JP2003235198A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸とボール軸受の内輪間の電気的導通を確保
して、記録ディスクに帯電した静電気をモータベースに
放電させることができるスピンドルモータを提供する。 【解決手段】ハードディスク等の記録ディスクの駆動装
置に用いられるスピンドルモータであり、軸４の外径φ
ｓ１を、ボール軸受８Ａ，８Ｂの内輪８Ａ２，８Ｂ２の
内径φｂより小さく形成し、軸４と内輪８Ａ２，８Ｂ２
とを接触させ、導通を確保して固着する構成としたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスク等
の記録ディスクの駆動装置に用いられるスピンドルモー
タに関し、特にボール軸受を使用したスピンドルモータ
に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のスピンドルモータの構成とその組
立て方法の一例を、図６乃至図８を用いて説明する。ま
ずその構成について説明する。図６はそのスピンドルモ
ータの断面図である。このスピンドルモータはステータ
部１０１、ロータ部１０２及びボール軸受１０８Ａ，１
０８Ｂで構成されている。 【０００３】ステータ部１０１は、モータベース１０
３、軸１０４、ステータコア１０５、及び駆動コイル１
０６で構成され、ロータ部１０２は、記録ディスク１１
２を固定したロータハブ１０９、ロータヨーク１１０、
磁石１１１とでそれぞれ構成されている。 【０００４】ボール軸受１０８Ａ，１０８Ｂは、その外
輪１０８Ａ１，１０８Ｂ１がロータハブ１０９の内周部
に圧入されるとともに、非導電性の嫌気性接着剤１１６
により固着されている。また、内輪１０８Ａ２，１０８
Ｂ２は軸１０４の外周部に接着剤１１６により固着され
ている。ボール軸受の外輪１０８Ａ１，１０８Ｂ１とロ
ータハブ１０９との電気的導通は、圧入による金属接触
により確保されている。この電気的導通については後述
する。 【０００５】次に、ロータ部、ステータ部及び軸の組立
てについて図７を用いて説明する。同図に示す治具１１
７に軸１０４を立て、軸１０４の所定の位置に設けられ
た接着剤溜まりの環状溝１１５ａ，１１５ｂに接着剤１
１６を塗布した後、ボール軸受の内輪１０８Ａ２，１０
８Ｂ２を軸１０４に嵌合させるようにロータ部１０２を
軸１０４の上方から挿着する。この挿着は、治具１１８
により予圧Ｆｖをボール軸受の内輪１０８Ａ２に加えて
行う。 【０００６】図８は軸１０４に内輪１０８Ａ２，１０８
Ｂ２を挿着した後の部分断面図である。軸１０４の外径
は、内輪１０８Ａ２，１０８Ｂ２の内径より小さく形成
されており、軸１０４の中心Ｃ１と、内輪１０８Ａ２，
１０８Ｂ２の中心Ｃ２とが一致するように位置を規制し
つつ接着剤１１６を硬化させる。従って、軸１０４と内
輪１０８Ａ２，１０８Ｂ２との間に同心状に隙間Ｄが形
成され、この隙間Ｄに接着剤１１６が充填して硬化す
る。即ち、軸１０４と内輪１０８Ａ２，１０８Ｂ２とは
非接触状態で固着されている。 【０００７】このようにして軸１０４とボール軸受１０
８Ａ，１０８Ｂとを固着した後、軸１０４を治具１１７
から抜いて図６のようにモータベース１０３に圧入し、
組立ては完了する。隙間Ｄは通常０．００４ ｍｍ程度
であり、図８は理解を容易にするために実際よりも隙間
を大きく表わしたものである。 【０００８】スピンドルモータによっては、モータ内部
からダストが漏出して記録ディスク１１２の表面に付着
するのを防止するために、モータベース１０３の反対側
に磁性流体シール１１９を設けているタイプのものがあ
り、図６に示す従来例はこれを具備したスピンドルモー
タである。キャップ１２０は防塵のために取り付けられ
ている。 【０００９】以上のようにロータ部１０２は一対のボー
ル軸受１０８Ａ，１０８Ｂを介して軸１０４に対して回
転自在に組立てられ、前記ステータコア１０５に巻回さ
れた駆動コイル１０６への通電切換えによりその回転が
制御される構成となっているものである。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】ところで、スピンドル
モータを駆動源としたハードディスク等の記録ディスク
駆動装置においては、近年高容量化の要求により記録デ
ィスクの高速回転化とＭＲヘッド化が進んでいる。しか
しながら、高速回転化に伴って静電気が記録ディスクに
発生し易くなっており、記録ディスクに帯電したこの静
電気が、ＭＲヘッドに放電してＭＲヘッドが破損すると
いう問題が多発している。 【００１１】この破損を防止するためには記録ディスク
に帯電した静電気をモータベースに放電すればよく、そ
の場合、ロータハブと軸間の電気抵抗値が1ｋΩ以下で
電気的導通が確保されていることが必要とされている。
図５（ａ）は、その従来のスピンドルモータにおけるロ
ータハブと軸間の電気抵抗値分布を示した図で、供試個
数を５０個として示した例である。同図は、ロータハブ
と軸間の平均抵抗値が１１２ＭΩであり、抵抗値が1ｋ
Ω以上となる３６個すべてが４０ＭΩを超える極めて大
きな抵抗値となっていることを示している。 【００１２】従来のボール軸受を使用したスピンドルモ
ータにおいては、軸とボール軸受間の電気的導通がこの
ように確保されていないので、記録ディスクに帯電した
静電気をモータベースに放電することが困難であった。
そして、この放電に関しては、電気抵抗値が少なくとも
４０ＭΩ以上ある場合には電気的導通が確保されていな
いものとして扱う必要があった。 【００１３】次に、上記困難な理由についての詳細を以
下に説明する。従来のスピンドルモータにおいては、記
録ディスク１１２、ロータハブ１０９及びボール軸受１
０８Ａ，１０８Ｂ間の電気的導通と、軸１０４とモータ
ベース１０３間の電気的導通はそれぞれ確保されてい
た。しかしながら、軸１０４とボール軸受の内輪１０８
Ａ２，１０８Ｂ２とは非接触であるために電気的導通が
なく、これを確保するため従来いくつかの手段が考えら
れてきた。 【００１４】まず、軸をボール軸受の内輪に圧入すると
いう手段である。この手段では、圧入組立て時による過
大な負荷をボール軸受にかけることからボール軸受の軌
道面に悪影響を与え、結果として「非繰り返し振れ精度
(以下ＮＲＲＯ：Ｎｏｎ Ｒｅ−ｐｅａｔｉｔｉｖｅ
Ｒｕｎ Ｏｕｔ)」が悪化するという問題が発生してい
た。 【００１５】別の手段として、軸とボール軸受とを導電
性接着剤で固着させる方法が、特開平１１−１６７７６
５に開示されている。しかしながら、この手段では、導
電性接着剤の粘度が高いため軸とボール軸受の内輪との
隙間に必要な量を安定的に充填させることが困難であっ
て、生産性が悪く信頼性も低いという問題があった。加
えて導電性接着剤自体のコストが極めて高いという根本
的な問題もあった。 【００１６】そこで本発明が解決しようとする課題は、
記録ディスクに帯電した静電気をモータベースに放電さ
せるために必要な、軸とボール軸受間の電気的導通の確
保を、軸の圧入によらず、また導電性接着剤の使用によ
らずに可能としたスピンドルモータを提供することにあ
る。 【００１７】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本願発明は手段として次の構成を有する。即ち、
ボール軸受８Ａ，８Ｂと、前記ボール軸受８Ａ，８Ｂの
内輪８Ａ２，８Ｂ２に固着した軸４と、前記ボール軸受
８Ａ，８Ｂの外輪８Ａ１，８Ｂ１に固着したロータハブ
９とを備えたスピンドルモータにおいて、前記軸４の外
径φｓ１を前記内輪８Ａ２，８Ｂ２の内径φｂより小さ
く形成し、前記軸４と前記内輪８Ａ２，８Ｂ２とを接触
させ、電気的導通を確保して固着した構成としたことを
特徴とするスピンドルモータ。 【００１８】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、好ましい
実施例により（I）：構成、（II）：組立ての順に図１
乃至図４を用いて順次説明する。 （I）：構成 図１は本発明のスピンドルモータの断面図である。本発
明のスピンドルモータは、ステータ部１、ロータ部２及
び第１，第２のボール軸受８Ａ，８Ｂで構成される。 【００１９】 ステータ部１の詳細 ステータ部１は、モータベース３、ステータコア５、軸
４及び駆動コイル６で構成されている。モータベース３
は、アルミニウムのダイキャストで形成され、所定の位
置に軸孔３ａが設けられている。さらに軸孔３ａを略中
心としたリング状凸部７が設けられステータコア５の内
周部を保持している。 【００２０】ステータコア５は、所定の形状に打ち抜か
れた珪素鋼鈑が積層されて形成され、駆動コイル６が巻
回されている。軸４は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）材を切
削して形成され、その外周面の所定の位置には接着剤溜
まりである環状溝１５ａ，１５ｂが設けられている。そ
してモータベース３に圧入等により立設されている。 【００２１】 ロータ部２の詳細 ロータ部２はロータハブ９、ロータヨーク１０、磁石１
１とで構成される。ロータハブ９は略円筒状であって、
アルミニウムを切削して形成されている。ロータハブ９
の外周部分には、記録ディスク１２を支持固定するため
の円筒部９ａとフランジ部９ｂとが設けられている。２
枚の記録ディスク１２は、スペーサ１３を間に挟みつ
つ、図示しないクランパによって前記円筒部９ａ及びフ
ランジ部９ｂに直接接触して固定されている。 【００２２】一方、ロータハブ９の内周部分には、第
１，第２のボール軸受８Ａ，８Ｂを装着するための、装
着壁１４ａ１，１４ｂ１及び軸方向の当て面１４ａ２，
１４ｂ２が設けられている。装着壁１４ａ１，１４ｂ１
の内周面には接着剤溜まりである環状溝１５ｃ，１５ｄ
が設けられている。 【００２３】円筒状のロータヨーク１０は、その内周面
に円筒状の磁石１１が固着されており、ロータハブ９の
底面の所定位置に固着されている。また、磁石１１の内
径は、ステータ部１とロータ部２とを軸４を介して組み
合わせた状態で、前記ステータコア５の外周面と所定の
間隔となるように設定されている。 【００２４】 ボール軸受８Ａ，８Ｂの詳細 第１，第２のボール軸受８Ａ，８Ｂは、高炭素クロム軸
受鋼（ＳＵＪ）等の金属材料からなり、その外輪８Ａ
１，８Ｂ１と内輪８Ａ２，８Ｂ２間の電気的導通が確保
されている。 【００２５】（II）：組立て ボール軸受のロータハブへの装着について 第１，第２のボール軸受８Ａ，８Ｂのロータハブ９への
装着について図２を用いて説明する。図２は、第１，第
２のボール軸受の外輪８Ａ１，８Ｂ１をロータハブ９の
内周部に装着した後の軸方向断面図であり、その他の構
成部は省略している。 【００２６】まず環状溝１５ｃ、１５ｄに非導電性の嫌
気性接着剤１６を注入する。次に第１のボール軸受８Ａ
を軸の一方（図の上方）から、第２のボール軸受８Ｂを
軸の他方（図の下方）から所定の予圧Ｆｖ１でロータハ
ブ９内面に圧入する。圧入により外輪８Ａ１，８Ｂ１の
挿入方向側端面が、それぞれ当て面１４ａ２，１４ｂ２
に突き当てられる。 【００２７】その後、接着剤１６はその嫌気性により硬
化して外輪８Ａ１，８Ｂ１はロータハブ９に固着され
る。従って、ロータハブ９とボール軸受８Ａ，８Ｂと
は、装着壁１４ａ１，１４ｂ１及び当て面１４ａ２，１
４ｂ２を介して電気的導通が確保されている。 【００２８】 ロータ部と軸との組立てについて ロータ部２と軸４との組立てについて図３，図４を用い
て説明する。図３は、治具台１７上で、ボール軸受の内
輪８Ａ２に予圧ＦＶ２を、そして軸４に力Ｆｈを印加し
て行う組立てについて説明する軸方向断面図である。ま
た図４は、この組立て後の軸４と内輪８Ａ２，８Ｂ２と
の位置関係を示す軸方向断面図である。理解を容易にす
るために、図３，図４は実際の形状を誇張して示してい
る。 【００２９】まず図３を用いて説明する。治具台１７の
中央には軸４が挿入されてこれをガタ無く立てることが
できる軸挿入穴１７ａが設けられている。また、軸挿入
穴１７ａを略中心として、ロータハブ９の径方向の位置
決めができるように環状のガイドフランジ１７ｂが設け
られている。 【００３０】予圧治具１８は一端が開口した略円筒状を
しており、開口側端面はロータハブ９の上面側に装着さ
れた第１のボール軸受８Ａの内輪８Ａ２のみに当接する
ように形成されている。この予圧治具１８は、軸方向に
予圧を印加するのと同時に、軸と直交した方向の力を印
加することができる構造になっている。 【００３１】組立ては以下のように行う。まず治具台１
７の軸挿入穴１７ａに軸４を挿入してこれを立てる。次
に軸４の外周面に設けた環状溝１５ａ，１５ｂに非導電
性の嫌気性接着剤１６を注入する。そして軸４の上方か
ら第１，第２のボール軸受８Ａ，８Ｂを固着したロータ
ハブ９を挿着する。装着は、軸４の外径φｓ１が、第
１，第２のボール軸受の内輪８Ａ２，８Ｂ２の径φｂよ
り小さくなるように寸法とその公差が設定されているの
で、過大な予圧を与えることなく容易に行える。 【００３２】本実施例においては、 軸４の外径φｓ１＝φ５ （−０．００５／−０．００
８） 従って、４．９９２ ｍｍ≦φｓ１≦４．９９５ ｍｍ
である。 内輪８Ａ２，８Ｂ２の内径φｂ＝φ５（０／−０．００
５） 従って、４．９９５ ｍｍ≦φｂ≦５．０００ ｍｍ で
ある。ただし（ ）内は寸法公差である。このように軸
４の外形φｓ１は内輪８Ａ２，８Ｂ２の内径φｂよりも
最大で、０．００８ ｍｍ 細く形成されている。 【００３３】次に、ロータハブ９を軸４に装着する時に
は、図３の上方から予圧治具１８を用いて内輪８Ａ２に
所定の軸方向予圧Ｆｖ２を印加しつつ、軸４に所定の軸
と直交方向の力Ｆｈを印加する。これにより、軸４は内
輪８Ａ２，８Ｂ２にＡ点（図４）で直接接触する。 【００３４】この状態で接着剤１６は隙間Ｄに浸透充填
し、その嫌気性により硬化するので、軸４と内輪８Ａ
２，８Ｂ２とはＡ点で接触した状態、即ち電気的に導通
が確保された状態で固着される。前述の寸法設定におい
ては、軸４と内輪８Ａ２，８Ｂ２との最大隙間Ｄmaxは
φｂ−φｓ１の０．００８ ｍｍとなる。以上により、
ロータ部２と軸４との組立ては完了する。 【００３５】 ロータ部とステータ部の組立てについ
て 図１に戻り、ロータ部２に組み付けた軸４をモータベー
ス３の軸孔３ａに圧入することでロータ部２とステータ
部１とは組立てられる。最後に防塵用のキャップ２０を
装着してスピンドルモータの組立てが完了する。 【００３６】〜のように組立てたモータにおいて、
ロータ部２は、第１、第２のボール軸受８Ａ，８Ｂを介
して軸４に対して回転自在となっている。そして、前記
ステータコア５に巻回された駆動コイル６への通電切換
えによりロータ部２はその回転が制御される構成となっ
ている。 【００３７】以上の（I），（II）で説明した実施例に
よれば、記録ディスク１２→ロータハブ９→ボール軸受
８Ａ，８Ｂ→軸４→モータベース３の経路で電気的導通
が完全に確保される為、記録ディスクに帯電した静電気
を確実にモ−タベースに放電させることができる。従っ
て、記録ディスク駆動装置において本発明に係るスピン
ドルモータを駆動源として使用すれば、記録ディスクに
帯電した静電気がＭＲヘッドに放電してＭＲヘッドを破
壊することはなく、長期間高い信頼性が得られる。 【００３８】ここで、本願発明者らが製作した本実施例
に係るスピンドルモータにおける、ロータハブと軸間の
電気抵抗値分布を図５（ｂ）に示す。供試個数は５０個
であり、接着剤は非導電性の嫌気性接着剤である。前述
した図５０（ａ）に示す従来のスピンドルモータでは、
５０個中３６個の供試体において４０ＭΩ以上の抵抗値
を示して電気的導通が確保されていなかったのに対し、
図５０（ｂ）に示す本発明に係るスピンドルモータで
は、５０個すべてにおいて２５２Ω以下の極めて小さい
抵抗値で電気的導通を確保しており、またばらつきも大
幅に少なくなっている。 【００３９】平均値比較においても、本実施例に係るス
ピンドルモータでの平均抵抗値は、６７．３Ωであり、
従来のスピンドルモータの約１／１０⁷ という極めて小
さい値になっている。従って、必要とされている電気抵
抗値１ｋΩ以下という条件を十分満足して電気的導通が
確保されている。以上のように、軸とボール軸受の内輪
とを接触させて固着させることで、極めて安定して必要
な電気的導通が確保できることが確認された。 【００４０】さて、本発明の実施例は、上述した構成に
限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範
囲において例えば下記のように変更が可能である。 【００４１】接着剤１６は嫌気性接着剤に限定されるも
のではなく、紫外線硬化型や熱硬化型接着剤を使用して
もよい。また、軸とボール軸受の内輪とが接触していれ
ば、前記最大隙間Ｄｍａｘは０．００８ ｍｍ程度でな
くてもよいのは言うまでもない。前記最大隙間Ｄｍａｘ
は、使用する接着剤の種類や粘度、あるいは塗布工法に
応じて、充填が容易で接着強度等が最適になる様に適宜
設定することできる。 【００４２】また、粘度の比較的高い接着剤が充填可能
な程度に最大隙間Ｄｍａｘを設定すれば導電性接着剤を
使用することも可能で、その場合はコストアップになる
ものの電気抵抗がさらに低減されることが期待できる。 【００４３】一方、軸とボール軸受との固着は接着剤に
よらなくてもよい。例えばスポット溶接で行ってもよ
く、本発明における固着とは溶着を含むものである。さ
らにボール軸受は２ヶに限定されるものではなく、また
他の軸受との併用でもよい。軸４の断面形状は円形に限
定されるものではなく、例えば一部をカットした略Ｄ形
状でもよく、あるいは角部を有していてもよい。 【００４４】 【発明の効果】以上詳述したように、本願発明によれ
ば、軸４をボール軸受８Ａ，８Ｂの内輪８Ａ２，８Ｂ２
に圧入することなく電気的導通が確実に確保できるの
で、ＮＲＲＯが悪化するという問題は発生しない。ま
た、軸４と前記内輪８Ａ２，８Ｂ２とを例えば非導電性
接着剤で固着した場合には、生産性を悪化させることは
なくコストアップとなることもなく電気的導通が確実に
確保できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明のスピンドルモータの実施例を示す断面
図である。 【図２】本発明のスピンドルモータの実施例を説明する
断面図である。 【図３】本発明のスピンドルモータの実施例における組
立方法を説明する断面図である。 【図４】本発明のスピンドルモータの実施例における要
部を示す部分断面図である。 【図５】従来及び本発明のスピンドルモータにおける電
気抵抗値分布を示すグラフである。 【図６】従来のスピンドルモータを示す断面図である。 【図７】従来のスピンドルモータにおける組立方法を説
明する断面図である。 【図８】従来のスピンドルモータにおける要部を示す部
分断面図である。 【符号の説明】 ３ モータベース ４ 軸 ８Ａ，８Ｂ， ボール軸受 ８Ａ１，８Ｂ１ 外輪 ８Ａ２，８Ｂ２ 内輪 ９ ロータハブ １６ 接着剤 φｓ１ （軸の）外径 φｂ （内輪の）内径 Ｄ 隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H605 BB05 BB10 BB19 CC04 DD05 DD09 EB10 EB30 EB38 GG04 5H607 AA12 BB01 BB07 BB14 BB17 DD03 DD19 FF12 GG08 JJ04 JJ06 5H615 AA01 BB01 BB07 BB14 PP25 SS18 SS19 5H621 GA01 JK01 JK19

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】ボール軸受と、前記ボール軸受の内輪に固
   着した軸と、前記ボール軸受の外輪に固着したロータハ
   ブとを備えたスピンドルモータにおいて、 前記軸の外径を前記内輪の内径より小さく形成し、前記
   軸と前記内輪とを接触させ、電気的導通を確保して固着
   した構成としたことを特徴とするスピンドルモータ。