JPH11332201A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】モータ外部へのオイル漏れを確実に防止できる
スピンドルモータを提供する。 【解決手段】上軸受５とキャップ１０との間に隙間２０
を形成し、この隙間２０の軸方向の間隔が内輪５ａ側に
比べて外輪５ｂ側で大きくなるように、キャップ１０の
下面にその外周縁からほぼ３分の１の位置に段差２１を
設ける。このとき、ハブ７に形成するキャップ１０の嵌
入用の凹所１１の深さを、その底部２３が外輪５ｂの上
端面の位置よりも所定量だけ上方に位置するように設定
しておく。こうすることで、上軸受５の内輪５ａ側より
外輪５ｂ側における軸方向間隔の大きい隙間２０が形成
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ハードディスク
等の磁気ディスクの駆動に用いられるスピンドルモータ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスクであるハードディスクの駆
動に用いられるスピンドルモータは、従来例えば図７に
示すように構成されている。図７において、１はベー
ス、２はベース１の中央部に形成された挿通孔、３は挿
通孔２に嵌入されたシャフト、４はベース１に取り付け
られたコア４ａ及びこのコア４ａに巻装された巻線４ｂ
から成るステータ、５及び６は上軸受及び下軸受であ
り、それぞれ内輪５ａ、６ａに予圧が付与された状態
で、シャフト３の上端部及び下端部に外嵌されている。

【０００３】７は両軸受５、６の外輪５ｂ、６ｂに外嵌
されハードディスクＤが載置されるアルミニウム等の非
磁性材から成るハブ、８はハブ７の下端周縁部に取り付
けられた鉄等の磁性材から成るロータヨーク、９はロー
タヨーク８の内側に嵌着されステータ４に対向して配設
された駆動用マグネット、１０は上軸受５を被覆する円
筒状のキャップである。このキャップ１０は、中央の透
孔にシャフト３が遊挿されるようにしてハブ７の上面の
凹所１１に嵌入される。このとき、組立時の位置決めを
容易にするために、その下面周縁部が上軸受５の外輪５
ｂに当接している（図８参照）。

【０００４】上記したように、上軸受５の内輪５ａは予
圧が付与された状態でシャフト３の上端に外嵌されるた
め、内輪５ａ上部とキャップ１０下面との間には隙間が
生じる。また、回転部材であるハブ７の凹所１１内に嵌
入されたキャップ１０の内周面とシャフト３との間に
は、上軸受５の内輪５ａ上部とキャップ１０下面との間
に形成された隙間よりも更に小なる間隔を有する隙間が
形成されており、両隙間の間隔の大小によって生じる圧
力差で上軸受５の防錆油及び潤滑油のベースオイルが飛
散してディスクＤに付着することを防止するためのいわ
ゆるラビリンスシール構造が形成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
造のスピンドルモータの場合、モータの回転時に上軸受
５から滲みだした防錆油及び潤滑油のベースオイルが、
毛細管現象によってシャフト３とキャップ１０との間の
隙間に溜まり（図８中の破線の楕円部分）、この隙間に
溜まったオイルがモータ外部に漏れ出し、記録ディスク
等に付着することによって、正確な情報の読み書きがで
きなくなる等の不具合の原因となり問題であった。

【０００６】この発明が解決しようとする課題は、モー
タ外部へのオイル漏れを確実に防止できるスピンドルモ
ータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明は、前記キャップと前記軸受との間に隙
間が設けられ、前記隙間の軸方向間隔が、前記軸受の内
輪側と外輪側とで異なっていることを特徴としている。

【０００８】このような構成によれば、隙間の軸方向間
隔が異なる軸受の内輪側と外輪側とで、モータ回転時に
生じる圧力に差が生じる。但し、このときの圧力とは、
大気圧と、回転部材の回転により生じる気流による圧力
と、空気の熱膨張による圧力との和である。

【０００９】このような圧力差による空気の流れを利用
することで、軸受から漏出するオイルをモータ外部に漏
れないようにトラップすることが可能になる。

【００１０】また、本発明は、前記軸受の外輪側におけ
る前記隙間の軸方向間隔が、前記軸受の内輪側より大き
いことを特徴としている。

【００１１】このようにすれば、隙間における圧力は、
軸方向間隔の大きい外輪側の方が内輪側よりも低くな
り、この隙間における空気は、圧力の高い内輪側から圧
力の低い外輪側へと流れる。一方、モータの回転に伴う
遠心力により、シールされるべきオイルが径方向を外方
に向かって移動し、このような遠心力によるオイルの移
動に、上記した空気の流れによるオイルの移動が相俟っ
て、軸受の外輪側とキャップとの間にオイルがトラップ
される。

【００１２】ここで、隙間の軸方向間隔として、例えば
軸受の内輪とキャップとの間の軸方向間隔を、予圧後の
内輪、外輪の段差の少なくとも約１．５倍とし、軸受の
外輪とキャップとの間の軸方向間隔を、内輪、キャップ
間の軸方向間隔の少なくとも約１．５倍とするのが望ま
しい。

【００１３】また、本発明は、前記キャップと前記軸受
の少なくとも内輪との間に隙間が設けられ、前記シャフ
トに鍔状部材が設けられてこの鍔状部材が前記隙間に配
設されていることを特徴としている。

【００１４】この場合、鍔状部材により軸受から漏出す
るオイルがシャフトの壁面を伝ってモータ外部に滲み出
すことを防止できる。

【００１５】また、本発明は、前記鍔状部材及び前記軸
受の内輪間の軸方向間隔よりも大なる隙間が、前記キャ
ップ及び前記軸受の外輪間に設けられていることを特徴
としている。

【００１６】このようにすると、鍔状部材によりシャフ
トの壁面を伝わるオイルを遮断できるとともに、隙間の
軸方向間隔の差に基づく圧力差を利用して、間隔の大き
いキャップ及び軸受の外輪間の隙間にオイルをトラップ
することが可能になり、モータ外部へのオイルの滲み出
しを一層効果的に防止することが可能になる。

【００１７】また、本発明は、前記キャップと前記軸受
の少なくとも内輪との間に隙間が設けられ、前記シャフ
トの周面にこの隙間に連通する周方向の溝が形成されて
いることを特徴としている。

【００１８】このような構成によれば、シャフト及びキ
ャップ間の間隙と、シャフト周面の溝との圧力差によ
り、軸受から漏出したオイルをシャフト周面の溝に溜め
ることができるため、モータ外部へのオイルの滲み出し
を防止することが可能になる。

【００１９】このとき、前記隙間の軸方向間隔よりも大
なる隙間を、前記キャップ及び前記軸受の外輪間に設け
ると、モータ回転時の圧力差により、間隔の大きいキャ
ップ及び軸受の外輪間の隙間にオイルを溜めてモータ外
部へのオイルの滲み出しを防止することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）この発明の第
１の実施形態について図１を参照して説明する。尚、本
実施形態におけるスピンドルモータの基本構造は、図
７、図８に示すものとほぼ同じであるため、以下では図
７、図８も参照しつつ、主として図７、図８と相違する
点について説明することとする。

【００２１】図１に示すように、上軸受５とキャップ１
０との間には隙間２０が形成され、この隙間２０の軸方
向の間隔が内輪５ａ側に比べて外輪５ｂ側で大きくなる
ように、キャップ１０の下面にその外周縁からほぼ３分
の１の位置に段差２１が形成されている。このとき、ハ
ブ７に形成するキャップ１０の嵌入用の凹所１１の深さ
を図８の場合よりも浅くし、凹所１１の底部２３が上軸
受５の外輪５ｂの上端面よりも所定量だけ上方に位置す
るように設定しておく。こうすることで、隙間２０の外
輪５ｂ側における軸方向間隔が所望値に設定される。ま
た、隙間２０の内輪５ａ側における軸方向間隔は、キャ
ップ１０の段差２１を調節することで所望値に設定され
る。

【００２２】このように、隙間２０の軸方向間隔を外輪
５ｂ側で大きくすることで、間隔の大きい外輪５ｂの方
が内輪５ａ側よりも圧力が低くなり、キャップ１０と上
軸受５との間の隙間２０における空気は、圧力の高い内
輪５ａ側から圧力の低い外輪５ｂ側へと流れる。ここで
圧力とは、大気圧と、シャフト３に対するハブ７の回転
により生じる気流による圧力と、空気の熱膨張による圧
力との和である。

【００２３】また、図１に示すように、上軸受５の内輪
５ａとキャップ１０との間の軸方向間隔ｔａは、予圧後
における内輪５ａ、外輪５ｂの段差の約１．５倍、上軸
受５の外輪５ｂとキャップ１０との間の軸方向間隔ｔｂ
は内輪５ａ、キャップ１０間の軸方向間隔ｔａの約１．
５倍に、それぞれ設定されている。

【００２４】ところで、上軸受５から漏出したオイル
は、モータの回転に伴う遠心力によって径方向を外方に
向かって移動する。このため、このような遠心力による
オイルの移動と、上記した圧力差に起因する空気の流れ
によるオイルの移動とにより、隙間２０の外輪５ｂとキ
ャップ１０との間にオイルがトラップされる。

【００２５】従って、第１の実施形態によれば、上軸受
５から漏出するオイルを隙間２０の外輪５ｂとキャップ
１０との間にトラップすることができ、オイルがモータ
外部に漏れることを確実に防止することが可能になる。

【００２６】（第２の実施形態）この発明の第２の実施
形態について図２を参照して説明する。尚、本実施形態
におけるスピンドルモータの基本構造は、上記した第１
実施形態とほぼ同じであり、以下の点が相違するだけで
ある。

【００２７】即ち、図２に示すように、キャップ１０の
下面にその外周縁からほぼ２分の１の位置に段差２５を
設け、上軸受５及びキャップ１０間の隙間２０の軸方向
における間隔が、内輪５ａ側に比べて外輪５ｂ側で大き
くなるようにしている。このとき、上記した第１の実施
形態と同様、図２に示すように、上軸受５の内輪５ａと
キャップ１０との間の軸方向間隔ｔａは、予圧後におけ
る内輪５ａ、外輪５ｂの段差の約１．５倍、上軸受５の
外輪５ｂとキャップ１０との間の軸方向間隔ｔｂは内輪
５ａ、キャップ１０間の軸方向間隔ｔａの約１．５倍に
それぞれ設定されている。

【００２８】従って、第２の実施形態によれば、上記し
た第１の実施形態と同等の効果を得ることができる。

【００２９】（第３の実施形態）この発明の第３の実施
形態について図３を参照して説明する。尚、本実施形態
におけるスピンドルモータの基本構造は、上記した第１
の実施形態とほぼ同じであり、以下の点が相違するだけ
である。

【００３０】図３に示すように、キャップ１０の下面の
内周縁からほぼ３分の２にわたって凹部３０が形成さ
れ、キャップ１０の下面の外周縁部が上軸受５の外輪５
ｂの上面に当接するようにキャップ１０がハブ７の凹所
１１に嵌入されている。このようにして、上軸受５とキ
ャップ１０の凹部３０との間には隙間３２が形成されて
いる。

【００３１】そして、シャフト３の上端部に鍔状部材で
あるワッシャ３４が嵌着され、キャップ１０と上軸受５
との間の隙間３２にワッシャ３４が配設されている。こ
のとき、ワッシャ３４と上軸受５の内輪５ａとの間の軸
方向間隔ｔｃが予圧後の内輪５ａ、外輪５ｂの段差の約
１．５倍に設定されている。尚、鍔状部材は、特にワッ
シャ３４に限定されるものではなく、シャフト３に嵌着
できるものや、可能ならばシャフト３に一体的に形成さ
れたものであってもよい。

【００３２】従って、第３の実施形態によれば、シャフ
ト３にワッシャ３４を嵌着して隙間３２に配設すること
で、ワッシャ３４により上軸受５から漏出するオイルが
シャフト３の壁面を伝ってモータ外部に滲み出すことを
防止できる。

【００３３】（第４の実施形態）この発明の第４の実施
形態について図４を参照して説明する。尚、本実施形態
におけるスピンドルモータの基本構造は、上記した第３
の実施形態とほぼ同じであり、以下の点が相違するだけ
である。

【００３４】図４に示すように、キャップ１０の下面の
外周縁部と上軸受５の外輪５ｂとの間が軸方向にｔｅだ
け離れるようにキャップ１０がハブ７の凹所１１に嵌入
されている。このようにして、上軸受５の外輪５ｂとキ
ャップ１０にも隙間３６が形成されている。

【００３５】但し、隙間３２に配設されたワッシャ３４
及び上軸受５の内輪５ａ間の軸方向間隔ｔｄは、上記し
た第３の実施形態の場合と同様に、予圧後の内輪５ａ、
外輪５ｂの段差の約１．５倍に設定され、外輪５ｂ及び
キャップ１０間の隙間３６の軸方向間隔ｔｅは、内輪５
ａ及びワッシャ３４間の軸方向間隔ｔｄの約１．５倍に
設定されている。

【００３６】従って、第４の実施形態によれば、シャフ
ト３にワッシャ３４を嵌着して隙間３２に配設すること
で、ワッシャ３４により上軸受５から漏出するオイルが
シャフト３の壁面を伝ってモータ外部に滲み出すことを
防止できると共に、モータ回転時に、遠心力や隙間３
２、３６の圧力差により径方向を外方に向かって移動す
るオイルを、上軸受５の外輪５ｂとキャップ１０との間
の隙間３６に溜めてモータ外部に滲み出すことを防止で
きる。

【００３７】なお、第３、第４の実施形態では、シャフ
ト３にワッシャ３４を嵌着し、シャフト３の壁面を伝わ
るオイルを遮断するようにした場合について説明した
が、例えばキャップ１０の凹部３０内、或いはハブ７の
凹所１１内にワッシャを嵌入し、キャップ１０の凹部３
０の壁面やハブ７の内壁面を伝わるオイルを遮断するよ
うにしてもよい。

【００３８】（第５の実施形態）この発明の第５の実施
形態について図５を参照して説明する。尚、本実施形態
におけるスピンドルモータの基本構造は、図７、図８に
示すものとほぼ同じであるため、以下では図７、図８も
参照しつつ、主として図７、図８と相違する点について
説明することとする。

【００３９】図５に示すように、シャフト３のキャップ
１０との対向部位の外径が、上軸受５が外嵌される部位
の外径つまり上軸受５の内径よりも小さく形成され、予
圧が付与された状態で外嵌された上軸受５の内輪５ａと
キャップ１０との間の隙間４０に連通するように、シャ
フト３の周面に周方向の溝４１が形成されている。

【００４０】このように、シャフト３の周面に隙間４０
に連通する溝４１を形成すると、モータ回転時に、非常
に間隔の狭いシャフト３及びキャップ１０間の間隙と溝
４１との間に圧力差が生じ、この圧力差による空気の流
れによって上軸受５から漏出したオイルが圧力の低い溝
４１に移動して溝４１にトラップされる。

【００４１】従って、第５の実施形態によれば、シャフ
ト３の周面に形成した溝４１にオイルをトラップできる
ため、モータ外部へのオイルの滲み出しを防止すること
が可能になる。

【００４２】（第６の実施形態）この発明の第６の実施
形態について図６を参照して説明する。尚、本実施形態
におけるスピンドルモータの基本構造は、上記した第５
の実施形態とほぼ同じであり、以下の点が相違するだけ
である。

【００４３】即ち、図６に示すように、キャップ１０の
下面にその外周縁からほぼ２分の１の位置に段差４４を
設け、上軸受５及びキャップ１０間の隙間４５の軸方向
間隔が、内輪５ａ側に比べて外輪５ｂ側で大きくなるよ
うにしている。このとき、上軸受５の内輪５ａとキャッ
プ１０との間の軸方向間隔ｔｆは、予圧後における内輪
５ａ、外輪５ｂの段差の約１．５倍、上軸受５の外輪５
ｂとキャップ１０との間の軸方向間隔ｔｇは内輪５ａ、
キャップ１０間の軸方向間隔ｔｆの約１．５倍にそれぞ
れ設定されている。

【００４４】この場合、シャフト３及びキャップ１０間
の間隙と溝４１との間の圧力差により、上軸受５から漏
出したオイルがシャフト３の周面の溝４１に溜まると共
に、モータの回転に伴う遠心力によるオイルの移動、及
び隙間４５の軸方向間隔の差に基づく圧力差に起因する
空気の流れによるオイルの移動により、隙間４５の外輪
５ｂとキャップ１０との間にオイルがトラップされる。

【００４５】従って、第６の実施形態によれば、上軸受
５から漏出したオイルのモータ外部への滲み出しを確実
に防止することが可能になる。

【００４６】なお、上記した第５、第６の実施形態で
は、シャフト３のキャップ１０との対向部位の外径を、
上軸受５が外嵌される部位の外径である上軸受５の内径
よりも小さく形成した場合について説明したが、シャフ
ト３の外径は特にこのように変えなくてもよい。

【００４７】また、上記した第１、第２、第６の実施形
態では、上軸受５及びキャップ１０間に設けた隙間２
０、４５の軸方向間隔を、内輪５ａ側に比べて外輪５ｂ
側の方を大きくした場合について説明したが、外輪５ｂ
側の方を大きくすることでモータ回転時の遠心力で隙間
２０、４５を外方に向かって移動するオイルが間隔の大
きい外輪５ｂ側の隙間に溜まり易いという利点はあるも
のの、隙間２０、４５の軸方向間隔は必ずしも外輪５ｂ
側を大きくする必要はなく、内輪５ａ側の方を大きくし
てもよい。

【００４８】更に、この発明は上記した各実施形態に限
定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにお
いて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能で
ある。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、モータ回転時に、隙間の軸方向間隔が異なる軸
受の内輪側と外輪側とで圧力差が生じるため、この圧力
差により、軸受から漏出したオイルを隙間の間隔の大き
い側にトラップすることができ、モータ外部へのオイル
漏れを確実に防止できるスピンドルモータを提供するこ
とが可能になる。

【００５０】また、請求項２に記載の発明によれば、モ
ータ回転時に、隙間の軸方向間隔の広い外輪側の圧力が
内輪側より低くなり、この隙間における空気が外輪側に
流れて軸受からの漏出オイルも外輪側に移動するため、
モータの回転に伴う遠心力の作用と相俟って、軸受から
漏出したオイルを軸受の外輪側とキャップとの間にトラ
ップすることができ、モータ外部へのオイル漏れを確実
に防止できるスピンドルモータを提供することが可能に
なる。

【００５１】また、請求項３に記載の発明によれば、鍔
状部材により、軸受から漏出するオイルがシャフトの壁
面を伝わることを防止できるため、モータ外部へのオイ
ル漏れを確実に防止できるスピンドルモータを提供する
ことが可能になる。

【００５２】また、請求項４に記載の発明によれば、隙
間の軸方向間隔の差に基づく圧力差を利用して、間隔の
大きいキャップ及び軸受の外輪間の隙間にオイルをトラ
ップすることが可能になり、モータ外部へのオイルの滲
み出しを一層効果的に防止することが可能になる。

【００５３】また、請求項５に記載の発明によれば、シ
ャフト及びキャップ間の間隙と、シャフト周面の溝との
圧力差により、軸受から漏出したオイルをシャフト周面
の溝に溜めることができるため、モータ外部へのオイル
漏れを確実に防止できるスピンドルモータを提供するこ
とが可能になる。

【００５４】また、請求項６に記載の発明によれば、軸
方向間隔の大きい隙間をキャップ及び前記軸受の外輪間
に設けることで、モータ回転時の圧力差により、間隔の
大きいキャップ及び軸受の外輪間の隙間にオイルを溜め
ることも可能になり、モータ外部へのオイルの滲み出し
を一層効果的に防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態の一部の切断正面図
である。

【図２】この発明の第２の実施形態の一部の切断正面図
である。

【図３】この発明の第３の実施形態の一部の切断正面図
である。

【図４】この発明の第４の実施形態の一部の切断正面図
である。

【図５】この発明の第５の実施形態の一部の切断正面図
である。

【図６】この発明の第６の実施形態の一部の切断正面図
である。

【図７】この発明の背景となるスピンドルモータの切断
正面図である。

【図８】図７のモータの一部の拡大図である。

【符号の説明】

３ シャフト ４ ステータ ５ 上軸受 ５ａ 内輪 ５ｂ 外輪 ７ ハブ ９ 駆動用マグネット １０ キャップ ２０、３２、３６、４０、４５ 隙間 ３４ ワッシャ（鍔状部材） ４１ 溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ１１Ｂ 19/20 Ｇ１１Ｂ 19/20 Ｅ Ｈ０２Ｋ 5/173 Ｈ０２Ｋ 5/173 Ａ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトと、前記シャフトに外嵌された
   軸受と、前記軸受を介して前記シャフトに取り付けられ
   たハブと、前記ハブに固着された駆動用マグネットと、
   前記駆動用マグネットに対向して配設されたステータ
   と、前記シャフトが遊挿されるように前記ハブに装着さ
   れて前記軸受を被覆したキャップとを備えたスピンドル
   モータにおいて、 前記キャップと前記軸受との間に隙間が設けられ、前記
   隙間の軸方向間隔が、前記軸受の内輪側と外輪側とで異
   なっていることを特徴とするスピンドルモータ。
2. 【請求項２】 前記軸受の外輪側における前記隙間の軸
   方向間隔が、前記軸受の内輪側より大きいことを特徴と
   する請求項１に記載のスピンドルモータ。
3. 【請求項３】 シャフトと、前記シャフトに外嵌された
   軸受と、前記軸受を介して前記シャフトに取り付けられ
   たハブと、前記ハブに固着された駆動用マグネットと、
   前記駆動用マグネットに対向して配設されたステータ
   と、前記シャフトが遊挿されるように前記ハブに装着さ
   れて前記軸受を被覆したキャップとを備えたスピンドル
   モータにおいて、 前記キャップと前記軸受の少なくとも内輪との間に隙間
   が設けられ、前記シャフトに鍔状部材が設けられてこの
   鍔状部材が前記隙間に配設されていることを特徴とする
   スピンドルモータ。
4. 【請求項４】 前記鍔状部材及び前記軸受の内輪間の軸
   方向間隔よりも大なる隙間が、前記キャップ及び前記軸
   受の外輪間に設けられていることを特徴とする請求項３
   に記載のスピンドルモータ。
5. 【請求項５】 シャフトと、前記シャフトに外嵌された
   軸受と、前記軸受を介して前記シャフトに取り付けられ
   たハブと、前記ハブに固着された駆動用マグネットと、
   前記駆動用マグネットに対向して配設されたステータ
   と、前記シャフトが遊挿されるように前記ハブに装着さ
   れて前記軸受を被覆したキャップとを備えたスピンドル
   モータにおいて、 前記キャップと前記軸受の少なくとも内輪との間に隙間
   が設けられ、前記シャフトの周面にこの隙間に連通する
   周方向の溝が形成されていることを特徴とするスピンド
   ルモータ。
6. 【請求項６】 前記隙間の軸方向間隔よりも大なる隙間
   が、前記キャップ及び前記軸受の外輪間に設けられてい
   ることを特徴とする請求項５に記載のスピンドルモー
   タ。