JPH0491652A - ディスク駆動装置用モータ - 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Ｊ 本発明はディスク駆動装置用モータに関し、詳しくは記
録媒体としてのディスクを回転駆動して情報の記録また
は再生を行うディスク駆動装置においてディスクを回転
駆動する駆動源に用いられるディスク駆動装置用モータ
に関するものである。

［従来の技術］ 上記のディスク駆動装置の代表的なものとして磁気記録
媒体のフロッピーディスクに対し記録、再生を行なうフ
ロッピーディスク駆動装置（以下、ＦＤＤと略す）があ
る。

特に３．５インチＦＤＤにおいてディスクを回転駆動す
る駆動源のディスク駆動モータとして、外周部に駆動マ
グネットを固着した円板状のロータヨークと、コイルを
巻装した突極型鉄芯ヨークが平行に対向する面対向型の
モータを採用したものがある。このモータを用いた３、
５インチＦＤＤにおいて薄型化するためには、ヘッドキ
ャリッジ上に搭載された磁気ヘッドを高さ方向でモータ
と重なるように配置できず、同一平面上で近接して配置
することになる。このため、磁気ヘッドに近くなるロー
タヨーク外周部からの駆動マグネットの漏洩磁束が問題
となる。

この問題とロータヨークの磁気飽和に対処するため、従
来では第１０図に符号８４で示すロータヨークの全体を
厚くして同ヨーク８４の磁気飽和と駆動マグネット９に
よる磁束の磁気ヘッド側への漏洩を防止していた。

［発明が解決しようとしている課題］ ところが、上記のようにロータヨーク全体を厚くすると
、その分だけモータ全体の厚さが厚くなり、その結果と
してＦＤＤの厚さも厚くなってしまうという問題があっ
た。

そこで本発明の課題は、この種のディスク駆動装置用モ
ータにおいてモータ全体の厚さを厚くせずに上述したロ
ータヨークの磁気飽和と磁束漏洩を防止できるようにす
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の課題を解決するため本発明によれば、記録媒体と
してのディスクを回転駆動するディスク駆動装置用モー
タであって、回転駆動力を発生させるための駆動マグネ
ットが外周部に固着された円板状のロータヨークを有し
たディスク駆動装置用モータにおいて、前記ロータヨー
ク外周部に。

該ヨークの磁気飽和を防止し、前記駆動マグネットによ
る磁束が該ヨーク外周部から外方へ漏洩することを防止
するための補助ヨークを設けた構造を採用した。

［作用１ このような構造によれば、補助ヨークの存在により、ロ
ータヨーク全体を厚くせずに上記磁気飽和と磁束の漏洩
を防止できる。

［実施例］ 以下、図を参照して本発明の実施例の詳細を説明する。

第１図は本発明の実施例による３、５インチＦＤＤ用の
ダイレクトドライブスピンドルモータ（以下、単にモー
タという）の平面図であり、第２図は側断面図である。

両図において符号ｌはＦＤＤのベースであり、アルミま
たは鉄等の板金で形成されている。また符号２はモータ
のフレームと回路基板を兼ねた金属基板である。金属基
板２は通常、鉄板またはケイ素鋼板等をベース材とし、
その上に絶縁コーティングを行ない、更にその上に回路
の配線パターンをプリントで形成しである。基板２の上
にはモータを駆動する駆動制御回路を構成する不図示の
電子部品が半田付けされる。

基板２は、ベースＩに半抜き又は絞りなどで底上げして
形成された固定基準面１ａ、ｌｂ、ｌｃ、１ｄの裏側に
ビス１６で固定される。こうすることで基板２がベース
１の底面から出張らずに取り付けられる。また基板２に
形成された凸部２ａ、２ｂがベースＩの横方向取り付は
基準面Ｉｅ、Ｉｅ′間、及び１ｆ、Ｉｆ’開に嵌合され
て基板２が横方向に位置決めされる。

なおベースＩにおいて符号１ａ′、１ｂ’ｌｃ’　はモ
ータのロータヨーク８の抜は止めであり、ベースｌの一
部を折曲して形成されており、それぞれの上面は不図示
のフロッピーディスクがロータヨーク８とこすれない様
にするためのディスク受けになっている。

次に第２図とモータ要部の拡大断面図である第３図にお
いて、符号４はモータの回転軸であるスピンドルシャフ
トであり、ロータヨーク８の回転中心でフロッピーディ
スクのセンターハブ１５の回転中心となる。

スピンドルシャフト４は、基板２に固定された円筒状の
ハウジング６内に保持されたボールベアノング（以下、
ベアリングと略す）５．５′により回転可能に′軸受け
されている。

ベアリング５．５°はハウジング６内に嵌合され、それ
ぞれの外輪５ａ、５ａ’が押し込み接着などでハウジン
グ６に固着されており、ハウジング６内周面に形成され
たリング状の突条６Ｃにより外輪５ａ、５ａ’　どうし
の間隔が所定に規制されている。また内輪５ｂ、５ｂ’
　どうしの間にウェーブワッシャ状の予圧バネ１９が挟
み込まれている。そして内輪５ｂ、５ｂ”の内側にスピ
ンドルシャフト４が嵌合されて回転可能に軸受される。

なおスピンドルシャフト４は内輪５ｂ、５ｂ’に対して
挿抜可能に嵌合される。

次にスピンドルシャフト４の上部には、上面の外周部７
ａがディスクのハブ１５の載置面となる回転部材である
フランジ７が圧入などの方法で固着されており、このフ
ランジ７の外周部に鉄などの強磁性体からなる円板状の
ロータヨーク８が嵌合され、かしめ等で固着されている
。

ロータヨーク８の外周部下面側には、モータの駆動力を
発生するための駆動マグネット９、モータの回転速度に
応じた周波数の信号を発生するＦＧ（周波数発電機）を
構成するＦＧマグネット１０、及びホール素子２３に作
用して位置検出信号を発生させるためのインデックスマ
グネット１１が固着されている。

これらのマグネット９、ｌ０１１１と基板２ｉ３よび鉄
芯ヨーク１２との間に作用する磁力の吸弓力および部材
４．７〜１１の自重により、ロータヨーク８が第３図中
下方に、付勢、引張され、それによりフランジ７が下方
に付勢され、ベアリング５の内輪５ｂに当接し、これを
押下する。このようにしてフランジ７にかかる付勢力に
より内輪５ｂに下方向にスラスト荷重がかかり、そのス
ラスト荷重が予圧バネ１９を介して下側のベアリング５
°の内輪５ｂ’に伝達され、内輪５ｂ’にもかかる。相
対的に言えば、外輪５ａ、５ａ’に対して上方向にスラ
スト荷重がかかる。このスラスト荷重によりベアリング
５．５°が予圧され、ガタ取りがなされるとともに、フ
ランジ７が内輪５ｂに当接することによってスピンドル
シャフト４がスラスト方向について位置決めされて保持
される６ なお予圧バネ１９のバネ力は、フランジ７が下方に付勢
される付勢力の半分程度の力で、下方のベアリング５°
の剛性が確保できる値に設定する。こうすれば前記スラ
スト荷重を２個のベアリング５．５°で分は合う形とな
り、無駄なロスの発生しない軸受機構となる。ただし、
予圧バネ１９のバネ力を前記付勢力より充分大きなもの
としてもよい。こうすれば前記付勢力の大きさに拘らず
フランジ７がスラスト方向（第３図中上下方向）につい
て常に定位置に位置決めされ、その位置が変化しないと
ともに、軸受の剛性が上がるという利点が有る。

また予圧バネ１９はコイルバネや他の弾性部材を用いて
も良い。

次に円板状のロータヨーク８の外周部はＬ字形に屈曲さ
れ、その屈曲部８ａ−の垂直部分の内側にリング板状の
補助ヨーク８（が重ねて固着されており、その内側に駆
動マグ１ツト９が固着されている。補助ヨーク８°は、
１′Ｘロータヨーク８が磁気飽和しない様にするととも
に、駆動マグネット９による磁束のロータヨーク８外周
部から外方への漏洩、即ちヘッドキャリッジのアーム３
ｃ、３ｄに支持された磁気ヘッド３ａ、３ｂ側への漏洩
を防止するために設けたもので、鉄等の強磁性体で形成
されている。

先述したように従来では上記磁気飽和と磁束漏洩を防止
するために第１０図のようにロータヨーク８４全体を厚
くし、これによりモータ全体が厚くなりＦＤＤが厚くな
るという問題があった。これに対して本実施例で′は、
駆動マグネット９の外側を覆い、かつ磁気ヘッド３ａ、
３ｂに近いロタヨーク８外周部の屈曲部８ａに重ねて補
助ヨーク８′を設けることにより、特に問題となる部分
の磁路の断面積を大きくし、ロータヨーク８全体を厚く
せず、に上記磁束漏洩と磁気飽和の問題を防止できる。

そしてロータヨーク８を薄くできることによりモータ全
体を薄型化でき、ＦＤＤの薄型化に寄与できる。

なお補助ヨーク８′は第４図に示すようにロータヨーク
８の外周部の屈曲部８ａの垂直部分の外側に固着しても
よい。また第５図に示すように屈曲部８ａを補助ヨーク
としてロータヨーク８の本法で固着して結合しても同様
な効果が得られる。

一方、駆動マグネット９はリング状に形成され、周方向
にＳ、Ｎ、Ｓ−・−と８極から１６極程度の着磁がなさ
れている。そして駆動マグネット９の内周に対向して突
極型鉄芯ヨーク１２がロータヨーク８と平行に設けられ
ている。鉄芯ヨーク１２には通常６個〜１８個程度の突
極が形成されており、その突極のそれぞれにコイル１３
が巻回されている。周知の電流切り換え回路でコイル１
３の通電、励磁を切り換えることにより、コイル１３と
マグネット９間に作用する電磁力の吸引１反発でマグネ
ット９が回転しそれと共にロータ８、フランジ７、シャ
フト４が回転する。

次に、ＦＧマグネット１０はゴム系のフェライトマグネ
ット等で形成されており、全周にわたって数１０極の多
極着磁がなされている。金属基板２上面のＦＧマグネッ
ト１０と対向する部１位には不図示のＦＧパターンの配
線が設けられており、モータが回転する事により、その
回転速度に応じた周波数の信号がＦＧパターンに発生す
る。

次に、インデックスマグネット１１は、基板２上に設け
られたホール素子２３に作用し、これによりモータの回
転位置の検出が行なわれる６ホール素子２３上にはマグ
ネット１１の磁束を集めるヨーク２４が設けられている
。

ここでホール素子２３は磁気ヘッド３ａ、３ｂの下側近
傍に配置されている。第３図に示すようにインデックス
マグネット１１がロータヨーク８の径方向に沿って着磁
されていると、やはりその磁束が磁気ヘッド３ａ、３ｂ
に飛込み易い。

しかし、通常の３．５インチＦＤＤでは１回転２００ｍ
５で、インデックスマグネットによるインデックス位置
から２．５ｍｓ程度後までデータの記録領域がなく、イ
ンデックス位置の前側は１２　ｍ　ｓ程度データの記録
領域がない。ゆえに、この１４．５ｍｓの期間の間にイ
ンデックスマグネットが磁気ヘッドの下側を通過してし
まえば、インデックスマグネットの影響はほとんど無視
できる。

なお、ホール素子２３を第３図の位置からずれた位置に
配置し、ヨーク２４を図示の位置からホール素子２３ま
で磁束を引き込む形状に形成してもよい。

またインデックスマグネット１１の着磁方向を上下方向
にした場合を第６図に示す。この場合。

ヨーク２４は先端部がマグネット１１の真下近傍に位置
し、マグネット１１の真下からその磁束をホール素子２
３上に引き込むようにクランク状に屈曲して形成されて
いる。こうすれば磁気ヘッド３ａ、３ｂの方への漏洩磁
束が少なくなり、ホール素子２３は磁気ヘッドの下側近
傍に配置する必要はない。

次に、第３図の構成で鉄芯ヨーク１２はハウジング６に
形成されたつば部６ａ上に固定される。

この固定のために、円板状の鉄芯ヨーク１２の内周部に
はタップにより雌ネジが切られたネジ穴１２ａが形成さ
れ、これに対応するネジ穴２Ｃ１６ｂが基板２とハウジ
ング６のつば部６ａに形成されており、ビス１７をネジ
穴２Ｃ１６ｂに挿通してネジ穴１２ａに締め付けること
により、鉄芯ヨーク１２がハウジング６と共に基板２上
に固定される。

このような鉄芯ヨーク１２の固定構造によれば、ネジ穴
１２ａに雌ネジが切られているため、ナツトを用いずに
鉄芯ヨーク１２を固定でき、ナツトが鉄芯ヨーク１２上
に出張ることがない。

これにより駆動ビン１４を避けることができ、ＦＤＤの
薄型化に有利である。

つまり、３．５インチＦＤＤではディスクに回転力を伝
達する駆動ビン１４がモータの回転中心からずれた所に
設けられており、後述する第７図から第９図に示す様に
、ディスクのチャッキング時にハブ１５の駆動ビン係合
用の穴１５ａが駆動ビン１４の真上に来ない場合、駆動
ビン１４はハブ１５に下方向に押され、第８図に２点鎖
線で示す様に下がる。従って鉄芯ヨーク１２上に駆動ビ
ン１４を避けるスペースが必要である。上記の様に鉄芯
ヨーク１２上にナツトが出っ張らなければ、そのふんだ
け前記スペースの高さを低くでき、ＦＤＤの薄型化に有
利である。

次に、第７図〜第９図によりＦＤＤのチャッキング機構
を説明する。第７図はチャッキング機構要部の下面図、
第８図は第７図のａ−ａ′線に沿う断面図、第９図は上
面図である。

第８図に全体が示される駆動ビン１４はビン本体１４０
とその下端部に連続したレバ一部１４１からなり、全体
がモールドで一体成形されており、レバ一部１４１の図
中左端部がロータヨーク８にカシメられた軸１８により
回動自在に軸支されている。レバ一部１４１の中央部は
肉薄で弾性変形可能なヒンジ部１４ａとなっている。

レバ一部１４１のヒンジ部１４ａ部からビン本体１４０
側の部分は元々数度上向きに傾斜して成形されており、
ヒンジ部１４ａのバネ力により上方に軽く押圧され、ロ
ータヨーク８に対して押圧されている。その押圧力によ
りビン本体１４０がロータヨーク８に形成された穴８ｂ
からロータヨーク８上面に突出する。

フロッピーディスクのチャッキング時には、まずロータ
ヨーク８上（フランジ７上）にディスクのハブＩ５が載
置され、第９図のようにハブ１５のセンター穴１５ｂに
スピンドルシャフト４が嵌入される。この時にハブ１５
の駆動ビン係合用の穴１５ａの位置が駆動ビン１４とず
れていると、ハブ１５によりビン本体１４０が押下され
、ヒンジ部１４ａが曲げられ、駆動ビン１４全体が第８
図中２点鎖線の位置まで下がる。その後モータの回転に
伴って駆動ビン１４が穴１５ａの真下に来るとヒンジ部
１４ａのバネ力で駆動ビン１４が上方向に復帰してビン
本体１４０が穴１５ａに入り、ビン本体１４０の外周部
１４ｅが穴１５ａの縁に係合し、モータの回転力をハブ
１５に伝達し、ディスクを回転させる。

駆動ビン１４はヒンジ部１４ａを除いては剛体で構成さ
れているため、外周部１４ｅが穴１５ａの縁に当たると
モータの回転トルクにより外周部１４ｅが力Ｆｌで穴１
５ａの縁を押圧する。するとその反作用で駆動ビン１４
が外側に押圧され、外周部１４ｆが穴１５ａの縁に当接
し押圧する。この押圧力Ｆ２は、 Ｆ２＝Ｆｌｔａｎθ−ａ の式で示される。なお角度θは軸１８の中心Ｏに対して
ビン本体１４０の中心とスピンドルシャフト４の中心が
なす角度である。また、αはロータヨーク８と駆動ビン
１４間の摩擦力であり、ロタヨーク８に対する駆動ビン
１４の上方向の押圧力を小さくし、駆動ビン１４を滑り
性の良い、例えばポリアセクール樹脂の様な材質で形成
すればほとんど無視できる値となる。

この力Ｆ２で駆動ビン１４がハブ１５を外側に押すこと
により、ハブ１５のセンタ穴１５ｂの２辺がスピンドル
シャフト４の２点４ａ、４ｂに当接、係合し、ディスク
のセンタリングが行なわれる。　このようにして、駆動
ビン１４のみでチャッキング機構が構成され、センタリ
ング専用のバネ部材を用いずに駆動ビンのみでセンタリ
ングを行なうことができる。

なお駆動ビン１４はモールド材で成形されるため、形状
は自由にでき、第８図に示すようにビン本体１４０の下
面と上面に斜めにテーバ部１４ｂ、１４ｃを形成すれば
、テーバ部１４ｂにより駆動ビン１４の下がり位置の割
に下方への突出量を小さくでき、テーバ部１４ｃにより
ビン本体１４０が下方に押し込まれた時に上面が水平に
なる様にすることで押し込み量そのものを少なくできる
。さらにビン本体１４０外周部の符号１４ｄで示す部分
をカットすればロータヨーク８の内側の巾を広くできロ
ータヨーク８の加工性が上げられる。

なお穴１５ａの縁に当接するビン本体１４０の外周部１
４ｅ、１４ｆ部はＲ形状では摩耗し易いので平らに形成
してもよい。

以上説明した本実施例によれば、先述のように補助ヨー
ク８′をロータヨーク８外周部の屈曲部８ａに重ねて設
けること、もしくは同ヨーク８の外周部の屈曲部８ａを
補助ヨークとしてヨーク８の本体と別体で本体より厚く
形成して本体に結合することにより、ロータヨーク８全
体を厚くせずにヨーク８の磁気飽和と磁気ヘッド３ａ、
３ｂ側への磁束漏洩を防止できる。そしてロータヨーク
８を薄くできることによりモータ全体を薄型化でき、Ｆ
ＤＤの薄型化に寄与できる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明によれば、記録媒
体としてのディスクを回転駆動するディスク駆動装置用
モータであって、回転駆動力を発生させるための駆動マ
グネットが外周部に固着された円板状のロータヨークを
有したディスク駆動装置用モータにおいて、前記ロータ
ヨーク外周部に、該ヨークの磁気飽和を防止し、前記駆
動マグネットによる磁束が該ヨーク外周部から外方へ？
Ｍｌｉ！１２することを防止するための補助ヨークを設
けた構造を採用したので、補助ヨークの存在により、ロ
ータヨーク全体を厚くせずに上記磁気飽和と磁束の漏洩
を防止でき、モータを薄くでき、このモータが組み込ま
れるディスク駆動装置の薄型化に寄与できるという優れ
た効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例によるＦＤＤ用スビスピンドル
モータ面図、第２図は同モータの側断面図、第３図は第
２図の要部拡大図、第４図及び第５図はロータヨーク外
周部の異なる構造例を示す側断面図、第６図はインデッ
クス検出部の異なる構造例を示す側断面図、第７図はチ
ャッキング機構要部の下面図、第８図は第７図のａ−ａ
°線による断面図、第９図はチャッキング機構の作用を
説明する上面図、第１０図は従来のＦＤＤ用モータのロ
ータヨークを説明する要部の側断面図である。 １−・−ベース　　　　　２−・・金属基板３ａ、３ｂ
−・−磁気ヘッド ４−・スピンドルシャフト ５．５′−・・ベアリング ６・・・ハウジング　　　７−・・フランジ８−・・ロ
ータヨーク　　８′・・・補助ヨーク９・・・駆動マグ
ネット　Ｉ　Ｏ−Ｆ　Ｇマグネット１１−・−インデッ
クスマグネット １２・・・突極型鉄芯ヨーク １３・・・コイル　　　　１４・・−駆動ビン１５−・
・ディスクのセンターハブ １９・・・予圧バネ　　　２３−ホール素子２４−・・
ヨーク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）記録媒体としてのディスクを回転駆動するディスク
   駆動装置用モータであって、回転駆動力を発生させるた
   めの駆動マグネットが外周部に固着された円板状のロー
   タヨークを有したディスク駆動装置用モータにおいて、 前記ロータヨーク外周部に、該ヨークの磁気飽和を防止
   し、前記駆動マグネットによる磁束が該ヨーク外周部か
   ら外方へ漏洩することを防止するための補助ヨークを設
   けたことを特徴とするディスク駆動装置用モータ。 ２）前記補助ヨークは、前記ロータヨーク外周部の前記
   駆動マグネットを固着する部分に重ねて固着されたこと
   を特徴とする請求項第１項に記載のディスク駆動装置用
   モータ。 ３）前記ロータヨーク外周部の前記駆動マグネットを固
   着する部分が前記補助ヨークとしてロータヨーク本体と
   別体でロータヨーク本体より厚く形成されロータヨーク
   本体に結合されたことを特徴とする請求項第１項に記載
   のディスク駆動装置用モータ。