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JP7686527B2 - Spindle motor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description

本発明は、例えばハードディスク駆動装置などに用いられるスピンドルモータに係り、特に、シャフトをベースに対して高精度に取り付ける技術に関する。 The present invention relates to spindle motors used in, for example, hard disk drives, and in particular to technology for attaching the shaft to a base with high precision.

最近の記録ディスク装置のスピンドルモータは高い回転精度を要求されるため、固定部に対して回転部が流体動圧軸受部を介して回転するようになっている。流体動圧軸受部は、軸受部材に挿入されたシャフトが軸受部材の内周面と微小隙間を隔てて対向し、その微小隙間には潤滑油が充填された構造を有する。また、軸受部材の内周面とシャフトの少なくともいずれか一方には動圧発生溝が形成されている。軸受部材とシャフトが相対的に回転すると動圧が発生して軸受部材とシャフトとが非接触状態になり、スピンドルモータの回転部が高精度で回転する。 Since the spindle motors of recent recording disk devices are required to have high rotational accuracy, the rotating part rotates relative to the fixed part via a fluid dynamic bearing part. The fluid dynamic bearing part has a structure in which the shaft inserted into the bearing member faces the inner circumferential surface of the bearing member across a small gap, and the small gap is filled with lubricating oil. In addition, dynamic pressure generating grooves are formed on at least one of the inner circumferential surface of the bearing member and the shaft. When the bearing member and the shaft rotate relative to each other, dynamic pressure is generated and the bearing member and the shaft are put into a non-contact state, allowing the rotating part of the spindle motor to rotate with high accuracy.

ここで、流体動圧軸受部は、シャフトが回転部に固定されて回転する場合と、シャフトが固定部に固定されて軸受部材が回転する場合とがある。記録ディスク装置としてハードディスク駆動装置を例にとると、磁気ディスクを搭載するロータハブ(回転部)にシャフトが固定される軸回転型モータと、ステータを保持するベース(固定部)にシャフトが固定される軸固定型モータが考えられる。また、シャフトの固定方法としては圧入と接着を併用することが知られている。 Here, the fluid dynamic bearing may have a shaft fixed to the rotating part and rotate, or a shaft fixed to the fixed part and the bearing member rotates. Taking a hard disk drive as an example of a recording disk device, there may be a rotating shaft type motor in which the shaft is fixed to a rotor hub (rotating part) that carries a magnetic disk, and a fixed shaft type motor in which the shaft is fixed to a base (fixed part) that holds a stator. It is also known that the shaft can be fixed by a combination of press fitting and bonding.

たとえば特許文献1は、CDやDVDなどの光ディスクをターンテーブルに載せて回転させる記録ディスク装置において、変形可能な鉄系材料からなるターンテーブルと、ターンテーブルの中央に備えられ、中孔があり、内周面に溝またはエンボス形状を有する結合部が形成されたターンテーブル内径部と、ターンテーブル内径部の中孔に挿入され、結合部に接触して軸回転を行う回転軸とを含むスピンドルモータが開示されている。そして、結合部の内部直径は、回転軸の外径と同一であるか小さいことを特徴としている。 For example, Patent Document 1 discloses a spindle motor in a recording disk device that rotates optical disks such as CDs and DVDs on a turntable, the spindle motor including a turntable made of a deformable iron-based material, a turntable inner diameter portion provided in the center of the turntable, having a center hole and a coupling portion having a groove or embossed shape on its inner circumferential surface, and a rotating shaft that is inserted into the center hole of the turntable inner diameter portion and comes into contact with the coupling portion to perform axial rotation. The inner diameter of the coupling portion is characterized by being the same as or smaller than the outer diameter of the rotating shaft.

特許文献1の実施形態の記載によれば、ターンテーブル内径部120の中央貫通部には回転軸130が挿入され、回転軸130は挿入される際にターンテーブル内径部120に形成された結合部140に接触する。回転軸130は、挿入される際の結合部140との接触により、結合部140に局部的変形を生じさせるとともにターンテーブル内径部120の中央に固定的に挿入される。ターンテーブル内径部120の結合部140は、溝またはエンボス形状を有することができる。この場合、ターンテーブル内径部120に回転軸130を挿入した後、隙間をボンディング剤で固定することもできる。 According to the description of the embodiment in Patent Document 1, the rotating shaft 130 is inserted into the central through-hole of the turntable inner diameter portion 120, and when the rotating shaft 130 is inserted, it comes into contact with the coupling portion 140 formed in the turntable inner diameter portion 120. When the rotating shaft 130 is inserted, the contact with the coupling portion 140 causes local deformation in the coupling portion 140, and the rotating shaft 130 is fixedly inserted into the center of the turntable inner diameter portion 120. The coupling portion 140 of the turntable inner diameter portion 120 may have a groove or embossed shape. In this case, after the rotating shaft 130 is inserted into the turntable inner diameter portion 120, the gap may be fixed with a bonding agent.

特開2013-25856号公報JP 2013-25856 A

上記のようなシャフトの固定方法においては、シャフトとシャフト挿入孔の間は局部的変形を生じさせるしまり嵌めになっているため、大きな圧入力が必要であり、シャフトを圧入する際にかじりが生じやすい。すなわち、シャフトを挿入する際にわずかでもシャフトの中心軸がシャフト挿入孔の中心軸に対して傾いていたり偏心していたりすると、シャフトの先端部が挿入孔の溝やエンボス形状などに食い込んで内周面を損傷させる。シャフトのかじりは圧入に対する抵抗となるが、圧入力が大きいので、その抵抗に打ち勝ってシャフトが挿入されてしまうことがある。そうすると、シャフトは傾きによる取り付け誤差を含んで取り付けられるので、記録ディスクが載置される回転部(ターンテーブルやロータハブ)の回転精度が悪くなる。たとえば、シャフトの取り付け誤差に起因して回転部の回転に同期した繰り返し振れ、いわゆる同期振れ(RRO)が悪化する。一方、軸固定型モータの場合はシャフトをベースに圧入固定し、軸受部材側に回転部を固定するが、シャフトの取付誤差に起因してベース面に対する回転部のディスク載置面の平行度が悪化する。 In the above-mentioned shaft fixing method, the shaft and the shaft insertion hole are fitted together in a tight fit that causes local deformation, so a large press-in force is required, and galling is likely to occur when the shaft is pressed in. In other words, if the central axis of the shaft is tilted or eccentric even slightly with respect to the central axis of the shaft insertion hole when the shaft is inserted, the tip of the shaft will bite into the groove or embossed shape of the insertion hole, damaging the inner surface. The shaft galling creates resistance to the press-in, but since the press-in force is large, the shaft may be inserted overcoming this resistance. In this case, the shaft is installed with an installation error due to the tilt, and the rotation accuracy of the rotating part (turntable or rotor hub) on which the recording disk is placed is deteriorated. For example, the repeated runout synchronized with the rotation of the rotating part, so-called synchronous runout (RRO), is deteriorated due to the installation error of the shaft. On the other hand, in the case of a fixed shaft type motor, the shaft is press-fitted and fixed to the base, and the rotating part is fixed to the bearing member side, but the parallelism of the disk mounting surface of the rotating part relative to the base surface is deteriorated due to the installation error of the shaft.

しかしながら、かじりを避けるために圧入代を小さくするとシャフトの固定強度が不足してしまう。固定強度不足を補うために特許文献1のようにシャフトと挿入孔の内周面との間の隙間を大きくして接着剤の量を増やすと、ハードディスク駆動装置の場合は、接着剤から発生してハードディスクを汚染するアウトガスの量が増えてしまうので好ましくない。 However, if the press-fit allowance is reduced to prevent seizing, the shaft will not be secured firmly enough. If the amount of adhesive is increased by increasing the gap between the shaft and the inner surface of the insertion hole to compensate for the lack of securing strength, as in Patent Document 1, this is not desirable in the case of hard disk drives, as it increases the amount of outgassing that is generated from the adhesive and contaminates the hard disk.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、シャフトの固定強度を損なうことなく、シャフトを高精度に取り付け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している。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a spindle motor in which the shaft can be attached with high precision without compromising the fixing strength of the shaft.

本発明は、シャフトと軸受部材の間の微小隙間に潤滑流体を充填させた流体動圧軸受機構を介して固定部に対して回転部が回転するスピンドルモータにおいて、前記回転部または前記固定部はシャフト挿入孔を有し、前記シャフトは、前記シャフト挿入孔を有する前記回転部または前記固定部よりも硬い材料で構成され、前記シャフトは、前記回転部または前記固定部のいずれかに設けられたシャフト挿入孔に圧入されており、前記シャフト挿入孔の内周面は、前記シャフトと接触する部分である第1内周面を含み、前記シャフトの外周面は、前記第1内周面と接触する部分である第1外周面を含み、前記第1内周面の算術平均粗さは、前記第1外周面の算術平均粗さよりも大きいスピンドルモータである。 The present invention relates to a spindle motor in which a rotating part rotates relative to a fixed part via a fluid dynamic bearing mechanism in which a lubricating fluid is filled in a minute gap between a shaft and a bearing member , the rotating part or the fixed part has a shaft insertion hole, the shaft is made of a material harder than the rotating part or the fixed part which has the shaft insertion hole, the shaft is pressed into a shaft insertion hole provided in either the rotating part or the fixed part, the inner surface of the shaft insertion hole includes a first inner circumferential surface which is a portion that comes into contact with the shaft, the outer circumferential surface of the shaft includes a first outer circumferential surface which is a portion that comes into contact with the first inner circumferential surface, and the arithmetic mean roughness of the first inner circumferential surface is greater than the arithmetic mean roughness of the first outer circumferential surface.

また、本発明は、シャフトの外周面と、シャフトを挿入した軸受部材の内周面との間の微小隙間に潤滑流体が満たされた流体動圧軸受機構を介して固定部に対して回転部が回転するスピンドルモータの製造方法であって、前記回転部と前記固定部と、前記回転部および固定部よりも硬い材料で構成されたシャフトとを準備する工程と、前記回転部または前記固定部に内周面の算術平均粗さが前記シャフトの外周面の算術平均粗さよりも大きいシャフト挿入孔を設ける工程と、前記シャフト挿入孔の内周面および前記シャフトの外周面の少なくとも一方に潤滑液体を塗布する工程と、前記潤滑液体の塗布後に前記シャフトを前記シャフト挿入孔に圧入する工程と、を含むスピンドルモータの製造方法である。 The present invention also relates to a method for manufacturing a spindle motor in which a rotating part rotates relative to a fixed part via a fluid dynamic bearing mechanism in which a lubricating fluid is filled in a minute gap between the outer circumferential surface of the shaft and the inner circumferential surface of a bearing member into which the shaft is inserted, and includes the steps of: preparing the rotating part, the fixed part, and a shaft made of a material harder than the rotating part and the fixed part; providing a shaft insertion hole in the rotating part or the fixed part whose inner circumferential surface has an arithmetic mean roughness greater than the arithmetic mean roughness of the outer circumferential surface of the shaft; applying a lubricating liquid to at least one of the inner circumferential surface of the shaft insertion hole and the outer circumferential surface of the shaft; and press-fitting the shaft into the shaft insertion hole after applying the lubricating liquid.

本発明によれば、シャフトの固定強度を損なうことなく、シャフトを高精度に取り付けることができるスピンドルモータを提供することができる。 The present invention provides a spindle motor that allows the shaft to be attached with high precision without compromising the shaft fixing strength.

本発明の第1実施形態のスピンドルモータを示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a spindle motor according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態のスピンドルモータを示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a spindle motor according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態のスピンドルモータを示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a spindle motor according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施例において平行度を測定する箇所を示すハードディスク駆動装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a hard disk drive showing locations where parallelism is measured in an embodiment of the present invention. 図4の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of FIG. 本発明の実施例において平行度を測定する際の基準面を示すハードディスク駆動装置の裏面図である。FIG. 4 is a rear view of the hard disk drive showing a reference surface when measuring parallelism in the embodiment of the present invention.

1.第1実施形態
図1は本発明の第1実施形態を示す図であり、本発明をハードディスク駆動装置に用いられる軸回転型スピンドルモータに適用した例である。スピンドルモータ10は、ベース11を備え、ベース11には上方へ向けて延在する円筒部11aが形成されている。円筒部11aの外周にはステータコア12が固定されている。ステータコア12は、環形状を有する薄板状の軟磁性材料(例えば、電磁鋼板)を軸方向で複数枚積層したものであり、径方向外側に突出した複数の極歯を備えている。複数の極歯は、周方向に沿って等間隔に設けられ、それぞれにコイル13が巻回されている。
1. First embodiment Fig. 1 shows a first embodiment of the present invention, which is an example in which the present invention is applied to a rotating shaft type spindle motor used in a hard disk drive. A spindle motor 10 includes a base 11, and a cylindrical portion 11a extending upward is formed on the base 11. A stator core 12 is fixed to the outer periphery of the cylindrical portion 11a. The stator core 12 is made by laminating a plurality of thin, annular soft magnetic material sheets (e.g., electromagnetic steel sheets) in the axial direction, and includes a plurality of pole teeth protruding radially outward. The plurality of pole teeth are provided at equal intervals along the circumferential direction, and a coil 13 is wound around each of them.

円筒部11aの内周には、スリーブ(固定部、軸受部材)14が圧入や接着等の手段により固定され、スリーブ14の軸受孔14aには、シャフト20が微小隙間を介して挿入されている。軸受孔14aの下端側には、軸受孔14aよりも大径な大径部14bが形成され、大径部14bには、シャフト20の下端外周に圧入によって固定されたリング状をなすフランジ部21が配置されている。大径部14bの下側は、スリーブ14の下端開口部に固定されたカウンタープレート22によって閉塞されている。これにより、シャフト20とスリーブ14の間には上端側だけが開口した微小隙間が形成されている。微小隙間には潤滑油Oが連続的に充填されている。 A sleeve (fixed part, bearing member) 14 is fixed to the inner circumference of the cylindrical part 11a by means of press-fitting, gluing or the like, and a shaft 20 is inserted into the bearing hole 14a of the sleeve 14 via a small gap. A large diameter part 14b, which is larger in diameter than the bearing hole 14a, is formed at the lower end side of the bearing hole 14a, and a ring-shaped flange part 21 is arranged on the large diameter part 14b, which is fixed to the outer circumference of the lower end of the shaft 20 by press-fitting. The lower side of the large diameter part 14b is closed by a counter plate 22 fixed to the lower end opening of the sleeve 14. As a result, a small gap is formed between the shaft 20 and the sleeve 14, with only the upper end side being open. The small gap is continuously filled with lubricating oil O.

シャフト20の外周面またはスリーブ14の内周面との間には微小隙間が形成され、それらの互いに対向する面のいずれか一方の軸方向に離間した複数箇所(この例では2箇所)に動圧溝が形成されている。そして、微小隙間に潤滑油が充填されることで流体動圧ラジアル軸受が構成されている。また、フランジ部21の下面および上面と、フランジ部21に対向するスリーブ14の端面とカウンタープレート22との間には微小隙間が形成され、それらの互いに対向する面のいずれか一方に動圧溝が形成されている。そして、微小隙間に潤滑油が充填されることで流体動圧スラスト軸受が構成されている。シャフト20が回転すると、流体動圧ラジアル軸受14cによって半径方向にシャフト20を支持する動圧力が発生し、流体動圧スラスト軸受によって軸方向にシャフト20を浮上させる動圧力が発生して、シャフト20およびフランジ部21はスリーブ14に対して非接触状態となる。 A minute gap is formed between the outer peripheral surface of the shaft 20 or the inner peripheral surface of the sleeve 14, and dynamic pressure grooves are formed at multiple locations (two locations in this example) spaced apart in the axial direction on either of the opposing surfaces. A fluid dynamic pressure radial bearing is formed by filling the minute gap with lubricating oil. A minute gap is also formed between the lower and upper surfaces of the flange portion 21 and the end surface of the sleeve 14 facing the flange portion 21 and the counter plate 22, and dynamic pressure grooves are formed on either of the opposing surfaces. A fluid dynamic pressure thrust bearing is formed by filling the minute gap with lubricating oil. When the shaft 20 rotates, the fluid dynamic pressure radial bearing 14c generates dynamic pressure that supports the shaft 20 in the radial direction, and the fluid dynamic pressure thrust bearing generates dynamic pressure that floats the shaft 20 in the axial direction, so that the shaft 20 and the flange portion 21 are in a non-contact state with the sleeve 14.

シャフト20は熱処理で硬度が高められたマルテンサイト系ステンレス鋼(たとえば、SUS420J2)からなる。シャフト20の外周面は、研磨加工によって算術平均粗さがRa0.03で仕上げられている。 The shaft 20 is made of martensitic stainless steel (e.g., SUS420J2) whose hardness has been increased by heat treatment. The outer circumferential surface of the shaft 20 is polished to an arithmetic mean roughness of Ra 0.03.

シャフト20の上端部にはロータハブ(回転部)30が圧入により固定されている。ロータハブ30は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されている。したがって、ロータハブ30の硬度はシャフト20よりも低い。なお、ロータハブ30は、SUS430等のフェライト系ステンレスで構成してもよい。ロータハブ30にはシャフト20を圧入するためのシャフト挿入孔30aが設けられている。 The rotor hub (rotating part) 30 is fixed to the upper end of the shaft 20 by press fitting. The rotor hub 30 is made of aluminum or an aluminum alloy. Therefore, the hardness of the rotor hub 30 is lower than that of the shaft 20. The rotor hub 30 may be made of ferritic stainless steel such as SUS430. The rotor hub 30 is provided with a shaft insertion hole 30a for press fitting the shaft 20.

シャフト挿入孔30aの内周面は、切削加工によってシャフト20の外周面よりも大きい算術平均粗さを有する平滑な円筒面に仕上げられている。本実施例では、シャフト20の外周面の算術平均粗さがRa0.03に対してシャフト挿入孔30aの内周面は算術平均粗さがRa0.2で仕上げられている。シャフト挿入孔30aの内周面の算術平均粗さはこれに限定されず、シャフト20の外周面よりも面が粗くて取り付け精度と固定強度が得られれば、別の組み合わせの算術平均粗さとしてもよい。 The inner peripheral surface of the shaft insertion hole 30a is finished by cutting into a smooth cylindrical surface with a larger arithmetic mean roughness than the outer peripheral surface of the shaft 20. In this embodiment, the outer peripheral surface of the shaft 20 has an arithmetic mean roughness of Ra 0.03, while the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 30a has an arithmetic mean roughness of Ra 0.2. The arithmetic mean roughness of the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 30a is not limited to this, and a different combination of arithmetic mean roughness may be used as long as the surface is rougher than the outer peripheral surface of the shaft 20 and mounting accuracy and fixing strength are obtained.

たとえば、シャフト20の外周面の算術平均粗さをRa0.05とし、シャフト挿入孔30aの内周面の算術平均粗さをRa0.1という組み合わせにしてもよい。しかし、加工コストを考えた場合、シャフト20の外周面の算術平均粗さをRa0.025~Ra0.2の範囲とし、シャフト挿入孔30aの内周面の算術平均粗さをRa0.1~Ra0.8の範囲とするのが望ましい。ただし、シャフト挿入孔30aの内周面の算術平均粗さはシャフト外周面の算術平均粗さよりも大きくなければならない。 For example, the arithmetic mean roughness of the outer peripheral surface of the shaft 20 may be Ra0.05, and the arithmetic mean roughness of the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 30a may be Ra0.1. However, when considering processing costs, it is preferable to set the arithmetic mean roughness of the outer peripheral surface of the shaft 20 in the range of Ra0.025 to Ra0.2, and the arithmetic mean roughness of the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 30a in the range of Ra0.1 to Ra0.8. However, the arithmetic mean roughness of the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 30a must be greater than the arithmetic mean roughness of the outer peripheral surface of the shaft.

ここで、シャフト挿入孔30aの内周面は、圧入後において、少なくともシャフト20の外周面と接触する部分(第1内周面)の算術平均粗さが、シャフト20の外周面の第1内周面と接触する部分(第1外周面)の算術平均粗さよりも大きければよい。すなわち、シャフト20が圧入されても、シャフト20の外周面に接触しないシャフト挿入孔30aの内周面の部分(たとえば面取り部や座ぐり部)の算術平均粗さは特に限定されない。 Here, the arithmetic mean roughness of at least the portion (first inner surface) of the inner surface of the shaft insertion hole 30a that contacts the outer surface of the shaft 20 after press-fitting should be greater than the arithmetic mean roughness of the portion (first outer surface) of the outer surface of the shaft 20 that contacts the first inner surface. In other words, even when the shaft 20 is press-fitted, the arithmetic mean roughness of the portion (e.g., chamfered portion and countersunk portion) of the inner surface of the shaft insertion hole 30a that does not contact the outer surface of the shaft 20 is not particularly limited.

シャフト20を圧入する際には、圧入を容易にするために潤滑液体をシャフト20の外周面および/またはシャフト挿入孔30aの内周面に塗布してもよい。潤滑液体としては、液状の接着剤、潤滑油、イソプロピールアルコール(IPA)を用いることができる。圧入による嵌め合いはしまり嵌めであるから、塗布された潤滑液体はシャフトに押し出されることになる。シャフト挿入孔30aの内周面の算術平均粗さがシャフト20の外周面と同じ(例えば0.03)かそれ以下であると、シャフト挿入孔30aの面が滑らかすぎて圧入部には潤滑液体がほとんど残存しないため、かじりが発生してシャフト20の取り付け精度が悪化する場合がある。しかしながら、本発明によれば、シャフト挿入孔30aの内周面はシャフト20の外周面よりも粗い面になっているので、圧入された部分にも潤滑液体が残存してシャフト挿入孔30aの内周面とシャフト20の外周面との間の潤滑効果を発揮できる。そのため、かじりが防止されて高い取付精度が得られる。 When the shaft 20 is pressed in, a lubricating liquid may be applied to the outer peripheral surface of the shaft 20 and/or the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 30a to facilitate the press-in. As the lubricating liquid, a liquid adhesive, a lubricating oil, or isopropyl alcohol (IPA) can be used. Since the press-in is an interference fit, the applied lubricating liquid is pushed out into the shaft. If the arithmetic mean roughness of the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 30a is the same as that of the outer peripheral surface of the shaft 20 (e.g., 0.03) or less, the surface of the shaft insertion hole 30a is too smooth and almost no lubricating liquid remains in the press-in portion, so that galling may occur and the installation accuracy of the shaft 20 may deteriorate. However, according to the present invention, the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 30a is rougher than the outer peripheral surface of the shaft 20, so that the lubricating liquid remains in the pressed-in portion and the lubricating effect between the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 30a and the outer peripheral surface of the shaft 20 can be exhibited. Therefore, galling is prevented and high installation accuracy can be obtained.

しかし、同じ効果を狙ってシャフト20の外周面の表面粗さをシャフト挿入孔30aの内周面の面粗さよりも大きくすることはできない。前述のとおり、シャフト20はロータハブ30よりも高硬度のため、シャフト20の外周面の方が粗いと、低硬度のロータハブ30のシャフト挿入孔30aが接触によって削れてしまう可能性があるためである。また、ロータハブ30のシャフト挿入孔30aが平滑でなくなるほどのマクロ的な凹凸を形成して潤滑液体溜まりを形成するのは好ましくない。ここでいうマクロ的な凹凸とは、たとえばシャフト挿入孔30aに形成された螺旋溝や円周溝、凹凸のパターン形状などを意味する。そのようなマクロ的な凹凸があると研磨加工での内径寸法出しが困難になり、シャフト挿入孔30aの内径寸法精度を損ない、ひいてはシャフト20の取り付け精度や固定強度を損なう虞があるためである。さらに、マクロ的な凹凸があると接着剤や潤滑液体の残存量が多すぎてアウトガスが許容範囲以上に増加ずるので好ましくない。 However, in order to achieve the same effect, the surface roughness of the outer circumferential surface of the shaft 20 cannot be made greater than the surface roughness of the inner circumferential surface of the shaft insertion hole 30a. As mentioned above, the shaft 20 is harder than the rotor hub 30, so if the outer circumferential surface of the shaft 20 is rough, the shaft insertion hole 30a of the rotor hub 30, which has a low hardness, may be scraped off by contact. In addition, it is not preferable to form macroscopic irregularities that make the shaft insertion hole 30a of the rotor hub 30 less smooth and form a lubricant liquid reservoir. The macroscopic irregularities referred to here mean, for example, spiral grooves, circumferential grooves, and uneven patterns formed in the shaft insertion hole 30a. Such macroscopic irregularities make it difficult to obtain the inner diameter dimension by polishing, impairing the inner diameter dimensional accuracy of the shaft insertion hole 30a, and ultimately impairing the installation accuracy and fixing strength of the shaft 20. Furthermore, if there are macroscopic irregularities, the amount of adhesive or lubricant remaining will be too much, increasing the outgassing beyond the allowable range, which is not preferable.

したがって、シャフト挿入孔30aの内周面は圧入部分においてはマクロ的な凹凸のない平滑な円筒面であることが好ましい。これによって、かじりを防止するための潤滑効果が好適に得られる。本実施形態では潤滑液体としてアクリル系嫌気性接着剤を用いている。嫌気性接着剤を用いるとシャフト20とシャフト挿入孔30aの内周面の間に残った接着剤が空気から遮断されて完全に硬化するので、アウトガスの発生が抑制されるとともに、接着効果によるシャフト20の固定強度の増加が得られるので好適である。また、嫌気接着剤の代わりに熱硬化性エポキシ系接着剤を用いることもできる。 Therefore, it is preferable that the inner circumferential surface of the shaft insertion hole 30a is a smooth cylindrical surface without macroscopic irregularities at the press-fit portion. This provides an excellent lubricating effect to prevent galling. In this embodiment, an acrylic anaerobic adhesive is used as the lubricating liquid. When an anaerobic adhesive is used, the adhesive remaining between the shaft 20 and the inner circumferential surface of the shaft insertion hole 30a is isolated from the air and completely hardens, which is preferable because it suppresses the generation of outgassing and increases the fixing strength of the shaft 20 due to the adhesive effect. Also, a thermosetting epoxy adhesive can be used instead of the anaerobic adhesive.

ロータハブ30の外周部には、平坦なディスク載置部31が形成されている。ディスク載置部31には、ハードディスクがスペーサを介して複数積層される。ディスク載置部31の外周縁には、下方へ向けて延在する円筒部32が形成され、円筒部32の内周には、ヨーク33を介して円環状のロータマグネット34が固定されている。ロータマグネット34は、周方向に沿ってSNSN・・と隣接する部分が交互に異極性となるように着磁されている。ロータマグネット34の内周は、隙間を有した状態でステータコア12の極歯の外周に対向している。そして、コイル13に駆動電流を供給することで、ロータマグネット34を回転させようとする駆動力が生じ、ロータハブ30がシャフト20を軸としてベース11に対して回転する。 A flat disk mounting portion 31 is formed on the outer periphery of the rotor hub 30. Multiple hard disks are stacked on the disk mounting portion 31 with spacers between them. A cylindrical portion 32 extending downward is formed on the outer periphery of the disk mounting portion 31, and a ring-shaped rotor magnet 34 is fixed to the inner periphery of the cylindrical portion 32 via a yoke 33. The rotor magnet 34 is magnetized so that adjacent portions along the circumferential direction, SNSN..., have alternately different polarities. The inner periphery of the rotor magnet 34 faces the outer periphery of the pole teeth of the stator core 12 with a gap therebetween. Then, by supplying a driving current to the coil 13, a driving force that rotates the rotor magnet 34 is generated, and the rotor hub 30 rotates relative to the base 11 around the shaft 20.

上記構成のスピンドルモータ10においては、シャフト挿入孔30aのシャフト20と接触する第1内周面の算術平均粗さは、第1内周面と接触するシャフト20の第1外周面の算術平均粗さよりも大きいから、シャフト20をシャフト挿入孔30aに圧入すると、シャフト挿入孔30aの内周面の微小な凹凸の凸の部分の先端がシャフト20に押圧されて塑性変形し、シャフト挿入孔30aが拡径して圧入抵抗が低減される。これにより、シャフト20を圧入する際にかじりが生じ難く、ロータハブ30の取付精度を向上させることができるとともに、圧入代を大きくすることができるので、ロータハブ30の固定強度を高めることができる。 In the spindle motor 10 configured as described above, the arithmetic mean roughness of the first inner circumferential surface of the shaft insertion hole 30a that contacts the shaft 20 is greater than the arithmetic mean roughness of the first outer circumferential surface of the shaft 20 that contacts the first inner circumferential surface. Therefore, when the shaft 20 is pressed into the shaft insertion hole 30a, the tip of the convex portion of the minute irregularities on the inner circumferential surface of the shaft insertion hole 30a is pressed by the shaft 20 and plastically deformed, and the shaft insertion hole 30a expands in diameter and the press-in resistance is reduced. As a result, galling is less likely to occur when the shaft 20 is pressed in, the installation accuracy of the rotor hub 30 can be improved, and the press-in allowance can be increased, thereby increasing the fixing strength of the rotor hub 30.

一方、ロータハブ30のシャフト挿入孔30aにシャフト20を挿入した時に取付精度が悪いと、ロータハブ30に対するシャフト20の直角度が悪くなる。そのため、シャフト20を中心に回転するロータハブ30の繰り返し振れ、いわゆる同期振れ(RRO)が悪化する。この点、上記構成のスピンドルモータ10においては、シャフト20の取付精度が向上するので、ロータハブ30のRROが改善する。 On the other hand, if the installation accuracy is poor when the shaft 20 is inserted into the shaft insertion hole 30a of the rotor hub 30, the perpendicularity of the shaft 20 relative to the rotor hub 30 will deteriorate. This will result in a worsening of the repeated runout of the rotor hub 30 rotating around the shaft 20, known as synchronous runout (RRO). In this regard, in the spindle motor 10 configured as described above, the installation accuracy of the shaft 20 is improved, improving the RRO of the rotor hub 30.

2.第2実施形態
図2は本発明の第2実施形態のスピンドルモータ100を示す断面図である。スピンドルモータ100は、ベース(固定部)110を備えている。ベース110は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成され、シャフト挿入孔112を備えている。
2 is a cross-sectional view showing a spindle motor 100 according to a second embodiment of the present invention. The spindle motor 100 includes a base (fixed portion) 110. The base 110 is made of aluminum or an aluminum alloy, and includes a shaft insertion hole 112.

シャフト挿入孔112には、略円筒状をなすシャフト220が圧入により固定されている。シャフト220は、熱処理で硬度が高められたマルテンサイト系ステンレス鋼(例えばSUS420J2)からなる。したがって、シャフト220はベース110よりも硬度が高い。 The shaft 220, which is generally cylindrical, is fixed in the shaft insertion hole 112 by press fitting. The shaft 220 is made of martensitic stainless steel (e.g., SUS420J2) whose hardness has been increased by heat treatment. Therefore, the shaft 220 is harder than the base 110.

シャフト220の外周面は、研磨加工によって算術平均粗さがRa0.2で仕上げられている。一方、シャフト挿入孔112の内周面は、切削加工によってシャフト220の外周面よりも大きい算術平均粗さを有する平滑な円筒面に仕上げられている。本第2実施形態では、シャフト220の外周面の算術平均粗さがRa0.2に対してシャフト挿入孔112の内周面は算術平均粗さがRa0.8で仕上げられている。 The outer peripheral surface of the shaft 220 is finished by polishing to an arithmetic mean roughness Ra of 0.2. On the other hand, the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 112 is finished by cutting to a smooth cylindrical surface having a larger arithmetic mean roughness than the outer peripheral surface of the shaft 220. In this second embodiment, the outer peripheral surface of the shaft 220 has an arithmetic mean roughness Ra of 0.2, while the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 112 has an arithmetic mean roughness Ra of 0.8.

シャフト220の上端部には、円錐軸受部214が形成されている。また、シャフト220の軸方向中間部には円錐軸受部材220aが圧入や接着等の手段により固定されている。円錐軸受部材220aは、オーステナイト系ステンレス鋼であるSUS303により形成されている。 A conical bearing portion 214 is formed at the upper end of the shaft 220. A conical bearing member 220a is fixed to the axial middle portion of the shaft 220 by means of press fitting, adhesive, or other means. The conical bearing member 220a is made of SUS303, an austenitic stainless steel.

ベース110には上方へ向けて延在する円筒部114が形成されている。円筒部114の外周には前記第1実施形態と同様のステータコア120が固定され、ステータコア120の複数の極歯のそれぞれにコイル130が巻回されている。 The base 110 has a cylindrical portion 114 extending upward. A stator core 120 similar to that of the first embodiment is fixed to the outer periphery of the cylindrical portion 114, and a coil 130 is wound around each of the multiple pole teeth of the stator core 120.

シャフト220の外側には、スリーブ(軸受部材)370が配置されている。シャフト220の円錐軸受部214、シャフト220の軸方向中間部、および円錐軸受部材220aの外周面とスリーブ370の内周面との間には微小隙間が形成され、それらの互いに対向する面のいずれか一方に動圧溝が形成され、微小隙間に潤滑油が連続的に供給されることで流体動圧軸受が構成されている。 A sleeve (bearing member) 370 is disposed on the outside of the shaft 220. Micro-gaps are formed between the conical bearing portion 214 of the shaft 220, the axial middle portion of the shaft 220, and the outer peripheral surface of the conical bearing member 220a and the inner peripheral surface of the sleeve 370, and dynamic pressure grooves are formed on one of the opposing surfaces, and lubricating oil is continuously supplied to the micro-gaps to form a fluid dynamic pressure bearing.

スリーブ370の外周には、ロータハブ(回転部)360が圧入や接着等の手段により固定されている。ロータハブ360の外周部には、平坦なディスク載置部361が形成されている。ディスク載置部361の外周縁には、下方へ向けて延在する円筒部362が形成され、円筒部362の内周には、ヨーク320を介して円環状のロータマグネット330が固定されている。ロータマグネット330の内周は、隙間を有した状態でステータコア120の極歯の外周に対向している。 The rotor hub (rotating part) 360 is fixed to the outer periphery of the sleeve 370 by means of press-fitting, adhesive, or other means. A flat disk mounting part 361 is formed on the outer periphery of the rotor hub 360. A cylindrical part 362 extending downward is formed on the outer periphery of the disk mounting part 361, and an annular rotor magnet 330 is fixed to the inner periphery of the cylindrical part 362 via a yoke 320. The inner periphery of the rotor magnet 330 faces the outer periphery of the pole teeth of the stator core 120 with a gap therebetween.

上記構成のスピンドルモータ100においては、シャフト220の外周面の算術平均粗さがRa0.2であり、ベース110のシャフト挿入孔112の内周面の算術平均粗さがRa0.8であるから、シャフト220をシャフト挿入孔112に圧入すると、シャフト挿入孔112の内周面の微小な凹凸の凸の部分の先端がシャフト220に押圧されて塑性変形し、シャフト挿入孔112が拡径して圧入抵抗が低減される。これにより、シャフト220を圧入する際にかじりが生じ難く、ロータハブ360の取付精度を向上させることができるとともに、圧入代を大きくすることができるので、ロータハブ360の固定強度を高めることができる。 In the spindle motor 100 configured as described above, the arithmetic mean roughness of the outer peripheral surface of the shaft 220 is Ra0.2, and the arithmetic mean roughness of the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 112 of the base 110 is Ra0.8. Therefore, when the shaft 220 is pressed into the shaft insertion hole 112, the tip of the convex part of the minute irregularities on the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 112 is pressed by the shaft 220 and plastically deformed, and the shaft insertion hole 112 expands in diameter and the press-in resistance is reduced. As a result, galling is less likely to occur when the shaft 220 is pressed in, the attachment accuracy of the rotor hub 360 can be improved, and the press-in allowance can be increased, thereby increasing the fixing strength of the rotor hub 360.

3.第3実施形態
図3は第3実施形態のスピンドルモータ500を示す断面図である。スピンドルモータ500は、ベース510を備えている。ベース510は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成され、貫通孔512と、貫通孔512に連続して上方へ向けて延在する円筒部513を備えている。円筒部513の外周には前記第1実施形態と同様のステータコア540が固定され、ステータコア540の複数の極歯のそれぞれにコイル550が巻回されている。貫通孔512には、カップ部材(固定部)520が圧入および接着により固定されている。カップ部材520は、SUS430等のフェライト系ステンレスで構成され、その中央部にはシャフト挿入孔521が形成され、上縁部には上方へ向けて延在する円筒部522が形成されている。
3. Third embodiment FIG. 3 is a cross-sectional view showing a spindle motor 500 of a third embodiment. The spindle motor 500 includes a base 510. The base 510 is made of aluminum or an aluminum alloy, and includes a through hole 512 and a cylindrical portion 513 extending upwardly from the through hole 512. A stator core 540 similar to that of the first embodiment is fixed to the outer periphery of the cylindrical portion 513, and a coil 550 is wound around each of the multiple pole teeth of the stator core 540. A cup member (fixing portion) 520 is fixed in the through hole 512 by press-fitting and bonding. The cup member 520 is made of ferritic stainless steel such as SUS430, and has a shaft insertion hole 521 formed in the center thereof and a cylindrical portion 522 extending upwardly formed at the upper edge thereof.

シャフト挿入孔521には、円柱状をなすシャフト530が圧入により固定されている。シャフト530は、熱処理で硬度が高められたマルテンサイト系ステンレス鋼(例えばSUS420J2)からなる。したがって、シャフト530はカップ部材520よりも硬度が高い。シャフト530の上端部には、他の部分よりも大径な大径部531が形成されている。 A cylindrical shaft 530 is fixed in the shaft insertion hole 521 by press fitting. The shaft 530 is made of martensitic stainless steel (e.g., SUS420J2) whose hardness has been increased by heat treatment. Therefore, the shaft 530 has a higher hardness than the cup member 520. A large diameter portion 531 that is larger in diameter than the other portions is formed at the upper end of the shaft 530.

シャフト530および大径部531の外周面は、研磨加工によって算術平均粗さがRa0.03で仕上げられている。一方、シャフト挿入孔521の内周面は、切削加工によってシャフト530および大径部531の外周面よりも大きい算術平均粗さを有する平滑な円筒面に仕上げられている。本第3実施形態では、530および大径部531の外周面の算術平均粗さがRa0.03に対してシャフト挿入孔521の内周面は算術平均粗さがRa0.1で仕上げられている。 The outer peripheral surfaces of the shaft 530 and the large diameter portion 531 are polished to an arithmetic mean roughness of Ra 0.03. On the other hand, the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 521 is cut to a smooth cylindrical surface having a larger arithmetic mean roughness than the outer peripheral surfaces of the shaft 530 and the large diameter portion 531. In this third embodiment, the outer peripheral surfaces of 530 and the large diameter portion 531 have an arithmetic mean roughness of Ra 0.03, while the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 521 has an arithmetic mean roughness of Ra 0.1.

シャフト530の外側には、ロータハブ560が配置されている。ロータハブ560の中央には貫通孔561が形成され、貫通孔561の内周面とシャフト530の外周面との間には微小隙間が形成されている。そして、貫通孔561の内周面を上下方向で約三等分した上と下の部分、または、それらの部分に対向するシャフト530の外周面には動圧溝が形成され、微小隙間に潤滑油が充填されることで流体動圧ラジアル軸受532が構成されている。 A rotor hub 560 is disposed on the outside of the shaft 530. A through hole 561 is formed in the center of the rotor hub 560, and a minute gap is formed between the inner peripheral surface of the through hole 561 and the outer peripheral surface of the shaft 530. Dynamic pressure grooves are formed in the upper and lower parts of the inner peripheral surface of the through hole 561, which is divided into approximately three equal parts in the vertical direction, or on the outer peripheral surface of the shaft 530 facing these parts, and the minute gap is filled with lubricating oil to form a fluid dynamic pressure radial bearing 532.

また、ロータハブ560の上端面には、上方へ向けて延在する円筒部562が形成され、円筒部562にシャフト530の大径部531が収容されている。円筒部562の内周面と大径部531の外周面との間には微小隙間が形成されている。そして、円筒部562の内周面または大径部531の外周面に螺旋状をなす溝からなるポンピングシール部533が形成され、ロータハブ560の回転に伴い、潤滑油を流体動圧ラジアル軸受532に戻すようになっている。 Furthermore, a cylindrical portion 562 extending upward is formed on the upper end surface of the rotor hub 560, and the large diameter portion 531 of the shaft 530 is housed in the cylindrical portion 562. A minute gap is formed between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 562 and the outer peripheral surface of the large diameter portion 531. A pumping seal portion 533 consisting of a spiral groove is formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 562 or the outer peripheral surface of the large diameter portion 531, and is designed to return lubricating oil to the fluid dynamic radial bearing 532 side as the rotor hub 560 rotates.

ロータハブ560の下端部には、下方へ向かうに従って拡径するテーパ部563が形成されている。テーパ部563の外周面とカップ部材520の円筒部522との間には、断面が楔状の隙間523が形成されてオイル溜まりとされている。また、ロータハブ560の下端面とカップ部材520の底面との間には微小隙間が形成されている。そして、ロータハブ560の下端面またはカップ部材の底面に動圧溝が形成され、微小隙間に潤滑油が充填されることで流体動圧スラスト軸受524が構成されている。 A tapered section 563 is formed at the lower end of the rotor hub 560, the diameter of which increases as it extends downward. A gap 523 with a wedge-shaped cross section is formed between the outer circumferential surface of the tapered section 563 and the cylindrical section 522 of the cup member 520, and serves as an oil reservoir. A minute gap is also formed between the lower end surface of the rotor hub 560 and the bottom surface of the cup member 520. A dynamic pressure groove is formed on the lower end surface of the rotor hub 560 or the bottom surface of the cup member, and the minute gap is filled with lubricating oil to form a fluid dynamic pressure thrust bearing 524.

ロータハブ560には、そのテーパ部563の下端面と、シャフト530の大径部531に臨む上端面とに連通する循環通路564が形成されている。循環通路564には潤滑油が充填されており、ロータハブ560が回転すると潤滑油に遠心力が作用し、この遠心力は潤滑油を下方へ向けて移動させ、潤滑油を流体動圧スラスト軸受524へ供給する。潤滑油は、また、流体動圧ラジアル軸受532に供給され、さらに循環通路564へ戻される。このように、ロータハブ560が回転して生じるポンプ作用により、潤滑油が循環する。 The rotor hub 560 has a circulation passage 564 that communicates with the lower end surface of the tapered portion 563 and the upper end surface facing the large diameter portion 531 of the shaft 530. The circulation passage 564 is filled with lubricating oil, and when the rotor hub 560 rotates, centrifugal force acts on the lubricating oil, which moves the lubricating oil downward and supplies it to the fluid dynamic thrust bearing 524. The lubricating oil is also supplied to the fluid dynamic radial bearing 532 and then returned to the circulation passage 564. In this way, the lubricating oil circulates due to the pumping action generated by the rotation of the rotor hub 560.

ロータハブ560の外周部には、下方へ向けて延在する円筒部565が形成され、円筒部565の内周には、円環状のロータマグネット570が固定されている。ロータマグネット570の内周は、隙間を有した状態でステータコア540の極歯の外周に対向している。円筒部565の下端縁には、フランジ状のディスク載置部566が形成されている。 A cylindrical portion 565 extending downward is formed on the outer periphery of the rotor hub 560, and an annular rotor magnet 570 is fixed to the inner periphery of the cylindrical portion 565. The inner periphery of the rotor magnet 570 faces the outer periphery of the pole teeth of the stator core 540 with a gap between them. A flange-shaped disk mounting portion 566 is formed on the lower edge of the cylindrical portion 565.

上記構成のスピンドルモータ500においては、シャフト530の外周面の算術平均粗さがRa0.03であり、カップ部材520のシャフト挿入孔521の内周面の算術平均粗さがRa0.1であるから、シャフト530をシャフト挿入孔521に圧入すると、シャフト挿入孔521の内周面の微小な凹凸の凸の部分の先端がシャフト530に押圧されて塑性変形し、シャフト挿入孔521が拡径して圧入抵抗が低減される。これにより、シャフト530を圧入する際にかじりが生じ難く、ロータハブ560の取付精度を向上させることができるとともに、圧入代を大きくすることができるので、ロータハブ560の固定強度を高めることができる。 In the spindle motor 500 having the above configuration, the arithmetic mean roughness of the outer peripheral surface of the shaft 530 is Ra0.03, and the arithmetic mean roughness of the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 521 of the cup member 520 is Ra0.1. Therefore, when the shaft 530 is pressed into the shaft insertion hole 521, the tip of the convex part of the minute irregularities on the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 521 is pressed by the shaft 530 and plastically deformed, and the shaft insertion hole 521 expands in diameter and the press-in resistance is reduced. As a result, galling is less likely to occur when the shaft 530 is pressed in, the installation accuracy of the rotor hub 560 can be improved, and the press-in allowance can be increased, thereby increasing the fixing strength of the rotor hub 560.

4.変更例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように種々の変更が可能である。
i)上記実施形態は本発明をハードディスクを搭載するスピンドルモータに適用したものであるが、その他の磁気ディスクや光ディスクを搭載するスピンドルモータにも適用することができる。
4. Modifications The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible as follows.
i) In the above embodiment, the present invention is applied to a spindle motor equipped with a hard disk, but it can also be applied to spindle motors equipped with other magnetic disks or optical disks.

ii)図2に示す第2実施形態ではロータハブ360とスリーブ370とを別体に構成しているが、一体的に形成してもよい。
iii)流体動圧スラスト軸受は必ずしも必須ではない。
ii) In the second embodiment shown in FIG. 2, the rotor hub 360 and the sleeve 370 are configured as separate bodies, but they may be formed as an integral unit.
iii) A fluid dynamic thrust bearing is not necessarily required.

1.実施例および比較例
具体的な実施例により本発明の効果を詳細に説明する。図1に記載したスピンドルモータ10(シャフト外周面の算術平均粗さ:Ra0.03、シャフト挿入孔内周面の算術平均粗さ:Ra0.2)を実施例1とし、シャフト外周面の算術平均粗さをRa0.05に変更したものを実施例2とした。
The effects of the present invention will be described in detail with reference to specific examples. Example 1 is a spindle motor 10 shown in Fig. 1 (arithmetic mean roughness of the outer circumferential surface of the shaft: Ra 0.03, arithmetic mean roughness of the inner circumferential surface of the shaft insertion hole: Ra 0.2), and Example 2 is a spindle motor in which the arithmetic mean roughness of the outer circumferential surface of the shaft is changed to Ra 0.05.

図2に記載したスピンドルモータ100(シャフト外周面の算術平均粗さ:Ra0.2、シャフト挿入孔内周面の算術平均粗さ:Ra0.8)を実施例3とした。また、図3に記載したスピンドルモータ500(シャフト外周面の算術平均粗さ:Ra0.03、シャフト挿入孔内周面の算術平均粗さ:Ra0.1)を実施例4とし、シャフト外周面の算術平均粗さをRa0.1、シャフト挿入孔内周面の算術平均粗さをRa0.5に変更したものを実施例5とした。 The spindle motor 100 shown in FIG. 2 (arithmetic mean roughness of the shaft outer peripheral surface: Ra 0.2, arithmetic mean roughness of the shaft insertion hole inner peripheral surface: Ra 0.8) was used as Example 3. The spindle motor 500 shown in FIG. 3 (arithmetic mean roughness of the shaft outer peripheral surface: Ra 0.03, arithmetic mean roughness of the shaft insertion hole inner peripheral surface: Ra 0.1) was used as Example 4, and the arithmetic mean roughness of the shaft outer peripheral surface was changed to Ra 0.1, and the arithmetic mean roughness of the shaft insertion hole inner peripheral surface was changed to Ra 0.5 was used as Example 5.

図1に記載のスピンドルモータ100において、シャフト外周面の算術平均粗さをRa0.05、シャフト挿入孔内周面の算術平均粗さをRa0.04としたものを比較例1とし、シャフト外周面の算術平均粗さをRa0.04、シャフト挿入孔内周面の算術平均粗さをRa0.03としたものを比較例2とした。また、図2に記載のスピンドルモータ10において、シャフト外周面の算術平均粗さをRa0.2、シャフト挿入孔内周面の算術平均粗さをRa0.1としたものを比較例3とした。 In the spindle motor 100 shown in FIG. 1, the arithmetic mean roughness of the shaft outer surface was Ra0.05 and the arithmetic mean roughness of the shaft insertion hole inner surface was Ra0.04, which was comparative example 1, and the arithmetic mean roughness of the shaft outer surface was Ra0.04 and the arithmetic mean roughness of the shaft insertion hole inner surface was Ra0.03, which was comparative example 2. In addition, in the spindle motor 10 shown in FIG. 2, the arithmetic mean roughness of the shaft outer surface was Ra0.2 and the arithmetic mean roughness of the shaft insertion hole inner surface was Ra0.1, which was comparative example 3.

2.RRO試験
軸回転型スピンドルモータである実施例1,2,5と比較例1,2とで回転時のRRO振れを測定し、RRO不良率を比較した。これは、同じ構造のスピンドルモータにおいて、シャフト挿入孔の面粗さが大きいロータハブとシャフト挿入孔の面粗さが小さいロータハブに対して、面粗さの大きいシャフトと面粗さの小さいシャフトを組み合わせたときに、不良率にどのような影響が出るかを確認するための試験である。
2. RRO Test The RRO runout during rotation was measured and the RRO defect rate was compared for the shaft rotating spindle motors of Examples 1, 2, and 5 and Comparative Examples 1 and 2. This test was conducted to confirm the effect on the defect rate when a rotor hub with a large surface roughness of the shaft insertion hole and a rotor hub with a small surface roughness of the shaft insertion hole were combined in a spindle motor of the same structure.

RRO試験は以下の要領で行った。異なる面粗さの組合せのスピンドルモータを各100個ずつ7200rpmで回転させた時のロータハブ30のディスク載置面31のRRO振れを確認し、不良率を調べた。具体的には、非接触静電容量プローブPを用いて軸方向変位量を測定し、その振幅をRRO振れとした。次に、RRO振れの測定値が8μm以上のスピンドルモータを不良とみなし、不良率(%)=100×(不良数/試験数)とした。このようにして得た不良率(%)の結果を表1に示す。実施例1、2、5および比較例1、2が示すように、軸回転型スピンドルモータでは、ハブの内周面粗さがシャフトの面粗さよりも大きい組み合わせでRRO不良率が大幅に減少することが確認できた。 The RRO test was performed as follows. 100 spindle motors with different surface roughness combinations were rotated at 7200 rpm, and the RRO runout of the disk mounting surface 31 of the rotor hub 30 was confirmed and the failure rate was examined. Specifically, the axial displacement was measured using a non-contact capacitance probe P, and the amplitude was taken as the RRO runout. Next, spindle motors with RRO runout measurements of 8 μm or more were considered defective, and the failure rate (%) = 100 × (number of defects/number of tests). The results of the failure rate (%) obtained in this way are shown in Table 1. As shown in Examples 1, 2, and 5 and Comparative Examples 1 and 2, it was confirmed that in axial rotation type spindle motors, the RRO failure rate was significantly reduced when the inner peripheral surface roughness of the hub was greater than the surface roughness of the shaft.

Figure 0007686527000001
Figure 0007686527000001

3.平行度試験
平行度は、図6に示すベースプレート下面の3か所の測定点A1~A3によって定義される基準面Aを測定基準面として、静止した状態で図4に示すディスク載置面31(361)の4か所H1~H4に高さ測定プローブを当接させて高さを計測し、その値より平行度を算出する方法で測定した。なお、平行度は下記数1の式により算出した。
3. Parallelism test The parallelism was measured by using a reference plane A defined by three measurement points A1 to A3 on the lower surface of the base plate shown in Figure 6 as the measurement reference plane, bringing a height measuring probe into contact with four points H1 to H4 on the disk mounting surface 31 (361) shown in Figure 4 while the plate is stationary to measure the height, and calculating the parallelism from the measured value. The parallelism was calculated using the following formula 1.

Figure 0007686527000002
Figure 0007686527000002

次に、平行度の測定値が30μm以上のスピンドルモータを不良とみなし、不良率(%)=100×(不良数/試験数)とした。なお、平行度が30μm以上であると、ディスク載置面361に載置したハードディスクがベース510と接触する可能性がある。このようにして得た不良率(%)の結果を表1に併記する。実施例3、4および比較例3が示すように、軸固定型スピンドルモータ100では、シャフト挿入孔112の内周面の粗さがシャフト220の面粗さよりも大きい組み合わせで平行度不良率が大幅に減少することが確認できた。 Next, spindle motors with a parallelism measurement value of 30 μm or more were deemed defective, and the defect rate (%) was set to 100×(defective number/test number). If the parallelism is 30 μm or more, there is a possibility that the hard disk mounted on the disk mounting surface 361 may come into contact with the base 510. The defect rate (%) thus obtained is also shown in Table 1. As shown by Examples 3 and 4 and Comparative Example 3, it was confirmed that in the fixed-shaft spindle motor 100, the parallelism defect rate was significantly reduced by a combination in which the roughness of the inner peripheral surface of the shaft insertion hole 112 was greater than the surface roughness of the shaft 220.

本発明は、磁気ディスクや光ディスクを搭載するスピンドルモータやハードディスク駆動装置などの電子機器に利用可能である。 The present invention can be used in electronic devices such as spindle motors and hard disk drives that are equipped with magnetic disks and optical disks.

10,100,500…スピンドルモータ、11,110,510…ベース(固定部)、11a,114,513…円筒部、12,120,540…ステータコア、13,130,550…コイル、14,370…スリーブ(固定部、軸受部材)、14a…軸受孔、14b…大径部、14c,532,…流体動圧ラジアル軸受、20,220,530…シャフト、21…フランジ部、22…カウンタープレート、30,360,560…ロータハブ(回転部)、30a,112,521…シャフト挿入孔、31,361,566…ディスク載置部、32,362,565…円筒部、33,320…ヨーク、34,330,570…ロータマグネット、214…円錐軸受部、220a…円錐軸受部材、512…貫通孔、520…カップ部材(固定部)、522…円筒部、523…隙間、524…流体動圧スラスト軸受、531…大径部、533…ポンピングシール部、561…貫通孔、562…円筒部、563…テーパ部、564…循環通路、A…測定基準面、O…潤滑油、P…プローブ。

10,100,500...spindle motor, 11,110,510...base (fixed portion), 11a,114,513...cylindrical portion, 12,120,540...stator core, 13,130,550...coil, 14,370...sleeve (fixed portion, bearing member), 14a...bearing hole, 14b...large diameter portion, 14c,532,...fluid dynamic radial bearing, 20,220,530...shaft, 21...flange portion, 22...counter plate, 30,360,560...rotor hub (rotating portion), 30a,112,521...shaft insertion hole, 31, 361, 566...disk mounting portion, 32, 362, 565...cylindrical portion, 33, 320...yoke, 34, 330, 570...rotor magnet, 214...conical bearing portion, 220a...conical bearing member, 512...through hole, 520...cup member (fixed portion), 522...cylindrical portion, 523...gap, 524...fluid dynamic thrust bearing, 531...large diameter portion, 533...pumping seal portion, 561...through hole, 562...cylindrical portion, 563...tapered portion, 564...circulation passage, A...measurement reference surface, O...lubricating oil, P...probe.

Claims (10)

シャフトと軸受部材の間の微小隙間に潤滑流体を充填させた流体動圧軸受機構を介して固定部に対して回転部が回転するスピンドルモータにおいて、
記回転部または前記固定部はシャフト挿入孔を有し、
前記シャフトは、前記シャフト挿入孔を有する前記回転部または前記固定部よりも硬い材料で構成され、
前記シャフトは、前記回転部または前記固定部のいずれかに設けられたシャフト挿入孔に圧入されており、
前記シャフト挿入孔の内周面は、前記シャフトと接触する部分である第1内周面を含み、
前記シャフトの外周面は、前記第1内周面と接触する部分である第1外周面を含み、
前記第1内周面の算術平均粗さは、前記第1外周面の算術平均粗さよりも大きいスピンドルモータ。
In a spindle motor, a rotating part rotates relative to a fixed part via a fluid dynamic bearing mechanism in which a lubricating fluid is filled in a minute gap between a shaft and a bearing member,
The rotating part or the fixed part has a shaft insertion hole,
the shaft is made of a material harder than the rotating part or the fixed part having the shaft insertion hole,
The shaft is press-fitted into a shaft insertion hole provided in either the rotating part or the fixed part,
an inner circumferential surface of the shaft insertion hole includes a first inner circumferential surface that is a portion that contacts the shaft,
the outer circumferential surface of the shaft includes a first outer circumferential surface that is a portion in contact with the first inner circumferential surface,
A spindle motor, wherein the arithmetic mean roughness of the first inner circumferential surface is greater than the arithmetic mean roughness of the first outer circumferential surface.
前記第1内周面は、平滑な円筒面である請求項1に記載のスピンドルモータ。 The spindle motor of claim 1, wherein the first inner peripheral surface is a smooth cylindrical surface. 前記シャフト挿入孔の前記第1内周面と前記シャフトの前記第1外周面の間に潤滑油成分、イソプロピルアルコール成分、および硬化した接着剤の少なくともいずれかが残留している請求項1または2に記載のスピンドルモータ。 The spindle motor according to claim 1 or 2, wherein at least one of a lubricating oil component, an isopropyl alcohol component, and a hardened adhesive remains between the first inner peripheral surface of the shaft insertion hole and the first outer peripheral surface of the shaft. 前記シャフトが回転部に圧入され、前記軸受部材が前記固定部に固定され、前記シャフトが前記回転部とともに回転する請求項1乃至3のいずれかに記載のスピンドルモータ。 A spindle motor according to any one of claims 1 to 3, in which the shaft is press-fitted into the rotating part, the bearing member is fixed to the fixed part, and the shaft rotates together with the rotating part. 前記シャフトが前記固定部に圧入され、前記軸受部材が前記回転部に固定され、前記軸受部材が前記回転部とともに回転する請求項1乃至3のいずれかに記載のスピンドルモータ。 A spindle motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the shaft is press-fitted into the fixed portion, the bearing member is fixed to the rotating portion, and the bearing member rotates together with the rotating portion. 回転部を回転させる請求項1乃至5のいずれかに記載のスピンドルモータを備え、
前記回転部はディスク載置部を備え、
前記ディスク載置部に取り付けられて回転する記録ディスクを備えた記録ディスク装置。
A spindle motor according to any one of claims 1 to 5 for rotating a rotating part,
the rotating portion includes a disk mounting portion,
A recording disk device including a recording disk that is attached to the disk placement portion and rotates.
前記記録ディスクが磁気ディスクである請求項6に記載の記録ディスク装置。 7. The recording disk device according to claim 6, wherein the recording disk is a magnetic disk. 前記記録ディスクが光ディスクである請求項6に記載の記録ディスク装置。 The recording disk device according to claim 6, wherein the recording disk is an optical disk. シャフトの外周面と、シャフトを挿入した軸受部材の内周面との間の微小隙間に潤滑流体が満たされた流体動圧軸受機構を介して固定部に対して回転部が回転するスピンドルモータの製造方法であって、
前記回転部と前記固定部と、前記回転部および固定部よりも硬い材料で構成されたシャフトとを準備する工程と、
前記回転部または前記固定部に内周面の算術平均粗さが前記シャフトの外周面の算術平均粗さよりも大きいシャフト挿入孔を設ける工程と、
前記シャフト挿入孔の内周面および前記シャフトの外周面の少なくとも一方に潤滑液体を塗布する工程と、
前記潤滑液体の塗布後に前記シャフトを前記シャフト挿入孔に圧入する工程と、
を含むスピンドルモータの製造方法。
A method for manufacturing a spindle motor in which a rotating part rotates relative to a fixed part via a fluid dynamic bearing mechanism in which a lubricating fluid is filled in a minute gap between an outer circumferential surface of a shaft and an inner circumferential surface of a bearing member into which the shaft is inserted, comprising the steps of:
preparing the rotating part, the fixed part, and a shaft made of a material harder than the rotating part and the fixed part;
providing a shaft insertion hole in the rotating portion or the fixed portion, the inner circumferential surface of which has an arithmetic mean roughness greater than the arithmetic mean roughness of the outer circumferential surface of the shaft;
applying a lubricating liquid to at least one of an inner circumferential surface of the shaft insertion hole and an outer circumferential surface of the shaft;
a step of press-fitting the shaft into the shaft insertion hole after applying the lubricating liquid;
A method for manufacturing a spindle motor comprising the steps of:
シャフト挿入孔の内周面およびシャフトの外周面の少なくともいずれかに塗布される潤滑液体が接着剤、潤滑油またはイソプロピルアルコールであることを特徴とする請求項9に記載のスピンドルモータの製造方法。 The method for manufacturing a spindle motor according to claim 9, characterized in that the lubricating liquid applied to at least one of the inner circumferential surface of the shaft insertion hole and the outer circumferential surface of the shaft is an adhesive, a lubricating oil, or isopropyl alcohol.
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