JP3940512B2 - スピンドルモータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ハードディスクなどの記録ディスクの回転駆動用として用いられるスピンドルモータに関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の用途に用いられるスピンドルモータは、一般に図3に示すような構造を備えている。同図には、軸固定タイプのスピンドルモータを例示してあり、このモータのベース体となるブラケット1の中央基台部1aには、固定シャフト2が圧入手段によって上方に突出して固定され、この固定シャフト2の外周には、上下一対の玉軸受3,4を介して円筒体状のロータハブ7の内方筒壁部7bが回転自在に支持されている。ブラケット1の中央基台部1aの外周縁部には、環状の支持突壁1bが上方に向け一体に突設されている。ステータ8は、支持突壁1bおよび中央基台部1aの一部に外嵌されて接着剤で固着され、固定シャフト2に対し同心円状に配置されている。ロータハブ7の外方筒壁部7cの内周面には、環状のロータマグネット9がステータ8に対し少許の間隙を存して相対向する配置で装着されている。なお、ロータハブ7は、これの外周部に装着されるハードディスク(図示せず)を一体に回転駆動する。
【0003】
近年、ハードディスクでは、面記録密度の向上に伴って小型化が顕著に推進されており、例えば3インチ径以下に小型化されたハードディスクを回転駆動するためのスピンドルモータでは、小型化に伴って高さを可及的に低く抑える必要があり、それに伴って各構成部品の形状に種々の制限を受けることが多くなる。図3は、2.5インチ径のハードディスクの回転駆動用スピンドルモータを小型モータの代表例として図示したものであり、このスピンドルモータは、上述の高さを低く抑える目的で、ロータハブ7およびステータ8の高さを共に低く設定するとともに、ロータハブ7の下面側に設けた収納凹所7aにステータ8を臨ませて収納した構成になっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
スピンドルモータは、小型化を図った場合においてもモータとして必要な基本特性を確保した構造とする必要があり、図3のスピンドルモータでは、磁気特性を確保するために、ステータ8の内径を最小限に小さく設定している。これにより、ロータハブ7における収納凹所7aの内方側の内方筒壁部7bの厚みが薄くなるので、この内方筒壁部7bを回転自在に支持する玉軸受3,4として比較的大径のものを用いることにより、耐衝撃性を高めるようにしている。一方、ブラケット1には、内方筒壁部7bの外方側に配置するステータ8を外嵌させて接着剤で固定するための支持突壁1bが設けられるので、内方筒壁部7bの軸方向(図の上下方向)の長さは、上下方向で相対向する支持突壁1bの存在によって規制される。そのため、下側の玉軸受4は、その下方の一部(1/3程度)が内方筒壁部7bからはみ出した状態で止むなく取り付けられているから、剛性が低下したり、固定強度が低いために傾きなどが発生するおそれがあり、軸受本来の機能を長期間にわたり安定に発揮できないおそれがある。
【0005】
また、ロータハブ7の内方筒壁部7bは、モータとしての剛性を高めるために、下方へ可及的に長く延出させた形状に設定されている。そのため、内方筒壁部7bに相対向するブラケット1の支持突壁1bは、必然的にその突出長を小さく抑えられることになる。したがって、ステータ8は、小さな支持突壁1bおよび中央基台部1aの僅かな部分への接着により固定されるので、固定強度が比較的低く、支持突壁1bからずれたりして脱落するおそれが無いとは言い難い。また、接着剤の塗布むらに起因してステータ8の固定強度にばらつきが生じるという問題もある。そこで、ステータ8を強力な接着力を有する接着剤で接着することも考えられるが、選定する接着剤によっては、モータ使用機器に悪影響を与えるようなガスが発生することがある。
【0006】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ステータをブラケットに小さなスペース内において高い固定強度に固定でき、さらに、軸受を高い固定強度で高精度に保持できる構成を備えたスピンドルモータを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明のスピンドルモータは、中央基台部に固定シャフトが立設されたブラケットと、複数の板材を積層して構成されたステータコアにステータコイルが捲回され前記固定シャフトに対し同心状の配置で前記中央基台部の外周側に固定されたステータと、内方筒壁部と外方筒壁部とを有する円筒体状であって、前記内方筒壁部が前記固定シャフトに上下一対の軸受を介して回転自在に支持されたロータハブと、前記ステータに相対向する配置で前記外方筒壁部の内周面に取り付けられたロータマグネットとを備え、前記ステータコアの前記ブラケットと当接する板材の一部には、他の板材の内周より小径な取付片部が形成され、この取付片部が前記中央基台部の外周面角部にかしめ構造により固定された構成とした。
【0008】
このスビンドルモータは、ステータをブラケットに取り付けるに際して、ステータに突設した取付片部をかしめ構造によって中央基台部の外周面角部に固定しているので、従来モータにおけるステータをブラケットの僅かな面積の部分に接着剤で接着する固定機構に比較して、ステータを格段に強固に固定することができる。しかも、接着剤を不要とすることができるので、接着剤の塗布むらに起因するステータの固定強度のばらつきや、使用する接着剤によってはモータ使用機器0に悪影響を与えるようなガスが発生するといった問題が解消される。
【0009】
上記発明において、ブラケットの中央基台部に、その外周面角部を切欠いた形状の段部とこの段部に隣接する突出片部とが形成され、ステータは、その取付片部が前記段部に嵌合されて、前記突出片部のかしめ加工と接着剤による接着手段により前記中央基台部に固定されている構成とすることができる。
【0010】
これにより、ステータの取付片部を中央基台部の外周面角部を切欠いた段部に嵌め込んだのちに、段部に隣接する突出片部をかしめ加工により外方側に圧潰して取付片部と相互固定するので、ステータのかしめ固定を容易、且つ確実に行うことができる。また、モータサイズによりかしめ構造だけではステータの固定強度が不十分な場合には、接着剤で補強できる。この場合の接着剤は、あくまでも固定のための補助手段として用いるものであって、強力な接着力を必要としないので、モータ使用機器に悪影響を与えるようなガスが発生しないものを選定して用いることができる。
【0011】
また、上記発明において、上下一対のうちの下側の軸受は、ステータと中央基台部との固定部に対し下端部が上方の近傍に位置する配置で設けられているとともに、前記固定部に上下方向で相対向する近接位置まで下方に延出されたロータハブの内方筒壁部によって外周全面が保持されている構成とすることが好ましい。
【0012】
これにより、ステータがかしめ構造でブラケットの中央基台部に固定されることから、従来モータにおいてブラケットの中央基台部の外周端から上方に突設されていたステータ固定用の支持突壁が不要となるので、この支持突壁を設けていた空間まで延設したロータハブの内方筒壁部により下側の軸受の外周全面を保持できる。したがって、下側の軸受は、内方筒壁部により強固に保持されることから、長期間にわたり本来の軸受機能を安定に維持して発揮することができ、また、傾きなどの組み付け上のトラブルも殆ど生じない。
【0013】
一方、上記発明において、ロータハブの内方筒壁部は、ステータと中央基台部との固定部に上下方向で相対向する近接位置まで下方に延出され、上下一対のうちの下側の軸受は、前記内方筒壁部の下端よりも下方に変位して上側の前記軸受に対する間隔を拡大して配置されているとともに、外周面の一部を除く部分が前記内方筒壁部に保持されている構成とすることもできる。
【0014】
これにより、ステータがかしめ構造でブラケットの中央基台部に固定されることから、従来モータにおいてブラケットの中央基台部の外周端から上方に突設されていたステータ固定用の支持突壁が不要となり、それにより生じた空間までロータハブの内方筒壁部を延設できるので、下側の軸受を、長く延びた内方筒壁部で保持可能な位置まで変位させることが可能となり、上下一対の軸受の間隔を大きくしたことにより、モータ自体の剛性を高めることができる利点がある。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら詳述する。
図1は本発明の一実施形態に係るスピンドルモータを示す縦断面図である。同図において、図3と同一もしくは同等のものには同一の符号を付してある。モータのベース体となるブラケット10の中央には、強磁性材料からなる固定シャフト2が圧入して立設状態に固定される厚肉の中央基台部10aが設けられている。この中央基台部10aには、図3の従来モータにおけるブラケット1の中央基台部1aに一体形成されていた支持突壁1bが形成されておらず、その外周面角部を切欠いた形状の段部10bが形成されているとともに、外周端近傍箇所に溝部10cを形成することにより、段部10bと溝部10cとの間に、中央基台部10aの上面と同一高さ、つまり中央基台部10aから突出しない突出片部10dを設けている。
【0016】
ブラケット10の中央基台部10aの外周には、ステータコア8aにステータコイル8bが捲回されてなるステータ8が固定されており、このステータ8を中央基台部10aに固定する構造は以下のようになっている。すなわち、ステータコア8aの内周側下端部に内方へ突出する取付片部8cを設けて、この取付片部8cを上記段部10bに嵌め込んだのちに、突出片部10dをかしめ加工して、その外方に圧潰されたかしめ部10eと段部10bとにより取付片部8cを挟持固定する。したがって、ステータ8は、小さなスペース内に設けたかしめ構造によって中央基台部10aに強固に固着される。
【0017】
なお、ステータ8の上記取付片部8cは、実用化に際して、次のような手段で形成すればよい。すなわち、ステータコア8aの最下段を構成するための1枚の板材のみを、順送プレス機内において他の板材よりも内径が例えば0.3mm程度小さい形状に加工するだけで、突出長が0.3mm程度の取付片部8cを簡単に形成することができる。また、この実施形態では、かしめ部10cと段部10bとにより取付片部8cを挟持固定することにより、ステータ8をブラケット10の中央基台部10aに強固に固着できるので、従来モータにおいてステータ8の固定手段として採用されている接着剤を用いない。
【0018】
固定シャフト2の外周側には、環状のスペーサ部材11によって軸線方向の相互間隔が保持された上下一対の玉軸受3,4を介して、強磁性材料からなるロータハブ12が、その内方筒壁部12bの内周部において回転自在に支持されている。ロータハブ12の内方筒壁部12bは、ブラケット10の中央基台部10aに従来モータのブラケット1における支持突壁1bが設けられていないことから、中央基台部10aの上面に近接する位置まで下方に延設されて、下側の玉軸受4の外周全面を保持している。
【0019】
ロータハブ12の内方筒壁部12bの外周側の凹所12aには上記ステータ8が収納して配置され、凹所12aの外周側の外方筒壁部12cの内周部には、円筒状のロータマグネット9が内嵌固定されてステータコア8aと径方向に所定の間隔を存して相対向している。また、外方筒壁部12cの外周部には、外方筒壁部12cに外嵌固定されるハードディスク(図示せず)を支持するための環状張り出し部12dが設けられている。このスピンドルモータは、ステータ8のステータコイル8bに通電することにより、ステータ8とロータマグネット9間で磁気作用が生じて、ロータハブ12が固定シャフト2を回転支軸として回転するものである。
【0020】
ロータハブ12における軸受3,4の軸受挿入孔12eには磁性流体シール装置13が嵌入されている。この磁性流体シール装置13は、ロータハブ12と固定シャフト2との間をシールして、軸受3,4などからの油の飛散や不浄の空気がディスク室内に飛散するのを防止する。また、ロータハブ12の外方筒壁部12cと、ブラケット10におけるステータ8などを収容する環状凹所10fの外周部との隙間14から潤滑剤粒子やその他の塵埃などが飛散しようとすることは、ロータハブ12の内方筒壁部12b、ステータコア8a、ロータハブ12の外方筒壁部12cおよび環状凹所10fの外周部などによるラビリンスシール状の効果により防止されている。
【0021】
このスピンドルモータでは、ステータ8の内周側下端部から内方に突設した取付片部8cを、かしめ構造によってブラケット10の中央基台部10aに固定しているので、従来モータにおけるステータ8をブラケット1の僅かな面積の部分に接着剤で接着する固定機構に比較して、ステータ8を格段に強固に固定することができる。しかも、接着剤が不要となるので、接着剤の塗布むらに起因するステータ8の固定強度のばらつきや、使用する接着剤によってはモータ使用機器に悪影響を与えるようなガスが発生するといった問題が解消される。なお、モータサイズによりかしめ機構だけではステータ8の固定強度が不十分な場合には、接着剤で補強するようにしてもよい。この場合の接着剤は、あくまでも固定強度を補助するために用いるものであって強力な接着力を必要としないので、モータ使用機器に悪影響を与えるようなガスが発生しないものを選定して用いることができる。
【0022】
また、上記のスピンドルモータでは、上述のようにステータ8をかしめ構造でブラケット10の中央基台部10aに固定することから、図3の従来モータのブラケット1における支持突壁1bが不要となるので、この支持突壁1bを設けていた空間までロータハブ12の内方筒壁部12bを延設して、この長く延びた内方筒壁部12bにより下方玉軸受4の外周全面を保持する構成になっている。したがって、下側の玉軸受4は、内方筒壁部12bにより強固に保持されることから、長期間にわたり本来の軸受機能を安定に維持して発揮することができ、また、傾きなどの組み付け上のトラブルも殆ど生じない。
【0023】
図2は本発明の他の実施形態に係るスピンドルモータを示す縦断面図であり、同図において、図1と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、その説明を省略する。このスピンドルモータのブラケット10は、中央基台部10gの高さが低く設定されている構成においてのみ図1のものと相違し、この実施形態では、中央基台部10gの高さが図1のブラケット10に設けている溝部10cの溝底と同一レベル位置に設定されている。したがって、ブラケット10の突出片部10dは中央基台部10gの上面から突出している。
【0024】
下側の玉軸受4は、図1の位置よりも中央基台部10gが低くなった分だけ下方に変位して配置され、図1のスペーサ部材11よりも軸方向に長い環状のスペーサ部材17により、上方の玉軸受3に対し軸線方向の相互間隔が保持されている。ステータ8をかしめ構造によりブラケット10に固定する構成およびロータハブ12の内方筒壁部12bの軸線方向の長さは図1と同様である。したがって、下方の玉軸受4は、下方に変位した分だけ下方の一部(1/3程度)が内方筒壁部12bからはみ出し、図3とほぼ同様の状態で取り付けられている。
【0025】
このスピンドルモータにおいても、ステータ8の内周側下端部から内方に突設した取付片部8cを、かしめ構造によってブラケット10の中央基台部10gに固定しているので、従来モータに比較して、ステータ8を格段に強固に固定することができ、また、接着剤が不要となるので、接着剤の使用に伴う種々の問題が解消される。それに加えて、上下一対の玉軸受3,4の間隔を大きくしたことにより、モータ自体の剛性を高めることができる利点がある。
【0026】
【発明の効果】
以上のように、本発明のスピンドルモータによれば、ステータに突設した取付片部をかしめ構造によって中央基台部の外周面角部に固定することにより、ステータをブラケットに取り付ける構成としたので、従来モータに比較してステータを格段に強固に固定することができ、しかも、接着剤が不要となるので、接着剤の使用に伴う種々の問題が解消される。また、かしめ構造という小さなスペースで強固に固定できる固定手段を用いたので、従来モータにおけるブラケットの中央基台部に設けられている支持突壁が不要となるから、それにより生じる空間を利用して、軸受を強固に保持する構成や、上下一対の軸受の間隔を大きくしてモータ自体の剛性を高める構成を設けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るスピンドルモータを示す縦断面図である。
【図2】本発明の他の実施形態に係るスピンドルモータを示す縦断面図である。
【図3】従来のスンドルモータを示す縦断面図である。
【符号の説明】
2 固定シャフト
3 玉軸受(上側の軸受)
4 玉軸受(下側の軸受)
8 ステータ
8c 取付片部
9 ロータマグネット
10 ブラケット
10a,10g 中央基台部
10b 段部
10d 突出片部
10e かしめ部(固定部)
12 ロータハブ
12b 内方筒壁部
12c 外方筒
Claims (4)
- 中央基台部に固定シャフトが立設されたブラケットと、複数の板材を積層して構成されたステータコアにステータコイルが捲回され前記固定シャフトに対し同心状の配置で前記中央基台部の外周側に固定されたステータと、内方筒壁部と外方筒壁部とを有する円筒体状であって、
前記内方筒壁部が前記固定シャフトに上下一対の軸受を介して回転自在に支持されたロータハブと、前記ステータに相対向する配置で前記外方筒壁部の内周面に取り付けられたロータマグネットとを備え、
前記ステータコアの前記ブラケットと当接する板材の一部には、他の板材の内周より小径な取付片部が形成され、この取付片部が前記中央基台部の外周面角部にかしめ構造により固定されていることを特徴とするスピンドルモータ。 - 請求項1において、ブラケットの中央基台部に、その外周面角部を切欠いた形状の段部とこの段部に隣接する突出片部とが形成され、ステータは、その取付片部が前記段部に嵌合されて、前記突出片部のかしめ加工と接着剤による接着手段により前記中央基台部に固定されているスピンドルモータ。
- 請求項1または2において、上下一対のうちの下側の軸受は、下端部がステータと中央基台部との固定部の上方の近傍に位置する配置で設けられているとともに、前記固定部に上下方向で相対向する近接位置まで下方に延出されたロータハブの内方筒壁部によって当該軸受の外周全面が保持されているスピンドルモータ。
- 請求項1または2において、ロータハブの内方筒壁部は、ステータと中央基台部との固定部に上下方向で相対向する近接位置まで下方に延出され、上下一対のうちの下側の軸受は、前記内方筒壁部の下端よりも下方に変位して配置されているとともに、外周面の一部を除く部分が前記内方筒壁部に保持されているスピンドルモータ。
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