JPH08228465A

JPH08228465A - スピンドルモータ

Info

Publication number: JPH08228465A
Application number: JP32661695A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kinoshita; 伸治木下; Mitsuru Ide; 充井出
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1994-11-22
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 1996-09-03

Abstract

(57)【要約】【課題】押さえ治具を必要とせずに生産性を高めるこ
と。また、回転ムラや回転ロスを少なくする。【解決手段】このスピンドルモータは、フレーム１２
と、コイル４を巻装してフレーム１２に固定されたステ
ータコア３と、このステータコア３に対向する駆動マグ
ネットを有して回転するハブとを備えている。そして、
フレーム１２は、第１の固定部２１と第２の固定部２２
とからなるコア固定部２０を有し、第１の固定部２１
は、周面に形成された大径部２１ｂと小径部２１ａとを
有し、大径部２１ｂにステータコア３が軽圧入されると
共に、小径部２１ａとステータコア３の内周面との間隙
Ｐに接着剤２４が充填され、第２の固定部２２は、軸方
向に対して水平な端面からなり、ステータコア３の一端
面に当接してステータコア３を保持している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はハードディスクドラ
イブ装置などに使用するスピンドルモータの構造に関す
るものである。更に詳述すると、フレームとステータコ
アとの固定構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のスピンドルモータとして、例え
ば、米国特許第５，４０７，６７７号があり、その構造
を図４に示す。図４において、フレーム１はハードディ
スクドライブ装置に取り付けられる部分を有する固定支
持部で、その中央には固定軸６が立設されている。固定
軸６には各々内輪を嵌着したボールベアリング１３，１
４が適宜の間隔をおいて配設されている。また、フレー
ム１には放射状に突出した複数の突極を有するステータ
コア３が固設されている。このステータコア３の表面に
は絶縁性の樹脂が塗布されていて、上記突極にはそれぞ
れコイル４が巻回されている。一方、ボールベアリング
１３，１４の外輪は円筒状のハブ１５の内孔に嵌合固定
されている。したがって、ハブ１５はボールベアリング
１３，１４によって、固定軸６に対して回転自在に支持
されている。ハブ１５は、ハードディスク等のディスク
を載置する鍔部を下端側の外周部に有し、この鍔部の下
端面には円筒状のヨーク１６が固着されている。ヨーク
１６の内周面にはリング状の駆動マグネット１７が装着
され、この駆動マグネット１７が上記ステータコア３の
突極と適宜の間隔をおいて対向している。そして、コイ
ル４に電流を流すと、ステータコア３と駆動マグネット
１７との電磁作用によりハブ１５およびディスクが回転
する。

【０００３】図４に示すスピンドルモータにおいて、ス
テータコア３をフレーム１に固定する手順について、図
５をもって説明する。図５（Ａ）に示すように、コイル
４が巻回されたステータコア３には中央孔３ａが形成さ
れている。そして、この中央孔３ａに軸６を挿通しその
後、矢示方向にステータコア３を移動させ、フレーム１
に形成された段部７にステータコア３の下端面を当接さ
せる。このとき、図５（Ｂ）のように、ステータコア３
の中央孔３ａの内周面とフレーム１の外周面１０との間
には約０．１mm程度の隙間ｓが形成される。すなわち、
ステータコア３は、フレーム１に対して挿入されてはい
るが、この段階ではステータコア３はフレーム１に固定
されてはいない。

【０００４】そして、ステータコア３をフレーム１に固
定する場合、図５（Ｃ）に示すように、押さえ治具９に
よってコイル４の上部を押さえつけて、ステータコア３
を軸に対して水平に保持する。すなわち、径方向におい
て、ステータコア３と、このステータコア３と対向する
駆動マグネット１７とが同心となるように、かつ、軸方
向において、ステータコア３の軸方向の中心と駆動マグ
ネット１７との中心とが一致するように、押さえ治具９
を用いてステータコア３は保持されている。

【０００５】このようにステータコア３を保持した状態
で、フレーム１とステータコア３との隙間ｓ部分および
その近傍に紫外線硬化型の接着剤８を充填する。この接
着剤８を充填した後、図示しない紫外線照射器から紫外
線を照射して接着剤８を硬化させて、フレーム１とステ
ータコア３とを完全に固定している。なお、当然のこと
ながら、接着剤８が硬化するまでの間は、押さえ治具９
によりコイル４の上部は押さえつけられている。

【０００６】なお、ステータコア３を挿入する前に、予
めフレーム１の外周面１０に上記接着剤８が塗布される
場合もある。また、特開平１−２９５６５３号には、ス
テータコア３をフレーム１に圧入して固定する方法が開
示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、フレ
ーム１とステータコア３との間に隙間ｓを形成し、この
隙間ｓに紫外線硬化型の接着剤８を塗布してステータコ
ア３をフレーム１に固定する方法では、紫外線硬化型の
接着剤８が硬化し終えるまで押さえ治具９を保持してお
かなければならないので、製造工程が複雑になってしま
うばかりでなく、押さえ治具９の数量によって生産能力
が制限されてしまい、生産性が悪くなっている。

【０００８】また、隙間ｓに充填された紫外線硬化型の
接着剤８が硬化し終えるまで押さえ治具９を保持してお
かなければならないので、フレーム１に立設された固定
軸６の中心とステータコア３の中心とを一致させるのが
困難であって、図６に示すように、それらの中心が互い
にずれてしまうことがある。その結果、ステータコア３
の突極と駆動マグネット１７との間隔が不均等になって
しまい、モータを回転駆動させた場合に、回転ムラや回
転ロスが生じている。

【０００９】さらに、特開平１−２９５６５３号のよう
に、ステータコア３をフレーム１に圧入する方法では、
フレーム１の塑性変形量が大きいために、フレーム１に
歪みが残った状態のままとなる。すなわち、フレーム１
が歪んでしまうために、これに取り付けられる部品の取
り付け精度が悪くなり、ひいてはモータの回転特性に悪
影響を及ぼすことになる。

【００１０】本発明は、以上のような従来技術の課題を
解消するためになされたもので、押さえ治具を必要とせ
ずに生産性を高めることのできるステータコア３とフレ
ーム１との固定構造を提供しようとするものである。ま
た、フレーム１および固定軸６の中心とステータコア３
との中心とを一致させ、回転ムラや回転ロスが少ないス
ピンドルモータを実現することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載のスピンドルモータでは、フレーム
と、コイルを巻装してフレームに固定されたステータコ
アと、このステータコアに対向する駆動マグネットを有
して回転するハブとを備え、フレームは、第１の固定部
と第２の固定部とからなるコア固定部を有し、第１の固
定部は、周面に形成された大径部と小径部とを有し、大
径部にステータコアが軽圧入されると共に、小径部とス
テータコアの内周面との間隙に接着剤が充填され、第２
の固定部は、軸方向に対して水平な端面からなり、ステ
ータコアの一端面に当接してステータコアを保持してい
る。

【００１２】また、請求項２記載の発明では、請求項１
記載のスピンドルモータにおいて、接着剤を、熱硬化性
接着剤としている。さらに、請求項３記載の発明では、
請求項１記載のスピンドルモータにおいて、接着剤を、
湿気硬化性接着剤としている。

【００１３】また、請求項４記載の発明では、請求項１
記載のスピンドルモータにおいて、大径部と前記小径部
との段差部を、第２の固定部側に傾斜させている。さら
に、請求項５記載の発明では、請求項１記載のスピンド
ルモータにおいて、大径部を、小径部から半径方向外側
に向かって全周にわたり突出させたものとしている。加
えて、請求項６記載の発明では、請求項１記載のスピン
ドルモータにおいて、大径部を、小径部から半径方向外
側に向かって複数箇所突出させたものとしている。さら
に、請求項７記載の発明では、請求項１記載のスピンド
ルモータにおいて、フレームがステータコアと対向する
部分に、接着剤が塗布される接着剤だまりを形成してい
る。

【００１４】また、請求項８記載のスピンドルモータに
おいて、フレームと、コイルを巻装するとともにフレー
ムに形成されたコア固定部に固定されるステータコア
と、このステータコアに対向する駆動マグネットを有し
て回転するハブと、ステータコアがコア固定部に軽圧入
されフレームに対し位置決めされる位置決め部と、コア
固定部とステータコアとの間に形成され接着剤が充填さ
れる間隙とを備え、ステータコアが位置決め部に軽圧入
されると共に、間隙に接着剤が充填され、ステータコア
が上記コア固定部に固定されている。

【００１５】さらに、請求項９記載の発明では、請求項
８記載のスピンドルモータにおいて、コア固定部とステ
ータコアとの間に形成され、接着剤が塗布される接着剤
だまりを有し、該接着剤だまりおよび間隙に前記接着剤
が充填されている。加えて、請求項１０記載の発明で
は、請求項８記載のスピンドルモータにおいて、接着剤
を、熱硬化性接着剤としている。さらに、請求項１１記
載の発明では、請求項８記載のスピンドルモータにおい
て、接着剤を、湿気硬化性接着剤としている。

【００１６】本発明のスピンドルモータでは、フレーム
にコア固定部が形成される。そして、このコア固定部に
ステータコアが軽圧入される。なお、フレームには、位
置決め部となる第１の固定部と第２の固定部が形成され
ており、この第１の固定部の大径部にステータコアが軽
圧入される。その後、コア固定部とステータコアとの間
に形成される間隙、具体的に言えば、第１の固定部の小
径部とステータコアの内周面との間の間隙に接着剤が充
填される。このようにして、フレームにステータコアが
固定されるため、従来必要とされていた押さえ治具が不
要となると共に、ステータコアの中心と、フレームおよ
び固定軸の中心とが確実に一致した形でスピンドルモー
タを組み立てることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図１から図３を参照して、
本発明の実施の形態を説明する。

【００１８】図１（Ａ）は、本発明のスピンドルモータ
の実施の形態の半断面図で、フレーム１２にステータコ
ア３が固定された状態を示す図である。図１（Ｂ）は、
図１（Ａ）の要部拡大図である。なお、本発明のスピン
ドルモータの部材で、図４から図６に示した従来のスピ
ンドルモータと同じ構成の部材の説明は省略する。

【００１９】図１において、フレーム１２は、アルミニ
ウム合金や亜鉛合金等によって形成されている。そし
て、このフレーム１２は、第１の固定部２１と第２の固
定部２２とを有するコア固定部２０を有している。な
お、第１の固定部２１と第２の固定部２２とで位置決め
部を構成している。

【００２０】第１の固定部２１は、周面に形成された小
径部２１ａと大径部２１ｂとを有しており、小径部２１
ａ及び大径部２１ｂの中心は、フレーム１２に立設され
た固定軸６の中心と一致している。そして、大径部２１
ｂの外径は、本実施の形態ではステータコア３の中央孔
３ａの内径よりも０．００２mm〜０．０１０mm程度大き
く形成されている。また、ステータコア３の軸方向の軽
圧入部分長は０．６mm〜０．７mmとなっている。さら
に、小径部２１ａと大径部２１ｂとの段差部２３は第２
の固定部２２側に傾斜したテーパー面となっている。

【００２１】一方、第２の固定部２２は、フレーム１２
に立設された固定軸６の起立方向に対して水平な端面と
なっている。また、フレーム１２がステータコア３と対
向する部分（図示上部）は、傾斜したテーパー面２６と
なっており、接着剤だまり２５が形成されている。この
接着剤だまり２５は、後述する接着剤２４が塗布し易い
ようになっており、また、塗布された余分な接着剤２４
が飛散しないようになっている。さらに、接着剤２４の
接着面積も広くなるので、接着強度も上がる。

【００２２】ステータコア３にはコイル４が巻装されて
いる。そして、このステータコア３がフレーム１２の第
１の固定部２１の大径部２１ｂに軽圧入されると共に、
ステータコア３の下端面の一部が第２の固定部２２に当
接することで、ステータコア３がフレーム１２に対し位
置決めされた状態となる。さらに、フレーム１２の小径
部２１ａとステータコア３の内周面との間に形成された
間隙ｐおよび接着剤だまり２５には接着剤２４が充填さ
れ、ステータコア３とフレーム１２とが強固に固定され
る。なお、接着剤２４は、特に限定されるわけではな
く、例えば、紫外線硬化型接着剤、熱硬化性接着剤もし
くは湿気硬化性接着剤を利用することができる。

【００２３】ここで、本発明のスピンドルモータにおけ
る、ステータコア３をフレーム１２に固定する工程を、
図２を参照しながら詳細に説明する。

【００２４】まず、フレーム１２の底面である圧入基準
面１２ａを受け台１８に載置する。なお、この圧入基準
面１２ａは、軸方向に対して垂直、すなわち水平に形成
されている。次に、図２（Ａ）に示すように、フレーム
１２の上方からステータコア３を下ろしてくると、ステ
ータコア３が段差部２３に当たる。このとき、ステータ
コア３はまだフレーム１２に固定されていない。

【００２５】次に、図２（Ｂ）に示すように、圧入基準
面１２ａに対して垂直に圧入治具１９を降下させて、ス
テータコア３をフレーム１２の大径部２１ｂに軽圧入す
る。なお、「軽圧入」とは、ステータコア３をフレーム
１２の大径部２１ｂに比較的小さな力で圧入することで
ある。換言すれば、ステータコア３をフレーム１２の大
径部２１ｂに圧入しても、大径部２１ｂの外周部が若干
変形するものの、フレーム１２の他の部分には変形が生
じない程度の力で圧入することをいう。ここで、大径部
２１ｂの外径は、ステータコア３の中央孔３ａの内径よ
りも若干大きくなっているが、フレーム１２の材質がス
テータコア３の材質よりも柔らかい材質のアルミニウム
合金等であるので、ステータコア３を軽圧入することに
よって大径部２１ｂの外周部のみが変形して、仮固定さ
れる。なお、段差部２３がテーパー状となっているた
め、軽圧入をスムーズに行うことができる。

【００２６】さらに、圧入治具１９を降下し続けると、
ステータコア３の端面の一部がフレーム１２の第２の固
定部２２に当接してフレーム１２に対し位置決めされた
状態で仮固定が完了する。すなわち、第２の固定部２２
は、圧入基準面１２ａと同様に、軸方向に対して水平に
形成されているので、ステータコア３も軸方向に対して
水平に固定される。また、大径部２１ｂの中心と固定軸
６の中心とが一致しているので、ステータコア３の中心
も固定軸６の中心と一致して固定されることになる。

【００２７】このように、ステータコア３が大径部２１
ｂに軽圧入されているため、上述のように、大径部２１
ｂの外周部は変形するが、その変形量はわずかであるた
め、この変形により歪みがフレーム１２の全体に残るこ
とはほとんどない。すなわち、軽圧入した場合には、フ
レーム１２が歪むこともないので、スピンドルモータの
回転特性に悪影響を及ぼすことはない。

【００２８】次に、軽圧入が完了し、ステータコア３が
フレーム１２に位置決めされて仮固定された段階では、
ステータコア３の内周面とフレーム１２の小径部２１ａ
の外周面との間に間隙ｐが形成されている。そこで、軽
圧入完了後、接着剤だまり２５に接着剤２４としての熱
硬化性接着剤が塗布され、間隙ｐに接着剤２４が充填さ
れる。

【００２９】このようにステータコア３は、軽圧入によ
ってフレーム１２に対して位置決めされて仮固定されて
いるので、ステータコア３が位置ずれや軸方向へ浮くこ
ともない。また、接着剤２４を注入する際に従来使われ
ていた押さえ治具は必要としない。なお、ステータコア
３を軽圧入する前に、予め小径部２１ａの外周面に接着
剤２４を塗布しておいて、接着固定してもよい。

【００３０】また、本実施の形態では、接着剤２４とし
て熱硬化性接着剤を用いたが、この熱硬化性接着剤を用
いることで、従来から行われているステータ組またはモ
ータ完成品での高温ベーキングによって完全に硬化させ
ることができる。この高温ベーキングは、接着剤２４の
完全硬化によるモータの剛性確保と接着剤２４のガス抜
きのために行うもので、ステータ組またはモータ完成品
を６０℃〜１２０℃程度の炉の中に数時間入れることで
ある。なお、熱硬化性接着剤を塗布することに代えて、
接着剤２４として湿気硬化性接着剤を充填してもよい。
湿気硬化性接着剤を充填した状態で、ステータ組を純水
等で洗浄すると、湿気によって湿気硬化性接着剤が完全
硬化し、フレーム１２とステータコア３との結合力が高
まる。

【００３１】上記のように、接着剤２４として熱硬化性
接着剤もしくは湿気硬化性接着剤を用いたことにより、
紫外線硬化型接着剤を硬化させるのに必要な紫外線照射
器などの硬化設備を製造工程からはずすことができる。
これによって経費の削減と工程の簡略化が可能となる。

【００３２】次に、ステータコア３とフレーム１２との
軽圧入部分の状態を横断面図として図３に示す。図３
（Ａ）は、フレーム１２の大径部２１ｂが小径部２１ａ
から半径方向外側に向かって全周にわたり突出して、ス
テータコア３がフレーム１２に仮固定された状態を示し
ている。

【００３３】図３（Ｂ）は、フレーム１２の大径部２１
ｂが小径部２１ａから半径方向外側に向かって複数箇所
（図では４ヵ所）突出して、ステータコア３がフレーム
１２に仮固定された状態を示している。フレーム１２の
大径部２１ｂを図３（Ｂ）のような形状にした場合、製
造工程がやや増えるものの、小径部２１ａの外周面とス
テータコア３の中央孔３ａの内周面との接着面積が増大
し、接着強度を増すことができる。

【００３４】図３（Ａ）と図３（Ｂ）のいずれの状態に
おいても、ステータコア３をフレーム１２の大径部２１
ｂに軽圧入して仮固定することで、ステータコア３の中
央孔３ａの中心とフレーム１２、すなわち固定軸６の中
心とが一致するので、従来例の構造にみられたようなス
テータコア３の突極と駆動マグネットとのギャップの不
均等は解消され、回転ムラや回転ロスの無い信頼性の高
いスピンドルモータを得ることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のスピンドル
モータでは、押さえ治具を使用する必要がなくなり、そ
のための経費が削減できる。また、押さえ治具の量の不
足による生産ペースの頭打ちがなくなる。さらに、コア
固定部に小径部と大径部とを形成すると共に、大径部等
のコア固定部にステータコアが軽圧入され、かつ、小径
部とステータコアの内周面との間隙に接着剤を充填した
ことにより、ステータコアの中心と、フレームおよび固
定軸の中心とが確実に一致し、回転ムラや回転ロスの無
い信頼性の高いスピンドルモータを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスピンドルモータの実施の形態におけ
るフレームとステータコアの結合状態を示す図で、
（Ａ）は半断面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大図であ
る。

【図２】図１のスピンドルモータのフレームとステータ
コアとを軽圧入する工程を説明するための図で、（Ａ）
は軽圧入する直前を示す図で、（Ｂ）は軽圧入した後の
状態を示す図である。

【図３】図１のスピンドルモータのフレームとステータ
コアとの軽圧入部分の状態を示す横断面図で、（Ａ）は
大径部が半径方向外側に向かって全周にわたり突出して
いる場合を示す図で、（Ｂ）は大径部が半径方向外側に
向かって複数箇所突出している場合を示す図である。

【図４】従来のスピンドルモータの断面図である。

【図５】従来のスピンドルモータにおけるフレームとス
テータコアとを結合する工程を説明する図である。

【図６】従来のスピンドルモータの横断面図である。

【符号の説明】

３ステータコア４コイル６固定軸１２フレーム２１第１の固定部２１ａ小径部２１ｂ大径部２２第２の固定部２３段差部２４接着剤２５接着剤だまり２６テーパー面ｐ間隙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フレームと、コイルを巻装して上記フレ
ームに固定されたステータコアと、このステータコアに
対向する駆動マグネットを有して回転するハブとを備
え、上記フレームは、第１の固定部と第２の固定部とか
らなるコア固定部を有し、上記第１の固定部は、周面に
形成された大径部と小径部とを有し、大径部に上記ステ
ータコアが軽圧入されると共に、小径部と上記ステータ
コアの内周面との間隙に接着剤が充填され、上記第２の
固定部は、軸方向に対して水平な端面からなり、上記ス
テータコアの一端面に当接してステータコアを保持して
いることを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項２】前記接着剤を、熱硬化性接着剤としたこ
とを特徴とする請求項１記載のスピンドルモータ。
【請求項３】前記接着剤を、湿気硬化性接着剤とした
ことを特徴とする請求項１記載のスピンドルモータ。
【請求項４】前記大径部と前記小径部との段差部を、
第２の固定部側に傾斜させ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。
【請求項５】前記大径部を、前記小径部から半径方向
外側に向かって全周にわたり突出させたものとしたこと
を特徴とする請求項１記載のスピンドルモータ。
【請求項６】前記大径部を、前記小径部から半径方向
外側に向かって複数箇所突出させたものとしたことを特
徴とする請求項１記載のスピンドルモータ。
【請求項７】前記フレームが前記ステータコアと対向
する部分に、接着剤が塗布される接着剤だまりを形成し
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。
【請求項８】フレームと、コイルを巻装するとともに
上記フレームに形成されたコア固定部に固定されるステ
ータコアと、このステータコアに対向する駆動マグネッ
トを有して回転するハブと、上記ステータコアが上記コ
ア固定部に軽圧入され上記フレームに対し位置決めされ
る位置決め部と、上記コア固定部と上記ステータコアと
の間に形成され接着剤が充填される間隙とを備え、上記
ステータコアが上記位置決め部に軽圧入されると共に、
上記間隙に上記接着剤が充填され、上記ステータコアが
上記コア固定部に固定されることを特徴とするスピンド
ルモータ。
【請求項９】前記コア固定部と前記ステータコアとの
間に形成され、前記接着剤が塗布される接着剤だまりを
有し、該接着剤だまりおよび前記間隙に前記接着剤が充
填されていることを特徴とする請求項８記載のスピンド
ルモータ。
【請求項１０】前記接着剤を、熱硬化性接着剤とした
ことを特徴とする請求項８記載のスピンドルモータ。
【請求項１１】前記接着剤を、湿気硬化性接着剤とし
たことを特徴とする請求項８記載のスピンドルモータ。