JPH0724936Y2 - スピンドルモータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はディスク用のスピンドルモータに関する。

〔従来の技術〕

従来のインハブ型の軸固定スピンドルモータに於て、ア
ルミニウム等のハブの内部に鉄鋼製の円筒状バックヨー
クが軸心方向全長のわたって固着された構造であった。

〔考案が解決しようとする課題〕 従来の上記スピンドルモータでは、使用時に温度の変化
があると、ハブとバックヨークとの熱膨張差に伴ってバ
イメタルの如き挙動を示し、軸部中心に対し半径方向の
歪を生じ、磁気ヘッドによる磁気ディスクの読取り誤動
作−いわゆるオフトラック−を生じることがあった。ま
た、固定軸の軸心方向の温度変化に伴う伸縮量と、ハブ
とバックヨークとからなるロータ部分の軸心方向伸縮量
とが、相違して、軸受に無理な力が作用したり、逆に軸
受のボールにがたつきを生ずる等の問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、磁気ディスクを搭載するハブの内部に円筒状
バックヨーク及び永久マグネットを設けると共に、固定
軸に設けたステータコアを該ハブが包囲するインハブ型
のスピンドルモータに於て、該ハブに非鉄金属製とする
と共に、一端に磁気ディスクを受止める外鍔部を、他端
に第１軸受を嵌着する内鍔部を、夫々備えた帽子型に形
成し、該ハブの他端の内鍔部を、上記第１軸受を介して
鋼鉄製の上記固定軸の一端に枢着し、かつ、鋼鉄製のバ
ックヨークの外周面内端部のみを、上記ハブの内周面の
上記内鍔部寄りに嵌合固着させると共に、該バックヨー
クの高さの70％〜90％と上記ハブの内周面との間に、微
小空隙部、又は、該微小空隙部に弾性材が充填されてな
る相互自由伸縮部を形成し、さらに、該バックヨークの
内周面外端部に上記内鍔部と略同形状の非鉄金属の補助
リングを介装して、又は直接に、第２軸受を嵌着し、該
第２軸受を介して、上記ハブの上記一端を鋼鉄製の上記
固定軸の他端に枢着した。

〔作用〕

熱膨張率の異なるハブとバックヨークとは、温度変化に
より各々がその熱膨張率に従い伸縮する。従って、ハブ
とバックヨーク間に設けられた微小空隙部、または、こ
れに弾性材が充填された相互自由伸縮部において、両者
は自由に伸縮しえる。

そして、両者は軸心方向寸法で、バックヨークの高さの
10％〜30％のみが嵌合固着されているのみである。この
ため両者の熱膨張差に伴ない、歪をもたらす応力は、ハ
ブ全体に対しては極めて僅かとなる。

即ち、この歪に対応して、前記応力により作用するハブ
への歪は、それ自体が微小である。また、これに加え、
この歪自体は、更に、軸心方向に設けられた前記微小空
隙部または相互自由伸縮部における歪としてならされ
る。この結果、ハブ全体に作用する歪は実質上生じな
い。このためオフトラック現象の防止がはかれる。ま
た、固定軸における第１・第２軸受間は、鋼鉄製である
固定軸自体の熱膨張率に従い、温度変化により伸縮す
る。一方これに対しては、ハブ側の軸心方向における前
記第１・第２軸受間の対応部は、補助リングを介装しな
い場合には、内鍔部の僅かな一部分を除いて大部分が鋼
鉄製のバックヨークにより構成される。このためハブ側
も、固定軸側と同様に、実質上鋼鉄の熱膨張率に従い伸
縮する。また、前記第１・第２軸受間の対応部は、補助
リングが介装される場合には、内鍔部の僅かな一部分及
び補助リングの僅かな一部分を除き、この場合も、前記
と同様に大部分が鋼鉄製のバックヨークにより構成さ
れ、従って実質上鋼鉄の熱膨張率に従い伸縮する。

これにより、固定軸側とハブ側とは、その軸心方向にお
いて、実質上、温度変化による熱膨張差を生じず、軸心
方向へ作用する応力が実質上発生しない。

そして、前記補助リングは、内鍔部と略同形状をなして
いる。このため温度変化による伸縮が固定軸とハブとの
軸心方向へ熱膨張差として与える影響は、さらに低減さ
れる。

こうして、固定軸とハブとは、軸心方向へ応力が発生せ
ず、従ってハブの歪によるオフトラック現象も発生しな
い。また、第１・第２軸受へのダメージも回避されると
共に、軸受のガタツキ等も防止される。

〔実施例〕

実施例について図面を参照して説明すると、第１図は左
右半分が各々別の実施例を示す図であり、まず、左半分
と右半分に共通する構成から説明して後に、各々の特徴
点に言及する。

１はハブであり、図示省略の複数枚の磁気ディスクを搭
載可能である。このハブ１の内部に円筒状バックヨーク
２及び永久マグネット３が設けられている。４は固定軸
であり、ブラケット５に立設され、また、該固定軸４に
ステータコア６が固着され、該ステータコア６の外周面
と所定空隙をもって上記永久マグネット３の内周面が対
応する。永久マグネット３は円筒状バックヨーク２の内
周面に嵌合され固着されている。このように、固定軸４
に設けたステータコア６をハブ１が包囲したインハブ型
のスピンドルモータが第１図に示されている。

しかして、ハブ１はアルミニウム等の非鉄金属製であ
り、一端７に磁気ディスクを受止める外鍔部８を、他端
９にボールベアリング等の鋼鉄製の第１軸受10を嵌着す
る内鍔部11を、夫々備えた帽子型である。

このハブ１の他端９側の上記内鍔部11を、第１軸受10を
介して固定軸４の一端12に回転自在に枢着する。この固
定軸４はステンレス鋼等の鋼鉄製である。

そして、円筒状のバックヨーク２は外周面13の内端部13
aのみを、ハブ１の内周面14の内鍔部11寄りに嵌合して
接着剤等で固着する。

Ｈはバックヨーク２の高さを示す。ｈはバックヨーク２
の外周面内端部13aが、ハブ１の内周面14に嵌合固着さ
れた嵌合部15の軸心方向寸法を示し、次のような関係式
が成立するようにこの寸法ｈを設定する。

0.1・Ｈ≦ｈ≦0.3・Ｈ… そして、上記嵌合部15を除く残部（Ｈ−ｈ）の範囲にわ
たって、ハブ１の内周面14を僅かに大径の逃げ部16を形
成して、嵌着したバックヨーク２の外周面13との間に、
微小空隙部17を形成する（第１図の右半分に示す実施例
参照）。従って、本考案のスピンドルモータによれば、
熱膨張率の異なるハブ１とバックヨーク２とは、温度変
化により各々がその熱膨張率に従い伸縮すると共に、微
小空隙部17において両者は自由に伸縮することができ
る。ハブ１とバックヨーク２とが固定される、すなわち
抑束される嵌合部15は、バックヨーク２の1Hの高さに対
して、0.1H〜0.3Hと、その比率が小さい。

このため、ハブ１とバックヨーク２の熱膨張差に伴な
い、歪をもたらす応力は極めて小さく、言い換えればハ
ブ１全体に対して生じる歪は極めて僅かとなる。

即ち、この応力により作用するハブ１への歪は、それ自
体が微小である。またこれに加え、この歪自体は、更
に、微小空隙部17の軸心方向における、（嵌合部15に対
して）充分に長い距離（即ち0.7H〜0.9H）によりならさ
れる。この結果ハブ１全体に作用する歪は実質上生じな
い。このため磁気ディスク装置における前述のオフトラ
ック現象の発生原因の一つとして、ハブ１の軸心方向へ
の歪あるいは傾倒により、ハブ１に嵌着されたディスク
とヘッドとがエラーを起すといった事故が未然に防止で
きる。

従って、ハブ１とバックヨーク２との嵌合部15における
軸心方向寸法は小さければ小さい程、上記歪による影響
が低減される一方、固定されるハブ１及びバックヨーク
２の保持・固定強度を最低限確保する必要をふまえて、
上記関係式の範囲内において設定することが望まし
い。この場合、嵌合部15における単位面積当りの嵌合強
度あるいは接着剤の接着強度等により任意に選択するこ
とができる。

しかして、第１図の左半分に示す実施例の如く、微小空
隙部17に弾性材を充填して相互自由伸縮部18を形成する
も好ましい。ここで、弾性材とは、弾性のあるゴム又は
軟質プラスチックをいう。これによって除振・防振の効
果が得られる（第１図の左半分に示す他の実施例参
照）。このように、微小空隙部17又は自由伸縮部18の軸
心方向寸法は、0.7H〜0.9Hを占める。

しかして、19はアルミニウム等の非鉄金属製の補助リン
グであり、バックヨーク２の内周面20の外端部20aに接
着剤等で嵌合固着する。そして、鋼鉄製のボールベアリ
ング等の第２軸受21を、該補助リング19の内周面と、固
定軸４の外周面との間に介装する。即ち、ハブ１の一端
７を、バックヨーク２と補助リング19と第２軸受21を介
して回転自在に、固定軸４の他端22に枢着する。

なお、非鉄金属製の補助リング19に、図例の如く、切欠
部23,24を形成し、これにより、鋼鉄と熱膨張率が異な
る補助リング19を、第２軸受21とバックヨーク２との間
に介装したとしても、熱膨張差に伴う歪を生じさせない
ようにしている。

即ち、切欠部23は、軸心方向の図の下側へ開口し、補助
リング19を全周にわたり設けられている。このため補助
リング19は半径方向へ作用する応力を吸収することが容
易となる。

また、切欠部24は、半径方向の外向へ開口し、同様に補
助リング19を全周にわたり設けられると共に、この開口
はバックヨーク２の内周面20に固定される。この場合
は、補助リング19は軸心方向へ作用する応力を吸収する
ことが容易となる。

しかして、第１図に星印によって固定軸にＡ点とＢ点を
示し、またハブ１側にはａ位置とｂ位置を示すように、
AB間は固定軸４自身の材質である鋼鉄の熱膨張率そのも
のであるのに対し、ハブ１側のab間は、（内鍔部11の僅
かな一部分及び補助リング19の僅かな一部分を除い
て、）大部分が同様の熱膨張率の鋼鉄製の部品である。
従って、モータ使用時に温度の変化が生じたとしても、
固定軸４側とハブ１側とは実質上同じ熱膨張率に従い伸
縮する。このため固定軸４とハブ１には熱膨張差が生じ
ず、AB間の寸法とab間の寸法とは略等しいこととなる。

このため、固定軸４及びハブ１の軸心方向へ作用する応
力が発生せず、従って固定軸４に対してハブ１が傾倒す
ることもないから、前述のオフトラック等の事故が防止
できる。

また、軸受10,21に対しては、前記応力が作用しないの
で、軸受10,21へのダメージを与えたり、予圧が抜けて
ガタツキや振動を起すこともない。このため軸受10,21
の耐久性の向上が図れると共に、高い回転精度が維持で
きる。また、第１図の実施例では、補助リング19の形状
と大きさが、内鍔部11と略等しいため、軸受10,21の径
方向の熱歪みも略等しくなる。このため温度変化による
伸縮が固定軸４とハブ１との軸心方向へ、熱膨張差とし
て与える影響は、さらに低減されるため好ましい。

さらに前述の切欠部23,24を有する補助リング19の使用
により、熱膨張差により歪の低減がはかれる。

なお、図示の実施例以外に設計変更自由であって、例え
ば補助リング19を省略して、第２軸受21の外径の大きい
ものを使用して、第２軸受21の外輪を直接的にバックヨ
ーク２の内周面外端部20aに嵌着することも可能であ
る。このようにすれば、第２軸受21とバックヨーク２と
は鋼鉄製であるので、これらの熱膨張差がなく、歪が生
じない。

〔考案の効果〕

本考案のスピンドルモータは、上述の構成を有している
ので、スピンドルモータ自体あるいは周囲の温度変化に
よっても、磁気ディスクを搭載するハブに歪や、傾倒等
が発生しない。このためオフトラック現象が未然に防止
できる。そして、ハブを回転支持する軸受に対して、ダ
メージや軸受ガタツキ、振動が防止されるため、耐久性
と高い回転精度が維持できる。

このように本考案によれば、安定性と信頼性の高いスピ
ンドルモータが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の２つの実施例を合わせて示す断面図で
ある。 １…ハブ、２…バックヨーク、３…マグネット、４…固
定軸、６…ステータコア、７…一端、８…外鍔部、９…
他端、10…第１軸受、11…内鍔部、12…一端、13a…内
端部、14…内周面、17…微小空隙部、18…相互自由伸縮
部、19…補助リング、20a…外端部、21…第２軸受、22
…他端、Ｈ…バックヨークの高さ、ｈ…嵌合部の軸心方
向寸法。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気ディスクを搭載するハブ１の内部に円
   筒状バックヨーク２及び永久マグネット３を設けると共
   に、固定軸４に設けたステータコア６を該ハブ１が包囲
   するインハブ型のスピンドルモータに於て、 該ハブ１を非鉄金属製とすると共に、一端７に磁気ディ
   スクを受止める外鍔部８を、他端９に第１軸受10を嵌着
   する内鍔部11を、夫々備えた帽子型に形成し、 該ハブ１の他端９の内鍔部11を、上記第１軸受10を介し
   て鋼鉄製の上記固定軸４の一端12に枢着し、 かつ、鋼鉄製のバックヨーク２の外周面内端部13aのみ
   を、上記ハブ１の内周面14の上記内鍔部11寄りに嵌合固
   着させると共に、該バックヨーク２の高さＨの70％〜90
   ％と上記ハブ１の内周面14との間に、微小空隙部17、又
   は、該微小空隙部17に弾性材が充填されてなる相互自由
   伸縮部18を形成し、 さらに、該バックヨーク２の内周面外端部20aに上記内
   鍔部11と略同形状の非鉄金属の補助リング19を介装し
   て、又は直接に、第２軸受21を嵌着し、該第２軸受21を
   介して、上記ハブ１の上記一端７を鋼鉄製の上記固定軸
   ４の他端22に枢着したことを、 特徴とするスピンドルモータ。