JP3365899B2 - モータ構造 - Google Patents

モータ構造

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JP3365899B2
JP3365899B2 JP03417096A JP3417096A JP3365899B2 JP 3365899 B2 JP3365899 B2 JP 3365899B2 JP 03417096 A JP03417096 A JP 03417096A JP 3417096 A JP3417096 A JP 3417096A JP 3365899 B2 JP3365899 B2 JP 3365899B2
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  • Power Engineering (AREA)
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  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータ構造、特
に、ＦＤＤ、ＨＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等によって代表され
る記憶装置のスピンドルモータとして使用することがで
きるクローポール型２相同期モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＦＤＤ、ＨＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶
装置のスピンドルモータとしては、高度な性能が要求さ
れることから、従来は、３相ブラシレスＤＣモータが使
用されてきた。しかし、最近、記憶装置に対して製造コ
ストの低減が強く要求されるようになったため、どうし
ても高価になる３相ブラシレスＤＣモータでは価格の低
減化に対応できなくなってきている。これに対して、ク
ローポール型２相同期モータは、速度制御をオープンル
ープで行うことができ、励磁切替えのセンサーが不用に
なるために、構造が簡単になり、コストを低く押さえる
ことができるが、基本的には、ステッピングモータであ
るために、コギングが大きく、トルクリップル、振動、
騒音、漏洩磁束が大きいなどの問題があり、スピンドル
モータとして使用できなかった。
【０００３】特願平７−１９７９７０は、コギングを押
さえてトルクリップルを小さくしたクローポール型２相
同期モータを開示しているが、さらにモータ構成部品の
削減をして低価格化を図り、磁気漏洩を防止すると共に
記憶装置への組立精度及び安定性の向上を図る点で問題
があった。
【０００４】さらに、スピンドルモータ自身の問題とし
て、スピンドルモータは、記憶装置のシャーシと別体に
なっているため、シャーシへの取り付け時に、治具を用
いても、モータの回転中心が記憶装置の適切なヘッド位
置に対して微妙にずれを生じ、ヘッドとの間でアライメ
ント不良を起こすという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、モータの構成部品点数を削減し、記憶装置
への組立精度を高めると共に歩留まりを向上させること
によって、記憶装置のスピンドルモータとして使用可能
な低コストかつ高性能で安定したクローポール型２相同
期モータのモータ構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明に基づくモータ構造は、軟磁性材から成る
鋼板を折り曲げて形成した極歯を有するステータヨーク
でアーマチュアコイルを挟持したステータと該極歯とス
テータヨークの内周部から中心軸方向に所定の微少間隔
で対向するように設けられた永久磁石から成るロータを
共軸に設け、該アーマチュアコイルから引出線を引出し
て成る記憶装置用スピンドルモータを構成するクローポ
ール型同期モータの構造において、該記憶装置のシャー
シに絞り加工で円形凹部を形成し、該円形凹部の底部は
クローポールスピンドルモータの第１のアーマチュアコ
イルの下側のステータヨークにおける該底部の一部を抜
き起こして形成した極歯を含む該ステータヨークの一部
を形成する部分と軸受を支持するフランジを兼用し、か
つ該円形凹部の外周部には第１のアーマチュアコイルの
上側ステータヨークの外周部を支持する段部を設ける
か、又は、 軟磁性材から成る鋼板を折り曲げて形成した
極歯を有するステータヨークでアーマチュアコイルを挟
持したステータと該極歯とステータヨークの外周部から
半径方向外側に所定の微少間隔で対向するように設けら
れた永久磁石から成るロータを共軸に設け、該アーマチ
ュアコイルから引出線を引出して成る記憶装置用スピン
ドルモータを構成するクローポール型同期モータの構造
において、該記憶装置のシャーシに絞り加工で円形凹部
を形成し、かつ該円形凹部の底部の中心部に円形凸状の
フランジ部を形成し、該円形凹部の底部の外周縁から半
径方向内側に至る一部を抜き起こした極歯と該フランジ
部から半径方向外側とで、第１のアーマチュアコイルの
下側ステータコイルを構成し、該フランジ部に軸受を固
定すると共に、該フランジ部の外周縁が前記第１のアー
マチュアコイルの上側ステータヨークの内周縁を支持す
るように構成したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明のクローポール型
２相同期モータを設けた記憶装置の一種であるフロッピ
ーディスクドライブの斜視図である。また、図２及び図
３は、本発明のクローポールスピンドルモータの第１実
施形態（以下、「第１実施例」という）を、図４及び図
５は第２実施形態（以下、「第２実施例」という）を、
図６及び図７は、それぞれ、第３実施形態（以下、「第
３実施例」という）及び第４実施形態（以下、第４実施
例という）を示す。
【０００８】図１において、フロッピーディスクドライ
ブは、シャーシ１、スピンドルモータ２及び磁気ヘッド
３とヘッドアクチュエータ用ステッピングモータ４とを
有する。シャーシ１には、磁気ヘッド３の近傍に後述の
円形凹部が絞り加工により形成されており、これにスピ
ンドルモータ２が実装されている。このスピンドルモー
タ２から引出線（図１には示されていない）が引き出さ
れているが、この配置等については後述する。本発明で
スピンドルモータ２は、以下に実施例で説明するクロー
ポール型２相同期モータで構成されているので、クロー
ポールスピンドルモータ２Ａとして説明することにす
る。
【０００９】 第１実施例を示す図２及び３において、
フロッピーディスクのシャーシ１に円形凹部１Ａを絞り
加工によって形成している。円形凹部１Ａの底部１Ｄ
は、クローポールスピンドルモータ２Ａの円周方向に配
列されたステータヨーク５を形成する部分と軸受１０を
支持するフランジ６を兼ねている。ステータヨーク５に
円周方向に均等に極歯７（例えば、モータの基本ステッ
プ数が９６の場合、ステータヨーク５の極歯の数は２４
個になる）が、円形凹部１Ａの、極歯７の根元に当たる
位置から半径方向外側に向けた極歯７の歯先に当たる部
分１Ｂを直角に抜き起こすことによって形成されてお
り、極歯７が抜き起こされていない部分（図示せず）で
ステータヨークとフランジ６が接合されている。なお、
前記円形凹部１Ａの形状は必ずしも真円ではなく、上記
目的に合う形状であってもよいことは勿論のことであ
る。
【００１０】ステータヨーク５に第１アーマチュアコイ
ル８を上方から挿入、内周にステータヨーク５と同数で
同配列である極歯７を持つ上側ステータヨーク９を、そ
れらの極歯７がステータヨーク５の極歯７と所定の間隔
を置いて交互に配列されるようにして対向させ、円形凹
部１Ａに嵌入させる。
【００１１】 ついで、ステータヨーク５及び９と同様
に極歯７Ａを対向させたステータヨーク９Ａ、９Ｂの間
に第２アーマチュアコイル８Ａを挟持して、円形凹部１
Ａに嵌入させる。この場合、第１及び第２アーマチュア
コイル８及び８Ａの一方をＡ相とし、他方をＢ相とし
て、各々の位相差が電気角で８０゜乃至９０゜になるよ
うに後述のステータの配置を調整する。アーマチュアコ
イル８，８Ａから引出線１６が引き出されているが、そ
れの引出部１６ａの傾斜角θは、クローポールスピンド
ルモータ２Ａからの漏洩磁束が磁気ヘッド３に対して影
響を及ぼさず、しかも、最も短くなる範囲になるよう
に、クローポールスピンドルモータ２Ａの中心軸と磁気
ヘッド３の中心とを結ぶ直線ＳＭに対し前記回転軸の中
心から磁気ヘッド側への方向を基準として、±３０゜乃
至±１３５゜（±３０°乃至±９０゜が望ましい）の傾
斜角度の範囲内に設定されている。なお、ステータヨー
ク５及び９，９Ａ，９Ｂは軟磁性材製である。
【００１２】次に、図３に示すように、ステータヨーク
５、９、９Ａ、９Ｂの中心に円筒状の含油軸受１０を配
する。この含油軸受１０の外周に高分子材料でモールド
成形部１８を形成して、この軸受１０をフランジ６即ち
シャーシ１の円形凹部１Ａと一体的に固定する。同時
に、高分子材料でステータヨークの外周部と極歯部とア
ーマチュアコイル部をシャーシ１の円形凹部１Ａと一体
的に固定する。このようにして、クローポールスピンド
ルモータ２Ａのステータ１７が形成される。尤も、この
固定方法は、プラズマ溶接、カシメ等、その他の適当な
方法に代えることができる。
【００１３】１２は円板状のプラスチックマグネット製
のハブ台であり、その下面にハブ台１２と共芯に下方に
突出する同じプラスチック製の円筒形の、ロータマグネ
ット受部１２ａが一体に形成されている。ロータマグネ
ット受部１２ａの外周にロータマグネット１３が嵌合固
定されている。ハブ台１２のハブ面にはディスクハブ吸
着用磁極が８極磁着され、ロータマグネット１３には界
磁マグネットとして４８極の磁極が着磁されている。
又、ハブ台１２の中心部に回転軸１１の上端が挿入固定
されている。ここで、回転軸１１、ハブ台１２及びロー
タマグネット１３で、ロータ１４を構成し、ハブ台１２
の上面にロータ１４の回転を外部に伝達するためのドラ
イブピン１５が設けられている。このロータ１４の回転
軸１１を軸受１０に挿通させてロータ１４をステータ１
７内に設置する。この場合、ロータマグネット１３の外
周面と極歯７の内周面との間に所定の間隔が開くように
設定されている。かくて、クローポールスピンドルモー
タ２Ａの組立が完了する。
【００１４】スピンドルモータがフロッピーディスクド
ライブのシャーシと全く別体である公知例の場合には、
モータをシャーシに位置決めするためには両者間の芯合
わせ調整を必要とする。これに対して、本実施例の場合
は、上述のように、記憶装置の１種であるフロッピーデ
ィスクドライブのシャーシ１の一部を同モータの構成要
件としているので、クローポールスピンドルモータ２Ａ
は、公知例のような調整を必要とせずに精度高くシャー
シ１に位置決めされる。従って、その分だけクローポー
ルスピンドルモータ２Ａの安定性を高め、部品点数の削
減を図りコストを低減できる。また、本実施例は、シャ
ーシ１に絞り加工を施してあるため、シャーシ１の強度
が高くなるので、耐環境特性が向上したドライブ機構と
して用いることができる。
【００１５】 図４及び５に示す本発明の第２実施例の
クローポールスピンドルモータ２Ｂでは、第１実施例の
円形凹部１Ａを形成せず、シャーシ１においてクローポ
ールスピンドルモータ２Ｂの上側の第１アーマチュアコ
イル８用の上側のステータヨーク９の極歯７の根元に当
たる位置から半径方向外側へ極歯７の長さに当たる位置
までの部分１９を台形状に打ち抜き図４で下方へ直角に
曲げて極歯７を形成する。極歯７はロータマグネット１
３と対向して円周方向に、望ましくは等間隔で、複数個
（例えば、本実施例では、２４個）形成されている。
【００１６】シャーシ１において、第１アーマチュアコ
イル８の上側のステータヨーク５の外側縁に相当する位
置から半径外側へこのステータヨーク５の外周部５ａの
下端に当たる位置までの長方形の部分２０を打ち抜き図
４で下方へ直角に曲げてこの外周部５ａを形成する。外
周部５ａは回転軸１を中心とする円周方向に、望ましく
は等間隔で、複数個（例えば、６個）形成されている。
さらに、ステータヨーク５の中心の凹形状のフランジ部
６には、ロータ１４の回転軸１１を支える軸受１０を挿
入固定している。
【００１７】下側にステータヨーク９を取り付けた第１
アーマチュアコイル８を、図４で下方から極歯７とステ
ータヨーク５の外周部５ａとの間に装着する。ステータ
ヨーク５の外周部５ａと極歯７の根元との間のシャーシ
１の環状部分５ｂで第１アーマチュアコイル８の上側を
保持するステータヨーク５を構成する。次いで、極歯７
Ａが形成されたステータヨーク９Ａと他のステータヨー
ク９Ｂ内に保持された第２アーマチュアコイル８Ａを第
１アーマチュアコイル８の下方からこれと共軸に設置
し、ステータヨーク５の外周部５ａの下端とステータヨ
ーク９Ａの外周部の上端とを溶接２２によって結合す
る。従って、第１及び第２アーマチュアコイル８，８Ａ
が第１実施例と順序も方向も逆に取り付けられる。
【００１８】２３は、円盤部２３ａを有する円筒形のロ
ータマグネット受け部であり、ロータマグネット受部２
３ｂの外周にロータマグネット１３を嵌装し、円盤部２
３ａの中心を取付けねじ２４によって回転軸１１の下端
に固定する。
【００１９】その他は第１実施例と同じであるので、同
じ部品及び同じ部分には同じ番号を付けて示し、その説
明は省略する。
【００２０】図６に示す本発明の第３実施例のクローポ
ールスピンドルモータ２Ｃでは、第１アーマチュアコイ
ル８の上側のステータヨーク５に形成されるべき極歯７
を、シャーシ１の、極歯７の根元に当たる部分から半径
方向内側の部分２５で極歯７に相当する部分を残して打
ち抜き、これを図６で下方に直角に曲げることによって
極歯７を形成する。ロータ１４の構造は、第１実施例の
ロータ１４と同じである。また、軸受１０はステータヨ
ーク９Ａの中心部にあるフランジ部６に設けられてい
る。その他は第２実施例と同じであるから、第１及び第
２実施例の説明に用いた参照番号を対応の部品及び部分
で示し、それらの説明を省略する。
【００２１】今までに述べた第１乃至第３実施例のクロ
ーポールスピンドルモータがインナーロータタイプであ
るのに対して、図７に示す本発明の第４実施例のクロー
ポールスピンドルモータ２Ｄはアウターロータタイプの
ものである。
【００２２】シャーシ１に円形凹部１Ｃが形成され、そ
の中心部は、回転軸１１が挿入される含油軸受１０が固
定される円形凸状のフランジ２６になっている。円形凹
部１Ｃの底部の内、フランジから半径外側の部分は第１
アーマチュアコイル８の下側のステータヨーク５を構成
する。円形凹部１Ｃの底部はその外縁から所定の小寸法
だけ半径方向内側の位置から該底部の中央部までの部分
５ｃを台形状に直角に抜き起こして第１アーマチュアコ
イル８用の極歯７を形成する。
【００２３】極歯７を有する上側ステータヨーク９に保
持された第１アーマチュアコイル８をステータヨーク５
の内壁面と極歯７との間に上方から挿入し、ステータヨ
ーク５上に設定する。次いで、共に極歯７Ａを有する上
下ステータヨーク９Ａ，９Ｂによって保持された第２ア
ーマチュアコイル８Ａを第１アーマチュアコイル８の上
方に共軸に固設する。
【００２４】２７は円盤形のハブ台で、その下面中心部
にリング状のハブ部１２ｃが形成されている。皿状のロ
ータヨーク２８の外周に形成された円筒部の内周面に
は、ロータマグネット１３が、内周面を極歯７及び７Ａ
から所定距離だけ離間して、設けられている。ここで、
回転軸１１、ハブ台２７、ロータヨーク２８、ロータマ
グネット１３でロータ３０を構成し、それぞれのステー
タヨークに保持された第１及び第２アーマチュアコイル
８，８Ａ及び極歯７，７Ａでステータ３１を構成する。
【００２５】 シャーシ１の円形凹部１Ｃのフランジ２
６の上に立設された円筒形の含油軸受１０の外周面と第
１及び第２アーマチュアコイル８，８Ａのステータヨー
クの内周面とフランジ２６とが、これらの間に形成され
た空間内に高分子材料をモールディングして形成された
モールド成形部３２等によって互いに固定される。
【００２６】最後に、含油軸受１０に、ハブ台２７に固
定された回転軸１１を挿入することによってクローポー
ルスピンドルモータ２Ｃの組立が完了する。
【００２７】以上の第２乃至第４実施例のクローポール
スピンドルモータは、第１実施例と同様の効果を奏する
ものである。
【００２８】
【発明の効果】この発明に基づくクローポールスピンド
ルモータは、その構成部品であるステータヨークの一部
としてこのモータが実装される記憶装置のシャーシの一
部を用いている。従って、モータの構成部品点数を削減
し、記憶装置への組立精度を高めると共に歩留りを向上
させることによって、記憶装置のスピンドルモータとし
て使用可能な低コストで高性能のクローポールスピンド
ルモータが得られるという効果がある。さらに、記憶装
置のシャーシを絞り加工によって円形凹部を形成する場
合は、シャーシの強度が高められるという効果もある。
【００２９】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に基づくスピンドルモータが実装され
たフロッピーディスクドライブの斜視図である。
【図２】 この発明に基づくクローポールスピンドルモ
ータの第１実施形態の斜視図で、主要部を破断して示し
たものである。
【図３】 図２のクローポールスピンドルモータの軸方
向断面図である。
【図４】 この発明に基づくクローポールスピンドルモ
ータの第２実施形態であって、図５のＸ−Ｘ線に沿った
断面図である。
【図５】 図４のクローポールスピンドルモータの平面
図である。
【図６】この発明に基づくクローポールスピンドルモー
タの第３実施例の軸断面図である。
【図７】この発明に基づくクローポールスピンドルモー
タの第４実施例の軸断面図である。
【符号の説明】
１ シャーシ １Ａ，１Ｃ 円形凹部 ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ クローポールスピンドルモ
ータ ３ 磁気ヘッド ５ ステータヨーク ６ フランジ ７，７Ａ 極歯 ８ 第１アーマチュアコイル ８Ａ 第２アーマチュアコイル ９，９Ａ，９Ｂ ステータヨーク １０ 含油軸受 １１ 回転軸 １２ ハブ台 １２ａ ロータマグネット受部 １２ｂ 軸受部 １２ｃ ハブ部 １３ ロータマグネット １４ ロータ １６ 引出線 １６ａ 引出部 １７ ステータ １８ モールド成形部 ２３ ロータマグネット受け ２３ｂ ロータマグネット受部 ２６ フランジ ２７ ハブ台 ２９ ロータマグネット受部 ３０ ロータ ３１ ステータ ３２ モールド形成部 θ 傾斜角 ＳＭ 直線
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−336942（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−312855（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−21677（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−238181（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−231641（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−56112（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−54308（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 21/14 H02K 29/00 H02K 1/12 H02K 37/14 535

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】軟磁性材から成る鋼板を折り曲げて形成し
    た極歯を有するステータヨークでアーマチュアコイルを
    挟持したステータと該極歯とステータヨークの内周部か
    ら中心軸方向に所定の微少間隔で対向するように設けら
    れた永久磁石から成るロータを共軸に設け、該アーマチ
    ュアコイルから引出線を引出して成る記憶装置用スピン
    ドルモータを構成するクローポール型同期モータの構造
    において、該記憶装置のシャーシに絞り加工で円形凹部を形成し、
    該円形凹部の底部はクローポールスピンドルモータの第
    １のアーマチュアコイルの下側のステータヨークにおけ
    る該底部の一部を抜き起こして形成した極歯を含む該ス
    テータヨークの一部を形成する部分と軸受を支持するフ
    ランジを兼用し、かつ該円形凹部の外周部には第１のア
    ーマチュアコイルの上側ステータヨークの外周部を支持
    する段部が設けられている、 ことを特徴とするモータ構造。
  2. 【請求項２】 軟磁性材から成る鋼板を折り曲げて形成し
    た極歯を有するステータヨークでアーマチュアコイルを
    挟持したステータと該極歯とステータヨークの外周部か
    ら半径方向外側に所定の微少間隔で対向するように設け
    られた永久磁石から成るロータを共軸に設け、該アーマ
    チュアコイルから引出線を引出して成る記憶装置用スピ
    ンドルモータを構成するクローポール型同期モータの構
    造において、 該記憶装置のシャーシに絞り加工で円形凹部を形成し、
    かつ該円形凹部の底部の中心部に円形凸状のフランジ部
    を形成し、該円形凹部の底部の外周縁から半径方向内側
    に至る一部を抜き起こした極歯と該フランジ部から半径
    方向外側とで、第１のアーマチュアコイルの下側ステー
    タコイルを構成し、該フランジ部に軸受を固定すると共
    に、該フランジ部の外周縁が前記第１のアーマチュアコ
    イルの上側ステータヨークの内周縁を支持する、 ことを特徴とするモータ構造。
  3. 【請求項３】 該軸受は、前記ステータヨークの外周部と
    前記極歯と前記第１のアーマチュアコイルと同時にシャ
    ーシの該円形凹部と一体に所定の高分子材料でモールド
    成形することにより固定される、 ことを特徴とする請求項１に記載のモータ構造。
  4. 【請求項４】 該軸受は、その外周面と前記ステータヨー
    クの内周面と前記フランジにより形成される空間に所定
    の高分子材料をモールド成形することにより固定され
    る、 ことを特徴とする請求項２に記載のモータ構造。
  5. 【請求項５】前記引出線は、前記記憶装置の磁気ヘッド
    の中心と前記ロータの中心軸とを結ぶ直線に対し前記回
    転軸の中心から磁気ヘッド側への方向を基準として±３
    ０゜乃至±１３５゜の傾斜角度で傾斜している、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ構造。
  6. 【請求項６】前記傾斜角度は±３０゜乃至±９０゜であ
    る、 ことを特徴とする請求項５に記載のモータ構造。
  7. 【請求項７】複数のアーマチュアコイル及び複数のステ
    ータヨークを、アーマチュアコイル、ステータヨークの
    順に前記シャーシの片側から組み込んでステータ部を構
    成し、次いで、該ステータ部に前記ロータを組み付け
    る、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ構造。
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