JP3609918B2

JP3609918B2 - スピンドルモータ

Info

Publication number: JP3609918B2
Application number: JP10095697A
Authority: JP
Inventors: 徳和大口
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 1997-04-02
Filing date: 1997-04-02
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2017-04-02
Also published as: JPH10285842A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピンドルモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
リムーバブルハードディスクのような交換可能な記録媒体を回転駆動させるためのスピンドルモータとしては、例えば、図５に示すように、固定のブラケットｇの円筒状軸受ハウジングｋ内に軸受ｈ，ｈを介してシャフトａが回転自在に取付けられ、シャフトａの上端寄りにロータハブｂが外嵌固着されて、ロータハブｂの記録媒体載置面ｃ上に記録媒体（ディスク）ｄを載置すると共に、シャフトａの上方突出状の上端部を記録媒体ｄの中央孔部ｅに嵌合させて調芯し、ロータハブｂ上に固着したクランプ用マグネットｆにて記録媒体ｄを磁気的に吸引することによって、ロータハブｂ上に記録媒体ｄを着脱可能な状態で同軸状に支持して回転駆動させるように構成したシャフト回転タイプのスピンドルモータが公知であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リムーバブルハードディスクのような記録媒体ｄに対して、安定的に情報の読み書きを行うには、回転駆動される記録媒体ｄの軸心が、ブラケット（静止部）ｇの軸心───軸受ｈを内嵌保持する円筒状軸受ハウジングｋの軸心───に一致し、記録媒体ｄの記録面の軸心方向の振れが十分に小さいことが要求される。即ち、ロータハブｂの軸心がブラケットｇの上記軸心に一致することが要求される。
【０００４】
しかし、上述のような従来のスピンドルモータでは、ブラケットｇとロータハブｂとの間に、軸受ｈ，ｈの内外輪の２つの嵌合部と、シャフトａとロータハブｂの嵌合部との、合計３箇所の嵌合部が存在するため、ブラケットｇの軸心とロータハブｂの軸心の同軸度には、それら３箇所の嵌合部における誤差が累積してあらわれて、ロータハブｂの軸心をブラケットｇの軸心に精度良く一致させる上での難点となっていた。このため、スピンドルモータの組立完了後に、ロータハブｂの記録媒体載置面ｃを切削して精度出しを行う必要性があり、製造工程が煩雑化すると共に切削面の発錆の問題もあった。また、従来のこの種のスピンドルモータは、シャフトａが回転するものがほとんどであり、シャフトａの端部が記録媒体ｄの中央孔部の内周面に接触していた。このため、記録媒体の着脱によるシャフトの摩耗並びに損傷等を防止するために、製造の際にシャフト素材に焼き入れし、研磨を行った後、スピンドルモータの組立完了時において、振れ精度を出すための組加工が必要であり（シャフトの製造工程は、粗加工、焼き入れ、研磨の順で行われる）、生産性が低かった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述の問題を解決して、組立完了後に記録媒体載置面の精度出し加工が不要となると共に、軸受等多くの部品との嵌合部を有し精密な加工が要求されるシャフトへの従来のような焼き入れも不要となり、生産性が向上すると共に記録媒体のデータの読み書きの精度を高くし得るスピンドルモータを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るスピンドルモータは、記録媒体が着脱可能に装着されると共に該記録媒体を回転駆動させるスピンドルモータに於て、静止部材の一部を成す固定シャフトと、該固定シャフトに外嵌される軸受と、該軸受を介して上記固定シャフトに回転自在に外嵌されると共に上記記録媒体の一面を受ける記録媒体載置面を有する回転体と、上記静止部材に取付けられるステータと、該ステータに対向するように上記回転体に装着されるロータマグネットと、上記記録媒体の中央孔部に挿入される嵌合筒部を有すると共に上記回転体に固着されるブッシュと、を備えたものである。
また、上記固定シャフトには上記ブッシュがラビリンスシールを構成する微小間隙をもって外嵌されているのが好ましい。また、上記固定シャフトの先端部には小径部が形成され、該小径部に上記ブッシュがラビリンスシールを構成する微小間隙をもって外嵌されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳説する。
【０００８】
図１は、本発明に係るスピンドルモータの実施の一形態を示し、このスピンドルモータは、リムーバブルハードディスクのような交換可能な記録媒体Ｄが着脱可能に装着されると共にその記録媒体Ｄを回転駆動させるためのものである。しかして、このスピンドルモータは、静止部材１の一部を成す固定シャフト２と、その固定シャフト２に外嵌される軸受３，３と、その軸受３，３を介して固定シャフト２に回転自在に外嵌される回転体４と、静止部材１に取付けられるステータ５と、そのステータ５に対向するように回転体４に装着されるロータマグネット８と、回転体４に固着されるブッシュ６と、を備えている。
【０００９】
静止部材１は、中央にシャフト取付孔１１を有する円盤状の基部９とその基部９の一面側に突設された円筒状突部１０とから成るブラケット７と、そのブラケット７の基部９のシャフト取付孔１１に基端部が嵌入固着される固定シャフト２と、から成る。この静止部材１は、記録媒体駆動装置のケーシング等の固定部分に取付けられ、かつ、その固定部分にデータ読書用の（図示省略の）ヘッドが精密移動可能に取付けられる。また、ブラケット７の基部９にコネクタ１８が取付けられ、円筒状突部１０の外周面にステータ５が取付けられる。しかして、固定シャフト２の先端部に小径部２ａを形成する。
【００１０】
回転体４は、軸受３，３の外輪が嵌合する内筒部１２とその内筒部１２の外端縁から径方向外方へ延伸される端面壁部１４とその端面壁部１４の外端縁から垂下される外筒部１５とから成るハブ１６と、そのハブ１６に嵌入状に固着される円環状部材１７と、から成る。ハブ１６の外筒部１５の内周面にロータマグネット８が固着される。端面壁部１４の外面に、軸心方向から見て円形の外突条１９と内突条２０が同軸状に突設され、その外突条１９と内突条２０の間に記録媒体Ｄを磁気的に吸引するクランプ用マグネット２１を嵌着する。そして、外突条１９の軸心方向外端面が記録媒体載置面１３とされる。つまり、回転体４は、記録媒体Ｄの一面を受ける記録媒体載置面１３を有する。なお、ハブ１６とブッシュ６と固定シャフト２は鉄製とされ、円環状部材１７とブラケット７はアルミニウム製とされる。
【００１１】
また、ハブ１６の内筒部１２の内周面の軸心方向中間部に、周方向の内突部２２を一体に形成し、その内突部２２の軸心Ｌ方向両隣を大径内周面部２４，２４とする。即ち、内突部２２の内径寸法Ｅ_１を大径内周面部２４，２４の内径寸法Ｅ_２よりも小さく設定する。なお、前記内筒部１２の軸心方向外方開口部である、ハブ１６の内突条２０内側の内径寸法Ｅ_３は、大径内周面部２４，２４の内径寸法Ｅ_２より大きく設定されている。そして、大径内周面部２４，２４に軸心方向両側から上記軸受３，３の外輪を嵌入する。さらに、ハブ１６の内突条２０の内側に、前記円環状部材１７を、嵌着する。また、ブッシュ６は、記録媒体Ｄの中央孔部５０に挿入される嵌合筒部６ａと、その嵌合筒部６ａに一体に形成されると共に嵌合筒部６ａの外径よりも小さな外径を有する円筒状の取付部６ｂと、から成る。具体的には、ブッシュ６の嵌合筒部６ａの外径を記録媒体Ｄの中央孔部５０の内径よりも僅かに小さく設定する。
【００１２】
しかして、図２に拡大して示すように、回転体４の円環状部材１７の中央の孔部２３に、ブッシュ６の取付部６ｂを嵌着する。さらに、固定シャフト２の先端の小径部２ａに、ブッシュ６を、ラビリンスシールを構成する微小間隙Ｓをもって外嵌する。即ち、ブッシュ６の内周面と固定シャフト２の小径部２ａとの間に微小間隙Ｓが生じるように、ブッシュ６の内径を小径部２ａの外径よりも所定寸法だけ大きく設定する。そして、この微小間隙Ｓの間隙幅寸法を２０〜３５μｍとし、好ましくは、間隙幅寸法を２５〜３０μｍとする。
【００１３】
ところで、従来のこの種のスピンドルモータは、例えば、図５に示すように、固定のブラケットｇの円筒状軸受ハウジングｋ内に軸受ｈ，ｈを介してシャフトａが回転自在に取付けられ、シャフトａの上端寄りにロータハブｂが外嵌固着されて、ロータハブｂの記録媒体載置面ｃ上に記録媒体ｄを載置すると共に、シャフトａの上方突出状の上端部を記録媒体ｄの中央孔部ｅに嵌合させて調芯し、クランプ用マグネットｆにて記録媒体ｄを磁気的に吸引することによって、ロータハブｂ上に記録媒体ｄを着脱可能な状態で同軸状に支持して回転駆動させるように構成されていた。また、軸受ｈ，ｈの間には、スペーサｍが介装されていた。
【００１４】
しかし、このような従来のスピンドルモータでは、ブラケットｇとロータハブｂとの間に、軸受ｈ，ｈによる２つの嵌合部と、シャフトａとロータハブｂの嵌合部との、合計３箇所の嵌合部が存在するため、ブラケットｇの軸心とロータハブｂの軸心の同軸度には、それら３箇所の嵌合部における誤差が累積してあらわれて、ロータハブｂの軸心をブラケットｇの軸心に精度良く一致させることができなかった。このため、スピンドルモータの組立完了後に、ロータハブｂの記録媒体載置面ｃを切削して精度出しを行う必要性があった。また、従来のこの種のスピンドルモータは、シャフトａが回転するものがほとんどであり、シャフトａの端部が記録媒体ｄの中央孔部の内周面に接触していた。このため、記録媒体の着脱によるシャフトの摩耗並びに損傷等の防止と回転精度出しのために、製造の際に、シャフト素材に、焼き入れ、切削、研磨等の複雑な加工を行う必要があり、生産性が低かった。
【００１５】
これに対し、本発明のスピンドルモータによれば、固定シャフト２とハブ１６との間に、軸受３，３による２つの嵌合部しか存在せず、図５の従来のスピンドルモータに比して嵌合部が１つ減少する。これにより、嵌合部における誤差の累積が従来に比して小さくなり、ブラケット７の軸心と回転体４（ハブ１６）の軸心の同軸度が高くなる。そして、回転体４を軸受３，３により軸心方向に十分な距離をもって固定シャフト２に嵌合させることにより、回転体４の軸心が傾斜する方向へのずれを著しく小さくすることができ、回転体４の軸心を固定シャフト２の軸心Ｌに高精度に一致させることができる。従って、回転体４の回転精度が向上する。かつ、このスピンドルモータの組立完了後に、記録媒体載置面１３を切削する精度出し加工（組加工）が不要となる。これにより、組加工の負荷による軸受３，３の損傷を防止することができると共に組加工時に生じる切粉等の処理が不要となる。
【００１６】
また、ハブ１６の内筒部１２の内周面に内突部２２を一体に形成して、その内突部２２の軸心Ｌ方向両側の大径内周面部２４，２４に軸受３，３の外輪を嵌入したので、２個の軸受３，３の間にスペーサを別途介装させる必要が無く、工数低減と部品点数減少に貢献できると共に、ハブ１６に対する軸受３，３の位置決めが容易となる。また、ハブ１６は鉄製であり、ロータマグネット８の磁気が記録媒体Ｄ側に漏れないので、ロータマグネット８とハブ１６との間にヨークを介装する必要が無く、かつ、円環状部材１７を小さくすることができる。
【００１７】
また、図２の如く、固定シャフト２の先端の小径部２ａに、ブッシュ６を微小間隙Ｓをもって外嵌したので、ブッシュ６は固定シャフト２に接触せず記録媒体の記録面の軸心方向の振れの原因とならないうえ、ラビリンスシール効果が得られ軸受３から出るグリース等の流動体が記録媒体側に漏れるのを防止できる。
【００１８】
次に、図３は他の実施の形態を示し、回転体４は、ハブ１６と、円環状部材１７と、ハブ１６の外筒部１５に嵌入状に固着されるヨーク２５と、から成り、ヨーク２５の内周面にロータマグネット８を固着する。また、ハブ１６の端面壁部１４の外面に、径方向内方へ向く段差部２６を形成し、その段差部２６の内側に円環状部材１７を嵌着する。さらに、円環状部材１７の外面に軸心を中心とする円形の外突条１９と内突条２０が突設され、その外突条１９の軸心方向外端面が記録媒体載置面１３とされる。さらに、外突条１９と内突条２０の間にクランプ用マグネット２１を嵌着する。なお、固定シャフト２と円環状部材１７とブッシュ６とヨーク２５は鉄製とされ、ハブ１６とブラケット７はアルミニウム製とされる。他の構成は図１と図２に示したものと同様である。しかして、このスピンドルモータによれば、比較的大きくかつ複雑な形状であるハブ１６が加工し易くなり、製造が容易となる。
【００１９】
また、図４は別の実施の形態の要部を示し、ブッシュ６の断面形状を矩形状とし、かつ、円環状部材１７の孔部２３を上側の大径孔部２３ａとその下側の小径孔部２３ｂとその間の段付部３０とにて２段に形成して、ブッシュ６を小径孔部２３に嵌入したものである。このように構成したことにより、焼き入れで硬化したブッシュ６をストレートに研磨できるため、加工が容易となり、製造コスト減少に貢献できる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成されているので、次に記載する効果を奏する。
【００２１】
請求項１記載のスピンドルモータによれば、モータの回転精度に影響するシャフトとハブの間の嵌合部が従来のシャフト回転タイプのスピンドルモータでは３箇所であったのに対し、本発明のスピンドルモータは、（シャフト固定タイプであって）嵌合部を２箇所とすることができ、回転体４の軸心が傾斜する方向へのずれを著しく小さくすることができるため、回転体４の回転精度が向上する。従って、記録媒体Ｄの記録面の軸心方向の振れを著しく小さくすることができ、記録媒体Ｄに対してデータを正確に読み書きできる。また、このスピンドルモータの組立完了後に、記録媒体載置面１３を切削にて精度出しする組加工が不要となる。これにより、組加工の負荷による軸受３，３の損傷を防止することができると共に、組加工時に生じる切粉等の処理が不要となる。しかも、固定シャフト２に従来のような焼き入れを施さなくて済み、他の部品との接触面積が小さいブッシュ６に焼き入れを施せばよいため、加工が容易となり生産性が向上する。
【００２２】
請求項２記載のスピンドルモータによれば、ブッシュ６は固定シャフト２に接触せず記録媒体Ｄの記録面の振れの原因とならないうえ、ラビリンスシール効果が得られ軸受３から出る潤滑剤等が記録媒体側に漏れるのを防止できる。
請求項３記載のスピンドルモータによれば、請求項２記載のものと同様の効果を奏すると共に、固定シャフト２に小径部２ａ側から軸受３を外嵌する際に、その固定シャフト２の外周面と軸受３の内周面に傷が生じ難くなり、同軸度が一層高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】要部拡大断面図である。
【図３】他の実施の形態を示す断面図である。
【図４】別の実施の形態の要部拡大断面図である。
【図５】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１静止部材
２固定シャフト
２ａ小径部
３軸受
４回転体
５ステータ
６ブッシュ
６ａ嵌合筒部
８ロータマグネット
１３記録媒体載置面
５０中央孔部
Ｄ記録媒体
Ｓ微小間隙

Claims

記録媒体が着脱可能に装着されると共に該記録媒体を回転駆動させるスピンドルモータに於て、静止部材の一部を成す固定シャフトと、該固定シャフトに外嵌される軸受と、該軸受を介して上記固定シャフトに回転自在に外嵌されると共に上記記録媒体の一面を受ける記録媒体載置面を有する回転体と、上記静止部材に取付けられるステータと、該ステータに対向するように上記回転体に装着されるロータマグネットと、上記記録媒体の中央孔部に挿入される嵌合筒部を有すると共に上記回転体に固着されるブッシュと、を備えたことを特徴とするスピンドルモータ。
上記固定シャフトには上記ブッシュがラビリンスシールを構成する微小間隙をもって外嵌されている請求項１記載のスピンドルモータ。
上記固定シャフトの先端部には小径部が形成され、該小径部に上記ブッシュがラビリンスシールを構成する微小間隙をもって外嵌されている請求項１記載のスピンドルモータ。