JPH06165427A - ディスク用スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 格別な加工や部品の追加及び接着等が必要な
く、簡易な構成によって効果的にハブ台の芯振れ及び面
振れを抑制する。 【構成】 回転軸１２を回転自在に支持する軸受１０，
１１と、この軸受を保持するホルダー８を配設したヨー
ク板３と、ホルダー８に支持されたステータコア２と、
回転軸１２に固着されて中心側にディスクを装着するた
めのハブ台１３を配設したロータケース５と、このロー
タケース５に保持されステータコア２に内周面を対向す
ると共に、ヨーク板３に端面を対向させたロータマグネ
ット４とを具備し、ロータマグネット４の端面が対向す
るヨーク板３の回転軌跡上の一部に切欠穴２０を設けた
ことを特徴としている。 【効果】 回転軸が軸受とのクリアランスをなくすこと
ができるため、ラジアル方向の振れを抑制することが可
能となる。また、構成が簡易な構成のため、従来のよう
な格別な加工や部品の追加及び接着等が必要なく、コス
トを低減できると共に、モータを小型化することが可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスクを回転駆動す
るディスク用スピンドルモータに関し、特にディスクを
装着するためのハブ台の振れを抑制する抑制手段に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来のディスク用スピンドルモー
タを示すものであって、駆動コイル１を突極に巻回した
ステータコア２の内周部分は、ホルダー８の中央円筒部
の外周に嵌着すると共に、鍔部８ａの上面に載置された
状態で支持されている。ハウジング８の鍔部８ａの下面
には、鉄板等の磁性体からなるヨーク板３が配設され、
このヨーク板３は鍔部８ａの透孔８ｂを介してねじ９に
よってステータコア２にねじ止め固定されている。

【０００３】また、ハウジング８の中央円筒部の中心孔
には図示下方に含油メタル軸受１０が嵌着され、上方に
はボールベアリング１１の外輪が圧入されている。これ
ら軸受は軸方向に並設されており、回転軸１２が両者の
協働により回転自在に支持されている。上記回転軸１２
の上端には図示しないフロッピーディスクを載置して回
転駆動するハブ台１３が嵌着され、このハブ台１３に略
皿状に形成したロータケース５が取り付けられている。
ロータケース５の外周側内面には径方向に多極着磁され
たロータマグネット４が接着等により保持されている。
そして、ロータマグネット４の内周面は、上記ステータ
コア２の外周面に所定間隔をもって対向させ、さらに、
ロータマグネット４の下方の端面、上記ヨーク板３に対
向させている。

【０００４】ところが、通常の状態において、図５に示
すようにメタル軸受１０の内径ｄ1及びボールベアリン
グ１１の内輪の内径ｄ2 は、直径ｄ0 を有する回転軸１
２の嵌挿を許容するように、やや大きく設定されてい
る。このため、回転軸１２を両軸受に支持した状態で
は、ラジアル方向のクリアランス（遊び）が生じる。こ
のクリアランスのために、当該スピンドルモータを駆動
してロータケース５を回転状態とした時に、回転軸１２
はラジアル方向の芯振れを起こし、ロータケース５に取
り付けたハブ台１３は上下方向の面振れを起こしてしま
う。

【０００５】このような振れ現象が生じた状態で図示し
ないフロッピーディスク等を回転駆動した場合には、高
密度記録ができなくなることは基より、エラーを招来す
る原因となる。従って、上記芯振れ及び面振れを抑制す
ることが必要となり、このため、上記両軸受１０，１１
と回転軸１２とのラジアル方向のクリアランスを規制す
る手段が、種々提案され実用に供されていた。

【０００６】第１の手段は、上記両軸受１０，１１と回
転軸１２の両者の精度を高めることである。つまり、メ
タル軸受１０の内径ｄ1 及びボールベアリング１１の内
輪の内径ｄ2 と、回転軸１２の直径ｄ0 を限りなく近づ
けるように両者の精度を高める。この結果、ラジアル方
向のクリアランスが小さくなって、振れが抑制されるこ
とになる。しかし、以上のように高精度の加工を施すに
は、部品加工能力として限界があり、また、各部品に高
精度の加工を行うことにより必然的にコストが崇高にな
る実用上の問題点を有する。

【０００７】さらに、例え両者が高精度であったとして
も、回転軸１２の直径ｄ0 に対し、メタル軸受１０の内
径ｄ1 及びボールベアリング１１の内輪の内径ｄ2 が適
正なクリアランス小さ過ぎる場合、或いは、図６のよう
に、両軸受の中心が一致せずにギャップｇを有する場合
には、組立て過程でこじれが生じることにより、スムー
スな組立てが行えないことがある。このように、こじれ
が生じた状態で回転軸１２を嵌挿すると、ボールベアリ
ング１１に無理な力が働いてボ−ル及びボ−ル転動面を
損傷させることになり、ノイズ不良の原因となる。ま
た、メタル軸受１０の場合にも同様に軸受表面に傷を付
けてしまい、軸受磨耗等の不良現象が生ずることにな
る。

【０００８】第２の手段は、ボールベアリング１１の内
輪と回転軸１２とを接着固定することである。つまり、
回転軸１２の直径ｄ0 とボールベアリング１１の内輪の
内径ｄ2 との間が接着剤によって固定されるために、ク
リアランスが無くなることになる。しかし、メタル軸受
１０の内径ｄ1 と回転軸１２の直径ｄ0 の間にクリアラ
ンスを有しているために、振れは減少するものの抑制さ
れるまでには至らない問題がある。

【０００９】また、ボールベアリング１１の内輪と回転
軸１２とを接着する際に、接着剤がボールベアリング１
１の内部に入り込む場合があり、接着剤の管理を極めて
慎重にする必要がある。さらに、修正を要する場合に
は、回転軸１２を外す必要が生ずるが、ボールベアリン
グ１１の内輪と回転軸１２が接着されていると、外すこ
とが極めて困難であり、例え外す場合でも周囲の部品を
破壊する必要がある等、複雑な工程が必要になってしま
う。

【００１０】図７は上下一対のボールベアリング１１，
１４によって回転軸１２を支持したものであるが、この
場合であっても、クリアランス解消のために内輪と回転
軸１２とを接着するが、接着剤がボールベアリング１１
の内部に入り込む問題や、実質的には回転軸１２を外す
ことが困難となる等々の問題点は前述した手段の場合と
同様である。また、図８に示すような軸受として１個の
メタル軸受１５によって回転軸１２を支持する場合に
は、第１の例と同様に、メタル軸受１５の内径ｄ1 と回
転軸１２の直径ｄ0 の間にクリアランスを有しているた
めに、振れは抑制されることはない。

【００１１】第３の手段は、図９に示すように、ステー
タコア２の突極２ａの一部を欠除させ、ステータコア２
の外周面に所定間隔をもって対向させたロータマグネッ
ト４の磁気的な吸引バランスを崩すことによって回転軸
１２を一方向へ偏寄させることである。つまり、ステー
タコア２の中心線Ｏを境に、図示左側の突極２の内３個
が欠除している。このため、ステータコア２の外周面に
対向させたロータマグネット４は、突極２が欠除した図
示左側に対しては磁気的吸引力が弱められることから、
矢示の方向に偏寄することになる。回転軸１２は上記ロ
ータマグネット４と一体関係にあるので同時に左方側に
偏寄し、ボールベアリング１１及びメタル軸受１０の一
方に押圧状態で回転支持されることになる。従って、こ
の部分でのクリアランスは解消されるために、振れは比
較的減少する。

【００１２】しかし、ステータコア２の突極２ａの一部
を欠除させると、ロータマグネット４との磁気的な吸引
バランスが崩れることから、コギングが大きくなる等、
回転時の振動や不等速回転成分が大きくなるために、実
用上問題が生じてしまう。

【００１３】第４の手段は、図１０に示すように、ステ
ータコア２の一部の突極２ａ間に磁気的吸引用のマグネ
ット１６を配設し、このマグネット１６によって前記ロ
ータケース５を吸引させて、図１１のように、ロータケ
ース５の回転を強制的に傾斜させることである。つま
り、吸引用のマグネット１６はステータコア２の左端側
に配設してロータケース５に対向させていることから、
ロータケース５は常時マグネット１６に吸引される。こ
の結果、回転軸１２は図１１に誇張して示しているが、
メタル軸受１０の内径ｄ1 及びボールベアリング１１の
内輪の内径ｄ2 とのクリアランス分だけ傾斜することに
なり、両者のクリアランスがなくなることから、前述し
た振れを抑制することが可能となる。

【００１４】ところが、この手段にあっては、吸引用の
マグネット１６を別個に配設する必要があり、その取り
付け作業を含めコストが崇高になる問題点を有する。ま
た、マグネット１６の磁力が強すぎる場合には、ロータ
マグネット４を回転付勢するステータに対して磁気的影
響を及ぼし、回転性能を阻害する原因となる可能性があ
る。さらに、マグネット１６を配設するスペースが必要
になることから、小型のモータには実装ができない。

【００１５】

【考案が解決しようとする課題】上記従来のディスク用
スピンドルモータは、軸受と回転軸とのラジアル方向の
クリアランスによる振れの発生を抑制するために、第１
乃至第４の手段を適宜選択した対策を講じていた。とこ
ろが、第１の手段にあっては、軸受と回転軸の両者の精
度を高めるために、部品加工能力を必要としたり、コス
トアップになる問題点がある。第２の手段では、軸受と
回転軸とを接着固定することから、接着剤による悪影響
がでたり、後の分解が実質的に不可能になる問題点があ
った。第３の手段においては、ステータコアの突極の一
部を欠除させることから、コギング等の振動や不等速回
転成分が大きくなる問題点がある。さらに、第４手段で
は、磁気的吸引用のマグネットを配設するためにコスト
アップになったり、他に磁気的影響を与える等、いずれ
の手段においても種々の問題点を有していた。

【００１６】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、格別な加工や部品の追加及び接着
等が必要なく、簡易な構成によって効果的にハブ台の芯
振れ及び面振れを抑制することのできるディスク用スピ
ンドルモータを提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転軸を回転
自在に支持する軸受と、この軸受を保持するホルダーを
配設したヨーク板と、上記ホルダーに支持されたステー
タコアと、上記回転軸に固着されて中心側にディスクを
装着するためのハブ台を配設したロータケースと、この
ロータケースに保持され上記ステータコアに内周面を対
向すると共に上記ヨーク板に端面を対向させたロータマ
グネットとを具備し、上記ロータマグネットの端面が対
向する上記ヨーク板の回転軌跡上の一部に切欠穴を設け
たことを特徴としている。

【００１８】

【作用】ロータマグネットの端面が対向するヨーク板の
回転軌跡上の一部に切欠穴を設けると、ヨーク板に磁気
的に吸引されているロータマグネットの吸引力が非対称
になるため、結果的に回転軸は軸受とのクリアランス分
だけ傾斜して両者のクリアランスがなくなる。このた
め、回転軸は遊びのない状態で回転するので、ラジアル
方向の振れを抑制することが可能となる。また、ヨーク
板の回転軌跡上の一部に切欠穴を設けるだけの簡易な構
成であり、従来のような格別な加工や部品の追加及び接
着等が必要なく、コストを低減できると共に、モータを
小型化することが可能となる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明にかかるディスク用スピンドル
モータの実施例について図面を参照しながら説明する。
尚、図４と同符号は同一部品を示し、その詳細な説明は
省略する。

【００２０】図１乃至図３は、本発明の実施例を示すも
のであり、本発明は、ロータマグネット４の端面が対向
するヨーク板３の回転軌跡上の一部に切欠穴２０を設け
たことを特徴としている。即ち、径方向に多極着磁され
たロータマグネット４は、ロータケース５の内周面に接
着等により保持されていて、このロータマグネット４の
内周面は、ステータコア２の外周面に所定間隔をもって
対向させると共に、ロータマグネット４の下方の端面は
上記ヨーク板３に所定間隔をもって対向させている。そ
して、ロータマグネット４はステータコア２に磁気的に
吸引されると共に、ヨーク板３に対しても磁気的な吸引
作用が及ぶようになっている。

【００２１】一方、ロータマグネット４の端面が対向す
るヨーク板３の回転軌跡上の一部には、図２に示すよう
に長孔状の切欠穴２０が設けられている。そして、切欠
穴２０の部分は、磁性体が存在しないことから磁気抵抗
が大きくなるために、磁気的吸引力は減少することにな
る。この結果、図３に示すように、切欠穴２０が設けら
れた図示左側よりも、ヨーク板３が対向する図示右側の
方が磁気的吸引力は強くなる。

【００２２】この結果、ロータケース５の回転が強制的
に傾斜させられることから、回転軸１２は前述の図１１
に示すように、メタル軸受１０の内径ｄ1 及びボールベ
アリング１１の内輪の内径ｄ2 とのクリアランス分だけ
傾斜する。従って、両者のクリアランスがなくなること
から、前述した振れを抑制することが可能となる。

【００２３】以上の切欠穴２０は、ヨーク板３の打ち抜
き加工時に同時に穿設することができるため、製造工程
の変更はしなくてもよい。また、切欠穴２０は格別な寸
法精度で無くても良く、製造コストは従来と大差がな
い。また、切欠穴２０の円周上の寸法を変えることによ
って、磁気的吸引力を適宜に設定できる。さらに、切欠
穴２０を設けるだけであり、モータの薄型化にも対応す
ることが可能となる。逆に、軸方向寸法に若干の余裕が
あり、かつ、切欠穴２０からロータマグネット４の磁束
をヨーク板３から漏洩したくない場合には、切欠穴２０
を上記実施例のような透孔式ではなく、有底の凹陥状に
形成してもよく、この場合であっても磁気抵抗が増加す
るために、左右の磁気的吸引力を非対称にすることがで
き、上記の例と同様の効果が得られる。

【００２４】尚、上述の実施例は一例を示すもので、軸
受としては、メタル軸受とボールベアリングの組み合わ
せ以外に、図７に示したように上下一対のボールベアリ
ングによって回転軸１２を支持しても良く、また、図８
に示したように１個のメタル軸受１５によって回転軸１
２を支持しても良く、本発明を逸脱しない範囲で種々変
更可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のディスク用スピンドルモータは、ロータマグネットの
端面が対向するヨーク板の回転軌跡上の一部に切欠穴を
設けているので、ヨーク板に磁気的に吸引されているロ
ータマグネットの吸引力を非対称となるため、結果的に
回転軸は軸受とのクリアランス分だけ傾斜するので、両
者のクリアランスをなくすことができる。従って、回転
軸を遊びのない状態で回転させるので、ラジアル方向の
振れを抑制することが可能となる。また、ヨーク板の回
転軌跡上の一部に切欠穴を設けるだけの簡易な構成のた
め、従来のような格別な加工や部品の追加及び接着等が
必要なく、コストを低減できると共に、モータを小型化
することが可能となる。

【００２６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるディスク用スピンドルモータの
実施例を示す断面図である。

【図２】同スピンドルモータの一部を示す平面図であ
る。

【図３】同スピンドルモータの全体を示す断面図であ
る。

【図４】従来のディスク用スピンドルモータの実施例を
示す断面図である。

【図５】同スピンドルモータの軸受部分を示す断面図で
ある。

【図６】同軸受部分の異常状態を示す断面図である。

【図７】同スピンドルモータの軸受部分の他の例を示す
断面図である。

【図８】同スピンドルモータの軸受部分のさらに他の例
を示す断面図である。

【図９】同スピンドルモータのステータコアの一例を示
す断面図である。

【図10】同スピンドルモータのステータコアの他の一例
を示す断面図である。

【図11】スピンドルモータの軸受部分の遊びを抑制した
状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 駆動コイル ２ ステータコア ３ ヨーク板 ４ ロータマグネット ５ ロータケース ８ ホルダー １０ メタル軸受 １１ ボールベアリング １２ 回転軸 １３ ハブ台 ２０ 切欠部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を回転自在に支持する軸受と、こ
   の軸受を保持するホルダーを配設したヨーク板と、上記
   ホルダーに支持されたステータコアと、上記回転軸に固
   着されて中心側にディスクを装着するためのハブ台を配
   設したロータケースと、このロータケースに保持され上
   記ステータコアに内周面を対向すると共に上記ヨーク板
   に端面を対向させたロータマグネットとを具備し、上記
   ロータマグネットの端面が対向する上記ヨーク板の回転
   軌跡上の一部に切欠穴を設けたことを特徴とするディス
   ク用スピンドルモータ。