JP2000350404A

JP2000350404A - スピンドルモータ

Info

Publication number: JP2000350404A
Application number: JP2000120484A
Authority: JP
Inventors: Helmut Hans; ヘルムート・ハンス; Manfred Lauer; マンフレット・ラウアー
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 2000-04-21
Publication date: 2000-12-15
Also published as: DE19918461B4; DE19918461A1

Abstract

(57)【要約】【課題】スピンドルモータの薄形化を図ること。【解決手段】ベースプレート２１とロータ３４のロー
タディスク部２との間の空間４５を、歯部１３にコイル
９を巻いたステータ３３を収容できる程度に形成し、こ
の空間４５内に、ステータ３３に対してロータ３４を回
転可能にする軸受８とこの軸受８を予圧する予圧負荷手
段１０，４０を設ける。ステータ３３は軸断面で段違い
に形成されその強度を増大させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄形の小形スピン
ドルモータ、特に、ハードディスクドライブに用いられ
るものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来にも、例えば、外径が３０ｍｍ−４
０ｍｍ、高さが５ｍｍ−８ｍｍの薄形で小形のスピンド
ルモータがある。この小形スピンドルモータでは、ステ
ータの厚さが極めて薄くなり、本来は渦電流による悪影
響を阻止するために積層構造にされるべきコアは一枚の
コア板だけて構成されることになる。ところが、これと
軸方向に並置されるロータは、予圧のために２個の軸受
から成る軸受アセンブリが取り付けられるために、軸受
部分の少なくとも一部がロータから飛び出してしまうた
めにステータの厚さ（高さ）を少なくして薄形にする障
害になっている。

【０００３】ステータをベースプレートに固定する部材
はステータと別のものを用いるためにステータの構造の
簡略化が図れないばかりか、部品点数を少なくして製造
費の低下を図ることができない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、予圧が負荷
される軸受とこれに予圧を負荷する予圧負荷手段をロー
タとベースプレートとによって形成される空間内にこの
空間からはみ出すことなく配設することによってスピン
ドルモータを薄型にすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明に基づくスピンドルモータは、ベースプレー
トと、これに直角に配置された軸と、軸を中心にして回
転可能に配置されたロータと、ベースプレート及びロー
タの間を軸の半径方向に延びるコイルが巻かれた一枚物
の歯部を有しベースプレートに固定されるステータと、
ステータと軸との間又はステータとロータとの間に設け
られた１個の軸受を有し、ロータにその外周にステータ
を囲繞するように配置され内周面にステータと対峙する
環状の回転用永久磁石を設けた外側保持部を形成して成
り、ステータとベースプレートとの間の間隔及びステー
タとロータとの間の間隔はコイルの外表面がベースプレ
ート及びロータに接触をしない程度の所定の間隔になる
よう設定され、ロータとベースプレートとの間に形成さ
れた空間内に軸受及び軸受に予圧を負荷する予圧負荷手
段を設置して構成される。

【０００６】一つの態様では、ステータは、軸を囲繞し
ベースプレートに固定される環状固定部と、環状固定部
の外周面と歯部の内端との間を延び環状固定部の外周面
と歯部の内端とを連結する中間円筒部で形成される。そ
して、軸はロータが接続されてロータと共に回転する回
転軸であり、軸受は、ステータの中間円筒部に勘合され
る外輪と軸に嵌装される内輪とを有し、予圧負荷手段
は、ロータの外側保持部のベースプレート側の端面に対
峙してベースプレートに固定された予圧負荷用磁石であ
る。

【０００７】予圧負荷用磁石は、ロータの外側保持部の
端面に対峙して扇形（円弧状セグメント）に形成されて
も、ロータの外側保持部の端面に対峙して環状に形成さ
れてもよい。また、予圧負荷用磁石は永久磁石であって
も電磁石であってもよい。

【０００８】また、スピンドルモータを、軸をロータが
接続されてロータと共に回転する回転軸とし、ステータ
は、ロータ及びベースプレート間に形成された空間内で
ステータの環状固定部の内周面からロータの方へ延び軸
を囲繞する軸受保持用円筒部を有し、軸受は、軸と軸受
保持用円筒部との間でこれらの軸及び軸受保持用円筒部
の一端部に形成され、軸受の外輪が軸受保持用円筒部に
嵌合され、軸受の内輪が軸に嵌装されており、予圧負荷
手段は、軸と軸受保持用円筒部との間で軸及び軸受保持
用円筒部の他端部に形成され、軸受保持用円筒部に嵌合
された外輪と軸に嵌装された内輪とを有し、軸受に予圧
を負荷する他の軸受から構成することもできる。

【０００９】さらに、スピンドルモータを、軸をベース
プレートに固定された固定軸とし、ステータは、ロータ
及びベースプレート間に形成された空間内でステータの
環状固定部の内周面からロータの方へ延び軸に嵌合され
る第１の軸受保持用円筒部を有し、ロータはその内周面
からステータの環状固定部近傍まで延びる第２の軸受保
持用円筒部を有し、軸受は、第１及び第２の軸受保持用
円筒部の間でこれらの第１及び第２の軸受保持用円筒部
の一端部に形成され、軸受の内輪が第１の軸受保持用円
筒部に嵌装され、軸受の外輪が第２の軸受保持用円筒部
に嵌合されており、予圧負荷手段は、第１及び第２の軸
受保持用円筒部の間でこれらの第１及び第２の軸受保持
用円筒部の他端部に形成され、第１の軸受保持用円筒部
に嵌装された内輪と第２の軸受保持用円筒部に嵌合され
た外輪とを有し、軸受に予圧を負荷する他の軸受から構
成することも望ましい。

【００１０】

【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。

【００１１】図１及び２は本発明のスピンドルモータの
第１実施形態を示す。４はコアプレートであり、ベース
プレート２１に固定され環状固定部３１と、その外周か
ら第１図で上方へ延びる中間円筒部３２とを有する。中
間円筒部３２の上端から矩形状の歯部１３が半径方向外
側に延びている。歯部１３は、図２には１個しか示され
ていないが、中間円筒部３２の円周方向へ所定の複数個
が等間隔で配設されている。各歯部１３の外端にハンマ
部１２が形成されている。このコアプレート４は、一体
物であり、コバルトを含む鋼などの強磁性体や強磁性体
を含有したプラスチック材が使用される。

【００１２】各歯部１３にコイル９が巻かれる。そし
て、中間円筒部３２の高さは、歯部１３に巻かれたコイ
ル９の外周面がベースプレート２１から所定距離離間さ
れるように設定される。ここで、コアプレート４とコイ
ル９はステータ３３を構成する。

【００１３】３４は一体物のロータで、ロータディスク
部２と、その中央の内周部から下方に延びる円筒状の内
側保持部３０と、ロータディスク部２の外周から下方に
延びる円筒状の外側保持部１１とから成り、鉄製であ
る。外側保持部１１の内周面にその全周にわたって回転
用永久磁石３が配設されている。

【００１４】回転軸１は、中心軸部３５と、図１中その
上端にこれと共軸に形成された円板状のフランジ部３６
とを有する。中心軸部３５はロータ３４の内側保持部３
０に嵌合され、フランジ部３６はその下面をロータ３４
のロータディスク部２の上面に例えば接着剤により固定
されている。

【００１５】スピンドルモータの軸を成す回転軸１は、
軸受８を介して、コアプレート４と共軸になるように、
ステータ３３に組み付けられる。軸受８は、外輪５と内
輪７とその間に配設された転動体３７（図示の場合は
玉）より成り、外輪５の外周面はコアプレート４の中間
円筒部３２の内周面に嵌合されている。内輪７は回転軸
１の中心軸部３５に嵌装される。このようにして、ロー
タ３４がステータ３３と共軸に回転するように軸１に取
り付けられる。軸受８の幅はその外輪５の外周面がはず
れる部分がなく全部分がコアプレート４の中間円筒部３
２の内周面に圧接する大きさに設定されている。

【００１６】ロータ３４がこのように取り付けられた時
には、ロータ３４のロータディスク部２の下面がコアプ
レート４の歯部１３に巻かれたコイル９から所定距離離
間されるように配設される。また、この場合、回転用永
久磁石３は各歯部１３の外端部のハンマ部１２に所定の
エアギャップ３８をもって対峙するようになっている。

【００１７】図１及び２に示すように、実線で示される
ような扇形（円弧状セグメント）の、又は、破線で示さ
れるように回転軸１に共軸な環状の予圧負荷用磁石（永
久磁石又は電磁石）１０をロータ３４の外側保持部１１
の下面に軸方向に整合対峙するようにベースプレート２
１上に固設している。この予圧負荷用磁石１０はロータ
３４を図１においてその外側保持部１１の下端で下方に
引いて軸受８に予圧を負荷する。なお、図２では軸受８
の転動体３７の図示が省略されている。

【００１８】次に、本実施形態のスピンドルモータの作
動について説明する。コイル９に所定の方向及び所定の
電流を流すと、コアプレート４及びロータ３４は電導体
であるから、コアプレート４の中間円筒部３２の図１の
上端部及びロータ３４の外側保持部１１で閉磁路が形成
され、エアギャップ３８を介してハンマ部１２と回転用
永久磁石３との間に所定方向の所定量の磁束が発生す
る。これによって、ロータ３４は所定の速度と所定の方
向へ回転する。

【００１９】この際、図２に実線で示すように、予圧負
荷用磁石１０を扇形にすると、軸受８へ予圧を偏在して
負荷することになるが、ロータ３４が、軸受８中にわず
かな隙間があるために、ロータ３４は、回転軸１と共
に、予圧負荷用磁石１０の方へ、即ち、図１中左側へわ
ずかに傾く。しかし、この傾きは、予圧負荷用磁石１０
に対して一定の方向へ、即ち、図１では左側へ常に一定
になっている。そのため、ロータ３４はこの方向へ一定
の角度で傾いた軸心を中心として回転するために、すり
こぎ運動をすることがなく、正確な回転をする。他方、
予圧負荷用磁石１０が図２に破線で示すように環状であ
る場合は、ロータ３４の外側保持部１１をその全周にわ
たって均等に図１で下方へ引くから、軸受８にその全周
にわたって均等な予圧が負荷される。なお、予圧負荷用
磁石１０は予圧負荷手段を構成する。

【００２０】以上のように構成された第１実施形態のス
ピンドルモータにおいては、薄く構成されたロータ３４
のロータディスク部２とベースプレート２１との間の空
間内に軸受８と予圧負荷用磁石１０と設け、これらがこ
の空間からはみ出さないようにしたことと、これらの空
間内に設けたステータ３３の歯部１３も薄く、これに巻
きかけたコイル９の丈も低くなるので、この空間を狭く
構成できることからスピンドルモータの厚さ（高さ）を
小さくできる。

【００２１】また、予圧負荷用磁石１０を設けたことに
より、軸受の数を従来の２個から１個に減らすことがで
き、これもスピンドルモータの厚さ（高さ）とコストと
の低減に寄与する。

【００２２】さらに、環状固定部３１がステータ３３の
一部として一体に形成されているので、ステータ３３と
別個にステータ３３をベースプレート２１に固定するた
めの部材が必要でなくなり、スピンドルモータの構成を
簡略化すると共にこれによってもコスト低減を行うこと
ができる。

【００２３】さらに、ステータ３３は中間円筒部３２を
持っているので、ステータ３３が頑丈になる。

【００２４】図３は本発明のスピンドルモータの第２実
施形態を示す。この実施形態の第１実施形態との相違
は、一対の軸受を用いており予圧負荷用磁石を設けてい
ないことと、ステータの環状固定部に軸受保持用円筒部
が設けられていることである。

【００２５】図示のとおり、ステータ３３の環状固定部
３１の内周部から回転軸１のフランジ部３６の下面近傍
に及ぶ軸受保持用円筒部３９を環状固定部３１と一体に
かつ回転軸１の中心軸部３５と共軸に形成する。軸受は
上下に一対あり、下側の軸受８は第１実施形態の軸受８
と同じ構造で内輪７は回転軸１の中心軸部３５の下部に
嵌装され、外輪５はステータ３３の軸受保持用円筒部３
９の下部に嵌合される。また、上側の軸受４０は、回転
軸１の中心軸部３５の上部に嵌装された内輪４１、軸受
保持用円筒部３９の上部に嵌合された外輪４２及びこれ
らの内外輪間に配設された転動体（図示の場合は玉）４
３から成り、下側の軸受８に予圧を負荷するように配設
されている。したがって、上側の軸受４０は予圧付加手
段を構成する。

【００２６】両軸受８，４０は、回転軸１のフランジ部
３６の下面（ロータ３４の上面）とベースプレート２１
の上面との間の空間に、しかも、回転軸１の中心軸部３
５とステータ３３の軸受保持用円筒部３９との間に配設
されるので、回転軸１のフランジ部３６とベースプレー
ト２１の上面と間の空間内にこれからはみ出すことがな
く、そのために、スピンドルモータの厚さ（高さ）を減
少させることができる。その他の要素の構成は第１実施
形態の場合と同じであるので、同一要素には同一参照番
号を付して示し、それらの説明は省略する。

【００２７】図４は本発明のスピンドルモータの第３実
施形態を示す。この実施形態の第２実施形態と異なる点
は、軸はフランジ部がなく固定軸であること、ステータ
の軸受保持用円筒部は固定軸に保持されていることと、
ロータが軸受保持用円筒部を有することである。

【００２８】図４に示すように、軸１Ａはベースプレー
ト２１に立設固定された固定軸であり、これにステータ
３３の軸受保持用円筒部（第１の軸受保持用円筒部）３
９が嵌装されている。他の軸受保持用円筒部（第２の軸
受保持用円筒部）４４は、ロータ３４の内周部から他の
ステータ３３の環状固定部３１の上面近傍まで下方に延
びかつ軸１Ａ及びステータ３３の軸受保持用円筒部３９
と共軸でこの軸受保持用円筒部３９を囲繞するように形
成されている。

【００２９】下側の軸受８と上側の軸受４０は第３実施
形態のそれらと同じに形成されるが、下側の軸受８の外
輪５の外周面はロータ３４の第２の軸受保持用円筒部４
４の内周面の下側に当接され、その内輪７の内周面は第
１の軸受保持用円筒部１１の外周面の下側に当接されて
おり、上側の軸受４０の外輪４２の外周面はロータ３４
の第２の軸受保持用円筒部４４の内周面の上側に当接さ
れ、その内輪４１の内周面は第１の軸受保持用円筒部１
１の外周面の上側に当接されている。そして、上側の軸
受４０は下側の軸受８に負荷する予圧負荷手段を構成し
ている。

【００３０】両軸受８，４０は、ロータ３４のロータデ
ィスク部２の上面とステータ３３の環状固定部３１の上
面との間の空間に、しかも、ロータ３４軸受保持用円筒
部４４とステータ３３の軸受保持用円筒部３９との間に
配設されるので、ロータ３４のロータディスク部２の上
面とステータ３３に環状固定部３１の上面との間の空間
内にこれからはみ出すことがなく、そのために、スピン
ドルモータの厚さ（高さ）を減少させることができる。
その他の要素の構成は第３実施形態の場合と同じである
ので、同一要素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。

【００３１】図４の第３実施形態においては、コアプレ
ート４に第１軸受保持用円筒部３９を形成したが、これ
を形成せず、両軸受８及び４０の内輪７及び４１の内周
面を直接軸１Ａの外周面に当接させてもよい。他の構造
は第３実施形態と同様である。

【００３２】以上に述べたことから、予圧を受ける軸受
８に予圧を与える予圧負荷用磁石１０又は予圧を負荷す
る軸受４０から成る予圧負荷手段とは、上は高くともロ
ータ３４のロータディスク部２の上面と、下は低くとも
ベースプレート２１の上面間の空間内にある。全実施形
態を通じて、ロータ３４とベースプレート２１とによっ
て形成される空間に参照番号４５が付されている。ま
た、第２及び第３実施形態においては、上方の軸受４０
を予圧負荷用、即ち、予圧負荷手段とし、下側の軸受８
を予圧を受ける側の軸受としているが、これとは反対
に、軸受８を予圧負荷用、即ち、予圧負荷手段とし、軸
受４０を予圧を受ける側の軸受とすることもできる。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、予圧を受ける軸受と予圧負荷
手段とがロータとベースプレートとの間の空間内に配設
されることと、この空間はステータの薄い歯部に巻かれ
た全コイル厚さで決まる低い背丈を有することから、ス
ピンドルモータの厚さ（高さ）を小さくできるという効
果がある。また、ステータは段違い構造になっているた
めに強度が高まるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくスピンドルモータの第１実施形
態の左半分の縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａでみたスピンドルモータの左側の
平面図であり、ステータの歯部を１個だけ示したもので
ある。

【図３】本発明に基づくスピンドルモータの第２実施形
態の左半分の縦断面図である。

【図４】本発明に基づく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軸（回転軸）１Ａ軸（固定軸）２ロータディスク部３回転用永久磁石４コアプレート５外輪７内輪８軸受９コイル１０予圧負荷用磁石（予圧負荷手段）１１外側保持部１２ハンマ部１３歯部２１ベースプレート３０内側保持部３１環状固定部３２中間円筒部３３ステータ３４ロータ３５中心軸部３６フランジ部３７転動体３８エアギャップ３９（第１の）軸受保持用円筒部４０軸受（予圧負荷手段）４１内輪４２外輪４３転動体４４（第２の）軸受保持用円筒部４５空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースプレートと、これに直角に配置さ
れた軸と、該軸を中心にして回転可能に配置されたロー
タと、該ベースプレート及び該ロータの間を該軸の半径
方向に延びコイルが巻かれた一枚物の歯部を有し該ベー
スプレートに固定されるステータと、該ステータと該軸
との間又は該ステータと該ロータとの間に設けられた１
個の軸受を有し、該ロータにその外周に該ステータを囲
繞するように配置され内周面に該ステータと対峙する環
状の回転用永久磁石を設けた外側保持部を形成して成る
スピンドルモータにおいて、該ステータと該ベースプレートとの間の間隔及び該ステ
ータと該ロータとの間の間隔は該コイルの外表面が該ベ
ースプレート及び該ロータに接触をしない程度の所定の
間隔になるように設定し、該ロータと該ベースプレート
との間に形成された空間内に該軸受及び該軸受に予圧を
負荷する予圧負荷手段を設置したことを特徴とするスピ
ンドルモータ。
【請求項２】前記ステータは、前記軸を囲繞し前記ベ
ースプレートに固定される環状固定部と、該環状固定部
の外周面と前記歯部の内端との間を延び該環状固定部の
外周面と前記歯部の内端とを連結する中間円筒部より成
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】前記軸は前記ロータが接続されて該ロー
タと共に回転する回転軸であり、前記軸受は、前記ステ
ータの前記中間円筒部に嵌装される外輪と該軸に嵌装さ
れる内輪とを有し、前記予圧負荷手段は、前記ロータの
前記外側保持部のベースプレート側の端面に対峙して該
ベースプレートに固定された予圧負荷用磁石であること
を特徴とする請求項２に記載のスピンドルモータ。
【請求項４】前記予圧負荷用磁石は前記ロータの前記
外側保持部の前記端面に対峙して扇形に形成されている
ことを特徴する請求項３に記載のスピンドルモータ。
【請求項５】前記予圧負荷用磁石は前記ロータの前記
外側保持部の前記端面に対峙して環状に形成されている
ことを特徴する請求項３に記載のスピンドルモータ。
【請求項６】前記予圧負荷用磁石は永久磁石であるこ
とを特徴とする請求項３乃至５のいずれかの１つに記載
のスピンドルモータ。
【請求項７】前記予圧負荷用磁石は電磁石であること
を特徴とする請求項３乃至５のいずれかの１つに記載の
スピンドルモータ。
【請求項８】前記軸は前記ロータが接続されて該ロー
タと共に回転する回転軸であり、前記ステータは、前記
ロータ及び前記ベースプレート間に形成された前記空間
内で該ステータの前記環状固定部の内周面から前記ロー
タの方へ延び該軸を囲繞する軸受保持用円筒部を有し、
前記軸受は、該軸と該軸受保持用円筒部との間で該軸及
び該軸受保持用円筒部の一端部に形成され、該軸受の前
記外輪が該軸受保持用円筒部に嵌合され、該軸受の前記
内輪が該軸に嵌装されており、前記予圧負荷手段は、該
軸と該軸受保持用円筒部との間で該軸及び該軸受保持用
円筒部の他端部に形成され、該軸受保持用円筒部に嵌合
された外輪と該軸に嵌装された内輪とを有し、該軸受に
予圧を負荷する他の軸受から成ることを特徴とする請求
項２に記載のスピンドルモータ。
【請求項９】前記軸は前記ベースプレートに固定され
た固定軸であり、前記ロータはその内周面から前記ステ
ータの前記環状固定部近傍まで延びる軸受保持用円筒部
を有し、前記軸受は、該軸と該軸受保持用円筒部の間で
該軸及び該軸受保持用円筒部の一端部に形成され、該軸
受の前記内輪が該軸に嵌装され、該軸受の前記外輪が該
軸受保持用円筒部に嵌合されており、前記予圧負荷手段
は、該軸及び該軸受保持用円筒部の間で該軸及び該軸受
保持用円筒部の他端部に形成され、該軸に嵌装された内
輪と該軸受保持用円筒部に嵌合された外輪とを有し、該
軸受に予圧を負荷する他の軸受から成ることを特徴とす
る請求項２に記載のスピンドルモータ。
【請求項１０】前記軸は前記ベースプレートに固定さ
れた固定軸であり、前記ステータは、前記ロータ及び前
記ベースプレート間に形成された前記空間内で該ステー
タの前記環状固定部の内周面から前記ロータの方へ延び
該軸に嵌合される第１の軸受保持用円筒部を有し、該ロ
ータはその内周面から該ステータの前記環状固定部近傍
まで延びる第２の軸受保持用円筒部を有し、前記軸受
は、該第１及び第２の軸受保持用円筒部の間で該第１及
び第２の軸受保持用円筒部の一端部に形成され、該軸受
の前記内輪が該第１の軸受保持用円筒部に嵌装され、該
軸受の前記外輪が該第２の軸受保持用円筒部に嵌合され
ており、前記予圧負荷手段は、該第１及び第２の軸受保
持用円筒部の間で該第１及び第２の軸受保持用円筒部の
他端部に形成され、該第１の軸受保持用円筒部に嵌装さ
れた内輪と該第２の軸受保持用円筒部に嵌合された外輪
とを有し、該軸受に予圧を負荷する他の軸受から成るこ
とを特徴とする請求項２に記載のスピンドルモータ。