JPH03164053A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、モータに係り、特に小型磁気ディスク装置等
の駆動源に利用されるセンサレス型のスピンドルモータ
に関する。

「従来の技術」 従来、この種のスピンドルモータとしては、第４図に示
すようなものが知られている。

このスピンドルモータは、ベースであるフランジ１（ス
テータ）と、このフランジ１の上部に上下に向けて設け
られた円筒部材２（ステータ）と、前記フランジ１の上
部でありかつこの円筒部材２の内部に、ベアリング３Ａ
・３Ａを介して、該円筒部材２と同心となる位置関係に
回転自在に設けられたスピンドル軸３と、このスピンド
ル軸３の上端部に固定されかつ円筒部材２の周囲で回転
されるスピンドルハブ４（ロータ）と、このスピンドル
ハブ４の内面に設けられ、Ｓ極・Ｎ極が交互に配置され
たロータマグネット５と、前記円筒部材２の外面のステ
ータコア６にそれぞれ巻回されて、前記ロータマグネノ
ト５から磁界の影響を受ける４組のステータコイル７・
７・・と、ロータマグネット５を外部から遮蔽する磁気
遮蔽仮８Ａ・８Ｂとを具備するものであって、前記ロー
タマグネット５とステータコイル７・７・・とにより電
磁力を発生させ、前記スピンドルハブ４を一方向に回転
させるようになっている。また、前記スピンドルモー夕
では、スピンドルハブ４の外側に磁気ディスク（図示略
）を複数枚搭載させて、該スピンドルハブ４を介して磁
気ディスクを同一方向に回転させるようにしている。

ところで、上記のように構戊されたスピンドルモータで
は、第５図（Ａ）〜第５図（Ｂ）に示すように、起動時
、定常回転時ともフランジｌの上部に設けられたホール
素子９によりロータマグネット５の磁極を検知し、ステ
ータコイル７・７・・の各相へ電流を流すタイミングを
切り換える方式が多く用いられてきた。

つまり、ロータマグネット５が第５図（Ａ）に示す位置
にあるときに、ステータコイル７・７・・の７Ａ・７Ａ
に電流を流し、該ステータコイル７Ａ・７Ａの上下方向
に電流が流れる箇所とロータマグネット５との間で電磁
力を発生させて、矢印（イ）で示す方向にロータマグネ
ット５とともにスピンドルハブ４を回転させるようにし
ている。次に、ロータマグネット５が回転して、ロータ
マグネット５が第５図（Ｂ）に示す位置にあるときに、
次にステータコイル７・７・・の７Ｂ・７Ｂに電流を流
し、同様に該ステータコイル７Ｂ・７Ｂの上下方向に電
流が流れる箇所とロータマグネット５との間で電磁力を
発生させて、矢印（イ）で示す方向にロータマグネット
５とともにスピンドルハブ４を回転させるようにしてい
る。

そして、このようなステータコイル７・７・・へ流す電
流を、ホール素子９の検出信号に基づき順次切り換える
ことにより、該ロータマグネット５を矢印（イ）方向に
連続的に回転させるようにしている。

「発明が解決しようとする課題」 ところが、近年、スピンドルモータの小型化、ローコス
ト化のために、ホール素子９をもたない形式のセンサレ
ス型スピンドルモータが使用されるようになりつつある
。

この種のセンサレス型のスピンドルモータは、定常回転
時はステータコイル７・７・・の各相に発生する逆起電
圧波形により、ホール素子９゛を用いることなくロータ
マグネット５の磁極の位置を検知するものであるが、起
動時においては磁極の位置検出ができないため、ステー
タコイル７・７・・の予め決められた相に電流を流し、
強制的に起動させるようにしている。

そのためロータマグネット５の停止していた位置によっ
ては、第６図に符号（口）で示すように、該ロータマグ
ネット５が起動の瞬間に逆転する場合がある。

そして、この場合には逆転により磁気ディスクに対して
各種データを読み取る、書き込むための磁気ヘッドの破
壊、磁気ディスク上のデータ破壊などがおこるおそれが
ある（磁気ヘッドは磁気ディスクに対して斜めから配置
され、該磁気ディスクの矢印（イ）方向の回転のみしか
許容できない）。

また、これらの事故を防止するためには、起動時に磁気
ヘッドを磁気ディスクの面からもちあげて離間させると
良いが、一方で構成の複雑化を招くという問題があった
。

この発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって
、センサレス型のスピンドルモータに適用され、起動時
においてロータマグネット５を特定方向に確実に回転さ
せることができ、かつ構造が簡単なモータの提供を目的
とする。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するために、本発明では、ロータ又はス
テータのいずれか一方に第１のマグネットを配置し、前
記ロータ又はステータの他方に、前記第１のマグネット
と対をなし、かつ前記第１のマグネットに対向するよう
に第２のマグネットを配置し、更に、前記第１、第２の
マグネットを、前記ロー夕の回転方向に対して順次間隔
が小となる位置関係に設けるようにしている。

「作用」 この発明によれば、第１、第２のマグネットが、ロータ
の回転方向に対して順次間隔が小となる位置関係に設け
られているので、モータ停止時において、第１のマグネ
ットと第２のマグネットとを最も接近した位置関係とな
るように配置させることができる。

そして、この発明をスピンドルモータに適用した場合に
、ロータに対する第１のマグネット、あるいはステータ
に対する第２のマグネットの設置位置を適宜決めること
により、ロータを、ロータマグネットの磁極とステータ
コイルの位置とを考慮した位置に正確に停止させること
ができ、これによって、モータ起動時において、スピン
ドルモータを常時特定な同一方向に回転させることがで
きる。

「実施例」 以下、本発明が適用されるスピンドルモータの一実施例
を第１図〜第３図（Ｃ）を参照して説明する。

ナオ、本実施例に示すスピンドルモータにおいて、「従
来の技術」で示すものと構成を同一とする要素に同一符
号を付して説明を簡略化する。

まず、第Ｉ図において符号１０−１０で示すものは、ス
ピンドルハブ４に設けられたＮの磁極をもつ２組のスト
ッパマグネット、符号１１で示すものは、フランジ１に
設けられたＳの磁極をもつリングマグネットである。

前記ストッパマグネット１０・１０は平面形状が筒状に
形戊されたスピンドルハブ４において、中心線を挟んで
互いに反対側に配置されるものである。

前記リングマグネットＩＩは、スピンドルハブ４の近傍
に位置し、かつストッパマグ不ット１０・１０に対向配
置されるものであって、平面から視た場合に（第３図（
Ａ）〜第３図（Ｃ）参照）、その半分がストツパマグネ
ット１０−　１０の矢印（イ）に沿う移動経路に対して
順次間隔が小となる位置関係にあり、かつ、全体として
はリング状に形成されたものである。

また、前記ストッパマグネット１０・１０は、リングマ
グネット１１に引き寄せられて、該リングマグネットｌ
１に最も接近する箇所（第３図（Ａ）に符号１１Ａ−１
１Ａで示す）にまで移動した場合に、ステータコイル７
・７・・がロータマグネット５の磁極が変わる箇所に配
置されるように、予め設定されている（このことは第２
図（Ａ）〜第２図（Ｃ）、第３図（Ａ）〜第３図（Ｃ）
により後述する）。

以上のように構成されたスピンドルモータにおいて、ス
トツバマグネット１０・１０がロータマグネット５の磁
極Ｓ−Ｎに対しどのような位置関係に設けられているか
を、スピンドルモータの停止時の動作を示す第２図（Ａ
）〜第２図（Ｃ）、第３図（Ａ）〜第３図（Ｃ）を参照
して説明する。

なお、これらの図において第２図（Ａ）は第３図（Ａ）
に、第２図（Ｂ）は第３図（Ｂ）に、第２図（Ｃ）は第
３図（Ｃ）にそれぞれ対応した平面図である。

つまり、対応する図に示されるロータマグネット５は共
に同じ位置関係にある。

（１）　　ステータコイル７・７・・に供給する電流を
停止させると、ストッパマグネット１０・１０がリング
マグネット１ｌとの間隔が小となるように移動する、つ
まり、磁束が最大となる箇所に移動しようとする力が働
く。

これによって第３図（Ａ）、第３図（Ｂ）に示すように
、ストッパマグネット１０・１０がリングマグネット１
１に引き寄せられて、ストノバマグネフト１０・１０が
矢印（イ）方向に回転し、同時に第２図（Ａ）、第２図
（Ｂ）に示すようにロータマグネット５も同方向に回転
する。

（２）第３図（Ｃ）に示すように、リングマグネット１
１との間隔が最も小となる位置にまでストッパマグネッ
ト１０−１０が回転すると、該ストッパマグネット１０
・１０を固定しているロータマグネット５も同方向に回
転し、第２図（Ｃ）で示す位置で停止する。なお、ここ
で該ロータマグネット５が停止するのは、該ロータマグ
ネノト５の磁極が変わる箇所が、各ステータコイル７・
７・・の中央部近傍となる位置である。

これによって、第２図（Ｃ）で示す位置に停止したロー
タマグネット５に対して、符号７Ａ・７Ａで示す箇所の
ステータコイルに電流を流すと、ステータコイル７Ａ・
７Ａの上下方向に電流が流れる箇所とロータマグネット
５との間で電磁力が発生して、矢印（イ）で示す方向に
ロータマグネット５とともにスピンドルハブ４が起動す
る。

つまり、スピンドルハブ４に対するストツパマグネット
１０・１０、及びフランジ１に対するリングマグネット
ｌ１の設置位置を、前述した第２図（Ａ）〜第２図（Ｃ
）、第３図（Ａ）〜第３図（Ｃ）で示すように設定する
ことによって、スピンドルノ＼ブ４を、ロータマグネッ
ト５の磁極とステータコイル７・７・・の位置とを考慮
した位置に正確に停止させることができ、これによって
、モータ起動時において、スピンドルモータを常時特定
な矢印（イ）方向に回転させることができる。

なお、本実施例は２相モータについて説明したが、３相
、４相などの多相モータでも良い。

また、ストッパマグネット１０−ＩＯの磁極をＮ、リン
グマグネットｌ１の磁極をＳとしたが、逆の磁極であっ
ても良い。

また、二組の短尺なストツバマグ不ット１０・１０をロ
ータマグ不ット５が配置されているスピンドルハブ４の
側に、リング状のマグネット１１をフランジ１の側に設
けたが、これに限定されず、短尺なマグネノトをフラン
ジ１側に、リング状のマグネソトをスピンドルハブ４側
に設けた逆の配置であっても良い。

また、前記リングマグネットｌ１はストッパマグ不ット
１０−１０との間隔が小となるように連続的に設けたが
、ストッパマグネット１０−１０がリングマグネット１
１に引き寄せられるのであれば、マグネット１１を連続
的なリング状でなく、間欠的に設けるようにしても良い
。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、第１、
第２のマグネットか、ロータの回転方向に対して順次間
隔が小となる位置関係に設けられているので、モータ停
止時において、第１のマグネットと第２のマグネットと
を最も接近した位置関係となるように配置させることが
できる。

そして、この発明をスピンドルモータに適用した場合に
、ロータに対する第１のマグネット、あるいはステータ
に対する第２のマグネットの設置位置を適宜決めること
により、ロー夕を、ロータマグネットの磁極とステータ
コイルの位置とを考慮した位置に正確に停止させること
ができ、これによって、モータ起動時において、スピン
ドルモータを常時特定な同一方向に回転させることがで
き、磁気ディスクに対して各種データを読み取る、書き
込むための磁気ヘッドの破壊、磁気ディスクに記録され
たデータの破壊を未然に防止することができる。

また、前記ロー夕を、ロータマグネットの磁極とステー
タコイルの位置とを考慮した位置に停止させることは、
第１のマグネットと第２のマグネットとの引き合いによ
りなされるものであるので、特別な操作を必要とせず、
前記ロータを位置決めするための構成も簡単にすること
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図（Ｃ）は本発明が適用されたスピンドル
モータの一実施例を示す図であって、第１図はスピンド
ルモータの概略構成図、第２図（Ａ）〜第２図（Ｃ）は
ロータマグネット５とステータコイル７・７・・との関
係を示す平面図、第３図（Ａ）〜第３図（Ｃ）は第２図
（Ａ）〜第２図（Ｃ）にそれぞれ対応するものであって
、ストッパマグネットを示す概略構成図、第５図（Ａ）
及び第５図（Ｂ）はロータマグネット５とステータコイ
ル７・７・・に流れる電流により生ずる回転力を説明す
るための平面図、第６図は従来のスピンドルモータの課
題を説明するための平面図である。 ｌ・・・・・・固定部（ステータ）、２・・・・・・円
筒部材（ステータ）、４・・・・・・スピンドルハブ（
ロータ）、５・・・・・・ロータマグネット、７・・・
・・・ステータコイル、１０・・・・・・ストッパマグ
ネット（第１のマグネット）、ｌ１・・・・・・リング
マグネット（第２のマグネノト）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ロータ又はステータのいずれか一方に第１のマグネット
   を配置し、前記ロータ又はステータの他方に、前記第１
   のマグネットと対をなし、かつ前記第１のマグネットに
   対向するように第２のマグネットを配置してなり、 前記第１、第２のマグネットは、前記ロータの回転方向
   に対して順次間隔が小となる位置関係に設けられている
   ことを特徴とするモータ。