(57)【要約】【課題】ティース先端部が傾斜しているティース一体型のステータをモータに用いても、効率良くディスク駆動に必要なトルクを発生させるディスク駆動装置を実現する。【解決手段】ティースの延伸方向に対して傾斜したティース先端部を備えた複数のティースが連結した状態で一体に形成されているステータを有するディスク駆動装置において、ステータとして、エッチングによりパターニングされた配線でコイルが形成されたステータを用いる。【選択図】  図２
2004187392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ティースの延伸方向に対して傾斜したティース先端部を備えた複数のティースが連結した状態で一体に形成されているステータを有するディスク駆動装置において、
前記ステータが、エッチングによりパターニングされた配線でコイルが形成されたステータであることを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ティースの側方には樹脂が充填されており、
前記ステータが、該樹脂に形成されたスルーホールでステータのコイルの配線が結線されているステータであることを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項３】
ティースの延伸方向に対して傾斜したティース先端部を備え、複数のティースが連結した状態で一体に形成されているステータを有するディスク駆動装置において、
隣接するティースの間隔がコイルの配線以下である場合に、該ステータとして、前記ティースの上下にエッチングで形成された配線がスルーホールで結線されることにより構成されたコイルを備えたステータを用いることを特徴とするディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録媒体であるディスク、特に磁気ディスクを回転駆動するディスク駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のディスク駆動装置には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末と樹脂を混合し成形したＮｄ−Ｆｅ−Ｂボンド磁石をロータ磁石に用いたものがある。このＮｄ−Ｆｅ−Ｂボンド磁石の最大エネルギー積  （（ＢＨ）ｍａｘ）は９〜１２［ＭＧＯｅ］であり、小形モータに広く使われている。さらに、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石の（ＢＨ）ｍａｘをロータ磁石に用いたものは（ＢＨ）ｍａｘ３０〜４０［ＭＧＯｅ］に達する。
【０００３】
このような磁石は強力な磁場を発生できる反面、モータ特性としては欠点となるコギングトルクも増大する。コギングトルクとは、ステータコアとロータ磁石が互いの磁力で引き付け合うことで回転に対する抵抗となって現れるトルクである。
【０００４】
このコギングトルクが、モータの起動時に発生するトルクより上回っているとモータの回転は不可能となる。また、モータの回転が可能な場合でも、コギングトルクはモータの回転速度の変動を引き起こし、磁気記録のエラーや騒音、消費電力増大の原因となる。
【０００５】
このコギングトルクを低減する工夫の例として、特許文献１に記載された構造がある。上記公報の図３に記載されているように、スキューさせたステータコアを用いることが記載されている。
【０００６】
また、コギングトルクを低減する工夫の他の例として、特許文献２がある。この公報には、電動機のアーマチャシャフトの構造として、アーマチャコアの先端部に傾斜を持たせることにより、磁気抵抗の変化を抑えている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３７１１３号公報
【特許文献２】
特開平９−２６１９３２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載された構造は縦方向に傾斜しているので、ディスク装置を薄くした場合、積層数が少なくなるので滑らかに磁力を変化させることができず、大きなコギングトルクを発生させてしまう。特に、コンパクトフラッシュ（登録商標）ｔｙｐｅＩのサイズに適用しようとすると、ステータコイルにおける層数は１層〜３層程度になるので、コギングトルクを抑えるのに有効な手段とはいえない。
【０００９】
また、特許文献２に記載された電動機のアーマチャシャフトの構造をティースが全て一体成型されたディスク駆動装置に適用し、コイルをはめ込むことを考えた場合、ティース先端部はコイルで周囲が囲まれたティースコイル形成部よりも幅が広いので、ティース先端部の最大幅よりも狭い幅のコイルを嵌め込むことができず、消費電力が大きくなってしまう。
【００１０】
また、直接導線を巻き込む方式を考えた場合、隣接するティース先端部の間隔を配線の幅よりも狭くすると、巻き込むことができない。ティース間に導線を巻き込むツールを挿入することができない。また、ティース先端部に傾斜を持たせた場合、ティース間に差し込むツールを傾ける必要が生じ、ティースの対して直角を成す領域に導線を巻き込むことができない。つまり、コイルを形成できる領域が短くなり、所望のトルクを得ることができなくなる。
【００１１】
つまり、本発明の目的は、ティース先端部が傾斜しているティースが一体成型されたステータをモータに用いても、効率良くトルクを発生させるディスク駆動装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の態様の一つに、ティースの延伸方向に対して傾斜したティース先端部を備えた複数のティースが連結した状態で一体に形成されているステータを有するディスク駆動装置において、前記ステータとして、エッチングによりパターニングされた配線でコイルが形成されているステータを用いたものがある。
【００１３】
このように形成することにより、ティース先端部が傾斜しているティースが一体成型されたのステータをモータに用いても、効率良くディスク駆動に必要なトルクを発生させることができる。
【００１４】
また、他の態様として、ティースの側方には樹脂が充填されており、ステータが樹脂に形成されたスルーホールでコイルの配線が結線されているステータであることが好ましい。
【００１５】
また、ティースの延伸方向に対して傾斜したティース先端部を備え、複数のティースが連結した状態で一体に形成されているステータを有するディスク駆動装置において、隣接するティースの間隔がコイルの配線以下である場合に、ステータとして、ティースの上下にエッチングで形成された配線がスルーホールで結線されることにより構成されたコイルを備えたステータを用いるものがある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る直流モータおよびそれを用いたディスク駆動装置の実装構造の好ましい実施の形態を図１乃至図５を用いて説明する。
【００１７】
図１は本発明の第一実施例であるディスク駆動装置の実装構造の要図である。本実施の形態のディスク記憶装置１００は、ベース１０１、コネクタ１７０、およびカバー１０２で囲まれた空間に外径１インチのディスク１０３とディスクを駆動するロータ部１０９およびステータ部１１０が組込まれた構成であり、外形寸法はコンパクトフラッシュ（登録商標）メモリｔｙｐｅ１と同一サイズ（４３ｍｍ×３６ｍｍ×３．３ｍｍ）である。
【００１８】
軸受け１０８とスラスト板１０６はベース１０１に圧入して固定されている。ハブ１０４ａは、軸１０７に対して固定され、軸受け１０８により回転可能な状態で支持されている。ディスク１０３はナット１１３を用いてハブ１０４ａに固定されている。環状永久磁石１１０はハブ１０４ｂの上面に嵌めこまれ、ハブ１０４ｂはハブ１０４ａに固定されている。吸引磁石１１２は磁性体からなるハブ１０４ａを磁力により引きつける働きをしており、ハブおよびディスクの傾きを抑制する。
【００１９】
メタルコア基板２００はモータの鉄心と巻線の機能、およびＩＣなどの部品を搭載する配線基板の機能を有する。メタルコア基板２００はその４隅においてベース１０１の突起部（図示せず）に固定されている。メタルコア基板２００上にはＩＣ１５０がはんだや金ワイヤなど用いて電気的に接続されている。
【００２０】
メタルコア基板２００の端部には、ディスク記憶装置１００の外部との電気信号を送受するために複数の信号ピンが形成されたコネクタ１７０が搭載されている。また、ディスク記憶装置１００の外部から進入する粒子がディスク１０３表面に付着しないように、コネクタ１７１に封止樹脂１７１を塗布、加熱硬化させ、コネクタ１７１に形成されている貫通孔をふさいである。
【００２１】
メタルコア基板２００とディスク１０３との間には、メタルコア基板から発生する磁気を遮断してディスク１０３への影響を防ぐための磁気シールド板１６０がメタルコア基板２００の表面に固定設置されている。
【００２２】
図２は本発明の第一実施例であるディスク駆動装置のロータ部１０９およびステータ部１１０の一部を回転軸線１１１方向から見た概略図である。環状永久磁石１１０はロータ部１０９を構成しており、円周方向に１２極また１６極に分割して磁化されている。磁化の方向は図のＮ極およびＳ極に示すように半径方向である。
【００２３】
メタルコア基板２００はステータ部１１０を構成しており、ティース連結部２０１、ティースコイル形成部２０４、ティース先端部２０５、配線２０２、スルーホール２０３からなる。ティース連結部２０１、ティースコイル形成部２０４及びティース先端部２０５は軟磁性材料、例えばケイ素鉄からなる薄板の積層板であり、モータの鉄損の少ない構造である。ティース先端部２０５は環状永久磁石１１０との間にラジアルギャップ２０６を介して対向している。ティースコイル形成部２０４はコイルが周囲に形成され、環状永久磁石１１０の極数の１．５倍の本数からなる。
【００２４】
配線２０２は絶縁層を介してティースコイル形成部２０１の表面および裏面に形成されており、スルーホール２０３と接続することにより、ティースコイル形成部を取り巻く巻線構造となっている。配線２０２は、ティースの情報に絶縁層を介して金属膜を形成し、その金属膜をエッチングすることによりコイルのパターンとしたものであり、互いにメタルコア基板２００上で電気的に接続されており、配線への電流を制御することで環状永久磁石１１０に対する磁界を形成し、ロータ部１０９を回転させるトルクを発生する。
【００２５】
隣り合うティース先端部２０５同士の隙間をスリット２１３、スリット２１３を構成する対向面の方向をスリット方向２１４とする。モータ回転軸１１１を基点とした半径方向２１１と、それに交差するスリットの方向２１４とは角度θを成している。この特徴により、ティース先端部２０５と環状永久磁石１１０との間に形成されているラジアルギャップ２０６の磁束密度の分布は、角度θを設けない場合に比べて急激に変化する部分が少なくなり、コギングトルクが減少する。また本発明では積層体である鉄心片２０４およびティース先端部２０５の各層の形状は同一なので、鉄心を形成するための金型やマスクパターンは１種のみとなり、製造コストの上昇は最小限となる。さらに、回転軸の上下方向で鉄心形状は同一なので、ステータおよびロータの軸方向に振動が発生しにくく、騒音や消費電力の低減に効果がある。
【００２６】
このように、ティースの延伸方向に対して傾斜したティース先端部を備えた複数のティースが連結した状態で一体に形成されているステータを有するディスク駆動装置において、
ステータとして、エッチングによりパターニングされた配線でコイルが形成されたステータを用いているので、ティース先端部が傾斜しているティース一体型のステータをモータに用いても、効率良くディスク駆動に必要なトルクを発生させることができる。
【００２７】
また、ティースの延伸方向に対して傾斜したティース先端部を備え、複数のティースが連結した状態で一体に形成されているステータを有するディスク駆動装置において、隣接するティースの間隔がコイルの配線以下である場合に、ステータとして、ティースの上下にエッチングで形成された配線がスルーホールで結線されたステータを用いているので、
ティース先端部が傾斜しているティース一体型のステータをモータに用いても、コイルのはめ込みによるティース先端部の変形等を伴なわないステータを利用できるので、ディスク駆動に必要なトルクを信頼性高く発生させることができる。
【００２８】
図３はコギングトルクの低減に効果的なティース先端部２０５の形状を示す。鉄心片２０４の中心線は、その延長線上においてモータの回転軸で交差するが、ここでは見やすくするため中心線を平行に描いている。図３（ａ）では、半径方向２１１に対してスリット２１３が角度θを成して形成されている。θが大きくなるほど磁束密度の変化は小さくなり、コギングトルクを低減できる。図３（ａ）のようにスリット２１３が直線で形成されている場合、θをさらに大きくすると、隣接する鉄心片２０４の領域と重なってしまう。モータを駆動するトルクが減少することになるので、角度θを増大することは困難になる。そこで、図３（ｂ）に示すように、スリット２１３の一部を曲線や円弧で構成すれば、鉄心片２０４の間隔が狭くても、角度θを増やすことが可能となり、さらにコギングトルクを低減できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明によれば、ティース先端部が傾斜しているティース一体型のステータをモータに用いても、効率良くディスク駆動に必要なトルクを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例であるディスク駆動装置の要部断面図である。
【図２】本発明の第一実施例であるディスク駆動装置のロータ部およびステータ部の一部を回転軸線方向から見た概略図である。
【図３】本発明の第一実施例であるディスク駆動装置において、コギングトルクの低減に効果的なティース先端部２０５の平面形状を示す図である。
【符号の説明】
１００…ディスク記憶装置、１０１…ベース、１０２…カバー、
１０３…ディスク、１０４ａ、１０４ｂ…ハブ、１０６…スラスト板、
１０７…軸、１０８…軸受け、１０９…ロータ部、１１０…ステータ部、
１１１…環状永久磁石、１１２…吸引磁石、１１３…ナット、１５０…ＩＣ、
１７１…封止樹脂、１８０…磁気ヘッド、１８１…サスペンション、
２００…メタルコア基板、２０１…磁性金属板、２０２…配線、
２０３…スルーホール、２０４…鉄心片、２０５…ティース先端部、
２０６…ラジアルギャップ、２１１…半径方向、２１３…スリット、
２１４…スリット方向
【図１】
2004187392.tif 000003
【図２】
2004187392.tif 000004
【図３】
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