JP2002315255A - ハードディスク駆動用モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高い軸受剛性を維持しつつも、外径が１インチ
のハードディスクにも適用可能な、小型・薄型で且つ小
径なハードディスク駆動用モータを提供する。 【解決手段】一対のボールベアリングを用いてロータの
回転を支持するインナロータ型のハードディスク駆動用
モータ。一対のボールベアリングが同一の軸線方向線上
に重ならないよう半径方向に並列状に配置すると共に、
半径方向内方に位置するボールベアリングの外輪外周面
と半径方向外方に位置するボールベアリングの内輪内周
面とを相互に固着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば外径が１イ
ンチのハードディスクを回転駆動する、薄型で且つ小径
なハードディスク駆動用モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パーソナルコンピュータ等に用い
られていたハードディスク駆動装置について、通信技術
の発達及びデータ量の増大等によって情報携帯端末等の
情報機器への適用が開始されている。これらの情報機器
は、小型・軽量化が促進され、ハードディスク駆動装置
に許容される高さ方向の寸法も約２ｍｍ程度にまで制約
されつつある。

【０００３】また、ハードディスク自体も小径化される
傾向にあり、近年外径が１インチ（外径が約２５．４ｍ
ｍ以下、内径が約９ｍｍ以下）の超小径ハードディスク
も実用化され、これを回転駆動するハードディスク駆動
用モータの小型・薄型化並びに小径化の要求はますます
高まりつつある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】例えば、特許第２６４
７５９９号に開示されるように、ロータの回転を支持す
る一対のボールベアリングにそれぞれ径の異なるボール
ベアリングを用いてこれを半径方向並列状に配置し、薄
型化したモータが提案されている。この従来のモータに
おいては、一対のボールベアリングを半径方向並列状に
配置することで、小型・薄型化の要求に対しては十分に
応えることができるものであるものの、一対のボールベ
アリングの間にステータとロータマグネットとが配置さ
れており、半径方向の寸法については考慮されていない
ことから、上記のような外径が１インチのハードディス
クへの適用が困難である。また、この特許第２６４７５
９９号には、一つのボールベアリングのみを用いてロー
タの回転を支持する構成も開示されているが、一つのボ
ールベアリングのみではロータを支持するために必要な
軸受剛性を得にくく、ロータの回転が不安定になりがち
である。

【０００５】本発明は、高い軸受剛性を維持しつつも、
外径が１インチのハードディスクにも適用可能な、小型
・薄型で且つ小径なハードディスク駆動用モータを提供
することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ステータが装
着されるベース部材と、ロータマグネットが保持される
ロータと、前記ロータを前記ベース部材に対して相対回
転自在に支持する一対のボールベアリングとを備えてな
るハードディスク駆動用モータにおいて、前記ステータ
は、前記ロータマグネットの半径方向外方に位置してお
り、前記一対のボールベアリングは、相互に異なる径を
有し且つ半径方向に並列状に配置され、半径方向内方に
位置するボールベアリングの外輪外周面と半径方向外方
に位置するボールベアリングの内輪内周面とが相互に固
着されることを特徴とする（請求項１）。

【０００７】通常、ボールベアリングの内輪及び外輪の
表面は、非常に高精度に加工されている。そこで、一対
のボールベアリングのうち、半径方向外側に位置するボ
ールベアリングの外輪外周面と半径方向内側に位置する
ボールベアリングの内輪内周面とを、一対のボールベア
リングの取付面とすることで、加工時において、精密加
工を要する面が削減され、工数が削減されると共に、モ
ータの低コスト化が促進される。

【０００８】また、異なる径を有する一対のボールベア
リングを半径方向に並列状に配置し、モータの薄型化を
図る技術については、上述の従来のモータと同様である
が、各ボールベアリング同士を相互に固着させること
で、モータの小径化も同時に実現化される。従って、小
型・薄型化と共に小径化が要求される、外径が１インチ
のハードディスク駆動用モータとして、高い軸受剛性を
維持したまま適用可能となる。

【０００９】更に、ロータマグネットの半径方向外方に
ステータを配置するいわゆるインナロータ型のモータと
することで、薄型化によって削減された巻線量を補うた
めに半径方向の寸法が大となりがちなステータのロータ
に対する影響を小とすることが可能となる。また、イン
ナロータ型のモータとすることで、アウタロータ型のモ
ータに比べて回転体が小径化されるので、回転時の負荷
が小となり、負荷容量の少ない、小径なボールを採用し
たボールベアリングによっても高精度且つ安定した回転
が維持され、特に小型・薄型で且つ小径なハードディス
ク駆動用モータの場合は有利である。

【００１０】尚、これらボールベアリング間の固着は、
それぞれの固着面であるベアリングの内外輪の表面が元
来高精度に加工されていることから、接着と軽圧入との
併用とするのが望ましい（請求項２）。また、接着剤の
固化を確実なものとするために、ボールベアリングの内
外輪の表面に防錆等の処理が施されている場合は、脱脂
処理等によって油分を除去しておくことも必要である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明にか
かるハードディスク駆動用モータの各実施形態について
説明する。

【００１２】図１は、本発明の第１の実施形態に係るハ
ードディスク駆動用モータの断面図である。図１におい
て、この第１の実施形態に係るハードディスク駆動用モ
ータは、ステータ２が装着されるベース部材４と、この
ベース部材４に対して相対回転自在な略カップ状のロー
タハブ６とを備える。このロータハブ６は、略中央部に
シャフト６ａが一体的に設けられた円板状の天板部６ｂ
と、天板部６ｂの外周端から軸線方向に垂下し且つ外周
面に円環状のロータマグネット８が取付けられる外周壁
部６ｃと、外周壁部６ｃの外周面から半径方向外方に突
設され下面でロータマグネット８を保持し且つ上面部で
ハードディスクＤを載置する環状のフランジ部６ｄとか
らなる。このロータハブ６は、磁性を有するステンレス
材等から形成されており、フランジ部６は、ロータマグ
ネット８のバックヨークとしての機能を有している。こ
れにより、ハードディスクＤに対するロータマグネット
８の磁気が及ぼす影響を小にすることが可能となる。

【００１３】ステータ２は、リング状のコアバック部２
ａと、このコアバック２ａから半径方向内方に突設さ
れ、コイル２ｃが巻装される複数の突極部２ｂとを有し
ている。ロータマグネット８は、ステータ２の突極部２
ｂの半径方向内側に位置しており、いわゆるインナロー
タ型モータの構成となっている。また、ベース部材４に
は、ステータ２の突極部２ｂに対応して複数の凹部４ａ
が形成されており、この凹部４ａ内にコイル２ｃの下部
が収納されるよう構成されることで、薄型のモータであ
っても所定の巻線量が確保される。

【００１４】ロータハブ６は一対のボールベアリング１
０，１２を介してベース部材４に対して回転自在に支持
されている。一対のボールベアリング１０，１２は、同
一の軸線方向線上に重ならないよう、半径方向に並列状
に配置されている。これら一対のボールベアリングのう
ち、半径方向内方に位置する第１のボールベアリング１
０は、外輪１０ａの外周面が、ベース部材４にステータ
２と同心状に設けられた貫通孔を規定する内周面４ｂに
その下端部が固着され、内輪１０ｂの内周面がシャフト
６ａの外周面に固着されている。また、半径方向外方に
位置する第２のボールベアリング１２は、外輪１２ａの
外周面が外周壁部６ｃの内周面に固着され、内輪１２ｂ
の内周面がベース部材４から離間する形で、第１のボー
ルベアリング１０の外輪１０ａの外周面に固着されてい
る。尚、ベース部材４の貫通孔の下方開口はシール部材
１４によって閉塞されている。

【００１５】上記構成における一対のボールベアリング
１０，１２のモータへの装着方法を説明する。

【００１６】まず、第１のボールベアリング１０の外輪
１０ａの外周面と第２のボールベアリング１２の内輪１
２ｂの内周面とを軽圧入と接着とを併用して固着する。
このときの、第１のボールベアリング１０の外輪１０ａ
の外径と第２のボールベアリング１２の内輪１２ｂの内
径とは、ほぼ同一の径となるよう設定されている。次
に、第２のボールベアリング１２の外輪１２ａの外周面
をロータハブ６の外周壁部６ｃの内周面に接着固定する
と共に、第１のボールベアリング１０の内輪１０ｂの内
周面をシャフト６ａの外周面に接着固定する。このと
き、第２のボールベアリング１２の外輪１２ａは、上端
がロータハブ６の天板部６ｂの下面に設けられた下方に
突出する段部６ｂ１に当接するまで挿入される。

【００１７】この状態で、第１のボールベアリング１０
の外輪１０ａがベース部材４の貫通孔内に挿入され、外
輪１０ａの外周面が貫通孔を規定するベース部材４の内
周面４ｂに接着固定される。その際、第２のボールベア
リング１２の内輪１２ｂの下端は、ベース部材４の貫通
孔の周囲に形成された上方に突出する段部４ｂ１と当接
して軸線方向に押圧され、これにより第２のボールベア
リング１２に予圧が付与される。また第１のボールベア
リング１０の内輪１０ｂは治具等によって軸線方向に押
圧され、これにより第１のボールベアリング１０に予圧
が付与される。

【００１８】斯く構成されることにより、第１のボール
ベアリング１０と第２のボールベアリング１２とは、ベ
アリングスリーブ等を介在させることなく、それそれの
外輪１０ａの外周面と内輪１２ｂの内周面とを固着面と
して利用することが可能となる。このため、モータの半
径方向の寸法を低減することが可能となり、モータの小
径化を実現することができる。尚、モータの軸線方向の
寸法については、第１のベアリング１０と第２のベアリ
ング１２とを、同一の軸線方向線上に重ならないよう配
置することで低減可能となり、モータの薄型化に寄与す
ることが可能となることはいうまでもない。

【００１９】また、ベアリングが固着される固着面の表
面精度が低いと、回転特性が悪化し、振動や振れ回り等
が発生する原因となる。従って、ベアリングの固着面に
は高い加工精度が要求されることとなるため、加工工数
の増加や歩留まりの悪化など、モータの低コスト化を阻
害する原因となってきた。しかしながら、元来高精度に
加工されているベアリングの外輪１０ａ及び内輪１２ｂ
とで、相互に固着保持させることで、モータとしてみた
場合には、精密加工が要求される部位が削減されるの
で、加工工数が低減され且つ歩留まりも向上し、低コス
ト化可能な構成となる。

【００２０】尚、上述のとおり。ステータ２の半径方向
内方にロータマグネット８が位置する、いわゆるインナ
ロータ型とすることで、ステータの半径方向外方にロー
タマグネットが位置するアウタロータ型のモータと比べ
て、回転部分がコンパクト化され、軽量化されるので、
回転時に軸受部にかかる負荷も低減される。このため、
ボールベアリング１０，１２の転動体であるボール１０
ｃ、１２ｃに比較的に小径なボールを使用することが可
能となり、さらなるモータの小径化が実現可能となる。
この場合、回転時に必要となる軸受剛性の関係で、半径
方向内方に位置する第１のボールベアリング１０のボー
ル１０ｃよりも、半径方向外方に位置する第２のボール
ベアリング１２のボール１２ｃの方に大径なボールを使
用するとより効率的となる。

【００２１】次に、図２を参照して本発明の第２の実施
形態について説明する。尚、この実施形態の説明におい
て、第１の実施形態にかかるハードディスク駆動用モー
タと同一の機能並びに構成を有する部材については同一
の番号を付し。その説明は省略する。

【００２２】図２に図示されるハードディスク駆動用モ
ータにおいて上記第１の実施形態のハードディスク駆動
用モータと異なる点は、シャフトによってロータの回転
を支持するいわゆるシャフト固定型の構成となっている
点である。

【００２３】この構成において、ロータハブ２６は、略
中央部にステータ２と同心円状の貫通孔が設けられた円
板状の天板部２６ｂと、天板部２６ｂの外周端から軸線
方向に垂下し且つ外周面に円環状のロータマグネット８
が取付けられる外周壁部２６ｃと、外周壁部２６ｃの外
周面から半径方向外方に突設され下面でロータマグネッ
ト８を保持し且つ上面部でハードディスクＤを載置する
環状のフランジ部２６ｄとからなる。また、ベース部材
２４には、シャフト２４ｂ及びこのシャフト２４ｂと同
軸状で且つ軸線方向上方に突設される円筒状部２４ｃが
一体的に設けられている。ロータハブ６の中心孔を規定
する天板部２６ｂの内周面２６ｅが第１のボールベアリ
ング１０の外輪１０ａの外周面において上端部に固着さ
れており、第２のボールベアリング１２の外輪１２ａの
外周面は、円筒状部２４ｃ内に挿入され固着されてい
る。尚、ベース部材２４には、第１の実施形態と同様
に、ステータ２の突極部２ｂに対応して複数の凹部２４
ａが形成されており、この凹部２４ａ内にコイル２ｃの
下部が収納されるよう構成される。

【００２４】上記第２の実施形態の構成における一対の
ボールベアリング１０，１２のモータへの装着方法を説
明する。

【００２５】まず、第１のボールベアリング１０の外輪
１０ａの外周面と第２のボールベアリング１２の内輪１
２ｂの内周面とを軽圧入と接着とを併用して固着する。
次に、第２のボールベアリング１２の外輪１２ａの外周
面をベース部材２４の円筒状部２４ｃの内周面に接着固
定すると共に、第１のボールベアリング１０の内輪１０
ｂの内周面をシャフト２４ｂの外周面に接着固定する。
このとき、第２のボールベアリング１２の外輪１２ａ
は、下端がベース部材２４の円筒状部２４ｃの基部に形
成された段部２４ｃ１と当接するまで挿入される。

【００２６】この状態で、第１のボールベアリング１０
の外輪１０ａがロータハブ６の中心孔内に挿入され、外
輪１０ａの外周面が中心孔を規定するロータハブ２６の
天板部２６ｂの内周面２６ｅに接着固定される。その
際、第２のボールベアリング１２の内輪１２ｂの上端
は、ロータハブ２６の中心孔の周囲に形成された下方に
突出する段部２６ｂ１と当接して軸線方向に押圧され、
これにより第２のボールベアリング１２に予圧が付与さ
れる。また、第１のボールベアリング１０の内輪１０ｂ
は治具等によって軸線方向に押圧され、これにより第１
のボールベアリング１０に予圧が付与される。

【００２７】上記のとおり構成されることで、この第２
の実施形態のハードディスク駆動用モータにおいても、
第１の実施形態の場合と同様に、モータの小型・薄型化
と小径化が同時に達成することが可能となると共に、モ
ータを低コスト化することが可能な構成となる。

【００２８】さらに、図３を参照して本発明の第３の実
施形態について説明する。尚、この実施形態の説明にお
いて、第１の実施形態及び第２の実施形態にかかるハー
ドディスク駆動用モータと同一の機能並びに構成を有す
る部材については同一の番号を付し。その説明は省略す
る。

【００２９】図３に図示されるハードディスク駆動用モ
ータにおいて上記第１の実施形態及び第２の実施形態の
ハードディスク駆動用モータと異なる点は、シャフトが
ベース部材とは別体に形成されたシャフト固定型の構成
となっている点である。

【００３０】この構成において、シャフト３２には外周
面の下端部から半径方向外方に延設される円板状の鍔状
部３２ａが一体的に設けられている。この鍔状部３２ａ
の外周部は軸線方向に曲折され円筒状の曲折部３２ｂが
形成されている。ベース部材３４には、これらシャフト
３２及び鍔状部が装着される装着孔が形成されており、
この装着孔を規定するベース部材３４の内周部は、曲折
部３２ｂに対応して軸線方向同一方向に曲折されるシャ
フト保持部３４ｂが形成されている。シャフト３２は、
曲折部３２ｂがシャフト保持部３４ｂに圧入等されるこ
とで固定される。尚、ベース部材３４には、第１及び第
２の実施形態と同様に、ステータ２の突極部２ｂに対応
して複数の凹部３４ａが形成されており、この凹部３４
ａ内にコイル２ｃの下部が収納されるよう構成される。

【００３１】ロータハブ３６は、略中央部にステータ２
と同心円状の貫通孔が設けられた円板状の天板部３６ｂ
と、天板部３６ｂの外周端から軸線方向に垂下し且つ外
周面に円環状のロータマグネット３８が取付けられる外
周壁部３６ｃと、外周壁部３６ｃの外周面から半径方向
外方に突設され下面でロータマグネット３８を保持し且
つ上面部でハードディスクＤを載置する環状のフランジ
部３６ｄとからなる。尚、ロータマグネット３８は、第
１及び第２の実施形態でのロータハブ６，２６と同一の
外径寸法にて、ロータハブ３６内に鍔状部３２ａの曲折
部３２ｂ及びベース部材３４のシャフト保持部３４ｂと
が収納可能となるよう、第１及び第２の実施形態におけ
るロータマグネット８よりも幾分小内径となっている
が、より磁気特性の高いマグネットを使用することで、
駆動トルク等の低下を防止することが可能である。

【００３２】上記第３の実施形態の構成における一対の
ボールベアリング１０，１２のモータへの装着方法を説
明する。

【００３３】まず、第１のボールベアリング１０の外輪
１０ａの外周面と第２のボールベアリング１２の内輪１
２ｂの内周面とを軽圧入と接着とを併用して固着する。
次に、第２のボールベアリング１２の外輪１２ａの外周
面を鍔状部３２ａの曲折部３２ｂの内周面に接着固定す
ると共に、第１のボールベアリング１０の内輪１０ｂの
内周面をシャフト３２の外周面に接着固定する。このと
き、第２のボールベアリング１２の外輪１２ａは、下端
が鍔状部３２ａの曲折部３２ｂの基部に形成された段部
３２ｂ１と当接するまで挿入される。

【００３４】この状態で、第１のボールベアリング１０
の外輪１０ａがロータハブ３６の中心孔内に挿入され、
外輪１０ａの外周面が中心孔を規定するロータハブ３６
の天板部３６ｂの内周面３６ｅに接着固定される。その
際、第２のボールベアリング１２の内輪１２ｂの上端
は、ロータハブ３６の中心孔の周囲に形成された、下方
に突出する段部３６ｂ１と当接して軸線方向に押圧さ
れ、これにより第２のボールベアリング１２に予圧が付
与される。また、第１のボールベアリング１０の内輪１
０ｂは治具等によって軸線方向に押圧され、これにより
第１のボールベアリング１０に予圧が付与される。

【００３５】上記のとおり構成されることで、この第３
の実施形態のハードディスク駆動用モータにおいても、
第１及び第２の実施形態の場合と同様に、モータの小型
・薄型化と小径化が同時に達成することが可能となると
共に、モータを低コスト化することが可能な構成とな
る。

【００３６】加えて、軸線方向に曲折される鍔状部３２
の曲折部３２ｂとベース部材３４のシャフト保持部３４
ｂとが圧入によって相互に固定されるので、ベース部材
３４中に一部軸線方向の肉厚が厚い部分が形成されるこ
とになる。これによって、ベース部材３４の肉厚が薄
く、これのみでは十分な強度を確保することが困難な場
合も、曲折部３２ｂとシャフト保持部３４ｎとが補強部
として機能するため、予期しない振動や騒音の発生を防
止することが可能となる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載のハードディス
ク駆動用モータにおいては、高い軸受剛性を維持しつつ
も、モータの小型・薄型化と同時に小径化も実現するこ
とができ、例えば外径が１インチのハードディスクを駆
動する駆動装置においても適用することが可能となる。

【００３８】本発明の請求項２に記載のハードディスク
駆動用モータでは、回転精度等の特性を維持しつつモー
タを低コスト化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態のハードディスク駆動
用モータを示す断面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態のハードディスク駆動
用モータを示す断面図である。

【図３】本発明の第３の実施形態のハードディスク駆動
用モータを示す断面図である。

【符号の説明】

２ ステータ ４，２４，３４ ベース部材 ６，２６，３６ ロータハブ ８，３８ ロータマグネット １０，１２ ボールベアリング １０ａ，１２ａ 外輪 １０ｂ、１２ｂ 内輪

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータが装着されるベース部材と、ロ
   ータマグネットが保持されるロータと、前記ロータを前
   記ベース部材に対して相対回転自在に支持する一対のボ
   ールベアリングとを備えてなるハードディスク駆動用モ
   ータにおいて、 前記ステータは、前記ロータマグネットの半径方向外方
   に位置しており、 前記一対のボールベアリングは、相互に異なる径を有し
   且つ半径方向に並列状に配置され、半径方向内方に位置
   するボールベアリングの外輪外周面と半径方向外方に位
   置するボールベアリングの内輪内周面とが相互に固着さ
   れることを特徴とするハードディスク駆動用モータ。
2. 【請求項２】 前記一対のボールベアリングの外輪外周
   面と内輪内周面とは、軽圧入と接着との併用によって相
   互に固着されていることを特徴とする請求項１に記載の
   ハードディスク駆動用モータ。