JP2002281712A - ディスク駆動用モータ - Google Patents

ディスク駆動用モータ

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JP2002281712A JP2001082276A JP2001082276A JP2002281712A JP 2002281712 A JP2002281712 A JP 2002281712A JP 2001082276 A JP2001082276 A JP 2001082276A JP 2001082276 A JP2001082276 A JP 2001082276A JP 2002281712 A JP2002281712 A JP 2002281712A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速回転時にもホアール現象が発生せず円滑
な回転を行えるディスク駆動用モータを提供する。 【解決手段】 軸受６と軸受ホルダ７Ａと積層コア８と
からなるステータと、ロータヨーク３とスピンドル４と
からなるロータ１とを備えたモータにおいて、前記ロー
タヨーク３に近接しかつスピンドル周面４ｃ全体を囲む
軸受ホルダ７Ａの上部７Ａａに固着され、円周方向に着
磁した磁極幅を不均等としてロータヨーク３を特定のス
ラスト方向に磁気吸引するバイアスマグネット１６，１
６Ａ，１６Ｂを有し、バイアスマグネット１６，１６
Ａ，１６Ｂの磁気吸引によって、スピンドル４に側圧を
を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク駆動用モ
ータに関し、いわゆる軸受のガタ寄せ構造に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の光ディスク用スピンドルモ
ータの構造を示す縦断面図である。図２中、１はロー
タ、２はコイル、３はロータヨーク、４はスピンドル、
５はモータベース、６は軸受、７は軸受ホルダ、８は積
層コア、９はカバー、１０はスラストプレート、１１は
スラスト部、１３はストップリング、１４は駆動マグネ
ット、１７はオイルシール、１８はネジ、２１は鍔部、
２２はオイルディフレクタをそれぞれ示す。
【０００３】図２に示す光ディスク用スピンドルモータ
は，下記する構成のステータとロータ１とを備えてい
る。前記したステータは、モータベース５に支持された
焼結含油軸受６と、この軸受６を収納する軸受ホルダ７
と、この軸受ホルダ７の外周に装着されかつコイル２を
巻回した積層コア８とから構成される。
【０００４】前記したロータ１は、図示せぬディスクを
上面側で回転可能とするロータヨーク３と、このロータ
ヨーク３の内周側面に固着された駆動マグネット１４
と、前記ロータヨーク３の上面側に突出しかつロータヨ
ーク３の回転中心にその一端(上端)が貫通固着されかつ
その他端(下端)側が前記軸受に回転自在に軸支されるス
ピンドル４とから構成される。
【０００５】前記したモータベース５には、鍔部２１を
備え銅又は鉄系焼結含油軸受６がネジ１８でネジ止めさ
れている。前記した積層コア８は珪素鋼板からなり積層
コア８にはコイル２が巻回されている。
【０００６】前記したロータヨーク３の内周側面に固着
されたリング状の駆動マグネット１４の内周部は積層コ
ア８の外周部に近接して対向配置されている。前記した
ロータヨーク３は鉄系材料でなり、またその回転中心に
ステンレス系材のスピンドル４を圧入固着してある。ス
ピンドル４は焼結含油軸受６で回転自在に保持されてい
る。ロータヨーク３の上面には図示していないターンテ
ーブルが装着され、このターンテーブルには図示してい
ない再生専用あるいは記録再生用ディスクが着脱可能な
ように載置される。
【０００７】前記したスピンドル４の下端が当接する金
属製のカバー９と、このカバー９の上側に設けられた樹
脂製のスラストプレート１０とは、スラスト軸受を構成
している。カバー９の外周部とモータベース５の間に
は、シリコン又はゴム系の弾性材料からなるリング状オ
イルシール１７を設け、軸受６内に充填してある潤滑油
の外部への漏洩を防止している。
【０００８】スラスト部１１と焼結含油軸受６との間に
は、スリットを設けたステンレス系ばね材から成るリン
グ状ストップリング１３がスピンドル４の下端に取付け
られており、これは軸受６からのスピンドル４の抜け防
止のために取付けられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで，一般の光デ
ィスク用スピンドルモータはスピンドルと軸受とにクリ
アランスのある滑り軸受を多く使用している。スピンド
ルの回転が大きくなると滑り軸受のスピンドルとのクリ
アランスにより、スピンドルは回転数の１／２の周波数
の振れを発生する。一般にこの振れによるスピンドル回
転数の不安定現象を「ホアール（Ｗｈｉｒｌ）」と呼
ぶ。
【００１０】ここで、このホアールについて図６を用い
て詳しく説明する。図６（Ａ）に示す外周円は軸受内
周、内周円はωで回転するスピンドル外周を示す軸受横
断面である。一般に軸受で支持されるスピンドルに静的
荷重を加えると、軸心Ｏ'は加重方向Ｗには沿わずに、
このＯ'の位置は図６（Ｂ）に示すような軌跡を描いて
偏心する。Ｏは軸受中心である。
【００１１】即ち、軸心Ｏ'においては、釣り合い位置
にスピンドルを引き戻そうとする力Ｆrの他に、スピン
ドルを回転と同じ向きに旋回させようとする力Ｆtが発
生する。旋回運動により発生する遠心力よりも力Ｆrが
大きければ、スピンドルは旋回しながら元の位置(釣り
合い位置)に戻される。逆に遠心力の方が力Ｆrよりも大
きければ、この旋回運動の回転半径は急速に増大し、ス
ピンドルは軸受内周に接触してしまう。この時、遠心力
と力Ｆtとが等しければこの旋回運動は継続する。この
状態がホアールである。ホアールの発生はスピンドルと
軸受とのクリアランス及び剛性、潤滑油の性質、回転速
度等に関係する。スピンドルの回転数の１／２でホアー
ルが発生し、このとき，軸受で軸支されているスピンド
ルの回転条件は最も不安定となる。
【００１２】ここで、従来の光ディスク用スピンドルモ
ータの回転時の振れ特性を測定したデータを図８に示
す。図８には、スピンドル１回転の１／２の回転、即ち
２２Ｈｚの周波数でホアールが発生していることを示し
ている。光ディスク駆動用スピンドルモータでこのホア
ールが発生するとディスクが振れ、この結果、記録ヘッ
ド(ピックアップ)はトラッキングエラーを生じ記録再生
エラーが生じる。
【００１３】現在のところ、光ディスク用スピンドルモ
ータは回転数が２００ｒ／ｍｉｎ〜１２、０００ｒ／ｍ
ｉｎで使用されているが、特に近年光ディスクの回転速
度は益々高速回転が要求されている。これに応じてモー
タの回転数増大化が図られ、またその軸受に焼結軸受を
使用する結果、前述したホアールが発生し易くなってい
る。このため従来はスピンドルと軸受のクリアランス
や、軸受に充填する潤滑油の特性を最適化したりして対
応してきたが、十分満足できる特性が得られない課題が
あった。
【００１４】そこで本発明は、こうした課題に鑑みて創
案されたものであり、特に、ロータヨークに近接しかつ
前記軸受ホルダ端部に固着され、円周方向に着磁した各
磁極幅を不均等として前記ロータヨークを特定のスラス
ト方向に磁気吸引するバイアスマグネットを有し、前記
バイアスマグネットの磁気吸引によって、前記スピンド
ルに側圧を印加することにより、スピンドルの回転数増
大化によってもホアール現象が発生しないので、この結
果、高密度記録再生ディスクを高速回転する際にも安定
した回転状態を維持できるディスク駆動用モータを提供
することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、次の（１）〜（３）の構成を有する
ディスク駆動用モータを提供する。（１） 図１に示す
ように、モータベース５に支持された軸受６と、前記軸
受６を収納する軸受ホルダ７Ａと、前記軸受ホルダ７Ａ
の外周に配置されかつコイル２を巻回したコア(積層コ
ア)８とからなるステータと、（図示せぬ）ディスクを
上面３ａ側で回転可能としかつ内周側面３ｂに固着した
駆動マグネット１４を有するロータヨーク３と、一端４
ａ側を前記ロータヨーク３の回転中心を貫通して前記ロ
ータヨーク３に固着し他端４ｂ側を前記軸受６に回転自
在に軸支したスピンドル４とからなるロータ１とを備え
たディスク駆動用モータにおいて、前記ロータヨーク３
に近接しかつ前記軸受ホルダ端部(上部)７Ａａに固着さ
れ、円周方向(図３、図４に図示)に着磁した各磁極(Ｎ
極，Ｓ極)幅を不均等(図３の場合、（磁極幅ａ＝ｂ）
＜磁極幅ｃ。図４の場合、（磁極幅ｄ＝ｅ）＞（磁極幅
ｆ＝ｇ＝ｈ＝ｉ）)として前記ロータヨーク３を特定の
スラスト方向に磁気吸引するバイアスマグネット１６，
１６Ａ，１６Ｂを有し、前記バイアスマグネット１６，
１６Ａ，１６Ｂの磁気吸引によって、前記スピンドル４
に側圧を印加することを特徴とするディスク駆動用モー
タ。(２) 図３に示すように、前記バイアスマグネット１
６Ａの磁極部を２つの範囲(磁極幅ａ＋磁極幅ｂの範囲
と磁極幅ｃの範囲)に分割した場合に、各分割範囲に着
磁された磁極数は同一でないことを特徴とする請求項１
記載のディスク駆動用モータ。(３) 図５に示すよう
に、前記バイアスマグネット１６Ａの磁極部中心１９
は、前記ロータ(スピンドル４)の回転中心２０から所定
幅偏移した位置にあることを特徴とする請求項１又は請
求項２記載のディスク駆動用モータ。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施例である光
ディスク用スピンドルモータを、図１、図３〜図５、図
７、図９〜図１１を参照して順に説明する。前述したも
のと同一構成部分には同一符号を付しその説明を省略す
る。
【００１７】図１は本発明の一実施例である光ディスク
用スピンドルモータの構造を示す縦断面図、図３，図４
はいずれもバイアスマグネットの第１，第２着磁状態を
示す図、図５はバイアスマグネットの磁極中心とスピン
ドルの中心とがずれた状態を示す図、図７はスピンドル
と焼結含油軸受とのガタ寄せ発生状態を示す部分拡大
図、図９は図３のバイアスマグネットを使用した本発明
の一実施例である光ディスク用スピンドルモータの回転
時の振れ特性を測定したデータを示す図、図１０は等角
度で着磁したバイアスマグネットを使用した光ディスク
用スピンドルモータの回転時の振れ特性を測定したデー
タを示す図、図１１は図４のバイアスマグネットを使用
した本発明の一実施例である光ディスク用スピンドルモ
ータの回転時の振れ特性を測定したデータを示す図であ
る。
【００１８】図１、図３〜図５、図７中、１はロータ、
２はコイル、３はロータヨーク、４はスピンドル、４ａ
は一端、４ｂは他端、４ｃはスピンドル周面、５はモータ
ベース、６は軸受、７Ａは軸受ホルダ、７Ａａは上部
(軸受ホルダ端部)、８は積層コア、９はカバー、１０は
スラストプレート、１１はスラスト部、１２は段部、１
３はストップリング、１４は駆動マグネット、１５はバ
ックヨーク、１６，１６Ａ，１６Ｂはバイアスマグネッ
ト、１７はオイルシール、１８はネジ、１９はバイアス
マグネットの中心、２０はスピンドル４の中心、２１は
鍔部、２２はオイルディフレクタ、ａ〜ｉは磁極幅をそ
れぞれ示す。
【００１９】図１に示す光ディスク用スピンドルモータ
は、例えばＣＤ−ＲＯＭやＣＤ−Ｒ等の光ディスクを回
転駆動するためのモータである。図１に示す光ディスク
用スピンドルモータは、上述した光ディスク用スピンド
ルモータ(図２)の軸受ホルダ７の構造を一部変更して軸
受ホルダ７Ａとしかつこの軸受ホルダ７Ａにバックヨー
ク１５及びバイアスマグネット１６を固着した構成と同
一のものである。
【００２０】換言すれば、図１に示す光ディスク用スピ
ンドルモータは，下記する構成のステータとロータ１と
バイアスマグネット１６とを備えている。
【００２１】前記したステータは、モータベース５に支
持された焼結含油軸受６と、この軸受６を収納する軸受
ホルダ７Ａと、この軸受ホルダ７Ａの外周に装着されか
つコイル２を巻回した積層コア８とから構成される。
【００２２】前記したロータ１は、図示せぬディスクを
上面側で回転可能とするロータヨーク３と、このロータ
ヨーク３の内周側面に固着された駆動マグネット１４
と、前記ロータヨーク３の上面側に突出しかつロータヨ
ーク３の回転中心にその一端(上端)が貫通固着されかつ
その他端(下端)側が前記軸受に回転自在に軸支されるス
ピンドル４とから構成される。
【００２３】前記したバイアスマグネット１６は、ロー
タヨーク３の下面に近接する位置にある軸受ホルダ７の
開口部周縁に固着したリング状のマグネットであり、前
記したロータ１を前記したステータ側に磁気吸引する作
用を行う。
【００２４】さらに具体的な各構成は、次の通りであ
る。前記したロータ１は鉄系材料からなるロータヨーク
３を備えている。このロータヨーク３の外周部内側には
リング状の駆動マグネット１４が接着剤で固着されてい
る。ロータヨーク３の中心(回転中心)をバーリング加工
してスピンドル４を圧入固定している。ロータヨーク３
のバーリング端部には焼結含油軸受６の潤滑油の漏出を
防止するため樹脂製（例えばＰＯＭ）のオイルディフレ
クタ２２をスピンドル４に装着してある。
【００２５】ロータヨークの上面には図示していないタ
ーンテーブルが装着され、更に図示していない情報記録
再生ディスク(光ディスク)が着脱自在に載置される。ス
ピンドル４は、モータベース５に共締めし外周に鍔部２
１のある焼結含油軸受６で回転保持される。銅又は鉄系
焼結含油軸受６の外周部には樹脂製軸受ホルダ７Ａが圧
入され、この軸受ホルダ７Ａの外周部には、コイル２を
巻回し珪素鋼板からなる積層コア８の内周部が固着され
ている。
【００２６】スピンドル４下端は鉄製カバー９の上側に
設けられた樹脂製スラストプレート１０によりスラスト
軸受を構成している。カバー９の外周部にはシリコン又
はゴム系の弾性材料からなるリング状オイルシール１７
を設けている。スピンドル４の下端スラスト部１１と焼
結含油軸受６との間にはスリットを設けたステンレス系
ばね材から成るリング状ストップリング１３がロータ１
の抜け防止のため止めてある。軸受ホルダ７のロータ１
側外周端部に段部１２を設け、バックヨーク１５内周を
固着しロータヨーク３側にバイアスマグネット１６を接
着固定してある。
【００２７】前記したバイアスマグネット１６は、図３
に示すように、バイアスマグネット１６の中心から外周
に向かってバイアスマグネット１６を２分した場合に、
分割された各部分範囲に着磁されている磁極数は同一で
ない構造をしている。換言すれば、前記したバイアスマ
グネット１６は円周上の半分のみ着磁してある。このた
め、ロータヨーク３はバイアスマグネット１６の着磁側
の磁力に吸引され、スピンドル４は図７（Ｂ）に示す様
に、モータベース５に対し垂直な状態(図７（Ａ）)でな
く傾いて回転することになる。
【００２８】バイアスマグネット１６がロータヨーク３
の片側のみ磁気吸引することにより、スピンドル４は軸
受６に対し一方にガタ寄せされる。このガタ寄せにより
側圧が印加されスピンドル４と軸受６とのクリアランス
はなくなる。図９はこの時の振れ特性で、ホアールが発
生することで生じていた周波数２２Ｈｚの振れがなくな
っている。
【００２９】前記したバイアスマグネット１６の着磁形
態は、図４の状態でも良く、この場合も磁極角度の大き
い右側面の磁気吸引が強くなる。更に図５のようにバイ
アスマグネット１６の中心１９とスピンドル４の中心２
０とをずらし左右の吸引力の差によりロータ１をガタ寄
せしても、ホアールの発生を防止に同様効果がある。換
言すれば、前記バイアスマグネット１６の中心１９は前
記ロータ１の回転中心から所定幅偏移した位置にあって
も、バイアスマグネット１６(図３、図４)の左右不均衡
な着磁状態によって発生する左右の磁気吸引力の差によ
りロータ１をガタ寄せできる．
【００３０】図１０はバイアスマグネット１６がＮ極と
Ｓ極が１８０°づつ等間隔で磁極を設けた時の振れ特性
であるが、４２．５Ｈｚの１／２でホアールによる振れ
が見出される。しかし図４のバイアスマグネット１６を
使用した場合の図１１に示す振れ特性は、４２Ｈｚの１
／２の振れが発生しないことが分かる。
【００３１】一方、図５で示すバイアスマグネット１６
はバイアスマグネットの中心１９はスピンドル４の中心
２０を偏芯させ、ロータ１の磁気吸引の効果を向上させ
ている。以上の様に、図１０の様に単に左右対称に着磁
された磁極を用いて発生する磁気吸引用のバイアスマグ
ネットを設けても回転数の１／２でホアールが発生して
しまうが、図３〜図５のように、バイアスマグネット１
６に左右不均一の磁極を設ける事や、バイアスマグネッ
ト１６の中心１９をスピンドル４の中心２０からずらす
事で、ホアールの発生を防止し、記録再生の信頼性を向
上することができる。
【００３２】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、特
に、前記ロータヨークに近接しかつ前記軸受ホルダ端部
に固着され、円周方向に着磁した各磁極幅を不均等とし
て前記ロータヨークを特定のスラスト方向に磁気吸引す
るバイアスマグネットを有し、前記バイアスマグネット
の磁気吸引によって、前記スピンドルに側圧を印加する
ことにより、スピンドルの回転数増大化によってもホア
ール現象が発生しないので、この結果、高密度記録再生
ディスクを高速回転する際にも安定した回転状態を維持
できる高信頼性のディスク駆動用モータを提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である光ディスク用スピンド
ルモータの構造を示す縦断面図
【図２】従来の光ディスク用スピンドルモータの構造を
示す縦断面図
【図３】バイアスマグネットの第１着磁状態を示す図
【図４】バイアスマグネットの第２着磁状態を示す図
【図５】バイアスマグネットの磁極中心とスピンドルの
中心とがずれた状態を示す図
【図６】スピンドルを軸支した軸受横断面である。
【図７】スピンドルと焼結含油軸受とのガタ寄せ発生状
態を示す部分拡大図
【図８】従来の光ディスク用スピンドルモータの回転時
の振れ特性を測定したデータを示す図
【図９】図３のバイアスマグネットを使用した本発明の
一実施例である光ディスク用スピンドルモータの回転時
の振れ特性を測定したデータを示す図
【図１０】等角度で着磁したバイアスマグネットを使用
した光ディスク用スピンドルモータの回転時の振れ特性
を測定したデータを示す図
【図１１】図４のバイアスマグネットを使用した本発明
の一実施例である光ディスク用スピンドルモータの回転
時の振れ特性を測定したデータを示す図
【符号の説明】
１ ロータ ２ コイル ３ ロータヨーク ３ａ 上面 ３ｂ 内周側面 ４ スピンドル ４ａ 一端 ４ｂ 他端 ４ｃ スピンドル周面 ５ モータベース ６ 軸受 ７，７Ａ 軸受ホルダ ７Ａａ 上部(軸受ホルダ端部) ８ 積層コア(コア) １４ 駆動マグネット １６，１６Ａ，１６Ｂ バイアスマグネット １９ 磁極部中心 ２０ 回転中心 ａ〜ｉ 磁極幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J011 AA02 BA02 BA10 JA02 LA01 SB19 5D109 BB05 BB12 BB17 BB21 BB22 BB28 5H605 AA04 AA05 BB05 BB19 CC03 CC04 EB03 EB06 5H607 AA04 BB01 BB09 BB17 BB25 CC03 CC09 DD02 DD03 DD16 EE38 FF12 GG01 GG02 GG09 GG19 5H621 AA04 BB07 GA01 HH03 JK19 PP01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータベースに支持された軸受と、前記
    軸受を収納する軸受ホルダと、前記軸受ホルダの外周に
    配置されかつコイルを巻回したコアとからなるステータ
    と、 ディスクを上面側で回転可能としかつ内周側面に固着し
    た駆動マグネットを有するロータヨークと、一端側を前
    記ロータヨークの回転中心を貫通して前記ロータヨーク
    に固着し他端側を前記軸受に回転自在に軸支したスピン
    ドルとからなるロータとを備えたディスク駆動用モータ
    において、 前記ロータヨークに近接しかつ前記軸受ホルダ端部に固
    着され、円周方向に着磁した各磁極幅を不均等として前
    記ロータヨークを特定のスラスト方向に磁気吸引するバ
    イアスマグネットを有し、前記バイアスマグネットの磁
    気吸引によって、前記スピンドルに側圧を印加すること
    を特徴とするディスク駆動用モータ。
  2. 【請求項２】 前記バイアスマグネットの磁極部を２つ
    の範囲に分割した場合に、各分割範囲に着磁された磁極
    数は同一でないことを特徴とする請求項１記載のディス
    ク駆動用モータ。
  3. 【請求項３】 前記バイアスマグネットの磁極部中心
    は、前記ロータの回転中心から所定幅偏移した位置にあ
    ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のディス
    ク駆動用モータ。
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