JPH02211045A

JPH02211045A - 光ディスク用スピンドルモータの動圧軸受ユニット

Info

Publication number: JPH02211045A
Application number: JP1029112A
Authority: JP
Inventors: Takao Urakawa; 浦川　隆男
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-02-08
Filing date: 1989-02-08
Publication date: 1990-08-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、光を用いて情報の記録、再生を行う光ディス
クに用いられるスピンドルモータの動圧軸受ユニットに
関するものである。

従来の技術近年、光ディスク装置は１枚の光ディスク盤に数万枚の
文書を記録できるため、オフィスの合理化、省スペース
化等に役立ち、将来が期待されている。この光ディスク
装置のディスク盤を駆動するスピンドルモータは、高精
度回転であると同時に、光学システム系との関係からス
ピンドル部の回転時面振れを数ミクロン以下の高精度に
することが必要である。

以下図面を参照しながら、従来の光ディスク用スピンド
ルモータについて説明する。

第７図は従来の玉軸受を使用した光ディスク用スピンド
ルモータを示すものである。

第７図において、１はスピンドルで、このスピンドル１
は回転軸２の一端側に固定され、ブラケット５に固定さ
れた上玉軸受３．下玉軸受４にて回転自在に支承されて
いる。

又、８は予圧リング、９は予圧ばね、１０はロータボス
で、上玉軸受３と接するスピンドル１の下端面とで上下
玉軸受３，４に力を加え、最適な予圧を玉軸受３，４に
与えるように取付ビス１１にて、回転軸２にロータボス
１０を固定している。

さらに、ブラケット５の下端面に固定されたステータヨ
ーク６、ステータコイル７と、回転軸２基準にロータボ
ス１０に取付ビス１４にて取付けられたロータヨーク１
３及びこのロータヨーク１３のステータコイル７側にス
テータコイル７と空隙を介して固着されたロータマグネ
ット１２とからスピンドルモータの駆動部が構成されて
いる。

以上のように構成された光ディスク用スピンドルについ
て、以下その動作を説明する。

まず、ステータコイル７に通電することにより、ロータ
マグネット１２との間に回転駆動力を生じ、回転軸２に
固定されたスピンドル１を回転させる。

この回転をスムーズに、又スピンドル１上端面が面振れ
なく精度よく回転するように、スピンドル１と回転軸２
と玉軸受３，４と予圧リング８と予圧ばね９とロータボ
ス１０とにより、高精度に構成された軸受ユニットで回
転軸２を支承することによって、回転軸２に固定された
スピンドル１を高精度回転、高精度面振れをはか°れる
ようにしている。

しかしながら上記のような構成では、スピンドル自身の
加工精度１、スピンドル１と回転軸２の圧入時の機械的
ストレス、軸受３，４と回転軸２のクリアランス、軸受
自身のラジアル振れ及びアキシャル振れ等々の影響で、
スピンドル１の面振れを数ミクロン以下に抑えることが
非常に困難であるため組立後一体加工が必要であり部品
点数や工数も多くかかりまた、軸受間距離を短くするこ
とは精度面で悪影響を及ぼすため、薄型化が困難である
という問題点を有していた。

さらに、玉軸受自身接触回転であるため、長期信頼性の
面でもまた問題点を有していた。

第８図の従来例のかかる欠点を解消するため出願人は第
８図に示される光ディスク用スピンドルモータの動圧軸
受ユニット（実開昭６３−８８０６２）を提案している
。

第８図において、１５は軸でこの軸１５の下端部はブラ
ケット１６に固定され固定軸１５の上端部は自由端にさ
れている。又軸１５には回転体１７が回転自在に嵌装さ
れている。即ち回転体１７は中央部に円筒内周面を持つ
スピンドル１８と、このスピンドル１８の上端面中央に
設けられた凹部に固定されたスラスト板１９と、スピン
ドル１８の下端面に設けられたロータヨーク２０．ロー
タマグネット２１とからなっている。このロータマグネ
ット２１と軸方向に空隙を介して、ブラケット１６には
、ステータヨーク２２．ステータコイル２３が設けられ
ている。

又、軸１５とスピンドル１８の円筒内周面との隙間およ
び軸１５の上端端面とスラスト板１９との隙間には、潤
滑剤２４が入れであるが、条件によっては入れなくても
よい。

軸１５にはへリングボーン溝１５ａを設け、又スラスト
板１９の軸１５の上端端面と接離する面には第３図に示
されるようなスパイラル溝１９ｂを形成するが、軸１５
とスピンドル１８の円筒内周面との間で軸方向の力を発
生できる場合はスパイラル溝１９ｂを設けな（でもよい
。

以上のように構成された光ディスク用スピンドルモータ
の動圧軸受ユニットについて、以下第８図及び第３図を
用いて動作を説明する。

第８図において、先ずステータコイル２３に通電するこ
とによりロータマグネット２１との間に回転駆動力を生
じ、回転体１７を駆動する。この回転体１７が駆動する
とヘリングボーン溝１５ａの働きでラジアル方向の油圧
が生じ、またスラスト板１９のスパイラル溝１９ｂの働
きで軸方向の油圧が生じることによってラジアル軸方向
の動圧軸受が形成され、回転体１７は軸１５を基準に安
定した回転を行うことができる。

発明が解決しようとする課題しかしながら上記のような構成では、スピンドル１８の
中央部の円筒内周面を直接動圧軸受として使用している
ため、高回転精度及びスピンドル１８の上端面の面振れ
を高精度に長期間にわたって維持しつづけるには、不利
な面がある。

課題を解決するための手段上記問題点を解決するために本発明の光ディスク用スピ
ンドルモータの動圧軸受ユニットは、スピンドルの内周
面に軸受用中空円筒スリーブを固定し、スピンドルと軸
受用中空円筒スリーブを高精度一体加工してこの軸受用
中空円筒スリーブの内周面がブラケットに固定された軸
を基準に回転するという構成を僅えたものである。

作用本発明は上記した構成によって、スピンドルの内周面に
軸受用中空円筒スリーブを設けることによって、前述の
従来の第２の実施例の欠点であった高回転精度及びスピ
ンドル上端面の面振れを長期間に渡って維持することの
向上をはかることができる。

実施例以下、本発明の第１の実施例の光ディスク用スピンドル
モータの動圧軸受ユニットについて図面を参照しながら
説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における光ディスク用ス
ピンドルモータの動圧軸受ユニットを示すものである。

なお、本発明に係る光ディスク用スピンドルモータの動
圧軸受ユニットの構成において、動圧軸受部以外の構成
は従来例と同一であり、その説明を省略する。

第１図において、１５は軸でこの軸１５の下端部はブラ
ケット１６に固定され、軸１５の上端部は自由端にされ
ている。この軸１５には回転体２５が回転自在に嵌装さ
れている。即ち回転体２５はスピンドル２６の内周面２
６ａに固定された軸受用中空円筒スリーブ２７と、スピ
ンドル２６の上端面中央部に設けられた凹部に固定され
たスラスト板１９とスピンドル２６の下端面に設けられ
たロータヨーク２０．ロータマグネット２１とからなっ
ている。スラスト板１９の上端面には、高精度に仕上げ
られた円筒状凸部１９ａが設けられ、外部移動体く図示
せず）の上下移動用の案内基準軸となっている。

なお、軸１５と軸受用中空円筒スリーブ２７の隙間と軸
１５の自由端端面とスラスト板１９の端面との間には、
潤滑剤２４が入れであるが、条件によってはいれな（で
もよい。

更に、第１図においては軸１５にヘリングボーン溝１５
ａを設け、軸受用中空円筒スリーブ２７はストレートに
なっているが第２図に示されるように軸１５はストレー
トで、軸受用中空円筒スリーブ２７にヘリングボーン溝
２７ａを設けてもよい。

又、スラスト板１９の軸１５の上端端面と接離する端面
には第３図に示されるようなスパイラル溝１９ｂを通常
形成するが、軸１５と軸受用中空円筒スリーブ２７の間
で軸方向の力を発生できる場合は、スパイラル溝１９ｂ
を設けな（でもよいし、又常にスラスト板と接離する軸
１５の上端端面にスパイラル溝を設けてもよい。

又第１図においては、軸受用中空円筒スリーブ２７は１
個で形成されているが、第４図に示されるように２個の
軸受用中空円筒スリーブ３０に分割してもよいし、又そ
れ以上に分割される場合もある。

以上のように構成された光ディスク用スピンドルモータ
の動圧軸受ユニットの動作については、第８図の従来例
と同一であり説明を省略するが、スピンドル２６に軸受
用中空円筒スリーブ２７を固定し、高精度一体加工され
た軸受用中空円筒スリーブ２７の内周面と軸１５との間
で動圧軸受を形成するようにした為高回転精度及びスピ
ンドルの上端面の面ブレを高精度に長期にわたって維持
するという効果を得ることができる。

以下、本発明の第２の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。

第５図は本発明の第２の実施例を示す光ディスク用スピ
ンドルモータの動圧軸受ユニットを示すものである。

第５図において、スピンドル３１の内周面３１ａにスピ
ンドル３１の下端面から突出する部分３２ａを有するよ
うに固定された軸受用中空円筒スリーブ３２を設け、こ
の軸受用中空円筒スリーブ３２の内周面がブラケット１
６に固定された固定軸１５に嵌装されて回転するように
なっている。なお、スピンドル３１と軸受用中空円筒ス
リーブ３２は、軸受用中空円筒スリーブ３２をスピンド
ル３１に固定後、同時加工される点は第１の実施例と同
様である。又、その他の点についても、第１の実施例と
同じであり、説明を省略する。

以上のように本実施例は、第１の実施例と同じようにス
ピンドル３１に軸受用中空円筒スリーブ゛３２を固定し
た高精度一体加工であるため、第１の実施例と同様の効
果を有すると共に、さらにスピンドル３１の下端面から
軸受用中空円筒スリーブ３２を突出させる構成とするこ
とにより、（１）　　ステータコイル２３とロータマグ
ネット２１の有効部分を増やすことができ、モータ設計
自由度をあげることができる。

（２）　　スピンドル３１の容積を減少させることがで
き材料及び加工工数の節減ができる。

等の効果がある。

以下、本発明の第３の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。

第６図は本発明の第３の実施例について示したものであ
る。

第６図において、スピンドル３７の内周面３７ａにスピ
ンドル３７の上端面から突出する円筒部分３８ａを有す
るように固定された軸受用円筒スリーブ３８を設け、こ
の軸受用円筒スリーブ３８の内周面がブラケット１６に
固定された軸１５に嵌装されてラジアル方向の動圧軸受
を形成し回転するようになっている。なお、軸１５の自
由端端面と接離するように、軸受用中空円筒スリーブ３
８のスピンドル３７の上端面から突出する円筒部内周面
にスラスト板３９が固定され軸方向の動圧軸受を形成し
ている。更に、スピンドル３７の上端面から突出した軸
受用中空円筒スリーブ３８ａの円筒外周面３８ａは移動
体（図示せず）の上下運動のための基準案内用として供
することができる。

なお、スピンドル３７と軸受用中空円筒スリーブ３８は
、軸受用中空円筒スリーブ３８をスピンドル３７に゛固
定後、同時加工される点は第１、第２の実施例と同様で
あり、又その他の点についても第１、第２の実施例と同
じであるので説明を省略する。

以上のように本実施例は、第１、第２の実施例と同じよ
うに、スピンドル３７に軸受用中空円筒スリーブ３８を
固定した高精度一体加工品であるため、第１、第２の実
施例と同様の効果を有すると共に、更に、スピンドル３
７の上端面から軸受用中空円筒スリーブ３８を突出させ
たスピンドル３７と一体高精度加工された円筒外周面３
８ａを設ける構成とすることにより、外部移動体（図示
せず）の上下運動のための基準案内軸用として、精度の
よいものが得られるという効果がある。

発明の効果以上のように本発明は、スピンドルの内周面に軸受用中
空円筒スリーブを固定し、高精度一体加工された回転体
とし、この回転体をブラケットに固定された軸を基準に
回転させる構成とすることにより、（１）長寿命化をはかることができる。

（２）　　スピンドル下端面に軸受用中空円筒スリーブ
を突出する構成により、モータの設計自由度をあげるこ
とができると共に、材料、工数の低減をはかることがで
きる。（第２の実施例）（３）スピンドル上端面に軸受用中空円筒スリーブが突
出する構成により、外部移動体の上下用案内基準軸とし
ての精度向上をはかることができる。

という効果を得ることができる優れた光ディスク用スピ
ンドルモータの動圧軸受ユニットを実現できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における光ディスク用ス
ピンドルモータの動圧軸受ユニットの断面図、第２図、
第４図は第１の実施例における回転体の一部断面図、第
３図は本発明に使用されるスラスト板の平面図、第５図
は本発明の第２の実施例における光ディスク用スピンド
ルモータの動圧軸受ユニットの断面図、第６図は本発明
の第３の実施例における光ディスク用スピンドルモータ
の動圧軸受ユニットの断面図、第７図は従来例における
光ディスク用スピンドルモータの断面図、第８図は他の
従来例における光ディスク用スピンドルモータの動圧軸
受ユニット断面図である。１５・・・・・・軸、１５ａ・・・・・・ヘリングボー
ン溝、１６・・・・・・ブラケット、１９．３９・・・
・・・スラスト板、１９ａ・・・・・・スラスト板の凸
部、１９ｂ・・・・・・スラスト板のスパイラル溝、２
２・・・・・・ステータヨーク、２３・・・・・・ステ
ータコイル、２４・・・・・・潤滑剤、２５・・・・・
・回転体、２６，３１．３７・・・・・・スピンドル、
２６ａ、３１　ａ、３７ａ・・・・・・スピンドルの内
周面、２７．３０．３２．３８・・・・・・軸受用中空
円筒スリーブ、３２ａ・・・・・・軸受用中空円筒スリ
ーブの突出部（スピンドルの下端面側）　、３８ａ・・
・・・・軸受用中空円筒スリーブの突出部（スピンドル
の上端面側）。第図西−回転体２６−−−ス１？υドル２６ａ−−−スし’ンＦルＪ［［１７２７−−−壽１受用中！円筒スリーア代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名３１−、ス
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Claims

【特許請求の範囲】

（１）下端をケースに固定し、上端を自由端にした軸と
、この軸に対し回転自在に嵌装された回転体とを備え、
前記回転体にはスピンドルと、このスピンドルの内周面
に固定された軸受用中空円筒スリーブと、前記軸の自由
端面と接離するように前記スピンドルの上端面中央部に
固定されたスラスト板とを有する光ディスク用スピンド
ルモータの動圧軸受ユニット。
（２）軸受用中空円筒スリーブと嵌装される軸の外周面
にヘリングボーン溝を設けた特許請求の範囲第１項記載
の光ディスク用スピンドルモータの動圧軸受ユニット。
（３）軸と嵌装される軸受用中空円筒スリーブの内周面
にヘリングボーン溝を設けた特許請求の範囲第１項記載
の光ディスク用スピンドルモータの動圧軸受ユニット。
（４）軸の自由端面と接離するスラスト板の端面にスパ
イラル溝を設けた特許請求の範囲第１項から第３項のい
ずれかに記載の光ディスク用スピンドルモータの動圧軸
受ユニット。
（５）スラスト板の端面と接離する軸の自由端端面にス
パイラル溝を設けた特許請求の範囲第１項から第３項の
いずれかに記載の光ディスク用スピンドルモータの動圧
軸受ユニット。
（６）軸の自由端端面と接離するスラスト板端面と反対
側の端面に案内用基準軸に供せるラジアル外周面を有す
る凸部を設けた特許請求の範囲第１項から第５項のいず
れかに記載の光ディスク用スピンドルモータの動圧軸受
ユニット。
（７）軸受用中空円筒スリーブをスピンドルの下端面か
ら上端面まで突出させた特許請求の範囲第１項から第６
項のいずれかに記載の光ディスク用スピンドルモータの
動圧軸受ユニット。
（８）軸受用中空円筒スリーブをスピンドルハブの上端
面から突出させ、前記突出部の外周面を案内用基準軸に
供せるようにした特許請求の範囲第１項から第５項、第
７項のいずれかに記載の光ディスク用スピンドルモータ
の動圧軸受ユニット。
（９）軸の外周面と軸受用中空円筒スリーブの内周面の
隙間と、スラスト板の端面と軸の自由端端面の隙間との
両隙間あるいは一方の隙間に潤滑剤を有する特許請求の
範囲第１項から第８項のいずれかに記載の光ディスク用
スピンドルモータの動圧軸受ユニット。