JPH10162497A - 異方向性磁化特性を有する永久磁石とそれを利用した回転機器及びクランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、磁束の漏洩を最少化することがで
きるように磁化特性を改善した永久磁石を提供するこ
と。 【解決手段】 本発明による異方向性磁化特性を有する
永久磁石は、磁束線が磁化方法のベクトル的な合成方向
に沿って旋回するように、少なくとも２個の方向に磁化
される。回転体においては、半径方向と円周の接線方向
へ磁化された永久磁石を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は永久磁石に関するも
ので、特に異なる方向に磁化された異方向性磁化（放物
磁化、paraboplic magnetization）特性を有する永久磁
石に関する。また本発明は、その異方向性磁化特性を有
する永久磁石を利用した回転機器及びクランプ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、ＣＤ−ＲＯＭとＤＶＤのよう
なディスク型の記録媒体を記録または再生するための装
置（以下“ディスクドライバー”という）では、ディス
クを安定に回転させるためのディスク回転装置が備えら
れている。このディスク回転装置は、ディスクを回転さ
せるスピンドルモーターと、そのスピンドルモーターに
ディスクを安定に固定させるためのクランプ装置とを備
えている。スピンドルモーターは、永久磁石の磁力を利
用して回転力を発生し、その回転力によりディスクを回
転させる。クランプ装置は永久磁石の磁力を利用して、
ディスクをスピンドルモーターに固定させる。このよう
なスピンドルモーターとクランプ装置は、永久磁石の磁
力の利用効率を高めるために別の部材が追加的に使用さ
れている。この別部材は、磁力線の方向を変更させるバ
ックヨークである。これはスピンドルモーターとクラン
プ装置との構造及び制作過程を複雑化させる要因として
作用する。特に、スピンドルモーターの場合は、バック
ヨークのために同心性が悪くなり、コギングが増加し、
ディスクを振動させるようになる。また、スピンドルモ
ーターを含むディスク回転装置の構造及び制作過程も複
雑となる。

【０００３】従来のディスク回転装置は、図１及び図２
のように、スピンドルモーター（２８）とクランプ装置
（３０）とからなっている。スピンドルモーター（２
８）は、回転子部（２４）と固定子部（１６）とに分け
られる。回転子部（２４）はクランピングプレート
（２）、中央円錐体（４）、スプリング（６）、ターン
テーブル（８）、回転軸（１０）、回転子バックヨーク
（１２）及びメインマグネット（１４）とから構成され
る。固定子部（２６）は、ベアリング（１７）が収納さ
れたベアリングハウジング（１６）、積層コア（２
０）、コイル（１８）及び固定子支持部（２２）とから
構成される。回転子部（２４）で、回転軸（１０）はク
ランピングプレート（２）、中央円錐体（４）、スプリ
ング（６）及びターンテーブル（８）に押入される。回
転軸（１０）は固定子部（２２）のベアリングハウジン
グ（１６）に回転可能に差し込まれる。クランピングプ
レート（２）は、スチール系統の磁性体からなり、中央
円錐体（４）を案内する役割を果たしている。中央円錐
体（４）とスプリング（６）とは、オートセンターリン
グ(Auto-centering)、すなわち、ディスクの内径公差を
減殺させる役を果たす。ターンテーブル（８）はディス
クが安着される部分であり、中央円錐体（４）とスプリ
ング（６）を下から支持する。ターンテーブル（８）に
は、ディスクの滑りを防止するように摩擦係数が比較的
に大きいゴムからなる環形ベルト形状のゴムフェルト
（８ａ）が接着される。固定子部（２６）では、固定子
部支持部（２２）によりベアリングハウジング（１８）
が支持され、このベアリングハウジング（１８）により
ベアリング（１７）と積層コア（２０）が支持される。
積層コア（２０）にはコイル（１８）が巻き付けられて
いる。

【０００４】一方、クランプ装置（３０）は、クランピ
ングマグネット（３２）、クランプホルダ（３４）、ク
ランピングマグネットバックヨーク（３６）及びクラン
パー（３８）とから構成される。クランプホルダ（３
４）は、一般的にプラスチック類の射出成形で形成さ
れ、クランピングマグネット（３２）、クランピングマ
グネットバックヨーク（３６）及びクランパー（３８）
を一体化させる役割をすると共に、スピンドルモーター
（３０）の回転中心にクランプ装置（３６）の回転中心
を一致させるためのものである。クランピングマグネッ
ト（３２）は、一般的に稀土類系列の焼結磁石であり、
上下方向または多極に磁化される。クランピングマグネ
ット（３２）とスピンドルモーター（２８）のクランピ
ングプレート（２）は、相互に磁気的な吸着しようとす
るクランプ力を発生する。クランピングマグネット（３
２）とクランピングプレート（２）によるクランプ力に
より、クランパー（３８）はディスク（１）に対して垂
直方向に圧力を付加することにより、ディスク（１）を
ターンテーブル（８）に密着させる。

【０００５】また、従来のディスク回転装置は、図１及
び図２に図示された形態とは異なったものもある。その
一例を図３に示す。図のようにスピンドルモーター（２
８）とクランプ装置（３０）と間にクランプ力を発生さ
せるクランピングマグネット（３２）とクランピングプ
レート（２）とがそれぞれ変えられている。図３のディ
スク回転装置では、スピンドルモーター（２８）の回転
子部（２４’）は、クランピングマグネット（３）、ク
ランピングマグネットバックヨーク（５）、中央円錐体
（４）、スプリング（６）、ターンテーブル（８）、回
転軸（１０）、回転子バックヨーク（１２）及びメイン
マグネット（１４）から構成される。固定子部（２６）
は、図１のそれと同一に構成される。回転子部（２４）
を図１に図示されたスピンドルモーターのそれと対比す
る時、クランピングマグネット（３）及びクランピング
マグネットバックヨーク（５）が追加され、クランピン
グプレート（２）が省略される。回転子部（２４’）で
その以外の部品は、同一の役割をするものであり、同一
の図面符合を使用し、その詳細な説明は省略する。クラ
ンピングマグネット（３）は磁化され、クランプ装置
（３０）と共にディスク（１）を密着させるためのクラ
ンプ力を発生する。クランピングマグネットバックヨー
ク（５）はスチール系統の磁性体であり、クランピング
マグネット（３）の磁束漏洩を防止する役割をすると同
時に、クランピングマグネット（３）を下から支持す
る。この場合、図１と対比する時、クランプ装置（３
０’）は、クランピングマグネット（３２）とクランピ
ングマグネットバックヨーク（３６）が省略され、クラ
ンピングプレート（３２’）、クランプホルダ（３４）
及びクランパー（３８）から構成される。クランピング
プレート（３２’）は、図１に図示した従来のスピンド
ルモーターのクランピングプレート（２）と同一の役割
を果たし、スピンドルモーターのクランピングマグネッ
ト（３）への吸着力によってクランプ力を発生する。従
って、クランプ装置（３０’）は、１つの部品が省略さ
れ３個の部品から組み立てられる。クランプホルダ（３
４）及びクランパー（３８）は、図１のものと同一の役
割であるので、同一の図面符号を使用し詳細な説明は省
略する。

【０００６】図４は従来スピンドルモーターの磁気回路
を示すために、図２及び図３において“Ａ−Ａ’”線に
沿って切り取った従来スピンドルモーターの横断面図を
図示したものである。

【０００７】図４を参照して従来スピンドルモーターの
磁気回路を説明すると、メインマグネット（１４）は半
径方向のみに磁化されることにより、点線で示した通り
磁束線はメインマグネット（１４）を半径方向に通過し
てから、回転子バックヨーク（１２）を接線方向（θ方
向）に通過する。そして磁束線は、更にメインマグネッ
ト（１４）を半径方向に通過してエアギャップを通って
積層コア（２０）を通過して、更にエアギャップを通る
閉ループ経路を形成してコイル（１８）に交差する。

【０００８】図５は、従来のクランプ装置における磁気
回路を示すために、図２でクランプ力が発生される
“Ｂ”部分を拡大して図示した。クランピングマグネッ
ト（３２）は、ほぼ垂直方向のみに磁化されている。こ
のような磁化方向に、磁束線は点線で示した通り垂直方
向にクランピングマグネット（３２）を通過し、クラン
ピングマグネットバックヨーク（３６）を旋回し、更に
クランピングマグネット（３２）を垂直方向に通過する
ようになる。そしてこの磁束線は、ディスク（１）また
はエアギャップとクランピングプレート（２）とを旋回
して閉ループを形成するようになる。

【０００９】このように、従来のディスク回転装置にお
いては、メインマグネット（１４）とクランピングマグ
ネット（３２）の磁化方向は、スチール系統の磁性体の
クランピングプレート（２）、回転子バックヨーク（１
２）及びクランピングマグネットバックヨーク（３６）
とを利用して、磁束の漏洩を防止するようになる。すな
わち、スピンドルモーター（２８）の磁気回路は、メイ
ンマグネット（１４）がほぼ半径方向（Ｒ方向）の単一
方向のみに磁化されているので、磁束線の漏洩を防止す
る回転子バックヨーク（１２）を必要とするようにな
る。クランプ装置（３０）のクランピングマグネット
（３２）は垂直方向のみに磁化されているので、磁束線
の漏洩を防止するクランピングマグネットバックヨーク
（３６）を必要とする。このような磁化方法による磁石
の効率を調べると、メインマグネット（１４）とクラン
ピングマグネット（３２）が単一方向のみに磁化されて
いるので、メインマグネット（１４）内の磁束線が短く
なる。結局、メインマグネット（１４）とクランピング
マグネット（３２）の効率を落とすようになり、モータ
ーの性能が劣化し、クランプ力が低下する。また、ディ
スク回転装置におけるスピンドルモーターとクランプ装
置は、複雑な構造を有する。

【００１０】従来のディスク回転装置を構成する各部品
を詳細に調べると、クランピングプレート（２，３
２’）、回転子バックヨーク（１２）及びクランピング
マグネットバックヨーク（５，３４）にはスチール系統
の磁性材料が使用される。そして、メインマグネット
（１４）には永久磁石が使用され、クランピングマグネ
ット（３，３２）には一般的に稀土類系列の焼結磁石が
使用される。ディスク（１）が安着されるターンテーブ
ル（８）には黄銅、ターンテーブル（８）に接着される
ゴムフェルト（８ａ）にはゴムが主に使用される。この
ように、それぞれ異なる高価な素材を使用するので、従
来のディスク回転装置は、製造原価を上昇させるともに
重くなる。さらに、このような構成により従来のディス
ク回転装置は、組立工程が複雑となり、組立時の累積公
差が発生する。複雑な組立工程は、ディスク回転装置の
不良率を大きく発生させる。また複雑な組立工程は、多
くの部品を組み立てることにより、累積公差が増加して
振動が大きくなり、高精度のディスク回転装置を実現す
ることができなかった。特に、スピンドルモーター（２
８）の回転子部（２４）から回転軸（１０）とメインマ
グネット（１４）までの組立累積公差と、メインマグネ
ット（１４）と積層コア（２０）間の色々な部品の組立
累積公差は、コギングを増加させ、ターンテーブル
（８）の面振動及び軸方向の振動を誘発する。ディスク
回転装置における振動は、トラック幅が相対的に狭くな
る高密度ディスクのトラッキング制御、フォーカシング
制御及びスレッド制御が難しくなるので、情報の記録／
再生時にエラーが誘発される。このような振動は、高密
度のディスクと高倍速のディスクドライバーでより深刻
な問題として台頭しつつある。振動が大きくなることが
予想される携帯用ディスクドライバーの開発が進めら
れ、それに伴ってクランプ力を強化する必要性が高まっ
ている。携帯用ディスクドライバー環境で、総体的に大
きい外部の加振源により振動が大きくなるので、ディス
ク回転装置はクランプ力を大きくして安定にディスクを
回転させなければならない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ディスク回転装置にお
ける累積公差とそれによる振動により、製品の信頼性と
競争力が低下し、携帯用ディスクドライバーの開発が難
しくなる。一方、一般的なモーターは、前記部品のすべ
てが使用されず、電流が供給されるコイルと磁化された
磁石とを基本にして構成される。しかし、磁石の磁束漏
洩を防止するバックヨークとコイルが巻かれる積層コア
が追加しなければならない。従って、本発明の目的は磁
束の漏洩を最少化することができるように磁化特性を改
善した永久磁石を提供することにある。本発明の他の目
的は、構造と制作工程を簡素化することができるスピン
ドルモーターを提供することにある。本発明の他の目的
は、組立累積公差を減少させて振動を最少化することが
できるスピンドルモーターを提供することにある。本発
明のまた他の目的は、構造と制作工程を簡素化すること
ができるクランプ装置を提供することにある。本発明の
また他の目的は、構造と制作工程を簡素化して製造原価
を低減させると共に振動を最少化するディスク回転装置
を提供することにある。本発明のまた他の目的は、構造
と制作工程を簡素化してクランプ力を極大化したディス
ク回転装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は異方向性磁化特性を持つ永久磁石を提供
する。その磁石は、磁束線が磁化方向のベクトル的な合
成方向に沿って旋回するように、少なくとも２種類の方
向に磁化されている。本発明によるスピンドルモーター
は、上記異方向性磁化特性を持つ永久磁石の磁気的な性
質を利用して、磁束が外周に漏洩されることを防止する
ようにメインマグネットをロータとして構成させ、従来
のメインマグネットと回転子バックヨークとを一体化さ
れた構造のものとしたことを特徴とする。本発明による
スピンドルモーターは、さらに、クランピングマグネッ
トをも異方向性磁化特性を有する永久磁石で構成させ、
従来のクランピングマグネットとクランピングマグネッ
トバックヨークとを１つの部品に一体化したことを特徴
とする。本発明によるスピンドルモーターは、従来のメ
インマグネット、回転子バックヨーク、ターンテーブ
ル、ゴムフェルト、クランピングマグネット及びクラン
ピングマグネットバックヨークを異方向性磁化特性を有
する永久磁石、すなわちボンド磁石で一体化成形する。
本発明によるスピンドルモーターは、メインマグネッ
ト、回転子バックヨーク及びターンテーブルが１つの部
品に一体化されたボンド磁石手段を備える。本発明によ
るスピンドルモーターは、従来のメインマグネット、タ
ーンテーブル、回転子バックヨーク及び回転軸を異方向
性磁化特性を有する永久磁石で射出物に一体化すること
も可能である。本発明によるクランプ装置は、従来のク
ランピングマグネット、クランピングマグネットバック
ヨーク、クランパー及びクランプホルダを異方向性磁化
特性を有する永久磁石で１つの部品に一体化されたこと
を特徴とする。本発明によるディスク回転装置は、上述
した本発明のスピンドルモータと上述したクランプ装置
をと備えていることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明の実施形態による異方向性磁化特性を有
する永久磁石を用いているので、その磁化方向を回転体
の場合には直径方向と円周方向とすることによってバッ
クヨークがなくても磁束が外に漏れることがなくなる。
したがって、バックヨークを必要とせず、構造が簡単と
なる。さらに、クランプ装置などの押さえつけるための
マグネットを交互に異なる磁化方向のものを配置するこ
とにより、磁束を外へ漏れることがないようにすること
ができる。したがって、同様にバックヨークが不要とな
り、構造が簡単になり、かつ制作工程を簡素化すること
ができる。前記の目的以外に、本発明の他の目的及び利
点等は、添付図面を参照して実施形態に関する説明を通
して明らかになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付の
図６〜図１９を参照して詳細に説明する。図６は、本発
明の第１実施形態によるディスク回転装置の分解斜視図
を図示したものである。そして、図７はディスクが安着
された状態の本発明の第１実施形態によるディスク回転
装置の縦断面図を図示したものである。

【００１５】図６及び図７を参照すると、本発明の第１
実施形態によるディスク回転装置は、ボンド磁石（bond
magnet ）に一体化されたクランピングボンド磁石（６
４）とボンド磁石により回転子部（６０）を簡素化した
スピンドルモーター（６６）を備える。

【００１６】図６及び図７において、図１及び図２に図
示した従来のディスク回転装置を関連させて説明する。
スピンドルモーター（６６）は、回転子部（６０）と固
定子部（６２）とからなっている。回転子部（６０）
は、クランピングプレート（４２）、中央円錐体（４
４）、スプリング（４６）、回転軸（４８）及びターン
テーブルローター（５０）とを備える。ターンテーブル
ローター（５０）は、従来のターンテーブル（８）、ゴ
ムフェルト（８ａ）、メインマグネット（１４）及び回
転子バックヨーク（１２）がボンド磁石で一体化され
る。従って、ターンテーブルローター（５０）は、従来
のメインマグネット（１４）、回転子バックヨーク（１
２）、ターンテーブル（８）及びゴムフェルト（８ａ）
の機能を１つで果たしている。ターンテーブルローター
（５０）は、接線方向と半径方向との二方向性に磁化さ
れるので、外側に磁束が漏れない。従って、磁束の漏洩
を防止する役割をする従来の回転子バックヨーク（１
２）が要らなくなる。ターンテーブルローター（５０）
は、摩擦係数が従来のターンテーブルに使用された黄銅
より大きいボンド磁石であるので、従来のゴムフェルト
（８ａ）の機能にも代わることができ、それを必要とし
ない。摩擦係数をより大きくするために、ディスク
（１）と接触する部分に、凹凸またはエンボシングを施
すことが好ましい。そしてターンテーブルローター（５
０）の上面は、図８のように多極に磁化させてクランプ
力を付加させる。回転軸（４８）は、クランピングプレ
ート（４２）、中央円錐体（４４）及びターンテーブル
ローター（５０）に挿入される。クランピングプレート
（４２）は、スチール系統の磁性体であり、クランピン
グボンド磁石（６４）と共に相互に磁気的クランプ力を
発生する。中央円錐体（４４）とスプリング（４６）
は、ディスクの内径公差を減殺させるオートセンターリ
ングの役割を果たしているのは従来同様である。高精度
の性能を満足する必要がない使用環境では、中央円錐体
（４４）とスプリング（４６）をターンテーブルロータ
ー（５０）に一体化させて、回転子部（６０）をより簡
素に構成することができる。固定子部（６２）は、従来
と同様にベアリング（５１）、ベアリングハウジング
（５２）、積層コア（５６）、コイル（５４）及び固定
子支持部（５８）から構成される。従って、固定子支持
部（５８）はベアリングハウジング（５２）を支持し、
このベアリングハウジング（５２）は、コイル（５４）
が巻かれた積層コア（５６）を支持するようになる。

【００１７】クランピングボンド磁石（６４）は、従来
のクランピングマグネット（３２）、クランプホルダ
（３４）、クランピングマグネットバックヨーク（３
６）及びクランパー（３８）を一体化させている。図３
に図示された従来のクランプ装置と対比してみる時、ク
ランピングボンド磁石（６４）は、クランピングプレー
ト（３２’）、クランプホルダ（３４）及びクランパー
（３８）をボンド磁石に一体化する。クランピングボン
ド磁石（６４）は、図９のようにクランピングプレート
（４２）に対向した面で多極に、すなわち交互に逆極性
となるように磁化される。またクランプ力の分布面積が
拡大されるように、図１０のようにクランピングプレー
ト（４２）及びターンテーブルローター（５０）に対向
した面で多極に磁化することができる。

【００１８】このように、本発明のスピンドルモーター
とクランプ装置は従来のそれと対比する時、その部品数
が大幅に減少され、クランプ力を大きく向上させること
ができる。クランピングボンド磁石（６４）の回転中心
を、スピンドルモーター（６６）の回転中心と一致させ
るための調心の役割をするように、底面の中心部分に突
出部（６４ａ）を形成する。この突出部（６４ａ）は、
回転軸（４８）に垂直方向に一致するように、ターンテ
ーブルローター（５０）の内径にはめ込まれる。一方、
本実施形態によるクランピングボンド磁石（６４）は、
図１または図３に図示されたスピンドルモーターと共に
ディスク回転装置として構成することができる。この場
合、従来のそれより倍加されたクランプ力によりディス
クを密着させることができる。

【００１９】スピンドルモーター（６６）のクランプ力
を向上させる他の方法を図１１に示す。図示のように、
スピンドルモーターの回転子部（６０）をボンド磁石プ
レート（６６）、中央円錐体（６８）、スプリング（７
０）、ターンテーブルローター（７２）及び回転軸（７
４）で構成する。

【００２０】ボンド磁石プレート（６６）は、図３に図
示された従来のスピンドルモーターと対比してみる時、
クランピングマグネット（３）とクランピングマグネッ
トバックヨーク（５）とがボンド磁石に一体化される。
ボンド磁石プレート（６６）とターンテーブルローター
（７２）は、図１２のように上面が多極に磁化される。
このようなスピンドルモーターを、図６及び図７に図示
された実施形態のクランピングボンド磁石（６４）と共
にディスク回転装置に構成するようになると、クランプ
力を極大化させ得る。図６及び図１１におけるターンテ
ーブルローター（５０，７２）の製造単価は、どのよう
な形状であっても一体化されない従来の各部品等の総製
造単価よりずっと低減される。固定子部（６２）は、本
発明の第１実施形態と同一に構成されるもので、詳細な
説明は省略する。

【００２１】本実施形態のディスク回転装置で部品数が
減少されたのは、磁化方法の改善により可能になったも
のである。これを、添付の図１３乃至図１５を参照して
説明する。

【００２２】図１３は、本発明によるスピンドルモータ
ーの磁気回路を示すために図７と図１１の“Ｃ−Ｃ’”
線に沿って切り取った横断面図を図示したものである。
ターンテーブルローター（５０，７２）は、従来のもの
が半径方向（Ｒ方向）のみであったこととは異なって、
点線で示したとおり、半径方向と接線方向（θ方向）と
に同時に磁化され、磁束線が外周に漏洩されない。すな
わち、磁束線はターンテーブルローター（５０，７２）
内で内周側に旋回して通過してから、エアギャップを通
って積層コア（５６）を半径方向に通過し、更にエアギ
ャップを通る閉ループを形成することによりコイル（５
４）を交差するようになる。

【００２３】本発明における磁化方法を、数式１を参照
して説明する。図面において水平軸と垂直軸とをそれぞ
れｘ軸、ｙ軸といい、ターンテーブルローター（５０，
７２）の内部で磁化のｘ、ｙ成分が下記のように表現さ
れる時、ターンテーブルローター（５０，７２）は、半
径方向（Ｒ方向）と接線方向（θ方向）に磁化される。

【数１】 ここにおいて、Ｍ₀は磁化常数、Ｐはポールペア(pole p
air)である。ここにおいて、全体極数はｐ×２となる。
ターンテーブルローター（５０，７２）が図面のように
１２極に多極磁化された場合であればＰ＝６となる。

【００２４】図１４は、ターンテーブルローター（５
０，７２）内における磁化方向をｘ、ｙ成分で表現した
特性図を図示したものである。図１４において、水平軸
は磁化される角度(deg )を示し、垂直軸は磁化量（Ｍ）
を示す。ｘ成分における磁化は実線で表現され、ｙ成分
の磁化は点線で示す。実際に永久磁石を磁化すると、多
様な周波数成分が混在されて現れる場合があるが、この
ような高調波の特性は、数式１に高調波成分が加算され
て現れるようになる。その表現式は数式２のとおりであ
る。

【数２】

【００２５】ここにおいて、高調波成分値は異なって現
れる場合もある。本発明における磁化方法は、数式１と
数式２のみにより表現可能であるものでなく、多様な数
式表現が可能である。このように、ターンテーブルロー
ター（５０，７２）の磁化を異方向性とすることにより
回転子部を簡素化することができ、ターンテーブルロー
ター（５０，７２）内における磁束線が長くなるので、
磁石効率が向上される。従来の回転子バックヨーク（１
２）を省略することができる。そして、従来のターンテ
ーブル（８）、回転子バックヨーク（１２）及びメイン
マグネット（１４）をボンド磁石すなわち、ターンテー
ブルローター（５０，７２）として一体化させることが
可能になる。

【００２６】異方向性に磁化することによりスピンドル
モーターの回転子部の簡素化が達成され、製造工程が単
純化される。製造工程が単純化されることにより、不良
率を減少させ得、小型化を図ることができるようにな
る。異方向性磁化は、ターンテーブルローター（５０，
７２）とクランピングボンド磁石（６４）がボンド磁石
であるので、金型成形時に磁化させることにより、別途
の着磁工程が要らなくなる。回転子部が減少された結
果、従来回転軸（１０）からターンテーブル（８）まで
の累積公差が減少し、それによる振動が減少されると同
時に、従来ターンテーブル（８）と積層コア（２０）間
の累積公差もまた減少され、コギングトルクを減らすこ
とができるので振動が減少し、高精度のモーターの実現
が可能になる。そして従来のスピンドルモーターでは、
メインマグネット（１４）には永久磁石、回転子バック
ヨーク（１２）とクランピングプレート（２）にはスチ
ール系統の磁性材料、ターンテーブル（８）には黄銅、
ゴムフェルト（８ａ）にはゴム等を使用して製造原価が
高くなっていた。それとは異なって、本発明では前記の
部品等を１個または２個のボンド磁石に一体化すること
によって製造原価を低減することができる。これはま
た、機械的な時定数を減らして速応性を向上させ、スピ
ンドルモーターの軽量化が可能になる。そして、本発明
によるスピンドルモーターは、異方向性磁化方法により
従来の回転子バックヨーク（１２）をメインマグネット
（１４）と一体化させることにより、ターンテーブルロ
ーター（５０，７２）を低い勾配(Grade )のボンド磁石
を使用することができるようになる。

【００２７】クランピングボンド磁石（６４）もまた、
異方向性磁化方法により従来４個または３個の部品をボ
ンド磁石に一体化できる。図１５は、本発明によるクラ
ンピングボンド磁石の磁気回路を示すために、図９及び
図１０の“Ｄ”線に沿って切り取った縦断面図を図示し
たものである。

【００２８】磁束線は、クランピングボンド磁石（６
４）、ディスク（１）、従来スピンドルモーターのクラ
ンピングプレート（２）または、本発明によるスピンド
ルモーターでボンド磁石プレート（６６）とターンテー
ブルローター（５０，７２）と間で閉ループを形成す
る。これを詳細に説明すると、磁束線は、点線で示した
とおり、クランピングボンド磁石（６４）で旋回して通
過し、次いでエアギャップまたはディスク（１）を垂直
方向に通過してから、従来のクランピングプレート
（２）または、本実施形態のボンド磁石プレート（６
６）、ターンテーブルローター（５０，７２）を上下方
向と左右方向に旋回して通過する閉ループを形成する。

【００２９】このように、クランピングボンド磁石（６
４）内で磁束線が旋回する方向に形成されることによ
り、クランピングボンド磁石（６４）の上方（図１５の
図面上）にはほぼ磁束線が漏洩されない。これにより、
磁束線が上方に漏洩されないようにする従来のクランピ
ングマグネットバックヨーク（３６）は要らなくなる。
併せて、クランピングボンド磁石（６４）内における磁
束線の経路が長くなり、磁石効率が向上する。このよう
な異方向性磁化方法により、クランピングボンド磁石
（６４）は従来のクランピングマグネットバックヨーク
（３６）、クランピングマグネット（３２）及びクラン
プホルダ（３４）を一体化するので、従来必要であって
これ等を結合させる結合工程が省略され、不良率と累積
公差を減少させることができる。またクランピングボン
ド磁石（６４）は、従来にスチール系統の磁性体のクラ
ンピングマグネットバックヨーク（３６）、一般的に稀
土類系列の焼結磁石のクランピングマグネット（３２）
等の高価な部品を廉価のボンド磁石に一体化することに
より、製造原価を低減し得るようになる。一方、異方向
性磁化方法によりスピンドルモーターの回転子部を構成
する部品等の中の一部を、廉価の合成樹脂類の射出成形
物を使用して簡素化することができる。

【００３０】図１６は本発明の第２実施形態によるディ
スク回転装置の分解斜視図を示したものである。図１７
はディスクが安着された状態における本発明の第２実施
形態によるディスク回転装置の縦断面図を図示したもの
である。図１６及び図１７において、図１及び図２に図
示された従来のディスク回転装置と連結して説明し、図
６及び図７に図示されたディスク回転装置と同一の機能
及び構造を有する部品に対しては、同一の図面符号を使
用し、詳細な説明は省略する。

【００３１】図１６及び図１７を参照すると、本実施形
態によるディスク回転装置は、クランピングボンド磁石
（６４）、射出物を利用して回転子部を簡素化したスピ
ンドルモーター（９０）とを備える。クランピングボン
ド磁石（６４）とスピンドルモーター（９０）の固定子
部（６２）は、図６及び図７に図示した本発明の第１実
施形態と同一であるので、詳細な説明は省略する。スピ
ンドルモーター（９０）の回転子部（８８）は、クラン
ピングプレート（７６）、中央円錐体（７８）、スプリ
ング（８０）、回転軸（８２）、合成樹脂類から射出成
形されたターンテーブル−ローラー（８４）及びメイン
マグネット（８６）を備える。ターンテーブルローター
（８４）は、従来のターンテーブル（８）の回転子バッ
クヨーク（１２）が一体化された合成樹脂類の射出物で
ある。従って、ターンテーブルローター（８４）は、デ
ィスク（１）を安着させ、中央円錐体（７８）を案内す
る役割をすると共に、クランピングプレート（７６）を
下から支持するようになる。ターンテーブルローター
（８４）が射出物に一体化することは、メインマグネッ
ト（８６）の磁化方法が、図１３のようにメインマグネ
ット（８６）内で半径方向と接線方向を同時に有するよ
うに二方向性に磁化され、外周に磁束が漏洩されなくな
ることにより可能になった。回転軸（８２）は、クラン
ピングプレート（７６）、中央円錐体（７８）及びター
ンテーブルローター（８４）に押入される。従って、回
転軸（８２）が回転すると、回転軸（８２）と共にター
ンテーブルローター（８４）、クランピングプレート
（７６）、中央円錐体（７８）も共に回転するようにな
る。ターンテーブルローター（８４）には、非磁性体の
射出物を使用することができるが、射出物にフェライト
粉末を混合して金型時に磁化させたものを使用すること
ができる。回転子部（８８）で従来のターンテーブル
（８）と回転子バックヨーク（１２）とを合成樹脂類の
射出物で一体化するので、従来ターンテーブル（８）と
回転子バックヨーク（１２）とを組み立てる結合工程を
省略し、これによる累積公差を減らすことができる。累
積公差を減らすことにより、アンバランス量が減少する
と同時に、ターンテーブルローター（８４）と積層コア
（５６）間の同心度が減少するのでコギングトルクを減
らすことができて、振動を減少させることができる。タ
ーンテーブルローター（８４）は、従来に黄銅からなる
ターンテーブル（８）に比較して摩擦係数が比較的に大
きい合成樹脂類であるので、従来のゴムフェルト（８
ａ）も共に一体化される。この場合、ターンテーブルロ
ーター（８４）の上面を凹凸またはエンボシング処理を
施して、摩擦係数を大きくすることが好ましい。そのよ
うにすることにより、従来のターンテーブル（８）とゴ
ムフェルト（８ａ）とを接着する工程が省略される。回
転軸（８２）は、ターンテーブルローター（８４）の射
出成形時にインサート射出することができる。したがっ
て、従来のターンテーブル（８）に回転軸（１０）を押
入する工程が省略される。

【００３２】本実施形態において、回転軸（８２）をタ
ーンテーブルローター（８４）にインサートして射出成
形時に、射出物の軸方向の面振動と、ターンテーブルロ
ーター（８４）の上面から固定子支持部の上面までの高
さＨに対して高精度に誤差を補正する方法は下記のとお
りである。まず、ターンテーブルローター（８４）に回
転軸（８２）をインサート射出成形してから、回転軸
（８２）を基準としてターンテーブルローター（８４）
の上面を加工して、軸方向の面振動と高さＨに対してよ
り精巧に誤差を補正することができる。高精度の軸方向
の面振動の補正のための他の方法は、図１８の（Ａ）及
び（Ｂ）のように、ターンテーブルローター（８４）の
上面に均衡補正ホール(Balance hole)を配置することに
よってアンバランス量を減らすことができる。これを詳
細に調べると、回転子部（８８）の回転中心と重さ中心
を検出してから、回転中心と重さ中心とが一致しなけれ
ば、ターンテーブルローター（８４）の重さ中心が位置
した地点に均衡補正ホール（８４ａ）を形成するように
なる。従って、ターンテーブルローター（８４）の重さ
中心の変位を補償するようにアンバランス量を減らすよ
うになる。ここにおいて、均衡補正ホール（８４ａ）は
異なる間隔で配置することができ、また、各均衡補正ホ
ール（８４ａ）の深さは相互に異なることもある。ま
た、均衡補正ホール（８４ａ）は、ターンテーブルロー
ター（８４）の上面だけでなく、側面または下面に配置
した場合にも同一効果を得ることができる。もちろん、
本発明の第１実施形態にも適用可能なもので、ボンド磁
石に一体化されたターンテーブルローター（５０，７
２）の場合にも、均衡補正ホール（８４ａ）によりアン
バランス量を最少化することができる。均衡補正ホール
（８４ａ）は、従来のスピンドルモーターにも適用可能
であるので、従来のターンテーブル（８）に適用すると
軸方向の面振動を補正することができるようになる。

【００３３】回転子部を更に簡素化させるために、図１
９のようにターンテーブルローター（８４’）は、内側
面に挟まれているメインマグネット（８６）をインサー
ト射出成形し、メインマグネット（８６）をも一体化す
ることができる。従来、メインマグネット（８６）が稀
土類系列の鉄、ホウ素を含有したネオジウム（ＮｄＦｅ
Ｂ）磁性体である場合、メインマグネット（１４）自体
に鉄成分を含有しているので、空気と接触する時に容易
に腐食するという問題があった。このような問題により
従来は、メインマグネット（１４）が別途のコーティン
グ過程を経てターンテーブルに接着された。本実施形態
では、メインマグネット（１４）を射出物にインサート
射出することにより、腐食防止のための別途のコーティ
ング工程が省略され得る。そして、従来は回転子バック
ヨーク（１２）の内側面にメインマグネット（１４）を
接着することが必要であったが、本実施形態ではターン
テーブルローター（８４）にメインマグネット（８６）
をインサート射出することにより、ターンテーブルにメ
インマグネットを接着する工程が省略され得るので、こ
れによる組立累積公差を減らすことができる。組立累積
公差の減少は、メインマグネット（８６）と積層コア
（５６）間の同心度とコギングを減らすことができるよ
うになり、振動を減少させることができる。結果的に、
本発明の第２実施形態によるターンテーブルローター
（８４’）は、従来のターンテーブル（８）、ゴムフェ
ルト（８ａ）、回転軸（１０）、回転子バックヨーク
（１２）及びメインマグネット（１４）が合成樹脂類で
一体化される。

【００３４】

【発明の効果】本発明のスピンドルモーターは、磁化方
法を異方向性にすることにより、回転子部を構成する様
々な部品を簡素化することができるようになる。また、
ボンド磁石で回転子部を構成するので、これを多極に磁
化させることによりクランプ力を向上させ得る。この場
合、磁化面積を異にすることにより、クランプ力の強さ
を使用環境によって選択的に調整することもできるよう
になる。異方向性磁化方法により合成樹脂類の射出物で
回転子部をより簡素に構成することができる。

【００３５】本発明のクランプ装置は、異方向性磁化方
法により、従来のクランプ装置を構成する色々の部品を
一体化することにより、それによる組立累積公差を減ら
すことができるようになる。このように、本発明による
と、スピンドルモーターとクランプ装置に対する振動が
最少化されクランプ力を向上させ、高精度のディスク回
転装置を具現することができる。本発明のディスク回転
装置は、クランプ力の調整が可能になっているので、使
用環境によって多様なディスクドライバーに適用するこ
とができるようになる。特に、携帯用ディスクドライバ
ーの開発において、外部の加振源によって惹起される振
動が酷い環境で、振動を最少化することができる高精度
のディスク回転装置を実現することができるようにな
る。

【００３６】上述の本発明の様々な効果をまとめると以
下のようになる。本発明による永久磁石は磁束の漏洩を
最少化することができる。本発明によるスピンドルモー
ターは、構造と制作工程を簡素化させ得る。本発明によ
るスピンドルモーターは、組立累積公差を減らして振動
を最少化することができる。本発明によるクランプ装置
は、構造と制作工程を簡素化することができる。本発明
によるディスク回転装置は、構造と制作工程を簡素化さ
せて製造原価を低減させると共に振動を最少化すること
ができる。本発明によるディスク回転装置は、構造と制
作工程を簡素化してクランプ力を極大化することができ
る。以上説明した内容を通して、当業者なら本発明の技
術思想から逸脱しない範囲で多様な変更及び修正が可能
であることが分かる。従って、本発明の技術的範囲は実
施形態に記載された内容に限定されず、特許請求の範囲
により定められるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のディスク回転装置を示す分解斜視図。

【図２】図１に図示された従来のディスク回転装置にデ
ィスクが安着された状態を示す縦断面図。

【図３】従来の他のスピンドルモーターを概略的に示す
縦断面図。

【図４】図２及び図３において“Ａ−Ａ’”線に沿って
切り取った従来スピンドルモーターの横断面図。

【図５】図２及び図３において、クランプ力が発生され
る“Ｂ”部分を拡大図示した縦断面図。

【図６】本発明の第１実施形態によるディスク回転装置
を示す分解斜視図。

【図７】本発明の第１実施形態によるディスク回転装置
にディスクが安着された状態の縦断面図。

【図８】図６及び図７に図示されたターンテーブルロー
ターの第１磁化方法を示す図面。

【図９】図６及び図７に図示されたクランピングボンド
磁石の磁化方法を示す図面。

【図１０】図６及び図７に図示されたターンテーブルロ
ーターの第２磁化方法を示す図面。

【図１１】本発明の他の実施形態によるスピンドルモー
ターを示す概略的な縦断面図。

【図１２】図１１に図示されたボンド磁石プレートとタ
ーンテーブルローターの磁化方法を示す図面。

【図１３】本発明によるスピンドルモーターの磁気回路
を示すために、図７よ図１１の“Ｃ−Ｃ’”線に沿って
切り取った横断面図。

【図１４】図７及び図１１に図示されたターンテーブル
ローター内における磁化方法をｘ、ｙ成分に表現した特
性図。

【図１５】本発明によるクランピングボンド磁石の磁気
回路を示すために、図９及び図１０の“Ｄ”線に沿って
切り取った縦断面図。

【図１６】本発明の第２実施形態によるディスク回転装
置を示す分解斜視図。

【図１７】本発明の第２実施形態によるディスク回転装
置にディスクが安着された状態の縦断面図。

【図１８】図１７に図示されたターンテーブルローター
に形成された均衡補正ホールを示す平面図（Ａ）及び縦
断面図（Ｂ）。

【図１９】本発明のまた他の実施形態によるスピンドル
モーターを概略的に示す縦断面図。

【符号の説明】

２，４２：クランピングプレート ３，３２，７６：クランピングマグネット ４，４４，６８，７８：中央円錐体 ５：クランピングマグネットホルダ ６，４６，７０，８０：スプリング ８：ターンテーブル ８ａ：ゴムフェルト １０，４８，７４，８２：回転軸 １２：回転子バックヨーク １４，８６：メインマグネット １６，５２：ベアリングハウジング １７，５１：ベアリング １８，５４：積層コア ２０，５６：コイル ２２，５８：固定子支持部 ２４，６０，８８：回転子部 ２６，６２：固定子部 ２８，６６，９０：スピンドルモーター ３０：クランプ装置 ３４：クランプホルダ ３６：クランピングマグネットバックヨーク ３８：クランパー ５０，７２，８４，８４’：ターンテーブルローター ６４：クランピングボンド磁石 ６４ａ：突出部 ６６：ボンド磁石プレート ８４ａ：均衡補正ホール

フロントページの続き (72)発明者 ハイ・ソク・リ 大韓民国・ソウル・カンナム−ク・ダイチ −ドン・670・ジュコン アパートメント 305−1106 (72)発明者 ハン・サム・チョ 大韓民国・キョンキ−ド・ウイワン−シ・ オジュン−ドン・856・カイナリ アパー トメント 102−1206

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁束線が磁化方向等のベクトル的な合成
   方向に沿って旋回するように、少なくとも２方向に磁化
   されていることを特徴とする異方向性磁化特性を有する
   永久磁石。
2. 【請求項２】 前記磁化方向が半径方向と接線方向であ
   ることを特徴とする請求項１記載の異方向性磁化特性を
   有する永久磁石。
3. 【請求項３】 固定子部及び回転子部とからなり、前記
   回転子部が少なくとも永久磁石を備え、かつディスクを
   安着させるためのターンテーブルを備えるスピンドルモ
   ーターにおいて、 前記永久磁石を異方向性磁化特性を有する永久磁石で構
   成させ、それを前記ターンテーブルと一体化させたこと
   を特徴とするスピンドルモーター。
4. 【請求項４】 固定子部及び回転子部とからなり、前記
   回転子部が少なくとも永久磁石とディスクを安着させる
   ためのターンテーブルを備え、かつディスクをターンテ
   ーブルに密着させるためのクランピングマグネットを備
   えるスピンドルモーターにおいて、 前記永久磁石を異方向性磁化特性を有する永久磁石で構
   成させ、それを前記ターンテーブルと一体化させ前記ク
   ランピングマグネットをも異方性磁化特性を有する永久
   磁石で構成させたことを特徴とするスピンドルモータ
   ー。
5. 【請求項５】 前記異方性磁化特性を有する永久磁石が
   ボンド磁石手段であることを特徴とする請求項３又は４
   記載のスピンドルモーター。
6. 【請求項６】 固定子部及び回転子部とからなり、前記
   回転子部が永久磁石からなったメインマグネット、メイ
   ンマグネットが挟まれている回転子バックヨーク、前記
   回転子バックヨーク上に位置してディスクを安着させる
   ためのターンテーブル、前記ターンテーブル上に置かれ
   て前記ディスクと前記ターンテーブルと間の滑りを防止
   するためのゴムフェルト、前記ターンテーブルに挿入さ
   れている回転軸を備えたスピンドルモーターにおいて、 永久磁石を異方向性磁化特性を有する磁石を利用して磁
   束が外周に漏洩されることを防止することにより、前記
   メインマグネット、前記ターンテーブル、前記回転子バ
   ックヨーク及び前記回転軸を射出物で一体成形した射出
   体を備えることを特徴とするスピンドルモーター。
7. 【請求項７】 クランピングマグネットを有し、ターン
   テーブルに載せられたディスクを前記クランピングマグ
   ネットの磁気力を利用して押さえるクランプ装置におい
   て、前記クランピングマグネットを磁束が上方に漏洩す
   ることを防止した異方性磁化特性を有する永久磁石で構
   成させたことを特徴とする備えることを特徴とするクラ
   ンプ装置。
8. 【請求項８】 マグネットとターンテーブルとを備えた
   回転子部及びモーターから構成される固定子部とからな
   るスピンドルモーターと、クランピングマグネットを有
   し、ターンテーブルに載せられたディスクを前記クラン
   ピングマグネットの磁気力を利用して押さえるクランプ
   装置を備えたディスク回転装置において、 前記マグネットを異方向性磁化特性を有する磁石でター
   ンテーブルと一体の成形し、その磁石の磁気的な性質を
   利用して、磁束が外周に漏洩されることを防止したスピ
   ンドルモータとし、 前記クランプ装置のクランピングマグネットを磁束が上
   方に漏洩することを防止した異方性磁化特性を有する永
   久磁石で構成させたことを特徴とするディスク回転装
   置。