JP4346038B2 - スピンドルモータおよびディスク駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク、光磁気ディスク等を駆動するスピンドルモータと、そのスピンドルモータを用いたディスク駆動装置に関し、特にディスクを回転駆動するスピンドルモータを改良したディスク駆動装置に関する。

ディスクに記録された情報を読み取り、あるいは情報をディスクに書き込むヘッド機構を備えたディスク駆動装置は、例えばＣＤ、ＤＶＤ、ＭＤ等の光ディスク、光磁気ディスク駆動装置として知られている。
このディスク駆動装置では、ディスクを回転駆動するいわゆるスピンドルモータとして外転型のブラシレスモータが用いられる。スピンドルモータの回転軸にはディスクを載置するターンテーブルが一体に回転するよう設けられ、回転軸は軸受によりステータに回転可能に支持されている。

また、軸受には焼結含油メタル軸受が用いられるが、これはローラベアリングより安価なためモータや装置のコストを下げることができるからである。しかし、ローラベアリングと異なり、焼結含油メタル軸受と回転軸との間にはクリアランスが必要となり、このクリアランスのため回転軸の心振れがローラベアリングより大きくなってしまう。
この回転軸の心振れは、ディスクをターンテーブルに装着して回転駆動した際、ディスク表面の面振れやディスクの心振れの原因となり、光学式ヘッドがディスクから情報を正確に読み取れなくなり、あるいはディスクへ正確に情報を書き込めなくなるなどの不都合を生ずる原因となっている。

以上のような回転軸の心振れを防止する手段として種々の構成、方法がこれまで提案されている。特にロータに対し回転軸方向（いわゆるスラスト方向）だけでなく半径方向（いわゆるラジアル方向）にも磁力により一定の力を作用させ、ロータを微少に傾けつつ所定方向へ片寄せさせる構成が、特許文献１に示されるよう本出願人から出願されている。
このように、ロータに対して所定の方向へ力を作用させ、ロータを所定方向へ片寄せさせた状態でスピンドルモータを回転させることで、回転軸の心振れが抑えられディスクの面振れ、心振れが改善される。

一方、ディスク駆動装置においてヘッド機構とディスクの相対的な運動では、フォーカス方向はディスクの振れに対しヘッド機構の追従が比較的容易で、ディスクがある程度振れても信号の読み込みが可能である。しかし、トラッキング方向については追従が可能であるが、フォーカス方向に比較し面振れ、心振れの精度が求められている。
そのため、ヘッド機構の移動方向とスピンドルモータのロータ片寄せ方向とを関連させる技術が特許文献２に開示されている。
特開２００４−７９０５号公報 特開平０９−７４７５０号公報

特許文献１に示されているように、ロータに配した磁気発生体とステータ側の軸受端部を覆う磁気吸引体によってロータを片寄せさせるものでは、回転軸に近い部分で吸引力を作用させているため、この吸引力を強力にしなければ十分な片寄せの作用を得ることが難しい。
また、ロータを片寄せするために磁気的にアンバランスな状態を形成すると、このアンバランス状態がジッタ等の回転精度に影響を与える懸念がある。すなわち、ロータ側に磁気発生体を設け、ステータ側に磁気吸引体を設けて磁気的アンバランスを作ると、この磁気吸引体がコアに近接し特に接している場合には、コアに巻かれたコイルに磁気的影響が生じ、磁気的アンバランス状態がジッタ等の回転精度に悪影響を与える問題がある。

また、特許文献２に示されているように、光学式読み取りヘッドを用いるディスク駆動装置においては、そのヘッドが移動する方向へロータを片寄せする構成が有効であるとされており、その構成としては、磁性板を複数枚積層したステータコアの磁性板形状を所定部分切り欠くことにより、ロータに設けられた駆動用磁石に対し磁気的アンバランスを形成することでロータを片寄せさせている。

このような構成では、磁性板それぞれを所定形状に加工することが必要であるばかりでなく、加工された磁性板を決まった組み合わせで組み立てることが必要となる。さらにステータコアを駆動装置として組み立てる際にも組立方向を定める必要があるためその組立が非常に面倒なものである。

本発明の目的は、簡単な構成でロータを効率良く且つ確実に片寄せす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。
また本発明の目的は、簡単な構成でロータを効率良く且つ確実に片寄せすることができると共に、ジッタ等の回転精度を向上させ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。
また本発明の目的は、ディスクの面振れ、心振れを改善して、駆動装置として安定した情報の読み取り、書き込みが可能なディスク駆動装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明では請求項１に示すように、
ディスクを載置するターンテーブルが設けられたロータと、前記ロータを回転支持するステータを有するスピンドルモータにおいて、
前記ロータは、回転軸と、前記回転軸と一体に回転するロータケースと、前記ロータケースに固定された駆動用磁石と、前記駆動用磁石よりも内周側に固定された環状磁石を有し、
前記ステータは、板状のベースと、前記ベースに固定され前記回転軸を回転支持する焼結含油軸受と、前記焼結含油軸受の前記ロータ側の端部を覆う磁性キャップと、前記焼結含油軸受の周囲に配されコイルの巻かれた複数の突極を持つコアと、前記ベースの前記駆動用磁石と対向する位置に配された孤状磁性体を有し、
前記磁性キャップは、前記焼結含油軸受の端部と前記環状磁石との間で一部が前記環状磁石側へ突出した対向面を有し、
前記コアは、三相結線されたコイルが巻かれた３ｎ（ｎは２以上の整数）個の突極を持ち、中心側の円環状部と、この円環状部に連結されて磁気的につながった複数の前記突極が形成された少なくとも一枚の板状コアで構成され、
前記対向面は、前記突極の内、三相を１組として連続する１組ないし（ｎ−１）組を形成する突極に跨り、且つ、前記連続する１組ないし（ｎ−１）組に含まれない突極には及ばない開角で配置されており、
前記対向面と前記孤状磁性体は、前記ロータの回転中心から見て少なくとも一部が重畳しており、これらを重畳視した総開角が１８０度以下であることを特徴とするスピンドルモータとしているものである。

本発明のスピンドルモータは、好ましい形態として、
「前記弧状磁性体の開角が、前記対向面の開角以下であること」、
「前記ロータの回転中心を通る前記対向面の対称軸方向と前記孤状磁性体の対称軸方向が略一致していること」、
が挙げられる。

また本発明は、ディスク駆動装置の発明として、上述した本発明のスピンドルモータと、該スピンドルモータの回転中心軸線と直角に交差する方向に移動する読み取りあるいは書き込みヘッドを有するディスク駆動装置を含んでいる。このようなディスク駆動装置では、前記読み取りあるいは書き込みヘッドの移動方向が、前記ロータの回転中心を通る前記対向面の対称軸方向と略一致していることが好ましい。

本発明のスピンドルモータによれば、内周側においては磁性キャップの対向面と環状磁石によって磁気的アンバランスを作り、外周側においては孤状磁性体と駆動用磁石によって磁気的アンバランスを作り、これらの磁気的アンバランスによる吸引力によってロータを効率良く且つ確実に片寄せすることができる。
また、本発明のディスク駆動装置によれば、ディスクの面振れ、心振れが改善され、駆動装置として安定した情報の読み取り、書き込みが可能となる。

図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

（第１の実施形態例）
本発明の第１の実施形態例に係るディスク駆動装置の基本的な構成を図１により説明する。図１はディスク駆動装置１を示す平面図で、ロータＲの半分を線ＡＡに沿って断面とした図である。

ディスク駆動装置１は、シャーシ２にスピンドルモータＭと、読み取り書き込みヘッドとしてのピックアップＰが設けられた構成となっている。ピックアップＰは、スピンドルモータＭの回転中心Ｃを通りディスクＤの回転平面と平行な軸線Ｙ上をレーザ光の光軸が移動するようシャーシ２に取り付けられている。ピックアップＰを移動させる機構や信号処理、モータの駆動回路等は本発明に直接関係がないのでその記載を省略する。

ここで、説明を容易にするため回転中心Ｃを通りディスクＤの回転平面と平行で軸線Ｙと直角に交わる線を軸線Ｘとする。また、回転中心Ｃを通り軸線Ｘおよび軸線Ｙと直交する軸線（すなわちスピンドルモータＭの回転中心軸線）を軸線Ｚとする。

スピンドルモータＭはステータＳとロータＲで形成され、ロータＲにはターンテーブルとして機能するようディスクガイド３と摩擦シート４が設けられている。なお、ターンテーブルは後述のロータケースと別体で回転軸に固定してもよい。
ロータＲに設けられているターンテーブルにはディスクＤが載置される。ディスクＤはディスクガイド３により心出しされ、軸線Ｚを中心としてスピンドルモータＭにより回転される。

ステータＳには磁性キャップ１０と弧状磁性体２０が取り付けられている。本例の場合、磁性キャップ１０の対向面１０ａ（詳しくは後述）と弧状磁性体２０はいずれも、軸線Ｙに対し対称にかつ軸線Ｘに対し非対称で、軸線ＸからみてピックアップＰと反対側に取り付けられている（図１中にはクロスハッチングで磁性キャップ１０の対向面１０ａを示している。）。

図２および図３により本例のディスク駆動装置１に用いられるスピンドルモータＭを説明する。図２はスピンドルモータＭの側面断面図であり、図１の軸線Ｙ上の線ＡＡに沿って部分的に切断した断面図である。図３はステータＳの平面図である。
ステータＳは、表面に印刷回路を形成したいわゆる鉄基板あるいは印刷配線板に鉄板を重ねて取り付けたベース５に、円筒状に切削加工された真鍮製の軸受ホルダ６が取り付けられている。軸受ホルダ６はカップ状に一体成型され、内側に焼結含油メタル製の軸受７を収容し外側に積層コア８を取り付ける円筒形状のガイド部６ａ、軸受ホルダ６をベース５にカシメ等で固定する固定部６ｂ、ロータＲをスラスト方向で支持し積層コア８を保持する保持部６ｄで構成されている。

軸受ホルダ６は、軸受７をステータの一部として構成するためのもので、軸受７と同一材料で一体化しても良いし、基材（ステータを構成するベース５）と樹脂等で一体化させる構成でも良い。このような構成は種々あり、軸受ホルダを鉄板等で基材と一体とすることもできる。
例えば軸受ホルダ６は真鍮製の他に樹脂製でも金属板製でも良く、その場合ベース５と一体となっていても良い。特に軸受ホルダ６を磁性板材で形成した場合、プレス加工により軸受ホルダ６と磁性キャップ１０を一体に形成することができる。

軸受７は筒状の焼結メタルに潤滑油を含浸させたもので、スピンドルモータに一般に用いられている。軸受７はガイド部６ａの内周側に圧入等で固定される。本例では図２に示されるように、軸受ホルダ６の端部６ｅと軸受７の端部７ｅが同一高さになるよう取り付けられている。

積層コア８は、中心側の円環状部８ｂと、この円環状部８ｂの外周に連結されて磁気的につながった複数の突極８ａが形成された板状コアの積層板からなる。この積層コア８は、軸受ホルダ６のガイド部６ａの外周側に、保持部６ｄでベース５に対し保持されるよう固定されている。突極８ａには絶縁シート８ｃを挿んでコイル８ｄ（Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１・・・、Ｕ４、Ｖ４、Ｗ４）がそれぞれに巻かれている。
センサ９はベース５上に設けられロータの回転を検出するホールセンサである。

弧状磁性体２０は、回転中心Ｃを中心とする円弧状で断面矩形に形成されている。材質は通常の鉄板やフェライト等の磁性材料で、ベース５上に軸線Ｙに対し対称となるよう取り付けられている。
弧状磁性体２０の回転中心Ｃからの取付位置は、後述の駆動用磁石１５と対向する位置で、その曲率も駆動用磁石１５とほぼ同じである。弧状磁性体２０の周方向の長さは、本例の場合、回転中心Ｃを中心として４０度の開角（軸線Ｙに対し片側２０度の開角）で形成され（図３参照）、半径方向の幅は駆動用磁石１５の半径方向の幅とほぼ同じとされている。

弧状磁性体２０の位置合わせ方法としては、ベース５上に形成される印刷配線パターン２１を用いることが可能である。印刷配線パターン２１を弧状磁性体２０とほぼ同形状に他のパターンと独立させて弧状磁性体２０を配置したいところに形成し、その印刷配線パターン２１に弧状磁性体２０を接着剤や半田付け等で固定すれば、ばらつき無く正確に配置することができる。

弧状磁性体２０をこのように配置させると、弧状磁性体２０は駆動用磁石１５と作用してロータＲに対し吸引力Ｆ２を作用させることになる。この吸引力Ｆ２は軸線Ｙ上で駆動用磁石１５をベース５方向へ吸引するよう作用する。
また、弧状磁性体２０が取り付けられている位置はロータＲの最外周部分で回転中心Ｃから離れていることから、その吸引力Ｆ２が比較的小さくても片寄せの作用は大きくなる。

ロータＲは、磁路が形成できるよう磁性を有する板材で形成されたキャップ状のロータケース１１、ロータケース１１に固定され軸受７に回転支持される回転軸１２、ロータＲをターンテーブルとして機能させるためにロータケース１１の上面に一体にされたディスクガイド３および摩擦シート４を有している。

ロータケース１１は、回転軸１２と同軸で円筒状に形成された円筒部１１ａと、回転軸１２と直角な面を有する上面部１１ｂで形成されている。そして、円筒部１１ａの内側には、突極８ａと対向する円筒形状の駆動用磁石１５が取り付けられている。そして、この駆動用磁石１５は円周方向にＮＳ交互に複数極着磁されている。

ロータケースの上面部１１ｂの内周側内面には、磁性キャップ１０と対向する位置で回転軸１２を中心とした、断面ほぼ矩形で回転軸１２に直交する面１３ａを有する環状磁石１３が取り付けられている。この環状磁石１３は軸線Ｚ方向にＮＳ２極に着磁されている。
この環状磁石１３はロータケース１１の上面部１１ｂに取り付けられているが、これに限られることなく、例えば上面部１１ｂの中央を円状の開孔としディスクガイド３を樹脂成形で一体化して構成したときに、ディスクガイド３の磁性キャップ１０と対向する位置に取り付けても良い。

また、環状磁石１３の内径は、回転軸１２が挿通し磁性キャップ１０の開孔１０ｃ（後述）と同じかやや小さくし、外径は磁性キャップ１０の外径よりやや大きくされている。磁性キャップ１０が軸受ホルダ６の端部６ｅに取り付けられている場合、その直径は比較的大きくなり環状磁石１３による吸引力Ｆ１は大きくなる。
軸受７の端部７ｅが軸受ホルダ６の端部６ｅより突出した形状の場合には、磁性キャップ１０を軸受７に直接取り付けることもある。このような場合には、磁性キャップ１０の外径が本例に比べて小さくなるが、やはり環状磁石１３の外径は磁性キャップ１０の外径と同じかやや大きくする。つまり、環状磁石１３の外径を必要以上大きくしても吸引力Ｆ１は大きくならないからである。
すなわち、環状磁石１３の面１３ａと磁性キャップ１０の天井部１０ｆ（詳しくは後述）は、内外径をほぼ同じ大きさとするか、面１３ａを天井部１０ｆに対し半径方向で少し大きくすると効率がよい。

ここで、図４も参照しながら磁性キャップ１０を詳細に説明する。図４（ａ）は磁性キャップ１０の平面図であり、図４（ｂ）は前述の軸線Ｙに沿った側面断面図である。

磁性キャップ１０は強磁性を有する薄い鉄板等、例えば板厚０．２５ｍｍのシルバトップあるいはＳＥＣＥ材等で形成される。その形状はキャップ状で、軸線Ｚと直角な平坦面である対向面１０ａ（図４（ａ）にクロスハッチングで示す部分）と、やはり軸線Ｚと直角な平面で対向面１０ａに対し段差を有する蓋１０ｇおよび軸線Ｚと同心の円筒形状である取付部１０ｂで形成されている。対向面１０ａは環状磁石１３の面１３ａと平行に対向している。

対向面１０ａと蓋１０ｇは段差部１０ｄ、１０ｅで繋がっており連続した環状に形成され、環状の磁性材としての天井部１０ｆを形成している。前記の段差は０．１ｍｍから０．２ｍｍ程度が好ましい。この段差は、対向面１０ａが蓋１０ｇに対しロータの環状磁石１３側へ凸となるように形成する。すなわち、天井部１０ｆは軸受７の端面７ｆと環状磁石１３の面１３ａの間に位置し、対向面１０ａは蓋１０ｇよりも環状磁石１３の面１３ａに近接することになる。
また、天井部１０ｆはその外周部分で取付部１０ｂと連続しており、中心側は軸１２が接触しない程度で、かつ天井部１０ｆが軸受７の端面７ｆを覆うように、円形の開孔１０ｃが形成されている。

取付部１０ｂの内径は軸受ホルダ６のガイド部６ａの外径とほぼ同じとし、取付部１０ｂをガイド部６ａの端部６ｅに装着した後、ガイド部６ａに対し接着、カシメ等で固定する。取付部１０ｂの内径をガイド部６ａの外径より若干小さくした場合、圧入により固定することもできる。
磁性キャップ１０を取り付けるにはこのように取付部１０ｂを用いるが、天井部１０ｆを軸受ホルダ６の端部６ｅに溶接等で直接取り付けることも可能である。また、前述のように軸受ホルダ６を磁性金属板で形成すれば、天井部１０ｆを軸受ホルダに連続して形成することもできる。

磁性キャップ１０は磁性金属の薄板で形成されるため、このような形状はプレス加工で成形可能である。また、図４に示す形状は同一厚みの天井部で対向面１０ａを形成したが、同様にプレス加工により対向面１０ａの部分を厚くし、蓋１０ｇの部分を薄くして対向面１０ａを突出させることも可能である。

天井部１０ｆを以上のように構成すると、軸受７や軸受ホルダ６の端部７ｅ、６ｅに対し大きく張り出すことがない。そのため環状磁石１３を小さくでき、周囲の形状に影響を及ぼすことがないので、モータを大きくしないですむとともに設計の自由度が上がることになる。
また、磁性キャップ１０を天井部１０ｆに軸を通す開孔１０ｃが設けられたキャップ状に形成すると、天井部１０ｆを大きくすることなく円筒状の取付部１０ｂで磁性キャップ１０を簡単に取り付けることができる。
さらに、この磁性キャップ１０は、対向面１０ａと蓋１０ｇが連続した環状に形成され、軸受７の端面７ｆを覆っているので軸受７に含浸させたオイルが飛散するのを防止することができる。

磁性キャップ１０の対向面１０ａは、軸線Ｙに対し線対称になるよう形成され、その周方向の長さは、本例の場合、回転中心Ｃを中心として１２０度の開角（軸線Ｙに対し片側６０度の開角）で形成されている（図４（ａ）参照）。
対向面１０ａの幅（円筒状の取付部１０ｂの半径と開孔１０ｃの半径の差）は対向する環状磁石１３と合わせ、要求される吸引力Ｆ１により適宜決定する。この場合、環状磁石１３の面１３ａが形成する環状面の幅と同じか、大きくすることが望ましい。また、面１３ａと対向面１０ａは平行に対向すれば効率がよく、蓋１０ｇの部分は対向面１０ａとの段差が確保されていれば、対向面１０ａより平坦でなくても良い。

一般に、回転軸１２を一定の方向に片寄せするには、磁気的アンバランスを極狭い範囲で局所的に作るのが好ましいが、局所的な磁気的アンバランスでは逆に十分な吸引力を得るのが難しい。
そこで本発明では、モータの内周側においては磁性キャップ１０の対向面１０ａと環状磁石１３によって磁気的アンバランスを作り、外周側においては孤状磁性体２０と駆動用磁石１５によって磁気的アンバランスを作り、これらの磁気的アンバランスによる吸引力Ｆ１と吸引力Ｆ２を効果的に且つ重畳的に作用させるようにしたものである。

つまり、本例のように、対向面１０ａと孤状磁性体２０の開角をいずれも１８０度以下とし、かつ、ロータの回転中心軸線を通る対向面１０ａの対称軸方向が、同じくロータの回転中心軸線を通る孤状磁性体２０の対称軸方向と略一致していれば、片寄せに寄与しない吸引力による回転ロスを抑制できると共に、ロータを片寄せさせる作用が一方向へ集中するので、極めて効率良く片寄せすることができる。
なお、対向面１０ａと孤状磁性体２０の一方だけでも開角が１８０度を超える場合には、片寄せに寄与しない余分な吸引力が発生してしまい、回転ロスを生じる問題がある。

本例では１２０度の開角を有する磁性キャップ１０の対向面１０ａは、軸線Ｙに対し線対称に、かつ軸線ＸからみてピックアップＰと反対側に配置されている。また、４０度の開角を有する孤状磁性体２０も同様に、軸線Ｙに対し線対称に、かつ軸線ＸからみてピックアップＰと反対側に配置されている。
したがって、環状磁石１３と対向面１０ａとの作用によりロータＲに働くＺ方向の吸引力Ｆ１と、駆動用磁石１５と孤状磁性体２０との作用によりロータＲに働くＺ方向の吸引力Ｆ２は、ともに軸線Ｙ上に働くことになる。また、ロータＲにはピックアップＰに近づく方向へ片寄せするよう吸引力Ｆ１，Ｆ２が働き、かつその傾き方向は軸線Ｙ方向と一致する。このようにピックアップＰの移動方向と片寄せの方向を一致させるとピックアップＰにより情報の読み書きが精度良く行われる。

さらに、磁性キャップ１０の対向面１０ａは蓋１０ｇとの段差が０．１から０．２ｍｍであるため、環状磁石１３の作用は蓋１０ｇの部分にも作用する。つまり、吸引力Ｆ１によりロータＲを片寄せさせる作用が働くと共に、円環状の対向面１０ａおよび蓋１０ｇによりロータへ回転中心軸線Ｚ方向の吸引力も作用するため、ロータＲの回転は安定したものとなる。

本発明においては、本例のように、回転中心軸線を通る対向面１０ａの対称軸方向が、孤状磁性体２０の対称軸方向と略一致していれば、片寄せの重畳作用は最大となり特に好ましいものであるが、ロータの回転中心から見て対向面１０ａと孤状磁性体２０の少なくとも一部が重畳するようにし、且つこれらを重畳視した総開角が１８０度以下になるように配置すれば、効果的に片寄せの作用を得ることができる。

このような配置の具体例を図５の模式図を用いて説明する。
図５（ａ）は、９０度の開角を有する対向面１０ａと４０度の開角を有する孤状磁性体２０が２０度の開角で重畳し、これらを重畳視した総開角が１１０度となっている状態を示している。この例では、ロータの回転中心を通る対向面１０ａの対称軸方向と孤状磁性体２０の対称軸方向とのずれが、４５度となっている。
また、図５（ｂ）は、１２０度の開角を有する対向面１０ａと９０度の開角を有する孤状磁性体２０が４５度の開角で重畳し、これらを重畳視した総開角が１６５度となっている状態を示している。この例では、ロータの回転中心を通る対向面１０ａの対称軸方向と孤状磁性体２０の対称軸方向とのずれが、６０度となっている。
また、図５（ｃ）は、９０度の開角を有する対向面１０ａに４０度の開角を有する孤状磁性体２０が図３と同様に完全に重畳し、これらを重畳視した総開角が９０度となっている状態を示している。この例では、ロータの回転中心を通る対向面１０ａの対称軸方向と孤状磁性体２０の対称軸方向とのずれが、２０度となっている。

また、本発明においては、本実施形態例のように、孤状磁性体２０の開角を対向面１０ａの開角よりも小さくすることが好ましい。
すなわち、ロータＲの外周側で作用する吸引力Ｆ２は、内周側で作用する吸引力Ｆ１に比べて片寄せの作用は大きい。このため、孤状磁性体２０の開角を対向面１０ａの開角よりも小さくして、吸引力Ｆ１と吸引力Ｆ２による片寄せ力のバランス設計を行うことにより、効率の良い片寄せを行うことができる。また、ベース５上には、孤状磁性体２０の他にも印刷配線パターンやセンサなどの電子部品が設けられるため、孤状磁性体２０の開角を小さくすることにより、これらの設計自由度を高めることができる。

また、本発明においては、対向面１０ａと孤状磁性体２０の相対的な位置ずれ（回転中心軸線を通るこれらの対称軸のずれ）が、図５に例示したように対向面１０ａの開角の１／２以下であれば、前記の吸引力Ｆ１とＦ２を効果的に且つ重畳的に作用させることができる。より好ましくは、図５（ｃ）に例示したように、孤状磁性体２０の開角を対向面１０ａの開角よりも小さくし、対向面１０ａの開角内に孤状磁性体２０が完全に重畳するように配置するのが望ましい。
一方、対向面１０ａと孤状磁性体２０の相対的な位置ずれが対向面１０ａの開角の１／２を超える場合には、孤状磁性体２０による吸引力Ｆ２の作用点が対向面１０ａの配置角から外れてしまい、磁性キャップ１０と孤状磁性体２０を組み合わせたことによる十分な効果が得られない場合がある。

（第２の実施形態例）
図６乃至図９により本実施形態例に係るディスク駆動装置を説明する。図６はディスク駆動装置を示す平面図であり、ロータＲの半分を線ＡＡに沿って断面とした図である。図７はステータＳの平面図である。図８（ａ）は磁性キャップ１０の平面図であり、図８（ｂ）は前述の軸線Ｙに沿った側面断面図である。図９は積層コア８の突極８ａに巻かれるコイルの結線図である。
ここでは第１の実施形態例と同様の構成で同様の作用を有するものについては同じ符号を付けてその説明を省略する。

磁性キャップ１０の形状はキャップ状で、軸線Ｚと直角な平坦面である対向面１０ａ（図８（ａ）にクロスハッチングで示す部分）と、やはり軸線Ｚと直角な平面で対向面１０ａに対し段差を有する蓋１０ｇおよび軸線Ｚと同心の円筒形状である取付部１０ｂで形成されている。対向面１０ａは環状磁石１３の面１３ａと平行に対向している。
磁性キャップ１０の対向面１０ａは、軸線Ｙに対し線対称になるよう形成され、その周方向の長さは、本例の場合、回転中心Ｃを中心として９０度の開角（軸線Ｙに対し片側４５度の開角）で形成されている（図８（ａ）参照）。

積層コア８は突極８ａが等間隔で１２個形成され、各突極の配置角度は３０度である。一方、コイル８ｄはスター結線で三相とするため、Ｕ、Ｖ、Ｗ相がそれぞれ突極４個に順に巻かれている。図７および図９ではＵ１、Ｖ１、Ｗ１・・・Ｕ４、Ｖ４、Ｗ４となっている。

本発明においては、磁性キャップ１０の対向面１０ａは、三相結線されたコイルが巻かれた３ｎ（ｎは２以上の整数）個の突極の内、三相を１組として連続する１組ないし（ｎ−１）組を形成する突極に跨る開角で配置するのが好ましい。つまり、磁性キャップ１０の対向面１０ａは、Ｕ、Ｖ、Ｗの各三相の突極を組にして必ず１組ないし（ｎ−１）組を含む角度で、その組に含まれない隣の突極には及ばない角度に配置するのが好ましい。

本例の場合、１２個の突極が形成され４組の三相となっており、対向面１０ａは突極３個分（つまり１組分）の９０度の開角で形成されている（図７参照）。突極の幅が広い場合、隣の突極に及ぶまでの余裕があまりなくなるが、その場合は突極間のスロット８ｅの開角を考慮して、数度程度の範囲で対向面１０ａの開角を狭くしても良い（即ち、図７に示す最小開角で例えば８０〜８５度の開角）。
本発明において、対向面１０ａが跨る突極の組数をＣとした場合、その組に含まれない隣の突極への磁力の影響を極力避けるために、対向面１０ａの最大開角Ｄは、Ｄ＝３６０度÷突極数×相数×Ｃ、とするのが好ましい。
つまり、本例のように１２個の突極の三相を１組として１組の突極に跨る開角で対向面１０ａを形成する場合には、対向面１０ａの最大開角は９０度（すなわち３６０度÷１２×３×１）とするとよい。

ロータ側に環状磁石１３を設け、ステータ側に磁性キャップ１０を設けて磁気的アンバランスを作ると、この磁性キャップ１０が積層コア８に近接し特に接している場合には、コアに巻かれたコイルに磁気的影響が生じ易くなる。この磁気的影響が三相結線されたコイルのそれぞれの相に不均等に及ぶとジッタ等の回転精度に悪影響を与える場合がある。
しかしながら、本例のように環状磁石１３に近接する磁性キャップ１０の対向面１０ａを、三相を１組として連続する１組ないし（ｎ−１）組を形成する突極に跨る開角で配置すると、それぞれの相にほぼ均等に磁気的影響が及び、全体として磁気の影響を軽減でき、ロータを片寄せさせつつ回転精度を向上させることができる。

すなわち、本例の場合には、環状磁石１３と磁性キャップ１０による磁気的影響がＵ、Ｖ、Ｗの各相均一に作用することになる。そのため、例えば各相に流れる電流の位相が一定となり、ロータＲの回転が精度良く行われることになる。

本例のように磁性キャップ１０の対向面１０ａを配置したスピンドルモータと、一つもしくは２つの突極位置にのみ磁性キャップ１０の対向面１０ａが位置するように取り付けた比較用スピンドルモータのジッタを比較した結果、本例のものは明らかな改善効果が見られた。
このような改善効果は、本例のように、磁性キャップ１０の取付部１０ｂがコア上に直接載置されるなど、磁性キャップ１０の一部がコアに接している場合により大きいものであるが、磁性キャップ１０がコアに近接していれば所定の改善効果が得られる。

また、本例では９０度の開角を有する磁性キャップ１０の対向面１０ａは、軸線Ｙに対し線対称に、かつ軸線ＸからみてピックアップＰと反対側に配置されている。また、４０度の開角を有する孤状磁性体２０も同様に、軸線Ｙに対し線対称に、かつ軸線ＸからみてピックアップＰと反対側に配置されている。したがって、環状磁石１３と対向面１０ａとの作用によりロータＲに働くＺ方向の吸引力Ｆ１と、駆動用磁石１５と孤状磁性体２０との作用によりロータＲに働くＺ方向の吸引力Ｆ２は、ともに軸線Ｙ上に働くことになる。さらに、ロータＲにはピックアップＰに近づく方向へ片寄せするよう吸引力Ｆ１，Ｆ２が働き、かつその傾き方向は軸線Ｙ方向と一致する。

本例では磁性キャップ１０の対向面１０ａを突極３個分（すなわち１組分）の開角としたが、２組分以上の開角にしても良い。例えば三相で１８個の突極により積層コアが形成されている場合、１組の突極を対向面１０ａの開角内に納めるには最大６０度の開角であり、２組の突極を対向面１０ａの開角内に納めるには最大１２０度の開角であり、３組の突極を対向面１０ａの開角内に納めるには最大１８０度の開角とする。
しかしながら、回転の振れ精度についてはなるべく狭い範囲でロータを吸引した方が有利となるため、対向面１０ａは１組の相にだけ跨るように取り付けるのが特に好ましい。なお、２組以上に跨るようにした場合であっても、対向面１０ａの開角が１８０度以下であれば、片寄せに寄与しない吸引力による回転ロスを抑制しつつ、片寄せを効果的に行うことができる。

本発明においては、第１および第２の実施形態例のように、ピックアップＰの移動方向（軸線Ｙ方向）が、ロータの回転中心軸線（軸線Ｚ）を通る磁性キャップ１０の対向面１０ａの対称軸方向と略一致しているのが特性上効果的だが、対向面１０ａの対称軸方向はピックアップの移動方向と直角な方向（すなわち軸線Ｘの方向）であったり、軸線Ｙに対し所定角傾いた方向も考慮することもでき、駆動装置の使用される状況に合わせ適宜決定できる。
また、磁性キャップ１０の材料としては磁性金属板の他に、磁性粉末を混入した樹脂で成形することも可能である。

本発明の第１の実施形態例に係るディスク駆動装置を示す平面図であり、ロータの半分をＡＡ線に沿って断面とした図である。 図１のディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータの側面断面図であり、図１の線ＡＡに沿って部分的に切断した断面図である。 図１のディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータのステータを示す平面図である。 図１のディスク駆動装置に用いられる磁性キャップの詳細を示す図であり、（ａ）はその平面図を示し、（ｂ）は軸線Ｙに沿った側面断面図を示す。 本発明のディスク駆動装置における磁性キャップの対向面と孤状磁性体との配置例を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態例に係るディスク駆動装置を示す平面図であり、ロータの半分をＡＡ線に沿って断面とした図である。 図６のディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータのステータを示す平面図である。 図６のディスク駆動装置に用いられる磁性キャップの詳細を示す図であり、（ａ）はその平面図を示し、（ｂ）は軸線Ｙに沿った側面断面図を示す。 図６のディスク駆動装置に用いられるスピンドルモータのコイル結線図である。

符号の説明

１ ディスク駆動装置
２ シャーシ
３ ディスクガイド
４ 摩擦シート
５ ベース
６ 軸受ホルダ
６ａ ガイド部
６ｂ 固定部
６ｄ 保持部
６ｅ 軸受ホルダの端部
７ 焼結含油軸受
７ｅ 軸受の端部
７ｆ 軸受の端面
８ 積層コア
８ａ 突極
８ｂ 円環状部
８ｃ 絶縁シート
８ｄ コイル
８ｅ スロット
９ センサ
１０ 磁性キャップ
１０ａ 対向面
１０ｂ 取付部
１０ｃ 開孔
１０ｄ、１０ｅ 段差部
１０ｇ 蓋
１０ｆ 天井部
１１ ロータケース
１１ａ 円筒部
１１ｂ 上面部
１２ 回転軸
１３ 環状磁石
１５ 駆動用磁石
２０ 弧状磁性体
２１ 印刷配線パターン
Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１・・・ コイル
Ｍ スピンドルモータ
Ｐ ピックアップ
Ｃ 回転中心
Ｘ、Ｙ、Ｚ 方向

Claims (5)

1. ディスクを載置するターンテーブルが設けられたロータと、前記ロータを回転支持するステータを有するスピンドルモータにおいて、
   前記ロータは、回転軸と、前記回転軸と一体に回転するロータケースと、前記ロータケースに固定された駆動用磁石と、前記駆動用磁石よりも内周側に固定された環状磁石を有し、
   前記ステータは、板状のベースと、前記ベースに固定され前記回転軸を回転支持する焼結含油軸受と、前記焼結含油軸受の前記ロータ側の端部を覆う磁性キャップと、前記焼結含油軸受の周囲に配されコイルの巻かれた複数の突極を持つコアと、前記ベースの前記駆動用磁石と対向する位置に配された孤状磁性体を有し、
   前記磁性キャップは、前記焼結含油軸受の端部と前記環状磁石との間で一部が前記環状磁石側へ突出した対向面を有し、
   前記コアは、三相結線されたコイルが巻かれた３ｎ（ｎは２以上の整数）個の突極を持ち、中心側の円環状部と、この円環状部に連結されて磁気的につながった複数の前記突極が形成された少なくとも一枚の板状コアで構成され、
   前記対向面は、前記突極の内、三相を１組として連続する１組ないし（ｎ−１）組を形成する突極に跨り、且つ、前記連続する１組ないし（ｎ−１）組に含まれない突極には及ばない開角で配置されており、
   前記対向面と前記孤状磁性体は、前記ロータの回転中心から見て少なくとも一部が重畳しており、これらを重畳視した総開角が１８０度以下であることを特徴とするスピンドルモータ。
2. 前記弧状磁性体の開角が、前記対向面の開角以下であることを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータ。
3. 前記ロータの回転中心を通る前記対向面の対称軸方向と前記孤状磁性体の対称軸方向が略一致していることを特徴とする請求項１または２に記載のスピンドルモータ。
4. 請求項１乃至３に記載のスピンドルモータと、前記スピンドルモータの回転中心軸線と直角に交差する方向に移動する読み取りあるいは書き込みヘッドを有するディスク駆動装置。
5. 前記読み取りあるいは書き込みヘッドの移動方向が、前記ロータの回転中心を通る前記対向面の対称軸方向と略一致していることを特徴とする請求項４に記載のディスク駆動装置。

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