JP4056321B2 - スピンドルモータ及びこれを備えたハードディスクドライブ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスクを回転駆動するためのスピンドルモータ及びこれを備えたハードディスクドライブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体として磁気ディスクを回転駆動するためのスピンドルモータは、ハウジングと、このハウジングに軸受手段を介して回転自在に支持されたハブと、ハブに装着されたロータマグネットと、ロータマグネットに対向して配設されたステータとを備え、このハブに磁気ディスクが取り付けられる。記録媒体として磁気ディスクを用いる場合、ロータマグネット及び／又はステータからの漏洩磁束が磁気ディスクに流れると、磁気ディスクに記録する（及び／又は読出す）磁気情報が壊れ、磁気ヘッドによる書込み（及び／又は読出し）の際にライトエラー（及び／又はリードエラー）が発生する問題がある。
【０００３】
そこで、このような漏洩磁束による悪影響を解消するために、例えば、ステータと磁気ディスクとの間に磁気シールドを介在させたスピンドルモータが実用に供されている。この種のスピンドルモータでは、磁気シールドがロータマグネット及び／又はステータから磁気ディスクに流れる漏洩磁束をシールドし、従って、漏洩磁束による磁気ディスクへの悪影響を回避し、ライトエラー（及び／又はリードエラー）の発生を防止することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような磁気シールドを備えたスピンドルモータでは、モータ特性、特に回転駆動力（回転トルク）が低下する問題がある。即ち、従来のこの種のスピンドルモータでは、磁気シールドがステータ全体の上方を覆っており、このように磁気シールドを配設することによって、ステータから磁気ディスクに流れる漏洩磁束をシールドしている。ところが、磁気シールドをこのように配設すると、ロータマグネットからステータに流れる磁束（即ち、ステータと鎖交する磁束）の一部がこの磁気シールドに流れるようになる。ステータと鎖交する磁束は、ロータマグネット及びステータの磁気作用によって発生する回転駆動力に大きく寄与し、この鎖交する磁束が大きくなると、発生する回転駆動力も大きくなるが、鎖交する磁束の一部が磁気シールドに逃げると、駆動効率が下がって発生する回転駆動力が低下する。
【０００５】
本発明の目的は、漏洩磁束による磁気ディスクへの悪影響を防止することができるとともに、回転駆動力の低下を抑えることができるスピンドルモータを提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、リード／ライトエラーの発生を防止することができるとともに、スピンドルモータの回転駆動力の低下を抑えることができるハードディスクドライブ装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ハウジングと、前記ハウジングに軸受手段を介して回転自在に支持され、磁気ディスクが装着されるハブと、前記ハブに装着され、前記磁気ディスクの中心軸と同軸に配置され、周方向に複数の磁極が配列されてなる、ロータマグネットと、前記ハウジングに装着され、放射状に配置された複数のティースを有し、該ティースにはコイルが巻設され、各ティースの先端は前記ロータマグネットの磁極と径方向に対向する、ステータと、前記磁気ディスクと前記ステータとの間に介在し、径方向に広がる平板の磁気シールドと、を備えたスピンドルモータにおいて、
前記磁気シールドには、前記ロータマグネットから前記ステータに流れる磁束の一部がこの磁気シールドに逃げるのを抑えるための切欠き又は孔が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に従えば、磁気ディスクとステータとの間に介在された磁気シールドに切欠き又は孔が設けられている。このような切欠き又は孔が設けられた部位では、ロータマグネットからの磁束はステータに流れ、磁気シールドに逃げることがほとんどなく、このようにステータに流れる磁束（ステータと鎖交する磁束）が回転駆動力の発生に寄与する。従って、この部位における回転駆動力の低下がほとんどなく、所望の回転駆動力を得ることができる。一方、切欠き又は孔が設けられていない部位では、ロータマグネット及びステータからの漏洩磁束は磁気シールドに流れ、磁気ディスクに流れる漏洩磁束を所望の通りにシールドし、リード／ライトエラーの発生を防止することができる。例えば、インナーロータ型のスピンドルモータにおいては、ロータマグネットの半径方向外方にステータが配設され、このステータを覆うように磁気シールドが配設され、切欠き又は孔は磁気シールドの内周部に設けられる。また、アウターロータ型のスピンドルモータにおいては、ロータマグネットの半径方向内方にステータが配設され、切欠き又は孔は磁気シールドの外周部に設けられる。
【０００９】
また、本発明では、前記磁気シールドには周方向に間隔をおいて複数個の切欠き又は孔が設けられていることを特徴とする。
本発明に従えば、複数個の切欠き又は孔が周方向に間隔をおいて複数個設けられる。ステータのステータコアには、周方向に間隔をおいて複数個のティースが設けられており、複数個の切欠き又は孔は、これら複数個のティースに関連して、例えばティース毎に、ティースの一つ置き毎に、或いはティースの二つ置き毎に設けられる。
【００１０】
また、本発明では、前記複数個の切欠き又は孔は、前記ステータのステータコアの各ティースの先端部に対して、軸方向に対応して設けられていることを特徴とする。
本発明に従えば、磁気シールドの切欠き又は孔はステータコアの各ティースに対応して設けられ、このように設けることによって、各ティースの部位においては、ロータマグネットからステータコアに流れる磁束（ステータと鎖交する磁束）が磁気シールドに逃げることがほとんどなく、また隣接するティース間の部位においては、切欠き又は孔が設けられていないので、ロータマグネット及びステータからの漏洩磁束が磁気シールドによりシールドされ、従って回転駆動力の低下を抑えながら漏洩磁束を効果的にシールドすることができる。
【００１１】
また、本発明では、前記ステータは前記ロータマグネットに対向して半径方向外方に配設され、前記磁気シールドは前記ハウジングに装着された外周部から前記ステータを覆うように半径方向内方に延び、前記複数個の切欠き又は孔は前記磁気シールドの内周部に周方向に間隔をおいて設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、ステータはロータマグネットに対応して半径方向外方に配設され、このようなインナーロータ型のスピンドルモータに適用される。スピンドルモータの分野では、薄型化、小型化の傾向が強く、このような要求を満足させるためにインナーロータ型のものが提案されているが、このようなタイプのインナーロータ型のものにおいて特に問題となる、回転駆動力の向上、漏洩磁束のシールドを解決することができる。
【００１３】
また、本発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のスピンドルモータを搭載したハードディスクドライブ装置である。
本発明に従えば、ハードディスクドライブ装置が上述したスピンドルモータを搭載しているので、回転駆動力の低下を抑えながらリード／ライトエラーを防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に従うスピンドルモータ及びこれを備えたハードディスクドライブ装置の一実施形態について説明する。図１は、一実施形態のスピンドルモータ及びその取付構造を示す断面図であり、図２は、図１のスピンドルモータの磁気シールドを示す平面図であり、図３は、図１のスピンドルモータにおける磁気シールドの切欠きとステータのティースとの関係を示す部分拡大平面図であり、図４は、図１のスピンドルモータにおける磁束の流れを簡略的に示す説明図であり、図５は、従来のスピンドルモータにおける磁束の流れを簡略的に示す説明図である。
【００１５】
図１において、図示のスピンドルモータ２はハウジング４を備えている。このハウジング４は、円形状のハウジング本体６と、ハウジング本体６の外周部に設けられた環状取付壁８と、環状取付壁８の上端部から半径方向外方に延びる取付フランジ１０とを有している。ハードディスクドライブ装置はディスク収容室を規定するドライブハウジングを備え、このドライブハウジングのベース部材１２の所定部位には取付口１４が設けられ、この取付口１４内にハウジング４の環状取付壁８を挿入するようにしてハウジング４がベース部材１２に取り付けられる。
【００１６】
ハウジング本体４の略中央部には円形開口が設けられ、この円形開口の周囲に、即ちハウジング本体４の内周部に環状支持壁１６が設けられ、この環状支持壁１６に軸受手段１８を介してハブ２０が回転自在に支持されている。この実施形態では、軸受手段１８は一対の玉軸受２２，２４から構成され、かかる一対の玉軸受２２，２４を介してハブ２０が回転自在に支持されている。尚、軸受手段１８として、オイル動圧軸受、エアー動圧軸受、スリーブ軸受などの他の軸受を用いるようにしてもよい。
【００１７】
ハブ２０は円筒状のハブ本体２６を備え、このハブ本体２６の一端部（図１において上端部）には端壁部２８が設けられ、端壁部２８の中央部に軸部材３０が例えば圧入により固定され、かかる軸部材３０が軸受手段１８を介して回転自在に支持されている。この軸部材３０はハブ本体２６と一体に設けるようにしてもよい。ハブ本体２６の他端部（図１において下端部）には、半径方向外方に突出する環状突出部３２が設けられ、この環状突出部３２の片面（図１において上面）にディスク載置部３４が設けられ、このディスク載置部３４に記録ディスクとしての磁気ディスク３６、即ちハードディスクが載置され、図示しないクランプ手段を用いてハブ２０に固定される。このようなハブ本体２６は、例えば磁性を有するステンレス鋼から形成される。磁気ディスク３６に関連して、その半径方向に移動自在に磁気ヘッド（図示せず）が設けられ、磁気ヘッドは磁気ディスク３６に磁気情報を書き込み、また書き込んだ磁気情報を読み出す。
【００１８】
ハブ２０の環状突出部３２には環状凹部３８が設けられ、この環状凹部３８に環状ロータマグネット４０が装着されている。また、このロータマグネット４０に対向して半径方向外方にはステータ４２が配設され、このステータ４２がハウジング４に取り付けられている。ステータ４２は、例えばケイ素鋼板を積層することによって形成されるステータコア４４と、このステータ４４に所要の通りに巻かれたコイル４６を備えており、コイル４６に駆動電流を所要の通りに供給することによってステータコア４４が励磁され、ロータマグネット４０とステータ４２の相互磁気作用によって、ハブ２０（及びこれに装着された磁気ディスク３６）が所定方向に回転駆動される。
【００１９】
ハウジング４に装着されたステータ４２とハブ２０に取り付けられた磁気ディスク３６との間には、漏洩磁束をシールドするための磁気シールド４８が配設されており、この実施形態では、この磁気シールド４８がハウジング４のフランジ部１０に取り付けられている。磁気シールド４８は鉄などの磁性材料から形成されたシート状板から構成され、その外周部がハウジング４に取り付けられ、その内周部は半径方向内方に延び、ステータ４２の内周部近傍まで延びている。
【００２０】
次に、図２及び図３を参照して、この磁気シールド４８及びそれに関連する構成について説明する。この実施形態では、スピンドルモータは３相モータであり、このことに関連して、ステータコア４４は９個のティース５０（図３においてそれらの２個を示す）を有している。ステータコア４４はハウジング４の環状取付壁８の内周面に取り付けられた環状本体部５２を有し、この環状本体部５２の内周部に実質上等間隔をおいて９個のティース５０が設けられ、これらティース５０がロータマグネット４０に向けて半径方向内方に延びており、コイル４６（３相のコイル）はこれらティース５０の中間部（環状本体部５２に接続された基部と、周方向に延びる先端歯部５４との間の部位）に所要の通りに巻かれる。
【００２１】
この実施形態では、磁気シールド４８の内周部には、ステータコア４４の各ティース５０に対応して切欠き５６が設けられている。図３に示すように、各切欠き５６の形状は対応するティース５０の先端歯部５４の形状にほぼ対応し、各切欠き５６の周方向の長さは歯部５４の周方向の長さにほぼ等しく、各切欠き５６の深さは歯部５４の半径方向の長さにほぼ等しい。尚、このような切欠き５６に代えて、ステータコア４４の各ティース５０に対応して孔を設けるようにしてもよい。
【００２２】
磁気シール４８に切欠き５６が設けられていない（従来の磁気シールドを用いた）場合、図５（磁束の流れを矢印で示す）に示すように、磁気シールド４８の内周部はステータコア４４の各ティース５０の先端歯部５４まで延びるようになり、従って、ロータマグネット４０からステータコア４４の先端歯部５４に流れる磁束、即ちステータ４４に鎖交する磁束の大部分はその先端歯部５４に流れるが、かかる磁束の一部が磁気シールド４８の内周部に逃げて流れるようになる。それ故に、ロータマグネット４０からステータコア４４の先端歯部５４に流れる磁束が少なくなり、これによって駆動効率が下がり、発生する回転駆動力が低下する。
【００２３】
これに対して、上述したように磁気シールド４８に切欠き５６が設けられている場合、図４（磁束の流れを矢印で示す）に示すように、各ティース５０の先端歯部５４の近傍に磁気シールド４８が存在せず、従って、ロータマグネット４０からの磁束は、磁気シールド４８に逃げることなくティース５０の先端歯部５４に流れ、ロータマグネット４０からステータコア４４に流れる磁束が図５に示すもの（従来のもの）に比して増加し、磁気シールド４８を設けたことによる回転駆動力の低下を少なくすることができる。また、このような磁気シールド４８を設けた場合、隣接するティース５０の先端歯部５４間の部位には磁気シールド４８が存在し、かかる部位においては、ロータマグネット４０からの漏洩磁束は磁気シールド４８に流れ、かかる漏洩磁束を所要の通りにシールドすることができる。尚、各切欠き５６が存在する部位においては、各切欠き５６に対応してティース５０の先端歯部５４が存在し、ロータマグネット４０からの磁束はこれら先端歯部５４に流れ、それ故に、漏洩磁束の発生が少なく、漏洩磁束による悪影響はほとんどなく、切欠き５６による磁気シールド不良が生じることがない。
【００２４】
切欠きの効果を確認するために、シミュレーション実験を行った。実施例として切欠きを有する磁気シールドを用いたスピンドルモータにおける鎖交磁束（Ｗｂ）及びトルク定数（ｍＮｍ／Ａ）をシミュレーションにより演算した。このシミュレーションの条件は、次の通りであった。
【００２５】
ロータマグネット
外径：１０．５ｍｍ 内径：７．９ｍｍ
ポール数：１２極 保持力（ｂＨｃ）：８６７ＫＡ／ｍ
ステータ
ティース数：９個
ティースの先端歯部の周方向の長さ：２．４ｍｍ
ティースの先端歯部の厚さ：０．５２ｍｍ
ロータマグネットとティースの先端歯部とのギャップ：０．１５ｍｍ
磁気シールド
磁気シールドの材質：フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）
切欠きの個数：９個
切欠きの周方向の長さ：２．０ｍｍ 切欠きの深さ：１．０ｍｍ
切欠きの配設位置：各ステータの先端歯部に対応して配置
ステータの先端歯部と磁気シールドとの間隔：０．１５ｍｍ
また、比較例として、切欠きのない磁気シールドを用いたスピンドルモータにおける鎖交磁束（Ｗｂ）及びトルク定数（ｍＮｍ／Ａ）をシミュレーションにより演算した。比較例のシミュレーションの条件は、切欠きがない点を除けば実施例と同一であった。
【００２６】
実施例及び比較例のシミュレーション実験の結果は、表１に示す通りであった。この表１に示すように、実施例（切欠きを有する磁気シールドを備えたもの）では、比較例（切欠きのない磁気シールドを備えたもの）に比して鎖交磁束が大きく、またトルク定数も大きくなり、トルク定数の値からして回転駆動力が約１０％改善されることが判った。
【００２７】
【表１】
以上、本発明に従うスピンドルモータ及びこれを備えたハードディスクドライブ装置の一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００２８】
例えば、図示の実施形態では、磁気シールド４８の切欠き５６はステータコア４４の各ティース５０に対応して設けられているが、必ずしもこのように構成する必要はなく、これらティース５０の一つ置き毎に、或いはティース５０の二つ置き毎に設けるようにしてもよい。
【００２９】
また、例えば、図示の実施形態では、９個のティースを有する３相のスピンドルモータに適用して説明したが、このような形態のスピンドルモータに限定されず、６個、１２個などのティースを有する３相のスピンドルモータ、或いは２相のスピンドルモータなどにも同様に適用することができる。
【００３０】
また、例えば、図示の実施形態では、ロータマグネット４０の半径方向外方にステータ４２が配置されたインナーロータ型のスピンドルモータに適用して説明したが、ロータマグネットの半径方向内方にステータが配置されたアウターロータ型のスピンドルモータにも同様に適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の請求項１のスピンドルモータによれば、磁気シールドに切欠き又は孔が設けられているので、切欠き又は孔が設けられた部位では、ロータマグネットからの磁束は磁気シールドに逃げることがほとんどなく、ステータに流れるようになる。一方、切欠き又は孔が設けられていない部位では、ロータマグネット及びステータからの漏洩磁束は磁気シールドに流れる。かくして、磁気シールドにより漏洩磁束をシールドしてリード／ライトエラーの発生を防止することができるとともに、切欠きにより回転駆動力の低下を抑えることができる。
【００３２】
また、本発明の請求項２のスピンドルモータによれば、複数個の切欠き又は孔が周方向に間隔をおいて複数個設けられているので、漏洩磁束を所望の通りにシールドするとともに、回転駆動力の低下を抑えることができる。
【００３３】
また、本発明の請求項３のスピンドルモータによれば、磁気シールドの切欠き又は孔がステータコアの各ティースに対応して設けられているので、各ティースの部位においては、ロータマグネットからの磁束が磁気シールドに逃げることなく、ステータの各ティースに流れ、また隣接するティース間の部位においては、切欠き又は孔が設けられていないので、ロータマグネット及びステータからの漏洩磁束が磁気シールドによりシールドされる。かくして、ステータに鎖交する磁束の逃げを抑えて回転駆動力の改善を図ることができるとともに、漏洩磁束を効果的にシールドすることができる。
また、本発明の請求項４のスピンドルモータによれば、インナーロータ型のスピンドルモータに好都合に適用することができる。
【００３４】
また、本発明の請求項５のハードディスクドライブ装置によれば、回転駆動力の低下を抑えながらリード／ライトエラーを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う一実施形態のスピンドルモータ及びその取付構造を示す断面図である。
【図２】図１のスピンドルモータの磁気シールドを示す平面図である。
【図３】図１のスピンドルモータにおける磁気シールドの切欠きとステータのティースとの関係を示す部分拡大平面図である。
【図４】図１のスピンドルモータにおける磁束の流れを簡略的に示す説明図である。
【図５】従来のスピンドルモータにおける磁束の流れを簡略的に示す説明図である。
【符号の説明】
２ スピンドルモータ
４ ハウジング
１２ ベース部材
１８ 軸受手段
２０ ハブ
３６ 磁気ディスク
４０ ロータマグネット
４２ ステータ
４４ ステータコア
４６ コイル
４８ 磁気シールド
５０ ティース
５４ 先端歯部
５６ 切欠き
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスクを回転駆動するためのスピンドルモータ及びこれを備えたハードディスクドライブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体として磁気ディスクを回転駆動するためのスピンドルモータは、ハウジングと、このハウジングに軸受手段を介して回転自在に支持されたハブと、ハブに装着されたロータマグネットと、ロータマグネットに対向して配設されたステータとを備え、このハブに磁気ディスクが取り付けられる。記録媒体として磁気ディスクを用いる場合、ロータマグネット及び／又はステータからの漏洩磁束が磁気ディスクに流れると、磁気ディスクに記録する（及び／又は読出す）磁気情報が壊れ、磁気ヘッドによる書込み（及び／又は読出し）の際にライトエラー（及び／又はリードエラー）が発生する問題がある。
【０００３】
そこで、このような漏洩磁束による悪影響を解消するために、例えば、ステータと磁気ディスクとの間に磁気シールドを介在させたスピンドルモータが実用に供されている。この種のスピンドルモータでは、磁気シールドがロータマグネット及び／又はステータから磁気ディスクに流れる漏洩磁束をシールドし、従って、漏洩磁束による磁気ディスクへの悪影響を回避し、ライトエラー（及び／又はリードエラー）の発生を防止することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような磁気シールドを備えたスピンドルモータでは、モータ特性、特に回転駆動力（回転トルク）が低下する問題がある。即ち、従来のこの種のスピンドルモータでは、磁気シールドがステータ全体の上方を覆っており、このように磁気シールドを配設することによって、ステータから磁気ディスクに流れる漏洩磁束をシールドしている。ところが、磁気シールドをこのように配設すると、ロータマグネットからステータに流れる磁束（即ち、ステータと鎖交する磁束）の一部がこの磁気シールドに流れるようになる。ステータと鎖交する磁束は、ロータマグネット及びステータの磁気作用によって発生する回転駆動力に大きく寄与し、この鎖交する磁束が大きくなると、発生する回転駆動力も大きくなるが、鎖交する磁束の一部が磁気シールドに逃げると、駆動効率が下がって発生する回転駆動力が低下する。
【０００５】
本発明の目的は、漏洩磁束による磁気ディスクへの悪影響を防止することができるとともに、回転駆動力の低下を抑えることができるスピンドルモータを提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、リード／ライトエラーの発生を防止することができるとともに、スピンドルモータの回転駆動力の低下を抑えることができるハードディスクドライブ装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ハウジングと、前記ハウジングに軸受手段を介して回転自在に支持され、磁気ディスクが装着されるハブと、前記ハブに装着され、前記磁気ディスクの中心軸と同軸に配置され、周方向に複数の磁極が配列されてなる、ロータマグネットと、前記ハウジングに装着され、放射状に配置された複数のティースを有し、該ティースにはコイルが巻設され、各ティースの先端は前記ロータマグネットの磁極と径方向に対向する、ステータと、前記磁気ディスクと前記ステータとの間に介在し、径方向に広がる平板の磁気シールドと、を備えたスピンドルモータにおいて、
前記磁気シールドには、前記ロータマグネットから前記ステータに流れる磁束の一部がこの磁気シールドに逃げるのを抑えるための切欠き又は孔が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に従えば、磁気ディスクとステータとの間に介在された磁気シールドに切欠き又は孔が設けられている。このような切欠き又は孔が設けられた部位では、ロータマグネットからの磁束はステータに流れ、磁気シールドに逃げることがほとんどなく、このようにステータに流れる磁束（ステータと鎖交する磁束）が回転駆動力の発生に寄与する。従って、この部位における回転駆動力の低下がほとんどなく、所望の回転駆動力を得ることができる。一方、切欠き又は孔が設けられていない部位では、ロータマグネット及びステータからの漏洩磁束は磁気シールドに流れ、磁気ディスクに流れる漏洩磁束を所望の通りにシールドし、リード／ライトエラーの発生を防止することができる。例えば、インナーロータ型のスピンドルモータにおいては、ロータマグネットの半径方向外方にステータが配設され、このステータを覆うように磁気シールドが配設され、切欠き又は孔は磁気シールドの内周部に設けられる。また、アウターロータ型のスピンドルモータにおいては、ロータマグネットの半径方向内方にステータが配設され、切欠き又は孔は磁気シールドの外周部に設けられる。
【０００９】
また、本発明では、前記磁気シールドには周方向に間隔をおいて複数個の切欠き又は孔が設けられていることを特徴とする。
本発明に従えば、複数個の切欠き又は孔が周方向に間隔をおいて複数個設けられる。ステータのステータコアには、周方向に間隔をおいて複数個のティースが設けられており、複数個の切欠き又は孔は、これら複数個のティースに関連して、例えばティース毎に、ティースの一つ置き毎に、或いはティースの二つ置き毎に設けられる。
【００１０】
また、本発明では、前記複数個の切欠き又は孔は、前記ステータのステータコアの各ティースの先端部に対して、軸方向に対応して設けられていることを特徴とする。
本発明に従えば、磁気シールドの切欠き又は孔はステータコアの各ティースに対応して設けられ、このように設けることによって、各ティースの部位においては、ロータマグネットからステータコアに流れる磁束（ステータと鎖交する磁束）が磁気シールドに逃げることがほとんどなく、また隣接するティース間の部位においては、切欠き又は孔が設けられていないので、ロータマグネット及びステータからの漏洩磁束が磁気シールドによりシールドされ、従って回転駆動力の低下を抑えながら漏洩磁束を効果的にシールドすることができる。
【００１１】
また、本発明では、前記ステータは前記ロータマグネットに対向して半径方向外方に配設され、前記磁気シールドは前記ハウジングに装着された外周部から前記ステータを覆うように半径方向内方に延び、前記複数個の切欠き又は孔は前記磁気シールドの内周部に周方向に間隔をおいて設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、ステータはロータマグネットに対応して半径方向外方に配設され、このようなインナーロータ型のスピンドルモータに適用される。スピンドルモータの分野では、薄型化、小型化の傾向が強く、このような要求を満足させるためにインナーロータ型のものが提案されているが、このようなタイプのインナーロータ型のものにおいて特に問題となる、回転駆動力の向上、漏洩磁束のシールドを解決することができる。
【００１３】
また、本発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のスピンドルモータを搭載したハードディスクドライブ装置である。
本発明に従えば、ハードディスクドライブ装置が上述したスピンドルモータを搭載しているので、回転駆動力の低下を抑えながらリード／ライトエラーを防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に従うスピンドルモータ及びこれを備えたハードディスクドライブ装置の一実施形態について説明する。図１は、一実施形態のスピンドルモータ及びその取付構造を示す断面図であり、図２は、図１のスピンドルモータの磁気シールドを示す平面図であり、図３は、図１のスピンドルモータにおける磁気シールドの切欠きとステータのティースとの関係を示す部分拡大平面図であり、図４は、図１のスピンドルモータにおける磁束の流れを簡略的に示す説明図であり、図５は、従来のスピンドルモータにおける磁束の流れを簡略的に示す説明図である。
【００１５】
図１において、図示のスピンドルモータ２はハウジング４を備えている。このハウジング４は、円形状のハウジング本体６と、ハウジング本体６の外周部に設けられた環状取付壁８と、環状取付壁８の上端部から半径方向外方に延びる取付フランジ１０とを有している。ハードディスクドライブ装置はディスク収容室を規定するドライブハウジングを備え、このドライブハウジングのベース部材１２の所定部位には取付口１４が設けられ、この取付口１４内にハウジング４の環状取付壁８を挿入するようにしてハウジング４がベース部材１２に取り付けられる。
【００１６】
ハウジング本体４の略中央部には円形開口が設けられ、この円形開口の周囲に、即ちハウジング本体４の内周部に環状支持壁１６が設けられ、この環状支持壁１６に軸受手段１８を介してハブ２０が回転自在に支持されている。この実施形態では、軸受手段１８は一対の玉軸受２２，２４から構成され、かかる一対の玉軸受２２，２４を介してハブ２０が回転自在に支持されている。尚、軸受手段１８として、オイル動圧軸受、エアー動圧軸受、スリーブ軸受などの他の軸受を用いるようにしてもよい。
【００１７】
ハブ２０は円筒状のハブ本体２６を備え、このハブ本体２６の一端部（図１において上端部）には端壁部２８が設けられ、端壁部２８の中央部に軸部材３０が例えば圧入により固定され、かかる軸部材３０が軸受手段１８を介して回転自在に支持されている。この軸部材３０はハブ本体２６と一体に設けるようにしてもよい。ハブ本体２６の他端部（図１において下端部）には、半径方向外方に突出する環状突出部３２が設けられ、この環状突出部３２の片面（図１において上面）にディスク載置部３４が設けられ、このディスク載置部３４に記録ディスクとしての磁気ディスク３６、即ちハードディスクが載置され、図示しないクランプ手段を用いてハブ２０に固定される。このようなハブ本体２６は、例えば磁性を有するステンレス鋼から形成される。磁気ディスク３６に関連して、その半径方向に移動自在に磁気ヘッド（図示せず）が設けられ、磁気ヘッドは磁気ディスク３６に磁気情報を書き込み、また書き込んだ磁気情報を読み出す。
【００１８】
ハブ２０の環状突出部３２には環状凹部３８が設けられ、この環状凹部３８に環状ロータマグネット４０が装着されている。また、このロータマグネット４０に対向して半径方向外方にはステータ４２が配設され、このステータ４２がハウジング４に取り付けられている。ステータ４２は、例えばケイ素鋼板を積層することによって形成されるステータコア４４と、このステータ４４に所要の通りに巻かれたコイル４６を備えており、コイル４６に駆動電流を所要の通りに供給することによってステータコア４４が励磁され、ロータマグネット４０とステータ４２の相互磁気作用によって、ハブ２０（及びこれに装着された磁気ディスク３６）が所定方向に回転駆動される。
【００１９】
ハウジング４に装着されたステータ４２とハブ２０に取り付けられた磁気ディスク３６との間には、漏洩磁束をシールドするための磁気シールド４８が配設されており、この実施形態では、この磁気シールド４８がハウジング４のフランジ部１０に取り付けられている。磁気シールド４８は鉄などの磁性材料から形成されたシート状板から構成され、その外周部がハウジング４に取り付けられ、その内周部は半径方向内方に延び、ステータ４２の内周部近傍まで延びている。
【００２０】
次に、図２及び図３を参照して、この磁気シールド４８及びそれに関連する構成について説明する。この実施形態では、スピンドルモータは３相モータであり、このことに関連して、ステータコア４４は９個のティース５０（図３においてそれらの２個を示す）を有している。ステータコア４４はハウジング４の環状取付壁８の内周面に取り付けられた環状本体部５２を有し、この環状本体部５２の内周部に実質上等間隔をおいて９個のティース５０が設けられ、これらティース５０がロータマグネット４０に向けて半径方向内方に延びており、コイル４６（３相のコイル）はこれらティース５０の中間部（環状本体部５２に接続された基部と、周方向に延びる先端歯部５４との間の部位）に所要の通りに巻かれる。
【００２１】
この実施形態では、磁気シールド４８の内周部には、ステータコア４４の各ティース５０に対応して切欠き５６が設けられている。図３に示すように、各切欠き５６の形状は対応するティース５０の先端歯部５４の形状にほぼ対応し、各切欠き５６の周方向の長さは歯部５４の周方向の長さにほぼ等しく、各切欠き５６の深さは歯部５４の半径方向の長さにほぼ等しい。尚、このような切欠き５６に代えて、ステータコア４４の各ティース５０に対応して孔を設けるようにしてもよい。
【００２２】
磁気シール４８に切欠き５６が設けられていない（従来の磁気シールドを用いた）場合、図５（磁束の流れを矢印で示す）に示すように、磁気シールド４８の内周部はステータコア４４の各ティース５０の先端歯部５４まで延びるようになり、従って、ロータマグネット４０からステータコア４４の先端歯部５４に流れる磁束、即ちステータ４４に鎖交する磁束の大部分はその先端歯部５４に流れるが、かかる磁束の一部が磁気シールド４８の内周部に逃げて流れるようになる。それ故に、ロータマグネット４０からステータコア４４の先端歯部５４に流れる磁束が少なくなり、これによって駆動効率が下がり、発生する回転駆動力が低下する。
【００２３】
これに対して、上述したように磁気シールド４８に切欠き５６が設けられている場合、図４（磁束の流れを矢印で示す）に示すように、各ティース５０の先端歯部５４の近傍に磁気シールド４８が存在せず、従って、ロータマグネット４０からの磁束は、磁気シールド４８に逃げることなくティース５０の先端歯部５４に流れ、ロータマグネット４０からステータコア４４に流れる磁束が図５に示すもの（従来のもの）に比して増加し、磁気シールド４８を設けたことによる回転駆動力の低下を少なくすることができる。また、このような磁気シールド４８を設けた場合、隣接するティース５０の先端歯部５４間の部位には磁気シールド４８が存在し、かかる部位においては、ロータマグネット４０からの漏洩磁束は磁気シールド４８に流れ、かかる漏洩磁束を所要の通りにシールドすることができる。尚、各切欠き５６が存在する部位においては、各切欠き５６に対応してティース５０の先端歯部５４が存在し、ロータマグネット４０からの磁束はこれら先端歯部５４に流れ、それ故に、漏洩磁束の発生が少なく、漏洩磁束による悪影響はほとんどなく、切欠き５６による磁気シールド不良が生じることがない。
【００２４】
切欠きの効果を確認するために、シミュレーション実験を行った。実施例として切欠きを有する磁気シールドを用いたスピンドルモータにおける鎖交磁束（Ｗｂ）及びトルク定数（ｍＮｍ／Ａ）をシミュレーションにより演算した。このシミュレーションの条件は、次の通りであった。
【００２５】
ロータマグネット
外径：１０．５ｍｍ 内径：７．９ｍｍ
ポール数：１２極 保持力（ｂＨｃ）：８６７ＫＡ／ｍ
ステータ
ティース数：９個
ティースの先端歯部の周方向の長さ：２．４ｍｍ
ティースの先端歯部の厚さ：０．５２ｍｍ
ロータマグネットとティースの先端歯部とのギャップ：０．１５ｍｍ
磁気シールド
磁気シールドの材質：フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）
切欠きの個数：９個
切欠きの周方向の長さ：２．０ｍｍ 切欠きの深さ：１．０ｍｍ
切欠きの配設位置：各ステータの先端歯部に対応して配置
ステータの先端歯部と磁気シールドとの間隔：０．１５ｍｍ
また、比較例として、切欠きのない磁気シールドを用いたスピンドルモータにおける鎖交磁束（Ｗｂ）及びトルク定数（ｍＮｍ／Ａ）をシミュレーションにより演算した。比較例のシミュレーションの条件は、切欠きがない点を除けば実施例と同一であった。
【００２６】
実施例及び比較例のシミュレーション実験の結果は、表１に示す通りであった。この表１に示すように、実施例（切欠きを有する磁気シールドを備えたもの）では、比較例（切欠きのない磁気シールドを備えたもの）に比して鎖交磁束が大きく、またトルク定数も大きくなり、トルク定数の値からして回転駆動力が約１０％改善されることが判った。
【００２７】
【表１】
【００２８】
例えば、図示の実施形態では、磁気シールド４８の切欠き５６はステータコア４４の各ティース５０に対応して設けられているが、必ずしもこのように構成する必要はなく、これらティース５０の一つ置き毎に、或いはティース５０の二つ置き毎に設けるようにしてもよい。
【００２９】
また、例えば、図示の実施形態では、９個のティースを有する３相のスピンドルモータに適用して説明したが、このような形態のスピンドルモータに限定されず、６個、１２個などのティースを有する３相のスピンドルモータ、或いは２相のスピンドルモータなどにも同様に適用することができる。
【００３０】
また、例えば、図示の実施形態では、ロータマグネット４０の半径方向外方にステータ４２が配置されたインナーロータ型のスピンドルモータに適用して説明したが、ロータマグネットの半径方向内方にステータが配置されたアウターロータ型のスピンドルモータにも同様に適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の請求項１のスピンドルモータによれば、磁気シールドに切欠き又は孔が設けられているので、切欠き又は孔が設けられた部位では、ロータマグネットからの磁束は磁気シールドに逃げることがほとんどなく、ステータに流れるようになる。一方、切欠き又は孔が設けられていない部位では、ロータマグネット及びステータからの漏洩磁束は磁気シールドに流れる。かくして、磁気シールドにより漏洩磁束をシールドしてリード／ライトエラーの発生を防止することができるとともに、切欠きにより回転駆動力の低下を抑えることができる。
【００３２】
また、本発明の請求項２のスピンドルモータによれば、複数個の切欠き又は孔が周方向に間隔をおいて複数個設けられているので、漏洩磁束を所望の通りにシールドするとともに、回転駆動力の低下を抑えることができる。
【００３３】
また、本発明の請求項３のスピンドルモータによれば、磁気シールドの切欠き又は孔がステータコアの各ティースに対応して設けられているので、各ティースの部位においては、ロータマグネットからの磁束が磁気シールドに逃げることなく、ステータの各ティースに流れ、また隣接するティース間の部位においては、切欠き又は孔が設けられていないので、ロータマグネット及びステータからの漏洩磁束が磁気シールドによりシールドされる。かくして、ステータに鎖交する磁束の逃げを抑えて回転駆動力の改善を図ることができるとともに、漏洩磁束を効果的にシールドすることができる。
また、本発明の請求項４のスピンドルモータによれば、インナーロータ型のスピンドルモータに好都合に適用することができる。
【００３４】
また、本発明の請求項５のハードディスクドライブ装置によれば、回転駆動力の低下を抑えながらリード／ライトエラーを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う一実施形態のスピンドルモータ及びその取付構造を示す断面図である。
【図２】図１のスピンドルモータの磁気シールドを示す平面図である。
【図３】図１のスピンドルモータにおける磁気シールドの切欠きとステータのティースとの関係を示す部分拡大平面図である。
【図４】図１のスピンドルモータにおける磁束の流れを簡略的に示す説明図である。
【図５】従来のスピンドルモータにおける磁束の流れを簡略的に示す説明図である。
【符号の説明】
２ スピンドルモータ
４ ハウジング
１２ ベース部材
１８ 軸受手段
２０ ハブ
３６ 磁気ディスク
４０ ロータマグネット
４２ ステータ
４４ ステータコア
４６ コイル
４８ 磁気シールド
５０ ティース
５４ 先端歯部
５６ 切欠き
Claims (5)
- ハウジングと、
前記ハウジングに軸受手段を介して回転自在に支持され、磁気ディスクが装着されるハブと、
前記ハブに装着され、前記磁気ディスクの中心軸と同軸に配置され、周方向に複数の磁極が配列されてなる、ロータマグネットと、
前記ハウジングに装着され、放射状に配置された複数のティースを有し、該ティースにはコイルが巻設され、各ティースの先端は前記ロータマグネットの磁極と径方向に対向する、ステータと、
前記磁気ディスクと前記ステータとの間に介在し、径方向に広がる平板の磁気シールドと、を備えたスピンドルモータにおいて、
前記磁気シールドには、前記ロータマグネットから前記ステータに流れる磁束の一部がこの磁気シールドに逃げるのを抑えるための切欠き又は孔が設けられていることを特徴とするスピンドルモータ。 - 前記磁気シールドには周方向に間隔をおいて複数個の切欠き又は孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載のスピンドルモータ。
- 前記複数個の切欠き又は孔は、前記ステータのステータコアの各ティースの先端部に対して、軸方向に対応して設けられていることを特徴とする請求項２記載のスピンドルモータ。
- 前記ステータは前記ロータマグネットに対向して半径方向外方に配設され、前記磁気シールドは前記ハウジングに装着された外周部から前記ステータを覆うように半径方向内方に延び、前記複数個の切欠き又は孔は前記磁気シールドの内周部に周方向に間隔をおいて設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載のスピンドルモータ。
- 請求項１〜４のいずれかに記載のスピンドルモータを搭載したハードディスクドライブ装置。
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