(57)【要約】【課題】    本発明の課題は、スピンドルモータにおいて、スリーブとベースの締結部分の接着強度を高くすることにある。【解決手段】  スピンドルモータは、静止部材２と回転部材３と動圧軸受４とを備えている。静止部材２は、板状のベース１０と、ベース１０の孔１０ａの内周面１０ｂに接着剤で固定された筒状のスリーブ１１とを有する。回転部材３は、スリーブ１１との間に潤滑流体が保持される微少間隙を有し、静止部材２に対して相対回転するシャフト２１を有する。ベース１０とスリーブ１１の接着面の算術平均粗さＲａは０．１〜１．０μｍの範囲にある。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形状の固定用孔を有する静止部材と、
前記固定用孔の内周に保持される外周面を有する軸受機構と、
該軸受機構を介して前記静止部材に対して相対的に回転自在に支持された回転部材と、
前記静止部材に固定されたステータと、
前記ステータに対向するように前記回転部材に固定され、前記ステータと協働して回転磁界を発生するためのロータマグネットと、
を備えたスピンドルモータであって、
前記固定用孔の内周と前記軸受機構の外周面の接着固定される面は、算術平均粗さＲａが０．１〜１．０μｍに形成される、
ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項２】
前記接着固定される面の算術平均粗さＲａが望ましくは、０．１６〜０．４μｍに形成されることを特徴とする、請求項１に記載のスピンドルモータ。
【請求項３】
前記軸受機構はシャフトとスリーブが潤滑剤を介して相対回転し、前記静止部材は前記スリーブを固定するための円形状の固定用孔が設けられたベース部が設けられており、
前記接着固定される面は前記スリーブおよび前記ベース部に形成されている、請求項１又は２に記載のスピンドルモータ。
【請求項４】
前記ベース部はアルミニウム材で形成され、前記スリーブはステンレス材で形成されている、請求項１乃至３に記載のスピンドルモータ。
【請求項５】
前記スリーブの外周面は、加工時に支持するためのチャック面を有している、請求項３に記載のスピンドルモータ。
【請求項６】
前記チャック面の算術平均粗さＲａは０．２μｍ以下である、請求項５に記載のスピンドルモータ。
【請求項７】
情報を記録できる円板状記録媒体が装着されるディスク装置において、
ハウジングと、
当該ハウジング内部に固定され前記記録媒体を回転させるスピンドルモータと、
前記記録媒体の所要の位置に情報を書き込みまたは読み出すための情報アクセス手段とを有するディスク装置であって、
前記スピンドルモータは、請求項１乃至６に記載したモータであることを特徴とするディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドルモータ、特に記録ディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスクや光ディスクなどの記録ディスクを回転駆動するためのモータは、主に、固定されたシャフト及びステータと、ステータに対向するロータマグネットが固定されたロータとから構成されている。ロータは、外周面に例えば複数枚の記録ディスクが固着され、内周面がシャフトの外周面に回転自在に軸支持されている。
【０００３】
ロータを回転自在に軸支持するための軸受機構としては、高速化及び低振動（騒音）を目的に流体動圧軸受装置が採用されている。流体動圧軸受装置は、シャフトとスリーブの間の微小間隙に配置されたオイル等の潤滑流体と、対向面に形成された動圧発生用溝とからなるラジアル・スラスト軸受部とから構成されている。
【０００４】
具体的な構成として、スリーブが静止しており、その中に配置されたシャフトが回転するシャフト回転型の動圧軸受装置について説明する。このタイプの動圧軸受装置では、スリーブの貫通孔内にはシャフトが挿入されており、このシャフトには一端に軸線方向を向く２つのスラスト面と外周面とを有するスラストプレートが設けられている。スリーブの貫通孔には、シャフトの外周面に微小間隙を介して対向するラジアル内周面と、スラストプレートの外周面と軸線方向一方のスラスト面に対向するスラストプレート収納用段部が形成されている。さらに、スラストプレート収納用段部の軸線方向外側にはスラストカバーが固定されており、このスラストカバーによりスリーブの貫通孔を閉鎖している。
【０００５】
以上の構成において、スリーブの内周面とシャフトの外周面との間にラジアル軸受部が形成されている。また、スラストプレートの一方のスラスト面とスラストプレート収納用段部のスラスト面との間に第１スラスト軸受部が形成され、スラストプレートの他方のスラスト面とスラストカバーのスラスト面との間に第２スラスト軸受部が形成されている。
【０００６】
一般に、スリーブは円板状のブラケット又はベースに固定されている。そして、そのブラケットがハードディスク駆動装置のハウジングのベース（底板部分）に固定されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００７】
【特許文献１】特開平09-126240号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のスリーブとベースとの締結部について説明する。スリーブには円形の孔が形成されており、その中にベースの一端が装入され、接着剤によって固く固定されている。なお、ベースはアルミ材からなり、スリーブはＳＵＳ材からなる。締結部におけるクリアランスは、直径方向両側で３０μｍ以下に設定されている。
【０００９】
ここで、各部材の接着面の表面粗さが締結部の接着強度に大きな影響を与えている。例えば、スリーブの外周面の接着面の算術平均粗さＲａが極端に小さくなると、ベース・スリーブ間の接着強度が低下してしまい、一定基準の接着強度を満たさない製品が発生してしまう。
【００１０】
本発明の課題は、スピンドルモータにおいて、スリーブとベースの締結部分の接着強度を高くすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載のスピンドルモータは、静止部材と軸受機構と回転部材を備える。静止部材は、円形状の固定用孔を有する。軸受機構は、固定用孔の内周に保持される外周面を有する。回転部材は、軸受機構を介して静止部材に対して相対的に回転自在に支持される。ステータは、静止部材に固定される。ロータマグネットは、ステータに対向するように回転部材に固定され、ステータと協働して回転磁界を発生する。固定用孔の内周と軸受機構の外周面の接着固定される面は、算術平均粗さＲａは０．１〜１．０μｍの範囲に形成される。
【００１２】
このスピンドルモータでは、固定用孔の内周と軸受機構の外周面の接着固定される面は算術平均粗さＲａの下限値が適切に設定されているため、接着強度が十分に確保されている。また、固定用孔の内周と軸受機構の外周面の接着固定される面の算術平均粗さＲａの上限値が適切に設定されているため、固定用孔の内周と軸受機構の外周面の接着固定される面の寸法管理が容易になり、さらに軸受機構の真円度や同軸度の管理が容易になる。
【００１３】
請求項２に記載のスピンドルモータは、請求項１において、接着固定される面の算術平均粗さＲａが望ましくは、０．１６〜０．４μｍに形成される。
【００１４】
このスピンドルモータでは、固定用孔の内周と軸受機構の外周面間の接着強度がさらに高くなる。
【００１５】
請求項３に記載のスピンドルモータでは、請求項１又は２において、軸受機構はシャフトとスリーブが潤滑剤を介して相対回転し、静止部材はスリーブを固定するための円形状の固定用孔が設けられたベース部が設けられる。接着固定される面はスリーブおよびベース部に形成されている。
【００１６】
請求項４に記載のスピンドルモータでは、請求項１乃至３において、ベース部はアルミニウム材で形成され、前記スリーブはステンレス材で形成されている。
【００１７】
請求項５に記載のスピンドルモータでは、請求項３において、スリーブの外周面は、加工時に支持されるためのチャック面を有している。
【００１８】
請求項６に記載のスピンドルモータでは、請求項５において、チャック面の算術平均粗さＲａは０．２μｍ以下である。
【００１９】
請求項７に記載の情報を記録できる円板状記録媒体が装着されるディスク装置は、ハウジングと、ハウジング内部に固定され前記記録媒体を回転させるスピンドルモータと、記録媒体の所要の位置に情報を書き込みまたは読み出すための情報アクセス手段とを有する。
【００２０】
このディスク駆動装置では、請求項１乃至６に記載のスピンドルモータを有しているため、先に述べた優れた効果が得られる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るスピンドルモータでは、ベースとスリーブの少なくとも一方の接着面の算術平均粗さＲａの下限値が適切に設定されているため、接着強度が十分に確保されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
１．ハードディスク装置の構成及び動作
図１に、本発明の一実施形態としてのハードディスク装置５０の概略構成を模式的に示す縦断面図を示す。このハードディスク装置５０は、たとえば、２．５インチ以下のディスクをドライブする構成である。
【００２３】
ハードディスク装置５０は、各部がハウジング５１に内包されており、主に、スピンドルモータ５２、記録ディスク５３、磁気ヘッド移動機構５７を備える。ハウジング５１の内部は、塵埃が極度に少ない良好な環境を形成している。
【００２４】
記録ディスク５３は、磁気により情報を記録する円盤状の部材である。
【００２５】
磁気ヘッド移動機構５７は、記録ディスク５３に対して情報の読み書きを行うための機構であり、磁気ヘッド５６、アーム５５、アクチュエータ部５４を有する。
【００２６】
磁気ヘッド５６は、アーム５５の一端に設けられることにより記録ディスク５３の近傍に配され、記録ディスク５３の読み書きを行う。アーム５５は、磁気ヘッド５６を支持する部材である。アクチュエータ部５４は、アーム５５の他端を支持してアーム５５の移動を行う。アクチュエータ部５４により、アーム５５が首振り移動を行い、磁気ヘッド５６を記録ディスク５３の所要の位置に移動させることができる。
【００２７】
ハードディスク装置５０は、スピンドルモータ５２が回転することにより記録ディスク５３が回転する。アクチュエータ部５４を駆動させてアーム５５の首振りを行い、磁気ヘッド５６を記録ディスク５３の所要の位置に移動させる。これにより、記録ディスク５３の読み書きを行う。
【００２８】
２．スピンドルモータの構成及び動作
図２に、スピンドルモータ１（前述のスピンドルモータ５２に対応）の縦断面概略図を示す。図２に示すＯ−Ｏ線がスピンドルモータ１の回転軸線である。また、本実施形態の説明では便宜上図２の上下方向を「軸線上下方向」とするが、スピンドルモータ１の実際の取付状態における方向を限定するものではない。
【００２９】
スピンドルモータ１は、主に、静止部材２と、回転部材３と、回転部材３を静止部材２に対して回転自在に支持させるための動圧軸受４とを備えている。静止部材２は、ベース１０と、スリーブ１１とから構成されている。回転部材３は、ロータハブ２０と、シャフト２１とから構成されている。動圧軸受４はスリーブ１１とシャフト２１との間に設けられている。
【００３０】
スピンドルモータ１は、さらに、静止部材２に固定されたステータコア及びそれに巻装されたコイルとからなるステータ６と、回転部材３に固定されたロータマグネット７とを備えている。ステータ６とロータマグネット７とは協働して回転磁界を発生することが可能であり、これらが回転部材３に対して回転力を与えるための磁気回路部となっている。
【００３１】
（１）静止部材
静止部材２のベース１０は、板状のブラケット部材であり、ハードディスク装置５０のハウジング５１のベース５８に固定されている。又は、ベース１０に相当する部分はハウジング５１のベース５８と一体であっても良い。ベース１０の中央部には、軸線方向に開口している固定用孔１０ａが形成されている。固定用孔１０ａの縁には、軸線方向上側に延びる筒状部１３が形成されている。また、筒状部１３の外周面には前述のステータ６が固定されている。
【００３２】
スリーブ１１は、円筒状の部材であり、その略中央部には、軸線方向に貫通する貫通孔１５が形成されている。スリーブ１１の貫通孔１５の内周面は、上側から下側に向かって、ラジアル内周面１６及び下部内周面１７を有しており、両者の間には軸方向下側を向いたスラスト面１８が形成されている。スリーブ１１の貫通孔１５の下端にはスラストカバー１２が固定されており、スラストカバー１２は貫通孔１５の下端を閉鎖している。スリーブ１１の下端には、内周面１７から連続する段部４０が形成されている。段部４０は、スリーブ１１の下端面と、内周面１７より大径の下部内周面とから構成されており、後記するシャフト２１のスラストフランジ２２を収容するための環状の凹部空間を確保している。段部４０の下方は、スラストカバー１２によって閉ざされている。
【００３３】
（２）回転部材
回転部材３は、スリーブ１１に対して動圧軸受４を介して回転自在に支持された部材であって、外周部に記録ディスクが載置されるロータハブ２０と、ロータハブ２０の内周側に位置し、動圧軸受４を介してスリーブ１１に軸支されるシャフト２１とを備えている。
【００３４】
ロータハブ２０は、静止部材２やステータ６の上方に近接して配置されている。ロータハブ２０の筒状部の内周面には、接着等の手段によってロータマグネット７が固定されている。ロータマグネット７はステータ６に半径方向に微小間隙をもって対向している。そして、ステータ６のコイルに通電することにより、ステータ６とロータマグネット７との電磁相互作用が発生し、回転部材３にトルクが作用する。
【００３５】
シャフト２１の軸線方向上側端部は、ロータハブ２０の中心孔内に嵌合されている。シャフト２１の下端には、スラストフランジ２２が一体に形成されている。つまり、シャフト２１は円柱形状のシャフト本体２３とスラストフランジ２２とから構成されていることになる。
【００３６】
スラストフランジ２２は、シャフト２１のシャフト本体２３の下端の外周面２５から半径方向外側に突設する環状かつ円盤状の部分である。スラストフランジ２２は、シャフト本体側の第１スラスト面２６と、その反対側の第２スラスト面２７と第１スラスト面２６と第２スラスト面２７とに連続する外周面２８とを有している。
【００３７】
（２）動圧軸受
動圧軸受４は、回転部材３を静止部材２に対して、より具体的には、ロータハブ２０及びシャフト２１をスリーブ１１に対して潤滑油を介して回転自在に支持するための流体動圧軸受である。動圧軸受４は、第１及び第２ラジアル軸受部３０，３１と、第１及び第２スラスト軸受部３２，３３とを有している。以下、スリーブ１１，スラストカバー１２及びシャフト２１の構造に触れながら、各軸受部３０〜３３の構造を説明していく。
【００３８】
１）ラジアル軸受部
スリーブ１１のラジアル内周面１６は、シャフト２１のシャフト本体２３の外周面２５との間に潤滑油が保持されるラジアル微小間隙を確保するように対向している。ラジアル内周面１６には、潤滑油中に動圧を発生するためのヘリングボーン状動圧発生用溝３５，３６が軸線方向に並んで形成されている。このように、スリーブ１１のラジアル内周面１６と、シャフト２１のシャフト本体２３の外周面２５と、その間の潤滑油とによって、第１及び第２ラジアル軸受部３０，３１が軸線方向に並んで構成されている。
【００３９】
２）スラスト軸受部
スラスト面１８と下部内周面１７は、スラストフランジ２２の第１スラスト面２６と外周面２８にそれぞれ対向している。
【００４０】
スリーブ１１のスラスト面１８には、シャフト２１の回転にともない潤滑油中に動圧を発生するためのヘリングボーン状動圧発生用溝３７が形成されている。このように、スリーブ１１のスラスト面１８とスラストフランジ２２の第１スラスト面２６とその間の潤滑油によって、第１スラスト軸受部３２が形成されている。
【００４１】
スラストカバー１２の軸線方向上側端面において、スラストフランジ２２の第２スラスト面２７に対向する部分には、スラスト面１９が形成されている。スラスト面１９には、シャフト２１の回転にともない潤滑流体中に動圧を発生するためのヘリングボーン状動圧発生用溝３８が形成されている。このように、スラストフランジ２２の第２スラスト面２７とスラストカバー１２のスラスト面１９とその間の潤滑油によって、第２スラスト軸受部３３が形成されている。
【００４２】
なお、図２では、各動圧発生用溝３５、３６，３７、３８を便宜上くの字の形で象徴的に示しているが、実際には、上述したように各面１６、１７、１８、１９に形成されている。
【００４３】
（３）スリーブとベースの締結部分
動圧軸受４のスリーブ１１は、ベース１０に対して接着剤で固定されている。具体的には、スリーブ１１の軸方向下側部の外周面１１ａはベース１０の孔１０ａの表面１０ｂ（筒状部１３の内周面）に対して挿入され、接着剤によって固く固定されている。すなわち、スリーブ１１の外周面１１ａと、ベース１０の表面１０ｂとが締結部の接着面を構成している。なお、ベース１０はアルミニウム材からなり、スリーブ１１はステンレス（ＳＵＳ）材からなる。締結部におけるクリアランスは、直径方向両側で３０μｍ以下に設定されている。
【００４４】
ここで、スリーブ１１の外周面１１ａの算術平均粗さＲａは０．１〜１．０μｍの範囲にあり、好ましくは、０．１６〜０．４μｍの範囲にある。また、ベース１０の表面１０ｂの算術平均粗さＲａは０．１〜１．０μｍの範囲にある。
【００４５】
この動圧軸受４では、スリーブ１１の外周面１１ａの算術平均粗さＲａの下限値が適切に設定されているため、接着強度が十分に確保されている。また、スリーブ１１の外周面１１ａ及びベース１０の孔１０ａの内周面の算術平均粗さＲａの上限値が適切に設定されているため、スリーブ１１及びベース１０の寸法管理が容易になり、さらにスリーブの真円度や同軸度の管理が容易になる。
【実施例１】
【００４６】
スリーブ（ステンレス材）とベース（アルミニウム材）とを嫌気性接着剤を用いて互いに固定し、硬化させた。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
表１及び図４に示すように、スリーブの接着面の表面粗さを異ならせたサンプルごとに、接着剤量［ｍｇ］に対する接着強度［ｋｇｆ］の変化を測定した。測定装置は、オートグラフを用いた。サンプル１はＲａが０．１６〜０．２５μｍであり、サンプル２はＲａが０．２６〜０．３５μｍであり、サンプル３はＲａが０．３６〜０．４５の範囲である。比較例はＲａが０．０６〜０．１５の範囲である。なお、スリーブの接着面積は６０ｍｍ2であり、ベースの接着面の算術平均粗さＲａは０．１〜０．２μｍと一定にして行なった。
【００４９】
図から明らかなように、比較例はサンプル１〜３に比較して、接着強度が低く、特に接着剤の量が少なくとなると接着強度の差が大きくなっている。具体的には、接着剤量０．８ｍｇの場合には、サンプル１〜３は接着強度が８０ｋｇｆを超えているが、比較例は接着強度が８０ｋｇｆ未満である。また、接着剤量０．６ｍｇの場合には、サンプル１〜３は接着強度が７０ｋｇｆを超えているが、比較例は接着強度が７０ｋｇｆ未満である。また、比較例では、接着剤量が０．８ｍｇで接着強度が７７ｋｇｆであるのに対し、サンプル１〜３は、接着量が０．６ｍｇと少なくても同等の接着強度が得られる。また、測定で用いたようにＲａが０．４までで十分な接着強度を得ることができる。また、Ｒａが１．０以上と表面が粗くなると接着強度は低下し、また、加工精度が出にくくなる。
【００５０】
３．他の実施形態
本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。例えば、スリーブ及びベースの材質は限定されず、リン青銅などを用いても良い。
【００５１】
前記実施形態では、スリーブの外周面は全て接着面として一定の表面粗さを有していたが、その一部を動圧部の加工時にチャックによってつかまれるチャック面とするため表面粗さを異ならせても良い。
【００５２】
（下部チャック）
図５に示す実施形態では、スリーブ１１の外周面４１は、表面粗さの異なる面を有している。外周面４１の上側大半部分を占める第１面４１ａは前記実施形態の外周面の表面粗さと同等の表面粗さを有している。外周面４１の下側の小さな部分を占める第２面４１ｂはチャック面として機能している。第２面４１ｂの算術平均粗さＲａは０．２μｍ以下であり、０．１未満をも許容している。このようにチャック面の表面粗さに下限が設定されていないため、精度よくチャックすることができ、スリーブなどの真円度を向上させることができる。その結果、動圧部の加工性が向上する。
【００５３】
（上部チャック）
図６に示す実施形態では、スリーブ１１の外周面４２は、表面粗さの異なる面を有している。外周面４２の下側大半部分を占める第１面４２ａは前記実施形態の外周面の表面粗さと同等の表面粗さを有している。したがって、締結部分において十分な接着強度が得られる。外周面４２の上側の小さな部分を占める第２面４２ｂはチャック面として機能している。第２面４２ｂの算術平均粗さＲａは０．２μｍ以下であり、０．１未満をも許容している。このようにチャック面の表面粗さに下限が設定されていないため、精度よくチャックすることができ、スリーブなどの真円度を向上させることができる。その結果、動圧部の加工性が向上する。
【００５４】
（２点チャック）
図７に示す実施形態では、スリーブ１１の外周面４３は、表面粗さの異なる面を有している。外周面４３の軸方向中間部を占める第面下側大半部分を占める第１面４３ａは前記実施形態の外周面の表面粗さと同等の表面粗さを有している。したがって、締結部分において十分な接着強度が得られる。外周面４３の上側の小さな部分を占める第２面４３ｂ及び下側の小さな部分を占める第３面４３ｃはチャック面として機能している。第２面４３ｂ及び第３面４３ｃの算術平均粗さＲａは０．２μｍ以下であり、０．１未満をも許容している。このようにチャック面の表面粗さに下限が設定されていないため、精度よくチャックすることができ、スリーブなどの真円度を向上させることができる。その結果、動圧部の加工性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、動圧軸受装置、さらに動圧軸受装置が採用されたスピンドルモータや記録ディス駆動装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態としてのスピンドルモータが採用されたハードディスク装置の模式的縦断面図。
【図２】本発明の一実施形態としてのスピンドルモータの縦断面概略図。
【図３】スリーブの縦断面概略図。
【図４】接着剤量に対する接着強度の変化を比較例と本願発明サンプルとで比較したグラフ。
【図５】他の実施形態におけるスリーブの縦断面概略図。
【図６】他の実施形態におけるスリーブの縦断面概略図。
【図７】他の実施形態におけるスリーブの縦断面概略図。
【符号の説明】
【００５７】
２    静止部材
３    回転部材
４    動圧軸受
６    ステータ
７    ロータマグネット
１０  ベース
１１  スリーブ
１１ａ  固定用孔
１１ｂ  表面（接着面）
１３  筒状部
２１  外周面（接着面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2007037247.tif 000007
【図５】
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【図６】
2007037247.tif 000009
【図７】
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