JP4665593B2 - 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

Description

本発明は、電動式のモータおよびモータを備える記録ディスク駆動装置に関し、特に、モータの電機子に関する。

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。）を備えている。近年、記録ディスク駆動装置は携帯音楽プレーヤ等にも搭載されており、大容量かつ小型および薄型の記録ディスク駆動装置が求められている。このため、記録ディスク駆動装置の駆動源であるモータについても同様に、更なる小型化および薄型化が要求されている。

このような記録ディスク駆動装置では、インナーロータ型のモータの電機子の一部を、記録ディスクに対する情報の読み出しおよび書き込みを行う磁気ヘッドの移動範囲に重ねて配置することにより、装置の小型化を実現する技術が知られている。また、特許文献１では、ステータコイル（電機子）と磁気ヘッドとを同一平面上に配置し、ステータコイルの形状を、磁気ヘッドの可動範囲と干渉する範囲を切り欠いた形状とすることにより、モータの薄型化を実現する技術が開示されている。

一方、特許文献２では、アウターロータ型のモータのステータ（電機子）において、均等に配列された複数の磁極コイルのうち、記録ヘッドがシークする領域に平面視上対向する３つの磁極コイルの巻数（すなわち、磁極コイルを形成する導線の巻回数）を他の磁極コイルの巻数よりも少なくすることにより、記録ディスク駆動装置の小型化を図るとともにステータから記録ヘッドに作用する電磁ノイズの影響を抑制して装置の信頼性を向上させる技術が開示されている。
特開平１１−１１０８９６号公報 特開平７−４４９９１号公報

ところで、電機子の一部がヘッド部の移動範囲と重なっているモータでは通常、各ティースに巻回される導線の最大積層高さはほぼ等しくされるため、電機子の上方の空間（例えば、コイルと記録ディスクとの間の空間や電機子上の磁気シールド板と記録ディスクとの間の空間）のうち、ヘッド部の移動範囲外の空間には何も配置されておらず空きスペースとなっている。しかしながら、当該空きスペース分だけモータを薄型化しようとした場合、ヘッド部の移動領域を確保することが困難になってしまう。

また、モータを薄型化する場合、電機子のティースに設けられるコイルの積層高さを低くして巻数を減少させると、コイルの巻き線抵抗が大きくなるとともにモータのトルク定数（単位電流量当たりに発生するトルクの大きさ）が小さくなってしまう。また、コイルの巻数を維持するために電機子の外周を大きくすると、回路基板等の配置スペースを確保するためにモータが大型化してしまう。

一方、特許文献１のモータでは、ステータコイルの形状が周方向の一部が切り欠かれた形状とされるため、ステータコイルが発生する磁力が周方向において不均一となり、ＲＲＯ（Repeatable Run Out：モータの動作時におけるスピンドルハブの同期成分の振れ）が発生したり、スピンドルハブの振動が悪化してしまう恐れがある。また、特許文献２のモータでは、記録ヘッドのシーク領域に対応する磁極コイルの巻数が他の磁極コイルの巻数より少なくされるため、上記同様に、ステータが発生する磁力が周方向において不均一となってしまう。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、電機子の薄型化を実現することを主な目的としている。特に、モータのトルク定数の低下、および、電機子が発生する磁力の周方向における均一性の低下を防止しつつ電機子の薄型化を実現することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、記録ディスク駆動装置における記録ディスクの回転に使用される電動式の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、前記コアの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の移動範囲と重なるヘッド側ティースにおいて、巻回された導線の最大積層高さが前記移動範囲外のティースにおける巻回された導線の最大積層高さよりも低い。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータの電子機であって、前記ヘッド側ティースにおいて、ティースの伸びる方向に関する前記導線が巻回される巻回部位の長さが前記移動範囲外の前記ティースにおける巻回部位の長さよりも長い。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のモータの電子機であって、前記ヘッド側ティースの前記導線が巻回される前記巻回部位が、前記中心軸を中心とする径方向に対して前記中心軸を中心とする周方向に傾斜している。

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モータの電子機であって、前記ヘッド側ティースにおける導線の巻回数が、前記移動範囲外の前記ティースにおける巻回数と同じである。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のモータの電機子であって、前記複数のティースの先端が、前記中心軸を中心とする周方向において等角度間隔に配置されている。

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モータの電機子であって、前記ヘッド側ティースの前記巻回部位が、前記中心軸方向において前記複数のティースの先端よりも前記記録ディスクが配置される位置から離れている。

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モータの電機子であって、前記移動範囲外の前記ティースの前記巻回部位が、前記中心軸方向において前記複数のティースの先端よりも前記記録ディスクが配置される位置に近づいている。

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モータの電機子であって、前記ヘッド側ティースの前記巻回部位の長さが、前記移動範囲外の前記ティースの前記巻回部位の長さの１．３倍以上４倍以下である。

請求項９に記載の発明は、記録ディスク駆動装置において記録ディスクの回転に使用される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、電機子の薄型化を実現することができる。請求項２の発明では、モータのトルク定数の低下、および、電機子が発生する磁力の周方向における均一性の低下を防止することができる。請求項３の発明では、電機子を小型化することができる。

請求項４および５の発明では、電機子が発生する磁力の周方向における均一性をより向上することができる。請求項６および７の発明では、電機子をより薄型化することができる。

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に近接して情報の読み出しおよび書き込みを磁気的に行うヘッド６３１、ヘッド６３１を支持するアーム６３２、並びに、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。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はインナーロータ型のモータであり、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、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、珪素鋼板により形成された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（後述する第１コイル２４２ａおよび第２コイル２４２ｂ）を備える。コア２４１を形成するコアプレートのそれぞれの厚さは０．１〜０．３５ｍｍとされ、好ましくは、０．２ｍｍとされる。

図３は、コア２４１を示す平面図である。図３では、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。モータ１では、ヘッド６３１およびアーム６３２が、記録ディスク６２（図１参照）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３に示すように、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つ）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つのヘッド側のティース（以下、他の６つ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つのティース（以下、「第２ティース」という。）２４３ｂよりも長くされる。

コア２４１は、また、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（すなわち、各ティースの中心軸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。コア２４１を形成する各コアプレートでは、複数の第１ティース２４３ａおよび第２ティース２４３ｂ、並びに、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、複数のティースおよびコアバック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、直径０．０５〜０．３ｍｍ（より好ましくは０．１ｍｍ）の導線がコア２４１の９つのティース（すなわち、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つのコイル（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、コア２４１において隣接するティースの間に形成される渡り線係止用のフック２４７を介して図２および図３に示す回路基板２４８へと導かれ、回路基板２４８の電極に半田にて接合される。なお、図３では、回路基板２４８を破線にて示す。

図４は、ベースプレート２１を示す平面図である。図４に示すように、ベースプレート２１は、ベースプレート２１の上面から上側に突出する３つの電機子支持部２１４を備える。電機子支持部２１４は、中心軸Ｊ１を中心として等角度間隔に配列され、ベースプレート２１に取り付けられる電機子２４のコアバック２４４（図３参照）に当接して電機子２４を下側から支持する。なお、３つの電機子支持部２１４は、ベースプレート２１のプレス加工による成形時に成形される。

ベースプレート２１の中央部には、図２および図４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。図２に示すように、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。

図４に示すように、ベースプレート２１では、スリーブ取付部２１６の周囲の複数の第１ティース２４３ａおよび第２ティース２４３ｂ（図３参照）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つ）の穴部２１１が形成される。

図５は、モータ１を図３中に示すＡ−Ａの位置で切断した断面図である。図５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１の薄型化を実現することができる。

ステータ部２では、第１コイル２４２ａおよび第２コイル２４２ｂが挿入された穴部２１１に接着剤が充填されており、第１コイル２４２ａおよび第２コイル２４２ｂがベースプレート２１に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、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。

図３および図５に示すように、電機子２４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側の先端部２４５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、各先端部２４５と中心軸Ｊ１との間の距離がほぼ等しくされる。また、図５に示すように、各先端部２４５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）の先端部２４５の上面よりも記録ディスク６２が配置される位置（図５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２４５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５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。

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５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。

図５に示すように、磁気シールド板２５は、ロータハブ３１の周囲を囲む環状の薄板であり、第１コイル２４２ａの上方においては、第１コイル２４２ａの上端面と記録ディスク６２の下面側に対向するヘッド部との間に位置し、第２コイル２４２ｂの上方においては、第２コイル２４２ｂの上端面と記録ディスク６２の下面との間に位置する。換言すれば、磁気シールド板２５の第１コイル２４２ａの上方の部位（すなわち、ヘッド部の移動範囲と重なる部位）は凹形状とされる。

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２２１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、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）がコア２４１の形状に対応する形状に打ち抜かれてコアプレートが形成される。続いて、図５に示すように、コアプレートの第１導線巻回部位２４６ａに対応する部位がプレス加工されて下側に凸となるように折り曲げられ、また、第２導線巻回部位２４６ｂに対応する部位がプレス加工されて上側に凸となるように折り曲げられる。

次に、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。コア２４１が形成されると、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２参照）に接続されて電機子２４の製造が終了する。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。

その後、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。

以上に説明したように、モータ１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。これにより、電機子２４のヘッド部の移動範囲に重なる部位において、電機子２４の上下方向の高さをヘッド部の移動範囲外の部位よりも低くしてヘッド部を移動可能とすることができる。また、電機子２４のヘッド部の移動範囲外の部位において、第２ティース２４３ｂの長さを長くすることなく（すなわち、第２ティース２４３ｂ側で電機子２４の径を大きくすることなく）、記録ディスク６２の下側の空間に第２コイル２４２ｂを密に配置して第２ティース２４３ｂにおける導線の巻回数を確保することができる。その結果、電機子２４の薄型化および小型化を実現することができ、モータ１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。

電機子２４では、また、３つの第１ティース２４３ａの第１導線巻回部位２４６ａが、ヘッド部の移動範囲外の６つの第２ティース２４３ｂの第２導線巻回部位２４６ｂよりも長くされることにより、ヘッド部の移動範囲と重なるために導線を高く積層（巻回）することが困難な第１ティース２４３ａにおいて、導線の巻回数（すなわち、第１コイル２４２ａのターン数）が減少してしまうことが防止される。このため、モータ１のトルク定数の低下、および、第１コイル２４２ａの巻き線抵抗の増大を防止することができ、その結果、モータ１の消費電力の増大が防止される。また、電機子２４が発生する磁力の周方向における均一性の低下を防止することができ、その結果、ロータ部３におけるＲＲＯの発生や振動の悪化を抑制することができる。

電機子２４では、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ことにより、各ティースの先端部２４５における逆起電力を等しくして電機子２４が発生する磁力の周方向における均一性をより向上することができる。また、各ティースの先端部２４５が、中心軸Ｊ１を中心として等角度間隔に配置されているため、電機子２４が発生する磁力の周方向における均一性をさらに向上することができる。

第１ティース２４３ａでは、第１導線巻回部位２４６ａが記録ディスク６２から離れるように下側に折り曲げられた形状とされることにより、電機子２４をより薄型化しつつ第１コイル２４２ａの上端面と記録ディスク６２との間においてヘッド部を移動可能とすることができる。また、第２ティース２４３ｂでは、第２導線巻回部位２４６ｂが記録ディスク６２に近づくように上側に折り曲げられた形状とされることにより、電機子２４をより薄型化しつつ第２コイル２４２ｂを記録ディスク６２の下側の空間にさらに密に配置することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態に係るモータについて説明する。図６は、第２の実施の形態に係るモータのコア２４１ａを示す平面図である。第２の実施の形態に係るモータは、図３に示すコア２４１とは形状が異なるコア２４１ａを備える。その他の構成は図５と同様であり、以下の説明において同符号を付す。

図６に示すように、コア２４１ａ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ヘッド側の３つの第１ティース２４３ａ、ヘッド部の移動範囲外の６つの第２ティース２４３ｂ、並びにび、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２４４ａを備える。

コア２４１ａでは、第１ティース２４３ａおよび第２ティース２４３ｂが、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ており、第１ティース２４３ａの第１導線巻回部位２４６ａは折れ曲がっており、中心軸Ｊ１を中心とする径方向に対して中心軸Ｊ１を中心とする周方向に傾斜して（ただし、途中で傾斜方向は変更される。）設けられる。また、コアバック２４４ａは、中心軸Ｊ１を中心とする円環状とされる。なお、コア２４１ａのコアバック２４４ａは、必ずしも円環状とされる必要はなく、第１の実施の形態と同様に、第１ティース２４３ａ側において中心軸Ｊ１から離れる方向に広がっている形状とされてもよい。

コア２４１ａでは、第１の実施の形態と同様に、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側の先端部２４５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、各先端部２４５と中心軸Ｊ１との間の距離がほぼ等しくされる。また、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。第１ティース２４３ａでは、第１導線巻回部位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）の先端部２４５の上面よりも記録ディスク６２が配置される位置から離れている（図５参照）。また、第２ティース２４３ｂでは、第２導線巻回部位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２４５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５参照）。

第２の実施の形態に係るモータの電機子では、第１の実施の形態と同様に、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（図５参照）、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、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様に、８０ターンとされる。

第２の実施の形態に係るモータの電機子でも、第１の実施の形態と同様に、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ことにより、電機子の薄型化および小型化を実現することができる。また、３つの第１ティース２４３ａの第１導線巻回部位２４６ａが、ヘッド部の移動範囲外の６つの第２ティース２４３ｂの第２導線巻回部位２４６ｂよりも長くされることにより、モータ１のトルク定数の低下を防止することができ、さらに、電機子が発生する磁力の周方向における均一性の低下を防止してＲＲＯの発生や振動の悪化を抑制することができる。

第２の実施の形態に係るモータの電機子では、特に、第１ティース２４３ａの第１導線巻回部位２４６ａが、中心軸Ｊ１を中心とする径方向に対して傾斜して設けられることにより、第１導線巻回部位２４６ａを第２導線巻回部位２４６ｂよりも長くしつつ、第１ティース２４３ａ側におけるコアバック２４４ａの径の増大を防止（または、抑制）することができる。その結果、電機子をより小型化することができる。

第１の実施の形態と同様に、第２の実施の形態に係るモータの電機子では、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ことにより、また、各ティースの先端部２４５が、中心軸Ｊ１を中心として等角度間隔に配置されていることにより、電機子が発生する磁力の周方向における均一性をより一層向上することができる。さらには、第１導線巻回部位２４６ａが下側に折り曲げられた形状とされ、第２導線巻回部位２４６ｂが上側に折り曲げられた形状とされることにより、電機子をより薄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、コア２４１は、必ずしも２枚のコアプレートにより形成される必要はなく、３枚以上のコアプレートが積層されて形成されてもよく、また、１枚の珪素鋼板からなるものであってもよい。磁気シールド板２５は、記録ディスク駆動装置６０の更なる薄型化等のために省略されてもよい。

また、モータ１では、ベースプレート２１の強度確保の観点から、第１コイル２４２ａおよび第２コイル２４２ｂの一部が収容される穴部２１１がベースプレート２１に形成されない場合もある。渡り線係止用のフック２４７は、必ずしもコア２４１の一部として形成される必要はなく、例えば、コア２４１に樹脂製の絶縁部材が取り付けられる場合には、絶縁部材の一部として形成されてもよい。

電機子２４が発生する磁力の周方向における均一性を向上するという観点からは、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は同じとされることが好ましいが、例えば、第１ティース２４３ａおよび第２ティース２４３ｂの長さの製造誤差等の影響により、周方向において磁力が僅かにばらつく場合には、磁力の均一性が向上されるように各ティースにおける導線の巻回数が調整されてよい。

電機子２４では、第１ティース２４３ａに巻回される導線の層数が６層であり、第２ティース２４３ｂに巻回される導線の層数が８層の場合、第１導線巻回部位２４６ａの長さは第２導線巻回部位２４６ｂの約１．３倍となる。また、第１ティース２４３ａおよび第２ティース２４３ｂに巻回される導線の層数がそれぞれ２層および８層である場合、第１導線巻回部位２４６ａの長さは第２導線巻回部位２４６ｂの約４倍となる。第１導線巻回部位２４６ａの長さは、第１ティース２４３ａおよび第２ティース２４３ｂに巻回される導線の層数に応じて、第２導線巻回部位２４６ｂの長さの１．３倍未満あるいは４倍より大きくされてもよい。

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。 モータの構成を示す縦断面図である。 コアを示す平面図である。 ベースプレートを示す平面図である。 モータの断面図である。 第２の実施の形態に係るコアを示す平面図である。

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
２３ シールキャップ
２４ 電機子
３１ ロータハブ
３４ 界磁用磁石
６０ 記録ディスク駆動装置
６２ 記録ディスク
２４１，２４１ａ コア
２４２ａ 第１コイル
２４２ｂ 第２コイル
２４３ａ 第１ティース
２４３ｂ 第２ティース
２４４，２４４ａ コアバック
２４５ 先端部
２４６ａ 第１導線巻回部位
２４６ｂ 第２導線巻回部位
６３１ ヘッド
６３２ アーム
６３３ ヘッド移動機構
Ｊ１ 中心軸

Claims (10)

1. 記録ディスク駆動装置における記録ディスクの回転に使用される電動式の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、
   前記コアの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の移動範囲と重なるヘッド側ティースにおいて、巻回された導線の最大積層高さが前記移動範囲外のティースにおける巻回された導線の最大積層高さよりも低いことを特徴とするモータの電機子。
2. 請求項１に記載のモータの電子機であって、
   前記ヘッド側ティースにおいて、ティースの伸びる方向に関する前記導線が巻回される巻回部位の長さが前記移動範囲外の前記ティースにおける巻回部位の長さよりも長いことを特徴とするモータの電機子。
3. 請求項２に記載のモータの電子機であって、
   前記ヘッド側ティースの前記導線が巻回される前記巻回部位が、前記中心軸を中心とする径方向に対して前記中心軸を中心とする周方向に傾斜していることを特徴とするモータの電機子。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のモータの電子機であって、
   前記ヘッド側ティースにおける導線の巻回数が、前記移動範囲外の前記ティースにおける巻回数と同じであることを特徴とするモータの電機子。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のモータの電機子であって、
   前記複数のティースの先端が、前記中心軸を中心とする周方向において等角度間隔に配置されていることを特徴とするモータの電機子。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のモータの電機子であって、
   前記ヘッド側ティースの前記巻回部位が、前記中心軸方向において前記複数のティースの先端よりも前記記録ディスクが配置される位置から離れていることを特徴とするモータの電機子。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載のモータの電機子であって、
   前記移動範囲外の前記ティースの前記巻回部位が、前記中心軸方向において前記複数のティースの先端よりも前記記録ディスクが配置される位置に近づいていることを特徴とするモータの電機子。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載のモータの電機子であって、
   前記ヘッド側ティースの前記巻回部位の長さが、前記移動範囲外の前記ティースの前記巻回部位の長さの１．３倍以上４倍以下であることを特徴とするモータの電機子。
9. 記録ディスク駆動装置において記録ディスクの回転に使用される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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