特許 6231536 スピンドルモータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6231536

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】スピンドルモータ

(51)【国際特許分類】

   G11B 33/12 20060101AFI20171106BHJP

   G11B 19/20 20060101ALI20171106BHJP

【ＦＩ】

   G11B33/12 313T

   G11B19/20 G

【請求項の数】6

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-226340(P2015-226340)

(22)【出願日】2015年11月19日

(65)【公開番号】特開2017-97929(P2017-97929A)

(43)【公開日】2017年6月1日

【審査請求日】2016年11月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】特許業務法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】中嶌 大吾

(72)【発明者】

【氏名】昭和 秀明

(72)【発明者】

【氏名】近藤 尚之

【審査官】 中野 和彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０８９１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５２０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０７６９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０９００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２８２８３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１１Ｂ ３３／１２

Ｇ１１Ｂ １９／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベースプレートと、
前記ベースプレートに固定されており、コイルが巻回されたステータコアと、
前記ステータコアに対向するロータマグネットを備えるロータ部材と、
前記ロータ部材に形成された貫通孔に挿通された軸部材と、
を備えるスピンドルモータにおいて、
前記軸部材の下部は、前記ベースプレートに形成された凹部に挿入され、
前記軸部材の下部の下端側には、前記凹部の内径よりも外径が小さい縮径部が形成されており、
前記軸部材の下部の前記縮径部よりも上側には、前記凹部の内径よりも外径が大きい圧入部が形成されており、
前記縮径部は、接着剤を介して前記凹部に固定されており、
前記圧入部は、しまりばめによって前記凹部に固定されており、
前記凹部の底面は、硬化した前記接着剤で覆われていることを特徴とするスピンドルモータ。

【請求項2】

前記軸部材の軸方向において、前記圧入部の長さは前記縮径部の長さよりも長い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】

前記縮径部は、前記軸部材の外径が下端側に向かって単調に縮径することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピンドルモータ。

【請求項4】

前記縮径部は、前記軸部材の外径が下端側に向かって段階的に縮径することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピンドルモータ。

【請求項5】

前記軸部材の下端面には、外周側に向かって伸びる溝部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。

【請求項6】

前記軸部材の内部には、前記軸部材の下端面から前記軸部材の軸方向に伸びる軸孔が形成されており、
前記軸部材において前記圧入部の上側には、前記軸孔と前記軸部材の外周とを連通する通気孔が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のスピンドルモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハードディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ハードディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータは、シャフト（軸部材）をベースプレートに固定する構造であり、ベースプレートに貫通孔を形成し、そこにシャフトを圧入するとともに接着していた。しかし、近年ハードディスクの記録密度を上げるために、空気よりも抵抗の少ない気体をハードディスク駆動装置内部に封入するようになり、そのガスが漏れないように密閉性を向上させる必要が出てきた。このため、例えば特許文献１では、ベースに凹部を形成し、シャフトの下部を凹部に圧入および接着する構造が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−８９１９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１のように、シャフトを凹部に嵌入し、嵌入部分の上側を接着部とし、下側を圧入部とする固定方法では、凹部の底面とベースプレートの底面との間が肉薄となる。そして、例えばベースプレートがアルミダイキャストからなる場合、成形中に上記肉薄部分に巣（鋳巣）ができ、そこから気体が漏れ出す可能性があるため、密閉性が不十分となるおそれがある。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ベースプレートの肉薄部分においても十分な密閉性が得られるスピンドルモータを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るスピンドルモータは、ベースプレートと、前記ベースプレートに固定されており、コイルが巻回されたステータコアと、前記ステータコアに対向するロータマグネットを備えるロータ部材と、前記ロータ部材に形成された貫通孔に挿通された軸部材と、を備えるスピンドルモータにおいて、前記軸部材の下部は、前記ベースプレートに形成された凹部に挿入され、前記軸部材の下部の下端側には、前記凹部の内径よりも外径が小さい縮径部が形成されており、前記軸部材の下部の前記縮径部よりも上側には、前記凹部の内径よりも外径が大きい圧入部が形成されており、前記縮径部は、接着剤を介して前記凹部に固定されており、前記圧入部は、しまりばめによって前記凹部に固定されており、前記凹部の底面は、硬化した前記接着剤で覆われていることを特徴とする。

【0007】

また、本発明に係るスピンドルモータは、上記発明において、前記軸部材の軸方向において、前記圧入部の長さは前記縮径部の長さよりも長いことを特徴とする。

【0008】

また、本発明に係るスピンドルモータは、上記発明において、前記縮径部は、前記軸部材の外径が下端側に向かって単調に縮径することを特徴とする。

【0009】

また、本発明に係るスピンドルモータは、上記発明において、前記縮径部は、前記軸部材の外径が下端側に向かって段階的に縮径することを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係るスピンドルモータは、上記発明において、前記軸部材の下端面には、外周側に向かって伸びる溝部が形成されていることを特徴とする。

【0011】

また、本発明に係るスピンドルモータは、上記発明において、前記軸部材の内部には、前記軸部材の下端面から前記軸部材の軸方向に伸びる軸孔が形成されており、前記軸部材において前記圧入部の上側には、前記軸孔と前記軸部材の外周とを連通する通気孔が形成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係るスピンドルモータによれば、凹部の底面が接着剤によって封止されているため、ベースプレートの肉薄部分における密閉性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るスピンドルモータを備えるハードディスク駆動装置の構成を示す斜視図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係るスピンドルモータの構成を示す断面図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態に係るスピンドルモータの構成の一部を拡大して示す断面図である。

【図4】図４は、本発明のその他の実施形態に係るスピンドルモータの構成の一部を拡大して示す断面図である。

【図5】図５は、本発明のその他の実施形態に係るスピンドルモータの構成の一部を拡大して示す断面図である。

【図6】図６は、本発明のその他の実施形態に係るスピンドルモータの軸部材の下端面の構成を示す平面図である。

【図7】図７は、本発明のその他の実施形態に係るスピンドルモータの構成の一部を拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の実施形態に係るスピンドルモータについて、図１〜図７を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、以下において、「上」、「下」等の用語は各図面内における方向を示すために用いられているだけであって、本実施形態に係るスピンドルモータの位置に制限を加えるものではない。

【0015】

本実施形態に係るスピンドルモータは、例えば図１に示すハードディスク駆動装置１に用いられるものである。このハードディスク駆動装置１は、同図に示すように、スピンドルモータ１０と、アクチュエータ２０と、磁気ヘッド３０と、プラッタ４０と、を備えている。

【0016】

スピンドルモータ１０は、プラッタ４０を保持しつつ回転させるものである。アクチュエータ２０は、磁気ヘッド３０を移動させるものである。磁気ヘッド３０は、プラッタ４０に記録されたデータの読み書きを行うものである。プラッタ４０は、データを記録するための磁気ディスクである。また、ハードディスク駆動装置１の内部には、空気よりも抵抗の少ない気体が封入されている。

【0017】

スピンドルモータ１０は、図２に示すように、ステータユニット１１と、軸ユニット１２と、ロータユニット１３と、を備えている。ステータユニット１１は、図２に示すように、ベースプレート１１１と、ベースプレート１１１に固定されたステータコア１１３と、を備えている。ベースプレート１１１には、後記する軸部材１２１の下部を嵌入して固定するための凹部１１１ａと、この凹部１１１ａと同心の円周壁部１１１ｂとが形成されている。また、円周壁部１１１ｂの外周面にはステータコア１１３が固定され、ステータコア１１３にはコイル１１２が巻回されている。

【0018】

軸ユニット１２は、図２に示すように、軸部材１２１と、軸部材１２１に固定された２つの円錐軸受部材１２２と、を備えている。軸部材１２１は、略円筒状に形成されており、例えばマルテンサイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４４０Ｃで形成されている。軸部材１２１の内部には、当該軸部材１２１の下端面１２１ｄ（図３参照）から軸方向に伸びる軸孔１２１ａが形成されている。なお、前記した「軸方向」とは、軸部材１２１が伸びる方向のことを示している。

【0019】

軸部材１２１は、図２に示すように、ロータ部材１３１に形成された貫通孔１３１ａに挿通されている。また、軸部材１２１の下部は、図２に示すように、ベースプレート１１１に形成された凹部１１１ａに挿入され、後記するように圧入および接着により固定されている。円錐軸受部材１２２は、軸部材１２１の周囲を取り囲むように設けられており、例えばオーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０３により形成されている。

【0020】

ロータユニット１３は、図２に示すように、ロータ部材１３１と、ヨーク１３２と、ロータマグネット１３３と、エンドキャップ１３４と、を備えている。ロータ部材１３１は、略円筒状に形成されており、例えばアルミニウム合金Ａ６０６１−Ｔ６で形成されている。また、ロータ部材１３１には、軸部材１２１を挿通するための貫通孔１３１ａと、２つの動圧溝部１３１ｂと、マグネット取付部１３１ｃと、が形成されている。マグネット取付部１３１ｃには、ヨーク１３２を介してロータマグネット１３３が固定されている。ロータマグネット１３３は、永久磁石からなり、ステータコア１１３に対向して配置されている。

【0021】

動圧溝部１３１ｂは、図２に示すように、貫通孔１３１ａの外側であって、円錐軸受部材１２２と対向する位置に形成されている。動圧溝部１３１ｂには、動圧を発生させるための動圧溝（図示省略）が形成されている。この動圧溝は、例えばロータ部材１３１において貫通孔１３１ａの上側および下側に設けられた円錐内面１３１ｄに電解加工を施すことにより形成することが可能である。また、円錐内面１３１ｄと、円錐軸受部材１２２の外周面である円錐外面１２２ａとは、微小な隙間（図示省略）を隔てて対向している。

【0022】

エンドキャップ１３４は、図２に示すように、ロータ部材１３１に固定される部材である。エンドキャップ１３４と軸部材１２１との間には、当該エンドキャップ１３４によってロータ部材１３１の回転を妨げられないように、微小な隙間（図示省略）が形成されている。エンドキャップ１３４は、接着、または接着および圧入によって、ロータ部材１３１に固定されている。

【0023】

図２に示すように、ロータユニット１３に固定されたロータマグネット１３３と、ステータユニット１１に固定されたステータコア１１３とは、微小な隙間を挟んで対向している。そして、ステータユニット１１の複数のコイル１１２に位相の異なる駆動電流を流すと回転磁界が発生し、この回転磁界によってロータマグネット１３３に回転力が発生する。これにより、ロータユニット１３がステータユニット１１および軸ユニット１２に対して回転する。

【0024】

また、ロータユニット１３が軸ユニット１２に対して回転すると、動圧溝部１３１ｂに設けられた動圧溝（図示省略）により、ロータユニット１３の円錐内面１３１ｄと、軸ユニット１２の円錐外面１２２ａとを離間させる動圧が発生する。これにより、円錐内面１３１ｄと円錐外面１２２ａとが非接触状態で支持される。そして、円錐内面１３１ｄと円錐外面１２２ａとが非接触状態で支持されることにより、ロータユニット１３は、軸ユニット１２および軸ユニット１２が固定されたステータユニット１１に対して自在に回転する。

【0025】

次に、軸部材１２１と凹部１１１ａの具体的な構成について図３を参照しながら説明する。ここで、同図は図２のＡ部を拡大して示したものである。

【0026】

軸部材１２１の下部には、図３に示すように、圧入部１２４と、縮径部１２５とが形成されている。圧入部１２４は、例えばしまりばめ（締り嵌め）等により、凹部１１１ａに圧入で固定される部分である。この圧入部１２４は、同図に破線で示すように、軸部材１２１の下部において縮径部１２５以外の部分、すなわち縮径部１２５の上側に形成されている。また、圧入部１２４は、凹部１１１ａの内径よりも外径が大きく形成されている。なお、前記した「凹部１１１ａの内径よりも外径が大きい」とは、圧入部１２４が凹部１１１ａに圧入される前の外径が、凹部１１１ａの内径よりも大きいことを意味している。

【0027】

縮径部１２５は、接着剤１２３を介して凹部１１１ａに固定される部分である。この縮径部１２５は、図３に示すように、軸部材１２１の下部の下端側、すなわち圧入部１２４の下側に形成されている。また、縮径部１２５は、凹部１１１ａの内径よりも外径が小さく形成されている。

【0028】

縮径部１２５は、図３に示すように、軸部材１２１の径が下端側に向かって単調に縮径しており、具体的には軸部材１２１の径が下端側に向かって段階的に縮径する段部１２１ｃからなる。なお、前記した「段階的に縮径する」とは、軸部材１２１の軸方向において、径が小さくなる部分と径が一定の部分とが存在することを示している。

【0029】

そして、軸部材１２１の下部において、縮径部１２５である段部１２１ｃは、図３に示すように、接着剤１２３を介して凹部１１１ａの底面１１１ａａに固定されている。すなわち、凹部１１１ａの底面１１１ａａには、例えば熱硬化性の接着剤１２３が充填されている。

【0030】

また、軸部材１２１の下端面１２１ｄと凹部１１１ａの底面１１１ａａとの間には、図３に示すように隙間が形成されている。そして、その隙間にも接着剤１２３が設けられており、下端面１２１ｄと底面１１１ａａとが接着剤１２３を隔てて対向する状態、かつ底面１１１ａａが硬化した接着剤１２３で覆われた状態となっている。なお、接着剤１２３は、同図において、軸部材１２１と凹部１１１ａの底面１１１ａａとの間にドットハッチングで示した部分に設けられている。凹部１１１ａに充填する接着剤１２３の量としては、例えばスピンドルモータ１０の製造工程において、軸部材１２１の下部を凹部１１１ａに嵌入した際に、軸部材１２１によって押し出された接着剤１２３が下端面１２１ｄおよび段部１２１ｃを全て覆う程度の量とする。

【0031】

そして、圧入部１２４の長さは、図３に示すように、軸部材１２１の軸方向に見た場合において、縮径部１２５の長さよりも長くなるように構成されている。すなわち、軸部材１２１の下部が凹部１１１ａに嵌入されている部分のうち、その大部分は圧入されており、段部１２１ｃが形成されている部分のみが接着されている。

【0032】

このような構成を備えるスピンドルモータ１０は、凹部１１１ａの底面１１１ａａが接着剤１２３によって封止されているため、ベースプレート１１１の肉薄部分（凹部１１１ａの底面１１１ａａとベースプレート１１１の底面との間）における密閉性を向上させることができる。また、圧入部１２４の長さが縮径部１２５の長さよりも長く、軸部材１２１の下部の大部分が凹部１１１ａに圧入によって固定されているため、軸部材１２１と凹部１１１ａとの間の締結強度を向上させることができる。また、軸部材１２１の下部に段部１２１ｃが形成されているため、スピンドルモータ１０の製造工程において、軸部材１２１Ｂの下部を凹部１１１ａに嵌入しやすくなる。

【0033】

さらに、軸部材１２１の内部に軸孔１２１ａが形成されているため、スピンドルモータ１０の製造工程において軸部材１２１の下部を凹部１１１ａに嵌入する際に、充填する接着剤１２３の量が多い場合であっても、段部１２１ｃと凹部１１１ａの内周面１１１ａｂとの間を埋めた後の余剰の接着剤１２３が軸孔１２１ａに流入することになる。従って、充填する接着剤１２３の量にかかわらず、凹部１１１ａの底面１１１ａａを確実に接着剤１２３によって覆うことができる。

【0034】

なお、軸部材１２１において圧入部１２４の上側には、軸孔１２１ａと軸部材１２１の外周とを連通する通気孔１２１ｂが形成されている。これにより、スピンドルモータ１０の製造工程において軸部材１２１の下部を凹部１１１ａに嵌入する際に、凹部１１１ａ内の空気を通気孔１２１ｂから排出することができる。

【0035】

また、軸部材１２１の下部に形成される縮径部１２５は、図３に示す段部１２１ｃのみに限定されず、図４に示すようなテーパ部１２１Ａｃであっても構わない。テーパ部１２１Ａｃは、軸部材１２１Ａの径が下端側に向かって単調に縮径しており、具体的には軸部材１２１Ａの径が下端側に向かって連続的に縮径している。なお、前記した「連続的に縮径する」とは、軸部材１２１Ａの軸方向において、軸部材１２１Ａの下端側に向かって連続的に径が減少していることを示している。軸部材１２１Ａの下部にこのようなテーパ部１２１Ａｃを形成することで、スピンドルモータ１０の製造工程において、軸部材１２１Ａの下部を凹部１１１ａに嵌入しやすくなる。

【0036】

また、前記した図３および図４に示した構成では、軸部材１２１，１２１Ａの下端面１２１ｄが平坦に形成されているが、例えば図５に示すように、軸部材１２１Ｂの下端面１２１ｄに溝部１２１ｇを形成してもよい。この溝部１２１ｇは、図６に示すように、軸部材１２１Ｂの中心、すなわち軸孔１２１ａ側から軸部材１２１Ｂの外周側に向かって２本伸びており、それぞれ所定の深さで形成されている。なお、同図における符号１２１ｅ，１２１ｆは、軸部材１２１Ｂの下端面１２１ｄに形成された面取部である。

【0037】

このような溝部１２１ｇを備えることで、当該スピンドルモータ１０の製造工程において軸部材１２１Ｂの下部を凹部１１１ａに嵌入する際に、軸部材１２１Ｂの下端面１２１ｄを凹部１１１ａの底面１１１ａａに当接させることにより、接着剤１２３が溝部１２１ｇを伝って軸部材１２１Ｂの外周側に流れる。従って、段部１２１ｃ（テーパ部１２１Ａｃでも可）に接着剤１２３が付着しやすくなる。また、軸部材１２１Ｂの下端面１２１ｄに溝部１２１ｇを形成することにより接着面積が増加するため、締結強度も向上する。

【0038】

以上、本発明に係るスピンドルモータについて、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

【0039】

例えば、前記した図３〜図５に示した構成では、圧入部１２４において、軸部材１２１，１２１Ａ，１２１Ｂは圧入のみで凹部１１１ａの内周面１１１ａｂに固定されていたが、接着剤１２３を介在させても構わない。この場合、例えばスピンドルモータ１０の製造工程で軸部材１２１，１２１Ａ，１２１Ｂを凹部１１１ａに嵌入する際に、凹部１１１ａの内周面１１１ａｂにおいて圧入部１２４に相当する部分に接着剤１２３を塗布し、圧入を行う。これにより、軸部材１２１，１２１Ａ，１２１Ｂを圧入および接着によって凹部１１１ａに強固に固定することができる。また、接着剤１２３が潤滑剤の役割を果たすことで、スピンドルモータ１０の製造工程において、軸部材１２１，１２１Ａ，１２１Ｂの下部を凹部１１１ａに嵌入しやすくなる。

【0040】

また、前記した図６に示した構成では、溝部１２１ｇは軸孔１２１ａ側から軸部材１２１Ｂの外周側に向かって２本伸びていたが、溝部１２１ｇの本数は特に限定されず、２本以上形成されていても構わない。

【符号の説明】

【0041】

１ ハードディスク駆動装置
１０ スピンドルモータ
１１ ステータユニット
１１１ ベースプレート
１１１ａ 凹部
１１１ａａ 底面
１１１ａｂ 内周面
１１１ｂ 円周壁部
１１２ コイル
１１３ ステータコア
１２ 軸ユニット
１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ 軸部材
１２１ａ 軸孔
１２１ｂ 通気孔
１２１ｃ 段部
１２１Ａｃ テーパ部
１２１ｄ 下端面
１２１ｇ 溝部
１２１ｅ，１２１ｆ 面取部
１２２ 円錐軸受部材
１２２ａ 円錐外面
１２３ 接着剤
１２４ 圧入部
１２５ 縮径部
１３ ロータユニット
１３１ ロータ部材
１３１ａ 貫通孔
１３１ｂ 動圧溝部
１３１ｃ マグネット取付部
１３１ｄ 円錐内面
１３２ ヨーク
１３３ ロータマグネット
１３４ エンドキャップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】