(57)【要約】【課題】生産性を向上させつつ、リード／ライトエラーの増大を抑えられる回転機器を提供する。【解決手段】回転機器は、ベースに回転自在に支持され、記録ディスクが載置されるべきハブと、ハブに固定的に設けられ、マグネットを保持するヨークと、一端側がベースに固定的に設けられ他端側はハブを保持する軸受ユニットと、ベースに固定的に設けられ、マグネットと電磁気的な相互作用を生じるコイルと、を備える。ハブは、記録ディスクをハブに固定するためのクランパをハブに固定するためのネジが螺合されるネジ孔を有する。ネジ孔はハブを貫通する。ヨークは、ネジ孔の一端を覆うように構成される。【選択図】図２
2014081983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
前記ベースに回転自在に支持され、記録ディスクが載置されるべきハブと、
前記ハブに固定的に設けられ、マグネットを保持するヨークと、
一端側が前記ベースに固定的に設けられ他端側は前記ハブを保持する軸受ユニットと、
前記ベースに固定的に設けられ、前記マグネットと電磁気的な相互作用を生じるコイルと、を備え、
前記ハブは、前記記録ディスクを前記ハブに固定するためのクランパを前記ハブに固定するためのネジが螺合されるネジ孔を有し、
前記ネジ孔は、前記ハブを貫通し、
前記ヨークは、前記ネジ孔の一端を覆うように構成されることを特徴とする回転機器。
【請求項２】
前記ヨークは、前記軸受ユニットと前記ハブとに介在することを特徴とする請求項１に記載の回転機器。
【請求項３】
前記ヨークは、
前記軸受ユニットの他端側を環囲して当該他端側の側面に接する軸受ユニット環囲部と、
前記軸受ユニット環囲部より半径方向外側に設けられ、前記ネジ孔の一端を覆う蓋部と、
前記蓋部より半径方向外側に設けられ、前記マグネットが固定されるマグネット保持部と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の回転機器。
【請求項４】
前記ハブは環状であり、
前記ヨークは、前記ハブの内周面が接するハブ接触部をさらに有し、
前記蓋部は、前記ハブと軸方向で接することを特徴とする請求項３に記載の回転機器。
【請求項５】
前記ハブには、前記記録ディスクが載置されるべき面の軸方向反対側に肉ヌスミ部が周設され、
前記肉ヌスミ部の半径内側の面は前記ハブの前記記録ディスクの内周が嵌合する側面より回転中心に近いことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の回転機器。
【請求項６】
前記ヨークは、金属板をプレス加工して形成される型押面を有し、その厚みは、０．２ｍｍから１．０ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の回転機器。
【請求項７】
ベースと、
前記ベースに対して回転自在に支持され記録ディスクが載置されるべきハブと、
一端側が前記ベースに固定的に支持され他端側は前記ハブを保持する軸受ユニットと、
前記ハブに固定的に支持されマグネットを保持するヨークと、
前記ベースに固定的に支持され前記マグネットと電磁気的な相互作用を生じるコイルと、を備え、
前記ヨークの軸方向投影領域は前記コイルの軸方向投影領域を覆うことを特徴とする回転機器。
【請求項８】
前記ヨークは、前記マグネットを環囲するヨーク周壁部と、前記ヨーク周壁部の側面から半径方向に延在する半径方向延在部と、前記半径方向延在部から前記ハブの側面に沿って軸方向に延在する軸方向延在部と、を有し、
前記軸方向延在部は前記コイルの軸方向投影領域より内側に位置することを特徴とする請求項７に記載の回転機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ディスクを回転駆動する回転機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機器の一例としてハードディスクドライブなどのディスク駆動装置がある。現在、装置の小型化、大容量化が進み、２．５インチ型で２．０ＴＢ程度、３．５インチ型で４．０ＴＢ程度のモデルが登場している。この傾向により、従来は主にデスクトップパソコンに搭載されていたディスク駆動装置が、ノートパソコンや録画装置をはじめとする種々の電子機器に搭載されはじめた。
【０００３】
ディスク駆動装置では、一般に、クランパを用いて磁気記録ディスクをハブに固定する。クランパは、ハブに設けられたクランプネジ孔に螺合されるクランプネジによってハブに圧着されると共にディスクをハブに圧着させる。特許文献１には、このようなディスク駆動装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０３１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、クランプネジ孔は非貫通孔として形成される。非貫通孔は、貫通孔に比べて加工が難しく、また、その中に異物が溜まると取り除きづらい。つまり、非貫通孔の存在は生産性向上の妨げとなりうる。一方、クランプネジ孔を貫通孔として形成すると、ディスク側とベース側とがそのネジ孔により連通される。すると、気化した潤滑剤がネジ孔を通ってディスク側に流れ、ディスクに異物として付着する場合がある。ディスクに付着した異物は、リード／ライトエラーを引き起こしうる。
【０００６】
このような課題は、ディスク駆動装置に限らず他の種類の回転機器でも起こりうる。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、生産性を向上させつつ、リード／ライトエラーの増大を抑えうる回転機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の回転機器は、ベースと、ベースに回転自在に支持され、記録ディスクが載置されるべきハブと、ハブに固定的に設けられ、マグネットを保持するヨークと、一端側がベースに固定的に設けられ他端側はハブを保持する軸受ユニットと、ベースに固定的に設けられ、マグネットと電磁気的な相互作用を生じるコイルと、を備える。ハブは、記録ディスクをハブに固定するためのクランパをハブに固定するためのネジが螺合されるネジ孔を有する。ネジ孔は、ハブを貫通し、ヨークは、ネジ孔の一端を覆うように構成される。
【０００９】
この態様によると、クランプネジ孔を通って記録ディスク側に流れる気化した潤滑剤の量が抑えられる。
【００１０】
本発明の別の態様もまた、回転機器である。この回転機器は、ベースと、ベースに対して回転自在に支持され記録ディスクが載置されるべきハブと、一端側がベースに固定的に支持され他端側はハブを保持する軸受ユニットと、ハブに固定的に支持されマグネットを保持するヨークと、ベースに固定的に支持されマグネットと電磁気的な相互作用を生じるコイルと、を備える。ヨークの軸方向投影領域はコイルの軸方向投影領域を覆う。
【００１１】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、生産性を向上させつつ、リード／ライトエラーの増大を抑えることができる回転機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）、図１（ｂ）は、第１の実施の形態に係る回転機器を示す上面図および側面図である。
【図２】図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３（ａ）、図３（ｂ）は、積層コアの上面図である。
【図４】各回転機器の２４次の高調波成分の音圧レベルを示す。
【図５】第２の実施の形態に係る回転機器の断面図である。
【図６】第３の実施の形態に係る回転機器の断面図である。
【図７】第４の実施の形態に係る回転機器の断面図である。
【図８】第５の実施の形態に係る回転機器の断面図である。
【図９】第６の実施の形態に係る回転機器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、工程には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１５】
実施の形態に係る回転機器は、ディスク駆動装置、特に磁気記録ディスクを搭載しそれを回転駆動するハードディスクドライブとして好適に用いられる。
【００１６】
（第１の実施の形態）
本実施の形態に係る回転機器の概要は以下のとおりである。
本実施の形態に係る回転機器では、磁気記録ディスクをハブに固定するためのクランパをハブに固定するためのクランプネジ孔がハブに形成される。クランプネジ孔は貫通孔として形成される。このため、クランプネジ孔の加工は容易となる。また、本実施の形態に係る回転機器では、ヨークは、クランプネジ孔のベース側の端部を覆うように設けられる。このため、クランプネジ孔を通って記録ディスク側に流れる気化した潤滑剤の量が抑えられる。
【００１７】
図１（ａ）、図１（ｂ）は、第１の実施の形態に係る回転機器１を示す。図１（ａ）は、回転機器１の上面図である。図１（ａ）では、回転機器１の内側の構成を示すため、トップカバー２を外した状態が示される。図１（ｂ）は回転機器１の側面図である。
回転機器１は、シャフト２６と、ハブ２８と、クランパ３６と、クランプネジ３８と、磁気記録ディスク８と、データリード／ライト部１０と、ベース４と、トップカバー２と、６つのネジ２０と、を含む。
以降ベース４に対してハブ２８が搭載される側を上側として説明する。
【００１８】
磁気記録ディスク８は、直径が約９５ｍｍのアルミ製の３．５インチ型磁気記録ディスクであり、その中央の孔の直径は約２５ｍｍ、厚みは約１．２７ｍｍまたは約１．７５ｍｍである。磁気記録ディスク８は、ハブ２８に載置され、ハブ２８の回転に伴って回転する。
【００１９】
クランパ３６は、クランプネジ３８によってハブ２８の上面に圧着されると共に、磁気記録ディスク８をハブ２８のディスク載置面に押しつける。
【００２０】
ベース４はアルミニウムの合金をダイカストにより成型して形成される。ベース４は、回転機器１の底部を形成する底板部４ａと、磁気記録ディスク８の載置領域を囲むように底板部４ａの外周に沿って形成された外周壁部４ｂと、を有する。外周壁部４ｂの上面４ｃには、６つのネジ穴２２が設けられる。
【００２１】
データリード／ライト部１０は、記録再生ヘッド（不図示）と、スイングアーム１４と、ボイスコイルモータ１６と、ピボットアセンブリ１８と、を含む。記録再生ヘッドは、スイングアーム１４の先端部に取り付けられ、磁気記録ディスク８にデータを記録し、磁気記録ディスク８からデータを読み取る。ピボットアセンブリ１８は、スイングアーム１４をベース４に対してヘッド回転軸Ｓの周りに揺動自在に支持する。ボイスコイルモータ１６は、スイングアーム１４をヘッド回転軸Ｓの周りに揺動させ、記録再生ヘッドを磁気記録ディスク８の上面上の所望の位置に移動させる。ボイスコイルモータ１６およびピボットアセンブリ１８は、ヘッドの位置を制御する公知の技術を用いて構成される。
【００２２】
シャフト２６は回転軸Ｒに沿って延在する。シャフト２６の上端はハブ２８に対して後述のように固定される。
【００２３】
トップカバー２は、６つのネジ２０を用いてベース４の外周壁部４ｂの上面４ｃに固定される。６つのネジ２０は、６つのネジ穴２２にそれぞれ対応する。特にトップカバー２と外周壁部４ｂの上面４ｃとは、それらの接合部分から回転機器１の内側へリークが生じないように互いに固定される。
【００２４】
図２は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
回転機器１はさらに、円筒状マグネット３２と、ヨーク３０と、フランジ５２と、積層コア４０と、コイル４２と、スリーブ４６と、プレート５４と、潤滑剤４８と、を含む。
【００２５】
ハブ２８は、軟磁性を有する例えばＳＵＳ４３０Ｆ等の鉄鋼材料またはアルミニウムから形成される。ハブ２８は、鉄鋼板を例えばプレス加工や切削加工することにより形成され、略カップ状の所定の形状に形成される。ハブ２８の鉄鋼材料としては、例えば、大同特殊鋼株式会社が供給する商品名ＤＨＳ１のステンレスはアウトガスが少なく、加工が容易である点で好ましい。また、同様に同社が供給する商品名ＤＨＳ２のステンレスはさらに耐食性が良好な点でより好ましい。
【００２６】
ハブ２８は、シャフト２６を環囲する環囲部２８ａと、環囲部２８ａの下端から半径方向（すなわち回転軸Ｒに直交する方向）外側に設けられスリーブ４６を環囲する筒状部２８ｂと、筒状部２８ｂの下面２８ｋから下側に突出してスリーブ４６を環囲するハブ突出部２８ｌと、を有する。筒状部２８ｂは、上方に中径部２８ｃを有し、中径部２８ｃの下方に中径部２８ｃよりも大径に形成された大径部２８ｄを有する。筒状部２８ｂは、さらに大径部２８ｄの下方に中径部２８ｃより小径に形成された小径部２８ｅを有する。なお、中径部２８ｃと小径部２８ｅの径の大小関係は逆であってもよい。
【００２７】
中径部２８ｃの外周面２８ｆには磁気記録ディスク８の中央の孔が嵌り、大径部２８ｄの上面であるディスク載置面２８ｇに磁気記録ディスク８が載置される。
【００２８】
小径部２８ｅの外周面２８ｈと大径部２８ｄの下面２８ｉとによって、筒状部２８ｂの下端外縁から半径方向内側に凹んだ肉ヌスミ部２８ｊが形成される。肉ヌスミ部２８ｊの半径方向内側の面は小径部２８ｅの外周面２８ｈであるため、磁気記録ディスク８の中央の孔が嵌る中径部２８ｃの外周面２８ｆより回転軸Ｒの近くに位置する。
【００２９】
筒状部２８ｂには３つのクランプネジ孔３４が回転軸Ｒの周りに１２０度間隔で設けられている。クランプネジ孔３４は、筒状部２８ｂを軸方向すなわち回転軸Ｒと平行な方向に貫通するよう設けられている。クランパ３６は、３つのクランプネジ孔３４に螺合される３つのクランプネジ３８によってハブ２８の筒状部２８ｂの上面２８ｎに圧着されると共に磁気記録ディスク８をハブ２８のディスク載置面２８ｇに圧着させる。
【００３０】
ヨーク３０は鉄などの磁性材料の板をプレス加工することにより形成される。このため、ヨーク３０は型押し面を有する。「型押し面を有する」とは、ヨーク３０の表面にプレス金型のプレス面に応じた凹凸模様が形成されていることを指す。ヨーク３０は、厚みが０．２ｍｍから１．０ｍｍの範囲となるよう形成される。ヨーク３０は、円筒状のマグネット保持部３０ａとその上端から半径方向内側に延在する蓋部３０ｂとを有する。蓋部３０ｂは、クランプネジ孔３４のベース４側の端部３４ａを覆うよう形成される。また、蓋部３０ｂは、その軸方向投影領域が、コイル４２の軸方向投影領域を覆うように形成される。軸方向投影領域とは、軸方向に投影したときに含まれる領域をいう。蓋部３０ｂは、別の言い方をすれば、コイル４２の上端４２ａの全体と軸方向に対向するよう形成される。蓋部３０ｂは、ハブ２８の小径部２８ｅの下面２８ｋに接着固定される。なお、蓋部３０ｂは、ハブ突出部２８ｌに、圧入または接着または圧入と接着との併用によって固定されてもよい。蓋部３０ｂは、小径部２８ｅの下面２８ｋとハブ突出部２８ｌの両方に固定されてもよい。
【００３１】
円筒状マグネット３２は、ヨーク３０のマグネット保持部３０ａの内周面３０ｆに接着固定される。円筒状マグネット３２は、例えば、希土類磁石材料やフェライト磁石材料によって形成される。本実施の形態ではフェライト磁石材料によって形成される。円筒状マグネット３２にはその周方向（回転軸Ｒを中心とし回転軸Ｒに垂直な円の接線方向）に８極の駆動用着磁が施される。円筒状マグネット３２の表面には電着塗装やスプレー塗装などによる表面層形成処理が施され、例えば、発錆が抑制される。円筒状マグネット３２は、積層コア４０の１２本の突極と半径方向に対向する。
【００３２】
積層コア４０は円環部４０ａとそこから半径方向外側に伸びる１２本の突極４０ｂとを有し、ベース４の上面４ｄ側に固定される。積層コア４０は、８枚の薄型電磁鋼板を積層しカシメにより一体化して形成される。積層コア４０の表面には電着塗装や粉体塗装などによる絶縁塗装が施される。１２本の突極４０ｂはそれぞれ、円環部４０ａから半径方向外側に伸びる中間部４０ｃと、中間部４０ｃの円環部４０ａとは反対側に設けられる先端部４０ｄと、を有する。それぞれの中間部４０ｃにはコイル４２が巻回される。このコイル４２に３相の略正弦波状の駆動電流が流れることにより突極に沿って駆動磁束が発生する。
【００３３】
図３（ａ）、（ｂ）は、積層コアの上面図である。図３（ａ）は本実施の形態の積層コア４０を示し、図３（ｂ）は比較例に係る積層コア１４０を示す。比較例に係る積層コア１４０は、円環部１４０ａの外径Ｄ２、内径Ｄ２２、中間部１４０ｃの周方向の厚みｔ２、隣り合う先端部１４０ｄの距離Ｌ２が以下の関係を満たす。
・０．８３５＜Ｄ２２／Ｄ２＜０．８４１
・０．１２７＜ｔ２／Ｄ２＜０．１３３
・０．０５２＜Ｌ２／Ｄ２＜０．０５６
【００３４】
これに対し、本実施の形態の積層コア４０は、円環部４０ａの外径Ｄ１、内径Ｄ１１、中間部４０ｃの周方向の厚みｔ１、隣り合う先端部４０ｄの距離Ｌ１が以下の関係を満たすよう形成される。
・０．８１１＜Ｄ１１／Ｄ１＜０．８１７
・０．１５１＜ｔ１／Ｄ１＜０．１５７
・０．０６３＜Ｌ１／Ｄ１＜０．０６７
つまり、積層コア４０は、円環部４０ａの半径方向の厚み、円環部４０ａの外径Ｄ１に対する中間部４０ｃの周方向の厚みｔ１、および、円環部４０ａの外径Ｄ１に対する隣り合う先端部４０ｄの距離Ｌ１のそれぞれが、積層コア１４０のそれらより大きくなるよう形成される。
【００３５】
図２に戻り、ベース４は、回転軸Ｒを中心とした円筒状のベース突出部４ｅを有する。ベース突出部４ｅは、スリーブ４６を環囲するようにハブ２８側に突出する。積層コア４０はベース突出部４ｅの外周面４ｇに圧入されもしくは隙間ばめによって接着固定される。
【００３６】
シャフト２６、フランジ５２、スリーブ４６、プレート５４、および潤滑剤４８は、ベース４に取り付けられ、ハブ２８を回転自在に支持する軸受ユニットを構成する。シャフト２６の上端は、ハブ２８の中心に設けられた孔２８ｍであってハブ２８の回転軸Ｒと同軸に設けられた孔２８ｍに圧入と接着とを併用した状態で固着される。シャフト２６の下端にはフランジ５２が圧入状態で固着される。
【００３７】
スリーブ４６は円環状の部材であり、ベース突出部４ｅの内周面すなわちベース４に設けられた回転軸Ｒを中心とする貫通孔４ｆに接着により固定される。スリーブ４６にはシャフト２６が収まる。スリーブ４６は、内側下面４６ａ、中間下面４６ｂおよび外側下面４６ｃの３つの下面を有し、この順に半径方向内側から並んでいる。中間下面４６ｂは内側下面４６ａより下側に位置し、外側下面４６ｃは中間下面４６ｂより下側に位置する。
【００３８】
スリーブ４６は、その上端にスリーブテーパ部４６ｈを有する。シャフト２６は、スリーブテーパ部４６ｈと対向するシャフトテーパ部２６ｃを有する。スリーブテーパ部４６ｈはシャフトテーパ部２６ｃを環囲する。スリーブテーパ部４６ｈとシャフトテーパ部２６ｃとの間には、スリーブテーパ部４６ｈの内周面４６ｉとシャフトテーパ部２６ｃの外周面２６ｄとの間の隙間７４が上方に向けて徐々に広がるテーパシール部７６が形成される。特に、スリーブテーパ部４６ｈの内周面４６ｉおよびシャフトテーパ部２６ｃの外周面２６ｄの両方が上側となるほど小径となるよう形成され、スリーブテーパ部４６ｈの内周面４６ｉの縮径の割合がシャフトテーパ部２６ｃの外周面２６ｄの縮径の割合よりも小さいことによりテーパシール部７６のテーパ形状が実現される。シャフト２６の回転時には、テーパシール部７６内の潤滑剤４８に、遠心力起因の半径方向外向きの力が働く。スリーブテーパ部４６ｈの内周面４６ｉは上側となるほど小径となるよう形成されるので、その力は潤滑剤４８を吸い込むよう作用する。また、テーパシール部７６は潤滑剤４８の気液界面７８を有し、毛細管現象により潤滑剤４８の漏れ出しを抑止する。
【００３９】
プレート５４は、スリーブ４６の下側の端部を塞ぐようにスリーブ４６の中間下面４６ｂに接着により固定される。プレート５４の上面５４ａとスリーブ４６の内側下面４６ａとの間にはフランジ５２が収まるフランジ空間６０が形成される。
【００４０】
シャフト２６およびフランジ５２と、スリーブ４６およびプレート５４との間には潤滑剤４８が充填される。
スリーブ４６の内周面には、上下に互いに離間した、ヘリングボーン形状の第１ラジアル動圧溝５０および第２ラジアル動圧溝５１が形成される。フランジ５２の上面５２ａには、ヘリングボーン形状の第１スラスト動圧溝５６が、フランジ５２の下面５２ｂには、ヘリングボーン形状の第２スラスト動圧溝５８が形成される。ハブ２８の回転時には、これらの動圧溝が潤滑剤４８に生成する動圧によって、ハブ２８は半径方向および軸方向に支持される。第１ラジアル動圧溝５０、第２ラジアル動圧溝５１、第１スラスト動圧溝５６、第２スラスト動圧溝５８は、いずれかがスパイラル形状に形成されてもよい。
【００４１】
なお、第１ラジアル動圧溝５０および第２ラジアル動圧溝５１の少なくとも一方をシャフト２６に形成してもよい。また、第１スラスト動圧溝５６をスリーブ４６の内側下面４６ａに形成してもよく、第２スラスト動圧溝５８をプレート５４の上面５４ａに設けてもよい。
【００４２】
以上のように構成された回転機器１の動作を説明する。磁気記録ディスク８を回転させるために、３相の駆動電流がコイル４２に供給される。その駆動電流がコイル４２を流れることにより、１２本の突極に沿って磁束が発生する。この磁束によって円筒状マグネット３２にトルクが与えられ、ハブ２８およびそれに嵌合された磁気記録ディスク８が回転する。同時にボイスコイルモータ１６がスイングアーム１４を揺動させることによって、記録再生ヘッドが磁気記録ディスク８上の揺動範囲を行き来する。記録再生ヘッドは磁気記録ディスク８に記録された磁気データを電気信号に変換して制御基板（不図示）へ伝え、また制御基板から電気信号の形で送られてくるデータを磁気記録ディスク８上に磁気データとして書き込む。
【００４３】
本実施の形態に係る回転機器１によると、クランプネジ孔３４はハブ２８を貫通するよう形成される。このため、クランプネジ孔３４を容易に加工できる。また、加工時などにクランプネジ孔３４に溜まった異物を容易に取り除くことができる。また、ヨーク３０の蓋部３０ｂは、クランプネジ孔３４のベース側の端部３４ａを覆う。このため、クランプネジ孔３４を通って磁気記録ディスク８側に流れ、磁気記録ディスク８に異物として付着しうる潤滑剤４８の量を低減できる。つまり、クランプネジ孔３４を貫通させて生産性を向上させつつ、クランプネジ孔３４を貫通孔にしたことに起因するリード／ライトエラーの増大を抑止できる。
【００４４】
また、本実施の形態に係る回転機器１によると、積層コア４０は、円環部４０ａの半径方向の厚み、円環部４０ａの外径Ｄ１に対する中間部４０ｃの周方向の厚みｔ２、および、円環部４０ａの外径Ｄ１に対する隣り合う先端部４０ｄの距離Ｌ１のそれぞれが、比較例の積層コア１４０のそれらより大きくなるよう形成される。これにより、コギングトルクに起因した機械的な振動が抑えられ、その結果回転機器１の騒音が低減される。
【００４５】
本発明者らは、積層コア４０の騒音低減効果を確認するため、本実施の形態の積層コア４０を備える回転機器１と比較例の積層コア１４０を備える回転機器１００とを用いて実験を行った。積層コア４０と積層コア１４０の構成は以下の通りである。
＜本実施の形態の積層コア４０＞
・円環部４０ａの外径Ｄ１：１８．４５ｍｍ
・円環部４０ａ内径Ｄ１１：１５．０２ｍｍ
・中間部４０ｃの周方向の厚みｔ１：２．８５ｍｍ
・隣り合う先端部４０ｄの距離Ｌ１：１．２ｍｍ
＜比較例の積層コア１４０＞
・円環部１４０ａの外径Ｄ２：１８．４５ｍｍ
・円環部１４０ａ内径Ｄ２２：１５．４６ｍｍ
・中間部１４０ｃの周方向の厚みｔ２：２．４ｍｍ
・隣り合う先端部１４０ｄの距離Ｌ２：１ｍｍ
【００４６】
具体的には、積層コア４０を備える回転機器１と積層コア１４０を備える回転機器１００を、それぞれ回転数Ｎ＝１２０（Ｈｚ）（７２００（ｒｐｍ））で回転させてその騒音を集音し、積層コア４０および積層コア１４０の突極数（１２）と円筒状マグネット３２の磁極数（８）との最小公倍数、すなわちコギングトルクの主たる成分である２４次の高調波成分の音圧レベルを得た。
図４は、各回転機器の２４次の高調波成分の音圧レベルを示す。図４の左側は本実施の形態の積層コア４０を備える回転機器１の音圧レベルを示し、右側は比較例の積層コア１４０を用いた回転機器の音圧レベルを示す。これより、積層コア４０を備える回転機器１の音圧レベルの平均値は積層コア１４０を備える回転機器１００のそれより約５ｄＢ音圧レベルが低いことが分かる。また、回転機器１の音圧レベルの最大値と最小値の差は約１５ｄＢで、回転機器１００のそれは約４５ｄＢであり、回転機器１の音圧レベルのバラツキが小さいことが分かる。
【００４７】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態に係る回転機器１と第２の実施の形態に係る回転機器２００との主な違いは、ヨークとハブの形状である。
図５は、第２の実施の形態に係る回転機器２００の断面図を示す。図５は図２に対応する。
【００４８】
ヨーク２３０は、鉄などの磁性材料をプレス加工することにより形成され、厚みが０．２ｍｍから１．０ｍｍの範囲となるよう形成される。ヨーク２３０は、シャフト２６を環囲するシャフト環囲部２３０ｅと、シャフト環囲部２３０ｅの下端から半径方向外側に延在しスリーブ４６の上端４６ｄと対向するスリーブ対向部２３０ｄと、スリーブ対向部２３０ｄから下方に延びスリーブ４６を環囲するハブ接触部２３０ｃと、ハブ接触部２３０ｃの下端から半径方向外側に延在する蓋部２３０ｂと、蓋部２３０ｂから下方に延びるマグネット保持部２３０ａと、を有する。シャフト環囲部２３０ｅには、シャフト２６の上端が圧入と接着とを併用して固着される。
【００４９】
ハブ２２８は、筒状部２２８ｂを有する。筒状部２２８ｂは、ハブ接触部２３０ｃに圧入または接着または圧入と接着の併用によって固定される。本実施の形態では、ハブ２２８はヨーク２３０を介してシャフト２６に固定される。そのため、ハブ２２８を、シャフト２６を環囲する環囲部を有しない構成にできる。
【００５０】
本実施の形態に係る回転機器２００によると、第１の実施の形態に係る回転機器１によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。加えて、本実施の形態に係る回転機器２００によると、ハブ２２８を、シャフト２６を環囲する環囲部を有しない構成にできる。これにより、環囲部の分だけハブ２２８の体積が減り、材料コストを低減できる。また、環囲部を有しないため、環状形状となる。つまり、体積が減る上に比較的単純な形状となる。このため、特に切削により形成する場合は加工コストを低減できる。なお、ヨーク２３０をハブ２２８とシャフト２６に介在させたことにより、ヨーク３０の形状は比較的複雑となるが、ヨーク２３０はプレス加工で形成されるため、形状の複雑さは問題とならない。
【００５１】
また、トルクリップルの周波数と２次ロッキングモードでの共振（以下、「２次ロッキングモード共振」とよぶ）とが一致してしまうと、回転機器１には共振により大きな振動が生じる。この周波数の一致を避けるための手法として、２次ロッキングモード共振の周波数を高くすることが知られている。２次ロッキングモード共振の周波数を決定する要素のひとつにハブ２８の横慣性モーメントがあり、これを小さくすることで２次ロッキングモード共振の周波数を高くできる。ハブ２８の横慣性モーメントは、ハブ２８の質量によって決まるため、ハブ２８の質量を小さくすれば２次ロッキングモード共振の周波数を高くできる。これに対し、本実施の形態に係る回転機器２００によると、環囲部を有しない構成にできるため、その分ハブ２２８の質量を小さくできる。そのため、２次ロッキングモード共振の周波数を高くでき、トルクリップルの周波数と２次ロッキングモード共振とが一致するのを避けることができる。
【００５２】
（第３の実施の形態）
第２の実施の形態に係る回転機器２００と第３の実施の形態に係る回転機器３００との主な違いは、ヨークの形状である。
図６は、第３の実施の形態に係る回転機器３００の断面図を示す。図６は図５に対応する。
【００５３】
ヨーク３３０は、シャフト環囲部３３０ｅと、スリーブ対向部３３０ｄと、ハブ接触部３３０ｃと、蓋部３３０ｂと、マグネット保持部３３０ａと、を有する。本実施の形態では、スリーブ対向部３３０ｄは、シャフト環囲部３３０ｅの上端から半径方向外側に延在する。
【００５４】
本実施の形態に係る回転機器３００によると、第２の実施の形態に係る回転機器２００によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。
【００５５】
（第４の実施の形態）
第１の実施の形態に係る回転機器１と第４の実施の形態に係る回転機器４００との主な違いは、スリーブの形状である。
図７は、第４の実施の形態に係る回転機器４００の断面図を示す。図７は図２に対応する。
【００５６】
スリーブ４４６は、第１環囲部４６２と第２環囲部４６４とを有する。第１環囲部４６２はシャフト４２６を環囲する円筒状の部材である。第２環囲部４６４はシャフト４２６および第１環囲部４６２を環囲する部材であり、その断面は逆Ｌ字形状を有する。第１環囲部４６２の内周面には、上下に互いに離間した、ヘリングボーン形状の第１ラジアル動圧溝４５０および第２ラジアル動圧溝４５１が形成される。このため、第１環囲部４６２には較的高い寸法精度が必要とされる。そのため、第１環囲部４６２は鉄鋼材料を切削加工することにより形成される。
【００５７】
第２環囲部４６４は、第１環囲部４６２を環囲する第１環状部４６４ａと、第１環状部４６４ａの上側に設けられた第２環状部４６４ｂと、を有する。第２環囲部４６４は、所定の樹脂材料から、例えば、射出成形などの金型成形により形成される。第２環囲部４６４は、金属材料から、例えば、焼結成形などの金型成形により形成されてもよい。第２環囲部４６４は、少なくとも一部が切削加工されて、切削面を有してもよい。
【００５８】
第１環囲部４６２は第１環状部４６４ａの内側に、例えば、接着により固定される。第１環状部４６４ａの内周面４６４ｃと第１環囲部４６２の外周面４６２ａとは部分的に圧入部を有してもよい。
【００５９】
第１環囲部４６２と第１環状部４６４ａとの間には、ディスク状のプール空間４６６が形成される。より具体的には、プール空間４６６は、第１環囲部４６２の上面４６２ｄと第２環状部４６４ｂの下面４６４ｅとの間に形成される。連通溝４６２ｂ（後述）はプール空間４６６に一端を有している。
【００６０】
第２環状部４６４ｂとシャフト４２６との間には、第２環状部４６４ｂの内周面４６４ｉとシャフト４２６の外周面４２６ｅとの間の隙間４７４が上方に向けて徐々に広がるテーパシール部４７６が形成される。特に、第２環状部４６４ｂの内周面４６４ｉが上側となるほど大径となるよう形成され、テーパシール部４７６のテーパ形状が実現される。つまり、第１の実施の形態と異なり、シャフト４２６にシャフトテーパ部は形成されず、第２環状部４６４ｂの内周面４６４ｉの傾斜だけでテーパシール部４７６のテーパ形状が実現される。第１の実施の形態と同様に、シャフト４２６の回転時には、このテーパシール部４７６により、潤滑剤４８を吸い込むように作用する力が潤滑剤４８に働く。また、テーパシール部４７６は、毛細管現象により潤滑剤４８の漏れ出しを抑止する。また、潤滑剤４８の漏れ出しをさらに抑えるため、樹脂材料で形成された第２環状部４６４ｂに撥油剤を染み込ませてもよい。
【００６１】
プレート５４は、第２環囲部４６４の下側の端部を塞ぐように第１環状部４６４ａの下面４６４ｄに接着により固定される。プレート５４の上面５４ａと第１環囲部４６２の下面４６２ｃと第１環状部４６４ａの内周面４６４ｃとは、フランジ５２が収まるフランジ空間４６０を形成する。
【００６２】
第１環囲部４６２の外周面４６２ａには、第１環囲部４６２を軸方向に貫通する凹部である連通溝４６２ｂが直線的に形成される。したがって、第１環囲部４６２が第２環囲部４６４に取り付けられた状態では、連通溝４６２ｂと第２環囲部４６４の第１環状部４６４ａの内周面４６４ｃとによって連通孔４６８が形成される。
【００６３】
シャフト４２６およびフランジ５２と、第１環囲部４６２、第２環囲部４６４およびプレート５４と、の間には潤滑剤４８が充填される。プール空間４６６および連通孔４６８にも潤滑剤４８が充填される。特にプール空間４６６は潤滑剤４８で満たされる。プール空間４６６は潤滑剤４８を溜めるための潤滑剤溜まりとして機能する。
潤滑剤４８の経路に関して、シャフト４２６と第１環囲部４６２とのラジアル隙間４７０の上端はプール空間４６６に隣接してそれと通じている。ラジアル隙間４７０の下端はフランジ空間４６０に隣接してそれと通じている。プール空間４６６とフランジ空間４６０とは連通孔４６８で連通されている。したがって、ラジアル隙間４７０の軸方向における両端は、ラジアル隙間４７０とは別に形成された連通孔４６８を介して連通される。
【００６４】
本実施の形態に係る回転機器４００によると、第１の実施の形態に係る回転機器１によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。加えて、本実施の形態に係る回転機器４００によると、スリーブ４４６は、別々に形成した第１環囲部４６２と第２環囲部４６４とを結合して形成される。そのため、比較的高い寸法精度が必要とされる第１環囲部４６２だけ切削加工により形成し、そうでない第２環囲部４６４については加工コストが比較的低い射出成形や焼結成形により形成できる。また、第１環囲部４６２は比較的単純な形状である円筒状でるため、その切削加工は比較的容易である。つまり、スリーブ４４６の加工コストを低減できる。
【００６５】
また、別々に形成した第１環囲部４６２と第２環囲部４６４とを結合してスリーブ４４６を構成するため、第１環囲部４６２の外周面４６２ａに連通溝４６２ｂを設けるという、比較的容易な加工により、連通孔４６８を形成することができる。
【００６６】
また、本実施の形態に係る回転機器４００によると、ラジアル隙間４７０の両端がラジアル隙間４７０とは別に設けられた連通孔４６８によって連通されている。したがって、ラジアル隙間４７０の両端における潤滑剤４８の圧力を平均化し、過度な圧力差の発生を抑止できる。その結果、圧力差の発生に制限されずに回転時のラジアル動圧を高めて軸受の剛性を高めることができる。
【００６７】
また、本実施の形態に係る回転機器４００によると、シャフト４２６はシャフトテーパ部を有しないため、シャフト４２６を段差のないストレート形状に形成できる。そのため、シャフト４２６の加工は容易となり、シャフト４２６の寸法精度も向上する。
【００６８】
（第５の実施の形態）
第１の実施の形態に係る回転機器１と第５の実施の形態に係る回転機器５００との主な違いは、シャフトとスリーブの形状と、プレートの有無である。
図８は、第５の実施の形態に係る回転機器５００の断面図を示す。図８は図２に対応する。
【００６９】
シャフト５２６は回転軸Ｒに沿って延在する。シャフト５２６は、大径部５２６ａと、大径部５２６ａの下方に形成された小径部５２６ｂとを有する。大径部５２６ａの上端は、ハブ２８の孔２８ｍに圧入と接着とを併用した状態で固着される。大径部５２６ａの下端にはフランジ５５２が圧入状態で固着される。
【００７０】
スリーブ５４６は、円筒部５４６ａと底部５４６ｂとが一体に形成された有底カップ形状を有し、その底部５４６ｂを下にしてベース４に対して接着固定される。スリーブ５４６にはシャフト５２６が収まる。円筒部５４６ａは、内側上面５４６ｃと外側上面５４６ｄの２つの上面を有し、この順に半径方向内側から並んでいる。内側上面５４６ｃは外側上面５４６ｄより下側に位置する。また、円筒部５４６ａは、外側上面５４６ｄと内側上面５４６ｃとに隣接する第１内周面５４６ｅと、内側上面５４６ｃと底部５４６ｂの上面５４６ｇとに隣接する第２内周面５４６ｆの２つの内周面を有する。
【００７１】
第１内周面５４６ｅの上端側には、スラストキャップ５７２が圧入状態で固着される。スラストキャップ５７２は、所定の樹脂材料から、例えば、射出成形などの金型成形により形成される。スラストキャップ５７２の下面５７２ａとスリーブ５４６の円筒部５４６ａの内側上面５４６ｃとの間にはフランジ５５２が収まるフランジ空間５６０が形成される。
【００７２】
シャフト５２６およびフランジ５５２とスリーブ５４６との間には潤滑剤４８が充填される。
スリーブ５４６の第１内周面５４６ｅのフランジ５５２と対向する部分には第１ラジアル動圧溝５５０が形成され、第２内周面５４６ｆの下端には第２ラジアル動圧溝５５１が形成される。つまり、第１ラジアル動圧溝５５０は、第１の実施の形態に比べ、回転軸Ｒから遠い位置に形成される。その結果、高いラジアル剛性を得ることができる。第１スラスト動圧溝５５６、第２スラスト動圧溝５５８は、それぞれ第１スラスト動圧溝５６、第２スラスト動圧溝５８に対応する。
【００７３】
スラストキャップ５７２とシャフト５２６との間には、スラストキャップ５７２の内周面５７２ｂとシャフト５２６の大径部５２６ａの外周面５２６ｆとの間の隙間５７４が上方に向けて徐々に広がるテーパシール部５７６が形成される。第４の実施の形態のテーパシール部４７６と同様に、スラストキャップ５７２の内周面５７２ｂの傾斜だけでテーパシール部５７６のテーパ形状が実現される。また、樹脂材料で形成されたスラストキャップ５７２に撥油剤を染み込ませてもよい。
【００７４】
本実施の形態に係る回転機器５００によると、第１の実施の形態に係る回転機器１によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。加えて、本実施の形態に係る回転機器５００によると、第１ラジアル動圧溝５５０が回転軸Ｒから比較的遠い位置に形成される。その結果、より大きなラジアル剛性を得ることができる。
【００７５】
また、本実施の形態に係る回転機器５００によると、シャフト５２６の一部が比較的小径に形成される。これにより、シャフト５２６の表面積が小さくなる。すなわち、シャフト５２６と潤滑剤４８との接触面積が小さくなる。そのため、シャフト５２６が潤滑剤４８から受ける摩擦抵抗が小さくなり、磁気記録ディスク８を載置して回転するハブ２８やシャフト５２６を回転させるための駆動力、つまり駆動電流が低減される。
【００７６】
（第６の実施の形態）
第５の実施の形態に係る回転機器５００と第６の実施の形態に係る回転機器６００との主な違いは、スリーブとフランジの形状である。
図９は、第６の実施の形態に係る回転機器６００の断面図を示す。図９は図２に対応する。
【００７７】
スリーブ６４６は、円環状に形成される。スリーブ６４６は、第５の実施の形態の内側上面５４６ｃ、外側上面５４６ｄ、第１内周面５４６ｅ、第２内周面５４６ｆにそれぞれ対応する内側上面６４６ｄ、外側上面６４６ｅ、第１内周面６４６ｆ、第２内周面６４６ｇを有する。また、スリーブ６４６は、第１の実施の形態の内側下面４６ａ、中間下面４６ｂ、外側下面４６ｃにそれぞれ対応する内側下面６４６ａ、中間下面６４６ｂ、外側下面６４６ｃを有する。スリーブ６４６の中間下面６４６ｂには、プレート５４が接着により固定される。
【００７８】
第１内周面６４６ｆの上端側には、スラストキャップ６７２が圧入状態で固着される。スラストキャップ６７２は第５の実施の形態のスラストキャップ５７２に対応する。フランジ空間６６０は第５の実施の形態のフランジ空間５６０に対応する。
【００７９】
スリーブ６４６には、連通孔６６８が形成される。連通孔６６８は直線的に形成され、内側上面６４６ｄから内側下面６４６ａまでスリーブ６４６を軸方向に貫通する。
【００８０】
シャフト６２６にはフランジ６５２が圧入状態で固着される。フランジ６５２は樹脂材料から、例えば、射出成形などの金型成形により形成される。フランジ６５２は、その半径方向の厚みおよび軸方向の厚みが、第５の実施の形態のそれらより大きくなるよう形成される。
【００８１】
シャフト６２６およびフランジ６５２とスリーブ６４６との間には潤滑剤４８が充填される。連通孔６６８にも潤滑剤４８が充填される。
スリーブ６４６の第１内周面６４６ｆのフランジ６５２と対向する部分に第１ラジアル動圧溝６５０が形成され、第２内周面６４６ｇの下端に第２ラジアル動圧溝６５１が形成される。フランジ６５２の半径方向の厚みは、第５の実施の形態のフランジ５５２の半径方向の厚みよりも大きいため、第１ラジアル動圧溝６５０は、第５の実施の形態の第１ラジアル動圧溝５５０よりもさらに回転軸Ｒから遠い位置に形成される。また、フランジ６５２にあわせて、第１ラジアル動圧溝６５０は、第５の実施の形態の第１ラジアル動圧溝５５０より軸方向に大きく形成される。このため、第５の実施の形態よりさらに軸受のラジアル剛性を高めることができる。
【００８２】
第１スラスト動圧溝６５６、第２スラスト動圧溝６５８は、それぞれ第１スラスト動圧溝５５６、第２スラスト動圧溝５５８に対応する。フランジ６５２にあわせて、第１スラスト動圧溝６５６、第２スラスト動圧溝６５８は、それぞれ第５の実施の形態の第１スラスト動圧溝５５６、第２スラスト動圧溝５５８より半径方向に大きく形成される。このため、第５の実施の形態より軸受のアキシャル剛性を高めることができる。
【００８３】
シャフト６２６およびスリーブ６４６は、第５の実施の形態のシャフト５２６およびスリーブ５４６に比べ、軸方向の長さが短くなるよう形成される。上述のごとく、高いラジアル剛性およびアキシャル剛性が得られるため、シャフト６２６を短くしても軸受の剛性を比較的高く維持できる。
【００８４】
本実施の形態に係る回転機器６００によると、第５の実施の形態に係る回転機器５００によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。加えて、第５の実施の形態と比べると、第１ラジアル動圧溝６５０は、フランジ６５２の半径方向の厚みを大きくした分だけさらに回転軸Ｒから遠い位置に形成される。また、第１ラジアル動圧溝６５０は、フランジ６５２の軸方向の厚みを大きくした分だけ軸方向に大きく形成される。また、第１スラスト動圧溝６５６および第２スラスト動圧溝６５８は、フランジ６５２の半径方向の厚みを大きくした分だけ半径方向に大きく形成される。このため、第５の実施の形態と比べると、より高いラジアル剛性およびアキシャル剛性が得られる。
【００８５】
また、本実施の形態に係る回転機器６００によると、第５の実施の形態と比べ、シャフト６２６およびスリーブ６４６の軸方向の長さを短くできる。これにより、シャフト６２６およびスリーブ６４６の材料コストが低減される。
【００８６】
以上、実施の形態に係る回転機器の構成と動作ついて説明した。これらの実施の形態は例示であり、各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００８７】
第１〜第６の実施の形態では、円筒状マグネットが積層コアの外側に位置する、いわゆるアウターロータ型の回転機器について説明したが、これに限られない。たとえば円筒状マグネットが積層コアの内側に位置する、いわゆるインナーロータ型の回転機器に本実施の形態の技術的思想を適用してもよい。
【００８８】
第１〜第６の実施の形態では、ベースに直接軸受ユニットが取り付けられる場合について説明したが、これに限られない。例えば、ハブ、円筒状マグネット、ヨーク、軸受ユニット、積層コア、コイルおよびベースからなるブラシレスモータを別途形成した上で、そのブラシレスモータをシャーシに取り付ける構成としてもよい。
【００８９】
第１〜第６の実施の形態では積層コアを用いる場合について説明したが、コアは積層コアでなくてもよい。
【００９０】
第１〜第６の実施の形態では、ベース４はアルミニウムダイカストにより成型して形成される場合について説明したが、これに限られない。例えば、ベース４はアルミニウム板や鉄板などの金属板からプレス加工によって形成されてもよい。この場合は、ベース４の一方の面には押し上げられて凸部が形成され、他方の面には当該凸部に対応して凹部が形成されるエンボス部を設けるようにしてもよい。所定の部位にエンボス部を設けることによりベース４の変形を抑制しうる。また、この場合ベース４にはめっきや樹脂コーティングなどの表面処理を施すようにしてもよい。例えば、鉄板からプレス加工によって形成した後、ニッケルめっき層とエポキシ樹脂の表面層とを設けるようにしてもよい。
【００９１】
ベース４は、アルミニウム板や鉄板などの金属板からプレス加工によって形成される板金部と、アルミニウムダイカストにより成型して形成されるダイカスト部を組み合わせて構成しても良い。例えば、底板部４ａは板金部を含んで構成し、外周壁部４ｂはダイカスト部を含んで構成してもよい。このように構成することによって、ネジ穴２２の剛性の低下を抑制できる。このようなベース４を製造する方法の例としては、形成済みの板金部をアルミニウムダイカスト用の金型に組み込んだ状態でアルミニウムダイカストによりダイカスト部を形成する方法がある。このような製造方法によると、板金部とダイカスト部の結合の手間が抑制され、板金部とダイカスト部の寸法精度が向上しうる。あるいは、板金部とダイカスト部とを結合するための別部材を小さくまたはなくすことが可能になり、この結果、ベース４を薄く構成することが容易になる。
【符号の説明】
【００９２】
１  回転機器、  ４  ベース、  ８  磁気記録ディスク、  １０  データリード／ライト部、  ２６  シャフト、  ２８  ハブ、  ３２  円筒状マグネット、  ４０  積層コア、  ４２  コイル、  ４６  スリーブ、  ４８  潤滑剤。
【図１】
2014081983.tif 000003
【図２】
2014081983.tif 000004
【図３】
2014081983.tif 000005
【図４】
2014081983.tif 000006
【図５】
2014081983.tif 000007
【図６】
2014081983.tif 000008
【図７】
2014081983.tif 000009
【図８】
2014081983.tif 000010
【図９】
2014081983.tif 000011