(57)【要約】【課題】シャフトの傾きを低減することができる技術を提供する。【解決手段】モータ１は、軸Ｙ１方向に延在するシャフト２０と、シャフト２０が固定される貫通孔４０を有するベースプレート１１と、シャフト２０の周りに回転可能に支持され、ベースプレート１１の内側に配置されるロータ３０とを備えている。貫通孔４０の内周面４０ｃには、ベースプレート１１の内側から外側に向かって順に、第１ガイド領域としての上側ガイド領域４４と、上側ガイド領域４４よりも径が小さい第２ガイド領域としての下側ガイド領域４３と、下側ガイド領域４３よりも径が小さく、シャフト２０が圧入される圧入領域４２とが存在している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延在するシャフトと、
前記シャフトが固定される貫通孔を有するベースプレートと、
前記シャフトの周りに回転可能に支持され、前記ベースプレートの内側に配置されるロータとを備え、
前記貫通孔の内周面には、前記ベースプレートの内側から外側に向かって順に、第１ガイド領域と、前記第１ガイド領域よりも径が小さい第２ガイド領域と、前記第２ガイド領域よりも径が小さく、前記シャフトが圧入される圧入領域とが存在していることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記第１ガイド領域は、前記ベースプレートの内側に向かって徐々に拡径していることを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記第２ガイド領域は、前記ベースプレートの内側に向かって徐々に拡径していることを特徴とする請求項１又は２記載のモータ。
【請求項４】
前記第２ガイド領域のテーパ角度が、前記第１ガイド領域のテーパ角度よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項５】
前記第２ガイド領域は、内径が一定であることを特徴とする請求項１又は２記載のモータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータを備えることを特徴とするハードディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ及びハードディスク駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクを駆動するハードディスク駆動装置には、筐体の内部空間にヘリウム等のガスが封入されているものがある。ハードディスク駆動装置においては、筐体を構成するベースプレートに形成された貫通孔からガスが漏れてしまうことを防止するために、硬化した接着剤によってシャフトとベースプレートの貫通孔との間の封止が図られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、ハードディスク駆動装置においては、ベースプレートに凹部が配置されており、シャフトの下部が凹部内に接着及び圧入にて固定される。このとき、凹部は、開口側の接着領域と、接着領域の下側に形成されており接着領域よりも僅かに径が小さい圧入領域とを有している。これにより、接着領域の幅が圧入領域の幅よりも広いことで、接着剤を硬化させる前にディスク載置部のベースプレートに対する高さや傾きを調整するようになっている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５２０９８号公報
【特許文献２】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】
【０００５】
ハードディスク駆動装置では、記憶容量の増加を図るために、ハードディスクの実装枚数を増加させることが求められている。しかしながら、ハードディスク駆動装置の高さは容易に変更することができないため、磁気ヘッドとハードディスクとの間の隙間が狭くなってきている。このため、磁気ヘッドとハードディスクとの接触を回避するために、ハードディスクと一体であるロータを支持するシャフトに許容される傾き（シャフトが固定されるベースプレートの面における垂直方向となす角）も小さくなってきている。このように、ハードディスク駆動装置においては、シャフトの傾きを低減する必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、シャフトの傾きを低減することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係るモータは、軸方向に延在するシャフトと、前記シャフトが固定される貫通孔を有するベースプレートと、前記シャフトの周りに回転可能に支持され、前記ベースプレートの内側に配置されるロータとを備え、前記貫通孔の内周面には、前記ベースプレートの内側から外側に向かって順に、第１ガイド領域と、前記第１ガイド領域よりも径が小さい第２ガイド領域と、前記第２ガイド領域よりも径が小さく、前記シャフトが圧入される圧入領域とが存在している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るモータ及びハードディスク駆動装置によれば、シャフトの傾きを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るハードディスク駆動装置の概略構成を示すための斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るハードディスク駆動装置のモータとしてのスピンドルモータの構成を概略的に示す断面図である。
【図３】図２に示すスピンドルモータの下側の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るスピンドルモータの下側の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るスピンドルモータ１が適用されたハードディスク駆動装置１００の概略構成を示すための斜視図である。ハードディスク駆動装置１００において、モータとしてのスピンドルモータ１がハウジング１０１の底部１０１ａに固定されており、スピンドルモータ１はハードディスク１０２を回転可能に支持している。カバー（図示せず）とハウジング１０１とにより、ハードディスク駆動装置１００の筐体が形成される。カバー（図示せず）とハウジング１０１とにより形成される内部空間Ｓには、空気より密度の低いガス（例えば、ヘリウム、窒素、もしくはヘリウムと窒素との混合ガス）が充填されている。
【００１２】
ハードディスク駆動装置１００は、軸受装置１０３により揺動可能に支持されているスイングアーム１０４の先端部に、ヘッド部１０５を有している。ヘッド部１０５は、磁気ヘッドが先端に設けられている。ハードディスク駆動装置１００では、ヘッド部１０５が、回転しているハードディスク１０２上を移動する。これにより、ハードディスク１０２に情報を記録し、また、ハードディスク１０２に記録されている情報を読み出すことができる。
【００１３】
図２は、モータとしてのスピンドルモータ１の構成を概略的に示す断面図である。図３は、図２に示すスピンドルモータ１の下側の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。以下、説明の便宜上、図２におけるスピンドルモータ１の軸Ｙ１の方向（以下、軸Ｙ１方向ともいう）における一方側（矢印ａ方向）を上側（軸方向一方側）とし、他方側（矢印ｂ方向）を下側（軸方向他方側）とする。
【００１４】
また、図２におけるスピンドルモータ１の軸Ｙ１に直交して延在する半径方向において軸Ｙ１に近づいていく一方側（矢印ｃ方向）を半径方向内側とし、軸Ｙ１から離れていく他方側（矢印ｄ方向）を半径方向外側とする。以下の説明において、各部材の位置関係や方向を用いて説明するときは、あくまで図面における位置関係や方向を示し、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。
【００１５】
本発明の第１の実施の形態に係るモータとしてのスピンドルモータ１は、軸Ｙ１方向に延在するシャフト２０と、シャフト２０が固定される貫通孔４０を有するベースプレート１１と、シャフト２０の周りに回転可能に支持され、ベースプレート１１の内側（上側（矢印ａ方向））に配置されるロータ３０とを備えている。
【００１６】
貫通孔４０の内周面４０ｃ（図３）には、ベースプレート１１の内側から外側（下側（矢印ｂ方向））に向かって順に、第１ガイド領域としての上側ガイド領域４４と、上側ガイド領域４４よりも径が小さい第２ガイド領域としての下側ガイド領域４３と、下側ガイド領域４３よりも径が小さく、シャフト２０が圧入される圧入領域４２とが存在している。以下、スピンドルモータ１の構成について具体的に説明する。
【００１７】
スピンドルモータ１は、図２に示すように、ステータ１０と、シャフト２０と、ロータ３０とを有している。ステータ１０は、ベースプレート１１に固定されたステータコア５０を有している。ベースプレート１１は、例えばアルミニウム合金により形成されており、ステータコア５０が固定される上側（矢印ａ方向）の面（内面１１ａ）と、内面１１ａとは軸Ｙ１方向において反対側の下側（矢印ｂ方向）の面（外面１１ｂ）とを有している。
【００１８】
ベースプレート１１にはシャフト２０の下側（矢印ｂ方向）の端部を挿通して固定するための貫通孔４０と、貫通孔４０と同心の円周壁部４１とが形成されている。円周壁部４１の外周面にはステータコア５０が固定されている。なお、貫通孔４０及びステータコア５０の詳細については後述する。
【００１９】
シャフト２０は、円柱棒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により形成されている。シャフト２０には、円錐外面を有する上側円錐軸受部材２１と、下側円錐軸受部材２２とが、軸Ｙ１方向に離間して固定されている。ロータ３０は、シャフト２０を挿通する軸挿通孔３１ｃを有するスリーブ３１と、スリーブ３１の半径方向外側（矢印ｄ方向）に固定されたハブ３２と、ハブ３２に固定されたヨーク３３及びリングマグネット３４とを備えている。ハブ３２には、複数のハードディスク１０２（図１）が設けられている。
【００２０】
スリーブ３１の軸挿通孔３１ｃは上側（矢印ａ方向）及び下側（矢印ｂ方向）の端部に上側円錐内面３１ａと下側円錐内面３１ｂとを有している。上側円錐内面３１ａと下側円錐内面３１ｂとは微小隙間を介して、上側円錐軸受部材２１と下側円錐軸受部材２２とに夫々対向する。
【００２１】
上側円錐軸受部材２１と上側円錐内面３１ａ及び下側円錐軸受部材２２と下側円錐内面３１ｂとの間の微小隙間には、それぞれ潤滑油が充填されている。さらに、上側円錐内面３１ａと下側円錐内面３１ｂ又は上側円錐軸受部材２１と下側円錐軸受部材２２の円錐外面の少なくともいずれか一方には、動圧発生溝が形成されている。これにより、流体動圧軸受７０が形成されている。
【００２２】
以上の構成により、ロータ３０は、回転時には流体動圧軸受７０を介してベースプレート１１の内面１１ａ側で支持されている。また、ベースプレート１１の内面１１ａ側には、リングマグネット３４と対向するように、後述するコイル５２が巻回されたステータコア５０が固定されている。リングマグネット３４は、周方向に極性が反転する状態で着磁された永久磁石であり、ヨーク３３は、リングマグネット３４からの磁束の漏洩を抑制する。
【００２３】
ステータコア５０は、環状に加工された電磁鋼板を積層した構造を有している。ステータコア５０は、円周壁部４１の外周面よりも半径方向外側（矢印ｄ方向）に延在し、ステータコア５０の周方向には複数の極歯５１が相互に離間して設けられる。各極歯５１には、コイル５２が巻回されている。コイル５２からはワイヤ（導線）５３が引き出されている。
【００２４】
ワイヤ５３は、ベースプレート１１の挿通孔１２を介してベースプレート１１の外面１１ｂに貼り付けられているフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）５４に、半田５５による半田付けにより接続されている。これにより、ＦＰＣ５４の出力端より制御電流がワイヤ５３を介してコイル５２に供給される。
【００２５】
コイル５２に電流を流し、その極性を切り替えることで、リングマグネット３４とステータコア５０の極歯５１との間で生じる磁気吸引力と磁気反発力とが切り替わり、ロータ３０がベースプレート１１に固定されたシャフト２０を中心に、ベースプレート１１に対して回転する。ロータ３０が高速で回転することにより流体動圧軸受７０に動圧が発生し、ロータ３０はシャフト２０と上側円錐軸受部材２１と下側円錐軸受部材２２とに対して非接触状態で支持されながら回転する。
【００２６】
図３に示すように、貫通孔４０の内周面４０ｃには、ベースプレート１１の内側から外側（下側（矢印ｂ方向））に向かって順に、第１ガイド領域としての上側ガイド領域４４と、上側ガイド領域４４よりも径が小さい第２ガイド領域としての下側ガイド領域４３と、下側ガイド領域４３よりも径が小さく、シャフト２０が圧入される圧入領域４２とが存在している。
【００２７】
具体的に、貫通孔４０は、軸Ｙ１を中心として軸Ｙ１方向に延在しており、円筒状に形成されている。貫通孔４０は、ベースプレートの内面１１ｂとベースプレートの外面１１ｂとの間を貫通している。圧入領域４２には、軸Ｙ１を中心として軸Ｙ１方向に延在した円筒状の内周面４２ｃが形成されている。圧入領域４２の内周面４２ｃの直径は、シャフト２０の外周面２０ｄの直径よりも僅かに小さくなっている。
【００２８】
圧入領域４２の下側（矢印ｂ方向）の縁は、図２に示すように、外部開口部４５の上側（矢印ａ方向）の縁と接続している。外部開口部４５は、貫通孔４０の下側において開口している。外部開口部４５は、圧入領域４２の下側において圧入領域４２よりも外側（矢印ｄ方向）に向かって拡径するテーパ面である。外部開口部４５の下側（矢印ｂ方向）の縁は、ベースプレート１１の外面１１ｂと接続している。
【００２９】
圧入領域４２の上側（矢印ａ方向）の縁は、図３に示すように、貫通孔４０の下側ガイド領域４３の下側（矢印ｂ方向）の縁と接続している。下側ガイド領域４３には、圧入領域４２の上側において圧入領域４２よりも外側（矢印ｄ方向）に向かって拡径するテーパ面である接続面４３ａが形成されている。
【００３０】
また、下側ガイド領域４３には、接続面４３ａの上側（矢印ａ方向）において、軸Ｙ１を中心として軸Ｙ１方向に延在した円筒状の内周面４３ｃが形成されている。下側ガイド領域４３の内周面４３ｃの直径は、圧入領域４２の内周面４２ｃの直径よりも僅かに大きくなっている。下側ガイド領域４３の内周面４３ｃと圧入領域４２の内周面４２ｃとは、軸Ｙ１方向に平行に延びている。すなわち、下側ガイド領域４３の内周面４３ｃの直径は、一定である。なお、本発明はこれに限らず下側ガイド領域４３の内径が一定であってもよい。下側ガイド領域４３の内周面４３ｃの直径は、シャフト２０の外周面２０ｄの直径よりも僅かに大きくなっている。
【００３１】
下側ガイド領域４３の軸Ｙ１方向における長さは、圧入領域４２の軸Ｙ１方向における長さよりも短くなっている。すなわち、圧入領域４２の内周面４２ｃの軸Ｙ１方向における長さは、下側ガイド領域４３の内周面４３ｃの軸Ｙ１方向における長さよりも長くなっている。下側ガイド領域４３の内周面４３ｃの上側（矢印ａ方向）の縁は、図３に示すように、上側ガイド領域４４の下側（矢印ｂ方向）の縁と接続している。
【００３２】
上側ガイド領域４４は、軸方向一方側（上側（矢印ａ方向））の端部において、ベースプレート１１の内側（上側（矢印ａ方向））に向かって徐々に拡径している。具体的に、貫通孔４０の上側（矢印ａ方向）の端部における内周側（矢印ｃ方向）の角には、拡径するテーパ面である上側ガイド領域４４の内周面４４ｃが形成されている。上側ガイド領域４４の内周面４４ｃは、ベースプレート１１の内面１１ａから下側（矢印ｂ方向）に斜めに内周側（矢印ｃ方向）に延在している。上側ガイド領域４４の内周面４４ｃの直径は、シャフト２０の外周面２０ｄの直径よりも大きくなっている。
【００３３】
また、図２に示すように、貫通孔４０の内周面４０ｃには、シャフト２０が圧入固定されている。シャフト２０の外周面２０ｄの直径は、貫通孔４０の圧入領域４２の内周面４２ｃの直径よりも僅かに大きくなっており、シャフト２０は、貫通孔４０の圧入領域４２に圧入されて固定されている。また、シャフト２０の下側（矢印ｂ方向）の端部（下端部２０ｂ）は、軸Ｙ１方向において貫通孔４０の外部開口部４５の位置に位置している。
【００３４】
ここで、少なくとも下側ガイド領域４３とシャフト２０との間が接着剤ＡＤ１で塞がれている。具体的に、下側ガイド領域４３の接続面４３ａ及び内周面４３ｃとシャフト２０の外周面２１ｄとの間には接着剤ＡＤ１が全周に亘って硬化されて介在しており、下側ガイド領域４３とシャフト２０との間の隙間を全周に亘って塞いでいる。このような接着剤ＡＤ１は、下側ガイド領域４３とシャフト２０との間をシールする機能を有するシール部でもある。
【００３５】
また、貫通孔４０における下側（矢印ｂ方向）の端部（外部開口部４５）とシャフト２０における軸方向他方側の端部（下端部２０ｂ）との間が接着剤ＡＤ２で塞がれている。具体的に、接着剤ＡＤ２は、シャフト２０の下端部２０ｂの全体を下側（矢印ｂ方向）から覆っており、また、シャフト２０と貫通孔４０との間の隙間を塞ぐようにシャフト２０の下端部２０ｂと外部開口部４５との間を全周に亘って覆っている。このような接着剤ＡＤ２は、外部開口部４５とシャフト２０との間をシールする機能を有するシール部でもある。
【００３６】
接着剤ＡＤ１，ＡＤ２は、エポキシ系の接着剤であり、熱硬化性を有するものが好ましい。ただし、接着剤ＡＤ１，ＡＤ２は、アクリル樹脂系の接着剤等であってもよく、嫌気硬化性、紫外線硬化性等を有するものであってもよい。
【００３７】
このように、本発明の第１の実施の形態に係るスピンドルモータ１では、貫通孔４０の内周面４０ｃに、ベースプレート１１の内側から外側に向かって順に、第１ガイド領域としての上側ガイド領域４４と、上側ガイド領域４４よりも径が小さい第２ガイド領域としての下側ガイド領域４３と、下側ガイド領域４３よりも径が小さく、シャフト２０が圧入される圧入領域４２とが存在している。
【００３８】
このため、シャフト２０の固定時において、上側ガイド領域４４によりシャフト２０の傾きを低減した後に、上側ガイド領域４４よりも径が小さい下側ガイド領域４３により更にシャフト２０の傾きを低減して、圧入領域４２によりシャフト２０を圧入して固定することができる。また、上側ガイド領域４４及び下側ガイド領域４３を連続させることでガイド領域を長くすることができる。従って、シャフト２０の傾きを低減することができる。
【００３９】
また、少なくとも下側ガイド領域４３とシャフト２０との間が接着剤ＡＤ１で塞がれている。また、貫通孔４０の外部開口部４５とシャフト２０の下端部２０ｂとの間が接着剤ＡＤ２で塞がれている。このため、ベースプレート１１の貫通孔４０とシャフト２０との間のシール性を向上させることができる。従って、ベースプレート１１の貫通孔４０とシャフト２０との間の隙間からヘリウム等のガスが外部に漏洩するのを防止することができ、ベースプレート１１の貫通孔４０とシャフト２０との間の密封性を確保しつつシャフト２０の傾きを低減することができる。
【００４０】
また、圧入領域４２の内周面４２ｃの軸Ｙ１方向における長さが、下側ガイド領域４３の内周面４３ｃの軸Ｙ１方向における長さよりも長くなっている。このため、シャフト２０の圧入長を長くすることができ、シャフト２０が固定される領域を長くすることができるため、シャフト２０の傾きを更に低減することができる。本発明の第１の実施の形態のスピンドルモータ１によれば、ガイド領域を設けない場合と比較して、シャフト２０の傾きを半分程度低減することができる。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るスピンドルモータ８０の構成を説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係るスピンドルモータ８０の下側の部分の構成を概略的に示す部分拡大断面図である。以下、上述の第１の実施の形態に係るスピンドルモータ１と同一の又は類似する構成に対しては同一の符号を付してその説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
【００４２】
本発明の第２の実施の形態に係るスピンドルモータ８０は、上述の本発明の第１の実施の形態に係るスピンドルモータ１に対して下側ガイド領域の構成が異なる。具体的に、スピンドルモータ８０においては、下側ガイド領域４３に代えて下側ガイド領域９０が設けられている。
【００４３】
図４に示すように、下側ガイド領域９０は、ベースプレート１１の内側（上側（矢印ａ方向））に向かって徐々に拡径しており、下側ガイド領域９０のテーパ角度が、上側ガイド領域４４のテーパ角度よりも小さくなっている。すなわち、ベースプレート１１の軸Ｙ１方向に対する角度が上側ガイド領域４４の軸Ｙ１方向に対する角度よりも小さくなっている。具体的に、下側ガイド領域９０には、圧入領域４２の上側において圧入領域４２よりも外側（矢印ｄ方向）に向かって拡径するテーパ面である内周面９０ｃが形成されている。下側ガイド領域９０の内周面９０ｃの上側の縁は、上側ガイド領域４４の下側（矢印ｂ方向）の縁と接続している。下側ガイド領域９０の内周面９０ｃの軸Ｙ１方向に対する角度（テーパ角度）は、好ましくは５〜１５度である。
【００４４】
このように、本発明の第２の実施の形態に係るスピンドルモータ８０では、下側ガイド領域９０の内周面９０ｃ全体がテーパ面である。このため、上側ガイド領域４４によりシャフト２０の傾きを低減した後に、全体がテーパ面である下側ガイド領域９０の内周面９０ｃにより徐々にシャフト２０の傾きを低減することができる。従って、シャフト２０の傾きを更に低減することができる。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。
【００４６】
本発明の実施の形態に係るスピンドルモータ１においては、少なくとも下側ガイド領域４３とシャフト２０との間が接着剤ＡＤ１で塞がれている場合を一例に本発明の実施の形態について説明した。しかしながら、本発明はこれに限らず、接着剤ＡＤ１が、下側ガイド領域４３だけでなく、圧入領域４２及び上側ガイド領域４４の一部とシャフト２０との間に硬化されて介在していてもよい。
【００４７】
また、下側ガイド領域９０の内周面９０ｃの軸Ｙ１方向に対する角度が、好ましくは５〜１５度である場合を一例に本発明の実施の形態について説明した。しかしながら、本発明はこれに限らず、下側ガイド領域９０の内周面９０ｃの軸Ｙ１方向に対する角度が、上側ガイド領域４４の軸Ｙ１方向に対する角度よりも小さければよい。
【００４８】
また、本発明は、ハードディスク駆動装置１００のスピンドルモータ１に適用した場合に限らず、スピンドルモータ１以外のモータに適用することができ、ハードディスク駆動装置１００以外の種々の装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１…スピンドルモータ、１０…ステータ、１１…ベースプレート、１１ａ…内面、１１ｂ…外面、１２…挿通孔、２０…シャフト、２１ｄ…外周面、２１…上側円錐軸受部材、２２…下側円錐軸受部材、３０…ロータ、３１…スリーブ、３１ａ…上側円錐内面、３１ｂ…下側円錐内面、３１ｃ…軸挿通孔、３２…ハブ、３３…ヨーク、３４…リングマグネット、４０…貫通孔、４１…円周壁部、４２…圧入領域、４２ｃ…内周面、４３，９０…下側ガイド領域、４３ａ…接続面、４３ｃ，９０ｃ…内周面、４４…上側ガイド領域、４４ｃ…内周面、５０…ステータコア、５１…極歯、５２…コイル、５３…ワイヤ、５４…フレキシブルプリント回路基板、５５…半田、７０…流体動圧軸受、１００…ハードディスク駆動装置、１０１…ハウジング、１０１ａ…底部、１０２…ハードディスク、１０３…軸受装置、１０４…スイングアーム、１０５…ヘッド部、ＡＤ１，ＡＤ２…接着剤、Ｓ…内部空間、Ｙ１…軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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