JPH09149586A

JPH09149586A - スピンドルモータ

Info

Publication number: JPH09149586A
Application number: JP7325151A
Authority: JP
Inventors: Kenji Seki; 健二関
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 1997-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】スピンドルモータの振動及び騒音を低減する
ことができる。【解決手段】ベース２上のヨーク４と対向して回転す
る駆動用界磁マグネット１３を備えたハブ６を備え、駆
動用界磁マグネット１３の内側に位置する部分の固定部
と回転部に相互に引き合う吸引用マグネット（磁極片）
１８ａ，１８ｂを配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＨＤＤ、Ｆ
ＤＤ、光ディスク駆動装置等に使用されるスピンドルモ
ータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パソコン等の記憶装置としてＨＤＤ（ハ
ード・ディスク・ドライブ）装置が内蔵されているが、
子の種の記憶装置としては記録情報の高密度化、低振
動、低騒音化を図るためには回転主軸部の精度を飛躍的
に高める必要があり、そのためにスピンドルモータの回
転主部には流体軸受を採用する傾向がある。

【０００３】図１２、図１３は従来構成のスピンドルモ
ータとして磁気ディスク駆動装置を示すものである。即
ち、図１２に示すスピンドルモータは、円盤状のベース
２上には固定軸１が固定され、かつその上面には巻線３
を巻回したコア４及び駆動回路部品等が搭載されたプリ
ント基板が固定されている。固定軸１の外周面には軸方
向に所定の間隔を保ったラジアル方向動圧発生溝（ヘリ
ングボーン溝）１ａ、１ｂが各々形成されている。

【０００４】５はハブ組立体であり、アルミニュウム製
からなるデイスク固定部である円筒状のハブ６と、その
内周部に焼きばめ等の固着手段によって固定された青銅
製のスリーブ７とからなり、このスリーブ７が固定軸１
に嵌挿されることによりハブ組立体５は固定軸１を中心
として回転自在とされる。このスリーブ７は上記両ラジ
アル方向動圧発生溝１ａ、１ｂの間隔と対応する面にオ
イル溜まり７ａが形成されている。上記ラジアル方向動
圧発生溝１ａ、１ｂは固定軸１またはスリーブ７の少な
くともいずれか一方に形成されていれば良いものであ
る。

【０００５】上記ハブ６の外周にはスペーサ９を介して
複数のアルミニュウム製のデイスク８、８が配置され、
ハブ６に固定板１０を介してネジ１１にて固定される。
またハブ６の下部に固定された椀型のロータヨーク１２
はベース２に形成された環状の凹部２ａに囲繞される如
く所定の間隔を保って配置される一方、ロータヨーク１
２の内面には上記コア４と所定の間隔を保った駆動用界
磁マグネット１３が固定されることにより磁気回路を形
成するものである。この駆動用界磁マグネット１３の磁
気中心Ｐとコア４との磁気中心をδだけずらすことによ
り、駆動用界磁マグネット１３は磁性体であるコア４側
に吸引力（Ｐｚ）が作用することによりハブ組立体５は
常時ベース２側に引き寄せられる。

【０００６】また、上記固定軸１の上端部には軸径より
膨出した円盤状のフランジ１４が螺着や圧入等などで固
着されることにより、このフランジ１４とスリーブ７及
びハブ６に形成した切欠きとの間にオイル溜まり空間７
ｂが形成される。そして、フランジ１４上に封止体とな
るスラスト板１５を配置することにより軸部が封止され
る。このように構成される軸受部はスラスト板１５の下
面に形成したスパイラル溝又はヘリングボーン溝のよう
なスラスト方向動圧発生溝１５ａ、オイル溜まり空間７
ｂ及び上記各スラスト方向動圧発生溝１５ａ、上部オイ
ル溜まり空間１７及び上記各ラジアル方向動圧発生溝１
ａ、１ｂなどにオイル又はグリースなどの潤滑剤１６を
充填、塗布することにより軸受部の潤滑が図られる。

【０００７】また、駆動用界磁マグネット１３とコア４
との磁気中心が一致している構成にあっては、ハブ組立
体５を常時ベース２側に引き寄せる他の方法として、図
１３に示すように、ベース２の凹部２ａ内にてロータヨ
ーク１２及び駆動用界磁マグネット１３と対向する面に
磁性体からなるヨーク片１７を配置することも考えられ
る。

【０００８】以上のように構成された動圧型流体軸受を
使用したスピンドルモータは、巻線３に通電することに
より駆動用界磁マグネット１３はハブ６を回転させる。
回転が始まるとラジアル方向動圧溝のポンピング力によ
り固定軸１に対しスリーブ７はセンタリングされて浮上
し、スラスト方向動圧発生溝１５ａのポンピング力によ
ってフランジ１４はスラスト板１５に対して浮上し、ハ
ブ６は固定軸１に対し非接触で回転する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図１２
に示すモータにあっては、駆動用界磁マグネット１３と
コア４との磁気中心を積極的にδだけずらす構成である
ため、モータ駆動のための有効磁束が減少し所期の駆動
トルクを得ることができない課題が発生する。

【００１０】一方、駆動用界磁マグネット１３とコア４
との磁気中心を一致させ、ハブ組立体５を常時ベース２
側に引き寄せる図１３の構成は、駆動用界磁マグネット
１３の磁界がロータの回転によってヨーク片１７に渦電
流損を生じ、モータ電流を増大させる課題がある。更
に、駆動用界磁マグネット１３は回転中心に対して外側
に位置するため、スラスト方向の力によりロータを上下
に移動するモーメントが大きくなり、ピャアトーンの増
大を招き、流体軸受のもつ静音性という大きな特徴を発
揮できない課題があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであり、固定部に動圧軸受部を介して回
転自在に支持されるティスクを保持する回転体と、該回
転体に配置された駆動用界磁マグネットと、該駆動用界
磁マグネットと所定の間隙を介して前記固定部に配置さ
れた巻線を有するヨークと、前記駆動用界磁マグネット
の内側に配置されており、前記回転体と前記固定部とに
設けた磁気吸引手段にて前記回転体を前記固定部にスラ
スト方向に磁気的に引き寄せてなるスピンドルモータを
提供するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係るスピンドルモ
ータの一実施例を図１乃至図１０を参照して詳細に説明
する。尚、説明の便宜上、先に示した構成部材と同一構
成部材に対しては同一の符号を付し、具体的な動作説明
は省略する。

【００１３】図１は本発明の第１の実施例を示すもの
で、この実施例にあっては駆動用界磁マグネット１３と
ヨーク４との磁気中心を一致させてあり、駆動用界磁マ
グネット１３の回転中心に近いスリーブ７のベース２側
に位置する開放端に、Ｎ極またはＳ極の単極の磁極を着
磁したスラスト方向に引き合うための吸引用マグネット
１８を固定する一方、この吸引用マグネット１８ａに対
向して互いに吸引する単極の磁極を着磁した吸引用マグ
ネット１８ｂをベース２上に形成した環状の凹部２ｂに
埋設してある。ロータにスラスト方向の力を作用させる
ためには、一方を吸引用マグネットにし、他方を磁性体
しにても良いことは勿論のことである。

【００１４】これにより、ロータ（ハブ組立体）は駆動
用界磁マグネット１３の自己吸引作用を用いることな
く、吸引用マグネット１８ａと吸引用マグネット１８ｂ
との吸引力によってベース２側に引き寄せられる。従っ
て、モータは駆動用界磁マグネット１３の磁束を有効に
利用でき、トルクの低下を招くようなことはない。ま
た、スラスト方向の作用力が回転中心に対して近い位置
にあるため、ハブ組立体５を上下に移動させるモーメン
トが小さくなり、振動や騒音を低減することができる。

【００１５】また、図２〜図８は駆動用界磁マグネット
１３とヨーク４との磁気中心を一致させた構成の本発明
の他の実施例であり、図２に示す第２の実施例にあって
は、スリーブ７と対向するハブ６の凹部６ａの内周面に
上下方向（アキシャル方向）に単極着磁の円筒状の吸引
用マグネット１８ａを固定する一方、この吸引用マグネ
ット１８ａと同心状に磁気中心をδずらした単極着磁の
円筒状の吸引用マグネット１８ｂをベース２上に固定す
ることにより、ハブ組立体５をベース２側に磁気吸引す
るものである。

【００１６】図３に示す第３の実施例は、上下方向に単
極着磁した円筒状の吸引用マグネット１８ｂをスリーブ
７側でベース２上に固定し、この吸引用マグネット１８
ｂと磁気吸引させるためのヨーク片（または吸引用マグ
ネット）１９を吸引用マグネット１８ｂの外側で、かつ
上面及び側面の一部を覆うようハブ６の凹部６ａ内に固
定して磁気中心をずらした形態である。

【００１７】図４に示す第４の実施例は、図３の実施例
と同様に単極着磁した円筒状の吸引用マグネット１８ｂ
をスリーブ７側に近くベース２上に固定し、ロータヨー
ク１２の駆動用界磁マグネツト１３と反対側の他端１２
ａを凹部６ａ内で吸引用マグネット１８ｂの一部と対向
させ、磁気中心をずらした形態である。

【００１８】また、図５に示す第５の実施例は、吸引用
マグネット１８ｂをベース２の固定軸１側に形成した凹
部２ｂ内に固定する一方、ロータヨーク１２の他端１２
ａを吸引用マグネット１８ｂの一部と対向させ、磁気中
心をずらした形態である。

【００１９】更に、図６に示す第６の実施例は、単極の
円盤状の吸引用マグネット１８ｃをスリーブ７側に近く
ベース２上面に固定し、ロータヨーク１２の他端１２ａ
を吸引用マグネット１８ｃとアキシャル方向に全面的に
対向させ、ロータヨーク１２（ハブ組立体５）をアキシ
ャル方向に磁気吸引させる形態である。

【００２０】更に、図７に示す第７の実施例は、ハブ６
の凹部６ａの外周面に円筒状の吸引用マグネット１８ａ
を固定すると共に、この吸引用マグネット１８ａをヨー
ク４のベース２に対する取付け端面の一部が露出するよ
うベース２に形成した凹部２ｃ内で対向させて磁気中心
をずらした形態である。

【００２１】また、図８に示す第８の実施例は、ベース
２上のヨーク４の固定軸１側の一部を延長し、この延長
した部分と対向するハブ６の下面に吸引用マグネット１
８ｄを固定することにより、（ハブ組立体５）をアキシ
ャル方向に磁気吸引させる形態である。

【００２２】上記した実施例にあっては、ハブ組立体の
ベース側への引き寄せに際して、吸引用マグネット相互
間による組合わせ、吸引用マグネットと磁性片とによる
組合わせ等種々の形態が考えられるため、本発明は上記
した実施例の形態に限定されるものではない。

【００２３】以上説明したような構成に基づいて、図９
にて本発明構成の概念と上記図１２に示すように駆動用
界磁マグネット１３とコア４との磁気中心がずれている
従来の形態のスピンドルモータとを総括して比較する
と、従来と同様にスラスト方向の吸引力ＦZ を得るため
には、駆動用界磁マグネット１３による磁気吸引力が作
用する距離Ｒに対して、駆動用界磁マグネット１３の内
側で固定軸１側にて磁気吸引力が作用する距離ｒを設定
した本発明構成では、ハブを上下に移動させるモーメン
トが小さくなり振動及び騒音を低減することができる。

【００２４】また、吸引用マグネットを単極着磁するこ
とによって、ロータが回転してもヨーク内の磁束の変化
がないので渦電流損が僅かとなり定常電流の減少を図る
ことができる。更に、駆動用界磁マグネットの磁束を駆
動用に有効に使用できるので、逆起電圧が大きくなり、
あるいは駆動用界磁マグネットを小さくできモータの小
型化に寄与し得る。

【００２５】図１０，図１１は本発明構成と従来構成に
おける騒音の周波数成分のレベルを測定したデータであ
り、エンベロープレベルより突出した周波数成分をでき
るだけエンベローブに近付ける必要がある。本実施例で
は回転数５２００rpm 、駆動用界磁マグネットの極数は
８極、ヨークのスロット１２で３相駆動のモータであ
る。このため、コイの切替周波数成分は、図１１に示す
従来構成では、2080ＨZのコイル切替周波数成分は、３
６dBで突出しているが、本発明では図１０に示すように
１０dB以上改善された騒音の低減効果が得られている。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述した本発明に係るスピンドルモ
ータによると、ロータの回転によりヨーク内の磁束の変
化がなく、渦電流損が僅かとなり定常電流の減少を図る
ことができる。更に、駆動用界磁マグネットの磁束を駆
動用に有効に使用できるので、逆起電圧が大きくなり、
あるいは駆動用界磁マグネットを小さくできモータの小
型化に寄与し得ると共に、騒音が低減できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスピンドルモータの一実施例を示す半
断面図である。

【図２】本発明のスピンドルモータの第２の実施例を示
す半断面図である。

【図３】本発明のスピンドルモータの第３の実施例を示
す半断面図である。

【図４】本発明のスピンドルモータの第４の実施例を示
す半断面図である。

【図５】本発明のスピンドルモータの第５の実施例を示
す半断面図である。

【図６】本発明のスピンドルモータの第６の実施例を示
す半断面図である。

【図７】本発明のスピンドルモータの第７の実施例を示
す半断面図である。

【図８】本発明のスピンドルモータの第８の実施例を示
す半断面図である。

【図９】本発明構成と従来構成を比較するためのスピン
ドルモータの半断面図である。

【図１０】本発明の一実施例における騒音の周波数成分
のレベルを測定したデータである。

【図１１】従来のスピンドルモータにおける騒音の周波
数成分のレベルを測定したデータである。

【図１２】従来のスピンドルモータの一例を示す半断面
図である。

【図１３】従来のスピンドルモータの他の例を示す半断
面図である。

【符号の説明】

１…固定軸、２…ベース、４…ヨーク、５…ハブ組立
体、６…ハブ、７…スリープ、１２…ロータヨーク、１
３…駆動用界磁マグネット、１８ａ，１８ｂ…吸引用マ
グネット。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定部に動圧軸受部を介して回転自在に支
持されるディスクを保持する回転体と、該回転体に配置
された駆動用界磁マグネットと、該駆動用界磁マグネッ
トと所定の間隙を介して前記固定部に配置された巻線を
有するヨークと、前記駆動用界磁マグネットの内側に配
置されており、前記回転体と前記固定部とに設けた磁気
吸引手段にて前記回転体を前記固定部にスラスト方向に
磁気的に引き寄せてなるスピンドルモータ。
【請求項２】前記磁気吸引手段は前記回転体及び前記固
定部のいずれか一方に設けた吸引用マグネットと対向す
るヨークまたは他の吸引用マグネットからなる請求項１
記載のスピンドルモータ。
【請求項３】前記磁気吸引手段は磁気中心をスラスト方
向にずらして前記ハブにスラスト方向への磁気的吸引力
を作用させてなる請求項１または２記載のスピンドルモ
ータ。
【請求項４】前記磁気吸引手段は前記駆動用界磁マグネ
ットを保持するロータヨークの一部を備えると共に、前
記固定部に配置した吸引用マグネットからなる請求項１
また３記載のスピンドルモータ。