(57)【要約】【課題】ＨＤＤ用スピンドルモータにおいて、磁気吸引板を貫く磁束により渦電流が発生することによりロストルクが大きくなり、消費電流が増加する。【解決手段】ベースに、ロータマグネットとの間の磁気作用によって前記ロータ部をベース側に引き付けるために、周方向に分割された圧粉磁心材料からなる磁気吸引板を有することにより、コキングの影響を低減し、吸引力を確保した状態で、渦電流を小さくすることができ、消費電流を下げることが出来る。【選択図】  図１
2008109793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル巻線が巻回されたステータコアを有するベースと、前記ベースに軸受部を介して回転自在に支持され、前記ステータコアに対向するロータマグネットを備えたロータ部を含むスピンドルモータにおいて、
前記ベースには、前記ロータマグネットと軸方向にギャップを介して対向するように周方向に延在して前記ロータマグネットとの間の磁気作用によって前記ロータ部をベース側に引き付けるための磁気吸引部を有し、
前記磁気吸引部の少なくとも前記ロータマグネットとの軸方向対向部分を含む領域が圧紛磁性体により形成されたことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項２】
前記ベースには、前記ロータマグネットと軸方向にギャップを介して対向するように磁気吸引板が配置され、前記磁気吸引板が圧紛磁性体により形成されたことを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータ。
【請求項３】
コイル巻線が巻回された複数の突極部と前記突極部を連結するリング部からなるステータコアを有するベースと、前記ベースに軸受部を介して回転自在に支持され、前記ステータコアに対向するロータマグネットを備えたロータ部を含むスピンドルモータにおいて、
前記ベースには、圧粉磁性体からなる複数の磁気吸引板片が前記ロータマグネットと軸方向にギャップを介して対向するように同心円状に配置されており、前記それぞれの磁気吸引板片が周方向に隙間を有していることを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項４】
コイル巻線が巻回されたNs個からなる突極部と前記突極部を連結するリング部からなるステータコアを有するベースと、そのベースに軸受部を介して回転自在に支持され、前記ステータコアに対向するロータマグネットを備えたロータ部を含むスピンドルモータにおいて、
前記ベースには、圧粉磁性体からなる複数の磁気吸引板片が前記ロータマグネットと軸方向にギャップを介して対向するように同心円状に配置され、１つの磁気吸引板片の角度が３６０／（Ｎｓ×ｎ）  （ｎ＝１，２，３・・・）であり、ステータコアの突極部の周方向中心と磁気吸引板片の周方向中心、または磁気吸引板片間の隙間の周方向中心が一致するように周方向に隙間を介し配置されていることを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項５】
コイル巻線が巻回された複数の突極部と前記突極部を連結するリング部からなるステータコアを有するベースと、前記ベースに軸受部を介して回転自在に支持され、前記ステータコアに対向するロータマグネットを備えたロータ部を含むスピンドルモータにおいて、
前記ベースには、前記ロータマグネットと軸方向にギャップを介して対向するように磁性体からなる磁気吸引板が配置され、前記磁気吸引板には周方向に複数の切り欠きが形成されていることを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項６】
前記磁気吸引板には周方向に等ピッチでステータコアの突極部の数の整数倍からなる切り欠きが形成され、ステータコアの突極部の周方向中心と磁気吸引板の切り欠き、または磁気吸引板片間の隙間の周方向中央が一致するように配置されていることを特徴とする請求項５に記載のスピンドルモータ。
【請求項７】
圧粉磁性体材料からなる磁気吸引板の表面に、前記圧粉磁性体材料の固有電気抵抗より大きな固有電気抵抗を持つコーティングを形成したことを特徴とする請求項１から６に記載のスピンドルモータ
【請求項８】
圧粉磁性体材料からなる磁気吸引板の表面に、電着塗装または樹脂コーティングを形成したことを特徴とする請求項１から６に記載のスピンドルモータ
【請求項９】
磁気吸引板の表面が接着剤が覆われていることを特徴とする請求項１から６に記載のスピンドルモータ。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかのスピンドルモータを備えた情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動圧軸受を用いたスピンドルモータ及びこのスピンドルモータにより記録用ディスクを回転駆動するハードディスクドライブ（以下ＨＤＤ）等の情報記録再生装置において、ロータマグネットと磁気的に吸引し合うことによりロータ部をベース側に引き付けるように付勢する磁気吸引部が設けられたスピンドルモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤ装置などに用いられるスピンドルモータは、情報の読み書きや呼び出しを行うため、高精度の回転が要求される。特に最近では、記録の高密度化の要求から、ラジアル方向とスラスト方向の位置決めに対して厳しい精度が必要とされており、この種のモータの軸受としては、従来からボールベアリングが多用されていたが、上記した高精度の回転要求により、ボールベアリングから潤滑オイルを用いた動圧流体軸受に置き換えが進んでいる。また、最近の傾向としてＨＤＤ装置が従来のコンピュータの記録再生装置用途以外として、映像や音楽プレーヤーの記録再生装置のように屋外で身につけた状態で使われるケースが増えてきており、それに伴い、製品使用可能時間と直接関係してくるモータ消費電流低減や、広い使用温度範囲および低振動／低騒音化がこれまで以上に求められている。
【０００３】
そこで、特許文献１記載の発明では、固定部材に回転自在にロータを支持し、固定部材とロータとの間にロータを回転自在に支持する動圧軸受を介在し、固定部材にステータを固定し、ステータに対して径方向に対向して駆動マグネットをロータに取り付け、固定部材に磁性体リングを取り付け、この磁性体リングの上面を駆動マグネットの下端面に対向する位置に配設すると共に、この上面を外周側から内周側への下り傾斜面させる構成としたものや、磁性体リングの上面が、径方向や周方向に複数に分割形成されている構成が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２記載の発明では、コイル巻線が巻回されたステータコアを含むステータ部が固定フレームに取り付けられているとともに、前記ステータコアと近接対向するように配置されたロータマグネットを含むロータ部が前記ステータ部に対して軸受部を介して回転可能に支持されたものであって、前記ロータマグネットが、前記固定フレームに対して軸方向に適宜の微少ギャップを介して対面するように配置されたモータにおいて、前記固定フレームにおける少なくとも前記ロータマグネットとの軸方向対向部分を含む領域に、貫通孔または凹部からなる渦電流分断手段が設けられた構成が提案されている。
【０００５】
このような磁性体リング形状にすることにより、磁性体リング表面を貫く磁束変化により発生する渦電流の通路の電気抵抗を高めることにより、渦電流を小さくすることができ、モータ消費電流を低下させることが可能となる。
【特許文献１】特開２００１−３０９６０５号公報
【特許文献２】特開２００５−３４８５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来のスピンドルモータでは、ポータブル用途のように衝撃や振動に対し更に高い安定性を確保するため、磁気吸引板とロータマグネットとの間の磁気作用を大きくするために磁気吸引板とロータマグネットの距離を小さくして磁気吸引板を貫く磁束量を多くしようとすると、ロータ部の回転に伴う多極着磁されたロータマグネットから磁気吸引板に貫く磁束変化も大きくなるため、複数個の貫通孔または凹部を形成しても、磁性部材であり導電部材からなる磁気吸引板表面には磁束変化を妨げるように大きな渦電流が発生し、ロータ部の回転を妨げる方向のロストルクとなり消費電流が増加する。
【０００７】
また、磁気吸引板に貫通孔または凹部を形成することにより、ロータマグネットと磁気吸引板間で磁気抵抗が変化するため、コギングトルクや軸方向の吸引力の変化が大きくなり、振動や騒音が増加する。さらには、一般的にアルミ材料からなる固定フレームに鉄系材料からなる磁性体リングを接着等で固定する場合、２つの材料の持つ線膨張係数の違いにより、使用される温度環境が変化すると、固定フレームと磁性体リングの膨張や収縮の差により接合面に大きな応力が発生し、接着部分が破壊し、最悪の場合は、磁性体リングが外れてしまう問題があった。
【０００８】
本件発明は、簡単な構成により、渦電流損失を低減させることにより、モータ消費電流を低減させ、かつ、広い使用温度範囲で安定したモータ特性を達成できるスピンドルモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従来の課題を解決するために、本発明のスピンドルモータは、コイル巻線が巻回されたステータコアを有するベースと、前記ベースに軸受部を介して回転自在に支持され、前記ステータコアに対向するロータマグネットを備えたロータ部を含むスピンドルモータにおいて、前記ベースには、前記ロータマグネットと軸方向にギャップを介して対向するように周方向に延在して前記ロータマグネットとの間の磁気作用によって前記ロータ部をベース側に引き付けるための磁気吸引部を有し、前記磁気吸引部の少なくとも前記ロータマグネットとの軸方向対向部分を含む領域が圧紛磁性体により形成されたことを特徴としたものである。
【００１０】
また、本発明は、コイル巻線が巻回された複数の突極部と前記突極部を連結するリング部からなるステータコアを有するベースと、前記ベースに軸受部を介して回転自在に支持され、前記ステータコアに対向するロータマグネットを備えたロータ部を含むスピンドルモータにおいて、前記ベースには、圧粉磁性体からなる複数の磁気吸引板片が前記ロータマグネットと軸方向にギャップを介して対向するように同心円状に配置されており、前記それぞれの磁気吸引板片が周方向に隙間を有していることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、コイル巻線が巻回されたNs個からなる突極部と前記突極部を連結するリング部からなるステータコアを有するベースと、そのベースに軸受部を介して回転自在に支持され、前記ステータコアに対向するロータマグネットを備えたロータ部を含むスピンドルモータにおいて、前記ベースには、圧粉磁性体からなる複数の磁気吸引板片が前記ロータマグネットと軸方向にギャップを介して対向するように同心円状に配置され、１つの磁気吸引板片の角度が360／（Ns×ｎ）  （ｎ＝１，２，３・・・）であり、ステータコアの突極部の周方向中心と磁気吸引板片の周方向中心、または、磁気吸引板片間の隙間の周方向中心が一致するように周方向に隙間を介し配置されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、コイル巻線が巻回された複数の突極部と前記突極部を連結するリング部からなるステータコアを有するベースと、前記ベースに軸受部を介して回転自在に支持され、前記ステータコアに対向するロータマグネットを備えたロータ部を含むスピンドルモータにおいて、前記ベースには、前記ロータマグネットと軸方向にギャップを介して対向するように磁性体からなる磁気吸引板が配置され、前記磁気吸引板には周方向に複数の切り欠きが形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明のスピンドルモータによれば、ロータマグネット端部からの磁束が対向する磁気吸引板を貫くことにより発生する吸引力が、振動や衝撃が加わった状態でもモータを安定的に回転させるのに十分な吸引力を保つために、ロータマグネットと磁気吸引板のギャップを小さくし磁気吸引板を貫く磁束量を増やした状態でも、磁気吸引板の材料を鉄などの金属磁性粉末に電気的絶縁と結合を兼ねる樹脂コンパウンドを混合し圧縮成型した圧粉磁性体により形成したことにより、ロータマグネットが回転し、磁気吸引板を貫く磁束の変化が大きい場合でも、それぞれの金属磁性粉末が電気的絶縁されていることにより、渦電流の発生を抑えることができロータ部の回転を妨げる方向のロストルクが減少し、消費電流の低減が可能である。
【００１４】
また、使用温度環境が大きく変化したときでも、ベース材料の線膨張係数と磁気吸引板材料である圧粉磁性体の線膨張係数の違いにより発生する熱応力を、複数の、例えば扇形状の、磁気吸引板片としたりすることにより緩和し、磁気吸引板の割れや欠け、または、剥れをなくし、広い使用温度環境で安定したモータ性能を達成することができ、さらに、扇形状の磁気吸引板片の角度を検討することにより、モータのコギングトルクや軸方向の吸引力の変化を小さく抑えることができる。
【００１５】
さらに、上記の熱応力を、磁気吸引板に周方向に設けた複数の半径方向の切り欠き部に集中させることにより、切り欠き部以外での磁気吸引板の剥れをなくし、広い使用温度環境で安定したモータ性能を達成することができ、さらに、切り欠きの数を検討することにより、モータのコギングトルクや軸方向の吸引力の変化を小さく抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明を適用したスピンドルモータの一例として、動圧軸受装置を用いたハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の概要を説明しつつ、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の実施例１におけるスピンドルモータの断面図、図２は吸引部詳細図、図３は圧粉磁性体材料の内部構造図を示すものである。
【００１８】
図１に示されている軸回転型のＨＤＤスピンドルモータとしては、動圧軸受装置を採用したモータが採用されているが、その全体は、固定部材としてのベース１と、そのベース１に対して上側から組み付けられた回転部材としてのロータ部６とから構成されている。そのうちベース１の略中央部分に中空円筒状に形成された固定軸受部材としての軸受スリーブ２が、圧入、焼嵌めまたは接着によって上記ベース１に接合されている。軸受スリーブは、銅合金等で形成され、表面はニッケル等でメッキされている。鉄系や銅系の燒結金属で形成されることもある。
【００１９】
また、前記ベース１の前記軸受スリーブ２の外側には、電磁鋼板の積層体からなるステータコア８が嵌着されているとともに、そのステータコア８において半径方向外方側に向かって放射状に突出するように設けられた複数個の各突極部には、コイル巻線１２がそれぞれ巻回されている。
【００２０】
さらに、上記軸受スリーブ２に設けられた中心孔内には、上述したロータ部６を構成する回転軸３が回転自在に挿入されている。すなわち、上記軸受スリーブ２の内周壁部に形成された動圧面は、上記回転軸３の外周壁面に形成された動圧面に対して半径方向に対向するように配置されており、ラジアル動圧軸受部１０が構成されている。より詳細には、上記ラジアル動圧軸受部１０における軸受スリーブ２側の動圧面と、回転軸３側の動圧面とは、２〜４μｍの微少隙間を介して周状に対向配置されており、その微少隙間からなる軸受空間内に、オイルや高流動性グリスやイオン性液体等の潤滑流体が軸線方向に連続するように注入又は介在されている。（気体軸受では、上記潤滑流体はエアである。）
さらに、上記軸受スリーブ２及び回転軸３の両動圧面の少なくとも一方側には、例えば、へリングボーン形状やスパイラル形状等からなるラジアル動圧発生用溝が、軸線方向に１ないし２ブロックに分けられて形成（例えば、環状に凹設）されており、回転時に、当該ラジアル動圧発生用溝のポンピング作用により潤滑流体（図示省略）が加圧されて動圧を生じ、その潤滑流体の動圧によって、上記回転軸３とともにロータ部６が、上記軸受スリーブ２に対してラジアル方向に非接触状態で軸支持される構成になされている。
【００２１】
さらに、ロータ部６は、ステンレス鋼からなる略カップ状部材からなり、中心部分に設けられた穴が、上記回転軸３の上端部分に対して圧入や焼嵌めまたは接着によって一体的に接合されている。このロータ部６は、磁気ディスク等の記録媒体ディスク（図示省略）をクランパ（図示省略）の上方側からの押圧力によって、上記記録媒体ディスクが固定されるようになっている。
【００２２】
また、上記ロータ部６の内周壁面側には、環状のロータマグネット７が取り付けられている。このロータマグネット７は、前述したステータコア８における各突極部の外周側端面に対して環状に対向するように０．１〜０．３ｍｍのギャップを介して配置されている。
【００２３】
さらに、上記ロータマグネット７の下端面、すなわち前記固定ベース１に対向する側の端面の直下位置には、図２に示すような内部構造からなる圧粉磁性体材料から形成された磁気吸引板９が、表面に電着塗装または樹脂コーティングされて、前記ベース１の表面上に接着剤等を用いて直接的に固着され、ロータマグネット７の下端面に対して、０．２〜０．５ｍｍのギャップを介して軸方向に対向するように配置されている。圧粉磁性体材料（圧粉鉄心材料、焼結軟磁材料、圧粉磁心材料等の名称がある）は、絶縁皮膜を有する金属磁性粉末に樹脂を混合し、成形・硬化させたものである。図３に示すように、圧粉磁性体材料は直径数十μmから数百μmの鉄などの金属磁性粉末９ａの表面に電気的絶縁膜９ｂが形成され、各粉末は樹脂バインダーにより混合し圧縮成型されている。従って、各粉末それぞれが電気的に絶縁されているため、圧粉磁性体材料全体としての電気抵抗が大きくなっている。具体的には一般的な鉄材料の比抵抗が１．０×１０-7〜１．０×１０-6Ωmに対し、圧粉磁性体材料の比抵抗は１．０×１０-5〜５．０×１０-2Ωmと大きい。圧粉磁性体材料は、金属と比較して比抵抗が高い反面、その構造上機械的強度が劣る。このため吸引板のように片面が接着等により拘束されて熱膨張収縮を受ける環境では、従来は使用が困難であったが、本願は形状を工夫し、さらにその形状がコギング等のモータ特性に多大な影響を与えないように考慮することにより使用を可能にしたものである。
【００２４】
一方、上述した回転軸３の下端側の先端部分には、円盤状のスラストプレート４が、焼き嵌めや圧入または溶接によって固着されている。回転軸と一体加工される場合もある。このスラストプレート４は、上述した軸受スリーブ２の下端側とカウンタープレート５にスラスト隙間１０〜３０μmを介して配置されており、軸受スリーブ２の下端面と上記スラストプレート４の上面の少なくとも一方の面及び上記スラストプレート４の下面とカウンタープレート５の上面の少なくとも一方の面には、図示を省略したヘリングボーン形状またはスパイラル形状からなるスラスト動圧発生溝からなるスラスト動圧軸受部１１が形成されている。
【００２５】
前記スラスト隙間内には、オイルや高流動性グリスやイオン性液体等の潤滑流体が充填されており、（気体軸受においては、上記潤滑流体はエアである）回転時に、上述したスラストプレート４に設けられたスラスト動圧発生用溝のポンピング作用によって潤滑流体が加圧されて動圧を生じ、その潤滑流体の動圧により、上述した回転軸３及びロータ部６がスラスト方向に浮上した非接触状態で軸支持されるように構成されている。
【００２６】
また、ベース1のロータマグネット７の下面に対向する位置に圧粉磁性体からなる磁気吸引板９が設けられており、ロータマグネット７からの磁束が磁気吸引力として有効に作用することとなり、ロータ部６及び回転軸３等を含む回転体全体がベース側に吸引されているので、回転体の姿勢にかかわらず、回転中のスラスト浮上量等が良好に維持されるようになる。
【００２７】
一方、例えば、電磁鋼板からなるリング形状の磁気吸引板９ｘを用いた場合の、磁気吸引板９ｘに発生する渦電流は、ロータマグネット７の極数が１２極である場合には、図１７に示すようにロータマグネット７から磁気吸引板９ｘに貫く磁束の変化を妨げるように渦電流が発生する。ここで、従来例で示されるように、図１８で示すような磁気吸引板を周方向に例えば２４分割した場合、磁気吸引板９ｙに発生した渦電流の経路内に電気抵抗の高い空気からなる隙間を設けることにより、渦電流の経路が遮断され、図１８に示すような分割された経路を形成することになる。ここで、それぞれの経路を見た場合、経路が分割されたことにより一つの経路長が短くなるため、逆に経路の電気抵抗が低下し渦電流の総和が増加し、ロータマグネット７の回転を妨げる方向に大きな磁極が発生し、ロストルクとなり、モータ消費電流を増加させる場合がある。シミュレーションによれば、十分な渦電流低減を達成するためには、一極あたり８分割以上する必要があり、磁気吸引板全体では９６箇所のスリットが必要であり、製造が大変になるばかりではなく、スリット面積が増加することにより、ロータマグネット７との対向面積が減少し、吸引力が低下してしまうことが考えられる。
【００２８】
それに対して、前述したような圧粉磁性体からなる磁気吸引板９を備えた本実施例にかかるスピンドルモータによれば、有効な磁気吸引力を保った状態で、磁気吸引板９内に発生する渦電流の経路内において、鉄粉１つ１つが絶縁されていることにより、等価電気抵抗（比抵抗）を高くすることができ、それによって渦電流を小さくすることができ、さらにそれに伴い、モータの消費電流を下げることができる。
【００２９】
また、圧粉磁性体からなる磁気吸引板９の表面に電着塗装または樹脂コーティングを施すことにより、一般的に用いられる比抵抗が０．８〜１．０×１０-4の無電解ニッケルメッキを用いたコーティングに対し、上記比抵抗の大きいコーティングを施すことにより磁気吸引板表面のコーティング部での渦電流を少なくし、更に、磁気吸引板表面からの粉末の脱落やアウトガスの低減が図れ、ＨＤＤ用途として重要なＨＤＤ装置内のクリーン度の維持に貢献することができる。
【実施例２】
【００３０】
図４は本発明の実施例２におけるスピンドルモータの断面図、図５は図４に示す本発明の実施例２におけるステータコアおよび磁気吸引板の上面図、図６は本発明の実施例２における、その他のステータコアおよび磁気吸引板の上面図、図７は本発明の実施例２における、その他のステータコアおよび磁気吸引板の上面図である。尚、本実施例におけるモータの基本的な構成は上記した実施例１とほぼ同じであるため、主として実施例１と相違する点について説明する。
【００３１】
実施例２では、図４および図５に示すように、アルミ材料からなるベース１には９つの突極部を有するステータコア８が嵌合され、さらにロータマグネット７に対向する面に圧粉磁心からなる磁気吸引板を構成する磁気吸引板片９ｄが４０度等ピッチで周方向に配置されて、突極部の周方向の中心と磁気吸引板片の周方向中心が一致するように接着固定されている。
【００３２】
ここで、ベース１に図４で示すような円筒凸部１ａを形成し、磁気吸引板片９ｄの内周または外周の位置規制をすることにより、精度良く同心円状に磁気吸引板片９ｄを配置することができる。（図５では外周を位置規制している）
なお、磁気吸引板片９ｄは渦電流によるロストルクの発生に影響ない範囲において、細い切り欠き部によって全体が連結されていてもよい。また、磁気吸引板片９ｄの周方向の相互の位置関係を保持するために、磁気吸引板片間の周方向にスペーサ部材を入れてもよい。
【００３３】
本実施例においては、実施例１に記載した以外の効果として、使用される温度環境が広い場合や、モータの自己発熱によりモータ内部の温度変化が大きい場合でも圧粉磁性体材料からなる磁気吸引板９ｄの損傷を防ぐことができる。
【００３４】
詳細には、ベース１に用いられているアルミ材料に比べ磁気吸引板に用いる圧粉磁性体材料の線膨張係数は小さいため、ベース１に接着された磁気吸引板には、ベース１の伸縮により、高温時には広がる方向の力、低温時には縮まる方向の力を受けてしまう。圧粉磁性体材料は先に説明したように、金属粉末間が樹脂バインダーにより結合されているにすぎず、外力に対し脆い性質を有しており、使用温度環境の変化により、磁気吸引板の割れ欠けが考えられる。
【００３５】
一方、本実施例における圧粉磁性体からなる複数の例えば扇形状の磁気吸引板片９ｄにおいては、それぞれの磁気吸引板片９ｄが周方向に分割されているので、使用温度環境が変化してベース１が伸縮しても、磁気吸引板９ｄに加わる応力を緩和することができ、磁気吸引部の割れや欠けを防ぎ、広い使用温度範囲で安定したモータ性能を達成することができる。
【００３６】
また、ステータコア８の突極部の数をＮｓ個としたとき、１つの扇形状の磁気吸引板の角度が３６０／（Ｎｓ×ｎ）  （ｎ＝１，２，３・・・）で、ステータコアの突極部の周方向中心と扇形状の磁気吸引板片の周方向の中心、または、磁気吸引板間が一致するように周方向に隙間を介し配置することにより、磁気吸引板９ｄを周方向に並べたことによる、ステータコア８とロータマグネット７間の発生トルクへのトルク脈動の重畳を低減することができ、効果的に鉄損を下げることができる。
【００３７】
具体的に図５にはステータコアの突極部の周方向中心と扇形状の磁気吸引板の周方向の中心を一致させた場合のステータコア８と磁気吸引板９ｄの上面図を、図６には磁気吸引板片間の中心がステータコアの突極部の周方向中心と一致した場合のステータコア８と磁気吸引板片９ｄの上面図を示している。また、図７には磁気吸引板片の角度が半分の場合のステータコア８と磁気吸引板片９ｄの上面図を示している。
【００３８】
上記の説明では、磁気吸引板を構成する磁気吸引板片は扇形状としたが、機能を損なわない範囲での変形は可能である。
【実施例３】
【００３９】
図８は本発明の実施例３におけるスピンドルモータの断面図、図９は本発明の実施例３における、ステータコアおよび磁気吸引板の上面図、図１０及び図１１は本発明の実施例３における、その他のステータコアおよび磁気吸引板の上面図、図１２は本発明の実施形態３におけるベースと吸引板間の接着剤塗布位置である。尚、本実施例におけるモータの基本的な構成は上記した実施例１および２とほぼ同じであるため、主として実施例１および２と相違する点について説明する。
【００４０】
実施例３では、図８および図９に示すように、アルミ材料からなるベース１には９つの突極部を有するステータコア８が嵌合され、さらにロータマグネット７に対向する面に角度ピッチが４０度なるスリット９ｆが設けられた磁気吸引板９ｅが、ステータコア８の突極部の周方向中心と磁気吸引板のスリット９ｆの周方向中心が一致するように接着固定されている。（図９）ベース１と磁気吸引板９ｅの接着においては吸引板全面または図１２で示すように、スリット９ｆを除いた部分のベースまたは吸引板に接着剤１３が塗布されている。
【００４１】
ここで、通常、使用温度環境が変化した場合、アルミ材料からなるベース１と磁性材料（例えば、鉄系材料のＳＰＣＣ等であり、圧粉磁性体材料も含む）からなる磁気吸引板では線膨張係数の違いにより、伸縮量が違うためにベース１と磁気吸引板の間の接着剤部分に大きな応力が加わり、最悪の場合、接着剤が破壊され、吸引板が浮いたり、剥がれたりする場合が考えられる。
【００４２】
一方、本実施例における周方向にスリット９ｆが設けられた磁気吸引板９ｅに  おいては、スリット９ｆを設けた部分で磁気吸引板が細くなっているため、磁気吸引板９ｅに応力が加わった場合、スリット９ｆを設けた部分において大きく伸縮するため、スリット９ｆを設けていない部分（９ｇ）での伸縮は小さくなる。
【００４３】
したがって、使用温度環境が変化し線膨張係数の大きいベース１が線膨張係数の小さい磁気吸引板９ｅより大きく伸縮した場合でも、磁気吸引板９ｅのスリット９ｆ部分が大きく伸縮し、他の部分の伸縮を抑えることができ、スリット９ｆ以外のベース１と磁気吸引板９ｅ間の接着剤の破壊による磁気吸引板９ｅの浮きや剥がれを抑えることができ、広い使用温度範囲で安定したモータ性能を達成することができる。
【００４４】
また、磁気吸引板には周方向均等にステータコア８の突極部の数の整数倍からなる半径方向のスリット９ｆが形成され、ステータコア８の突極部の周方向中心と磁気吸引板のスリット９ｆ、または、磁気吸引板のスリット間の周方向中央が一致するように配置されていることにより、ステータコア８とロータマグネット７間の発生トルクへのトルク脈動の重畳を低減することができ、効果的に鉄損を下げることができる。
【００４５】
具体的に図９にはステータコアの突極部の周方向中心と磁気吸引板のスリット９ｆの中心が一致するように配置された場合のステータコア８と磁気吸引板９ｅの上面図を、図１０にはステータコアの突極部の周方向中心と磁気吸引板のスリット間の周方向中央が一致した場合のステータコア８と磁気吸引板９ｅの上面図を示している。また、図１１には磁気吸引板のスリット形状が異なる場合のステータコア８と磁気吸引板９ｅの上面図を示している。
【００４６】
ここで、モータの発生トルクに関しては、一般的なフラットな磁気吸引板の場合や磁気吸引板が無い場合は、主としてステータコア８の形状とロータマグネット７の着磁パターンで決まるが、磁気吸引板９ｅを分割したり、スリットを設けた場合には、ロータマグネット７と磁気吸引板９ｅの間で磁気抵抗の変化が発生するため、例えば磁気吸引板９ｅのスリット間角度をロータマグネット７の極ピッチ角度と同じ角度にした場合、ロータマグネット７の極と磁気吸引板のスリットが全て一致した位置で、一番磁気抵抗が小さくなり、この安定位置に留まろうとする大きなコギングトルクが発生する。一方、磁気吸引板９ｅのスリット間角度をステータコア８の突極部の角度と同じにすると、ロータマグネット７の極と磁気吸引板９ｅのスリットが１部分でしか一致することはないため、この位置に安定させるための力も下がり、従ってコギングトルクは小さくなる。
【００４７】
さらに説明を追加すると、コギングはステータ側部材とロータ側部材それぞれの磁気的安定点の最小公倍数ですから、図１０においては、ステータと磁気吸引板の磁気的安定点が一致しているので、コギングは着磁極数１２とステータ突極数または磁気吸引板スリット数９の最小公倍数で３６となり1回転に３６回発生し、図９および１１は、ステータと磁気吸引板の磁気的安定点が位相で１８０度ずれているのでステータ＋磁気吸引板の磁気的安定点は倍の１８となり、コギングは着磁極数１２とステータの突極数９に加えて磁気吸引板スリット数９の合計で１８との最小公倍数で７２となり1回転に７２回発生し、コギングの周波数が上がるのでその結果コギングの振幅は下がる。
【００４８】
次に、スラスト吸引力は、ロータマグネット７とステータコア８間の磁気吸引力とロータマグネット７と磁気吸引板９ｅ間の磁気吸引力の和によって決まってくる。ステータコア８の高さ方向（軸方向）の中心よりロータマグネット７の高さ方向（軸方向）の中心を上方向に設定することにより、ロータマグネット７とステータコア８間の磁気吸引力はロータマグネット７からステータコア８に向かって下方向に働き、また、ロータマグネット７と磁気吸引板９ｅに働く磁気吸引力もロータマグネット７から磁気吸引板９ｅに向かって下方向に働く。
【００４９】
このような構成においてステータコア８の突極部に巻かれたコイル１２に電流を流すと、コイル１２による磁束がロータマグネット７の造る磁束と同方向の場合、ステータコア８とロータマグネット７間の磁束が増加することにより磁気吸引力は増加するが、一方でロータマグネット７から磁気吸引板９に漏れる磁束が減るため、磁気吸引板９とロータマグネット７間の磁気吸引力は減少する。反対に、コイル１２によるできる磁束がロータマグネット７の造る磁束と反対方向の場合、ステータコア８とロータマグネット７間の磁束が減少することにより磁気吸引力は低下する、一方、ロータマグネット７から磁気吸引板９への漏れ磁束は増加することにより、磁気吸引力は増加する。従って、ステータコア８に働くスラスト吸引力と磁気吸引板９ｅに働くスラスト吸引力の変化が逆位相に変化することにより、スラスト吸引力の変化を抑えることができ、安定したスラスト方向の位置決めや、振動騒音の低減が可能である。
【００５０】
ここで、磁気吸引板にスリットを設けた場合、それぞれの吸引力のバランスが崩れ大きなスラスト吸引力の変化が起こることが考えられ、磁気吸引板９ｅのスリット間角度をステータコア８の突極部の角度と同じまたは１／ｎ倍の角度にし、ステータコア８の突極部の周方向の中心とスリット位置またはスリット間中央位置にすることにより、吸引力の周方向バランスを保ち、スラスト吸引力の変化を低減することができる。
【００５１】
図１５には磁気吸引板のスリット間角度を変えたときの発生トルクの変化を、図１６にはスラスト吸引力の変化を示している。図１５にはステータコア８の突極部の数が９個でロータマグネット７の極数が１２極であるスピンドルモータにおいて、磁気吸引板のスリット間角度が、スリットなし、スリット間２０度、スリット間３０度及びスリット間４０度の４パターンにおける発生トルクの変化をロータ回転角度０度から３０度の間で２度毎に解析した結果であり、図１６には同条件で解析により求めたスラスト吸引力の変化を示している。
【００５２】
図１５及び図１６はステータコア８の突極部の周方向の中心とスリット間中央位置が一致した場合であり、図１５及び図１６のグラフから磁気吸引板のスリット間角度が突極部角度の自然数分の１の角度である４０度及び２０度のとき、発生トルク及びスラスト吸引力の変化がスリットなしと同様に小さく抑えられており、安定したスラスト方向の位置決めや、振動騒音の低減が可能である。
【実施例４】
【００５３】
図１３は本発明の実施例４におけるスピンドルモータの断面図である。本実施例におけるモータの基本的な構成は上記した実施例１〜３とほぼ同じであるが、実施例４では、ベース１のロータマグネット７と対向する面に磁気吸引板９を固定し、更に磁気吸引板の表面の全体及び部分的に接着剤を塗布する構成となっている。
【００５４】
このような構成にすることにより、使用温度環境の変化による磁気吸引板の剥れに対し、接着強度を強くすることができ、また、磁気吸引板が割れ欠けした場合でも、磁気吸引板の欠片が脱落するのを防止することが可能となり、広い温度環境化でも安定したモータ性能を発揮させることができる。
【００５５】
また、本発明の磁気吸引板の断面形状は長方形形状だけではなく、図１４に示すような、外周に凸部がある場合や、内周に凸部がある場合でも、同様の効果を得ることができ、スリット形状においても本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、斜め形状や、扇形形状でも同様の効果を得ることができる。さらに、本発明の磁気吸引板は、吸引板全体が圧粉磁性体材料であると説明したが、磁気吸引板が異種材料と多層状に形成されており、少なくともロータマグネットとの軸方向対向部分を含む層が圧粉磁性体材料で形成されていてもよい。（コーティングは上記層には含まない）
【００５６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることは言うまでもない。
【００５７】
例えば、上述した各実施形態は、アウターロータタイプのＨＤＤスピンドルモータに対して本発明を適用したものであるが、インナーロータタイプやその他の多種多様な機器に使用されるスピンドルモータ、或いは動圧軸受部を備えていないスピンドルモータに対しても、本発明は同様に適用することができる。
【００５８】
また、図１９に示すように、上述したスピンドルモータを、情報記録再生装置２０に適用することにより、消費電流が小さく、信頼性の高い装置とすることができる
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の小型モータは、ハードディスク用スピンドルモータ、特にポータブルプレーヤーやカーナビゲーション装置などの振動を受けやすい環境下で用いられる装置に適しているが、この他、光ディスク駆動装置、ビデオテープレコーダ等の各種のモータなどにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例１におけるスピンドルモータの断面図
【図２】本発明の実施例１におけるスピンドルモータの吸引部詳細図
【図３】実施例１の磁気吸引板材料である圧粉磁性体材料の内部構造図
【図４】本発明の実施例２におけるスピンドルモータの断面図
【図５】本発明の実施例２におけるステータコアおよび磁気吸引板の上面図
【図６】本発明の実施例２における、その他のステータコアおよび磁気吸引板の上面図
【図７】本発明の実施例２における、その他のステータコアおよび磁気吸引板の上面図
【図８】本発明の実施例３におけるスピンドルモータの断面図
【図９】本発明の実施例３における、ステータコアおよび磁気吸引板の上面図
【図１０】本発明の実施例３における、その他のステータコアおよび磁気吸引板の上面図
【図１１】本発明の実施例３における、その他のステータコアおよび磁気吸引板の上面図
【図１２】本発明の実施形態３におけるベースと吸引板間の接着剤塗布位置の上面図
【図１３】本発明の実施例４におけるスピンドルモータの断面図
【図１４】本発明における磁気吸引板の他の断面形状図
【図１５】本発明にかかる磁気吸引板の分割角度と発生トルクの関係を示した線図
【図１６】本発明にかかる磁気吸引板の分割角度と発生トルクの関係を示した線図
【図１７】一般的な磁気吸引板に発生する渦電流の経路図
【図１８】従来例における磁気吸引板に発生する渦電流の経路図
【図１９】本発明のスピンドルモータおよびそれを備えた情報記録再生装置を示す断面図
【符号の説明】
【００６１】
１    ベース
２    軸受スリーブ
３    回転軸
４    スラストプレート
５    カウンタープレート
６    ロータ部
７    ロータマグネット
８    ステータコア
９    磁気吸引板
１０  ラジアル軸受
１１  スラスト軸受
１２  コイル
１３  接着剤
２０  情報記録再生装置
【図１】
2008109793.tif 000003
【図２】
2008109793.tif 000004
【図３】
2008109793.tif 000005
【図４】
2008109793.tif 000006
【図５】
2008109793.tif 000007
【図６】
2008109793.tif 000008
【図７】
2008109793.tif 000009
【図８】
2008109793.tif 000010
【図９】
2008109793.tif 000011
【図１０】
2008109793.tif 000012
【図１１】
2008109793.tif 000013
【図１２】
2008109793.tif 000014
【図１３】
2008109793.tif 000015
【図１４】
2008109793.tif 000016
【図１５】
2008109793.tif 000017
【図１６】
2008109793.tif 000018
【図１７】
2008109793.tif 000019
【図１８】
2008109793.tif 000020
【図１９】
2008109793.tif 000021