(57)【要約】      （修正有）【課題】モータの回転時に十分なトルクを発生するとともに、起動時間を短くする薄型のモータを提供する。【解決手段】２．５型かつ７ｍｍ厚型のディスク駆動装置用のスピンドルモータは、ベース部２１と、ステータコア２２１と複数のコイル２２２とを有しベース部の上方に配置されたステータと、ステータの径方向外側に位置しロータハブの側壁部の内周面に固定されたロータマグネット３２と、軸受機構と、を備える。軸方向において、ステータコア２２１の高さＨ１が、ステータの高さＨ２の５０％以上７０％以下であり、ステータとロータマグネットとの間にて生じるトルクのトルク定数Ｋｔが、４ｍＮ・ｍ／Ａ以上６ｍＮ・ｍ／Ａ以下であり、モータ定数Ｋｍが２ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以上４ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以下である。【選択図】図４
2014103727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部と、
ステータコアと前記ステータコアに装着された複数のコイルとを有し、前記ベース部の上方に配置されたステータと、
前記ステータの上方に位置する蓋部と、前記蓋部の外縁から下方に延びる側壁部と、を有する有蓋円筒状のロータハブと、
前記ステータの径方向外側に位置し、前記ロータハブの前記側壁部の内周面に固定されたロータマグネットと、
前記ロータハブおよび前記ロータマグネットを前記ベース部および前記ステータに対して回転可能に支持する軸受機構と、
を備え、
軸方向において、前記ステータコアの高さが、前記ステータの高さの５０％以上７０％以下であり、
前記ステータと前記ロータマグネットとの間にて生じるトルクのトルク定数Ｋｔが、４ｍＮ・ｍ／Ａ以上６ｍＮ・ｍ／Ａ以下であり、
モータ定数Ｋｍが、２ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以上４ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以下である、２．５型かつ７ｍｍ厚型のディスク駆動装置用のスピンドルモータ。
【請求項２】
前記ステータコアが、複数の磁性鋼板を積層したものであり、
前記複数の磁性鋼板の枚数が８ないし１２のいずれかであり、前記複数の磁性鋼板のそれぞれの厚さが０．２ｍｍである、請求項１に記載のディスク駆動装置用のスピンドルモータ。
【請求項３】
ベース部と、
ステータコアと前記ステータコアに装着された複数のコイルとを有し、前記ベース部の上方に配置されたステータと、
前記ステータの上方に位置する蓋部と、前記蓋部の外縁から下方に延びる側壁部と、を有する有蓋円筒状のロータハブと、
前記ステータの径方向外側に位置し、前記ロータハブの前記側壁部の内周面に固定されたロータマグネットと、
前記ロータハブおよび前記ロータマグネットを前記ベース部および前記ステータに対して回転可能に支持する軸受機構と、
を備え、
軸方向において、前記ステータコアの高さが、前記ステータの高さの５０％以上７０％以下であり、
前記ステータと前記ロータマグネットとの間にて生じるトルクのトルク定Ｋｔ数が、３ｍＮ・ｍ／Ａ以上４．５ｍＮ・ｍ／Ａ以下であり、
モータ定数Ｋｍが、１ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以上２ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以下である、２．５型かつ５ｍｍ厚型のディスク駆動装置用のスピンドルモータ。
【請求項４】
前記ステータコアが、複数の磁性鋼板を積層したものであり、
前記複数の磁性鋼板の枚数が６または７であり、前記複数の磁性鋼板のそれぞれの厚さが０．２ｍｍである、請求項３に記載のディスク駆動装置用のスピンドルモータ。
【請求項５】
前記複数のコイルのそれぞれにおける導線の層数が４層であり、
前記複数のコイルの導線の直径が、０．１０ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である、請求項１ないし４のいずれかに記載のディスク駆動装置用のスピンドルモータ。
【請求項６】
前記複数のコイルのそれぞれにおける導線の層数が４層であり、
前記ロータマグネットの径方向の厚さが、０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、
前記ロータマグネットと前記ステータコアとの間の径方向の距離が、０．１５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下である、請求項１ないし５のいずれかに記載のディスク駆動装置用のスピンドルモータ。
【請求項７】
前記ステータコアの内径が、８ｍｍ以上９ｍｍ以下である、請求項１ないし６のいずれかに記載のディスク駆動装置用のスピンドルモータ。
【請求項８】
前記複数のコイルのそれぞれの巻き数が、４０回以上８０回以下である、請求項１ないし７のいずれかに記載のディスク駆動装置用のスピンドルモータ。
【請求項９】
ディスクを回転させる請求項１ないし８のいずれかに記載のスピンドルモータと、
前記ディスクに対して情報の読み出しおよび書き込みの少なくとも一方を行うアクセス部と、
前記ディスクを前記ロータハブにクランプするクランパと、
前記ディスク、前記スピンドルモータ、前記アクセス部および前記クランパを収容するハウジングと、
を備える、ディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク駆動装置用のスピンドルモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハードディスク駆動装置等のディスク駆動装置には、スピンドルモータ（以下、単に「モータ」という）が搭載される。特開２００４−１３５４６７号公報に開示されるアウタロータ型のモータでは、ロータ組が、カップ状の回転ハブ体と、駆動マグネットと、を含む。ステータ組は、ステータコアと、ステータコアに巻回された駆動コイルと、を含む。駆動マグネットは、回転ハブ体の環状立壁部の内周面に固定され、ステータコアの外周面と対向する。モータの駆動時には、駆動マグネットと駆動コイルとの間にて磁気的作用が発生する。特開２００８−９７８０３号公報においても、永久磁石が電磁石の外周側に対向配置されるモータが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１３５４６７号公報
【特許文献２】特開２００８−９７８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年、ディスク駆動装置の薄型化が求められており、ディスク駆動装置に搭載されるモータも同様にさらなる薄型化が要求されている。
【０００４】
本発明は、薄型のモータで、モータの回転時に十分なトルクを発生するとともに、起動時間を短くすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の例示的な２．５型かつ７ｍｍ厚型のディスク駆動装置用のスピンドルモータは、ベース部と、ステータコアと前記ステータコアに装着された複数のコイルとを有し、前記ベース部の上方に配置されたステータと、前記ステータの上方に位置する蓋部と、前記蓋部の外縁から下方に延びる側壁部と、を有する有蓋円筒状のロータハブと、前記ステータの径方向外側に位置し、前記ロータハブの前記側壁部の内周面に固定されたロータマグネットと、前記ロータハブおよび前記ロータマグネットを前記ベース部および前記ステータに対して回転可能に支持する軸受機構と、を備え、軸方向において、前記ステータコアの高さが、前記ステータの高さの５０％以上７０％以下であり、前記ステータと前記ロータマグネットとの間にて生じるトルクのトルク定数Ｋｔが、４ｍＮ・ｍ／Ａ以上６ｍＮ・ｍ／Ａ以下であり、モータ定数Ｋｍが、２ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以上４ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以下である。
【０００６】
本発明の他の例示的な２．５型かつ５ｍｍ厚型のディスク駆動装置用のスピンドルモータは、ベース部と、ステータコアと前記ステータコアに装着された複数のコイルとを有し、前記ベース部の上方に配置されたステータと、前記ステータの上方に位置する蓋部と、前記蓋部の外縁から下方に延びる側壁部と、を有する有蓋円筒状のロータハブと、前記ステータの径方向外側に位置し、前記ロータハブの前記側壁部の内周面に固定されたロータマグネットと、前記ロータハブおよび前記ロータマグネットを前記ベース部および前記ステータに対して回転可能に支持する軸受機構と、を備え、軸方向において、前記ステータコアの高さが、前記ステータの高さの５０％以上７０％以下であり、前記ステータと前記ロータマグネットとの間にて生じるトルクのトルク定Ｋｔ数が、３ｍＮ・ｍ／Ａ以上４．５ｍＮ・ｍ／Ａ以下であり、モータ定数Ｋｍが、１ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以上２ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以下である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、薄型のモータで、十分なトルクを発生するとともに、起動時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るディスク駆動装置を示す図である。
【図２】図２は、スピンドルモータの断面図である。
【図３】図３は、ステータの平面図である。
【図４】図４は、スピンドルモータの一部を拡大して示す図である。
【図５】図５は、スピンドルモータの一部を拡大して示す図である。
【図６】図６は、ロータマグネットの厚さおよびエアギャップと、トルク定数との関係を示す図である。
【図７】図７は、ロータマグネットの厚さおよびエアギャップと、モータ定数との関係を示す図である。
【図８】図８は、ステータコアの高さおよび導線の直径と、コア高さ比率との関係を示す図である。
【図９】図９は、ステータコアの高さおよび導線の直径と、モータ定数との関係を示す図である。
【図１０】図１０は、ステータコアの高さおよび導線の直径と、トルク定数との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、ステータコアの高さおよび導線の直径と、導線の層数との関係を示す図である。
【図１２】図１２は、ステータコアの高さおよび導線の直径と、コア高さ比率との関係を示す図である。
【図１３】図１３は、ステータコアの高さおよび導線の直径と、モータ定数との関係を示す図である。
【図１４】図１４は、ステータコアの高さおよび導線の直径と、トルク定数との関係を示す図である。
【図１５】図１５は、ステータコアの高さおよび導線の直径と、導線の層数との関係を示す図である。
【図１６】図１６は、ステータコアの高さおよび導線の直径と、コア高さ比率との関係を示す図である。
【図１７】図１７は、ステータコアの高さおよび導線の直径と、モータ定数との関係を示す図である。
【図１８】図１８は、ステータコアの高さおよび導線の直径と、トルク定数との関係を示す図である。
【図１９】図１９は、ステータコアの高さおよび導線の直径と、導線の層数との関係を示す図である。
【図２０】図２０は、第２の実施形態に係るディスク駆動装置を示す図である。
【図２１】図２１は、スピンドルモータの断面図である。
【図２２】図２２は、スピンドルモータの一部を拡大して示す図である。
【図２３】図２３は、ロータマグネットの厚さおよびエアギャップと、トルク定数との関係を示す図である。
【図２４】図２４は、ロータマグネットの厚さおよびエアギャップと、モータ定数との関係を示す図である。
【図２５】図２５は、ステータコアの高さおよび導線の直径と、コア高さ比率との関係を示す図である。
【図２６】図２６は、ステータコアの高さおよび導線の直径と、モータ定数との関係を示す図である。
【図２７】図２７は、ステータコアの高さおよび導線の直径と、トルク定数との関係を示す図である。
【図２８】図２８は、ステータコアの高さおよび導線の直径と、導線の層数との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書では、モータの中心軸方向における図１の上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。なお、上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。また、中心軸に平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の例示的な第１の実施形態に係るスピンドルモータ（以下、単に「モータ」という）を含むディスク駆動装置１の縦断面図である。ディスク駆動装置１は、２．５型かつ７ｍｍ厚型のハードディスク駆動装置である。ディスク駆動装置１は、例えば、２枚のディスク１１と、モータ１２と、アクセス部１３と、ハウジング１４と、クランパ１５１と、を含む。モータ１２は、情報を記録するディスク１１を回転する。アクセス部１３は、２枚のディスク１１に対して、情報の読み出しおよび書き込みの少なくとも一方を行う。
【００１１】
ハウジング１４は、無蓋箱状の第１ハウジング部材１４１と、板状の第２ハウジング部材１４２と、を含む。第１ハウジング部材１４１の内側には、ディスク１１、モータ１２、アクセス部１３およびクランパ１５１が収容される。第１ハウジング部材１４１に第２ハウジング部材１４２が嵌められて、ハウジング１４が構成される。ディスク駆動装置１の内部空間は、塵や埃が極度に少なく、清浄な空間が好ましい。
【００１２】
２枚のディスク１１は、スペーサ１５３の上下に配置され、クランパ１５１により、モータ１２にクランプされる。アクセス部１３は、ヘッド１３１と、アーム１３２と、ヘッド移動機構１３３と、を含む。ヘッド１３１はディスク１１に近接して、情報の読み出しおよび書き込みの少なくとも一方を磁気的に行う。アーム１３２は、ヘッド１３１を支持する。ヘッド移動機構１３３はアーム１３２を移動することにより、ヘッド１３１をディスク１１に対して相対的に移動する。これらの構成により、ヘッド１３１は、回転するディスク１１に近接した状態にて、ディスク１１の所要の位置にアクセスする。
【００１３】
図２は、モータ１２の縦断面図である。モータ１２は、アウタロータ型であり、固定組立体である静止部２と、回転組立体である回転部３と、軸受機構４と、を含む。静止部２は、略板状のベース部であるベースプレート２１と、ステータ２２と、絶縁ブッシング２３と、磁性部材２４と、配線基板２５と、を含む。ベースプレート２１は、図１の第１ハウジング部材１４１の一部である。ステータ２２は、ベースプレート２１の上方に配置され、ステータコア２２１と、コイル２２２と、を含む。ステータコア２２１の径方向内側の部位は、ベースプレート２１の円筒状のホルダ２１１の周囲に固定される。磁性部材２４は、中心軸Ｊ１を中心とする円環状であり、ベースプレート２１の上面２１２に接着剤にて固定される。静止部２では、コイル２２２の導線２２３が、絶縁ブッシング２３に通された状態にて、絶縁ブッシング２３と共にベースプレート２１の貫通孔に挿入される。導線２２３の端部は、配線基板２５に接合される。
【００１４】
回転部３は、ロータハブ３１と、ロータマグネット３２と、を含む。ロータハブ３１は、略有蓋円筒状である。ロータハブ３１は、蓋部３１１と、側壁部３１２と、ハブ筒部３１３と、ディスク載置部３１４と、を含む。蓋部３１１は、ステータ２２の上方に位置する。ハブ筒部３１３は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状であり、軸受機構４の外側にて蓋部３１１の下面３１１ａから下方に向かって延びる。側壁部３１２は、蓋部３１１の外縁から下方に延びる。ディスク載置部３１４は、側壁部３１２から径方向外方に広がる。図１のディスク１１は、ディスク載置部３１４上に載置される。
【００１５】
ロータマグネット３２は、側壁部３１２の内周面３１２ａに固定され、ステータ２２の径方向外側に位置する。ロータマグネット３２は、ネオジムボンド磁石(Nd-Fe-B BOND MAGNET)製である。ロータマグネット３２の下方には、磁性部材２４が位置する。ロータマグネット３２と磁性部材２４との間には、磁気吸引力が発生する。
【００１６】
モータ１２の駆動時には、ステータ２２とロータマグネット３２との間にてトルクが発生する。当該トルクのトルク定数Ｋｔは、好ましくは４ｍＮ・ｍ／Ａ以上６ｍＮ・ｍ／Ａ以下である。また、モータ定数Ｋｍは、好ましくは２ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以上４ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以下である。モータ定数Ｋｍは、トルク定数Ｋｔと、コイル２２２の導線抵抗Ｒとを用いて、Ｋｍ＝Ｋｔ／√（Ｒ）、と定義される。
【００１７】
軸受機構４は、シャフト部４１と、スリーブ４２と、スリーブハウジング４３と、スラストプレート４４と、キャップ部４５と、潤滑油４６と、を含む。シャフト部４１は、蓋部３１１の径方向内側の部位から下方に延びる。シャフト部４１とロータハブ３１とは、一繋がりの部材である。シャフト部４１の内部には、全長に亘って雌ねじ部４１１が設けられる。蓋部３１１の中央では、図１に示す雄ねじ１５２が雌ねじ部４１１に螺合する。これにより、クランパ１５１がモータ１２に固定され、ディスク１１がロータハブ３１にクランプされる。
【００１８】
既述のクランプ方式（以下、「センタークランプ方式」という）以外にも、ハブクランプ方式と呼ばれるものがある。ハブクランプ方式は、ロータハブの蓋部の上面に複数の雌ねじ部が設けられ、雄ねじが雌ねじ部に螺合することにより、クランパがモータに固定される。ハブクランプ方式は、蓋部に雄ねじが固定されるので、雄ねじの高さ分、蓋部の高さを下げる必要がある。また、雄ねじをハブに構成するため、ハブが肉厚となる。７ｍｍ厚型や後述する５ｍｍ厚型のディスク駆動装置にて利用される薄型のモータでは、蓋部の下面と、ベースプレートの上面との間のスペースを確保するにはセンタークランプ方式が有効である。
【００１９】
スリーブ４２の内側には、シャフト部４１が挿入される。スリーブハウジング４３は、ハブ筒部３１３の内側に位置する。スリーブハウジング４３の内周面には、スリーブ４２が固定される。スラストプレート４４は、中央の雄ねじ部が雌ねじ部４１１に螺合することにより、シャフト部４１の下部に固定される。キャップ部４５は、スリーブハウジング４３の下端に固定され、スリーブハウジング４３の下側の開口を閉塞する。
【００２０】
モータ１２では、スリーブ４２の内周面とシャフト部４１の外周面との間のラジアル間隙４７１、スリーブ４２の下面とスラストプレート４４の上面との間の第１スラスト間隙４７２、並びに、スリーブ４２の上面およびスリーブハウジング４３の上面と蓋部３１１の下面３１１ａとの間の第２スラスト間隙４７３に潤滑油４６が連続して充填される。さらに、スラストプレート４４の下面とキャップ部４５の上面との間の間隙４７４、および、ハブ筒部３１３の内周面とスリーブハウジング４３の外周面の上部との間のシール間隙４７５においても潤滑油４６が連続して充填される。
【００２１】
スリーブ４２の内周面の上下にはラジアル動圧溝列が設けられる。また、スリーブ４２の上面および下面には、スラスト動圧溝列が設けられる。ラジアル間隙４７１では、ラジアル動圧溝列によりラジアル動圧軸受部４８１が構成される。第１スラスト間隙４７２および第２スラスト間隙４７３ではそれぞれ、スラスト動圧溝列により第１スラスト動圧軸受部４８２および第２スラスト動圧軸受部４８３が構成される。モータ１２の駆動時には、ラジアル動圧軸受部４８１、第１スラスト動圧軸受部４８２および第２スラスト動圧軸受部４８３により、すなわち、軸受機構４により、シャフト部４１およびスラストプレート４４が、スリーブ４２、スリーブハウジング４３およびキャップ部４５に対して非接触にて支持される。これにより、ロータハブ３１およびロータマグネット３２が、ベースプレート２１およびステータ２２に対して回転可能に支持される。
【００２２】
図３は、ステータ２２の平面図である。ステータ２２は、ステータコア２２１と、複数のコイル２２２と、を含む。複数のコイル２２２は、集中巻きにてステータコア２２１に装着される。ステータコア２２１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の中央部５１と、複数のティース部５２と、を含む。ティース部５２の個数は、例えば９である。ティース部５２は、略Ｔ字状であり、中央部５１の外周から径方向外方に延びるとともに外側の端部において周方向の両側に広がる。各ティース部５２に導線２２３が巻回されることにより、コイル２２２が形成される。
【００２３】
ステータコア２２１の内径、すなわち、中央部５１の内径は、好ましくは、８ｍｍ以上９ｍｍ以下である。各コイル２２２の巻き数は、好ましくは、４０回以上８０回以下である。各コイル２２２における導線２２３の層数は、好ましくは、４層である。換言すれば、ティース部５２の上方および下方のそれぞれにおいて、導線２２３が４層に積層される。導線２２３の直径は、好ましくは、０．１０ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。
【００２４】
図４は、図２のロータマグネット３２近傍を拡大して示す図である。コイル２２２は、ロータハブ３１の蓋部３１１の下面３１１ａと、ベースプレート２１の上面２１２との間に配置される。ロータハブ３１の蓋部３１１の下面３１１ａと、ベースプレート２１の上面２１２との間の軸方向の距離Ｈ３は、約４．０ｍｍである。以下の説明では、距離Ｈ３を「内部高さＨ３」という。
【００２５】
ステータコア２２１は、複数の磁性鋼板２２１ａを積層したものである。１枚の磁性鋼板２２１ａの厚さは約０．２ｍｍである。磁性鋼板２２１ａの枚数は、好ましくは、８ないし１２のいずれかである。本実施形態では、磁性鋼板２２１ａの枚数は８である。軸方向において、ステータコア２２１の高さＨ１は、約１．６ｍｍである。高さＨ１には、ステータコア２２１の上面および下面に設けられた絶縁膜の厚さは含まれない。換言すれば、高さＨ１は、積層された複数の磁性鋼板２２１ａの全高である。ステータコア２２１の高さＨ１は、好ましくは、軸方向におけるステータ２２の高さＨ２の５０％以上７０％以下である。高さＨ２は、コイル２２２の下端から上端までの高さである。本実施形態では、ステータ２２の高さＨ２は、約３．７８ｍｍである。
【００２６】
図５は、図３のティース部５２の先端部近傍を拡大して示す図である。図４および図５に示すロータマグネット３２の径方向の厚さＴ１は、好ましくは、０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。厚さＴ１には、ロータマグネット３２の表面に設けられた絶縁膜の厚さは含まれない。
【００２７】
ロータマグネット３２とステータコア２２１との間の径方向の距離（以下、「エアギャップ」という。）Ｇ１は、好ましくは、０．１５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下である。エアギャップＧ１は、ティース部５２の外周面とロータマグネット３２の内周面との間の径方向における最短距離である。ティース部５２の外周面とは、積層された複数の磁性鋼板２２１ａの外側面である。磁性鋼板２２１ａの外側面に絶縁膜が設けられる場合、当該絶縁膜の厚さは、エアギャップＧ１に含まれる。ロータマグネット３２の内周面とは、ロータマグネット３２の表面に設けられた絶縁膜の内周面である。ロータマグネット３２の絶縁膜の厚さは、エアギャップＧ１に含まれない。
【００２８】
７ｍｍ厚型のディスク駆動装置では、９．５ｍｍ厚型のディスク駆動装置に搭載されるモータを７ｍｍ厚型に合わせてそのまま薄くしても、十分なトルク定数Ｋｔを確保することができない。例えば、９．５ｍｍ厚型に搭載されるモータの高さを単純に２６％程度低くした場合、トルク定数Ｋｔは半減する。導線２２３の直径を小さくしてコイル２２２の巻き数を増大させることにより、モータを薄型化しつつトルク定数Ｋｔを確保することはできるが、コイル２２２の導線抵抗Ｒが大きくなる。コイル２２２の導線抵抗Ｒが大きいモータは、導線抵抗Ｒが小さいモータに比べて、同一電源で駆動した場合の起動時の電流が小さくなる。その結果、モータの起動時におけるトルクが小さくなり、モータの回転数が定格回転数に到達するまでの時間である起動時間が、長くなる。ディスク駆動装置用のモータにおいては、十分なトルクを確保するだけではなく、起動時間が所定の時間以内であることも求められる。
【００２９】
そのため、７ｍｍ厚型のディスク駆動装置１のモータ１２では、このように限られたスペースであっても、十分にトルクを発生しつつ起動時間が短くなるように設計する必要がある。すなわち、トルク定数Ｋｔのみを大きくするのではなく、トルク定数Ｋｔとモータ定数Ｋｍとを共に大きくし、かつ、所望の範囲内に収まるように設計する必要がある。先に説明したように、Ｋｍは、Ｋｔ／√（Ｒ）と定義される数値であるが、Ｋｔ／ＲやＫｔ／Ｒ２ではなく、Ｋｍが、モータを薄型化した場合の好適なモータの構造を表現する最適な指標である。具体的には、モータ１２では、十分なトルクを発生させるために、トルク定数Ｋｔが４ｍＮ・ｍ／Ａ以上６ｍＮ・ｍ／Ａ以下となるように設計しなければならない。また、起動時間を短くするために、モータ定数Ｋｍが２ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以上４ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以下となるように設計しなければならない。
【００３０】
ところで、限られたスペースの中で、十分なトルクを発生させようとすると、ロータマグネットとステータコアとの間に発生する磁束密度を高くすることが考えられる。しかしながら、当該磁束密度を高くするためにロータマグネットの径方向の厚さを単純に厚くすると、モータが径方向に大型化してしまう。また、ロータマグネットとステータコアとの間に発生する磁束密度が過剰に高くなると、振動や騒音が発生する。振動や騒音の発生を抑制するためには、ロータマグネットの径方向の厚さの増大に伴って、エアギャップを大きくする必要があり、モータが径方向にさらに大型化してしまう。
【００３１】
９．５ｍｍ厚型のディスク駆動装置に搭載されるモータでは、一般に、ロータマグネットの径方向の厚さＴ１は、０．９３ｍｍよりも大きく１．０４ｍｍ以下である。また、エアギャップＧ１は、０．２ｍｍよりも大きく０．３ｍｍ以下である。
【００３２】
一方、モータ１２では、上述のように、ロータマグネット３２の径方向の厚さＴ１が０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、エアギャップＧ１が０．１５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下である。モータ１２では、９．５ｍｍ厚型のディスク駆動装置のモータに比べて、限られたスペースの中で、径方向の大型化を抑制しつつ、ロータマグネット３２とステータコア２２１との間に発生する磁束密度を高くすることができる。その結果、限られたスペースの中で、モータ１２の回転時に十分なトルクを発生するとともに、モータ１２の起動時間を短くすることができる。
【００３３】
図６は、ロータマグネット３２の厚さＴ１およびエアギャップＧ１と、トルク定数Ｋｔとの関係を示す等高線図である。図中の複数の曲線は、トルク定数Ｋｔの等高線であり、図中の数値は、等高線が示すトルク定数Ｋｔの値である。図６の左上から右下に向かうに従ってトルク定数Ｋｔは大きくなる。トルク定数Ｋｔの等高線は、ロータマグネット３２の外径を一定として、ロータマグネット３２の厚さＴ１、および、エアギャップＧ１を変更しつつシミュレーションにより求めた。シミュレーションでは、ロータマグネット３２の厚さＴ１、および、エアギャップＧ１の変更に伴い、コイル２２２の巻き数も変更した。例えば、ロータマグネット３２の厚さＴ１が一定で、エアギャップＧ１が増大すると、ステータコア２２１の外径が小さくなるため、コイル２２２の巻き数が減少する。また、エアギャップＧ１が一定で、ロータマグネット３２の厚さＴ１が増大した場合も同様に、ステータコア２２１の外径が小さくなるため、コイル２２２の巻き数が減少する。
【００３４】
図６によれば、エアギャップＧ１が０．１５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下の範囲において、Ｇ１を変更することなく、ロータマグネット３２の厚さＴ１を変更すると、Ｔ１が１．０ｍｍ以下の範囲では、Ｔ１が増加するに従ってトルク定数Ｋｔも漸次増加する。一方、Ｔ１が１．０ｍｍよりも大きい範囲では、Ｔ１が増加しても、トルク定数Ｋｔはあまり大きく増加しない。換言すれば、Ｔ１が１．０ｍｍよりも大きい範囲におけるＴ１の増加に対するトルク定数Ｋｔの増加率は、Ｔ１が１．０ｍｍ以下の範囲におけるＴ１の増加に対するトルク定数Ｋｔの増加率に比べて小さい。
【００３５】
すなわち、Ｔ１を１．０ｍｍ以下とすることにより、Ｔ１の増加により高くなった磁束密度が、トルク定数Ｋｔの増加に有効に利用される。また、Ｔ１が０．７ｍｍよりも小さくなると、Ｔ１の減少に対するＫｔの減少の割合が比較的大きくなる。したがって、Ｔ１を０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とすることにより、ロータマグネット３２が厚くなることを抑制しつつ、トルク定数Ｋｔを効率的に大きくすることができる。
【００３６】
図７は、ロータマグネット３２の厚さＴ１およびエアギャップＧ１と、モータ定数Ｋｍとの関係を示す等高線図である。図中の複数の曲線は、モータ定数Ｋｍの等高線であり、図中の数値は、等高線が示すモータ定数Ｋｍの値である。図７の左上から右下に向かうに従ってモータ定数Ｋｍは大きくなる。モータ定数Ｋｍの等高線は、トルク定数Ｋｔの等高線と同様の方法により求めた。図７によれば、Ｇ１が０．１５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下の範囲において、Ｇ１を変更することなくＴ１を変更すると、上述のＴ１が０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲では、Ｔ１が増加するに従ってモータ定数Ｋｍも漸次増加する。すなわち、Ｔ１の増加により高くなった磁束密度が、モータ定数Ｋｍの増加に有効に利用される。
【００３７】
上述のように、モータ１２では、ロータマグネット３２の厚さＴ１が０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、エアギャップＧ１が０．１５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下である。このように、Ｔ１およびＧ１を小さくすることにより、径方向におけるモータ１２の大型化を抑制しつつ、ステータコア２２１の外径を大きくすることができる。これにより、内部高さＨ３が比較的小さい薄型のモータ１２においても、コイル２２２の巻き数の上限を大きくすることができる。その結果、所望の大きさのトルク定数Ｋｔおよびモータ定数Ｋｍを、容易に実現することができる。
【００３８】
モータ１２では、トルク定数Ｋｔを４ｍＮ・ｍ／Ａ以上６ｍＮ・ｍ／Ａ以下とすることにより、電流量を抑えつつ十分なトルクを効率良く発生することができる。また、モータ定数Ｋｍを２ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以上４ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以下とすることにより、モータ１２の起動時間を短くすることができる。
【００３９】
図８ないし図１１はそれぞれ、内部高さＨ３が４．０ｍｍである場合に、ステータコア２２１の高さＨ１、および、導線２２３の直径Ｄ１を様々に変更し、コア高さ比率Ｈｒ、モータ定数Ｋｍ、トルク定数Ｋｔ、および、導線２２３の層数を求めたものである。コア高さ比率Ｈｒは、ステータコア２２１の高さＨ１のステータ２２の高さＨ２に対する割合である。ステータ２２の高さＨ２は、内部高さＨ３の内部空間において、導線２２３が最大限まで巻回された場合の高さである。また、導線２２３の層数は、内部高さＨ３の内部空間において、導線２２３が最大限まで巻回された場合の層数である。モータ定数Ｋｍおよびトルク定数Ｋｔは、シミュレーションにより求めた。図１２ないし図１９、および、図２５ないし図２８においても同様である。
【００４０】
図８は、ステータコア２２１の高さＨ１および導線２２３の直径Ｄ１と、コア高さ比率Ｈｒとの関係を示す等高線図である。図中の複数の線は、コア高さ比率Ｈｒの等高線であり、図中の数値は、等高線が示すコア高さ比率Ｈｒの値である。図１２、図１６および図２５においても同様である。図８の左側から右側に向かうに従ってコア高さ比率Ｈｒが大きくなる。図８では、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下である領域を、符号８１を付す太破線にて囲む。
【００４１】
図９は、ステータコア２２１の高さＨ１および導線２２３の直径Ｄ１と、モータ定数Ｋｍとの関係を示す等高線図である。図中の複数の線は、モータ定数Ｋｍの等高線であり、図中の数値は、等高線が示すモータ定数Ｋｍの値である。図１３、図１７および図２６においても同様である。また、平行斜線を付す領域８２は、図９中においてモータ定数Ｋｍが最大の領域である。モータ定数Ｋｍは、図９の左側では小さく、左下から右上に向かうに従って漸次大きくなり、Ｈ１がおよそ２．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲でピークとなる。また、ピークを過ぎると、右上に向かうに従ってモータ定数Ｋｍは一旦小さくなり、再び大きくなる。符号８１を付す太破線にて囲む領域は、図８と同様に、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下となる領域であり、図９中においてモータ定数Ｋｍが最大の領域８２を含む。このように、コア高さ比率Ｈｒを５０％以上７０％以下とすることにより、モータ定数Ｋｍを、効率良く大きくすることができる。
【００４２】
図１０は、ステータコア２２１の高さＨ１および導線２２３の直径Ｄ１と、トルク定数Ｋｔとの関係を示す等高線図である。図中の複数の線は、トルク定数Ｋｔの等高線であり、図中の数値は、等高線が示すトルク定数Ｋｔの値である。図１４、図１８および図２７においても同様である。図１０の上側から下側に向かうに従ってトルク定数Ｋｔが大きくなる。符号８１を付す太破線にて囲む領域は、図８と同様に、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下となる領域である。太破線８１により囲まれる領域は、トルク定数Ｋｔが４ｍＮ・ｍ／Ａ以上６ｍＮ・ｍ／Ａ以下となる領域を含む。
【００４３】
上述のように、コア高さ比率Ｈｒは、内部高さＨ３の内部空間において、導線２２３が最大限まで巻回された場合のステータ２２の高さＨ２に対する、ステータコア２２１の高さＨ１の割合である。ステータコア２２１の高さＨ１、および、導線２２３の直径Ｄ１が変更されると、コイル２２２における導線２２３の層数も変更される。具体的には、導線２２３の直径Ｄ１が一定で、ステータコア２２１の高さＨ１が大きくなると、コア高さ比率Ｈｒは大きくなり、導線２２３の層数は小さくなる。また、ステータコア２２１の高さＨ１が一定で、導線２２３の直径Ｄ１が大きくなると、導線２２３の層数は小さくなる。導線２２３の層数は偶数であるため、層数の最小値は２である。
【００４４】
図１１は、ステータコア２２１の高さＨ１および導線２２３の直径Ｄ１と、導線２２３の層数との関係を示す図である。図１１中の右上から左下に向かって並ぶ領域９１〜９５はそれぞれ、導線２２３の層数が２，４，６，８，１０層の領域である。図８ないし図１０において、導線２２３の層数が４層である領域９２を太実線にて示す。図８に示すように、導線２２３の層数が４層である場合、コア高さ比率Ｈｒは５０％以上７０％以下である。図９および図１０に示すように、領域９２は、図中においてモータ定数Ｋｍが最大の領域８２を含み、トルク定数Ｋｔが４ｍＮ・ｍ／Ａ以上６ｍＮ・ｍ／Ａ以下となる領域を含む。
【００４５】
図１２ないし図１５はそれぞれ、内部高さＨ３が３．５ｍｍである場合に、ステータコア２２１の高さＨ１、および、導線２２３の直径Ｄ１を様々に変更し、コア高さ比率Ｈｒ、モータ定数Ｋｍ、トルク定数Ｋｔ、および、導線２２３の層数を求めたものである。
【００４６】
図１２は、ステータコア２２１の高さＨ１および導線２２３の直径Ｄ１と、コア高さ比率Ｈｒとの関係を示す等高線図である。図１２では、図８と同様に、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下である領域を、符号８１を付す太破線にて囲む。
【００４７】
図１３は、ステータコア２２１の高さＨ１および導線２２３の直径Ｄ１と、モータ定数Ｋｍとの関係を示す等高線図である。平行斜線を付す領域８２は、図１３中においてモータ定数Ｋｍが最大の領域である。モータ定数Ｋｍは、図１３の左側では小さく、左下から右上に向かうに従って漸次大きくなり、Ｈ１がおよそ２．０ｍｍ以上２．３ｍｍ以下の範囲でピークとなる。また、ピークを過ぎると、右上に向かうに従ってモータ定数Ｋｍは一旦小さくなり、再び大きくなる。符号８１を付す太破線にて囲む領域は、図１２と同様に、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下となる領域であり、図１３中においてモータ定数Ｋｍが最大の領域８２を含む。このように、コア高さ比率Ｈｒを５０％以上７０％以下とすることにより、モータ定数Ｋｍを、効率良く大きくすることができる。
【００４８】
図１４は、ステータコア２２１の高さＨ１および導線２２３の直径Ｄ１と、トルク定数Ｋｔとの関係を示す等高線図である。図１４の上側から下側に向かうに従ってトルク定数Ｋｔが大きくなる。符号８１を付す太破線にて囲む領域は、図１２と同様に、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下となる領域である。太破線８１により囲まれる領域は、トルク定数Ｋｔが４ｍＮ・ｍ／Ａ以上６ｍＮ・ｍ／Ａ以下となる領域を含む。
【００４９】
図１５は、ステータコア２２１の高さＨ１および導線２２３の直径Ｄ１と、導線２２３の層数との関係を示す図である。図１５中の右上から左下に向かって並ぶ領域９１〜９５はそれぞれ、導線２２３の層数が２，４，６，８，１０層の領域である。図１２ないし図１４において、導線２２３の層数が４層である領域９２を太実線にて示す。図１２に示すように、導線２２３の層数が４層である場合、コア高さ比率Ｈｒは、ほぼ５０％以上７０％以下である。図１３および図１４に示すように、領域９２と、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下である領域８１とが重なる領域は、モータ定数Ｋｍが最大の領域８２を含み、トルク定数Ｋｔが４ｍＮ・ｍ／Ａ以上６ｍＮ・ｍ／Ａ以下となる領域を含む。
【００５０】
図１６ないし図１９はそれぞれ、内部高さＨ３が３．０ｍｍである場合に、ステータコア２２１の高さＨ１、および、導線２２３の直径Ｄ１を様々に変更し、コア高さ比率Ｈｒ、モータ定数Ｋｍ、トルク定数Ｋｔ、および、導線２２３の層数を求めたものである。
【００５１】
図１６は、ステータコア２２１の高さＨ１および導線２２３の直径Ｄ１と、コア高さ比率Ｈｒとの関係を示す等高線図である。図１６では、図８と同様に、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下である領域を、符号８１を付す太破線にて囲む。なお、図１６中の右側にて平行斜線を付した領域８３は、内部高さＨ３と、ステータコア２２１の高さＨ１と、導線２２３の直径Ｄ１との関係上、コイル２２２を形成することができない領域である。図１７ないし図１９における領域８３も同様である。
【００５２】
図１７は、ステータコア２２１の高さＨ１および導線２２３の直径Ｄ１と、モータ定数Ｋｍとの関係を示す等高線図である。平行斜線を付す領域８２は、図１７中においてモータ定数Ｋｍが最大の領域である。モータ定数Ｋｍは、図１７の左側では小さく、左下から右上に向かうに従って漸次大きくなり、Ｈ１がおよそ１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲でピークとなる。また、ピークを過ぎると、右上に向かうに従ってモータ定数Ｋｍは一旦小さくなり、再び大きくなる。符号８１を付す太破線にて囲む領域は、図１６と同様に、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下となる領域であり、図１７中においてモータ定数Ｋｍが最大の領域８２を含む。このように、コア高さ比率Ｈｒを５０％以上７０％以下とすることにより、モータ定数Ｋｍを、効率良く大きくすることができる。
【００５３】
図１８は、ステータコア２２１の高さＨ１および導線２２３の直径Ｄ１と、トルク定数Ｋｔとの関係を示す等高線図である。図１８の上側から下側に向かうに従ってトルク定数Ｋｔが大きくなる。符号８１を付す太破線にて囲む領域は、図１６と同様に、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下となる領域である。太破線８１により囲まれる領域は、トルク定数Ｋｔが４ｍＮ・ｍ／Ａ以上６ｍＮ・ｍ／Ａ以下となる領域を含む。
【００５４】
図１９は、ステータコア２２１の高さＨ１および導線２２３の直径Ｄ１と、導線２２３の層数との関係を示す図である。図１９中の右上から左下に向かって並ぶ領域９１〜９５はそれぞれ、導線２２３の層数が２，４，６，８，１０層の領域である。図１６ないし図１８において、導線２２３の層数が４層である領域９２を太実線にて示す。図１６に示すように、導線２２３の層数が４層である領域９２では、右側の２／３程度の部分において、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下である。図１７および図１８に示すように、領域９２と、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下である領域８１とが重なる領域は、モータ定数Ｋｍが最大の領域８２を含み、トルク定数Ｋｔが４ｍＮ・ｍ／Ａ以上６ｍＮ・ｍ／Ａ以下となる領域を含む。
【００５５】
７ｍｍ厚型のディスク駆動装置１では、実現可能な内部高さＨ３は、およそ３．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。図１に示すように、モータ１２に２枚のディスク１１が固定される場合、内部高さＨ３は、上述のように約４．０ｍｍであるが、モータ１２に１枚のディスク１１が固定される場合、内部高さＨ３は、例えば、約３．０ｍｍであってもよく、約３．５ｍｍであってもよい。
【００５６】
図８ないし図１９に沿って説明したように、モータ１２のコア高さ比率Ｈｒを５０％以上７０％以下とすることにより、トルク定数Ｋｔを４ｍＮ・ｍ／Ａ以上６ｍＮ・ｍ／Ａ以下としつつ、モータ定数Ｋｍを、２ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以上４ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以下の範囲において、効率良く大きくすることができる。
【００５７】
上述のように、モータ１２では、トルク定数Ｋｔを４ｍＮ・ｍ／Ａ以上６ｍＮ・ｍ／Ａ以下とすることにより、電流量を抑えつつ十分なトルクを効率良く発生することができる。また、モータ定数Ｋｍを２ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以上４ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以下とすることにより、モータ１２の起動時間を短くすることができる。モータ１２では、導線２２３の層数を４層とすることにより、コア高さ比率Ｈｒを容易に５０％以上７０％以下とすることができる。その結果、電流量を抑えつつ十分なトルクを効率良く発生し、かつ、起動時間が短いモータ１２を容易に実現することができる。
【００５８】
モータ１２では、上述のように、ステータコア２２１の内径が８ｍｍ以上９ｍｍ以下である。ステータコア２２１の内径が９ｍｍ以下であることにより、ティース部５２の径方向の長さを大きくすることができる。このため、ディスク駆動装置１の内部高さＨ３の増大を抑制しつつ、コイル２２２の巻き数の上限を大きくすることができる。また、ステータコア２２１の内径を８ｍｍ以上とすることにより、ステータコア２２１のベースプレート２１への取り付けを容易とすることができる。
【００５９】
モータ１２では、導線２２３の直径は、０．１０ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。各コイル２２２の巻き数は、４０回以上８０回以下である。ところで、９．５ｍｍ厚型のディスク駆動装置では、一般に、０．１５ｍｍよりも大きい直径の導線が利用される。コイルの巻き数は、４０回以上６０回以下である。モータ１２では、９．５ｍｍ厚型のディスク駆動装置のモータに比べて、限られたスペースの中で、コイル２２２の抵抗値の増大を抑えつつ巻き数の上限を上げることができる。よって、限られたスペースの中で、モータ１２の回転時に十分なトルクを発生するとともに、モータ１２の起動時間を短くすることができる。
【００６０】
ステータ２２では、磁性鋼板２２１ａの枚数を８ないし１２のいずれかとすることにより、コア高さ比率Ｈｒを容易に５０％以上７０％以下とすることができる。磁性鋼板２２１ａとして、入手が容易な約０．２ｍｍ厚の磁性鋼板が利用されることにより、ステータコア２２１の製造コストを低減することができる。なお、ステータコア２２１では、様々な厚さおよび枚数の磁性鋼板２２１ａが利用されてよい。磁性鋼板２２１ａの厚さは、例えば、約０．１５ｍｍであってもよく、約０．３ｍｍであってもよい。
【００６１】
（第２の実施形態）
図２０は、本発明の例示的な第２の実施形態に係るモータ１２ａを含むディスク駆動装置１ａの縦断面図である。ディスク駆動装置１ａは、２．５型かつ５ｍｍ厚型のハードディスク駆動装置である。ディスク駆動装置１ａは、図１に示すモータ１２に代えて、モータ１２よりも薄型のモータ１２ａを含む。その他の構造は、図１に示すディスク駆動装置１とおよそ同様であり、以下の説明では、対応する構成に同符号を付す。
【００６２】
ディスク駆動装置１ａは、１枚のディスク１１と、アクセス部１３と、ハウジング１４と、クランパ１５１と、をさらに含む。ディスク１１は、クランパ１５１によりモータ１２ａにクランプされる。モータ１２ａは、情報を記録するディスク１１を回転する。アクセス部１３は、ディスク１１に対して、情報の読み出しおよび書き込みの少なくとも一方を行う。ディスク１１、モータ１２ａ、アクセス部１３およびクランパ１５１は、ハウジング１４の内側に収容される。
【００６３】
図２１は、モータ１２ａの縦断面図である。モータ１２ａは、薄型化されている点を除き、図２に示すモータ１２とおよそ同様の構造を有する。モータ１２ａは、静止部２と、回転部３と、軸受機構４と、を含む。静止部２は、ベースプレート２１と、ステータ２２と、絶縁ブッシング２３と、磁性部材２４と、配線基板２５と、を含む。ステータ２２は、ステータコア２２１と、コイル２２２と、を含む。回転部３は、ロータハブ３１と、ロータマグネット３２と、を含む。軸受機構４は、シャフト部４１と、スリーブ４２と、スリーブハウジング４３と、スラストプレート４４と、キャップ部４５と、潤滑油４６と、を含む。
【００６４】
モータ１２ａの駆動時には、ステータ２２とロータマグネット３２との間にてトルクが発生する。当該トルクのトルク定数Ｋｔは、好ましくは３ｍＮ・ｍ／Ａ以上４．５ｍＮ・ｍ／Ａ以下である。また、モータ定数Ｋｍは、好ましくは１ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以上２ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以下である。
【００６５】
中心軸Ｊ１を中心とするステータコア２２１の内径は、好ましくは、８ｍｍ以上９ｍｍ以下である。各コイル２２２の巻き数は、好ましくは、４０回以上８０回以下である。各コイル２２２における導線２２３の層数は、好ましくは、４層である。導線２２３の直径は、好ましくは、０．１０ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。
【００６６】
図２２は、図２１のロータマグネット３２近傍を拡大して示す図である。ロータハブ３１の蓋部３１１の下面３１１ａと、ベースプレート２１の上面２１２との間の軸方向の距離である内部高さＨ３は、約２．５ｍｍである。ステータコア２２１は、複数の磁性鋼板２２１ａを積層したものである。１枚の磁性鋼板２２１ａの厚さは約０．２ｍｍである。磁性鋼板２２１ａの枚数は、好ましくは、６または７である。本実施形態では、磁性鋼板２２１ａの枚数は６である。軸方向において、ステータコア２２１の高さＨ１は、約１．２ｍｍである。高さＨ１には、ステータコア２２１の上面および下面に設けられた絶縁膜の厚さは含まれない。軸方向におけるステータ２２の高さＨ２に対するステータコア２２１の高さＨ１の割合、すなわち、コア高さ比率Ｈｒは、好ましくは、５０％以上７０％以下である。高さＨ２は、コイル２２２の下端から上端までの高さである。本実施形態では、ステータ２２の高さＨ２は、約２．４ｍｍである。
【００６７】
ロータマグネット３２の径方向の厚さＴ１は、好ましくは、０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。厚さＴ１には、ロータマグネット３２の表面に設けられた絶縁膜の厚さは含まれない。ロータマグネット３２とステータコア２２１との間の径方向の距離であるエアギャップＧ１は、好ましくは、０．１５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下である。エアギャップＧ１は、ティース部５２の外周面とロータマグネット３２の内周面との間の径方向における最短距離である。ティース部５２の外周面とは、積層された複数の磁性鋼板２２１ａの外側面である。磁性鋼板２２１ａの外側面に絶縁膜が設けられる場合、当該絶縁膜の厚さは、エアギャップＧ１に含まれる。ロータマグネット３２の内周面とは、ロータマグネット３２の表面に設けられた絶縁膜の内周面である。ロータマグネット３２の絶縁膜の厚さは、エアギャップＧ１に含まれない。
【００６８】
５ｍｍ厚型のディスク駆動装置１ａのモータ１２ａでは、７ｍｍ厚型のディスク駆動装置１と同様に、限られたスペースにおいて、十分にトルクを発生しつつ起動時間が短くなるように設計する必要がある。モータ１２ａでは、十分なトルクを発生させるために、トルク定数Ｋｔが３ｍＮ・ｍ／Ａ以上４．５ｍＮ・ｍ／Ａ以下となるように設計しなければならない。また、起動時間を短くするために、モータ定数Ｋｍが１ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以上２ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以下となるように設計しなければならない。
【００６９】
モータ１２ａでは、上述のように、ロータマグネット３２の径方向の厚さＴ１が０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、エアギャップＧ１が０．１５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下である。モータ１２ａでは、上述の９．５ｍｍ厚型のディスク駆動装置のモータに比べて、限られたスペースの中で、径方向の大型化を抑制しつつ、ロータマグネット３２とステータコア２２１との間に発生する磁束密度を高くすることができる。その結果、限られたスペースの中で、モータ１２ａの回転時に十分なトルクを発生するとともに、モータ１２ａの起動時間を短くすることができる。
【００７０】
図２３は、ロータマグネット３２の厚さＴ１およびエアギャップＧ１と、トルク定数Ｋｔとの関係を示す等高線図である。図２３中の複数の曲線は、トルク定数Ｋｔの等高線であり、図２３の左上から右下に向かうに従ってトルク定数Ｋｔは大きくなる。トルク定数Ｋｔの等高線は、図６と同様のシミュレーションにより求めた。
【００７１】
図２３によれば、エアギャップＧ１が０．１５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下の範囲において、Ｇ１を変更することなく、ロータマグネット３２の厚さＴ１を変更すると、Ｔ１が１．０ｍｍ以下の範囲では、Ｔ１が増加するに従ってトルク定数Ｋｔも漸次増加する。一方、Ｔ１が１．０ｍｍよりも大きい範囲では、Ｔ１が増加するに従ってＫｔは漸次減少する。すなわち、Ｔ１を１．０ｍｍ以下とすることにより、Ｔ１の増加により高くなった磁束密度が、トルク定数Ｋｔの増加に有効に利用される。また、Ｔ１が０．７ｍｍよりも小さくなると、Ｔ１の減少に対するＫｔの減少の割合が比較的大きくなる。したがって、Ｔ１を０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とすることにより、ロータマグネット３２が厚くなることを抑制しつつ、トルク定数Ｋｔを効率的に大きくすることができる。
【００７２】
図２４は、ロータマグネット３２の厚さＴ１およびエアギャップＧ１と、モータ定数Ｋｍとの関係を示す等高線図である。図２４中の複数の曲線は、モータ定数Ｋｍの等高線であり、図２４の左上から右下に向かうに従ってモータ定数Ｋｍは大きくなる。モータ定数Ｋｍの等高線は、トルク定数Ｋｔの等高線と同様の方法により求めた。図２４によれば、Ｇ１が０．１５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下の範囲において、Ｇ１を変更することなくＴ１を変更すると、上述のＴ１が０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲では、Ｔ１が増加するに従ってモータ定数Ｋｍも漸次増加する。すなわち、Ｔ１の増加により高くなった磁束密度が、モータ定数Ｋｍの増加に有効に利用される。
【００７３】
上述のように、モータ１２ａでは、ロータマグネット３２の厚さＴ１が０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、エアギャップＧ１が０．１５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下である。このように、Ｔ１およびＧ１を小さくすることにより、径方向におけるモータ１２ａの大型化を抑制しつつ、ステータコア２２１の外径を大きくすることができる。これにより、内部高さＨ３が比較的小さい薄型のモータ１２ａにおいても、コイル２２２の巻き数の上限を大きくすることができる。その結果、所望の大きさのトルク定数Ｋｔおよびモータ定数Ｋｍを、容易に実現することができる。
【００７４】
モータ１２ａでは、トルク定数Ｋｔを３ｍＮ・ｍ／Ａ以上４．５ｍＮ・ｍ／Ａ以下とすることにより、電流量を抑えつつ十分なトルクを効率良く発生することができる。また、モータ定数Ｋｍを１ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以上２ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以下とすることにより、モータ１２ａの起動時間を短くすることができる。
【００７５】
図２５ないし図２８はそれぞれ、内部高さＨ３が２．５ｍｍである場合に、ステータコア２２１の高さＨ１、および、導線２２３の直径Ｄ１を様々に変更し、コア高さ比率Ｈｒ、モータ定数Ｋｍ、トルク定数Ｋｔ、および、導線２２３の層数を求めたものである。
【００７６】
図２５は、ステータコア２２１の高さＨ１および導線２２３の直径Ｄ１と、コア高さ比率Ｈｒとの関係を示す等高線図である。図２５では、図８と同様に、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下である領域を、符号８１を付す太破線にて囲む。なお、図２５中の右側にて平行斜線を付した領域８３は、内部高さＨ３と、ステータコア２２１の高さＨ１と、導線２２３の直径Ｄ１との関係上、コイル２２２を形成することができない領域である。図２６ないし図２８における領域８３も同様である。
【００７７】
図２６は、ステータコア２２１の高さＨ１および導線２２３の直径Ｄ１と、モータ定数Ｋｍとの関係を示す等高線図である。平行斜線を付す領域８２は、図２６中においてモータ定数Ｋｍが最大の領域である。モータ定数Ｋｍは、図２６の左側では小さく、左下から右上に向かうに従って漸次大きくなり、Ｈ１がおよそ１．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲でピークとなる。また、ピークを過ぎると、右上に向かうに従ってモータ定数Ｋｍは一旦小さくなり、再び大きくなる。符号８１を付す太破線にて囲む領域は、図２５と同様に、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下となる領域であり、図２６中においてモータ定数Ｋｍが最大の領域８２を含む。このように、コア高さ比率Ｈｒを５０％以上７０％以下とすることにより、モータ定数Ｋｍを、効率良く大きくすることができる。
【００７８】
図２７は、ステータコア２２１の高さＨ１および導線２２３の直径Ｄ１と、トルク定数Ｋｔとの関係を示す等高線図である。図２７の上側から下側に向かうに従ってトルク定数Ｋｔが大きくなる。符号８１を付す太破線にて囲む領域は、図２５と同様に、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下となる領域である。太破線８１により囲まれる領域は、トルク定数Ｋｔが３ｍＮ・ｍ／Ａ以上４．５ｍＮ・ｍ／Ａ以下となる領域を含む。
【００７９】
図２８は、ステータコア２２１の高さＨ１および導線２２３の直径Ｄ１と、導線２２３の層数との関係を示す図である。図２８中の右上から左下に向かって並ぶ領域９１〜９４はそれぞれ、導線２２３の層数が２，４，６，８層の領域である。図２５ないし図２７において、導線２２３の層数が４層である領域９２を太実線にて示す。図２５に示すように、導線２２３の層数が４層である領域９２では、右側の１／２程度の部分において、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下である。図２６および図２７に示すように、領域９２と、コア高さ比率Ｈｒが５０％以上７０％以下である領域８１とが重なる領域は、モータ定数Ｋｍが最大の領域８２を含み、トルク定数Ｋｔが３ｍＮ・ｍ／Ａ以上４．５ｍＮ・ｍ／Ａ以下となる領域を含む。
【００８０】
内部高さＨ３が３．０ｍｍである場合の図１７および図１８においても、領域８１は、モータ定数Ｋｍが最大の領域８２を含み、トルク定数Ｋｔが３ｍＮ・ｍ／Ａ以上４．５ｍＮ・ｍ／Ａ以下となる領域を含む。また、領域９２と領域８１とが重なる領域も、モータ定数Ｋｍが最大の領域８２を含み、トルク定数Ｋｔが３ｍＮ・ｍ／Ａ以上４．５ｍＮ・ｍ／Ａ以下となる領域を含む。
【００８１】
５ｍｍ厚型のディスク駆動装置１ａでは、実現可能な内部高さＨ３は、およそ２．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。図１６ないし図１９、および、図２５ないし図２８に沿って説明したように、モータ１２ａのコア高さ比率Ｈｒを５０％以上７０％以下とすることにより、トルク定数Ｋｔを３ｍＮ・ｍ／Ａ以上４．５ｍＮ・ｍ／Ａ以下としつつ、モータ定数Ｋｍを、１ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以上２ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以下の範囲において、効率良く大きくすることができる。
【００８２】
上述のように、モータ１２ａでは、トルク定数Ｋｔを３ｍＮ・ｍ／Ａ以上４．５ｍＮ・ｍ／Ａ以下とすることにより、電流量を抑えつつ十分なトルクを効率良く発生することができる。また、モータ定数Ｋｍを１ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以上２ｍＮ・ｍ／（Ａ・√Ω）以下とすることにより、モータ１２ａの起動時間を短くすることができる。モータ１２ａでは、導線２２３の層数を４層とすることにより、コア高さ比率Ｈｒを容易に５０％以上７０％以下とすることができる。その結果、電流量を抑えつつ十分なトルクを効率良く発生し、かつ、起動時間が短いモータ１２ａを容易に実現することができる。
【００８３】
モータ１２ａでは、上述のように、ステータコア２２１の内径が８ｍｍ以上９ｍｍ以下である。ステータコア２２１の内径が９ｍｍ以下であることにより、ティース部５２の径方向の長さを大きくすることができる。このため、ディスク駆動装置１ａの内部高さＨ３の増大を抑制しつつ、コイル２２２の巻き数の上限を大きくすることができる。また、ステータコア２２１の内径を８ｍｍ以上とすることにより、ステータコア２２１のベースプレート２１への取り付けを容易とすることができる。
【００８４】
モータ１２ａでは、導線２２３の直径は、０．１０ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。各コイル２２２の巻き数は、４０回以上８０回以下である。モータ１２ａでは、９．５ｍｍ厚型のディスク駆動装置のモータに比べて、限られたスペースの中で、コイル２２２の抵抗値の増大を抑えつつ巻き数の上限を上げることができる。よって、限られたスペースの中で、モータ１２ａの回転時に十分なトルクを発生するとともに、モータ１２ａの起動時間を短くすることができる。
【００８５】
ステータ２２では、磁性鋼板２２１ａの枚数を６または７とすることにより、コア高さ比率Ｈｒを容易に５０％以上７０％以下とすることができる。磁性鋼板２２１ａとして、入手が容易な約０．２ｍｍ厚の磁性鋼板が利用されることにより、ステータコア２２１の製造コストを低減することができる。なお、ステータコア２２１では、様々な厚さおよび枚数の磁性鋼板２２１ａが利用されてよい。磁性鋼板２２１ａの厚さは、例えば、約０．１５ｍｍであってもよく、約０．３ｍｍであってもよい。
【００８６】
上記ディスク駆動装置１，１ａは、様々な変更が可能である。例えば、モータ１２，１２ａでは、ベースプレート２１以外に第１ハウジング部材１４１に取り付けられるベースブラケットがベース部として利用されてもよい。ディスク駆動装置１，１ａでは、周方向においてロータハブ３１の蓋部３１１に複数の雌ねじ部を設け、クランパ１５１が当該雌ねじ部にて固定されてもよい。
【００８７】
上記実施形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、ディスク駆動装置用のスピンドルモータとして利用可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１，１ａ    ディスク駆動装置
４    軸受機構
１１    ディスク
１２，１２ａ    モータ
１３    アクセス部
１４    ハウジング
２１    ベースプレート
２２    ステータ
３１    ロータハブ
３２    ロータマグネット
１５１    クランパ
２２１    ステータコア
２２１ａ    磁性鋼板
２２２    コイル
２２３    導線
３１１    （ロータハブの）蓋部
３１２    （ロータハブの）側壁部
３１２ａ    （側壁部の）内周面
Ｄ１    導線の直径
Ｇ１    エアギャップ
Ｔ１    ロータマグネットの径方向の厚さ
Ｋｍ    モータ定数
Ｋｔ    トルク定数
【図１】
2014103727.tif 000003
【図２】
2014103727.tif 000004
【図３】
2014103727.tif 000005
【図４】
2014103727.tif 000006
【図５】
2014103727.tif 000007
【図２０】
2014103727.tif 000008
【図２１】
2014103727.tif 000009
【図２２】
2014103727.tif 000010
【図６】
2014103727.tif 000011
【図７】
2014103727.tif 000012
【図８】
2014103727.tif 000013
【図９】
2014103727.tif 000014
【図１０】
2014103727.tif 000015
【図１１】
2014103727.tif 000016
【図１２】
2014103727.tif 000017
【図１３】
2014103727.tif 000018
【図１４】
2014103727.tif 000019
【図１５】
2014103727.tif 000020
【図１６】
2014103727.tif 000021
【図１７】
2014103727.tif 000022
【図１８】
2014103727.tif 000023
【図１９】
2014103727.tif 000024
【図２３】
2014103727.tif 000025
【図２４】
2014103727.tif 000026
【図２５】
2014103727.tif 000027
【図２６】
2014103727.tif 000028
【図２７】
2014103727.tif 000029
【図２８】
2014103727.tif 000030