本発明はスピンドルモータ、記録ディスク駆動装置および、スピンドルモータのハブの製造方法及び記録ディスク駆動装置とその製造方法に関する。

＜１． 近年の傾向＞
近年、ディスク状記録媒体の単位面積当たりの記録容量が飛躍的に増大している。 その結果、記録ディスク駆動装置を構成する各々の部品、特に記録ディスクの回転にかかる部品の加工精度は従前と比較して飛躍的に厳しくなっている。 その一方で、記録ディスク駆動装置の価格は下落の一方であり、それに搭載されるスピンドルモータの価格も下落している。

＜２． スピンドルモータの構造＞
図７に従来の記録ディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータを示す。 スピンドルモータ３００は、略円柱状のシャフト３１０と、シャフト３１０の上端に接続され、記録ディスク（不図示）が載置される載置面を備えるロータハブ３２０と、ロータハブ３２０に取り付けられたそのロータハブ３２０をベース３３０に対して回転可能にする駆動部と、シャフト３１０を回転自在に支持する軸受３４０を備える。 その駆動部は、複数のコイルからなるステータ３５０と、ステータ３５０の発生する界磁磁場によって回転されるロータマグネット３６０と、を備える。

＜３． 従来の構造＞
記録ディスク駆動装置の書き込みおよび読み取り精度を高めるためには、記録ディスクの回転中心とロータハブ３２０の回転中心をできる限り一致させることが望ましい。

図１に示すスピンドルモータは、シャフト３１０の上端に円筒状又は多角筒状の内周壁を有するシャフト孔３１１を備えている。 シャフト３１０はロータハブ３２０に設けられた貫通孔３２１に嵌合される。

この構造の場合、シャフト孔３１１をロータハブ３２０の回転の基準として、記録ディスクの回転中心位置決めを行う。 この回転中心位置決めの方法は、特許文献１に記載されているとおりである。 すなわち、シャフト孔３１１を基準とした治具を用いて、記録ディスクをロータハブ３２０に載置して位置決めを行なう。

米国特許第６，７０７，６３９号公報

しかしながら、従来のスピンドルモータ３００には、以下のような克服すべき課題がある。 シャフト３１０を構成する材質には、軸受との摺動性や耐摩耗性などを考慮して、非常に硬質な材料が用いられている。 そのため、前述のシャフト孔３１１を高い精度で形成するのが非常に困難である。 その結果、シャフト孔３１１が形成されたシャフト３１０を用いると、コストダウンを図ることができない。

また、どれほど高精度に加工しても、ロータハブ３２０の貫通孔内周面とシャフト３１０の外周面との、加工公差が嵌合により累積してしまう。 そのため、ロータハブ３２０の貫通孔３２１の中心軸とシャフト孔３１１の中心軸との同軸度を確保することが困難である。

本発明の課題は、上述のとおりの従来の問題に鑑みてなされたものである。 すなわち、安価且つ高精度に、記録ディスクの回転中心とロータハブの回転中心とを一致させたスピンドルモータを得ることである。 また、そのスピンドルモータに用いられるロータハブを製造することである。 さらに、そのロータハブを備える記録ディスク駆動装置を製造することである。

本発明の請求項１によれば、回転中心軸と同軸に配置された略円柱状の軸体と、該軸体の上端面を覆い、前記回転中心軸と略同軸であるロータハブと、を備えた回転体と、該回転体を軸受手段を介して回転支持する固定部材と、から構成されるスピンドルモータにおいて、前記ロータハブは、前記回転中心軸を同心に形成され、円盤状の記録ディスクの中心孔が嵌送される円筒状外周面と、前記回転中心軸と略直交する平面にて形成され、前記記録ディスクが載置されるディスク載置面と、前記回転中心軸を同心に形成され、前記軸体が固定される円筒状内周面を有する軸方向嵌合孔と、を備え、前記嵌合孔に前記軸体が前記嵌合孔の上部を残して嵌合固定されることにより、前記嵌合孔と前記軸体の端面とで、前記ロータハブの前記回転中心との同心の上面に開口した円形凹部が形成されることを特徴とする。

本発明の請求項１に従えば、軸体とロータハブとの嵌合孔の上部に円形凹部を設けることにより、この円形凹部が記録ディスクを載置する際の記録ディスクの中心孔の中心との同軸を治具等により合わせるのに使用することができる。 したがって、記録ディスクとロータハブとの同軸度が向上させることができる。 また従来、軸体側に袋状の穴を設けて、記録ディスクの載置の同軸を図っていたが、軸体は高硬度であり、これを加工する工具の寿命が低下してしまう欠点があった。 しかし本発明では、穴を形成する必要がないので、工具を使用することなく、工具寿命の心配をする必要がない。 したがって、設備費を削減することができ、軸体に穴を加工する工数も削減することができるので、スピンドルモータの低価格化を図ることができる。

本発明の請求項２によれば、請求項１に係り、前記嵌合孔の上側の一部には、前記軸体の半径方向の直径より小さい径の孔が設けられることを特徴とする。

本発明の請求項２に従えば、高硬度の軸体に穴を形成せずに、硬度の低いロータハブ側に穴を形成することから穴加工に使用する工具の寿命を低下させることがなくなる。 さらに高硬度の軸体に穴を作製するには、多大の時間がかかるが、硬度の低いロータハブに穴を作製するのは、僅かな時間で済むので工程時間を削減することができる。 したがって生産効率が向上するので、スピンドルモータの低価格化を図ることができる。

本発明の請求項３によれば、磁気記録層を有する記録ディスクと、前記磁気記録層に情報を記録するとともに前記磁気記録層に記録された情報を再生するための磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記記録ディスクに対して移動させるための移動手段と、前記磁気ディスクを回転駆動させるための請求項１および請求項２のいずれかに記載のスピンドルモータと、を備えたことを特徴とする。

本発明の請求項３に従えば、請求項１および請求項２に記載したスピンドルモータを搭載するので、ロータハブと記録ディスクとの同軸精度がよく、磁気ヘッドによる読み取り／書き込みエラーのない信頼性の高い記録ディスクを提供することができる。

本発明の請求項４によれば、回転中心軸と同軸に配置されるロータハブを搭載したスピンドルモータにディスク載置治具を用いて記録ディスクを載置する方法であって、前記ロータハブは、前記回転中心軸を同心に形成され、円盤状の記録ディスクの中心孔が嵌送される円筒状外周面と、前記回転中心軸と略直交する平面にて形成され、前記記録ディスクが載置されるディスク載置面と、前記回転中心軸を同心に形成され、前記軸体が固定される円筒状内周面を有する軸方向嵌合孔と、前記嵌合孔に前記スピンドルモータの回転軸となる軸体が前記嵌合孔の上部を残して嵌合され形成される円形凹部と、に構成され、前記ロータハブに形成される前記嵌合孔を前記ディスク載置治具の位置決めに用いるとともに、前記ディスク載置治具は、前記ロータハブの前記円形凹部と嵌合する前記記録ディスクの中心に位置決め突出部を備え、前記ディスク載置治具に対して前記記録ディスクが位置決めされる工程と、前記位置決め突出部を前記ロータハブの前記円形凹部に嵌合する工程と、前記記録ディスクを前記ロータハブに載置する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の請求項４に従えば、ロータハブと軸体とで形成された円形凹部とディスク載置治具の突出部とを嵌合することにより、容易にロータハブの中心軸とディスク載置治具の中心軸とを一致させることができる。 これにより、ディスク載置治具に位置決めされた記録ディスクの中心とロータハブの中心軸とを容易に一致させることができる。 その結果、記録ディスクとロータハブとの同軸精度の高いスピンドルモータおよび記録ディスク駆動装置を提供することができる。

本発明の請求項５によれば、記録ディスクが載置される回転中心軸に対して略直交する載置面と、所定部材に対して特定の軸である中心軸を決めるとともに、該中心軸を中心とした円筒状外周面と、前記中心軸を中心とした円筒状の内周面を有する孔と、を備えるスピンドルモータのロータハブの加工方法であって、加工には、前記ロータハブの加工前の母材を保持する回転自在な保持具と、前記母材を切削するバイトをそれぞれ少なくとも一つ用い、前記保持具の回転中心軸と前記中心軸とが略同軸となるように前記母材を保持する工程と、該保持具を前記バイトに対して回転させつつ、前記外周面と前記孔とを一つの前記保持具に保持させた状態にて切削する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の請求項５に従えば、保持具と母材との同軸を予め確保しておくことにより、保持具の回転に対して精度良く加工を行なうことができる。 さらに外周面と孔とを保持具にて保持したまま加工するので、外周面の中心と孔の中心とを一致させることができる。 その結果、この孔にディスク載置治具を嵌合するので同軸精度がよくなり、ディスク載置治具に保持された記録ディスクの中心と孔の中心との同心精度がよくなる。 したがって、ロータハブの回転中心と記録ディスクの回転中心とのずれのない読み取り／書き込み精度の高い記録ディスク駆動装置を提供することができる。

本発明に従えば、安価且つ高精度に、記録ディスクの回転中心とロータハブの回転中心とを一致させたスピンドルモータを得ることができる。 また、そのスピンドルモータに用いられるロータハブを製造することができる。 さらに、そのロータハブを備える記録ディスク駆動装置を製造することができる。

＜１． 記録ディスク駆動装置の全体構造＞
図１は、本発明に係る記録ディスク駆動装置の実施例の一形態を示した軸方向模式断面図である。

記録ディスク駆動装置１は、略矩形状をしたハウジング２からなり、ハウジング２の内部は、塵・埃等が極度に少ないクリーンな空間を形成しており、その内部には、環状凹部２ａが形成され、そこに情報を記録する円板状の記録ディスク３が記録ディスク載置保持具であるクランプ４によって装着されたスピンドルモータ５が配設されている。 またこのハウジング２と後述するベース１０とは一体的に成形されていてもよい。

また、ハウジング２の内部には、ハードディスク３に対して情報を読み書きするヘッド移動機構６が配置され、このヘッド移動機構６は、ハードディスク３上の情報を読み書きする磁気ヘッド６ａ、この磁気ヘッド６ａを支えるアーム６ｂおよび磁気ヘッド６ａおよびアーム６ｂをハードディスク３上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部６ｃにより構成される。

このような記録ディスク駆動装置１のスピンドルモータ５として、本願発明のスピンドルモータを適用することで、記録ディスク１が回転軸に対しての同軸度精度が向上する十分な機能を確保できるので記録ディスク駆動装置１の信頼性並びに耐久性の高い記録ディスク駆動装置を提供することができる。

＜２． スピンドルモータの全体構造＞
図２は、本発明に係るスピンドルモータの実施例の一形態を示した軸方向模式断面図である。

ベース１０は、アルミニウム等の導電性部材に絶縁膜を塗装したものであり、下側円環凹部１１を有する。 さらに下側円環凹部１１の上端面には半径方向外側に延長する半径方向膨大部１２が形成される。 加えて、下側円環凹部１１の中央部には、中央に貫通孔を有する円環突部１３が形成されている。

ベース１０の円環突部１３の内周面には、外周面が略円筒形状であり、銅等にて成形された軸受スリーブ２０が接着等にて固定されている。 さらに内周面は、３箇所の内径の大きくことなる部分が形成され、それぞれ上側より内径の小さい順となる第一内径部２１、第二内径部２２および第三内径部２３とする。 この第一内径部２１と微少間隙を介して半径方向に対向するように挿通可能となるようにステンレス鋼等の硬質部材にて形成されたシャフト３０が配置されている。 さらにシャフト３０の下側端部には、ステンレス鋼等にて形成されたスラストプレート４０が第二内径部２２と半径方向に微少間隙を介して対向するように固定されている。 さらにシャフト３０の下端面と軸方向に微少間隙を介して対向するようにステンレス鋼等にて形成されたプレート５０が第三内径部２３と接着等にて固定されている。 これら微少間隙の中には、潤滑流体が実質的に途切れることなく充填されており、軸受スリーブ２０とシャフト３０との半径方向対向面、軸受スリーブ２０とスラストプレート４０との軸方向対向面およびスラストプレート４０とプレート５０との軸方向対向面とにおいて動圧軸受が形成され、回転体であるシャフト３０およびスラストプレート４０を良好に支持している。

またベース１０の円環突部１３の外周面には、下側の外径が大きくなる段部１３ａが形成されており、段部１３ａおよび段部１３ａより上側の外周面と当接するようにステータ６０が接着等にて固定されている。 このステータ６０は、円環形状のコアバック部６１と、このコアバック部６１の外縁部において周方向等間隔で半径方向外側に放射状に突出するティース部６２とが珪素鋼板等の薄板にて形成され、この薄板を積層して構成されたティース部６１の周囲を巻回する巻線６３とで構成されている。

シャフト３０の上部には、記録ディスク（不図示）を載置し、回転させるロータハブ７０が接着圧入等にて固定されている。 このロータハブ７０は、アルミニウムもしくは快削性ステンレス鋼等の硬度の低い部材にて形成され、記録ディスクの内径と略同一の径を有する外周面７１が形成される。 さらにこの外周面７１の下側には、半径方向外側に延長する平面であり、記録ディスクを載置するディスク載置面７２が形成される。 またこのディスク載置面７２の外縁部には、下側に垂下する円筒部７３が形成される。 この円筒部７３の内周面には、鉄製であり円環状のロータヨーク８０が接着等にて固定され、さらにロータヨーク８０の内周面には、ロータマグネット９０が接着等にて固定される。 このロータマグネット９０の内周面とステータ６０のティース部６１の外周面とは、半径方向に間隙を介して対向しており、ステータ６０の巻線６３に通電することにより磁場が発生し、この磁場とロータマグネット９０との相互作用により、回転力が発生し、回転駆動する。

＜３． 主要部＞
図３は、本発明に係る主要部であるシャフト３０とロータハブ７０の嵌合部を示した図２の点線円の拡大図である。

ロータハブ７０には、その中心軸にシャフト３０の直径より小さい孔７４と、この孔７４と連続し、シャフト３０と嵌合するシャフト３０の直径と略同一である嵌合孔７５とが形成されている。 これにより、孔７４と嵌合孔７５との接続部には段部７６が形成され、この段部７６に当接するようにシャフト３０は嵌合孔７５に固定される。 その結果、シャフト３０とロータハブ７０との軸方向の位置決めが安易に行なわれるので、作業効率が向上し、さらにこれらの嵌合に必要な位置決め用治具を削除することができる。

また孔７４の開口部には、円環状の傾斜面７４ａが形成されている。 これにより、後述するディスク載置治具１４０の突出部１４１との挿通に際して、この傾斜面７４ａが突出部１４１を孔７４の軸中心に案内することができ、容易にディスク載置治具１４０の中心軸と孔７４ａの中心とを合わせることができる。

＜４． ロータハブの加工方法＞
図４は、本発明に係るロータハブ７０の外周面７１、ディスク載置面７２、および孔７４の加工装置を示した模式図である。 また図中の点線は保持具の回転中心軸および点線回りの矢印は回転方向を示す。

加工装置１００は、回転可能な保持具１１０と、三次元に移動可能な刃物台に取り付けられたバイト１２０とから構成される。 例えば、ＮＣ旋盤を使用する。

ロータハブ７０の母材であるワーク１３０は、コレットチャックおよび三爪チャック等を具備する保持具１１０に固定される。 この際、ワーク１４０に中心軸を予め決定し、保持具１１０の回転中心軸を同一にするように調整する。 次に保持具１１０を回転させ、三次元に移動可能なバイト１２０をワーク１３０に当てることによって、ロータハブ７０の外周面７１、ディスク載置面７２、および孔７４を切削加工する。 これにより保持具１１０に固定されたまま、外周面７１、ディスク載置面７２、および孔７４を切削加工できる。 したがって、保持具１１０からワーク１３０を外し、再び保持具１１０に固定すると、回転中心がずれてしまうが、保持具１１０にワーク１３０は固定されたままであるので、加工精度の高い、特に同軸度を向上させた切削を実現することができる。

またシャフト３０にロータハブ７０に形成した孔７４と同形状のものを形成する場合、シャフト３０は軸受スリーブ２０との摺動性および耐磨耗性を考慮してオーステナイト系ステンレス鋼もしくはマルテンサイト系ステンレス鋼等の高硬質部材を使用する必要がある。 その高硬質部材に孔を形成するために加工しようとすると、加工の際の切削時間がかかり、さらにバイト１２０には、汎用工具が使用できず、専用工具を使用する必要がある。 加えてその工具寿命も縮めてしまう問題が生じる。 それと比較して、ロータハブ７０は、アルミニウムもしくは快削性ステンレス鋼等の硬度の低い部材を使用するため、バイト１２０に汎用工具を使用でき、硬度が低いため、切削時間がかからず、さらに必要以上に工具寿命が低下することはない。

＜５． 記録ディスクの載置方法＞
図５は、本発明に係るスピンドルモータに記録ディスク１５０を載置する装置および方法に関して示した図である。 図５のａ）は、後述のディスク載置治具１４０の模式図であり、ｂ）は記録ディスク１５０を載置する工程を示した図である。

ディスク載置治具１４０は、略円柱形状であり、所定の中心軸に対して軸方向に移動可能な治具である。 この円柱下面の中心には、ロータハブ７０の孔７４と嵌合し、ロータハブ７０の回転中心軸と円柱下面中心とを一致させ、この中心点においてさらに軸方向に移動可能であり、略円柱状の軸方向突出部１４１が形成されている。 さらにこの軸方向突出部１４１の半径方向周囲には、円弧状突部１４２が円柱下面に周方向等間隔に複数形成されている。 この円弧状突部１４２の円弧中心は円柱下面の中心と同一であり、周方向に複数配置された円弧状突部１４２の外周面は記録ディスク１５０と同一であり、ロータハブ７０の外周面７１と略同一である。 さらに円弧状突部１４２の半径方向外側の円柱下面には、複数の貫通孔１４３が周方向に等間隔に配置されており、この貫通孔１４３から上側に空気を吸引することにより真空チャックの役目を果たしている。

次に記録ディスク１５０の取りつけ工程について記載する。

まず、ディスク載置治具１４０の円弧状突部１４２の外周面に記録ディスク１５０の中心貫通孔を嵌合するように配置する。 その際、貫通孔１４３からの吸引力にて記録ディスク１５０は円柱下面に当接し、固定される。 さらに円弧状突部１４２の中心と記録ディスク１５０の貫通孔の中心とは一致する。 円弧状突部１４２の中心と円柱下面の中心とは同一となり、その結果、円柱下面の中心から突出している軸方向突出部１４１と記録ディスク１５０の貫通孔の中心とを一致することができる（ステップＳ１）。

次にこのディスク載置治具１４０を軸方向下側に移動させ、ロータハブ７０の孔７４の中心軸と突出部１４１の中心軸とを一致させる（ステップＳ２）。 これにより、記録ディスク１５０の回転中心である貫通孔の中心とロータハブ７０の回転中心とを一致させることができる。

次にこの軸方向突出部１４１を固定したままで、ディスク載置治具１４０を軸方向下側に移動させて、円弧状突部１４２の下面とロータハブ７０の上端面とを当接させる（ステップＳ３）。 これにより、円弧状突部１４２の外周面とロータハブ７０の外周面７１とは略連結され、記録ディスク１５０の移動通路を形成することができる。

最後に真空チャックの貫通孔１４３の吸引力を弱めて、記録ディスク１５０を軸方向下側に移動させ、ロータハブ７０のディスク載置面７２に配置する（ステップＳ４）。 これにより、記録ディスク１５０は軸方向上側の保持力となるように吸引力が働くので、この吸引力を弱めることにより、軸方向に沿い、かつ同軸度がずれることなく記録ディスク１５０をロータハブ７０のディスク載置面７２に配置することができる。

以上のように、本発明の実施例に関して記載したが、本発明はこの実施例に限定されることなく、種々の変形を行なうことができる。

例えば、本発明の実施例では、シャフト６０が回転する、いわゆる軸回転方式であったが、この回転方式に限定されることなく、軸固定方式でもよい。 また例えば、本発明の実施例では、ステータ８０の半径方向外側の周囲にロータマグネット９０を配置して回転する、いわゆるアウターロータ方式であったが、これに限定されることなく、ステータ８０の半径方向内側の周囲にロータマグネット９０を配置して回転する、いわゆるインナーロータ方式であってもよい。

また例えば、本発明の実施例では、ディスク載置治具１４０の軸方向突出部１４１が略円柱形状であり、ロータハブ７０の孔７４が円柱状の貫通孔であったが、これに限定されることなく、軸方向突出部１４１と孔７４との形状が一致し、互いの中心軸を合わせるような形状であればよい。 例えば、軸方向突出部１４１が円錐形状であり、孔７４がその円錐形状を埋めるような形状であってもよい。 また孔７４は図２および図３のように貫通孔に限定されることはない。 しかし、シャフト３０と孔７４との同軸精度を向上させるためには、貫通孔であることが望ましい。

また例えば、本発明の実施例では、ロータハブ７０の孔７４および嵌合孔７５とが形成されていたが、これに限定されることなく、図６のように、嵌合孔７５のみでもよい。 図６は図３と同様に点線部分を拡大した他の実施例を示した図である。

ただし、ディスク載置治具１４０の軸方向突出部１４１との中心軸合わせを行なうために、シャフト３０と嵌合孔７５との固定において、シャフト３０の端面とロータハブ７０の上端面とは軸方向に一致させず、シャフト３０の端面を少し下側に配置することにより、円形凹部７７を形成する。 この円形凹部７７の中心軸と軸方向突出部１４１の中心軸とを一致させることによって、記録ディスク１５０を配置してもよい。

本発明に係る記録ディスク駆動装置の実施例の一形態を示した軸方向模式断面図である

本発明に係るスピンドルモータの実施例の一形態を示した軸方向模式断面図である

本発明に係るシャフトとロータハブとの嵌合部を示した図２の拡大図である

本発明に係るロータハブの加工装置の模式断面図である

ａ）は本発明に係るディスク載置治具の模式図であり、ｂ）は記録ディスクをロータハブに載置する工程を示した図である

本発明に係るシャフトとロータハブとの嵌合部を示した他の実施例を示した図である

従来例に係るスピンドルモータを示した軸方向模式断面図である

符号の説明

１ 記録ディスク駆動装置１０ ベース２０ 軸受スリーブ３０ シャフト４０ スラストプレート５０ プレート６０ ステータ７０ ロータハブ７１ 外周面７２ ディスク載置面７３ 円筒部７４ 孔７５ 嵌合孔７６ 段部７７ 円形凹部８０ ロータヨーク９０ ロータマグネット１００ 加工装置１１０ 保持具１２０ バイト１３０ ワーク１４０ ディスク載置治具１４１ 軸方向突出部１４２ 円弧状突出部１４３ 貫通孔１５０ 記録ディスク