JP4245211B2

JP4245211B2 - Yoke-integrated rotating magnet for spindle motor and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4245211B2
Application number: JP35049298A
Authority: JP
Inventors: 誠水野; 晴久島▲崎▼; 弘灰塚
Original assignee: Daido Electronics Co Ltd
Current assignee: Daido Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-12-09
Filing date: 1998-12-09
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2018-12-09
Also published as: JP2000184642A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスクドライブ等に使用されるスピンドルモータ用ヨーク一体型回転マグネット、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」という）のディスクを高速回転してデータの読み出し速度を向上させ、ＨＤＤの高容量化を図ることが行われている。例えば、ディスクの回転速度は現在のところ約４５００ｒｐｍであるが、これを２０００年には１００００ｒｐｍに、２００３年には１５０００ｒｐｍに向上させる計画がある。
【０００３】
ここで、従来から使用されているＨＤＤ用のスピンドルモータの一例を図５に示す。
このスピンドルモータは、コイル５１の巻回体である円筒状のステータコア５０と、ステータコア５０の外側に所定のクリアランスを置いて同軸的に配設されたヨーク一体型回転マグネット５２で構成されている。このうち、ヨーク一体型回転マグネット５２は、通常、希土類磁性体粉末と樹脂の一体成形体であるボンド磁石から成る円筒状の駆動マグネット４０を、磁性体から成るヨーク（ロータヨーク）２０の内面に接着剤３０を介して接着して一体化した構造になっている。
【０００４】
そして、このヨーク一体型回転マグネット５２の製造は、概ね次のようにして行われている。
まず、所定のボンド磁石から成る円筒状の駆動マグネット４０が製造され、一方で、所定の磁性体ブロックから円筒状ヨーク２０が通常は機械加工で製造される。このとき、駆動マグネット４０の外径は、ヨーク２０の内径より小さく加工され、前者が後者の内径部に挿入できるように設計され、同時に両者の真円度、円筒度、同軸度、高さ寸法、及び平行度等が所定の基準を満足するように加工される。
【０００５】
そして、駆動マグネット４０をヨーク２０の内径部に同軸的に挿入し、駆動マグネット４０の外面とヨーク２０の内面とが形成する微小クリアランスに所定の接着剤３０を注入した後、当該接着剤を硬化することにより全体を一体化する。ところで、最近のスピンドルモータの更なる高速回転化への要望の強まりに伴い、上記したヨーク一体型回転マグネットを構成する駆動マグネット４０、ヨーク２０の寸法精度に対しては厳しい要求がなされている。具体的には、外径、内径、高さ、さらには、真円度、円筒度、同軸度、及び平行度等の各仕様については、格段に厳しい精度（１０μｍ以下）が要求され始めている。
【０００６】
このような要求に対し、例えばヨーク２０の場合は、ブロックからの機械加工で製造されるため、比較的に対応は容易であるということができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、駆動マグネット４０の場合は、ボンド磁石が粉末成形法で製造されているため、その寸法精度を高めることは非常に困難であり、要求精度に応える限界に達しつつある。
このようなことから、駆動マグネット４０とヨーク２０を組み立てた後のヨーク一体型回転マグネットにおいて、最終的に要求精度を実現することが研究され始めている。
【０００８】
そこで、本発明者らは、前記した現在の組立方法に関して考察を加え、現在の方法には次のような問題があることを把握するに至った。
まず、第１の問題は、駆動マグネット４０をヨーク２０に接着するためには、両者の間に通常２０〜３０μｍのクリアランスが接着剤を注入するために必要となることである。そして、接着剤が均等にこのクリアランスに注入されないこともあり、一体化した後に両者の間で軸心ずれが生じやすく、高速回転の際に振動やぶれ（動アンバランス）が生じることがある。さらに、駆動マグネット４０とコイル５１の間隔が一定でなくなるので、マグネットに作用する磁気的な力が周期的に変化し(磁気アンバランス）、このことによってもモータに振動やぶれが生じることがある。さらには、このような振動やぶれが原因となって、モータ作動時に騒音が発生することもある。
【０００９】
第２の問題は、マグネットの固定に用いた接着剤の成分が気化すると、気化したガス成分がＨＤＤやモータの内部に析出し、ディスクやモータに悪影響を与える可能性があり、非常に高い清浄度を要求されるスピンドルモータにとって不適切であるということである。
本発明は、スピンドルモータにおける上記した問題を解決することができ、寸法精度が著しく向上されたスピンドルモータ用ヨーク一体型回転マグネット、及びその製造方法の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１記載の本発明においては、円筒状ヨークの内側に円筒状の希土類ボンド磁石を酸化膨張して成る駆動マグネットが嵌合されて成り、
前記駆動マグネットの内部には圧縮応力が付与されていることを特徴とするスピンドルモータ用ヨーク一体型回転マグネットが提供される。
【００１１】
好ましくは、前記駆動マグネットの内面の真円度、円筒度、及び同軸度はそれぞれ２０μｍ以下であるのがよい（請求項２）。
また、請求項３記載の本発明においては、円筒状ヨークの内側に該ヨークの内径より外径の小さい円筒状の希土類ボンド磁石から成る駆動マグネットを配置し、前記ヨークと前記駆動マグネットを大気中で５０〜３００℃に加熱して該駆動マグネットを酸化膨張させて前記ヨークの内壁に圧着させ、次いでヨークと駆動マグネットを冷却し、ヨークと駆動マグネットを一体嵌合することを特徴とするスピンドルモータ用ヨーク一体型回転マグネットの製造方法が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、後述するように、希土類ボンド磁石を大気中で加熱すると、酸化膨張を起こし、冷却してもその膨張した形状を保持し続けるという知見に基づいて本発明を完成させたものである。そして、単体では寸法精度に劣る希土類磁石の駆動マグネットを接着剤を用いることなくヨークに一体的に組付けることによって、結果として一体化物の寸法精度を向上させている。
【００１３】
以下、本発明のヨーク一体型回転マグネットの実施の形態を図１を参照して説明する。
図１において、ヨーク一体型回転マグネット１は、円筒状ヨーク２の内側に、円筒状の希土類ボンド磁石を酸化膨張して成る駆動マグネット４が嵌合されて成っている。
ヨーク２は、駆動マグネット４の磁束の漏洩を防止して磁路の形成を容易にするためものであり、例えば、鋼やステンレススチール（ＪＩＳに規定するＳＵＳ４０３等）を用いることができる。なお、後述するように、ヨークの寸法精度はボンド磁石の寸法精度に影響を与えることから、ヨークの寸法精度（内外径、高さ、真円度、同軸度、円筒度等）を１０μｍ以下とするのが好ましい。
【００１４】
円筒状の駆動マグネット４は、希土類磁石の粉末と樹脂の混合物を成形したボンド磁石で構成されている。希土類磁石としては、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石やＳｍ−Ｃｏ磁石を用いることができる。樹脂としては、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂やナイロン等の熱可塑性樹脂、ゴム等を用いることができる。また、上記混合物を成形する方法としては、例えばプレス成形や射出成形を行うことができる。なお、ヨーク２に嵌合される前の駆動マグネット４の外径は、ヨーク内の内径より小さくなっていることが必要である。この場合、駆動マグネット４の外径とヨーク２の内径の差を１０〜５０μｍ程度とすればよい。
【００１５】
次に、駆動マグネット４をヨーク２の内側に嵌合する方法について説明する。
駆動マグネットを構成する主体の希土類ボンド磁石を５０〜３００℃に加熱すると、磁石粉末中の金属元素（例えば、ＮｄやＳｍ）が酸化されて体積の大きい酸化体（例えば、Ｎｄ₂Ｏ₃やＳｍ₂Ｏ₃）に変化し、磁石全体は体積膨張する。そして、一旦、酸化膨張した磁石は室温に戻されてもほとんど収縮することはなく、膨張したままの形状を保持し続ける。
【００１６】
そこで、ヨーク２の内側に駆動マグネット４を配置し、これらを上記温度に加熱すると、駆動マグネット４はその外面がヨーク２の内壁に達するまで膨張し、やがてヨーク２の内壁に圧着する。そして、上述のように駆動マグネット４は放冷しても収縮しないため、駆動マグネット４とヨーク２は嵌合界面Ｓを形成して一体嵌合する。このとき、駆動マグネットのそれ以上の膨張はヨークの拘束によって抑えられ、駆動マグネットの内部に圧縮応力が付与された状態になる。
【００１７】
以上のように本発明は、磁石の酸化膨張を利用して、接着剤を用いずに（又はその量を低減して）駆動マグネットをヨークに固定させるものであるが、さらに、駆動マグネットの膨張によって、その寸法精度がヨークに組付ける前より向上するという特徴を有している。以下、駆動マグネットの膨張によりその寸法精度が向上する機構について、図２に基づいて説明する。
【００１８】
図２において、ヨーク２の内側に配置された駆動マグネット４の当初の寸法精度（真円度、同軸度、及び円筒度等）は低い値になっている。一方、ヨーク２の寸法精度は高い（１０μｍ以下）。従って、駆動マグネット４とヨーク２の寸法精度の違いから、両者の間にはギャップｇが形成される（図２（ａ））。ここで、駆動マグネット４を加熱すると、駆動マグネット４は酸化膨張して外側に広がってヨーク２の内壁に圧着し、ギャップｇが消失する（図２（ｂ））。このとき、駆動マグネット４の外面は寸法精度に優れるヨーク２の内壁をガイドとして形成されるためにその形状が矯正されるが、それに伴って、駆動マグネット４の内面の形状も同様に矯正される。その結果、一体嵌合した後の駆動マグネット４の内面の寸法精度はヨークと同等な値に改善されることになる。
【００１９】
ここで、真円度とは、駆動マグネットやヨークの軸に垂直な断面が幾何学的円から偏倚している大きさをいう。同軸度とは、磁石やヨークの軸心が幾何学的な軸直線から偏倚している大きさをいう。また、円筒度とは、磁石やヨークが幾何学的な円筒形状から偏倚している大きさをいう。そして、これらの値はいずれも、ヨークと一体化したマグネットをモータに組み込んだ後の動アンバランスや磁気アンバランスに影響を与えるものとなっている。
【００２０】
なお、駆動マグネット４とヨーク２の嵌合界面Ｓには、適量の接着剤が介装されていてもよい。この場合、接着剤が駆動マグネットの膨張によってヨーク内壁に圧着され、均一な厚みで接着層が形成されるので、マグネットとヨークの一体化物全体の寸法精度を低下させることなく、その接合強度を向上させることができる。接着剤としては、例えば紫外線硬化樹脂を用いることができる。また、接着剤の量は、接着剤の成分が気化してモータ等に悪影響を与えない程度に調整すればよい。
【００２１】
さらに、駆動マグネットから磁粉が飛散してＨＤＤのディスク上の情報を消去することを防止し、ヨークに防食性を付与するために、駆動マグネット４やヨーク２の表面に各種のコーティング、電着塗装やメッキ（例えば、Ｎｉメッキ）等の処理が施されていてもよい。この場合、あらかじめ表面処理を施した駆動マグネットとヨークを一体化してもよいが、駆動マグネットとヨークを一体化した後で表面処理を施す方が生産効率やコストの点からは好ましい。なお、前者の場合には、嵌合界面Ｓに塗膜やメッキ層が介装されているが、このようになっていても差し支えない。
【００２２】
次に、本発明のヨーク一体型回転マグネットの製造方法について、図３に基づいて説明する。
図３において、まず、ヨーク２の内径より外径が小さい駆動マグネット４をヨーク２の内側に配置する（図３（ａ））。ヨーク２と駆動マグネット４の間の空隙ｖは、１０〜５０μｍ程度になっているのがよい。
【００２３】
次に、ヨーク２と駆動マグネット４を大気中で加熱し、駆動マグネット４を酸化膨張させてヨーク２の内壁に圧着させる（図３（ｂ））。加熱温度は、ボンド磁石の磁性が損なわれない温度（３００℃以下）であればよいが、１００〜１５０℃とすることが好ましい。また、加熱時間は、加熱温度に応じて適宜定めればよいが、例えば３０分〜２時間とすればよい。なお、加熱によってヨーク２も熱膨張するが、その度合は駆動マグネット４の酸化膨張に比べると小さい（図示Ｌは、常温におけるヨーク２の外径を表す）。このとき、既に述べたように、駆動マグネット４の形状はヨーク２の内壁をガイドとして矯正され、駆動マグネット４の内面の寸法精度はヨーク２と同等な値に改善される。
【００２４】
そして、加熱を止め、ヨーク２と駆動マグネット４を室温まで冷却する（図３（ｃ））。この際、熱膨張したヨーク２は元の大きさに収縮するが、一旦、酸化膨張した駆動マグネット４はほとんど収縮することはなく、結果として駆動マグネット４とヨーク２を一体嵌合することができる。なお、冷却としては放冷を行えばよい。
【００２５】
【実施例】
実施例１、２、比較例１
１．ヨーク一体型回転マグネットの組立て
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石粉末にエポキシ樹脂を３重量％混合しプレス成形して、表１に示す寸法の円筒状ボンド磁石から成る駆動マグネットを製造した。そして、ステンレススチール（ＪＩＳに規定するＳＵＳ４０３）を用いて表１に示す寸法の円筒状ヨークを作成した。
【００２６】
そして、上記の駆動マグネットをヨークの内側に配置し、これらを大気雰囲気下で１５０℃×１時間の条件で加熱して、駆動マグネットを構成する希土類ボンド磁石を酸化膨張させてヨーク内壁に圧着させ、そのまま放冷して駆動マグネットとヨークを一体嵌合した。
次にカチオン電着塗料を用いてこの一体化物に樹脂コーティングを施した。なお、実施例２においては、あらかじめカチオン電着塗料を用いて樹脂コーティングした駆動マグネットをヨークに嵌合させた。
【００２７】
また、比較のため、紫外線硬化樹脂から成る接着剤を用いて駆動マグネットをヨークの内側に固定した後、同様に樹脂コーティングしたものを用意した。
【００２８】
【表１】

【００２９】
２．評価
（１）寸法精度の測定
上記駆動マグネットとヨークを一体化する前の駆動マグネットとヨークの内面、及び各実施例において一体化した後の駆動マグネット内面の真円度、同軸度、及び円筒度をＪＩＳ（Ｂ０６２１）に従って測定した。
（２）磁粉の測定
駆動マグネットとヨークの一体化物を純水に浸漬して超音波洗浄し、磁粉の発生の有無を調査した。
（３）接合強度の測定
駆動マグネットとヨークの一体化物について、引張試験機を用いて駆動マグネットとヨークをその軸方向に引き離し、駆動マグネットがヨークから抜けたときの圧力を測定した。駆動マグネットの加熱条件を変えたときの接合強度の変化を図４に示す。従来の接着法による接合強度と同等なものを○、接着法に比べて劣っているものを×として判定した。
（４）モータの高速回転特性
所定のステータに上記のヨーク一体型回転マグネットを取付けてモータを作製した。このモータを１００００ｒｐｍで高速回転させ、振動の有無を判定した。
以上の結果を表２に示した。
【００３０】
【表２】

【００３１】
表２から次のことが明らかである。
(１)駆動マグネットとヨークが一体嵌合した本発明のヨーク一体型回転マグネットは、嵌合後の駆動マグネット内面の真円度、同軸度、及び円筒度がいずれも１０μｍ以下であり、駆動マグネット単体の値に比べて寸法精度が大幅に向上している。そして、その結果、モータの高速回転が可能となっている。また、磁粉の発生もなく、接合強度についても従来のマグネットと同等となっている。
(２)実施例と比較例を対比して明らかなように、接着剤を用いて駆動マグネットをヨークに固定させた比較例の場合は、実施例に比べて駆動マグネット内面の寸法精度が大幅に悪化し、モータの高速回転時に振動が生じた。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、従来のヨーク一体型回転マグネットに比べて、駆動マグネットの寸法精度（内外径、高さ、真円度、同軸度、円筒度等）を大幅に向上させることができ、その結果、スピンドルモータの高速回転を達成することが可能となる。
【００３３】
また、駆動マグネットは酸化膨張による力でヨークに嵌合されているため、接着剤を用いずに、若しくはその量を低減することができ、接着剤の成分の気化によるモータやＨＤＤの不具合を低減することが可能となる。
さらに、接着剤の使用を低減し、接着工程を省略することができるので、コスト上、及び生産効率の点からも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヨーク一体型回転マグネットを示す斜視図である。
【図２】駆動マグネットの軸方向に垂直な面から見たときの、酸化膨張した駆動マグネットの形状変化を示す断面図である。
【図３】駆動マグネットの軸方向に垂直な面から見たときの、本発明のヨーク一体型回転マグネットの製造方法を示す工程図である。
【図４】駆動マグネットの加熱温度と接合強度の関係を示すグラフである。
【図５】従来のヨーク一体型回転マグネットを示す断面図である。
【符号の説明】
１ヨーク一体型回転マグネット
２円筒状ヨーク
４円筒状の希土類ボンド磁石から成る駆動マグネット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spindle motor yoke-integrated rotating magnet for use in a hard disk drive or the like, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a hard disk drive (hereinafter referred to as “HDD”) disk is rotated at a high speed to improve a data reading speed and to increase the capacity of the HDD. For example, the rotational speed of the disk is currently about 4500 rpm, but there are plans to increase this to 10,000 rpm in 2000 and 15000 rpm in 2003.
[0003]
An example of a conventional spindle motor for HDD is shown in FIG.
The spindle motor includes a cylindrical stator core 50 that is a winding body of a coil 51, and a yoke-integrated rotating magnet 52 that is coaxially disposed with a predetermined clearance outside the stator core 50. Of these, the yoke-integrated rotating magnet 52 is generally configured such that a cylindrical driving magnet 40 made of a bonded magnet, which is an integrally molded body of rare earth magnetic powder and resin, is bonded to the inner surface of a yoke (rotor yoke) 20 made of a magnetic material. The structure is integrated by bonding through the agent 30.
[0004]
The yoke-integrated rotating magnet 52 is generally manufactured as follows.
First, the cylindrical drive magnet 40 made of a predetermined bonded magnet is manufactured, while the cylindrical yoke 20 is normally manufactured from a predetermined magnetic block by machining. At this time, the outer diameter of the drive magnet 40 is processed to be smaller than the inner diameter of the yoke 20 so that the former can be inserted into the inner diameter portion of the latter, and at the same time, the roundness, cylindricity, coaxiality, and height of both are designed. , And parallelism etc. are processed so as to satisfy a predetermined standard.
[0005]
Then, the drive magnet 40 is coaxially inserted into the inner diameter portion of the yoke 20, and a predetermined adhesive 30 is injected into a minute clearance formed by the outer surface of the drive magnet 40 and the inner surface of the yoke 20, and then the adhesive is cured. By doing so, the whole is integrated. By the way, with the recent increase in demand for further high-speed rotation of the spindle motor, severe demands have been made on the dimensional accuracy of the drive magnet 40 and the yoke 20 constituting the yoke-integrated rotary magnet. Specifically, for each specification such as outer diameter, inner diameter, height, and roundness, cylindricity, coaxiality, and parallelism, extremely strict accuracy (10 μm or less) has begun to be required.
[0006]
In response to such a requirement, for example, the yoke 20 is manufactured by machining from a block, so it can be said that it is relatively easy to cope with it.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the drive magnet 40, since the bonded magnet is manufactured by a powder molding method, it is very difficult to increase the dimensional accuracy, and the limit for meeting the required accuracy is being reached.
For this reason, research has finally begun to achieve the required accuracy in the yoke-integrated rotary magnet after the drive magnet 40 and the yoke 20 are assembled.
[0008]
Therefore, the present inventors have considered the above-described current assembly method, and have come to grasp that the current method has the following problems.
First, in order to bond the drive magnet 40 to the yoke 20, a first problem is that a clearance of 20 to 30 μm is usually required between them to inject the adhesive. In some cases, the adhesive is not evenly injected into the clearance, and after the integration, an axial misalignment tends to occur between the two, and vibration and shaking (dynamic imbalance) may occur during high-speed rotation. Furthermore, since the distance between the drive magnet 40 and the coil 51 is not constant, the magnetic force acting on the magnet changes periodically (magnetic unbalance), which may cause vibration and vibration of the motor. Furthermore, noise may be generated when the motor is operated due to such vibration and vibration.
[0009]
The second problem is that when the component of the adhesive used to fix the magnet is vaporized, the vaporized gas component may be deposited inside the HDD or motor, which may adversely affect the disk or motor. This is unsuitable for a spindle motor that requires a high degree of speed.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a spindle motor yoke-integrated rotary magnet for a spindle motor, which can solve the above-mentioned problems in a spindle motor, and whose dimensional accuracy is remarkably improved, and a manufacturing method thereof.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention according to claim 1, a drive magnet formed by oxidizing and expanding a cylindrical rare earth bonded magnet is fitted inside a cylindrical yoke,
A spindle motor yoke-integrated rotary magnet is provided in which a compressive stress is applied to the inside of the drive magnet.
[0011]
Preferably, the roundness, cylindricity, and coaxiality of the inner surface of the drive magnet are each 20 μm or less (Claim 2).
According to a third aspect of the present invention, a drive magnet made of a cylindrical rare earth bonded magnet having an outer diameter smaller than the inner diameter of the yoke is disposed inside the cylindrical yoke, and the yoke and the drive magnet are disposed in the atmosphere. The spindle motor is characterized in that it is heated to 50 to 300 ° C. to oxidize and expand the drive magnet to be crimped to the inner wall of the yoke, then the yoke and the drive magnet are cooled, and the yoke and the drive magnet are integrally fitted. A method for manufacturing a yoke-integrated rotating magnet for use is provided.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described later, the present inventors have completed the present invention based on the knowledge that when a rare-earth bonded magnet is heated in the atmosphere, it undergoes oxidative expansion and continues to retain its expanded shape even when cooled. It is. Then, the rare earth magnet drive magnet, which is inferior in dimensional accuracy as a single unit, is integrally assembled to the yoke without using an adhesive, and as a result, the dimensional accuracy of the integrated product is improved.
[0013]
An embodiment of a yoke-integrated rotary magnet according to the present invention will be described below with reference to FIG.
In FIG. 1, a yoke-integrated rotary magnet 1 is formed by fitting a drive magnet 4 formed by oxidizing and expanding a cylindrical rare earth bonded magnet inside a cylindrical yoke 2.
The yoke 2 is for preventing leakage of the magnetic flux of the drive magnet 4 and facilitating the formation of a magnetic path. For example, steel or stainless steel (SUS403 or the like defined in JIS) can be used. As will be described later, since the dimensional accuracy of the yoke affects the dimensional accuracy of the bonded magnet, the dimensional accuracy of the yoke (inner / outer diameter, height, roundness, coaxiality, cylindricity, etc.) is 10 μm or less. It is preferable to do this.
[0014]
The cylindrical drive magnet 4 is composed of a bonded magnet formed by molding a mixture of rare earth magnet powder and resin. As the rare earth magnet, an Nd—Fe—B magnet or an Sm—Co magnet can be used. As the resin, a thermosetting resin such as an epoxy resin, a thermoplastic resin such as nylon, rubber, or the like can be used. Moreover, as a method of shape | molding the said mixture, press molding and injection molding can be performed, for example. It should be noted that the outer diameter of the drive magnet 4 before being fitted to the yoke 2 needs to be smaller than the inner diameter of the yoke. In this case, the difference between the outer diameter of the drive magnet 4 and the inner diameter of the yoke 2 may be about 10 to 50 μm.
[0015]
Next, a method for fitting the drive magnet 4 inside the yoke 2 will be described.
When the rare earth bonded magnet that constitutes the drive magnet is heated to 50 to 300 ° C., the metal element (for example, Nd or Sm) in the magnet powder is oxidized and an oxidant having a large volume (for example, Nd ₂ O ₃ or Sm). ₂ O ₃ ), and the entire magnet expands in volume. Then, once the oxidatively expanded magnet is returned to room temperature, it hardly shrinks and keeps its expanded shape.
[0016]
Therefore, when the drive magnet 4 is disposed inside the yoke 2 and heated to the above temperature, the drive magnet 4 expands until its outer surface reaches the inner wall of the yoke 2, and eventually presses against the inner wall of the yoke 2. As described above, since the drive magnet 4 does not contract even when it is allowed to cool, the drive magnet 4 and the yoke 2 form a fitting interface S and are integrally fitted. At this time, further expansion of the drive magnet is suppressed by the restriction of the yoke, and a compressive stress is applied to the inside of the drive magnet.
[0017]
As described above, the present invention uses the oxidative expansion of the magnet to fix the drive magnet to the yoke without using an adhesive (or by reducing the amount thereof). Therefore, the dimensional accuracy is improved compared with that before assembling to the yoke. Hereinafter, a mechanism for improving the dimensional accuracy due to expansion of the drive magnet will be described with reference to FIG.
[0018]
In FIG. 2, the initial dimensional accuracy (roundness, coaxiality, cylindricity, etc.) of the drive magnet 4 disposed inside the yoke 2 is low. On the other hand, the dimensional accuracy of the yoke 2 is high (10 μm or less). Therefore, a gap g is formed between the drive magnet 4 and the yoke 2 due to the difference in dimensional accuracy (FIG. 2A). Here, when the drive magnet 4 is heated, the drive magnet 4 oxidizes and expands, spreads outward, and is pressed against the inner wall of the yoke 2, and the gap g disappears (FIG. 2B). At this time, since the outer surface of the drive magnet 4 is formed using the inner wall of the yoke 2 having excellent dimensional accuracy as a guide, the shape thereof is corrected, and accordingly, the shape of the inner surface of the drive magnet 4 is also corrected. . As a result, the dimensional accuracy of the inner surface of the drive magnet 4 after being integrally fitted is improved to a value equivalent to that of the yoke.
[0019]
Here, the roundness refers to the size of the cross section perpendicular to the axis of the drive magnet or yoke that deviates from the geometric circle. The concentricity refers to the size with which the axis of the magnet or yoke is deviated from the geometric axis line. Further, the cylindricity refers to the size with which the magnet and the yoke are deviated from the geometric cylindrical shape. These values all affect the dynamic imbalance and magnetic imbalance after the magnet integrated with the yoke is incorporated into the motor.
[0020]
An appropriate amount of adhesive may be interposed in the fitting interface S between the drive magnet 4 and the yoke 2. In this case, the adhesive is pressed against the inner wall of the yoke by the expansion of the drive magnet, and an adhesive layer is formed with a uniform thickness, so that the joint strength is improved without degrading the overall dimensional accuracy of the integrated magnet and yoke. Can be made. For example, an ultraviolet curable resin can be used as the adhesive. Further, the amount of the adhesive may be adjusted to such an extent that the adhesive components are not vaporized and adversely affect the motor or the like.
[0021]
Furthermore, various coatings and electrodeposition coatings are applied to the surfaces of the drive magnet 4 and the yoke 2 in order to prevent the magnetic particles from being scattered from the drive magnet and erasing information on the HDD disk, and to give the yoke anticorrosive properties. Or a treatment such as plating (for example, Ni plating) may be performed. In this case, the drive magnet and the yoke that have been surface-treated in advance may be integrated, but it is preferable from the viewpoint of production efficiency and cost that the surface treatment is performed after the drive magnet and the yoke are integrated. In the former case, a coating film or a plating layer is interposed in the fitting interface S, but it does not matter if this is the case.
[0022]
Next, a method for manufacturing the yoke-integrated rotary magnet of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 3, first, the drive magnet 4 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the yoke 2 is disposed inside the yoke 2 (FIG. 3A). The gap v between the yoke 2 and the drive magnet 4 is preferably about 10 to 50 μm.
[0023]
Next, the yoke 2 and the drive magnet 4 are heated in the atmosphere, and the drive magnet 4 is oxidatively expanded and pressed against the inner wall of the yoke 2 (FIG. 3B). The heating temperature may be a temperature (300 ° C. or lower) at which the magnetism of the bonded magnet is not impaired, but is preferably 100 to 150 ° C. The heating time may be appropriately determined according to the heating temperature, but may be, for example, 30 minutes to 2 hours. The yoke 2 is also thermally expanded by heating, but the degree is smaller than the oxidative expansion of the drive magnet 4 (L in the drawing represents the outer diameter of the yoke 2 at room temperature). At this time, as already described, the shape of the drive magnet 4 is corrected using the inner wall of the yoke 2 as a guide, and the dimensional accuracy of the inner surface of the drive magnet 4 is improved to a value equivalent to that of the yoke 2.
[0024]
Then, the heating is stopped and the yoke 2 and the drive magnet 4 are cooled to room temperature (FIG. 3C). At this time, the thermally expanded yoke 2 contracts to its original size, but the oxidatively expanded drive magnet 4 hardly contracts. As a result, the drive magnet 4 and the yoke 2 can be integrally fitted. . In addition, what is necessary is just to cool as cooling.
[0025]
【Example】
Examples 1 and 2 and Comparative Example 1
1. Assembling the yoke-integrated rotating magnet 3% by weight of epoxy resin was mixed with Nd—Fe—B magnet powder and press-molded to produce a drive magnet composed of a cylindrical bonded magnet having the dimensions shown in Table 1. And the cylindrical yoke of the dimension shown in Table 1 was created using stainless steel (SUS403 prescribed | regulated to JIS).
[0026]
Then, the drive magnets described above are arranged inside the yoke, and these are heated in an air atmosphere at 150 ° C. for 1 hour to oxidize and expand the rare earth bonded magnets that make up the drive magnet and to press-bond to the inner wall of the yoke. Then, it was allowed to cool as it was, and the drive magnet and the yoke were integrally fitted.
Next, a resin coating was applied to the integrated product using a cationic electrodeposition paint. In Example 2, a drive magnet previously coated with a resin using a cationic electrodeposition paint was fitted to the yoke.
[0027]
For comparison, a drive magnet was fixed to the inside of the yoke using an adhesive made of an ultraviolet curable resin, and a resin coating was similarly prepared.
[0028]
[Table 1]

[0029]
2. Evaluation (1) Measurement of dimensional accuracy Roundness, concentricity, and cylindricity of the inner surface of the driving magnet and the yoke before integrating the driving magnet and the yoke, and the inner surface of the driving magnet after integration in each embodiment Was measured according to JIS (B0621).
(2) Measurement of magnetic powder An integrated product of a driving magnet and a yoke was immersed in pure water and subjected to ultrasonic cleaning, and the presence or absence of magnetic powder was investigated.
(3) Measurement of bonding strength For the integrated drive magnet and yoke, the tensile force was used to separate the drive magnet and yoke in the axial direction, and the pressure when the drive magnet was removed from the yoke was measured. FIG. 4 shows the change in bonding strength when the heating condition of the drive magnet is changed. A case where the bonding strength was equivalent to that of the conventional bonding method was evaluated as ◯, and a case where it was inferior to the bonding method was evaluated as X.
(4) High-speed rotation characteristics of motor The above-described yoke-integrated rotating magnet was attached to a predetermined stator to produce a motor. The motor was rotated at a high speed of 10,000 rpm, and the presence or absence of vibration was determined.
The above results are shown in Table 2.
[0030]
[Table 2]

[0031]
From Table 2, the following is clear.
(1) The yoke-integrated rotary magnet of the present invention in which the drive magnet and the yoke are integrally fitted has a roundness, a coaxiality, and a cylindricity of 10 μm or less on the inner surface of the drive magnet after fitting. Compared to the single value, the dimensional accuracy is greatly improved. As a result, the motor can be rotated at a high speed. Further, no magnetic powder is generated, and the bonding strength is equivalent to that of a conventional magnet.
(2) As is clear from the comparison between the example and the comparative example, in the case of the comparative example in which the drive magnet is fixed to the yoke using an adhesive, the dimensional accuracy of the inner surface of the drive magnet is significantly greater than that of the example. It deteriorated and vibration occurred when the motor rotated at high speed.
[0032]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the dimensional accuracy of the drive magnet (inner / outer diameter, height, roundness, coaxiality, cylindricity, etc.) is improved as compared with the conventional yoke-integrated rotating magnet. As a result, it is possible to achieve a high speed rotation of the spindle motor.
[0033]
In addition, since the drive magnet is fitted to the yoke by the force of oxidative expansion, the amount of the adhesive can be reduced without using an adhesive, and the trouble of the motor and HDD due to the evaporation of the adhesive component can be reduced. It becomes possible to do.
Furthermore, since the use of an adhesive can be reduced and the bonding step can be omitted, it is advantageous in terms of cost and production efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a yoke-integrated rotating magnet of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a change in shape of an oxidatively expanded drive magnet when viewed from a plane perpendicular to the axial direction of the drive magnet.
FIG. 3 is a process diagram showing a method of manufacturing a yoke-integrated rotary magnet according to the present invention when viewed from a plane perpendicular to the axial direction of a drive magnet.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the heating temperature of the drive magnet and the bonding strength.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conventional yoke-integrated rotating magnet.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Yoke integral rotation magnet 2 Cylindrical yoke 4 Driving magnet which consists of cylindrical rare earth bond magnets

Claims

A drive magnet formed by oxidizing and expanding a cylindrical rare earth bonded magnet is fitted inside the cylindrical yoke.
A spindle motor yoke-integrated rotary magnet having a compressive stress applied to the inside of the drive magnet.

2. The spindle motor yoke-integrated rotary magnet according to claim 1, wherein roundness, cylindricity, and coaxiality of an inner surface of the drive magnet are each 20 μm or less.

A driving magnet composed of a cylindrical rare earth bonded magnet having an outer diameter smaller than the inner diameter of the yoke is disposed inside the cylindrical yoke, and the driving magnet is heated to 50 to 300 ° C. in the atmosphere. 3. The spindle motor according to claim 1, wherein the yoke and the drive magnet are cooled, and the yoke and the drive magnet are integrally fitted together. Of manufacturing a yoke-integrated rotating magnet for use.