JP2007060798A - モータの電機子、モータおよび記録ディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電機子において、渡り線係止部の先端がコアから突出する高さを低減する。
【解決手段】モータ１の電機子２４は、コアバックおよび複数のティース２４３を有するコア２４１、各ティース２４３に形成されるコイル２４２、並びに、コイル２４２間を接続する渡り線２４２１を備える。積層された２枚のコアプレート２４１１，２４１２からなるコア２４１では、コアバックの互いに隣接する２つのティース２４３間の部位の全てのそれぞれに渡り線係止部２４４０が設けられる。コア２４１の上側のコアプレート２４１１の渡り線係止部２４４０に対向する部位には切欠部２４４１が形成され、渡り線係止部２４４０と切欠部２４４１との間に設けられた隙間内にて渡り線２４２１が係止される。その結果、渡り線係止部２４４０の先端がコア２４１の上面から突出する高さを低減することができ、電機子２４およびモータ１を薄型化することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動式のモータの電機子並びにこれを利用したモータおよび記録ディスク駆動装置に関する。

従来より、ハードディスク装置等の記録ディスク駆動装置は、記録ディスクを回転駆動するスピンドルモータ（以下、「モータ」という。）を備えており、このようなモータの１つとして、回転軸を中心として放射状に配列された複数のティースの内側に界磁用磁石が配置されたインナーロータ型のモータが使用されている。

インナーロータ型のモータでは、電機子のコアの複数のティースに設けられた複数のコイルが、複数のティースを外周側から支持するリング状のコアバック側で渡り線により接続されている。例えば、モータを駆動する交流電流が３相である場合、１つのコイルから伸びる渡り線は、周方向に２つのコイルを跨いで次のコイルに接続される。このため、渡り線が跨ぐべき他のコイルと接触しないように、コアバックに取り付けられた樹脂製のインシュレータの上面に突起を設け、突起の外側に渡り線を引っ掛けて係止することにより渡り線がコアバックよりも内側に位置することが防止されている。

しかしながら、渡り線の係止にインシュレータを利用すると、電機子のコアの軸方向の厚さが増大して小型化の妨げになってしまったり、モータの部品点数が増加するため、部品コストや組み立てに係るコストが上昇してしまう。そこで、電機子のコアを利用して渡り線を係止する様々な技術が提案されている。

例えば、特許文献１では、金属薄板を複数枚積層してなるステータコアにおいて、最下層のコアプレート内周側の隣接する歯極間に内側へ突出する矩形状のリテーナが形成され、各リテーナが略直角に折り曲げられてコアバックの内周面に当接されるとともに、各リテーナの先端部をコアバック表面側へ折り曲げることにより、渡り線が係止される折曲部を形成する技術が開示されている。

特許文献２でも同様に、積層される金属製コアプレートの最上層において、各ティースの間から内側に突出する渡り線係止用突起形成部が上方に折り曲げられた後に先端部が外側に折り曲げられて渡り線係止用突起が形成される。特許文献２のステータコアでは、折り曲げられた先端部（略水平係止部）の先端が環状コアバックの外周面を超えないようにされるため、ステータコアの水平方向の小型化が渡り線係止用突起により阻害されることが防止される。
特許第３５７４９９８号公報 国際公開第２００４／０８２１０４号パンフレット

ところで、薄型のモータでは、電機子を配置するためのいわゆる磁気スペースが非常に小さく、渡り線係止部の折り曲げ高さを指定された規格に入れることが困難となる場合がある。特許文献１および特許文献２のステータコアでは、渡り線係止部の折り曲げられた先端がコアバックの表面より大幅に上にあるため、渡り線係止部の先端がコアから突出する高さが巻き線の積層高さより高くなり、その分電機子の高さが高くなってしまう。その結果、電機子のコアを薄くする必要が生じ、薄型のモータに適用することが困難となる。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、渡り線係止部の先端がコアから突出する高さを低減またはなくし、これにより、電機子およびモータの薄型化を目的としている。

請求項１に記載の発明は、電動式モータの電機子であって、先端を所定の中心軸側に向けて前記中心軸を中心に放射状に配置された複数のティース、および、前記複数のティースを外側から支持するリング状のコアバックを有するコアと、前記複数のティースのそれぞれに導線を巻回することにより形成された複数のコイルとを備え、前記コアが、前記複数のティースおよび前記コアバックに対応する部位を備える薄板状の複数のコアプレートが積層されることにより形成されており、前記コアの一の主面を有するコアプレート以外のいずれかのコアプレートが、互いに隣接する２つのティース間の前記コアバックの部位の内周側において、前記一の主面に向かって折り曲げられることにより前記一の主面側に突出する渡り線係止部を有し、前記渡り線係止部の前記中心軸に対する外側の面と前記２つのティース間の前記部位の内周面との間に隙間が設けられ、前記２つのティース間にて渡される複数の渡り線のうちの少なくとも一部が前記隙間内にて係止される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電機子であって、前記渡り線係止部を有するコアプレートよりも前記一の主面側に位置する全てのコアプレートが、前記渡り線係止部と対向する部位に切欠部を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電機子であって、前記渡り線係止部から前記中心軸までの距離が、前記２つのティースと前記コアバックとの境界から前記中心軸までの距離以上である。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の電機子であって、前記渡り線係止部が、前記コアバックの互いに隣接する２つのティース間の全ての部位のそれぞれに設けられている。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の電機子であって、前記複数のティースのそれぞれの先端と前記中心軸との間の距離がほぼ等しく、前記複数のティースのうち連続して並ぶ複数の第１ティースにおいて、前記導線が巻回される巻回部位の長さが他の複数の第２ティースにおける巻回部位の長さよりも長く、前記渡り線係止部が、前記複数の第１ティースのうち互いに隣接する２つの第１ティース間に設けられる。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の電機子であって、前記コアの厚さが０．５ｍｍ以下である。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の電機子であって、前記コアが２枚のコアプレートにより形成される。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の電機子であって、前記渡り線係止部を有する前記コアプレートが、前記一の主面を有する前記コアプレートに接する。

請求項９に記載の発明は、電動式のモータであって、請求項１ないし８のいずれかに記載の電機子および前記電機子が取り付けられるベース部を有するステータ部と、前記電機子との間で前記中心軸を中心とするトルクを発生する界磁用磁石を有するロータ部と、前記中心軸を中心に前記ロータ部を前記ステータ部に対して回転可能に支持する軸受機構とを備える。

請求項１０に記載の発明は、記録ディスク駆動装置であって、情報を記録する記録ディスクと、前記記録ディスクを回転する請求項９に記載のモータと、前記記録ディスクに対する情報の読み出しおよび／または書き込みを行うヘッド部と、前記ヘッド部を前記記録ディスクおよび前記モータに対して移動するヘッド部移動機構とを備える。

本発明では、渡り線係止部の先端がコアから突出する高さを低減する、または、突出をなくすことができる。その結果、モータを薄型化することができる。また、請求項２の発明では、渡り線係止部が中心軸側に突出する量を減らすことができ、コイル形成時の巻線機のニードルを広範囲にて移動することができ、請求項３の発明では、ニードルをさらに広範囲にて移動することができる。

さらに、請求項４の発明では、コアの一の主面全体で、渡り線係止部の高さを低くでき（または、渡り線係止部の突出をなくすことができ）、その分だけ電機子の高さを低くする、または、コアプレートの積層枚数を多くすることができ、請求項５の発明では、部分的に巻き線の積層高さが制限される部位の高さを容易に低くすることができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電動式のスピンドルモータ１（以下、「モータ１」という。）を備える記録ディスク駆動装置６０の内部構成を示す図である。記録ディスク駆動装置６０はハードディスク装置であり、情報を記録する円板状の記録ディスク６２、記録ディスク６２に対する情報の書き込みおよび（または）読み出しを行うアクセス部６３、記録ディスク６２を保持して回転する電動式のモータ１、並びに、記録ディスク６２、アクセス部６３およびモータ１を内部空間１１０に収容するハウジング６１を備える。

図１に示すように、ハウジング６１は、上部に開口を有するとともにモータ１およびアクセス部６３が内側の底面に取り付けられる無蓋箱状の第１ハウジング部材６１１、並びに、第１ハウジング部材６１１の開口を覆うことにより内部空間１１０を形成する板状の第２ハウジング部材６１２を備える。記録ディスク駆動装置６０では、第１ハウジング部材６１１に第２ハウジング部材６１２が接合されてハウジング６１が形成され、内部空間１１０は塵や埃が極度に少ない清浄な空間とされる。

記録ディスク６２は、モータ１の上側に載置されてクランパ６２１によりモータ１に固定される。アクセス部６３は、記録ディスク６２に近接するヘッド６３１およびヘッド６３１を支持するアーム６３２をヘッド部として有し、ヘッド部により情報の読み出しおよび書き込みが磁気的に行われる。また、アクセス部６３は、アーム６３２を移動させることによりヘッド６３１を記録ディスク６２およびモータ１に対して相対的に移動するヘッド移動機構６３３を有する。これらの構成により、ヘッド６３１は回転する記録ディスク６２に近接した状態で記録ディスク６２の所要の位置にアクセスし、情報の書き込みおよび読み出しを行う。

図２は、記録ディスク６２（図１参照）の回転に使用されるモータ１の構成を示す縦断面図である。モータ１は、３相の交流電流により駆動される。図２では、モータ１の中心軸Ｊ１（後述の電機子２４の中心軸でもある。）を含む面における断面を示すが、切断面よりも奥側に位置する構成についても、その一部を破線にて描いている。

図２に示すように、モータ１は、固定組立体であるステータ部２、および、回転組立体であるロータ部３を備えており、ロータ部３は、潤滑油による流体動圧を利用した軸受機構を介して中心軸Ｊ１を中心にステータ部２に対して回転可能に支持される。以下の説明では、便宜上、中心軸Ｊ１に沿ってロータ部３側を上側、ステータ部２側を下側として説明するが、中心軸Ｊ１は必ずしも重力方向と一致する必要はない。

ロータ部３は、ロータ部３の各部を保持するロータハブ３１、および、ロータハブ３１に取り付けられて中心軸Ｊ１の周囲に配置される界磁用磁石３４を備える。ロータハブ３１は、ステンレス等により一体的に形成されており、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であって下側（すなわち、ステータ部２側）に突出するシャフト３１１、シャフト３１１の上端部から中心軸Ｊ１に対して垂直に広がる略円板状の円板部３１２、および、円板部３１２の外縁において下側に突出する略円筒状の円筒部３１３を備える。シャフト３１１の下側の先端部には、略円板状のスラストプレート３１４が取り付けられる。

ステータ部２は、ステータ部２の各部を保持するベース部であるベースプレート２１、ロータ部３のシャフト３１１が挿入されるとともにロータ部３を回転可能に支持する軸受機構の一部である略円筒状のスリーブユニット２２、スリーブユニット２２の周囲にてベースプレート２１に取り付けられる電機子２４、および、電機子２４の上方に配置されて電機子２４からの電磁ノイズを遮断する薄板状の磁気シールド板２５を備える。ベースプレート２１は、第１ハウジング部材６１１（図１参照）の一部であり、アルミニウム、アルミニウム合金、または、磁性もしくは非磁性の鉄系金属の板状部材をプレス加工することにより第１ハウジング部材６１１の他の部位と一体的に形成される。電機子２４は、シャフト３１１の周囲に配置された界磁用磁石３４との間で中心軸Ｊ１を中心とする回転力（トルク）を発生する。

電機子２４は、圧入または接着によりベースプレート２１に上側から取り付けられており、薄板状の複数の（本実施の形態では２枚）のコアプレートを積層してなるコア２４１、および、コア２４１の所定の部位に設けられる複数のコイル２４２を備える。コア２４１を形成する２枚のコアプレートはそれぞれ、厚さ０．１〜０．３５ｍｍ（より好ましくは、０．２ｍｍ）の珪素鋼板である。なお、モータ１の電機子２４の構造は後述するように薄型化が求められるモータに適しており、特に、コア２４１が２枚のコアプレートにより形成されるものやコア２４１の厚さが０．５ｍｍ以下とされるものに適している。以下、２枚のコアプレートを区別するため、上層側から順に、「第１コアプレート２４１１」、「第２コアプレート２４１２」という。なお、図２および他の図において、２枚のコアプレートの厚さを実際より大きく示している。

図３は、コア２４１を示す平面図である。図３に示すように、コア２４１は、先端を中心軸Ｊ１側に向けて中心軸Ｊ１を中心に放射状に配置された複数（本実施の形態では９本）のティース２４３、および、複数のティース２４３を外側から支持する（すなわち、各ティース２４３の中心軸Ｊ１から遠い側の端部を連結して支持する）リング状のコアバック２４４を備える。複数のティース２４３およびコアバック２４４は、複数のティース２４３およびコアバック２４４のそれぞれに対応する部位を備える第１コアプレート２４１１および第２コアプレート２４１２（図２参照）が積層されることにより形成されており、各コアプレートでは、複数のティース２４３およびコアバック２４４のそれぞれに対応する部位が一体的に形成されているため、コア２４１において複数のティース２４３およびコアバック２４４は磁気的に接続されている。

図２に示すように、電機子２４では、コア２４１の９本のティース２４３のそれぞれに導線を巻回することにより９個のコイル２４２が形成される。９個のコイル２４２のそれぞれは、ティース２４３に導線を２層に巻回することにより形成され、導線の径は０．０５〜０．３ｍｍ（より好ましくは０．１ｍｍ）とされる。上述のようにモータ１の駆動電流は３相の交流電流であるため、電機子２４では、コア２４１の９本のティース２４３に形成された９個のコイル２４２のうち、３つおきの３個のコイル２４２が渡り線２４２１により互いに接続される。また、モータ１では、各ティース２４３が中心軸Ｊ１側で上側に折り曲げられており、中心軸Ｊ１側の端部が界磁用磁石３４の外周面に対向することにより、電機子２４と界磁用磁石３４との間に効率的にトルクを発生させることができる。

ベースプレート２１の中央部には、図２に示すように、中心軸Ｊ１を中心としてロータ部３に向かって上向きに突出する略円筒状のスリーブ取付部２１６が設けられる。スリーブユニット２２は、シャフト３１１が挿入される略円筒状のスリーブ２２１、および、スリーブ２２１の外周に接着剤等により固定される略円筒状のスリーブハウジング２２２を備え、スリーブ取付部２１６に挿入されてベースプレート２１に取り付けられる。

スリーブ２２１は、スリーブハウジング２２２の内周面との間に僅かな隙間をあけて挿入されており（すなわち、すきまばめされており）、接着剤を介してスリーブハウジング２２２に固定されている。スリーブ２２１は多孔質部材であり、粉末状の原材料を型に入れて押し固めることにより加圧成形した後に焼結し、焼結された部材を再度型に入れて圧縮することにより形成される。原材料としては、様々な種類の金属粉末や金属化合物粉末、非金属粉末等（例えば、鉄（Ｆｅ）および銅（Ｃｕ）の混合粉末、銅およびスズ（Ｓｎ）の混合粉末、銅、スズおよび鉛（Ｐｂ）の混合粉末、鉄および炭素（Ｃ）の混合粉末）が利用される。

スリーブハウジング２２２の上部には、スリーブユニット２２の外周に沿って中心軸Ｊ１に対して外側に突出する突起部であるフランジ部２２４が一体的に形成されている。また、スリーブユニット２２の下端側の開口は、略円板状のシールキャップ２３により閉塞され、これにより、ベースプレート２１のスリーブ取付部２１６の下側の開口が、スリーブハウジング２２２およびシールキャップ２３により閉塞される。

ベースプレート２１では、スリーブ取付部２１６の周囲の複数のティース２４３に対応する領域に、ベースプレート２１を上下に貫通する複数（本実施の形態では９個）の穴部２１１が形成される。ベースプレート２１に電機子２４が取り付けられた状態においては、複数のコイル２４２のそれぞれの下部が、ベースプレート２１の下面よりも下側に突出することなく、ベースプレート２１の対応する穴部２１１に収容される。これにより、ベースプレート２１を過剰に薄くすることなく、モータ１の薄型化を実現することができる。

ステータ部２では、コイル２４２が挿入された穴部２１１に接着剤が充填されており、コイル２４２が固定されるとともに穴部２１１が封止される。また、ベースプレート２１は、複数の穴部２１１をベースプレート２１の電機子２４が取り付けられる側とは反対側（すなわち、下側）から塞ぐシート状のシール部材２１２（例えば、フレキシブル回路基板や銘板）を備える。シール部材２１２は、中心軸Ｊ１を中心とする円環状であり、ベースプレート２１の下側の主面に粘着剤層（または、接着剤層）を介して貼付される。

次に、モータ１のロータ部３をステータ部２に回転可能に支持する流体動圧を利用した軸受機構について説明する。図２に示すように、モータ１では、ロータハブ３１の円板部３１２の下面とスリーブハウジング２２２の上側の端面との間、スリーブ２２１の内周面とシャフト３１１の外周面との間、スリーブ２２１の下側の端面とスラストプレート３１４の上面との間、スラストプレート３１４の下面とシールキャップ２３の上面との間、および、スリーブハウジング２２２のフランジ部２２４の外周面とロータハブ３１の円筒部３１３の内周面との間に微小な間隙が設けられる。これらの間隙には潤滑油が連続して充填され、いわゆるフルフィル構造の軸受機構が構成される。

スリーブハウジング２２２のフランジ部２２４の外周面は、その外径が下側に向かって漸次減少する傾斜面とされ、フランジ部２２４の外周面に対向するロータハブ３１の円筒部３１３の内周面の内径は一定とされる。これにより、フランジ部２２４と円筒部３１３との間の間隙における潤滑油の界面は、毛管現象および表面張力によりメニスカス状となってテーパシールが形成され、この間隙がオイルバッファとしての役割を果たして潤滑油の流出が防止される。

スリーブハウジング２２２の上側の端面、および、スリーブ２２１の下側の端面には、ロータ部３の回転時に潤滑油に対して中心軸Ｊ１側に向かう圧力を発生させるための溝（例えば、スパイラル状の溝）が形成されており、これらの端面およびこれらの端面に対向する面によりスラスト動圧軸受部が構成される。

また、シャフト３１１およびスリーブ２２１の互いに対向する面には、潤滑油に流体動圧を発生させるための溝（例えば、中心軸Ｊ１の向く方向に関して、スリーブ２２１の内周面の上下に設けられたヘリングボーン溝等）が形成されており、これらの面によりラジアル動圧軸受部が構成される。

モータ１では、流体動圧を利用する軸受機構によりロータ部３を潤滑油を介して非接触にて支持することにより、ロータ部３を高精度、かつ、低騒音にて回転することができる。特に、フルフィル構造の軸受機構では、軸受内部に空気が介在しないため、潤滑油内に発生した気泡に起因するシャフト３１１とスリーブ２２１との異常接触や、軸受内部の空気が膨張することによる潤滑油の漏れ等が一層抑制される。また、モータ１では、スリーブ２２１が粉末状の原材料を加圧成形した多孔質部材とされるため、軸受機構において高い保持力にて潤滑油を保持することができるとともに潤滑油中のパーティクル等の不純物を吸着して潤滑油を清浄に保つことができる。

このように、モータ１では、スリーブユニット２２（すなわち、スリーブ２２１およびスリーブハウジング２２２）、ロータハブ３１並びにシールキャップ２３の間の間隙に、流体である潤滑油が充填されており、ロータ部３の回転時には、潤滑油による流体動圧を利用してロータ部３が支持される。そして、ロータ部３が中心軸Ｊ１を中心としてステータ部２に対して回転駆動されることより、ロータ部３に取り付けられる記録ディスク６２（図１参照）が回転駆動される。

次に、図３に示すコア２４１の構造について詳説する。図３に示すように、コア２４１ではコアバック２４４の互いに隣接する２つのティース２４３間の全ての部位のそれぞれに、渡り線２４２１（図２参照）を係止する渡り線係止部２４４０が設けられている。渡り線２４２１は、コイル２４２から伸びる導線であり、１つのコイル２４２と他のコイル２４２または回路基板２４８とを接続する。なお、図３では回路基板２４８を破線にて示す。図４．Ａは、渡り線係止部２４４０を拡大して示す平面図であり、図４．Ｂは、図４．Ａ中に示すＡ−Ａの位置で切断した断面を示す。また、図５は、珪素鋼板から打ち抜かれた直後の第２コアプレート２４１２を示す平面図であり、図６は、珪素鋼板から打ち抜かれた直後の第１コアプレート２４１１を示す平面図である。

図５に示すように、第２コアプレート２４１２では、互いに隣接する２つのティース２４３に対応する部位（以下、単に「ティース２４３」とも呼ぶ。）間のコアバック２４４に対応する部位（以下、単に「コアバック２４４」とも呼ぶ。）の内周側において、中心軸Ｊ１に向かって突出する矩形状の突出部２４４２が設けられ、図４．Ｂに示すように、突出部２４４２がコアバック２４４の内周面に向かって折り曲げられて図４．Ａおよび図４．Ｂに示す渡り線係止部２４４０が形成される。突出部２４４２の第２コアプレート２４１２の上側の主面に対する折り曲げ角度θは好ましくは９０°以上とされ、図２に示すように、渡り線係止部２４４０は、コア２４１の一の主面である上面に向かいつつ中心軸Ｊ１に平行に、または、外側に傾斜して突出する。なお、渡り線２４２１を係止することができるのであれば、渡り線係止部２４４０は中心軸Ｊ１側に傾斜してもよい。すなわち、突出部２４４２がコア２４１の上面に向かって折り曲げられることにより、上面側に突出する渡り線係止部２４４０が設けられる。そして、好ましくは、図３に示すように、渡り線係止部２４４０（の中心軸Ｊ１側の面）から中心軸Ｊ１までの距離Ｒが、２つのティース２４３とコアバック２４４との境界（すなわち、ティース２４３の付け根部分）から中心軸Ｊ１までの距離ｒ以上とされる。

図６に示すように、第１コアプレート２４１１では、コアバック２４４の互いに隣接する２つのティース２４３間の内周面、換言すれば、渡り線係止部２４４０と対向する部位に切欠部２４４１が形成され、図４．Ａおよび図４．Ｂに示すように、渡り線係止部２４４０の中心軸Ｊ１に対する外側（すなわち、コアバック２４４の内周面と対向する側）の面と切欠部２４４１との間に隙間が設けられ、２つのティース間にて渡される渡り線２４２１（図２参照）が隙間内にて係止される。ただし、渡り線２４２１の数が多い場合や渡り線２４２１の線径が大きい場合には、複数の渡り線２４２１のうちの少なくとも一部が隙間内にて係止されることとなる。

電機子２４では、図２ないし図４．Ｂに示すように、コア２４１が２枚のコアプレートにより形成され、２枚のコアプレートのうち下側の第２コアプレート２４１２にのみ渡り線係止部２４４０が設けられ、渡り線係止部２４４０を有するコアプレートが、コア２４１の一の主面である上面を有するコアプレート（すなわち、第１コアプレート２４１１）に接する。しかしながら、コアが３枚以上のコアプレートにより形成される場合には、コアの上面を有するコアプレート以外のいずれかのコアプレートに、渡り線係止部２４４０が設けられ、渡り線係止部２４４０を有するコアプレートよりもコアの上面側に位置する全てのコアプレートに切欠部２４４１が形成される。これにより、渡り線２４２１を収容する隙間が確保される。

また、第１コアプレート２４１１に、切欠部２４４１が形成されない場合であっても、第２コアプレート２４１２の突出部２４４２がコアバック２４４の内周面との間のエッジよりも内側（中心軸Ｊ１側）において折り曲げられて渡り線係止部２４４０が形成され、渡り線係止部２４４０の中心軸Ｊ１に対する外側の面と２つのティース２４３間のコアバック２４４の部位の内周面との間に設けられる隙間内にて、渡り線２４２１が係止されてもよい。

次に、電機子２４の製造およびベースプレート２１への取り付けについて説明する。電機子２４が製造される際には、まず、金型により平板状の珪素鋼板（または、他の種類の電磁鋼板）が打ち抜かれ、図６および図５に示す第１コアプレート２４１１および第２コアプレート２４１２が形成される。打ち抜きと同時に、第１コアプレート２４１１では、各ティース２４３間のそれぞれの内周部に切欠部２４４１（図６参照）が形成され、第２コアプレート２４１２では、各ティース２４３間のそれぞれの内周部に突出部２４４２（図５参照）が形成される。

続いて、各コアプレートの複数のティース２４３に対応する部位の中心軸Ｊ１側の端部がプレス加工により上側に僅かに折り曲げられ、第２コアプレート２４１２では突出部２４４２が上側にさらに折り曲げられる。その後、２枚のコアプレートが積層されてカシメやレーザ溶接等により互いに固定され、積層されたコアプレートの表面に電着塗装や粉体塗装等により絶縁性樹脂が塗装されてコア２４１が形成される。

図７は、電機子２４の製造途上の様子を示す平面図である。コア２４１が形成されると、図７に示すように、巻線機９１（ニードルのみを図示する。）により１つのティース２４３に導線が２層に巻回されて１つ目のコイル２４２が形成される。このとき、第１層の導線は各ティース２４３の中心軸Ｊ１側とは反対側から中心軸Ｊ１側に向かって巻回され、続けて、第２層の導線が中心軸Ｊ１側から外側に向かって巻回される。

１つ目のコイル２４２が形成されると、コアバック２４４の内側において、コイル２４２からの導線（すなわち、渡り線２４２１）が図７中における時計回りに導かれ、１つ目のコイル２４２に隣接する渡り線係止部２４４０に係止される。渡り線２４２１は、時計回りに周方向に隣接して配列される２つの渡り線係止部２４４０にさらに係止され、１つ目のコイル２４２が形成されたティース２４３から時計回りに数えて３番目のティース２４３へと導かれる。そして、当該３番目のティース２４３に導線が再び巻回されて２つ目のコイル２４２が形成される。

このように、１つ目のコイル２４２からの渡り線２４２１は、コアバック２４４の内側において、３つの渡り線係止部２４４０に係止されることにより、２つのティース２４３の外側を迂回して２つ目のコイル２４２に渡される。換言すれば、１つ目のコイル２４２と２つ目のコイル２４２とを接続する渡り線２４２１は、両コイルの間の３つの渡り線係止部２４４０に引っ掛けられて係止される。これにより、２つのコイル２４２を接続する渡り線２４２１は、２つのコイル２４２の間に挟まれる２つのティース２４３に対して後から行われる導線の巻回を妨げない。

２つ目のコイル２４２が形成されると、２つ目のコイル２４２からの渡り線２４２１が、３つの渡り線係止部２４４０に係止されつつ２つ目のコイル２４２から時計回りに数えて３番目のティース２４３へと導かれ、３つ目のコイル２４２が形成される。３つ目のコイル２４２からの渡り線２４２１は、必要に応じて渡り線係止部２４４０に係止されつつ回路基板２４８（図３参照）へと導かれて回路基板２４８上の電極に半田により接合される。

次に、まだコイル２４２が形成されていない６つのティース２４３のうち、３つおきに配列された３本のティース２４３に３個のコイル２４２が順次形成された後、回路基板２４８に接続される。そして、３つおきに配列された残り３本のティース２４３にも３個のコイル２４２が順次形成された後、回路基板２４８に接続されて電機子２４の製造が終了する。このとき、１つのコイル２４２から次のコイル２４２へと渡される渡り線２４２１は、上記と同様に、３つの渡り線係止部２４４０に係止される。

その後、図２に示すように、コアバック２４４の外周面をベースプレート２１に当接させつつ電機子２４がベースプレート２１に取り付けられる。このとき、電機子２４はベースプレート２１に圧入されてもよく、ベースプレート２１のコアバック２４４と当接する部位に予め塗布された接着剤により接着されてもよい。

以上、電機子２４の構造および製造を中心にモータ１および記録ディスク駆動装置６０について説明したが、電機子２４では、渡り線係止部２４４０の中心軸Ｊ１に対する外側の面と２つのティース２４３間のコアバック２４４の部位の内周面との間の隙間内にて渡り線２４２１が係止されることにより、渡り線係止部の先端がコアから突出する高さを低減する、または、突出をなくすことができる。その結果、モータを薄型化することができる。

特に、電機子２４では、渡り線係止部２４４０が、互いに隣接する２つのティース２４３間の全て部位のそれぞれに設けられているので、コア２４１の上面全体で渡り線係止部２４４０の先端がコアから突出する高さを低くでき（または、渡り線係止部２４４０の突出をなくすことができ、）、その分だけ電機子の高さを低くする、または、コアプレートの積層枚数を多くすることができる。

また、電機子２４では、渡り線係止部２４４０を有する第２コアプレート２４１２よりもコア２４１の上面側の第１コアプレート２４１１（コアプレートが３枚以上であり、渡り線係止部２４４０を有するコアプレートの上面側に複数のコアプレートが存在する場合はその全て）が、切欠部２４４１を有することから、切欠部２４４１を有するコアプレートの高さだけ渡り線が占める高さを低くすることができるとともに、渡り線係止部２４４０が中心軸Ｊ１側に突出する量を減らすことができ、コイル形成時の巻線機９１のニードルを広範囲にて移動することができる。

なお、電機子２４では図３に示すように、渡り線係止部２４４０から中心軸Ｊ１までの距離Ｒが、ティース２４３の付け根部分から中心軸Ｊ１までの距離ｒより長くされることから、渡り線係止部２４４０が中心軸Ｊ１側へ突出することはなく、巻線機９１のニードルをティース２４３間にてさらに広範囲に移動することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態に係るモータ１ａについて説明する。図８は、モータ１ａの構成を示す縦断面図である。モータ１ａは、図２のモータ１と同様に、記録ディスク６２（図１参照）の回転に使用され、電機子２４の形状が変更されるという点を除いてモータ１と同様の構造であり、同様の構成要素に同符号を付している。電機子２４のコア２４１は、図２のものと同様に、２枚のコアプレートにより形成されており、上層側から順に、「第１コアプレート２４１１」、「第２コアプレート２４１２」と呼ぶ。

図９は、コア２４１を示す平面図である。図９では、回路基板２４８を破線にて示し、また、アクセス部６３のヘッド６３１およびアーム６３２、並びに、ヘッド６３１およびアーム６３２の移動範囲を二点鎖線にて示す。図１に示すように、ヘッド６３１およびアーム６３２が、記録ディスク６２に対する情報の読み出しおよび書き込みを行うヘッド部となる。

図９に示すコア２４１は、先端を中心軸Ｊ１に向けて中心軸Ｊ１を中心に放射状に配置されるとともに中心軸Ｊ１を中心とする径方向に伸びる複数（本実施の形態では９本）のティースを備え、複数のティースのうち、ヘッド部の移動範囲と重なる３本のヘッド側のティース（以下、他の６本のティースと区別するために、「第１ティース」という。）２４３ａのティースの伸びる方向（すなわち、中心軸Ｊ１を中心とする径方向）の長さが、ヘッド部の移動範囲外の他の６本のティース（以下、「第２ティース」という。）２４３ｂよりも長くされる。また、コア２４１は図３と同様に、複数の第１ティース２４３ａおよび第２ティース２４３ｂを外側から支持するリング状のコアバック２４４を備える。

図８に示すように、電機子２４では、導線が第１ティース２４３ａおよび第２ティース２４３ｂのそれぞれに巻回されることにより９個のコイル（以下、第１ティース２４３ａおよび第２ティース２４３ｂにそれぞれ設けられるコイルを「第１コイル２４２ａ」および「第２コイル２４２ｂ」という。）が形成される。各コイルからの導線は、図８および図９に示すように、隣接するティースの間に形成される渡り線係止部２４４０ａ，２４４０ｂ，２４４０ｃを介して回路基板２４８へと導かれ、回路基板２４８の電極に半田にて接合される。

図１０．Ａは、渡り線係止部２４４０ａを拡大して示す図であり、図１０．Ｂは、図１０．Ａ中に示すＢ−Ｂの位置での断面図である。渡り線係止部２４４０ａは、図９ないし図１０．Ｂに示すように、連続して並ぶ複数の第１ティース２４３ａのうち互いに隣接する２つの第１ティース２４３ａ間に設けられ、図３の渡り線係止部２４４０と同様に、第２コアプレート２４１２の突出部２４４２がコアバック２４４の内周面に向かって折り曲げられて形成される。第１コアプレート２４１１には、図６に示すものと同様に、渡り線係止部２４４０ａと対向する部位に切欠部２４４１が形成され、渡り線係止部２４４０ａと切欠部２４４１との間に設けられる隙間内にて渡り線２４２１（図８参照）が係止される。

図１１．Ａは、渡り線係止部２４４０ｂを拡大して示す図であり、図１１．Ｂは、図１１．Ａ中に示すＣ−Ｃの位置での断面図である。また、図１２．Ａは、渡り線係止部２４４０ｃを拡大して示す図であり、図１２．Ｂは、図１２．Ａ中に示すＤ−Ｄの位置での断面図である。渡り線係止部２４４０ｂは、図９に示すように、複数の第２ティース２４３ｂのうち互いに隣接する２つの第２ティース２４３ｂ間に設けられ、渡り線係止部２４４０ｃは、第１ティース２４３ａと第２ティース２４３ｂとの間に設けられる。図１１．Ａないし図１２．Ｂに示すように、第１コアプレート２４１１には、渡り線係止部２４４０ｂ，２４４０ｃと対向する部位に切欠部が形成されず、第２コアプレート２４１２の突出部２４４２ａがコアバック２４４の内周面に沿って折り曲げられて渡り線係止部２４４０ｂ，２４４０ｃが形成される。

図１３は、モータ１ａを図９中に示すＥ−Ｅの位置で切断した断面図である。図１３に示すように、ベースプレート２１に電機子２４が取り付けられた状態においては、第１ティース２４３ａに設けられた第１コイル２４２ａ、および、第２ティース２４３ｂに設けられた第２コイル２４２ｂのそれぞれの下部が、ベースプレート２１の下面よりも下側に突出することなく、ベースプレート２１の対応する穴部２１１に収容される。これにより、ベースプレート２１を過剰に薄くすることなく、モータ１ａの薄型化を実現することができる。

図９に示すように、コア２４１では、第１ティース２４３ａおよび第２ティース２４３ｂのそれぞれの中心軸Ｊ１側の先端が、中心軸Ｊ１を中心とする周方向において等角度間隔に配置されており、複数のティースのそれぞれの先端と中心軸Ｊ１との間の距離がほぼ等しくされる。また、図１３に示すように、各先端は、界磁用磁石３４の外周面に対向するように配置されており、これにより、電機子２４と界磁用磁石３４との間に効率的にトルクを発生させることができる。

電機子２４では、第１ティース２４３ａのティースが伸びる方向に関する中央近傍において、導線が巻回される部位（以下、「第１導線巻回部位」という。）２４６ａが下側に折り曲げられており、第１導線巻回部位２４６ａの上面が第１ティース２４３ａ（および第２ティース２４３ｂ）の先端の上面よりも記録ディスク６２が配置される位置（図１３中に二点鎖線にて示す。）から離れている。また、第２ティース２４３ｂの導線が巻回される部位（以下、「第２導線巻回部位」という。）２４６ｂが上側に折り曲げられており、第２導線巻回部位２４６ｂの上面が第２ティース２４３ｂ（および第１ティース２４３ａ）の先端部の上面よりも記録ディスク６２が配置される位置に近づいている。

図１３に示すように、第１ティース２４３ａの伸びる方向に関する第１導線巻回部位２４６ａの長さは、第２ティース２４３ｂの伸びる方向に関する第２導線巻回部位２４６ｂの長さよりも長く、好ましくは、第１導線巻回部位２４６ａの長さは第２導線巻回部位２４６ｂの長さの１．３倍以上４倍以下とされる。

電機子２４では、第１ティース２４３ａの第１導線巻回部位２４６ａに巻回された導線の最大積層高さ（すなわち、第１ティース２４３ａの上側または下側における第１コイル２４２ａの最大厚さ）が、第２ティース２４３ｂの第２導線巻回部位２４６ｂに巻回された導線の最大積層高さよりも低くされ、第１ティース２４３ａにおける導線の巻回数が、第２ティース２４３ｂにおける導線の巻回数と同じとされる。第１ティース２４３ａおよび第２ティース２４３ｂにおける導線の巻回数（いわゆる、ターン数）は、好ましくは、３０ターン以上１２０ターン以下（より好ましくは、６０ターン以上１００ターン以下）とされ、本実施の形態では、８０ターンとされる。

なお、電機子２４の製造では通常、各ティースに巻回される導線の巻回数に１ターンの誤差も生じないように巻き線機が精度良く制御されているが、例えば、巻き線機のプログラムミス等の異常により第１ティース２４３ａおよび第２ティース２４３ｂにおける導線の巻回数に差が生じた場合であっても、巻回数の差が１つのティースにおける巻回数の３％以下である場合には、電機子２４の磁気特性が大きく変化することはないため、各ティースにおける巻回数は実質的に同じであるものと捉えることができる。

また、図３の場合と同様に、渡り線係止部２４４０ａ（の中心軸Ｊ１側の面）から中心軸Ｊ１までの距離が、第１ティース２４３ａの付け根部分から中心軸Ｊ１までの距離より長くされ、渡り線係止部２４４０ａが中心軸Ｊ１側への突出することはなく、巻線機のニードルを第１ティース２４３ａ間にて広範囲に移動することができる。

第１コイル２４２ａは、その上端面が記録ディスク６２の下面側に対向するヘッド部（すなわち、図１３中に二点鎖線にて示すヘッド６３１およびアーム６３２）の下方においてヘッド部に近接するように設けられる。また、第２コイル２４２ｂは、その上端面が記録ディスク６２の下面に近接するように設けられる。

電機子２４の製造は、図７と同様であり、珪素鋼板（または、他の種類の電磁鋼板）の打ち抜き、所用のプレス加工、渡り線係止部用の折り曲げ加工、および、コアプレートの積層によりコア２４１が形成され、巻き線機により第１ティース２４３ａの第１導線巻回部位２４６ａ、および、第２ティース２４３ｂの第２導線巻回部位２４６ｂのそれぞれに導線が所定の巻回数だけ巻回され、必要に応じて整形されて第１コイル２４２ａおよび第２コイル２４２ｂが形成される。そして、第１コイル２４２ａおよび第２コイル２４２ｂからの導線が回路基板２４８（図８参照）に接続される。

以上に説明したように、モータ１ａの電機子２４では、ヘッド部（すなわち、ヘッド６３１およびアーム６３２）の移動範囲と重なる第１ティース２４３ａの第１導線巻回部位２４６ａに巻回された導線の最大積層高さが、第２ティース２４３ｂの第２導線巻回部位２４６ｂに巻回された導線の最大積層高さよりも低くされる。したがって、スペースに余裕がある位置では、切欠部２４４１が不要であるが高さが高くなる渡り線係止部２４４０ｂおよび渡り線係止部２４４０ｃが設けられ、ヘッド部の移動範囲に重なるといったスペースに余裕がない位置では、高さを低くすることができる渡り線係止部２４４０ａが設けられることにより、電機子２４においての部分的に巻き線の積層高さが制限される部位の高さを容易に低くすることができ、電機子２４の存在範囲を柔軟に変更することができる。その結果、電機子２４の薄型化を実現することができ、モータ１ａおよび記録ディスク駆動装置６０を薄型化および小型化することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、第２コアプレート２４１２において、突出部２４４２は、必ずしも矩形状に形成される必要はなく、図１４に示すように、突出部２４４２ｂの先端に中心軸Ｊ１を中心とする周方向の両方側（または、一方側）に伸びる突起部２４４３を有するＴ字型（または、Ｌ字型）の形状とされてもよい。この場合、突出部２４４２ｂを折り曲げて形成された渡り線係止部が突起部２４４３を備えることにより、渡り線２４２１に対してコアバック２４４の外周側に引っ張られる力が加えられた場合であっても、渡り線２４２１が突起部２４４３に引っかかると渡り線係止部からの脱落が防止される。

第２の実施の形態の電機子２４では、渡り線係止部２４４０ａが、電機子２４のヘッド部の移動範囲に重なる部位にのみ設けられるが、電機子２４のヘッド部の移動範囲外の部位においても、互い隣接する２つのティース間に渡り線係止部２４４０ａが設けられてもよい。これにより、例えば、電機子２４が回路基板２４８上の電子部品を避ける等してモータ１ａの薄型化が可能となる。

図１５に示すように、渡り線２４２１は、互いに隣接する渡り線係止部２４４０間で一旦ティース２４３の下側を通って渡されてもよい。これにより、渡り線２４２１が各渡り線係止部２４４０の両側においてコアバック２４４の下側に向けて引っ張られるため、渡り線２４２１の撓みがより抑制されて渡り線係止部２４４０からの脱落が確実に防止される。

また、コアプレートが３枚以上の場合は、図１６に示すように、コア２４１の上面を有する第１コアプレート２４１１に接する２番目の第２コアプレート２４１２に渡り線係止部２４４０を設けることにより、渡り線係止部２４４０として必要な隙間をコア２４１の上面近傍に容易に設けることができ、これにより、渡り線２４２１を容易に引っかけることができる。

上記実施の形態に係るモータの軸受機構は、例えば、空気を流体とした、いわゆるエア動圧軸受を用いてもよい。また、軸受機構は、必ずしも流体動圧を利用するものである必要はなく、例えば、ボールベアリングであってもよい。

上記実施の形態に係るモータは、ハードディスク装置以外の他の装置（例えば、リムーバブルディスク装置等のディスク駆動装置）の駆動源として利用されてよい。

第１の実施の形態に係る記録ディスク駆動装置の内部構成を示す図である。 モータの縦断面図である。 コアを示す平面図である。 渡り線係止部の拡大図である。 図４中に示すＡ−Ａの位置での断面図である。 第２コアプレートを示す平面図である。 第１コアプレートを示す平面図である。 電機子の製造途上の様子を示す平面図である。 第２の実施の形態に係るモータを示す縦断面図である。 第２の実施の形態に係るコアを示す平面図である。 渡り線係止部の拡大図である。 渡り線係止部の断面図である。 渡り線係止部の拡大図である。 渡り線係止部の断面図である。 渡り線係止部の拡大図である。 渡り線係止部の断面図である。 モータの断面図である。 コアの一部を拡大して示す図である。 コアを示す平面図である。 渡り線係止部の断面図である。

符号の説明

１ モータ
２ ステータ部
３ ロータ部
２１ ベースプレート
２２ スリーブユニット
２４ 電機子
３４ 界磁用磁石
６０ 記録ディスク駆動装置
６２ 記録ディスク
２４１ コア
２４２ コイル
２４３ ティース
２４３ａ 第１ティース
２４３ｂ 第２ティース
２４４ コアバック
２４６ａ 第１導線巻回部位
２４６ｂ 第２導線巻回部位
２４１１ 第１コアプレート
２４１２ 第２コアプレート
２４２１ 渡り線
２４４０，２４４０ａ〜２４４０ｃ 渡り線係止部
２４４１ 切欠部
６３１ ヘッド
６３３ ヘッド部移動機構
Ｊ１ 中心軸

Claims (10)

1. 電動式モータの電機子であって、
   先端を所定の中心軸側に向けて前記中心軸を中心に放射状に配置された複数のティース、および、前記複数のティースを外側から支持するリング状のコアバックを有するコアと、
   前記複数のティースのそれぞれに導線を巻回することにより形成された複数のコイルと、
   を備え、
   前記コアが、前記複数のティースおよび前記コアバックに対応する部位を備える薄板状の複数のコアプレートが積層されることにより形成されており、
   前記コアの一の主面を有するコアプレート以外のいずれかのコアプレートが、互いに隣接する２つのティース間の前記コアバックの部位の内周側において、前記一の主面に向かって折り曲げられることにより前記一の主面側に突出する渡り線係止部を有し、
   前記渡り線係止部の前記中心軸に対する外側の面と前記２つのティース間の前記部位の内周面との間に隙間が設けられ、前記２つのティース間にて渡される複数の渡り線のうちの少なくとも一部が前記隙間内にて係止されることを特徴とする電機子。
2. 請求項１に記載の電機子であって、
   前記渡り線係止部を有するコアプレートよりも前記一の主面側に位置する全てのコアプレートが、前記渡り線係止部と対向する部位に切欠部を有することを特徴とする電機子。
3. 請求項２に記載の電機子であって、
   前記渡り線係止部から前記中心軸までの距離が、前記２つのティースと前記コアバックとの境界から前記中心軸までの距離以上であることを特徴とする電機子。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の電機子であって、
   前記渡り線係止部が、前記コアバックの互いに隣接する２つのティース間の全ての部位のそれぞれに設けられていることを特徴とする電機子。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載の電機子であって、
   前記複数のティースのそれぞれの先端と前記中心軸との間の距離がほぼ等しく、
   前記複数のティースのうち連続して並ぶ複数の第１ティースにおいて、前記導線が巻回される巻回部位の長さが他の複数の第２ティースにおける巻回部位の長さよりも長く、
   前記渡り線係止部が、前記複数の第１ティースのうち互いに隣接する２つの第１ティース間に設けられることを特徴とする電機子。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の電機子であって、
   前記コアの厚さが０．５ｍｍ以下であることを特徴とする電機子。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の電機子であって、
   前記コアが２枚のコアプレートにより形成されることを特徴とする電機子。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の電機子であって、
   前記渡り線係止部を有する前記コアプレートが、前記一の主面を有する前記コアプレートに接することを特徴とする電機子。
9. 電動式のモータであって、
   請求項１ないし８のいずれかに記載の電機子および前記電機子が取り付けられるベース部を有するステータ部と、
   前記電機子との間で前記中心軸を中心とするトルクを発生する界磁用磁石を有するロータ部と、
   前記中心軸を中心に前記ロータ部を前記ステータ部に対して回転可能に支持する軸受機構と、
   を備えることを特徴とするモータ。
10. 記録ディスク駆動装置であって、
    情報を記録する記録ディスクと、
    前記記録ディスクを回転する請求項９に記載のモータと、
    前記記録ディスクに対する情報の読み出しおよび／または書き込みを行うヘッド部と、
    前記ヘッド部を前記記録ディスクおよび前記モータに対して移動するヘッド部移動機構と、
    を備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置。

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