JP2009060692A - ステータ、モータ及び記録媒体駆動装置 - Google Patents

ステータ、モータ及び記録媒体駆動装置 Download PDF

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Shinji Kinoshita
伸治 木下
Masahiro Nakajima
正洋 中嶋
Akiko Ishikura
明子 石蔵
Tokuo Chiba
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Abstract

【課題】 薄型化を図ると同時にコイル側の磁力線中心を安定化させて低騒音化及び低振動化を図ること。また、薄型化したとしても、コイルの巻線を高速でしかもきれいに整列させた状態で巻回することができ、生産性を向上すること。
【解決手段】 軸線Lを中心として環状に形成された環状部10aと、該環状部に基端が固定されると共に、軸線を中心とする所定角度毎に永久磁石に向かう半径方向に延出するように形成された複数の歯極部10bと、該複数の歯極部の先端にそれぞれ形成されて永久磁石の周面に対向する先端部10cと、を有する磁性体のステータコア10と、歯極部の周囲に巻回されたコイルと、ステータコアに設けられ、歯極部の強度を補強して変形を規制する規制部12と、を備えているステータを提供する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、HD(ハードディスク)等の記録媒体を回転駆動するモータの固定子となるステータ、該ステータを有するモータ及び該モータを有する記録媒体駆動装置に関するものである。
近年、ハードディスクドライブ装置(HDD)等の記録媒体駆動装置は、携帯音楽再生装置や携帯電話機等の各種の電子機器に採用され始めている。特に、携帯型の電子機器は、その利便性から今後の主流となるものであり、さらなる小型化及び薄型化が求められている。これに伴い、HD(ハードディスク)を駆動するモータの小型化及び薄型化が図られている。
モータは、固定子となるステータと、回転子となるロータとから構成されている。このうちステータは、コイル線が巻回されるティースを有するステータコアから構成されている。通常、一定の起磁力を確保するために、ティースの周囲にはコイル線が所定の巻数だけ巻回されている。そのため、コイルはどうしても厚くなり易かった。特に、コイルの厚みは、他の構成品に比べて顕著であるので、薄型化に多大に影響してしまう。よって、薄型化を実現するにはコイルをできるだけ薄くする必要があるが、上述したように所定の巻数が必要であるので、単純に巻数を減らしてコイルの厚みを薄くすることができるものではなかった。
そこで、モータの薄型化を実現するためには、ステータコア自体を薄型にすることが求められている。特に、主にモバイル用途に使用され、1.8インチのHDを利用するモータでは、一般的にステータコアの厚みが3mm程度であるが、今後1.5mm以下にしたいというニーズがある。
一方、回転駆動時の振動をできるだけ抑え、騒音や振動を出さないこともモータに求められているニーズの1つである。これら騒音や振動の原因としては、いくつか考えられるが、その1つとして、図16に示すように、ロータを構成する永久磁石100と、ステータコア101のティースに巻回されるコイル102との磁力線中心ずれに起因することが考えられる。つまり、モータを回転させるには、コイル102の励磁を切り替えるが、この切り替え周期に応じてスイッチングノイズが生じて騒音や振動が発生してしまう。特に、永久磁石100側の磁力線中心L1と、コイル102側の磁力線中心L2とのずれが大きくなるほど、顕著になるものであった。
そこで、永久磁石100側の磁力線中心L1とコイル102側の磁力線中心L2とが一致するように調整を行い、磁力線中心ずれに起因する騒音や振動を低減させるモータが知られている(特許文献1参照)。このモータによれば、低騒音化を図ることができ、上述したニーズの1つに応えることができる。
特開2006−270514号公報
しかしながら、従来のモータにはまだ以下の課題が残されている。
即ち、従来のモータによれば、磁力線中心ずれに起因する騒音や振動を低減させることが可能であるが、主にアウターローター構造に対して有効である。つまり、インナーローター構造は、アウターローター構造とは異なり、ステータとロータとをそれぞれ別個に組み立てた後、両者を組み合わせるという順番になる。そのため、永久磁石側の磁力線中心とコイル側の磁力線中心とを一致させる調整が依然として困難であり、騒音や振動が発生し易い。このように、インナーローター構造の場合には適さないものであった。
更に、アウターローター構造であったとしても、薄型化を図るため、ステータコアの厚みを薄くしたときに、騒音や振動が大きくなってしまうものであった。
詳細に説明すると、ステータコアの厚みを薄くすると全体的な剛性が低下してしまう。特に、コイル線が巻回されるステータコアのティースは、撓みや捩れ等により変形し易くなってしまう。そのため、永久磁石の回転の影響を受けて、ティースがばたつく等の不要な振動が生じてしまう可能性があった。そのため、騒音や振動が大きくなってしまう。
また、ティースが振動してしまうと、コイル側の磁力線中心が安定せず、永久磁石側の磁力線中心に対してずれてしまう恐れがある。特に、永久磁石やステータコアが薄くなるほど、僅かな磁力線中心ずれが騒音や振動に多大に影響してしまう。そのため、この点においても、騒音や振動が大きなってしまうものであった。
更に、ステータコアの厚みを薄くした場合には、以下の不都合も生じてしまう。
通常、ステータコアのティースにコイル線を巻回する場合には、コイル線に所定の張力を与えながら巻線機によってきれいに整列するように巻回している。ところが、ステータコアの厚みが薄い場合には、ティースが撓み易くなっているので、巻回時の張力に引っ張られてティースが上下に撓んで曲がったり、捩れたりし易かった。しかもこのティースの曲げや捩れは、巻線機の回転に伴って上下方向に大きな振動となってしまう。そのため、この振動が邪魔して、巻線機を利用してコイル線を高速で巻回することができなくなってしまう。また、これに加え、きれいに整列させた状態でコイル線を巻回することができなくなってしまう。よって、ゆっくり慎重にコイル線を巻く必要があった。その結果、生産性の低下を招いてしまうものであった。
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その主目的は、薄型化を図ると同時に、コイル側の磁力線中心を安定化させて低騒音化及び低振動化を図ることができるステータ、該ステータを有するモータ及び該モータを有する記録媒体駆動装置を提供することである。
また、別の目的としては、薄型化したとしても、コイルの巻線を高速でしかもきれいに整列させた状態で巻回することができ、生産性を向上することができるステータを提供することである。
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係るステータは、軸線回りに回転する永久磁石に対して対向配置されるステータであって、前記軸線を中心として環状に形成された環状部と、該環状部に基端が固定されると共に、軸線を中心とする所定角度毎に前記永久磁石に向かう半径方向に延出するように形成された複数の歯極部と、該複数の歯極部の先端にそれぞれ形成されて前記永久磁石の周面に対向する先端部と、を有する磁性体のステータコアと、前記歯極部の周囲に巻回されたコイルと、前記ステータコアに設けられ、前記歯極部の強度を補強して変形を規制する規制部と、を備えていることを特徴とするものである。
本発明に係るステータにおいては、コイルに所定の電流を供給すると、歯極部が励磁されて磁界が発生する。この磁界により、永久磁石を軸線回りに回転させることができる。この際、ステータコアは、永久磁石の周面に対向する先端部を歯極部の先端にそれぞれ有しているので、該ステータコアと永久磁石との間の磁束の受け渡しが密になる。従って、永久磁石を効率よく回転させることができる。
特に、ステータコアには、歯極部の強度を補強して変形を防止する規制部が設けられているので、ステータコアの厚みをできるだけ薄くしたとしても、強度低下によって歯極部が撓んで曲がったり、捩れたりすることを防止することができる。よって、従来のように永久磁石の回転の影響を受けて歯極部がばたつく等の不要な振動が生じる可能性を低減することができる。また、歯極部が変形し難いので、コイル側の磁力線中心を設計通りに安定させることができる。よって、永久磁石側の磁力線中心とコイル側の磁力線中心とがずれてしまうことを防止することができ、磁力線中心ずれを起こし難くすることができる。その結果、ステータコアの薄型化を図りながら、低騒音化及び低振動化を同時に図ることができる。
また、歯極部が変形し難いので、巻線機を利用して該歯極部の周囲に巻線(コイル線)を巻回したとしても、巻回時の張力によって歯極部が変形する恐れがなく、巻線を高速で巻回することができる。従って、巻回に費やす時間を短縮することができ、生産性を向上することができる。しかも、きれいに整列させた状態で巻線を巻回することができるので、コイルとしての信頼性を向上することができる。
また、本発明に係るステータは、上記本発明のステータにおいて、前記規制部が、厚さ方向に重なるように前記環状部に一体的に形成された環状の補強リブであることを特徴とするものである。
この発明に係るステータにおいては、規制部が環状部に一体的に形成された環状の補強リブであるので、複数の歯極部の基端側を固定している環状部を補強して剛性を上げることができる。よって、環状部自体に捩れや撓み等を生じてしまうことを防止することができる。従って、各歯極部の基端側をより強固に固定することができ、歯極部の変形を防止することができる。
また、本発明に係るステータは、上記本発明のステータにおいて、前記規制部が、厚さ方向に重なるように少なくとも前記歯極部の基端側に一体的に形成された補強リブであることを特徴とするものである。
この発明に係るステータにおいては、規制部が少なくとも歯極部の基端側に一体的に形成された補強リブであるので、環状部によって片持ち状態で固定されている歯極部の根元側を補強して剛性を上げることができる。よって、歯極部に撓みや捩れが生じてしまうことを抑えて、変形を防止することができる。
特に、コイルの巻線が巻回される歯極部に補強リブが形成されているので、ステータコアの薄型化を図りながら、コイルの厚みを若干増すことができる。そのため、永久磁石側の磁力線中心に対するコイル側の磁力線中心の位置ずれの許容範囲を広げることができる。つまり、ステータコアが薄くなるほど永久磁石側の磁力線中心に対してコイルの磁力線中心を高精度に位置合わせする必要があるが、コイル側の厚みを若干増すことができるので、磁力線中心ずれの許容範囲を広げることができる。そのため、ステータの組み立て上の管理を容易にすることができる。
また、本発明に係るステータは、上記本発明のステータにおいて、前記補強リブが、前記先端部近傍まで前記歯極部の長手方向に沿って延出するように形成されていることを特徴とするものである。
この発明に係るステータにおいては、補強リブが基端側だけでなく、先端部の近傍まで歯極部の長手方向に沿って延出しているので、歯極部の剛性をより高めることができる。従って、歯極部の変形をより防止することができる。
また、本発明に係るステータは、上記本発明のステータにおいて、前記補強リブの先端部が、前記コイルの巻線を引っ掛けて係止する係止部とされていることを特徴とするものである。
この発明に係るステータにおいては、先端部の近傍まで延びた補強リブの先端部を、巻線を引っ掛けて係止する係止部として利用できるので、巻線を奇数層だけ巻回してコイルとすることができる。つまり、コイルの巻線は、環状部を這うようにして次の歯極部に配線されるので、歯極部の基端側から先端に向かって巻かれた後、再び基端側に戻ってくるのが通常である。即ち、巻線は2層、4層というように偶数層で巻回される。しかしながら、補強リブの先端部を係止部として利用できるので、巻線が先端で終了する奇数層(3層、5層等)であっても、巻回したコイルを弛ませることなく巻線を基端側まで引っ張って戻すことができる。
このように、状況に応じてコイルの巻数を奇数層にできるので、ステータ全体のさらなる薄型化を図ることができる。
また、本発明に係るステータは、上記本発明のステータにおいて、前記補強リブが、前記歯極部の両側に平行配置されるように形成されていることを特徴とするものである。
この発明に係るステータにおいては、補強リブが歯極部の両側に平行配置されるように形成されているので、歯極部を左右均等にバランス良く補強することができる。よって、歯極部の変形をより効果的に防止することができる。
また、本発明に係るモータは、上記本発明のステータと、前記永久磁石を保持した状態で前記軸線回りに回転可能に支持された軸体と、を備えていることを特徴とするものである。
この発明に係るモータにおいては、薄型化したステータを備えているので、モータ自体の薄型化を図ることができる。また、低騒音化及び低振動化したステータでもあるので、モータ自体の騒音や振動を抑えることができ、高品質化を図ることができる。
また、本発明に係る記録媒体駆動装置は、上記本発明のモータと、前記軸体に設けられ、各種情報を記録可能な記録媒体を保持する保持部と、前記軸体を前記軸線回りに回転可能に支持する軸受部と、を備えていることを特徴とするものである。
この発明に係る記録媒体駆動装置においては、薄型化したモータを備えているので、装置自体の薄型化を図ることができる。また、低騒音化及び低振動化したモータでもあるので、装置自体の騒音や振動を抑えることができ、高品質化を図ることができる。
本発明に係るステータによれば、薄型化を図ると同時に、コイル側の磁力線中心を安定化させて低騒音化及び低振動化を図ることができる。また、コイルの巻線を高速でしかもきれに整列させた状態で巻回することができ、生産性を向上することができる。
また、本発明に係るモータ及び記録媒体駆動装置によれば、薄型化を図ることができると共に、騒音や振動を抑えて高品質化を図ることができる。
(第1実施形態)
以下、本発明に係る第1実施形態を、図1から図9を参照して説明する。
本実施形態の記録媒体駆動装置1は、図1に示すように、各種情報を記録可能なハードディスク(記録媒体)Dを軸線L回りに回転駆動するスピンドルモータ(モータ)2と、該スピンドルモータ2の後述するハブ(軸体)4に設けられ、上記ハードディスクDを嵌合保持する嵌合部(保持部)4cと、ハブ4を軸線L回りに回転可能に支持する流体動圧軸受部(軸受部)3とを備えている。
スピンドルモータ2は、インナーロータータイプのモータであって、軸線L回りに回転可能に支持されたハブ4と、該ハブ4に保持された環状の永久磁石5と、該永久磁石5の周囲を囲むように対向配置されたステータ6と、を備えている。
ハブ4は、軸線Lを中心として略円柱状に形成されたシャフト部4aと、該シャフト部4aの外周面から半径方向外方に延びて形成され、後述するスリーブ7の鍔部7aを上下から挟み込むように形成されたフランジ部4bとを備えている。また、ハブ4の上端は、ハードディスクDの中心孔に挿通されて、該ハードディスクDを嵌合保持する上記嵌合部4cとなっている。また、永久磁石5は、半径方向に沿った断面積が矩形状になるように形成されており、その外周面が軸線Lに平行な方向な面となっている。この永久磁石5は、フランジ部4bによって保持されている。
上記流体動圧軸受部3は、カップ状に形成され、基端側がベース8によって固定されたスリーブ7と、該スリーブ7と上記ハブ4との間に供給されたオイルWとを備えている。このスリーブ7は、内側が断面円形状に形成されて上記シャフト部4aが収容される収容部となっている。また、スリーブ7の上端には、半径方向外方に延びて形成された鍔部7aが形成されている。また、このスリーブ7とハブ4との間には、微小な隙間が空くように設計されており、その隙間にオイルWが供給されている。なお、このオイルWは、図示しないシールによって、永久磁石5側に洩れないようになっている。
また、フランジ部4bに対向する鍔部7aの上下の外表面には、へリングボーン溝と呼ばれる図示しないスラスト動圧発生溝が複数形成されている。また、スリーブ7の外周面に対向するシャフト部4aの外表面にも同様に、図示しないへリングボーン溝と呼ばれるラジアル動圧発生溝が複数形成されている。これにより、ハブ4が回転したときに、オイルWがこれらスラスト動圧発生溝及びラジアル動圧発生溝に沿って流れて圧力が高まり、ハブ4が安定して回転するようになっている。
即ち、これらスラスト動圧発生溝及びラジアル動圧発生溝は、流体動圧軸受部3を構成する一部である。
上記ステータ6は、図2に示すように、ステータコア10と、該ステータコア10の後述するティース10bの周囲に巻回されたコイル11と、を備えており、図1に示すように、ベース8上に載置された状態で固定されている。
ステータコア10は、珪素鋼板等の磁性体の平板をプレス等により打ち抜き加工により形成されたものであって、図3に示すように、軸線Lを中心として環状に形成されたコアバック(環状部)10aと、該コアバック10aに基端が固定されると共に永久磁石5に向かう半径方向に延出するように形成され、軸線Lを中心として所定角度(40度)毎に9個(即ち、スロット数が9スロット)だけ形成されたティース(歯極部)10bと、これら複数のティース10bの先端にそれぞれ形成され、永久磁石5の外周面(周面)に対向する先端部10cと、を有している。
なお、ステータコア10を形成する際に、打ち抜き加工した磁性体を積層(例えば、2層)させることで、ステータコア10を形成しても構わない。また、ステータコア10の外表面には、図示しない絶縁膜がコーティング(被膜)されている。
また、本実施形態のステータコア10には、各ティース10bの強度を増強してティース10bの変形を規制する補強リブ(規制部)12が設けられている。この補強リブ12は、厚さ方向に重なるように、複数のティース10bのそれぞれに一体的に形成された突起であり、ティース10bの基端側から先端部10cの近傍までティース10bの長手方向に沿って延出するように形成されている。しかも、補強リブ12は、ティース10bの両側に平行配置されるように、1つのティース10bに対して2つ形成されている。なお、この補強リブ12は、磁性体の平板を打ち抜き加工する際に、プレス成形によって同時に形成しても構わないし、磁性体を積層することで形成しても構わない。
また、コアバック10aには、図2及び図3に示すように、コイル11の巻線11aを引っ掛けて係止する爪部10dが形成されている。この爪部10dは、複数のティース10b間において、コアバック10aの上面から上方に立ち上がるように形成されている。
コイル11は、図2及び図4に示すように、ティース10bの周囲を巻回された巻線11a(コイル線)から構成されるものである。この際、巻線11aは、ティース10bに一体的に形成された2つの補強リブ12も同時に巻回している。また、巻線11aは、ティース10bの周囲をきれいに整列した状態で奇数層(例えば、3層、5層等)分だけ巻回されている。つまり、ティース10bの基端側から巻回が開始された巻線11aは、ティース10bの先端で終了した状態となっている。
ここで、本実施形態の補強リブ12は、図5に示すように、自身の先端部12aがコイル11の巻線11aを引っ掛けて係止する係止部として機能するようになっている。そのため、巻回が終了した巻線11aは、補強リブ12の先端部12aに引っ掛けられることで係止された後、ティース10bの基端側(コアバック10a側)に戻されるようになっている。なお、図5では、図を見易くするために、巻線11aを1層分だけ巻回した状態を図示している。
そして、ティース10bの基端側まで戻された巻線11aは、図2に示すように、コアバック10aに形成された爪部10dで係止されながら該コアバック10a上を這うように配線され、次のティース10bに向かっている。そして、この巻線11aは、ティース10bを3つおきに(間を2つ空けて)巻回している。これにより、本実施形態のコイル11は、U相、V相、W相として機能するようになっている。なお、コイル11の巻線11aは、図示しない三相交流電源に電気的に接続されている。
次に、このように構成された記録媒体駆動装置1の動作について、以下に説明する。
まず、コイル11に三相交流電流を供給してティース10bを励磁させ、磁界を発生させる。この磁界により、永久磁石5及びハブ4を軸線L回りに回転させて、ハードディスクDを回転させることができる。またこの際、ステータコア10は、永久磁石5の外周面に対向する先端部10cをティース10bの先端に有しているので、該ステータコア10と永久磁石5との間の磁束の受け渡しが密になる。従って、ハブ4を効率良く回転させることができる。
また、ハブ4の回転に伴って、オイルWがスラスト動圧発生溝及びラジアル動圧発生溝に沿って流れるので圧力が高まる。これによりハブ4は、流体動圧軸受部3によってスラスト方向及びラジアル方向の力が支持されるので、滑らかに回転する。
特に、ステータコア10には、ティース10bの強度を補強して変形を防止する補強リブ12が設けられているので、ステータコア10の厚みをできるだけ薄くしたとしても、強度低下によってティース10bが撓んだり、捩れたりすることを防止することができる。よって、従来のように永久磁石5の回転の影響を受けてティース10bがばたつく等の不要な振動が生じる可能性を低減することができる。また、ティース10bが変形し難いので、コイル11側の磁力線中心を設計通りに安定させることができる。よって、永久磁石5側の磁力線中心とコイル11側の磁力線中心とがずれてしまうことを防止することができ、磁力線中心ずれを起こし難くすることができる。その結果、ステータコア10の薄型化を図りながら、低騒音化及び低振動化を同時に図ることができる。
また、ティース10bが変形し難いので、図示しない巻線機を利用して該ティース10bの周囲に巻線11aを巻回したとしても、巻回時の張力によってティース10bが変形する恐れがなく、巻線11aを高速で巻回することができる。従って、巻線11aの巻回に費やす時間を短縮することができ、生産性を向上することができる。しかも、きれいに整列させた状態で巻線11aを巻回することができ、コイル11としての信頼性を向上することができる。
しかも、本実施形態の補強リブ12は、コアバック10aによって片持ち状態で固定されているティース10bの根元側を補強するだけでなく、先端部10cの近傍まで延出している。よって、ティース10bの剛性をより高めることができ、撓みや捩れが生じてしまうことを抑えて、変形を確実に防止することができる。これに加え、補強リブ12は、ティース10bの両側に平行配置されているので、ティース10bを左右均等にバランスよく補強することができ、変形を効果的に防止することができる。
また、コイル11の巻線11aが巻回されるティース10bに補強リブ12が形成されているので、ステータコア10の薄型化を図りながら、図4に示すように、コイル11の厚みTを若干増すことができる。そのため、永久磁石5側の磁力線中心に対するコイル11側の磁力線中心の位置ずれの許容範囲を広げることができる。つまり、ステータコア10が薄くなるほど永久磁石5側の磁力線中心に対してコイル11側の磁力線中心を高精度に位置合わせする必要があるが、コイル11の厚みTを若干増すことができるので、磁力線中心ずれの許容範囲を広げることができる。そのため、ステータ6の組み立て上の管理を容易にすることができる。
更に、補強リブ12の先端部12aを、コイル11の巻線11aを係止する係止部として機能させることができるので、コイル11の巻数を奇数層にすることができる。通常、コイル11の巻線11aは、コアバック10aを這うようにして次のティース10bに配線されるので、ティース10bの基端側から先端に向かって巻かれた後、再び基端側に戻ってくる。しかしながら、補強リブ12の先端部12aを係止部として利用できるので、巻線11aがティース10bの先端で終了する奇数層であっても、巻回したコイル11を弛ませることなく巻線11aを基端側まで引っ張って戻すことができる。このように、コイル11の巻数を奇数層にできるので、ステータ6全体の薄型化を図り易い。
上述したように、本実施形態のステータ6によれば、ステータコア10に補強リブ12を設けることで、薄型化を図ると同時に、コイル11側の磁力線中心を安定化させて低騒音化及び低振動化を図ることができる。また、コイル11の巻線11aを高速でしかもきれいに整列させた状態で巻回することができ、生産性を向上することができる。
また、本実施形態のスピンドルモータ2は、上述したステータ6を備えているので、薄型化を図ることができる。また、低騒音化及び低振動化したステータ6でもあるので、スピンドルモータ2自体の騒音や振動を抑えることができ、高品質化を図ることができる。
また、本実施形態の記録媒体駆動装置1は、上述したスピンドルモータ2を備えているので、薄型化を図ることができると共に、騒音や振動を抑えて高品質化を図ることができる。
なお、上記第1実施形態において、補強リブ12を形成する際に、図6に示すようにティース10bの両側を略90度折り曲げ加工することで、形成しても構わない。この場合であっても、同様の作用効果を奏することができる。
また、第1実施形態では、補強リブ12をティース10bの両側に平行配置されるように2つ形成したが、必ず両側に形成する必要はなく、片側のみに形成しても構わない。この場合であっても、同様の作用効果を奏することができる。但し、両側に形成することで、ティース10bを均等にバランス良く補強できるので、より好ましい。
また、補強リブ12を、ティース10bの基端側から先端部10cの近傍まで該ティース10bの長手方向に沿って延出するように形成したが、ティース10bの基端側にだけ形成しても構わない。ティース10bは、コアバック10aに基端側が固定されて片持ち状態となっているので、補強リブ12によって基端側を集中的に補強することで、撓みや捩れ等を効果的に防止することができる。従って、少なくともティース10bの基端側に補強リブ12を形成すれば構わない。
また、図7に示すように、補強リブ12をティース10bの両側或いは片側ではなく、ティース10bの略中心に位置するように形成しても構わない。この場合であっても、図8に示すように、巻線11aを補強リブ12及びティース10bの周囲に巻回してコイル11にすることができる。また、図9に示すように、補強リブ12の先端部12aを、コイル11の巻線11aを係止する係止部として機能させることができる。このように、ティース10bの略中心に補強リブ12を形成したとしても、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、図9では、図を見易くするために、巻線11aを1層分だけ巻回した状態を図示している。
(第2実施形態)
次に、本発明に係る第2実施形態を、図10及び図11を参照して説明する。なお、この第2実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第2実施形態と第1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、ティース10bに補強リブ12が形成されていたが、第2実施形態では、ティース10bではなく、コアバック10aに補強リブ12が形成されている点である。
即ち、本実施形態の記録媒体駆動装置20は、図10及び図11に示すように、コアバック10aに補強リブ12が形成されたステータコア21を備えている。この補強リブ12は、厚さ方向に重なるようにコアバック10aに対して一体的に形成された環状の突起であり、ティース10bの強度を補強して該ティース10bの変形を規制する規制部として機能する。
このように補強リブ12を形成することで、複数のティース10bの基端側を固定しているコアバック10aを補強して剛性を上げることができる。よって、コアバック10a自体に捩れや撓み等が生じてしまうことを防止することができる。従って、各ティース10bの基端側をより強固に固定することができ、第1実施形態と同様にティース10bの変形を防止することができる。その結果、第1実施形態と同様に、薄型化を図りながら低騒音化及び低振動化を図ることができる。
(第3実施形態)
次に、本発明に係る第3実施形態を、図12及び図13を参照して説明する。なお、この第3実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第3実施形態と第1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、ティース10bに補強リブ12が形成されていたが、第3実施形態では、ティース10b及びコアバック10aの両方に補強リブ12が形成されている点である。
即ち、本実施形態の記録媒体駆動装置30は、図12及び図13に示すように、コアバック10a及びティース10bの両方に補強リブ12が形成されたステータコア31を備えている。この補強リブ12は、厚さ方向に重なるように、コアバック10a及びティース10bに対して一体的に形成された突起であり、コアバック10a上に形成された環状の第1のリブ12bと、ティース10b上に形成された第2のリブ12cとから構成されている。第2のリブ12cは、ティース10bの略中心に配置された状態で、先端部10cの近傍まで延出するように形成されている。よって、第2のリブ12cの先端部12aは、コイル11の巻線11aを係止する係止部として機能するようになっている。
即ち、本実施形態の補強リブ12は、上述した第1実施形態の補強リブと、第2実施形態の補強リブとの機能を両方兼ね備えたリブとされている。
このように補強リブ12を形成することで、ティース10b及びコアバック10aの補強を同時に行うことができるので、ティース10bの変形をさらに確実に防止することができ、さらなる低騒音化及び低振動化を図ることができる。
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態では9個のティース10bが形成されたステータコア10、21、31を例に挙げて説明したが、ティース10bの数はこの場合に限られるものではない。また、ハブ4を流体動圧軸受部3により回転可能に支持したが、動圧を利用せずに、単に回転可能に支持する軸受部でも構わない。
また、上記各実施形態では、スピンドルモータ2をインナーロータータイプとして説明したが、この場合に限られず、アウターロータータイプであっても構わない。ここで、第1実施形態のスピンドルモータ2をアウターロータータイプに適用した場合の形態を、図面を参照して簡単に説明する。
図14に示すように、この場合の記録媒体駆動装置40は、ステータ6の周囲を囲むように配置された永久磁石5と、永久磁石5の内側で、該永久磁石5に対して対向配置されたステータ6と、を備えており、ステータ6の外側で永久磁石5が軸線L回りに回転するように構成されている。永久磁石5は、ステータ6を越えて該ステータ6の外側まで伸びたハブ4のフランジ部4bによって保持されている。なお、これ以外のハブ4の構成及び流体動圧軸受部3の構成は、第1実施形態と同様である。
ステータコア31は、コアバック10aに固定されたティース10bが半径方向外方に延出するように形成されており、該ティース10bの先端が永久磁石5の内周面(周面)に対向する先端部10cとなっている。また、ステータコア31は、スリーブ7の周囲を囲むように配置された状態でベース8上に固定されている。
このように構成された記録媒体駆動装置40は、ステータ6の外側を永久磁石5が回転する点が異なるだけで、それ以外に関しては第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。特に、ハブ4のフランジ部4bを長く形成できるので、ハードディスクDをより安定して保持することができ、回転の安定性の向上化、振動の低減化を図ることができる。
(実施例)
次に、上述した第1実施形態のステータ6で構成されるモータの実際の騒音を測定した実施例について、従来のステータで構成されるモータの騒音と比較しながら図15を参照して説明する。なお、騒音を実際に測定するにあたり、モータの上方略5cmの位置に集音マイクを設置して測定を行った。また、モータの回転数が4200rpmで安定したときに、測定を行った。
比較する従来のモータとして、2つのモータを用意した。1つ目の従来のモータは、永久磁石の厚みが1.3mmであり、ステータコアの厚みが0.8mmのモータである。この際、0.2mmの磁性体の平板を4枚積層してステータコアを構成した。このモータの騒音データを図15に示すグラフに比較例1としてプロットした。
また、2つ目の従来のモータは、永久磁石の厚みが0.7mmであり、ステータコアの厚みが0.4mmのモータである。この際、0.2mmの磁性体の平板を2枚積層してステータコアを構成した。このモータの騒音データを図15に示すグラフに比較例2としてプロットした。
第1実施形態のステータ6で構成されるモータは、永久磁石5の厚みを0.7mmとし、ステータコア10の厚みを0.4mとした。この際、0.2mmの磁性体の平板を2枚積層してステータコア10を構成した。また、ティース10bの両側には、2つの補強リブ12が平行配置された状態で形成されている。このモータの騒音データを図15に示すグラフに実施例としてプロットした。
なお、図15に示す磁力線中心ずれとは、永久磁石5側の磁力線中心と、コイル11側の磁力線中心とのずれ量のことであり、永久磁石5側の磁力線中心に対してコイル11側の磁力線中心がハードディスクD側に位置したときにずれ量を(+)とし、ベース8側に位置したときにずれ量を(−)としている。
始めに、従来の構成の2つのモータの騒音データ(比較例1、比較例2)を比較すると、図15に示すように、永久磁石及びステータコアの厚みが共に厚いステータで構成されるモータ(比較例1のモータ)の方が静かであることが分かる。これは、ステータコアの厚みが薄い方が、剛性が劣って振動し易いので、騒音に影響を与えたためである。よって、ステータコアを単純に薄型化した場合には、騒音が大きくなってしまう傾向が分かる。
また、両者のデータから、磁力線中心ずれが大きくなると、共に騒音が大きくなることが分かる。よって、永久磁石側の磁力線中心とコイル側の磁力線中心とを、できるだけ一致させることが、低騒音化に繋がることが分かる。特に、比較例2のデータの方が、急峻なカーブを描いている。このことから、永久磁石及びステータコアの厚みが薄くなるほど、僅かな磁力線中心ずれが騒音に多大な影響を与えてしまうことが分かる。
ここで、実施例と比較例2とのデータを比較すると、本発明に係るステータ6で構成されるモータの方が静かであることが分かる。特に、比較例2の従来のモータと、永久磁石5及びステータコア10の厚みが同じであるにも関わらず静かであった。このことから、ティース10bに形成した補強リブ12が低騒音化に貢献したことを実際に数値として確認することができた。つまり、補強リブ12を形成することで、ティース10bの剛性を上げて変形を防ぎ、低騒音化に繋がったことを確認することができた。
上述したように、ステータコア10の薄型化を図りながら、低騒音化も実現するという従来にはない効果を確認することができた。
本発明に係る第1実施形態の記録媒体駆動装置を示す断面図である。 図1に示す記録媒体駆動装置を構成するステータの上面図である。 図2に示すステータを構成するステータコアの斜視図である。 図2に示す断面矢視A−A図である。 図2に示すステータコアのティース部分の拡大斜視図である。 本発明に係る変形例を示すティースの拡大斜視図であって、折り曲げ加工により補強リブをティースの両側に形成した状態を示す図である。 本発明に係る変形例を示すステータコアの斜視図であって、ティースの略中心に補強リブを形成した状態を示す図である。 図7に示すステータコアのティースにコイルを形成した場合の断面図である。 図7に示すステータコアのティースにコイルを形成した場合の斜視図である。 本発明に係る第2実施形態の記録媒体駆動装置を示す断面図である。 図10に示す記録媒体駆動装置を構成するステータコアの斜視図である。 本発明に係る第3実施形態の記録媒体駆動装置を示す断面図である。 図12に示す記録媒体駆動装置を構成するステータコアの斜視図である。 本発明に係る記録媒体駆動装置の変形例を示す図であって、アウターロータータイプのスピンドルモータを有する記録媒体駆動装置の断面図である。 本発明に係るステータで構成されるモータの実際の騒音を測定した実施例を説明するための図であって、従来のモータで測定した騒音データと、本発明に係るモータで測定した騒音データとをプロットした図である。 永久磁石側の磁力線中心と、コイル側の磁力線中心との関係を説明するための図である。
符号の説明
D ハードディスク(記録媒体)
L 軸線
1、20、30、40 記録媒体駆動装置
3 流体動圧軸受部(軸受部)
4 ハブ(軸体)
4c 嵌合部(保持部)
5 永久磁石
6 ステータ
10、21、31 ステータコア
10a コアバック(環状部)
10b ティース(歯極部)
10c 先端部
11 コイル
11a コイルの巻線
12 補強リブ(規制部)

Claims (8)

  1. 軸線回りに回転する永久磁石に対して対向配置されるステータであって、
    前記軸線を中心として環状に形成された環状部と、該環状部に基端が固定されると共に、軸線を中心とする所定角度毎に前記永久磁石に向かう半径方向に延出するように形成された複数の歯極部と、該複数の歯極部の先端にそれぞれ形成されて前記永久磁石の周面に対向する先端部と、を有する磁性体のステータコアと、
    前記歯極部の周囲に巻回されたコイルと、
    前記ステータコアに設けられ、前記歯極部の強度を補強して変形を規制する規制部と、を備えていることを特徴とするステータ。
  2. 請求項1に記載のステータにおいて、
    前記規制部は、厚さ方向に重なるように前記環状部に一体的に形成された環状の補強リブであることを特徴とするステータ。
  3. 請求項1に記載のステータにおいて、
    前記規制部は、厚さ方向に重なるように少なくとも前記歯極部の基端側に一体的に形成された補強リブであることを特徴とするステータ。
  4. 請求項3に記載のステータにおいて、
    前記補強リブは、前記先端部近傍まで前記歯極部の長手方向に沿って延出するように形成されていることを特徴とするステータ。
  5. 請求項4に記載のステータにおいて、
    前記補強リブの先端部は、前記コイルの巻線を引っ掛けて係止する係止部とされていることを特徴とするステータ。
  6. 請求項3から5のいずれか1項に記載のステータにおいて、
    前記補強リブは、前記歯極部の両側に平行配置されるように形成されていることを特徴とするステータ。
  7. 請求項1から6のいずれか1項に記載のステータと、
    前記永久磁石を保持した状態で前記軸線回りに回転可能に支持された軸体と、を備えていることを特徴とするモータ。
  8. 請求項7に記載のモータと、
    前記軸体に設けられ、各種情報を記録可能な記録媒体を保持する保持部と、
    前記軸体を前記軸線回りに回転可能に支持する軸受部と、を備えていることを特徴とする記録媒体駆動装置。
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