(57)【要約】【課題】スピンドルモータにおいて、カウンタプレートをスリーブに溶接で固定した後のカウンタプレートの変形による撓みを抑える。【解決手段】上端部にロータ６が固定されるシャフト４を回転自在に支持するスリーブ３の下端面に、周壁部３１４に囲まれる第２凹所３１２を形成し、第２凹所３１２にスラスト軸受となるカウンタプレート３９を嵌合してレーザ溶接したスピンドルモータ１であって、第２凹所３１２の頂面３１５の外周縁に内周溝３５を形成し、内周溝３５の外周側のスリーブ３の外周面に外周溝３６を形成して、これら溝３５，３６間にくびれ部３７を形成する。溶接の際に生じるカウンタプレート３９の熱変形を周壁部３１４が受けるとくびれ部３７を基点として周壁部３１４が変形し、溶接後のカウンタプレート３９に撓みが残らないようにする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
前記ベースに固定されたスリーブと、
前記スリーブ内に回転自在に支持されたシャフトと、
前記シャフトに固定されたロータと、
前記ベースに、前記ロータと対向する状態に設けられたステータと、
前記スリーブの軸方向一端側に形成された周壁部の内周面と頂面とによって規定される凹所に嵌合されて溶接により周壁部に固定されたカウンタプレートと、
を備え、
前記周壁部の前記内周面と前記頂面の境界部には内周溝が設けられ、
前記周壁部の軸方向他端側終端付近の外周面に外周溝または段部が設けられていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記内周溝と、前記外周溝または前記段部との間に肉薄部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記内周溝の最深部の軸方向位置が、前記外周溝における前記軸方向一端側の端縁と軸方向他端側の端縁との間に配されていることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。
【請求項４】
前記凹所の前記頂面が前記段部の開始位置よりも前記軸方向一端側に配されていることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体動圧軸受を備えたスピンドルモータ等のモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記スピンドルモータは、例えばコンピュータ機器に使用されるハードディスク駆動装置の駆動源として用いられている。この種のスピンドルモータとして、ベースに固定されたスリーブ内にシャフトが回転自在に支持され、シャフトの一端部にロータのロータハブが固定され、ベースにはロータのロータマグネットに対向するステータコイルが設けられたステータが固定され、スリーブの一端部にカウンタプレートが固定された構造が知られている。カウンタプレートは、スリーブの端面の開口を覆ってスリーブにレーザ溶接等の手段で固定される場合がある。また、上記スリーブとシャフトとカウンタプレートにより流体動圧軸受構造が形成される。
【０００３】
ところで、カウンタプレートをスリーブに溶接で固定した際、カウンタプレートが変形して撓む場合がある。その結果、シャフトが回転中にカウンタプレートに接触したり、シャフトとカウンタプレートとの間の隙間が変動したりすることによって流体動圧軸受の機能が低下する問題が生じる。そこで、例えば特許文献１では、カウンタプレートの外周縁部の厚さを薄くすることで、外周縁部に弾性をもたせてカウンタプレート全体の変形を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１７８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記特許文献１に記載の技術は、カウンタプレートをスリーブにカシメで固定することを前提にしているため、スリーブ側のカシメ部をカウンタプレートの底面から突出させることとなり、薄型化の弊害となる（図１参照）。一方、カウンタプレートをスリーブにレーザ溶接で固定する場合、薄型化は可能であるが、以下のような問題がある。すなわち、曲げ剛性が大きい円筒状のスリーブと、曲げ剛性が小さい平板状のカウンタプレートとを溶接する場合、曲げ剛性の小さいカウンタプレートは溶接後に変形してしまう。これは、レーザ溶接時の熱変形と、溶接後の冷却過程における熱収縮とによって溶融部と部材の間で生じる応力分布の不均一に起因するものである。
【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、スピンドルモータ等のモータにおいて、カウンタプレートをスリーブに溶接で固定した後のカウンタプレートの変形による撓みを抑えることができる構成を有するモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のモータは、ベースと、前記ベースに固定されたスリーブと、前記スリーブ内に回転自在に支持されたシャフトと、前記シャフトに固定されたロータと、前記ベースに、前記ロータと対向する状態に設けられたステータと、前記スリーブの軸方向一端側に形成された周壁部の内周面と頂面とによって規定される凹所に嵌合されて溶接により周壁部に固定されたカウンタプレートと、を備え、前記周壁部の前記内周面と前記頂面の境界部には内周溝が設けられ、前記周壁部の軸方向他端側終端付近の外周面に外周溝または段部が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明のモータにあっては、凹所に嵌合されたカウンタプレートをスリーブに溶接する際に、カウンタプレートが膨張してスリーブの凹所周囲の周壁部が外側に押されるといったことが起こる。ここで、周壁部の剛性が高いとカウンタプレートが変形して撓むことになるが、スリーブは内周溝および外周溝または段部を有するので、周壁部は熱変形によるカウンタプレートからの力を受けた際に外側に変形しやすくなっている。このためカウンタプレートは周壁部に拘束されずに熱変形することが可能であり、スリーブに溶接された後において撓んだ状態となることが抑えられる。本発明では、さらに、内周溝と、外周溝または段部との間に肉薄部が形成されているとより効果的である。
【０００９】
本発明においては、前記内周溝の最深部の軸方向位置が、前記外周溝における前記軸方向一端側の端縁と軸方向他端側の端縁との間に配されている形態を含む。また、前記凹所の頂面が前記段部の開始位置よりも前記軸方向一端側に配されている形態も含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スピンドルモータ等のモータにおいて、カウンタプレートをスリーブに溶接で固定した後のカウンタプレートの変形による撓みを抑えることができる構成を有するモータが提供されるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るスピンドルモータの側断面図である。
【図２】図１のシャフト軸受構造部分を拡大した図である。
【図３】スリーブに形成する内周溝、外周溝または段部の形態を示す断面図である。
【図４】図３の円で示す部分の拡大図である。
【図５】図３に示したスリーブにカウンタプレートを嵌合してレーザ溶接する状態を示す断面図である。
【図６】スリーブに形成する内周溝および外周溝の他の例を示す断面図である。
【図７】スリーブに形成する内周溝および段部の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明をスピンドルモータに適用した一実施形態を説明する。
［１］スピンドルモータの基本構成
図１は一実施形態に係るスピンドルモータ１の側断面を示しており、図２は流体動圧軸受構造の部分を拡大した図である。このスピンドルモータ１は、コンピュータに使用される磁気ディスクや光ディスク等のディスクを備えたデータ記憶装置の駆動源として使用されるものである。
【００１３】
スピンドルモータ１は、薄板状のベース２と、ベース２にスリーブ３を介して回転自在に支持されたシャフト４と、ベース２に固定されたステータ５と、シャフト４に固定されたロータ６とを具備している。なお、以下の説明で上側、下側等の上下方向に関しては、図１、図２の断面図に基づく方向を言い、下側が本発明での軸方向一端側、上側が本発明での軸方向他端側である。
【００１４】
ベース２の所定位置にはスリーブ嵌合孔２１が形成されている。スリーブ３はスリーブ嵌合孔２１に嵌合されるとともに接着等の手段で固定されている。スリーブ３の中空部はシャフト挿通孔３１であり、このシャフト挿通孔３１に、下端部にフランジ部４１を有するシャフト４が下側から貫通され、かつ、回転自在に支持されている。スリーブ３とシャフト４との間の隙間には潤滑油が満たされる。スリーブ３のシャフト挿通孔３１の内周面には、その潤滑油に動圧を発生させてシャフト４のラジアル荷重を支持するラジアル動圧溝（不図示）が形成されている。
【００１５】
図２に示すように、スリーブ３の下端面におけるシャフト挿通孔３１の開口周囲には、下側に開放する内側の第１凹所３１１および外側の第２凹所３１２が段状に形成されている。これら凹所３１１，３１２は環状で、シャフト挿通孔３１と同心状に形成されている。スリーブ３の下端部には、第２凹所３１２を囲む下方に突出する周壁部３１４が形成されている。第２凹所３１２は、上側の頂面３１５と周壁部３１４の内周面、すなわち第２凹所３１２の内周面３１６とにより形成されている。その第２凹所３１２には、円板状のカウンタプレート３９が嵌合されてレーザ溶接により気密性を保持した上で固定されている。カウンタプレート３９は、上面が第２凹所３１２の頂面３１５に接触し、外周面３９１が周壁部３１４の内周面３１６に接触して第２凹所３１２内に嵌合される。
【００１６】
シャフト４のフランジ部４１は第１凹所３１１内に収納されている。フランジ部４１は、その状態で第１凹所３１１の上側の頂面３１３と下側のカウンタプレート３９に対向してシャフト４の抜け止めをなしている。カウンタプレート３９によって封止された第１凹所３１１内には、潤滑油が満たされる。
【００１７】
ベース２のスリーブ嵌合孔２１の周囲には上方に突出する円筒部２２が形成されており、この円筒部２２の外周部にステータ５が固定されている。ステータ５は、円筒部２２の外周面に締まり嵌めの状態で固定された珪素鋼板の積層体からなるステータコア５１と、ステータコア５１に巻回されたステータコイル５２とから構成される。
【００１８】
シャフト４の上端部はスリーブ３から突出しており、その突出した上端部に、ロータ６を構成する円板状のロータハブ６１の中心部が固定されている。ロータハブ６１は上面が平坦な円板部６１１を主体とするもので、円板部６１１の下面の外周縁およびその内側には、下方に向かって突出する外側円筒部６１２および内側円筒部６１３が、シャフト４と同心状に形成されている。
【００１９】
ロータハブ６１の外側円筒部６１２の内周面には、ステータコア５１と隙間を空けて対向するロータマグネット６２が固定されている。ロータマグネット６２は、Ｎ極およびＳ極の複数極に着磁されている。ロータハブ６１の内側円筒部６１３は、ベース２の円筒部２２の内側に近接して配設される。その内側円筒部６１３の内側には、下方に開口するスリーブ収容凹所６１４が形成されている。
【００２０】
スリーブ３の外周面は、上側に大径部３２、下側に小径部３３を有している。スリーブ３は、大径部３２がスリーブ収容凹所６１４に収容され、スリーブ収容凹所６１４の頂面６１５に、スリーブ３の上端面であるスラスト面３４が対向している。スリーブ収容凹所６１４の頂面６１５とスリーブ３のスラスト面３４との間に形成される隙間には、潤滑油が満たされる。
【００２１】
スラスト面３４には、その潤滑油に動圧を発生させてロータ６のスラスト荷重を支持するスラスト動圧溝（不図示）が形成されている。また、ロータハブ６１の内側円筒部６１３とスリーブ３の大径部３２との間の隙間には、スラスト面３４に供給される潤滑油が保持される。
【００２２】
ロータハブ６１の外側円筒部６１２の外周面には、鍔状のディスク載置部６１６が形成されている。このディスク載置部６１６には上記ディスク（不図示）が装着される。当該スピンドルモータ１の近傍には、該ディスクに作用する記録用ヘッド（不図示）が配設される。
【００２３】
ロータ６は上記ロータハブ６１とロータマグネット６２とから構成され、シャフト４と一体に回転する。ベース２のロータマグネット６２の直下には、回転するロータ６の軸方向位置を安定させる環状の吸引板２３が配設されている。
【００２４】
上記ベース２、スリーブ３、シャフト４、ロータハブ６１は、ステンレスやアルミニウム合金等の剛性を有する金属で構成される。
【００２５】
上記構成のスピンドルモータ１は、ステータコイル５２に通電すると、ステータコア５１により磁場が形成され、この磁場がロータマグネット６２に作用してロータ６がシャフト４を中心に回転する。そして、ディスク載置部６１６に装着された記録ディスクはこのようなスピンドルモータ１の作動により回転させられ、この記録ディスクに対し上記記録用ヘッドが情報の書き込みと読み出しを行う。
【００２６】
［２］カウンタプレートの変形防止構造
以上が本実施形態のスピンドルモータ１の基本的な構成および作用であり、次いで上記カウンタプレート３９が固定されるスリーブ３について詳述する。
【００２７】
本実施形態では、スリーブ３の軸方向一端側に形成された周壁部３１４の内周面３１６と頂面３１５とによって規定される第２凹所３１２にカウンタプレート３９が嵌合され、周壁部３１４の内周面３１６と頂面３１５の境界部に内周溝が形成されるとともに周壁部３１４の軸方向他端側終端付近の外周面に外周溝または段部が形成されることで、スリーブ３における第２凹所３１２の外周側に周壁部３１４を外周側に変形させやすくする肉薄部が形成されていることを特徴とするものである。図３はこの特徴を具体的にした実施形態を示している。
【００２８】
図３（ａ）では、第２凹所３１２の頂面３１５の外周縁部に、断面半円弧状の内周溝３５が全周にわたって形成されている。一方、スリーブ３の小径部３３の外周面における内周溝３５の外周側に当たる箇所には、断面半円弧状の外周溝３６が全周にわたって形成されている。内周溝３５と外周溝３６の形成位置は上下方向で重畳しており、スリーブ３においては、これら溝３５，３６間にくびれ部（肉薄部）３７が形成されている。内周溝３５の最深部は外周溝３６の最深部よりも下側に位置している。図４（ａ）に示すように、
内周溝３５の最深部Ｐａの上下方向（軸方向）位置は、外周溝３６の上端縁Ｓａと下端縁Ｑａとの間に配されている。すなわち内周溝３５の最深部Ｐａ、外周溝３６の上端縁Ｓａ、外周溝３６の下端縁Ｑａの、それぞれのスリーブ３の下端面からの軸方向距離ＤＰａ、ＤＳａ、ＤＱａは、ＤＱａ≦ＤＰａ≦ＤＳａという関係にある。
【００２９】
図３（ｂ）では、第２凹所３１２の深さが（ａ）よりも深くなっている。そして、（ａ）と同様に第２凹所３１２の頂面３１５の外周縁部に断面半円弧状の内周溝３５が全周にわたって形成され、スリーブ３の小径部３３の外周面における内周溝３５の外周側に当たる箇所に断面半円弧状の外周溝３６が全周にわたって形成されている。この場合も内周溝３５と外周溝３６の形成位置は上下方向で重畳しているが、双方の最深部は上下方向でほぼ同じ位置に並んでいる。そしてこれら溝３５，３６間にくびれ部（肉薄部）３７が形成されている。この場合、図４（ｂ）に示すように、内周溝３５の最深部Ｐｂの上下方向位置は、外周溝３６の上端縁Ｓｂと下端縁Ｑｂとの間に配されている。すなわち内周溝３５の最深部Ｐｂ、外周溝３６の上端縁Ｓｂ、外周溝３６の下端縁Ｑｂの、それぞれのスリーブ３の下端面からの軸方向距離ＤＰｂ、ＤＳｂ、ＤＱｂは、ＤＱｂ≦ＤＰｂ≦ＤＳｂという関係にある。
【００３０】
図３（ｃ）では、第２凹所３１２を囲む周壁部３１４の内周面３１６と頂面３１５の境界部に、断面半円弧状の内周溝３５が全周にわたって形成されている。一方、スリーブ３の小径部３３の外周面における内周溝３５の外周側に当たる箇所よりやや上側、すなわち周壁部３１４の軸方向他端側終端付近の外周面には、段部３８が形成されている。段部３８によって周壁部３１４は薄くなっており、この周壁部３１４と内周溝３５との間にくびれ部（肉薄部）３７が形成されている。図４（ｃ）に示すように、第２凹所３１２の頂面３１５は、段部３８の形成が開始される開始位置Ｓｃよりも下側に配されている。すなわち第２凹所３１２の頂面３１５の高さ位置Ｐｃ、段部３８の開始位置Ｓｃの、それぞれのスリーブ３の下端面からの軸方向距離ＤＰｃ、ＤＳｃは、ＤＰｃ≦ＤＳｃという関係にある。
【００３１】
図５は、上記図３（ａ）〜（ｃ）で示したスリーブ３の第２凹所３１２にカウンタプレート３９を嵌合し、次いでそのカウンタプレート３９をレーザ溶接でスリーブ３に固定する状態をそれぞれ示している。カウンタプレート３９は、上面が第２凹所３１２の頂面３５に接触し、外周面３９１が周壁部３１４の内周面３１６に接触して第２凹所３１２内に嵌合される。この嵌合状態でカウンタプレート３９の下面はスリーブ３の周壁部３１４の下端面と同一面内に位置付けられる。そして、レーザ溶接によりカウンタプレート３９と周壁部３１４との境界部分が加熱されて溶接部７が形成される。
【００３２】
カウンタプレート３９をスリーブ３に溶接する際にカウンタプレート３９が膨張してスリーブ３の周壁部３１４は外側に押されるが、周壁部３１４の剛性が高いとカウンタプレート３９が変形して撓むことになる。しかし本発明の実施形態によれば、スリーブ３は内周溝３５および外周溝３６または段部３８を有するので、周壁部３１４は熱変形によるカウンタプレート３９からの力を受けた際に外側に変形しやすくなっている。このためカウンタプレート３９は周壁部３１４に拘束されずに熱変形することが可能である。したがってカウンタプレート３９はスリーブ３に溶接された後において撓んだ状態となることが抑えられ、シャフト４の下端面に対向する上面の平坦度が保持される。これによりシャフト４の下端面とカウンタプレート３９の上面との間の微小隙間が確実に形成され、モータの回転中にシャフト４の下端面がカウンタプレート３９に接触してしまうことが起こらない。
【００３３】
図６は図３（ｂ）の変形例であって、この場合の内周溝３５は、周壁部３１４の内周面３１６に全周にわたって形成されている。図７は図３（ｃ）の変形例であって、この場合の内周溝３５は、周壁部３１４の頂面３１５に全周にわたって形成されている。第２凹所３１２に形成される内周溝３５はこのように周壁部３１４の内周面３１６に形成されていてもよく、頂面３１５に形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１…スピンドルモータ、２…ベース、３…スリーブ、３１２…第２凹所（凹所）、
３１４…周壁部、３１５…頂面、３１６…周壁部の内周面、３５…内周溝、
３６…外周溝、３７…くびれ部（肉薄部）、３８…段部、３９…カウンタプレート、
３９１…カウンタプレートの外周面、４…シャフト、５…ステータ、６…ロータ、
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ…内周溝の最深部、Ｑａ、Ｑｂ…外周溝の下端縁、
Ｓａ、Ｓｂ…外周溝の上端縁、Ｓｃ…段部の開始位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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