JP2002281713A - Motor for driving disc - Google Patents
Motor for driving discInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
- F16C2370/12—Hard disk drives or the like
Landscapes
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はディスク駆動用モー
タに関し、特に、ハードディスク(磁気ディスク)ドライ
ブ用スピンドルモータの軸受の組立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 motor for driving a disk, and more particularly to an assembly structure of a bearing of a spindle motor for a hard disk (magnetic disk) drive.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２は従来の磁気ディスク駆動用スピン
ドルモータの側面断面図である。図２において、磁気デ
ィスク駆動用スピンドルモータは、ステータ部１００
と、このステータ部１００のベース１に立設固定した軸
９に回転自在に取付けたロータ部２００とから構成され
ている。2. Description of the Related Art FIG. 2 is a side sectional view of a conventional spindle motor for driving a magnetic disk. In FIG. 2, the spindle motor for driving the magnetic disk includes a stator unit 100.
And a rotor unit 200 rotatably mounted on a shaft 9 that is erected on the base 1 of the stator unit 100.
【０００３】前記したステータ部１００は、ステータコ
ア２と軸９を立設固定したベース１とを備えている。ス
テータコア２は複数の突極（図示せず）を有し、各突極
には駆動コイル１１がそれぞれ巻回されている。軸９の
外周面には一対の接着溝３ａ、３ｂが設けられている。The above-described stator section 100 includes a stator core 2 and a base 1 on which a shaft 9 is erected and fixed. The stator core 2 has a plurality of salient poles (not shown), and a driving coil 11 is wound around each salient pole. The outer peripheral surface of the shaft 9 is provided with a pair of adhesive grooves 3a and 3b.
【０００４】前記したロータ部２００は、ハブ１２とロ
ータヨーク６とマグネット７とを備えている。前記した
ハブ１２は内径部１２ａ及び外径部１２ｂを有してお
り、内径部１２ａには一対の接着溝５ａ、５ｂが設けら
れている。ハブ１２には磁気ディスク１０を支持固定す
るための円筒部５−１とフランジ部５−２とを有してい
る。このフランジ部５−２の下部には円筒状のロータヨ
ーク６とマグネット７とが固定されている。この円筒状
のマグネット７は前記したステータコア２の複数の突極
と一定のギャップをもって円周対向している。[0004] The rotor section 200 includes a hub 12, a rotor yoke 6 and a magnet 7. The hub 12 has an inner diameter portion 12a and an outer diameter portion 12b, and the inner diameter portion 12a is provided with a pair of adhesive grooves 5a and 5b. The hub 12 has a cylindrical portion 5-1 for supporting and fixing the magnetic disk 10 and a flange portion 5-2. A cylindrical rotor yoke 6 and a magnet 7 are fixed to a lower portion of the flange portion 5-2. The cylindrical magnet 7 is circumferentially opposed to the plurality of salient poles of the stator core 2 with a certain gap.
【０００５】前記した軸９の外周面とハブ１２の内径部
１２ａとの間に固着される一対のボールベアリング４
Ａ，４Ｂは、その内輪部４Ａａ，４Ｂａと外輪部４Ａ
ｂ，４Ｂｂ間に、多数のボール４−１，４−２を設けて
いる。前記した軸９の外周面に設けられた一対の接着溝
３ａ、３ｂ及び前記したハブ１２の内径部１２ａに設け
られた一対の接着溝５ａ、５ｂにそれぞれ、所定量の接
着剤を塗布した後、そこに一対のボールベアリング４
Ａ，４Ｂの内輪部４Ａａ，４Ｂａ及び外輪部４Ａｂ，４
Ｂｂをそれぞれ予圧を印加した状態で接着することによ
って、ボールベアリング４Ａ，４Ｂを軸９の外周面とハ
ブ１２の内径部１２ａとの間に固着することができる。A pair of ball bearings 4 fixed between the outer peripheral surface of the shaft 9 and the inner diameter portion 12a of the hub 12
A, 4B are inner ring portions 4Aa, 4Ba and outer ring portion 4A.
Many balls 4-1 and 4-2 are provided between b and 4Bb. After applying a predetermined amount of adhesive to the pair of adhesive grooves 3a, 3b provided on the outer peripheral surface of the shaft 9 and the pair of adhesive grooves 5a, 5b provided on the inner diameter portion 12a of the hub 12, respectively. , There a pair of ball bearings 4
A, 4B inner ring portions 4Aa, 4Ba and outer ring portions 4Ab, 4
The ball bearings 4A and 4B can be fixed between the outer peripheral surface of the shaft 9 and the inner diameter portion 12a of the hub 12 by bonding Bb while applying a preload thereto.
【０００６】ここで、ボールベアリング４Ａ，４Ｂの外
輪部４Ａｂ，４Ｂｂの外径をそれぞれＤ３、ハブ１２の
上側外径をＤ４、ハブ１２の下側外径をＤ５とする。ハ
ブ１２の上側の外径部１２ｂのハブ径とボールベアリン
グ４Ａの外輪部４Ａｂの外径との差（Ｄ４−Ｄ３）、下
側のハブ１２の外径部１２ｂのハブ径とボールベアリン
グ４Ｂの外輪部４Ｂｂの外径との差（Ｄ５−Ｄ３）は、
０．５から２ｍｍ程度しかそれぞれ確保出来ない。この
ために、前述したように、２つのハブ１２の内周部１２ａ
にボールベアリング４Ａ，４Ｂを収納固着する際には接
着剤を用いている。Here, the outer diameters of the outer ring portions 4Ab and 4Bb of the ball bearings 4A and 4B are D3, the upper outer diameter of the hub 12 is D4, and the lower outer diameter of the hub 12 is D5. The difference (D4-D3) between the hub diameter of the upper outer diameter portion 12b of the hub 12 and the outer diameter of the outer ring portion 4Ab of the ball bearing 4A, the hub diameter of the outer diameter portion 12b of the lower hub 12 and the ball bearing 4B. The difference (D5-D3) from the outer diameter of the outer ring portion 4Bb is
Only about 0.5 to 2 mm can be secured respectively. Therefore, as described above, the inner peripheral portions 12a of the two hubs 12
An adhesive is used when the ball bearings 4A and 4B are stored and fixed.
【０００７】一方、前記した軸９をボールベアリング４
Ａ，４Ｂの内輪部４Ａａ，４Ｂａに挿入固定する組立て
については、前述したように、軸９の接着溝３ａ、３ｂ
に所定量の接着剤を塗布後、この軸９を一対のボールベ
アリング４Ａ，４Ｂの内輪部４Ａａ，４Ｂａに挿入し、
ボールベアリング４Ａ，４Ｂに予圧付加しつつ、両者を
接着固定して組み立てられる。こうして、ロータハブ１
２はボールベアリング４Ａ，４Ｂにより、固定軸９に対
し回転自在に組立られてられる。On the other hand, the shaft 9 is connected to the ball bearing 4.
As for the assembly for inserting and fixing the inner ring portions 4Aa and 4Ba of the shafts A and 4B, as described above, the bonding grooves 3a and 3b of the shaft 9 are used.
After applying a predetermined amount of adhesive, the shaft 9 is inserted into the inner ring portions 4Aa and 4Ba of the pair of ball bearings 4A and 4B,
While preloading the ball bearings 4A and 4B, they are assembled by bonding and fixing them. Thus, the rotor hub 1
Numeral 2 is assembled rotatably with respect to the fixed shaft 9 by ball bearings 4A and 4B.
【０００８】このようにして、前記したステータコア２
に巻回された駆動コイル１１の通電切換えにより、前記
したロータハブ１２の回転を制御することができる。符
号８はステータコア２に巻回された駆動コイル１１を外
部駆動回路（図示せず）に接続するプリント基板であ
る。Thus, the above-mentioned stator core 2
The rotation of the rotor hub 12 can be controlled by switching the energization of the drive coil 11 wound around the rotor. Reference numeral 8 denotes a printed circuit board that connects the drive coil 11 wound around the stator core 2 to an external drive circuit (not shown).
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】前述したように、ハブ
１２の上側外径Ｄ４とボールベアリング４Ａの外輪部４
Ａｂの外径Ｄ３との差（Ｄ４−Ｄ３）と、ハブ１２の下
側外径Ｄ５とボールベアリング４Ｂの外輪部４Ｂｂの外
径Ｄ３との差（Ｄ５−Ｄ３）とは、０．５から２ｍｍ程
度しかそれぞれ確保出来ない。また、前記したボールベア
リング４Ａ，４Ｂの外輪部４Ａｂ、４Ｂｂはステンレス
系の部材からなる一方、ハブ１２はアルミニュウム系の
部材からなる。As described above, the upper outer diameter D4 of the hub 12 and the outer ring portion 4 of the ball bearing 4A are provided.
The difference (D4-D3) between the outer diameter D3 of Ab and the difference (D5-D3) between the lower outer diameter D5 of the hub 12 and the outer diameter D3 of the outer ring portion 4Bb of the ball bearing 4B is from 0.5. Only about 2 mm can be secured respectively. The outer ring portions 4Ab and 4Bb of the ball bearings 4A and 4B are made of stainless steel, while the hub 12 is made of aluminum.
【００１０】このためステンレス系材の一対のボールベ
アリング４Ａ，４Ｂの外輪部４Ａｂ，４Ｂｂと、この外
輪部４Ａｂ，４Ｂｂに接するアルミニュウム系材のハブ
１２の内周部１２ａとのハブ径との差が小さいので、線
膨張係数の大きいアルミニュウム材のハブ１２の温度変
化により、その内周部１２ａの形状が変形し、この結果、
この内周部１２ａに接する一対のボールベアリング４
Ａ，４Ｂの外輪部４Ａｂ，４Ｂｂに対してこの変形の影
響を及ぼしてしまう。For this reason, the difference in hub diameter between the outer ring portions 4Ab, 4Bb of the pair of stainless steel ball bearings 4A, 4B and the inner peripheral portion 12a of the aluminum material hub 12 in contact with the outer ring portions 4Ab, 4Bb. Is small, the shape of the inner peripheral portion 12a is deformed by the temperature change of the hub 12 made of the aluminum material having a large linear expansion coefficient.
A pair of ball bearings 4 in contact with the inner peripheral portion 12a
The deformation affects the outer ring portions 4Ab, 4Bb of the A, 4B.
【００１１】こうしたハブ１２の内周部１２ａ側からボ
ールベアリング４Ａ，４Ｂの外輪部４Ａｂ，４Ｂｂ側へ
伝達される形状変形の悪影響を回避するために、ボール
ベアリング４Ａ，４Ｂの外輪部４Ａｂ，４Ｂｂとハブ１
２の内周部１２ａとの接合部において両者間のクリアラ
ンスを大きく取り、また両者を接着剤を使用し固着する
手法を用いている。In order to avoid the adverse effect of the shape deformation transmitted from the inner peripheral portion 12a side of the hub 12 to the outer ring portions 4Ab, 4Bb of the ball bearings 4A, 4B, the outer ring portions 4Ab, 4Bb of the ball bearings 4A, 4B are avoided. And hub 1
At the joint with the inner peripheral portion 12a, a clearance between them is made large, and both are fixed using an adhesive.
【００１２】しかし、軸９とボールベアリング４Ａ，４
Ｂの内輪部４Ａａ，４Ｂａとの間、及び、ボールベアリ
ング４Ａ，４Ｂの外輪部４Ａｂ，４Ｂｂとハブ１２の内
周部１２ａとが、隙間嵌合（２μｍ〜１０μｍ）により
接着固定されている。このため、治具の精度のばらつき
により、軸９とボールベアリング４Ａ，４の内輪部４Ａ
ａ，４Ｂａとが傾いて接着固定されてしまうと、ボール
ベアリング４Ａ，４Bは内輪部４Ａａ，４Ｂａと外輪部
４Ａｂ，４Ｂｂとの間に形成されているボール起動面に
対して、均等に予圧を付加出来なくなる。このため、多
数のボールベアリング４Ａ，４Ｂに対する面圧のばらつ
きを生じ、回転トルクムラや回転時にボールベアリング
４Ａ，４Ｂがスリップし、ボール面荒れが発生し、騒音
不良の問題を引き起こす課題があった。However, the shaft 9 and the ball bearings 4A, 4
The inner ring portions 4Aa and 4Ba of B and the outer ring portions 4Ab and 4Bb of the ball bearings 4A and 4B and the inner peripheral portion 12a of the hub 12 are bonded and fixed by gap fitting (2 μm to 10 μm). For this reason, the shaft 9 and the inner ring portion 4A of the ball bearings 4A, 4 may vary due to variations in the accuracy of the jig.
When the a and 4Ba are tilted and adhered and fixed, the ball bearings 4A and 4B apply a preload evenly to a ball starting surface formed between the inner ring portions 4Aa and 4Ba and the outer ring portions 4Ab and 4Bb. It cannot be added. For this reason, there is a problem that the surface pressure varies with respect to a large number of ball bearings 4A and 4B, and the ball bearings 4A and 4B slip during rotation and the ball surface is roughened, thereby causing a problem of poor noise.
【００１３】また、軸９とボールベアリング４Ａ，４Ａ
の内輪部４Ａａ，４Ｂａとの間、及び、一対のボールベ
アリング４Ａ，４Ｂの外輪部４Ａｂ，４Ｂｂとハブ１２
の内周部１２ａとが、接着のみにより固定されているた
め、接着剤の塗布量、塗布位置等のばらつきにより、前
記した予圧不良や軸受剛性のばらつき等の悪影響が発生
する危険性があった。更にこの接着剤からアウトガスが
発生し、ハブ１２に支持固定されている磁気ディスク１
０を腐食させたり、ヘッドクラッシュの問題を発生する
課題があった。さらにまた、ボールベアリング４Ａ，４Ｂ
の外輪部４Ａｂ,4Ｂｂはステンレス系材料であるのに対
し、ハブ１２はアルミニュウム材が使用されるため、材
質の違いから線膨張係数が異なり、ボールベアリング４
Ａ，４Ｂとハブ１２との前記した接着部分は熱変化によ
り破壊されるという課題があった。Also, the shaft 9 and the ball bearings 4A, 4A
Between the inner ring portions 4Aa and 4Ba, and the outer ring portions 4Ab and 4Bb of the pair of ball bearings 4A and 4B and the hub 12.
Since the inner peripheral portion 12a is fixed only by bonding, there is a risk that adverse effects such as the above-described poor preload and variations in bearing rigidity may occur due to variations in the amount and position of application of the adhesive. . Further, outgas is generated from this adhesive, and the magnetic disk 1 supported and fixed to the hub 12 is fixed.
There is a problem of causing corrosion of the O. 0 and a problem of a head crash. Furthermore, ball bearings 4A, 4B
The outer ring portions 4Ab and 4Bb are made of a stainless steel material, whereas the hub 12 is made of an aluminum material.
There has been a problem that the above-mentioned bonded portion between A, 4B and the hub 12 is destroyed by a heat change.
【００１４】そこで本発明は、こうした課題に鑑みて創
案されたものであり、特に、ボールベアリングの線膨張
係数をｋ１、前記外輪部の外径をＤ１、ロータハブの線
膨張係数をｋ２、前記ロータハブの内径部及び外径部の
内径及び外径をそれぞれＤ１，Ｄ２としたときに、ｋ１
／ｋ２≒Ｄ１／Ｄ２の関係を有しており、前記ボールベ
アリングの外輪部と前記ロータハブの前記内径部、及び、
前記ボールベアリングの内輪部と前記軸の外周は、前記
ボールベアリングに予圧を印加した状態で圧入によりそ
れぞれ嵌合固着したから、軸とボールベアリングの内輪
部及び、ボールベアリングの外輪部とロータハブの内径
部とが、傾きがなく固定できるので、ボールベアリング
の内外両輪部のボール起動面に対し均等に予圧が付加で
き、これによって、面圧のバラツキが少なく回転トルクむ
らや回転時のボールスリップの危険性も少なくなり、ボ
ールベアリングの面荒れ現象も回避でき、また、軸とボー
ルベアリングの内輪部及び、外輪部とロータハブの内径
部とが圧入固定されているため、接着による固定法に比
べ軸受剛性のばらつきが少なく、安定した品質のモータ
が構成でき、更に接着剤からのアウトガスがなく、ロー
タハブに指示されている磁気ディスクを腐食させたり、
ヘッドクラッシュ等から回避でき、更にまたボールベア
リング直径を自由に選択することにより、各種サイズの
磁気ディスクに対応したディスク駆動用モータを提供す
ることを目的とする。Accordingly, the present invention has been made in view of such problems, and in particular, the linear expansion coefficient of the ball bearing is k1, the outer diameter of the outer ring portion is D1, the linear expansion coefficient of the rotor hub is k2, and the rotor hub is When the inner and outer diameters of the inner and outer diameters are D1 and D2, respectively, k1
/ K2 ≒ D1 / D2, and the outer ring portion of the ball bearing and the inner diameter portion of the rotor hub;
Since the inner ring portion of the ball bearing and the outer periphery of the shaft are fitted and fixed by press-fitting while applying a preload to the ball bearing, the inner ring portion of the shaft and the ball bearing, and the inner ring portion of the ball bearing and the inner diameter of the rotor hub are formed. Can be fixed without inclination, so that preload can be evenly applied to the ball starting surfaces of the inner and outer wheels of the ball bearing, thereby reducing the variation in surface pressure and causing uneven rotation torque and danger of ball slip during rotation. The ball bearing surface roughness can be avoided, and the shaft and the inner ring of the ball bearing, and the outer ring and the inner diameter of the rotor hub are press-fitted and fixed. The motor can be constructed with stable quality and stable, and there is no outgas from the adhesive. Corrode the magnetic disk that,
An object of the present invention is to provide a disk drive motor that can be used for magnetic disks of various sizes by avoiding a head crash or the like and further by freely selecting a ball bearing diameter.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、次の構成を有するディスク駆動用モ
ータを提供する。即ち、図１に示すように、ベース１に立
設した軸９にボールベアリング４Ａ，４Ｂを介在して回
転自在に取付けられかつディスク１０を回転駆動するた
めのロータハブ１２Ａを備えたディスク駆動用モータで
あって、前記ボールベアリング４Ａの外輪部４Ａｂの線
膨張係数をｋ１、前記外輪部４Ａｂの外径をＤ１、前記
ロータハブ１２Ａの線膨張係数をｋ２、前記ロータハブ
１２Ａの内径部１２ａ及び外径部１２ｂの内径及び外径
をそれぞれＤ１，Ｄ２としたときに、 ｋ１／ｋ２≒Ｄ１／Ｄ２ の関係を有しており、前記ボールベアリング４Ａの外輪
部４Ａｂと前記ロータハブ１２Ａの前記内径部１２ａ、
及び、前記ボールベアリング４Ａの内輪部４Ａａと前記
軸９の外周は、前記ボールベアリング４Ａに予圧を印加
した状態で圧入によりそれぞれ嵌合固着してなることを
特徴とするディスク駆動用モータ。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a disk drive motor having the following configuration. That is, as shown in FIG. 1, a disk drive motor which is rotatably mounted on a shaft 9 erected on a base 1 via ball bearings 4A and 4B and has a rotor hub 12A for driving a disk 10 to rotate. The coefficient of linear expansion of the outer ring 4Ab of the ball bearing 4A is k1, the outer diameter of the outer ring 4Ab is D1, the coefficient of linear expansion of the rotor hub 12A is k2, the inner diameter 12a and the outer diameter of the rotor hub 12A. When the inner and outer diameters of 12b are D1 and D2, respectively, they have a relationship of k1 / k2 ≒ D1 / D2, and the outer ring portion 4Ab of the ball bearing 4A and the inner diameter portion 12a of the rotor hub 12A have the following relationship.
A disk drive motor characterized in that the inner ring portion 4Aa of the ball bearing 4A and the outer periphery of the shaft 9 are fitted and fixed by press-fitting with a preload applied to the ball bearing 4A.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下に本発明に係わるディスク駆
動用モータの一実施例を、図１を参照して説明する。図
１は本発明の一実施例である磁気ディスク駆動用スピン
ドルモータの側面断面である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a disk drive motor according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a side sectional view of a spindle motor for driving a magnetic disk according to an embodiment of the present invention.
【００１７】本発明のディスク駆動用モータは、後述す
るように、ベース１に立設した軸９に多数のボールベア
リング４Ａ，４Ｂを介在して回転自在に取付けられかつ
ディスクを回転駆動するためのロータハブ１２Ａを備え
たディスク駆動用モータであって、前記ボールベアリン
グ４Ａ，４Ｂの外輪部４Ａｂ，４Ｂｂの線膨張係数をｋ
１、前記外輪部の外径をＤ１、前記ロータハブ１２Ａの
線膨張係数をｋ２、前記ロータハブ１２Ａの内径部１２
ａ及び外径部１２ｂの内径及び外径をそれぞれＤ１，Ｄ
２としたときに、ｋ１／ｋ２≒Ｄ１／Ｄ２の関係を有し
ており、前記ボールベアリング４Ａ，４Ｂの外輪部４Ａ
ｂ，４Ｂｂと前記ロータハブ１２Ａの前記内径部１２
ａ、及び、前記ボールベアリング４Ａ，４Ｂの内輪部４Ａ
ａ，４Ｂａと前記軸９の外周は、前記ボールベアリング
４Ａ，４Ｂに予圧を印加した状態で圧入によりそれぞれ
嵌合固着してなることを特徴とするディスク駆動用モー
タである。As will be described later, the disk drive motor of the present invention is rotatably mounted on a shaft 9 erected on the base 1 with a large number of ball bearings 4A and 4B interposed therebetween, and drives the disk to rotate. A disk drive motor having a rotor hub 12A, wherein a coefficient of linear expansion of outer ring portions 4Ab, 4Bb of the ball bearings 4A, 4B is k.
1, the outer diameter of the outer ring portion is D1, the linear expansion coefficient of the rotor hub 12A is k2, and the inner diameter portion 12 of the rotor hub 12A is
a and the outer diameter of the outer diameter portion 12b are D1 and D, respectively.
2, the relationship of k1 / k2 ≒ D1 / D2 is satisfied, and the outer ring portion 4A of the ball bearings 4A and 4B is provided.
b, 4Bb and the inner diameter portion 12 of the rotor hub 12A.
a and the inner ring portion 4A of the ball bearings 4A, 4B
a, 4Ba and an outer periphery of the shaft 9 are fitted and fixed by press-fitting with a preload applied to the ball bearings 4A, 4B, respectively.
【００１８】具体的には、本発明の一実施例である磁気
ディスク駆動用スピンドルモータは、図１に示すよう
に、ステータ部１００と、このステータ部１００のベー
ス１に立設固定した軸９に回転自在に取付けたロータ部
２００Ａとから構成されている。More specifically, as shown in FIG. 1, a spindle motor for driving a magnetic disk according to an embodiment of the present invention comprises a stator 100 and a shaft 9 fixed to the base 1 of the stator 100. And a rotor section 200A rotatably mounted on the rotor section.
【００１９】前記したステータ部１００は、ステータコ
ア２と軸９を立設固定したベース１とを備えている。ス
テータコア２は複数の突極（図示せず）を有し、各突極
には駆動コイル１１がそれぞれ巻回されている。The above-described stator section 100 includes a stator core 2 and a base 1 on which a shaft 9 is erected and fixed. The stator core 2 has a plurality of salient poles (not shown), and a driving coil 11 is wound around each salient pole.
【００２０】前記したロータ部２００Ａは、ハブ(ロー
タハブ)１２Ａとロータヨーク６とマグネット７とを備
えている。前記したハブ１２Ａは内径部１２ａ及び外径
部１２ｂを有している。ハブ１２Ａには磁気ディスク１
０を支持固定するための円筒部５−１とフランジ部５−
２とを有している。この円筒部５−１外周には磁気ディ
スク１０の内周部が嵌合固定され、フランジ部５−２の
下部には円筒状のロータヨーク６とマグネット７とが固
定されている。この円筒状のマグネット７は前記したス
テータコア２の複数の突極と一定のギャップをもって円
周対向している。The rotor section 200A has a hub (rotor hub) 12A, a rotor yoke 6, and a magnet 7. The hub 12A has an inner diameter portion 12a and an outer diameter portion 12b. The magnetic disk 1 is attached to the hub 12A.
5-1 and flange 5-
And 2. An inner peripheral portion of the magnetic disk 10 is fitted and fixed to the outer periphery of the cylindrical portion 5-1. A cylindrical rotor yoke 6 and a magnet 7 are fixed to a lower portion of the flange portion 5-2. The cylindrical magnet 7 is circumferentially opposed to the plurality of salient poles of the stator core 2 with a certain gap.
【００２１】前記した軸９の外周面とハブ１２Ａの内径
部１２ａとの間に固定される一対のボールベアリング４
Ａ，４Ｂは、その内輪部４Ａａ，４Ｂａと外輪部４Ａ
ｂ，４Ｂｂ間に、多数のボール４−１，４−２が介在し
ている。一対のボールベアリング４Ａ，４Ｂは、軸９に固
定されつつ、軸９とハブ１２の内周部１２ａとの間で回
転自在に組立られてられる。A pair of ball bearings 4 fixed between the outer peripheral surface of the shaft 9 and the inner diameter portion 12a of the hub 12A.
A, 4B are inner ring portions 4Aa, 4Ba and outer ring portion 4A.
Many balls 4-1 and 4-2 are interposed between b and 4Bb. The pair of ball bearings 4 </ b> A and 4 </ b> B are fixed to the shaft 9 and rotatably assembled between the shaft 9 and the inner peripheral portion 12 a of the hub 12.
【００２２】こうして、前記したステータコア２に巻回
された駆動コイル１１の通電切換えにより、前記したハ
ブ１２Ａの回転を制御することができる。符号８はステ
ータコア２に巻回された駆動コイル１１を外部駆動回路
（図示せず）に接続するプリント基板である。Thus, the rotation of the hub 12A can be controlled by switching the energization of the drive coil 11 wound around the stator core 2 described above. Reference numeral 8 denotes a printed circuit board that connects the drive coil 11 wound around the stator core 2 to an external drive circuit (not shown).
【００２３】さて、前記した一対のボールベアリング４
Ａ，４Ｂは、ステンレス系の材料からなる。このステン
レス鋼の平均線膨張係数は９．０〜１７．３×１０-6／
Ｋ（金属データブック：編者 日本金属学会、 発行所
丸善株式会社、昭和５９年１月３０日発行）では平均
１３．１５×１０-6／Ｋである。また、ボールベアリング
４Ａ，４Ｂの外輪部４Ａｂ，４Ｂｂの外径は１３ｍｍで
ある。Now, the above-mentioned pair of ball bearings 4
A and 4B are made of a stainless steel material. The average linear expansion coefficient of this stainless steel is 9.0-17.3 × 10 −6 /
K (Metal Data Book: Editor) The Japan Institute of Metals, Publisher
(Maruzen Co., Ltd., issued on January 30, 1984), the average is 13.15 × 10 −6 / K. The outer diameter of the outer ring portions 4Ab, 4Bb of the ball bearings 4A, 4B is 13 mm.
【００２４】一方、前記したハブ１２Ａは、アルミニュ
ウム系材料のダイカストからなる。このアルミニュウム
の線膨張係数は２３．６×１０-6／Ｋ（金属データブッ
ク：前述）である。前記したボールベアリング４Ａの外
輪部４Ａｂの外径Ｄ１、下側のボールベアリング４Ｂの
外輪部４Ｂｂの外径（Ｄ１−２）はそれぞれ１３ｍｍ、
ハブ１２Ａの外径部１２ｂの外径Ｄ２は２５ｍｍに設定
してある。また、Ｄ２は３．５インチの磁気ディスク１
０の装着内径である。On the other hand, the hub 12A is made of die-cast aluminum-based material. The linear expansion coefficient of this aluminum is 23.6 × 10 −6 / K (Metal Data Book: described above). The outer diameter D1 of the outer ring portion 4Ab of the ball bearing 4A and the outer diameter (D1-2) of the outer ring portion 4Bb of the lower ball bearing 4B are 13 mm, respectively.
The outer diameter D2 of the outer diameter portion 12b of the hub 12A is set to 25 mm. D2 is a 3.5-inch magnetic disk 1
0 is the mounting inner diameter.
【００２５】ハブ１２Ａの外径部１２ｂの外径（Ｄ２−
２）の部分には、軸９と同心状にリング溝１３を設けて
ある。ボールベアリング４Ａ，４Ｂの内輪部４Ａａ，４
Ｂａと軸９の外周は、ボールベアリング４Ａ，４Ｂに予
圧を印加した状態で圧入によりそれぞれ嵌合固着されて
いるが、いずれも同系のステンレス系の材料からなるの
で熱変化による内輪の変形や固着のゆるみは生じない。The outer diameter of the outer diameter portion 12b of the hub 12A (D2-
A ring groove 13 is provided in the portion 2) concentrically with the shaft 9. Inner ring portions 4Aa, 4 of ball bearings 4A, 4B
Ba and the outer periphery of the shaft 9 are fitted and fixed by press-fitting with a preload applied to the ball bearings 4A and 4B. However, since both are made of the same stainless steel material, the deformation and fixation of the inner ring due to heat change. No loosening occurs.
【００２６】一方、ボールベアリング４Ａ，４Ｂの外輪
部４Ａｂ，４Ｂｂはステンレス系で線膨張係数の異なる
アルミニュウム材料のハブ１２Ａの内径部１２ａとは接
触している。ハブ１２Ａの加熱により外径部１２ｂは線
膨張係数の値により膨張するが内径部１２ａは外径部１
２ｂと同じには変化しない。ハブ１２Ａの外周部１２ｂ
は線膨張係数の分だけ変化するが中心部(内径部１２ａ)
は変化しない。熱による変化量は外径に行くほど大きく
なる。On the other hand, the outer ring portions 4Ab, 4Bb of the ball bearings 4A, 4B are in contact with the inner diameter portion 12a of the hub 12A made of stainless steel and made of an aluminum material having a different linear expansion coefficient. Due to the heating of the hub 12A, the outer diameter part 12b expands according to the value of the linear expansion coefficient, but the inner diameter part 12a
It does not change the same as 2b. Outer peripheral portion 12b of hub 12A
Changes by the linear expansion coefficient, but at the center (inner diameter portion 12a)
Does not change. The amount of change due to heat increases as it goes to the outer diameter.
【００２７】ここで、ボールベアリング４Ａ，４Ｂの外
輪部４Ａｂ，４Ｂｂの線膨張係数をｋ１、外輪部４Ａｂ
の外径をＤ１、ハブ１２Ａの線膨張係数をｋ２、ハブ１
２Ａの外径部１２ｂの外径をＤ２とすると、ｋ１／ｋ２
＝１３．１５×１０-6／２３．６×１０-6≒０．５６
で、Ｄ１／Ｄ２＝１３／２５＝０．５２となる。Here, the coefficient of linear expansion of the outer ring portions 4Ab and 4Bb of the ball bearings 4A and 4B is k1, and the outer ring portion 4Ab
Is the outer diameter of D1, the coefficient of linear expansion of the hub 12A is k2, and the hub 1 is
Assuming that the outer diameter of the outer diameter portion 12b of 2A is D2, k1 / k2
= 13.15 × 10 −6 /23.6×10 −6 ≒ 0.56
Thus, D1 / D2 = 13/25 = 0.52.
【００２８】従って、ｋ１／ｋ２≒Ｄ１／Ｄ２ に設定す
ると、外径Ｄ１の上側のボールベアリング４Ａの外輪部
４Ａｂの、ハブ１２Ａの内径部１２ａへの嵌合は熱変化
による固着の変化を発生せず、常に一定の固着状態が得
られる。上側のボールベアリング４Ａはｋ１／ｋ２≒Ｄ
１／Ｄ２が設定できるが、下側のボールベアリング４Ｂ
はフランジ部５−２があり、ｋ１／ｋ２≒Ｄ１／Ｄ２が
設定出来ない。Therefore, if k1 / k2 ≒ D1 / D2, the fitting of the outer ring portion 4Ab of the upper ball bearing 4A having the outer diameter D1 to the inner diameter portion 12a of the hub 12A causes a change in fixation due to a heat change. Instead, a fixed state is always obtained. Upper ball bearing 4A is k1 / k2 ≒ D
1 / D2 can be set, but the lower ball bearing 4B
Has a flange portion 5-2, and k1 / k2 ≒ D1 / D2 cannot be set.
【００２９】そこで、ハブ１２Ａの外径部１２ｂにリン
グ溝１３を設けることで、前記したのと同様に、ｋ１／ｋ
２≒（Ｄ１−２）／（Ｄ２−２）を設定し、これにより
温度変化が生じてもボールベアリング４Ａ，４Ｂの予圧
抜けやがたが発生しなくロータ２００Ａは回転自在に支
持されることになる。リング溝１３はできるだけフラン
ジ部５−２の強度を保持し、ｋ１／ｋ２≒Ｄ１−２／Ｄ
２−２となるように、Ｄ２＝Ｄ２−２に設定してある。
しかしボールベアリング４Ｂの外輪部４Ａｂの外径はボ
ールベアリングの外径やディスクの内径は規格等により
決まる値もあり、設計時に選択出来ない値もあるが、Ｄ
１／Ｄ２及び（Ｄ１−２）／（Ｄ２−２）は、ｋ１／ｋ
２の±３０％程度の範囲であれば十分に本発明の所定の
効果が得られる。Therefore, by providing the ring groove 13 in the outer diameter portion 12b of the hub 12A, the k1 / k
2 ≒ (D1-2) / (D2-2) is set, so that even if a temperature change occurs, the preload of the ball bearings 4A and 4B does not drop or the backlash does not occur, and the rotor 200A is rotatably supported. become. The ring groove 13 keeps the strength of the flange portion 5-2 as much as possible, and k1 / k2 ≒ D1-2 / D
D2 is set to D2-2 so that 2-2.
However, the outer diameter of the outer ring portion 4Ab of the ball bearing 4B is determined by a standard or the like for the outer diameter of the ball bearing and the inner diameter of the disc.
1 / D2 and (D1-2) / (D2-2) are k1 / k
In the range of about ± 30% of 2, the desired effects of the present invention can be sufficiently obtained.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、特
に、ボールベアリングの外輪部の線膨張係数をｋ１、前
記外輪部の外径をＤ１、ロータハブの線膨張係数をｋ
２、前記ロータハブの内径部及び外径部の内径及び外径
をそれぞれＤ１，Ｄ２としたときに、ｋ１／ｋ２≒Ｄ１
／Ｄ２の関係を有しており、前記ボールベアリングの外
輪部と前記ロータハブの前記内径部、及び、前記ボールベ
アリングの内輪部と前記軸の外周は、前記ボールベアリ
ングに予圧を印加した状態で圧入によりそれぞれ嵌合固
着したから、軸とボールベアリングの内輪部及び、ボー
ルベアリングの外輪部とロータハブの内径部とが、傾き
がなく固定できるので、ボールベアリングの内外両輪部
のボール起動面に対し均等に予圧が付加でき、これによ
って、面圧のバラツキが少なく回転トルクむらや回転時
のボールスリップの危険性も少なくなり、ボールベアリ
ングの面荒れ現象も回避でき、また、軸とボールベアリン
グの内輪部及び、ボールベアリングの外輪部とロータハ
ブの内径部とが圧入固定されているため、接着による固
定法に比べ軸受剛性のばらつきが少なく、安定した品質
のモータが構成でき、更に接着剤からのアウトガスがな
く、ロータハブに指示されている磁気ディスクを腐食さ
せたり、ヘッドクラッシュ等から回避でき、更にまたボ
ールベアリング直径を自由に選択することにより、各種
サイズの磁気ディスクに対応したディスク駆動用モータ
を提供することができる。As described above in detail, according to the present invention, in particular, the linear expansion coefficient of the outer ring portion of the ball bearing is k1, the outer diameter of the outer ring portion is D1, and the linear expansion coefficient of the rotor hub is k.
2. When the inner and outer diameters of the inner and outer diameter portions of the rotor hub are D1 and D2, respectively, k1 / k2 ≒ D1
/ D2, and the outer ring portion of the ball bearing and the inner diameter portion of the rotor hub, and the inner ring portion of the ball bearing and the outer periphery of the shaft are press-fitted with a preload applied to the ball bearing. Respectively, the shaft and the inner ring of the ball bearing, and the outer ring of the ball bearing and the inner diameter of the rotor hub can be fixed without inclination. Preload can be applied to the bearing, which reduces the variation in surface pressure, reduces the risk of uneven rotation torque and the risk of ball slip during rotation, prevents the ball bearing surface from being roughened, and allows the shaft and the inner ring of the ball bearing In addition, since the outer ring of the ball bearing and the inner diameter of the rotor hub are press-fitted and fixed, the shaft can be There is little variation in rigidity, a motor of stable quality can be constructed, there is no outgas from the adhesive, it can avoid the magnetic disk indicated to the rotor hub, it can be avoided from head crash, etc. By freely selecting, it is possible to provide a disk drive motor corresponding to magnetic disks of various sizes.
【図１】本発明の一実施例である磁気ディスク駆動用ス
ピンドルモータの側面断面FIG. 1 is a side sectional view of a magnetic disk drive spindle motor according to an embodiment of the present invention.
【図２】従来の磁気ディスク駆動用スピンドルモータの
側面断面図FIG. 2 is a side sectional view of a conventional spindle motor for driving a magnetic disk.
１ ベース ４−１，４−２ ボール ４Ａ，４Ｂ ボールベアリング ４Ａａ，４Ｂａ 内輪部 ４Ａｂ，４Ｂｂ 外輪部 ９ 軸 １０ 磁気ディスク(ディスク) １２，１２Ａ ロータハブ、ハブ １２ａ 内径部 １２ｂ 外径部 Ｄ１，Ｄ２ 外径 ｋ１，ｋ２ 線膨張係数 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 4-1 and 4-2 Ball 4A, 4B Ball bearing 4Aa, 4Ba Inner ring part 4Ab, 4Bb Outer ring part 9 Shaft 10 Magnetic disk (disk) 12, 12A Rotor hub, hub 12a Inner diameter part 12b Outer diameter part D1, D2 Outer Diameter k1, k2 Linear expansion coefficient
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J012 AB03 AB11 BB01 CB10 FB10 HB02 3J017 AA05 BA10 CA06 DB07 DB10 3J101 AA02 AA42 BA53 BA54 FA02 FA41 GA53 5H605 AA05 AA13 BB05 CC04 EA06 EA18 EB08 EB10 EB17 EB37 EB39 5H621 AA04 GA01 JK08 JK15 JK17 JK19 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) JK17 JK19
Claims (1)
を介在して回転自在に取付けられかつディスクを回転駆
動するためのロータハブを備えたディスク駆動用モータ
であって、 前記ボールベアリングの外輪部の線膨張係数をｋ１、前
記外輪部の外径をＤ１、前記ロータハブの線膨張係数を
ｋ２、前記ロータハブの内径部及び外径部の内径及び外
径をそれぞれＤ１，Ｄ２としたときに、 ｋ１／ｋ２≒Ｄ１／Ｄ２ の関係を有しており、前記ボールベアリングの外輪部と
前記ロータハブの前記内径部、及び、前記ボールベアリン
グの内輪部と前記軸の外周は、前記ボールベアリングに
予圧を印加した状態で圧入によりそれぞれ嵌合固着して
なることを特徴とするディスク駆動用モータ。1. A disk drive motor rotatably mounted on a shaft erected on a base via a ball bearing and having a rotor hub for driving a disk to rotate, the disk drive motor comprising: When the linear expansion coefficient is k1, the outer diameter of the outer ring portion is D1, the linear expansion coefficient of the rotor hub is k2, and the inner and outer diameters of the inner and outer diameter portions of the rotor hub are D1 and D2, respectively, k1 / k2 ≒ D1 / D2, and the outer ring portion of the ball bearing and the inner diameter portion of the rotor hub, and the inner ring portion of the ball bearing and the outer periphery of the shaft apply a preload to the ball bearing. A disk drive motor characterized by being fitted and fixed by press fitting in each state.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2021057996A (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 日本電産株式会社 | Motor unit |
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