JP2004187494A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 スピンドルモータの軸受装置とベースプレートあるいはフランジとの間の永続的な導電接続を改善する。
【解決手段】ベースプレートあるいはフランジ１、軸４、および回転駆動されるロータ５を回転自在に支持する軸受装置を備え、ベースプレートあるいはフランジ１とロータ５に直接的または間接的に導電接続される軸受装置の軸受構成部材３との間に永続的な導電接続部が形成されるスピンドルモータで、ベースプレートあるいはフランジ１と軸受構成部材３との間の永続的導電接続を確実にするために、ベースプレートあるいはフランジ１と軸受構成部材３とに機械的な力を加えて両部品間に導電接続をもたらす少なくとも１つの固体の接続部材１１、または、溶接スポットを設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、軸受装置とベースプレートあるいはフランジとの間が導電接続されるスピンドルモータ、例えば、ハードディスクドライブ装置を駆動するためのスピンドルモータに関する。

ハードディスクドライブを駆動するスピンドルモータにおいては、ハードディスクドライブ装置の電気部品における静電気の充電およびそれから生じる損傷を防止するために、すべてのモータ部分を同一電位レベルにする必要がある。このことは、転がり軸受装置を具備するスピンドルモータにとっても流体動圧軸受装置（流体軸受）を具備するスピンドルモータにとっても当てはまる。

例えば、流体動圧軸受装置を具備するスピンドルモータの場合は、スピンドルモータが停止すると、軸または軸受のスラストプレートの金属が軸受スリーブの金属に対して接触され、さらに軸の金属がロータの金属に対して接触される。しかし、種々の理由から、軸受スリーブはベースプレートに対して十分に導電接続できない場合があり、そのことにより上述した不都合（電気部品の静電的な充電およびそれから生じる損傷）を引き起こす場合がある。

軸受スリーブは、ベースプレートの円筒型の空隙部に圧入されるものであり、それにより通常は、ベースプレートと軸受スリーブとの間には導電接続がもたらされる。ところが、軸受スリーブをベースプレートの空隙部に圧入する時にはかなり大きな力が生じるので、軸受スリーブは、その際に損傷してしまう危険性がある。これを防止するためには、軸受スリーブを先にベースプレートに圧入しておいてから加工する方法がある。しかしながら、この方法は相当の加工費用および組立技術的費用を伴う。

軸受スリーブを損傷させる危険性についての、簡単な解決策は、先に完成状態にまで加工された軸受スリーブをベースプレートに接着することである。そのようにして軸受スリーブをベースプレートの円筒型の空隙部に圧入する際に外部からの圧力を無くすことによって、ロータを軸受装置と共に完全に組立て、その組立てた全装置をベースプレートに接着することが可能になる。

ところがその場合、強度的理由から非導電性の接着剤を用いなければならず、そのため軸受スリーブとベースプレートとの間の導電接続が断たれるという問題が生じる。そのため、非導電性の接着剤を用いる場合でも軸受スリーブとベースプレートとの間を導電接続したい場合には、その非導電性の接着剤とは別に、ベースプレートと軸受スリーブとの間に局部的に導電性の接着剤を塗布し、その接着剤を介して導電接続を行う。

しかし、この導電性接着剤を使用すると、一つにはコストが増加し、もう一つには一定の運転条件のもとで、例えば、温度変動や高湿度などによって、上述した導電接続が断たれたり、あるいは、電気抵抗が許容限度以上に増加する可能性があるという問題がある。また、その場合、導電性接着剤によって接続された表面が酸化する可能性も問題となる。

本発明は、特に、スピンドルモータに固有のベースプレートあるいはフランジと、例えば流体軸受の軸受スリーブのようにロータに直接的または間接的に導電接続される軸受装置の軸受構成部材との両者間に存在する、上記したような、最もクリティカルな導電接続を問題とするものである。

本発明の課題は、上記した問題を解決し、スピンドルモータの軸受装置とベースプレートあるいはフランジとの間の導電接続を永続的に改善する手段を提供することにある。

上記した課題を解決するために、本発明のスピンドルモータでは、軸受装置とベースプレートあるいはフランジとの間に導電接続部が具備される。特に、ベースプレートあるいはフランジと、軸と、回転駆動されるロータの回転部を回転自在に支持する軸受装置とを備えるスピンドルモータにおいて、ベースプレートあるいはフランジと、ロータに直接的または間接的に導電接続される軸受装置の軸受構成部材との間に永続的な導電接続部が設けられる。

具体的には、例えば、本発明は、ベースプレートあるいはフランジ、軸、および回転駆動されるロータを回転自在に支持する軸受装置を備え、ベースプレートあるいはフランジとロータとに直接的または間接的に導電接続される軸受装置の軸受構成部材との間に永続的な導電接続部が設けられたスピンドルモータであって、導電接続部には、ベースプレートあるいはフランジと軸受構成部材とに機械的な力を加えることで、ベースプレートあるいはフランジと軸受構成部材との間の電気的接続を確立する、少なくとも１つの固体の接続部材が設けられている。

つまり、本発明の１つの解決手段によれば、ベースプレートあるいはフランジと軸受構成部材との少なくとも一方に機械力をかけながら、少なくとも１つの固体の接続部材がベースプレートあるいはフランジと軸受構成部材間に設けられ、その間の導電接続がもたらされることによって永続的な導電接続が得られる。

また、本発明の代替可能である別の解決手段では、導電接続をもたらすためにベースプレートあるいはフランジと軸受構成部材との間に少なくとも１つの溶接スポットが設けられる。

また、本発明の好ましい構成として、本発明の接続部材は、ベースプレートあるいはフランジと、軸受構成部材との、互いに対向する、または互いに隣接する２つの面の間に配置されていてもよく、ベースプレートあるいはフランジと軸受構成部材との間に設けられた空隙部内に配置されていてもよい。また、本発明の接続部材は、その全体がベースプレートあるいはフランジ内に設けられた孔の中に配置されていてもよく、空隙部または孔の中に圧入されていてもよく、球体であっても、針金状接続ピンであっても、ばね弾性体であっても、渦巻きばね、板ばね、または輪ばねから構成されていてもよい。さらに、本発明の軸受構成部材は、軸を受け入れるための軸受スリーブであってもよい。

本発明に好適である第１の構成においては、接続部材は、ベースプレートあるいはフランジと軸受構成部材との間に設けられた空隙部内に配置され、また、例えば球体や、渦巻きばね、板ばね、または輪ばねのようなばね弾性体、さらには針金状接続ピンから構成することができる。

本発明に好適である別の構成においては、接続部材は、その全体がベースプレートあるいはフランジの内部に設けられた孔の中に圧入される。

本発明では、小さな接触面積であっても、相対的に小さい力で大きな面圧力を得ることができるので、両部品（ベースプレートあるいはフランジと軸受装置）間の永続的導電接続がもたらされ、そのため大きな接触確実性が得られる。

次に、本発明について、図面を参照して詳細に説明する。本発明のさらなる特徴、利点および適用可能性について、図面およびその説明により明らかにする。

＜実施形態１＞
図１は、固定配置されるベースプレート１を含んでおり、そのベースプレート１に、ステータコアおよび巻線からなるステータ２が配置されている実施形態１のスピンドルモータの構造例を示す縦断面図である。ベースプレート１の中心貫通孔内に軸受スリーブ３が保持されている。軸受スリーブ３（軸受構成部材）は軸心方向に延びる円筒状の孔を備え、その中に軸４が回転自在に挿入されている。軸４の自由端は釣鐘状ロータ５を支持している。

この釣鐘状ロータ５にハードディスクドライブ装置の１つまたは複数の記憶ディスク（図示省略）が配置され固定される。釣鐘状ロータ５の下端縁内側には複数の磁極対を具備する環状永久磁石６が配置されている。環状の永久磁石６は作動空隙を介して対向するステータ２から交番磁界の作用を受け、それによりロータ５は軸４と一緒に回転させられる。ステータ巻線への電力供給は例えば接続ケーブル７を介して行われる。軸４はスラストプレート８および軸受スリーブ３とともに流体動圧軸受装置を形成する。この軸受装置の動作態様の詳細説明は、ここでは省略する。この軸受装置の下方は蓋板９によって閉塞される。

本発明によれば、ベースプレート１は、特にその下方領域に軸受スリーブ３に隣接して、局部的な空隙部１０を備える。この局部的な空隙部１０の内部に、ベースプレート１と軸受スリーブ３との間に導電接続をもたらすための金属製のばね弾性体からなる板ばね１１の形態をした接続部材が配置される。板ばね１１は、接触面すなわちベースプレート１および軸受スリーブ３との接触面に、相応する力を確実に作用させる。

このように本実施形態では、導電接続部として局部的な空隙部１０内に板ばね１１の形態をした接続部材を挿入して、小さな接触面積であっても、相対的に小さい力で大きな面圧力を得ることができるので、そのため、両部品（ベースプレートあるいはフランジと軸受装置）間の永続的導電接続がもたらされ、大きな接触確実性が得られる。

また、板ばね１１は、例えば、特に三角形状または四角形状に構成されることで、大きな接触確実性を得ることができる。また、ベースプレート１および軸受スリーブ３の材料内に大きな力で食い込んで永続的な接続を与えるために役立つ尖端接続部を板ばね１１に設けるようにしても良い。

＜実施形態２＞
図２は、図１の実施形態に対して変形された、板ばね１１を受け入れるために環状の空隙部１２が設けられている実施形態２のスピンドルモータの構造例を示す下面図である。

このように本実施形態では、接続部材である板バネ１１が挿入される空隙部１２を環状にしたので、上記した実施形態１の大きな接触確実性が得られるという効果に加え、環状の空隙部１２が、実施形態１に示した局部的な空隙部１０に対して、製造技術的に簡単に作ることができるという利点を有している。

＜実施形態３＞
図３は、接続部材として板ばねの代わりに球形状の球体１３が用いられている実施形態３のスピンドルモータの構造例を示すものである。図３の左半分に示される構造例では、球体１３はベースプレート１と軸受スリーブ３との間に位置するように、ベースプレート１に形成された局部的な空隙部１０内に圧入されている。

球体１３の直径は、局部的な空隙部１０の最大放射方向幅より大きい。球体１３の圧入時には、関係する構成部材が変形し、特にベースプレート１のアルミニウム材料が変形する。球体１３の圧入力が十分大きければ、接続表面間に気密性を有する接続部が生じる。これは、両部品間に永続的な導電接続をもたらすのに役立つ。この構造の下面図が図４に示されている。

図３の右半分に示された別の構造例は、ベースプレートあるいはフランジ１の中に設けられた孔１８内に球体１３を完全に圧入した構造を示す縦断面図である。ここで孔１８は、軸受スリーブ３に隣接して配置されている。ベースプレート１は、接続部材である球体１３を圧入することによって孔１８の領域で拡張され、軸受スリーブ３に押圧される。

このように本実施形態では、導電接続部として局部的な空隙部１０内あるいは孔１８内に球体１３の接続部材を挿入して、軸受装置とベースプレートあるいはフランジとの間の永続的導電接続がもたらされるので、大きな接触確実性が得られる。

＜実施形態４＞
図５は、図３および図４で示された実施形態３に対して変形された実施形態４のスピンドルモータの構造例を示す下面図である。ここでは、環状空隙部１２が形成され、複数の球体１３が環状空隙部１２の周方向に分散配置されて圧入されている。

このように本実施形態では、球体１３である接続部材を複数にすることにより、実施の形態３の大きな接触確実性が得られるという効果に加えて、さらに接続の確実性を高めることができる。

＜実施形態５＞
図６は、ベースプレート１内に設けられた孔の形態をとる非常に小さい空隙部１５が設けられる実施形態５のスピンドルモータの構造例を示す縦断面図である。空隙部１５内には接続ピン１４（接続部材）が圧入される。

このように本実施形態では、非常に小さい空隙部（孔）１５内に接続ピン１４を圧入することによって、上記した接続部材が球体の場合と同様に、軸受装置とベースプレートあるいはフランジとの間の永続的導電接続がもたらされるので、大きな接触確実性が得られる。

＜実施形態６＞
図７は、ばね弾性体からなる細長い板ばね１６またはそれに相応する針金状ばねが、環状空隙部１２における周方向（長さ方向）に延びる形で挿入された実施形態６のスピンドルモータの構造例を示す下面図である。板ばね１６（接続部材）の長さは、張りつめた状態でベースプレート１にも軸受スリーブ３にも接続するように決定される。

このように本実施形態では、環状空隙部１２内に細長い板ばね１６またはそれに相応する針金状ばねを環状空隙部１２内における周方向に延びる形で挿入させることによって、軸受装置とベースプレートあるいはフランジとの間の永続的導電接続がもたらされるので、大きな接触確実性が得られる。

＜実施形態７＞
図８は、実施形態７のスピンドルモータの構造例を示す縦断面図であり、図に示されている解決策では、他の実施形態では示されていた空隙部が省略されている。本実施形態では、他の実施形態における空隙部の代わりに、ベースプレート１と軸受スリーブ３との間に少なくとも１つの溶接スポット１７によって接続を作る導電接続部が設けられている。この溶接スポット１７は、機械的な力を負担することはなく、単に接続を付与するために用いられるだけである。図８では１箇所のみを示したが、複数の溶接スポット１７を、軸受スリーブ３の周方向に分散配置して設けるようにして接触確実性を向上させてもよい。

このように本実施形態では、導電接続部について、他の実施形態のような空隙部内に接続部材を挿入させることに代えて溶接スポットを設けることで、軸受装置とベースプレートあるいはフランジとの間の永続的導電接続がもたらされるので、大きな接触確実性が得られる。

接続部材として板ばねを備えた本発明の実施形態１のスピンドルモータの構造例を示す縦断面図である。 図１とは異なり環状空隙部を具備する本発明の実施形態２のスピンドルモータの構造例を示す下面図である。 接続部材として球体を備えた本発明の実施形態３のスピンドルモータの構造例を示す縦断面図である。 図３に示したスピンドルモータの構造例を示す下面図である。 図３とは異なり接続部材として複数の球体を備えた本発明の実施形態４のスピンドルモータの構造例を示す下面図である。 接続部材として針金状接続ピンを備えた本発明の実施形態５のスピンドルモータの構造例を示す縦断面図である。 接続部材として細長の板ばねまたは針金状ばねを備えた本発明の実施形態６のスピンドルモータの構造例を示す断面図である。 導電接続部を形成するために溶接スポットを備えた本発明の実施形態７のスピンドルモータの構造例を示す縦断面図である。

符号の説明

１ ベースプレートあるいはフランジ
２ ステータ
３ 軸受スリーブ
４ 軸
５ 釣鐘状ロータ
６ 永久磁石
７ 接続ケーブル
８ スラストプレート
９ 蓋板
１０ 局部的な空隙部
１１ 板ばね
１２ 環状空隙部
１３ 球体
１４ 針金状接続ピン
１５ （非常に小さい）空隙部
１６ （細長い）板ばね
１７ 溶接スポット
１８ 孔

Claims (14)

1. ベースプレートあるいはフランジ、軸、および回転駆動されるロータを回転自在に支持する軸受装置を備え、前記ベースプレートあるいはフランジと、前記ロータに直接的または間接的に導電接続される軸受装置の軸受構成部材との間に、永続的な導電接続部が設けられるスピンドルモータであって、
   前記導電接続部は、
   前記ベースプレートあるいはフランジと軸受構成部材とに機械的な力を加えることで、前記ベースプレートあるいはフランジと軸受構成部材との間の電気的接続を確立する、少なくとも１つの固体の接続部材が設けられる
   ことを特徴とするスピンドルモータ。
2. 前記接続部材は、
   前記ベースプレートあるいはフランジと、軸受構成部材における、互いに対向する、または互いに隣接する２つの面の間に配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータ。
3. 前記接続部材は、
   前記ベースプレートあるいはフランジと軸受構成部材との間に設けられた空隙部内に配置されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のスピンドルモータ。
4. 前記接続部材は、
   その全体が、前記ベースプレートあるいはフランジ内に設けられた孔の中に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータ。
5. 前記接続部材は、
   空隙部または孔の中に圧入されている
   ことを特徴とする請求項３または４に記載のスピンドルモータ。
6. 前記接続部材は、球体である
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
7. 前記接続部材は、針金状接続ピンである
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
8. 前記接続部材は、ばね弾性体である
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
9. 前記接続部材は、渦巻きばね、板ばね、または、輪ばねから構成されている
   ことを特徴とする請求項８に記載のスピンドルモータ。
10. ベースプレートあるいはフランジ、軸、および回転駆動されるロータを回転自在に支持する軸受装置を備え、前記ベースプレートあるいはフランジと、前記ロータに直接的または間接的に導電接続される軸受装置の軸受構成部材との間に、永続的な導電接続部が設けられるスピンドルモータであって、
    前記導電接続部は、
    前記ベースプレートあるいはフランジと軸受構成部材との間に、少なくとも１つの溶接スポットが設けられる
    ことを特徴とするスピンドルモータ。
11. 前記軸受構成部材は、前記軸を受け入れるための軸受スリーブである
    ことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
12. 前記空隙部または孔は、環状である
    ことを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
13. 前記接続部材は、複数である
    ことを特徴とする請求項１２に記載のスピンドルモータ。
14. 前記スピンドルモータは、
    ハードディスクドライブ装置を駆動するためのスピンドルモータである
    ことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載のスピンドルモータ。

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