JP2000295812A

JP2000295812A - モータ、モータの製造方法、及び回転体装置

Info

Publication number: JP2000295812A
Application number: JP11097022A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Suzuki; 隆文鈴木; Hiromitsu Goto; 廣光後藤
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2000-10-20
Also published as: US6278214B1

Abstract

(57)【要約】【課題】固定子コイルを高い剛性で強固に支持でき、
振動及び騒音の少ないモータ、モータの製造方法、及び
回転体装置を提供すること。【解決手段】ベース１０と、ベースに立設されるスリ
ーブ２０と、一端から他端に貫通する正多角形状の中空
部を有し該中空部が前記スリーブ２０に挿通されてスリ
ーブ２０と同軸固定されるヨーク４１と、ヨーク４１の
複数箇所に導線が巻回されて形成されるコイル４２とを
含む固定子コイル４０と、スリーブ２０と同軸で回転可
能に支持されるロータ部材３０と、ロータ部材３０に固
定され回転磁界によって付勢されるロータマグネット６
０とを備え、ヨーク４１の内周面部は、隣接する角部同
士間の略中央が軸線方向に沿って全長に亘ってスリーブ
２０の外周面部と当接し、この当接部それぞれとその両
側の角部までの各平面部がスリーブ２０とは離間して対
向する離間部と、からなるモータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ、モータの
製造方法、及び回転体装置に関し、更に詳細には、固定
子コイルを高い剛性で強固に支持でき、振動及び騒音の
少ないモータ、モータの製造方法、及び回転体装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、レーザービームプリンタ等の
回転多面鏡装置やＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等
の回転体装置には、図７に示すようなモータが使用され
ている。この図７に示すモータは、円環状に突出する嵌
入部（支持部材）１１０ａを有するベース１１０と、円
板状のハブ１３２の中心からシャフト１３１が延設され
たハブシャフト１３０と、シャフト１３１の下端部に固
着された軸受けリング１５２とを備えている。

【０００３】軸受けリング１５２は、ベース１１０の嵌
入部１１０ａに挿入され、これにより、ハブシャフト１
３０はベース１１０に対して回転可能に支持されてい
る。ハブシャフト１３０の周縁部からは下方へ向けて円
環部１３３が延設されており、円環部１３３の内周壁に
ロータマグネット１６０が固定されている。嵌入部１１
０ａの外周面には固定子コイル１４０が固定されてい
る。固定子コイル１４０は、図８に示すように、一枚ま
たは複数枚重ねられたの同形の板状のヨーク１４１と、
ヨーク１４１に導線を巻回させて形成したコイル１４２
とよりなっている。ヨーク１４１は、円環状の装着部と
この装着部から径方向外方に複数延設された巻回部とよ
りなり、装着部の中空部に嵌入部１１０ａが挿通される
ことによりこの嵌入部１１０ａに固定されるようになっ
ている。巻回部には導線が巻回されてコイル１４２が形
成されている。そして、固定子コイル１４０によって回
転磁界が形成され、この回転磁界によってロータマグネ
ット１６０が付勢されてハブシャフト１３０が回転する
ようになっている。ベース１１０は、プリンタやＨＤＤ
等の本体装置のシャーシに固定される。

【０００４】このようなモータは、オフィス等の静かな
ところで用いられるため、回転駆動時の振動をなるべく
抑え、騒音を出さないことが要請される。また、特にＨ
ＤＤにおいては、近年のハードディスクの高密度化によ
って、磁気ヘッドによるデータの読み出し位置に精密性
が求められ、この点からも振動をなるべく抑え、高い剛
性を得て、良好な回転精度で回転するモータが求められ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】振動を押さえる手法と
しては、ベース１１０から突出する嵌入部１１０ａを別
体として形成し接着や嵌合によりベース１１０に固定す
る技術が考えられる。この技術によれば、固定子コイル
１４０からの振動が減衰されてからベース１１０に伝達
されるようため、固定子コイル１４０からの振動が低減
される。

【０００６】さて、上述のような従来のモータにおいて
は、ベース１１０に設けられた嵌入部１１０ａ（ベース
１１０と一体のものと別体を固定したもののとのいずれ
も）の外周面、及びヨークの装着部の内周面はいずれも
軸線方向矢視断面形状が円形となっている。これは、嵌
入部やヨークの加工を旋盤加工によって行うため、旋盤
加工に適した形状であること、及びモータのステータと
してロータ部（ハブシャフト）を支持するのにその組立
性が良好であること等による。そして、これらは、ロー
タ部が精度よく回転するためには、高速回転時にかかる
負荷に対する高い耐久性が必要であるため、いずれにつ
いても良好な真円度で加工形成し、はめ込んで固定され
る必要がある。

【０００７】しかし、実際には、旋盤におけるチャッキ
ングの影響等によって、嵌入部の外周面、ヨークの装着
部の内周面のいずれについても、その断面が完全に円形
（真円）となるように加工することは不可能であり、実
際には、真円度を含んだいびつな円に加工される。そし
て、このようないびつな円形の断面の外周面を有する嵌
入部に同様にいびつな円形断面のヨークの装着部を装着
すると、面接触にはならず、周回り方向、軸線方向のい
ずれについても、接触部分と離間部分とが不規則に配置
された状態となる。そのため、外力を空隙で受ける部分
が生じて剛性が低下し、モータを回転駆動させた際に、
回転の負荷によってずれやすく、振動及び騒音の増加の
原因となっていた。そしてこのずれは、不規則に生じる
ため、対処しにくいものとなっていた。

【０００８】本発明は、上述のような課題を解決するた
めになされたもので、固定子コイルを高い剛性で強固に
支持でき、振動及び騒音の少ないモータ、モータの製造
方法、及び回転体装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ベースと、ベ
ースに立設される柱状の支持部材と、少なくとも一端が
外方と連通する中空部を有し該中空部が前記支持部材に
挿通されて前記支持部材に同軸固定されるヨークと、前
記ヨークの複数箇所に導線が巻回されて形成され回転磁
界を発生させるコイルと、前記支持部材と同軸で回転可
能に支持されるロータ部材と、前記ロータ部材に固定さ
れ前記回転磁界によって付勢され前記ロータ部材を回転
させるロータマグネットとを備えており、前記ヨークの
内周面部及び前記支持部材の外周面部のうちの少なくと
も一方は、その周回り方向の３箇所以上において他方に
向けて線状に突出して前記他方に当接する当接部と、該
当接部同士の間において前記他方と離間して該他方に対
向する離間部とよりなるモータを提供することにより、
上述の目的を達成する。

【００１０】本発明に係るモータでは、ヨークの内周面
部及び支持部材の外周面部のうちの少なくも一方に、周
回り方向の３箇所以上において線状に突出する当接部が
配設されている。そして、圧入等によってヨークに支持
部材を挿通すると、当接部は支持部材の外周面の形状に
したがって離間部へむけて広がりつぶれて微少に変形
し、加工誤差が是正され、ヨークと支持部材とは当接部
において隙間なく密着して当接する。このように、本発
明では、支持部材とヨークとを当接部において確実に当
接させることができる。従って、この当接部位の配設位
置によって支持部材とヨークとの接触箇所を制御でき、
回転時に発生する振動やずれに対する設計上の対処がし
やすい。また、支持部材とヨークとが周回り方向の３カ
所以上において線状に当接するため、回転時にずれにく
く、ずれにより発生する振動を少なく抑えることができ
る。

【００１１】上記当接部は、ヨークの内周面部または支
持部材の外周面部に、周回り方向に等分に配設されてい
ることが望ましい。固定子コイルが支持部材に周回り方
向全体に偏りなくほぼ均一な力で支持され、回転時の負
荷が周回り方向全体にほぼ均一に分散され、良好な回転
精度を得られるとともに回転時のずれを少なく抑えるこ
とができるからである。そしてその結果、振動や騒音を
低減させることができる。また、上記当接部は、ヨーク
の内周面部と支持部材の外周面部の対向する対向部にお
いて、その軸線方向全長に亘って配設されていることが
好ましい。回転時の負荷が軸線方向全体にほぼ均一に分
散され、回転時のずれを少なく抑えることができるから
である。これにより、振動や騒音を低減させることがで
きる。当接部は、線状に形成されている必要があるが、
直線状であっても、蛇行していても、曲線状であっても
よい。ここで線状とは、ヨークに支持部材が挿通された
際に、当接部が押圧されその押圧力により変形し前記他
方に密着できる程度の細さをいう。従って、ある程度の
幅を持った細帯状等が含まれる。また、当接部は、前記
他方とのとの距離が少なくなるように形成されていれば
よく、その形状は前記他方との関係において制限される
ものである。従って、当接部を有するヨークの前記内周
面部または支持部材の前記周面部において、必ずしも当
接部が当接部の周囲よりも外方に突出して形成されてい
なくてもよい。例えば、ヨークの内周面がラジアル方向
断面ｎ角形状に形成され、支持部材の外周面がラジアル
方向断面円周形状に形成されている場合、ヨークの内周
面を構成するｎ個の平面部それぞれのラジアル方向の中
央部はその周囲と同一平面上にあるが、支持部材の外周
面に対して前記周囲よりも近接するように形成されて当
接部となる。

【００１２】本発明に係るモータは、前記支持部材はヨ
ークとの対向部が円柱形状であり、前記ヨークには、前
記中空部が前記支持部材と同軸の略多角柱形状に形成さ
れており、前記内周部の角部同士間の略央部が前記当接
部を形成し、前記略央部から両側の前記角部までの平面
部が離間部を形成しているものとすることができる。

【００１３】本発明に係るモータは、前記支持部材はヨ
ークとの対向部が円柱形状であり、前記ヨークは、前記
中空部の形成された環状部と、該環状部の内周面部の複
数箇所から該環状部の軸線方向全長に亘って内方に向け
て突設された歯状部とを含み、前記歯状部が前記当接部
を形成し、前記内周面部のうちの前記複数箇所以外が前
記離間部を形成するものとすることができる。

【００１４】本発明に係るモータは、前記ヨークは略円
柱状の前記中空部を有しており、前記支持部材は、略多
角柱形状をしており、その稜部が前記当接部を形成し、
前記稜部同士間の平面部が前記離間部を形成しているも
のとすることができる。

【００１５】本発明に係るモータは、前記ヨークは略円
柱状の前記中空部を有しており、前記支持部材は、柱状
部と、該柱状部の外周面部の複数箇所から前記ヨークの
軸線方向全長に亘って外方に向けて突設された歯状部と
を含み、前記歯状部が前記当接部を形成し、前記外周面
部のうちの前記複数箇所以外が前記離間部を形成するも
のとすることができる。

【００１６】本発明に係るモータにおいて、前記固定子
コイルのコイルの数ｍと、前記当接部の数Ｎとが、下式
の関係であるものとすることができる。

【数式２】Ｎ＝ｋ×ｍまたはＮ＝ｍ／ｋ（ただし、ｋは
自然数）これによって、回転時の負荷バランスが１回転中に一定
周期を持って変化することになり、固定子コイルをほぼ
同一の状態で支持することができ、良好な負荷バランス
を得ることができる。

【００１７】本発明に係るモータにおいて、前記当接部
は、固定子コイルのコイルと同径上に配置されているも
のとすることができる。

【００１８】ヨークは、コイルの巻回されている部分や
その近傍が最も変形しにくい。そのため、上述のよう
に、当接部を固定子コイルのコイルと同径上に配置し、
支持部材とヨークの当接位置を固定子コイルのコイル近
傍とすることによって、ヨークが支持部材と当接するこ
とによって発生するヨークのひずみを少なく抑えること
ができる。また、回転時の良好な負荷バランスを得るこ
とができる。

【００１９】本発明に係るモータにおいて、前記当接部
は、固定子コイルの隣接するコイル間から等間隔位置に
配設されているものとすることができる。

【００２０】このように、当接部が、コイル間から等間
隔位置に配置されていると、モータの回転時に、コイル
においてロータ部のマグネットとの吸引及び反発により
発生する振動が、コイルからヨークにおいて減衰されて
伝達されるため、ヨークにおける共振が小さく抑えら
れ、当接部に伝達され当接部から支持部材、ベースを介
して外部へ伝達される振動が少なく抑えられる。

【００２１】本発明に係るモータにおいて、前記支持部
材は、前記ベースと別体に形成されており、一端部がベ
ースに固定され立設されているものとすることができ
る。

【００２２】このように、支持部材を、ベースと別体に
形成することにより、ベースに対して固定子コイルと、
ロータとを独立して位置決めすることができ、固定子コ
イルの磁気中心とロータ部のマグネットの磁気中心との
位置合わせ及びベースからのロータの位置の位置合わせ
を容易に所定距離に決定し固定することができる。従っ
て、高精度での製造が可能となり磁気中心のずれによる
振動を少なく抑えることができる。また、固定子コイル
で発生する振動が直接伝達されずに支持部材とベースと
の間で減衰されるので、外部での振動や騒音が減少す
る。更に、マグネットを固定したロータ部と固定子コイ
ルを固定した支持部材とを組み合わせて電気特性や振動
特性の測定等のモータとしての試験を行い、適合品のみ
をベースに取り付けることにより、ベースの無駄使いや
無駄な取付作業がなくなり、不用意なコストの高騰を避
けることができる。

【００２３】また、本発明は、少なくとも一端が外方と
連通する前記中空部と該中空部を形成する内周面部から
その周回り方向３箇所以上において内方に線状に突出す
る当接部とを有するヨークの前記中空部に、ベースに立
設され前記ヨークの前記当接部の自由円端部を含む円周
の径よりも大きな径の柱状の支持部材を、圧入または焼
き嵌めすることにより、前記ヨークの前記当接部を前記
支持部材の外周円部に当接させた状態で、前記ヨークを
前記支持部材に固定するヨーク固定行程と、前記ヨーク
の複数箇所に、導線を、回転磁界を形成するように巻回
させて固定子コイルを形成する固定子コイル形成行程
と、前記支持部材と同軸に回転可能にロータ部材を配設
するロータ部材配設行程と、前記ロータ部材にロータマ
グネットを、前記固定子コイルの形成する回転磁界によ
って付勢されるように固定するマグネット固定行程とを
含むモータの製造方法を提供することにより、上記目的
を達成する。上述の本発明のモータは、このモータの製
造方法によって、製造することができる。

【００２４】また、本発明は、ベースに立設され周回り
方向の３箇所以上から外方に線状に突出する当接部を有
する支持部材を、少なくとも一端が外部と連続し且つそ
の径が前記当接部の自由縁端部を含む円周の径よりも小
さい円柱状の中空部を有するヨークの前記中空部に、圧
入または焼き嵌めすることにより、前記ヨークの前記中
空部を形成する内周面部に前記支持部材の当接部を当接
させた状態で、前記ヨークを前記支持部材に固定するヨ
ーク固定行程と、前記ヨークの複数箇所に、導線を、回
転磁界を形成するように巻回させて固定子コイルを形成
する固定子コイル形成行程と、前記支持部材と同軸に回
転可能にロータ部材を配設するロータ部材配設行程と、
前記ロータ部材にロータマグネットを、前記固定子コイ
ルの形成する回転磁界によって付勢されるように固定す
るマグネット固定行程とを含むモータの製造方法を提供
することにより、上記目的を達成する。上述の本発明の
モータは、このモータの製造方法によって、製造するこ
とができる。

【００２５】また、本発明は、本発明に係るモータを備
える回転体装置を提供することにより、上述の目的を達
成する。本発明に係る回転体装置では、本発明のモータ
を備えることにより、振動及び騒音を少なく抑え、高い
回転精度を得ることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発
明のモータの一実施形態を示す軸線方向断面図である。

【００２７】本実施形態のモータは、ハードディスクド
ライブ（ＨＤＤ）に使用されるものであり、図１に示す
ように、中央に嵌入部１０ａが形成されたベース１０
と、一端を閉塞された円筒状のスリーブ（支持部材）２
０と、ハードディスクを支持して回転するハブシャフト
（ロータ部材）３０とを備えている。

【００２８】ベース１０は、円板状の底部１２と、この
底部１２の周縁部から一段高くなって径方向外方に延設
された鍔部１１を備えている。底部１２の中央には、円
環状に突出する嵌入部１０ａが形成されている。そし
て、ＨＤＤのフレームＦに形成された装着孔にベース１
０の底部１２が嵌着され、鍔部１１がＨＤＤのフレーム
Ｆに面接した状態で固定されるようになっている。

【００２９】スリーブ２０は、閉塞された側の一端部２
１がベース１０の嵌入部１０ａに嵌入され、接着剤によ
りベース１０に固定され、他端側が上方（ベース１０と
は逆側）へ向けて立設されている。スリーブ２０は外周
面及び内周面とも軸線方向の全長に亘って、ラジアル方
向断面が円形となっており、内径及び外径の異なる、中
空部を有する円柱形状を、軸線方向に積み上げた形状を
している。スリーブ２０の他端部は径が広がった大径部
２２となっており、この径の変化にともなって、スリー
ブ２０の内周壁と外周壁のそれぞれに段部（第１の段部
２０ａ及び第２の段部２０ｂ）が形成されている。ま
た、他端部の上縁端部は径方向外方へむけて厚くなって
コイル係止縁２３が形成おり、この厚みの変化にともな
って外周壁に段部（第３の段部２０ｃ）が形成されてい
る。

【００３０】そして、スリーブ２０の大径部２２に、半
径方向外方から固定子コイル４０が固定されている。固
定子コイル４０は、ヨーク４１とこのヨーク４１に導線
を巻回させて形成されたコイル４２とよりなっている。
図２は、固定子コイル４０とスリーブ２０との当接状態
を示す説明図である。ヨーク４１は、一端から他端まで
貫通する中空部を有している。この中空部は、図２に示
されるように、断面正６角形形状をしており、この中空
部にスリーブ２０が同軸に圧入により挿通されている。
そしてヨーク４１の内周面部は、隣接する角部同士間の
略中央が軸線方向に沿って全長に亘ってスリーブ２０の
外周面部と当接し、この当接部４１ｃそれぞれとその両
側の角部までの各平面部がスリーブ２０とは離間して対
向する離間部４１ｄとなっている。そして、ヨーク４１
は円周等分１２カ所に径方向外方に突出する巻回部４１
ａを備えており、各巻回部４１ａに導線が巻回されてコ
イル４２が形成されている。コイル４２のうちの半数は
１つ置きに前記当接部４１ｃと同径上に配置されてお
り、残りの半数は隣接する当接部４１ｃ同士間から等間
隔位置に配設されている。その結果、６つの当接部４１
ｃは、すべてコイル４２と同径上に配置されており、且
つ、隣接するコイル４２同士から等間隔位置に配置され
ている。そして、各コイル４２は、ベース１０の底部１
２の上方に円周状に等間隔に配置され、各コイル４０に
通電されることにより、回転磁界が形成されるようにな
っている。

【００３１】また、スリーブ２０の上縁端部には、係止
リング５１が、その一端面を第１の段部２０ａに載せ置
き、外周壁をスリーブ２０の内周面に固着されている。

【００３２】ハブシャフト３０は、円柱状のシャフト部
３１と、該シャフト部３１の一端側から延設された円板
状のハブ部（延設部）３２と、ハブ部３２の周縁部から
下方へ向けて延設された円環部３３とを備えている。シ
ャフト部３１は、係止リング５１に挿通されており、シ
ャフト部３１の他端部には、軸受けリング５２が装着固
定されている。軸受けリング５２は、スリーブ２０の中
空部に配置されており、係止リング５１によって軸方向
への移行を制限されている。ハブ部３２は、スリーブ２
０の開放された上縁端部の上方に配設されており、ベー
スの底部１２の上方を覆っている。円環部３３の周端部
（ハブ部３２と逆側の端部）は外方へむけて張り出して
おり、天面がハブ部３２よりも一段低くなってハードデ
ィスクを支持するようになっている。円環部３３の内周
壁には複数のロータマグネット６０が等間隔で固着され
ている。このロータマグネット６０は、その磁気中心が
固定子コイル４０の磁気中心とアキシャル方向位置が同
じになるように配置されており、固定子コイル４０に形
成される回転磁界によって付勢されるようになってい
る。

【００３３】軸受けリング５２の外周面、上端面及び下
端面には、動圧発生用の溝５２ａ，５２ｂ，５２ｃが形
成されている。軸受けリング５２と係止リング５１の
間、軸受けリング５２とスリーブ２０の間、シャフト部
３１の一端面とスリーブ２０の間のそれぞれの隙間に
は、オイルが満たされている。そして、ハブシャフト３
０が回転すると、動圧発生用の溝５２ａ，５２ｂ，５２
ｃによって、軸受けリング５２の外周面とスリーブ２０
の内周面との間、軸受けリング５２の下端面とスリーブ
２０の一端面との間、軸受けリング５２の上端面と係止
リング５１の下端面との間、のそれぞれにオイルが巻き
込まれて動圧が発生し、軸受けリング５２はスリーブ２
０の内周面、スリーブ２０の一端面、及び係止リング５
１の下端面それぞれとわずかな隙間をあけた状態で浮上
支持されるようになっている。

【００３４】上述のような構成の本実施形態のモータ
は、通電により固定子コイル４０に回転磁界が発生する
と、この回転磁界によってロータマグネット６０が付勢
され、ハブシャフト３０が回転する。そしてこの回転に
よって、動圧発生溝５２ａ，５２ｂ，５２ｃにオイルが
巻き込まれて動圧が発生し、回転が所定速度以上になる
と、軸受けリング５２及びシャフト部３１が、スリーブ
２０の内周面、スリーブ２０の一端面、及び係止リング
５１の下端面それぞれとわずかな隙間をあけた状態で支
持され、ハブシャフト３０と軸受けリング５２とが、浮
上した状態で回転する。

【００３５】次に、本発明のモータの製造方法の一実施
形態であり、上述の実施形態のモータの製造方法につい
て説明する。本実施形態のモータは、次のような行程に
より製造される。即ち、まず、スリーブ２０と、ヨーク
４１とを形成する。このとき、ヨーク４１の内周面部を
構成する各平面はそのラジアル方向略中央部（当接部４
１ｃ）同士を含む円周の径が、スリーブ２０の大径部の
径よりも小さくなるように形成する。続いて、ヨーク４
１に導線を巻回させて固定子コイル４０を形成する。次
に、固定子コイル４０の中空部にスリーブ２０を一端側
から圧入する。これにより、ヨーク４１の内周面を構成
する各平面のラジアル方向略中央部がわずかに押し広げ
られ、ヨーク４１の前記略中央部それぞれが軸線方向の
全長に亘ってスリーブ２０の外周面と隙間なく圧接す
る。ヨーク４１の前記略央部以外の部分はスリーブ２０
の外周面とは離間して対向する。また、ハブシャフト４
０を形成しその円環部３３に、ロータマグネット６０を
半径方向内方から固定する。

【００３６】続いて、軸受けリング５２及び係止リング
５１をスリーブ２０の中空部に配置するとともに、ハブ
シャフト３０のシャフト部３１を軸受けリング５２と係
止リング５１の中空部に挿通させ、係止リング５１はそ
の内周壁をシャフト部３１に固定する。このとき、スリ
ーブ２０に固定されている固定子コイル４０とハブシャ
フト３０に固定されているロータマグネット６０とを、
それぞれの磁気中心がアキシャル方向に一致するよう
に、軸受けリング５２とシャフト部３１のアキシャル方
向の位置を調節して固定する。また、係止リング５１
は、その外周壁をスリーブ２０に固定する。同時に、軸
受けリング５２と係止リング５１の間、軸受けリング５
２とスリーブ２０の間、シャフト部３１の一端面とスリ
ーブ２０の間のそれぞれの隙間に、オイルを満たす。

【００３７】次に、スリーブ２０の一端部２１をベース
１０の嵌入部１０ａに挿入する。そして、ベース１０の
鍔部１１下面とハブシャフト３０の周縁部の天面との距
離を、所定の距離に調節した後、スリーブ２０の一端部
２１をベース１０に接着固定して、モータの製造を終了
する。

【００３８】このように、本実施形態のモータでは、ヨ
ーク４１の内周面部が、軸線方向視正６角形形状をして
おり、円周等分６箇所において軸線方向の全長に亘って
軸線からの距離が短くなって突出する当接部４１ｃとな
っている。そして、圧入等によってヨーク４１にスリー
ブ２０が挿通されると、前記内周面部を構成する６つの
平面部のラジアル方向略央部はスリーブ２０の外周壁の
形状にしたがってつぶれて押し広げられて微少に変形
し、スリーブ２０の外周平面に隙間なく密着して当接す
る。内周面部のうちスリーブ２０に当接する部分以外は
スリーブ２０とは離間して対向する。その結果、ヨーク
４１は、円周方向の等分６箇所において確実にスリーブ
２０の外周面に当接し、回転時の負荷が、円周方向全体
にほぼ均一に分散され、固定子コイル４０はスリーブ２
０に、円周方向全体に偏り無くほぼ均一な力で支持され
る。また、スリーブ２０と固定子コイル４０のヨーク４
１とは、軸線方向において互いの対向する対向部の全長
について当接する。従って、固定子コイル４０は、周回
り方向、軸線方向のずれにおいてもほぼ均一の剛性でス
リーブ２０に支持され、回転時の負荷によってもずれ難
く、振動及び騒音が軽減され、ハブシャフト３０を高い
回転精度で回転させること可能となる。また、不良製品
が少なくなるので低コストでの製造が可能となる。尚、
ヨーク４１の中空部がラジアル方向断面正多角形となっ
ているため、ラジアル方向断面円形にしたときに比する
と負荷バランスが崩れるが、これは多角形を正多角形と
することにより回転対称に形成しているため回転精度に
は影響は少なくなっている。

【００３９】本実施形態によると、ヨーク４１の各平面
のラジアル方向略中央部が軸線方向の全長において確実
にスリーブ２０に接触し、当接部位が予め明確であり、
制御可能である。そして、コイル４２からの振動が主に
この当接部位から伝達されるため、振動が規則的とな
り、設計上対処しやすいものとなる。

【００４０】本実施形態によると、固定子コイル４０の
コイル４２の数ｍと、当接部４１ｃの数Ｎとが、下式の
関係である。

【数式３】Ｎ＝ｍ／２

【００４１】従って、固定子コイル４０の隣接するコイ
ル４２間の支持部材との当接の状態が各固定子コイル４
０間どうしでほぼ同一になり、各コイル４２間どうしに
おいて固定子コイル４０をほぼ同一の状態で支持するこ
とができ、良好な負荷バランスを得ることができる。こ
れにより、上述のようにヨーク４１の中空部をラジアル
断面円形とした場合と比較した場合の負荷バランスの低
下を最低限に抑え、回転精度に影響のない程度としてい
る。

【００４２】本実施形態においては、当接部４１ｃが固
定子コイル４０のコイル４２の同径上と、隣接するコイ
ル４２間から等間隔位置とのみに配設されている。従っ
て、固定子コイル４０とスリーブ２０の負荷が回転対称
に配置され、良好な負荷バランスを得ることができる。
また、当接部４１ｃは全てコイル４２と同径上に配置さ
れており、固定子コイル４０のヨーク４１にスリーブ２
０が圧入されることによって発生するヨーク２０のひず
みが最低限に抑えられている。

【００４３】本実施形態のモータは、スリーブ２０に固
定子コイル４０が固定され、ハブシャフト３０にロータ
マグネット６０が固定され、スリーブ２０、ハブシャフ
ト３０、及びベース１０は、それぞれ別体として形成さ
れ、後に組立固定されるようになっている。そのため、
スリーブ２０とハブシャフト３０とのアキシャル方向の
相対位置の位置決めと、ベース１０とハブシャフト３０
とのアキシャル方向の相対位置の位置決めとが互いに独
立しており、影響されない。そして、スリーブ２０とハ
ブシャフト３０とのアキシャル方向の位置関係を、それ
ぞれに固定される固定子コイル４０の磁界中心とロータ
マグネット６０の磁界中心がアキシャル方向に一致する
ように、決定して固定し、且つ、ベース１０とハブシャ
フト３０のアキシャル方向の位置関係をベース１０から
のハードディスク支持面の距離が所定距離となるように
決定して固定することができる。またこの時、固定子コ
イル４０のスリーブ２０への取り付け誤差やロータマグ
ネット６０のハブシャフト３０への取り付け誤差、各部
材の加工誤差を是正して固定することができる。従っ
て、本実施形態によると、容易に、高精度に製品を製造
することが可能である。そして、スリーブ２０に固定さ
れた固定子コイル４０と、ハブシャフト３０に固定され
るロータマグネット６０の磁界中心を容易にアキシャル
方向に一致させることができ、磁界中心のずれによる振
動や騒音を回避することができる。

【００４４】また、固定子コイル４０を支持するスリー
ブ２０とベース１０とが別体として形成され組み立てら
れているので、回転駆動時に、固定子コイル４０で発生
する振動が直接伝達されずにスリーブ２０とベース１０
との間で減衰されるので、外部での振動や騒音が減少す
る。更に、ロータマグネット６０及び固定子コイル４０
をハブシャフト３０やスリーブ２０に固定した後、これ
らをベース１０に固定する前に、コイル４２に通電し、
電気特性や振動特性の測定等のモータとしての試験を行
うことにより、良品のみをベース１０を嵌め込み固定し
て最終製品とすることができる。従って、不良品をベー
ス１０に嵌め込んでしまう無駄な行程がなくなるととも
に、モータの不良を原因としてベース１０を廃棄するこ
とがなくなる。従って、ベースの無駄使いや無駄な取付
作業がなくなり、不用意なコストの高騰を避けることが
できる。

【００４５】次に本発明の回転体装置の一実施形態とし
て、上述のモータを採用した回転体装置について説明す
る。図３は本発明の回転体装置の一実施形態としてのハ
ードディスクドライブを示す図であり、（ａ）は斜視
図、（ｂ）は軸線方向断面図である。図３に示すよう
に、この回転体装置（ハードディスクドライブ）は、上
述した本実施形態のモータ１を備えており、モータ１の
ベース１０がハードディスクドライブのフレームＦに嵌
め込み固定されるようになっている。そしてハブシャフ
ト３０の周縁部にハードディスク８０が支持されてハブ
シャフト３０とともに回転されるようになっている。

【００４６】上述のモータ１を採用した本実施形態のハ
ードディスクドライブは、モータ１の振動が少なく、ま
たベース１０を介して伝達されにくいので、駆動時の騒
音が少ない。また、フレームＦからハードディスクまで
の距離Ｌが正確に保持されているので、サイズや記録密
度の大きなディスクについても高い信頼性で書き込みや
読み出しを行うすることができる。

【００４７】尚、本発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおい
て適宜変更が可能である。例えば、上述の実施形態で
は、ヨークの中空部が、断面正６角形形状をしており、
ヨーク４１の内周面部は、隣接する角部どうし間の略中
央がスリーブ２０の外周面部と当接する当接部４１ｃと
なっているが、ヨーク４１の内周面部の形状はこれに限
られるものではなく、例えば、図４に示すように、ヨー
ク４１を、中空部の形成された環状部と、該環状部の内
周面部の複数箇所から該環状部の軸線方向全長に亘って
内方に向けて突設された歯状部とからなるように形成
し、歯状部がスリーブ２０の外周面部に当接して当接部
４１ｃを形成し、内周面部のうちの歯状部が突設されて
いる箇所以外はスリーブ２０の外周面部に離間して対向
する離間部４１ｄを形成するようにしてもよい。

【００４８】また、当接部及び離間部は、ヨーク４１の
内周面部に配設せず、スリーブ２０の外周面部に形成し
てもよい。例えば、図５に示すように、ヨーク４１の中
空部は円柱形状に形成し、スリーブ２０の外周面部を正
多角形状に形成し、スリーブ２０をヨーク４１の中空部
に圧入することによりスリーブ２０の稜部が当接部２１
ｃとしてヨークの内周面部に当接し、稜部同士間の平面
部が離間部２１ｄとしてスリーブと離間して対向するよ
うにしてもよい。図６に示すように、スリーブ２０の外
周面部の複数箇所から軸方向全長に亘って径方向外方に
突出する歯状部を形成し、スリーブ２０をヨーク４１の
中空部に圧入することによりこの歯状部が当接部２１ｃ
としてヨーク４１の内周面部に当接し、前記外周面部の
うちの前記複数箇所以外が離間部２１ｄとしてヨーク４
１の内周面部と離間して対向するようにしてもよい。当
接部４１ｃ，２１ｃ及び離間部４１ｄ，２１ｄは、ヨー
ク４１やスリーブ２０の軸線方向全長に亘って設けられ
る必要はないが、ヨーク４１とスリーブ２０が対向して
いる対向部において軸線方向に所定の長さで配設されて
いるのが、回転時のずれを効果的に回避する点では好ま
しく、対向部においては軸線方向全長に亘って配設され
ているのがより好ましい。例えば図５や図６に示す形態
においては、スリーブ２０の外周面部のうち図１に示す
第２の段部２０ｂと第３の段部２０ｃの間が正多角形状
に形成されていたり、歯状部が形成されているのが好ま
しい。第２の段部２０ｂよりも下方（スリーブ２０の一
端側）や第３の段部２０ｃよりも上方（コイル係止縁２
３）においては外周面は円周面となっていてもよい。

【００４９】また、上述の実施形態及び変形例それぞれ
において、当接部４１ｃ，２１ｃはコイル４２と同径上
に配設されているが、隣接するコイル４２間から等間隔
の位置に配設してもよい。この場合、モータの回転時
に、コイル４２においてロータ部のマグネットとの吸引
及び反発により発生する振動が、ヨーク４１において減
衰されて伝達されるため、ヨーク４１における共振が小
さく抑えられ、振動が少なく抑えられる。

【００５０】上述の実施形態においてはスリーブ２０は
ベース１０と別体として形成され組み立てられている
が、一体形成されたものとしてもよい。

【００５１】上述の実施形態においては当接部４１ｃは
直線状に形成されているが、上述の実施形態及び各変形
例において、当接部４１ｃ，２１ｃは、スリーブ２０と
ヨーク４１の対抗部の軸線方向の長さ全長においてとぎ
れずに接触していればよく、直線でなくてもよい。例え
ば、らせん状や蛇行した形状に形成されていてもよい。
上述の実施形態においてはスリーブ２０はヨーク４１に
圧入により挿通固定されているが、これに限られるもの
ではなく、スリーブ２０とヨークとを膨張係数の異なる
材料で形成し、この膨張係数の差異を利用して焼き嵌め
とすることもできる。

【００５２】上述の実施形態においては当接部４１ｃは
ラジアル方向断面において６カ所形成されているが、こ
れに限られるものではない。ただし、コイル数ｍに対し
て、当接部４１ｃの数Ｎ＝ｋ×ｍまたは、ｍ／ｋである
ことが負荷バランス上好ましい。また、Ｎは、１２以下
が好ましい。あまり多数だと、圧入後のスリーブ２０と
ヨーク４１の当接力によっては、当接部４１ｃ，２１ｃ
にかかる力が小さすぎて当接部４１ｃ，２１ｃが押し潰
されなくなり断面円形形状の場合と変わりがなくなるお
それがあるからである。

【００５３】上述の実施形態では、スリーブ２０はベー
ス１０に接着により固定されているが、これに限られる
ものではなく、圧入や、焼きばめ、螺合により固定する
こともできる。例えば、スリーブ２０の外周壁とベース
の嵌入部１０ａとにねじを切って、ベース１０を嵌入部
１０ａに螺合する等としてもよい。また、螺合してスリ
ーブ２０のベース１０に対する軸線方向の位置が適切と
なった位置で、スリーブ２０とベース１０を接着するよ
うにしてもよい。また、ベース１０に孔を穿設して嵌入
部に代えてもよい。

【００５４】上述の実施形態では、ロータ部材であるハ
ブシャフト３０を支持する軸受け手段（係止リング５１
及び軸受けリング５２）が規制手段を兼ねているが、軸
受け手段とは別に同様の規制手段を設けてもよい。ま
た、上述の実施形態では、電磁石を支持する支持部材と
してのスリーブ２０が、軸受けリング５２とともに動圧
を発生する受け手段の一部として機能しているが、スリ
ーブ２０とは別に同様の軸受け手段をもうけもよい。

【００５５】ロータマグネット６０は、永久磁石でも電
磁石でもよい。また、複数の磁石をハブシャフト３０の
内周壁に固定しても、ラジアル異方性の円筒状の磁石を
１つハブシャフト３０の内周壁に固定してもよい。

【００５６】上述の実施形態では、ロータ部材（ハブシ
ャフト３０）は支持部材（スリーブ２０）にオイル動圧
軸受けにより軸受けされているが、軸受け手段はこれに
限られるものではなく、エア動圧軸受け、静圧軸受け、
転がり軸受け、すべり軸受け等とすることもできる。ま
た、動圧軸受けの場合、軸受けリング５２に動圧発生用
の溝５２ａ，５２ｂ，５２ｃを設けるのではなく、スリ
ーブ２０の外周壁に突起を形成しベースの嵌入部１０ａ
に嵌入された状態で内周壁に勾配が形成されるようにす
るいわゆる非真円平軸受けとしたり、軸受けリング５２
に代えて複数のセグメントを配設するいわゆるセグメン
ト軸受けとすることもできる。

【００５７】上述の実施形態では、モータは、ロータマ
グネット６０が電磁石に対して半径方向外方に配置され
たアウターロータ式となっているが、これに限られるも
のではなく、インナーロータ式のモータとすることもで
きる。また、ラジアルギャップ式ではなくアキシャルギ
ャップ式のモータとすることもできる。ただし、これら
の場合、例えば、スリーブ２０に、電磁石が固定される
第１の周壁と、軸受けリング５２との間に動圧を発生さ
せるための第２の周壁との２つの周壁を配設する等、を
各部材の形状を変更したり、部材を追加することが必要
である。尚、本明細書中において、ロータ部材や軸受け
リングが回転する場合の「回転」とは、ベースやスリー
ブに対する相対的な回転を意味する。従って、本発明に
は、ロータ部材（ハブシャフト３０）は外部の部材に対
しては固定され、支持部材（スリーブ２０）が外部に対
しては回転するようなモータや回転体装置も含まれる。

【００５８】上述の実施形態においては、ハードディス
ク装置は、複数枚のディスクを支持し回転するものとな
っているが、ディスクを１枚のみ支持して回転するもの
とすることもできる。

【００５９】上述の実施形態においては、回転体装置は
ハードディスクドライブとなっているが、これに限られ
るものではなく、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等の他のディス
クドライブや、例えば、スピンドルモータのスピンドル
にポリゴンミラーを取り付けてなる回転多面鏡装置、そ
の他の装置とすることもできる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るモー
タでは、中空部を有するヨークの内周面部と、前記中空
部に挿通され固定される支持部材の外周面部とのうちの
少なくともいずれか一方に、他方へ線状に突出する当接
部を、離間部を間に挟んで周回り方向の３箇所以上に形
成したので、ヨークに支持部材を圧入等により固定する
と、当接部が他方の形状に従ってつぶれて確実に他方と
当接する。従って、当接部の配設位置によって支持部材
とヨークとの接触箇所を制御でき、回転時に発生する振
動やずれに対する設計上の対処がしやすい。また、支持
部材とヨークとが円周上の３カ所以上において線状に当
接するため、回転時にずれにくく、ずれによる振動や騒
音を少なく抑えることができる。

【００６１】本発明に係るモータの製造方法によると、
固定子コイルを高い剛性で強固に支持でき、振動及び騒
音を少なく抑えることができる。

【００６２】本発明に係る回転体装置によると、本発明
のモータを備えることにより、振動及び騒音を少なく抑
えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモータの一実施形態を示す軸線方向断
面図である。

【図２】固定子コイルとスリーブとの当接状態を示す図
である。

【図３】本発明の回転体装置の一実施形態を示す要部概
略構成図である。

【図４】本発明のモータの他の実施形態の要部断面図で
あり、図２相当図である。

【図５】本発明のモータの他の実施形態の要部断面図で
あり、図２相当図である。

【図６】本発明のモータの他の実施形態の要部断面図で
あり、図２相当図である。

【図７】従来技術のモータを示す軸線方向断面図であ
る。

【図８】従来技術のモータの固定子コイルとスリーブと
の当接状態を示す図である。

【符号の説明】

１モータ１０ベース１０ａ嵌入部１１鍔部１２底部２０スリーブ２１一端部２１ｃ当接部２１ｄ離間部２２大径部２３コイル係止縁３０ハブシャフト３１シャフト部３２ハブ部３３円環部４０固定子コイル４１ヨーク４１ｃ当接部４１ｄ離間部４２コイル５１係止リング５２軸受けリング

フロントページの続きＦターム(参考） 5H607 AA04 BB01 BB04 BB13 BB14 BB17 BB25 CC01 DD01 DD02 DD03 EE10 GG08 GG09 GG12 5H615 AA01 BB01 BB14 BB15 BB16 PP01 PP02 PP24 PP25 SS24 TT05 TT27 5H621 AA04 GA04 HH03 JK01 JK17 JK19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースと、ベースに立設される柱状の支持部材と、少なくとも一端が外方と連通する中空部を有し該中空部
が前記支持部材に挿通されて前記支持部材に同軸固定さ
れるヨークと、前記ヨークの複数箇所に導線が巻回されて形成され回転
磁界を発生させるコイルと、前記支持部材と同軸で回転可能に支持されるロータ部材
と、前記ロータ部材に固定され前記回転磁界によって付勢さ
れ前記ロータ部材を回転させるロータマグネットとを備
えており、前記ヨークの内周面部及び前記支持部材の外周面部のう
ちの少なくとも一方は、その周回り方向の３箇所以上に
おいて他方に向けて線状に突出して前記他方に当接する
当接部と、該当接部同士の間において前記他方と離間し
て該他方に対向する離間部とよりなることを特徴とする
モータ。
【請求項２】前記支持部材はヨークとの対向部が円柱
形状であり、前記ヨークには、前記中空部が前記支持部材と同軸の略
多角柱形状に形成されており、前記内周部の角部同士間
の略央部が前記当接部を形成し、前記略央部から両側の
前記角部までの平面部が離間部を形成していることを特
徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】前記支持部材はヨークとの対向部が円柱
形状であり、前記ヨークは、前記中空部の形成された環状部と、該環
状部の内周面部の複数箇所から該環状部の軸線方向全長
に亘って内方に向けて突設された歯状部とを含み、前記
歯状部が前記当接部を形成し、前記内周面部のうちの前
記複数箇所以外が前記離間部を形成することを特徴とす
る請求項１に記載のモータ。
【請求項４】前記ヨークは略円柱状の前記中空部を有
しており、前記支持部材は、略多角柱形状をしており、その稜部が
前記当接部を形成し、前記稜部同士間の平面部が前記離
間部を形成していることを特徴とする請求項１に記載の
モータ。
【請求項５】前記ヨークは略円柱状の前記中空部を有
しており、前記支持部材は、柱状部と、該柱状部の外周面部の複数
箇所から前記ヨークの軸線方向全長に亘って外方に向け
て突設された歯状部とを含み、前記歯状部が前記当接部
を形成し、前記外周面部のうちの前記複数箇所以外が前
記離間部を形成することを特徴とする請求項１に記載の
モータ。
【請求項６】前記固定子コイルのコイルの数ｍと、前
記当接部の数Ｎとが、下式の関係であることを特徴とす
る請求項１から請求項５のうちのいずれか１の請求項に
記載のモータ。 (数式１) Ｎ＝ｋ×ｍまたはＮ＝ｍ／ｋ（ただし、ｋは自然数）
【請求項７】前記当接部は、固定子コイルのコイルと
同径上に配置されていることを特徴とする請求項６に記
載のモータ。
【請求項８】前記当接部は、固定子コイルの隣接する
コイル間から等間隔位置に配設されていることを特徴と
する請求項６に記載のモータ。
【請求項９】前記支持部材は、前記ベースと別体に形
成されており、一端部がベースに固定され立設されてい
ることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいず
れか１の請求項に記載のモータ。
【請求項１０】少なくとも一端が外方と連通する前記
中空部と該中空部を形成する内周面部からその周回り方
向３箇所以上において内方に線状に突出する当接部とを
有するヨークの前記中空部に、ベースに立設され前記ヨ
ークの前記当接部の自由円端部を含む円周の径よりも大
きな径の柱状の支持部材を、圧入または焼き嵌めするこ
とにより、前記ヨークの前記当接部を前記支持部材の外
周円部に当接させた状態で、前記ヨークを前記支持部材
に固定するヨーク固定行程と、前記ヨークの複数箇所に、導線を、回転磁界を形成する
ように巻回させて固定子コイルを形成する固定子コイル
形成行程と、前記支持部材と同軸に回転可能にロータ部材を配設する
ロータ部材配設行程と、前記ロータ部材にロータマグネットを、前記固定子コイ
ルの形成する回転磁界によって付勢されるように固定す
るマグネット固定行程とを含むことを特徴とする請求項
１に記載のモータについてのモータの製造方法。
【請求項１１】ベースに立設され周回り方向の３箇所
以上から外方に線状に突出する当接部を有する支持部材
を、少なくとも一端が外部と連続し且つその径が前記当
接部の自由縁端部を含む円周の径よりも小さい円柱状の
中空部を有するヨークの前記中空部に、圧入または焼き
嵌めすることにより、前記ヨークの前記中空部を形成す
る内周面部に前記支持部材の当接部を当接させた状態
で、前記ヨークを前記支持部材に固定するヨーク固定行
程と、前記ヨークの複数箇所に、導線を、回転磁界を形成する
ように巻回させて固定子コイルを形成する固定子コイル
形成行程と、前記支持部材と同軸に回転可能にロータ部材を配設する
ロータ部材配設行程と、前記ロータ部材にロータマグネットを、前記固定子コイ
ルの形成する回転磁界によって付勢されるように固定す
るマグネット固定行程とを含むことを特徴とする請求項
１に記載のモータについてのモータの製造方法。
【請求項１２】請求項１から請求項９のうちのいずれ
か１の請求項に記載のモータを備えることを特徴とする
回転体装置。