JPH08106712A

JPH08106712A - スピンドルモータ

Info

Publication number: JPH08106712A
Application number: JP19946095A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Ishizuka; 豊石塚; Shinji Ota; 真司太田
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1995-08-04
Publication date: 1996-04-23
Anticipated expiration: 2015-08-04
Also published as: JP3148584B2

Abstract

(57)【要約】【課題】仕上げ加工の大幅な低減、仕上げ加工時の切
削性の工場によって生産性を高め、仕上げ加工時の切削
油が不要で仕上げ加工後の洗浄が可能なスピンドルモー
タを得る。【解決手段】駆動マグネット４と一体に回転するよう
に軸受７、７’で支持されたロータフレームやハブ１０
が、主成分としてのアルミニウム粉体に、シリコン、
銅、マグネシウムのいずれかの粉体を添加物として少な
くとも一種以上加えた金属混合粉体を焼成した焼結材か
ら形成した。また、添加物の他に、クロム、鉄、マンガ
ン、亜鉛、チタンの各粉体のうち少なくとも一種以上を
アルミニウム粉体に加えてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スピンドルモータ、特
にその構成部品であるロータフレームまたはハブに関す
るもので、例えばハードディスク駆動用モータ、フロッ
ピーディスク駆動用モータ、光磁気ディスク駆動用モー
タ、ＶＴＲ用モータ、ポリゴンモータなどに適用可能な
ものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ハードディスク駆動用モータと
して、ＵＳＰ５０４７６７７号に記載されたものがあ
る。このようなディスク駆動用モータを図４に示す。図
４において、ブラケット２０は中央に一体に形成された
固定軸２１を有している。固定軸２１は段状に形成さ
れ、図示下側の大径部と上側の小径部、大径部と小径部
の間の中径部とから構成されている。固定軸２１の大径
部の外周には、ステータコア５が取り付けられている。
ステータコア５はコア板を複数枚積層することによって
構成されている。ステータコア５には放射状に突出する
複数の突極が形成されており、各突極にはコイル６が巻
回されている。

【０００３】固定軸２１の中径部には２つのボールベア
リング７、７’の内輪が上下に嵌合固定されていて、外
輪はハブ１０の中心孔に嵌合されている。ハブ１０は、
これらのボールベアリング７、７’により、固定軸２１
に対して回転自在に支持されている。

【０００４】固定軸２１の上端側の小径部には磁性リン
グ３１が取り付けられている。ハブ１０の上端部には突
筒部１１が形成されており、この突筒部１１の内周面に
は磁性シール３２が固着されている。磁性リング３１と
磁性シール３２の間には磁性流体３３が介在し、これら
磁性リング３１、磁性シール３２、磁性流体３３によっ
て磁性流体シール機構３０が構成されている。この磁性
流体シール機構３０によって、ボールベアリング７、
７’が取り付けられた内側の空間と外側の空間が遮断さ
れ、ボールベアリング７、７’で生じるオイルミスト等
のダストが、モータ外部へ飛散するのを防止している。
なお、磁性流体３３は、流動性を有しているため、磁性
シール３２は磁性リング３１に対して回転自在であり、
ハブ１０は固定軸２１に対して自在に回転できるように
なっている。

【０００５】ハブ１０の図示下側の部分はカップ状のケ
ース部１２となっており、ハブ１０全体がロータフレー
ムとして供されている。ケース部１２の上端面は磁気デ
ィスク等のディスク搭載面１３となっている。また、ケ
ース部１２の内周面には、磁性材からなるロータヨーク
３が固定され、さらにその内周面にはリング状の駆動マ
グネット４が取り付けられている。駆動マグネット４の
内周面は、ステータコア５の突極と所定の間隙をおいて
対向している。このため、ステータコア５の突極に巻回
されたコイル６を通電制御することにより、駆動マグネ
ット４とステータコア５との間に電磁作用がはたらき、
駆動マグネット４は付勢され、ハブ１０と共に図示され
ないディスクが回転駆動される。

【０００６】ハードディスク駆動用モータの別の例とし
て、特開平５−４９２２３０号公報に記載のものがあ
り、このようなディスク駆動用モータを図５に示す。先
に示した、図４と構造的に異なる点は、図４のディスク
駆動用モータは、軸固定型であるのに対して図５のモー
タは軸回転型である点である。図５において、円筒状の
ブラケット２０は下側外周にフランジ部２２が形成され
ており、このフランジ部２２には、図示しないディスク
装置本体へ固定する際にねじなどが挿入される孔２３が
形成されている。ブラケット２０の外周面でフランジ部
２２よりも上方には、複数の突極にコイル６が巻回され
たステータコア５が取り付けられている。

【０００７】ブラケット２０はボールベアリング７、
７’を保持する軸受ホルダーとしても機能していて、ブ
ラケット２０の内孔の内周面の上端部と下端部にはボー
ルベアリング７、７’の外輪部が固定されている。これ
らのボールベアリング７、７’の内輪には軸１が嵌め込
まれており、軸１はボールベアリング７、７’によっ
て、ブラケット２０に対し回転自在に支承されている。

【０００８】ブラケット２０に保持されたボールベアリ
ング７’よりも図示下側には封止キャップ９が取り付け
られている。封止キャップ９により、ボールベアリング
７，７’側の空間と外部の空間が遮断され、ベアリング
７，７’から生じるダストが磁気ディスク等の部材に悪
影響を及ぼさないような構成となっている。

【０００９】軸１のベアリング７に保持される部位より
上方の部分は大径部１ａとなっており、大径部１ａの外
周面にはロータフレームとしてのハブ１０が固着されて
いる。ハブ１０はブラケット２０及びステータコア５を
覆うような略カップ状の形状となっている。

【００１０】ハブ１０の外周面はディスクを搭載する際
のガイドとなる円筒部１４となっており、円筒部１４の
下端部には外周側に延出した鍔部１５が形成されてい
る。この鍔部１５の上端面が、磁気ディスク等の載置面
１３となっている。また、鍔部１５の下端面にはかしめ
等によって円筒状のロータヨーク３が取り付けられてい
る。ロータヨーク３の内周面にはリング状の駆動マグネ
ット４が取り付けられている。駆動マグネット４の内周
面はステータコア５の突極と適宜の間隙をおいて対向し
ていて、ステータコア５の突極に巻回されたコイル６を
通電制御することにより、駆動マグネット４が付勢さ
れ、ハブ１０及び軸１が回転駆動するようになってい
る。

【００１１】ハードディスク駆動用モータ以外のスピン
ドルモータを図６、図７、図８に示す。図６にはフロッ
ピーディスク駆動用モータ、図７には光磁気ディスク駆
動用モータ、図８にはＶＴＲ用モータがそれぞれ示され
ていて、ハードディスク駆動用モータと同じ動作をする
部材には同じ符号を付けてある。図６乃至図８におい
て、符号２０はブラケットであって、コイル６が巻回さ
れたステータコア５を保持すると共に、回路基板８ある
いは装置のシャーシ８’に取付けられている。ブラケッ
ト２０の内孔にはボールベアリングやメタルベアリング
などの軸受７、７’が組み込まれて、この軸受７、７’
がスピンドル１を回転自在に支承している。スピンドル
１の一端側には、ロータフレーム１０’もしくはロータ
フレームとしてのハブ１０が固着され、さらにこのロー
タフレーム１０、１０’には駆動マグネット４が上記ス
テータコア５と適宜の間隔をおいて対向するように装着
されている。そして、コイル６を通電制御することによ
り、駆動マグネット４が付勢され、ロータフレーム１
０、１０’及び軸１が回転駆動するようになっている。

【００１２】ところで、図４及び図５に示すようなディ
スク駆動用モータにおけるハブ１０は、一般にアルミニ
ウム、ステンレスなどの金属材の合金を鋳造や鍛造によ
り加工してブランク材（中間体）を作成し、このブラン
ク材を旋盤等を用いて切削加工し、仕上げていた。ディ
スク駆動用モータのハブを鍛造加工によって得るものと
して特開平４−１１２６５７号公報記載のものが知られ
ている。以下、上記公報記載の技術の概略を、図９ない
し図１２を参照しながら説明する。まず、図９に示すよ
うに、ハブの素材であるアルミニウム合金等からなる板
材１００を上側の雌型１０１と下側の雄型１０２との間
に配置し、下側の雄型１０２を上側の雌型１０１に対し
て押し込む。これによって板材１００は冷間鍛造され、
図１０に示すように、カップ状のハブの第１中間体１１
０が得られる。

【００１３】次に、鍛造型を取替え、上記第１中間体１
１０を図１１に示すように別の雌型１０４と別の雄型１
０３との間にセットし、双方の型１０４，１０３を締め
付けて２回目の鍛造加工を行う。雄型１０３は上部中央
に円柱部１０５を有し、雌型１０４は上記円柱部１０５
が嵌まって剪断力によりハブの中心に軸孔を形成するた
めの孔１０６を有する。雄型１０３と雌型１０４はま
た、剪断力でハブのフランジ部を所定の外径に切断する
ための周溝１０７と円筒状突部１０８を有している。従
って、２回目の鍛造加工を行うことにより、図１２に示
すように、中心軸線に沿った中心孔１２１と所定の外径
寸法に形成されたフランジ１２２を有するハブの第２中
間体１２０が得られる。

【００１４】このように鍛造によって作られたハブの第
２中間体１２０は、最終的なハブの形状には程遠く、寸
法精度も劣悪であるため、ハブの第２中間体１２０のほ
ぼ全面に渡り、寸法精度を出すために旋盤などを使用し
て切削加工を施し、最終的なハブが製造される。図１３
は従来の製造方法による別形状の中間体１２０を示して
おり、切削による仕上げ加工部分に斜線を付してある。
すなわち、軸受保持用の孔１２８，１２９の内周面、デ
ィスク固定用の下孔１２６、ディスク搭載時のガイドと
なる円筒部の外周面１２４、ディスク搭載面１２５及び
底面１２７がそれぞれ切削加工による仕上げ部分であ
り、中間体１２０のほぼ全面が仕上げ対象となると共に
切削量が多いことがわかる。

【００１５】なお、中間体を形成するにあたり、溶融し
たアルミニウム合金等を所定の型に流し込んで行うダイ
キャスト成形の方法も知られているが、仕上げ加工のた
めの切削部分は鍛造による場合と同様にほぼ全面に渡っ
ている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来のス
ピンドルモータのロータフレームもしくはハブは、鍛造
やダイキャスト成形によってブランク材を形成した後、
寸法精度を出すための切削による仕上げ加工を施すよう
になっていて、次のような解決すべき問題点がある。（１）仕上げのために切削加工すべき面及び切削量が多
いため、生産性が低い。しかも、ブランク材の上下両面
および内外周の両面を切削する必要があるため、上面ま
たは外周面側を切削する場合と下面または内周面側を切
削する場合とで切削機による固定をし直して反転させ
る必要があり、この点からも生産性が悪い。（２）切削によって発生する切粉がバイトの刃先に堆積
して構成刃先の現象を起こし、切削精度を悪化させる。
また、バイトが欠けることがあるため、常時監視する必
要があり、加工の無人化は困難である。（３）切削時に切削油を使用する必要があり、切削後、
被切削体に付着している切削油を除去するために洗浄剤
を用いて洗浄する必要があるため、製造工程が長くな
り、また、洗浄剤の蒸発により大気を汚染する難点もあ
る。（４）回転体であるハブを鍛造やダイキャスト成形で製
造すると、仕上げ加工を施しても内部に鬆が発生して回
転時のバランスが悪くなり、ディスク駆動用モータの回
転性能に悪影響を及ぼす。（５）また、図４、図５に示したディスク駆動用モータ
では、ハブ１０の鍔部１５の軸方向の厚さ寸法ｔをなる
べく小さくして、ロータヨーク３の内周側のステータコ
ア５などが配置される空間を十分に確保するのが好まし
い。しかし、ハブ１０はアルミニウムや亜鉛等の軟質金
属から形成されているため、鍔部１５の厚さ寸法ｔを小
さくすると、鍔部１５の上端面にディスクを搭載し、ク
ランプバネやねじでディスクを締め付けた際に、締め付
け力によって鍔部１５が撓み、ディスクが水平に搭載さ
れずディスク駆動装置の読み書き性能に悪影響を及ぼ
す。（６）ハブ１０の円筒部１４と鍔部５とが交差する角隅
部１６は、ディスクの内径部が正しく搭載されるように
するため、溝状にネッキング加工する必要があるが、角
隅部１６に生ずるバリを除去するのに労力を要したり、
ネッキング加工の際に刃物の刃先に加わるストレスによ
って刃先が欠けるといった、コスト高騰の要因が生ず
る。

【００１７】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解消するためになされたもので、モータの構成部品であ
るロータフレームもしくはハブは仕上げ加工工程の大幅
な削減を可能にすると共に、仕上げ加工時の切削性を向
上させることにより、生産性を高めることができるスピ
ンドルモータを提供することを目的とする。

【００１８】本発明はまた、仕上げ加工のための切削性
が良好で切削油を必要とせず、もって、仕上げ加工後の
洗浄も水洗い程度の簡単な洗浄で足りるスピンドルモー
タを提供することを目的とする。

【００１９】本発明はまた、切削による仕上げ加工時に
大きい切粉の発生がなく、切削精度が良好でバイトの欠
けもなく、加工の無人化を図ることができるスピンドル
モータを提供することを目的とする。

【００２０】本発明はさらに、回転時のバランスが良好
なスピンドルモータを提供することを目的とする。

【００２１】本発明はさらに、低コストで、しかも、デ
ィスクを水平に搭載することができ、ディスクの読み書
き性能に悪影響を及ぼすことがないスピンドルモータを
提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
コイルを有するステータと、このステータを保持するブ
ラケットと、ステータに対向して配置された駆動マグネ
ットと、駆動マグネットと一体に回転するように軸受で
支持されたロータフレームとを備え、駆動マグネットと
ステータとの電磁作用によりロータフレームが回転駆動
するスピンドルモータにおいて、ロータフレームが、主
成分としてのアルミニウム粉体に、シリコン、銅、マグ
ネシウムのいずれかの粉体を添加物として少なくとも一
種以上加えた金属混合粉体を焼成した焼結材からなるこ
とを特徴とする。

【００２３】請求項２記載の発明は、ロータフレーム
が、上記添加物の他に、クロム、鉄、マンガン、亜鉛、
チタンの各粉体のうち少なくとも一種以上をアルミニウ
ム粉体に加えた金属混合粉体を焼成した焼結材からなる
ことを特徴とする。

【００２４】請求項３記載の発明は、ディスクが搭載さ
れるハブと、ハブと一体に回転する駆動マグネットと、
駆動マグネットに対向配置されたステータとを備え、駆
動マグネットとステータとの電磁作用によりハブが回転
駆動されるスピンドルモータにおいて、ハブが、主成分
としてのアルミニウム粉体にシリコン、銅、マグネシウ
ムのいずれかの粉体を添加物として少なくとも一種以上
加えた金属混合粉体を焼成した焼結材からなることを特
徴とする。

【００２５】請求項４記載の発明は、ハブが、添加物の
他に、クロム、鉄、マンガン、亜鉛、チタンの各粉体の
うち少なくとも一種以上をアルミニウム粉体に加えた金
属混合粉体を焼成した焼結材からなることを特徴とす
る。

【００２６】請求項５記載の発明は、ハブが、最終形状
に近い形状に形成されたブランク材が仕上げ加工された
ものであって、このブランク材が焼結材からなることを
特徴とする。

【００２７】請求項６記載の発明は、ブランク材にディ
スク固定用の下孔が形成されていることを特徴とする。

【００２８】請求項７記載の発明は、下孔の開口部には
面取り部が形成されていることを特徴とする。

【００２９】請求項８記載の発明は、ブランク材が、デ
ィスク搭載時のガイドとなる円筒部とディスクが載置さ
れる鍔部とを有し、円筒部の外周面と鍔部のディスク載
置面との交差部に環状の溝が形成されていることを特徴
とする。

【００３０】請求項９記載の発明は、駆動マグネットを
内周面に装着して、ハブのディスク搭載面とは反対側の
端面に固着されたロータヨークを備え、このロータヨー
クが当接する上記ハブの端面が非切削加工面であること
を特徴とする。

【００３１】請求項１０記載の発明は、スピンドルモー
タにおいて、添加物の添加量はシリコンが０．４〜０．
８重量％、銅が０．１５〜０．４重量％、マグネシウム
が０．８〜０．３５重量％であることを特徴とする。

【００３２】請求項１１記載の発明は、スピンドルモー
タにおいて、クロム粉体の添加量を０．０４〜０．３５
重量％、鉄粉体の添加量を０．７重量％程度、マンガン
粉体の添加量を０．１５重量％程度、亜鉛粉体の添加量
を０．２５重量％程度、チタン粉体の添加量を０．１５
重量％程度としたことを特徴とする。

【００３３】金属粉体の焼結材からなるロータフレーム
やハブは、最終的な形態にごく近い形態に焼結すること
ができ、精度が要求される僅かな部分だけを切削等によ
って仕上げ加工すればよい。焼結材は仕上げのための切
削加工が容易であり、切削油は不要である。また、切粉
は粒状であり、切粉がバイトの刃先に推積したり挟まる
ことはない。アルミニウムを主体とした焼結材は密度が
高く、ポーラスを原因とするごみやガスの発生は少な
い。アルミニウムにシリコン、銅、マグネシウムを加え
ることにより強度と硬度が向上する。

【００３４】アルミニウム粉体にクロムを加えることに
より耐食性や硬度が向上し、鉄を加えることにより強度
と展性、延性が向上する。チタンを加えると軽量化が図
られ、また、耐食性と硬度が向上する。マンガンは脱酸
剤としての効果を生み、焼結材成分として亜鉛を加える
ことにより複数金属との結合性を高めることができる。

【００３５】ロータフレームやハブを金属粉体の焼結材
で作ることにより、精度が要求される僅かな部分だけを
仕上げ加工すればよく、ハブのロータフレーム固着側の
端面などは、非切削加工面としても差し支えない。

【００３６】

【本発明の実施の形態】以下、図１ないし図３を参照し
ながら本発明にかかるスピンドルモータの実施例につい
て説明する。図１において、ブラケット２０は円盤状に
形成されて中心部に軸孔２２を有し、軸孔２２には軸１
が圧入固定されている。ブラケット２０の上方に突出し
た軸１の外周には二つのボールベアリング７，７’の内
輪が嵌められている。ボールベアリング７，７’の外輪
はハブ１０の内周部の軸受保持部に嵌められ、ハブ１０
はブラケット２０に対して回転自在となるように支持さ
れている。ハブ１０は、ロータフレームの役割を果たし
ており、外周面にディスクが搭載されて一体に回転駆動
される。このようなハブ１０は、外周面にディスク搭載
時のガイドとなる円筒部１４、この円筒部１４の下端に
位置してディスクが載置される鍔部１５、ディスク固定
用のねじ孔１８等を有し、鍔部１５の上面がディスク載
置面１３となっている。

【００３７】ハブ１０の上記鍔部１５の下面側すなわち
ディスク載置面１３とは反対側の端面には、磁性材から
なる円環状のロータヨーク３の内向きの鍔部が当接さ
れ、かしめ等によってロータヨーク３がハブ１０に固着
されている。ロータヨーク３の内周側には円環状の駆動
マグネット４が固着されている。駆動マグネット４、ロ
ータヨーク３、ハブ１０はモータのロータＲを構成して
おり、これらは一体に回転することができる。

【００３８】上記ブラケット２０にはモータのステータ
Ｓが固定され、ステータＳの外周面は上記駆動マグネッ
ト４の内周面と対向している。ステータＳは、複数枚の
磁性板が積層されてなるステータコア５と、ステータコ
ア５が放射状に有する複数の突極にそれぞれ巻回された
複数相の駆動コイル６とを有してなる。ステータコア５
はブラケット２０に固定され、ステータコア５の外周面
が駆動マグネット４の内周面と適宜の間隙をおいて対向
している。

【００３９】駆動マグネット４の回転位置を検出し、検
出位置に応じて図示しない駆動回路によって各相の駆動
コイル６への通電を切り換えながら励磁することによ
り、駆動マグネット４に回転トルクを発生させ、駆動マ
グネット４と共にロータヨーク３、ハブ１０が回転駆動
され、ハブ１０に搭載される図示しないディスクも一体
に回転駆動される。なお、図１ではロータＲを回転自在
に支持する軸受としてボールベアリング７，７’が示さ
れているが、ボールベアリング７、７’を用いずメタル
ベアリングや動圧軸受を用いてもよい。

【００４０】次に、本発明の特徴的な構成のひとつであ
るハブ１０の材質についてより詳細に説明する。ハブ１
０は、主成分としてのアルミニウム粉体にシリコン、
銅、マグネシウム、クロム、鉄、マンガン、亜鉛、チタ
ンのいずれかの粉体を加えた金属混合粉体を焼成した焼
結材からなる。例えば、日本工業規格（ＪＩＳ）呼称で
６０６１という種類と同等のものを用いることができ
る。これは、主成分であるアルミニウムに添加物として
シリコンが０．４〜０．８重量％、銅が０．１５〜０．
４重量％、マグネシウムが０．８〜１．２重量％、クロ
ムが０．０４〜０．３５重量％、鉄が０．７重量％程
度、マンガンが０．１５重量％程度、亜鉛が０．２５重
量％程度、チタンが０．１５重量％程度含まれたアルミ
ニウム合金（ａｌｌｏｙ）であるが、本発明ではこれら
の金属を粉体で混合し、その金属混合粉を焼結したもの
である。

【００４１】アルミニウム粉体に加える上記各添加粉末
はすべてが必須のものではなく、シリコン、銅、マグネ
シウムのいずれか一つが必須の添加物である。シリコ
ン、銅、マグネシウムのいずれかを加えることにより強
度と硬度が向上する。これら必須の添加物の他にさらに
クロムを加えることにより耐蝕性が向上し、硬度も向上
する。鉄を加えることにより強度と展性、延性が向上す
る。チタンを加えると軽量化を図ることができると共
に、耐蝕性と硬度が向上する。また、脱酸材としてマン
ガンを加えてもよい。さらに、焼結材成分として亜鉛を
加えることにより複数の金属との結合性を高めることが
できる。

【００４２】従って、ハブ１０は、主成分としてのアル
ミニウム粉体にシリコン、銅、マグネシウムのうち何れ
かの粉体を添加物として少なくとも一種以上加えたもの
であればよく、その他にクロム、鉄、マンガン、亜鉛、
チタンの各粉体のうち何れか一種以上を加えてもよい。

【００４３】次に、上述の金属混合粉体を焼結してハブ
１０を得る製造工程の例を図３に示す。まず、上記のよ
うに主成分であるアルミニウム粉体にシリコン、銅、マ
グネシウム等の添加物の粉末を混合して、焼結用アルミ
ニウムを主成分とする混合粉体、例えば上述の化学成分
からなるＪＩＳ呼称で６０６１系アルミニウムと同等の
金属混合粉体を作成する。次にこれを成形用金型に入れ
て所定の形状に加圧成形し、次に真空中で焼結させ焼結
体を得る。この焼結体はさらに、例えばＴ６処理と称さ
れる熱処理工程に付し、焼入れする。これによって焼結
体の硬度を上げることができる。次に、サイジング工程
でハブの径方向の面すなわち内周面と外周面を塑性加工
する。これによって内周面と外周面の真円度を高めるこ
とができるので、最終加工品にごく近い形態にすること
ができ、仕上げ加工時の削り代をごく少なくすることが
できる。次に、超音波洗浄機等を用いた洗浄工程に付
し、ハブとしての最終的な形態に近いブランク材が製造
される。

【００４４】上記のようにして製造されたハブのブラン
ク材の例を図２に示す。ハブのブランク材は焼結材から
なるため、図２に示すようにハブの最終形状に近い形状
に成形されている。従って、上記ブランク材を被加工体
としてこれに簡単な仕上げ加工を施せば、図１に示す例
におけるハブ１０の最終形状を容易に形成することがで
きる。

【００４５】また、上記被加工体としてのブランク材は
焼結材からなるため、ブランク材には、加圧成形時にデ
ィスク固定用のねじ孔１８を形成するための下孔１８ａ
も成形時に形成することができ、また、下孔１８ａの開
口部にテーパー状の面取り部１８ｂを形成することもで
きる。従って、仕上げ加工で下孔１８ａや面取り部１８
ｂを形成する必要はなく、下孔１８ａに沿ってディスク
固定用のねじ孔１８を必要な範囲にタッピングするだけ
でよい。

【００４６】また、上記ハブ１０のブランク材は、ディ
スク搭載時のガイドとなる円筒部１４と、ディスクが載
置される鍔部１５とを有すると共に、上記円筒部１４の
外周面と鍔部１５のディスク載置面１３との交差部には
円環状の溝１６が形成されている。

【００４７】ブランク材は、既に説明したように金属混
合粉末が金型で加圧成形され、さらにそれが焼結された
ものであるから、最終的なハブの形状にごく近いもので
あるが、厳密な寸法精度は出ていないので、厳密な寸法
精度が要求される部分は切削による仕上げ加工を必要と
する。図２において平行斜線を付した部分が仕上げ加工
を施す部分で、ベアリングを嵌合する内孔１７，１７’
の内周面、ハブの上端面、円筒部１４の外周面、鍔部１
５のディスクの搭載面１３が該当する。なお、図２には
１枚のディスクＤしか描かれていないが、スペーサの介
在のもとに適宜枚数のディスクＤが搭載され、ディスク
クランプ用ねじ孔１８にねじ止めされる図示されないク
ランプ部材がディスクＤを上から押さえつけることによ
り、ディスクＤがハブ１０に一体に取付けられる。図２
に示すブランク材と、図１３に示す鍛造によって形成さ
れた中間体１２０と比較すると、図２に示すブランク材
の方が最終的なハブの形状にごく近いため、切削すべき
面及び切削する量が少なく、生産性に優れている。

【００４８】図１に示すように、ハブ１０の鍔部１５の
下端面１９側にはロータヨーク３が固着されるが、この
面はそれほど厳密な精度は要求されないし、焼結体であ
っても必要な精度は確保できるから、ブランク材の下端
面１９は仕上げ加工する必要はない。すなわち、ロータ
ヨーク３が固着されるハブ１０の当接面は非切削加工面
となっている。従って、鍔部１５の外周面を一度チャッ
クするだけですべての仕上げ加工を行うことができ、こ
の点からも生産性に優れている。しかも、切削加工の際
に生じる上述の問題点（１）〜（６）を解消することが
できる。

【００４９】また、金属粉の焼結体としては、焼結含油
軸受などに用いられる銅系の焼結体が知られているが、
このような従来の焼結体は密度がせいぜい８０％程度で
あり、ディスク駆動用モータのハブとしては密度が不足
して剛性が弱い。また、微細な無数のポーラスを有して
いるため、ごみやガスが発生しがちである。このような
問題を解消するには、焼結材から形成されるハブの密度
を９５％以上にする必要がある。この点、本発明による
アルミニウムを主成分とした金属の焼結体は、上記のよ
うな添加粉末を加えることにより、密度を９５％以上に
することが可能であり、ハブ自体の剛性が高まり、ハブ
の素材としての条件を十分に満足することができる。ま
た、従来より、アルミダイキャスト製のハブも周知であ
るが、これによれば鬆が発生しやすく、重量がアンバラ
ンスになって回転むらを生じやすかった。その点上記の
ようなアルミニウムを主成分とした金属の焼結体は密度
が高く鬆の発生がほとんどないため、重量バランスがよ
く回転むらも生じにくい。

【００５０】さらに、アルミニウムを主成分とした金属
の焼結体は切削性が良好で、しかも、切粉が粉状になる
ため、切粉がバイトの刃先に挾まることはなく、切削精
度が良好であり、切削に用いられるバイトが欠けること
もない。従って、切削加工機を常時監視する必要がな
く、加工工程を無人化することも可能である。また、被
削性が良好で切粉が粉状又は短寸になることから、切削
時に切削油を使用する必要がなく、切削熱を冷やすため
に冷風を吹き付ける程度でよいため、仕上げ加工後の洗
浄も水を使った超音波洗浄程度で十分であり、洗浄工程
の簡略化を図ることができると共に、洗浄剤の蒸発によ
る大気の汚染を防止することもできる。

【００５１】さらに、図２について既に説明したよう
に、ハブ１０のブランク材には、円筒部１４の外周面と
鍔部１５のディスク搭載面１３との交差部に環状の溝１
６が形成されている。この溝１６を形成しておかなけれ
ば、上記交差部が円弧状を描きながら上記円筒面１４と
ディスク搭載面１３とにつながることになり、搭載され
たディスクの姿勢が不安定になる。このため、従来は仕
上げ加工時にバイトの刃先を上記交差部に強引に押しつ
けてネッキング溝を形成していた。ところが、この加工
は、バイトの刃先を折り易く、仕上げ精度もよくなかっ
た。その点本発明の上記実施例によれば、ブランク材を
製造する段階で予め溝１６を形成することが可能であ
り、しかも、予め溝１６を形成しておけば、切削による
仕上げ加工時にバイトの刃先を上記交差部に強引に押し
つける必要はないので、バイトの折れや欠けがなくな
り、仕上げ精度も良好なものになる。

【００５２】上記実施の形態においてディスク駆動用モ
ータを挙げて本発明を説明してきたが、図６乃至図８に
示す各種モータにも本発明に基づく技術を適用すること
ができる。例えば、図６のフロッピーディスク駆動用モ
ータにおいては、既に説明した本発明のアルミニウムを
主成分とする金属混合粉体を焼成した焼結材によってブ
ラケット２０を形成することにより、本発明の効果と同
等の効果を奏することができる。また、図７の光磁気デ
ィスク駆動用モータにおいてはハブ１０を、図８のＶＴ
Ｒ用モータにおいてはブラケット２０を上記焼結材によ
って形成することにより、やはり同様の効果を奏するこ
とができる。なお、図示はしないが、コアレスタイプの
ロータフレームを上記アルミニウムを主成分とする金属
混合粉体を焼成した焼結材で形成してもよい。

【００５３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ロータフ
レームは、主成分としてのアルミニウム粉体に、シリコ
ン、銅、マグネシウムのいずれかの粉体を添加物として
少なくとも一種以上加えた金属混合粉体を焼成した焼結
材からなるため、最終的な形態にごく近い形態に焼結す
ることができ、精度が要求される僅かな部分だけを切削
等によって仕上げ加工すればよく、生産性に優れてい
る。しかも、焼結材は仕上げのための切削加工が容易で
切削油を必要とせず、仕上げ加工後の洗浄も水を使った
超音波洗浄程度で十分であり、洗浄工程の簡略化を図る
ことができると共に、洗浄剤の蒸発による大気の汚染を
防止することもできる。また、切粉は粉状になり、切粉
がバイトの刃先に挟まることはないから、切削性度が良
好で、バイトが欠けることもなく、常時監視する必要が
なく、加工を無人化することも可能である。さらに、ア
ルミニウムにシリコン、銅、マグネシウム等の添加物を
加えたことにより強度と硬度が向上する。

【００５４】請求項２記載の発明によれば、ロータフレ
ームは、上記シリコン、銅、マグネシウム等の添加物の
他に、クロム、鉄、マンガン、亜鉛、チタンの各粉体の
うち少なくとも一種以上をアルミニウム粉体に加えた金
属混合粉体を焼成した焼結材から形成されるため、金属
特性が向上し、鋳造などでは得られない高密度の製品を
つくることが可能となる。クロムを加えることにより耐
食性、硬度を向上させることが可能となるし、鉄を加え
ることにより強度と展性、延性が増加させることが可能
となる。また、チタンを加えることにより軽量化を図り
ながら、耐食性と硬度を向上させることが可能となる。
さらに、マンガンを加えることにより脱酸効果を得るこ
とが可能となり、さらに合金成分として亜鉛を加えるこ
とにより複数の金属との結合性を高めることが可能とな
る。

【００５５】請求項３記載の発明によれば、ハブは、主
成分としてのアルミニウム粉体にシリコン、銅、マグネ
シウムのいずれかの粉体を添加物として少なくとも一種
以上加えた金属混合粉体を焼成した焼結材からなるた
め、最終的な形態にごく近い形態に焼結することがで
き、精度が要求される僅かな部分だけを切削等によって
仕上げ加工すればよく、生産性に優れている。しかも、
焼結材は仕上げのための切削加工が容易で切削油を必要
とせず、仕上げ加工後の洗浄も水を使った超音波洗浄程
度で十分であり、洗浄工程の簡略化を図ることができる
と共に、洗浄剤の蒸発による大気の汚染を防止すること
もできる。また、切粉は粉状になり、切粉がバイトの刃
先に挟まることはないから、切削性度が良好で、バイト
が欠けることもなく、常時監視する必要がなく、加工を
無人化することも可能である。さらに、アルミニウムに
シリコン、銅、マグネシウム等の添加物を加えたことに
より強度と硬度が向上する。

【００５６】請求項４記載の発明によれば、ハブは、シ
リコン、銅、マグネシウム等の添加物の他に、クロム、
鉄、マンガン、亜鉛、チタンの各粉体のうち少なくとも
一種以上をアルミニウム粉体に加えた金属混合粉体を焼
成した焼結材からなるため、金属特性が向上し、鋳造な
どでは得られない高密度の製品をつくることが可能とな
る。クロムを加えることにより耐食性、硬度を向上させ
ることが可能となるし、鉄を加えることにより強度と展
性、延性が増加させることが可能となる。また、チタン
を加えることにより軽量化を図りながら、耐食性と硬度
を向上させることが可能となる。さらに、マンガンを加
えることにより脱酸効果を得ることが可能となり、さら
に合金成分として亜鉛を加えることにより複数の金属と
の結合性を高めることが可能となる。

【００５７】請求項５記載の発明によれば、ハブまたは
ロータフレームは、焼結によって最終形状に近い形状に
形成されたブランク材に仕上げ加工を施すことによって
形成されるため、精度が要求される僅かな部分だけを切
削等によって仕上げ加工すればよく、生産性に優れてい
る。

【００５８】請求項６及び請求項７記載の発明によれ
ば、焼結材からなるハブのブランク材に予めディスク固
定用の下孔を形成したり、上記下孔の開口部に面取りを
施すこともできるので、加工工程の簡略化が可能とな
る。

【００５９】請求項８記載の発明によれば、焼結材から
なる被加工体は、ディスク搭載時のガイドとなる円筒部
とディスクが載置される鍔部の端面との交叉部に円環状
の溝を有しているため、仕上げ加工時に上記交叉部にバ
イトの刃先を強引に押しつけて溝を形成する必要がな
く、バイトの刃先が折れなくなり、仕上げ精度も良好な
ものになる。

【００６０】ハブを、アルミニウム粉体にシリコン、
銅、マグネシウム、クロムの粉体を加えた金属粉体の焼
結材で構成したことから、切削加工をしなくてもある程
度の精度を出すことができる。例えば、ハブの上記ロー
タヨーク固着側の端面は厳密な精度は要求されない。そ
こで、請求項９記載の発明のように、ハブの上記ロータ
ヨーク固着側の端面を非切削加工面とする。こうすれ
ば、仕上げ加工時に一度チャッキングするだけですべて
の仕上げ加工を行うことができ、この点からも生産性を
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるスピンドルモータの実施例を示
す断面図。

【図２】同上実施例中のハブのブランク材を示す断面
図。

【図３】本発明にかかるスピンドルモータのハブの製造
工程の例を示す工程図。

【図４】従来のスピンドルモータの例を示す断面図。

【図５】従来のスピンドルモータの別の例を示す断面
図。

【図６】従来のスピンドルモータのさらに別の例を示す
断面図。

【図７】従来のスピンドルモータのさらに別の例を示す
断面図。

【図８】従来のスピンドルモータのさらに別の例を示す
断面図。

【図９】従来のスピンドルモータの製造方法の一工程を
示す断面図。

【図１０】従来のスピンドルモータの製造方法の別の工
程を示す断面図。

【図１１】従来のスピンドルモータの製造方法のさらに
別の工程を示す断面図。

【図１２】上記従来の製造方法によって製造されたスピ
ンドルモータの中間体を簡略化して示す断面図。

【図１３】上記従来の製造方法によって製造されたスピ
ンドルモータの中間体を示す断面図。

【符号の説明】

３ロータヨーク４駆動マグネット１０ハブ１３鍔部の端面１４円筒部１５鍔部１６円環状の溝１８下孔１９非切削加工面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コイルを有するステータと、このステー
タを保持するブラケットと、上記ステータに対向して配
置された駆動マグネットと、この駆動マグネットと一体
に回転するように軸受で支持されたロータフレームとを
備え、上記駆動マグネットと上記ステータとの電磁作用
により上記ロータフレームが回転駆動するスピンドルモ
ータにおいて、上記ロータフレームは、主成分としての
アルミニウム粉体に、シリコン、銅、マグネシウムのい
ずれかの粉体を添加物として少なくとも一種以上加えた
金属混合粉体を焼成した焼結材からなることを特徴とす
るスピンドルモータ。
【請求項２】上記ロータフレームは、上記添加物の他
に、クロム、鉄、マンガン、亜鉛、チタンの各粉体のう
ち少なくとも一種以上をアルミニウム粉体に加えた金属
混合粉体を焼成した焼結材からなることを特徴とする請
求項１記載のスピンドルモータ。
【請求項３】ディスクが搭載されるハブと、このハブ
と一体に回転する駆動マグネットと、この駆動マグネッ
トに対向配置されたステータとを備え、駆動マグネット
とステータとの電磁作用により上記ハブが回転駆動され
るスピンドルモータにおいて、上記ハブは、主成分とし
てのアルミニウム粉体にシリコン、銅、マグネシウムの
いずれかの粉体を添加物として少なくとも一種以上加え
た金属混合粉体を焼成した焼結材からなることを特徴と
するスピンドルモータ。
【請求項４】ハブは、上記添加物の他に、クロム、
鉄、マンガン、亜鉛、チタンの各粉体のうち少なくとも
一種以上をアルミニウム粉体に加えた金属混合粉体を焼
成した焼結材からなる請求項３記載のスピンドルモー
タ。
【請求項５】ハブは、最終形状に近い形状に形成され
たブランク材が仕上げ加工されたものであって、このブ
ランク材が上記焼結材からなる請求項３または４記載の
スピンドルモータ。
【請求項６】上記ブランク材には、ディスク固定用の
下孔が形成されていることを特徴とする請求項５記載の
スピンドルモータ。
【請求項７】上記下孔の開口部には面取り部が形成さ
れていることを特徴とする請求項６記載のスピンドルモ
ータ。
【請求項８】上記ブランク材は、ディスク搭載時のガ
イドとなる円筒部とディスクが載置される鍔部とを有
し、上記円筒部の外周面と鍔部のディスク載置面との交
差部に環状の溝が形成されていることを特徴とする請求
項６記載のスピンドルモータ。
【請求項９】駆動マグネットを内周面に装着して、ハ
ブのディスク搭載面とは反対側の端面に固着されたロー
タヨークを備え、このロータヨークが当接する上記ハブ
の端面が非切削加工面であることを特徴とする請求項３
または４記載のスピンドルモータ。
【請求項１０】請求項１又は３記載のスピンドルモー
タにおいて、上記添加物の添加量はシリコンが０．４〜
０．８重量％、銅が０．１５〜０．４重量％、マグネシ
ウムが０．８〜０．３５重量％であることを特徴とする
スピンドルモータ。
【請求項１１】請求項２又は４記載のスピンドルモー
タにおいて、クロム粉体の添加量を０．０４〜０．３５
重量％、鉄粉体の添加量を０．７重量％程度、マンガン
粉体の添加量を０．１５重量％程度、亜鉛粉体の添加量
を０．２５重量％程度、チタン粉体の添加量を０．１５
重量％程度としたことを特徴とするスピンドルモータ。