(57)【要約】      （修正有）【課題】ベース部に対してシャフトを精度良く圧入することで、気密性の高いモータおよびディスク駆動装置を提供すること。【解決手段】静止部に取り付けられた軸受機構６と、静止部に対して中心軸周りを回転可能に支持される回転部２と、を備えるディスク駆動装置用のモータであって、静止部は、ベース部４０を有し、ベース部は、ディスク駆動装置における密閉された内部空間を形成するハウジングの一部であり、内部空間側からハウジングの外側へ向かって窪み、かつ非貫通である凹部４０１を備え、軸受機構が、中心軸方向に延びるシャフト１０と、シャフトの外周面の少なくとも一部を囲むスリーブと、を備え、シャフトの下端部は、凹部内に圧入および接着により固定され、ベース部の下面は、軸方向上側へ窪むベース段部４３を有する。【選択図】図３
2020054117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止部と、
前記静止部に取り付けられた軸受機構と、
前記軸受機構を介して、前記静止部に対して中心軸周りを回転可能に支持される回転部と、
を備えるディスク駆動装置用のモータであって、
前記静止部は、ベース部を有し、
前記ベース部は、前記ディスク駆動装置における密閉された内部空間を形成するハウジングの一部であり、前記内部空間側から前記ハウジングの外側へ向かって窪み、かつ非貫通である凹部を備え、
前記軸受機構が、
中心軸方向に延びるシャフトと、
前記シャフトの外周面の少なくとも一部を囲むスリーブと、を備え、
前記シャフトの下端部は、前記凹部内に圧入および接着により固定され、
前記ベース部の下面は、軸方向上側へ窪むベース段部を有する、モータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータであって、
前記ベース段部は、
前記シャフトの下端部よりも軸方向下側に位置する、モータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のモータであって、
前記ベース段部は、
前記回転部の径方向外端よりも径方向外側に位置する、モータ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のモータであって、
前記静止部が、
前記ベース部に固定されたステータユニットと、
前記ステータユニットのコイルから延びる配線と、
を備え、
前記配線が、前記ベース部の前記内部空間側の面に沿って配置される、モータ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のモータであって、
前記シャフトは、前記中心軸に沿って延びる中空部を有する円筒形状であり、
前記中空部の軸方向上側において、前記シャフトの内周面は、径方向外側へ拡がるシャフト段部を有する、モータ。
【請求項６】
請求項５に記載のモータであって、
前記中空部の軸方向下側において、前記シャフトの前記内周面から前記外周面に向かって径方向外側へ貫通する挿通孔を有する、モータ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のモータと、
前記ハウジングの前記内部空間において、前記回転部に支持されるディスクと、
前記ディスクに対して情報の読み出しおよび書き込みの少なくとも一方を行うアクセス部と、を有するディスク駆動装置であって、
前記内部空間には、空気よりも低密度の気体が充填されている、ディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータおよびディスク駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハードディスクドライブの筐体は、内部空間を清浄に保つために、極めて高い気密性が要求される。このため、特開２００６−０４０４２３号公報のように、筐体の内部にヘリウム等の低密度ガスを充填する場合には、極めて高い気密性が求められる。また、特開２０１２−０８９１９９号公報には、ディスク駆動装置の外部へのヘリウムガス流出防止を目的として、ベースプレートにディスク駆動装置の外部へ非貫通の凹部を設け、その凹部にシャフトが固定されたモータが開示されている。  
【特許文献１】特開２００６−０４０４２３号公報
【特許文献２】特開２０１２−０８９１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、特開２０１２−０８９１９９号公報に記載のモータの場合、シャフトをベース部に圧入する工程においては、治具でシャフトの一端を把持しなければならない。また、治具でシャフトの一端を把持した状態で、シャフトをベース部に圧入する場合、シャフトがベース部に対して傾いて圧入されてしまう虞がある。
【０００４】
本発明の目的は、ベース部に対してシャフトを精度良く圧入することで、気密性の高いモータおよびディスク駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の例示的な第１実施形態は、静止部と、静止部に取り付けられた軸受機構と、軸受機構を介して、静止部に対して中心軸周りを回転可能に支持される回転部と、を備えるディスク駆動装置用のモータであって、静止部は、ベース部を有し、ベース部は、ディスク駆動装置における密閉された内部空間を形成するハウジングの一部であり、ベース部が、内部空間側からハウジングの外側へ向かって窪み、かつ非貫通である凹部を備え、軸受機構が、中心軸方向に延びるシャフトと、シャフトの外周面の少なくとも一部を囲むスリーブと、を備え、シャフトの下端部は、凹部内に圧入および接着により固定され、ベース部の下面は、軸方向上側へ窪むベース段部を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の例示的な第１実施形態によれば、ディスク駆動装置内部の気密性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の例示的な第１実施形態のディスク駆動装置の断面図である。
【図２】図２は、図１のモータの一部を拡大した断面図である。
【図３】図３は、組立途上のモータの一部を示す図である。
【図４】図４は、モータの組み立ての流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の例示的な第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明では、モータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本発明では、軸方向を上下方向とし、ベース部に対してステータユニット側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係るモータ、およびディスク駆動装置の使用時の向きを限定する意図はない。
【０００９】
また、本発明において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本発明において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。
【００１０】
＜１．ディスク駆動装置の構成＞
図１は、本発明の例示的な第１実施形態に係るディスク駆動装置１００の断面図である。図２は、図１のモータ１の一部を拡大した断面図である。
【００１１】
ディスク駆動装置１００は、ハードディスクドライブである。ディスク駆動装置１００は、モータ１と、複数（図１では３枚）のディスク１０１と、アクセス部１０２と、これらを収容するハウジング１０３とを備える。
【００１２】
ハウジング１０３は、ベース部４０と、カバー部材１０４と、を有する。ベース部４０は、後述のモータ１の一部でもある。ベース部４０は開口を有し、その開口にカバー部材１０４が嵌められて、ハウジング１０３が構成される。ハウジング１０３の内部空間には、後述するモータ１のシャフト１０、回転部２、およびステータユニット３０、が収容される。ベース部４０とカバー部材１０４とは、ハウジング１０３内の気密性が損なわれないように、組み合わされる。ハウジング１０３の内部空間には、空気よりも低密度の気体、例えば、ヘリウムガスが充填されている。なお、ハウジング１０３の内部空間には、水素ガス、空気等が充填されていてもよい。
【００１３】
図１中に破線にて示すように、ベース部４０には、１つの貫通孔１６１が設けられ、貫通孔１６１を覆うようにベース部４０の下面には外部回路１６２が設けられる。貫通孔１６１には、コネクタが配置され、接着剤等の手段により密閉される。コネクタは、ハウジング１３の外部に位置する外部回路１６２に接続される。
【００１４】
複数のディスク１０１は、情報が記録される媒体である。複数のディスク１０１間に、スペーサ１０５が配置され、上下方向に延びる中心軸９に沿って積層される。そして、複数のディスク１０１は、後に詳述するモータ１に支持される。複数のディスク１０１は、モータ１により、中心軸９を中心として回転する。
【００１５】
アクセス部１０２は、ヘッド１０７と、アーム１０８と、ヘッド移動機構１０９とを有する。ヘッド１０７は、ディスク１０１の表面に接近して、ディスク１０１に記録された情報の読み出し、および、ディスク１０１への情報の書き込み、の少なくともいずれか一方を磁気的に行う。ヘッド１０７は、アーム１０８に支持される。アーム１０８は、ヘッド移動機構１０９に支持される。
【００１６】
モータ１は、シャフト１０と、回転部２と、ステータユニット３０と、ベース部４０と、配線３３と、を有する。本発明の例示的な各実施形態にかかるモータ１は、三相モータである。ステータユニット３０と、ベース部４０を含むハウジング１０３とにより、本発明の例示的な各実施形態にかかる「静止部３」が構成される。
【００１７】
シャフト１０は、中心軸９に沿って延びる中空部１５を有する円筒形状の部材である。中空部１５の軸方向上側において、シャフト１０の内周面は、径方向外側へ拡がるシャフト段部１６が設けられる。シャフト段部１６は、後述の治具Ｊ１が取り付けられる部位でもある。シャフト段部１６の軸方向下側にはシャフト段部１６と連続する固定段部１７を有する。図１に示すように、ハウジング１０３のカバー部材１０４の上方からネジが挿入されることで、固定段部１７で、シャフト１０の上端部がカバー部材１０４とネジ止めされる。
【００１８】
シャフト１０は、中空部１５の軸方向下側において、シャフト１０の内周面から外周面に向かって径方向外側へ貫通する挿通孔１８を有する。挿通孔１８は、シャフト１０の下端部とベース部４０との間の空気を、中空部１５を介して後述の軸受機構６の外側へ逃がす機能を有する。これによって、シャフト１０の下端部をベース部４０に固定する作業効率が向上する。また、シャフト１０は、回転部２を、中心軸９を中心として回転可能に支持する。シャフト１０は、例えば、ステンレス等の金属により形成される。
【００１９】
回転部２は、スリーブ２１と、ロータハブ２２と、クランプ部材２３と、マグネット２４と、ヨーク２５と、を備える。
【００２０】
スリーブ２１は、中心軸９を中心として回転可能に支持される。スリーブ２１は、シャフト１０の周囲において、シャフト１０との間に隙間を介し対向する。隙間には、潤滑油、ガス等の流体が充填される。本発明の例示的な各実施形態においては、シャフト１０の外周面と、スリーブ２１の内周面と、それらの間に介在する流体とで、軸受機構６が構成される。
【００２１】
ロータハブ２２は円筒状である。ロータハブ２２は、ヨーク２５を介してマグネット２４の径方向外側を覆う側壁部２２１と、側壁部２２１の軸方向下端から径方向外側へ延びるフランジ部２２２と、を有する。ロータハブ２２は、スリーブ２１に支持される。そして、ロータハブ２２は、スリーブ２１と共に、中心軸９を中心として回転する。スリーブ２１とロータハブ２２とは、一繋がりの部材で形成されてもよいし、別部材であってもよい。スリーブ２１およびロータハブ２２の材料には、例えば、アルミニウム合金または強磁性ステンレス鋼等の金属が使用される。
【００２２】
クランプ部材２３は、ロータハブ２２に支持される。クランプ部材２３は、ロータハブ２２との間に、複数のディスク１０１を支持する。これにより、複数のディスク１０１は、回転部２に支持され、中心軸９を中心として回転する。複数のディスク１０１の内、最も下側のディスク１０１は、ロータハブ２２のフランジ部２２２に支持される。
【００２３】
マグネット２４は、ヨーク２５を介して、ロータハブ２２の内周面に固定される。マグネット２４は、中心軸９を中心とする円環形状をなす。マグネット２４の内周面は、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配列された磁極面である。
【００２４】
ステータユニット３０は、ロータハブ２２の径方向内側に配置され、マグネット２４と隙間をおいて対向する。ステータユニット３０は、回転部２を回転させるトルクを発生させる。ステータユニット３０は、複数のコイル３１と、ステータコア３２とを有する。ステータコア３２は、中心軸９を中心とする円環状の磁性体が、複数積層された積層構造体であって、ベース部４０に固定される。ステータコア３２は、径方向外側に突出する複数のティースを有する。複数のコイル３１は、複数のティースに巻かれ、中心軸９を中心として環状に配置される。複数のコイル３１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、の３相からなるコイル群により構成され。各コイル群は、それぞれの相から、それぞれ１つのリード線３３を有する。なお、各コイル群は、１つの導線により構成される。
【００２５】
ベース部４０は、例えば、鋳造にて成型される。ベース部４０は、アルミダイキャストである。ベース部４０は、上面４０ａと下面４０ｂとを有する。上面４０ａは、ハウジング１０３の内側を向く面である。下面４０ｂは、ハウジング１０３の外側を向く面である。ベース部４０は、ハウジング１０３の内部空間側に、ハウジング１０３の外側へ非貫通の凹部４０１を有する。具体的には、ベース部４０は、ディスク駆動装置１００における密閉された内部空間を形成するハウジング１０３の一部であり、内部空間側からハウジング１０３の外側へ向かって窪み、かつ非貫通である凹部４０１を備える。シャフト９の下端部は、凹部４１０内に接着および圧入にて固定される。接着には熱硬化性の接着剤７が用いられる。
【００２６】
また、ベース部４０は、上面４０ａから上側に突出した突出部４１を有する。突出部４１は、第１突出部４１１と、第２突出部４１２とを有する。第１突出部４１１は、シャフト１０の外周面において、シャフト１０を固定する。言い換えれば、凹部４０１は、第１突出部４１１の内方に位置する。また、第１突出部４１１は、ステータユニット３０のステータコア３２を、外周面で支持する。第２突出部４１２は、第１突出部４１１の外周面に設けられる。第２突出部４１２は、第１突出部４１１よりも上下方向の高さが低い。第１突出部４１１に支持されるステータユニット３０は、第２突出部４１２の上方に配置される。
【００２７】
さらに、ベース部４０の下面４０ｂは、軸方向上側へ窪むベース段部４３を有する。図２に示すように、ベース段部４３は、シャフト１０の下端部よりも距離ｄ１だけ軸方向下側に位置する。シャフト段部１６には、後述の治具Ｊ１が位置する。ベース段部４３には、後述のチャックＪ２が位置する。すなわち、シャフト段部１６およびベース段部４３は、シャフト１０の中心軸９に対する傾きを修正する際の力点となる。一方、シャフト１０の下端部は、シャフト１０の中心軸９に対する傾きを修正することに直結する作用点となる。たとえば、ベース段部４３がシャフト１０の下端部よりも軸方向上側に位置する場合、軸方向において、上側から、シャフト段部１６、ベース段部４３、シャフト１０の下端部、という位置関係になる。すなわち、軸方向において、作用点であるシャフト１０の下端部が力点に挟まれないため、シャフト１０の中心軸に対する傾きを精度良く修正しにくい。一方、本実施形態においては、ベース段部４３は、シャフト１０の下端部よりも軸方向下側に位置しているため、軸方向において、上側から、シャフト段部１６、シャフト１０の下端部、ベース段部４３、という位置関係になる。すなわち、軸方向において、作用点であるシャフト１０の下端部が力点に挟まれるため、シャフト１０の中心軸９に対する傾きを精度良く修正することができる。
【００２８】
また、ベース段部４３は、図２に示すように、回転部２の径方向外端よりも距離ｄ２だけ径方向外側に位置する。ベース段部４３が、回転部２の径方向外端よりも径方向内側に位置する場合と比較して、本実施形態においては、後述のチャックＪ２でベース段部４３を把持する径方向間隔が広い。そのため、ベース４０を安定して把持することができ、シャフト１０の中心軸９に対する傾きを精度良く修正することができる。
【００２９】
配線３３は、ステータユニット３０のコイル３１から延び、ベース部４０の上面４０ａ、すなわち、図１に示すハウジング１０３の内部空間側の面に沿って配置される。配線３３は、コイル３１から、コネクタが配置された貫通孔１６１に向かって延びる。コネクタは、ハウジング１０３の外部に位置する外部回路１６２に接続される。配線３３は一例としてＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）である。
【００３０】
図３は、組立途上のモータ１の一部を示す図である。図４は、モータ１の組み立ての流れを示す図である。以下、モータ１の組み立てについて、図１から図４を参照して説明する。
【００３１】
図３は、モータ１の組み立ての流れを示す図である。まず、静止部３が組み立てられる（ステップＳ１）。続いて、回転部２および軸受機構６が一つの組立体として組み立てられる（ステップＳ２）。静止部３の組み立ては、組立体の組み立ての後または並行して行われてもよい。続いて、ベース部４０の凹部４０１の内側面の開口近傍に、熱硬化性の接着剤７が塗布される（ステップＳ３）。そして、シャフト１０が凹部４０１に圧入されることにより、軸受機構６がベース部４０に仮固定される（ステップＳ４）。このステップＳ４においては、まずシャフト１０のシャフト段部１６に、不図示の移動機構が有する治具Ｊ１が軸方向上側から挿入されるとともに、ベース部４０のベース段部４３が、不図示の移動機構が有するチャックＪ２によって軸方向下側から把持される。すなわち、ベース部４０を支持する機構が無い場合と比較して、シャフト１０が中心軸９から傾いて圧入されたとしても、ベース段部４３を把持するチェックを、シャフト１０の傾きを修正するために必要な距離だけ左右へ移動させることで、シャフト１０の傾きを修正可能である。
【００３２】
次に、軸受機構６が静止部３に仮固定された状態にて、ベース部４０を基準として回転部３のフランジ部２２２の傾きおよび高さが測定される。複数のディスク１０１を支持するフランジ部２２２の傾きの測定は、ベース部４０に対するシャフト１０の直角度の測定に対応する。
【００３３】
そして、フランジ部２２２の傾きおよび高さが許容範囲内であるか否か、すなわち、シャフト１０の直角度、および、シャフト１０の下端部の高さが許容範囲内であるか否かが判定される（ステップＳ５）。許容範囲内である場合は、静止部３および組立体が加熱され、接着剤７が硬化される。接着剤７の硬化によりシャフト１０が凹部４０１に本固定される（ステップＳ７）。これにより、組立体とベース部４０１との締結強度を十分に確保することができる。
【００３４】
フランジ部２２２の傾きまたは高さが許容範囲外である、すなわち、シャフト１０の直角度または軸方向の位置が許容範囲外である場合、フランジ部２２２の傾きおよび高さがベース部４０に対して許容範囲内となるように修正される（ステップＳ６）。これにより、シャフト１０の直角度や軸方向の位置が修正される。再度の測定により、フランジ部２２２の傾きおよび高さが許容範囲内であることが確認されると（ステップＳ５）、不図示の加熱部にてベース部４０が加熱される。接着剤７が硬化することにより、軸受機構６が本固定される（ステップＳ７）。以上の流れにより、モータ１の組立作業が終了する。
【００３５】
以上、第１の実施形態に係るモータ１の構造および組立作業について説明したが、ディスク駆動装置１内には、分子が極めて小さく、拡散係数が大きいヘリウムガスが充填されるのが好ましい。したがって、ベース部に設けられた貫通孔にシャフトが固定されるモータの場合、貫通孔とシャフトとの間の密閉性を十分に確保することが容易ではない。これに対し、モータ１では、ベース部４０の凹部４０１、すなわち、非貫通の穴部にシャフト１０が固定されることにより、ヘリウムガスの流出を防止することができる。ヘリウムガスが封止されることにより、ディスク駆動装置１の信頼性および耐久性を向上することができる。
【００３６】
軸受機構６では、シャフト１０の凹部４０１への圧入時に、シャフト１０の中空部１５および挿通孔１８を介してシャフト１０および凹部４０１により囲まれる空間内の空気が排出されるため、上述の空間の気圧が過度に上昇することが防止される。また、ハウジング１０３内にヘリウムガスを充填する際に、中空部１５を介して上述の空間内の空気を除去することができる。
【００３７】
ハウジング１０３内部に充填される気体として、ヘリウムガス以外に水素ガスが利用されてよい。また、ヘリウムガスと水素ガスとの混合気体が利用されてもよく、ヘリウムガス、水素ガス、または、上述の混合気体のいずれかと空気との混合気体が利用されてもよい。
【００３８】
モータ１の組み立て時において、接着剤７は、シャフト１０の外側面に塗布されてもよく、シャフト１０の外側面および凹部４０１の内側面の両方に塗布されてもよい。すなわち、接着剤７は、シャフト１０の外側面または凹部４０１の内側面に塗布される。
【００３９】
接着剤７は、熱硬化性接着剤である。とりわけ、接着剤７が、エポキシ系の熱硬化性接着剤であることから、嫌気性のみを有するものや紫外線硬化性のみを有するものに比べて、シャフト１０とベース部４０とを高い締結強度にて固定することができる。モータ１では、少なくとも熱硬化性を有するのであれば、嫌気性や紫外線硬化性を兼ね備えた種々の接着剤が利用されてよい。以下の他の実施形態においても同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、モータおよびディスク駆動装置に利用できる。
【符号の説明】
【００４１】
１      モータ
７      接着剤
９      中心軸
１０    シャフト
１２    スリーブ
１５    中空部
１６    シャフト段部
１７    固定段部
１８    挿通部
２      回転部
３      静止部
３０    ステータユニット
３１    コイル
３２    ステータコア
３３    リード線
４０    ベース部
４０１  凹部
４３    ベース段部
５０    絶縁シート
６      軸受機構
１００  ディスク駆動装置
１０３  ハウジング
１０４  カバー部材
１０６  ネジ
【図１】
2020054117.tif 000003
【図２】
2020054117.tif 000004
【図３】
2020054117.tif 000005
【図４】
2020054117.tif 000006