JP3063398B2 - スピンドルモータ - Google Patents
スピンドルモータInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主としてＯＡ分野の磁
気ディスク駆動装置に使用されるスピンドルモータに関
する。
気ディスク駆動装置に使用されるスピンドルモータに関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＯＡ分野のＨＤＤやＦＤＤ等の機
器は小型，薄型かつ高性能化の要求が多くなり、そのな
かで磁気ディスク駆動装置に用いられ、磁気ディスクを
回転駆動するスピンドルモータ（以下モータと略称す
る）も同時に小型，薄型，高性能化が求められている。
なかでも小型，薄型の制約の中でボールベアリング（以
下ベアリングと略称する）の性能を充分に発揮させるこ
とができるか否かがこの種のモータの大きなポイントで
ある。
器は小型，薄型かつ高性能化の要求が多くなり、そのな
かで磁気ディスク駆動装置に用いられ、磁気ディスクを
回転駆動するスピンドルモータ（以下モータと略称す
る）も同時に小型，薄型，高性能化が求められている。
なかでも小型，薄型の制約の中でボールベアリング（以
下ベアリングと略称する）の性能を充分に発揮させるこ
とができるか否かがこの種のモータの大きなポイントで
ある。
【０００３】以下、図面を参照しながら従来のモータに
ついて説明する。図３は従来のモータの断面図を示す。
図３において、１はステータコア、２は励磁コイル、３
はプリント配線基板、４はブラケット、４ｂはブラケッ
トの一部に形成されたベアリングハウジング、５は上ベ
アリング、６は下ベアリング、７はロータ、７ｂはロー
タ７の一部に形成されたシャフト、８はロータマグネッ
トである。励磁コイル２はプリント配線基板３を介して
モータ駆動回路（図示せず）に電気接続されている。以
上のように構成されたモータは、励磁コイル２に交番電
流が供給されてステータコア１に回転磁界を発生させ、
ロータマグネット８およびロータ７を回転させる。
ついて説明する。図３は従来のモータの断面図を示す。
図３において、１はステータコア、２は励磁コイル、３
はプリント配線基板、４はブラケット、４ｂはブラケッ
トの一部に形成されたベアリングハウジング、５は上ベ
アリング、６は下ベアリング、７はロータ、７ｂはロー
タ７の一部に形成されたシャフト、８はロータマグネッ
トである。励磁コイル２はプリント配線基板３を介して
モータ駆動回路（図示せず）に電気接続されている。以
上のように構成されたモータは、励磁コイル２に交番電
流が供給されてステータコア１に回転磁界を発生させ、
ロータマグネット８およびロータ７を回転させる。
【０００４】このとき、小型，薄型モータでは一般に一
対の上ベアリング５と下ベアリング６に予圧が付与され
た状態で内外輪とも接着固定する、いわゆる定位置予圧
を与えて組立をおこないロータ７の高回転精度を発揮さ
せる構造が採用される。
対の上ベアリング５と下ベアリング６に予圧が付与され
た状態で内外輪とも接着固定する、いわゆる定位置予圧
を与えて組立をおこないロータ７の高回転精度を発揮さ
せる構造が採用される。
【０００５】また主に加工技術上の要求から、ブラケッ
ト４およびベアリングハウジング４ｂの材質はアルミニ
ウムが多用され、シャフト７ｂには鉄系材料が用いられ
る。
ト４およびベアリングハウジング４ｂの材質はアルミニ
ウムが多用され、シャフト７ｂには鉄系材料が用いられ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、温度変化があった場合シャフト７ｂとベ
アリングハウジング４ｂとの熱膨張係数の相違により、
上ベアリング５および下ベアリング６に対する予圧が増
減して軸受剛性が変化するという問題点が存在した。た
とえば常温で適正予圧にて組み立てた上記従来モータを
高温または低温環境にさらすと、シャフト７ｂよりもベ
アリングハウジング４ｂの方が熱膨張係数が約２倍程度
大きいので、２個の上ベアリング５と下ベアリング６の
内輪間距離Ｇ１よりも外輪間距離Ｇ２の方が変化量が大
きく、その結果予圧量が変化する。このとき予圧が適正
限度より高すぎると、上ベアリング５と下ベアリング６
内の接触面圧が増大して騒音レベルの悪化、レース面の
損傷などを引き起こす。反対に予圧が低下した場合、軸
受装置の回転精度が損なわれたり、予圧がなくなってが
たや騒音の発生をまねくなどの不具合を生じる。
来の構成では、温度変化があった場合シャフト７ｂとベ
アリングハウジング４ｂとの熱膨張係数の相違により、
上ベアリング５および下ベアリング６に対する予圧が増
減して軸受剛性が変化するという問題点が存在した。た
とえば常温で適正予圧にて組み立てた上記従来モータを
高温または低温環境にさらすと、シャフト７ｂよりもベ
アリングハウジング４ｂの方が熱膨張係数が約２倍程度
大きいので、２個の上ベアリング５と下ベアリング６の
内輪間距離Ｇ１よりも外輪間距離Ｇ２の方が変化量が大
きく、その結果予圧量が変化する。このとき予圧が適正
限度より高すぎると、上ベアリング５と下ベアリング６
内の接触面圧が増大して騒音レベルの悪化、レース面の
損傷などを引き起こす。反対に予圧が低下した場合、軸
受装置の回転精度が損なわれたり、予圧がなくなってが
たや騒音の発生をまねくなどの不具合を生じる。
【０００７】本発明は上記課題を解決するものであり、
温度変化に対して極めて安定な軸受装置を備えたスピン
ドルモータを提供することを目的とする。
温度変化に対して極めて安定な軸受装置を備えたスピン
ドルモータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、スピンドルモータの軸受装置を次のように
改良したものである。すなわち熱膨張係数の大きい方の
部材、この場合ベアリングハウジングとベアリング外輪
を接着固定するにあたり、一対のベアリングの互いに近
い方のおおよそ半分の幅で固定するものであり、具体的
にはベアリングハウジングの一対のベアリングに対向す
る内面の中央寄りで接着固定するために、軸方向両端面
寄りの部分の内径を中央寄りの部分の内径より大きくし
てベアリングハウジングとベアリング外輪との間に隙間
を設けたものである。またベアリング外輪と接触するベ
アリングハウジングの幅を小さくしたものである。
に本発明は、スピンドルモータの軸受装置を次のように
改良したものである。すなわち熱膨張係数の大きい方の
部材、この場合ベアリングハウジングとベアリング外輪
を接着固定するにあたり、一対のベアリングの互いに近
い方のおおよそ半分の幅で固定するものであり、具体的
にはベアリングハウジングの一対のベアリングに対向す
る内面の中央寄りで接着固定するために、軸方向両端面
寄りの部分の内径を中央寄りの部分の内径より大きくし
てベアリングハウジングとベアリング外輪との間に隙間
を設けたものである。またベアリング外輪と接触するベ
アリングハウジングの幅を小さくしたものである。
【０００９】
【作用】したがって本発明によれば、温度変化があった
ときのシャフトに接する側の内輪間距離の変位量とベア
リングハウジングに接する側の外輪間距離の変位量との
差を小さくでき、一対のベアリングの内輪間距離Ｇ１の
変化と外輪間距離Ｇ２の変化をおよそ同一にすることが
できるので、予圧の変化による回転性能の変化を引き起
こすことがない。
ときのシャフトに接する側の内輪間距離の変位量とベア
リングハウジングに接する側の外輪間距離の変位量との
差を小さくでき、一対のベアリングの内輪間距離Ｇ１の
変化と外輪間距離Ｇ２の変化をおよそ同一にすることが
できるので、予圧の変化による回転性能の変化を引き起
こすことがない。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１１】図１（ａ）は本発明の一実施例におけるス
ピンドルモータの断面図、同（ｂ）はその軸受装置周辺
の部分拡大断面図である。なお、図３に示す従来例と同
一機能の部材には同一番号を付して詳しい説明を省略
し、相違する点について説明する。
ピンドルモータの断面図、同（ｂ）はその軸受装置周辺
の部分拡大断面図である。なお、図３に示す従来例と同
一機能の部材には同一番号を付して詳しい説明を省略
し、相違する点について説明する。
【００１２】図１（ｂ）において、５ａは上側のベアリ
ング外輪、５ｂは上側のベアリング内輪、６ａは下側の
ベアリング外輪、６ｂは下側のベアリング内輪、Ｇ１は
内輪間距離、Ｇ２は外輪間距離である。またＳ１は上側
のベアリング内輪５ｂの固定代表点、Ｓ２は下側のベア
リング内輪６ｂの固定代表点、、Ｈ１は上側のベアリン
グ外輪５ａの固定代表点、Ｈ２は下側のベアリング外輪
６ｂの固定代表点、Ｐ１は内輪固定代表点間距離、Ｐ２
は外輪固定代表点間距離である。ベアリングハウジング
４ｂと一対のベアリング外輪５ａ，６ａおよびシャフト
７ｂと一対のベアリング内輪５ｂ，６ｂとの接着固定は
それぞれ図１（ｂ）に示す短い斜線を付した部位でおこ
なわれる。固定代表点とは各々の接着部位の幅の中点を
いう。接着部位は図に示した幅を有するので、接着され
る部品間に熱膨張係数の差があれば幅の範囲内でも剪断
応力と弾性変位が発生する。しかしその幅の中の一点、
すなわち固定代表点だけは応力がバランスし、相対変位
が生じない。
ング外輪、５ｂは上側のベアリング内輪、６ａは下側の
ベアリング外輪、６ｂは下側のベアリング内輪、Ｇ１は
内輪間距離、Ｇ２は外輪間距離である。またＳ１は上側
のベアリング内輪５ｂの固定代表点、Ｓ２は下側のベア
リング内輪６ｂの固定代表点、、Ｈ１は上側のベアリン
グ外輪５ａの固定代表点、Ｈ２は下側のベアリング外輪
６ｂの固定代表点、Ｐ１は内輪固定代表点間距離、Ｐ２
は外輪固定代表点間距離である。ベアリングハウジング
４ｂと一対のベアリング外輪５ａ，６ａおよびシャフト
７ｂと一対のベアリング内輪５ｂ，６ｂとの接着固定は
それぞれ図１（ｂ）に示す短い斜線を付した部位でおこ
なわれる。固定代表点とは各々の接着部位の幅の中点を
いう。接着部位は図に示した幅を有するので、接着され
る部品間に熱膨張係数の差があれば幅の範囲内でも剪断
応力と弾性変位が発生する。しかしその幅の中の一点、
すなわち固定代表点だけは応力がバランスし、相対変位
が生じない。
【００１３】温度変化があるときの予圧の値の変化を論
じる場合、シャフト７ｂ，上ベアリング５，下ベアリン
グ６，ベアリングハウジング４ｂの４者の材質，軸方向
寸法，半径方向寸法がパラメータとなるが、おおむねシ
ャフト７ｂ，ベアリングハウジング４ｂの熱膨張係数と
軸方向寸法に注目すればよい。本実施例では従来例と同
じ材質とし、その熱膨張係数はシャフト７ｂは鉄系材料
でμ１、ベアリングハウジング４ｂはアルミニウムでμ
２とする。
じる場合、シャフト７ｂ，上ベアリング５，下ベアリン
グ６，ベアリングハウジング４ｂの４者の材質，軸方向
寸法，半径方向寸法がパラメータとなるが、おおむねシ
ャフト７ｂ，ベアリングハウジング４ｂの熱膨張係数と
軸方向寸法に注目すればよい。本実施例では従来例と同
じ材質とし、その熱膨張係数はシャフト７ｂは鉄系材料
でμ１、ベアリングハウジング４ｂはアルミニウムでμ
２とする。
【００１４】環境温度の変化による予圧の変動を避ける
には、図１（ｂ）において上，下各々のベアリング５，
６の内外輪段差の変化がなければよい。言い換えれば内
輪間距離Ｇ１と外輪間距離Ｇ２との差Ｇ２−Ｇ１が温度
により変化しないよう設計すればよい。そのためには、
内輪固定代表点間距離Ｐ１の熱変形量と外輪固定代表点
間距離Ｐ２の熱変形量とを等しくする。すなわち、μ１
・Ｐ１＝μ２・Ｐ２とすればよい。
には、図１（ｂ）において上，下各々のベアリング５，
６の内外輪段差の変化がなければよい。言い換えれば内
輪間距離Ｇ１と外輪間距離Ｇ２との差Ｇ２−Ｇ１が温度
により変化しないよう設計すればよい。そのためには、
内輪固定代表点間距離Ｐ１の熱変形量と外輪固定代表点
間距離Ｐ２の熱変形量とを等しくする。すなわち、μ１
・Ｐ１＝μ２・Ｐ２とすればよい。
【００１５】本実施例においては、ベアリングハウジン
グ４ｂの熱膨張係数μ２はシャフト７ｂの熱膨張係数μ
１のおおよそ２倍であるので、外輪固定代表点間距離Ｐ
２は内輪固定代表点間距離Ｐ１のおおよそ２分の１にす
る必要がある。この命題を達成するために、ベアリング
ハウジング４ｂの一対のベアリングに対向する内面の中
央寄りで接着固定する手段として、ベアリングハウジン
グ４ｂの軸方向両端面寄りの部分の内径を中央寄りの部
分の内径より大きくして上側，下側両ベアリング外輪５
ａ，６ａの接着部位の幅を小さくする。結果としてベア
リングハウジング４ｂの図示の部分に接着強度に寄与し
ない隙間Ｃ１，Ｃ２が設けられる。
グ４ｂの熱膨張係数μ２はシャフト７ｂの熱膨張係数μ
１のおおよそ２倍であるので、外輪固定代表点間距離Ｐ
２は内輪固定代表点間距離Ｐ１のおおよそ２分の１にす
る必要がある。この命題を達成するために、ベアリング
ハウジング４ｂの一対のベアリングに対向する内面の中
央寄りで接着固定する手段として、ベアリングハウジン
グ４ｂの軸方向両端面寄りの部分の内径を中央寄りの部
分の内径より大きくして上側，下側両ベアリング外輪５
ａ，６ａの接着部位の幅を小さくする。結果としてベア
リングハウジング４ｂの図示の部分に接着強度に寄与し
ない隙間Ｃ１，Ｃ２が設けられる。
【００１６】上記構造とすることにより、温度が変化し
てもベアリング内外輪の軸方向変位量が常に等しく予圧
の変化が生じない。なお、隙間Ｃ１，Ｃ２には各面の接
着に用いる接着剤が充填されていてもかまわない。一般
な接着が良好におこなわれている場合は、接着剤層の厚
さが小さい方が剪断方向の剛性が高い。隙間Ｃ１，Ｃ２
が充分大きい場合、ここに充填された接着剤の剪断変形
剛性は隙間の小さい部分のそれよりも格段に低いので、
相対的に予圧に影響を与えない。この隙間Ｃ１，Ｃ２が
充分大きくても接着剤が充填してあれば半径方向の剛性
を保つことができるので、むしろ積極的に接着剤を充填
した方がよいともいえる。また当然であるが、隙間Ｃ
１，Ｃ２はこの部分が剪断方向の剛性に寄与しないよう
設けられるものであるから、不要であればベアリングハ
ウジングの幅を小さくしてもよい。
てもベアリング内外輪の軸方向変位量が常に等しく予圧
の変化が生じない。なお、隙間Ｃ１，Ｃ２には各面の接
着に用いる接着剤が充填されていてもかまわない。一般
な接着が良好におこなわれている場合は、接着剤層の厚
さが小さい方が剪断方向の剛性が高い。隙間Ｃ１，Ｃ２
が充分大きい場合、ここに充填された接着剤の剪断変形
剛性は隙間の小さい部分のそれよりも格段に低いので、
相対的に予圧に影響を与えない。この隙間Ｃ１，Ｃ２が
充分大きくても接着剤が充填してあれば半径方向の剛性
を保つことができるので、むしろ積極的に接着剤を充填
した方がよいともいえる。また当然であるが、隙間Ｃ
１，Ｃ２はこの部分が剪断方向の剛性に寄与しないよう
設けられるものであるから、不要であればベアリングハ
ウジングの幅を小さくしてもよい。
【００１７】この例を本発明の第２の実施例として図２
に示す。第１の実施例と異なる点は同図（ｂ）にその拡
大図を示すように、ベアリングハウジング４ｂの軸方向
の幅を上下一対のベアリングの構成する軸方向の幅より
小さく形成した点であり、その作用効果は第１の実施例
の場合と同様である。
に示す。第１の実施例と異なる点は同図（ｂ）にその拡
大図を示すように、ベアリングハウジング４ｂの軸方向
の幅を上下一対のベアリングの構成する軸方向の幅より
小さく形成した点であり、その作用効果は第１の実施例
の場合と同様である。
【００１８】このような本発明の構造の副次効果とし
て、ベアリングハウジング４ｂが上ベアリング５および
下ベアリング６をガイドする幅が小さくなるため、ブラ
ケット４とロータ７の平行度が必要な場合には、ブラケ
ット４の加工精度に依存せず高精度な組み立て治具に固
定して接着硬化を待つことにより、治具と同等の平行度
をもった製品を得ることができる。逆に治具を用いずに
ベアリングハアジング４ｂで上ベアリング５と下ベアリ
ング６をガイドして組み立てたい場合は、隙間Ｃ１，Ｃ
２の一部に剪断方向の剛性には寄与しないが、上ベアリ
ング５と下ベアリング６の倒れ防止の役割を果たす程度
の幅の狭いガイド部を設ければよい。
て、ベアリングハウジング４ｂが上ベアリング５および
下ベアリング６をガイドする幅が小さくなるため、ブラ
ケット４とロータ７の平行度が必要な場合には、ブラケ
ット４の加工精度に依存せず高精度な組み立て治具に固
定して接着硬化を待つことにより、治具と同等の平行度
をもった製品を得ることができる。逆に治具を用いずに
ベアリングハアジング４ｂで上ベアリング５と下ベアリ
ング６をガイドして組み立てたい場合は、隙間Ｃ１，Ｃ
２の一部に剪断方向の剛性には寄与しないが、上ベアリ
ング５と下ベアリング６の倒れ防止の役割を果たす程度
の幅の狭いガイド部を設ければよい。
【００１９】以上、第１および第２の実施例はベアリン
グハウジング４ｂがブラケット４に固着してシャフト７
ｂがロータ７とともに回転し、ロータ７の一部をなす構
造のシャフト回転型モータについてのみ説明したが、シ
ャフトがブラケットに固着されていてベアリングハウジ
ングがロータとともに回転するシャフト固定型モータに
ついても同様に本発明にかかわる技術を適用することが
できる。
グハウジング４ｂがブラケット４に固着してシャフト７
ｂがロータ７とともに回転し、ロータ７の一部をなす構
造のシャフト回転型モータについてのみ説明したが、シ
ャフトがブラケットに固着されていてベアリングハウジ
ングがロータとともに回転するシャフト固定型モータに
ついても同様に本発明にかかわる技術を適用することが
できる。
【００２０】
【発明の効果】上記実施例より明らかなように本発明に
よれば、温度の変化が生じてもベアリングに加えられた
予圧の変化が小さく軸受剛性の変動幅が小さいので、温
度変化に対し極めて安定であるという効果が得られる。
よれば、温度の変化が生じてもベアリングに加えられた
予圧の変化が小さく軸受剛性の変動幅が小さいので、温
度変化に対し極めて安定であるという効果が得られる。
【図１】（ａ）本発明の第１の実施例のスピンドルモー
タの断面図 （ｂ）同スピンドルモータの要部拡大断面図
タの断面図 （ｂ）同スピンドルモータの要部拡大断面図
【図２】（ａ）本発明の第２の実施例のスピンドルモー
タの断面図 （ｂ）同スピンドルモータの要部拡大断面図
タの断面図 （ｂ）同スピンドルモータの要部拡大断面図
【図３】従来のスピンドルモータの断面図
４ｂ ベアリングハウジング ５ 上ベアリング ５ａ 上側のベアリング外輪 ５ｂ 上側のベアリング内輪 ６ 下ベアリング ６ａ 下側のベアリング外輪 ６ｂ 下側のベアリング内輪 ７ｂ シャフト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 5/173 H02K 5/16 H02K 21/22
Claims (2)
- 【請求項１】 一対のボールベアリングと、シャフト
と、シャフトより熱膨張係数の大きな材料よりなるベア
リングハウジングとを有し、シャフトとボールベアリン
グ内輪およびボールベアリング外輪とベアリングハウジ
ングが互いに圧入または接着されることによって固定さ
れたスピンドルモータであって、前記ベアリングハウジ
ングの軸方向両端面寄りの部分の内径を中央寄りの部分
の内径よりも大きくして前記ベアリングハウジングとボ
ールベアリング外輪との間に隙間を設けたスピンドルモ
ータ。 - 【請求項２】 一対のボールベアリングと、シャフト
と、シャフトより熱膨張係数の大きな材料よりなるベア
リングハウジングとを有し、シャフトとボールベアリン
グ内輪およびボールベアリング外輪とベアリングハウジ
ングがそれぞれ圧入又は接着されることによって固定さ
れたスピンドルモータであって、前記ベアリングハウジ
ングの軸方向の幅が前記一対のボールベアリングの構成
する軸方向の幅よりも小さく形成されたスピンドルモー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4181975A JP3063398B2 (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | スピンドルモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4181975A JP3063398B2 (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | スピンドルモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0630541A JPH0630541A (ja) | 1994-02-04 |
| JP3063398B2 true JP3063398B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=16110144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4181975A Expired - Fee Related JP3063398B2 (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | スピンドルモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3063398B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018131905A1 (ko) * | 2017-01-11 | 2018-07-19 | 엘지이노텍 주식회사 | 모터 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MY135250A (en) * | 1997-02-03 | 2008-03-31 | Nec Corp | Automatic balancing mechanism for disk driver free from vibrations due to characteristic angular velocity |
| WO1999033953A1 (fr) | 1997-12-25 | 1999-07-08 | Nikken Chemicals Co., Ltd. | Nouveau micro-organisme et procede de production de polyols au moyen de celui-ci |
| JP2001245451A (ja) * | 2000-02-28 | 2001-09-07 | Pioneer Electronic Corp | モータ装置 |
-
1992
- 1992-07-09 JP JP4181975A patent/JP3063398B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018131905A1 (ko) * | 2017-01-11 | 2018-07-19 | 엘지이노텍 주식회사 | 모터 |
| US11190077B2 (en) | 2017-01-11 | 2021-11-30 | Lg Innotek Co., Ltd. | Motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0630541A (ja) | 1994-02-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |