JPH04236152A - Spindle motor - Google Patents

Spindle motor

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Publication number
JPH04236152A
JPH04236152A JP313191A JP313191A JPH04236152A JP H04236152 A JPH04236152 A JP H04236152A JP 313191 A JP313191 A JP 313191A JP 313191 A JP313191 A JP 313191A JP H04236152 A JPH04236152 A JP H04236152A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spindle motor
rotor
magnet assembly
rotation
spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP313191A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuyoshi Tsukada
塚田 光芳
Mamoru Tokita
守 鴇田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP313191A priority Critical patent/JPH04236152A/en
Publication of JPH04236152A publication Critical patent/JPH04236152A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize both high starting torque and high speed rotation by varying the length of gap between a stator and a rotor according to the rotation. CONSTITUTION:A magnet assembly 2 comprising a rotor magnet 2b and a rotor frame 2a is disposed oppositely to a stator core 4. The magnet assembly 2 is coupled through a spring 3 with a hab 1. When a spindle motor halts, no centrifugal force is exerted on the magnet assembly 2 and the spring 3 is not displaced thus minimizing an air gap delta. Upon rotation of the spindle motor, centrifugal force is exerted on the magnet assembly 2 and the spring 3 is displaced. The air gap delta is increased as the rotational speed increases thus realizing high speed rotation.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク駆動装置
等に用いるスピンドルモータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spindle motor used in magnetic disk drives and the like.

【0002】0002

【従来の技術】近年、磁気ディスク駆動装置(以下、H
DDという)は、ラップトップパソコン、ノートブック
サイズのパソコン等の小型、軽量のOA機器に搭載され
ることが多くなっている。これらのOA機器、特にノー
トブックサイズのパソコンに搭載されるHDDには、小
型軽量化、高密度記録化が要求される。
[Prior Art] In recent years, magnetic disk drive devices (hereinafter referred to as H
(DD) is increasingly being installed in small, lightweight office automation equipment such as laptop computers and notebook-sized computers. HDDs installed in these OA devices, especially notebook-sized personal computers, are required to be smaller and lighter and have higher recording density.

【0003】また、ノートブックサイズのパソコンの場
合、バッテリー駆動で利用されることが多いため、バッ
テリー使用時の稼働時間が長いこと、したがって、HD
Dは低消費電力であることが望まれる。  また、従来
HDDの駆動電圧は5Vと12Vが使用されていたが、
バッテリー駆動が前提となるノートブックサイズのパソ
コンでは、HDDの駆動電圧は5V単一となる。
[0003] Furthermore, since notebook-sized personal computers are often used on battery power, the operating time when using the battery is long, and therefore the HD
It is desired that D has low power consumption. In addition, conventional HDD drive voltages were 5V and 12V, but
In a notebook-sized computer that is powered by a battery, the drive voltage for the HDD is a single 5V.

【0004】ところで、HDDは、磁気ヘッドと磁気デ
ィスク間でコンタクト、スタート、ストップ(以下、C
SSという)が繰り返されるために、HDDに搭載され
るスピンドルモータは磁気ヘッドと磁気ディスク間の摩
擦力による負荷トルクに打ち勝って起動することが必要
である。図5は従来のアウタロータ型のスピンドルモー
タのA−A断面図であって、ハブ10、ロータフレーム
11、ロータマグネット12、巻線13、ステータコア
14、ブラケット15、シャフト16等から構成されて
いる。
By the way, in HDDs, contact, start, and stop (hereinafter referred to as C) are performed between the magnetic head and the magnetic disk.
Because SS) is repeated, the spindle motor mounted on the HDD needs to overcome the load torque caused by the frictional force between the magnetic head and the magnetic disk to start up. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of a conventional outer rotor type spindle motor, which includes a hub 10, a rotor frame 11, a rotor magnet 12, a winding 13, a stator core 14, a bracket 15, a shaft 16, and the like.

【0005】このスピンドルモータをHDDに用いる場
合、HDDの駆動電圧が5V単一となると、スピンドル
モータの駆動電圧も当然5Vとなり、従来の12V駆動
を前提とした構成では起動トルクが減少するため、ロー
タマグネットをフェライトから希土類に変更して磁気回
路中の磁束を増大し、モータのトルク定数を大きくする
ことにより対応している。
[0005] When this spindle motor is used in an HDD, if the drive voltage of the HDD is a single 5V, the drive voltage of the spindle motor will naturally also be 5V, and in a conventional configuration based on 12V drive, the starting torque will be reduced. This has been addressed by changing the rotor magnet from ferrite to rare earth to increase the magnetic flux in the magnetic circuit and increasing the motor's torque constant.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のスピンドルモータでは、駆動電圧の低下による起動
トルクの減少を磁気回路中の磁束を増大することにより
対処するため、回転数が犠牲になる。つまり、磁束を増
大することにより逆起電圧定数も大きくなるため、最大
回転数が小さくなってしまい、所望の回転数を得ること
ができない。
However, in the spindle motor having the above structure, the decrease in starting torque due to a decrease in drive voltage is dealt with by increasing the magnetic flux in the magnetic circuit, so the rotational speed is sacrificed. That is, by increasing the magnetic flux, the back electromotive force constant also increases, so the maximum rotation speed becomes small, making it impossible to obtain the desired rotation speed.

【0007】また、制御したい回転数でのトルクが小さ
くなってしまい、定速制御が困難になる。そこで、従来
、起動トルクと回転数の妥協点でスピンドルモータの設
計を行っていたため、満足できる起動トルクを得ること
ができないという問題点があった。
Furthermore, the torque at the desired rotational speed becomes small, making constant speed control difficult. Conventionally, spindle motors have been designed based on a compromise between starting torque and rotational speed, resulting in the problem that a satisfactory starting torque cannot be obtained.

【0008】本発明は、上記従来の問題点を解決し、高
起動トルクと高回転の両立が可能なスピンドルモータを
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and provide a spindle motor that can achieve both high starting torque and high rotation.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本発明は、ステータとステータの外側に配置され
たロータとを備えるスピンドルモータにおいて、ステー
タに対向するマグネット及びそのマグネットをロータの
回転方向と直交する方向に移動可能に保持するバネを、
ロータに設けたものである。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a spindle motor including a stator and a rotor disposed outside the stator. A spring that is held movable in a direction perpendicular to the rotation direction is
It is installed on the rotor.

【0010】0010

【作用】本発明によれば、以上のようにスピンドルモー
タを構成したので、ロータに取り付けられたマグネット
がモータの回転によりロータの回転方向と直交する方向
に移動し、ステータとマグネットとの間隔が小さくなる
[Operation] According to the present invention, since the spindle motor is configured as described above, the magnet attached to the rotor moves in a direction perpendicular to the rotational direction of the rotor due to the rotation of the motor, and the distance between the stator and the magnet is reduced. becomes smaller.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示すス
ピンドルモータの横断面図であり、図2は同A−A断面
図であって、ロータ10を構成するハブ1、マグネット
アセンブリ2、バネ3、ストッパ6、及びステータ20
を構成するステータコア4、コイル5を備えている。マ
グネットアセンブリ2は、ロータフレーム2aとロータ
マグネット2bから構成され、バネ3によりハブ1に対
して半径方向に可動に取り付けられている。なお、スト
ッパ6はマグネットアセンブリ2の半径方向の最大変位
を規定し、支持部材7はマグネットアセンブリ2を垂直
方向に支持する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a spindle motor showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of the same, showing a hub 1, a magnet assembly 2, a spring 3, a stopper 6, and a rotor 10. and stator 20
The stator core 4 and the coil 5 are provided. The magnet assembly 2 is composed of a rotor frame 2a and a rotor magnet 2b, and is attached to the hub 1 by a spring 3 so as to be movable in the radial direction. Note that the stopper 6 defines the maximum displacement of the magnet assembly 2 in the radial direction, and the support member 7 supports the magnet assembly 2 in the vertical direction.

【0012】つぎに、本発明の実施例の動作を説明する
。図1において、ハブ1が回転することによりマグネッ
トアセンブリ2には遠心力が働く。いま、遠心力をF0
 、マグネットアセンブリ2の1個の質量をm、回転中
心からの距離をr、回転角速度をωとすれば、F0 =
mrω2 となる。また、バネ3のバネ定数をk、変位
量をx、変位によりバネ3がマグネットアセンブリ2を
押す力をF1 とすれば、F1 =kxとなる。F0 
=F1 であるから、x=mrω2 /kが成立する。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be explained. In FIG. 1, centrifugal force acts on the magnet assembly 2 as the hub 1 rotates. Now, the centrifugal force is F0
, the mass of one magnet assembly 2 is m, the distance from the center of rotation is r, and the rotational angular velocity is ω, then F0 =
It becomes mrω2. Further, if the spring constant of the spring 3 is k, the amount of displacement is x, and the force with which the spring 3 presses the magnet assembly 2 due to the displacement is F1, then F1 = kx. F0
=F1, so x=mrω2/k holds true.

【0013】この式より、回転角速度ωの増加により変
位量xが増加すること、つまりロータマグネット2bと
ステータコア4との間の間隔(以下、空隙長という)δ
が大きくなることがわかる。一方、ロータマグネット2
bとステータコア4との間の空隙中の磁束密度Bgと空
隙長δとは反比例の関係、すなわちδ→大のときBg 
→小、δ→小のときBg →大が成立する。したがって
、ωとBg との関係は、ω→大のときB→小、ω→小
のときBg →大が成立する。
From this equation, it can be seen that the displacement x increases as the rotational angular velocity ω increases, that is, the distance between the rotor magnet 2b and the stator core 4 (hereinafter referred to as gap length) δ
It can be seen that becomes larger. On the other hand, rotor magnet 2
The magnetic flux density Bg in the air gap between b and the stator core 4 is inversely proportional to the air gap length δ, that is, when δ→large, Bg
→ small, and when δ → small, Bg → large holds true. Therefore, the relationship between ω and Bg holds that when ω→large, B→small, and when ω→small, Bg→large.

【0014】ところで、モータの発生トルクをT、トル
ク定数をKT 、入力電流をIとすると、T=KT ・
Iとなる。また、モータの最大回転数をωmax 、逆
起電圧定数をKE 、入力電圧をVとすれば、ωmax
 =V/KE となる。そして、トルク定数をKT 及
び逆起電圧定数をKE はともに空隙中の磁束密度Bg
 に比例する。したがって、高トルクを得るためには空
隙長δを小さくし、高回転を得るためには空隙長δを大
きくすればよいことがわかる。
By the way, if the torque generated by the motor is T, the torque constant is KT, and the input current is I, then T=KT.
Becomes I. Also, if the maximum rotation speed of the motor is ωmax, the back electromotive force constant is KE, and the input voltage is V, then ωmax
=V/KE. The torque constant KT and the back electromotive force constant KE are both the magnetic flux density Bg in the air gap.
is proportional to. Therefore, it can be seen that in order to obtain high torque, the gap length δ should be made small, and in order to obtain high rotation, the gap length δ should be made large.

【0015】図3は本発明の実施例であるスピンドルモ
ータの停止時の状態を示す説明図、図4は高速回転時の
状態を示す説明図である。停止時においては、図3に示
されているようにマグネットアセンブリ2に遠心力が働
かないため、バネ3は変位せず、空隙長は最小になる。 したがって、高い起動トルクを得ることができる。また
、回転時においては、図3に示されているようにマグネ
ットアセンブリ2に遠心力が働き、バネ3が変位するた
め、回転数が高くなるにつれて空隙長が大きくなり、高
速回転が可能になる。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the state of the spindle motor according to the embodiment of the present invention when it is stopped, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing the state when it rotates at high speed. When stopped, as shown in FIG. 3, no centrifugal force acts on the magnet assembly 2, so the spring 3 is not displaced and the gap length is minimized. Therefore, high starting torque can be obtained. Furthermore, during rotation, as shown in Figure 3, centrifugal force acts on the magnet assembly 2, displacing the spring 3, so as the rotation speed increases, the gap length increases, making high-speed rotation possible. .

【0016】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではない
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ロータに取り付けられたマグネットがモータの回
転によりロータの回転方向と直交する方向に移動し、ス
テータとマグネットとの間隔が小さくなるので、高起動
トルクと高回転の両立が可能になるという効果がある。
[Effects of the Invention] As described above in detail, according to the present invention, the magnets attached to the rotor move in a direction perpendicular to the rotational direction of the rotor due to the rotation of the motor, and the distance between the stator and the magnets is reduced. Therefore, it is possible to achieve both high starting torque and high rotation speed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の実施例を示すスピンドルモータの横断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a spindle motor showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例を示すスピンドルモータのA−
A断面図である。
[Fig. 2] A- of a spindle motor showing an embodiment of the present invention.
It is an A sectional view.

【図3】本発明のスピンドルモータの停止時の状態を示
す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of the spindle motor of the present invention when it is stopped.

【図4】本発明のスピンドルモータの高速回転時の状態
を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state of the spindle motor of the present invention during high speed rotation.

【図5】従来のスピンドルモータのA−A断面図である
FIG. 5 is a sectional view taken along line AA of a conventional spindle motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    ハブ 2    マグネットアセンブリ 2a  ロータフレーム 2b  ロータマグネット 3    バネ 4    ステータコア 5    コイル 6    ストッパ 7    支持部材 1 Hub 2 Magnet assembly 2a Rotor frame 2b Rotor magnet 3 Spring 4 Stator core 5 Coil 6 Stopper 7 Support member

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  ステータとそのステータの外側に配置
されたロータとを備えるスピンドルモータにおいて、前
記ステータに対向するマグネット及び該マグネットを前
記ロータの回転方向と直交する方向に移動可能に保持す
るバネを、前記ロータに設けたことを特徴とするスピン
ドルモータ。
1. A spindle motor comprising a stator and a rotor disposed outside the stator, comprising a magnet facing the stator and a spring movably holding the magnet in a direction perpendicular to the rotational direction of the rotor. , a spindle motor characterized in that the rotor is provided with the rotor.
JP313191A 1991-01-16 1991-01-16 Spindle motor Withdrawn JPH04236152A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP313191A JPH04236152A (en) 1991-01-16 1991-01-16 Spindle motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP313191A JPH04236152A (en) 1991-01-16 1991-01-16 Spindle motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04236152A true JPH04236152A (en) 1992-08-25

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ID=11548803

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JP313191A Withdrawn JPH04236152A (en) 1991-01-16 1991-01-16 Spindle motor

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JP (1) JPH04236152A (en)

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