JP3140587B2 - スピンドルモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスピンドルモータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、動圧流体ベアリングを用いたスピ
ンドルモータとしては、図12に示すものがあった。

【０００３】即ち、このスピンドルモータは、ブラケッ
トａに一端部ｂが固定されるシャフトｃと、シャフトｃ
に回転自在に枢支されるボス部ｄを有するハブｅと、を
備える。

【０００４】そして、シャフトｃの他端部ｆに、スラス
ト規制板ｇを外嵌固定し、このスラスト規制板ｇの両面
に、夫々、動圧発生溝を形成する。

【０００５】また、ハブｅの上壁に凹部ｈが形成され、
この凹部ｈに上記規制板ｇが内装され、この凹部ｈの開
口部がカバープレートｉにて施蓋される。

【０００６】そして、この凹部ｈ内に流体ベアリングの
流体としての油が充填される。

【０００７】従って、規制板ｇの内面側に、ハブｅに軸
心方向内方（ブラケット側）への押圧力を付与する動圧
流体スラストベアリング部ｊが形成され、規制板ｇの外
面側に、ハブｅの上記押圧力と反対の方向の押圧力を付
与する動圧流体スラストベアリング部ｋが形成され、こ
れにより、ハブｅは、軸心方向所定位置に保持される。

【０００８】また、シャフトｃのボス部対応部には、複
数の溝が形成されてなる溝形成部ｍ，ｍが形成され、ボ
ス部ｄの内周面とこのボス部対応部との間に上述の油が
充填され、一対の動圧流体ラジアルベアリング部ｎ，ｎ
が形成される。これによって、ハブｅはブラケットａに
対して回転自在に支持される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかして、上述の従来
のスピンドルモータでは、カバープレートｉは、ハブｅ
の凹部ｈの内周面に、接着剤を用いて固定している。

【００１０】ところが、この場合、凹部ｈ内に介在され
る油等の流体が、接着剤の接合部に入り混じりやすく、
これにより、接着剤の硬化が損なわれ、充分な固定を行
なうことができなかった。

【００１１】また、接着剤を使用せずに、カバープレー
トｉを凹部ｈ内へ圧入する方法もあるが、この方法で
は、カバープレートｉ及びハブｅを精度よく仕上げなけ
ればならず、そのための加工が面倒でかつコスト高とな
る欠点があった。

【００１２】そこで、本発明では、簡単かつ確実にカバ
ープレートを固定することができるスピンドルモータを
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係るスピンドルモータは、シャフトに動
圧流体ラジアルベアリング部を介して回転自在に枢支さ
れるヨークを備えたスピンドルモータであって、ヨーク
の上壁には、外側の大径部と内側の小径部とからなる凹
所が形成され、この凹所内にシャフトの他端部が挿入さ
れ、シャフトの該他端部には、凹所の小径部に内装され
るスラスト規制板が外嵌固定され、該スラスト規制板に
対面するように上記ヨークの凹所の大径部にカバープレ
ートを嵌合し、かつ、上記スラスト規制板と上記カバー
プレートとの間、及び、該スラスト規制板と上記ヨーク
の規制板対応面との間に動圧流体スラストベアリング部
を形成すると共に、上記カバープレートと上記ヨークと
を両者の嵌合周縁部の塑性変形加工にて一体化したもの
である。

【００１４】

【作用】カバープレートとヨークとは、塑性変形加工に
て一体化されるので、接着剤を使用することなく該カバ
ープレートを固定することができ、固定が不充分となる
ことがない。

【００１５】また、カバープレートは圧入により固定さ
れるものではないので、カバープレート等を高精度に仕
上げる必要がない。

【００１６】

【実施例】以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を
詳説する。

【００１７】図１は本発明に係るスピンドルモータを示
し、このスピンドルモータは、ベース部材１に一端部２
ａが固定されるシャフト２と、該シャフト２に回転自在
に枢支されるヨーク３と、を備える。

【００１８】即ち、ベース部材１のボス部４にシャフト
２の一端部２ａが挿入固定され、該ボス部４にステータ
５が固定される。

【００１９】また、ヨーク３は、例えば、銅合金等から
なり、上壁６と、該上壁６から垂下される円筒ボス部７
と、を備える。

【００２０】なお、この上壁６の外周縁には、短円筒状
の垂下壁８が設けられる。

【００２１】そして、このヨーク３の上壁６の外周面に
は、ステンレス等の磁性材からなる円筒状のハブ９が取
付けられる。

【００２２】このハブ９の内周面には、ステータ５に対
面するロータマグネット10が取付けられる。この場合、
ヨーク３の垂下壁８にロータマグネット10が当接してい
る。

【００２３】なお、ステータ５は、ステータコア５ａと
これに巻設されるステータコイル５ｂとからなる。

【００２４】しかして、ヨーク３の上壁６には、大径部
11ａと小径部11ｂとからなる凹所11が形成され、この凹
所11内に、シャフト２の小径の他端部２ｂが挿入され
る。

【００２５】このシャフト２の他端部２ｂには、凹所11
の小径部11ｂに内装されるスラスト規制板12が外嵌固定
される。

【００２６】即ち、規制板12の中心孔12ｃにシャフト２
の他端部２ｂが嵌め込まれ、シャフト２の段付面14に規
制板12を当接させ、これにブッシュ13を他端部２ｂに外
嵌固定することにより、規制板12をシャフト２に固定す
る。

【００２７】また、スラスト規制板12の内外面12ａ，12
ｂには、夫々、スパイラル状の動圧発生用溝が形成され
る。

【００２８】そして、この凹所11の大径部11ａには、カ
バープレート15が内装される。

【００２９】このカバープレート体15は、中心孔を有す
る円盤体からなり、図５〜図７に示すように、その内周
面16に、断面略半円形状の凹周溝17が形成される。

【００３０】また、その内周面16の内外端部には、テー
パ部18，19が夫々形成される。

【００３１】この場合、内周面16はブッシュ13の外周面
に対して僅かな隙間をもって対面する。

【００３２】しかして、ヨーク３の上壁６の上面６ａに
は、図２に示すように、周方向に90°ピッチで４つの凹
部20…が形成され、図３と図４に示すように、この凹部
20の内径側の端部21が内径側へ塑性変形加工され、内径
側へ突出する膨出部22が形成される。

【００３３】また、カバープレート15の外周面23の外端
部には切欠き部24が形成され、この切欠き部24に上記膨
出部22が係止し、ヨーク３とカバープレート15とが一体
化される。

【００３４】即ち、図３に示すように、カバープレート
15をヨーク３に一体化する前は、凹部20は、その断面形
状が略三角形状とされ、この凹部20の内径側の内面を、
治具25にて打撃して、図４に示すように、膨出部22を形
成する。つまり、カバープレート15とヨーク３とを両者
の周縁部の塑性変形加工（かしめ加工）にて一体化す
る。

【００３５】なお、膨出部22の数としては４個に限ら
ず、自由に増減できる。つまり、凹部20の数を増減する
ことにより、膨出部22の数を増減することができる。

【００３６】しかして、図１におけるスラスト規制板12
の内面12ａと、ヨーク３の規制板対応面26（凹所11の底
面）との間、及び、スラスト規制板12の外面12ｂと、カ
バープレート15の内面15ａとの間に、油等の流体が充填
される。

【００３７】従って、スラスト規制板12の内面12ａ側
に、ヨーク３に軸心方向内方への押圧力を付与する動圧
流体スラストベアリング部28が形成され、スラスト規制
板12の外面12ｂ側に、ヨーク３に上記押圧力と反対の方
向の押圧力を付与する動圧流体スラストベアリング部27
が形成される。

【００３８】しかして、シャフト２の外周面29には、ヨ
ーク３の円筒ボス部７に対応するヘリングボーン溝が形
成されてなる溝形成部30が形成されると共に、シャフト
２の外周面29とボス部７の内周面31との間に油等の流体
が充填される。

【００３９】従って、シャフト２の外周面29とボス部７
の内周面31との間に動圧流体ラジアルベアリング部32が
形成される。

【００４０】また、円筒ボス部７の内周面31の規制板12
側の端部には、図５〜図７に示すように、周方向切欠き
部33が形成される。

【００４１】この切欠き部33は、断面形状が略三角形の
本体部33ａと、断面形状が略矩形状の副部33ｂと、から
なる。

【００４２】さらに、ボス部７の内周面31の先端側に
は、図８に示すように、凹周溝34が形成される。

【００４３】この凹周溝34は、断面形状が台形状の本体
部34ａと、該本体部34ａに連設される断面形状が略矩形
状の一対の副部34ｂ，34ｃとからなる。

【００４４】また、図１に示すように、凹所11の大径部
11ａの内周面内端部、及びシャフト２の他端部２ｂの外
周面内端部に、夫々、凹周溝35，36が形成される。

【００４５】しかして、ハブ９の外周面には、図１の仮
想線で示すように、ディスク37，37が取付けられる。

【００４６】即ち、図１の仮想線で示すように、クラン
プ部材38を装着することにより、このクランプ部材38と
ハブ９の外周面の突部39との間に、ディスク37，37を保
持させる。図１中、40はＯリングを示し、41はスペーサ
を示す。

【００４７】なお、図１において、42はベース部材１に
貫設された孔であって、ステータ５のステータコイル５
ｂのリード部がこの孔42を介して引き出される。

【００４８】また、ベース部材１のボス部４には、樹脂
からなるステータ保持部材43が付設され、このステータ
保持部材43にステータ５が保持される。

【００４９】即ち、ステータ保持部材43は樹脂で形成さ
れているので、ステータ５の軸心方向の高さ位置決めを
自由に調整することができると共に、ステータ５から発
生する振動を効果的に吸収することができる。

【００５０】従って、上述の如く構成されたスピンドル
モータによれば、動圧流体ラジアルベアリング部32を介
して、ヨーク３延いてはハブ９がシャフト２に回転自在
に枢支され、動圧流体スラストベアリング部27及び動圧
流体スラストベアリング部28によってヨーク３延いては
ハブ９が軸心方向所定位置に保持される。

【００５１】しかして、カバープレート15とスラスト規
制板12との間に介装される油等の流体Ｍが、図５に示す
ように、カバープレート15の内周面16側に流出した際に
は、カバープレート15のテーパ部18の影響を受け、該流
体Ｍはその表面張力でその表面がまるくなり、流出しに
くいものとなる。

【００５２】また、この状態からたとえ流出したとして
も、図６に示すように、凹周溝17に浸入した際に、流体
Ｍの表面が表面張力の作用によってまるくなり、流体Ｍ
の流出を行ないにくくしている。

【００５３】そして、この状態からさらに流出したとし
ても、図７に示すように、凹周溝17に浸入して該凹周溝
17から流出した流体Ｍは、その表面が表面張力の作用に
よってまるくなり、流体Ｍの流出を行ないにくくしてい
る。

【００５４】また、動圧流体ラジアルベアリング部32用
の流体Ｍが、スラスト規制板12側に流出した場合、図５
〜図６に示すように、切欠き部33が流体漏れを有効に防
止する。

【００５５】即ち、流出した流体Ｍは、切欠き部33の本
体部33ａに浸入した際に、その表面が表面張力の作用に
よりまるくなり、流出しにくいものとしているからであ
る。

【００５６】同様に、流体Ｍがベース部材１のボス部４
側へ流出した場合、図８に示すように、凹周溝34が流体
漏れを有効に防止している。

【００５７】即ち、流出した流体Ｍは、凹周溝34の本体
部34ａに浸入した際に、その表面が表面張力の作用によ
りまるくなり、流出しにくいものとしているからであ
る。そして、さらにテーパ部34ｄによっても同様の作用
をなす。

【００５８】ところで、切欠き部33の副部33ｂ及び凹周
溝34の副部34ｂは、毛細管現象を利用して、積極的に流
体Ｍをこの副部33ｂ，34ｂあるいは34ｃに保持させ、作
用する表面張力と相侯って、流体漏れを有効に防止する
機能がある。

【００５９】また、ヨーク３の大径部11ａに設けられる
凹周溝35は、カバープレート15を大径部11ａに嵌め込ん
だ際に、スラスト規制板12の近傍に充填された流体Ｍが
カバープレート15の外面15ｂまで食み出すのを防止する
ための油溜り溝である。

【００６０】そして、ヨーク３の垂下壁８は、ロータマ
グネット10に当接しているので、ロータマグネット10の
位置決めを行なっている。

【００６１】なお、ベース部材１には、ボス部４の外径
側に、立上り周壁部44が形成され、この立上り周壁部44
内に、ハブ９の端部が嵌合される。

【００６２】即ち、立上り周壁部44の内周面と、これに
対応するハブ外周面との間にラビリンス構造45が形成さ
れ、油等の流体のモータ外への流出を有効に防止してい
る。

【００６３】次に、図９は他の実施例を示し、この場
合、カバープレート15側に、凹部20…を形成し、カバー
プレート15側をかしめることにより、ヨーク３とカバー
プレート15とを一体化している。

【００６４】即ち、図10と図11に示すように、ヨーク３
の大径部11ａの外端縁に、図３に示す治具25にて係止す
る膨出部22を塑性変形加工にて形成することにより一体
化する。

【００６５】また、この場合、図９に示すように、シャ
フト２には、一対の溝形成部30，30が形成され、このス
ピンドルモータは、一対の動圧流体ラジアルベアリング
部32，32が形成される。

【００６６】なお、この場合、切欠き部33と凹周溝34と
の間には、溝形成部30，30間に対応する小凹周溝46が形
成され、かつ、ヨーク３の大径部11ａの底面に油溜り部
47が形成される。

【００６７】また、スラスト規制板12は、シャフト２の
大径部に直接圧入固定され、ブッシュ13を省略してい
る。

【００６８】しかして、他の構造は、上述の図１に示す
スピンドルモータと同一であるので、それらの説明を省
略する。

【００６９】従って、図９に示すスピンドルモータも、
図１に示すスピンドルモータと同様、動圧流体ラジアル
ベアリング部32，32を介して、ヨーク３延いてはハブ９
がシャフト２に回転自在に枢支され、動圧流体スラスト
ベアリング部27及び動圧流体ベアリング部28によってヨ
ーク３延いてはハブ９が軸心方向所定位置に保持され
る。

【００７０】しかも、ベアリング部27，28，32に使用さ
れる油等の流体Ｍの漏れを有効に防止することができ
る。

【００７１】さらに、この実施例では、動圧流体ラジア
ルベアリング部32が軸心方向に一対設けられるので、ラ
ジアル軸受けとしての剛性の増加を図ることができ、ヨ
ーク３延いてはハブ９は常に安定して回転する。

【００７２】また、ブッシュ13を省略することができ、
部品点数の減少、及び、シャフト２の段付き加工の軽減
を図ることができる。つまり、小径の他端部２ａの段付
量Ｇを極めて小とすることができる。

【００７３】なお、本発明は上述の実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更自由であ
り、例えば、動圧流体スラストベアリング部28を形成す
るためのスパイラル状の溝を、規制板12の内面12ａに形
成せずに規制板対応面26に形成するも、動圧流体スラス
トベアリング部27を形成するためのスパイラル状の溝
を、規制板12の外面12ｂに形成せずにカバープレート15
の内面15ａに形成するも自由である。その他、本実施例
では、シャフト２と規制板12とは、別体としているが、
これらが一体に形成されていてもよい。

【００７４】また、動圧流体ラジアルベアリング部32を
形成するための溝を、シャフト２側に形成せずに、円筒
ボス部７の内周面31側に形成するも自由である。

【００７５】

【発明の効果】本発明は上述の如く構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。

【００７６】カバープレート15を接着剤を使用すること
なく、ヨーク３に固定することができ、動圧流体ベアリ
ング部27，28，32を形成するための油等の流体Ｍに影響
を受けることなく、その固定を確実に行なえる。

【００７７】また、カバープレート15は圧入固定される
ものではないので、カバープレート15等の加工精度の向
上を図る必要がなく、製造しやすく、コスト高とならな
い利点がある。

【００７８】しかも、カバープレート15とヨーク３との
一体化は、塑性変形加工にて行なわれるので、極めて簡
単かつ短時間に行なうことができ、生産性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】簡略平面図である。

【図３】組付け方法を示す要部拡大断面図である。

【図４】組付け後の要部拡大断面図である。

【図５】作用説明図である。

【図６】作用説明図である。

【図７】作用説明図である。

【図８】ヨークの要部拡大断面図である。

【図９】他の実施例の断面図である。

【図10】組付け方法を示す要部拡大断面図である。

【図11】組付け後の要部拡大断面図である。

【図12】従来のスピンドルモータを示す断面図である。

【符号の説明】

２ シャフト ３ ヨーク 11 凹所 12 スラスト規制板 15 カバープレート 26 規制板対応面 27 動圧流体スラストベアリング部 28 動圧流体スラストベアリング部 32 動圧流体ラジアルベアリング部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 5/167 H02K 5/16 F16C 17/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフト２に動圧流体ラジアルベアリン
   グ部32を介して回転自在に枢支されるヨーク３を備えた
   スピンドルモータであって、ヨーク３の上壁６には、外
   側の大径部11ａと内側の小径部11ｂとからなる凹所11が
   形成され、この凹所11内にシャフト２の他端部２ｂが挿
   入され、シャフト２の該他端部２ｂには、凹所11の小径
   部11ｂに内装されるスラスト規制板12が外嵌固定され、
   該スラスト規制板12に対面するように上記ヨーク３の凹
   所11の大径部11ａにカバープレート15を嵌合し、かつ、
   上記スラスト規制板12と上記カバープレート15との間、
   及び、該スラスト規制板12と上記ヨーク３の規制板対応
   面26との間に動圧流体スラストベアリング部27，28を形
   成すると共に、上記カバープレート15と上記ヨーク３と
   を両者の嵌合周縁部の塑性変形加工にて一体化したこと
   を特徴とするスピンドルモータ。