JP2011172467A - ステータコア、モータおよびディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータコアを有するモータの回転時の騒音を低減する。
【解決手段】ステータコア６は、コアバック部７２および複数のティース部７１を備える複数の電磁鋼板７の積層体であり、複数の電磁鋼板７に形成された半抜き部７３が重なり合うことにより、複数の電磁鋼板７が結合される。１つのティース部７１に、径方向に長い第１半抜き部が設けられ、他の１つのティース部に、円形の第２半抜き部、または、第１半抜き部とは長さ等が相違する第２半抜き部が設けられる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動式のモータに設けられるステータコア、並びに、このステータコアを有するモータおよびディスク駆動装置に関する。

従来より、電動式のモータには、ロータマグネットと対向した磁場を発生するステータが設けられる。ステータは、ステータコアと、複数のコイルと、を備える。ステータコアは、板状の複数の電磁鋼板の積層体である。複数のコイルは、ステータコアの複数のティースに導線を巻回することにより形成される。特開平５−１０３４３６号公報に開示される積層コアは、コアを複数枚積層して形成される。当該コアは、コイルを挿入するための複数のスロットと磁気回路を形成する複数のティース部およびコア背部とからなる。また、ティース部のほぼ中央部とコア背部の中央部付近とを結ぶ部分に突起部が設けられ、ティース部の強度アップが図られる。

一方、特許文献２には、整流子電動機において、ティース先端部の幅を電機子鉄心の中心付近のティースの幅よりも広くする技術が開示されている。これにより、巻線の占積率を下げることなくティース先端部での磁束の飽和が緩和される。
特開平５−１０３４３６号公報 特開平６−２９２３３２号公報

ところで、電動式のモータでは、ロータマグネットの磁極数と、ステータコアにおけるティースの個数と、モータの回転速度とに依存する励振周波数にて振動が生じる。モータの回転時に回転数が変化する場合に、当該励振周波数と、ステータコアの全てのティースの固有振動数とが一致または近似すると、共振現象により、モータの回転時に大きな騒音が発生する。この場合、耳障りな音が発生することもある。そこで、モータには、例えば、特定の周波数帯にて騒音レベルの顕著なピークが生じないようにすることが求められている。特に、径方向外方に向かって幅が漸次広がるティースを有するモータの場合、ティースの振動に起因する騒音が大きくなる。

本発明の主たる目的の１つは、ステータコアを有するモータの回転時の騒音を低減することである。

本発明の例示的なステータコアは、環状のコアバックと、前記コアバックから前記コアバックの中心軸を中心とする径方向の外方または内方に伸びる複数のティースと、を備え、前記コアバックおよび前記複数のティースが、それぞれが前記コアバックに対応するコアバック部および前記複数のティースに対応する複数のティース部を備える複数の電磁鋼板の積層体であり、前記複数の電磁鋼板に形成された半抜き部が重なり合うことにより、または、前記複数の電磁鋼板のうち最も端に位置するものを除く電磁鋼板に形成された半抜き部が重なり合い、前記最も端に位置するものに形成された孔部が半抜き部に重なることにより、前記複数の電磁鋼板が結合され、１つのティース部に、前記径方向に長い第１半抜き部が設けられ、他の１つのティース部に、円形の第２半抜き部、または、前記径方向に長く、前記第１半抜き部とは長さ、幅、または、ティース部に対する少なくとも一方の端部の相対位置が相違する第２半抜き部が設けられる。

本発明の他の例示的なステータコアは、環状のコアバックと、前記コアバックから前記コアバックの中心軸を中心とする径方向の外方に伸びる複数のティースと、を備え、前記コアバックおよび前記複数のティースが、それぞれが前記コアバックに対応するコアバック部および前記複数のティースに対応する複数のティース部を備える複数の電磁鋼板の積層体であり、前記複数の電磁鋼板に形成された半抜き部が重なり合うことにより、または、前記複数の電磁鋼板のうち最も端に位置するものを除く電磁鋼板に形成された半抜き部が重なり合い、前記最も端に位置するものに形成された孔部が半抜き部に重なることにより、前記複数の電磁鋼板が結合され、各ティース部が、前記径方向に伸びるティース部本体と、前記ティース部本体の先端にて、前記ティース部本体よりも周方向に広がる先端部と、を備え、前記ティース部本体の前記周方向の幅が、前記コアバック部から前記先端部に向かうに従って漸次増大し、少なくとも１つのティース部に、前記径方向に長い半抜き部が設けられる。

本発明によれば、ステータコアを有するモータの回転時の騒音を低減することができる。

図１は、ディスク駆動装置の断面図である。 図２は、モータの断面図である。 図３は、ステータコアの平面図である。 図４は、ステータコアの部分断面図である。 図５は、ステータコアの平面図である。 図６は、ステータコアの他の例を示す図である。 図７は、ステータコアのさらに他の例を示す図である。 図８は、ステータコアのさらに他の例を示す図である。 図９は、ステータコアのさらに他の例を示す図である。 図１０は、ステータコアのさらに他の例を示す図である。 図１１は、ステータコアのさらに他の例を示す図である。 図１２は、ステータコアのさらに他の例を示す図である。 図１３は、ステータコアのさらに他の例を示す図である。 図１４は、ステータコアのさらに他の例を示す図である。

本明細書では、モータの中心軸方向における回転部側を単に「上側」と呼び、静止部側を単に「下側」と呼ぶ。なお、本発明の説明において、各部材の位置関係や方向を上下左右で説明するときは、原則として図面における位置関係や方向を示し、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。

（ディスク駆動装置の構造）
図１は、本発明の一実施形態に係るモータを備えるディスク駆動装置１０の中心軸を含む平面で切断した断面図である。ディスク駆動装置１０は、モータ１と、アクセス部１１と、これらを内部に収容する箱状のハウジング１２と、を備える。モータ１では、チャッキング部５がディスク９の中央孔９１に嵌り合い、チャッキング部５によりディスク９が固定される。アクセス部１１は、ヘッド１１１と、ヘッド移動機構１１２と、を備える。ヘッド１１１は、ディスク９に対する情報の読み出しおよび／または書き込みを行う光ピックアップ機構である。ディスク９として、例えば、ブルーレイディスクが利用される。他の種類の光ディスクが利用されてもよい。

ヘッド移動機構１１２は、ヘッド１１１をモータ１およびディスク９に対して移動する。ヘッド１１１は、光出射部と、受光部とを有する。光出射部は、ディスク９の下面に向けてレーザ光を出射する。受光部は、ディスク９からの反射光を受光する。ハウジング１２は、ディスク駆動装置１０内へのディスク９の取り付けおよび取り出し時に開閉する蓋部１２１を上部に有する。ディスク駆動装置１０では、モータ１によりディスク９が回転され、ヘッド移動機構１１２がヘッド１１１を所要の位置へと移動させて、ディスク９に対する光学的な情報の読み出しおよび／または書き込みが行われる。

（モータの構造）
図２は、モータ１の縦断面図である。図２では、ディスク９を二点鎖線にて示している。モータ１は、静止部２と、軸受機構３と、回転部４と、チャッキング部５と、を備える。回転部４は、静止部２および軸受機構３の上方に位置し、軸受機構３により、静止部２に対して中心軸Ｊ１を中心として回転可能に支持される。チャッキング部５は、回転部４の上部に設けられる。

静止部２は、略板状のベース部２１と、ステータ２２と、環状のステータ保持部材２３と、回路基板２４と、を備える。ベース部２１は金属にて形成される。ベース部２１の中央に設けられた円筒状の軸受ホルダ２１１には、軸受機構３が取り付けられる。ステータ２２は、軸受機構３の径方向外側に設けられ、後述するステータコア６と、ステータコア６上に形成された複数のコイル２２２と、を備える。ステータコア６は、板状の複数の電磁鋼板の積層体である。回路基板２４は、ベース部２１上に配置される。ステータ保持部材２３は、軸受機構３の周囲に設けられる。静止部２では、ステータコア６がステータ保持部材２３の外周に設けられることにより、ステータ２２が軸受機構３に間接的に固定される。

軸受機構３は、シャフト３１と、有底略円筒状のブッシュ３２と、スリーブ３３と、を備える。ブッシュ３２は、磁性材料をプレス加工することにより成型される。これにより、ブッシュ３２は安価に製造可能である。ブッシュ３２の下部は、軸受ホルダ２１１の内側に固定される。ブッシュ３２の円筒部の外側面には、ステータ保持部材２３が取り付けられる。ブッシュ３２の内部には、潤滑油が保持される。スリーブ３３は、含油性の多孔質焼結金属体により形成され、ブッシュ３２の内側面に圧入にて固定される。ブッシュ３２の底部の内側には、円板状のスラストプレート３５が設けられる。スラストプレート３５はスリーブ３３の下端に当接し、スリーブ３３に押さえられて固定される。

モータ１では、スリーブ３３に挿入されたシャフト３１の下端がスラストプレート３５に当接することにより、シャフト３１がスラスト方向に安定して支持される。さらに、シャフト３１は、スリーブ３３により、潤滑油を介してラジアル方向に支持される。

回転部４は、有蓋略円筒状のロータヨーク４１と、ロータマグネット４２と、環状ラバー４４と、を備える。ロータヨーク４１は、磁性材料にて形成され、ステータ２２を覆う。ロータヨーク４１は、蓋部４１１と、円筒部４１２と、円筒状のシャフト固定部４１３と、を備える。蓋部４１１はディスク載置部となっている。ディスク載置部４１１は中心軸Ｊ１に略垂直であり、チャッキング部５の周囲に広がる。環状ラバー４４は、ディスク載置部４１１の上面の外周に設けられる。ディスク９は、環状ラバー４４を介して間接的にディスク載置部４１１上に載置される。シャフト固定部４１３は、ディスク載置部４１１の中央に設けられる。シャフト固定部４１３には、シャフト３１の上部が挿入される。

円筒部４１２は、ディスク載置部４１１の外周から下方に伸びる。円筒部４１２の内側面には、ロータマグネット４２が取り付けられる。ロータマグネット４２は、ステータ２２と中心軸Ｊ１に垂直な方向に対向する。モータ１の駆動時には、ステータ２２に電流を通電することにより、ステータ２２がロータマグネット４２との間で磁場を発生する。そして、この磁場とロータマグネット４２との磁気的な相互作用によって、ロータマグネット４２が、中心軸Ｊ１の周りを回転する。

（ステータコアの構造）
図３は、ステータコア６の平面図である。図４は、図３中の矢印Ａ−Ａの位置におけるステータコア６の断面図である。図３では、図４中における、最上端の電磁鋼板７ａの下側における電磁鋼板７の存在を破線の引き出し線を用いて符号を付すことにより示している。電磁鋼板７ａ，７は、ラミネーション板または積層薄板とも呼ばれる。

図３に示すように、ステータコア６は、環状のコアバック６２と、複数のティース６１と、を備える。複数のティース６１は、コアバック６２からコアバック６２の中心軸Ｊ１を中心とする径方向（以下、単に「径方向」という）の外方に伸びる。ステータコア６では、外形が同じである複数のティース６１が、コアバック６２の中心軸Ｊ１を中心とする周方向（以下、単に「周方向」という）に等ピッチにて配置される。

積層される複数の電磁鋼板７ａ，７のそれぞれは、ティース部７１と、コアバック部７２と、を備える。ティース部７１は、ステータコア６におけるティース６１の一部をなしている。コアバック部７２は、ステータコア６におけるコアバック６２の一部をなしている。複数の電磁鋼板７ａ，７において対応するティース部７１の積層体がステータコア６のティース６１となる。また、複数の電磁鋼板７ａ，７におけるコアバック部７２の積層体がステータコア６のコアバック６２となる。図３では、図４中における下側の電磁鋼板７の各部位の存在を破線の引き出し線を用いて符号を付すことにより示している。

ティース部７１は、径方向に伸びるティース部本体７１１と、先端部７１２と、を備える。先端部７１２は、ティース部本体７１１の先端にてティース部本体７１１よりも周方向に広がる。図３のティース部本体７１１の周方向の幅は、径方向にほぼ一定、または、コアバック部７２から先端部７１２に向かうに従って僅かに増大している。先端部７１２は、アンブレラ部とも呼ばれる。

図３および図４に示すように、複数の電磁鋼板７ａ，７のうち最も上側の電磁鋼板７ａには、複数の孔部７４が設けられる。複数の孔部７４は、電磁鋼板７ａの全てのティース部７１にそれぞれ設けられ、貫通孔となっている。各孔部７４は径方向に長い。図３の複数のティース部７１では、孔部７４の径方向の長さが図３中の最も上側のティース部７１から反時計回りの順に増大している。各孔部７４の一部は、コアバック部７２と重なっている。

図３および図４に示すように、複数の電磁鋼板７ａ，７のうち最も上側の電磁鋼板７ａを除く残りの電磁鋼板７のそれぞれには、複数の半抜き部７３が設けられる。複数の半抜き部７３は、電磁鋼板７の全てのティース部７１にそれぞれ設けられ、半抜き加工により形成される。各半抜き部７３は径方向に長く、かつ、上側に突出した形状となる。各電磁鋼板７の複数のティース部７１では、半抜き部７３の径方向の長さが図３中の最も上側のティース部７１から反時計回りの順に増大している。半抜き部７３は、周方向におけるティース部７１のおよそ中央に配置される。また、全ての半抜き部７３にて中心軸Ｊ１側の端部と、中心軸Ｊ１との間の距離が等しい。複数の電磁鋼板７において、互いに対応するティース部７１に形成される半抜き部７３は同形状であり、同位置に形成される。各半抜き部７３の一部は、コアバック部７２と重なっている。

図４に示すように、ステータコア６では、最も端に位置する１つの電磁鋼板７ａを除く電磁鋼板７に形成された半抜き部７３が重なり合い、電磁鋼板７ａに形成された孔部７４が半抜き部７３に重なる。これにより、複数の電磁鋼板７ａ，７が結合される。

既述のように、ステータコア６では、各ティース６１が複数のティース部７１の積層体である。複数の半抜き部７３および孔部７４の結合により、当該ティース６１にて半抜き部７３および孔部７４が形成された部位は、１つのブロック体と等価であると考えられる。当該部位におけるティース６１の曲げ剛性は、１つのティース部７１の曲げ剛性よりも増大する。このため、ティース６１の固有振動数（固有値）は、１つのティース部７１の固有振動数よりも増大する。複数のティース６１では、半抜き部７３の長さがそれぞれ相違するため、複数のティース６１の固有振動数は互いに相違する。

ここで、各ティース部７１において、半抜き部７３の径方向外方の端部と当該ティース部７１の端部との間の距離を非結合距離Ｌｉとする。ただし、ｉはティース６１に割り当てられる番号である。図３では、図３中の最も上側のティース６１に含まれるティース部７１の非結合距離をＬ１として示す。また、当該ティース６１の右側のティース６１に含まれるティース部７１の非結合距離をＬ１２として示す。図３のステータコア６では、各ティース６１の固有振動数が（１／Ｌｉ^２）に比例することが、有限要素解析により確認されている。そして、周方向に隣接する２つのティース６１における（１／Ｌｉ^２）の差が、２つのティース６１の全ての組合せにて一定となるように設計されている。ただし、非結合距離がそれぞれＬ１，Ｌ１２となる２つのティース６１の組合せは除く。その結果、ステータコア６では、複数のティース６１の固有振動数が均等に分散する。

ステータコア６の製造の際には、まず、半抜き部７３が形成された複数の電磁鋼板７と、孔部７４が形成された１つの電磁鋼板７ａとが準備される。複数の電磁鋼板７は重ね合わされる。互いに隣接する２枚の電磁鋼板７において、一方の半抜き部７３の凸部を他方の半抜き部７３の凹部に圧入することにより、複数の電磁鋼板７が結合される。続いて、孔部７４が形成された電磁鋼板７ａが複数の電磁鋼板７上に重ね合わされる。電磁鋼板７ａに隣接する電磁鋼板７の半抜き部７３の凸部が電磁鋼板７ａの孔部７４に圧入される。このように、リブ状のかしめ部により複数の電磁鋼板７ａ，７が互いに結合され、ステータコア６が完成する。半抜き部が形成されていない複数の電磁鋼板を重ね合わせ、複数の電磁鋼板にて半抜き部を同時に形成しつつ複数の電磁鋼板の結合が行われてもよい。この場合、孔部を有する電磁鋼板は、後から、これらの電磁鋼板に結合される。

また、ステータコア６の複数のティース６１のそれぞれに導線を巻回することにより、図２の複数のコイル２２２が形成される。モータ１の駆動電流は３相の交流電流であるため、ステータ２２では、１２個のティース６１のそれぞれＴ１、Ｔ２、Ｔ３・・・Ｔ１２（図３と同じ図である図５参照）に形成される１２個のコイルのうち、２つおきの４個のコイルが、１つの相として電気的に接続される。すなわち、２つおきの４個のティース６１（Ｔ１、Ｔ４、Ｔ７、Ｔ１０）に、連続する導線が巻回される。これらのティース６１に形成されるコイル２２２には、同じ相の駆動電流が印加される。このとき、他の相のいずれかにも通電されている。このようにして、ステータコア６が製造され、モータ１の製造に用いられる。なお、各相に対応するティース６１の配置は他の態様であってもよい。また、ティース６１の個数は１２には限定されない。

ここで、全てのティースの固有振動数が一致するモータを、比較例として想定する。比較例のモータにて、回転時の電磁力による励振周波数がティースの固有振動数と一致または近似すると、共振現象により、モータの回転時に大きな騒音が発生する。この場合、耳障りな音が発生することもある。なお、比較例のモータにおけるティースの個数が１２であり、ロータマグネットの磁極数が１６である場合、モータの回転数をＲ［ｍｉｎ^−１］として、励振周波数ｆ［Ｈｚ］は（ｆ＝Ｒ／６０×４８）にて求められる。ただし、４８は、ティースの個数１２とロータマグネットの磁極数１６との最小公倍数である。モータの回転数が０〜６０００［ｍｉｎ^−１］の範囲で変化するときには、励振周波数ｆは０〜４８００［Ｈｚ］の範囲内となる。

これに対し、図３のステータコア６では、長さが相違する半抜き部７３が複数のティース６１に設けられることにより、これらのティース６１にて固有振動数を相違（分散）させることができる。これにより、モータ１の回転時に全てのティース６１が同時に共振することが防止されるため、ステータコア６を有するモータ１の回転時の騒音を低減できる。また、騒音レベルの顕著なピークの発生も抑制される。その結果、耳障りな音の発生を抑制することができる。また、モータ１の振動も低減される。

ステータコア６では、電磁鋼板７の全てのティース部７１のそれぞれに、径方向に長い半抜き部７３が形成されることにより、全てのティース６１の固有振動数を上昇させることができる。さらに、電磁鋼板７の各半抜き部７３がコアバック部７２と重なることにより、ティース６１の固有振動数をさらに上昇させることができる。その結果、図２のモータ１では、全てのティース６１の固有振動数をモータ１の励振周波数の最大値よりも高くすることが実現される。これにより、モータ１の回転時の騒音をさらに低減するとともに、耳障りな音の発生をさらに抑制することができる。

モータ１では、複数のコイル２２２のそれぞれに、３相の駆動電流のいずれか１つの相が割り当てられる。そして、例えば、ある１つのティース６１（Ｔ１）の半抜き部７３の長さ（ｔ１）が、当該ティース６１と同じ相に割り当てられるティース６１（Ｔ４、Ｔ７、Ｔ１０）の半抜き部７３の長さ（ｔ４、ｔ７、ｔ１０）と相違する。これにより、同じ相に割り当てられる全てのティース６１が同時に共振することを防止することができる。

（ティースの固有振動数の測定法）
次に、ステータコア６の各ティース６１の固有振動数の測定手法について述べる。固有振動数を測定する際には、ステータコア６のコアバック６２が加振器に固定される。また、ティース６１の先端の変位を測定するレーザ変位計が設置される。ティース６１の先端は、ティース部７１の先端部７１２に対応する。そして、加振器により、コアバック６２を図３中の中心軸Ｊ１方向に振動させ、レーザ変位計により、中心軸Ｊ１方向におけるティース６１の先端の変位が測定される。ティース６１の変位の測定は、振動数を変化させて行われる。これにより、振動数と振幅との関係が取得され、中心軸Ｊ１方向に関するティース６１の固有振動数が取得される。上記固有振動数の測定は、複数のティース６１のそれぞれに対して行われる。なお、ティース６１にコイル２２２が設けられた状態にて固有振動数が測定されてもよい。

また、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に関するティース６１の固有振動数が測定されてもよい。具体的には、加振器により、中心軸Ｊ１を中心とする時計回りへのコアバック６２の所定角度の回転と、反時計回りへの所定角度の回転とが繰り返し加えられる。レーザ変位計では、周方向におけるティース６１の先端の変位が測定される。これにより、振動数と振幅との関係が取得され、周方向に関するティース６１の固有振動数が取得される。上記固有振動数の測定は、複数のティース６１のそれぞれに対して行われる。

さらに、ティース６１の中心軸を中心とする回転方向に関するティース６１の固有振動数が測定されてもよい。例えば、図３中の最も上側のティース６１では、図３中にて符号Ｊ２を付す中心軸を中心とする時計回りへのコアバック６２の所定角度の回転と、反時計回りへの所定角度の回転とが繰り返し加えられる。中心軸Ｊ２は、ティース６１の長手方向に垂直な断面の中心を通る線である。レーザ変位計では、当該回転方向、または、コアバック６２の中心軸Ｊ１方向におけるティース６１の先端の変位、正確には、当該先端の周方向端部における変位が測定される。これにより、振動数と振幅との関係が取得され、中心軸Ｊ２を中心とする回転方向に関するティース６１の固有振動数が取得される。上記固有振動数の測定は、複数のティース６１のそれぞれに対して行われる。

さらに、各ティース６１の中心軸方向にステータコア６を振動させ、当該中心軸方向に関する固有振動数が求められてもよい。以上のように、本明細書におけるティース６１の固有振動数は様々な方向に関するものとなっている。図３のステータコア６では、長さが相違する半抜き部７３が複数のティース６１に設けられることにより、これらのティース６１にて様々な方向の固有振動数を互いに相違させて分散させることができる。

（ステータコアの他の例）
図６は、ステータコアの他の例を示す図である。図６のステータコア６ａも、図３のステータコア６と同様に、複数の電磁鋼板７ａ，７の積層体となっている。各電磁鋼板７ａ，７は、コアバック６２に対応するコアバック部７２と、複数のティース６１に対応する複数のティース部７１と、を備える。ステータコア６ａでは、ティース６１の周方向の幅が、コアバック６２からティース６１の先端に向かうに従って漸次増大している。すなわち、各電磁鋼板７ａ，７において、ティース部本体７１１の周方向の幅が、コアバック部７２から先端部７１２に向かうに従って漸次増大している。ティース部本体７１１では、コアバック６２側にて周方向の幅が狭いため、コイル２２２の形成時における導線の巻回を容易に行うことが可能となる。また、先端部７１２側にて周方向の幅が広いため、ステータ２２にて発生させる磁力を増大することができる。

図６のステータコア６ａにおいても、図３のステータコア６と同様に、複数の電磁鋼板７ａ，７のうち最も端に位置する電磁鋼板７ａを除く電磁鋼板７に半抜き部７３が形成される。また、複数の電磁鋼板７の対応する半抜き部７３は互いに重なり合い、電磁鋼板７ａに形成された孔部７４が、最も上側の半抜き部７３に重なっている。これにより、複数の電磁鋼板７ａ，７が結合される。

ここで、図６のステータコア６ａにおいて、仮に半抜き部７３を形成せず、接着等にて電磁鋼板７ａ，７を結合する場合を考える。この場合、コアバック６２近傍にてティース６１の周方向の幅が細いため、コアバック６２近傍におけるティース６１の曲げ剛性が低くなる。また、ティース６１の周方向の幅が、コアバック６２から先端に向かって漸次増大することにより、当該幅が一定である場合に比べて各ティース６１の固有振動数が低下する。

しかしながら、実際のステータコア６ａでは、径方向に長い半抜き部７３が形成されることにより、全てのティース６１の固有振動数を上昇させる、または、固有振動数の低下を抑制することができる。また、長さが相違する半抜き部７３が複数のティース６１に設けられることにより、複数のティース６１にて固有振動数を相違させることができる。その結果、ステータコア６ａを有するモータ１の回転時の騒音を低減するとともに、耳障りな音の発生を抑制することができる。

（ステータコアのさらに他の例）
図３および図６のステータコア６，６ａでは、各電磁鋼板７の複数のティース部７１にて互いに異なる長さの半抜き部７３が設けられるが、一部のティース部７１にて同形状の半抜き部が設けられてもよい。図７の電磁鋼板７における複数のティース部７１では、径方向の長さが同一、かつ、周方向の幅が相違する２種類の半抜き部７３，７３ｂが、周方向に交互に設けられる。また、最も上側の電磁鋼板７ａにおける各ティース部７１の孔部７４，７４ｂの形状も、対応する半抜き部７３，７３ｂの形状に合わせられる。

図７のステータコア６ｂにおいても、複数のティース６１のそれぞれに半抜き部７３，７３ｂが設けられるため、全てのティース６１の固有振動数を上昇させることができる。また、一部のティース部７１に半抜き部７３が設けられ、残りのティース部７１に半抜き部７３とは異なる形状の半抜き部７３ｂが設けられる。これにより、ティース６１の固有振動数が２通りに相違するため、全てのティース６１の固有振動数が一致することが防止される。その結果、モータ１の回転時の騒音を低減するとともに、耳障りな音の発生を抑制することができる。なお、半抜き部の周方向の幅は、必ずしも径方向に一定である必要はなく、例えば、径方向の外方に向かって漸次増大してもよい。

図８のステータコア６ｃのように、電磁鋼板７の一部のティース部７１にて径方向に長い半抜き部７３が設けられ、残りのティース部７１にて円形の半抜き部７３ｃが設けられてもよい。最も上側の電磁鋼板７ａにおける各ティース部７１の孔部７４，７４ｃの形状も、対応する半抜き部７３，７３ｃの形状に合わせられる。図８のステータコア６ｃにおいても、全てのティース６１の固有振動数が一致することを防止することができる。

また、図９のステータコア６ｄのように、径方向の長さおよび周方向の幅が同一、かつ、径方向の位置が相違する２種類の半抜き部７３，７３ｄが、電磁鋼板７の複数のティース部７１にて周方向に交互に設けられてもよい。

図９のステータコア６ｄでは、半抜き部７３におけるコアバック部７２側の端部のティース部７１に対する相対位置と、半抜き部７３ｄにおけるコアバック部７２側の端部のティース部７１に対する相対位置とが相違する。ここで、半抜き部７３，７３ｄの端部のティース部７１に対する相対位置の相違とは、ティース部７１の外形を重ねた際における当該端部の位置の相違を示す。以下、ティース部７１に対する相対位置を単に「相対位置」という。

また、図９のステータコア６ｄでは、半抜き部７３における先端部７１２側の端部の相対位置と、半抜き部７３ｄにおける先端部７１２側の端部の相対位置とも相違する。したがって、半抜き部７３の設けられるティース６１の固有振動数と、半抜き部７３ｄの設けられるティース６１の固有振動数とを大幅に相違させることができる。なお、最も上側の電磁鋼板７ａにおける各ティース部７１の孔部７４，７４ｄの位置は、対応する半抜き部７３，７３ｄの位置に合わせられる。

一方で、図１０のステータコア６ｅのように、半抜き部７３と半抜き部７３ｅとにおいて、コアバック部７２側の端部の相対位置が一致し、先端部７１２側の端部の相対位置が相違していてもよい。半抜き部７３の幅および長さは、それぞれ半抜き部７３ｅの幅および長さと同じである。最も上側の電磁鋼板７ａにおける各ティース部７１の孔部７４，７４ｅの相対位置は、対応する半抜き部７３，７３ｅの相対位置に合わせられる。この場合も、半抜き部７３が設けられるティース６１の固有振動数と、半抜き部７３ｅが設けられるティース６１の固有振動数とは一致しないため、モータ１の回転時の騒音を低減するとともに、耳障りな音の発生を抑制することができる。

ティース６１の固有振動数をある程度分散させるという観点では、各電磁鋼板７の複数のティース部７１のうち、２つのティース部７１のみに相違する２つの半抜き部がそれぞれ設けられてもよい。以上のように、好ましいステータコアでは、１つのティース部に径方向に長い第１半抜き部が設けられる。また、他の１つのティース部に、円形の第２半抜き部、または、径方向に長く、第１半抜き部とは長さ、幅、または、ティース部に対する少なくとも一方の端部の相対位置が相違する第２半抜き部が設けられる。これにより、第１半抜き部が設けられるティースの固有振動数と、第２半抜き部が設けられるティースの固有振動数とを相違させることができる。そして、当該ステータコアを有するモータ１の回転時の騒音を低減するとともに、耳障りな音の発生を抑制することができる。もちろん、３種類以上の半抜き部が複数のティース部に設けられ、半抜き部が設けられるティースの固有振動数が３通り以上に相違してもよい。

また、２つのティース部のみに相違する半抜き部を設ける場合、好ましくは、駆動電流の１つの相に割り当てられる１つのティース部に第１半抜き部が設けられ、同じ相に割り当てられる他の１つのティース部に第２半抜き部が設けられる。これにより、同じ相に割り当てられる全てのティースが同時に共振することを防止することができる。

図１１は、図６や図１０と同様に、ティース６１の周方向の幅（正確には、ティース６１の巻線部の幅）が、コアバック６２からティース６１の先端に向かうに従って漸次増大するステータコア６ｆを示す図である。換言すれば、電磁鋼板７，７ａのティース部本体７１１の周方向の幅が、コアバック部７２から先端部７１２に向かうに従って漸次増大する。以下の説明において、他の実施形態と同様の構成には適宜同様の符号を付す。ステータコア６ｆでは、各電磁鋼板７，７ａの一部のティース部７１に、径方向に長い半抜き部７３および孔部７４が設けられ、他のティース部７１では、先端付近に円形の半抜き部７３ｆおよび孔部７４ｆが設けられる。

図６の場合と同様に、ティース部本体７１１の幅が径方向外方に向かって漸次増大する場合であっても、径方向に長い半抜き部７３が幾つかのティース部７１に設けられることにより、ティース６１の固有振動数の低下および振動振幅の増大が防止される。その結果、モータ１の振動および騒音が抑制される。また、ティース部本体７１１の先端部７１２側の幅が広いため、ティース６１がロータマグネット４２からの磁束を効率よく受け取ることができ、モータ１の動作効率が高められる。なお、ティース部本体７１１の幅は、厳密な意味でコアバック部７２から先端部７１２に向かうに従って漸次増大する必要はなく、実質的に幅が増大すればよい。例えば、コアバック部７２近傍において幅が一定の部位が設けられてもよい。

一方、薄型のディスク駆動装置１０では、騒音の抑制が特に重要となる。騒音を低下させるためには、コギングトルクを低減する必要がある。コギングトルクを低減する一手法として、ロータマグネット４２の着磁強度および極性を、周方向において正弦波状に変化させて多極着磁させる正弦波着磁が知られている。コギングトルクを低下させた場合、モータ１の出力も低下する。したがって、一般的に、巻線部の幅が径方向外方に向かって漸次広くなるティース６１は、正弦波着磁されたロータマグネット４２を有するモータ１に適しており、径方向に長い半抜き部７３を設けるステータコアはこのようなモータ１に適用されることが好ましい。

ステータコア６ｆでは、径方向に長い半抜き部７３は、中心軸Ｊ１を中心として回転対称には配置されない。すなわち、ステータコア６ｆを中心軸Ｊ１を中心として回転しても、１回転するまでは、半抜き部７３の配置は、一度も一致しない。これにより、ステータコア６ｆの対称性に起因する固有振動が抑えられる。すなわち、固有振動数を分散させ、振動におけるピュアトーンを低減することができる。さらに、半抜き部７３の一部がコアバック部７２に重なるため、ティース６１の固有振動数の低下を効果的に抑制することができる。

ティース６１の巻線部の幅が径方向外方に向かって漸次広がることにより、スロットにおける巻線スペースは略長方形となる。換言すれば、ティース部本体７１１の先端部の幅が広く、根元部の幅よりも狭い。これにより、薄型のモータ１において巻線占積空間が大きくなり、巻線の占積率を向上することができる。この効果をより得るために、各ティース６１の巻線部において導線が整列した状態で巻回されることが好ましい。「整列した状態」とは、ティース６１おいて導線が隣接しつつ巻回され、巻線部の表面に平行に配列された導線の層が一段一段順に積み重ねられた状態をいう。

各ティース６１の巻線部分の周方向における両側の側面を中心軸Ｊ１側へと延長すると、中心軸Ｊ１の手前の点６３にて交差する。すなわち、１つの電磁鋼板７に注目した場合、ティース部本体７１１の周方向における両側のエッジ７１３の先端部７１２側の端点７１４と、中心軸とＪ１を結ぶ線７５に対して、ティース部本体７１１のエッジ７１３が内側に傾斜する。他の例に係るステータコアにおいても同様である。

ステータコア６ｆでは、例えば、ティース部本体７１１の先端部７１２との境界における幅は約２．２ｍｍであり、中心軸Ｊ１からこの境界までの距離は約１１．５ｍｍである。ティース部本体７１１のコアバック部７２との境界における幅は約１ｍｍであり、中心軸Ｊ１からこの境界までの距離は約６．３ｍｍである。

図１２は、図１１のステータコアにおいて半抜き部７３を周方向に等間隔に設けたステータコア６ｇを示す図である。ステータコア６ｇの場合、中心軸Ｊ１を中心として半抜き部７３が回転対称に配置される。このような配置であっても、半抜き部７３を設けることにより低い固有振動数が現れない場合は、ステータコアの周方向におけるバランスを考慮して半抜き部７３は回転対称に（さらに好ましくは周方向において等間隔に）配置されることが好ましい。また、モータ１の動作効率が大きくは低下しないのであれば、図１３に示すステータコア６ｈのように、全てのティース部７１に半抜き部７３が設けられてもよい。半抜き部７３は１つのティース部７１のみに設けられてもよく、少なくとも１つのティース部７１に半抜き部７３が設けられる。

図１４は、図１１のステータコアにおいて、半抜き部を短くしたステータコア６ｉを示す図である。電磁鋼板７，７ａに設けられる半抜き部７３および孔部７４は、径方向に長いが、コアバック部７２とは重ならない。半抜き部７３の幅は、図１１に示すものよりも広い。コアバック部７２では、円形の半抜き部７３ｉおよび孔部７４ｉが設けられ、これにより、コアバック部７２のおける電磁鋼板７，７ａの結合が確保される。

（変形例）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施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。

ステータコア６，６ａ〜６ｉにおいて、最も上側の電磁鋼板を含む全ての電磁鋼板に半抜き部が形成されてもよい。このようなステータコアでは、全ての電磁鋼板に形成された半抜き部が重なり合うことにより、複数の電磁鋼板が結合される。ただし、孔部を有する電磁鋼板７ａを含むステータコア６，６ａ〜６ｉでは、半抜き部がステータコア６，６ａ〜６ｉの上面から突出しないため、ステータ２２の薄型化が実現される。なお、ステータコア６，６ａ〜６ｉにおいて、孔部を有する電磁鋼板７ａは図２のモータ１の上側および下側のいずれに配置されてもよい。

全てのティースの固有振動数を相違させる際に、好ましい手法では、電磁鋼板の全てのティース部、または、円形の半抜き部が設けられる１つのティース部を除く残りのティース部のそれぞれに径方向に長い半抜き部が設けられる。そして、当該複数のティース部、または、当該残りのティース部において、長さ、幅、または、ティース部に対する少なくとも一方の端部の相対位置が互いに相違するように半抜き部が設けられる。

図３、並びに、図６ないし図１０の複数のティース６１は、コアバック６２から径方向の外方に伸びる、いわゆるアウターロータ型のモータに適用した例であるが、複数のティースがコアバックから径方向の内方に伸びるステータコアにて、上記と同様の半抜き部が設けられてもよい。このように、半抜き部を用いてティースの固有振動数を相違させる上記手法は、ロータマグネットがステータの内側に配置される、いわゆるインナロータ型のモータにて採用されてもよい。本手法では、ステータコアの磁気特性に影響を与えることなく、モータの回転時の騒音を低減するとともに、耳障りな音の発生を抑制することができる。なお、コアバック６２から離れるに従ってティース６１の幅が広がるステータコアの輪郭形状は、アウタロータ型のモータのみに適用可能である。

上記実施形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせられてよい。

本発明は、ディスク駆動装置の薄型のモータに用いられるステータコアとして特に適している。しかし、これに限られず、ディスク駆動装置以外のモータにも利用可能である。

１ モータ
２ 静止部
４ 回転部
６，６ａ〜６ｉ ステータコア
７，７ａ 電磁鋼板
９ ディスク
１０ ディスク駆動装置
１１ アクセス部
１２ ハウジング
２２ ステータ
４２ ロータマグネット
６１ ティース
６２ コアバック
７１ ティース部
７２ コアバック部
７３，７３ｂ〜７３ｅ，７３ｉ 半抜き部
７４，７４ｂ〜７４ｅ，７３ｉ 孔部
２２２ コイル
７１１ ティース部本体
７１２ 先端部
Ｊ１ 中心軸

Claims (16)

1. 環状のコアバックと、
   前記コアバックから前記コアバックの中心軸を中心とする径方向の外方または内方に伸びる複数のティースと、
   を備え、
   前記コアバックおよび前記複数のティースが、それぞれが前記コアバックに対応するコアバック部および前記複数のティースに対応する複数のティース部を備える複数の電磁鋼板の積層体であり、
   前記複数の電磁鋼板に形成された半抜き部が重なり合うことにより、または、前記複数の電磁鋼板のうち最も端に位置するものを除く電磁鋼板に形成された半抜き部が重なり合い、前記最も端に位置するものに形成された孔部が半抜き部に重なることにより、前記複数の電磁鋼板が結合され、
   １つのティース部に、前記径方向に長い第１半抜き部が設けられ、
   他の１つのティース部に、円形の第２半抜き部、または、前記径方向に長く、前記第１半抜き部とは長さ、幅、または、ティース部に対する少なくとも一方の端部の相対位置が相違する第２半抜き部が設けられる、ステータコア。
2. 前記第１半抜き部の一部が前記コアバック部と重なる、請求項１に記載のステータコア。
3. 前記複数のティース部のそれぞれに半抜き部が形成される、請求項１または２に記載のステータコア。
4. 前記複数のティース部、または、円形の前記第２半抜き部が設けられる前記他の１つのティース部を除く残りのティース部のそれぞれに前記径方向に長い半抜き部が設けられ、前記複数のティース部、または、前記残りのティース部に設けられる半抜き部の長さ、幅、または、ティース部に対する少なくとも一方の端部の相対位置が互いに相違する、請求項３に記載のステータコア。
5. 各ティース部が、
   前記径方向に伸びるティース部本体と、
   前記ティース部本体の先端にて、前記ティース部本体よりも周方向に広がる先端部と、
   を備え、
   前記ティース部本体の前記周方向の幅が、前記コアバック部から前記先端部に向かうに従って漸次増大する、請求項１ないし４のいずれかに記載のステータコア。
6. 前記中心軸の周りを回転するロータマグネットを有する回転部と、
   前記ロータマグネットとの間で磁場を発生するステータを有する静止部と、
   を備え、
   前記ステータが、
   請求項１ないし５のいずれかに記載のステータコアと、
   前記複数のティース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、
   を備える、モータ。
7. 前記複数のコイルのそれぞれが、３相の駆動電流のいずれか１つの相に割り当てられており、
   １つの相に割り当てられる１つのティース部に、前記第１半抜き部が設けられ、前記１つの相に割り当てられる他の１つのティース部に、前記第２半抜き部が設けられる、請求項６に記載のモータ。
8. 環状のコアバックと、
   前記コアバックから前記コアバックの中心軸を中心とする径方向の外方に伸びる複数のティースと、
   を備え、
   前記コアバックおよび前記複数のティースが、それぞれが前記コアバックに対応するコアバック部および前記複数のティースに対応する複数のティース部を備える複数の電磁鋼板の積層体であり、
   前記複数の電磁鋼板に形成された半抜き部が重なり合うことにより、または、前記複数の電磁鋼板のうち最も端に位置するものを除く電磁鋼板に形成された半抜き部が重なり合い、前記最も端に位置するものに形成された孔部が半抜き部に重なることにより、前記複数の電磁鋼板が結合され、
   各ティース部が、
   前記径方向に伸びるティース部本体と、
   前記ティース部本体の先端にて、前記ティース部本体よりも周方向に広がる先端部と、
   を備え、
   前記ティース部本体の前記周方向の幅が、前記コアバック部から前記先端部に向かうに従って漸次増大し、
   少なくとも１つのティース部に、前記径方向に長い半抜き部が設けられる、ステータコア。
9. 前記半抜き部の一部が前記コアバック部と重なる、請求項８に記載のステータコア。
10. 前記半抜き部が設けられるティース部の配置が、前記中心軸を中心とする回転対称ではない、請求項８または９に記載のステータコア。
11. 前記半抜き部が設けられるティース部の配置が、前記中心軸を中心とする回転対称である、請求項８または９に記載のステータコア。
12. 前記ティース部本体の両側のエッジの前記先端部側の端点と、前記中心軸とを結ぶ線に対して、前記ティース部本体の前記両側のエッジが内側に傾斜する、請求項８ないし１１のいずれかに記載のステータコア。
13. 前記中心軸の周りを回転するロータマグネットを有する回転部と、
    前記ロータマグネットとの間で磁場を発生するステータを有する静止部と、
    を備え、
    前記ステータが、
    請求項８ないし１２のいずれかに記載のステータコアと、
    前記複数のティース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、
    を備える、モータ。
14. 前記複数のティースのそれぞれに、導線が整列した状態で巻回される、請求項１３に記載のモータ。
15. 前記ロータマグネットが、周方向において、正弦波状に多極着磁されている、請求項１３または１４に記載のモータ。
16. ディスクを回転させる請求項６、７並びに１３ないし１５に記載のモータと、
    前記ディスクに対して光学的に情報の読み出しおよび／または書き込みを行うアクセス部と、
    前記モータおよび前記アクセス部を収容するハウジングと、
    を備える、ディスク駆動装置。

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