(57)【要約】【課題】  本発明は、ステータを有するベースプレートと、シャフトと、回転動作メカニズムにより駆動されるロータを回転可能に支承する軸受マウントに受容される一つ以上の転がり軸受を有し少なくとも一つの転がり軸受を取り囲む軸受システムと、を備えたハードディスク装置用のスピンドルモータに関する。【解決手段】  転がり軸受の外輪は、軸受マウントに位置決めされて固定される。従来の軸受リングは、スピンドルモータの固定または回転部分に二次元的に接着される。接着剤は、一部が不均一に塗布されたり、一部がより早く硬化する場合があるため、軸受リング、特に外輪は、接着剤が硬化すると、変形する可能性がある。軸受リングがこのように変形しないように、軸受マウントの内周と外輪の外周との間の境界線上で接着することなく、外輪の少なくとも一つは位置的に正しく固定され、外輪の端面の少なくとも一つと軸受マウントの外表面との間に配置される取付手段に対してのみ、ねじれないように固定される。
2005513990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ（２）と、シャフト（３）と、回転駆動されるロータ（６）を回転支承するために１つまたは複数の転がり軸受（４，５）で構成されて軸受マウントに受容された軸受システムとを備え、前記軸受システムは、外輪が前記軸受マウント内に位置決めされて保持される少なくとも１つの転がり軸受を備えており、少なくとも１つの外輪（１０；１３；２６；３４；１１０；１１３）は、前記軸受マウントの内周面と外輪の外周面との間の境界線上で接着することなく、外輪の少なくとも一方の端面と前記軸受マウントの外表面との間に配置された取付手段によってのみ、正しい位置に回転不能に取り付けられている、ベースプレート（１）を有するハードディスクドライブ用のスピンドルモータにおいて、
上側の外輪（１０；２６）の端面が前記ロータの当接面（１５）に当接しており、上側と下側の転がり軸受（４，５）の間にスペーサ（１６）が配置されており、下側の外輪（１３；２６）は前記スペーサ（１６）の他方の端部に当接するとともに、端面側に取り付けられた溶接点または接着点（１４；１９；２５；２８；３２；３３；１１８）によって前記ロータ（６）に固定されていることを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項２】
ステータ（２）と、シャフト（３）と、回転駆動されるロータ（６）を回転支承するために１つまたは複数の転がり軸受（４，５）で構成されて軸受マウントに受容された軸受システムとを備え、前記軸受システムは、外輪が前記軸受マウント内に位置決めされて保持される少なくとも１つの転がり軸受を備えており、少なくとも１つの外輪（１０；１３；２６；３４；１１０；１１３）は、前記軸受マウントの内周面と外輪の外周面との間の境界線上で接着することなく、外輪の少なくとも一方の端面と前記軸受マウントの外表面との間に配置された取付手段によってのみ、正しい位置に回転不能に取り付けられている、ベースプレート（１）を有するハードディスクドライブ用のスピンドルモータにおいて、
前記外輪（１０；１３；２６；３４；１１０；１１３）が取付リング（１８）または止めリング（２０）によって固定されていることを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項３】
ステータ（２）と、シャフト（３）と、回転駆動されるロータ（６）を回転支承するために１つまたは複数の転がり軸受（４，５）で構成されて軸受マウントに受容された軸受システムとを備え、前記軸受システムは、外輪が前記軸受マウント内に位置決めされて保持される少なくとも１つの転がり軸受を備えており、少なくとも１つの外輪（１０；１３；２６；３４；１１０；１１３）は、前記軸受マウントの内周面と外輪の外周面との間の境界線上で接着することなく、外輪の少なくとも一方の端面と前記軸受マウントの外表面との間に配置された取付手段によってのみ、正しい位置に回転不能に取り付けられている、ベースプレート（１）を有するハードディスクドライブ用のスピンドルモータにおいて、
前記外輪（１０；１３；２６；３４；１１０；１１３）が、かしめによって生成された突起（１７）によって前記軸受マウントに固定されていることを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項４】
前記軸受システムの少なくとも１つの外輪（１０；１３；２６；３４；１１０；１１３）の端面が前記軸受マウントの内周面に取り付けられていることを特徴とする請求項１及至３のいずれか１項に記載のスピンドルモータ。
【請求項５】
他の外輪（１０；１３；２６；３４；１１０；１１３）の端面がそれぞれ、前記軸受マウントの内周面に構成された当接面（１５）または突起（２２；３１；１１４；１１５）に当接していることを特徴とする請求項１及至４のいずれか１項に記載のスピンドルモータ。
【請求項６】
前記軸受マウントが前記ロータ（６；１０６）に構成されていることを特徴とする請求項１及至５のいずれか１項に記載のスピンドルモータ。
【請求項７】
前記軸受マウントが前記ベースプレート（１）に構成されていることを特徴とする請求項１及至６のいずれか１項に記載のスピンドルモータ。
【請求項８】
前記軸受システムの少なくとも１つの内輪（８；１１；１０８；１１１）の端面が前記シャフト（３；１０３）の外周面に取り付けられていることを特徴とする請求項１及至７のいずれか１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、請求項１の前段に記載のハードディスクドライブ用のスピンドルモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような種類のスピンドルモータは、通常、ステータを備えたベースプレートと、シャフトと、回転駆動されるロータを回転支承するための１つまたは複数の転がり軸受とを含んでいる。このときシャフトは、一方ではベースプレートに堅固に結合され、ロータはシャフトおよびベースプレートに対して回転支承される。他方では、シャフトはロータに堅固に結合され、シャフトとロータはベースプレートに対して回転する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような種類のスピンドルモータの欠点は、特にそれがハードディスクドライブを駆動するために用いられる場合、転がり軸受を正確に位置決めして取り付けるのが比較的難しいという点にある。従来、軸受リングを固定するために、すなわち軸受の内輪と外輪を固定するために、接着剤を利用することが知られている。その場合、外輪はその半径方向の外周面に接着剤を施されて、ロータないしベースプレートに設けられた軸受マウントに接着される。内輪は、その内周面に接着剤を施されて、シャフトに接着される。この場合、接着剤が硬化した後に軸受リングの変形が起こる可能性がある。というのは、接着剤がしばしば不均等に塗布されたり、部位により異なる速度で硬化したりする（不均一硬化）ために軸受リングが変形するからである。そうすると、軸受リングは理想的な円筒形状から外れてしまう。このような変形は特に外輪において顕著なものであり、軸受特性の著しい劣化につながりかねない。このことは、たとえばモータの不均等な回転や、激しい騒音発生といった形で現われる。
【０００４】
本発明の課題は、冒頭に述べたスピンドルモータを、組立状態において転がり軸受の軸受リングの変形が回避されるように改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するために、本発明は請求項１の技術的特徴を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明は、軸受システムの少なくとも１つの外輪が、その端面領域で軸方向にのみ軸受マウントに固定されることに基づいている。したがって、外輪の平面的な接着による、スピンドルモータの付属の構成部品への軸受システムの固定は行われない。外輪は嵌め合いによって、好ましくは止まり嵌めによって、軸受マウントに受容され、端面側で固定される。同様にして、軸受装置の内輪も正しい位置に、かつ回転不能にシャフトに固定される。
【０００７】
本発明の第１実施形態では、軸受マウントがロータで構成されており、軸受システムの少なくとも１つの外輪の端面はロータに取り付けられる。他の外輪の端面は、ロータの軸方向の当接面に当接させることができ、もしくは、適当な方策によって同じくロータに固定してもよい。１つの共通の外輪しか持っていない軸受システムの場合にも、これに準じた方策を講じる。
【０００８】
本発明の別の実施形態では、軸受マウントがベースプレートで構成され、軸受システムの少なくとも１つの外輪の端面はベースプレートに取り付けられる。その他の外輪の端面は、ベースプレートの軸方向の当接面に当接させることができ、もしくは、適当な方策によって同じくベースプレートに固定されてもよい。１つの共通の外輪しか持っていない軸受システムの場合にも、これに準じた方策を講じる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、軸受システムの内輪も軸方向に、すなわちその端面でのみ、シャフトに回転不能に取り付けることができる。あるいは、内輪は従来式のやり方で、内周面の領域で平面的にシャフトに結合されてもよい。
【００１０】
軸受システムの軸方向の固定によって、外輪の外周面をロータやベースプレートに接着したり、内輪の内周面をシャフトに接着したりした場合に生じるような、好ましくない軸受リングの変形が起こらないという利点が得られる。
【００１１】
外輪の固定は、溶接または接着によって、または止めリングや固定リングを用いて、または軸受マウントへのかしめによって実現することができる。重要なのは、軸受システムの外輪が軸方向にのみ固定されており、いかなる半径方向の接着力も軸受システムに作用しないことである。
【００１２】
本発明の対象は、個々の請求項の対象から得られるばかりでなく、個々の請求項の相互の組み合わせからも得られる。要約書をも含めたすべての書類に開示されている特定事項や構成要件、特に図面中に示されている空間的な構成は、それが単独で、または組み合わせの形で、従来技術に対して新規である限りにおいて、本発明の要旨とみなされるべきものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、複数の実施形態を示している図面を参照しながら、本発明について詳しく説明する。図面およびその説明から、発明の要旨をなすその他の構成要件や、本発明の利点も明らかになる。
【００１４】
各実施形態では、特に軸受の外輪の領域での、本発明に基づく軸受システムの軸方向の固定について説明する。この場合、モータの回転特性に対する本発明の有利な作用がもっとも明瞭になるからである。内輪は従来式のやり方でシャフトの周面に取り付けることができ、あるいは本発明に基づいて軸方向の固定部を備えてもよい。その様子が図１に示されている。
【００１５】
図１に示すスピンドルモータは、シャフト３が堅固に結合された固定配置のベースプレート１を含んでいる。上側の転がり軸受４と下側の転がり軸受５とを介してロータ６がシャフト３に回転可能に支承されており、その内周面には、ベースプレート１に配置されたステータ２によって電気的な交番磁界が作用する対応する永久磁石７を備えている。
【００１６】
転がり軸受４，５は、ロータ６の中心部に配置された軸受マウント内に配置されている。上側の転がり軸受４は、シャフト３に堅固に結合された内輪８と、ロータに堅固に結合された外輪１０と、内輪８と外輪１０の間に配置された転動体９とを含んでいる。同様に、下側の転がり軸受５は、シャフト３に堅固に結合された内輪１１と、ロータに堅固に結合された外輪１３と、内輪１１と外輪１３の間に配置された転動体１２とを含んでいる。
【００１７】
以上に挙げた構成要件は、図１から図５に示すどの実施形態にもほぼ共通しているので、図２から図５との関連では、これらの構成要件について再度言及することはしない。
【００１８】
図１の実施例では、上側の外輪１０の端面は、ロータの当接面１５に当接している。上側の転がり軸受４と下側の転がり軸受５の間にスペーサ１６が配置されている。下側の外輪１３はスペーサ１６の他方の端部に当接し、端面側に取り付けられた溶接点または接着点１４によってロータ６に固定されている。
【００１９】
図１に示すように、内輪８，１１も同じく溶接点または接着点によってシャフトに対し軸方向に固定することができる。
【００２０】
図２に示す実施形態では、下側の外輪１３における軸受システムの固定は、スタンピング等によるロータ６の事後的な変形によって形成された突起１７によって行われる。
【００２１】
図３は、軸受システムが下側の外輪１３のところで取付リング１８によって固定される実施形態を示している。取付リング１８自体は、たとえば軸受マウントに取り付けられ、接着部１９でロータ６に結合される。
【００２２】
図４には、軸受システムを軸方向に固定するために止めリング２０が用いられる実施形態が示されている。止めリング２０はロータ６の溝２１に挿入され、下側の外輪１３の端面に対して押圧され、それによって軸受システム全体の位置が保持される。
【００２３】
最後に図５は、転がり軸受４，５の間のスペーサが省略された実施形態を示している。スペーサの代わりに、転がり軸受の外輪１０，１３は、ロータ６によって形成される突起２２ないし２４をそれぞれ端面側に備えており、互いに反対側の端面に設けられた溶接点または接着点２３ないし２５によって、その位置でロータ６に固定されている。
【００２４】
図６に示す実施形態では、両転がり軸受４，５が、端面に設けられた複数の溶接点または接着点２８を介してロータに固定された共通の外輪２６を備えている。上側の転がり軸受４は、シャフト３に固定された内輪８を備えているのに対して、下側の軸受５の転動体１２のための内側の支承面は、シャフト３の周面に設けられた溝２７によって形成されている。
【００２５】
図７と図８は、回転するシャフト３０を備えたスピンドルモータを示している。すなわち、このシャフトはロータ２９に結合されており、これと一緒に回転する。軸受マウントはベースプレート１によって構成されている。
【００２６】
図７によれば、シャフト３０はロータに一体成形されており、両方の転がり軸受４，５で支持されている。両方の転がり軸受４，５の外輪１０ないし１３は、端面側で、ベースプレート１に形成された環状の突起３１に当接しており、接着点ないし溶接点３２ないし３３によって軸方向に固定されている。
【００２７】
図８には、ロータ２９に堅固に結合された別個のシャフト３０が示されている。両方の転がり軸受４，５は、接着点または溶接点３６，３７によって軸受マウントに軸方向に固定された共通の外輪３４を備えている。
【００２８】
上側の転がり軸受４の内側の支承面は、シャフト３０に設けられた環状溝３５によって形成されている。下側の転がり軸受５は、シャフト３０に結合された内輪１１を備えている。
【００２９】
最後の図９には、固定配置のシャフト１０３を備えたスピンドルモータの別の変形例が示されている。
【００３０】
シャフト１０３は固定配置のベース１０１に一体成形されている。釣り鐘状のロータ１０６が、上側の転がり軸受１０４および下側の転がり軸受１０５を介して、シャフト１０３に回転可能に支承されており、その内周面には、転がり軸受１０４，１０５の間でシャフト１０３に配置されたステータ１０２によって電気的な交番磁界が作用する対応する永久磁石１０７を備えている。
【００３１】
転がり軸受１０４，１０５は、ロータ１０６の中心部に構成された軸受マウント内に配置されている。上側の転がり軸受１０４は、シャフト１０３に堅固に結合された内輪１０８と、ロータに堅固に結合された外輪１１０と、内輪１０８と外輪１１０の間に配置された転動体１０９とを含んでいる。同様に、下側の転がり軸受１０５は、シャフト１０３に堅固に結合された内輪１１１と、ロータに堅固に結合された外輪１１３と、内輪１１１と外輪１１３の間に配置された転動体１１２とを含んでいる。
【００３２】
両方の転がり軸受１０４，１０５の外輪１１０，１１３は、端面側でそれぞれ付属の半径方向突起に当接している。上側の外輪１１０に付属する突起１１４はロータ１０６によって構成されているのに対して、下側の外輪１１３に付属する突起１１５は閉止リング１１６によって構成されている。外輪１１０，１１３は、同じく接着点または溶接点１１７，１１８によって軸方向の位置が固定されている。
【００３３】
各図に示して説明した軸受システムの取付方法や実施形態は、任意の形で交換したり、組み合わせたりすることができる。本発明との関連では、軸受システムを取り付ける手段は副次的な役割しか果たさない。本発明に基づく仕方で軸受システムに軸方向に作用するのであれば、どのような公知の取付手段でも採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】固定配置のシャフトと、軸受システムの軸方向の固定部とを備えたスピンドルモータの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】固定配置のシャフトと、軸受システムの軸方向の固定部とを備えたスピンドルモータの第２実施形態を示す断面図である。
【図３】固定配置のシャフトと、軸受システムの軸方向の固定部とを備えたスピンドルモータの第３実施形態を示す断面図である。
【図４】固定配置のシャフトと、軸受システムの軸方向の固定部とを備えたスピンドルモータの第４実施形態を示す断面図である。
【図５】固定配置のシャフトと、軸受システムの軸方向の固定部とを備えたスピンドルモータの第５実施形態を示す断面図である。
【図６】固定配置のシャフトと、軸受システムの軸方向の固定部とを備えたスピンドルモータの第６実施形態を示す断面図である。
【図７】回転するシャフトと、軸受システムの軸方向の固定部とを備えたスピンドルモータの第１実施形態を示す断面図である。
【図８】回転するシャフトと、軸受システムの軸方向の固定部とを備えたスピンドルモータの第２実施形態を示す断面図である。
【図９】固定配置のシャフトと、軸受システムの軸方向の固定部とを備えたスピンドルモータの代替的な実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  ベースプレート
２  ステータ
３  シャフト
４  転がり軸受（上側）
５  転がり軸受（下側）
６  ロータ
７  永久磁石
８  内輪
９  転動体
１０  外輪
１１  内輪
１２  転動体
１３  外輪
１４  溶接点（接着点）
１５  当接面
１６  スペーサ
１７  突起
１８  取付リング
１９  溶接点（接着点）
２０  止めリング
２１  溝
２２  突起
２３  溶接点（接着点）
２４  突起
２５  溶接点(接着点)
２６  外輪
２７  溝
２８  溶接点（接着点）
２９  ロータ
３０  シャフト
３１  突起
３２  溶接点（接着点）
３３  溶接点（接着点）
３４  外輪
３５  溝
３６  溶接点（接着点）
３７  溶接点（接着点）
３８  ベース
３９  ステータ
４０  シャフト
４１  転がり軸受（上側）
４２  転がり軸受（上側）
４３  ロータ
４４  永久磁石
４５  内輪
４６  転動体
４７  外輪
４８  内輪
４９  転動体
５０  外輪
５１  突起
５２  突起
５３  閉止リング
５４  溶接点（接着点）
５５  当接面
５６  スペーサ
５７  突起
５８  取付リング
５９  溶接点（接着点）
【図１】
2005513990.tif 000003
【図２】
2005513990.tif 000004
【図３】
2005513990.tif 000005
【図４】
2005513990.tif 000006
【図５】
2005513990.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005513990.tif 000009
【図８】
2005513990.tif 000010
【図９】
2005513990.tif 000011
【国際調査報告】
2005513990.tif 000012
2005513990.tif 000013
2005513990.tif 000014
2005513990.tif 000015