JPH06245420A - スピンドルモータ用回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定速度性の優れた、コンピュータ外部記憶装
置に用いられるハードディスクドライブおよびフロッピ
イディスクドライブ用のスピンドルモータを提供するこ
と。 【構成】 複数のスロットを持つ鉄心にコイルを巻いて
作製した固定子と、半径方向に磁化されており、該磁化
の向きが交互に反対向きとなるよう並んでいるリング状
永久磁石を、カップ型継鉄の内側に取り付けて作製した
回転子とより成り、かつ、上記鉄心と上記リング状永久
磁石との間に空隙が設けられているスピンドルモータに
おいて、上記リング状永久磁石を複数の小片磁石で構成
する。そして、上記小片磁石の内側側面の中央部に膨ら
みを持たせたり、内側側面に複数の突起を付けたりす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスピンドルモータ用回転
子に関する発明であり、本発明に係るスピンドルモータ
用回転子は、特に、コンピュータ外部記憶装置に用いら
れるハードディスクドライブおよびフロッピイディスク
ドライブ用の、一定速度で回転する必要のあるスピンド
ルモータに用いて最適である。

【０００２】

【従来の技術】ハードディスクドライブおよびフロッピ
イディスクドライブに用いられるスピンドルモータに
は、薄型であること、一定速度で回転すること、という
条件が必要とされている。

【０００３】従来用いられているスピンドルモータの例
を図３に示す。上記の条件を満たすために、ラジアルエ
アギャップ形ＤＣブラシレスモータが用いられている。

【０００４】図３（ａ）はスピンドルモータを縦に切断
した場合の断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の切
断線ＡＡ’に沿った断面図、図３（ｃ）は図３（ｂ）の
一部分（破線で囲まれた部分２）の拡大図である。

【０００５】図３に示した従来のスピンドルモータは、
大きく分けて、固定子１０と回転子１２とから成る。ス
ピンドルモータは、固定子１０に対して回転子１２を回
転させることにより、これに付設したスピンドル（軸）
を回転させる装置である。

【０００６】固定子１０は、複数のスロット１４を持つ
鉄心１６（複数の腕を持った形状になっている）の突出
部分（腕の部分）の各々にコイル１８を巻き、この鉄心
１６を固定子板２０に取り付けることにより、構成され
ている。

【０００７】一方、回転子１２は、カップ型継鉄２２の
内側にリング状永久磁石２４を取り付けたものと、中央
部に設けられた軸２６、およびその周囲の付属部品２７
とから成る。

【０００８】上記のリング状永久磁石２４の一部分（図
３（ｂ）の破線で囲まれた部分２）を拡大した図を図３
（ｃ）に示す。図３（ｃ）よりわかるように、リング状
永久磁石２４は半径方向に磁化されており、その磁化の
向きが交互に反対向きとなるよう並んでいる。

【０００９】従来のスピンドルモータに用いられるリン
グ状永久磁石は、図４に示したような一体物である。す
なわち、図３（ｂ）および図３（ｃ）において、磁化の
向きが変わるところに引いた境界線は便宜的なものであ
り、磁石がそこで切断されているわけではない。

【００１０】通常、図４の一体物リング状永久磁石のリ
ングの直径Ｄは４ｃｍ程度であり、直径方向の厚みＷ１
は２ｍｍ程度、直径方向に垂直な方向の厚みＷ２は５ｍ
ｍ程度である。

【００１１】固定子１０と回転子１２は、軸受け２８
（図３の例では、ころがり軸受けを使用）を介して接し
ており、固定子１０の鉄心１６の先端部分と回転子１２
のリング状永久磁石２４の内側側面との間には空隙３０
が存在する。

【００１２】コイル１８に電流を流すことにより鉄心１
６の先端部分が磁化され、よって、空隙３０に磁場が発
生する。この磁場により、リング状永久磁石２４にはそ
の磁化の向きによって、鉄心１６の先端部分に対して斥
力あるいは引力が働く。斥力と引力とが交互に働くよう
コイルに電流を流すことにより、リング状永久磁石２４
には鉄心１６のまわりを回るようなトルクが働く。した
がって回転子１２が回転し、軸２６は回転させられるこ
とになる。

【００１３】以上説明したように、従来のスピンドルモ
ータは薄型（リング状永久磁石２４の厚みが５ｍｍ程
度）であり、その回転子はほぼ一定な速度で回転するこ
とができる。

【００１４】ところが、鉄心１６には複数のスロット１
４が存在するため、空隙３０における磁場の大きさはス
ロットのところで大きく変化してしまう。よって、スロ
ットのところからリング状永久磁石２４に働く力の大き
さが、他のところからの力と極端に異なり、回転子１２
が滑らかに回転できなくなる。すなわち、回転子１２に
働くトルクが完全には一定とならないため、一定速度で
回転しなくてはならない回転子１２に多少の回転むらが
生じるという問題があった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、定速
度性の優れた、コンピュータ外部記憶装置に用いられる
ハードディスクドライブおよびフロッピイディスクドラ
イブ用のスピンドルモータを提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】複数のスロットを持つ鉄
心にコイルを巻いて作製した固定子と、半径方向に磁化
されており、該磁化の向きが交互に反対向きとなるよう
並んでいるリング状永久磁石を、カップ型継鉄の内側に
取り付けて作製した回転子とより成り、かつ、上記鉄心
と上記リング状永久磁石との間に空隙が設けられている
スピンドルモータにおいて、上記リング状永久磁石を複
数の小片磁石で構成する。そして、上記小片磁石の内側
側面の中央部に膨らみを持たせたり、内側側面に複数の
突起を付けたりする。

【００１７】

【実施例】回転子１２に回転むらを生じさせる原因とな
っているトルクの乱れを小さくするためには、リング状
永久磁石２４の内側側面の形状を変えることが有効であ
る。これにより、スロット１４による磁場強度の擾乱の
程度を低くし、さらに、磁場強度擾乱箇所の局所性を小
さくできるからである。

【００１８】しかし、従来のように薄肉の一体物リング
状永久磁石においては、内側側面を加工してその形状を
変えることは困難であった。このため、本発明において
は、リング状永久磁石を小片磁石に分割し、各々の内側
側面を加工してからリング状に構成する。よって、内側
側面を所望の形状に容易に加工することができる。

【００１９】本発明に係るスピンドルモータのリング状
永久磁石の一例を上からみたときの図を図１（ａ）に、
別の一例を上からみたときの図を図２（ａ）に示す。図
１（ａ）、図２（ａ）はリング状永久磁石の一部分であ
り、丁度、図３（ｃ）に示した部分に対応するものであ
る。

【００２０】本発明では、リング状永久磁石を複数の小
片磁石で構成しており、図１（ａ）、図２（ａ）におけ
る境界線は、それぞれ各小片磁石の境界を表わしてい
る。また、図１（ｂ）、図２（ｂ）は、それぞれ図１
（ａ）、図２（ａ）のリング状永久磁石を構成している
小片磁石の一片の斜視図である。

【００２１】図１の小片磁石は、内側側面の中央部に膨
らみを持たせたものであり、図２の小片磁石は、内側側
面に複数の突起を付けたものである。ここで、小片磁石
の膨らみおよび突起の寸法は、鉄心に設けられているス
ロットの寸法との関係で決められる。

【００２２】具体的な実験例の結果について述べる。図
３の従来のスピンドルモータ用回転子の場合と、図３の
リング状永久磁石２４を図１（図２）に示す小片磁石か
ら成るリング状永久磁石とした、本発明のスピンドルモ
ータ用回転子の場合について、トルクの乱れの大きさを
測定した。尚、どちらの場合も図３の固定子１０を用い
た。

【００２３】このとき、磁石の磁化の極数（図１、図２
では小片磁石の数と等しい）は３２個、鉄心のスロット
の数は２４個とした。

【００２４】上記の実験の結果、本発明に係るスピンド
ルモータ用回転子に働くトルクの乱れを、図１の場合も
図２の場合も、従来のものに比べて１／５にすることが
できた。

【００２５】したがって、本発明に係るスピンドルモー
タ用回転子を用いれば、回転子の回転むらを小さくする
ことができ、従来よりも一定な速度で回転させることが
できた。すなわち、回転子の回転の定速度性を非常に上
げることができた。

【００２６】

【発明の効果】本発明に係るスピンドルモータ用回転子
を用いることにより、定速度性の優れた、コンピュータ
外部記憶装置に用いられるハードディスクドライブおよ
びフロッピイディスクドライブ用のスピンドルモータを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いるリング状永久磁石の形状を説明
する図。

【図２】本発明に用いるリング状永久磁石の別の形状を
説明する図。

【図３】スピンドルモータの従来例を説明する図。

【図４】従来のリング状永久磁石の形状を説明する図。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のスロットを持つ鉄心にコイルを巻
   いて作製した固定子と、 半径方向に磁化されており、該磁化の向きが交互に反対
   向きとなるよう並んでいるリング状永久磁石を、カップ
   型継鉄の内側に取り付けて作製した回転子とより成り、 かつ、上記鉄心と上記リング状永久磁石との間に空隙が
   設けられているスピンドルモータにおいて、 上記リング状永久磁石が複数の小片磁石で構成されてい
   ることを特徴とするスピンドルモータ用回転子。
2. 【請求項２】 上記小片磁石の内側側面の中央部が膨ら
   みを有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のスピンドルモータ用回転子。
3. 【請求項３】 上記小片磁石の内側側面に複数の突起が
   付けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載のスピンドルモータ用回転子。