JPH1145501A

JPH1145501A - スピンドルモータ、これを備えた磁気ディスク装置、およびスピンドルモータの調整方法

Info

Publication number: JPH1145501A
Application number: JP20153397A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Takara; 和宏高良
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-07-28
Filing date: 1997-07-28
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】共振現象の発生を回避し、振動の低減を図るこ
とが可能なスピンドルモータ、これを備えた磁気ディス
ク装置、およびスピンドルモータの調整方法を提供する
ことにある。【解決手段】ロータとして機能するハブ４２の枢軸５０
は、ベース部４０の支持スリーブ４４内に同軸的に配置
され、上下２つの玉軸受５４ａ、５４ｂによって支持ス
リーブに回転自在に支持されている。枢軸５０の下端に
は、調整ねじ７２がねじ込まれ、この調整ねじと下部玉
軸受の内輪５７との間に押圧部材７４が挟持されてい
る。押圧部材７４は枢軸の軸方向に沿って内輪を押圧
し、玉軸受に予圧を印加している。調整ねじのねじ込み
量を調整することにより、玉軸受に印加される予圧が変
化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スピンドルモー
タ、特に、磁気ディスク装置において磁気ディスクの支
持および駆動に用いられるスピンドルモータ、これを備
えた磁気ディスク装置、およびスピンドルモータの調整
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、磁気ディスク装置に用いられる
スピンドルモータは、ロータとして機能する円筒形状の
ハブと、円筒形状の支持スリーブを有するブラケット
と、を備え、ハブの中心部に設けられた枢軸は、支持ス
リーブ内に挿入されている。そして、ハブは、枢軸と支
持スリーブ内面との間に嵌合された２個の玉軸受によっ
て回転自在に支持されている。また、磁気ディスクは、
ハブの外周に取り付けられ、ハブと一体的に回転駆動さ
れる。

【０００３】通常、玉軸受単体には、内輪と外輪との間
に軸方向に沿ったガタが存在する。このような軸受のガ
タは、磁気ディスクに対して情報の記録再生を精度良く
行う上で障害となる。そこで、この種のスピンドルモー
タにおいては、玉軸受をハブの枢軸の軸方向に並べて２
個配置し、これらの玉軸受を軸方向に沿った予圧を掛け
ながら接着剤等で固定することにより、各玉軸受のガタ
付きを低減し、スピンドルモータの剛性を確保してい
る。

【０００４】このように、スピンドルモータの組立にお
いて、スリーブ、玉軸受、および枢軸を予圧しながら接
着した場合、この予圧の大きさによって接着後のスピン
ドルモータの剛性が決定される。また、剛性は、スピン
ドルモータの共振点で表すことができ、共振周波数が高
いほど剛性が高いことを示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、玉軸受が回転す
ると複数の通過固有振動が発生し、これらの振動周波数
は、スピンドルモータの回転速度と比例関係にある。そ
して、この振動成分が大きいほど、スピンドルモータの
機械的振動が大きくなり、磁気ディスク装置のリード／
ライトに悪影響を及ぼしたり、騒音が発生する等の問題
が生じる。

【０００６】また、上記のような通過固有振動成分が、
スピンドルモータの共振周波数（ｆｒｅｓＨｚ）±回
転周波数（ω Ｈｚ）の近辺に存在すると、この振動成
分は共振現象により増長されることが知られている。従
って、スピンドルモータの共振周波数は、スピンドルモ
ータの回転周波数や通過固有振動を考慮して共振現象の
起きない範囲に設定されていることが望ましい。

【０００７】しかしながら、通過固有振動数は無数にあ
り、また、共振周波数は機構の固体差により種々変動す
るため、全てのスピンドルモータにおいて共振現象を回
避することは非常に困難となる。

【０００８】この発明は以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、共振現象の発生を回避し、振動の低減
を図ることが可能なスピンドルモータ、これを備えた磁
気ディスク装置、およびスピンドルモータの調整方法を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係るスピンドルモータは、予圧を調整す
る調整手段を備え、調整手段によって予圧を調整するこ
とにより、所望の共振点を設定可能に構成されている。

【００１０】すなわち、この発明に係るスピンドルモー
タは、端壁によって一端が閉塞された円筒形状の本体
と、上記端壁から延出し上記本体の内側に上記本体と同
軸的に設けられた枢軸と、を有するハブと、上記本体の
内周面と上記枢軸との間に配設された支持スリーブを有
するベース部と、上記枢軸と支持スリーブとの間に嵌合
され、上記支持スリーブに対して上記ハブを回転自在に
支持した玉軸受と、上記玉軸受に印加する予圧を調整す
る調整手段と、を備えたことを特徴としている。

【００１１】また、この発明に係る磁気ディスク装置
は、磁気ディスクを支持しているとともに磁気ディスク
を回転駆動するスピンドルモータと、磁気ディスクに対
して情報の記録再生を行う磁気ヘッドと、上記磁気ヘッ
ドを磁気ディスクに対して移動自在に支持したキャリッ
ジアッセンブリと、を備え、上記スピンドルモータは、
端壁によって一端が閉塞された円筒形状の本体と、上記
端壁から延出し上記本体の内側に上記本体と同軸的に設
けられた枢軸と、を有するハブと、上記本体の内周面と
上記枢軸との間に配設された支持スリーブを有するベー
ス部と、上記枢軸と支持スリーブとの間に嵌合され、上
記支持スリーブに対して上記ハブを回転自在に支持した
玉軸受と、上記玉軸受に印加する予圧を調整する調整手
段と、を備えていることを特徴としている。

【００１２】上記のように構成されたスピンドルモータ
および磁気ディスク装置によれば、調整手段によって玉
軸受に印加する予圧を調整することにより、スピンドル
モータの共振周波数を所望の設定値に合わせることが可
能となる。それにより、通過固有振動と関連した共振現
象の発生を防止し、振動の低減を図っている。

【００１３】予圧の調整は、予めスピンドルモータの所
望の共振周波数の設定値を選択し、上記スピンドルモー
タを振動させて共振周波数を測定し、上記測定した共振
周波数と上記設定値との間にずれがある場合、上記調整
手段により上記玉軸受に印加する予圧を調整し、上記共
振周波数の測定値と上記設定値とが一致するまで、上記
測定および調整を繰り返すことにより行う。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、この発
明の実施の形態に係る磁気ディスク装置をハードディス
クドライブ（以下ＨＤＤと称する）に適用した実施の形
態について詳細に説明する。

【００１５】図１に示すように、ＨＤＤは、上面の開口
した矩形箱状のケース１０と、複数のねじ１２によりケ
ースにねじ止めされてケースの上端開口を閉塞するトッ
プカバー１４と、を有している。

【００１６】ケース１０内には、磁気記録媒体としての
３枚の磁気ディスク１６、磁気ディスクを支持および回
転駆動する後述のスピンドルモータ１８、磁気ディスク
に対して情報の記録、再生を行なう複数の磁気ヘッド２
０（１つのみ図示する）、これらの磁気ヘッドを磁気デ
ィスク１６に対して移動自在に支持したキャリッジアッ
センブリ２２、キャリッジアッセンブリを回動および位
置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）
２４、およびプリアンプ等を有する基板ユニット２６が
収納されている。

【００１７】また、ケース１０の外面には、基板ユニッ
ト２６を介してスピンドルモータ１８、ＶＣＭ２４、お
よび磁気ヘッド２０の動作を制御する図示しないプリン
ト回路基板がねじ止めされ、ケースの底壁と対向して位
置している。

【００１８】キャリッジアッセンブリ２２は、ケース１
０の底壁上に立設された軸受組立体２８と、軸受組立体
から延出した６本のアーム３０（１本のみ図示する）
と、を備え、各アームの先端に磁気ヘッド２０を含む磁
気ヘッド組立体３２が固定されている。また、ＶＣＭ２
４は、ケース１０の底壁上に固定された一対のヨーク３
４（一方のみ図示する）と、軸受組立体２８に支持され
ているとともに一対のヨーク間に配置された図示しない
ボイルコイルと、を備えている。

【００１９】図２に示すように、スピンドルモータ１８
は、ベース部として機能するブラケット４０と、このブ
ラケットに回転自在に支持されロータとして機能するハ
ブ４２とを備えている。ブラケット４０の中央部には、
円筒形状の支持スリーブ４４が一体的に形成されてい
る。

【００２０】ハブ４２は、円筒形状の本体４６、本体の
上端を閉塞した端壁４８、および端壁の中心から突出し
本体の内側にこれと同時的に延出した枢軸５０を備え、
一体的に形成されている。枢軸５０の延出端面、つま
り、下端面５０ａは平坦に形成されている。また、本体
４６の下端部外周には環状のフランジ５２が形成されて
いる。

【００２１】ハブ４２は、本体４６が支持スリーブ４４
の外側に同軸的に位置し、かつ、枢軸５０が支持スリー
ブ４４内に同軸的に挿入された状態で配置され、枢軸５
０と支持スリーブ４４との間に嵌合された上下２つの玉
軸受５４ａ、５４ｂによって回転自在に支持されてい
る。各玉軸受５４ａ、５４ｂは、支持スリーブ４４の内
周面に嵌合された外輪５６と、枢軸５０の外周面に嵌合
された内輪５７と、これらの間に配置された複数のボー
ル５８とを有し、枢軸５０を支持スリーブ４４に対して
回転自在に支持している。

【００２２】支持スリーブ４４の内周面にはスペーサリ
ング６０が嵌合され、玉軸受５４ａ、５４ｂの外輪５６
間に挟まれている。これにより、２つの玉軸受５４ａ、
５４ｂは、枢軸５０の軸方向に沿って所定の間隔を置い
て設けられている。また、下方の玉軸受５４ｂは、枢軸
５０の下端面５０ａから僅かに突出して設けられてい
る。

【００２３】ハブ本体４６の内周面には環状の永久磁石
６２が同軸的に固定されているとともに、支持スリーブ
４４の外周にはコアおよびコイルを有するステータ６４
が取り付けられ、永久磁石６２に隣接対向している。そ
して、ステータ６４のコイルへ通電することにより、駆
動トルクが発生しハブ４２が回転駆動される。

【００２４】一方、本実施の形態に係るスピンドルモー
タは、玉軸受５４ａ、５４ｂに印加する予圧を調整する
ための予圧調整機構７０を備えて構成されている。この
予圧調整機構７０は、枢軸５０の下端部にねじ込まれた
調整ねじ７２と、枢軸５０の下端面５０ａと調整ねじ７
２との間に配置され玉軸受５４ｂの内輪５７下面に当接
した押圧板７４と、を備えている。

【００２５】枢軸５０の下端面５０ａにはねじ孔７６が
同軸的に形成され、調整ねじ７２は支持スリーブ４４の
下端開口を通してねじ孔７６にねじ込まれ、枢軸５０と
同軸的に位置している。また、押圧部材７４は例えば金
属により環状に形成され、その内孔７４ａに調整ねじ７
２のねじ部７２ｂが挿通されている。調整ねじ７２の頭
部７２ａは、押圧部材７４の内孔７４ａよりも大きな径
に形成されている。なお、押圧部材７４は板ばねにより
構成されていてもよい。

【００２６】それにより、押圧部材７４は、調整ねじ７
２の頭部７２ａと下部玉軸受５４ｂの内輪５７との間に
挟持された状態で配設され、内輪５７を枢軸５０の軸方
向に沿って押圧している。従って、支持スリーブ４４の
下端開口側から調整ねじ７２を操作してねじ込み量を調
整することにより、内輪５７に対する押圧部材７４の押
圧力が変化し、玉軸受５４ｂに印加する予圧を調整する
ことができる。そして、所定の予圧を印加することによ
り、玉軸受５４ａ、５４ｂは、枢軸５０の軸方向に沿っ
たガタが抑制された状態で枢軸を回転自在に支持する。

【００２７】なお、支持スリーブ４４の下端開口は、ベ
ース４０の底面に貼付されたシール７８によって閉塞さ
れている。上述したスピンドルモータ１８は、ＨＤＤの
ケース１０底面にねじ止めされた状態で、ケース１０内
に装着されている。そして、３枚の磁気ディスク１６
は、ハブ本体１６の外周面に嵌合した状態でフランジ５
２上に支持されている。また、隣合う２枚の磁気ディス
ク１６間には、ハブ本体１６の外周面に嵌合されたスペ
ーサリング８０が設けられている。これら３枚の磁気デ
ィスク１６およびスペーサリング８０は、固定ねじ８３
によってハブ４２の端壁１８にねじ止めされた円盤状の
クランプ板８２により、フランジ５２に押し付けられた
状態で保持されている。そして、スピンドルモータ１８
を作動させることにより、磁気ディスク１６はハブ４２
と一体的に所定の速度で回転駆動される。

【００２８】次に、以上のように構成されたスピンドル
モータを組立てる際の予圧調整方法について説明する。
スピンドルモータ１８の玉軸受５４ａ、５４ｂに印加す
る予圧は、スピンドルモータの剛性を決定するものであ
り、この剛性はスピンドルモータの機械的共振周波数に
対応している。また、共振周波数をＦ（Ｈｚ）、スピン
ドルモータの回転周波数をωとした場合、前述したよう
に、Ｆ±ωの近辺に通過固有振動周成分が存在すると共
振現象が増長される。従って、玉軸受５４ａ、５４ｂに
印加する予圧は、希望する剛性および通過固有振動周波
数との関係を考慮して調整する必要がある。

【００２９】図３は、スピンドルモータ１８の回転数と
振動周波数との関係を示したもので、スピンドルモータ
を駆動した場合、ａ〜ｎの通過固有振動が発生する。ス
ピンドルモータ１８の回転数を４４００ｒ／ｍｉｎとし
た場合、回転周波数ωは、（回転数／６０）Ｈｚ＝（４
４００／６０）Ｈｚとなる。そして、共振周波数Ｆは、
破線Ａ（Ｆ＋ω）および破線Ｂ（Ｆ−ω）の近辺に通過
固有振動成分が存在しないような値に選択される。図示
の例において、共振周波数Ｆは、例えば６６０Ｈｚに設
定される。

【００３０】そこで、このような共振周波数Ｆを得るた
め、以下の工程によってスピンドルモータの組立および
予圧調整を行う。まず、上下の玉軸受５４ａ、５４ｂに
接着剤を付けてハブ４２の枢軸５０と支持スリーブ４４
との間に嵌合し、同時に、スペーサリング６０を嵌合す
る。続いて、枢軸５０の下端に押圧部材７４および調整
ねじ７２を装着し、押圧部材７４が下部玉軸受５４ｂの
内輪５７に当接するまで調整ねじ７２をねじ込む。更
に、ハブ本体４６の外周面に磁気ディスク１６およびス
ペーサリング８０を装着し、クランプ板８２によって保
持する。

【００３１】この状態で、スピンドルモータ１８に衝撃
を与えて振動させ、磁気ディスク１６の振動数を測定す
ることにより、共振周波数を求める。そして、求めた共
振周波数と所望の設定値（６６０Ｈｚ）とを比較し、設
定値よりも低い場合には調整ねじ７２をねじ込んで予圧
を増大させ、逆に、設定値よりも高い場合には調整ねじ
７２を緩める。

【００３２】調整ねじ７２を調整した後、再度、上記の
方法によって共振周波数を測定し、設定値とずれている
場合には、調整ねじ７２を調整する。そして、共振周波
数が設定値に一致するまで上述した工程を繰り返す。

【００３３】共振周波数が設定値に一致して予圧調整が
終了した後、支持スリーブ４２の下端開口をシール７８
によって閉塞する。その後、玉軸受５４ａ、５４ｂを固
定する接着剤が硬化し、予圧および共振周波数は上述し
た設定値に維持される。これにより、スピンドルモータ
の組立および予圧調整が終了する。

【００３４】以上のように構成されたスピンドルモータ
によれば、組立時、予圧調整機構７０によって玉軸受に
対する予圧を調整することにより、スピンドルモータの
剛性、共振周波数を所望の設定値に正確に調整すること
ができる。従って、固体差に影響されることなく共振現
象の発生を回避し、振動の低減したスピンドルモータを
提供することができる。

【００３５】また、上記スピンドルモータを用いてＨＤ
Ｄを構成することにより、磁気ディスクの振動を低減す
ることができ、その結果、磁気ディスクに対する情報の
記録再生を精度良く行うことができ、信頼性の向上を図
ることができる。

【００３６】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、スピンドルモータに装着される磁気ディ
スクは３枚に限らず、必要に応じて増減可能である。ま
た、玉軸受の数は、２つに限らず、必要に応じて１つあ
るいは３つ以上としてもよい。更に、この発明のスピン
ドルモータは、磁気ディスク装置に限定されることな
く、他の種々の機器にも適用可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、予圧調整手段を設け、スピンドルモータに印加する
予圧を個々に調整可能としたことから、共振現象の発生
を回避し、振動の低減を図ることが可能なスピンドルモ
ータ、これを備えた磁気ディスク装置、およびスピンド
ルモータの調整方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る磁気ディスク装置
の斜視図。

【図２】上記磁気ディスク装置のスピンドルモータの断
面図。

【図３】上記スピンドルモータの回転数と振動周波数と
の関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１０…ケース１６…磁気ディスク１８…スピンドルモータ２０…磁気ヘッド２２…キャリッジアッセンブリ２４…ＶＣＭ４０…ブラケット４２…ハブ４４…支持スリーブ４６…ハブ本体４８…端壁５０…枢軸５０ａ…下端面５４ａ、５４ｂ…玉軸受５６…外輪５７…内輪５８…ボール７０…調整機構７２…調整ねじ７２ａ…頭部７２ｂ…ねじ部７４…押圧部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】端壁によって一端が閉塞された円筒形状の
本体と、上記端壁から延出し上記本体の内側に上記本体
と同軸的に設けられた枢軸と、を有するハブと、上記本体の内周面と上記枢軸との間に配設された支持ス
リーブを有するベース部と、上記枢軸と支持スリーブとの間に嵌合され、上記支持ス
リーブに対して上記ハブを回転自在に支持した玉軸受
と、上記玉軸受に印加する予圧を調整する調整手段と、を備えたことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項２】上記調整手段は、外部から操作可能に、上
記枢軸の延出端に、上記枢軸の軸方向に沿ってねじ込ま
れた調整ねじと、上記調整ねじと上記玉軸受との間に挟
持され、上記玉軸受を上記軸方向に沿って押圧している
とともに、上記調整ねじのねじ込み量に応じて上記玉軸
受への押圧力を変化させる押圧部材と、を備えているこ
とを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータ。
【請求項３】上記玉軸受は、上記枢軸の外周面に嵌合し
た内輪と上記本体の内周面に嵌合した外輪と、上記内輪
と外輪との間に設けたれた複数のボールとを備え、上記押圧部材は上記内輪に当接して配設され、上記調整
ねじは上記押圧部材を通して上記枢軸にねじ込まれてい
ることを特徴とする請求項２に記載のスピンドルモー
タ。
【請求項４】上記押圧部材は環状に形成され、上記調整
ねじは、上記押圧部材の内孔を通して上記枢軸にねじ込
まれたねじ部と、上記内孔よりも大きな径を有する頭部
と、を備えていることを特徴とする請求項３に記載のス
ピンドルモータ。
【請求項５】磁気ディスクを支持しているとともに磁気
ディスクを回転駆動するスピンドルモータと、磁気ディスクに対して情報の記録再生を行う磁気ヘッド
と、上記磁気ヘッドを磁気ディスクに対して移動自在に支持
したキャリッジアッセンブリと、を備え、上記スピンドルモータは、端壁によって一端が閉塞された円筒形状の本体と、上記
端壁から延出し上記本体の内側に上記本体と同軸的に設
けられた枢軸と、を有するハブと、上記本体の内周面と上記枢軸との間に配設された支持ス
リーブを有するベース部と、上記枢軸と支持スリーブとの間に嵌合され、上記支持ス
リーブに対して上記ハブを回転自在に支持した玉軸受
と、上記玉軸受に印加する予圧を調整する調整手段と、を備
えていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項６】上記調整手段は、外部から操作可能に、上
記枢軸の延出端に、上記枢軸の軸方向に沿ってねじ込ま
れた調整ねじと、上記調整ねじと上記玉軸受との間に挟
持され、上記玉軸受を上記軸方向に沿って押圧している
とともに、上記調整ねじのねじ込み量に応じて上記玉軸
受への押圧力を変化させる押圧部材と、を備えているこ
とを特徴とする請求項５に記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】端壁によって一端が閉塞された円筒形状の
本体と、上記端壁から延出し上記本体の内側に上記本体
と同軸的に設けられた枢軸と、を有するハブと、上記本体の内周面と上記枢軸との間に配設された支持ス
リーブを有するベース部と、上記枢軸と支持スリーブとの間に嵌合され、上記支持ス
リーブに対して上記ハブを回転自在に支持した玉軸受
と、上記玉軸受に印加する予圧を調整する調整手段と、を備
えたスピンドルモータの調整方法において、予めスピンドルモータの所望の共振周波数の設定値を選
択し、上記スピンドルモータを振動させて共振周波数を測定
し、上記測定した共振周波数と上記設定値との間にずれがあ
る場合、上記調整手段により上記玉軸受に印加する予圧
を調整し、上記共振周波数の測定値と上記設定値とが一致するま
で、上記測定および調整を繰り返すことを特徴とするス
ピンドルモータの調整方法。