JP2013025846A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

【課題】別部材を用いなくても調芯リングがロータフレームに強固に固定される構造のスピンドルモータを提供する。
【解決手段】複数の孔部１１１が設けられたロータフレーム１０７と、ディスク記憶媒体を保持するための調芯リング１２０とを備え、調芯リング１２０は、その底面にロータフレーム１０７の複数の孔部１１１に対応した位置に複数のフック１２４が設けられており、フック１２４が孔部１１１に係合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータフレームに調芯リングを固定する構造に特徴のあるスピンドルモータに関する。

パーソナルコンピュータやその外付け記憶装置として、ＣＤ−ＲＯＭ等の各種のディスク記憶媒体を用いたものが知られている。ディスク記憶媒体は、ディスク駆動装置に装着された状態において回転し、その際にデータの書き込みやデータの読み出しが行われる。ディスク駆動装置は、モータによって駆動されて回転するロータフレームと調芯リングを備え、ディスク記憶媒体の中央に設けられた開口部を上記の調芯リングに嵌め込むことで、ディスク記憶媒体をディスク駆動装置のロータフレームに固定する構造を有している。調芯リングは、ディスク記憶媒体を保持するための重要な部材であり、ロータフレームにしっかりと固定されている必要がある。一般に調芯リングのロータフレームへの固定は、シャフトへの軽圧入と接着剤による固定を併用した構造により行われている。また、より強固に調芯リングをロータフレームに固定する構造として、特許文献１に記載された構造が提案されている。特許文献１に記載の技術では、調芯リングをロータフレームに押さえつけるバックヨークを別に用意し、このバックヨークに設けた係合部によって調芯リングがロータフレームから外れないようにしている。

特開２０１１―３４６１２号公報

ところで、ノート型のパーソナルコンピュータ等では、ディスク駆動装置も薄型化および軽量化が要求されている。この点、上記特許文献１に記載のバックヨークを用いる構造は、薄型化および軽量化の点で不利であり、また部品点数が増えるのでコスト的にも不利となる。このような背景において、本発明は、別部材を用いなくても調芯リングがロータフレームに強固に固定される構造のスピンドルモータを提供すること目的とする。

請求項１に記載の発明は、回転するシャフトと、前記シャフトと共に回転し、複数の孔部が設けられたロータフレームと、前記ロータフレームに固定され、ディスク記憶媒体を保持するための調芯リングとを備え、前記調芯リングは、その底面に複数の係合部が設けられていることを特徴とするスピンドルモータである。請求項１に記載の発明によれば、調芯リング自体が係合部を備えているので、固定用の別部材を用いることなく、調芯リングをロータフレームに強固に固定することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数の係合部は、前記ロータフレームの前記複数の孔部に周方向において引っ掛かる形状を有していることを特徴とする。請求項２に記載の発明によれば、調芯リングに設けられた係合部が周方向でロータフレームの孔に引っ掛かることで調芯リングのロータフレームからの軸方向への引き抜きが行えない構造が得られる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記複数の係合部は、軸中心に向かう方向から見た断面の形状が略Ｌ字形状を有しており、前記調芯リングを前記ロータフレームに接触させながら周方向に回転させることで、前記略Ｌ字形状の部分が周方向において前記複数の孔部に固定されることを特徴とする。請求項３に記載の発明によれば、ロータフレームに対して調芯リングを軸方向において押し付け、その後に回転させることで、調芯リングをロータフレームから軸方向に引き離すことができない構造が得られる。この構造によれば、組み立て作業が簡単でありながら、より確実な係合状態が得られる。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、前記ロータフレームは、内側に折り曲げることで形成された前記ロータフレームの抜け落ちを防止する爪部を備え、前記孔部は、前記爪部を形成するために折り曲げた部分を利用して構成されていることを特徴とする。請求項４に記載の発明によれば、調芯リングの係合部に係合するロータフレーム側の孔部が、ロータフレームの抜け落ちを防止する爪部を構成するために形成された孔（切り欠いた部分）を用いて構成されるので、作業工数の増加が抑えられ、またシンプルな構造とできる。

本発明によれば、別部材を用いなくても調芯リングがロータフレームに強固に固定される構造のスピンドルモータが提供される。

実施形態のスピンドルモータの側断面図である。 ロータフレームの側面図（Ａ）、斜視図（Ｂ）、斜視図（Ｃ）および背面図（Ｄ）である。 調芯リングの側面図（Ａ）、斜視図（Ｂ）および斜視図（Ｃ）である。 ロータフレームに調芯リングを固定した状態を示す側面図（Ａ）、斜視図（Ｂ）、斜視図（Ｃ）および背面図（Ｄ）である。

（構成）
図１には、スピンドルモータ１００が示されている。スピンドルモータ１００は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）やＢｌｕ−ｒａｙなどの光ディスクを回転させるためのディスク駆動装置に用いられている。勿論、スピンドルモータ１００の用途はこれに限られるものではない。このスピンドルモータ１００は、回転軸となるシャフト１０１を備えている。シャフト１０１は、軸受１０２により、プレート１０６に回転自在な状態で保持されている。軸受１０２は、滑り軸受であり、シャフト１０１の外周に固定された略円筒形状を有する摺動部材１０４、摺動部材１０４を保持する略円筒形状を有するハウジング１０５、シャフト１０１の底面を支えるスラスト板１０３を備えている。プレート１０６はステータ側の部材であり、プレート１０６にハウジング１０５とスラスト板１０３が固定されている。プレート１０６を相手部材に固定するで、この相手部材にスピンドルモータ１００が固定される。軸受１０２としては、流体動圧軸受や転がり軸受を利用することもできる。

シャフト１０１の上部には、金属板をプレス加工することで得られるロータフレーム１０７が取り付けられている。図２には、ロータフレーム１０７が示されている。図２に示すように、ロータフレーム１０７は、軸方向の長さの短い円筒部１０８、円筒部１０８の一方の開口部に蓋をする形状の円板部１０９を備えている。円板部１０９の中心部分には、シャフト１０１を収容するシャフト収容部１１０が設けられている。シャフト収容部１１０の内側にシャフト１０１の端部が圧入や接着等により固定され、ロータフレーム１０７とシャフト１０１が結合される。

円板部１０９の中心の部分の周囲には、爪部１１２が設けられている。爪部１１２は、軸方向から見た等角な位置に５個（この場合は、７２°の角度位置毎に５箇所）配置されている。爪部１１２は、円板部１０９の一部を切り欠き、その部分を内側に折り曲げることで形成されている。そして、この切り欠き折り曲げた部分に形成される孔の部分を利用して、矩形の孔部１１１が設けられている。孔部１１１は、爪部１１２と同様に軸方向から見た等角な５箇所に設けられている。爪部１１２は、略コの字形状の断面構造を有している。図１に示すように、この爪部１１２が軸受１０２のハウジング１０５の上部に設けられたフランジ部１０５ａに非接触な状態で係合することで、ハウジング１０５からロータフレーム１０７の抜け落ちが防止される構造が得られている。

図１の状態において、ロータフレーム１０７の円筒部１０８の内側には、永久磁石により構成されるロータマグネット１１３が固定されている。ロータマグネット１１３は、軸方向から見た等角な角度位置に着磁されている。これは、通常のスピンドルモータの場合と同じである。

プレート１０６には、コアホルダ１１５が固定され、コアホルダ１１５には、ステータコア１１６が固定されている。ステータコア１１６は、珪素鋼板を積層したもので構成されており、ステータコア１１６には、ステータコイル１１７が巻回されている。ステータコア１１６の形状、ステータコイル１１７の数およびその配置の状態は、通常のスピンドルモータの場合と同じである。ステータコア１１６の外側の部分はロータマグネット１１３に対向して配置されている。複数あるステータコイル１１７に供給される駆動電流の向きを適切なタイミングで切り替えることで、ステータコア１１６とステータコイル１１７とにより構成されるステータ側の電磁石と、ロータマグネット１１３との間で作用する磁気吸引力および磁気反発力が特定のタイミングで切り替わり、ロータフレーム１０７が回転する。

図１に示すように、ロータフレーム１０７の上には、調芯リング１２０が固定されている。図３には、調芯リング１２０が示されている。調芯リング１２０は、樹脂材料により構成されており、略円板形状の底部１２１および嵌め込み部１２２を備えている。ドーナツ形状を有したディスク記憶媒体の中央部の開孔部に嵌め込み部１２２を嵌め込むことで、調芯リング１２０へのディスク記憶媒体の保持が行われる。この点は、通常のディスク駆動装置の場合と同じである。また、底部１２１の中心部分には、軸方向に立ち上がった円筒部１２３が設けられ、この円筒部１２３の内側にロータフレーム１０７のシャフト収容部１１０が嵌め込まれる（図１参照）。

図３に示すように、底部１２１の裏側には、軸方向から見た周方向における等角な位置（この場合、７２°毎の角度位置）に５個のフック１２４が設けられている。フック１２４は、引っ掛かり部の一例であり、軸中心の方向に向かう視点から見て、略Ｌ字形状を有している。５個のフック１２４は、ロータフレーム１０７に設けられた孔部１１１と対応した位置に形成されており、この孔部１１１に引っ掛かり、係合することが可能な構造を有している。この係合状態は、調芯リング１２０をロータフレーム１０７に押し付け、５個のフック１２４のそれぞれを５箇所の孔部１１１のそれぞれに挿入し、その状態から調芯リング１２２を回転させ、フック先端部１２４ａとロータフレーム１０７の円板部１０９が重なる状態とすることで得られる。この状態において、フック１２４が孔部１１１に引っ掛かり、調芯リング１２０がロータフレーム１０７から軸方向に引き抜けない構造が得られる。

この状態が図４に示されている。ここで、フック先端部１２４ａと底部１２１との間に形成される隙間の高さ寸法は、円板部１０９の厚み寸法より少し狭い。この構造により、上記調芯リング１２２を回転させてフック１２４と孔部１１１への係合において、フック先端部１２４ａがフック接触部１０９ａに接触して圧入しながらフック接触部１０９ａを挟み込むため、フック１２４が孔部１１１にがたつきが無い状態で係合し、調芯リング１２０をロータフレーム１０７から軸方向に引き抜けない状態が得られる。

（組み立て方法）
まず、プレート１０６に軸受１０２、及びコアホルダ１１５を固定し、ステータコイル１１７を巻回したステータコア１１６をコアホルダ１１５に固定する。

次に、ロータマグネット１１３を取り付けたロータフレーム１０７を用意する。なお、この段階においては、図２に示す状態と異なり、ロータフレーム１０７の爪部１１２はまだ折り曲げられていない。そして、シャフト１０１をロータフレーム１０７のシャフト収容部１１０に取付ける。次に、シャフト１０１をプレート１０６に固定した軸受１０２に取り付け、図１に示すように爪部１１２を下方に折り曲げ、ハウジング１０５のフランジ部１０５ａに係合させる。この際、爪部１１２とフランジ部１０５ａは、軸方向から見て重なるが、接触しない状態とする。こうして、爪部１１２とフランジ部１０５ａによるロータフレーム１０７の抜け落ち防止構造を得る。

次に、ロータフレーム１０７のシャフト収容部１１０に調芯リング１２０の円筒部１２３を被せて調芯リング１２０をロータフレーム１０７に密着させる。この際、調芯リング１２０のフック１２４をロータフレーム１０７の孔部１１１（図４参照）に挿入し、その後に調芯リング１２０を回転させて図４に示す係合状態を得る。係合する際、シャフト収容部１１０と円筒部１２３に接着剤を塗布することで、より強固な係合を実現できる。こうして、図１に示すスピンドルモータ１００を組み立てる。

（優位性）
以上述べた構造によれば、調芯リング１２０が接着剤のみでは無く、調芯リング１２０のフック１２４によってロータフレーム１０７に機械的に固定される。このため、調芯リング１２０のロータフレーム１０７からの外れに対するマージンが増大するとともに、固定をより確実なものとでき、振動等により調芯リング１２０が緩み難い構造が得られる。また、ロータフレーム１０７には、ロータ抜け防止の為の爪部１１２を形成することで得られる孔部１１１（図２参照）が既に設けられており、この孔部１１１にフック１２４を係合させるため、フック１２４が係合する部分を別に設ける必要が無い。これは、加工工数の削減、部品の削減、構造のシンプル化といった点で有利となるとともに、更に構造がシンプルであるので、組立後における調芯リング１２０の位置精度を高くできる。

（その他）
調芯リング１２０をロータフレーム１０７に取り付ける構造としては、例示したフック１２４のような略Ｌ字形状の引っ掛かり部を持つ形状を採用する他に、断面形状が先端を凸にした三角形状になっており、ロータフレーム１０７の孔部１１１に押し込んだ際に、三角形の底辺に接触する二つの角が変形して孔部１１１に押し込まれ、この二つの角が孔部１１１のフック接触部１０９ａに引っ掛かることで、軸方向への引き抜きが防止される構造を採用することもできる。なお、この三角形状が矢じり形状（三角形状の半分）でもよい。

本実施例においては、フック１２４、及び孔部１１１を５個で説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、それぞれの個数を３個、３個にしても良いし、また、孔部１１１を５個で形成し、フック１２４を３個にして取り付けても良い。これらの個数は、調芯リングの取り付け強度やそれぞれの部品を製造する上での容易さ、それぞれの部品自身の強度、モータのサイズ等より自由に選択することが出来る。

本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

本発明は、ディスク記憶媒体を駆動するディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータに利用することができる。

１００…スピンドルモータ、１０１…シャフト、１０２…軸受、１０３…スラスト板、１０４…摺動部材、１０５…ハウジング、１０６…プレート、１０７…ロータフレーム、１０８…円筒部、１０９…円板部、１０９ａ…フック接触部、１１０…シャフト収容部、１１１…孔部、１１２…爪部、１１３…ロータマグネット、１１５…コアホルダ、１１６…ステータコア、１１７…ステータコイル、１２０…調芯リング、１２１…底部、１２２…嵌め込み部、１２３…円筒部、１２４…フック、１２４ａ…フック先端部。

Claims (4)

1. 回転するシャフトと、
   前記シャフトと共に回転し、複数の孔部が設けられたロータフレームと、
   前記ロータフレームに固定され、ディスク記憶媒体を保持するための調芯リングと
   を備え、
   前記調芯リングは、その底面に複数の係合部が設けられていることを特徴とするスピンドルモータ。
2. 前記複数の係合部は、前記ロータフレームの複数の孔部に周方向において引っ掛かる形状を有し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。
3. 前記複数の係合部は、軸中心に向かう方向から見た断面の形状が略Ｌ字形状を有しており、
   前記調芯リングを前記ロータフレームに接触させながら周方向に回転させることで、前記略Ｌ字形状の部分が周方向において前記複数の孔部に固定されることを特徴とする請求項２に記載のスピンドルモータ。
4. 前記ロータフレームは、内側に折り曲げることで形成された前記ロータフレームの抜け落ちを防止する爪部を備え、
   前記孔部は、前記爪部を形成するために折り曲げた部分を利用して構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載のスピンドルモータ。

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