(57)【要約】【課題】コギングの発生を少なくし、薄型で、強いトルクを発生することのできるモータおよびディスク装置を提供することを目的とする。【解決手段】アウタロータモータであって、モータベース８に、円筒状に形成されたバックヨーク３と円筒周面に巻回されたコイル４とを有する電機子を同心円状に配置し、円筒状に形成され円筒状周面に複数の磁極を着磁した外周マグネット６を電機子の外周部に配置し、円筒状に形成され円筒状周面に複数の磁極を着磁した内周マグネット１１を電機子の内周部に配置し、外周マグネット６の内周面に現れる磁極と内周マグネット１１の外周面に現れる磁極とが互いに対向する円筒周面位置で同極となるように配置したことを特徴とするモータおよびこのモータを用いたディスク装置である。【選択図】　図１
2004120932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に固定された軸受け部材に回転盤の回転軸を軸着したモータであって、
前記基体に、円筒状に形成された電機子ヨークと前記電機子ヨークの円筒周面に巻回された電機子コイルとを有する電機子を前記軸受け部材と同心円状に配置し、
円筒状に形成され円筒状周面に複数の磁極を着磁した外周円筒状界磁を前記電機子の外周部に前記軸受け部材と同心円状に前記回転盤に配置し、
円筒状に形成され円筒状周面に複数の磁極を着磁した内周円筒状界磁を前記電機子の内周部に前記軸受け部材と同心円状に前記回転盤に配置し、
前記外周円筒状界磁の内周面に現れる磁極と前記内周円筒状界磁の外周面に現れる磁極とが互いに対向する円筒周面位置で同極となるように配置したことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記外周円筒状界磁または前記内周円筒状界磁の少なくともいずれか１の界磁を前記電機子ヨークの位置よりも前記回転盤に近づけて配置したことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記電機子ヨークの半径方向の厚みは１．８ｍｍから２．０ｍｍの範囲に定めたことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項４】
前記電機子ヨークの外周面と前記外周円筒状界磁の内周面との半径方向の空隙は１．２ｍｍから１．５ｍｍの範囲に定めたことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項５】
前記外周円筒状界磁の半径方向の厚みを１．５ｍｍから１．８ｍｍの範囲に定めたことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項６】
前記電機子は３相６極で構成されるとき、前記電機子コイルの巻回領域を１２度から２０度の範囲に巻回したことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項７】
前記電機子ヨークを前記基体から計測した端面の位置は、前記外周円筒状界磁の内周面または前記内周円筒状界磁の外周面の少なくともいずれか１の周面に位置するように配置したことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項８】
前記回転軸方向に着磁された円環状をなす界磁を、前記外周円筒状界磁と前記内周円筒状界磁との間に配置したことを特徴とする請求項７記載のモータ。
【請求項９】
基体に固定された軸受け部材に回転盤の回転軸を軸着したモータであって、
前記基体に、円筒状に形成された電機子ヨークと前記電機子ヨークの円筒周面に巻回された電機子コイルとを有する電機子を前記軸受け部材と同心円状に配置し、
円筒状に形成され円筒状周面に複数の磁極を着磁した外周円筒状界磁を前記電機子の外周部に前記軸受け部材と同心円状に前記回転盤に配置し、
円筒状に形成され円筒状周面に複数の磁極を着磁した内周円筒状界磁を前記電機子の内周部に前記軸受け部材と同心円状に前記回転盤に配置し、
前記外周円筒状界磁の内周面に現れる磁極と前記内周円筒状界磁の外周面に現れる磁極とが互いに対向する円筒周面位置で同極となるように配置し、
前記電機子ヨークは積層コアで形成された複数の分割片で構成され、相互に組み合わせて形成されたことを特徴とするモータ。
【請求項１０】
前記分割片の両端部は積層コアを交互に凹凸に積層したことを特徴とする請求項９記載のモータ。
【請求項１１】
前記電機子は、予め空芯に巻回された複数の単位コイルを、前記分割片の所定の位置に配置し、前記単位コイルを配置した分割片を環状に組み合わせて形成したことを特徴とする請求項９記載のモータ。
【請求項１２】
前記電機子は、前記分割片の所定の位置にコイルを巻回し、前記コイルを巻回した分割片を環状に組み合わせて形成したことを特徴とする請求項９記載のモータ。
【請求項１３】
ディスクを回転駆動するディスク装置であって、請求項１または請求項９に記載のモータを使用したことを特徴とするディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円盤状媒体を回転駆動するために用いられるモータであって、回転界磁型のモータについて、特に、電機子の構造と界磁の構造とに特徴を有するモータに関するものである。また、これらのモータを使用した円盤状媒体の回転駆動装置、例えばディスク装置に関するものである。
【０００２】
なお、円盤状媒体とは中心孔を有する同心円盤状媒体を指し、例えば、旧レコード（ＬＰ、ＥＰ等）盤をはじめ、フロッピー（Ｒ）ディスク、ＭＯ、ＭＤ、ＰＤ、ＣＤ（ＲＯＭ，Ｒ，ＲＷ）、ＤＶＤ（ＲＯＭ，Ｒ，ＲＷ，ＲＡＭ）等の媒体を意味する。これらを包括する総称として、以下簡単にディスクと略称する。また、ディスクの回転駆動を目的とするものであって、ディスクがジャケットに収納されているか否かの実装状態を問わずディスクと総称する。
【０００３】
【従来の技術】
ディスクを回転駆動するために用いられるモータには滑らかな回転と簡単な構造から回転界磁型のアウタロータ形式のモータが一般に用いられる。さらに、急速な加減速性能の要求により、滑らかな回転に加えて高トルクを有するモータも供給されている。例えば、新素材の磁性材料を界磁に用いて磁束密度を高めることが一般に行われる。或いは、界磁の構造に特徴を有するモータも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５４−１５６１０６号公報（第２頁、第１図（ｂ）及び第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ディスク装置を搭載した電子機器、とりわけ、パーソナルコンピュータやＡＶ再生装置は小型、薄型、軽量化が求められ、ディスク装置の外形を薄型にするためにもモータの厚み（ディスク回転軸方向の厚みであり、従ってモータ軸方向の厚み）を薄型にすることが求められている。当然に、滑らかな回転と加減速性能を満たす高トルクは維持されている必要がある。しかしながら、滑らかな回転と高トルクを備え、しかも薄型に形成したモータを実現することは困難であった。
【０００６】
本発明は、コギングの発生を少なくし、薄型で、強いトルクを発生することのできるモータおよびこのモータを使用したディスク装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の課題を解決するためになされたものであり、基体に固定された軸受け部材に回転盤の回転軸を軸着したモータであって、前記基体に、円筒状に形成された電機子ヨークと前記電機子ヨークの円筒周面に巻回された電機子コイルとを有する電機子を前記軸受け部材と同心円状に配置し、円筒状に形成され円筒状周面に複数の磁極を着磁した外周円筒状界磁を前記電機子の外周部に前記軸受け部材と同心円状に前記回転盤に配置し、円筒状に形成され円筒状周面に複数の磁極を着磁した内周円筒状界磁を前記電機子の内周部に前記軸受け部材と同心円状に前記回転盤に配置し、前記外周円筒状界磁の内周面に現れる磁極と前記内周円筒状界磁の外周面に現れる磁極とが互いに対向する円筒周面位置で同極となるように配置したことを特徴とするモータ、およびこのモータを用いたディスク装置である。
【０００８】
以上のモータ構成にすることによって、コギングの発生が少なく、薄型で、強いトルクを発生することのできるモータおよびこのモータを使用したディスク装置を提供することかできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の発明は、基体に固定された軸受け部材に回転盤の回転軸を軸着したモータであって、基体に、円筒状に形成された電機子ヨークと電機子ヨークの円筒周面に巻回された電機子コイルとを有する電機子を軸受け部材と同心円状に配置し、円筒状に形成され円筒状周面に複数の磁極を着磁した外周円筒状界磁を電機子の外周部に軸受け部材と同心円状に回転盤に配置し、円筒状に形成され円筒状周面に複数の磁極を着磁した内周円筒状界磁を電機子の内周部に軸受け部材と同心円状に回転盤に配置し、外周円筒状界磁の内周面に現れる磁極と内周円筒状界磁の外周面に現れる磁極とが互いに対向する円筒周面位置で同極となるように配置したことを特徴とするモータ、およびこのモータを用いたディスク装置である。
【００１０】
電機子ヨーク円筒周面に巻回された電機子コイルに電流が流されたとき、電機子コイルの円周方向の外周部と内周部に強いトルクを発生させることのできるモータで、薄型に構成することの可能なモータおよびこのモータを使用したディスク装置を提供することができる。
【００１１】
特に、スラスト方向に吸引力を発生させることにより、モータのロータがモータの軸受けからの抜去することを防止したり、モータ回転時のロータの浮きを防止することができる。
【００１２】
また、電機子ヨーク内にて、電機子ヨークの外周部に配置された円筒状界磁から発生する磁力と電機子ヨークの内周部に配置された円筒状界磁から発生する磁力を干渉させないことにより、電機子ヨークの円筒周面に巻回された電機子コイルを横切る磁束の流れが潤滑となり、電機子ヨーク円筒周面に巻回された電機子コイルに電流が流されたとき、電機子コイルの円周方向の外周部と内周部に強いトルクを発生させることのできる。
【００１３】
さらに、電機子ヨークと電機子ヨークの外周部と内周部に配置された円筒状界磁間に発生する吸引力を低くし、かつ、電機子ヨーク円筒周面に巻回された電機子コイルを通過する電機子ヨークの外周部と内周部に配置された円筒状界磁より発生される磁束密度が高くなるように電機子ヨークの外周部、内周部に配置された円筒状界磁と電機子ヨーク間に所定の空隙を設けることにより、モータの効率を向上させることができる。
【００１４】
また、電機子ヨークの外周部に配置された円筒状界磁の周方向の厚みを大きくすることにより、電機子ヨークの円筒周面に巻回された電機子コイルの外周部分を通過する磁束密度を高くすることができる。また、電機子ヨークの円筒周面に巻回された電機子コイルの位置を周方向の外側へ移動させればさせるほど、円筒周面に巻回された電機子コイルの外周部分に発生する回転力を大きくすることができる。
【００１５】
また、電機子ヨークに対して、電機子ヨークの円筒周面に巻回される電機子コイルを所定の巻回される位置に対して、中央部にコイルを巻回することにより、回転力とは逆方向の力の発生を抑制することができる。
【００１６】
加えて、電機子ヨークの上面方向より、電機子ヨークの外周部、内周部に配置された円筒状界磁より磁束を入れることにより、電機子ヨークの上面位置に巻回される電機子コイルに電量が流された際に、電機子ヨークに巻回された電機子コイルの外周部と内周部によって発生された回転力と同方向の回転力が発生し、回転力を大きくすることができる。
【００１７】
特に、電機子ヨークの上面方向より、電機子ヨークの外周部、内周部に配置された円筒状界磁より磁束を入れることにより、電機子ヨークの上面位置に巻回される電機子コイルに電量が流された際に、電機子ヨークに巻回された電機子コイルの外周部と内周部によって発生された回転力と同方向の回転力が発生し、回転力を大きくすることができる。
【００１８】
また、本発明の第２の発明は、基体に固定された軸受け部材に回転盤の回転軸を軸着したモータであって、基体に、円筒状に形成された電機子ヨークと電機子ヨークの円筒周面に巻回された電機子コイルとを有する電機子を軸受け部材と同心円状に配置し、円筒状に形成され円筒状周面に複数の磁極を着磁した外周円筒状界磁を電機子の外周部に軸受け部材と同心円状に回転盤に配置し、円筒状に形成され円筒状周面に複数の磁極を着磁した内周円筒状界磁を電機子の内周部に軸受け部材と同心円状に回転盤に配置し、外周円筒状界磁の内周面に現れる磁極と内周円筒状界磁の外周面に現れる磁極とが互いに対向する円筒周面位置で同極となるように配置し、電機子ヨークは積層コアで形成された複数の分割片で構成され、相互に組み合わせて形成されたことを特徴とするモータ、およびこのモータを用いたディスク装置である。
【００１９】
本発明によれば、電機子ヨークを分割することにより、コイルの巻回を容易にすることができる。
【００２０】
特に、分割された電機子ヨークを両端部の凹凸が一致するように組み合わせることにより、電機子ヨーク内に流れる磁束の低減を防止することができる。
【００２１】
さらに電機子コイルを予め空芯コイルに形成しておくことにより、巻線作業を部品として管理することができる。あるいはまた、分割片に予め電機子コイルを巻回しておくことにより、分割片とコイルとを一体の部品として管理することができる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図に基づいて説明する。本発明の特徴を効果的に活用することのできるモータの種類として、ディスク駆動用のスピンドルモータを例にして本発明を以下に説明する。なお、説明に用いた例は本発明をスピンドルモータの用途に限定的に解釈するものではない事は言うまでもない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態におけるモータの斜視図である。図１において、１はモータの回転軸である。２は回転軸１のための軸受けである。３は磁性材料のバックヨークであって、回転軸１に対し同心円状に配置し、４はバックヨーク３に巻回されたコイルである。５はヨーク、６はバックヨーク３の外周部に配置された外周マグネットであって、外周マグネット６がヨーク５に密着吸引することにより外周マグネット６を保持するとともに、ラジアル方向の平面はターンテーブル１３の機能を有する。１１はバックヨーク３の内周部に配置された内周マグネット、１２は内周マグネットに密着するように取りつけられた内周ヨークである。
【００２４】
なお、ターンテーブル１３上に設けたチャッキングユニット１５とチャッキングボール１６は従来の技術で説明したものと同様であるから、同一名称と符号を付して説明の重複を省略する。
【００２５】
外周マグネット６、内周マグネット１１は円筒状に構成され、円筒周面の円周方向にＮ／Ｓ交互に複数極を着磁している。外周マグネット６とコイル４が巻かれたバックヨーク３とは互いに所定の間隙を保って回転軸１に対して同心円状に配置される。８はモータベースであって、軸受け２やバックヨーク３を固定している。
【００２６】
次に、本発明の特徴である電機子（ステータ）部分について詳細に説明する。
図２は図１の要部平面図である。図２において、電機子部分は、バックヨーク３とコイル４とで構成される。先ず、バックヨーク３は高透磁率の強磁性体を磁性材料によって円柱形状に形成される。加工性と入手の容易な磁性材料であって、材質は炭素鋼、電磁鋼、珪素鋼を一般的に使用する。このバックヨーク３には交流状の磁束が流れるので、渦電流損失を軽減する目的で薄板状に形成した強磁性体を積層して使用しても良い。また、バックヨーク材質として量産時の経済性を考慮し、成形加工が容易に出来る焼結材料を使用することも可能である。この場合、フェライト系焼結材などが好適に用いられる。
【００２７】
次に、本発明の第１の特徴であるバックヨーク３へのコイル４の巻き線方法について説明する。図３は図１のコイル巻き線方法を説明する図である。ここでは、説明の便宜上、１８個のコイル４、１２極の外周マグネット６、内周マグネット１１により構成されるモータについて説明を行う。図３において、バックヨーク３に対して、１８個のコイル４は、全て同一のＡ方向に巻回して、巻線工程の簡易化を図る（全てのコイルに対して、Ａ方向と逆向きに巻くことも可能である。）。今、コイル４は最小の構成単位であるから、後の説明を容易にするために単位コイル４１と略称する。
【００２８】
そして、図４は図１の全コイルの結線図である。図４において、単位コイル４１を直列接続した３並列回路に編成される。すなわち３相の電機子コイルとなる。各直列接続の巻き終わり端子は全て接続してＣＯＭ端子とし（図中Ｃ表示）、全回路の共通電源（例えば、０Ｖ）に接続する。各直列接続の巻き始め端子はそれぞれ３相の各相（図中、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相に表示）電源に接続する。なお、図４に示した上記回路構成は基本構成を説明するために例示したものであって、本発明を上記内容に限定するものではなく、例えば、直列接続する単位コイル４１の数は１回路でも良いし４回路以上であっても良い。また、並列回路数も３相に限らず、６相であっても良い。
【００２９】
次に、界磁部について説明する。図５は図１のマグネット配置図である。外周マグネット６は強磁性体を円筒状に形成する。バックヨーク３と対向する円筒状周面部は外径寸法精度や真円度を高精度に精密加工される。従って、円筒状周面部は平滑で連続した周面に形成される。この外周マグネット６の円筒状周面部は、円周方向にＮ・Ｓ・Ｎ・Ｓ・・・と順に複数極が着磁されており、ヨーク５はその外周マグネット６の外周面に固定保持されている。このヨーク５は、外周マグネット６とバックヨーク３のギャップ磁束密度を増加させるためのヨークとして機能する。
【００３０】
同様に内周マグネット１１は強磁性体を円筒状に形成され、バックヨーク３と対向する円筒状周面部は外径寸法精度や真円度を高精度に精密加工される。従って、円筒状周面部は平滑で連続した周面に形成される。この内周マグネット１１の円筒状周面部は、円周方向にＮ・Ｓ・Ｎ・Ｓ・・・と順に複数極が着磁されており、内周ヨーク１２はその内周マグネット１１の内周面に固定保持されている。この内周ヨーク１２は、外周マグネット６とバックヨーク３のギャップ磁束密度を増加させるためのヨークとして機能する。
【００３１】
図５に示すように、１２極の外周マグネット６、内周マグネット１１はそれぞれ同極が向き合うようにヨーク５に取りつけられる。その結果、図６に示すように外周マグネット６は、バックヨーク３を通過して、外周マグネット６の隣の異極に戻る磁気回路を形成する。図６は図１のマグネットから発する磁束を説明する図である。また、同様に内周マグネット１１は、バックヨーク３を通過して、内周マグネット１１の隣の異極に戻る磁気回路を形成する。
【００３２】
このとき、バックヨーク３において、外周マグネット６から発せられた磁束と内周マグネット１１から発せられた磁束がバックヨーク３内での磁束の干渉を防止しなければならない。そこで、図７は図６の要部拡大図であって、図７に示すように、ヨーク厚みｔ１は、十分な磁束密度を確保し、渦電流損失を防止し、かつコイル４の抵抗損失を少なくするように設定される。前２者を満たすにはｔ１を厚くすることが必要であり、後者を満たすにはｔを薄くする必要がある。本発明を応用したディスク装置のスピンドルモータにおいては、ヨーク厚みｔ１を、１．２≧ｔ１≧２．０（ｍｍ）に設定することにより、好適な低損失性能を有するモータを得ることができた。
【００３３】
次に、界磁部である外周マグネット６、内周マグネット１１とバックヨーク３の高さ関係について説明する。図８は図１の要部断面図、図９は図８の部分拡大図である。図８において、外周マグネット６、内周マグネット１１の上面の高さについて、モータベース８を基準として、バックヨーク３の高さの位置よりも高い位置に設ける。これにより、図９に示すように、外周マグネット６、内周マグネット１１とバックヨーク３に下方向成分を含む吸引力が発生される。よって、外周マグネット６、内周マグネット１１間に発生した吸引力により、ヨーク５が回転している際に発生される浮力により、ヨーク５が軸受２より、モータの回転軸１の抜止めとなるものである。従って、抜止め機構を省略することができ、コストダウンと、ロータユニットの軽量化を図ることができる。
【００３４】
次に、モータの回転を制御するために、回転状態（回転中の磁束の変化や回転数など）をセンシングする手段が必要である。そのためのセンシング手段として、例えばホール素子などの磁気センサー７を数箇所取り付け、モータの回転状態をセンシングしてフィードバック制御する。図１０は、磁気センサーを用いたモータの斜視図である。７はセンシング手段たる磁気センサーであって、界磁部である内周マグネット１１とモータベース８下部の隙間に磁気センサー７を配置した状態を表す。
【００３５】
内周マグネット１１からの漏れ磁束を利用して磁気センサー７によって界磁の変動を検出する。この検出結果により単位コイル４１の駆動電流を制御する。内周マグネット１１とモータベース８下部の隙間に磁気センサー７を配置したので、磁気ギャップを広げたり、磁気ギャップ長に長短の変化を付けたりする必要が無くなる。従って、界磁部と単位コイル４１とのエアギャップを精度良く、かつ狭い範囲内に維持することができる。
【００３６】
次に、外周マグネット６、内周マグネット１１と単位コイル４１の巻かれたバックヨーク３の配置について説明する。図１１はマグネットとバックヨーク間の吸引力を説明する図である。外周マグネット６、内周マグネット１１とバックヨーク３間には外周マグネット６、内周マグネット１１による吸引力が発生する。
外周マグネット６とバックヨーク３間、または内周マグネット１１とバックヨーク３間の距離を近接させると、外周マグネット６、内周マグネット１１とバックヨーク３間の吸引力にうち勝つために、モータを回転させるためのより大きなトルクを発生させなければならない。
【００３７】
また、逆に外周マグネット６とバックヨーク３間の吸引力を減少させるために、外周マグネット６とバックヨーク３間、または内周マグネット１１とバックヨーク３間の距離を大きくするとコイル４を横切る磁束が減少し、発生するトルクも減少する。よって、外周マグネット６とバックヨーク３との間隔（ギャップ長ｇ）は、外周マグネット６とバックヨーク３間、または内周マグネット１１とバックヨーク３間に働く吸引力を最小とし、かつコイル４を横切る磁束数を可能な限り大きくし、トルクの発生を最大とする最適な位置関係とする。
【００３８】
再び図７において、ｇはギャップ長をあらわす。バックヨーク３と外周マグネット６とを冒頭に説明した材質としたとき、１．０≧ｇ≧１．５（ｍｍ）において、必要な高トルクかつ低コギング性能を有するモータを得ることができた。
【００３９】
次に、図７における外周マグネット６の周方向厚みｔ２について説明する。ヨーク５外径形状が決定されている場合、外周マグネット６の外径形状も決定されてしまう。モータの回転力を大きくしたい場合、外周マグネット６の周方向の厚みｔ２を大きくし、外周マグネット６から発生される磁束を大きくすることが望まれる。しかし、外周マグネット６の周方向の厚みｔ２を大きくすることにより、バックヨーク３に巻回されたコイル４の位置が内周方向となり、回転トルクが小さくなる。
【００４０】
よって、回転トルクの発生が最大となるように外周マグネット６の周方向の厚みｔ２を確保するとともに、バックヨーク３に巻回されたコイル４の位置を外周方向にすることが必要である。本発明を応用したディスク装置のスピンドルモータにおいては、ヨーク厚みｔ２を、１．５≧ｔ２≧２．０（ｍｍ）に設定することにより、好適な回転トルクの発生を有するモータを得ることができた。
【００４１】
次に、図１２はコイルの巻回角度を説明する図であって、バックヨーク３に巻回されたコイル４の巻回角度を説明する。θは単位コイル４１はバックヨーク３の前周囲に占める角度を表す。前述のように、バックヨーク３の円筒部分にコイル４を整列巻きされる。ここで、本実施の形態では、１８個の単位コイル４１が巻回されているため、１個の単位コイル４１に対して２０度の巻回が可能であるが、２０度の範囲でバックヨーク３に対して単位コイル４１を巻回すると、外周マグネット６、内周マグネット１１と単位コイル４１の任意の位置関係において、部分的に逆の回転力を発生することがある。本発明を応用したディスク装置のスピンドルモータにおいては、巻回角度θを、１２≧θ（°）で全く逆回転力の発生しない、もしくは　θを１２（°）に近づけることにより、逆回転力の発生を抑制したモータを得ることができた。
【００４２】
続いて、本発明のモータの回転動作について説明する。図６に示したように、外周マグネット６、内周マグネット１１から発生した磁束は、バックヨーク３に巻回されたコイル４を直行するようにバックヨーク３内に侵入するような磁気回路が形成されている。そこに、コイル４に電流が流れると、コイル４にはフレミング（Ｆｌｅｍｉｎｇ）の左手の法則による電磁力が働く。すなわち、図１３は回転力の発生を説明する図であって、外周マグネット６、内周マグネット１１からバックヨーク３に向かって通る（ラジアル方向）磁束に対し、コイル４の銅線を流れる電流のアキシャル方向（モータ軸と同じ向き）成分が上記磁束を横切るから、コイル４の法線方向つまり回転方向に電磁力の向きを生ずる。
【００４３】
実際の電機子部は固定側にあるので、反作用によって界磁部つまり外周マグネット６、内周マグネット１１とヨーク５が回転する。従って、回転界磁型となる。磁気センサー７の信号を用いてコイル４と内周マグネット１１との位置関係に基づいて、コイル４に通電する電流の向きとタイミングとを順番に制御することにより回転する力が順番に発生し、モータが回転し続ける。
【００４４】
さらに、図１４は回転力の発生を説明する図、図１５は図１４の構造を有するモータの断面図、および図１６は図１５の磁束を説明する図である。このとき、図５に示すように１２極の外周マグネット６、内周マグネット１１はそれぞれ同極が向き合うようにヨーク５に取りつけられる。図１４、図１５に示すように、外周マグネット６、内周マグネット１１が向き合わされた極と同じ磁力の方向となるように、上部配置マグネット１７を付加することにより、バックヨーク３に巻回されたコイル４の上面部のコイルにも回転力が発生し、さらに高トルクのモータとすることができる。
【００４５】
また、上部配置マグネット１７を用いない場合においても、図１６に示すようにバックヨーク３の高さを小さくすることにより、外周マグネット６、内周マグネット１１から、バックヨーク３に巻回されたコイル４の上面部へと磁束を通すことにより、コイル４の上面部を利用し、高トルクのモータとすることができる。
【００４６】
次に、コイル４の巻線加工について説明する。まず、図１７は分割バックヨークにコイルを直巻きする場合の組み立て説明図である。例えば、図１７（ａ）に示すように、コイル４の巻き線加工を容易にするために、リング状のバックヨーク３の全周を複数に分割する。
【００４７】
全周を周方向に３分割し、分割されたバックヨーク３に対して、バックヨーク３に樹脂などの材料で設けられたコイルを分割する突起などのガイドに従い、コイル４を巻きつける。コイル４を巻きつけた複数のバックヨーク３を溶接などの手段により、接合し、リング状のバックヨーク３とする。つまり、図１７（ｂ）に示すように、バックヨーク３を送りながら、コイル４を回転させ、巻きつけることができる。
【００４８】
コイル４が巻回りされ、一体化接合されたコイルの巻回されたバックヨークは、図１７（ｃ）に示すように単位コイル４１のコイル両端部を保持するバックヨーク取りつけベース１８に取り付けられ、ネジなどの締結手段により、モータベース８に固定される。
【００４９】
さらに、図１８はモータの配線接続を説明する図である。図１８に示すようにモータベース８の上面部に取り付けられているＦＰＣなどの配線部材に単位コイル４１のコイル両端部を接続する。
【００５０】
あるいはまた、図１９はバックヨークに単位コイルを結線する場合の組み立て説明図である。図１９（ａ）において、予め単位コイル４１を巻回形成しておき、分割されたバックヨーク３へコイル４を装着することもできる。このとき、単位コイル４１を予めボビン巻きしておくと、さらに取り扱いが容易となる。
【００５１】
バックヨーク３へコイル４装着後、図１９（ｂ）に示すように単位コイル４１を所定の角度に振り分け、コイル両端部を保持するバックヨーク取りつけベース１８に取り付け、ネジなどの締結手段により、モータベース８に固定される。
【００５２】
さらに、図２０はモータの配線接続を説明する図である。図２０に示すようにモータベース８の上面部に取り付けられているＦＰＣなどの配線部材に単位コイル４１のコイル両端部を接続する。以上により、巻き線工程を容易にすることができる。
【００５３】
次に、前述のようにコイル４の巻き線加工を容易にするために、リング状のバックヨーク３の全周を複数に分割した場合、外周マグネット６、内周マグネット１１、バックヨーク３によって形成された磁気回路がバックヨーク３の分断により、磁束が弱くなり、モータ性能の劣化を発生させる。図２１はヨーク板の積層法を説明する図である。そこで、図２１に示すように分割されたバックヨーク３を両端部が交互に凹凸するよう鉄板が積層し、隣り合う分割されたバックヨーク３の両端部の凹凸が一致するように組み合わせ、輪状に組み立てることにより、磁気回路の劣化を防止することができ、分割されていないバックヨーク３での磁気回路と同等性能を有する回路を形成することができる。
【００５４】
さらに、図２２は温度特性の評価を表す図である。図２２において、標準となる１２ｃｍのディスクをモータに装着して回転させた時の、モータ消費電流を表したものである。比較するモータは従来の突極型電機子を持つアウターロータモータである。もちろんモータ駆動用のドライブ装置は同一条件とする。図に示すように、本発明の構造のモータは０℃から７０℃の範囲でほとんど一定の消費電流（２４０ｍＡ）であって変化を示さない。他方、従来のモータは３６０（ｍＡ）から（４１１ｍＡ）まで１４．２％もの増加を示した。
【００５５】
このような優れた温度特性は、本発明の構造を有するモータが、従来のモータよりも遙かに小さなギャップ長を有し、しかもモータのロータ全周囲にわたって一定であるから、モータの磁気回路を形成するパーミアンスが温度による変化を起こさない（換言すればモータの磁気回路に温度の影響を受ける要素が含まれない）ためである。
【００５６】
このような優れた温度特性を有するから本発明の構造を有するモータをディスク装置に使用すると、低温時にディスク装置（例えばラップトップ型コンピュータ）のバッテリ容量が低下したとしても安定した長時間の動作が確保される。あるいはまた、ディスク装置に使用が長時間におよび内部の温度が上昇しても安定した長時間の動作が確保されることになる。
【００５７】
以上のように構成された本発明のモータは、大きなトルクを生ずることができる。これは、構造上からマグネットとバックヨークとの隙間を狭くすることができ、ギャップ磁束密度を高く確保することができるからである。また同様に構造上、ロータ（界磁部）の最外周付近でモータを回転させる電磁力が発生するからモーメント（半径）が大きく取れるため、モータトルクを大きくすることができる。さらにまた、コイルに構成するで、多数コイルにすることが可能である。また、円筒状マグネットが外周に配置しており、着磁する極数も増加できるから、トルク定数の向上が図れ、モータトルクを大きくすることができる。従って、負荷が同程度ならば、より低消費電力なモータを実現することができる。
【００５８】
さらに、本発明の構成によるモータは、コイルをバックヨークに機械的に固定しているから剛体とする事が出来るので、コイルの振動がほとんどなくなる。さらに、バックヨークに発生する磁束を直接コイルに作用させるから、モータに発生するトルクを増加させると同時に、速やかな加減速動作をすることができる。このような特徴を有するモータをディスク装置に使用すればアクセスタイムの短縮と消費電電力の削減をすることができ、ディスク装置の厚みを薄型に構成することができる。
【００５９】
なお、説明に用いた例は本発明をスピンドルモータの用途に限定的に解釈するものではない。例えば、本発明の構成によるモータの回転界磁と電機子とを回転軸の方向に延長することが可能であり、そうすることによって、モータ径は小さくとも高トルク小慣性で低消費電力のモータを実現することも可能である。
【００６０】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、低消費電力で効率が高く、温度変化に対して消費電流の変化の少ないモータで、しかも薄型に構成することが可能なモータを提供することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、対消費電力の効率が高く、温度変化に対して消費電流の変化の少ないモータで、薄型に構成することができ、しかも、コギングの発生を少なくし、強いトルクを発生することのできるモータおよびディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるモータの斜視図
【図２】図１の要部平面図
【図３】図１のコイル巻き線方法を説明する図
【図４】図１の全コイルの結線図
【図５】図１のマグネット配置図
【図６】図１のマグネットから発する磁束を説明する図
【図７】図６の要部拡大図
【図８】図１の要部断面図
【図９】図８の部分拡大図
【図１０】磁気センサーを用いたモータの斜視図
【図１１】マグネットとバックヨーク間の吸引力を説明する図
【図１２】コイルの巻回角度を説明する図
【図１３】回転力の発生を説明する図
【図１４】回転力の発生を説明する図
【図１５】図１４の構造を有するモータの断面図
【図１６】図１５の磁束を説明する図
【図１７】分割バックヨークにコイルを直巻きする場合の組み立て説明図
【図１８】モータの配線接続を説明する図
【図１９】バックヨークに単位コイルを結線する場合の組み立て説明図
【図２０】モータの配線接続を説明する図
【図２１】ヨーク板の積層法を説明する図
【図２２】温度特性の評価を表す図
【符号の説明】
１　回転軸
２、２１、２２　軸受け
３　バックヨーク
４、４６、４７　コイル
５、５１　ヨーク
６、６１、６２　外周マグネット
７　磁気センサー
８　モータベース
９　コイルフック
１０　ポール
１１　内周マグネット
１２　内周ヨーク
１３、３４　ターンテーブル
１５　チャッキングユニット
１６　チャッキングボール
１７　上部配置マグネット
１８　バックヨーク取りつけベース
４１　単位コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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