JP2001118315A

JP2001118315A - 磁気ディスク駆動用モータ

Info

Publication number: JP2001118315A
Application number: JP29936899A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yoda; 裕次依田; Kazuhiko Kakegawa; 和彦掛川
Original assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Current assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2001-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】温度変化によるハブの歪を軽減し、かつハブ
内の軸受に対するスペースの確保も行えるようにする。【解決手段】軸線Ｌを中心として回動自在に支持さ
れ、外周に磁気ディスクが外嵌される円筒状のハブ１２
と、ハブ１２の内周面に配置され、周方向に沿ってＮ極
とＳ極とが交互に着磁された円筒状のマグネット１６
と、ハブ１２の内周側に配置されたステータコア２６お
よび巻線２８とを具備する磁気ディスク駆動用モータ５
０において、マグネット１６の外周面とハブ１２の内周
面との間には、磁性材料で形成されるヨークが配置され
ていない構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
に使用される、磁気ディスク駆動用のモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に磁気ディスク駆動用モータとし
て、アウターロータ型のＤＣブラシレスモータが使用さ
れる。このモータ１０の一例の概要構成について図１と
図２を用いて説明する。ハブ１２は上面が閉塞された有
底の円筒体に形成され、下方の開口側の内周面には磁性
材料で構成された円筒状のヨーク１４が密着して配置さ
れている。ハブ１２の外周面には、円板状の磁気ディス
ク（不図示）が外嵌されて装着される。また、ヨーク１
４の内周面には、図２に示すように内周面と外周面のそ
れぞれに、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁さ
れた円筒状のマグネット１６が配置されている。通常、
マグネット１６の極数は、６極から１２極が一般的であ
る。また、ハブ１２の内底面には、円形の凹部１２ａが
形成されており、この凹部１２ａの口縁に円筒体１８
が、ハブ１２の軸線Ｌと同軸に直角に立設されて固定さ
れている。そして、円筒体１８の上端面１８ａと凹部１
２ａとの間には、後述するスラストリングが収容される
円板状の空間部Ａが形成されている。以上、ハブ１２と
ヨーク１４とマグネット１６と円筒体１８とでロータが
構成される。なお、ハブ１２は一例として上面が閉塞さ
れた有底円筒体に形成されたものを使用して説明した
が、これには限定されず、上面が閉塞されていない円筒
体形状のものにも適用できることはもちろんである。こ
こで、ヨーク１４は、磁路の磁気抵抗を下げ、トルクの
発生効率を上げるためと、ハブ１２に装着される磁気デ
ィスクへの漏れ磁束を抑えるために使用されている。

【０００３】フランジ２０には円柱状の軸体２２が直角
に立設されている。軸体２２はフランジ２０がディスク
装置（不図示）の筐体（不図示）に固定されることによ
って、筐体の底面に対して直角に起立する。また、フラ
ンジ２０には筒状のスリーブ２４が、軸体２２を覆い、
かつ軸体２２の外周面との間に円筒体１８が挿入される
隙間Ｂが形成されるように、下端がフランジ２０の表面
に固定されて軸体２２と同軸に取りつけられている。そ
して、スリーブ２４の外周面にステータコア２６が配置
され、ステータコア２６に巻線２８が巻回されている。
また、軸体２２の先端には円板状のスラストリング３０
が軸体２２と同軸に固定されている。以上、フランジ２
０と軸体２２とスリーブ２４とステータコア２６とスラ
ストリング３０とでステータが構成される。

【０００４】そして、ロータはステータと、円筒体１８
の下端側が隙間Ｂに挿入され、かつ軸体２２が円筒体１
８に挿入され、かつスラストリング３０が円板状の空間
部Ａ内に収容されることによって連結され、ロータはフ
ランジ２０上で回動自在となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置につ
いては、年々小型化・記憶容量アップという相反する要
求が強まっているが、磁気ディスク装置に使用される磁
気ディスク駆動用モータ（スピンドルモータ）の基本構
造は前述した通りの構造であり、そこに使用される部品
の構成と構造も基本的には変わらず、小型化には大きな
課題となっている。特に、磁気ディスク駆動用モータ
（以下、単にモータとも言う）のハブと言われる、磁気
ディスクを装着する部分は、磁気ディスクを直接支える
部分であるため、磁気ディスクの仕様によって形状等の
構造や寸法精度が規制されて構造変更ができにくい部分
である。通常ハブは、内周面には円筒形のヨークが取り
つけられ、さらにヨークの内周面にマグネットが固着さ
れている。そしてハブの材質としてアルミニウムが使用
されることが多いが、ヨークは通常鉄であり、熱膨張係
数が２倍以上違う。このため、サブミクロンの精度を要
求されるハブであるが、温度変化時にバイメタル効果に
よる歪を起こし易い。

【０００６】また、磁気ディスクの小型化・高密度化が
進み、ＮＲＲＯ（非周期的振れ）の要求が強く、玉軸受
けに代わり、１桁高精度で回転体を回転させることがで
きる流体軸受が待望されている。この流体軸受は玉軸受
と比べると、スペースの自由度が少ないため、いかにハ
ブ内のスペースを確保するかが課題である。

【０００７】従って、本発明は上記課題を解決すべくな
され、その目的とするところは、温度変化によるハブの
歪を軽減し、かつハブ内の軸受に対するスペースの確保
も行える磁気ディスク駆動用モータを提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る磁気ディスク駆動用モータは、軸線を
中心として回動自在に支持され、外周に磁気ディスクが
外嵌される円筒状のハブと、該ハブの内周面に配置さ
れ、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁された円
筒状のマグネットと、前記ハブの内周側に配置されたス
テータとを具備する磁気ディスク駆動用モータにおい
て、前記マグネットの外周面と前記ハブの内周面との間
には、磁性材料で形成されるヨークが配置されていない
ことを特徴とする。これによれば、ヨークがハブの内周
面に取りつけられていないため、温度変化時のバイメタ
ル効果が生じず、ハブに生ずる歪を軽減できる。また、
ヨークの厚み分だけ、マグネットの内外径を広げられる
ため、ハブ内の軸受に対するスペースが広く取れる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る磁気ディスク
駆動用モータの好適な実施の形態を添付図面に基づいて
詳細に説明する。なお、基本的な構成は従来例で説明し
た磁気ディスク駆動用モータと略同じであり、同じ構成
については同じ符号を付して詳細な説明は省略し、相違
する構成についてのみ説明する。

【００１０】モータ５０は、図３に示すように、従来例
のモータ１０の構成からヨーク１４を取り除いた構成と
なっている。具体的には、有底の円筒体に形成されたハ
ブ１２の下方の開口側の内周面に、周方向に沿ってＮ極
とＳ極とが交互に着磁された円筒状のマグネット１６が
直接配置されている。これにより、ハブ１２を構成する
アルミニウムと熱膨張係数が大きく異なる鉄を材料とす
るヨーク１４がなくなる為、温度変化時のバイメタル効
果が生じなくなり、ハブ１２に生ずる歪を軽減できる。
また、ヨーク１４の厚み分だけ、マグネット１６の内外
径を広げられるため、ハブ１２内の軸受部分（ここでは
軸体２２と円筒体１８とスリーブ２４）に対するスペー
スが広くできる。よって、玉軸受よりも体積的に大きな
流体軸受を用いてもハブ１２の外径に影響を与えないで
モータを構成することができる。

【００１１】また、ヨーク１４は、前述のように、磁路
の磁気抵抗を下げ、トルクの発生効率を上げると共に、
ハブ１２に装着される磁気ディスクへの漏れ磁束を抑え
る目的でも使用されているため、ヨーク１４を取り外す
ことによってトルクが低下したり、磁気ディスクに悪影
響があってはならない。そこで、マグネット１６に、そ
の周方向に沿って交互に着磁されたＮ極とＳ極の合計の
磁極数を１２極以上にする。図４にマグネット１６の磁
極数を変えながら、ヨークの厚みを変えたり、またヨー
クをなくしたりして、ハブ１２の中心からの距離に対す
る漏れ磁束を測定した結果を示す。なお、この測定デー
タは、図５に示す構造のモータを使用して測定したもの
である。その概要は、磁気ディスクが外嵌されるハブ１
２の外周面の直径が２５ｍｍであり、ハブ１２の内周面
に取り付けられる円筒状のマグネット１６の直径が２１
ｍｍ、内径が１９ｍｍ、高さが８ｍｍである。特に、マ
グネット１６の外径を２１ｍｍ以下、高さを１１ｍｍ以
下にすると、１２極以上に着磁する効果が大きい。マグ
ネット１６の着磁は、正弦波着磁である。

【００１２】この測定データを見ると、漏れ磁束の規格
は、「ハブ１２の中心から２０ｍｍの距離の漏れ磁束が
３０ミリテスラ以下」であるが、マグネット１６の磁極
数を１２極にすると、ヨークなし（表示ではヨーク厚が
「０ｍｍ」）でもハブ１２の中心（つまりモータ中心）
から２０ｍｍの距離で２８ミリテスラであるから、漏れ
磁束の規格を満足している。このように、１２極以上に
着磁させるとよい理由は、１磁極当たりの絶対面積が小
さくなり、磁気抵抗が増加しないからであると考えられ
る。

【００１３】以上、本発明の好適な実施の形態について
種々述べてきたが、本発明は上述する実施の形態に限定
されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多
くの改変を施し得るのはもちろんである。

【００１４】

【発明の効果】本発明に係る磁気ディスク駆動用モータ
によれば、ヨークが不要となるから、使用部品が減るた
め、材料費や組み立て工数の低減が図れる。しかもボン
ドマグネットを使用している場合には、その熱膨張係数
は鉄でできているヨークよりもアルミに近づくため、バ
イメタル効果によるハブの歪も軽減できる。また、本来
ヨークが占めていたスペースが不要となるため、ハブの
直径を小さくできる。また、ハブのサイズを変えないの
であれば、その内部容積が広がるから、ハブ内の軸受に
対するスペースが広く取れ、流体軸受も容易に採用し得
る。また、ハブのサイズが同じであれば、マグネットの
直径を大きくでき、トルクのアップも図れるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の磁気ディスク駆動用モータの一例の構成
を説明するための正面断面図である。

【図２】図１に使用されているマグネットの平面図であ
る。

【図３】本発明に係る磁気ディスク駆動用モータの一実
施の形態の構成を説明するための正面断面図である。

【図４】ヨークの厚さと着磁極数を変えた場合のモータ
中心からの距離に対する漏れ磁束の測定データを示す図
表である。

【図５】図４のヨーク厚がゼロの場合のモータの各構成
要素の寸法を示す断面図である。

【符号の説明】

１２ハブ１６マグネット２０フランジ２２軸体２４スリーブ２６ステータコア２８巻線３０スラストリングＬ軸線

フロントページの続きＦターム(参考） 5D109 BA04 BA14 BA16 BA17 BA20 BA28 BA30 5H002 AA07 AA08 5H621 BB06 GA01 GA04 HH01 JK02 JK15 JK17 JK19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸線を中心として回動自在に支持され、
外周に磁気ディスクが外嵌される円筒状のハブと、該ハブの内周面に配置され、周方向に沿ってＮ極とＳ極
とが交互に着磁された円筒状のマグネットと、前記ハブの内周側に配置されたステータとを具備する磁
気ディスク駆動用モータにおいて、前記マグネットの外周面と前記ハブの内周面との間に
は、磁性材料で形成されるヨークが配置されていないこ
とを特徴とする磁気ディスク駆動用モータ。