JPH04236152A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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
。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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
。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【図５】従来のスピンドルモータのＡ−Ａ断面図である
。

【符号の説明】

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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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。