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JPH11285201A - Subminiature dynamic pressure bearing spindle motor - Google Patents

Subminiature dynamic pressure bearing spindle motor

Info

Publication number
JPH11285201A
JPH11285201A JP10103528A JP10352898A JPH11285201A JP H11285201 A JPH11285201 A JP H11285201A JP 10103528 A JP10103528 A JP 10103528A JP 10352898 A JP10352898 A JP 10352898A JP H11285201 A JPH11285201 A JP H11285201A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spindle motor
shaped
sleeve
permanent magnet
disk
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10103528A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Nikaido
旦 二階堂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cimeo Precision Co Ltd
Original Assignee
Cimeo Precision Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cimeo Precision Co Ltd filed Critical Cimeo Precision Co Ltd
Priority to JP10103528A priority Critical patent/JPH11285201A/en
Publication of JPH11285201A publication Critical patent/JPH11285201A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rotational Drive Of Disk (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To propose the constitution of a subminiature dynamic pressure bearing spindle motor capable of eliminating conventional weak points, realize low power consumption with a simple construction and shows superior cost- performance. SOLUTION: An annular permanent magnet 105 which is magnetized in the thicknesswise direction is attached to the outer circumference of the center part in the axial direction of a sleeve 102 retained with a rotary shaft 101 of a rotor 100, on which herringbone grooves are formed. A pair of disc-shaped upper and lower yokes 103 and 104 have cylindrical upper and lower yokes 103a and 104a respectively in their axial directions so as to be fitted to the sleeve 102. A 1st coil group 107 and a 2nd coil group 108, which are a plurality of armature drive coil groups are provided in a space defined by the annular permanent magnet 105 and the disc-shaped upper and lower yokes 103 and 104 for keeping the axial direction of the sleeve 102 magnetically, so that a thrust bearing can be dispensed with.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は動圧軸受を用いたス
ピンドルモータに関し、特に超小型化が可能な動圧軸受
スピンドルモータの構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spindle motor using a dynamic pressure bearing, and more particularly to a structure of a dynamic pressure bearing spindle motor which can be miniaturized.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近の情報処理の端末装置では、映像処
理等に必要な記憶容量の飛躍的な増大に伴って、記憶装
置・HDDや、記録再生装置・DVD等の高速化と高性
能化、入出力装置の高速化のために、レーザプリンタ、
イメージスキャナ用に高速回転と同時に高精度が可能な
スピンドルモータが求められている。例えば、HDDで
は、10,000rpm以上、NRRO(Non Repeatab
le Run Out)は約0.05μmが要求されるようになっ
て来ている。一方、従来からのスピンドルモータに用い
られてきたボールベアリング軸受では、7,000rp
m以上の使用は困難で、振動、騒音、耐久性、回転精度
とも前述の目標が達成できないのが現状である。その結
果、ボールベアリング軸受に代わって、回転軸またはス
リーブのいずれかにいわゆるヘリカル溝またはヘリング
ボーン溝が形成された動圧軸受が用いられるようになっ
てきている。更に、前述の動圧軸受を用いたスピンドル
モータには、一層の小形化、高性能化、省エネルギー化
が要求されている。
2. Description of the Related Art In recent information processing terminal devices, the storage devices and HDDs, recording / reproducing devices and DVDs have been increased in speed and performance with the dramatic increase in storage capacity required for video processing and the like. , Laser printer,
There is a need for a spindle motor capable of high-speed rotation and high accuracy at the same time for image scanners. For example, in HDD, 10,000 rpm or more, NRRO (Non Repeatab)
le Run Out) is required to be about 0.05 μm. On the other hand, in a ball bearing bearing used in a conventional spindle motor, 7,000 rpm
m is difficult to use, and at present, the aforementioned targets cannot be achieved in terms of vibration, noise, durability, and rotational accuracy. As a result, a dynamic pressure bearing having a so-called helical groove or herringbone groove formed on either the rotating shaft or the sleeve has been used in place of the ball bearing bearing. Further, a spindle motor using the above-described dynamic bearing is required to be further reduced in size, higher in performance, and energy saving.

【0003】回転軸またはスリーブのいずれかにいわゆ
るヘリカル溝またはヘリングボーン溝が形成された動圧
軸受の構造は公知である。従来からも動圧軸受を用いた
スピンドルモータはその用途に応じて種々提案されてい
る。以下では、小型化、高性能化という観点から、従来
例の幾つかを検討してみる。図8は、特開昭62ー27
0816号公報(以下文献A)の第1図に相当する動圧
軸受を用いたスピンドルモータの概略図である。図9
は、特開平8ー16381号公報(以下文献B)の図1
に相当する動圧軸受を用いたスピンドルモータの概略図
である。図10は、特開平4ー69404号公報(以下
文献C)の第1図に相当する動圧軸受を用いたスピンド
ルモータの概略図である。
[0003] The structure of a hydrodynamic bearing in which a so-called helical groove or herringbone groove is formed in either a rotating shaft or a sleeve is known. Conventionally, various types of spindle motors using dynamic pressure bearings have been proposed according to their applications. In the following, some of the conventional examples will be examined from the viewpoint of miniaturization and high performance. FIG.
FIG. 1 is a schematic diagram of a spindle motor using a dynamic pressure bearing corresponding to FIG. 1 of Japanese Patent Application Publication No. 0816 (hereinafter referred to as Document A). FIG.
FIG. 1 of JP-A-8-16381 (hereinafter referred to as Document B)
FIG. 2 is a schematic view of a spindle motor using a dynamic pressure bearing corresponding to FIG. FIG. 10 is a schematic view of a spindle motor using a dynamic pressure bearing corresponding to FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-69404 (hereinafter referred to as Document C).

【0004】図8によれば、ヘリカルグルーブ223
A、223B、ヘリングボーングルーブ223Cが形成
され、ディスク228を搭載したテーブル225とモー
タロータ226とが固定されている軸223は、フレー
ム221に固定され、スリーブ221Aと係合してい
る。文献Aには直接の説明はないが、モータロータ22
6は、円板状の厚み方向に複数極に着磁された永久磁石
を有し、ロータステータ227は鉄基板250(本願の
発明者が説明の便宜上記入した符号)上にマグネットワ
イヤが巻線されてコイルが形成されたものである。ま
た、軸223はスラスト部材222でスラスト軸受け面
223Dが保持されている。文献Aで開示されたスピン
ドルモータは、動圧軸受と、鉄基板250を有するロー
タステータ227と、軸223のスラスト部材222で
構成されている。
According to FIG. 8, a helical groove 223 is provided.
A, 223B and a herringbone groove 223C are formed, and a shaft 223 to which a table 225 on which a disk 228 is mounted and a motor rotor 226 are fixed is fixed to a frame 221 and is engaged with a sleeve 221A. Although there is no direct explanation in Document A, the motor rotor 22
Reference numeral 6 denotes a disk-shaped permanent magnet which is magnetized to a plurality of poles in the thickness direction, and the rotor stator 227 is formed by winding a magnet wire on an iron substrate 250 (the reference numeral entered by the inventor of the present application for the sake of explanation). Thus, the coil is formed. The shaft 223 has a thrust member 222 on which a thrust bearing surface 223D is held. The spindle motor disclosed in Document A includes a dynamic pressure bearing, a rotor stator 227 having an iron substrate 250, and a thrust member 222 of a shaft 223.

【0005】図9によれば、ステータ304を固持する
ブラケット303の中心に嵌装されたシャフト305の
貫通孔307にヘリングボーン溝を内周に加工したスリ
ーブ306を装着して、スリーブ306の縮径部306
aにポリゴンミラー314を嵌装する。スリーブ306
の貫通孔307の上方にはプッシュロット311が嵌装
され、プッシュロット311とシャフト305にはスラ
ストプレート(図示せず)が配設される。ロータマグネ
ット310を装着したロータ308はスリーブ306に
固定されて、ステータ304と空隙を介して磁気的に係
合する。この文献Bで開示されたスピンドルモータは、
有鉄心ステータ304と、スラスト受けとしてプッシュ
ロット311がシャフト305と軸方向に分離されて構
成されている。
According to FIG. 9, a sleeve 306 having a herringbone groove formed on the inner periphery thereof is mounted on a through hole 307 of a shaft 305 fitted at the center of a bracket 303 holding a stator 304, and the sleeve 306 is compressed. Diameter 306
A polygon mirror 314 is fitted to a. Sleeve 306
A push lot 311 is fitted above the through hole 307, and a thrust plate (not shown) is disposed on the push lot 311 and the shaft 305. The rotor 308 on which the rotor magnet 310 is mounted is fixed to the sleeve 306 and magnetically engages with the stator 304 via a gap. The spindle motor disclosed in Document B is
The iron core stator 304 and the push lot 311 as a thrust receiver are separated from the shaft 305 in the axial direction.

【0006】図10によれば、ヘリングボーン溝412
およびスパイラル状浅溝413が加工された回転軸40
1には、駆動用マグネット408を装着したヨーク40
9がフランジ406を介して固定され、更に回転多面鏡
407が搭載されている。回転軸401は、スリーブ4
02と係合し、スラスト受けは外筒405に装着された
固定板419にある圧電素子417または保持棒(文献
Cの第5図、図示せず)で停止状態のときは支持されて
いる。回転軸401の回転と共に、電磁石等の開閉によ
って保持棒が下がり、動圧軸受418が形成されたスラ
スト板416で回転軸401のスラストが支持される。
この文献Cで開示されたスピンドルモータは、有鉄心ス
テータ410を有し、スラスト受けは動圧軸受418が
形成されたスラスト板416で形成され、停止状態のと
きは回転軸401がスラスト板416のほかの保持棒で
支持されて構成されている。
Referring to FIG. 10, a herringbone groove 412 is provided.
Shaft 40 with spiral and shallow groove 413 machined
1 includes a yoke 40 to which a driving magnet 408 is attached.
9 is fixed via a flange 406, and a rotating polygon mirror 407 is further mounted. The rotating shaft 401 is a sleeve 4
02, and the thrust receiver is supported by a piezoelectric element 417 or a holding rod (not shown in FIG. 5 of Document C) on a fixed plate 419 mounted on the outer cylinder 405 when stopped. With the rotation of the rotating shaft 401, the holding rod is lowered by opening and closing the electromagnet and the like, and the thrust of the rotating shaft 401 is supported by the thrust plate 416 on which the dynamic pressure bearing 418 is formed.
The spindle motor disclosed in Document C has a cored stator 410, and a thrust receiver is formed by a thrust plate 416 on which a dynamic pressure bearing 418 is formed. It is configured to be supported by another holding rod.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述の各文献に開示さ
れている動圧軸受を用いたスピンドルモータにおいては
以下のような問題があった。先ず、文献Aでは、(1)
軸223はスラスト軸受け面223Dで受けられている
こと、モータステータ227が鉄基板250のためモー
タロータ226から強い吸引力が働き過大なスラスト荷
重となり、停止摩擦が増加して、環境温度が低いときは
停止状態からの起動が困難でそれを達成しようとすると
消費電力が増加して低消費電力が図れなくなる。(2)
モータステータ227が鉄基板250のため、モータロ
ータ226を高速回転させるときは鉄損が大きくなり電
気機械のエネルギー変換効率を高くできない。(3)ス
ラスト動圧軸受を、ジャーナル動圧軸受のほかに設ける
ので構造が複雑となり小形化が困難である。
The spindle motors using the dynamic pressure bearings disclosed in the above-mentioned documents have the following problems. First, in Document A, (1)
When the shaft 223 is received on the thrust bearing surface 223D, and the motor stator 227 has a strong suction force from the motor rotor 226 due to the iron substrate 250, an excessive thrust load is generated, and the stopping friction increases, and the environmental temperature is low. If it is difficult to start from the stop state and try to achieve it, power consumption increases and low power consumption cannot be achieved. (2)
Since the motor stator 227 is the iron substrate 250, when the motor rotor 226 is rotated at a high speed, the iron loss increases and the energy conversion efficiency of the electric machine cannot be increased. (3) Since the thrust dynamic pressure bearing is provided in addition to the journal dynamic pressure bearing, the structure is complicated and it is difficult to reduce the size.

【0008】また、文献Bでは、シャフト305が固定
され、スリーブ306が回転するので小形化ができる構
造であると説明されているが、(1)スラストを別体の
プッシュロット311で受けており、構造が複雑で小形
化は困難である。(2)凸極有鉄心ステータ304のた
めロータマグネット310との磁気エネルギーの回転角
依存性によって、いわゆるデテントトルクが発生しトル
クリップルが生じ、振動、騒音の要因となり回転精度が
出し難い。特に、低消費電力を図るために異方性高エネ
ルギー積磁石を用いる場合は、デテントトルクとトルク
リップルが大きくなる。(4)鉄損が生じ高い変換効率
が得られない。
In Document B, it is described that the shaft 305 is fixed and the sleeve 306 rotates, so that the structure can be downsized. (1) The thrust is received by a separate push lot 311. However, the structure is complicated and miniaturization is difficult. (2) Due to the rotation angle dependency of the magnetic energy with the rotor magnet 310 due to the salient pole core stator 304, a so-called detent torque is generated to cause torque ripple, which causes vibration and noise, and makes it difficult to obtain rotation accuracy. In particular, when an anisotropic high energy product magnet is used to achieve low power consumption, the detent torque and the torque ripple increase. (4) Iron loss occurs and high conversion efficiency cannot be obtained.

【0009】また、文献Cでは、(1)凸極有鉄心ステ
ータ410のため駆動用マグネット408との磁気エネ
ルギーの回転角依存性によって、いわゆるデテントトル
クが発生しトルクリップルが生じ、振動、騒音の原因と
なり回転精度が出し難い。特に、低消費電力を図るため
に異方性高エネルギー積磁石を用いる場合は、デテント
トルクとトルクリップルが大きくなる。(2)鉄損が生
じ高い変換効率が得られない。(3)停止時の回転軸4
01のスラストを受けるために特別に圧電体417また
は保持棒が必要であり構造が複雑で小形化ができない。
以上述べて来たことを踏まえて達成される本発明の目的
は、前述の従来例の欠点を除去して、構造簡単で低消費
電力が達成できてコスト/パホーマンスの優れた超小型
動圧軸受スピンドルモータの構成を提案するものであ
る。
In Document C, (1) the so-called detent torque is generated due to the rotation angle dependency of the magnetic energy with the driving magnet 408 for the salient-pole iron core stator 410, torque ripple is generated, and vibration and noise are reduced. This is the cause and it is difficult to obtain rotation accuracy. In particular, when an anisotropic high energy product magnet is used to achieve low power consumption, the detent torque and the torque ripple increase. (2) Iron loss occurs and high conversion efficiency cannot be obtained. (3) Rotating shaft 4 when stopped
In order to receive the thrust of 01, a special piezoelectric body 417 or a holding rod is required, so that the structure is complicated and the size cannot be reduced.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention, which has been achieved in view of the above, is to eliminate the above-mentioned disadvantages of the conventional example, to achieve an ultra-compact hydrodynamic bearing with a simple structure, low power consumption, and excellent cost / performance. This proposes a configuration of a spindle motor.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】課題を解決するためにな
された本発明の請求項1記載の超小型動圧軸受スピンド
ルモータの構成は、ハウジングに固定された回転軸と、
該回転軸と潤滑剤が充填されている空隙を介して回転自
在に係合するスリーブと、前記回転軸の外周部または前
記スリーブの内周部のいずれかにヘリングボーン溝が形
成された動圧軸受を有し、前記スリーブに保持された永
久磁石回転子が前記ハウジングに固定された複数群の電
機子駆動コイルと磁気的に係合するように配設されたス
ピンドルモータにおいて、磁性材料からなる回転軸の一
対の両端部に径大部を設け、該径大部と回転自在に係合
する円筒状の非磁性材料からなるスリーブの軸方向の中
央部外周に厚み方向に着磁されたリング状永久磁石を配
設し、前記永久磁石の上下面に、前記スリーブと嵌装す
るように軸方向に円筒状ヨークを有する一対の磁性材料
からなる円板状ヨークを設け、前記永久磁石と前記一対
の円板状ヨーク間に形成された空隙に複数群の電機子駆
動コイルををほぼ平行に配設して前記ハウジングに固定
して、前記リング状永久磁石の磁束が前記一対の円板状
ヨーク間に形成された空隙を有する磁気回路と、前記一
対の円筒状ヨークと回転軸とに形成された磁気回路とに
分流するように構成し、前記スリーブが軸方向に磁気的
に保持されたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an ultra-small hydrodynamic bearing spindle motor comprising: a rotating shaft fixed to a housing;
A sleeve rotatably engaged with the rotating shaft via a space filled with a lubricant, and a dynamic pressure having a herringbone groove formed on either an outer peripheral portion of the rotating shaft or an inner peripheral portion of the sleeve. A spindle motor having a bearing and arranged so that a permanent magnet rotor held by the sleeve is magnetically engaged with a plurality of armature drive coils fixed to the housing, the spindle motor being made of a magnetic material. A ring magnetized in the thickness direction on the outer periphery of the axial center part of a sleeve made of a cylindrical non-magnetic material rotatably engaged with the large diameter part, the large diameter part being provided at both ends of the rotating shaft. And a disk-shaped yoke made of a pair of magnetic materials having a cylindrical yoke in the axial direction so as to be fitted with the sleeve is provided on the upper and lower surfaces of the permanent magnet. Between a pair of disc-shaped yokes A plurality of groups of armature drive coils are arranged in substantially parallel to the formed gap and fixed to the housing, so that the magnetic flux of the ring-shaped permanent magnet forms a gap formed between the pair of disc-shaped yokes. And a magnetic circuit formed between the pair of cylindrical yokes and the rotating shaft. The sleeve is magnetically held in the axial direction.

【0011】課題を解決するためになされた本発明の請
求項2記載の超小型動圧軸受スピンドルモータの構成
は、ハウジングに固定された回転軸と、該回転軸と潤滑
剤が充填されている空隔を介して回転自在に係合するス
リーブと、前記回転軸の外周部または前記スリーブの内
周部のいずれかにヘリングボーン溝が形成された動圧軸
受を有し、前記スリーブに保持された永久磁石回転子が
前記ハウジングに固定された複数群の電機子駆動コイル
と磁気的に係合するように配設されたスピンドルモータ
において、磁性材料からなる回転軸の一対の両端部に径
大部を設け、該径大部と回転自在に係合する円筒状の非
磁性材料からなるスリーブの軸方向の中央部外周に厚み
方向に着磁されたリング状永久磁石を配設し、前記永久
磁石の上下面に、前記スリーブと嵌装するように軸方向
に円筒状ヨークを有する一対の磁性材料からなる円板状
ヨークを設け、前記円板状ヨークの対向する面に薄い円
板状の厚み方向に多極着磁された永久磁石を少なくとも
1個を装着し、該永久磁石と前記円板状ヨーク間に形成
された空隙に複数群の電機子駆動コイルををほぼ平行に
配設して前記ハウジングに固定して、前記リング状永久
磁石の磁束が前記一対の円筒状ヨークと回転軸とに形成
された磁気回路に形成されるように構成し、前記スリー
ブが軸方向に磁気的に保持されたたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an ultra-small dynamic bearing spindle motor comprising: a rotating shaft fixed to a housing; and the rotating shaft and a lubricant filled therein. A sleeve that rotatably engages through an air gap, and a dynamic pressure bearing in which a herringbone groove is formed in either the outer peripheral portion of the rotating shaft or the inner peripheral portion of the sleeve, and is held by the sleeve. A plurality of armature drive coils fixed to the housing, the permanent magnet rotor being magnetically engaged with a plurality of groups of armature drive coils. A ring-shaped permanent magnet that is magnetized in the thickness direction is disposed on the outer periphery of the central portion in the axial direction of a sleeve made of a cylindrical nonmagnetic material rotatably engaged with the large-diameter portion. Front and bottom of magnet A disk-shaped yoke made of a pair of magnetic materials having a cylindrical yoke in the axial direction so as to be fitted to the sleeve is provided, and a multi-pole magnetization is provided in a thin disk-shaped thickness direction on opposing surfaces of the disk-shaped yoke. At least one permanent magnet is mounted, and a plurality of groups of armature drive coils are arranged in parallel in a gap formed between the permanent magnet and the disk-shaped yoke and fixed to the housing. Wherein the magnetic flux of the ring-shaped permanent magnet is formed in a magnetic circuit formed by the pair of cylindrical yokes and a rotating shaft, and the sleeve is magnetically held in the axial direction. And

【0012】課題を解決するためになされた本発明の請
求項1または2における超小型動圧軸受スピンドルモー
タの構成は、更に前記複数群の電機子駆動コイルが、相
数に応じて配設され、複数個の円板状または扇型で各コ
イル辺が一磁極ピッチを有する2個以上のコイルで形成
され、前記複数群の電機子コイル相互間が相数に応じて
電気角で約90度または約120度に配設されて、前記
ハウジングに固定されたことを特徴とする。
In order to solve the problem, the structure of the ultra small hydrodynamic bearing spindle motor according to claim 1 or 2 of the present invention is further arranged such that the plurality of groups of armature drive coils are arranged according to the number of phases. A plurality of disc-shaped or sector-shaped coils each formed by two or more coils having one magnetic pole pitch, and the armature coils of the plurality of groups are arranged to have an electrical angle of about 90 degrees according to the number of phases. Alternatively, it is arranged at about 120 degrees and fixed to the housing.

【0013】課題を解決するためになされた本発明の請
求項3における超小型動圧軸受スピンドルモータの構成
は、更に前記複数群の電機子駆動コイルの導体部分が、
メッキまたはエッチングによって形成されたことを特徴
とする。
According to a third aspect of the present invention, which has been made to solve the problem, the structure of the microminiature dynamic bearing spindle motor further comprises:
It is characterized by being formed by plating or etching.

【0014】課題を解決するためになされた本発明の請
求項1または2における超小型動圧軸受スピンドルモー
タの構成は、更に前記回転軸と空隔を介して回転自在に
係合するスリーブとの間に磁性流体が充填されているこ
とを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided an ultra-small hydrodynamic bearing spindle motor having a sleeve and a sleeve rotatably engaged with the rotating shaft via an air gap. It is characterized in that a magnetic fluid is filled between them.

【0015】課題を解決するためになされた本発明の請
求項1または2における超小型動圧軸受スピンドルモー
タの構成は、更に前記リング状磁石または薄い円板状磁
石の最大エネルギー積が20MGOe以上望ましくは3
0MGOe以上で形成されたことを特徴とする。
In order to solve the problem, the structure of the ultra small hydrodynamic bearing spindle motor according to claim 1 or 2 of the present invention is further preferable that the ring-shaped magnet or the thin disk-shaped magnet has a maximum energy product of 20 MGOe or more. Is 3
It is characterized by being formed of 0MGOe or more.

【0016】課題を解決するためになされた本発明の請
求項1または2における超小型動圧軸受スピンドルモー
タの構成は、更に前記スリーブの上端部に回転負荷物体
を配設したこと特徴とする。
In order to solve the problem, the structure of the micro hydrodynamic bearing spindle motor according to claim 1 or 2 of the present invention is characterized in that a rotary load object is further disposed at the upper end of the sleeve.

【0017】課題を解決するためになされた本発明の請
求項1または2における超小型動圧軸受スピンドルモー
タの構成は、更に前記回転負荷物体が多面鏡であること
を特徴とする。
[0017] The structure of the ultra-compact hydrodynamic bearing spindle motor according to claim 1 or 2 of the present invention for solving the problems is further characterized in that the rotating load object is a polygon mirror.

【0018】課題を解決するためになされた本発明の請
求項1における超小型動圧軸受スピンドルモータの構成
は、更に前記円板状ヨークが、回転子の極対数に相当す
る複数個の扇型の、一磁極ピッチずつ間隔を設けて配設
された窓穴を有することを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a microminiature dynamic pressure bearing spindle motor according to the present invention, wherein the disk-shaped yoke has a plurality of sector shapes corresponding to the number of pole pairs of a rotor. In this case, there is provided a window hole provided at intervals of one magnetic pole pitch.

【0019】課題を解決するためになされた本発明の請
求項1における超小型動圧軸受スピンドルモータの構成
は、更に前記円板状ヨークの扇型の窓穴が、ほぼ直径方
向に延長された直線部と、前記円板状ヨークの外周に沿
った内周部と、前記リング状永久磁石の外周部に沿った
内周部とで形成されたことを特徴とする。
In order to solve the problem, in the configuration of the ultra-small dynamic bearing spindle motor according to claim 1 of the present invention, the fan-shaped window hole of the disc-shaped yoke is extended substantially in the diameter direction. It is characterized by being formed of a straight portion, an inner peripheral portion along the outer periphery of the disk-shaped yoke, and an inner peripheral portion along the outer periphery of the ring-shaped permanent magnet.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づいて説明する。各図面において、図1は、
本発明の超小型動圧軸受スピンドルモータの第1の実施
例の要部断面図である。図2は、図1の本発明の超小型
動圧軸受スピンドルモータの上面図である。図3は、図
2の円板状上ヨークの詳細上面図である。図4は、図3
のAーA線断面図である。図5は、本発明の超小型動圧
軸受スピンドルモータの他の動圧軸受構造である。図6
は、本発明の超小型動圧軸受スピンドルモータの第2の
実施例の要部断面図である。図7は、本発明の超小型動
圧軸受スピンドルモータの他の電機子駆動コイルの構成
図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing, FIG.
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a first embodiment of a micro hydrodynamic bearing spindle motor according to the present invention. FIG. 2 is a top view of the micro hydrodynamic bearing spindle motor of the present invention shown in FIG. FIG. 3 is a detailed top view of the disc-shaped upper yoke of FIG. FIG. 4 shows FIG.
3 is a sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 5 shows another dynamic pressure bearing structure of the microminiature dynamic bearing spindle motor of the present invention. FIG.
FIG. 4 is a sectional view of a main part of a second embodiment of the microminiature dynamic bearing spindle motor of the present invention. FIG. 7 is a configuration diagram of another armature drive coil of the microminiature dynamic bearing spindle motor of the present invention.

【0021】図1、図2において、磁性材料からなる回
転軸101の両端部は径大部101aが形成され、径大
部101aにはヘリカル溝またはヘリングボーン溝11
0aがエッチング、機械加工等によって加工され回転軸
101の一端はハウジング106にカシメ等で固定され
ている。回転軸101には、回転に伴って発生する潤滑
剤等に含まれている空気泡を抜くための空気孔101b
が回転軸101の中心と側面との間に設けられている
が、スリーブ102の内周の軸方向に設けてもよい。径
大部101aとは空隙114を介して係合する回転自在
に形成され挿入された非磁性材料からなり先端部に中空
円板状のシール板111を配設したスリーブ102が設
けられる。前述のスリーブ102は非磁性ステンレス材
またはアルミナ等のセラミックスで形成してもよい。回
転子100は、スリーブ102の軸方向の中央部外周に
厚み方向に着磁されたリング状永久磁石105を配設
し、リング状永久磁石105の上下面に、スリーブ10
2と嵌装するように軸方向に延長された円筒状上、下ヨ
ーク103a、104aを有する一対の磁性材料からな
る円板状上ヨーク103、円板状下ヨーク104が設け
らて構成される。リング状永久磁石105と前記一対の
円板状上、下ヨーク103、104間に形成された空隙
に、サポート板112aに固定された複数群の電機子駆
動コイルである第1のコイル群107、第2のコイル群
108は平行に配設されてハウジング106にコイルサ
ポート112によって支持されハウジング106に固定
される。サポート板112aは、合成樹脂または導電性
の低い金属例えばMg合金でもよく、薄いリング状また
は複数群の電機子駆動コイルに合わせて分割されてもよ
い。第1のコイル群107および第2のコイル群108
は、夫々円板状に巻線されたコイル107a、107b
および108a、108bから形成される。また、コイ
ル107a、107bおよび108a 、108bの形
状は扇型でもよく、巻線によらないメッキまたはエッチ
ングで形成されたものでもよい。リング状永久磁石10
5の磁束が前記一対の円板状上、下ヨーク103、10
4に形成された空隙を有する第1の磁気回路120と、
一対の円筒状上、下ヨーク103a、104aとに形成
された第2の磁気回路121と更に第2の磁気回路12
1から枝別れしてリング状永久磁石105の磁束が一対
の円筒状上、下ヨーク103a、104aとシールド板
111、空隙114を介して回転軸101との間に形成
される第3の磁気回路122とに分流するように構成さ
れる。回転子100の駆動力は、第1の磁気回路120
で形成される。スリーブ102は、回転軸101の径大
部101aとの間で形成される第2の磁気回路121の
磁気エネルギーが最小になるように軸方向に磁気的に保
持される。シール板111は、第3の磁気回路122に
よって、潤滑材として磁性流体を用いたとき磁性流体潤
滑剤の上面への流出を磁気的に保持して防止する。リン
グ状永久磁石105のエネルギー積は、異方性希土類N
dFeBボンド磁石なら20MGOe、異方性希土類N
dFeB焼結磁石なら50MGOeに達し実用に供され
ている。本実施例においては、20MGOe以上あれば
十分実用に供することができるが、30MGOe以上の
永久磁石であれば更に一層の低消費電力化等の効果を得
ることができる。また、スリーブ102の上端部には回
転負荷物体として多面鏡109が搭載されている。
1 and 2, large-diameter portions 101a are formed at both ends of a rotating shaft 101 made of a magnetic material, and helical grooves or herringbone grooves 11 are formed in the large-diameter portions 101a.
Oa is processed by etching, machining, or the like, and one end of the rotating shaft 101 is fixed to the housing 106 by caulking or the like. The rotary shaft 101 has an air hole 101b for removing air bubbles contained in a lubricant or the like generated with the rotation.
Is provided between the center and the side surface of the rotating shaft 101, but may be provided in the axial direction of the inner periphery of the sleeve 102. The large-diameter portion 101a is provided with a sleeve 102 formed of a rotatable and inserted nonmagnetic material engaged with a gap 114 through a gap 114 and provided with a hollow disk-shaped seal plate 111 at the end. The above-mentioned sleeve 102 may be formed of a non-magnetic stainless steel or a ceramic such as alumina. The rotor 100 has a ring-shaped permanent magnet 105 magnetized in the thickness direction on the outer periphery of a central portion of the sleeve 102 in the axial direction.
2, a disk-shaped upper yoke 103 and a disk-shaped lower yoke 104 made of a pair of magnetic materials having a cylindrical upper and lower yokes 103a and 104a extended in the axial direction so as to be fitted. . A first coil group 107 which is a plurality of groups of armature drive coils fixed to the support plate 112a in a gap formed between the ring-shaped permanent magnet 105 and the pair of disk-shaped upper and lower yokes 103 and 104; The second coil group 108 is arranged in parallel, supported by the coil support 112 on the housing 106, and fixed to the housing 106. The support plate 112a may be made of a synthetic resin or a metal having low conductivity, for example, a Mg alloy, and may be divided into a thin ring shape or a plurality of groups of armature drive coils. First coil group 107 and second coil group 108
Are coils 107a and 107b wound in a disk shape, respectively.
And 108a, 108b. Further, the shapes of the coils 107a and 107b and 108a and 108b may be fan-shaped, or may be formed by plating or etching without using windings. Ring permanent magnet 10
The magnetic flux of 5 is applied to the pair of disc-shaped upper and lower yokes 103, 10
A first magnetic circuit 120 having an air gap formed in 4;
A second magnetic circuit 121 formed on a pair of cylindrical upper and lower yokes 103a and 104a, and a second magnetic circuit 12
A third magnetic circuit is formed in which the magnetic flux of the ring-shaped permanent magnet 105 branches off from the first and the rotating shaft 101 via the pair of cylindrical upper and lower yokes 103a, 104a, the shield plate 111, and the gap 114. 122. The driving force of the rotor 100 is controlled by the first magnetic circuit 120.
Is formed. The sleeve 102 is magnetically held in the axial direction so that the magnetic energy of the second magnetic circuit 121 formed between the sleeve 102 and the large-diameter portion 101a of the rotary shaft 101 is minimized. The seal plate 111 magnetically holds and prevents the outflow of the magnetic fluid lubricant to the upper surface when the magnetic fluid is used as the lubricant by the third magnetic circuit 122. The energy product of the ring-shaped permanent magnet 105 is anisotropic rare earth N
20MGOe for dFeB bonded magnet, anisotropic rare earth N
A dFeB sintered magnet has reached 50 MGOe and is in practical use. In the present embodiment, if the magnet is 20 MGOe or more, it can be sufficiently used practically. However, if the permanent magnet is 30 MGOe or more, the effect of further reducing power consumption can be obtained. A polygon mirror 109 is mounted on the upper end of the sleeve 102 as a rotating load object.

【0022】図1、図2について、更に詳細に説明す
る。本発明の回転子100は、円板状上ヨーク103
と、円板状下ヨーク104を上下対向させたほぼ同一の
形状で構成される。従って、以下では、円板状上ヨーク
103について説明する。円板状上ヨーク103は、扇
型に窓抜きされた上ヨーク窓103bと、相隣れる上ヨ
ーク窓枠103cとで構成される。上ヨーク窓枠103
cは同一極性の磁極を形成し、ほぼ直径方向に延長され
た直線部103eと、前記円板状上ヨーク103の外周
に沿った内周部103f、前記リング状永久磁石105
の外周部105aに沿った内周部とで形成され、また上
ヨーク窓103bは同一極性の異磁極性磁極が省略され
ている。即ち、相隣れる上ヨーク窓枠103cがN極な
らば、窓抜きされた上ヨーク窓103bはS極が省略さ
れたことになる。図2では、回転子100は8磁極構成
であるが、これに限定されるものではない。上ヨーク窓
枠103cは機械的強度を得るためにヨークリング10
3dで接続されているが機械的強度が十分ならばヨーク
リング103dは削除してもよい。第1のコイル群10
7を形成するコイル107a、107bは、全体の外形
がほぼ1磁極ピッチ、即ち電機角180度(機械角=1
80/4=45度)になるように各コイル辺107a
1、107a2および107b1、107b2が形成さ
れる。同様に第2のコイル群108を形成するコイル1
08a、108bは、全体の外形がほぼ1磁極ピッチ、
即ち電機角180度(機械角=180/4=45度)に
なるように各コイル辺108a1、108a2および1
08b1、108b2が形成される。そして、第1のコ
イル群107と、第2のコイル群108とは電気角で9
0度(機械角=90/4=22.5度)離れる用に配設
される。本発明実施例では、8磁極、2相モータとして
構成されているが、これに限定されず例えば3相モータ
としてコイル数、コイル配置を選択してもよい。この場
合は、駆動制御方式の仕様によって、サポート板112
aにはホール素子を配設して、全波または半波駆動とし
てよく、またホール素子を設けずセンサレス駆動制御と
してもよい。
1 and 2 will be described in more detail. The rotor 100 of the present invention includes a disc-shaped upper yoke 103
And the disk-shaped lower yoke 104 is configured to have substantially the same shape in which the lower yoke 104 is vertically opposed. Therefore, the disc-shaped upper yoke 103 will be described below. The disc-shaped upper yoke 103 is composed of an upper yoke window 103b which is opened in a fan shape and an adjacent upper yoke window frame 103c. Upper yoke window frame 103
c denotes a magnetic pole having the same polarity, a linear portion 103e extending substantially in the diameter direction, an inner peripheral portion 103f along the outer periphery of the disk-shaped upper yoke 103, and the ring-shaped permanent magnet 105.
And the inner peripheral portion along the outer peripheral portion 105a, and the upper yoke window 103b does not have the different polarity magnetic poles of the same polarity. That is, if the adjacent upper yoke window frame 103c has the N pole, the S y pole is omitted from the opened upper yoke window 103b. In FIG. 2, the rotor 100 has an eight-pole configuration, but is not limited thereto. The upper yoke window frame 103c is provided with a yoke ring 10 to obtain mechanical strength.
Although connected by 3d, the yoke ring 103d may be omitted if the mechanical strength is sufficient. First coil group 10
7, the coils 107a and 107b have an overall outer shape of substantially one magnetic pole pitch, that is, an electric angle of 180 degrees (mechanical angle = 1).
80/4 = 45 degrees).
1, 107a2 and 107b1, 107b2 are formed. Similarly, the coil 1 forming the second coil group 108
08a and 108b have an overall outer shape of approximately one magnetic pole pitch,
That is, each of the coil sides 108a1, 108a2 and 1 is set so that the electric angle becomes 180 degrees (mechanical angle = 180/4 = 45 degrees).
08b1 and 108b2 are formed. The first coil group 107 and the second coil group 108 have an electrical angle of 9
It is arranged so as to be separated by 0 degrees (mechanical angle = 90/4 = 22.5 degrees). In the embodiment of the present invention, the motor is configured as an eight-pole, two-phase motor. However, the present invention is not limited to this. In this case, depending on the specifications of the drive control method, the support plate 112
A may be provided with a Hall element to perform full-wave or half-wave drive, or sensorless drive control without providing a Hall element.

【0023】図3、図4において、円板状上ヨーク10
3の上ヨーク窓枠103cは、円板状下ヨーク104の
下ヨーク窓枠104c(図省略)と対向している磁極
に、段差103c1を設けて空隙を狭めることによって
磁気回路の能率を向上させる構成としたものである。
3 and 4, the disc-shaped upper yoke 10
The upper yoke window frame 103c improves the efficiency of the magnetic circuit by providing a step 103c1 at the magnetic pole facing the lower yoke window frame 104c (not shown) of the disc-shaped lower yoke 104 to narrow the gap. It is configured.

【0024】図5は、ヘリングボーン溝115をスリー
ブ102の両端部側の内周に形成したものであり、回転
軸101には当然ヘリングボーン溝は形成しない構成
で、その他の構成は図1と同様なので、重複した説明は
省略する。
FIG. 5 shows that the herringbone groove 115 is formed on the inner periphery at both ends of the sleeve 102. The rotating shaft 101 is of course without the herringbone groove, and the other structures are the same as those of FIG. Since they are the same, duplicate description is omitted.

【0025】図6において、回転子200は円板状上、
下ヨーク103、104の対向する面に薄い円板状の厚
み方向に多極着磁された薄膜多極永久磁石116を少な
くとも1個を装着して構成するものである。この場合、
円板状ヨークは図示しないが窓抜きする必要はない。薄
膜多極永久磁石116は、希土類磁石例えばNdFeB
磁石をスパッタリング、機械加工等で30〜500μm
に形成される。薄膜多極永久磁石116は、例えば高ト
ルクが必要な製品の仕様のよっては円板状上、下ヨーク
103、104の対向する両面に一対装着されてもよ
く、回転子200を駆動する磁気回路123を形成す
る。リング状永久磁石105は、潤滑剤113を保持す
るだけでよく薄肉でよく、磁気回路124を形成する。
ヘリングボーン溝115がスリーブ102の両端の内周
部に形成され、このスリーブ102は空隙114に注入
されている潤滑剤113を介して回転軸101の径大部
101aと係合する。
In FIG. 6, the rotor 200 has a disk shape.
At least one thin-film multi-pole permanent magnet 116 multi-polarized in the thickness direction of a thin disk is mounted on the opposing surfaces of the lower yokes 103 and 104. in this case,
Although the disk-shaped yoke is not shown, it is not necessary to open a window. The thin-film multipole permanent magnet 116 is made of a rare earth magnet such as NdFeB.
Sputtering, machining, etc. magnets 30 to 500 μm
Formed. The thin-film multipole permanent magnets 116 may be mounted in a pair on a disk-shaped upper surface and a lower surface of the lower yokes 103 and 104, for example, depending on the specification of a product requiring a high torque. 123 is formed. The ring-shaped permanent magnet 105 only needs to hold the lubricant 113 and may be thin, and forms the magnetic circuit 124.
Herringbone grooves 115 are formed in the inner peripheral portions at both ends of the sleeve 102, and the sleeve 102 engages with the large-diameter portion 101 a of the rotating shaft 101 via the lubricant 113 injected into the gap 114.

【0026】図7は、3相コイルの配置を示すもので、
3相コイル群117、3相コイル群118、3相コイル
群119は電気角120度でリング状のサポート板11
2a上に配設される。陽極処理したアルミ材または樹脂
等で形成されたサポート板112aは薄板中空円板で一
体成型されてもよく、また複数個に分割形成されてもよ
い。若しも一体成型されたサポート板112aを用いる
なら、回転子100を組み立てるときに、円板状上、下
ヨーク103、104の空隙に挟むようにすればよい。
各コイル117a、117b、118a、118b、1
19a、119bの関係は既に説明した内容と同様なの
で省略する。
FIG. 7 shows an arrangement of three-phase coils.
The three-phase coil group 117, the three-phase coil group 118, and the three-phase coil group 119 have a ring-shaped support plate 11 having an electrical angle of 120 degrees.
2a. The support plate 112a formed of anodized aluminum material or resin may be integrally formed of a thin hollow disk, or may be divided into a plurality of pieces. If the integrally formed support plate 112a is used, the rotor 100 may be inserted between the disc-shaped upper and lower yokes 103 and 104 when the rotor 100 is assembled.
Each coil 117a, 117b, 118a, 118b, 1
The relationship between 19a and 119b is the same as the content already described, and a description thereof will be omitted.

【0027】上述の本発明の説明では、潤滑剤として磁
性流体を用いることを中心にしてきたが、通常の潤滑剤
を用いる場合でも、本発明の超小型動圧軸受スピンドル
モータに適用することができる。図1、図5、図6でシ
ール板111の内面に撥油剤を塗布するならば通常の潤
滑剤を用いることができる。
In the above description of the present invention, magnetic fluid has been mainly used as a lubricant. However, even when a normal lubricant is used, the present invention can be applied to the microminiature dynamic bearing spindle motor of the present invention. it can. 1, 5 and 6, if an oil repellent is applied to the inner surface of the seal plate 111, a normal lubricant can be used.

【0028】図1、図2から分かるように、本発明の第
1の超小型動圧軸受スピンドルモータは、電機子駆動コ
イルが空芯コイルなので、デテントトルクが生じず、回
転ムラの要因が排除されている。また、リング状永久磁
石105のみで、共通の磁気回路、即ちスピンドルモー
タを駆動するための回転子100の第1の磁気回路12
0と、円筒状上、下ヨーク103a、104aと回転軸
101の径大部101aで第2の磁気回路121が形成
されるので、その磁気エネルギーの軸方向の変分によっ
て生じる力でスリーブ102の軸方向が保持され、回転
子100が前述の説明から分かるように軽量に構成でき
ることも作用してスラスト軸受けが不要である。
As can be seen from FIGS. 1 and 2, in the first microminiature dynamic bearing spindle motor of the present invention, since the armature drive coil is an air-core coil, no detent torque is generated, and the cause of uneven rotation is eliminated. Have been. Further, a common magnetic circuit, that is, the first magnetic circuit 12 of the rotor 100 for driving the spindle motor only by the ring-shaped permanent magnet 105 is used.
0, the cylindrical upper and lower yokes 103a and 104a, and the large-diameter portion 101a of the rotating shaft 101 form the second magnetic circuit 121. The axial direction is maintained, and the rotor 100 can be configured to be lightweight as understood from the above description, so that the thrust bearing is unnecessary.

【0029】図6から、本発明の第2の超小型動圧軸受
スピンドルモータは、電機子駆動コイルが空芯コイルな
ので、デテントトルクが生じず、回転ムラの要因が排除
されている。また、リング状永久磁石105と回転子2
00は薄膜多極磁石116を用いているのみで、スピン
ドルモータを駆動するための回転子200の磁気回路1
23と、円筒状上ヨーク103a、円筒状下ヨーク10
4aと回転軸101の径大部101aで磁気回路124
が形成されるので、その磁気エネルギーの軸方向の変分
によって生じる力でスリーブ102の軸方向が保持さ
れ、回転子200が前述の説明から分かるように軽量に
構成できることも作用してスラスト軸受けが不要であ
る。
FIG. 6 shows that the second microminiature dynamic bearing spindle motor according to the present invention has no armature driving coil, and therefore has no detent torque and eliminates the cause of rotational unevenness. Further, the ring-shaped permanent magnet 105 and the rotor 2
A magnetic circuit 1 of the rotor 200 for driving the spindle motor only uses the thin-film multipole magnet 116.
23, cylindrical upper yoke 103a, cylindrical lower yoke 10
4a and the large-diameter portion 101a of the rotating shaft 101, the magnetic circuit 124
Is formed, the axial direction of the sleeve 102 is held by the force generated by the axial variation of the magnetic energy, and the rotor 200 can be configured to be lightweight as understood from the above description. Not required.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、動圧軸受を用いたスピ
ンドルモータの構造が簡単でスラスト軸受けが不要であ
り、直径20mm以下で厚み10mm以下の超小型動圧
軸受スピンドルモータが実現できる。例えば、回転軸直
径を1〜2mm、回転子外径を10〜20mm、全体の
厚みを2〜10mm以下に構成することができる。
According to the present invention, an ultra-small dynamic bearing spindle motor having a diameter of 20 mm or less and a thickness of 10 mm or less can be realized since the structure of the spindle motor using the dynamic pressure bearing is simple and no thrust bearing is required. For example, the diameter of the rotating shaft may be 1 to 2 mm, the outer diameter of the rotor may be 10 to 20 mm, and the overall thickness may be 2 to 10 mm or less.

【0031】また、本発明によれば、電機子駆動コイル
は空芯であるからデテントトルクがなくトルクリップル
が小さく回転ムラは生ぜず鉄損もなく低消費電力で回転
精度の高い超小型動圧軸受スピンドルモータが実現でき
る。
According to the present invention, since the armature drive coil is air-core, there is no detent torque, little torque ripple, no rotation unevenness, no iron loss, low power consumption, and ultra-small dynamic pressure with high rotation accuracy. A bearing spindle motor can be realized.

【0032】また、本発明によれば、高エネルギー積の
例えば20MGOe以上望ましくは30MGOe以上の
永久磁石を少量用いて大幅にトルク定数を増加させて低
消費電力化を図り、モータのコスト/パホーマンスを向
上させることができる。
Further, according to the present invention, a small amount of a permanent magnet having a high energy product of, for example, 20 MGOe or more, desirably 30 MGOe or more is used, and the torque constant is greatly increased to reduce the power consumption, thereby reducing the cost / performance of the motor. Can be improved.

【0033】また、本発明によれば、超小型イメージス
キャナ、超小型ロータリー記憶装置等に用いて効果的で
ある。
Further, according to the present invention, the present invention is effective for use in a micro image scanner, a micro rotary storage device and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の超小型動圧軸受スピンドルモータの第
1の実施例の要部断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a first embodiment of a micro hydrodynamic bearing spindle motor according to the present invention.

【図2】図1の本発明の超小型動圧軸受スピンドルモー
タの上面図である。
FIG. 2 is a top view of the micro hydrodynamic bearing spindle motor of the present invention shown in FIG. 1;

【図3】図2の円板状上ヨークの詳細上面図である。FIG. 3 is a detailed top view of the disc-shaped upper yoke of FIG. 2;

【図4】図3のAーA線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG. 3;

【図5】本発明の超小型動圧軸受スピンドルモータの他
の動圧軸受構造である。
FIG. 5 is another dynamic pressure bearing structure of the microminiature dynamic bearing spindle motor of the present invention.

【図6】本発明の超小型動圧軸受スピンドルモータの第
2の実施例の要部断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a main part of a second embodiment of a microminiature dynamic bearing spindle motor according to the present invention.

【図7】本発明の超小型動圧軸受スピンドルモータの他
の電機子駆動コイルの構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of another armature drive coil of the micro hydrodynamic bearing spindle motor of the present invention.

【図8】特開昭62ー270816号公報(文献A)の
第1図に相当する動圧軸受を用いたスピンドルモータの
概略図である。
FIG. 8 is a schematic diagram of a spindle motor using a dynamic pressure bearing corresponding to FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-270816 (Document A).

【図9】特開平8ー16381号公報(文献B)の図1
に相当する動圧軸受を用いたスピンドルモータの概略図
である。
FIG. 9 of JP-A-8-16381 (Document B)
FIG. 2 is a schematic view of a spindle motor using a dynamic pressure bearing corresponding to FIG.

【図10】特開平4ー69404号公報(文献C)の第
1図に相当する動圧軸受を用いたスピンドルモータの概
略図である。
FIG. 10 is a schematic diagram of a spindle motor using a dynamic pressure bearing corresponding to FIG. 1 of JP-A-4-69404 (Document C).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 回転子 101 回転軸 101a 径大部 101b 空気孔 102 スリーブ 103 円板状上ヨーク 103a 円筒状上ヨーク 104 円板状下ヨーク 104a 円筒状下ヨーク 105 リング状永久磁石 106 ハウジング 107 第1のコイル群 108 第2のコイル群 109 多面鏡 110a ヘリングボーン溝 111 シール板 112 コイルサポート 113 潤滑剤 114 空隙 120 第1の磁気回路 121 第2の磁気回路 122 第3の磁気回路 REFERENCE SIGNS LIST 100 Rotor 101 Rotating shaft 101a Large diameter portion 101b Air hole 102 Sleeve 103 Disc-shaped upper yoke 103a Cylindrical upper yoke 104 Disc-shaped lower yoke 104a Cylindrical lower yoke 105 Ring-shaped permanent magnet 106 Housing 107 First coil group 108 second coil group 109 polygon mirror 110a herringbone groove 111 seal plate 112 coil support 113 lubricant 114 air gap 120 first magnetic circuit 121 second magnetic circuit 122 third magnetic circuit

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // F16C 17/02 F16C 17/02 A Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI // F16C 17/02 F16C 17/02 A

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハウジングに固定された回転軸と、該回
転軸と潤滑剤が充填されている空隔を介して回転自在に
係合するスリーブと、前記回転軸の外周部または前記ス
リーブの内周部のいずれかにヘリングボーン溝が形成さ
れた動圧軸受を有し、前記スリーブに保持された永久磁
石回転子が前記ハウジングに固定された複数群の電機子
駆動コイルと磁気的に係合するように配設されたスピン
ドルモータにおいて、磁性材料からなる回転軸の一対の
両端部に径大部を設け、該径大部と回転自在に係合する
円筒状の非磁性材料からなるスリーブの軸方向の中央部
外周に厚み方向に着磁されたリング状永久磁石を配設
し、前記永久磁石の上下面に、前記スリーブと嵌装する
ように軸方向に円筒状ヨークを有する一対の磁性材料か
らなる円板状ヨークを設け、前記永久磁石と前記一対の
円板状ヨーク間に形成された空隙に複数群の電機子駆動
コイルををほぼ平行に配設して前記ハウジングに固定し
て、前記リング状永久磁石の磁束が前記一対の円板状ヨ
ーク間に形成された空隙を有する磁気回路と、前記一対
の円筒状ヨークと前記空隙を介して回転軸とに形成され
た磁気回路とに分流するように構成し、前記スリーブが
軸方向に磁気的に保持されたことを特徴とする超小型動
圧軸受スピンドルモータ。
1. A rotary shaft fixed to a housing, a sleeve rotatably engaged with the rotary shaft via a space filled with a lubricant, and an outer peripheral portion of the rotary shaft or an inner portion of the sleeve. A permanent magnet rotor held by the sleeve is magnetically engaged with a plurality of groups of armature drive coils fixed to the housing; In the spindle motor arranged so as to be provided, a large diameter portion is provided at both ends of a pair of rotating shafts made of a magnetic material, and a cylindrical sleeve made of a non-magnetic material rotatably engaged with the large diameter portion. A ring-shaped permanent magnet magnetized in the thickness direction is disposed on the outer periphery of the central portion in the axial direction, and a pair of magnets having a cylindrical yoke in the axial direction to be fitted to the sleeve on the upper and lower surfaces of the permanent magnet. A disk-shaped yoke made of material A plurality of groups of armature drive coils are disposed substantially in parallel in a gap formed between the permanent magnet and the pair of disk-shaped yokes and fixed to the housing, and a magnetic flux of the ring-shaped permanent magnet is provided. A magnetic circuit having a gap formed between the pair of disk-shaped yokes, and a magnetic circuit formed on a rotating shaft through the pair of cylindrical yokes and the gap are configured to diverge into a magnetic circuit, An ultra-compact hydrodynamic bearing spindle motor, wherein the sleeve is magnetically held in the axial direction.
【請求項2】 ハウジングに固定された回転軸と、該回
転軸と潤滑剤が充填されている空隔を介して回転自在に
係合するスリーブと、前記回転軸の外周部または前記ス
リーブの内周部のいずれかにヘリングボーン溝が形成さ
れた動圧軸受を有し、前記スリーブに保持された永久磁
石回転子が前記ハウジングに固定された複数群の電機子
駆動コイルと磁気的に係合するように配設されたスピン
ドルモータにおいて、磁性材料からなる回転軸の一対の
両端部に径大部を設け、該径大部と回転自在に係合する
円筒状の非磁性材料からなるスリーブの軸方向の中央部
外周に厚み方向に着磁されたリング状永久磁石を配設
し、前記永久磁石の上下面に、前記スリーブと嵌装する
ように軸方向に円筒状ヨークを有する一対の磁性材料か
らなる円板状ヨークを設け、前記円板状ヨークの対向す
る面に薄い円板状の厚み方向に多極着磁された永久磁石
を少なくとも1個を装着し、該永久磁石と前記円板状ヨ
ーク間に形成された空隙に複数群の電機子駆動コイルを
をほぼ平行に配設して前記ハウジングに固定して、前記
リング状永久磁石の磁束が前記一対の円筒状ヨークと回
転軸とに形成された磁気回路に形成されるように構成
し、前記スリーブが軸方向に磁気的に保持されたたこと
を特徴とする超小型動圧軸受スピンドルモータ。
2. A rotating shaft fixed to a housing, a sleeve rotatably engaged with the rotating shaft via a space filled with a lubricant, and an outer peripheral portion of the rotating shaft or an inner portion of the sleeve. A permanent magnet rotor held by the sleeve is magnetically engaged with a plurality of groups of armature drive coils fixed to the housing; In the spindle motor arranged so as to be provided, a large diameter portion is provided at both ends of a pair of rotating shafts made of a magnetic material, and a cylindrical sleeve made of a non-magnetic material rotatably engaged with the large diameter portion. A ring-shaped permanent magnet magnetized in the thickness direction is disposed on the outer periphery of the central portion in the axial direction, and a pair of magnets having a cylindrical yoke in the axial direction to be fitted to the sleeve on the upper and lower surfaces of the permanent magnet. A disk-shaped yoke made of material At least one permanent magnet that is multipolarly magnetized in the thickness direction of a thin disk is mounted on opposing surfaces of the disk-shaped yoke, and is formed between the permanent magnet and the disk-shaped yoke. A plurality of armature drive coils are arranged in parallel in the air gap and fixed to the housing, and the magnetic flux of the ring-shaped permanent magnet is applied to a magnetic circuit formed on the pair of cylindrical yokes and the rotating shaft. An ultra-small hydrodynamic bearing spindle motor configured to be formed, wherein the sleeve is magnetically held in the axial direction.
【請求項3】 前記複数群の電機子駆動コイルは、相数
に応じて配設され、複数個の円板状または扇型で各コイ
ル辺が一磁極ピッチを有する2個以上のコイルで形成さ
れ、更に前記複数群の電機子コイル相互間は相数に応じ
て電気角で約90度または約120度に配設され、前記
ハウジングに固定されたことを特徴とする請求項1また
は2に記載の超小型動圧軸受スピンドルモータ。
3. The plurality of armature drive coils are arranged in accordance with the number of phases, and are formed of a plurality of disc-shaped or sector-shaped two or more coils each coil side of which has one pole pitch. 3. The method according to claim 1, wherein the armature coils of the plurality of groups are arranged at an electrical angle of about 90 degrees or about 120 degrees according to the number of phases, and are fixed to the housing. The ultra-small hydrodynamic bearing spindle motor as described.
【請求項4】 前記複数群の電機子駆動コイルの導体部
分が、メッキまたはエッチングによって形成されたこと
を特徴とする請求項3に記載の超小型動圧軸受スピンド
ルモータ。
4. The micro hydrodynamic bearing spindle motor according to claim 3, wherein the conductor portions of the plurality of groups of armature drive coils are formed by plating or etching.
【請求項5】 前記回転軸と空隔を介して回転自在に係
合するスリーブとの間に磁性流体が充填されていること
を特徴とする請求項1または2に記載の超小型動圧軸受
スピンドルモータ。
5. The microminiature dynamic pressure bearing according to claim 1, wherein a magnetic fluid is filled between the rotary shaft and a sleeve rotatably engaged with a gap. Spindle motor.
【請求項6】 前記リング状永久磁石または薄い円板状
永久磁石の最大エネルギー積が20MGOe以上望まし
くは30MGOe以上で形成されたことを特徴とする請
求項1または2に記載の超小型動圧軸受スピンドルモー
タ。
6. The micro hydrodynamic bearing according to claim 1, wherein a maximum energy product of the ring-shaped permanent magnet or the thin disk-shaped permanent magnet is formed in a range of 20 MGOe or more, preferably 30 MGOe or more. Spindle motor.
【請求項7】 前記スリーブの上端部に回転負荷物体を
配設したこと特徴とする請求項1または2に記載の超小
型動圧軸受スピンドルモータ。
7. The microminiature hydrodynamic bearing spindle motor according to claim 1, wherein a rotating load object is disposed on an upper end of the sleeve.
【請求項8】 前記回転負荷物体が多面鏡であることを
特徴とする請求項1または2に記載の超小型動圧軸受ス
ピンドルモータ。
8. The micro hydrodynamic bearing spindle motor according to claim 1, wherein the rotating load object is a polygon mirror.
【請求項9】 前記円板状ヨークは、回転子の極対数に
相当する複数個の扇型の、一磁極ピッチずつ間隔を設け
て配設された窓穴を有することを特徴とする請求項1に
記載の超小型動圧軸受スピンドルモータ。
9. The disk-shaped yoke has a plurality of fan-shaped window holes corresponding to the number of pole pairs of the rotor and arranged at intervals of one magnetic pole pitch. 2. The microminiature dynamic pressure bearing spindle motor according to 1.
【請求項10】 前記円板状ヨークの扇型の窓穴が、ほ
ぼ直径方向に延長された直線部と、前記円板状ヨークの
外周に沿った内周部と、前記リング状永久磁石の外周部
に沿った内周部とで形成されたことを特徴とする請求項
9に記載の超小型動圧軸受スピンドルモータ。
10. The disk-shaped yoke has a fan-shaped window hole formed in a substantially diametrically extending linear portion, an inner peripheral portion along an outer periphery of the disk-shaped yoke, and a ring-shaped permanent magnet. The ultra-small hydrodynamic bearing spindle motor according to claim 9, wherein the spindle motor is formed by an inner peripheral portion along an outer peripheral portion.
【請求項11】 前記一磁極ピッチずつ間隔を設けて配
設された窓穴と相隣れるヨーク枠が、前記一対の円板状
ヨーク間の空隙が狭まるように段差を形成して対向する
ように配設したことを特徴とする請求項9または10に
記載の超小型動圧軸受スピンドルモータ。
11. A yoke frame adjacent to a window hole disposed at intervals of one magnetic pole pitch and facing each other with a step formed so as to narrow a gap between the pair of disk-shaped yokes. 11. The micro hydrodynamic bearing spindle motor according to claim 9, wherein the spindle motor is disposed on a spindle motor.
JP10103528A 1998-03-30 1998-03-30 Subminiature dynamic pressure bearing spindle motor Pending JPH11285201A (en)

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JP (1) JPH11285201A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020045670A (en) * 2000-12-09 2002-06-20 이형도 Spindle motor
JP2009273214A (en) * 2008-05-03 2009-11-19 Tokyo Univ Of Science Bearingless motor and artificial heart mounted with the bearingless motor, blood pump, artificial heart-lung machine, pump, fan, blower, compressor, actuator, reaction wheel, flywheel, and oscillating stage

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KR20020045670A (en) * 2000-12-09 2002-06-20 이형도 Spindle motor
JP2009273214A (en) * 2008-05-03 2009-11-19 Tokyo Univ Of Science Bearingless motor and artificial heart mounted with the bearingless motor, blood pump, artificial heart-lung machine, pump, fan, blower, compressor, actuator, reaction wheel, flywheel, and oscillating stage

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