(57)【要約】【課題】  小型化しても振動や騒音の発生を低減できるスピンドルモータを提供することを目的とする。【解決手段】  ステータコア９のティース１２に巻装された巻線１３に通電して発生した回転磁界とローター側のマグネット４の磁界との磁気作用でロータハブ５が回転駆動されるスピンドルモータであって、ロータハブ５の回転支持軸２の支持部１の外周部に、磁性鋼板を積層したステータコア９を装着するとともに、支持部１を強磁性体の材料を含有する焼結金属によって形成したことを特徴とする。【選択図】図１
2006187061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアのティースに巻装された巻線に通電して発生した回転磁界とローター側のマグネットの磁界との磁気作用で前記ローターが回転駆動されるスピンドルモータであって、
前記ローターの回転支持軸の支持部の外周部に、磁性鋼板を積層したステータコアを装着するとともに、回転支持軸の前記支持部を強磁性体の材料を含有する焼結金属によって形成した
スピンドルモータ。
【請求項２】
ステータコアのティースに巻装された巻線に通電して発生した回転磁界とローター側のマグネットの磁界との磁気作用で前記ローターが回転駆動されるスピンドルモータであって、
前記ローターの回転支持軸の支持部と
前記支持部の外周部に形成され前記巻線が巻装されるティースと
を強磁性体の材料を含有する焼結金属によって一体に形成した
スピンドルモータ。
【請求項３】
ステータコアのティースに巻装された巻線に通電して発生した回転磁界とローター側のマグネットの磁界との磁気作用で前記ローターが回転駆動されるスピンドルモータであって、
回転支持軸の前記支持部と前記ステータコアとがそれぞれ強磁性体の材料を含有する焼結金属によって形成され、
前記ステータコアを前記支持部の外周部に装着した
スピンドルモータ。
【請求項４】
ステータコアのティースに巻装された巻線に通電して発生した回転磁界とローター側のマグネットの磁界との磁気作用で前記ローターが回転駆動されるスピンドルモータであって、
回転支持軸の前記支持部と
前記支持部の基端部に形成され前記マグネットの近傍位置に伸びて前記マグネットが吸引力を受ける吸引部と
が強磁性体の材料を含有する焼結金属によって一体に形成され、かつ磁性鋼板を積層した前記ステータコアを回転支持軸の前記支持部の外周部に装着した
スピンドルモータ。
【請求項５】
ステータコアのティースに巻装された巻線に通電して発生した回転磁界とローター側のマグネットの磁界との磁気作用で前記ローターが回転駆動されるスピンドルモータであって、
回転支持軸の前記支持部と
前記支持部の外周部に形成されステータ巻線が巻装される前記ティースと
前記支持部の基端部に形成され前記マグネットの近傍位置に伸びて前記マグネットが吸引力を受ける吸引部と
を強磁性体の材料を含有する焼結金属によって一体に形成した
スピンドルモータ。
【請求項６】
ステータコアのティースに巻装された巻線に通電して発生した回転磁界とローター側のマグネットの磁界との磁気作用で前記ローターが回転駆動されるスピンドルモータであって、
回転支持軸の前記支持部と
前記支持部の基端部に形成され前記マグネットの近傍位置に伸びて前記マグネットが吸引力を受ける吸引部と
が強磁性体の材料を含有する焼結金属によって一体に形成され、かつ強磁性体の材料を含有する焼結金属によって形成した前記ステータコアを回転支持軸の前記支持部の外周部に装着した
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、磁気ディスク、光ディスクなどの記録媒体を回転駆動するスピンドルモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のスピンドルモータとして、（特許文献１）（特許文献２）などのスピンドルモータが知られている。
近年、ハードディスクドライブを搭載したＡＶ製品や家庭電化製品が次々と開発されており、使用形態も据え置き型から携帯型へと移り変わっており、可搬性の要求などから、スピンドルモータの小型化，薄型化が求められている。また、低価格への要求などから部品点数の低減も要求されている。
【０００３】
特に、ハードディスクドライブに使用するスピンドルモータとしては、高精度化、静音化および長寿命化を目的として、軸受には動圧流体軸受が採用されている。
従来のスピンドルモータの構造と動作を説明する（特許文献２参照）。
【０００４】
図７において、２０はシャフト、２１はフランジ、２２はスリーブ、２３はスラスト板、２４は接着剤、２５はロータハブ、２６はマグネット、２７はステータコア、２８はコイル、２９はベースの内部円筒部、３０は吸引板、３１はベース部材である。
【０００５】
まず、シャフト２０にフランジ２１をレーザ溶接などによって固定する。次にシャフト２０をスリーブ２２に挿入嵌合する。その後で、スラスト板２３をフランジ２１に当接して、スリーブの尖端部３２をカシメ等により固定し、さらに接着剤２４でシーリングして軸受ユニットを組み立てる。この中に潤滑流体（図示せず）を充填して動圧流体軸受とする。このようにして組み立てた軸受ユニットに、マグネット２６を接着剤等で固着したロータハブを固定してロータユニットとする。
【０００６】
一方、ベース部材３１には吸引板３０が接着等で固着され、コイル２８を巻回したステータコア２７が、ベース内部円筒部２９に固着されステータユニットを構成する。最後にステータユニットにロータユニットを嵌合し接着等で固定する。
このように構成されたスピンドルモータにおいて、コイル２８にステータコア外周に回転磁界が発生するように通電すると、ロータユニットは回転を始め、シャフト外周またはスリーブ内周に形成された動圧溝によってラジアル軸受が形成され、フランジ下面またはスラスト板上面に形成された動圧溝によってスラストメイン軸受が形成され、フランジ上面またはスリーブ下面に形成された動圧溝によってスラストサブ軸受が形成されて、ロータユニットがステータユニットに対して非接触で回転するようになる。マグネット２６は吸引板３０と相互に吸引力を発生し、スピンドルモータの姿勢によって、ロータユニットの軸方向変位が大きく変化しないように構成されている。
【０００７】
特許文献１には、小型化のため、スリーブにステータコアが直接に嵌合された例が示されている。
【特許文献１】特開２００４−２４８３３７公報
【特許文献２】特開２００２−３５４７４２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の構成のまま単に小型化しただけでは、必要なトルクが得られず、マグネットの寸法を相対的に大きくしたり、コイルの巻回数を多くしたりするため、ステータコアの磁気飽和が発生してトルク波形が歪み、振動や騒音が発生するので、十分に小型化することができないのが現状である。
【０００９】
本発明は、小型化しても振動や騒音の発生を低減でき、また組立工数が少なく安価な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】
【００１０】
本発明の請求項１記載のスピンドルモータは、ステータコアのティースに巻装された巻線に通電して発生した回転磁界とローター側のマグネットの磁界との磁気作用で前記ローターが回転駆動されるスピンドルモータであって、前記ローターの回転支持軸の支持部の外周部に、磁性鋼板を積層したステータコアを装着するとともに、回転支持軸の前記支持部を強磁性体の材料を含有する焼結金属によって形成したことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２記載のスピンドルモータは、ステータコアのティースに巻装された巻線に通電して発生した回転磁界とローター側のマグネットの磁界との磁気作用で前記ローターが回転駆動されるスピンドルモータであって、前記ローターの回転支持軸の支持部と前記支持部の外周部に形成され前記巻線が巻装されるティースとを強磁性体の材料を含有する焼結金属によって一体に形成したことを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３記載のスピンドルモータは、ステータコアのティースに巻装された巻線に通電して発生した回転磁界とローター側のマグネットの磁界との磁気作用で前記ローターが回転駆動されるスピンドルモータであって、回転支持軸の前記支持部と前記ステータコアとがそれぞれ強磁性体の材料を含有する焼結金属によって形成され、前記ステータコアを前記支持部の外周部に装着したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項４記載のスピンドルモータは、ステータコアのティースに巻装された巻線に通電して発生した回転磁界とローター側のマグネットの磁界との磁気作用で前記ローターが回転駆動されるスピンドルモータであって、回転支持軸の前記支持部と前記支持部の基端部に形成され前記マグネットの近傍位置に伸びて前記マグネットが吸引力を受ける吸引部とが強磁性体の材料を含有する焼結金属によって一体に形成され、かつ磁性鋼板を積層した前記ステータコアを回転支持軸の前記支持部の外周部に装着したことを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項５記載のスピンドルモータは、ステータコアのティースに巻装された巻線に通電して発生した回転磁界とローター側のマグネットの磁界との磁気作用で前記ローターが回転駆動されるスピンドルモータであって、回転支持軸の前記支持部と前記支持部の外周部に形成されステータ巻線が巻装される前記ティースと前記支持部の基端部に形成され前記マグネットの近傍位置に伸びて前記マグネットが吸引力を受ける吸引部とを強磁性体の材料を含有する焼結金属によって一体に形成したことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項６記載のスピンドルモータは、ステータコアのティースに巻装された巻線に通電して発生した回転磁界とローター側のマグネットの磁界との磁気作用で前記ローターが回転駆動されるスピンドルモータであって、回転支持軸の前記支持部と前記支持部の基端部に形成され前記マグネットの近傍位置に伸びて前記マグネットが吸引力を受ける吸引部とが強磁性体の材料を含有する焼結金属によって一体に形成され、かつ強磁性体の材料を含有する焼結金属によって形成した前記ステータコアを回転支持軸の前記支持部の外周部に装着したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
この構成によると、ローターの回転支持軸の支持部を強磁性体の材料を含有する焼結金属によって形成したので、ステータコアを小型化してティースの基端を繋ぐティースヨークが細くなった場合であっても、強磁性体の材料を含有する焼結金属によって形成した前記支持部をティースの磁束が有効に通過して、ステータコアの磁気飽和を低減し、振動や騒音の発生を確実に低減できる。
【００１７】
また、強磁性体の材料を含有する焼結金属によって回転支持軸の支持部とティースとを一体に形成した場合には、ステータコアの磁気飽和をより低減でき、振動や騒音の発生を確実に低減できる。
【００１８】
また、強磁性体の材料を含有する焼結金属によって形成された回転支持軸の前記支持部の外周部に、強磁性体の材料を含有する焼結金属によって形成されたステータコアを装着した場合には、小型化した場合であっても生産性が良好である。
【００１９】
また、回転支持軸の支持部と前記支持部の基端部に形成されローター側のマグネットの近傍位置に伸びて前記マグネットが吸引力を受ける吸引部とを強磁性体の材料を含有する焼結金属によって一体に形成し、磁性鋼板を積層したステータコアを回転支持軸の前記支持部の外周部に装着した場合には、部品点数の低減をさらに実現できる。
【００２０】
また、回転支持軸の前記支持部と前記支持部の外周部に形成されステータ巻線が巻装される前記ティースと前記支持部の基端部に形成されローター側のマグネットの近傍位置に伸びて前記マグネットが吸引力を受ける吸引部とを強磁性体の材料を含有する焼結金属によって一体に形成したことによって、部品点数の更なる低減を実現できる。
【００２１】
また、回転支持軸の前記支持部と前記支持部の基端部に形成されローター側のマグネットの近傍位置に伸びて前記マグネットが吸引力を受ける吸引部とを強磁性体の材料を含有する焼結金属によって一体に形成し、かつ強磁性体の材料を含有する焼結金属によって形成した前記ステータコアを回転支持軸の前記支持部の外周部に装着したことによって、部品点数の低減、小型化した場合の生産性、ステータコアの磁気飽和の低減などの、何れもを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の各実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）（ｂ）は本発明の（実施の形態１）を示す。
【００２３】
なお、図１（ｂ）ではティース１２に巻線１３を施さない状態で図示している。
図１（ａ）に示すように、スリーブ１の軸受穴１ａに軸２が回転自在に挿入され、軸２の外周面またはスリーブ１の内周面の少なくとも一方にパターン状の浅溝からなる動圧発生溝３Ａ，３Ｂを有するラジアル軸受面が設けられ、軸２の上部側にはマグネット４をその太径部内周に有するロータハブ５が取り付けられ、軸２の他端（図１において下部側）には軸２に直角にスラストフランジ６が一体的に取り付けられている。
【００２４】
スラストフランジ６の下端側の軸受面はスラスト板７に対向し、スラスト板７はスリーブ１に固定されている。スラストフランジ６またはスラスト板７の互いに対向する面における少なくとも一方の面には螺旋状または魚骨状パターンの動圧発生溝８Ａが形成され、スラストフランジ６の上平面部とスリーブ１が対向する面との少なくとも一方の面には動圧発生溝８Ｂが設けられている。スリーブ１の基端部はベース１０に固定されている。この実施の形態ではベース１０はアルミダイカストで形成されている。１６はベース１０に固着された吸引部である。
【００２５】
磁性鋼板を積層したステータコア９は、巻線１３が施される図１（ｂ）に示すティース１２の基端を、ヨーク１４によって連結した形状に仕上げられている。このステータコア９はスリーブ１の外周面に圧入されており、ステータコア９のヨーク１４の内周面１５は、スリーブ１の外周面に隙間なく直接に接触している。
【００２６】
さらに、軸２とスリーブ１との間の隙間およびスラストフランジ６とスラスト板７との間の隙間は作動流体としてのオイル１１が充満されている。
なお、前記スリーブ１は、強磁性体の材料を含有する焼結金属であり、具体的には鉄、ニッケル、コバルト等や、これらの合金を含む焼結金属よりなる。鉄の焼結金属の場合は、純鉄がほぼ１００％からなる原料粉末を均一に混合して加圧成形して焼結し、さらに樹脂含浸や場合によって樹脂含浸後にメッキするなどの空孔処理を施し、さらに、軸受穴１ａなどにボール転造等により動圧溝を形成して構成されている。なお、ステータコア９への巻線１３は、ステータコア９のティース１２の付近の絶縁処理の後に巻線工程が実行されている。
【００２７】
なお、（特許文献１）に記載されているスリーブ４はステンレス製であって、切削加工で製造されているスリーブ４に比べて、純鉄１００％の原料粉末からなる焼結金属の磁気特性は、磁気抵抗が少なく、磁気飽和も少なく、磁束が良好に通過する。 
【００２８】
このスピンドルモータは次のように動作する。
まず、巻線１３に通電すると、ステータコア９から回転磁界が発生し、ローター側のマグネット４の磁界との磁気作用でロータハブ５と軸２が回転駆動される。この際のロータハブ５は、外周部が前記マグネット４の近傍位置に伸びた吸引部としての前記吸引部１６への、マグネット４の吸引による付勢によってスラストフランジ６による浮上力と釣り合った適正位置で回転する。
【００２９】
ロータハブ５、軸２とともに回転を始めると、動圧発生溝３Ａ，３Ｂ、８Ａ，８Ｂがオイル１１にポンピング圧力を発生し、軸受部（ラジアル軸受部およびスラスト軸受部）の圧力は高まり、軸２およびスラストフランジ６はスリーブ１およびスラスト板７に対して浮上して非接触で高精度に回転する。すなわち、動圧発生溝３Ａ，３Ｂの箇所にはラジアル方向に所定隙間を有する状態で回転自在に支持するラジアル軸受が形成され、動圧発生溝８Ａ，８Ｂの箇所にはスラスト方向に所定隙間を有する状態で回転自在に支持するスラスト軸受が形成される。
【００３０】
なお、ロータハブ５は図示しないが１枚または複数枚の磁気記録媒体としてのディスクを固定しておくことが可能で、これら図示しないディスクとともに回転して電気信号の記録または再生を行う。
【００３１】
この構成において、スピンドルモータを小型化して前記ヨーク１４の幅Ｗが狭くなっても、磁束φは図１（ｂ）に仮想線で示すように、ヨーク１４だけでなく、強磁性体の材料を含有する焼結金属で形成された前記スリーブ１を介して通過するため、磁気抵抗の増加を低減することができる。
【００３２】
したがって、ステータコア９の磁気飽和を低減し、振動や騒音の発生を確実に低減できる。
（実施の形態２）
図２（ａ）（ｂ）は本発明の（実施の形態２）を示す。
【００３３】
図１に示した（実施の形態１）ではステータコア９が磁性鋼板を積層して構成され、スリーブ１が強磁性体の材料を含有する焼結金属で形成されていたが、この図２に示す（実施の形態２）では、スリーブ１だけでなくステータコア９の部分も、強磁性体の材料を含有する焼結金属で一体に形成されている点だけが異なっている。
【００３４】
このように構成したため、ステータコア９のティース１２を通過した磁束φは、強磁性体の材料を含有する焼結金属で形成されたスリーブ１の部分を通過するため、磁気抵抗の増加を低減することができる。したがって、ステータコア９の磁気飽和を低減し、振動や騒音の発生を確実に低減できる。
【００３５】
（実施の形態３）
図３（ａ）（ｂ）は本発明の（実施の形態３）を示す。
図２に示した（実施の形態２）ではスリーブ１とステータコア９の部分が、強磁性体の材料を含有する焼結金属で一体に形成されていたが、この（実施の形態３）では図３（ａ）に示すようにスリーブ１とステータコア９とが別部品で、それぞれが強磁性体の材料を含有する焼結金属で形成されている。
【００３６】
この構成によると、強磁性体の材料を含有する焼結金属で形成されたステータコア９に巻線１３を施した後に、図３（ｂ）に示すようにステータコア９をスリーブ１の外周部に装着して組み立てられている点だけが異なっている。スリーブ１はステータコア９と組み立てる前に（実施の形態１）と同様に、樹脂含浸などの空孔処理を施し、さらに、軸受穴１ａなどに動圧溝を形成して構成されている。
【００３７】
このように構成したため、スリーブ１に対する空孔処理ならびに動圧溝の形成工程と、ステータコア９に巻線１３を施す巻線工程とを並行して同時に作業を進めることができる。
【００３８】
（実施の形態４）
図４（ａ）（ｂ）は本発明の（実施の形態４）を示す。
図１に示した（実施の形態１）ではスリーブ１をベース１０に取り付けて構成し、吸引部１６がベース１０に固着されていたが、この（実施の形態４）では図４（ａ）に示すように、前記スリーブ１とマグネット４の近傍位置に伸びた吸引部１６とが、強磁性体の材料を含有する焼結金属で一体に形成されている点だけが異なっている。
【００３９】
この構成によると、（実施の形態１）では必要であった吸引部１６の取り付け作業を不要にできる。なお、ステータコア９は、図４（ｂ）に示すようにステータコア９に巻線した後に前記スリーブ１の外周に装着される。ベース１０は前記スリーブ１に一体に形成された吸引部１６の付近に固着される。
【００４０】
（実施の形態５）
図５（ａ）（ｂ）は本発明の（実施の形態５）を示す。
図４に示した（実施の形態４）では、ステータコア９として磁性鋼板を積層して構成されたものを使用していたが、この（実施の形態５）では図５（ａ）に示すように、前記スリーブ１と前記吸引部１６だけでなくステータコア９に相当するティース１２とが、強磁性体の材料を含有する焼結金属で一体に形成されている点だけが異なっている。
【００４１】
この構成によると、（実施の形態１）では必要であった吸引部１６の取り付け作業を不要にできるだけでなく、更に、ステータコア９とスリーブ１との組み立てを不要にできる。
【００４２】
（実施の形態６）
図６（ａ）（ｂ）は本発明の（実施の形態６）を示す。
図５に示した（実施の形態５）では、前記スリーブ１と前記吸引部１６ならびにステータコア９に相当するティース１２とが、強磁性体の材料を含有する焼結金属で一体に形成されていたが、この（実施の形態６）では図６（ａ）に示すように、前記スリーブ１と前記吸引部１６は強磁性体の材料を含有する焼結金属で一体に形成されており、ステータコア９は前記スリーブ１とは別部品で、強磁性体の材料を含有する焼結金属で形成されている点だけが異なっている。なお、スリーブ１はステータコア９と組み立てる前に（実施の形態１）と同様に、樹脂含浸などの空孔処理を施し、さらに軸受穴１ａなどに動圧溝を形成して構成されている。
【００４３】
この構成によると、前記強磁性体の材料を含有する焼結金属で形成されたステータコア９に巻線１３を施した後に、図６（ｂ）に示すようにステータコア９をスリーブ１の外周部に装着して組み立てることができ、スリーブ１に対する空孔処理ならびに動圧溝の形成工程と、ステータコア９に巻線１３を施す巻線工程とを並行して同時に作業を進めることができる。
【００４４】
なお、実施の形態において、ベース１０は非磁性体であるアルミダイカスト材等で説明したが、ベース部材を磁性体である鉄系材料等をプレス加工等で形成し他場合でも、実施の形態１〜３は有効である。この場合はベース部材が吸引部の機能を果たすので吸引部１６は不要となる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明はスピンドルモータの小型化に伴う振動や騒音の発生を低減し、部品点数の減少によって組立工数やコストを低減でき、記録媒体を回転駆動するためにスピンドルモータを使用しているＡＶ製品や家庭電化製品などの小型化・低価格化の実現に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の（実施の形態１）のスピンドルモータの断面図とこの断面図における要部のＡ−Ａ′断面図
【図２】本発明の（実施の形態２）のスピンドルモータの断面図とこの断面図における要部のＡ−Ａ′断面図
【図３】本発明の（実施の形態３）のスピンドルモータの断面図と要部の組立図
【図４】本発明の（実施の形態４）のスピンドルモータの断面図と要部の組立図
【図５】本発明の（実施の形態５）のスピンドルモータの断面図とこの断面図における要部のＡ−Ａ′断面図
【図６】本発明の（実施の形態６）のスピンドルモータの断面図と要部の組立図
【図７】従来例のスピンドルモータの断面図
【符号の説明】
【００４７】
１    スリーブ（支持部）
１ａ    軸受穴
２    軸（ローターの回転支持軸）
５    ロータハブ
９    ステータコア
１０    ベース
１２    ティース
１３    巻線
１４    ヨーク
１６    吸引部
φ    磁束
【図１】
2006187061.tif 000003
【図２】
2006187061.tif 000004
【図３】
2006187061.tif 000005
【図４】
2006187061.tif 000006
【図５】
2006187061.tif 000007
【図６】
2006187061.tif 000008
【図７】
2006187061.tif 000009