(57)【要約】【課題】ベース部の軸受部材を挿入する孔を囲む筒状の部分の外側にステータコイルを取り付けた構造において、ベース部の軸受部材を挿入する孔に軸受部材が入らなくなる問題を解決する。【解決手段】軸方向に延在する軸孔挿入孔１２０および軸孔挿入孔１２０の上部に連続する内部空間を有する上部円筒部１０１ｃを有するベース部材１０１と、上部円筒部１０１ｃの外周面に締まりばめの状態で固定されたステータコア１０５と、軸孔挿入孔１２０の内周面に接着固定され、シャフト１０９を回転自在な状態で支持する軸受部材１０７とを備え、軸受挿入孔１２０の上端から下端に向けて延在する第１の部分の内径は、軸受挿入孔１２０の下端から上端に向けて延在する第２の部分の内径よりも大きいスピンドルモータ。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース底部、前記ベース底部から立ち上がった第１の円筒部および前記第１の円筒部から上方に延在し前記第１の円筒部の内径より内径の大きい第２の円筒部を備え、前記ベース底部を貫通する孔と前記第１の円筒部の内部空間とで構成される軸受挿入孔を有したベース部材と、
前記第２の円筒部の外周面に締まりばめの状態で固定されたステータコアと、
前記軸受挿入孔の内周面に接着固定され、シャフトを回転自在な状態で支持する軸受部材と
を備え、
前記軸受挿入孔の上端から下端に向けて延在する第１の部分の内径は、前記軸受挿入孔の前記下端から前記上端に向けて延在する第２の部分の内径よりも大きいスピンドルモータ。
【請求項２】
前記ベース部材の前記第２の円筒部に隣接する部分は、軸中心の方向に変形している請求項１に記載のスピンドルモータ。
【請求項３】
前記ベース部材は、前記第２の円筒部から相対的に近い部分の方が、前記第２の円筒部から相対的に遠い部分に比較して歪んでいる請求項１または２に記載のスピンドルモータ。
【請求項４】
ベース底部と、前記ベース底部から立ち上がった第１の円筒部と、前記第１の円筒部から上方に延在し、前記第１の円筒部の内径より内径が大きく、外側にステータコアが固定される第２の円筒部とを備えたスピンドルモータ用のベース部材であり、
前記ベース底部を貫通する孔と前記第１の円筒部の内部空間とで構成され、内側にシャフトを回転自在な状態で支持する軸受部材が固定される軸受挿入孔を有し、
前記軸受挿入孔の上端から下端に向けて延在する第１の部分の内径は、前記軸受挿入孔の前記下端から前記上端に向けて延在する第２の部分の内径よりも大きいスピンドルモータ用のベース部材。
【請求項５】
前記第１の部分の内径は前記第２の部分の内径に比較して、０．０５％〜０．５％大きい請求項４に記載のスピンドルモータ用のベース部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受部材を固定する部分に特徴があるスピンドルモータおよびスピンドルモータ用のベース部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の磁気ディスクを駆動するモータとして、アウターロータ型のスピンドルモータが知られている（例えば、特許文献１や２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７８７５０号公報
【特許文献２】特開２００５−１１４１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スピンドルモータでは、ステータ側の部材であるベース部材に流体動圧軸受を構成する筒状の軸受部材が固定され、この軸受部材によってロータ側のシャフトが回転自在な状態で支持される。ベース部材には、軸方向に延在した筒状の部分があり、その内側に軸受部材が固定される。この筒状の部分の外側には、ステータコアが取り付けられるが、組立性および組立精度を追及する観点から、上記の筒状の部分にステータコアは圧入により取り付けられる。この構造では、ベース部材の筒状の部分がステータコアの圧入の影響で縮径する。この結果、上記の筒状の部分の内側に軸受部材が入らなくなる問題が発生する。
【０００５】
本発明は、ベース部の筒状の部分の外側にステータコイルを取り付けた構造において、ベース部の筒状の部分の内側に軸受部材が入らなくなる問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ベース底部、前記ベース底部から立ち上がった第１の円筒部および前記第１の円筒部から上方に延在し前記第１の円筒部の内径より内径の大きい第２の円筒部を備え、前記ベース底部を貫通する孔と前記第１の円筒部の内部空間とで構成される軸受挿入孔を有したベース部材と、前記第２の円筒部の外周面に締まりばめの状態で固定されたステータコアと、前記軸受挿入孔の内周面に接着固定され、シャフトを回転自在な状態で支持する軸受部材とを備え、前記軸受挿入孔の上端から下端に向けて延在する第１の部分の内径は、前記軸受挿入孔の前記下端から前記上端に向けて延在する第２の部分の内径よりも大きいスピンドルモータである。
【０００７】
本発明において、前記ベース部材の前記第２の円筒部に隣接する部分は、軸中心の方向に変形している態様が挙げられる。また本発明において、前記ベース部材は、前記第２の円筒部から相対的に近い部分の方が、前記第２の円筒部から相対的に遠い部分に比較して歪んでいる態様が挙げられる。
【０００８】
他の発明は、ベース底部と、前記ベース底部から立ち上がった第１の円筒部と、前記第１の円筒部から上方に延在し、前記第１の円筒部の内径より内径が大きく、外側にステータコアが固定される第２の円筒部とを備えたスピンドルモータ用のベース部材であり、前記ベース底部を貫通する孔と前記第１の円筒部の内部空間とで構成され、内側にシャフトを回転自在な状態で支持する軸受部材が固定される軸受挿入孔を有し、前記軸受挿入孔の上端から下端に向けて延在する第１の部分の内径は、前記軸受挿入孔の前記下端から前記上端に向けて延在する第２の部分の内径よりも大きいスピンドルモータ用のベース部材である。
【０００９】
上記他の発明において、前記第１の部分の内径は前記第２の部分の内径に比較して、０．０５％〜０．５％大きいことは好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ベース部の筒状の部分の外側にステータコイルを取り付けた構造において、ベース部に軸受部材が入らなくなる問題が解決される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態のスピンドルモータの断面図である。
【図２】図１において、構成部材を軸方向に分離した状態を示す断面図である。
【図３】実施形態のスピンドルモータのステータ側の部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、実施形態のスピンドルモータの断面図である。図２は、図１において、構成部材を軸方向に分離した状態を示す断面図である。図３は、実施形態のスピンドルモータのステータ側の部材の断面図である。
【００１３】
図１には、スピンドルモータ１００の断面図が示されている。スピンドルモータ１００は、アウターロータ型のスピンドルモータであり、アルミ合金製のベース部材１０１を有している。ベース部材１０１は、ベース底部１０１ａ、ベース底部１０１ａから立ち上がった筒状の下部円筒部１０１ｂ、下部円筒部１０１ｂから上方に延在し、下部円筒部１０１ｂより内径が大きい筒状の上部円筒部１０１ｃを有している。上部円筒部１０１ｃの外周面には、ステーコア１０５が嵌合し、固定されている。
【００１４】
ステータコア１０５は、常磁性材料の板材（例えば磁性鋼鈑）を複数積層して構成された環形状を有し、その外周に径外方に延在する複数の極歯を備えている。極歯には、駆動コイルとなるステータコイル１０６が巻かれている。組み立てる前の状態において、ステータコア１０５の内径は、上部円筒部１０１ｃの外径よりも僅かに小さな寸法に設定されており、ステータコア１０５は、上部円筒部１０１ｃに「締まりばめ」の状態で圧入されている。
【００１５】
上部円筒部１０１ｃの外径は下部円筒部１０１ｂの外径よりも小径であり、両円筒部の境界部分には、段差部１０４が設けられている。ステータコア１０５は、段差部１０４に上方から接触して位置決めされている。
【００１６】
ベース部材１０１には、軸方向に貫通する孔が形成されている。この孔は、ベース底部１０１ａを貫通し、この貫通部分と下部円筒部１０１ｂの内側と、更に下部円筒部１０１ｂより内径が拡径した上部円筒部１０１ｃの内側とにより構成されている。この孔は、ベース底部１０１ａに形成された孔および下部円筒部１０１ｂの内部空間によって形成された軸受挿入孔１２０と、軸受挿入孔１２０の上部に連続し上部円筒部１０１ｃによって形成されたハブ挿入孔１０２とにより構成されている。軸受挿入孔１２０とハブ挿入孔１０２とは、円柱状の空間であり、相対的に前者が小径で後者が大径である。
【００１７】
軸受挿入孔１２０には、軸受部材１０７が嵌め込まれている。軸受部材１０７は、金属（例えば、フェライト系ステンレス鋼）で構成され、円筒構造（スリーブ構造）を有している。軸受部材１０７は、接着剤によって軸受挿入孔１２０の内側に固定されている。軸受部材１０７のベース部材１０１への固定状態の詳細については後述する。
【００１８】
軸受部材１０７には、ロータ１０８（図２参照）が回転自在な状態で保持されている。ロータ１０８は、シャフト１０９、ハブ１１０、ロータマグネット１１１により構成されている。シャフト１０９は、軸受部材１０７に回転自在な状態で保持されている。シャフト１０９の上部には、ハブ１１０が固定されている。ハブ１１０は、常磁性材料により構成されており、円盤形状の円盤部１１０ａと、外側の円筒部１１０ｂおよび内側の円筒部１１０ｃを備えている。内側の円筒部１１０ｃは、上部円筒部１０１ｃに形成されたハブ挿入孔１０２に回転自在な状態で挿入されている。
【００１９】
外側の円筒部１１０ｂの内側には、周方向においてＳＮＳＮ・・・と着磁された円環形状のロータマグネット１１１が固定されている。ロータマグネット１１１に軸方向で対向するベース部材１０１の部分には、回転時におけるロータ１０８の上下動を抑えるための部材であり、常磁性材料で構成される環状の磁気吸引板１１２が配置されている。
【００２０】
軸受部材１０７は、軸受挿入孔１２０を利用してベース部材１０１に以下のような状態で固定されている。まず、軸受挿入孔１２０は、孔下部１１３ａ，孔中間部１１３ｂ，孔上部１１３ｃ，溝１１４および溝１１５により構成されている。
【００２１】
すなわち、軸受挿入孔１２０の内周には、軸方向で離間した２つの環状の溝１１４，１１５が設けられている。溝１１４，１１５は、ベース部材１０１に軸受部材１０７を固定するために用いられる接着剤を溜め、また接着剤を周方向に浸透させる空間として機能する。符号１１４，１１５の溝は、一つでもよく、３つ以上でもよい。
【００２２】
溝１１４の上側に孔上部１１３ｃが設けられ、溝１１４と１１５の間に孔中間部１１３ｂが設けられ、溝１１５の下側に孔下部１１３ａが設けられている。孔上部１１３ｃは、軸受挿入孔１２０の上端から下端に向けて延在する部分であり、孔下部１１３ａは、軸受挿入孔１２０の下端から上端に向けて延在する部分である。
【００２３】
軸受部材１０７をベース部材１０１に固定する前の状態において、孔上部１１３ｃの内径Ｄ１（図３参照）と、孔下部１１３ａの内径Ｄ２（図３参照）とは、Ｄ１＞Ｄ２に設定されている。この例では、Ｄ１をＤ２に対して０．０５％〜０．５％（例えば、０．２％）程度大きく設定している。また、内径Ｄ２は、軸受部材１０７の外径に対して、０．０５％〜０．５％（例えば、０．２％）大きい値に設定されている。また、孔中間部１１３ｂの内径Ｄ３（図示せず）は、Ｄ３＝Ｄ２に設定されている。なお、Ｄ３＝Ｄ１とすることも可能であるが、その場合もＤ１＞Ｄ２とする。また、Ｄ１＞Ｄ３＞Ｄ２とすることも可能である。
【００２４】
この構造によれば、軸受部材１０７は、ベース部材１０１の軸受挿入孔１２０にすきまばめ状態で挿入されて接着固定される。
【００２５】
上記のような寸法設定としたのには以下の理由がある。まず。ベース部材１０１の上部円筒部１０１ｃには、ステータコア１０５が嵌合しているが、この構造は、ベース部材１０１の側から見ると、上部円筒部１０１ｃの外周は、環状のステータコア１０５の内周に「締まりばめ」の状態で圧入されている状態である。ここで、上部円筒部１０１ｃは、下部円筒部１０１ｂに対して相対的に薄肉であり、またベース部材１０１の底部から離れているので、上記のステータコア１０５の嵌合構造により、軸中心の方向に圧縮され、僅かに縮径するように変形する。この変形は、僅かであるが、無視できない。もっとも、この縮径が生じることでステータコア１０５がベース部材１０１に精度良くまた強固に固定される。なお、実際の固定は、接着剤も併用している。
【００２６】
上記の上部円筒部１０１ｃの縮径が生じると、その影響は下部円筒部１０１ｂに及び、その影響の度合いは上部円筒部１０１ｂから下部円筒部１０１ｃに向かうに従って小さくなっていく。
【００２７】
ここで、上記の構成では、組み立てる前の初期段階でＤ１＞Ｄ２としている。ところが、上述したように、上部円筒部１０１ｃにステータコア１０５が組み付けられると、Ｄ１が僅かに小さくなる。つまり、Ｄ１は、縮径し、Ｄ１−δとなる（δは、縮径寸法）。そこで、予めＤ１−δ≧Ｄ２となるように、Ｄ１とＤ２を設定する。
【００２８】
この寸法設定によれば、最終的に組み立てた状態（軸受部材１０７をベース部材１０１に固定した状態）において、軸受挿入孔１２０の上部の内径Ｄ１が下部の内径Ｄ２よりも小さくならず、ステータコア１０５が組み付けた後に軸受部材１０７が軸受挿入孔１２０に入らなくなる問題が回避される。なお、軸受部材１０７と下部円筒部１０１ｂとの間は接着固定されているが、Ｄ１の値を過度に大きくすると、接着強度が著しく低下する恐れがあるため、Ｄ１の軸受部材１０７に対する寸法の余裕は、軸受部材１０７の外径に対し５０μｍ以下になるように設定するのが好ましい。
【００２９】
なお、上部円筒部１０１ｃの縮径があっても軸受部材１０７が軸受挿入孔１２０に入るように軸受挿入孔１２０全体の寸法を大きめに設定しておく設計も考えられる（Ｄ１＝Ｄ２を大きめに設定）。しかしながらこの場合、縮径が生じない孔下部１１３ａ（Ｄ２の部分）において、軸受部材１０７の外周と孔下部１１３ａの内周との間に過大な隙間が生じ、軸受部材１０７の径方向組付け精度が低下する。軸受部材１０７の径方向組付け精度の低下は、スピンドルモータにおいて、回転時における異音や振動の発生につながる。その他、前述のように軸受部材１０７の外周面と軸受挿入孔１２０の内周面との間の接着強度の低下にもつながる。
【００３０】
（動作）  
ステータコイル１０６に供給される電流の極性を切り替えることで、ステータコイル１０６とロータマグネット１１１との間で作用する磁気吸引力と磁気反発力が周期的に切り替わり、ベース部材１０１およびそこに固定されたステータコア１０５に対して、ロータ１０７が回転する。
【００３１】
（製造工程）
図２を参照して、スピンドルモータ１００の組み立て工程を説明する。まず、軸受部材１０７にシャフト１０９を図の下の方向から挿入する。その後、シャフト１０７との対向面に底板１１６を軸受部材１０７の下面に固定する。更に、ハブ１１０をシャフト１０９の上部に固定し、その後潤滑油を軸受部材１０７とシャフト１０９の間の微小隙間に充填し、ロータマグネット１１１をハブ１１０に固定する。こうして、図２のロータ１０８を得る。
【００３２】
他方で、ベース部材１０１の上部円筒部１０１ｃの外側にステータコイル１０６を巻回したステータコア１０５を「締まりばめ」状態で固定し、図２のステータ１１７を得る（工程１）。そして、ステータ１１７の軸受挿入孔１２０に軸受部材１０７を接着固定し、図１の状態を得る（工程２）。
【００３３】
工程１において、下部円筒部１０１ｂの上部が下部よりも大きく縮径するが、Ｄ１が小さくなってもＤ２より小さくならないように、Ｄ１＞Ｄ２（図３参照）と設定されているので、工程２において軸受部材１０７が軸受挿入孔１２０に入らなくなる問題が生じない。
【００３４】
以上述べたように、スピンドルモータ１００では、ステータコア１０５が「締まりばめ」の状態で上部円筒部１０１ｃの外周に取り付けられることで、上部円筒部１０１ｃが外側から軸中心の方向に周囲から締め付けられ、僅かに縮径する。この影響を受け、下部円筒部１０１ｂの上部円筒部１０１ｃに近い部分は軸中心の方向に周囲から圧縮され、縮径する。他方において、下部円筒部１０１ｂの上部円筒部１０１ｃから遠い部分は、ステータコア１０５から軸方向で離れているので、上記の圧縮の影響は小さく、縮径はほとんどない。この状態において、下部円筒部１０１ｂに生じる歪みは、上部円筒部１０１ｃに近い部分が大きく、上部円筒部１０１ｃから離れるに従って小さくなる。
【００３５】
上述のように、下部円筒部１０１ｂの上部から下部にかけて僅かに縮径するが、この変形は、下部円筒部１０１ｂの断面の電子顕微鏡を用いた径測定により検証することができる。
【００３６】
（その他）
Ｄ１とＤ２の設定を２段階にせず、Ｄ１の部分からＤ２の部分に向かって径が段階的に縮径する構造、あるいは連続的に縮径するテーパ形状とすることもできる。
【符号の説明】
【００３７】
１００…スピンドルモータ、１０１…ベース部材、１０１ａ…ベース底部、１０１ｂ…下部円筒部、１０１ｃ…上部円筒部、１０２…ハブ挿入孔、１０４…段差部、１０５…ステータコア、１０６…ステータコイル、１０７…軸受部材、１０８…ロータ、１０９…シャフト、１１０…ハブ、１１１…ロータマグネット、１１２…磁気吸引板、１１３ａ…孔下部、１１３ｂ…孔中間部、１１３ｃ…孔上部、１１４…溝、１１５…溝、１１６…底板、１１７…ステータ、１２０…軸受挿入孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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