JP3940512B2 - スピンドルモータ - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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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