JP2006226386A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 プレス加工品のベース部材を用いた流体軸受スピンドルモータにおいて、モータ軸受剛性を低下させずに、安価で、かつ容易に薄型化、小型化が可能となる構造を備えたスピンドルモータを提供する。
【解決手段】 プレス成型されたベース２２の凹部２６に、シャフト２７を挿入する軸受孔３３を有した軸受スリーブ３１と、シャフト２７に軸心方向で対向して軸受スリーブ３１のベース側の開口を閉塞するスラストプレート３２を備え、軸受スリーブ３１が凹部２６の内底面に固定配置され、スラストプレート３２がベース２２に形成した孔部３５に固定配置されてベース２２とともにモータ外側面を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、磁気ディスク、光ディスクなどを回転駆動するスピンドルモータに関し、特に流体軸受スピンドルモータにおける軸受構造に係る技術である。

近年、磁気ディスク、光ディスクなどのディスク記録媒体における記録密度の高密度化の進展に伴って、ディスク記録媒体が小型化している。例えば、３．５インチディスクが２．５インチへ、２．５インチディスクが１．８インチへ、１インチディスクが０．８５インチへ小型化している。このディスク記録媒体およびディスク記録媒体を搭載するハードディスク装置（ＨＤＤ）等の記憶装置の小型化に伴いディスク駆動装置の小型化、薄型化が求められている。

ディスク駆動装置にはスピンドルモータが使用されており、スピンドルモータによるスピンドルの回転によりディスク記録媒体をスピンドル回転中心軸回りに回転駆動する。
従来のスピンドルモータとしては、例えば特許文献１に記載するものがある。図４に示すように、このスピンドルモータは、ロータハブ１とシャフト２とから構成されるロータ３と、ブラケット４に固着されたハウジング５と、ハウジング５内に取付けられたスリーブ６とを有する。スリーブ６は中心部に貫通孔を有し、この貫通孔にシャフト２が挿通されている。

シャフト２は外周面がスリーブ６の内周面と隙間を介して半径方向に対向し、ハウジング５及びスリーブ６の上方側の端面は、ロータハブ１の平坦面と隙間を介して軸線方向に対向している。ハウジング５の上端側の端面には、ロータ３の回転時にオイルに対して半径方向内方に向かう圧力を誘起するポンプインのスパイラルグルーブが形成されており、ロータハブ１の下方側面との間でスラスト軸受部７を構成している。

また、特許文献２に記載するものでは、図５に示すように、ベースプレート１１が薄板をプレス加工することにより製作された成形品であって、全体形状が円形で底の浅い容器状に形成されているとともに、中央部に略円筒状の軸受支持筒１２が上方に向け突設されている。軸受支持筒１２内には、回転軸１４が軸受支持筒１２に対し同心状の配置で含油スリーブ軸受１３によって回転自在に支持されている。

ベースプレート１１の下端開口部はスラストカバー１５により閉塞され、このスラストカバー１５の内面にはスラスト受け板１６が保持されている。含油スリーブ軸受１３を介して軸受支持筒１２の内周面に回転自在に支持されている回転軸１４は、その球面状となった下端部をスラスト受け板１６に当接させて、スラスト支持されている。
特開２００４−１１２８７４号公報 特開２０００−２８７４２５号公報

上記した従来の構成において、特許文献１に記載する構成では、スリーブ端面とスリーブ端面に対向するロータの平坦面の間にスラスト軸受部を形成しており、ロータが軸受部の構成として必要である。

このため、シャフトにロータを取り付ける際には、単にシャフトの回転軸に対してロータの同心精度を確保するだけでなく、スラスト軸受部に必要なスラスト隙間を確保するためにスリーブとロータの間の隙間も考慮して組み立て作業を行う必要があり、モータ組立工程が煩雑となる。加えて、テーパーシール構造である軸受開口部が下向きになっているので、外部からの衝撃などがあった場合に、軸受開口部から潤滑剤が漏れ出る可能性がある。

また、特許文献２に記載する構成では、プレス加工したベースプレートの中央部は、その円筒度や同心度が切削品ほどに高精度でないために、この中央部へ直接に軸受部材を取り付ける場合には、ラジアル軸受部を形成する軸受内径が変化して、ラジアル軸受に必要な所定の隙間を確保することが困難となる。したがって、モータに必要な所定の軸受剛性を確保することが困難となる。また、スラストカバーがベースプレートの軸方向外側に取付けられているので、モータの軸方向高さに限界があり、モータの薄型化を実現することが困難であった。

本発明は上記した課題に鑑みてなされたものであり、プレス加工品のベース部材を用いた流体軸受スピンドルモータにおいて、モータ軸受剛性を低下させずに、安価で、かつ容易に薄型化、小型化が可能となる構造を備えたスピンドルモータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のスピンドルモータは、プレス成型されたベースの凹部内にロータ部およびステータ部を配置し、シャフトを挿入する軸受孔を有した軸受スリーブと、前記シャフトに軸心方向で対向して前記軸受スリーブのベース側の開口を閉塞するスラストプレートを有し、前記軸受スリーブが前記凹部の内底面に固定配置され、前記スラストプレートが前記ベースに形成した孔部に固定配置されて前記ベースとともにモータ外側面を形成することを特徴とする。

上記した構成により、スラストプレートは、ベースの孔部に固定配置することにより、軸受スリーブを伴わずに、スラストプレートを単独で取り扱う操作において組み立てることができる。また、軸受スリーブは凹部の内底面に固定配置することにより、シャフトの半径方向において他の部材に規制されることなく、軸受スリーブを単独で取り扱う操作において組み立てることができ、シャフトは前記軸受孔に挿入する操作を行うだけで良い。したがって、軸受部を組み付けるに際して、シャフト、スラストプレート、軸受スリーブ、さらにはシャフトの外周面と軸受孔の内周面の間の隙間、およびシャフトとスラストプレートの対向面間の隙間に充填する潤滑流体をそれぞれ単独で取り扱って組立作業を行うことでモータ組立工程を簡素化できる。

また、スラストプレートをベースの孔部に固定配置し、スラストプレートがモータ外側面を形成する部材の一部を担うことで、所定の厚みを有するスラストプレートの配置に必要なスペースの少なくとも一部をシャフトの軸心方向においてベースの配置に要するスペースに含むことができ、従来において凹部内のシャフトの軸心方向においてスラストプレートが占めていたスペースを軸受スリーブのために使用することができ、軸受スリーブによるラジアル軸受の軸方向長さを長くして剛性を高めることができ、モータ軸受剛性を低下させずに、安価で、かつ容易に薄型化、小型化が可能となる構造を実現できる。

さらに、上記の構成に加えて、本発明のスピンドルモータは、前記スラストプレートが前記ベースの前記孔部に嵌合する凸部を有することを特徴とする。
前記シャフトの外周面と前記軸受孔の内周面の間に潤滑流体を充填してラジアル軸受となし、前記シャフトと前記スラストプレートの対向面間に潤滑流体を充填してスラスト軸受となすことを特徴とする。

前記スラストプレートがプレス成型されてなり、前記シャフトと前記スラストプレートの双方の対向面の何れかに動圧発生溝を形成したことを特徴とする。
前記軸受スリーブが焼結部材であることを特徴とする。

前記ベースの前記凹部内において、ステータ部を構成するステータの内側に、ロータ部を構成するマグネットを配置したことを特徴とする。
上記の構成においても、軸受スリーブによるラジアル軸受の軸方向長さを長くして剛性を高めることができ、モータ軸受剛性を低下させずに、安価で、かつ容易に薄型化、小型化が可能となる構造を実現できる。

さらに、上記課題を解決するために、プレス成型されたベースの凹部内にロータ部およびステータ部を配置し、片端部分に大径部を有するシャフトに対して微小隙間を介して対向する内周面を有し、ラジアル軸受部を形成する軸受スリーブと、前記シャフトの他端部に、前記軸受スリーブの端面に対向する環状部材が固定され、前記スリーブにロータ部を形成するモータハブを有し、前記ベースの凹部内の内底面に形成された孔に前記シャフトが固定配置されて前記ベースとともにモータ外側面を形成することを特徴とする。

上記したモータ構成により、特に、片側支持型モータと比べて組立工程が煩雑な２．５インチ以下の両端支持型モータにおいて、軸を容易かつ、高精度に（例えば、直角度）ベースに固定する事が可能で、モータとして必要な軸受隙間を確保することが可能となり、薄型化、小型化されたモータにおいても、必要な軸受剛性を確保できる。

また、上記の構成に加えて、前記大径部と前記スリーブの間もしくは、前記環状部材と前記スリーブの間の少なくとも一方にスラスト軸受部を構成したことを特徴とする。
前記軸受スリーブが焼結部材であることを特徴とする。

前記ベースの前記凹部内において、ステータ部を構成するステータの内側に、ロータ部を構成するマグネットを配置したことを特徴とする。
上記の構成においても、軸受スリーブによるラジアル軸受の軸方向長さを長くして剛性を高めることができ、モータ軸受剛性を低下させずに、安価で、かつ容易に薄型化、小型化が可能となる構造を実現できる。

以上のように本発明によれば、プレス加工品のベース部材を用いた流体軸受スピンドルモータにおいて、モータ軸受剛性を低下させずに、安価で、かつ容易に薄型化、小型化が可能となる構造を備えたスピンドルモータを提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、スピンドルモータ２１は、磁気ディスク、光ディスクなどの情報を記録するディスク記録媒体を回転駆動するものであり、スピンドルモータ２１はベース２２と、ロータ部をなすスピンドル２３および軸受部２４と、ステータ部２５からなる。

ベース２２はプレス成型により凹部２６を形成した部材からなり、凹部２６の内部にロータ部のスピンドル２３および軸受部２４と、ステータ部２５を配置している。
スピンドル２３は回転中心軸回りに回転するシャフト２７とシャフト２７と一体的に回転するスピンドルハブ２８を有し、スピンドルハブ２８はハブ中心孔２９をシャフトボス３０に嵌合装着している。

軸受部２４は流体軸受をなしており、ベース２２に固定配置する軸受スリーブ３１およびスラストプレート３２を有する。軸受スリーブ３１は焼結部材からなり、シャフト２７を挿入する軸受孔３３を有し、凹部２６の内底面に固定配置されており、シャフト２７の外周面と軸受孔３３の内周面の間に形成する所定隙間に潤滑流体である潤滑油（図示省略）を充填してラジアル軸受を構成している。

スラストプレート３２はプレス成型されてシャフト２７に軸心方向で対向する対向面に動圧発生溝（図示省略）を有し、軸受スリーブ３１のベース側の開口を閉塞しており、シャフト２７とスラストプレート３２との対向面の隙間に潤滑流体である潤滑油（図示省略）を充填してスラスト軸受を構成している。動圧発生溝はシャフト２７とスラストプレート３２の対向面の何れに形成しても良い。

軸受スリーブ３１はベース２２に対向する端面にスラストプレート３２の軸受面側の一部を収納する環状凹部３４を有しており、環状凹部３４の内径はシャフト２７の半径方向において軸受スリーブ３１の位置決めを規制しない寸法をなす。スラストプレート３２は外側面側の一部をベース２２に形成した孔部３５に固定配置されてベース２２とともにモータ外側面を形成している。

ステータ部２５はベース２２に固定配置するステータ３６およびコイル３７を有し、スピンドルハブ２８の外周部に設けたロータマグネット３８がステータ３６の内側に位置している。ステータ部２５により発生する回転駆動力でスピンドル２３が回転する。

以下、上記した構成における作用を説明する。軸受部２４の組み立てに際し、スラストプレート３２は、ベース２２の孔部３５に配置し、接着剤等により固定することにより、軸受スリーブ３１を伴わずに単独で取り扱う操作が可能である。

また、軸受スリーブ３１はベース２２の凹部２６の内底面に配置し、接着剤等により固定することにより、シャフト２７の半径方向において他の部材に規制されることなく、単独で取り扱う操作が可能である。このとき、スラストプレート３２が軸受スリーブ３１の環状凹部３４に納まるが、環状凹部３４が軸受スリーブ３１の位置決めを規制しない十分な内径寸法を有することで軸受スリーブ３１の配置を容易に行える。この後に、軸受孔３３へのシャフト２７の挿入および潤滑油の充填、さらにはスピンドルハブ２８の装着を適宜に行う。

したがって、ベース２２に軸受部２４を組み付けるに際して、シャフト２７、スラストプレート３２、軸受スリーブ３１、さらにはシャフト２７の外周面と軸受孔３３の内周面の間の隙間、およびシャフト２７とスラストプレート３２の対向面間の隙間に充填する潤滑油をそれぞれ単独で取り扱って組立作業を行うことでモータ組立工程が簡素化される。

また、ベース２２にプレス成型からなる部材を採用しても、軸受スリーブ３１とシャフト２７の同心精度を容易に確保することができ、シャフト２７の外周面と軸受孔３３の内周面の間の隙間、およびシャフト２７とスラストプレート３２の対向面間の隙間を容易に確保することができる。

また、スラストプレート３２をベース２２の孔部３５に固定配置した状態において、スラストプレート３２がモータ外側面を形成する部材の一部を担う構造をなすことで、シャフト２７の軸心方向においてベース２２の厚み代とスラストプレート３２の厚み代の一部が重なる。このため、所定の厚みを有するスラストプレート３２を配置するのに必要なスペースの少なくとも一部をシャフト２７の軸心方向においてベース２２の配置に要するスペースに含むことができる。

よって、従来の構成と異なり、スラストプレート３２がシャフト２７の軸心方向において占めていたスペースを軸受スリーブ３１のために使用することができ、軸受スリーブ３１によるラジアル軸受の軸方向長さを長くして剛性を高めることができ、モータ軸受剛性を低下させずに、安価で、かつ容易に薄型化、小型化が可能となる構造を実現できる。

また、スラストプレート３２にプレス成型によって動圧発生溝を形成することで、安価なモータ構成を実現でき、さらには軸受スリーブ３１を焼結部材を用いることで安価なモータ構成を実現できる。

図２は本発明の他の実施の形態を示すものであり、図１に示した先の実施の形態と同様の構成部材には同符号を付して説明を省略する。図２に示す構成では、スラストプレート３２がベース２２の孔部３５に挿入する凸部３９を有し、凸部３９の周囲にベース２２の凹部２６の内底面に当接する座面４０を備え、凸部３９の外側面がベース２２とともにモータ外側面を形成している。

この構成により、スラストプレート３２の組み付けに際し、スラストプレート３２の凸部３９を孔部３５に挿入してベース２２の凹部２６の内底面に配置するだけの操作において、スラストプレート３２を孔部３５からモータ外側へ脱落することなくベース２２へ容易に装着でき、シャフト２７の半径方向における位置決を容易に行うことができる。また、スラストプレート３２の座面４０がベース２２の凹部２６の内底面に当接することで、シャフト２７の軸心方向におけるスラストプレート３２の位置決めを容易に行うことができ、凸部３９の外側面をベース２２の外側面と同レベルに容易に配置できる。

図３は本発明の他の実施形態を示すものであり、図１に示した先の実施の形態と同様の構成部材には同符号を付して説明を省略する。図３に示す構成では、片端部分に大径部４１を有するシャフト２７がベース２２の孔部３５に溶接、接着などの手段により固定され、大径部４１の軸方向面と対向するベース面を溶接、接着などの手段により固定されている。シャフト２７に軸受スリーブ３１が挿入された後、シャフト２７の大径部４１の多端側に環状板部材４２が溶接、接着などの手段により固定されている。また、ラジアル軸受部は、シャフト２７の外径と軸受スリーブ３１の内径に形成され、スラスト軸受部は、軸受スリーブ３１の外径と内径の間に位置する軸方向端面とその軸受スリーブ３１の端面に対向する大径部４１もしくは、環状板部材４２との少なくとも一方の対向する面間に形成されている。

この構成により、薄いベース２２にシャフト２７を容易かつ高精度、具体的には直角度が良好に取り付けることができ、モータとして必要な軸受隙間を確保することが可能となり、薄型化、小型化されたモータにおいても、必要な軸受剛性を確保できる。

本発明は、軸受部を組み付けるに際して、シャフト、スラストプレート、軸受スリーブ、さらにはシャフトの外周面と軸受孔の内周面の間の隙間、およびシャフトとスラストプレートの対向面間の隙間に充填する潤滑流体をそれぞれ単独で取り扱って組立作業を行うことでモータ組立工程を簡素化でき、従来において凹部内のシャフトの軸心方向においてスラストプレートが占めていたスペースを軸受スリーブのために使用して、軸受スリーブによるラジアル軸受の軸方向長さを長くして剛性を高めることができるので、磁気ディスク、光ディスクなどを回転駆動するスピンドルモータに好適である。

本発明の実施の形態におけるスピンドルモータを示す断面図 本発明の他の実施の形態におけるスピンドルモータを示す断面図 本発明の他の実施の形態におけるスピンドルモータを示す断面図 従来のスピンドルモータを示す断面図 従来のスピンドルモータを示す断面図

符号の説明

２１ スピンドルモータ
２２ ベース
２３ スピンドル
２４ 軸受部
２５ ステータ部
２６ 凹部
２７ シャフト
２８ スピンドルハブ
２９ ハブ中心孔
３０ シャフトボス
３１ 軸受スリーブ
３２ スラストプレート
３３ 軸受孔
３４ 環状凹部
３５ 孔部
３６ ステータ
３７ コイル
３８ ロータマグネット
３９ 凸部
４０ 座面
４１ 大径部
４２ 環状板部材

Claims (10)

1. プレス成型されたベースの凹部内にロータ部およびステータ部を配置し、シャフトを挿入する軸受孔を有した軸受スリーブと、前記シャフトに軸心方向で対向して前記軸受スリーブのベース側の開口を閉塞するスラストプレートを有し、前記軸受スリーブが前記凹部の内底面に固定配置され、前記スラストプレートが前記ベースに形成した孔部に固定配置されて前記ベースとともにモータ外側面を形成することを特徴とするスピンドルモータ。
2. 前記スラストプレートは前記ベースの前記孔部に嵌合する凸部を有す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。
3. 前記シャフトの外周面と前記軸受孔の内周面の間に潤滑流体を充填してラジアル軸受となし、前記シャフトと前記スラストプレートの対向面間に潤滑流体を充填してスラスト軸受となすことを特徴とする請求項１又は２に記載のスピンドルモータ。
4. 前記スラストプレートがプレス成型されてなり、前記シャフトと前記スラストプレートの双方の対向面の何れかに動圧発生溝を形成したことを特徴とする請求項３に記載のスピンドルモータ。
5. 前記軸受スリーブが焼結部材であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
6. 前記ベースの前記凹部内において、ステータ部を構成するステータの内側に、ロータ部を構成するマグネットを配置したことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のスピンドルモータ。
7. プレス成型されたベースの凹部内にロータ部およびステータ部を配置し、片端部分に大径部を有するシャフトに対して微小隙間を介して対向する内周面を有し、ラジアル軸受部を形成する軸受スリーブと、前記シャフトの他端部に、前記軸受スリーブの端面に対向する環状部材が固定され、前記スリーブにロータ部を形成するモータハブを有し、前記ベースの凹部内の内底面に形成された孔に前記シャフトが固定配置されて前記ベースとともにモータ外側面を形成することを特徴とするスピンドルモータ。
8. 前記大径部と前記スリーブの間もしくは、前記環状部材と前記スリーブの間の少なくとも一方にスラスト軸受部を構成したことを特徴とする請求項７に記載のスピンドルモータ。
9. 前記軸受スリーブが焼結部材であることを特徴とする請求項７又は８に記載のスピンドルモータ。
10. 前記ベースの前記凹部内において、ステータ部を構成するステータの内側に、ロータ部を構成するマグネットを配置したことを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載のスピンドルモータ。

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