JP2007244004A - モータ及びそれを備える記録ディスク駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】
トルクを向上させつつ、コギングや電磁ノイズが低減されたスピンドルモータを提供すること。
【解決手段】
本発明のスピンドルモータにおいて、コア33は、複数のコア板34を積層してなるものである。コア33は第一、第二の二つのコアを重ね合わせてなるものであり、第一のコア34aと第二のコア34bとでは、ロータマグネット32と対向する面の形状が互いに異なっており、第二のコア34bが発生するコギングトルクは、第一のコア34aが発生するコギングトルクによって少なくとも一部が打ちされるように構成されている。
【選択図】 図3b
トルクを向上させつつ、コギングや電磁ノイズが低減されたスピンドルモータを提供すること。
【解決手段】
本発明のスピンドルモータにおいて、コア33は、複数のコア板34を積層してなるものである。コア33は第一、第二の二つのコアを重ね合わせてなるものであり、第一のコア34aと第二のコア34bとでは、ロータマグネット32と対向する面の形状が互いに異なっており、第二のコア34bが発生するコギングトルクは、第一のコア34aが発生するコギングトルクによって少なくとも一部が打ちされるように構成されている。
【選択図】 図3b
Description
本発明は、固定子に複数の磁極歯を備えるモータに関する。特に、記録ディスクを回転させるために用いられるスピンドルモータにおいて、小型化・薄型化の要求を達成するものである。
(1.近年の傾向)
近年、ハードディスクの記憶容量密度が向上するのに伴って、ハードディスクドライブのなお一層の小型化が求められている。さらに、携帯機器への応用が広がっているため、外部からの振動や衝撃に対する耐久性が求められる。そのため、軸受は一定以上の剛性が求められ、軸損が大きくなってしまう。その一方、携帯機器の場合、連続使用時間を長くするために消費電力を削減する必要がある。これらの要求を同時に満足するためには、モータの駆動効率を向上させる必要がある。
近年、ハードディスクの記憶容量密度が向上するのに伴って、ハードディスクドライブのなお一層の小型化が求められている。さらに、携帯機器への応用が広がっているため、外部からの振動や衝撃に対する耐久性が求められる。そのため、軸受は一定以上の剛性が求められ、軸損が大きくなってしまう。その一方、携帯機器の場合、連続使用時間を長くするために消費電力を削減する必要がある。これらの要求を同時に満足するためには、モータの駆動効率を向上させる必要がある。
(2.スピンドルモータの構造)
スピンドルモータは一般に直流ブラシレスモータが用いられている。ブラシレスモータは、ステータと、ステータが取り付けられる固定側アッセンブリと、ロータマグネットと、ロータマグネットが取り付けられるロータと、軸受とからなる。
スピンドルモータは一般に直流ブラシレスモータが用いられている。ブラシレスモータは、ステータと、ステータが取り付けられる固定側アッセンブリと、ロータマグネットと、ロータマグネットが取り付けられるロータと、軸受とからなる。
そのうちステータは、複数の磁極歯と、その磁極歯の外周同士又は内周同士を磁気的に接続するバックヨークと、磁極歯にそれぞれ巻回されたコイルとからなる。磁極歯及びバックヨークは、透磁率が非常に高い珪素鋼板のコア板を複数枚重ねて形成される。ロータマグネットは、環状の永久磁石である。ロータマグネットは、ステータに対して、磁極歯のバックヨークとは反対側の周面と径方向に対向して配置される。ステータが取り付けられるステータアッセンブリに対して、ロータマグネットが取り付けられるロータは、軸受機構によって回転自在に支持される。
(3.従来の構造)
モータのトルクを低下させることなく、薄型化を達成するために、ステータのロータマグネットと対向する側の端部を軸方向に折り曲げる構造が、特許文献1には記載されている。このようにすると、ステータの磁極歯の、ロータマグネットと径方向に対向する面積が大きくなるので、ロータマグネットの磁束を効率よく用いることができる。つまり、トルク定数が向上する。したがって、コイルに流す電流を小さくしても、同等のトルクを得ることができるので、消費電力を削減することができる。
モータのトルクを低下させることなく、薄型化を達成するために、ステータのロータマグネットと対向する側の端部を軸方向に折り曲げる構造が、特許文献1には記載されている。このようにすると、ステータの磁極歯の、ロータマグネットと径方向に対向する面積が大きくなるので、ロータマグネットの磁束を効率よく用いることができる。つまり、トルク定数が向上する。したがって、コイルに流す電流を小さくしても、同等のトルクを得ることができるので、消費電力を削減することができる。
(4.従来の問題点)
トルクを大きくしようとすると、それと同時にコギングと呼ばれるトルクのムラが発生しやすくなる。特に記録ディスクを回転するために用いられるスピンドルモータの場合、コギングが発生すると記録ディスクの読取精度が下がってしまう。たとえば、前述の方法によってトルク定数を大きくすると、コギングといわれるトルクのムラが発生したり、電磁ノイズが大きくなったりすることがよく知られている。そのため、記録ディスクを回転させるスピンドルモータのトルクを向上させることは困難であった。
トルクを大きくしようとすると、それと同時にコギングと呼ばれるトルクのムラが発生しやすくなる。特に記録ディスクを回転するために用いられるスピンドルモータの場合、コギングが発生すると記録ディスクの読取精度が下がってしまう。たとえば、前述の方法によってトルク定数を大きくすると、コギングといわれるトルクのムラが発生したり、電磁ノイズが大きくなったりすることがよく知られている。そのため、記録ディスクを回転させるスピンドルモータのトルクを向上させることは困難であった。
本発明によれば、薄型モータにおいて、モータのトルクを低下させることなく、コギングトルクを低下させることが出来る。
本発明では、磁極歯を構成する際に、コギング波形の異なる少なくとも2つのコアを積層する。モータのコギング波形は、各々コアのコギング波形の合成となる。この際、第一のコアと第二のコアについて、コギング波形が逆位相となる様に各コアの形状を選択する。こうする事で、合成後のコギング波形を小さくすることが出来る。二種類のコア各々の形状を調節することで、一種類のコアのみを用いる場合に比して、コギング波形の調整がより容易になる。
重ね合わせるコア先端部の形状としては、円弧形状を選択できる。円弧の曲率を異ならせたコアを積層することで、コギング波形を調節できる。この際、片方のコアの先端部は、直線でも良い。
また、片方のコアの先端部を折り曲げて垂直部を作り、ロータマグネットに対向するようにしても良い。この構成とすることで、大きなトルクが得られる。先端部に適切なカーブを与えたもう一方のコアを積層することで、コギング波形を調節できる。折り曲げる部分は、設計の要請に応じて直線としても良いし、カーブさせても良い。
やや加工が複雑になるが、垂直部の高さ(垂直方向の幅)を、周方向に沿って変化させた形状としても良い。中央付近で高く、両端に向って低くなる構成とし、これにもう一方のコアを積層することで、より好ましい、コギング波形が得られる。
本発明の方法は、3相駆動の直流ブラシレスモータにおいて、コギングトルクの低減に用いると、特に有効である。この際、集中巻きのコイルを備えたモータに適用すると、より効果が顕著である。
なお、コアのコギングトルク波形とは、コアに巻回されたコイルに通電しない状態で、ロータマグネットを回転させるのに必要なトルクを回転角に対して測定したものである。コギングトルクの波形は、ロータマグネットの着磁波形と、コアの磁極歯端部の形状に大きく影響される。
本発明の他の特徴、要素、及び効果は、以下の、発明を実施する為の最良な形態、の項に記載する。
本発明を実施したモータは、トルクが向上しているために高効率である。さらに、同時にコギングが低減されている。したがって、コギングに伴って発生する電磁ノイズが少ない。また、このようなコギングトルクの小さなモータを、比較的容易に設計、製造する事が出来る。また、このようなモータを利用することで、高効率且つコギングや電磁ノイズが小さいスピンドルモータを作る事が出来る。
本発明を実施したモータとして、ハードディスクドライブに用いられるスピンドルモータの実施の形態を、図を用いて説明する。なお、実施の形態に関する説明において、上・下・左・右・奥・手前などの表現を用いる場合は、図面上の方向を示すものであり、実際に実施される場合の方向を限定するものではない。特に、上下は、特に注記がない場合、図2における上下をあらわすものとする。また、軸とはロータの回転中心軸のことであり、コアやロータマグネットの中心と略等しい。
(第1の実施形態)
(1−1 ハードディスクドライブ及びスピンドルモータの構成)
図1は、本発明を実施したスピンドルモータを用いて構成された、本発明のハードディスクドライブ1を示している。本発明のスピンドルモータ3を用いて構成されたハードディスクドライブ1は、情報が記録可能なハードディスク11と、ディスク上の情報の読み込み/書き込みを行なうヘッド13と、そのヘッド13を支持しディスク上の任意の位置に移動させるヘッドアッセンブリ14とを筐体12の内部に備えている。
(1−1 ハードディスクドライブ及びスピンドルモータの構成)
図1は、本発明を実施したスピンドルモータを用いて構成された、本発明のハードディスクドライブ1を示している。本発明のスピンドルモータ3を用いて構成されたハードディスクドライブ1は、情報が記録可能なハードディスク11と、ディスク上の情報の読み込み/書き込みを行なうヘッド13と、そのヘッド13を支持しディスク上の任意の位置に移動させるヘッドアッセンブリ14とを筐体12の内部に備えている。
また、図2は、第1の実施形態における本発明のスピンドルモータ3を示している。スピンドルモータ3は、ハードディスク11が載置される載置面を備えてなるロータハブ21と、筐体12の一部を成してスピンドルモータ3の基部をなすベースプレート23と、ロータハブ21をベースプレート23に対して回転自在に支持する軸受22とからなる。
軸受22は、シャフトとシャフトに隙間嵌めされるスリーブと、その間に介在する潤滑油とから構成される。さらに、スリーブには動圧発生溝が形成され、動圧軸受を構成している。
(1−2 駆動部の構成)
スピンドルモータ3の駆動部は、コア33にコイル31aが巻回されたステータ31と、環状の永久磁石からなるロータマグネット32で構成されている。本実施の形態では、ロータマグネット32がステータ31の内周側に位置する、インナロータ型のモータを用いている。しかしながら、アウタロータ型のスピンドルモータにも、適用できることは言うまでもない。このロータマグネット32は、周方向に磁極が複数配列されるよう、径方向に着磁がなされている。このような構成を有する、本実施形態のスピンドルモータ3は、直流ブラシレスモータである。(1−3 ステータの形状)
図3aは第1の実施形態におけるコア33の、図2を基準にした場合の上側からの平面図であり、図3bは、その斜視図である。また、図4a乃至図4cは、コア33の磁極歯33bのロータマグネット32と対向する先端部のみを拡大した図である。図4aは、図2の上側からの平面視であり、図3dは、同下側からの平面視である。
スピンドルモータ3の駆動部は、コア33にコイル31aが巻回されたステータ31と、環状の永久磁石からなるロータマグネット32で構成されている。本実施の形態では、ロータマグネット32がステータ31の内周側に位置する、インナロータ型のモータを用いている。しかしながら、アウタロータ型のスピンドルモータにも、適用できることは言うまでもない。このロータマグネット32は、周方向に磁極が複数配列されるよう、径方向に着磁がなされている。このような構成を有する、本実施形態のスピンドルモータ3は、直流ブラシレスモータである。(1−3 ステータの形状)
図3aは第1の実施形態におけるコア33の、図2を基準にした場合の上側からの平面図であり、図3bは、その斜視図である。また、図4a乃至図4cは、コア33の磁極歯33bのロータマグネット32と対向する先端部のみを拡大した図である。図4aは、図2の上側からの平面視であり、図3dは、同下側からの平面視である。
コア33は、ステータ31の外周側に位置する環状のコアバック33aと、コアバック33aから径方向内方に向かって延伸する磁極歯33bとを有する。コア33は、複数のコア板34からなっている。最も上側に積層されたコア板は、1枚のコア板34が屈曲されてなる第一のコア34aである。また、第一のコア34aの下側に積層された複数の平坦なコア板34から、第二のコア34bが構成されている。
延長部の中心側端部が屈曲された第一のコア34aは、屈曲された部分である屈曲部34a1と、その厚み方向がロータマグネット32と対向する垂直部34a2とを有している。また、軸方向に第二のコア34bに積層される、第二水平部34a3をも備えている。
第一のコア板34aの垂直部34a2は、その周方向の中心でもっともロータマグネット32の外周面との間隔が狭められており、その最も間隔が狭い部分と対向するロータマグネットの外周面の接線と平行な平面を構成している。
第二のコア34bは、磁極歯33bを構成し、ロータマグネット32の外周面と径方向に対向する対向面34b1と、第一のコア板34aの第二水平部34a3に軸方向に積層される第一水平部34b2とを備える。
垂直部34a2は、ロータマグネット32の外周面を構成する円もしくは円弧の接線のひとつと平行な平面を形成している。垂直部34a2は、その垂直部34a2が構成している磁極歯33bの周方向中心位置において最もロータマグネット32との距離が近接している。対向面34b1は、ロータマグネット32の外周面よりも、曲率半径が大きな円弧状とされる。本実施の形態において、この対向面34b1の曲率半径は、ロータマグネット32の外周面の曲率半径のおよそ2倍とされている。なお、垂直部34a2を構成する平面及び、対向面34b1を構成する円弧状の面の形状はいずれも、設計上、規定される形状であり、実施に際しては機械加工の誤差の範囲を考慮した範囲を除外するものではない。
(1−4 発明の実施による作用・効果)
図5(a)乃至(c)は、3種類のコアにコイルを巻回した場合のコギングトルクを計測した結果である。本実施の形態において、モータは3相駆動の直流ブラシレスモータである。また、ロータマグネット32は正弦波形に着磁され、磁極数は12とされている。また、ステータ31の磁極歯33bの数は9である。すると、コギングトルクは、ロータマグネット32の1回転あたり、36周期となる。図5(a)乃至(c)は、コギングトルクの1周期、すなわちロータマグネット32の回転角を10度間、計測したものである。
図5(a)乃至(c)は、3種類のコアにコイルを巻回した場合のコギングトルクを計測した結果である。本実施の形態において、モータは3相駆動の直流ブラシレスモータである。また、ロータマグネット32は正弦波形に着磁され、磁極数は12とされている。また、ステータ31の磁極歯33bの数は9である。すると、コギングトルクは、ロータマグネット32の1回転あたり、36周期となる。図5(a)乃至(c)は、コギングトルクの1周期、すなわちロータマグネット32の回転角を10度間、計測したものである。
図5(a)は、本実施形態における第二のコアのみからなるコアについて、計測されたコギングトルクである。一方図5(b)は、本実施形態における第一のコアのように、ロータマグネット32の外周面と対向する磁極歯の内周面が、ロータマグネット32の外周面を構成する円又は円弧の接線と平行な平面で構成されているコアから構成されたコアについて、計測されたコギングトルクである。
図5(b)は、図5(a)と比較して、コギングトルクの位相がおよそπだけずれて逆位相となっている。
図5(c)は、本発明を実施した、(1−3)に詳述された形態を有するコア33について計測されたコギングトルクである。このコア33は、図5(a)に示した特性を示す第二のコア34bと、図5(b)に示した特性を示す第一のコア34aを備えている。そのため、第二のコア34bのコギングトルクと、第一のコア34aのコギングトルクとが、互いに他を打ち消しあって、コア全体として、コギングトルクは低減されている。
なお、各コアのコギングトルクの波形が図5(a)図5(b)のような正弦波形に近いものではなく、より歪んだ波形になることもある。しかし、そのような場合でも、互いに逆位相の波形を示すコアを重ねることにより、コア全体としてのコギングトルクは低減できる。
図12は、ロータマグネット32の外周面を構成する円又は円弧と同心円状の円弧からなる内周面を有する従来のスピンドルモータに用いられていたコア330である。図6は、その従来のコア330のコギングトルク波形を示す図である。本発明を実施したコアは、従来のコアに比べ、そのコギングトルクの最大値および絶対値の平均値が約1/20にまで低減されている。
(第2の実施形態)
第2の実施形態のスピンドルモータは、第1の実施形態におけるスピンドルモータと、そのコア33の形状が異なる。したがって、第1の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第2の実施形態のスピンドルモータは、第1の実施形態におけるスピンドルモータと、そのコア33の形状が異なる。したがって、第1の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
なお、本実施形態の説明において、同様の機能又は効果を有する部材については、同等の形状でない場合であっても、第1の実施形態において用いたのと同じ符号を用いる。
(2−1 コアの形状)
図3cおよび図3dは、第2の実施形態のスピンドルモータ3に用いられるコア33の図2の上側からの平面図及び斜視図である。
図3cおよび図3dは、第2の実施形態のスピンドルモータ3に用いられるコア33の図2の上側からの平面図及び斜視図である。
コア33は、第二のコア及び第一のコアからなっている。最も上側に、屈曲されてなる第二のコア34bが積層されている。また、第二のコア34bの下側に、複数の平坦なコア板から構成される第一のコア34aが積層されている。
第二のコア34bは、屈曲部34b11と、その厚み方向がロータマグネット32と対向する垂直部34b12とを有している。また、第一のコア34aと軸方向に積層される、第一水平部34b13をも備えている。
第二のコア34bの垂直部34b12は、その周方向の中心でもっともロータマグネット32の外周面との間隔が狭められている。この垂直部34b12のロータマグネットと対向する面の曲率は、ロータマグネット32の外周面よりも、曲率半径が大きな円弧状とされる。本実施の形態において、この垂直部34b12の内周面の曲率半径は、ロータマグネット32の外周面の曲率半径のおよそ2倍とされている。
第一のコア34aは、磁極歯33bの端部を構成し、ロータマグネット32の外周面と径方向に対向する対向面34a11と、第一のコア板34bの第一水平部34b13に軸方向に積層される第二水平部34a12とを備える。
対向面34a11は、磁極歯33bの周方向中心位置において最もロータマグネット32との距離が近接しており、ロータマグネット32の外周面を構成する円もしくは円弧の接線のひとつと平行な平面を形成している。
本実施の形態において、この対向面34b1の曲率半径は、ロータマグネット32の外周面の曲率半径のおよそ2倍とされている。なお、垂直部34b12を構成する平面及び、対向面34b1を構成する円弧状の面の形状はいずれも、設計上、規定される形状であり、実施に際しては機械加工の誤差の範囲を考慮した範囲を除外するものではない。
(2−2 発明の実施による作用・効果)
第2の実施形態における作用及び効果は、第1の実施形態におけるそれと、同様である。すなわち、第1の実施形態における第二のコア34bの磁極歯先端部の平面形状と、第2の実施形態における第二のコア34bの磁極歯先端部の平面形状は同様であり、したがって、コギングトルクの波形を計測しても、同様の波形が現れる。また、第1の実施形態における第一のコア34aの磁極歯先端部の平面形状と、第2の実施形態における第一のコア34aの磁極歯先端部の平面形状は同様であり、したがって、コギングトルクの波形を計測しても、同様の波形が現れる。
第2の実施形態における作用及び効果は、第1の実施形態におけるそれと、同様である。すなわち、第1の実施形態における第二のコア34bの磁極歯先端部の平面形状と、第2の実施形態における第二のコア34bの磁極歯先端部の平面形状は同様であり、したがって、コギングトルクの波形を計測しても、同様の波形が現れる。また、第1の実施形態における第一のコア34aの磁極歯先端部の平面形状と、第2の実施形態における第一のコア34aの磁極歯先端部の平面形状は同様であり、したがって、コギングトルクの波形を計測しても、同様の波形が現れる。
したがって、第1の実施形態と同様に、それら第二のコア34bと第一のコア34aとを軸方向に積層してなる本実施形態のコアのコギングトルク波形は、第二のコア34bのコギングトルクと、第一のコア34aのコギングトルクとが、互いに他を打ち消しあって、結果的にコギングトルクは低減されている。
(第3の実施形態)
第3の実施形態のスピンドルモータは、第1の実施形態におけるスピンドルモータ3とは、そのコアの形状が異なる。したがって、第1の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第3の実施形態のスピンドルモータは、第1の実施形態におけるスピンドルモータ3とは、そのコアの形状が異なる。したがって、第1の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
なお、本実施形態の説明において、同様の機能又は効果を有する部材については、同等の形状でない場合であっても、第1の実施形態において用いたのと同じ符号を用いる。
(3−1 コアの形状)
図7aおよび図7bは、第3の実施形態のスピンドルモータ3に用いられるコア33の図2の上側からの平面図及び斜視図である。
図7aおよび図7bは、第3の実施形態のスピンドルモータ3に用いられるコア33の図2の上側からの平面図及び斜視図である。
コア133は、外周側に位置する環状のコアバック33aと、コアバック33aから径方向内方に向かって延伸する磁極歯33bとを有する。コア33は、複数のコア板134からなっている。そのうち、屈曲されたコア板を34dとする。コア板34dの内周端部は、上側に屈曲される。屈曲されたコア板34dは厚み方向の内周面34cがロータマグネット32に対向する。
コア33の内周面34cは、対向するロータマグネット32の接線と平行な平面で構成されている。さらに、径方向内方から磁極歯をみると、丁度かまぼこ状に中央部の高さが高く、周方向両端部で低くされている。
また、内周面34cは、ロータマグネット32の外周面よりも曲率が大きくされている。特に屈曲しているコア板34dの内周面34cの曲率は、その他のコア板134の内周面に比べて、曲率が大きく設定されている。
(3−2 実施の結果)
本実施形態において、ロータマグネット32の着磁波形は正弦波形、コイル31aへの通電波形を3相正弦波駆動とした。また、ロータマグネット32の直径はおよそ13mm、ステータ31とロータマグネット32との径方向間隙を0.2mmとし、ステータ31の磁極歯数を9、ロータマグネット32の磁極数を8として、実験を行った。
本実施形態において、ロータマグネット32の着磁波形は正弦波形、コイル31aへの通電波形を3相正弦波駆動とした。また、ロータマグネット32の直径はおよそ13mm、ステータ31とロータマグネット32との径方向間隙を0.2mmとし、ステータ31の磁極歯数を9、ロータマグネット32の磁極数を8として、実験を行った。
本発明を実施することによって、図12に示した従来のコア330を用いたスピンドルモータに比べて、トルク定数が10%向上した。また、コギングの大きさを示すコギングトルクの実効値は、およそ10分の1にまで低減された。なお、これらの数値は、一例でありロータマグネットの着磁波形やステータへの通電方法、さらにはスピンドルモータ全体の磁気抵抗など、種々の条件によって、変動する場合がある。しかしながら、それらを同一の条件にした場合、トルク定数の向上と、コギングトルクの低減に確実な効果が認められる。
(第4の実施形態)
また、本発明は、本発明の第4の実施形態である図11(a)に示すようなアウタロータ型のスピンドルモータ103にも適用することが可能である。ロータマグネット132は、コア133の径方向外方に位置している。
また、本発明は、本発明の第4の実施形態である図11(a)に示すようなアウタロータ型のスピンドルモータ103にも適用することが可能である。ロータマグネット132は、コア133の径方向外方に位置している。
コア133の形状は図11(b)に示すような形状である。環状のコアバック133aから径方向外方に、放射状に磁極歯133bが延設される。コア133は、その磁極歯133bの端部の形状がそれぞれ異なる、第一のコア134aと、第二のコア134bとからなっている。第一のコア134aは、ロータマグネット133の内周面を構成する円と同心円状の円である、第一の曲率半径r1の円弧から成る第一の外周面134a1を有している。なお、この第一の外周面134a1は、0.75倍より大きい(∞で近似される直線状も含む)範囲に規定され、後に記載する第二の曲率半径よりも大きくされるべきである。一方、第二のコア134bは、ロータマグネット133の内周面の曲率半径Rの、0.9倍より小さい範囲に規定された第二の曲率半径r2の円弧からなる第二の対向面134b1を有している。こうして、第一の曲率半径r1は、第二の曲率半径r2よりも大きくされている。
第一のコア134aが示すコギングトルク波形は、正弦波形状である。一方第二のコア134bが示すコギングトルク波形は、第一のコア134aのコギングトルク波形と、周期がほぼ等しく、正負が反転した正弦波形状である。したがって、第一のコアと第二のコアとが積層されてなるコア133が示すコギングトルク波形は、これら二つのコギングトルク波形の重ね合わせとなる。すなわち、第一のコア134aのコギングトルク波形が第二のコア134bのコギングトルク波形の少なくとも一部を打ち消して、コア133全体のコギングトルクは低減される。 本実施形態に記載されたコア133を備えたスピンドルモータ103は、コギングが低減されており、トルクのロス、振動及び騒音が低減されている。
(他の実施形態)
本発明を実施する方法及び、構造について、上記のとおり説明したが、本発明はかかる実施形態にのみ限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱しない限り、種々の変更・変形が可能である。
本発明を実施する方法及び、構造について、上記のとおり説明したが、本発明はかかる実施形態にのみ限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱しない限り、種々の変更・変形が可能である。
たとえば、本発明の他の実施形態におけるコアの形状は、図10に示すように、2つの異なる内周面形状を有する第一のコアと第二のコアが積層され、それぞれのコアが有するコギングトルク波形の形状が、互いに他の少なくとも一部を打ち消すものである。第一のコア又は第二のコアの、磁極歯33bにおける先端部が略垂直に屈曲されていない、いわゆるフラット形状のコアであっても、本発明の効果を奏する。
さらに、ステータの磁極歯数及びロータマグネットの着磁極数は、必要とされる仕様等によって適宜定めることができる。例えば、コギングの1回転あたりの周期は磁極歯数とロータの着磁極数との最小公倍数となることが知られている。したがって、その最大公倍数が大きくなるように、それらの値を設定すると、コギングの低減等に効果がある。
なお、ロータマグネットと対向する磁極歯の形状は、図8(a)〜(d)に示すように、台形状、両端に向けて低くなる階段形状、二等辺三角形状、尖峰形状などにしてもよい。コギングの特性に応じて、もっともコギングが抑えられる形状を適宜選択・改良することができる、
さらに、図9(a)に示すように、軸方向の上下いずれかの端に位置するコア板が、他のコア板を包み込むように屈曲されていてもよい。このようにすると、屈曲されたコア板がロータマグネットと最も大きな対向面を有することができ、トルク定数を向上させるのに効果的である。
さらに、図9(a)に示すように、軸方向の上下いずれかの端に位置するコア板が、他のコア板を包み込むように屈曲されていてもよい。このようにすると、屈曲されたコア板がロータマグネットと最も大きな対向面を有することができ、トルク定数を向上させるのに効果的である。
また、図9(b)のように軸方向のいずれの端部に積層されたのではないコア板が上下いずれかに屈曲されていてもよい。
また、図9(c)のように、2枚以上のコア板が上下それぞれの方向に屈曲されていてもよい。このようにすることにより、ステータの中心位置を変更しても、コア板の屈曲の高さを変更するだけで最適なステータ位置とすることができる。
さらに、スピンドルモータの他の構成要素については、その実施の用途に応じた最適化を行なうことが可能である。
軸受は、その他の形態を備える動圧軸受または、滑り軸受が用いられてもよい。また、外輪と内輪との間に転動体を介して構成される、いわゆる転がり軸受でもよい。
1.ハードディスクドライブ
3.スピンドルモータ
103.スピンドルモータ
11.ハードディスク
12.筐体
13.ヘッド
14.ヘッドアッセンブリ
21.ロータハブ
22.軸受
23.ベースプレート
31.ステータ
31a.コイル
32.ロータマグネット
33.コア
133.コア
330.従来のコア
33a.コアバック
133a.コアバック
33b.磁極歯
133b.磁極歯
34.コア板
134.コア板
34a.第一のコア
34a1.(第一のコアの)屈曲部
34a2.(第一のコアの)垂直部
34a3.第二水平部
34a11.(第一のコアの)対向面
34a12.第二水平部
34b.第二のコア
34b1.(第二のコアの)対向面
34b2.第一水平部
34b11.(第二のコアの)屈曲部
34b12.(第二のコアの)垂直部
34b13.第一水平部
34c.内周面
34d.屈曲されたコア板
3.スピンドルモータ
103.スピンドルモータ
11.ハードディスク
12.筐体
13.ヘッド
14.ヘッドアッセンブリ
21.ロータハブ
22.軸受
23.ベースプレート
31.ステータ
31a.コイル
32.ロータマグネット
33.コア
133.コア
330.従来のコア
33a.コアバック
133a.コアバック
33b.磁極歯
133b.磁極歯
34.コア板
134.コア板
34a.第一のコア
34a1.(第一のコアの)屈曲部
34a2.(第一のコアの)垂直部
34a3.第二水平部
34a11.(第一のコアの)対向面
34a12.第二水平部
34b.第二のコア
34b1.(第二のコアの)対向面
34b2.第一水平部
34b11.(第二のコアの)屈曲部
34b12.(第二のコアの)垂直部
34b13.第一水平部
34c.内周面
34d.屈曲されたコア板
Claims (11)
- 円形の横断面を表す円筒状の周面を備え、中心軸の周囲に複数の磁極が周方向に配列されてなるロータマグネットと、
径方向に伸びる延長部を有し、前記ロータマグネットの周面に対して径方向に対向する該延長部の端部が、第一の曲率半径にて湾曲する、第一のコアと、
前記ロータマグネットの周面と径方向に対向する端部が、前記第一の曲率半径とは異なる第二の曲率半径にて湾曲し、少なくとも該端部において前記第一のコアの端部に対して軸方向に積層されて該第一のコアと共に磁極歯を構成する、第二のコアと、
前記磁極歯に取り付けられる、コイルと、
前記ロータマグネットを保持する、ロータと、
前記ロータを前記コアに対して、相対的に回転可能に支持する、軸受機構と、
からなる、モータ。 - 前記第一の曲率半径は、前記第二の曲率半径よりも大きい、事を特徴とする、請求項1に記載のモータ。
- 円形の横断面を表す円筒状の周面を備え、中心軸の周囲に複数の磁極が周方向に配列されてなるロータマグネットと、
径方向に伸びる延長部を有し、前記ロータマグネットの周面に対して径方向に対向する該延長部の端部が周方向に延びる直線状である、第一のコアと、
前記ロータマグネットの周面と径方向に対向する端部が、所定の曲率半径にて湾曲し、少なくとも該端部において前記第一のコアの端部に対して軸方向に積層されて該第一のコアと共に磁極歯を構成する、第二のコアと、
前記磁極歯に取り付けられる、コイルと、
前記ロータマグネットを保持する、ロータと、
前記ロータを前記コアに対して、相対的に回転可能に支持する、軸受機構と
からなる、モータ。 - 前記ロータマグネットは前記ステータの径方向外方に配置され、
前記第二の曲率半径は、該ロータマグネットの外周面の半径の1.5倍以上3倍以下である、
事を特徴とする、請求項1又は2に記載のモータ。 - 前記ロータマグネットは前記ステータの径方向外方に配置され、
前記第一の曲率半径は、該ロータマグネットの内周面の半径の0.9倍以下である、
事を特徴とする、請求項1乃至2に記載のモータ。 - 前記第一のコアは、前記ロータマグネット周面に対向する端部において軸方向一方に向けて略垂直に屈曲してなる垂直部を有する、一枚のコア板であり、
前記第二のコアは、1以上の平坦なコア板からなり、前記第一のコアの軸方向他方側に積層されている、
事を特徴とする、請求項1乃至5の何れかに記載のモータ。 - 円形の横断面を表す円筒状の周面を備え、中心軸の周囲に複数の磁極が周方向に配列されてなるロータマグネットと、
径方向に伸びる延長部を有する、第一のコアと、
径方向に伸びる延長部を有し、該延長部が前記ロータマグネットの周面と径方向に対向する端部において軸方向一方に向けて略垂直に屈曲してなる垂直部を有し、前記第一のコアの軸方向他方側の面に積層されて該第一のコアと共に磁極歯を構成する、第二のコアと、
前記磁極歯に取り付けられる、コイルと、
前記ロータマグネットを保持する、ロータと、
前記ロータを前記コアに対して、相対的に回転可能に支持する、軸受機構と、
からなり、
前記第二のコアの屈曲部の軸方向一方側端部は、前記第一のコアの軸方向一方側の面から突出している、
事を特徴とする、モータ。 - 円形の横断面を示す円筒状の周面を備え、中心軸の周囲に複数の磁極が周方向に配列されてなるロータマグネットと、
径方向に伸びる延長部を有し、前記ロータマグネット側の端部が軸方向一方側に向けて略垂直に屈曲してなる垂直部を有し、該垂直部の軸方向の幅が周方向中央から両端に向うほどに狭くなる、第一のコアと、
1以上の平坦なコア板からなり、前記第一のコアに積層されて該第一のコアと共に磁極歯を構成する、第二のコアと、
前記磁極歯に取り付けられる、コイルと、
前記ロータマグネットを保持する、ロータと、
前記ロータを前記コアに対して、相対的に回転可能に支持する、軸受機構と、
からなる、モータ。 - 前記垂直部の軸方向の幅は、周方向中央から両端に向うほどに狭くなる、
事を特徴とする、請求項6又は7に記載のモータ。 - 前記第一のコアの径方向端部と前記ロータマグネットの周面の間での、磁気的な相互作用に起因するコギング力が、該ロータマグネットの回転角に対して第一の波形を示し、
前記第二のコアの径方向端部と前記ロータマグネットの周面の間での、磁気的な相互作用に起因するコギング力が、該ロータマグネットの回転角に対して、前記第一の波形に対して逆位相となる第二の波形を示す、
請求項1乃至9に記載のモータ。 - 請求項1乃至10に記載のモータ、及び前記ロータと一体に回転するロータハブ、からなるスピンドルモータと、
前記ロータハブに取り付けられる、記録ディスクと、
前記記録ディスク上の情報を読み込む機能を有する、情報アクセス手段と、
前記スピンドルモータ、前記記録ディスク、及び前記情報アクセス手段をその内部に収容する、筐体、
からなる、記録ディスク駆動装置。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090512 |