JP2003174748A

JP2003174748A - 磁気ディスク装置用ディスクドライブモータ

Info

Publication number: JP2003174748A
Application number: JP2001370292A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Arai; 勝敏新居; Yuji Yoshitomi; 雄二吉富; Yoshimi Sugaya; 好美菅谷; Tadao Yano; 忠雄矢野; Hidekazu Tokushima; 秀和徳島
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Powdered Metals Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Resonac Corp
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2003-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】シャフトとハブの高い締結強度が得られ、デ
ィスク回転精度が高く、低コストで量産性に優れた磁気
ディスク装置用ドライブモータを提供する。【解決手段】本発明の磁気ディスク装置用ディスクド
ライブモータは、シャフト１の直径Ｄとハブ７のシャフ
ト挿入孔の軸方向長さＬとの関係をＬ／Ｄ＜１とし、ま
た、シャフト外周の環状の溝１９とハブの塑性加工部２
０または２１との間に間隔Ｓ（図５）を確保した。こう
して、シャフト挿入孔近傍のハブの両端面全周を、ハブ
の降伏応力を越える荷重で押圧して孔面を塑性流動さ
せ、シャフト１とハブ７とのすきまを埋めて両者を一体
締結した。本発明によれば、塑性流動によって高い締結
強度とディスク取付け面の振れ精度を得ることができ、
磁気ディスク装置の高密度化とスピンドルモータの信頼
性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスク装置用
ディスクドライブモータに係り、特に、磁気ディスク装
置において、シャフトとハブとを高い強度で締結できる
ディスクドライブ用スピンドルモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置の大容量化に伴い、磁
気ディスクの記録の高密度化が進められており、磁気デ
ィスクドライブ用スピンドルモータは、これに対応する
ために、回転変動や軸振れのない高い回転精度が要求さ
れている。

【０００３】特に、ノートパソコンやモバイルパソコン
等の可搬型のパソコンでは、使用時や持運び時に、モー
タに衝撃が作用することが多いので、モータは高い回転
精度を維持できる強度が要求されている。

【０００４】例えば、キーボードを乱暴に打つことによ
って、２００Ｇ相当の衝撃がモータに作用したり、机上
から落下させると１０００Ｇ近い衝撃が加わるので、モ
ータには高い強度が要求される。

【０００５】したがって、この磁気ディスク装置用ディ
スクドライブモータ（以下、単にモータとも呼ぶ）は、
上記したように、磁気ディスク装置に衝撃が作用して
も、精度の高い回転が維持できなければならない。

【０００６】これに対応できるモータの軸受として、従
来のボールベアリングに比較し、耐衝撃性に優れた動圧
軸受が用いられるようになった。このモータは、ＤＣブ
ラシレスモータで駆動され、主に磁気ディスクと、これ
を搭載するハブと、ハブに締結されたシャフトおよび動
圧軸受ユニットとで構成されている。

【０００７】特に、モータは、磁気ディスク装置の使用
時や、持ち運び時の落下等において衝撃が作用しても、
精度の高い回転を維持できなければならないので、シャ
フトとハブとの締結部にも高い強度が要求されている。

【０００８】このシャフトとハブとの締結方法として、
圧入、焼き嵌め、および接着等の締結方法があるが、い
ずれの方法も、強度ないしは締結後の寸法精度が十分得
られないなどの理由で、これに代わる締結方法として、
締結強度が高い塑性流動加工を用いた締結法が、特開２
００１−５４２６８号公報に開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置のモ
ータでは、衝撃荷重として、具体的にはシャフトとハブ
との締結部に、軸方向に４００Ｎ〜５００Ｎといった大
きな荷重が作用すると言われている。したがって、シャ
フトとハブとを締結した後のシャフトには、衝撃荷重の
２倍前後の抜去力が必要とされている。

【００１０】このシャフトの締結方法として、一般のモ
ータに適用されている、圧入や焼き嵌め、あるいは、接
着や溶接接合等の締結方法は、シャフトの抜去力不足、
および、熱変形などによる精度や、量産性、コスト等の
問題で、磁気ディスク装置のモータには適用されていな
い。

【００１１】また、特開２００１−５４２６８号公報に
開示されている塑性流動加工を用いたシャフトとハブの
締結方法は、ハブとの締結範囲のシャフト外周に環状の
溝を有するシャフト外径部を、ハブ中央に設けた孔に圧
入し嵌合した後、ハブの一方の端面部を塑性流動させて
シャフト外周の環状の溝を埋め、この溝部のせん断力と
シャフトに残留圧縮応力を与えて、緊迫力によって必要
な結合力を得ようとしている。

【００１２】この圧入と塑性流動加工を用いたシャフト
とハブの締結方法は、実験結果によると、シャフトとハ
ブとの結合に対して十分な強度は得られるが、シャフト
をハブに圧入するので、シャフトとハブとの精度の高い
直角度が出せず、このため、ディスク取付け面の、振れ
精度のばらつきが大きいことが分かった。

【００１３】すなわち、磁気ディスク装置では、ハブの
ディスク取付面の振れは、直径２０ｍｍ前後の位置で、
２０μｍ以下といった高い精度が要求されている。前記
した締結方法は、圧入治具の精度の影響を受けるため、
締結後のディスク取付面の振れは、２０μｍ以上の振れ
になることが多い。

【００１４】また、このシャフトとハブの締結方法は、
シャフトとの締結部が長いと、ハブに設けた孔の直角精
度が悪くなったり、孔がテーパ形状になることがあり、
ディスク取付け面の振れ精度が阻害される。さらに、こ
のモータは、シャフトのセンターにねじ孔が加工されて
いて、磁気ディスクはねじでセンタークランプされてい
る。

【００１５】一方、塑性加工領域には、ねじ孔と環状の
溝が設けられているので、溝の部分の肉厚は薄く、その
うえ、ねじ孔のセンターとシャフトセンターとは、加工
精度上わずかのずれがあり、シャフトには肉厚にばらつ
きがある。したがって、この締結方法は、塑性加工時の
荷重や治具端面の直角精度によって、環状の溝の位置で
シャフトに曲がりが出ることがあった。

【００１６】さらに、磁気ディスク装置は量産品であ
り、作業性のよい締結構造にする必要がある。しかし、
上記した塑性流動加工を用いたシャフトとハブの締結方
法は、圧入作業を併用しており、これが量産性や低コス
ト化の阻害要因になっている。したがって、この締結方
法は、圧入治具、作業方法等の改善によって、これらの
課題を解決する必要があった。

【００１７】本発明の目的は、上記した課題を解決する
ためになされたもので、磁気ディスク装置において、シ
ャフトとハブとの高い締結強度が得られ、かつ回転精度
が高く、低コストで量産性に優れた磁気ディスク装置用
ディスクドライブモータを提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の磁気ディスク装置用ディスクドライブモー
タは、磁気ディスクを搭載するハブと、該ハブのシャフ
ト挿入孔に挿入され、該シャフト挿入孔の内径より小さ
い外径を有するシャフトと、該シャフトを回転自在に支
持する軸受ユニットとを備え、前記ハブのシャフト挿入
孔の軸方向長さが、該シャフト挿入孔部のシャフトの外
径より小さく、かつ、該シャフト挿入孔部のシャフト外
周に環状の溝を有するとともに、該シャフト挿入孔部の
ハブとシャフトとのすきまを、該ハブの塑性流動によっ
て埋めることにより、該シャフトと該ハブとが一体に締
結されていることを特徴とするものである。

【００１９】本発明によれば、ハブとシャフトの締結部
となるシャフト挿入孔の軸方向長さを、シャフト外径よ
り小さくしたので、塑性加工領域が減少するため、シャ
フトとディスク取付け面との直角度について、加工精度
によるばらつき等の影響を減少させることができる。し
かも、塑性流動させる押圧荷重が小さくてすみ、シャフ
トやハブの荷重変形等によるディスク取付け面の振れの
ばらつきを少なくすることができる。

【００２０】さらに、シャフト挿入孔のハブとシャフト
とのすきまを、ハブの塑性流動加工によって埋めている
ので、シャフトには圧縮荷重が作用すると同時にシャフ
トに設けた環状の溝にはハブの一部が塑性流動し、その
ため、例えば、軸方向に衝撃荷重が作用しても、上記環
状溝部のせん断力と圧縮荷重による緊迫力とにより高い
シャフトの抜去力が得られる。そして、ハブのシャフト
挿入孔が、シャフト外径より大きい内径を持つので、ハ
ブにシャフトを簡単に挿入でき、作業性および量産性に
優れ、コストも低くなる。

【００２１】また、前記ハブの表面および裏面で、前記
シャフト挿入孔の開口部全周を押圧して形成された凹み
と、前記シャフトの外周に形成した溝との間に、所定の
間隔を設けた。また、前記シャフトは、前記シャフト挿
入孔部の直径に対して前記軸受ユニット部の直径が大き
くなる段付き部を有し、該段付き部に前記ハブのシャフ
ト挿入孔に形成された段差部が係止されるようにした。
また、前記ハブの表面および裏面で、前記シャフト挿入
孔の開口部全周を押圧して形成された凹みと、前記シャ
フト挿入孔部の直径に対して前記軸受ユニット部の直径
が大きくなる段付き部との間にも所定の間隔を設けた。

【００２２】これらの構成は、いずれの構成を採用して
も、シャフト外周に形成した溝部の肉厚のばらつきによ
るシャフトの曲がりを防止でき、また、シャフトとハブ
との直角精度や、ハブを押圧するパンチなどの治具によ
る直角度のばらつきが抑制され、精度の高いディスク取
付け面の振れ精度を出すことができる。したがって、高
い回転精度の維持ができるので信頼性の高い磁気ディス
ク装置が提供できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形
態を示す磁気ディスク装置用ディスクドライブモータの
縦断面図である。本図では、２枚の磁気ディスク９、１
０を搭載したモータの概略構造を示している。

【００２４】まず、本実施形態の概略構成を説明する。
本例のモータ（磁気ディスク装置用ディスクドライブモ
ータ）は、図１において、磁気ディスク９、１０を搭載
するハブ７とシャフト１との締結を高い強度で締結し、
磁気ディスク９、１０とシャフト１との直角精度を保持
し、簡便な作業性を持たせるために、以下に示す構成を
採用したものである。

【００２５】シャフト１とハブ７との締結部となる
ハブ中央部に形成したシャフト挿入孔の内径を、シャフ
ト１の外径より若干大きくした。（図３、図４参照）

【００２６】締結部のシャフト１の直径寸法Ｄと、
ハブ７のシャフト挿入孔の軸方向の長さ寸法Ｌとの関係
を、Ｌ／Ｄ＜１の関係にしている。（図５参照）

【００２７】シャフト１は、ハブ７との締結領域
（シャフト挿入孔部）に、環状の溝１９を形成した。
（図１参照）

【００２８】ハブ７のシャフト挿入孔の開口部全周
を押圧して、ハブを塑性流動させた後、ハブのシャフト
挿入孔周囲にできる凹部２０、２１は、シャフト１外周
に設けた環状の溝１９と、所定距離Ｓだけ離れた位置関
係に構成している。（図５参照）

【００２９】以下、図１を参照して詳述する。このモー
タは、ディスククランパー８を用いて、ねじ１２によっ
て、ハブ７に、磁気ディスク９、１０およびスペーサリ
ング１１がセンタークランプされている。

【００３０】また、ハブ７とこれに直結したシャフト１
は、軸受ユニットで回転自在に支持されていて、ハブ７
に嵌合された永久磁石製のロータ１３に、モータ固定子
１４で回転磁界を与えてハブ７を駆動させる。

【００３１】この実施形態では、モータケース１５に嵌
合された軸受ハウジング６に、ラジアル軸受２およびラ
ジアル軸受３、リング４、スラスト軸受５が組込まれて
軸受ユニットが構成され、潤滑油１６が封入されてい
る。これらの軸受は、磁気ディスクを円滑に精度よく回
転自在に支持するために、動圧軸受を用いている。

【００３２】また、このモータは、落下させると、前記
したように、１０００Ｇ近い衝撃を受けるので、シャフ
ト１が抜け出さないように、シャフト１にはスラスト軸
受５側の端面部に角溝を設け、軸受３とスラスト軸受５
間にストッパーリング１８を配置している。さらに、本
発明のモータのシャフト１とハブ７は、以下に説明する
塑性流動加工法を用いて締結している。

【００３３】図２は、本発明のモータのシャフト１とハ
ブ７との締結の一例を示したものである。ハブ７のディ
スク取付け面Ｆの振れは、磁気ディスクの記録密度を高
めるために高い精度が要求されるので、シャフト１の回
転に対して２０μｍ以下といった高い精度が必要であ
る。

【００３４】このような高い精度に対応するため、本発
明のモータのシャフト１には、焼入れしたステンレス鋼
ＳＵＳ４２０Ｊ２を用い、このシャフト１の外周に環状
の溝１９を設けて、シャフト１をシャフト１の外径より
も大きいシャフト挿入孔を有するステンレス鋼ＳＵＳ４
２０製のハブ７に挿入する。

【００３５】そして、締結は、図示のように、ハブ７の
中央部の端面Ａおよび端面Ｂに、ハブ７の降伏応力を越
える荷重を与えて、塑性流動させることによって行う。
この締結方法では、ハブ７を塑性加工するので、ハブ７
の焼入れは不要である。逆に、シャフト１は塑性変形し
ないように、焼入れして硬度をＨＲＣ５０以上に高め、
ハブ７より高い降伏応力にしている。

【００３６】このように、降伏応力の異なる材料の組み
合わせで、ハブ端面Ａおよびハブ端面Ｂを塑性流動させ
ることによって、凹み２０および２１を形成し、この凹
みの体積に相当する材料で、シャフト１とハブ７とのす
きま、および、シャフト１の外周に設けた環状の溝１９
を埋め、同時に、シャフト１とハブ７に圧縮応力を与え
て締結する。

【００３７】ここでは、ハブ７の材料をステンレス鋼で
説明したが、ハブ７の材質としてアルミニウムを用いる
こともあり、シャフト１より降伏応力の低い材料であれ
ば、シャフト１とハブ７を塑性流動加工によって一体締
結できる。

【００３８】上記した方法によって、本発明のモータで
は、衝撃荷重に対して、シャフト１の抜去力は、シャフ
ト外周に形成した溝１９の内部に塑性流入したハブのせ
ん断力と、シャフト１に作用する圧縮応力によって、十
分な締結力が得られる。

【００３９】次に、本発明のモータのシャフト１とハブ
７の締結方法を、図面に従い説明する。図３は、塑性流
動加工の第一作業を示した図である。シャフト１を、ベ
ース２４に固定された治具２３に挿入する。そして、ハ
ブ７を、図のように、治具２３に置き、パンチ２２をハ
ブ端面Ａに押し当てる。

【００４０】ここで、治具２３とシャフト１とのすき
ま、および、シャフト１とハブ７のシャフト挿入孔との
すきまは、ハブ７のディスク取付け面Ｆの振れ精度を高
めるために、数μｍのせまいすきまに設定している。こ
の状態で、パンチ２２に、ハブ７の降伏応力を越える軸
方向の荷重Ｐを加えて、ハブ７の中央のシャフト挿入孔
周辺を塑性流動させる。

【００４１】このように、ハブ７の端面Ａを押圧し、ハ
ブ７の中央のシャフト挿入孔周辺を塑性流動させると、
ハブ端面Ａには凹み２０（図２参照）ができ、シャフト
１とハブ７のシャフト挿入孔とのすきまが、ハブ７の塑
性流動によって埋められる。このようにハブ端面Ａは塑
性加工されるので、凹み２０の近傍ではシャフト１に高
い圧縮応力が作用する。

【００４２】次に、塑性流動加工の第二作業を説明す
る。上記した作業によって、シャフト１がハブ７に仮締
結された状態で上下を逆にして、図４に示すように、治
具２５に設置する。この状態で、第一作業と同様に、締
結部はパンチ２２に荷重Ｐを加えて押圧され、塑性流動
によって凹み２１（図２参照）が作られる。

【００４３】この作業では、ハブ端面Ｂに凹み２１がで
きるので、シャフト１とハブ７とのすきま、および、シ
ャフト１の外周に設けた溝１９に、ハブ１の一部が塑性
流動し、これらのすきまが埋められる。そして、上記凹
み２０の近傍と同様に、ハブ端面Ｂの凹み２１の近傍で
は、この塑性加工によって、シャフト１に高い圧縮応力
が作用する。

【００４４】したがって、本発明のモータは、シャフト
１とハブ７との締結を、ハブ７のシャフト挿入孔近傍の
両端面を、ハブ７の材料の降伏応力を越える荷重で押圧
し、塑性流動によってシャフト１とハブ７とのすきまを
なくし、かつシャフト１に高い圧縮応力を与えているの
で、高い締結力が得られる。

【００４５】次に、本発明の締結方法におけるシャフト
とハブの寸法関係について、図５を用いて説明する。図
に示すように、本発明のモータでは、ハブ７の塑性流動
加工を効果的に行うために、締結部のシャフト挿入孔の
長さＬと、シャフト１の直径Ｄとの関係を、Ｌ／Ｄ＜１
にしている。

【００４６】この理由は、Ｌを長くすると、シャフト挿
入孔の直角精度がくずれたり、孔がテーパ形状になりや
すくなるので、シャフト１とハブ７の締結後の直角精度
が悪くなり、ハブ７のディスク取付け面Ｆの振れに、ば
らつきが出やすくなるからである。また、塑性加工領域
でもあるＬが長いほど、軸方向に加える荷重Ｐが大きく
なるので、パンチ２２の変形が無視できなくなる。

【００４７】すなわち、この締結方法では、凹み２０、
２１の幅となるパンチ２２の先端の幅Ｃは、塑性加工に
必要な面圧より決められ、締結部の長さＬには関係しな
いので、荷重Ｐが大きくなるとパンチ２２の先端が変形
したり破損することもあり、塑性加工領域Ｌは、締結後
の寸法精度の点で長くできない。本発明者らの実験によ
れば、０.３＜Ｌ／Ｄ＜０.７が好適な範囲であった。

【００４８】また、パンチ２２の先端の幅Ｃについて
は、シャフト直径が、Ｄ＝５ｍｍ前後の寸法で、Ｌ／Ｄ
＜１の場合、パンチ先端の幅は、Ｃ＝０.２ｍｍ〜０.３
ｍｍ程度で、ハブ７の端面を十分に塑性流動させること
ができる。この場合、凹み２０、２１の深さは、Ｇ＝
０.１ｍｍ前後になる。

【００４９】一方、通常の圧入や焼き嵌め等による締結
方法では、シャフト１の直径Ｄとの関係をＬ／Ｄ＞１に
し、シャフトの抜去力を高めることが多い。しかし、通
常の圧入や焼き嵌め等による締結方法でも、Ｌ／Ｄを大
きくすると、シャフト挿入孔の直角精度がくずれたり、
孔がテーパ形状になりやすくなるので、シャフトとハブ
の締結後の直角精度が悪くなり、ハブのディスク取付け
面の振れにばらつきが出やすくなる。

【００５０】また、これらの通常の締結方法では、例え
ば、シャフト直径Ｄ＝３ｍｍ、シャフト挿入孔長さＬ＝
３ｍｍの場合、実験結果によると、シャフトの抜去力
は、高々１００Ｎから３００Ｎ程度で、磁気ディスク装
置のモータには適用できないばかりでなく、必要な精度
が得られなかった。

【００５１】さらに、本発明のモータは、シャフト１と
ハブと７との直角精度を高めるために、シャフト１の外
周に形成した環状の溝１９は、ハブ端面Ｂ側の凹み２０
から間隔Ｓをおいた位置に設定している。

【００５２】この間隔Ｓを設けた理由を以下に説明す
る。シャフト１に設けたディスククランプ用のねじ穴１
７の寸法は、シャフト１の直径がＤ＝φ５ｍｍの場合、
ねじ呼称がＭ３ないしはＭ３.５の寸法になる。また、
シャフト１の直径がＤ＝φ３ｍｍの場合、ねじ穴１７の
寸法はＭ２になる。

【００５３】図６は、シャフト１とハブ７との締結部の
部分断面を示したものであるが、図のように、環状の溝
１９が設けられた部分の肉厚は、特に薄くなっていて、
しかも、ねじ穴１７のセンターとシャフトセンターと
は、加工精度上わずかのずれが生じるので、シャフト１
には、図のように、ｔ_１、ｔ_２の肉厚の差が生じる。

【００５４】したがって、Ｓ＝０前後になるまで塑性流
動させると、溝１９の部分の肉厚が薄いことと、ｔ_１、
ｔ_２の肉厚の差によって、シャフト１が変形し、結果的
にシャフト１の曲がりにより、ディスク取付け面Ｆの振
れが大きくなる。

【００５５】また、押圧部のパンチ２２の端面と、パン
チ２２に設けたシャフト１の案内用の孔との直角精度が
悪い場合や、あるいは、パンチ２２とシャフト１とのす
きまは数μｍではあるが、このすきまに相当するパンチ
２２の倒れによっても、押圧されるとシャフト１に曲が
りが発生する。

【００５６】したがって、Ｓ＝０前後の寸法に設定する
と、必要なシャフトの抜去力は得られるが、ディスク取
付け面Ｆの振れが大きくなったり、そのばらつきも大き
くなるという問題を生じる。

【００５７】本発明者らの実験によれば、このばらつき
を小さくして、ディスク取付け面の振れを２０μｍ以下
にするには、図７に示すように、凹み２１とシャフト１
に設けた環状の溝１９との間隔Ｓを与えることが、きわ
めて有効であることが判明した。

【００５８】この顕著な効果は、ハブ７の塑性加工後、
シャフト１の溝１９の部分で、シャフトの肉厚ｔ_１、ｔ
_２の差による曲げが発生しようとしても、ハブ７がＳの
寸法部分でシャフト１に密着し、かつ高い圧縮応力が作
用するので、締結部に間隔Ｓを与えることによって、シ
ャフト１の曲げが防止されるためである。

【００５９】この間隔Ｓの寸法は、シャフトの直径がＤ
＝φ３ｍｍ〜φ５ｍｍ前後の場合、０.１ｍｍから０.３
ｍｍの間隔を与えると、必要なシャフトの抜去力と、精
度の高いハブのディスク取付け面Ｆの振れ精度を得られ
ることが、実験により分かった。

【００６０】間隔Ｓの寸法をこれ以上大きくすると、パ
ンチ２２の押圧荷重Ｐが増大し、上記したように、シャ
フトの荷重変形により寸法精度が阻害されることにな
る。また、本締結方法では、シャフト直径Ｄ＝φ３ｍｍ
の場合、環状の溝１９がないと、シャフト１の抜去力は
２００Ｎ程度であったが、溝幅がＨ＝０.１５ｍｍの環
状のＶ形状溝を設けると、抜去力が１０００Ｎ前後に増
大することが分かった。

【００６１】この強度は、溝１９の部分のせん断強さ
で、ハブ７が溝１９に塑性流動していることを示し、締
結部の断面観察によっても、十分に塑性流動しているこ
とが分かった。この環状の溝１９の形状や本数は、必要
な強度を得るために決めればよいが、磁気ディスク装置
のモータでは、溝の形状はＶ形状が好ましく、溝数は１
本で十分な強度が得られることも判明した。

【００６２】図８は、本発明の他の実施形態を示すモー
タの構造図で、図１に示したモータとほぼ同じ構成であ
るが、図１に示したモータと異なる点は、直径Ｄ１とＤ
２を有する異径のシャフト１を用いた点である。

【００６３】本例は、シャフト１とハブ７の締結部が、
図のように、径の異なるＤ１とＤ２の境界の段付き部２
６で、ハブ７とシャフト１との位置決めを行うととも
に、溝１９の部分のせん断力と、Ｄ１とＤ２の境界の段
付き部２６での強度によって、高い抜去力とハブの振れ
精度を得ている。

【００６４】ここで、簡単に本実施形態におけるシャフ
ト１とハブ７との締結作業を説明する。締結作業は、図
３および図４で説明した実施形態と同様に、二つの工程
で行っている。

【００６５】すなわち、締結部は、シャフト１とハブ７
のシャフト挿入孔との間に、数μｍのすきまを持たせて
あって、第一作業では、シャフト１をハブ７に挿入後、
パンチ２２を用いてハブ端面Ａを押圧して塑性流動させ
る。第二作業では、ハブ端面Ｂを同様に押圧して塑性流
動させてすきまを埋め、シャフト１とハブ７を締結す
る。

【００６６】本例の場合も、図９に示すように、溝１９
とハブ端面の凹み２０との間には、寸法Ｓの間隔を持た
せている。また、シャフト１の径の異なるＤ１とＤ２の
境界の段付き部２６と、ハブ端面の凹み２１との間に
も、寸法Ｒの間隔を設定している。

【００６７】本実施形態では、間隔Ｓおよび間隔Ｒを与
えることにより、シャフト１の曲げを防止している。な
お、実験によれば、間隔Ｒは、前述の間隔Ｓと同様の顕
著な作用効果を有している。

【００６８】上述のとおり、本発明の各実施形態によれ
ば、シャフトとハブの締結方法として、ハブのシャフト
挿入孔の内径をシャフト外径より若干大きくし、シャフ
ト直径寸法Ｄとハブ締結部寸法Ｌとの関係をＬ／Ｄ＜１
の関係とし、締結領域のシャフト外周に環状の溝を設
け、ハブを塑性流動加工することによりハブとシャフト
とのすきまを埋め、また、塑性流動加工後ハブ端面にで
きる凹部とシャフト外周の溝とを離れた位置関係に設定
するなどの構成とすることにより、以下のような優れた
作用効果を得ている。

【００６９】第一に、ハブ中央にシャフトの外径より大
きい内径を持つ孔を設けているので、ハブにシャフトを
簡単に挿入でき、作業性がよく量産性に優れた安価なモ
ータが提供できる。

【００７０】第二に、ハブ端面の両方向から軸方向に圧
縮荷重を加えて、シャフトとハブとの締結部のすきま
を、ハブの塑性流動加工によって埋めているので、シャ
フトには圧縮荷重が作用すると同時に、シャフトに設け
た環状の溝にはハブの一部が塑性流動しているため、軸
方向に衝撃荷重が作用しても、上記した環状の溝部のせ
ん断力と圧縮荷重による緊迫力とで、高いシャフトの抜
去力が得られている。

【００７１】第三に、従来の塑性流動加工を用いたシャ
フトとハブの締結方法は、前記したようにディスク取付
け面の振れ精度が、ハブに設けたシャフト挿入孔の直角
精度や真円度の影響を直接受けやすい。しかし、本実施
形態では、締結部の寸法関係をＬ／Ｄ＜１の関係にし、
塑性加工領域を少なくしてシャフトとディスク取付け面
との直角度が、加工精度の影響を直接受ないようにして
いる。また、Ｌ／Ｄ＜１の関係によって、塑性流動させ
る押圧荷重が小さくてすみ、シャフトやハブの荷重変形
等によるディスク取付け面の振れのばらつきを少なくで
きる。

【００７２】第四に、上記シャフトとハブの構成体にお
いて、第三のハブとシャフトの寸法関係に加え、ハブ端
面の塑性加工後によってできる環状の凹部と、シャフト
に設けた環状の溝とを、若干離れた位置関係になるよう
に構成しているので、シャフト外周に形成した溝部の肉
厚のばらつきによるシャフトの曲がりが防止できる。ま
た、この位置関係によって、シャフトとハブとの直角精
度や、ハブを押圧するパンチの直角度によるばらつきが
抑制され、精度の高いディスク取付け面の振れ精度を出
すことができる。

【００７３】したがって、本実施形態の磁気ディスク装
置用ディスクドライブモータは、シャフトを支持する軸
受に動圧すべり軸受を用いて、磁気デスクを精度よく円
滑に支持し、かつシャフトとハブの締結に塑性流動加工
を用いているので、外部から衝撃が作用しても、軸受お
よびシャフト締結部の強度が高いため、長期の使用に対
して回転精度の維持ができ、信頼性の高い磁気ディスク
装置が得られる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気ディ
スク装置のディスクドライブ用モータは、シャフトの直
径Ｄとハブの締結部の寸法Ｌとの関係を、Ｌ／Ｄ＜１の
関係にし、シャフトとハブとの締結部を塑性流動させた
後、ハブ端面にできる凹部をシャフトに設けた環状の溝
と離れた位置関係に構成しているので、高い締結強度と
ディスク取付け面の振れ精度を得ることができ、磁気デ
ィスクの高密度化とモータの信頼性を向上させることが
できる。

【００７５】また、本発明のモータは、直径Ｄ１とＤ２
を有する異径のシャフト１を用いた場合でも、シャフト
１とハブ７の締結部が、径の異なるＤ１とＤ２の境界の
段付き部を持たせ、締結部のハブ端面の構成を上記と同
様の構成にすることによっても高い強度とハブの振れ精
度を得ることでき、磁気ディスクの高密度化とモータの
信頼性を向上させることができる。

【００７６】さらに、本発明のモータは、シャフトの外
径より大きい内径を持つシャフト挿入孔をハブに設けて
いるので、ハブとシャフトの締結作業が簡単で、作業性
がよく量産性に優れた低コストのモータを提供できる。

【００７７】したがって、上記したシャフトとハブとの
締結方法によって、本発明のディスクドライブ用スピン
ドルモータは、モータに外部から衝撃が作用しても、長
期の使用に対して高い回転精度の維持ができるので、信
頼性の高い磁気ディスク装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる磁気ディスクドライブ用スピンド
ルモータの一実施形態を示す縦断面図。

【図２】図１に示したシャフトとハブの締結構造を示す
縦断面図。

【図３】本発明のシャフトとハブの締結作業を示す説明
図。

【図４】本発明のシャフトとハブの締結作業を示す説明
図。

【図５】図１に示した締結部の寸法関係を示す説明図。

【図６】シャフトとハブの締結構造の参考例を示す部分
縦断面図。

【図７】本発明のシャフトとハブの締結構造を示す部分
縦断面図。

【図８】本発明になる磁気ディスクドライブ用スピンド
ルモータの他の実施形態を示す縦断面図。

【図９】図８に示した締結部の寸法関係を示す説明図。

【符号の説明】

１軸２、３ラジアル軸受５スラスト軸受６軸受ハウジング７ハブ８クランパ９磁気ディスク１０磁気ディスク１２ねじ１３ロータ１４固定子１５モータケース１６潤滑油１７ねじ穴１９溝２０、２１凹み２２バンチ２３、２５治具２４ベース２６段付き部Ａ、Ｂハブ端面Ｌシャフト挿入孔長さＤ、Ｄ１、Ｄ２シャフト直径Ｆディスク取付け面Ｓ凹みと溝との間隔Ｒ凹みと段付き部との間隔

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｋ 21/22 Ｈ０２Ｋ 21/22 Ｍ (72)発明者吉富雄二茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者菅谷好美千葉県松戸市稔台520番地日立粉末冶金株式会社内 (72)発明者矢野忠雄千葉県松戸市稔台520番地日立粉末冶金株式会社内 (72)発明者徳島秀和千葉県松戸市稔台520番地日立粉末冶金株式会社内Ｆターム(参考） 5D109 CA01 5H002 AA07 AA08 AB08 5H607 AA12 BB01 BB07 BB14 BB17 BB25 CC09 DD02 DD19 FF12 GG01 GG02 GG09 GG12 JJ00 5H615 AA01 BB01 BB07 BB14 BB17 PP02 PP24 SS10 SS19 SS24 SS55 TT15 5H621 JK01 JK13 JK17 JK19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ディスクを搭載するハブと、該ハブ
のシャフト挿入孔に挿入され、該シャフト挿入孔の内径
より小さい外径を有するシャフトと、該シャフトを回転
自在に支持する軸受ユニットとを備え、前記ハブのシャ
フト挿入孔の軸方向長さが、該シャフト挿入孔部のシャ
フトの外径より小さく、かつ、該シャフト挿入孔部のシ
ャフト外周に環状の溝を有するとともに、該シャフト挿
入孔部のハブとシャフトとのすきまを、該ハブの塑性流
動によって埋めることにより、該シャフトと該ハブとが
一体に締結されていることを特徴とする磁気ディスク装
置用ディスクドライブモータ。
【請求項２】請求項１に記載の磁気ディスク装置用デ
ィスクドライブモータにおいて、前記ハブの表面および
裏面で、前記シャフト挿入孔の開口部全周を押圧して形
成された凹みと、前記シャフトの外周に形成した溝との
間に、所定の間隔を有することを特徴とする磁気ディス
ク装置用ディスクドライブモータ。
【請求項３】請求項１または２に記載の磁気ディスク
装置用ディスクドライブモータにおいて、前記シャフト
は、前記シャフト挿入孔部の直径に対して前記軸受ユニ
ット部の直径が大きくなる段付き部を有し、該段付き部
に前記ハブのシャフト挿入孔に形成された段差部が係止
されていることを特徴とする磁気ディスク装置用ディス
クドライブモータ。
【請求項４】請求項１〜３のうちいずれか１項に記載
の磁気ディスク装置用ディスクドライブモータにおい
て、前記ハブの表面および裏面で、前記シャフト挿入孔
の開口部全周を押圧して形成された凹みと、前記シャフ
ト挿入孔部の直径に対して前記軸受ユニット部の直径が
大きくなる段付き部との間に、所定の間隔を有すること
を特徴とする磁気ディスク装置用ディスクドライブモー
タ。
【請求項５】磁気ディスクを搭載するハブと、該ハブ
のシャフト挿入孔に挿入され、該シャフト挿入孔の内径
より小さい外径を有するシャフトと、該シャフトを回転
自在に支持する軸受ユニットとを備えた磁気ディスク装
置用ディスクドライブモータの製造方法であって、前記
ハブのシャフト挿入孔の軸方向長さを、該シャフト挿入
孔部のシャフトの外径より小さく形成するとともに、該
シャフト挿入孔部のシャフト外周に環状の溝を形成し、
該シャフトを該シャフト挿入孔に挿入した状態で、該シ
ャフト挿入孔の開口部全周のハブ表面を、該ハブの降伏
応力を越える荷重で押圧し、前記シャフトに対面する該
ハブのシャフト挿入孔端面を塑性流動させて該シャフト
と該ハブとのすきまを埋めることにより、該シャフトと
該ハブとを一体化して締結することを特徴とする磁気デ
ィスク装置用ディスクドライブモータの製造方法。