスシールを形成して成り、
前記有底円筒接続部材における前記第１有底部を除く円筒部の半径方向外側の壁は、前記ロータの前記第２有底部に接続する壁部の半径方向内側の壁に隣接しており、
前記軸受アセンブリーは、
前記第１フランジ状シール部である前記第１有底部、前記円筒部及び前記第２フランジ状シール部である前記第２有底部によって囲まれている、
ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項２】
前記有底円筒接続部材は、
その前記第１フランジ状シール部である前記第１有底部が前記軸受アセンブリーに接するように配置されていると共に、前記円筒部もまた当該軸受アセンブリーに接するように配置されており、
かつ、
前記ロータは、
その前記第２フランジ状シール部である前記第２有底部が前記軸受アセンブリーに接するように配置されていると共に、前記壁部もまた当該軸受アセンブリーに接するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータ。
【請求項３】
前記軸受アセンブリーの前記一端部は、前記第１フランジ状シール部が前記ステータ側に位置するように該ステータ側に形成され、
該軸受アセンブリーの前記他端部は、前記第２フランジ状シール部が該軸受アセンブリーに関して該ステータの反対側に位置するように、該軸受アセンブリーに関して該ステータの反対側に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のスピンドルモータ。
【請求項４】
前記軸受アセンブリーの前記他端部は、前記第２フランジ状シール部が前記ステータ側に位置するように該ステータ側に形成され、
該軸受アセンブリーの前記一端部は、前記第１フランジ状シール部が該軸受アセンブリーに関して該ステータの反対側に位置するように、該軸受アセンブリーに関して該ステータの反対側に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のスピンドルモータ。
【請求項５】
前記軸受アセンブリーは、前記中心軸の外周面に固定される内輪と前記円筒接続部の内周面に固定される外輪と、該内輪と該外輪との間に配設されて該内外輪に保持される転動体を含み、
該外輪の、該軸受アセンブリーの前記一端側から軸方向外側に離間する前記ロータの前記胴部の部分に半径方向内側に向く円筒支持部を形成し、該円筒支持部と該外輪との間に該円筒支持部と該外輪とに圧接するＯリングを設けたことを特徴とする請求項３に記載のスピンドルモータ。
【請求項６】
前記第１及び第２ラビリンスシールの間隔は０．００５ｍｍ乃至０．０２ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの１に記載のスピンドルモータ。
【請求項７】
前記第１及び第２ラビリンスシールの間隔は実質的に０．０１ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの１に記載のスピンドルモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラビリンスシール構造のスピンドルモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスクドライブに使用されるスピンドルモータは、軸受アセンブリーを介して固定中心軸を中心にして回転するロータを有しており、軸受アセンブリーからグリース（以下、当業界の用法に従い「オイル」ということにする）がロータの外側へ漏れて磁気ディスクを汚染することがないように、ロータの両端部を別体のオイルシール部材で覆っている。そして、ロータの内周面と固定中心軸の外周面との間の間隔は軸受アセンブリーからオイルの漏れが生じない程度に例えば０．０１ｍｍ程度離間して、いわゆるラビリンスシール構造になるように設計されている。
【０００３】
ところで、従来のスピンドルモータにおいては、オイルシール部材は中心穴の直径が固定中心軸の半径の間隔、即ち、０．０１ｍｍ程度大きな環状部材で構成して、これらのオイルシール部材をロータの対応端部に取り付けるように設計されている。
【０００４】
ところが、このようなオイルシール部材をロータ及びロータを軸受アセンブリーに固定する接続部材に取り付ける場合は、必然的に取り付け誤差が生じること、及び、オイルシール部材がロータや接続部材に傾斜して取り付けられる場合もあることから、オイルシール部材の中心壁面の一部が固定中心軸の外周面に接触してしまうと不具合が生じる。このことはスピンドルモータの生産性を低下させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、軸受アセンブリーの両端部から外部へ潤滑油漏れのないようにシール構造を改良したスピンドルモータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明に基づくラビリンスシール形スピンドルモータは、ステータを担持する基板と、該ステータと共軸に一端が該基板に接続された中心軸と、該ステータから軸方向にずれて形成された胴部を有し該中心軸を共軸に囲繞して配設されたロータと、該ロータの該胴部内に該ロータ及び該中心軸に共軸に配設された軸受アセンブリーと、該ロータの該胴部と該軸受アセンブリーとの間に設けられ該ロータを該軸受アセンブリーに接続する有底円筒接続部材とを具備するスピンドルモータであって、前記有底円筒接続部材は、その一部分である第１有底部として、前記軸受アセンブリーの一端部の軸方向外側に、かつ、当該有底円筒接続部材の一端部に半径方向内向きに、当該有底円筒接続部材と一体的に形成された第１フランジ状シール部を備え、
前記第１フランジ状シール部は、前記中心軸の半径よりも所定のラビリンスシール間隔だけ大きな半径を有し該中心軸に共軸に該中心軸を貫通させる第１シール穴を有し、前記ロータは、その一部分である第２有底部として、前記軸受アセンブリーの他端部の軸方向外側に、かつ、当該ロータの、前記有底円筒接続部材の前記一端部と反対側の端部に半径方向内向きに、当該ロータと一体的に形成された第２フランジ状シール部を備え、前記第２フランジ状シール部は、前記中心軸の半径よりも所定のラビリンスシール間隔だけ大きな半径を有し該中心軸に共軸に該中心軸を貫通させる第２シール穴を有し、前記第１シール穴の壁面と前記中心軸の外周面との間及び前記第２シール穴の壁面と該中心軸の外周面との間に全周にわたって均一な前記ラビリンスシール間隔を有するラビリンスシールを形成して成り、前記有底円筒接続部材における前記第１有底部を除く円筒部の半径方向外側の壁は、前記ロータの前記第２有底部に接続する壁部の半径方向内側の壁に隣接しており、前記軸受アセンブリーは、前記第１フランジ状シール部である前記第１有底部、前記円筒部及び前記第２フランジ状シール部である前記第２有底部によって囲まれている。
また、本発明では、前記有底円筒接続部材は、その前記第１フランジ状シール部である前記第１有底部が前記軸受アセンブリーに接するように配置されていると共に、前記円筒部もまた当該軸受アセンブリーに接するように配置されており、かつ、前記ロータは、その前記第２フランジ状シール部である前記第２有底部が前記軸受アセンブリーに接するように配置されていると共に、前記壁部もまた当該軸受アセンブリーに接するように配置されているように構成することが望ましい。
【０００７】
軸受アセンブリーの前記一端部を、第１フランジ状シール部がステータ側に位置するようにステータ側に形成され、軸受アセンブリーの前記他端部は、第２フランジ状シール部が軸受アセンブリーに関してステータの反対側に位置するように、軸受アセンブリーに関してステータの反対側に形成されることが望ましい。
【０００８】
また、軸受アセンブリーの他端部は、第２フランジ状シール部がステータ側に位置するようにステータ側に形成され、軸受アセンブリーの前記一端部は、第１フランジ状シール部が軸受アセンブリーに関してステータの反対側に位置するように、軸受アセンブリーに関してステータの反対側に形成されることも望ましい。
【０００９】
軸受アセンブリーは、中心軸の外周面に固定される内輪と円筒接続部の内周面に固定される外輪と、内輪と外輪との間に配設されて内外輪に保持される転動体を含み、外輪の、軸受アセンブリーの前記一端側から軸方向外側に離間するロータの胴部に半径方向内側に向く円筒支持部を形成し、円筒支持部と外輪との間に円筒支持部と外輪とに圧接するＯリングを設けることも望ましい。
【００１０】
円筒形接続部材は、スリーブと第１フランジ状シール部で軸断面でＵ字形になっていることが望ましく、また、第１及び第２ラビリンスシールの間隔は０．００５ｍｍ乃至０．０２ｍｍ、特に、実質的に０．０１ｍｍであることが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を実施形態に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明のスピンドルモータの第１実施形態である。図１に示すように、スピンドルモータは基板１を有し、これに図中上方へ延びる中心軸２が下端で固定されている。１９はステータであり、積層コア（鉄心）２０とそれの歯部に巻きかけられたコイル２１とから成り、中心軸２に共軸になるように基板１に固定されている。コイル２１は対応の接続ピン２２を介して導出されている。
【００１３】
ロータ１０は、環状の胴部２３と、図１において胴部２３の下方にスカート状に増径した薄肉の円筒部２４とを有する。この円筒部２４の内周面にステータ１９を囲繞する環状の永久磁石２５が設けられている。
【００１４】
ロータ１０の胴部２３の内周面２６は円柱状の孔（中央孔）を形成する。ロータ１０は胴部２３で後述の円筒接続部材６を介して中心軸２を中心にして回転するように設けられている。
【００１５】
中心軸２に、環状スペーサ１２を間において１対の軸受４，５が嵌装されている。図示の場合は、これら軸受４，５は玉軸受で、それぞれ内輪４ａ，５ａと、外輪４ｂ，５ｂと、内外輪間の玉４ｃ，５ｃとを含む。内輪４ａ，５ａは内周面で中心軸２の外周面に固定されている。ここで、両軸受４，５及びスペーサ１２の組み合わせを軸受アセンブリー２７と呼ぶことにする。
【００１６】
軸断面Ｕ字形（即ちコップ状）の円筒接続部材６は、円筒形のスリーブ部７とその一端（図１では下端、即ち、ステータ１９側端）にこれと一体に設けられた半径方向内側へ向く環状のフランジ状シール部（以下「第１フランジ状シール部」という）８とから成る。軸受４，５の外輪４ｂ，５ｂの外周面がスリーブ部７の内周面に接するように、軸受アセンブリー２７がスリーブ部７に圧入されている。また、第１フランジ状シール部８は、その上面（ステータ１９と反対側）が下側（即ち、ステータ１９側）の軸受４の外輪４ｂの下側（即ち、ステータ１９側）の端面に接している。従って、軸受アセンブリー２７は円筒接続部材６に嵌入されている。中心軸２の外径、軸受アセンブリー２７の内外径、円筒接続部材６のスリーブ部の内外径の公差を所望のラビリンスシール間隔（例えば、０．０１ｍｍ程度）の２倍の数分の１から１／１０（例えば、０．００１ｍｍ乃至０．００５ｍｍ）程度に形成する。
【００１７】
第１フランジ状シール部８は円柱形の中心シール穴（以下、「第１中心シール穴」という）２８を有する。この第１中心シール穴２８は中心軸２に対して上記の公差程度で共軸になるように形成され、その半径は中心軸２の外形よりも実質的に所望のラビリンスシール間隔（例えば、０．００５ｍｍ乃至０．０２ｍｍ、（一般には０．０１ｍｍ又はその近傍 ））に形成されている。
【００１８】
従って、円筒接続部材６を、中心軸２に取り付けられた軸受アセンブリー２７に組み付けると、中心軸２を囲繞する第１フランジ状シール部８の第１中心シール穴２８と中心軸２との間にそれらの全円周にわたって実質的に等しい隙間が生じる。この隙間の大きさは上記のラビリンス隙間に相当し、例えば、０．００５ｍｍ乃至０．０２ｍｍ（一般には０．０１ｍｍ又はその近傍 ））である。従って、中心軸２と第１フランジ状シール部８との間に全円周にわたって実質的に均一な隙間を形成する第１ラビリンスシール９（図１では、理解をよくするために隙間を誇張して大きく示している）が形成される。このため、第１ラビリンスシール９はオイルが軸受アセンブリー２７から下方（ステータ１９側）へ漏れたり飛散したりするのを防止する。また、この第１ラビリンスシール９は、円筒接続部材６の第１フランジ状シール部８の第１中心シール穴２８の壁面と中心軸２の外周面とが接触するのを防止する。
【００１９】
ロータ１０は、胴部２３の内周面２６で円筒接続部材６のスリーブ部７の外周面に嵌装されている。この内周面の直径も上記の公差と同等の公差を有するように形成されている。胴部２３の上端部（ステータ１９と反対側の端部）に胴部２３と一体に半径方向内側へ向く環状のフランジ状シール部（以下「第２フランジ状シール部」という）１３が形成されている。第２フランジ状シール部１３の下面（ステータ１９側の面）は上方（ステータ１９と反対側）の軸受５の内外輪５ａ，５ｂの上方（ステータ１９と反対側）の端面に圧接している。
【００２０】
第２フランジ状シール部１３は、第１フランジ状シール部８と同様に、円柱形の中心シール穴（以下「第２シール穴」という）２９を有する。この第２中心シール穴２９も中心軸２に対して上記の公差程度で共軸になるように形成され、その半径は中心軸２の外形よりも実質的に所望のラビリンスシール間隔（例えば、０．００５ｍｍ乃至０．０２ｍｍ（一般には０．０１ｍｍ又はその近傍 ））に形成されている。
【００２１】
従って、ロータ１０及び円筒接続部材６が中心軸２に組み付けられると、中心軸２を囲繞する第２フランジ状シール部１３の第２中心シール穴２９と中心軸２との間にそれらの全円周にわたって実質的に等しい隙間が生じる。この隙間の大きさは上記のラビリンス隙間に相当し、例えば、０．００５ｍｍ乃至０．０２ｍｍ（一般には０．０１ｍｍ又はその近傍 ））である。従って、中心軸２と第１フランジ状シール部８との間に全円周にわたって実質的に均一な隙間を形成する第２ラビリンスシール１１（図１では、これも理解をよくするために隙間を誇張して大きく示している）が形成される。このため、第２ラビリンスシール１１はオイルが軸受アセンブリー２７から上方（ステータ１９と反対側）へ漏れたり飛散したりするのを防止する。また、この第２ラビリンスシール１１はロータ１０の第２フランジ状シール部１３の第２中央シール穴２９の壁面と中心軸２の外周面とが接触するのを防止する。
【００２２】
図２は、本発明のスピンドルモータの第２実施形態を示す。この実施形態では、第１実施形態の第１フランジ状シール部８と第２フランジ状シール部１３とが交代して、即ち、第１ラビリンスシール９と第２ラビリンスシール１１とが交代して配置されている。
【００２３】
第２フランジ状シール部１３は、ロータ１０の胴部２３の下端面（ステータ１９側）にロータ１０と一体に形成される。また、円筒接続部材６は、第１フランジ状シール部８を上にして（即ち、ステータ１９と反対側に向けて）スリーブ部７がロータ１０の内周面２６と軸受アセンブリー２７の外周面との間に圧入される。こうすることによって、第１フランジ状シール部８の第１中心シール穴２８の壁面と中心軸２の外周面との間、及び、第２フランジ状シール部１３の第２中心シール穴２９の壁面と中心軸２との間に、それぞれ、全周にわたって均一な所望の隙間を有する第１ラビリンスシール９及び第２ラビリンスシール１１が形成される。これによって、第１実施形態同様、オイル漏れや飛散及びロータ１０などの回転部に中心軸２への当たりや接触を防止する。第２実施形態は、その他の部分や構造が第１実施形態の場合と同じであるから、 同一部品には同一参照番号を付して示し、それらの説明は省略する。
【００２４】
図３は本発明の第３実施形態を示す。この実施形態では、軸受アセンブリー３０は、基板１に固定された中心軸２の上端部の減径部３１に嵌合固定された内輪３２と、中心軸２の下側の外周面に形成された環状溝３３と、中心軸２を囲繞する１個の外輪３４と、内輪３２と外輪３４との間に保持されている転動体（図では玉）３５と、環状溝３３と外輪３４との間に保持されている転動体（図では玉）３６とを含む。
【００２５】
円筒接続部材６は、第１実施形態同様、スリーブ部７とその下端部に形成された第１フランジ状シール部８とから成る。スリーブ部７の外周面はロータ１０の胴部２３の内周面２６と嵌合しており、スリーブ部７の内周面の内下端部１７が外輪３４の外周面と嵌合している。この場合も、第１フランジ状シール部８の第１中心シール穴２８の壁面と中心軸２の外周面との間に第１実施形態の場合と同様の第１ラビリンスシール９が形成される。
【００２６】
ロータ１０に、胴部２３の上方に胴部２３から半径方向内側へ突出する円筒支持部３７を設けている。この円筒支持部３７の内壁に、半径方向内側へ突出してロータ１０を外輪３４に嵌合させる環状係止部１８が形成されている。また、円筒支持部３７の上端部にこれから半径方向内側に延びる第２フランジ状シール部１３を第１実施形態同様に設けている。この場合も、第２フランジ状シール部８の第１中心シール穴２８の壁面と中心軸２の減径部３１の外周面との間に第１実施形態の場合と同様の第２ラビリンスシール１１が形成される。
【００２７】
ロータ１０の円筒支持部３７の下面と円筒接続部材６のスリーブ部７の上端面との間に形成された環状空間１５に円筒支持部３７の下面とスリーブ部７の上端面とに圧接するＯリング１４が設けられている。このＯリング１４によって、外輪３４を迂回して生じる恐れのある軸受アセンブリー３０からのロータ１０の半径方向外側へオイルの漏れ又は飛散を防止することができる。他の部分や部材は、第１及び第２実施形態と実質的に同じであるから、これらの部分や部材には第１及び第２実施形態の場合と同じ番号を付けて示し、説明は省略する。
【００２８】
この第３実施形態においても、第１ラビリンスシール９及び第２ラビリンスシール１１は、全周にわたって均等にかつ所定のラビリンスシール間隔で形成されるから第１及び第２実施形態のラビリンスシールと同様の作用効果を有する。これにＯリングのシーリング効果が加重されることになる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、軸受アセンブリーの両端部に設けられ中心軸との間にラビリンスシールを形成するシール部をロータ及びロータを軸受アセンブリーに保持する円筒接続部材に一体に形成し、これらのシール部に中心軸と精度が高く半径が所定のラビリンス間隔だけ大きな中心シール穴を形成したから、軸受アセンブリーからのオイルの漏れや飛散がなくかつロータなどの回転部材が中心軸に当たったり接触することがないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスピンドルモータの第１実施形態の縦断面図である。
【図２】本発明のスピンドルモータの第２実施形態の縦断面図である。
【図３】本発明のスピンドルモータの第３実施形態の左半分の縦断面図である。
【符号の説明】
１        基板
２        中心軸
４        軸受
５        軸受
６        円筒接続部材
７        スリーブ部
８        第１フランジ状シール部
９        第１ラビリンスシール
１０        ロータ
１１        第２ラビリンスシール
１３        第２フランジ状シール部
１４        Ｏリング
１８        環状係止部
１９        ステータ
２３        胴部
２４        円筒部
２６        内周面
２７        軸受アセンブリー
２８        第１中心シール穴
２９        第２中心シール穴
３０        軸受アセンブリー
３７        円筒支持部
【図１】
0003904179.tif 000002
【図２】
0003904179.tif 000003
【図３】
0003904179.tif 000004