(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングへ固着されているシャフト１２と、該シャフト１２に対して固定関係にあるステータ１４と、から成る静止部分と、該ステータ１４の半径方向外方にあって該ステータ１４に対置しているローターマグネット１６と、該ローターマグネット１６を保持し該ロータマグネット１６と共に回転可能でかつハードデイスクを保持するハブ２０と、から成る回転部分と、該シャフト１２へ該回転部分を回転自在に支持する軸受２２、２４と、から構成されているスピンドルモータであって、
前記シャフト１２と前記ステータ１４とが少なくとも２個のリング要素３２、３２によって結合されており、該リング要素が、シャフト１２に設けた環状溝３０内に嵌入している第１リング状部材３４と、該第１リング状部材３４の半径方向外方に配置されている第２リング状部材３６と、から構成されており、
前記第２リング状部材３６の半径方向内方部分が前記シャフト１２に接触することなく前記第１リング状部材３４にのみ接触し、かつ該第２リング状部材３６の半径方向外方部分が前記ステータ１４に接触してそれを保持しており、
前記第１リング状部材３４及び前記第２リング状部材３６のどちらか一方が、振動減衰特性を有するリング状部材であり、他方が熱膨張係数が比較的大きい合成樹脂製のリング状部材であることを特徴とするハードデイスクドライブ用スピンドルモータ。
【請求項２】
第１リング状部材３４が熱膨張係数が比較的大きい合成樹脂製のリング状部材であって、第２リング状部材３６が振動減衰特性を有するリング状部材であることを特徴とする請求項１に記載のハードデイスクドライブ用スピンドルモータ。
【請求項３】
第１リング状部材３４が振動減衰特性を有するリング状部材であって、第２リング状部材３６が熱膨張係数が比較的大きい合成樹脂製のリング状部材であることを特徴とする請求項１に記載のハードデイスクドライブ用スピンドルモータ。
【請求項４】
熱膨張係数が比較的大きいリング状の部材を構成する合成樹脂材料が、ポリウレタン樹脂又はポリエチレン樹脂であり、振動に対する減衰特性を有するリング状の部材を構成する材料が、フッ素系のゴム（ＦＲ）であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のハードデイスクドライブ用スピンドルモータ。
【請求項５】
合成樹脂製のリング状部材の一部が切断されていることを特徴とする請求項１に記載のハードデイスクドライブ用スピンドルモータ。
【請求項６】
シャフト１２に設けた溝３０の断面形状が、半径方向外方に向かって広がる開口を有する台形形状を有していることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のハードデイスクドライブ用スピンドルモータ。
【請求項７】
第１リング部材３４が実質的に該溝３０内に存することが出来るように台形断面形状を有していることを特徴とする請求項６に記載のハードデイスクドライブ用スピンドルモータ。
【請求項８】
第１リング状部材３４が溝３０内へ接着剤によって固着されていることを特徴とする上記請求項１〜７のいずれか１に記載のハードデイスクドライブ用スピンドルモータ。
【請求項９】
第２リング状部材３６が第１リング状部材の半径方向外側へ接着剤によって固着されていることを特徴とする上記請求項１〜８のいずれか１に記載のハードデイスクドライブ用スピンドルモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードデイスクドライブ用スピンドルモータに関し、特にスピンドルモータの防振部の改良に関する。より詳細にはスピンドルモータの防振部が周辺の温度変化に適切に対応し、この温度変化に伴うハードデイスクの振動防止作用を確実に達成することが出来るスピンドルモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今の技術進歩に伴い、ハードデイスクドライブ用スピンドルモータをより一層高速度で回転することが要求されるに至っている。この要求を満たすためにはスピンドルモータの定常回転数を上げる必要がある。しかしながらスピンドルモータの定常回転数を上げると、ステータコイルに流れる電流値が上昇する。その結果、コイル自体に振動が発生するようになる。このステータコイルの振動は、コイルを支持しているシャフトに伝達され、更にはシャフトを支持しているハウジングやカバーまでその振動を伝達させ、このことがスピンドルモータを高速回転した時に大きな騒音を発生させていた。
【０００３】
かかる問題点を改善するために、図６に示すように、スピンドルモータ１のステータ２と該ステータ２を支持しているシャフト３との間に、減衰作用を有する一対のゴム製Ｏリング４を所定間隔をおいて配置させ、両者を弾性的に保持する構造が知られている（例えば、特開平６−５２６２６号公報参照）。このような構造を有するスピンドルモータでは、ステータ２へ大きい電流を流すことにより励起される振動は、これまでのように直接シャフト３へ伝達されることがなく、当該Ｏリング４を介して減衰された状態でのみ伝達されることになる。この結果、シャフト３からハウジング及びカバー等に伝達される振動がかなり減衰されるため、上述の騒音に関する問題点を大幅に改善することに成功したのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのように改良されたスピンドルモータにおいて、前記Ｏリングを構成している素材であるゴムが有する弾性力は、一般に、その使用環境、特にその使用時の周辺温度において、大きく変動する性質を有していることは知られているところであり、このことが、上記減衰特性にも大きな影響を与えているのである。例えば同一のスピンドルモータであっても、比較的涼しい時間帯或いは場所と比較的暑い時間帯或いは場所とでは、スピンドルモータの騒音発生状態が異なる場合がある。これは通常のゴム製Ｏリングは、その弾性力が低温時には高くなりすぎ、十分に振動を吸収することが出来ず、また、高温時には弾性力は一般に低くなり、柔らかくなりすぎて騒音吸収特性が劣り、当該騒音を十分に吸収することが出来ないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点に留意してなされたものであり、その目的とするところは、スピンドルモータを高速度回転したときに、そのモータ使用時の周辺の温度変化に対して、常に安定した騒音減衰特性を発揮出来るスピンドルモータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためには、例えば、スピンドルモータを使用している周辺の温度変化に対して弾性特性が常に安定している素材からなるＯリングを使用すること、又はスピンドルモータを使用している周辺の温度変化が該スピンドルモータに対して影響を与えないように該スピンドルモータを定温装置で包囲又は定温装置による温度制御された環境下でスピンドルモータを駆動すること、更にはスピンドルモータに適当な温度補償要素を組み込むこと等の手段が考えられる。
【０００７】
しかしながら、広範囲な温度変化に対して弾性特性が常に安定しかつＯリングとして使用可能でかつ該スピンドルモータの使用に対して適正価格を有する素材は現時点では存在していない。また、定温装置を設けることは装置が大型化しかつ極めて高価になるという課題がある。
【０００８】
一方、スピンドルモータへ温度補償要素を組み込むことは、例えばシャフトとゴム製Ｏリングとの間に、熱膨張係数が比較的大きい既知の合成樹脂製の環状の部材を配置することで達成出来、このような手段は、コスト的にも大きな負担は避けられる。
【０００９】
かかる知見に基づき、本件発明では、上記減衰作用を提供するゴム製Ｏリングの温度変化に対する影響を少なくするために、シャフトとステータとを少なくとも２個のリング要素によって接続し、該リング要素を、シャフトに設けた環状溝内に嵌入している第１リング状部材と、該第１リング状部材の半径方向外方に配置されている第２リング状部材と、から構成し、第２リング状部材の半径方向内方部分がシャフトに接触することなく第１リング状部材にのみ接触し、かつ第２リング状部材の半径方向外方部分がステータに接触しそれを保持しており、第１リング状部材及び第２リング状部材３６のどちらか一方が、振動減衰特性を有するリング状部材であり、他方が熱膨張係数が比較的大きい合成樹脂製のリング状部材であるように構成した。このような手段によって上記課題を解決することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について、図１を参照しながら詳細に述べる。この図において、符号１０は構成要素の主要部のみを示している本件発明にかかるスピンドルモータである。このスピンドルモータ１０は、静止部分と、回転部分と、その両者をつなぐ軸受部分と、より構成されている。静止部分は、図示していないフレームへ固着されているシャフト１２と、該シャフト１２に対して静止関係にあるステータ１４と、から形成されている。また、回転部分は、このステータ１４の半径方向外側においてこれに対向して配置されているロータマグネット１６と、このロータマグネット１６を保持しているヨーク１８と、このヨーク１８を保持してかつ図示していないハードデイスクを搭載可能なハブ２０と、から形成されている。該静止部分と回転部分とは、軸受２２、２４によって連結されている。即ちこのヨーク１８がステータ１４の上方位置に配置された軸受２２と、ステータ１４の下方位置にブッシュ２６を介して配置された軸受２４と、を介してシャフト１２へ回転可能に装着されている。更にハブ２０とシャフト１２との間には従来と同様に防塵キャップ、磁性流体シール等が設けてある。また、下方の軸受２４は、図示していないハウジングに固定されるフランジ２８を介して支持されている。なお、これらの要素の機能及びその取付け手段等は、図６に示す公知のものとほぼ同様であり、それ自体は公知であるので詳述しない。
【００１１】
本発明において、シャフト１２には少なくとも一対の上下に所定の間隔を有している環状溝３０が形成されている。これらの溝３０は、図６に示しているこれまでのＯリングを受け入れている溝の深さよりも幾分深く形成されていることが望ましい。これらの溝３０内には、それぞれリング要素３２（図２〜図５参照）が嵌挿されている。これらのリング要素３２を介してステータ１４は前記シャフト１２に対して所定の加圧状態で保持されている。
【００１２】
ここでリング要素３２は、振動に対する減衰特性を有するＯリングと、熱膨張係数が比較的大きい合成樹脂製の環状の部材と、を同一面内において同心状に配置されているリング状部材３４、３６から構成されている。しかして各リング状部材３４、３６は以下のように配置されている。即ち第１のリング状部材３４の内径部分は該溝３０の内壁面に接して配置され、第１のリング状部材３４の外径部分に第２のリング状部材３６の内径部分が接して配置され、該第２のリング状部材３６の外径部分に前記ステータ１４の内壁面が接して配置されている。この結果、振動発生源となっている該ステータ１４は、前記シャフト１２に対して、前記振動に対する減衰特性を有するリング状部材と、前記熱膨張係数が比較的大きい合成樹脂製のリング状部材と、から構成されているリング要素３２を介して結合される。図２〜図５に示す実施例によって、リング要素３２の構成について更に詳細に述べる。
【００１３】
図２は、リング要素３２に関する第１の実施例について示している。この図において、シャフト１２の溝３０内に嵌挿されているリング要素３２の第１リング状部材３４は、熱膨張係数が比較的大きい合成樹脂製のリング状の部材であり、一方、第２リング状部材３６は、振動に対する減衰特性を有するリング状の部材である。ここで、熱膨張係数が比較的大きいリング状の部材を構成する最も好ましい合成樹脂材料としては、例えば、ポリウレタン樹脂又はポリエチレン樹脂がある。また、振動に対する減衰特性を有するリング状の部材を構成する最も好ましい材料としては、フッ素系のゴム（ＦＲ）がある。図から理解されるべきことは、第１リング状部材３４は溝３０内に完全に収容されているが、第２リング状部材３６は、第１リング状部材３４には接しているが溝３０又はシャフト１２には接していないことである。換言すれば、本発明において、ステータ１４を支持するリング要素３２を構成している部材のうち、直接ステータ１４に接している第２リング状部材３６は、シャフト１２には接してはいないことである。
【００１４】
シャフト１２の溝３０の内径、第１、第２リング状部材３４、３５の厚み、径及びステータ１４の内径はそれぞれ、常温状態において第２リング状部材３６がステータ１４に対して適正な初期設定圧力で当接するよう設定されており、これにより、ステータ１４からの振動は第２リング状部材３６によって適切に吸収され、ステータ１４が発生する振動は減衰される。
【００１５】
一方、スピンドルモータ１０の周辺温度が比較的低温の時には、第２リング状部材３６は収縮気味になって多少硬化状態となり、ステータ１４に対する初期設定圧力のままでは振動を十分に吸収することができないが、この時、第１リング状部材３４は熱収縮によりその外径寸法が幾分小さくなり、その分第２リング状部材３６の自由度が増し、騒音吸収特性の劣化が緩和され、該第２リング状部材３６のステータ１４に対する当接圧力が適正値に近く改善され、ステータ１４からの振動は該第２リング状部材３６によって適切に吸収され、ステータ１４が発生する振動は減衰する。
【００１６】
また、スピンドルモータ１０の周辺温度が比較的高温になった時には、第２リング状部材３６は幾分軟化状態となりその弾性特性が低くなる。その結果、該第２リング状部材３６の振動吸収特性が劣化する。一方、このとき第１リング状部材３４は高温による熱変形を受け膨張する。このため、第１リング状部材３４は第２リング状部材３６を半径方向外方へ押し出し、その結果、第２リング状部材３６が半径方向外方に移動してステータ１４に当接する。このとき第２リング状部材３６がステータ１４を押圧する圧力を、常温の時の値と同程度になるように予め設定する。これにより、スピンドルモータ１０の周辺温度が比較的高温になった時にも、第２リング状部材３６は、初期の適性設定圧力でステータ１４に接触し、ステータ１４からの振動は第２リング状部材３６によって適切に吸収され、常温時と同様に、ステータ１４が発生する振動は減衰する。
【００１７】
上述のように、第１リング状部材３４の機能が阻止されることを防止するために、第２リング状部材３６は、その半径方向内方部分が第１リング状部材３４にのみ接し、その半径方向外方部分がステータ１４に接し、常に、シャフト１２又は溝３０へ直接接触することは阻止されねばならない。このため、必要なら、溝３０の断面形状は、図２に示すように半径方向外方に向かって広がる開口を有する台形形状を有することが出来る。そして、このとき、第１リング状部材３４が実質的に該溝３０内に存することが出来るように台形断面形状を有することが出来、更に、概ね円形断面を有する第２リング状部材３６の円形断面直径が押圧時において、該溝３０の開口寸法よりも小さくすることが望ましい。
【００１８】
更に、この場合、例えばＦＲから成る第２リング状部材３６は十分な弾性力を有するので装着に際して大きな問題は発生しないが、例えばポリウレタン樹脂から成る第１リング状部材３４は十分な弾性力を有していないので、シャフト１２へ第１リング状部材３４を適切に設置するためには、該第１リング状部材３４の一部を切断しておく必要がある。
【００１９】
図３は、本発明の別の実施例を示す図２と同様の図である。この実施例が図２の実施例と異なる点は、第１リング状部材３４ａが、例えばＦＲから成る弾性力を有しかつ振動吸収作用を有するリング状部材であり、第２リング状部材３６ａが、例えばポリウレタン樹脂又はポリエチレン樹脂から成り温度変化に応答して熱膨張するリング状部材である。即ち、図２の場合のリング状部材３４、３６の配置を互いに内外反対にした場合の例である。この場合にも、各リング状部材はそれぞれ自己の有する物性に基づき、図２の場合と同様の機能を提供することが出来るのである。この場合にも、第２リング状部材３６ａが、直接シャフト１２ａへ接することが無いように、溝３０ａ、各リング状部材３４ａ、３６ａの断面形状を適切に形成する。この場合には、例えばポリウレタン樹脂から成るリング状部材３６ａは装着時に一部を切断しておいてもよい。そうすることにより装着作業が容易となるからである。
【００２０】
図４は更に別の実施例を示す。この実施例は実質的には図２の実施例に類似しているが、溝３０ｂ及び第１リング状部材３４ｂの形状が異なる。即ち、溝３０ｂは矩形断面形状を有している。例えばポリウレタン樹脂から成り温度変化に応答して熱膨張する第１リング状部材３４ｂもこれに適合するように矩形断面形状を有しているが、その外方部分には、例えばＦＲから成る弾性力を有しかつ振動吸収作用を有する第２リング状部材３６ｂを受け入れる凹みが設けてある。これにより該第２リング状部材３６ｂがシャフト又は溝へ接するのを阻止している。このときも、第１リング状部材３４ｂの装着を容易とするため、その一部を切断しておくことが好ましい。
【００２１】
図５は更に別の実施例を示す。この実施例は実質的には図３の実施例に類似しているが、溝３０ｃ及び例えばＦＲ即ちフッ素系ゴムから成る弾性力を有しかつ振動吸収作用を有する第１リング状部材３４ｃの形状が異なる。即ち、溝３０ｃは矩形断面形状を有している。第１リング状部材３４ｃもこれに適合するように矩形断面形状を有しているが、その外方部分には例えばポリウレタン樹脂から成り温度変化に応答して熱膨張する第２リング状部材３６ｃが、前記第１リング状部材３４ｃにのみ接触するような形状を有して設けてある。この場合にも装着の容易性から該第２リング状部材３６ｃの一部を切断しておくことが出来る。
【００２２】
本件発明の図示の例において、ステータ１４は一対のリング要素３２、３２によってシャフト１２へ取り付けてあるが、これら一対のリング要素３２、３２は、共に、同一の構造を有しているのが好ましい。しかしながら装着手順その他の要求から、第１リング状部材及び第２リング状部材の組み合わせを、例えば、上方のリング要素３２を図２に示す構造として、下方のリング要素３２を図３に示す構造とするように、それぞれ異なる構造とすることも出来る。更に、第１リング状部材は溝３０内へ単に嵌め込むことが出来るが、必要に応じて、そこへ接着剤によって固着することが出来る。同様に第２リング状部材は第１リング状部材の半径方向外側へ単に配置することが出来るが、必要に応じて、そこへ接着剤によって固着することも出来る。
【００２３】
【発明の効果】
本発明においては、使用環境温度に高低変化が発生してもその温度変化に関係なく、ステータの保持圧力を一定に保持することにより、該ステータが発生させる振動の減衰特性を安定した状態に維持することが出来る。その結果、本発明におけるスピンドルモータにおいては、周辺温度変化に関係なく、そのスピンドルモータの振動騒音は常に安定した低い状態に維持出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるスピンドルモータの第１の実施例の主要部を示す断面図である。
【図２】図１におけるスピンドルモータのリング要素を示している部分拡大図である。
【図３】本発明におけるスピンドルモータ他の実施例のリング要素を示している部分拡大図である。
【図４】本発明におけるスピンドルモータの更に他の実施例のリング要素を示している部分拡大図である。
【図５】本発明におけるスピンドルモータ別の実施例のリング要素を示している部分拡大図である。
【図６】公知のスピンドルモータの主要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  スピンドルモータ
１２  シャフト
１４  ステータ
１６  ローターマグネット
２０  ハブ
２２、２４  軸受
２６  ブッシュ
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ  溝
３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ  リング要素
３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ  第１リング状部材
３６、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ  第２リング状部材
【図１】
0003845156.tif 000002
【図２】
0003845156.tif 000003
【図３】
0003845156.tif 000004
【図４】
0003845156.tif 000005
【図５】
0003845156.tif 000006
【図６】
0003845156.tif 000007