JP2000050596A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動トルクの変動を抑えることができるモー
タを提供すること。 【解決手段】 取付ブラケット２と、取付ブラケット２
に対して回転自在であるロータハブ４と、ロータハブ４
に装着されたマグネット３０と、マグネット３０に対向
して配設されたステータ１４とを具備し、ステータ１４
は円筒状ステータコア４２と、このステータコア４２の
表面に配設された円筒状コイル体４４とを有するモー
タ。円筒状コイル体４４は３相のコイルを有し、３相の
コイルの各々は、ロータハブ４の回転軸線方向に延びる
軸方向部と、ロータハブ４の回転方向に延びる周方向部
とを有し、マグネット３０の一対の磁極の長さと、マグ
ネットの非着磁域の長さと、３相のコイルの各々の軸方
向部の幅とが所定の関係に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コギングの低減を
図るために、円筒状のステータコアの表面に円筒状コイ
ル体を配設したモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、モータの一例としてのスピンド
ルモータは、静止部材としての取付ブラケットと、軸受
手段を介して取付ブラケットに回転自在に支持された、
ロータとしてのハブとを備えている。ロータには環状の
マグネットが装着され、このマグネットに対向してステ
ータが取付ブラケットに装着されている。ステータはス
テータコアを備え、ステータコアには、周方向に間隔を
置いてスロットを形成することによって複数個のティー
スが設けられ、各ティースにコイル線が所要の通りに巻
かれている。

【０００３】このようなスピンドルモータでは、ステー
タコアにスロットが形成されているので、ステータコア
とロータのマグネットとの相互磁気的作用によってデテ
ントトルクが生じる。このデテントトルクはロータの回
転によって周期的に繰返し発生し、このデテントトルク
に起因して、機械的振動、回転速度の変動、回転騒音等
の問題が生じる。

【０００４】このような問題を解決するために、デテン
トトルクを低減したモータが提案されている（特開平８
−３７７６３号公報参照）。このモータでは、ステータ
に改良が施され、ステータは、円筒状のステータコアと
円筒状のコイル体とを備え、円筒状コイル体がステータ
コアの表面に配設されている。コイル体は螺旋矩形状の
コイル巻き部を有し、このコイル巻き部はロータの回転
軸線方向に延びる軸方向線部と、ロータの回転周方向に
延びる周方向線部とを有し、軸方向線部を流れる駆動電
流の作用よってロータが所定方向に回転駆動される。こ
のモータでは、ステータコアの表面に溝等の凹凸が存在
しないので、デテントトルクが実質上発生せず、機械的
振動、回転数の変動、回転騒音等を低減することができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この改
良されたモータにおいても、必ずしも駆動トルクが均一
であるとはいえず、駆動トルクが不均一であると、駆動
トルクの変動によって機械的振動、回転数の変動、回転
騒音が発生する。

【０００６】本発明の目的は、駆動トルクの変動を抑え
ることができるモータを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、静止部材と、
前記静止部材に対して相対的に回転自在であるロータ
と、前記ロータに装着され、Ｎ極とＳ極とが交互に配設
されたマグネットと、前記マグネットに対向して前記静
止部材に装着されたステータとを具備し、前記ステータ
は円筒状ステータコアと、このステータコアの前記マグ
ネット側の表面に配設された円筒状コイル体とを有する
モータにおいて、前記円筒状コイル体は、駆動電流が流
れる３相のコイルを有し、前記３相のコイルの各々は、
前記ロータの回転軸線方向に延びる軸方向部と、前記ロ
ータの回転方向に延びる周方向部とを有しており、前記
マグネットにおけるＮ極及びＳ極の一対の磁極の長さを
Ｌとし、前記マグネットの隣接する磁極間に存在する非
着磁域の長さを２ｑとし、前記３相のコイルの各々の前
記軸方向部の幅を２ａとすると、２ａ＋２ｑ＝Ｌ／６に
設定されていることを特徴とする。

【０００８】本発明に従えば、円筒状コイル体の３相の
各コイルは軸方向部及び周方向部を有しているので、各
軸方向部に駆動電流が流れることによってロータが所定
方向に回転駆動される。このとき、２ａ＋２ｑ＝Ｌ／６
（２ａ：各コイルの軸方向部の幅、２ｑ：マグネットの
隣接する磁極間に存在する非着磁域の長さ、Ｌ：マグネ
ットにおけるＮ極及びＳ極の一対の磁極の長さ）に設定
されているので、各コイルの軸方向部が周方向に実質上
重なることはなく、また異なる相のコイルの軸方向部の
間には所定の間隔、すなわち非着磁域の長さ２ｑが確保
され、従って各相のコイルに駆動電流を所要の通りに供
給することによって、変動の少ない大きな駆動トルクを
得ることができる。ここで、非着磁域とは、未着磁域或
いは磁極遷移域を意味する。

【０００９】また、本発明は、前記３相のコイルの各々
には、Ｌ／６の位相ずれをもって順次駆動電流が送給さ
れ、Ｌ／３に対応する期間駆動電流の供給が行われ、Ｌ
／６に対応する期間駆動電流の供給が休止されることを
特徴とする。

【００１０】本発明に従えば、３相のコイルに送給され
る駆動電流は、Ｌ／６の位相のずれをもって順次送給さ
れ、そして、Ｌ／３に対応する期間供給することによっ
て、Ｌ／６に対応する期間供給が休止される。それ故
に、３相のコイルに上述したように駆動電流を供給する
よって得られる合成駆動トルクは実質上均一になり、安
定した駆動トルクを得ることができる。

【００１１】また、本発明は、前記円筒状コイル体は相
互に所定間隔ずれて積層される３つのシート状コイル体
から構成され、前記３つのシート状コイル体の各々に対
応する相のコイルが設けられていることを特徴とする。

【００１２】本発明に従えば、積層される３つのシート
状コイル体の各々に対応する相のコイルが設けられてい
るので、各シート状コイル体において広範囲に渡ってコ
イルの軸方向線部を設けることができ、大きくて均一な
駆動トルクを得ることができる。

【００１３】更に、本発明は、前記円筒状コイル体は一
つのシート状コイル体から構成され、前記シート状コイ
ル体に前記３相のコイルが設けられていることを特徴と
する。

【００１４】本発明に従えば、一つのシート状コイル体
に３相のコイルが設けられているので、円筒状コイル体
の構成を比較的簡単にすることができる。

【００１５】

【発明の実施形態】以下、添付図面を参照して、本発明
に従うモータの一実施形態について説明する。図１は、
本発明に従うモータの一実施形態を示す断面図であり、
図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線による断面図であ
り、図３は、シート状コイル体を展開して表面側から示
す展開図であり、図４は、図３のシート状コイル体を展
開して裏面側から示す展開図であり、図５は、円筒状コ
イル体を分解、展開して示す分解展開図である。

【００１６】図１を参照して、モータの一例としての図
示のハードディスク駆動装置用のスピンドルモータは、
静止部材としての取付ブラケット２と、この取付ブラケ
ット２に対して回転自在である、ロータとしてのロータ
ハブ４とを備えている。取付ブラケット２は円形状のブ
ラケット本体６を有し、このブラケット本体６が、例え
ばハードディスク駆動装置のベースプレート（図示せ
ず）に取付けられる。ブラケット本体６の中央部には円
形取付孔８が設けられ、この取付孔８に軸部材１０の一
端部（下端部）が例えば圧入によって固定される。ブラ
ケット本体６には、また、環状支持壁１２が設けられて
いる。この環状支持壁１２には、後述するようにステー
タ１４が取付けられる。

【００１７】ロータハブ４は、軸受手段を介して軸部材
１０に回転自在に支持されている。図示の形態では、軸
受手段はスラスト動圧流体軸受１８，２０及びラジアル
動圧流体軸受２２，２４から構成され、またロータハブ
４は、外形が円筒状のハブ本体１６を有し、このハブ本
体１６の上端部内周部には環状部材２５が例えばカシメ
加工によって固定されている。軸部材１０は、横断面が
円形状の細長い軸本体２６と、この軸本体２６の他端部
近傍に一体的に設けられた環状フランジ２８を有し、環
状フランジ２８の外端面（図１において上側端面）と環
状部材２５の内面との間に一方のスラスト動圧流体軸受
１８が介在され、環状フランジ２８の内端面（図１にお
いて下側端面）とハブ本体１６との間に他方のスラスト
動圧流体軸受２０が介在されている。また、軸本体２６
の軸線方向（図１において上下方向）中間部とハブ本体
１６との間に、上記軸線方向に間隔を置いて一対のラジ
アル動圧流体軸受２２，２４が介在されている。従っ
て、ロータハブ４は、スラスト動圧流体軸受１８，２０
及びラジアル動圧流体軸受２２，２４を介して軸部材１
０に回転自在装着され、スラスト動圧流体軸受１８，２
０は、ロータハブ４に作用するスラスト荷重を支持し、
ラジアル動圧流体軸受２２，２４は、ロータハブ４に作
用するラジアル荷重を支持する。なお、スラスト動圧流
体軸受１８，２０及びラジアル動圧流体軸受２２，２４
は、それ自体周知の構造のものでよい。

【００１８】このハブ本体１６の下端部には、同心状に
配設される外周壁部３２と内周壁部３４とが設けられ、
これら外周壁部３２と内周壁部３４との間に環状空間１
７が形成され、この環状空間１７の一端はハブ本体１６
の下端面（ブラケット本体６と対向する端面）に開口し
ており、ハブ本体１６を回転駆動するための磁気回路手
段はこの環状空間１７に収容されている。

【００１９】図２（ロータハブ４及び取付ブラケット２
の一部を省略して示している）をも参照して、磁気回路
手段は、環状のマグネット３０とこのマグネット３０に
対向して配設される上記ステータ１４とから構成されて
いる。この実施形態では、マグネット３０はＳ極とＮ極
の２つの磁極を有し、これら磁極が周方向に実質上１８
０度に渡って設けられている。このマグネット３０は、
ハブ本体１６の外周壁部３２の内周面に、例えば接着剤
によって取付けられる。ステータ１４はマグネット３０
の半径方向内側に配置され、取付ブラケット２の環状支
持壁１２の外周面に装着されている。なお、上述した構
成に変えて、マグネット３０をハブ本体１６の内周壁部
３４の外周面に装着するとともに、ステータ１４を取付
ブラケット２の環状支持壁１２の内周面に装着してもよ
い。このステータ１４については、後に詳述する。

【００２０】ハブ本体１６の下端部には、半径方向外方
に突出する環状フランジ３６が設けられている。この環
状フランジ３６はディスク載置部として機能し、情報を
記録するための磁気ディスク、即ちハードディスク（図
示せず）が１枚、又はスペーサ（図示せず）を介して複
数枚この環状フランジ３６上に載置される。

【００２１】かく構成されているので、磁気回路手段の
磁気的作用によってロータハブ４がその回転軸線（軸部
材１０の中心軸線がこの回転軸線を構成する）を中心と
して所定方向に回転駆動されると、ロータ４と一体的に
ハードディスクが所定方向に回転駆動される。

【００２２】次に、主として図２〜図５を参照してステ
ータ１４について説明すると、図示のステータ１４は、
円筒状のステータコア４２と、このステータコア４２の
外周面、即ちマグネット３０に対向する周面に配設され
た円筒状コイル体４４とから構成されている。ステータ
コア４２は例えば薄板円盤状鋼板を積層することによっ
て形成され、取付ブラケット２の環状支持壁１２の外周
面に例えば圧入によって固定される。このステータコア
４２は、磁性材料から形成されたスリーブ部材から構成
することもできる。

【００２３】本実施形態では、スピンドルモータは３相
モータであり、このことに関連して、円筒状コイル体４
４は３つのシート状コイル体４６ａ，４６ｂ，４６ｃか
ら構成され、これら３つのシート状コイル体４６ａ〜４
６ｃが所定の間隔ずれて円筒状に巻かれる。３つのシー
ト状コイル体４６ａ〜４６ｃはモータの各相に対応して
設けられている。例えば、外側のシート状コイル体４６
ａは第１相のコイル体であり、このコイル体４６ａには
第１相のコイル４８が設けられている。また、中間のシ
ート状コイル体４６ｂは第２相のコイル体であり、この
コイル体４６ｂには第２相のコイル４８が設けられ、更
に内側のシート状コイル体４６ｃは第３相のコイル体で
あり、このコイル体４６ｃには第３相のコイル４８が設
けられている。

【００２４】シート状コイル体４６ａ〜４６ｃは実質上
同一の構成であり、以下シート状コイル体４６ａ（４６
ｂ，４６ｃ）について説明する。シート状コイル体４６
ａ（４６ｂ，４６ｃ）は、絶縁性合成材料から形成され
たベース部材５０を有し、このベース部材５０の両表面
にコイル４８が設けられ、コイル４８は絶縁性層（図示
せず）によって覆われている（図５参照）。コイル４８
は、展開した状態で示すように、コイル体４６ａ（４６
ｂ，４６ｃ）の表面側に一つの巻き部５２を有し、また
コイル体４６ａ（４６ｂ，４６ｃ）の裏面側に一つの巻
き部５４を有している。この形態では、表面側の巻き部
５２は時計方向に外側から内側に矩形の螺旋状に設けら
れ（図３参照）、また裏面側の巻き部５４は時計方向に
内側から外側に矩形の螺旋状に設けられている（図４参
照）。そして、一方の巻き部５２の外側端部５６が入力
部又は出力部として作用し、他方の巻き部５４の外側端
部５８が出力部又は入力部として作用し、両巻き部５
２，５４の内側端部がベース部材５０を貫通して電気的
に相互に接続されている。なお、シート状コイル体４６
ａ〜４６ｃのコイル４８は、例えば鍍金、蒸着、エッチ
ング等によって形成することができる。

【００２５】これらシート状コイル体４６ａ，４６ｂ，
４６ｃは可撓性を有し、図５に示すように、電気角で１
２０度の位相差をもって、この形態ではマグネット３０
が２極であるので機械角でも１２０度の位相差でもって
相互にずれて配設され、図２に示すように、シート状コ
イル体４６ａが外側になるように円筒状に巻かれ、例え
ば接着剤によってステータコア４２の外周面に取付けら
れる。従って、円筒状コイル体４４のシート状コイル体
４６ａがロータハブ４のマグネット３０と対向して位置
する。

【００２６】図示のコイル体４６ａ（４６ｂ，４６ｃ）
のコイル４８の巻き部５２，５４は、コイル体４４の軸
線方向（図１において上下方向、図２において紙面に垂
直な方向であって、ロータハブ４の回転軸線と実質上平
行な方向）に延びる軸方向線部５２ａ，５４ａと、矢印
６０（図２）で示すロータハブ４の回転方向に延びる周
方向線部５２ｂ，５４ｂとを有している。コイル４８の
巻き部５２（５４）の図３（図４）において左側に位置
する複数の軸方向線部５２ａ（５４ａ）（これらはコイ
ル４８の一方側の軸方向部を構成する）は、上下方向上
方に向けて延び、この巻き部５２（５４）の図３（図
４）において右側に位置する複数の軸方向線部５２ａ
（５４ａ）（コイル４８の他側の軸方向部を構成する）
は、上下方向下方に向けて延び、巻き部５２（５４）の
図３（図４）において上側に位置する複数の周方向線部
５２ｂ（５４ｂ）は、両側の対応する軸方向線部５２
ａ，５４ａの一端部（上端部）を接続し、巻き部５２
（５４）の図３（図４）において下側に位置する複数の
周方向線部５２ｂ，５４ｂは、両側の対応する軸方向線
部５２ａ，５４ａの他端部（下端部）を接続する。

【００２７】円筒状コイル体４４とステータコア４２及
びマグネット３０とは、次の位置関係となるように構成
するのが望ましい。ステータコア４２及びマグネット３
０の軸線方向の長さは略等しく設定されている。このよ
うに構成することによって、マグネット３０のＮ極から
の磁力線はステータコア４２に向けて流れ、またステー
タコア４２からの磁力線はマグネット３０のＳ極に流
れ、磁力線の外部への漏れを少なくすることができる。
また、シート状コイル体４６ａ〜４６ｃのコイル４８の
周方向線部５４ｂは、ステータコア４２及びマグネット
３０の対向面の軸線方向外側に配置されている。コイル
４８の巻き部５２，５４の周方向線部５２ｂ，５４ｂ
は、ロータハブ４を回転駆動するための駆動トルクの発
生に実質上寄与せず、それ故に、周方向線部５２ｂ，５
４ｂをこのように配置することによって、ステータコア
４２及びマグネット３０が無駄に大きくなることがな
く、これらを有効に利用して磁気回路の効率を高めるこ
とができる。

【００２８】このようなモータでは、発生する駆動トル
クの変動を少なくするために、マグネット３０及びシー
ト状コイル体４６ａ〜４６ｃのコイル４８を次の通りに
構成するのがよい。図６及び図７を参照して、マグネッ
ト３０の一対の磁極の周方向の長さ、即ちＮ極（又はＳ
極）とＳ極（又はＮ極）との境界部位から次のＮ極（又
はＳ極）とＳ極（又はＮ極）との境界部位までの周方向
の長さをＬとし、また隣接する磁極間に存在する非着磁
域６８、即ちＮ極として実質上機能するＮ極域６４とＳ
極として実質上機能するＳ極域６６との間に存在する非
着磁域６８（隣接する磁極域の間の境界領域であって、
磁力が小さくて磁極として実質上作用しない領域）の周
方向の長さを２ｑとし、更にシート状コイル体４６ａ〜
４６ｃのコイル４８の軸方向部の周方向の幅、即ちコイ
ル４８の巻き部５２，５４の一方側及び他側において最
も外側の軸方向線部５２ａ，５４ａから最も内側の軸方
向線部５２ａ，５４ａまでの周方向の長さを２ａとする
と、２ａ＋２ｑ＝Ｌ／６に設定するのがよい。主として
図７を参照して、各シート状コイル体４６ａ〜４６ｃに
おいて、コイル４８の巻き部５２，５４の軸方向線部５
２ａ，５４ａが駆動トルクの発生に寄与するので、最も
有効に駆動トルクが発生するようにするには、図７に示
す通り、第１相のシート状コイル体４６ａにあっては、
コイル４８の一方側の軸方向部において、その巻き部５
２（５４）の最も外側の軸方向線部５２ａ（５４ａ）
が、例えばマグネット３０のＮ極域６４の下流端（図７
において左端）に位置するとき、このコイル４８の他方
側の軸方向部において、この巻き部５２（５４）の最も
内側の軸方向線部５２ｂ（５４ａ）が、例えばマグネッ
ト３０のＳ極域６６の下流端（図７において左端）に位
置するように設定するのがよい。また、第２相目のシー
ト状コイル体４６ｂにあっては、図７に示す状態からマ
グネット３０が矢印で示す方向に電気角で１２０度（こ
の形態では、機械角でも１２０度）回動したとき、コイ
ル４８の一方側の軸方向部において、その巻き部５２
（５４）の最も外側の軸方向線部５２ａ（５４ａ）が、
例えばマグネット３０のＮ極域６４の下流端に位置し、
またコイル４８の他方側の軸方向部において、この巻き
部５２（５４）の最も内側の軸方向線部５２ａ（５４
ａ）が、例えばマグネット３０のＳ極域６６の下流端に
位置するように設定するのがよい。更に、第３相目のシ
ート状コイル体４６ｃにあっては、図７に示す状態から
マグネット３０が矢印で示す方向に電気角で２４０度
（この形態では、機械角でも２４０度）回動したとき、
コイル４８の一方側の軸方向部において、その巻き部５
２（５４）の最も外側の軸方向線部５２ａ（５４ａ）
が、例えばマグネット３０のＮ極域６４の下流端に位置
し、またコイル４８の他方側の軸方向部において、この
巻き部５２（５４）の最も内側の軸方向線部５２ａ（５
４ａ）が、例えばマグネット３０のＳ極域６６の下流端
に位置するように設定するのがよい。このように構成す
ることによって、シート状コイル体４６ａ〜４６ｃのコ
イル４８に所定のタイミングで駆動電流を供給すること
により、各コイル４８の両軸方向部を流れる駆動電流に
よって同時に大きな駆動トルクが生成される。

【００２９】加えて、マグネット３０の非着磁域６８が
駆動トルクに与える影響を少なくするためには、第１相
（又は第２相目、第３相目）のシート状コイル体４６ａ
（４６ｂ，４６ｃ）のコイル４８の一方側の軸方向部に
おける最も内側の軸方向線部５２ａ（５４ａ）と、第２
相目（又は第３相目、第１相）のコイル４８の一方側の
軸方向部における最も外側の軸方向線部５２ａ（５４
ａ）との周方向の間隔を、マグネット３０の非着磁域６
８の周方向の幅２ｑに実質上等しく設定するのがよい。
このように構成することによって、マグネット３０の非
着磁域６８の影響を実質上受けることなく、シート状コ
イル体４６ａ〜４６ｃのコイル４８への駆動電流の供
給、停止の制御を行うことができる。従って、上述した
ことから、２ａ＋２ｑ＝Ｌ／６に設定することによっ
て、駆動電流の制御が容易で、且つ駆動トルクの変動が
少ないモータを実現することができる。

【００３０】主として図６を参照して、マグネット３０
及び円筒状コイル体４４の各シート状コイル体４６ａ〜
４６ｃを上述した通りに設定して、例えば各シート状コ
イル体４６ａ〜４６ｃのコイル４８に順次電気角で１２
０度の位相差（即ち、Ｌ／６に対応する位相差）をもっ
て図６（ｃ）の駆動電流を供給すると、第１相（又は第
２相目、第３相目）のシート状コイル体４６ａ（又は４
６ｂ，４６ｃ）のコイル４８の例えば一方側の軸方向部
（巻き部５２，５４の一方側の軸方向線部５２ａ，５４
ａ）の作用によって、図６（ｄ）（又は図６（ｅ）、図
６（ｆ））で示す通りの駆動トルクが発生する。即ち、
マグネット３０の磁極を台形状に着磁し、Ｎ極域６４に
おいてＮ極の磁力が実質上均一となり、Ｓ極域６６にお
いてＳ極の磁力が実質上均一となるようにする。また、
駆動電流波形として矩形波形のものを供給し、実質上１
８０度間隔に電流の流れを切換え、そしてシート状コイ
ル体４６ａ（又は４６ｂ，４６ｃ）にあっては、その切
換時点を、そのコイル４８の一方側の軸方向部の周方向
の中央部がマグネット３０のＮ極とＳ極との境界部位に
位置したときとする。このようにすることによって、第
１相のシート状コイル体４６ａの一方側の軸方向部によ
って図６（ｄ）に示す駆動トルクが発生し、かかる軸方
向部がマグネット３０の非着磁域６８に対向するとき、
駆動トルクは非着磁域６８の影響を受けて変動するが、
これら軸方向部がマグネット３０のＮ極域６４又はＳ極
域６６に対向するとき、発生する駆動トルクは大きくて
均一なものとなる。

【００３１】かくの通りであるので、円筒状コイル体４
４、即ち３相のシート状コイル体４６ａ〜４６ｃのコイ
ル４８の一方側の軸方向部によって発生する駆動トルク
は、図６（ｄ）〜（ｆ）に示す駆動トルクの合成トルク
となり、そのトルク波形は図６（ｇ）で示す通りとな
る。なお、容易に理解されるとおり、シート状コイル体
４６ａ〜４６ｃのコイル４８の他方側の軸方向部におい
ても、同様の駆動トルクが発生し、それらの合成トルク
も図６（ｇ）に示す通りとなる。

【００３２】図６（ｃ）に示す駆動電流を供給したとき
には、図６（ｇ）で示すように、幾分のトルク変動が存
在するが、このようなトルク変動を実質上無くすために
は、駆動電流の供給を次の通りに制御するのが望まし
い。図８及び図９を参照して、例えば第１相（又は第２
相、第３相）のシート状コイル体４６ａ（又は４６ｂ，
４６ｃ）にあっては、マグネット３０の矢印で示す方向
への相対的回動によって、コイル４８の一方側の軸方向
部における最も外側の軸方向線部５２ａ，５４ａがマグ
ネット３０の例えばＮ極域６４又はＳ極域６６の下流端
に位置する時点から、かかるコイル４８の上記一方側の
軸方向部における最も内側の軸方向線部５２ａ，５４ａ
がマグネット３０の上記Ｎ極域６４又はＳ極域６６の上
流端に位置するまでの間（この期間はＬ／３に対応す
る）、駆動電流を供給するのが望ましい。この間は、上
記コイル４８の一方側の軸方向部は、マグネット３０の
例えばＮ極域６４又はＳ極域６６に対向して相対移動
し、それ故に、実質上均一な大きな駆動トルクが発生す
る。なお、このとき、容易に理解されるとおり、上記コ
イル４８の他方側の軸方向部は、マグネット３０の例え
ばＳ極域６６又はＮ極域６４に対向して相対移動するの
で、同様に実質上均一な大きな駆動トルクが発生する。

【００３３】これに対して、コイル４８の一方側の軸方
向部における最も内側の軸方向線部５２ａ，５４ａがマ
グネット３０の例えばＮ極域６４又はＳ極域６６の上流
端に位置する時点から、かかるコイル４８の上記一方側
の軸方向部における最も外側の軸方向線部５２ａ，５４
ａがマグネット３０の次のＳ極域６６又はＮ極域６６の
下流端に位置するまでの間（この期間はＬ／６に対応す
る）、駆動電流の供給を停止するのが望ましい。この間
は、上記コイル４８の一方側の軸方向部は、マグネット
３０の非着磁域６８に対向して相対移動し、それ故に、
この期間に駆動電流の供給を停止することによって、駆
動トルクの変動を実質上無くすことができる。なお、こ
のとき、容易に理解されるとおり、上記コイル４８の他
方側の軸方向部は、マグネット３０の非着磁域６８に対
向して相対移動する。

【００３４】かくのとおりであるので、第１相のシート
状コイル体４６ａのコイル４８に供給する駆動電流は、
図９（ａ）に実線で示す通りの波形となり、かかる駆動
電流によって、コイル４８の一方側の軸方向部にて発生
する駆動トルクは図９（ａ）に破線で示す通りの直線状
となる。同様に、第２相（又は第３相）のシート状コイ
ル体４６ｂ（又は４６ｃ）のコイル４８に供給する駆動
電流は、図９（ｂ）（又は図９（ｃ））に実線で示す通
りの波形となり、かかる駆動電流によって、コイル４８
の一方側の軸方向部にて発生する駆動トルクは図９
（ｂ）（又は図９（ｃ））に波線で示す通りの直線状と
なる。従って、シート状コイル体４６ａ〜４６ｃのコイ
ル４８にＬ／６の位相差をもって上述した通りに駆動電
流を供給すると、円筒状コイル体４４（３相のシート状
コイル体４６ａ〜４６ｃ）によって発生する駆動トルク
は、図９（ｄ）に示す通りの直線状となり、大きくて実
質上均一な駆動トルクを得ることができる。なお、これ
らのことから、より大きい駆動トルクを得るには、マグ
ネット３０の非着磁域６８を小さくする（即ちその長さ
２ａを小さくする）一方、シート状コイル体４６ａ〜４
６ｃのコイル４８の軸方向部の周方向の幅２ａを大きく
するのが望ましい。

【００３５】このような構成のモータでは、ステータコ
ア３０は円筒状であり、その外周面には凹凸が実質上存
在しないので、デテントトルクが実質上発生せず、機械
的振動の発生、回転数の変動等を抑えることができる。
加えて、円筒状コイル体４４に関連して上述した通りに
構成されているので、発生する駆動トルクの変動が少な
く、機械的振動の発生、回転数の変動を一層抑えること
ができる。更に、シート状コイル体４６ａ〜４６ｃのコ
イル４８に供給する駆動電流を上述した通りに制御する
ことによって、発生する駆動トルクを実質上均一にする
ことができ、機械的振動の発生等を更に抑えることがで
きる。

【００３６】上述したモータにおいて、マグネット３０
の非着磁域６８の周方向の幅２ｑとシート状コイル体４
６ａ〜４６ｃのコイル４８の軸方向部の周方向の幅２ａ
との和が上記最適値より大きくなる（２ａ＋２ｑ＞Ｌ／
６）と、発生する駆動トルクは、図１０に破線で示すよ
うに、一部の区間において低下する。このような駆動ト
ルクの低下を防止するためには、シート状コイル体４６
ａ〜４６ｃのコイル４８に供給する駆動電流の通電期間
を延長するのが望ましく、このように延長することによ
って、駆動トルクは図１０に一点鎖線で示す通りに上昇
し、駆動トルクのアップを図って均一化の方向に補正す
ることができる。

【００３７】上述した実施形態では、シート状コイル体
４６ａ〜４６ｃの両面側にコイル４８の巻き部５２，５
４を設けているが、充分な駆動トルクを得ることができ
る場合、これら巻き部５２，５４のいずれか一方を省略
することができる。

【００３８】また、上述した実施形態では、円筒状コイ
ル体４４を、モータの各相に対応した３つのシート状コ
イル体４６ａ〜４６ｃから構成しているが、これに代え
て、例えば図１１に示す通りに構成することもできる。
図１１を参照して、この変形形態では、円筒状コイル体
は一つのシート状コイル体８２から構成され、このシー
ト状コイル体８２を円筒状に曲げることによって形成さ
れる。

【００３９】シート状コイル体８２には、第１相のコイ
ル８４，第２相のコイル８６及び第３相のコイル８８が
設けられている。この形態では、第１相、第２相及び第
３相のコイル８４，８６，８８の軸方向部（複数の軸方
向線部８４ａ，８６ａ，８８ａから成る）はシート状コ
イル体８２の正面側に設けられ、これらのコイル８４，
８６，８８の周方向部（複数の周方向線部８４ｂ，８６
ｂ，８８ｂから成る）は、シート状コイル体８２の裏面
側に設けられ、複数の周方向線部８４ｂ，８６ｂ，８８
ｂの両端部は対応する軸方向線部８４ａ，８６ａ，８８
ａの端部に接続されている。このようなシート状コイル
体８２を用いた場合、領域Ａが第１相コイル８４の軸方
向部の周方向の幅に対応し、領域Ｂが第２相コイル８６
の軸方向部の周方向の幅に対応し、また領域Ｃが第３相
コイル８８の軸方向部の周方向の幅に対応しており、こ
のようなシート状コイル体８２を用いても上述したと同
様の効果が達成される。なお、この変形形態では、一つ
のシート状コイル体８２に第１〜第３相コイル８４，８
６，８８を設けているので、円筒状コイル体４４Ａの構
成が比較的簡単になるが、図３及び図４と図１１とを比
較することによって容易に理解される通り、シート状コ
イル体８２の軸線方向の長さに比して第１〜第３相コイ
ル８４，８６，８８の軸方向部の長さが短く、得られる
駆動トルクが幾分小さくなる。

【００４０】以上、本発明に従うモータの一実施形態に
ついて説明したが、本発明はかかる実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々
の変形乃至修正が可能である。

【００４１】例えば図示のモータでは、ロータハブ４４
を動圧流体軸受１８，２０，２２，２４を介して回転自
在に支持しているが、これに限定されず、玉軸受、スリ
ーブ軸受等のその他の軸受を介して回転自在に支持する
ものにも同様に適用することができる。

【００４２】また、図示の実施形態では、２極−３コイ
ル（巻き部）のモータに適用して説明したが、４極−６
コイル、６極−９コイル等の２ｎ極−３ｎコイル（ｎ：
自然数）のモータに適用することができる。また、この
ような形態のモータ以外に、４極−３コイル（巻き
部）、８極−６コイル等の４ｎ極−３ｎコイル（ｎ：自
然数）のモータにも同様に適用することができる。

【００４３】更に、図示の実施形態では、モータの一例
としてのハードディスク用のスピンドルモータに適用し
て説明したが、本発明はＣＤ−ＲＯＭ用等の他のスピン
ドルモータ、更にはＤＣブラシレスモータ等の一般モー
タにも同様に適用することができる。

【００４４】

【発明の効果】本発明の請求項１のモータによれば、３
相のコイルの軸方向部が周方向に実質上重なることはな
く、また異なる相のコイルの軸方向部の間には所定の間
隔が確保され、従って各相のコイルに駆動電流を所要の
通りに供給することによって、変動の少ない大きな駆動
トルクを得ることができる。

【００４５】また、本発明の請求項２のモータによれ
ば、３相のコイルによる合成駆動トルクは実質上均一に
なり、安定した駆動トルクを得ることができる。

【００４６】また、本発明の請求項３のモータによれ
ば、３つのシート状コイル体において軸線方向の広範囲
に渡ってコイルの軸方向部を設けることができ、大きく
て均一な駆動トルクを得ることができる。

【００４７】更に、本発明の請求項４のモータによれ
ば、円筒状コイル体の構成を比較的簡単にすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従うモータの一例としてのスピンルモ
ータの一実施形態を示す断面図である。

【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線による断面図であ
る。

【図３】図１のモータのシート状コイル体を展開して表
面側から示す展開図である。

【図４】図３のシート状コイル体を展開して裏面側から
示す展開図である。

【図５】円筒状コイル体を分解し展開して示す分解展開
図である。

【図６】図６（ａ）はマグネットを展開して示し、図６
（ｂ）はコイルの軸方向部の相対的移動を示し、図６
（ｃ）はシート状コイル体に供給される駆動電流の波形
を示し、図６（ｄ）は第１相のシート状コイル体の一方
側の軸方向部によって発生する駆動トルクの波形を示
し、図６（ｅ）は第２相のシート状コイル体の一方側の
軸方向部によって発生する駆動トルクの波形を示し、図
６（ｆ）は第３相のシート状コイル体の一方側の軸方向
部によって発生する駆動トルクの波形を示し、図６
（ｇ）は図６（ｄ）〜（ｆ）に示す駆動トルクの合成ト
ルク波形を示す。

【図７】マグネットの磁極域及び非着磁域と３つのシー
ト状コイル体のコイルとの関係を説明するための説明図
である。

【図８】駆動電流の供給、供給停止の期間を説明するた
めの説明図である。

【図９】図９（ａ）は第１相のシート状コイル体に供給
される駆動電流の波形を示し、図９（ｂ）は第２相のシ
ート状コイル体に供給される駆動電流の波形を示し、図
９（ｃ）は第３相のシート状コイル体に供給される駆動
電流の波形を示し、図９（ｄ）は、円筒状コイル体によ
って得られる駆動トルクの波形を示す。

【図１０】シート状コイル体のコイルの軸方向部の長さ
とマグネットの非着磁域の長さとの和が所定値より大き
いときに得られる駆動トルクの大きさを示す図である。

【図１１】円筒状コイル体の変形形態を展開して示す展
開図である。

【符号の説明】

２ 取付ブラケット（静止部材） ４ ロータハブ（ロータ） １０ 軸部材 １４ ステータ １６ ハブ本体 １８，２０ スラスト動圧流体軸受 ２２，２４ ラジアル動圧流体軸受 ３０ マグネット ４２ ステータコア ４４，４４Ａ 円筒状コイル体 ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，８２ シート状コイル体 ４８，８４，８６，８８ コイル ６８ 非着磁域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静止部材と、前記静止部材に対して相対
   的に回転自在であるロータと、前記ロータに装着され、
   Ｎ極とＳ極とが交互に配設されたマグネットと、前記マ
   グネットに対向して前記静止部材に装着されたステータ
   とを具備し、前記ステータは円筒状ステータコアと、こ
   のステータコアの前記マグネット側の表面に配設された
   円筒状コイル体とを有するモータにおいて、 前記円筒状コイル体は、駆動電流が流れる３相のコイル
   を有し、前記３相のコイルの各々は、前記ロータの回転
   軸線方向に延びる軸方向部と、前記ロータの回転方向に
   延びる周方向部とを有しており、 前記マグネットにおけるＮ極及びＳ極の一対の磁極の長
   さをＬとし、前記マグネットの隣接する磁極間に存在す
   る非着磁域の長さを２ｑとし、前記３相のコイルの各々
   の前記軸方向部の幅を２ａとすると、２ａ＋２ｑ＝Ｌ／
   ６に設定されていることを特徴とするモータ。
2. 【請求項２】 前記３相のコイルの各々には、Ｌ／６の
   位相ずれをもって順次駆動電流が送給され、Ｌ／３に対
   応する期間駆動電流の供給が行われ、Ｌ／６に対応する
   期間駆動電流の供給が休止されることを特徴とする請求
   項１記載のモータ。
3. 【請求項３】 前記円筒状コイル体は相互に所定間隔ず
   れて配設される３つのシート状コイル体から構成され、
   前記３つのシート状コイル体の各々に対応する相のコイ
   ルが設けられていることを特徴とする請求項１又は２記
   載のモータ。
4. 【請求項４】 前記円筒状コイル体は一つのシート状コ
   イル体から構成され、前記シート状コイル体に前記３相
   のコイルが設けられていることを特徴とする請求項１又
   は２記載のモータ。