JPH1042512A - スピンドルモータ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピンドルモータの周辺温度が低下した場
合、該ロータハブが熱収縮を起こし、軸受の外輪とロー
タハブの切欠部との間に、隙間が発生することがある。
その場合、ロータハブ、軸受及びシャフトで構成される
部分の剛性が低下し、かつ、固有振動周波数が低下す
る。このため、この部分の固有振動周波数が、軸受、ス
ピンドルモータ、デイスク、ドライブ装置等の他の部分
の固有振動周波数に近づき、両者の周波数が互いに共振
し、結果的には振動や騒音を誘発するという課題があっ
た。 【解決手段】 軸受１２、１３を、ロータハブ１１に設
けた軸受支持凹み部であって切欠部２３、２４とテーパ
面２６、２７とにより形成される軸受支持凹み部２１、
２２に収容する。テーパ面２６、２７が、軸受１２、１
３を介してロータハブ１１の熱収縮による変形を補償す
る押圧成分を発生し、軸受１２、１３の外輪とロータハ
ブ１１の切欠部２３、２４との間に常に密着した押圧関
係を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スピンドルモータ
に関し、より詳細には、シャフトを有している静止部
と、ロータハブを有している回転部と、この静止部と回
転部とを連結している軸受とを有しているスピンドルモ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】公知のスピンドルモータは、例えば図３
に符号５０で示すように、通常、下側に位置している静
止部５１と、上側に位置している回転部５２と、により
構成されており、一般に例えば磁気ディスク等の記録用
ハードディスク５３を回転する駆動装置として用いられ
ている。

【０００３】このスピンドルモータ５０において、静止
部５１は、ＨＤＤ等の装置へ固定されているブラケット
６０と、このブラケット６０の中央部に下端部が固定さ
れているシャフト６１と、同様にブラケット６０に固定
されておりかつコイルを搭載しているステータ６２と、
により構成されている。また該ブラケット６０は、前記
ステータ６２を受け入れる凹み６３と、該凹み６３から
立ち上がりそこから半径方向外方に伸びているブラケッ
トフランジ６４と、を有している。また、このブラケッ
トフランジ６４の上面の一部には例えば１２０°〜１７
０°の範囲にわたり概ね弧状に広がるヘッドシーク溝６
５が設けてある。

【０００４】一方、回転部５２は、前記ブラケット６０
のフランジ６４の上面に対置して複数枚のハードディス
ク５３を積層保持するロータフランジ７０を外周部に有
しているロータハブ７１と、前記ロータフランジ７０の
下面部分において該ロータハブ７１へ取り付けられてい
るロータヨーク７２と、前記静止部５１のステータ６２
に対置する位置において該ロータヨーク７２へ取り付け
られているロータマグネット７３と、前記シャフト６１
の上端部を包囲する環状であって外周部がロータハブ７
１ヘ接着剤７４等によって固着されているラビリンスキ
ャップ７５と、により構成されている。

【０００５】ここで回転部５２のロータハブ７１は、静
止部５１のシャフト６１に対して、一対の軸受９０、９
１を介して回転自在に支持されている。これらの軸受９
０、９１を収容するため、ロータハブ７１には、上下に
一対の軸受支持凹み部７６、７７が形成されている。こ
れらの軸受支持凹み部７６及び７７は、それぞれ前記シ
ャフト６１の軸線方向に対して垂直な方向に伸びており
そこから上方部分が切り欠かれている上向き切欠部（上
向き突き当て部）７８とこの切欠部７８の半径方向外方
部分から上方に伸びている側壁であって該シャフト６１
の中心軸線から同心をなす円筒状に上方に伸びている拡
径寸法の円筒形垂直側壁８０、及び該上向き切欠部７８
から一定距離だけ下方に離れている位置において同様に
前記シャフト６１の軸線方向に対して垂直な方向に伸び
ておりそこから下方部分が切り欠かれている下向き切欠
部（下向き突き当て部）７９とこの切欠部７９の半径方
向外方部分から下方に伸びている側壁であって該シャフ
ト６１の中心軸線から同心をなす円筒状に下方に伸びて
いる拡径寸法の円筒形垂直側壁８１と、により構成され
ている。

【０００６】これらの軸受凹み部７６、７７のうち、切
欠部７８、７９は前記軸受９０、９１を互いに一定の距
離だけ離して配置する働きをしているもので、これらの
切欠部７８、７９には前記軸受９０、９１の外輪のそれ
ぞれ下面及び上面が突き当てられそこに位置付けてあ
る。一方、該垂直側壁８０、８１はそれぞれの軸受９
０、９１が回転方向へ移動するのを阻止する機能をする
もので、通常、これらの側壁と軸受の外輪との間に接着
剤を付着することにより、該軸受がその位置から移動出
来ないように固着している。

【０００７】この種ＨＤＤ用スピンドルモータ５０にお
いては、通常、ロータハブ７１はディスク５３と同様の
アルミニュウム又はアルミニュウム合金によって形成さ
れている。これは、ロータハブ７１とディスク５３とを
同じ素材によって形成することにより温度変化によるデ
ィスク５３の歪等を防止するためである。一方、軸受９
０、９１は、通常、スチール又はステンレス等の鉄系金
属によって形成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように固定のシャ
フト６１に軸受９０、９１を介してロータハブ７１を回
転自在に支持する構造のスピンドルモータ５０において
は、特にロータハブ７１の軸受支持凹み部７６及び７７
に軸受９０、９１を収容する場合、それぞれ上向き切欠
部７８と下向き切欠部７９とに軸受９０、９１の外輪を
突き当てて位置付けているが、ロータハブ７１は軸受９
０、９１（内輪、外輪）に比べて、その熱膨張係数が大
であり、従って温度低下時の熱収縮変形量も大きい。そ
のため、スピンドルモータ５０の周辺温度が低下した場
合、該ロータハブ７１が熱収縮を起こし、上向き切欠部
７８が矢印８２で示すように下方へ向かって収縮し、下
向き切欠部７９が矢印８３で示すように上方へ向かって
収縮することにより、上方の軸受９０の外輪とロータハ
ブ７１の上向き切欠部７８との間、及び下側軸受９１の
外輪とロータハブ７１の下向き切欠部７９との間に、そ
れぞれ隙間が発生することがある。

【０００９】その結果、シャフト６１、軸受９０、９１
及びロータハブ７１で構成される部分の剛性が低下し、
かつ、固有振動周波数が低下する。このため、シャフト
６１、軸受９０、９１及びロータハブ７１で構成される
部分の固有振動周波数が、軸受、スピンドルモータ、デ
イスク、ドライブ装置等の他の部分の固有振動周波数に
近づき、両者の周波数が共振し、結果的には振動や騒音
を誘発するという課題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、一対の軸受を、ロータハブに設けた一対の軸
受支持凹み部に収容しており、この両軸受支持凹み部が
シャフトの長手方向軸線に沿って一定の距離だけ互いに
離れて設けてあり、かつ、この軸受支持凹み部が、シャ
フトの軸線の方向に対して垂直な方向に伸びておりそこ
から上方部分が切り欠かれている上向き切欠部即ち上側
の軸受の外輪が上方から当接する上向き突き当て部と、
この切欠部の半径方向外方部分から上方に伸びている側
壁であって上方に行くに従いシャフトの中心軸線に向か
って収斂する拡径寸法の円筒形収斂側壁即ちテーパ面
と、により、及び前記上向き切欠部から一定距離だけ下
方に離れている位置において同様にシャフトの軸線方向
に対して垂直な方向に伸びておりそこから下方部分が切
り欠かれている下向き切欠部即ち下側の軸受の外輪が下
方から当接する下向き突き当て部と、この切欠部の半径
方向外方部分から下方に伸びている側壁であって下方に
行くに従いシャフトの中心軸線に向かって収斂する拡径
寸法の円筒形収斂側壁即ちテーパ面と、により、それぞ
れ構成されており、かつ、軸受支持凹み部のうち、それ
ぞれの切欠部には軸受の外輪の下端面及び上端面がそれ
ぞれ突き当てられそこに保持されており、それぞれの側
壁には軸受の外輪の上端縁部及び下端縁部がそれぞれ突
き当てられそこに保持されていることを特徴としてい
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本件発明の好ましい実施
例を開示している図１及び図２を参照しながら本件発明
の内容について述べる。本発明のスピンドルモータの各
構成要素及びその配置及び構成は、実質的に図３に示す
公知のスピンドルモータの各構成要素及びその配置及び
構成と類似している。そのため、図１においては、本件
発明のスピンドルモータのうち、特に、シャフト１０
と、当該スピンドルモータの回転部を構成しているロー
タハブ１１と、該シャフト１０へロータハブ１１を回転
可能に保持している一対の軸受１２、１３と、の関係構
造ついてのみ示す。

【００１２】図１において、シャフト１０は、図３に示
す従来例と同様に、ステータ、凹み、フランジ、ヘッド
シーク溝等を有しているブラケットに、その下端部が固
着され、スピンドルモータの静止部を構成している。ま
たロータハブ１1は、図３に示す従来例と同様に、ハー
ドデイスクを保持するフランジ２０、軸受１２及び１３
をそれぞれ支持している軸受支持凹み部２１及び２２を
備えており、スピンドルモータの回転部を構成してい
る。

【００１３】図１において、軸受１２及び１３をそれぞ
れ支持している軸受支持凹み部２１及び２２は、前記シ
ャフト１０の軸線方向に対して垂直な方向に伸びており
そこから上方部分が切り欠かれている上向き切欠部即ち
軸受１２の外輪が上方から当接する上向き突き当て部２
３と、この切欠部２３の半径方向外方部分から上方に伸
びている側壁であって上方に行くに従い該シャフト１０
の中心軸線１４に向かって収斂する拡径寸法の円筒形収
斂側壁即ちテーパ面２６と、により、及び前記上向き切
欠部２３から一定距離だけ下方に離れている位置におい
て同様に前記シャフト１０の軸線方向に対して垂直な方
向に伸びておりそこから下方部分が切り欠かれている下
向き切欠部即ち軸受１３の外輪が下方から当接する下向
き突き当て部２４と、この切欠部２４の半径方向外方部
分から下方に伸びている側壁であって下方に行くに従い
該シャフト１０の中心軸線１４に向かって収斂する拡径
寸法の円筒形収斂側壁即ちテーパ面２７と、によりそれ
ぞれ構成されている。

【００１４】これらの軸受凹み部２１、２２のうち、切
欠部２３、２４は前記軸受１２、１３をシャフト１０の
軸線１４の方向に一定の距離だけ離して配置する働きを
しているもので、これらの切欠部２３、２４には前記軸
受１２、１３の外輪の下端面及び上端面がそれぞれ突き
当てられそこに保持されている。一方、シャフト１０の
軸線方向の上方及び下方に向かってそれぞれ収斂してい
るテーパ付きの側壁２６、２７にはそれぞれ軸受１２、
１３の外輪の上端縁部及び下端縁部が突き当てられそこ
に保持されている。このテーパ付き側壁２６、２７は軸
受１２、１３がシャフトの周りに回転するのを阻止する
機能をするものである。

【００１５】この発明において、シャフト１０へロータ
ハブ１１を組み付けるときには、初めに、ロータハブ１
１を加熱して、軸受支持凹み部２１、２２の直径を広げ
る。次いでこの加熱により広がった凹み部へ軸受１２、
１３を挿入する。その後、該軸受１２、１３へシャフト
１０を挿通した後、該ロータハブを常温に戻す。若しく
は該ロータハブを常温に戻しながらシャフトを軸受内に
挿通する。このように、軸受は熱嵌合によりロータハブ
へ嵌め込んであるので、該軸受１２、１３とロータハブ
１１に設けた軸受支持凹み部２１、２２との間に、図３
に示す公知のスピンドルモータの場合にように接着剤を
塗布することなく、安全に固着される。しかしもし望ま
れるなら、これまでと同様に、接着剤の助けを借りるこ
とも可能である。これにより、一層完全な固着が得られ
るのである。

【００１６】このように、本発明においては、テーパ付
き側壁２６、２７が軸受１２、１３の外輪のそれぞれ上
端縁部及び下端縁部に点Ｐ，Ｑにおいて突き当てられて
いる。このため、図２に示すように、ロータハブ１１
は、軸受１２、１３に対して該側壁２６、２７に対して
直交する方向に矢印Ｍ又はＮで示す方向に荷重を付与し
ている。これらのベクトルＭ、Ｎを「交換の法則」に基
づいてそれぞれ分解すると、シャフト１０の軸線１４に
対して垂直な方向の成分ａとシャフト１０の軸線１４に
対して平行な方向の成分ｂ、及びシャフト１０の軸線１
４に対して垂直な方向の成分ｃとシャフト１０の軸線１
４に対して平行な方向の成分ｄ、になる。ここで成分ｂ
と成分ｄとは、方向は反対であるが、同じ大きさの力と
なっている。このため、軸受１２、１３は、常にロータ
ハブ１１の切欠部２３、２４を矢印２８、２９で示す方
向へ押圧している。

【００１７】しかして、この発明において、温度低下が
発生してスピンドルモータが熱収縮を起こしたときの挙
動について述べる。スピンドルモータが熱収縮を開始す
ると、ロータハブ１１の切欠部２３、２４が、図３にお
いて、矢印８２、８３で示す方向へ熱収縮しようとす
る。これと同時にロータハブ１１はその全体が同時に収
縮する。このロータハブ１１の収縮に伴って、側壁２
６、２７が軸受１２、１３の外輪を内方へ押圧し、図２
に示す成分ｂ，ｄが作用し、これにより軸受１２、１３
自体が矢印２８、２９の方向へ押圧される。このため該
軸受がロータハブ１１の切欠部２３、２４を押圧する力
を発生する。ここで、ロータハブ１１の熱収縮はロータ
ハブ全体において発生するので、図３に矢印８２、８３
にて示している方向の熱収縮量は、ほぼ完全に、図２の
矢印２８、２９にて示している方向の熱収縮量により補
償される。このため、ロータハブ１１に熱収縮が発生し
ても、図３のスピンドルモータと異なり、軸受と、切欠
部と、の間に間隙が発生するという心配がない。

【００１８】この場合の挙動について、より詳細に検討
すると、切欠部２３、２４の軸線方向の収縮量は、実際
には前記軸受の熱収縮があるため、完全には補償されな
いであろうが、使用している材料の特性により該軸受の
熱収縮量は、ロータハブ１１の熱収縮量に比較して無視
出来る程に少ないので、現実的には該軸受の熱収縮量を
無視することが出来、結果的には、切欠部２３、２４の
軸線方向の収縮量は実質的に補償される。ロータハブを
アルミニュウム合金で構成し軸受をスチール等の鉄系合
金で構成して本発明の構造を採用すれば、ロータハブに
熱変形による収縮が発生しても、軸受１２、１３と、切
欠部２３、２４と、の間には熱収縮による間隙がほぼ完
全に解消される。

【００１９】なお図２において明白なように、ロータハ
ブ１１のテーパ面２６、２７は、軸受１２、１３の保持
を確実に行うため該軸受の上面又は下面位置よりも幾分
上方又は下方まで突出している。このため、軸受１２の
上面に接しているラビリンスキャップ３０には、図３の
ように、該突出部を収容する突出部収容溝ｅが設けてあ
る。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、次に記載するような効果を奏する。請求項
１に記載のスピンドルモータにあっては、温度低下時
に、ロータハブ１１の切欠部２３、２４が互いに接近す
る方向に収縮しようとするが、この際、ロータハブ全体
も同様に収縮し、このロータハブ１１の内周方向の収縮
によって軸受１２、１３がテーパ面２６、２７により押
圧され、この結果、該軸受１２、１３は切欠部２３、２
４を押圧する方向に移動し常時軸受と切欠部とが当接す
ることになる。このため軸受１２、１３とロータハブ１
１の切欠部２３、２４との間に間隙が発生することがな
い。従ってスピンドルモータが熱変化を受けたときに
も、ロータハブ１１、軸受１２、１３及びシャフト１０
で構成される部分の剛性が変動するということはなく、
よってロータハブ１１、軸受１２、１３及びシャフト１
０で構成される部分の固有振動数に変化がなく、他の部
材との共振による振動又は騒音の発生を完全に阻止する
ことが出来る。

【００２１】請求項２に記載のスピンドルモータにあっ
ては、軸受１２、１３の温度変化による寸法変動をロー
タハブ１１に比べて無視できる程度にされているため、
温度低下時における軸受１２、１３の外輪の切欠部への
押圧力の調整をテーパ面２６、２７のテーパ角のみで制
御でき、設計が容易になる効果が得られる。

【００２２】請求項３に記載のスピンドルモータにあっ
ては、軸受１２、１３をロータハブ１１に対して圧力嵌
めによってのみ固着できるので、組立が容易になり、さ
らに請求項４に記載のスピンドルモータにあっては、接
着剤を併用するので、軸受１２、１３の外輪のロータハ
ブ１１に対する固定強度即ち回り止めがより確実にな
る。

【００２３】請求項５に記載のスピンドルモータの製造
方法にあっては、組立に際し、ロータハブ１１を加熱し
て軸受支持凹み部２１、２２の直径を広げ、これに軸受
１２、１３を挿入するようにしたので、軸受１２、１３
を傷つけることなく組み込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用したスピンドルモータのロータ
ハブと軸受との関係を示す断面図である。

【図２】 図１の拡大断面図である。

【図３】 公知のスピンドルモータの一例を示す全体断
面図である。

【符号の説明】

１０ シャフト １１ ロータハブ １２、１３ 軸受 ２０ フランジ ２１、２２ 軸受支持凹み部 ２３、２４ 切欠部 ２６、２７ 円筒形収斂側壁（テーパ面）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフト１０を有している静止部と、ロ
   ータハブ１１を有している回転部と、該静止部と回転部
   とを連結している軸受１２、１３と、を有しているスピ
   ンドルモータにおいて、 軸受１２、１３が、ロータハブ１１に設けた一対の軸受
   支持凹み部２１、２２に収容されており、 この軸受支持凹み部２１、２２がシャフト１０の長手方
   向軸線に沿って一定の距離だけ互いに離れて設けてあ
   り、 一方の軸受支持凹み部２１がシャフト１０の該軸線の方
   向に対して垂直な方向に対し、該軸線から離れる方向に
   伸びておりそこから上方部分が切り欠かれている上向き
   切欠部２３と、この切欠部２３の半径方向外方部分から
   上方に伸びている側壁であって上方に行くに従い該シャ
   フト１０の軸線方向に向かって収斂する拡径寸法の円筒
   形収斂側壁２６と、により構成されており、他方の軸受
   支持凹み部２２が前記上向き切欠部２３から一定距離だ
   け下方に離れている位置において同様に前記シャフト１
   ０の軸線方向に対して垂直な方向に対し、該軸線から離
   れる方向に伸びておりそこから下方部分が切り欠かれて
   いる下向き切欠部２４と、この切欠部２４の半径方向外
   方部分から下方に伸びている側壁であって下方に行くに
   従い該シャフト１０の軸線方向に向かって収斂する拡径
   寸法の円筒形収斂側壁２７と、によりそれぞれ構成され
   ており、 かつ、前記軸受支持凹み部２１、２２のうち、切欠部２
   ３、２４には前記軸受１２、１３の外輪の下端面及び上
   端面がそれぞれ突き当てられそこに保持されており、側
   壁２６、２７には軸受１２、１３の外輪の上端縁部及び
   下端縁部がそれぞれ突き当てられそこに保持されている
   ことを特徴とするスピンドルモータ。
2. 【請求項２】軸受１２、１３は、ロータハブ１１の材料
   に比べて温度変化による寸法変動を無視出来る程度の材
   料にて構成されていることを特徴とする請求項１記載の
   スピンドルモータ。
3. 【請求項３】軸受１２、１３がロータハブ１１に対し
   て、圧力嵌めによってのみ固着されていることを特徴と
   する上記請求項のいずれか１に記載のスピンドルモー
   タ。
4. 【請求項４】軸受１２、１３がロータハブ１１に対し
   て、接着剤及び圧力嵌めにより固着されていることを特
   徴とする上記請求項のいずれかに記載のスピンドルモー
   タ。
5. 【請求項５】シャフト１０へロータハブ１１を組み付け
   る際に、初めに、ロータハブ１１を加熱して、軸受支持
   凹み部２１、２２の直径を広げ、次いでこの加熱により
   広がった該凹み部へ軸受１２、１３を挿入し、その後
   に、該軸受１２、１３へシャフトを挿通する、諸段階か
   らなる上記請求項のいずれか１に記載のスピンドルモー
   タを製造する方法。