JPH11203774A - ディスク用スピンドルモータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非回転同期成分の振れが小さく、起動トルク
が小さく、倒置状態でも使用でき、しかも耐衝撃性に優
れ、効率の良いスピンドルモータを提供する事。 【解決手段】 平面対向型ディスク用スピンドルモータ
装置は、ステータコイルの形状を扇形状とし、該ステー
タコイルは外周側円弧部が回転子磁石より半径方向外側
に位置し、内周側円弧部が回転子磁石より半径方向内側
に位置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報機器、音響・
映像機器用スピンドルモータ装置、特に光ディスク装置
や磁気ディスク装置に最適なディスク用スピンドルモー
タ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図５に示すようなディスク用スピ
ンドルモータ装置１は、回転子磁石２とステータ３が周
面をもって対向するいわゆる周対向モータとなってい
る。すなわち、光ディスクや磁気ディスク等の複数のデ
ィスクＤを搭載したハブ５が２個の玉軸受６，７を介し
て、回転自在にシヤフト８に支持されている。ハブ５の
外径側の突出部５ａには軸方向に延びるヨーク９および
前述した回転子磁石２が設けてある。

【０００３】一方、フレーム４には前述のステータ３が
設けられており、該ステータ３はステータコア１１と、
それに巻かれたステータコイル１０を有し、該ステータ
コイルに通電された電流により、ディスク側はハブ５に
ヨーク９を介して取り付けられた回転子磁石２により回
転トルクを発生し回転駆動される。ハブ５の、フレーム
４と反対側にはラビリンスシール１２が設けてあり玉軸
受６，７より発生する軸受用の潤滑用グリースのベーパ
状ダストのモータ外部への飛散をふせぐようになってい
る。

【０００４】一方、玉軸受の代わりに非回転同期成分の
振れが小さい動圧軸受をラジアル軸受およびスラスト軸
受の両方に使用した図６のような構造のスピンドルモー
タ装置が検討されてきている。この例では、回転軸１５
の下端面とスラスト受け板１６の上面でスラスト動圧軸
受を構成してスラスト荷重を支持している。また、回転
軸１５の上端に固定されハブ１８の内径面に設けた磁石
１９とフレーム２０に設けたステータ２１とでモータを
構成し、回転軸１５やハブ１８を含み図示なきディスク
を備えた回転体２３を駆動させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置で
は，高容量・高記録密度化が進展しており，そこに使用
される上述のようなスピンドルモータ装置では非回転同
期成分の振れが小さいことはもちろんのこと，ヘッドの
追従性を高めるためにディスク外周面のアキシアル方向
の振れを小さくすることが求められている。

【０００６】また、図５の如く玉軸受が用いられてきた
従来のスピンドルモータ装置において、玉軸受は非回転
同期成分の振れが小さい事が要求される。しかし、玉軸
受は玉通過振動や、軸受部品の形状誤差に起因する振動
を有しており、加工精度を向上させても非回転同期成分
の振れを所定以下の値にする事は困難である。

【０００７】図６に示すようにこのように玉軸受の代わ
りに動圧軸受にすると、スピンドルの非回転同期成分の
振れは小さくなるが、倒置状態や外部から軸が抜ける方
向に衝撃が作用すると軸が抜ける欠点が有った。

【０００８】そのため、図６の例においては径方向内向
きに延びるストッパ２４を設けて動圧軸受の外筒である
スリーブ２６の上端に設けた径方向突出部２６ａに係合
して軸抜けを防止する構造としていた。しかし、この様
な構造では、ストッパ２４の取り付けが困難であり、又
輸送時などの衝撃によって、ストッパ２４とスリーブ外
筒からの突出部２６ａとがたびたび接触すると、そのた
め摩耗粉が発生しやすいという問題点が有った。

【０００９】そこで図７のような回転子磁石とそれに対
向するステータとが半径方向に延びる面をもって対向し
ている平面対向型モータを使用し、回転子磁石とステー
タコアの磁気吸引力によってハブを支持部材に吸引する
構造が示されている。この従来の平面対向型スピンドル
モータは、回転側のハブ５の下方突出部５ａには環状板
のヨーク９’および回転子磁石２’が固設されている。
そして、この回転子磁石２’対向するステータコイル１
１’はＦＰＣ（フレキシブルプリント基板１５）を介し
て磁性体から成る環状のステータコア１０’に貼付けら
れている。ステータコア１０’はフレーム４に固設され
ている。

【００１０】この従来型スピンドルモータにおいては、
各々が扇形状であり、ＦＰＣ１５を介して環状板である
ステータコア１０’に貼付けられたステータコイル１
１’は、図８に示すように外径側と内径側とを含めて全
体としてステータコア１０’上に配置される構成となっ
ている。すなわち、この従来構成の場合、ステータコイ
ル１１’の外径側の部分１１’ａおよび内径側の部分１
１’ｂであるコイルエンド部分は双方とも磁性体から成
るステータコア１０’に対向しているため、回転子磁石
の磁束がコイルエンド部分を通過してステータコア１
０’に到達するため、コイルエンド部分では振動が発生
し、この振動が騒音や軸振れの原因となっていた。ま
た、この振動によって、搭載されているディスクが加振
されて、ディスクの振動が大きくなって記録密度を大き
くすることが困難であった。

【００１１】本発明は、上述の問題点に着目し、非回転
同期成分の振れが小さく、起動トルクが小さく、倒置状
態でも使用でき、しかも耐衝撃性に優れ、騒音および振
動が少なく効率の良いスピンドルモータを提供する事を
目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のディスク用スピ
ンドルモータ装置はディスクを支持する回転体と、該回
転体を軸受を介して支持する支持フレームと、該回転体
に固定された回転子磁石と、前記支持フレームに固定さ
れたステータとから成り、前記回転子磁石と前記ステー
タとは両者間の間隙が径方向に延在する面対向タイプの
モータを構成しており、前記ステータのステータコイル
の形状を扇形状とし、該ステータコイルは外周側円弧部
が前記回転子磁石より半径方向外側に位置し、内周側円
弧部が前記回転子磁石より半径方向内側に位置すること
を特徴とする。

【００１３】また、本発明のディスク用スピンドルモー
タ装置において、前記ステータコイルの各々は外周側円
弧部が前記ステータコアよりも半径方向外側に位置し、
また内周側円弧部が前記ステータコアよりも半径方向内
側に位置していることが好ましい。

【００１４】さらにまた、本発明のディスク用スピンド
ルモータ装置において、前記ステータコイルはその外周
部の円弧部がステータコアの軸方向突出部より半径方向
外側に位置し、また内周側円弧部が該軸方向突出部より
半径方向内側に位置することが好ましい。

【００１５】さらに、本発明のディスク用スピンドルモ
ータ装置において、前記ステータコアの内外径寸法は前
記回転子磁石の内外径寸法とほぼ同寸法であることが好
ましい。

【００１６】ステータコア、ステータコイルおよび回転
子磁石間の上述の如き構成により、モータ付勢時に回転
子磁石より発生する磁束の殆どは真っ直ぐステータコア
に入り、漏れ磁束がコイルエンドであるステータコイル
の外周側円弧部および内周側円弧部を通過する割合が少
なくなる。したがって、ステータコイルに通電された電
流によりこの部分で発生する径方向に働く力は僅かとな
り、振動発生が少なくなる。その結果、搭載するディス
クの振動が小さくなり、記録密度を向上させることがで
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
につき図を参照して説明する。

【００１８】図１は第１実施の形態についての縦断面図
である。図１において、フレーム３１の底部３１ａの中
央に、スラスト受板３２が固設してあり、その上には上
方に延びるスリーブ３３が固設されている。

【００１９】フレーム３１の底部３１ａは、中央円筒部
３１ｂでスリーブ３３の下方部を支持すると共に、該中
央円筒部３１ｂの外径側の外径側底部上に環状のステー
タコア部材３４を支持している。ステータコア部材３４
の内周側と外周側には非磁性体から成る環状のコイル支
持板３５と３６とが設けてある。これらコイル支持板３
５、３６とステータコア部材３４には周方向所定箇所に
ステータコイル３７が形成されている。これらステータ
コア部材３４とステータコイル３７との詳細については
後述する。

【００２０】前述したスリーブ３３内にはシャフト３８
が回転可能に嵌合状態に挿入されており、該シャフト３
８の下端部は前述したスラスト受板３２との間に動圧ス
ラスト軸受を形成している。そのため、シャフト３８の
下端面又はスラスト受板３２の上面の少なくともどちら
か一方には動圧発生用のスパイラル溝（図示なし）が形
成されている。なお、スラスト軸受は接触式のピボット
軸受でも良い。

【００２１】また、シャフト３８の周面には軸方向に離
隔して２つのへリングボーン状の動圧発生用溝４０，４
１が形成されており、スリーブ３３の内周面に対向して
動圧ラジアル軸受を形成している。なお、動圧発生用の
溝はスリーブ３３の内周面に形成しても良く、または軸
外周面とスリーブ内周面の両方に形成しても良い。

【００２２】シャフト３８の上端部には、外径側にディ
スクＤを搭載した回転体であるハブ４３がその中央部で
固設されている。ハブ４３はスリーブ３３および該スリ
ーブ３３を支持するフレーム中央円筒部３１ｂの外周側
で下方に延び、そこに環状ヨーク４４を固設している。
環状ヨーク４４にはその下側に回転子磁石４５が固設さ
れている。

【００２３】回転子磁石４５は径方向に延びる面を有し
ており、前述したステータコイル３７およびステータコ
ア部とに対して径方向に延びる隙間を形成して面対向
し、こうして面対向形のブラシレスモータを形成してい
る。

【００２４】ここで、前述したステータコア部材３４と
ステータコイル３７との構成について詳細に説明する。

【００２５】ステータコア部材３４は図２に取り出して
示すように環状であり、外周３４ａと内周３４ｂとを有
している。

【００２６】一方、本実施の形態では等角配置のステー
タコイル３７は各々扇形状であり、外周側円弧部３７ａ
と、内周側円弧部３７ｂおよびこれら外周側円弧部３７
ａと内周側円弧部３７ｂとを接続する各々が径方向に延
びた２つの径方向部３７ｃ、３７ｄとを有している。

【００２７】ステータコイル３７の外周側円弧部３７ａ
はステータコア部材３４の外周３４ａよりも半径方向外
側に位置しており、またステータコイル３７の内周側円
弧部３７ｂはステータコア部材３４の内周３４ｂよりも
半径方向内側に位置している。

【００２８】ステータコイル３７はステータコア部材３
４および該ステータコア部材３４に内接および外接した
前述の非磁性コイル支持板３５，３６上にＦＰＣ（フレ
キシブルプリント基板）４７を介して貼り付けられてい
る。

【００２９】また、各ステータコイル３７の外周側円弧
部３７ａは回転子磁石４５よりも半径方向外側に位置
し、また内周側円弧部３７ｂは回転子磁石４５の半径方
向内側に位置している。

【００３０】ステータコア部材３４の内外径寸法は回転
子磁石４５の内外径寸法とほぼ同寸法である。

【００３１】ステータコア部材３４、ステータコイル３
７および回転子磁石４５間の上述の如き構成により、モ
ータ付勢時に回転子磁石４５より発生する磁束の殆どは
真っ直ぐステータコア部材３４に入り、漏れ磁束がコイ
ルエンドであるステータコイル３７の外周側円弧部３７
ａおよび内周側円弧部３７ｂを通過する割合が少ない。
したがって、ステータコイル３７に通電された電流によ
りこの部分に発生する力は僅かとなり、振動発生が少な
くなる。なお実際の駆動は、ステータコイル３７の径方
向部３７ｃ、３７ｄで発生するので、モータ駆動が減少
することはない。

【００３２】次に、図３を参照して本発明の第２実施の
形態について説明する。第２実施の形態において、図１
および図２に示した第１実施の形態と同一構造の部分に
ついては符号のみをもって示し、その説明を省略し、第
１実施の形態とは異なる部分のみについて説明する。

【００３３】第２実施の形態は、軸固定形であり、シャ
フト５０はフレーム３１の中央部に上向きに固設されて
いる。

【００３４】回転体を構成するハブ４３は回転子磁石４
５およびヨーク４４を保持し、その内径側に、シャフト
５０に嵌合しているスリーブ５１を有し、スリーブ５１
の上底部にはスラスト軸受板５３を固設している。シャ
フト５０の周面とスリーブ５１の内周面との間には第１
実施の形態同様動圧流体ラジアル軸受が形成されてお
り、またシャフト５０の上端面とスラスト軸受板の間に
は動圧流体スラスト軸受が形成されている。

【００３５】第２実施の形態において、環状のステータ
コア部材６０はソフトフェライト製で、外周側と内周側
とにそれぞれコイル支持部６０ａと６０ｂとを有してい
る。これらコイル支持部６０ａと６０ｂとの半径方向の
間において回転子磁石４５と軸方向に対向して等角配置
で適数の軸方向突出部６０ｃが形成されている。該軸方
向突出部６０ｃの各々は扇形状であり、その内外径寸法
は回転子磁石４５とほぼ同じである。軸方向突出部６０
ｃの周囲には第１実施の形態と同様扇形状のステータコ
イル３７がＦＰＣ４７によりステータコア６０のコイル
支持部６０ａ、６０ｂ上に貼り付けられている。

【００３６】このような構造により、第２実施の形態に
おいても、モータ付勢時に回転子磁石より発生した磁束
はステータコイル内側の軸方向突出部６０ｃに収束され
る。このためコイルエンドであるステータコイルの外周
側円弧部３７ａおよび内周側円弧部３７ｂに作用する磁
束は少なくなり、コイルエンドの振動は少なくなる。

【００３７】以上、第１実施の形態においては軸回転と
し、第２実施の形態においては軸固定として説明した
が、これらは互いに反対でも良い。

【００３８】また、上記実施の形態においては動圧軸受
について説明したが、軸受は玉軸受等の他の軸受形式で
あっても良い。

【００３９】また、ステータコイルはＦＰＣを介さずに
直接ステータコアに固設しても良い。この場合は、ＦＰ
Ｃ以外の絶縁体をはさみ込んでも良い。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、平面対向型スピンドル
モータにおいて、コイルエンド部分の軸方向の振動を著
しく低減できる。その結果、搭載するディスクの振動が
小さくなり、記録密度を向上することができる。また、
本発明によれば平面対向型スピンドルモータにおいて、
回転子磁石の体積とステータコアの体積を減らすことが
でき低コストのスピンドルモータを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のディスク用スピンドル
モータの中央縦断面図である。

【図２】（ａ）は上記実施の形態におけるステータコア
部材とステータコイルとの配置構成を示す平面図であ
り、（ｂ）はその断面図である。

【図３】本発明の第２実施形態のディスク用スピンドル
モータの中央縦断面図である。

【図４】（ａ）は上記第２実施の形態におけるステータ
コア部材の平面図であり、（ｂ）は正面図である。

【図５】従来の玉軸受使用ディスク用スピンドルモータ
の中央縦断面図である。

【図６】従来例の動圧軸受使用ディスク用スピンドルモ
ータの中央縦断面図である。

【図７】従来の平面対向型モータの磁石回路の断面を示
す図である。

【図８】図７のステータコイルとステータコアとの配置
構成を示す平面図である。

【符号の説明】

３１ フレーム ３２、５３ スラスト受板 ３３、５１ スリーブ ３４、６０ ステータコア部材 ３７ ステータコイル ４３ ハブ（回転体） ４５ 回転子磁石

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクを支持する回転体と、該回転体
   を軸受を介して支持する支持フレームと、該回転体に固
   定された回転子磁石と、前記支持フレームに固定された
   ステータとから成り、前記回転子磁石と前記ステータと
   は両者間の間隙が径方向に延在する面対向型のモータを
   構成しているディスク用スピンドルモータ装置におい
   て、 前記ステータのステータコイルの形状を扇形状とし、該
   ステータコイルは外周側円弧部が前記回転子磁石より半
   径方向外側に位置し、内周側円弧部が前記回転子磁石よ
   り半径方向内側に位置することを特徴とするディスク用
   スピンドルモータ装置。