【機械・ロボット】薄型HDDを支える！日本電産の「モータシャフト固定技術」

【課題】「強く挿す」と歪む、「接着剤」ははみ出す

スピンドルモータの中心には、回転の軸となる「静止シャフト」があり、これをモータの土台である「ベース部材」の穴（保持孔）に固定する必要があります。

従来、この固定にはシャフトを穴に強く押し込む「圧入」が用いられてきました。しかし、HDDの薄型化に伴ってベース部材自体が薄くなると、抜けにくくするために強く圧入した際、その力でベース部材が変形（歪み）してしまうという深刻な問題が発生しました。ベースが歪むと、モータの回転精度が落ちてしまいます。

そこで、圧入する力を弱めて「接着剤」を併用する方法が考えられましたが、今度は別の問題が起きます。隙間が狭すぎると接着剤が奥まで浸透せず強度が不足し、逆に多めに塗ると接着剤が穴からはみ出してしまい、他の精密部品に干渉したりパーティクル（ゴミ）の原因になったりしてしまいます。

【解決策】「テーパ形状」と「環状面取部」の合わせ技

日本電産は、ベース部材の穴（保持孔）の断面形状をミクロン単位で工夫することで、「毛細管現象」をコントロールし、この難題を解決しました。

1. 毛細管現象を誘発する「テーパ状の隙間」

本技術では、ベース部材の保持孔を単なる真っ直ぐな円柱ではなく、特殊な形状にしています。孔の上半分はシャフトにピタッと密着する真っ直ぐな形状ですが、下半分は下方（出口側）に向かってごくわずかに広がる「テーパ形状」になっています。

シャフトを圧入した後、下から接着剤を塗布すると、このわずかに広がる隙間が引き金となって「毛細管現象」が起き、接着剤がスッと孔の奥深くまで吸い込まれていきます。これにより、圧入の力を弱めても、接着剤が広範囲に浸透して強固な固定力を発揮します。

2. 接着剤の受け皿となる「環状面取部」

さらに重要なのが、保持孔の出口（下面開口）のエッジ部分です。

図2に示されるように、孔の出口の角を全周にわたって削り落とした「環状面取部（83）」が設けられています。シャフトの下端から塗布された接着剤は、毛細管現象で上へ吸い上げられると同時に、余った接着剤がこの「環状面取部」の内側にスライムのように留まり（フィレットを形成し）、外に垂れたりはみ出したりすることがありません。

【効果】極薄モータの量産化と、デジタル社会のデータ保存を支える

このモータシャフト固定技術により、精密モータの製造現場に以下のような大きな効果がもたらされます。

• ベース部材の変形防止と固定強度の両立： 圧入力を下げても接着剤が奥まで確実に浸透するため、ベースを薄くしても歪まず、かつ強い衝撃に耐える固定強度を実現しました。
• 接着剤はみ出しによる品質不良の撲滅： 環状面取部が接着剤の「ダム」として機能するため、周囲への液垂れやゴミの発生を完全に防ぎ、モータの信頼性を高めます。
• モバイル機器のさらなる薄型化への貢献： モータの土台を極限まで薄くできるようになったことで、ノートPCや外付けドライブなど、HDD搭載機器の薄型化・軽量化を根本から支えています。

私たちが日々扱う膨大なデジタルデータを安定して読み書きできるのは、こうしたミクロン単位の「モノづくりの工夫」があるからです。世界シェアトップを走るモータメーカーの底力を示す本特許は、京都発明協会会長賞の受賞にふさわしい素晴らしい発明です。

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