JP7245053B2 - Spindle motor and hard disk drive - Google Patents
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Description
本発明は、スピンドルモータおよびハードディスク駆動装置に関する。 The present invention relates to spindle motors and hard disk drives.
ハードディスク駆動装置には、ハードディスクを回転させるためにスピンドルモータが用いられている。スピンドルモータは、例えば、ベースプレートと、ベースプレートに支持されたシャフトと、ベースプレートに固定されたステータ部と、シャフトに回転可能に支持されたロータ部とを有している。 A hard disk drive uses a spindle motor to rotate the hard disk. A spindle motor has, for example, a base plate, a shaft supported by the base plate, a stator section fixed to the base plate, and a rotor section rotatably supported by the shaft.
ロータ部には、シャフトに回転可能にハブが支持されており、ハブの内周面には、ステータに対向してヨークおよびマグネットが固定されている。このようなロータ部においては、例えば、ヨークとマグネットとの間には、テーパ間隙と幅広部とが形成されており、テーパ間隙には接着剤が介在している(例えば特許文献1参照)。
A hub is rotatably supported by the shaft in the rotor portion, and a yoke and a magnet are fixed to the inner peripheral surface of the hub so as to face the stator. In such a rotor portion, for example, a tapered gap and a wide portion are formed between the yoke and the magnet, and an adhesive is interposed in the tapered gap (see
近年のハードディスク駆動装置の高容量化に伴い、スピンドルモータの高次の周波数におけるディスク振動が問題となってきた。具体的には、ヨークとマグネットとの間において発生する高次の周波数(例えば、55~75kHz帯)による振動がハードディスク駆動装置の他の振動(例えばPWM信号やディスクモード等)と共振して、ハブに取り付けられたハードディスクに振動を発生させることである。 2. Description of the Related Art As the capacity of hard disk drives increases in recent years, disk vibration at high-order frequencies of spindle motors has become a problem. Specifically, the vibration of a high-order frequency (eg, 55 to 75 kHz band) generated between the yoke and the magnet resonates with other vibrations of the hard disk drive (eg, PWM signal, disk mode, etc.), It is to generate vibration in the hard disk attached to the hub.
本発明の目的は、ハブの高次の周波数による振動を低減することができる技術を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a technique capable of reducing vibration of a hub due to high-order frequencies.
本発明の一態様に係るスピンドルモータは、軸方向に延在するハブ円筒部と、前記ハブ円筒部の軸方向一端から半径方向内側に延在する円盤部とを有するカップ状のハブと、前記ハブの半径方向内側に配置され、前記ハブ円筒部に対向するヨーク円筒部と、前記円盤部に対向し、前記ヨーク円筒部の軸方向一端から半径方向内側に張り出すヨークフランジ部とを有するヨークと、前記ヨーク円筒部の内周面に固着された円筒状のマグネットとを備え、前記円盤部は、前記ヨークフランジ部が圧入された突出部と、前記突出部よりも半径方向外側に形成され、前記ヨークフランジ部が当接する当接部と、前記当接部よりも半径方向外側に形成され、前記ハブ円筒部の内周面と前記ヨーク円筒部の外周面との間の間隙と連通する周溝とを有し、前記当接部および前記周溝と前記ヨークフランジ部との間の第1接着層は、前記間隙には存在しておらず、前記ヨーク円筒部の内周面と前記マグネットの外周面との間の第2接着層は、前記マグネットの軸方向一端から延在し、前記ヨーク円筒部の内周面に形成された接着層止め部で止まっている。 A spindle motor according to an aspect of the present invention includes a cup-shaped hub having an axially extending hub cylindrical portion, a disk portion extending radially inward from one axial end of the hub cylindrical portion, and A yoke having a yoke cylindrical portion disposed radially inside a hub and facing the hub cylindrical portion, and a yoke flange portion facing the disk portion and projecting radially inward from one axial end of the yoke cylindrical portion. and a cylindrical magnet fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the yoke. an abutment portion with which the yoke flange portion abuts; and an abutment portion formed outside the abutment portion in the radial direction and communicated with the gap between the inner peripheral surface of the hub cylindrical portion and the outer peripheral surface of the yoke cylindrical portion. The contact portion and the first adhesive layer between the circumferential groove and the yoke flange portion do not exist in the gap, and the inner peripheral surface of the yoke cylindrical portion and the yoke flange portion do not exist in the gap. A second adhesive layer between the outer peripheral surface of the magnet extends from one axial end of the magnet and stops at an adhesive layer stopper formed on the inner peripheral surface of the yoke cylindrical portion.
本発明に係るスピンドルモータによれば、ハブの高次の周波数による振動を低減することができる。 According to the spindle motor of the present invention, it is possible to reduce the vibration of the hub due to high-order frequencies.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るスピンドルモータ1が適用されたハードディスク駆動装置200の概略構成を示すための斜視図である。ハードディスク駆動装置200において、スピンドルモータ1は、ハウジング201の底部201aに固定または形成されており、ハードディスク202を回転可能に支持している。カバー(図示せず)とハウジング201とにより、ハードディスク駆動装置200の筐体が形成される。カバー(図示せず)とハウジング201とにより形成される内部の空間Sには、空気より密度の低いガス(例えば、ヘリウム、窒素、もしくはヘリウムと窒素との混合ガス)が充填されている。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a hard
ハードディスク駆動装置200は、軸受装置203により揺動可能に支持されているスイングアーム204の先端部に、ヘッド部205を有している。ヘッド部205は、磁気ヘッドが先端に設けられている。ハードディスク駆動装置200では、ヘッド部205が、回転しているハードディスク202上を移動する。これにより、ハードディスク202に情報を記録し、また、ハードディスク202に記録されている情報を読み出すことができる。
The hard
図2は、本発明の第1の実施の形態に係るハードディスク駆動装置200のスピンドルモータ1の構成を概略的に示す断面図である。図3は、図2に示すロータ部50の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。図4は、図3に示すヨーク30およびマグネット40の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。以下、説明の便宜上、図2におけるスピンドルモータ1の軸Y1の方向(以下、軸Y1方向ともいう)における一方側(矢印a方向)を上側とし、他方側(矢印b方向)を下側とする。また、図2におけるスピンドルモータ1の軸Y1に直交して延在する半径方向において軸Y1に近づいていく一方側(矢印c方向)を半径方向内側とし、軸Y1から離れていく他方側(矢印d方向)を半径方向外側とする。以下の説明において、各部材の位置関係や方向を用いて説明するときは、あくまで図面における位置関係や方向を示し、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。
FIG. 2 is a sectional view schematically showing the configuration of the
本発明の第1の実施の形態に係るスピンドルモータ1は、軸Y1方向に延在するハブ円筒部13と、ハブ円筒部13の軸方向一端(上側)から半径方向内側に延在する円盤部12とを有するカップ状のハブ10を備えている。また、スピンドルモータ1は、ハブ10の半径方向内側に配置され、ハブ円筒部13に対向するヨーク円筒部32と、円盤部12に対向し、ヨーク円筒部32の上側から半径方向内側に張り出すヨークフランジ部31とを有するヨーク30と、ヨーク円筒部32の半径方向内側に固着されたマグネット40とを備えている。
The
ヨーク円筒部32の内周面33とマグネット40の外周面40a(図3)との間には所定の間隙S3(図3)が形成されている。ヨーク円筒部32の内周面33は、第2接着層L2を介してマグネット40が固定される上側内周面34と、上側内周面34よりも軸方向他端(下側)に形成されており、ヨーク30の内周面33の一部の形状が変形された周溝35を有している。第2接着層L2は、周溝35の少なくとも一部よりも下側である下側内周面36とマグネット40の外周面40aとの間には存在していない。
A predetermined gap S3 (FIG. 3) is formed between the inner
すなわち、円盤部12は、ヨークフランジ部31が圧入された突出部16と、突出部16よりも半径方向外側に形成され、ヨークフランジ部31が当接する当接部としてのヨーク支持部18と、ヨーク支持部18よりも半径方向外側に形成され、ハブ円筒部13の内周面13aとヨーク円筒部32の外周面32bとの間の間隙S2と連通する周溝17とを有している。ヨーク支持部18および周溝17とヨークフランジ部31との間の第1接着層L1は、間隙S2には存在しておらず、ヨーク円筒部32の内周面33とマグネット40の外周面40aとの間の第2接着層L2は、マグネット40の上側から延在し、ヨーク円筒部32の内周面33に形成された接着層止め部としての周溝35で止まっている。以下、スピンドルモータ1の構成について具体的に説明する。
That is, the
図2に示すように、スピンドルモータ1は、ロータ部50と、ステータ部60と、潤滑剤(不図示)の流体動圧を利用する流体動圧軸受機構(以下、軸受機構)70とを備えている。スピンドルモータ1では、ロータ部50が軸受機構70を介してステータ部60に対して回転可能に支持されている。
As shown in FIG. 2, the
ステータ部60は、スピンドルモータ1の筐体の一部であるベースプレート61と、ベースプレート61の円筒状のボス部62の半径方向外側(矢印d方向)に取り付けられたステータ63とを備えている。ステータ63は、ステータコア64にコイル65が巻回されて構成されている。なお、ベースプレート61の下側の面である外面61aには、フレキシブルプリント基板(図示せず)が貼り付けられており、フレキシブルプリント基板の出力端より制御電流がステータ63に供給される。
The
シャフト73には、円錐外面を有する第1円錐軸受部材74aと、第2円錐軸受部材74bとが、軸Y1方向に離間して固定されている。ロータ部50は、シャフト73を挿通する軸挿通孔を有するスリーブ72と、スリーブ72の半径方向外側に固定されたハブ10と、ハブ10に固定されたヨーク30およびマグネット40とを備えている。
A first conical bearing
スリーブ72の軸挿通孔は各端部に第1円錐内面72aと第2円錐内面72bとをそれぞれ有する。第1円錐内面72aと第1円錐軸受部材74aとは微小隙間を介して対向する。また、第2円錐内面72bと、第2円錐軸受部材74bとは微小隙間を介して対向する。第1円錐軸受部材74aと第1円錐内面72aおよび第2円錐軸受部材74bと第2円錐内面72bとの間の微小隙間には、それぞれ潤滑油が充填されている。
The axial bore of the
さらに、第1円錐内面72aと第2円錐内面72bまたは第1円錐軸受部材74aと第2円錐軸受部材74bの円錐外面の少なくともいずれか一方には、動圧発生溝が形成され、流体動圧軸受による軸受機構70を形成している。以上の構成により、ロータ部50は、回転時には流体動圧軸受による軸受機構70を介してベースプレート61に支持される。
Further, at least one of the first conical
ベースプレート61には、マグネット40と対向するように、コイル65が巻回されたステータコア64が固定される。マグネット40は、周方向に極性が反転する状態で着磁された永久磁石である。ヨーク30は、マグネット40からの磁束の漏洩を抑制する。ステータコア64は、環状に加工された電磁鋼板を積層した構造を有する。ステータコア64は、軸受機構70よりも半径方向外側に延在し、ステータコア64の周方向には複数の極歯が相互に離間して設けられる。各極歯には、コイル65が巻回されている。コイル65からはワイヤ(図示せず)が引き出され、フレキシブルプリント基板(図示せず)と接続されている。
A
コイル65に電流を流し、その極性を切り替えることで、マグネット40とステータコア64の極歯との間で生じる磁気吸引力と磁気反発力とが切り替わり、ロータ部50がベースプレート61に固定されたシャフト73を中心に、ベースプレート61に対して回転する。ロータ部50が高速で回転することにより軸受機構70に動圧が発生し、ロータ部50はシャフト73と第1円錐軸受部材74aと第2円錐軸受部材74bとに対して非接触状態で支持されながら回転する。
By switching the polarity of the current flowing through the
ハブ10は、カップ状(有底円筒状)の部材であり、下側から上側に向かってステータ63を収容可能に形成された所定の深さを有する凹部である収容凹部11が形成されている。具体的に、ハブ10は、軸Y1方向に延在する円筒状のハブ円筒部13と、ハブ円筒部13の上側の端部から半径方向内側に延在する円盤状の円盤部12とを有するカップ状に形成されている。
The
ハブ円筒部13の下側の端部には、半径方向外側に向かって張り出す円環状のハブフランジ部14が設けられている。ハブフランジ部14の取付面14aには、ハードディスク202が取り付けられており、ハードディスク202は、ロータ部50と共に回転する。
An annular
円盤部12、ハブ円筒部13およびハブフランジ部14は、同軸に配設されており、軸Y1を中心軸としている。円盤部12、ハブ円筒部13およびハブフランジ部14は一体に形成されている。円盤部12、ハブ円筒部13およびハブフランジ部14は、例えば、アルミニウム合金等により形成されている。なお、円盤部12、ハブ円筒部13およびハブフランジ部14は、夫々またはいずれかが別体であってもよく、夫々またはいずれかが別材料で形成されていてもよい。
The
円盤部12の中心には、円盤部12の下側の面である下面(内底面)12aと上側の面である上面12bとの間で円盤部12を貫通した貫通孔12cが形成されている。円盤部12の貫通孔12cには、シャフト73が挿通されたスリーブ72が固定されている。円盤部12、シャフト73およびスリーブ72は、同軸に配設されており、軸Y1を中心軸としている。スリーブ72の外周面は、貫通孔12cの内周面と接して貫通孔12cに固定されている。
At the center of the
円盤部12の下面12aには、第1接着層L1を介してヨーク30のヨークフランジ部31(図3)が固定される突出部16およびヨーク支持部18を備えている。具体的に、円盤部12の下面12aには、下側に向かって突出部16が突出している。突出部16は、軸Y1を中心として環状に延在している。突出部16は、ハブ円筒部13の内周面13aよりも半径方向内側に設けられており、円盤部12の貫通孔12cよりも半径方向外側に設けられている。突出部16およびハブ円筒部13は、同軸に配設されており、軸Y1を中心軸としている。
The
また、円盤部12の下面12aには、下側に向かってヨーク支持部18が突出している。ヨーク支持部18は、軸Y1を中心として環状に延在している。ヨーク支持部18は、突出部16よりも半径方向外側に形成されており、突出部16の外周面16a(図3)と半径方向において連接されている。下面12aを基準としてヨーク支持部18の軸Y1方向下側における高さは、突出部16の軸Y1方向下側における高さよりも低い。
A
ヨーク支持部18は、図3に示すように、ヨーク30と対向してヨーク30を支持する支持面18aを有している。ヨーク支持部18の支持面18aは、ヨーク支持部18の先端部分において、半径方向に環状に形成された面であり、軸Y1方向においてヨーク30を支持する。ヨーク支持部18および突出部16は、同軸に配設されており、軸Y1を中心軸としている。
The
ヨーク支持部18とハブ円筒部13との間の空間により周溝17が形成されている。周溝17(凹部)は、軸Y1を中心として環状に延在している。周溝17は、ヨーク支持部18よりも半径方向外側に形成されており、ハブ円筒部13の内周面13aよりも半径方向内側に形成されている。周溝17およびハブ円筒部13は、同軸に配設されており、軸Y1を中心軸としている。
A
第1接着層L1は、ヨーク支持部18の支持面18a、突出部16の外周面16aの上側の少なくとも一部、周溝17の半径方向内側の少なくとも一部に、軸Y1を中心として環状に存在している。第1接着層L1は、表面が周溝17内で露出している。
The first adhesive layer L1 is formed annularly around the axis Y1 on at least a portion of the upper side of the
図3において周溝17の底面17aは、円盤部12の下面12aよりも下側に形成されており、ヨーク支持部18の支持面18aよりも上側に形成されている。周溝17は、周溝17の半径方向内側の縁部から最深部(底面17a)までは、半径方向外側に向かうに連れて連続的に深くなる傾斜部(傾斜面)に形成されている。この周溝17の形状により、周溝17の半径方向内側に塗布される第1接着層L1は、周溝17の半径方向内側から満たされることが可能となる。周溝17内で留まって硬化した第1接着層L1は、表面が周溝17で露出することとなる。すなわち、第1接着層L1は、周溝17よりも半径方向外側にあるハブ円筒部13の内周面13aには存在しないこととなる。
3, the
図3に示すように、ヨーク30は、ヨークフランジ部31およびヨーク円筒部32を有する断面視略L字状の部材である。ヨーク30がハブ10に嵌合された状態において、ヨーク30と周溝17の底面17aとの間に間隙S1が形成され、ヨーク30とハブ10(ハブ円筒部13の内周面13a)との間に間隙S2が形成されている。ヨーク30は、突出部16あるいはヨーク支持部18に第1接着層L1を介して接着されており、ハブ円筒部13の内周面13aと第1接着層L1を介して接着されていない。
As shown in FIG. 3 , the
具体的に、ヨーク30は、軸Y1方向にハブ円筒部13に対向して延在する円筒状のヨーク円筒部32と、ヨーク円筒部32の上側の端部である上端部32aにおいて、半径方向内側に向かって張り出す円環状のヨークフランジ部31とを有している。
Specifically, the
ヨークフランジ部31の上側の面である上端面31aは、半径方向内側の少なくとも一部がヨーク支持部18の支持面18aと対向しており、ヨーク支持部18の支持面18aに接して支持されている。ヨークフランジ部31の上端面31aは、半径方向外側の少なくとも一部が周溝17の底面17aと対向しており、ヨーク30の上端面31aの半径方向外側の少なくとも一部と周溝17の底面17aとの間に、軸Y1方向において間隙S1が形成されている。
An
ヨークフランジ部31の半径方向内側の面である内周面31bは、突出部16の外周面16aと対向しており、ヨークフランジ部31の内周面31bの直径は、突出部16の外周面16aの直径よりも小さい。従って、ヨークフランジ部31の内周面31bは、突出部16の外周面16aに嵌合されている。
An inner
ハブ円筒部13とヨーク円筒部32とは、非接触である。具体的に、ヨークフランジ部31の半径方向における幅は、ヨーク支持部18の支持面18aの半径方向における幅と周溝17の半径方向における幅とを合わせた幅よりも小さい。従って、ヨーク円筒部32の外周面32bとハブ円筒部13の内周面13aとの間には、半径方向において間隙S2が形成されており、また、間隙S2は周溝17と連通されている。
The hub
ヨークフランジ部31の上端面31aは、第1接着層L1によりヨーク支持部18の支持面18aと接着されている。ヨークフランジ部31の内周面31bの上側の少なくとも一部は、第1接着層L1により突出部16の外周面16aと接着されている。ヨーク30の上端面31aの少なくとも一部と周溝17の底面17aとの間の半径方向内側の一部には、第1接着層L1が留まっている。第1接着層L1は、ハブ円筒部13の内周面13aには達しておらず、周溝17の全体に充填されていない。なお、第1接着層L1は周溝17全体に充填されていてもよいが、周溝17を超えて間隙S2に達しないようになっている。
The
ヨーク円筒部32の内周面33とマグネット40の外周面40aとの間の第2接着層L2は、マグネット40の上側から延在し、ヨーク円筒部32の内周面33に形成された接着層止め部で止まっている。接着層止め部は、ヨーク円筒部32の内周面33に形成された周溝35である。
The second adhesive layer L2 between the inner
具体的に、ヨーク円筒部32の内周面33は、軸Y1方向に延在する円筒状の面である上側内周面34と、ヨーク円筒部32の内周面33から半径方向外側に向かって凹む周溝35と、軸Y1方向に延在する円筒状の面である下側内周面36とを有している。上側内周面34は、ヨークフランジ部31の下側の面である下面31cから軸Y1方向に沿って下側に延在している。上側内周面34の下側の縁は、周溝35の上側の縁と接続している。
Specifically, the inner
周溝35は、ヨーク円筒部32の内周面33の軸Y1方向における中央部分よりも下側において、ヨーク円筒部32の内周面33から半径方向外側に向かって円環状に凹んでいる。また、周溝35は、断面視台形状に形成されており、軸Y1方向に上底および下底が延びており、半径方向に台形の脚が傾斜して延びている。周溝35は、断面視等脚台形状に形成されている。周溝35は、図4に示すように、ヨーク円筒部32の内周面33から半径方向外側における所定の深さの位置に軸Y1を中心として軸Y1方向に沿って延在する円筒状の面である底面35tを有している。底面35tは、周溝35の半径方向外側の境界を画成している。
The
周溝35の底面35tの上側には上面35aが形成されている。周溝35の上面35aは、周溝35の上側の境界を画成する面である。周溝35の上面35aは、底面35tの上側の縁から半径方向内側に向かうに連れて上側に傾いて延在している傾斜面である。周溝35の底面35tの下側には下面35bが形成されている。周溝35の下面35bは、周溝35の下側の境界を画成する面である。周溝35の下面35bは、底面35tの下側の縁から半径方向内側に向かうに連れて下側に傾いて延在している傾斜面である。周溝35の下面35bの下側の縁は、下側内周面36の上側の縁と接続している。下側内周面36は、周溝35の下面35bの下側の縁から軸Y1方向に沿って下側に延在している。
An
マグネット40は、多極着磁された軸方向に延在する円筒状の部材である。マグネット40およびヨーク30は、同軸に配設されており、軸Y1を中心軸としている。マグネット40の外周面40aは、ヨーク円筒部32の上側内周面34、周溝35および下側内周面36と対向している。マグネット40の外周面40aとヨーク円筒部32の上側内周面34、周溝35および下側内周面36との間に、軸Y1方向において間隙S3が形成されている。
The
マグネット40の外周面40aとヨーク円筒部32の上側内周面34との間の間隙S3には第2接着層L2が充填されて介在している。マグネット40の外周面40aとヨーク円筒部32の上側内周面34との間で留まって硬化した第2接着層L2は、表面が周溝35で露出することとなる。すなわち、第2接着層L2は、周溝35よりも下側にあるマグネット40の外周面40aとヨーク円筒部32の下側内周面36との間の間隙S3には存在しないこととなる。
A gap S3 between the outer
マグネット40の内周面40bは、図3に示すように、半径方向においてステータ63に対向している。マグネット40の軸Y1方向における中央部分の位置は、ステータ63の軸Y1方向における中央部分の位置と略同じ位置となっている。
The inner
このように、本発明の第1の実施の形態に係るスピンドルモータ1には、ヨーク円筒部32の内周面33とマグネット40の外周面40aとの間には所定の間隙S3が形成されている。ヨーク円筒部32の内周面33は、第2接着層L2を介してマグネット40が固定される上側内周面34と、上側内周面34よりも下側に形成されており、ヨーク30の内周面33の一部の形状が変形された周溝35を有している。このとき、第2接着層L2は、周溝35の少なくとも一部よりも下側である下側内周面36とマグネット40の外周面40aとの間には存在していない。
As described above, in the
スピンドルモータ1では、ヨーク円筒部32とマグネット40との間の第2接着層L2を介する接触面積を低減することで、ハブ10に伝わる振動を低減することができる。従って、ヨーク30とマグネット40との間において発生する回転振動に基づく高次の周波数(例えば、55~75kHz帯)による振動をハードディスク駆動装置200の他の振動とずらして共振を抑制することができ、ハブ10に取り付けられたハードディスク202に高次の周波数による振動が発生するのを低減することができる。
In the
また、スピンドルモータ1では、マグネット40の外周面40aとヨーク円筒部32の上側内周面34との間で留まって硬化した第2接着層L2が、表面が周溝35において露出している。このため、スピンドルモータ1では、第2接着層L2がマグネット40の外周面40aとヨーク円筒部32の下側内周面36との間に介在することを防止することができ、ステータ63とマグネット40との間において発生する回転振動に基づく高次の周波数による振動を適切に制御することができる。
Further, in the
図5は、本発明の第1の実施の形態に係るスピンドルモータ1のヨーク30とマグネット40との間の間隙S3の接着剤充填率とハブ10に発生する振動との関係のシミュレーション結果を示すグラフである。横軸は周波数であり、縦軸は各周波数の振幅である。本シミュレーションにおいては、間隙S3における第2接着層L2の充填率を調整した。また、ロータ部50には、55~75kHzの帯域の振動を加えた。本シミュレーションは、本発明の第1の実施の形態に係るスピンドルモータ1の実施例および比較例1,2を対象とした。
FIG. 5 shows simulation results of the relationship between the adhesive filling rate of the gap S3 between the
比較例1においては、ヨーク円筒部32の内周面33とマグネット40の外周面40aとの間の間隙S3に第2接着層L2が上側から100%充填されている、すなわち、間隙S3が第2接着層L2で満たされている(図5では振動線A1を示す)。比較例2においては、間隙S3に第2接着層L2が上側から約75%充填されている、すなわち、間隙S3の上側からヨーク円筒部32の下側内周面36の軸Y1方向における中央部分付近まで第2接着層L2で満たされている(図5では振動線A2を示す)。実施例においては、間隙S3に第2接着層L2が上側から約50%充填されている、すなわち、間隙S3の上側からヨーク円筒部32の周溝35付近まで第2接着層L2で満たされている(図5では振動線A3を示す)。
In Comparative Example 1, the gap S3 between the inner
図5に示すシミュレーション結果のように、100%充填である比較例1は、振動線A1の振幅分布となり、75%充填である比較例2は、振動線A2の振幅分布となり、50%充填である実施例は、振動線A3の振幅分布となった。図5に示すシミュレーション結果より、接着剤充填率が小さいほど、ハブ10に発生する高次の周波数を小さくすることができると共に、ハブ10に発生する高次の周波数による振動の振幅を低減できることが分かる。このため、実施例で示した本発明の第1の実施の形態に係るスピンドルモータ1では、ヨーク30とマグネット40との間において発生する回転振動に基づく高次の周波数による振動をハードディスク駆動装置200の他の振動とずらして共振を抑制することができる。従って、スピンドルモータ1では、ハブ10に取り付けられたハードディスク202に高次の周波数による振動が発生するのを低減することができる。
As shown in the simulation results shown in FIG. 5, Comparative Example 1 with 100% filling has an amplitude distribution of vibration line A1, and Comparative Example 2 with 75% filling has an amplitude distribution of vibration line A2. One example resulted in an amplitude distribution of the vibration line A3. From the simulation results shown in FIG. 5, it can be seen that the smaller the adhesive filling rate, the smaller the high-order frequencies generated in the
次に、本発明の第2の実施の形態に係るスピンドルモータ80の構成を説明する。図6は、本発明の第2の実施の形態に係るスピンドルモータ80におけるロータ部90の構成を概略的に示す部分拡大断面図であり、図7は、図6に示すヨーク100およびマグネット40の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。
Next, the configuration of the
以下、上述の第1の実施の形態に係るスピンドルモータ1と同一のまたは類似する構成に対しては同一の符号を付してその説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。本発明の第2の実施の形態に係るスピンドルモータ80は、上述の本発明の第1の実施の形態に係るスピンドルモータ1に対してヨークの構成が異なる。具体的に、スピンドルモータ80においては、ヨーク30に代えてヨーク100が設けられている。
Hereinafter, the same reference numerals will be given to the same or similar configurations as those of the
スピンドルモータ80において、接着層止め部は、ヨーク円筒部101の軸方向他端に向かうに連れて拡径するようにヨーク円筒部101の内周面102に形成された傾斜面103である。すなわち、ヨーク100におけるヨーク円筒部101の内周面102とマグネット40の外周面40aとの間には所定の間隙S4,S5が形成されている。ヨーク円筒部101の内周面102は、第2接着層L2を介してマグネット40が固定される上側内周面34と、上側内周面34よりも下側に形成されており、ヨーク100の内周面102の一部の形状が変形された変形部としての傾斜面103を有している。第2接着層L2は、傾斜面103の少なくとも一部よりも下側とマグネット40の外周面40aとの間には存在していない。
In the
傾斜面103は、上側内周面34から下側に向かうに連れて拡径されている。具体的に、図7に示すように、傾斜面103の軸Y1方向における開始位置B1は、マグネット40の下端面よりマグネット40の軸Y1方向における高さの1/3以下の高さH1の位置から下側に延在しているのが好ましく、1/4以下の高さの位置から下側に延在しているのが更に好ましい。また、傾斜面103の軸Y1方向に対する角度θ1は、5度以上15度以下が好ましく、8度以上12度以下が更に好ましい。
The
マグネット40の外周面40aは、ヨーク円筒部101の上側内周面34と対向しており、マグネット40の外周面40aの直径は、ヨーク円筒部32の上側内周面34よりも小さい。従って、マグネット40の外周面40aとヨーク円筒部32の上側内周面34との間に、軸Y1方向において間隙S4が形成されている。
The outer
また、図6に示すように、マグネット40の外周面40aは、ヨーク円筒部101の傾斜面103と対向しており、マグネット40の外周面40aの直径は、ヨーク円筒部101の傾斜面103よりも小さい。従って、マグネット40の外周面40aとヨーク円筒部101の傾斜面103との間に、軸Y1方向において上側内周面34から下側に向かうに連れて拡径された間隙S5が形成されている。
6, the outer
マグネット40の外周面40aとヨーク円筒部101の上側内周面34との間の間隙S4には第2接着層L2が充填されて介在している。マグネット40の外周面40aとヨーク円筒部101の上側内周面34との間で留まって硬化した第2接着層L2は、表面がマグネット40の外周面40aとヨーク円筒部101の傾斜面103との間において露出することとなる。すなわち、第2接着層L2は、傾斜面103の少なくとも一部よりも下側とマグネット40の外周面40aとの間の間隙S5には存在しないこととなる。
A gap S4 between the outer
このように、本発明の第2の実施の形態に係るスピンドルモータ80では、傾斜面103が、上側内周面34から下側に向かうに連れて拡径されている。このため、スピンドルモータ80では、ヨーク円筒部101とマグネット40との間の第2接着層L2を介する接触面積を低減することで、ハブ10に伝わる振動を低減することができる。従って、ヨーク100とマグネット40との間において発生する回転振動に基づく高次の周波数(例えば、55~75kHz帯)による振動をハードディスク駆動装置200の他の振動とずらして共振を抑制することができ、ハブ10に取り付けられたハードディスク202に高次の周波数による振動が発生するのを低減することができる。
As described above, in the
そして、本発明の第2の実施の形態に係るスピンドルモータ80では、図5に示すシミュレーション結果と同様に、傾斜面103を有して接着剤充填率を小さくすると、ハブ10に発生する高次の周波数を小さくすることができると共に、ハブ10に発生する高次の周波数による振動の振幅を低減することができる。
In the
また、スピンドルモータ80では、マグネット40の外周面40aとヨーク円筒部101の傾斜面103との間に、軸Y1方向において上側内周面34から下側に向かうに連れて拡径された間隙S5が形成されている。このため、ヨーク円筒部101の半径方向における幅が薄くなることによる磁束の漏洩に基づくスピンドルモータ80の磁気バランスの乱れを抑制することができ、ハブ10に取り付けられたハードディスク202に高次の周波数による振動が発生するのを低減することができる。
Further, in the
例えば、先行技術文献である特許文献1に示すように、ヨークとマグネットとの間にテーパ間隙と幅広部とが形成されている場合には、幅広部においてヨークの半径方向における幅が極端に薄くなることにより、幅広部における磁束の漏洩が大きくなることとなる。従って、特許文献1のスピンドルモータは、磁気バランスが崩れてハブに取り付けられたハードディスクに高次の周波数による振動が発生するおそれがある。しかしながら、本発明の第2の実施の形態に係るスピンドルモータ80では、ヨーク円筒部101の半径方向における幅が傾斜面103により徐々に薄くなっているため、特許文献1のスピンドルモータに比して磁束の漏洩を抑制してスピンドルモータ80の磁気バランスの乱れを抑制することができる。
For example, as shown in
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題および効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and includes all aspects included in the concept of the present invention and the scope of claims. Moreover, each configuration may be selectively combined as appropriate so as to achieve at least part of the above-described problems and effects. For example, the shape, material, arrangement, size, etc. of each component in the above embodiment may be changed as appropriate according to the specific usage of the present invention.
例えば、本発明の第1の実施の形態に係るスピンドルモータ1においては、周溝35が断面視台形状である場合を一例に本発明の実施の形態について説明した。しかしながら、本発明はこれに限らず、断面視台形状以外の種々の形状であってもよい。例えば、図8に示すように、周溝110が断面視三角形状であってもよい。この場合、周溝110は、切削加工により形成されている。具体的に、周溝110は、周溝35の上面35aの下側の縁と周溝35の下面35bの上側の縁とが接続している。
For example, in the
また、図9に示すように、周溝120が断面視湾曲状であってもよい。この場合、周溝120は、切削加工により形成されている。周溝120は、ヨーク円筒部32の内周面33から半径方向外側に向かって湾曲状に凹む環状の曲面121を有している。また、図10に示すように、周溝120がプレス加工により形成されていてもよい。この場合、ヨーク円筒部32は、周溝120に対応する半径方向外側に湾曲状に突出する環状の突出部122を有している。
Moreover, as shown in FIG. 9, the
また、本発明の第1,2の実施の形態に係るスピンドルモータ1,80においては、マグネット40の軸Y1方向における中央部分の位置が、ステータ63の軸Y1方向における中央部分の位置と略同じ位置となっている場合を一例に本発明の実施の形態について説明した(図3、図6)。しかしながら、本発明はこれに限らず、マグネット40の軸Y1方向における中央部分の位置が、ステータ63の軸Y1方向における中央部分の位置に対して上側または下側にずれていてもよい。
Further, in the
図11は、本発明の第2の実施の形態に係るスピンドルモータ80におけるロータ部の変形例の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。スピンドルモータ80では、ヨーク円筒部101の半径方向における幅が薄くなることによる磁束の漏洩に基づくスピンドルモータ80の磁気バランスの乱れを抑制している。ここで、マグネット40の軸Y1方向中心の位置P1は、マグネット40と対向するステータ63の軸Y1方向中心の位置P2に対して軸Y1方向にずれている。すなわち、スピンドルモータ80の変形例では、図11に示すように、マグネット40の軸Y1方向における中央部分の位置P1が、ステータ63の軸Y1方向における中央部分の位置P2に対して下側にずれている。
FIG. 11 is a partially enlarged sectional view schematically showing the configuration of a modification of the rotor portion in the
このようにして、マグネット40の磁気中心とステータ63との磁気中心とを合わせることができ、スピンドルモータ80の磁気バランスの乱れを更に抑制することができる。なお、マグネット40の磁気中心とステータ63との磁気中心とを合わせるために、マグネット40の軸Y1方向における中央部分の位置P1が、ステータ63の軸Y1方向における中央部分の位置P2に対して上側にずれていてもよい。
In this way, the magnetic center of the
1,80…スピンドルモータ、10…ハブ、11…収容凹部、12…円盤部、12a…下面、12b…上面、12c…貫通孔、13…ハブ円筒部、13a…内周面、14…ハブフランジ部、14a…取付面、16…突出部、16a…外周面、17…周溝、17a…底面、18…ヨーク支持部、18a…支持面、30,100…ヨーク、31…ヨークフランジ部、31a…上端面、31b…内周面、31c…下面、32,101…ヨーク円筒部、32a…上端部、32b…外周面、33,102…内周面、34…上側内周面、35,110,120…周溝、35a…上面、35b…下面、35t…底面、36…下側内周面、40…マグネット、40a…外周面、40b…内周面、50,90…ロータ部、60…ステータ部、61…ベースプレート、61a…外面、62…ボス部、63…ステータ、64…ステータコア、65…コイル、70…軸受機構、72…スリーブ、72a,72b…第1,第2円錐内面、73…シャフト、74a,74b…第1,第2円錐軸受部材、103…傾斜面、121…円弧面、122…突出部、200…ハードディスク駆動装置、201…ハウジング、201a…底部、202…ハードディスク、203…軸受装置、204…スイングアーム、205…ヘッド部、A1~A3…振動線、L1…第1接着層、L2…第2接着層、P1,P2…位置、S…内部空間、S1~S5…間隙、Y1…軸
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ハブの半径方向内側に配置され、前記ハブ円筒部に対向するヨーク円筒部と、前記円盤部に対向し、前記ヨーク円筒部の軸方向一端から半径方向内側に張り出すヨークフランジ部とを有するヨークと、
前記ヨーク円筒部の内周面に固着された円筒状のマグネットとを備え、
前記円盤部は、前記ヨークフランジ部の内周面と対向する外周面を有する突出部と、前記突出部よりも半径方向外側に形成され、前記ヨークフランジ部の上端面が当接する当接部と、前記当接部よりも半径方向外側に形成され、前記ハブ円筒部の内周面と前記ヨーク円筒部の外周面との間の間隙と連通する周溝とを有し、前記ヨークフランジ部の内周面が前記突出部の外周面に圧入して嵌合され、
前記当接部および前記周溝と前記ヨークフランジ部との間を接着する第1接着層は、前記間隙には存在しておらず、前記ヨーク円筒部の前記外周面と前記ハブ円筒部の内周面とは前記第1接着層を介して接着されておらず、
前記ヨーク円筒部の内周面と前記マグネットの外周面との間の第2接着層は、前記マグネットの軸方向一端から延在し、前記ヨーク円筒部の内周面に形成された接着層止め部で止まっていることを特徴とするスピンドルモータ。 a cup-shaped hub having an axially extending hub cylindrical portion and a disk portion extending radially inward from one axial end of the hub cylindrical portion;
A yoke cylindrical portion arranged radially inside the hub and facing the hub cylindrical portion, and a yoke flange portion facing the disk portion and projecting radially inward from one axial end of the yoke cylindrical portion. York and
a cylindrical magnet fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the yoke;
The disk portion has a protruding portion having an outer peripheral surface facing the inner peripheral surface of the yoke flange portion, and a contact portion formed radially outside the protruding portion and with which the upper end surface of the yoke flange portion abuts. a circumferential groove formed radially outward of the contact portion and communicating with a gap between the inner peripheral surface of the hub cylindrical portion and the outer peripheral surface of the yoke cylindrical portion; The inner peripheral surface is press-fitted and fitted to the outer peripheral surface of the protrusion,
The first adhesive layer that bonds between the contact portion and the circumferential groove and the yoke flange portion does not exist in the gap, and the outer peripheral surface of the yoke cylindrical portion and the inner portion of the hub cylindrical portion do not exist. It is not adhered to the peripheral surface via the first adhesive layer,
A second adhesive layer between the inner peripheral surface of the yoke cylindrical portion and the outer peripheral surface of the magnet extends from one end of the magnet in the axial direction and is formed on the inner peripheral surface of the yoke cylindrical portion. A spindle motor, characterized in that it stops at a part.
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