专利名称：内转子电动机和使用该内转子电动机的磁盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于例如软盘驱动装置等所使用的媒体旋转驱动用的薄型内转子电动机和使用该内转子电动机的磁盘装置。
下面，参照同一附图对其进行简要说明，在图中，符号101所代表的是具有作为磁盘旋转中心的主轴中心102的壳体，例如，它被存放在个人计算机等的机箱内(图中未显示)，其整体在前方和上方开口，由具有盒式磁盘103所面临的存放空间的有底箱体所构成。
在所述壳体101的后端部上设有用于进给磁头支架的步进电动机124和由于该步进电动机124而在前后方向上能自由进退的磁头支架。在该磁头支架的前端部上，保持有用于读取磁盘上的记录信息的第一磁头130，把具有所述第一磁头130所对应的第二磁头131的磁头臂132，通过弹性体，能摆动自由地安装在后方上端部。该磁头臂132能使所述第二磁头131接近所述第一磁头130。在该例子的磁盘装置中设有保持所述盒式磁盘103，并使之插拔自由的盒式磁盘保持架136；开关所述盒式磁盘103的机构。
可是，在这种磁盘装置中，为了适应近年来的薄型化，作为磁盘旋转用电动机，采用了
图11(a)和(b)所示的内转子电动机。
内转子电动机由定子164和转子166构成，其中定子164由沿着圆周方向的环状框161和在该环状框161的内圆周面上呈放射状设置的多个绕了线圈162的芯子163构成，转子166具有设置在该定子164的内圆周部上并能自由旋转，并且与芯子163相对的环状磁铁165。另外，图中符号168代表安装了内置有轴承169的保持部170的电路板；171是转子固定用旋转轴，通过轴承169由该电路板168上的保持部170进行轴支撑，能自由地旋转，并具有沿着上下方向延续的轴线。并且，该内转子电动机的转子166作为具有磁盘夹紧用磁铁(图中未显示)和磁盘夹紧用转动杆(图中未显示)的旋转台起作用。
在这种内转子电动机用定子中，设有框161和芯子163，使它们除了磁头130、131的移动位置，几乎包围圆形转子166的整个圆周，根据这些磁特性等的要求，由比构成壳体101等的镀锌钢板成本更高的硅钢等构成。
可是，对于这种磁盘装置，存在着不断要求削减其制造成本的呼声，而且对装置的小型化、轻型化的要求也依然十分迫切。
因此，本发明人考虑到了希望在内转子电动机用定子中削减由高成本的硅钢构成的框161和芯子163的面积这一要求。
可是，在按照以上所述要求，削减了框161和芯子163的情况下，却存在着以下所述问题即，会导致针对转子166的磁的相互作用对圆周方向不均匀，有可能无法保持磁盘的动作稳定性。
而且，为了削减芯子163的面积，考虑到分割定子，使其具有3个芯子的结构，但在这种情况下，因为芯子往往被设置为彼此平行，所以芯子的前端部分彼此的间隔变得过窄，产生了无法进行线圈绕线的问题。
为实现以上所述目的，本发明的内转子电动机包括具有呈圆周状配置的多个磁极的转子；位于该转子的圆周外侧，并在具有与所述转子对置的多个磁极T形钢的定子芯子的每个所述磁极T形钢上配置有线圈的定子；把所述磁极T形钢设置为使相邻的磁极T形钢的延伸方向彼此所构成的夹角中的至少一个夹角的值，小于连接相邻的磁极T形钢的前端中心和转子的旋转中心的直线彼此构成的夹角。
在本发明中，也能把所述磁极T形钢设置为使分别连接相邻的所述磁极T形钢的基端中心和前端中心后延长出的直线的交点中的至少一个，相对于所述转子的旋转中心，位于与所述磁极T形钢相反的一侧。
本发明的所述磁极T形钢可以配置为使分别连接其基端中心和前端中心后延长出的直线相交于同一点。
另外，在本发明中，最好把所述磁极T形钢设置为使相邻的磁极T形钢彼此的所述基端中心相互具有相等的间隔。
另外，可以把所述磁极T形钢的基端中心设置在从相对于所述转子的旋转中心，位于与所述磁极T形钢相反的一侧的点计算，距离是相等的位置上。
在本发明中，最好把所述磁极T形钢设置为使相邻的磁极T形钢的延伸方向彼此所形成的夹角中至少一个夹角的值在15度以下。
最好把本发明的所述定子配置在对所述转子的中心角为180度以内的范围内。
而且，在本发明中，最好把所述磁极T形钢设为6个。
另外，在本发明的磁盘装置中，可以包括以上所述的内转子电动机。
在本发明中，把磁极T形钢设置为使相邻的磁极T形钢的延伸方向彼此所形成的夹角中的至少一个夹角的值小于连接了相邻的磁极T形钢的前端中心(前端中心位置)和转子的旋转中心的直线彼此所形成的夹角，据此，与图11所示的、把磁极T形钢设置为相对于转子中心呈放射状的情况相比，能减小相邻的磁极T形钢的间隔，能减小磁极T形钢的连接部分即框部的面积，从而能实现定子的小型化，能降低制造成本。
另外，在本发明中，把磁极T形钢设置为使磁极T形钢的基端中心和前端中心分别连接后延长出的直线的交点中的至少一个，相对于所述转子的旋转中心，是位于与所述磁极T形钢相反的一侧，据此，就能防止由于相邻的磁极T形钢彼此的间隔过小而导致的无法绕线圈的问题的发生。
在此，所谓基端中心表示磁极T形钢与框部连接的部分中，在转子圆周方向上的中心位置；所谓前端中心表示磁极T形钢的与转子相对的面(转子的对面)中的转子圆周方向上的中心位置。
由于把本发明的所述磁极T形钢设置为把其基端中心和前端中心分别连接后延长出的直线相交在同一点，据此，就能使磁极T形钢的形状对于连接了所述交点和转子的旋转中心的直线呈线对称，由此，与相对于转子圆周方向呈等间隔配置的磁极T形钢前端中心对应，不但能进一步实现磁极T形钢的小型化，还能把磁极T形钢彼此的间隔设置为使之满足线圈绕线的需要。
另外，在本发明中，通过把磁极T形钢设置为相邻的磁极T形钢彼此的所述基端中心，彼此具有相等的间隔，能使磁极T形钢对于磁极T形钢的基端中心和前端中心分别连接后延长出的直线的交点呈对称分布，由此，与相对于转子圆周方向呈等间隔配置的磁极T形钢的前端中心对应，不但能进一步实现磁极T形钢的小型化，还能把磁极T形钢彼此的间隔设置为使之满足线圈绕线的需要。
另外，通过把所述磁极T形钢的基端中心设置在对于所述转子的旋转中心，离位于与所述磁极T形钢相反的一侧的点的距离相等的位置，能使连接磁极T形钢的框部的形状为单纯的圆弧状，从而能削减制造成本。
在本发明中，通过把所述磁极T形钢的相邻的磁极T形钢的延伸方向彼此所形成的夹角中至少一个夹角的值设置为15度以下，就能使定子小型化，特别是能减小框部的两端位置上的面积，能减少使用的硅钢等材料，从而能降低制造成本。
通过把本发明的所述磁极T形钢设置为连接了磁极T形钢的前端中心和转子的旋转中心的直线彼此的夹角小于所述转子的相邻磁极T形钢彼此对于所述转子的旋转中心的中心角，就能削减俯视图中的定子芯子的面积。
另外，本发明中，通过把定子配置在对于所述转子的中心角为180度以内的范围内，与象以往的内转子电动机那样即在转子的整个圆周上设置定子的结构相比，因为能把定子芯子的面积削减为以前的约一半，所以，例如能削减例如由硅钢构成的定子芯子所需成本和线圈绕线所需成本，从而能削减内转子电动机的制造成本。同时，与在转子的整个圆周上设置定子的场合相比，能削减电动机安装所需的面积，从而能实现小型化，因为削减了磁极T形钢的个数，所以能实现轻型化。
并且，除了把定子连续地配置在中心角为180度以内的范围内，还可以配置为使具有间隔的多个定子所在部分的中心角的总和在180度以内。另外，通过把定子配置在对于所述转子的中心角为90度以内的范围内，还能进一步地削减制造成本，并实现轻型化、小型化。
在本发明中，通过把所述磁极T形钢设置为6个，就能适应3相的内转子电动机。
图1是表示本发明中内转子电动机和磁盘装置的一个实施例的俯视图。
图2中，(a)是表示图1中内转子电动机的II-II剖面的剖面向视图，(b)是表示(a)中磁铁部25附近的放大剖视图。
图3是表示图1中定子3的俯视图。
图4是表示图1中定子芯子31的俯视图。
图5是表示图1中磁铁部25和磁极T形钢33～38的关系的模式俯视图。
图6是表示图1中的内转子电动机的磁屏蔽的VI-VI剖面向视图。
图7是表示以往的电动机中磁铁部25和磁极T形钢133～136的关系的模式俯视图。
图8是表示本发明的磁屏蔽和磁平衡器的其他实施例的剖视图。
图9是表示本发明的磁平衡器的其他实施例的剖视图。
图10是表示以往的磁盘装置的模式立体图。
图11是表示以往的内转子电动机的俯视图(a)、剖视图(b)。
图1是表示本实施例中磁盘装置的一部分的俯视图。在图中，符号1表示构成磁盘装置的框体的一部分的壳体。
本实施例的磁盘装置是用作软盘驱动器(FDDFloppy Disk Drive)的装置的一个例子。
如图1所示，在由镀锌钢板等构成的壳体1上设有以下部分使磁记录媒体旋转的内转子电动机的转子2和定子3；用于从磁盘读写磁信号的磁头部4；控制磁头部4的位置的位置控制部5；控制位置控制部5和内转子电动机的控制部即电路板6；磁平衡器7；磁屏蔽8；磁平衡器9。
图2(a)是图1中内转子电动机的II-II剖面的剖面向视图，图2(b)是表示图(a)中磁铁部25附近的放大剖视图。
如图1、图2所示，转子2由以下部分构成圆板部23，它被球轴承22、22等支撑，能以固定在壳体1的底面上的主轴中心21为旋转中心，沿着与壳体1的底面平行的面旋转；配合凸部24，它从该圆板部23的上面凸出，与软盘的配合孔配合，传输旋转驱动力；磁铁部25，它设置在圆板部23的边缘部，有厚度，被磁化为在圆周形状上形成多个磁极。
如图1、图5所示，在磁铁部25中，N极和S极被交互配置在圆周方向上，这些磁极的总数例如为16个。总之，对于旋转中心21，每22.5度设置一个磁极，25n、25s…相互交错。
图3是表示图1中的定子3的俯视图。
如图1、图2、图3所示，在定子3中，在由框部32和该框部32所连接的6个磁极T形钢33、34、35、36、37、38构成的定子芯子31上，在各磁极T形钢33～38上绕线，形成线圈33a～38a。定子3通过框部32安装在壳体1上，线圈33a～38a位于与从转子2的旋转位置下方开始设置在该侧的壳体1的缺口11对应的位置。
把缺口11设置为能把线圈33a～38a存放在其内部的形状，缺口11从定子芯子31安装在壳体1上的位置开始，到转子2的磁铁部25的旋转位置的下方。在此，该缺口11的形状，在与后面描述的缺口12、13、14的位置关系上，考虑了壳体1的强度，设置为能存放线圈33a～38a的程度。
并且，该缺口11的位于转子2的旋转位置下方的轮廓形状被设置为与后面描述的缺口12的位于转子2的旋转位置下方的轮廓形状，相对于旋转中心21对称。在设有该形状的同时，还通过设置后面描述的定子芯子31和磁平衡器7的形状，由于来自磁铁部25的磁通量进入壳体1的底面，能用通过定子3和磁平衡器7的直线方向设置作用在转子2上的向下的推力。
同样，缺口13的位于转子2的旋转位置下方的轮廓形状与缺口14的位于转子2的旋转位置下方的轮廓形状相对于旋转中心21对称。不但设有该形状，而且通过设置后面描述的磁屏蔽8和磁平衡器9的形状，由于来自磁铁部25的磁通量进入壳体1的底面，能用通过磁屏蔽8和磁平衡器9的直线方向设置作用在转子2上的向下的推力。
下面，就该定子芯子31的形状加以说明。
图4是表示图1中定子芯子31的俯视图。
定子芯子31由硅钢板构成，如图1～图4所示，在各磁极T形钢33～38上分别设有比线圈33a～38a更向转子2一侧伸出的前端部33b～38b和形成了线圈33a～38a的各绕线部33c～38c。
各绕线部33c～38c在其延伸的全长上的宽度被设置为相等的。前端部33b～38b比各绕线部33c～38c的宽度宽，并且在该前端部33b～38b上，与转子相对的面33d～38d被设置为在俯视图中为圆弧状，以大致的等间隔与转子2的磁铁部25相对。
如图2所示，在定子芯子31中，前端部33b～38b被设置在低于转子2的磁铁部25的位置。总之，前端部33b～38b在高度方向(沿着转子2的旋转轴线的方向)上的中心位置比磁铁部25的高度方向上的中心位置更靠近壳体1的底面。同时，线圈33a～38a位于壳体1的缺口11的内部。
在设置该前端部33b～38b和磁铁部25在高度方向上的中心位置的偏差值时，与后面描述的磁平衡器7的高度设置同样，通过设置，产生维持转子2的旋转稳定性所需的向下(向壳体1一侧)的推力负载。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，在各磁极T形钢33～38中，其前端的与转子相对的面33d～38d被设置为半径为R1的圆弧状，它们离与转子2的旋转中心21一致的点的距离相等。另外，这些与转子相对的面33d～38d在圆周方向上的间隔P1分别相等。该与转子相对的面33d～38d的间隔P1，是以对于旋转中心的角度表示相邻的与转子相对的面33d～38d在圆周方向的中心位置33g～38g彼此的间隔。该与转子相对的面33d～38d的间隔P1设置为，例如15度。
在此，以对于旋转中心21的角度表示的两端的与转子相对的面33d和38d在圆周方向上的中心位置的间隔Q，设置为相对于与转子2的旋转中心21一致的点的中心角为75度。
在框部32中，与各磁极T形钢33～38连接的一侧，即与转子相对一侧的面32a，在俯视图中设置为圆弧状，如图4所示，该面32a设置为以点39为中心、半径为R2的圆弧状，其中点39比与转子2的旋转中心21一致的点离定子3更远。同时，与该面32a相连的磁极T形钢33和磁极T形钢38的基端中心33f、38f分别设置在离旋转中心21距离相等的位置。另外，磁极T形钢34和磁极T形钢37的基端中心34f、37f分别设置在离旋转中心21距离相等的位置，磁极T形钢35和磁极T形钢36的基端中心35f、36f分别设置在离旋转中心21距离相等的位置。总之，定子芯子31的形状设置为相对于通过旋转中心和点39的直线呈线对称。
另外，在各磁极T形钢33～38中，如图4所示，其基端中心33f～38f的间隔P2设置为相等的。换言之，其基端中心33f～38f的间隔P2是用相对于点39的角度表示沿着相邻的磁极T形钢33～38的基端上的面32a在圆周方向上的中心位置彼此的间隔。其基端中心33f～38f的间隔P2设置为比与转子相对的面33d～38d的间隔P1小的值，例如7度。
在此，把基端中心33f～38f的间隔P2设置为相邻的磁极T形钢33～38的延伸方向彼此的夹角中至少一个的值比连接了相邻的磁极T形钢33～38的与转子相对的面33d～38d和转子的旋转中心21的直线彼此的夹角小。总之，在各磁极T形钢33～38中，把分别连接了其基端中心33f～38f和与转子相对的面33d～38d在圆周方向上的中心位置33g～38g的直线延长，相交于点39，在这些线的夹角中至少一个的值P2小于连接了与转子相对的面33d～38d在圆周方向上的中心位置33g～38g和旋转中心21的直线所夹的角P1。
在此，点39设置在转子的外侧位置上。
而且，在各磁极T形钢33～38中，如图4所示，在其延伸方向上宽度相等的各绕线部33c～38c在通过各基端中心33f～38f和点39的直线上延伸。在图中，表示了通过磁极T形钢38上的绕线部38c、基端中心38f和点39的直线的关系。
这样，通过设置P1、P2，把各磁极T形钢33～38上绕线部33c～38c的长度L33～L35和L36～L38分别设置为不同的值。即，如图3、图4所示，绕线部33c的长度L33比绕线部34c的长度L34长，绕线部34c的长度L34比绕线部35c的长度L35长，并且，绕线部33c的长度L33等于绕线部38c的长度L38，绕线部34c的长度L34等于绕线部37c的长度L37，绕线部35c的长度L35等于绕线部36c的长度L36。换言之，设置为L33＝L38＞L34＝L37＞L35＝L36在线圈33a～38a中，各线圈的匝数N33～N35和N36～N38分别设置为不同的值。能分别按与绕线部33c～38c的长度L33～L38的比例，设置这些匝数N33～N38，例如，设置为匝数N33大于匝数N34，匝数N34大于匝数N35，并且，匝数N33等于匝数N38，匝数N34等于匝数N37，匝数N35等于匝数N36。换言之，设置为N33＝N38≥N34＝N37≥N35＝N36而且，在各线圈33a～38a中，对应于由16个磁极构成的转子2，与3相对应进行接线，分别设置为线圈33a为U相，线圈34a为W相，线圈35a为V相，线圈36a为U相，线圈37a为W相，线圈38a为V相。
因此，设置为U相的匝数之和Nu是N33+N36，V相的匝数之和Nv是N35+N38，W相的匝数之和Nw是N34+N37，它们分别相等。即设置为Nu＝Nv＝Nw由此，能使3相(U相、V相、W相)相对于转子2的转矩相等。
通过采用以上所述的结构，定子3位于转子2的一侧，即，在与转子2的旋转面平行的面中，对于与转子2的旋转中心21一致的点，中心角Q可以在180度以内的范围中，也可以在90度以内的范围中。
通过把定子3设置在中心角为180度以内，与在定子2的整个圆周上设置定子的场合相比，能把俯视图上的定子芯子面积削减到一半以下。另外，通过把定子3设置在中心角为90度以内，因为能进一步减小定子芯子的面积，所以更好。
图5是表示图1中磁铁部25和磁极T形钢33～38的关系的模式俯视图。
如图5所示，在定子3和转子2中，虽然与转子相对的面33d～38d与转子2相对，但是各磁极T形钢33～38和磁铁部25的关系如下。
即如以上所述，各磁极25n、25s…以相对于旋转中心21为22.5度的间隔设置在转子2的圆周方向上。一方面，如以上所述，在圆周方向上与转子相对的面33d～38d的间隔P1，例如设置为15度。即对于转子2的各磁极25n、25s…的一个，例如对应于一个磁极T形钢33和磁极T形钢34的一半，总之，对应于各磁极T形钢33～38中的1.5个。在图中，省略了磁极T形钢37、38。
即如图5所示，定子3和转子2的各磁极的配置如下当磁极T形钢33的与转子相对的面33d的圆周方向中心位置(前端中心)33g在与磁极25s0和25n1的交界位置25a相对的位置时，相邻的磁极T形钢34的与转子相对的面34d的圆周方向中心位置34g设置在把磁极25n1的间隔P3在圆周方向上三等分，与从磁极25s0一侧开始的第二个等分点25b相对的位置。同时，下一个磁极T形钢35的与转子相对的面35d的圆周方向中心位置35g设置在把磁极25s1的间隔P3在圆周方向上三等分，与从磁极25n1一侧开始的第一个等分点25c相对的位置。另外，磁极T形钢36的与转子相对的面36d的圆周方向中心位置36g设置在与下一个磁极25s1和其下一个磁极25n2的交界位置25d相对的位置。
下面，就3相电动机中定子3和转子2的形状加以说明。
图7是表示以往的电动机中磁铁部25和磁极T形钢133～136的关系的模式俯视图。在此，为了简单，只所述了三个磁极T形钢，省略了其他的，并且，磁铁部采用与图5所示的本实施例相同的结构，对于相同的构成要素使用了相同的符号，并省略了对其的说明。
在图7所示以往的3相内转子电动机中，相对于转子的一对磁极25n、25s设置的360度的电角度中，各磁极T形钢133、134、135分别设置为U相、V相、W相，它们之间分别有120度的相位差。
具体而言，对于与图5同样的磁铁部25，当磁极T形钢133的与转子相对的面的圆周方向中心位置133g位于与磁极25s0和25n1的交界位置25a相对的位置时，磁极T形钢134的与转子相对的面的圆周方向中心位置134g位于把磁极25s1的间隔P3在圆周方向上三等分，与从磁极25n1一侧开始的第一个等分点25c相对的位置。同时，磁极T形钢135的与转子相对的面的圆周方向中心位置135g位于把磁极25n2的间隔P3在圆周方向上三等分，与从磁极25s1一侧开始的第二个等分点25d相对的位置。
这样，在图7所示以往的3相内转子电动机中，三个磁极T形钢133、134、135分别对于旋转中心21，例如以30度的间隔P4配置。总之，当以同样的间隔P4，在转子2的整个圆周周围设置磁极T形钢时，就成为12极定子。
与此相比，在本实施例的内转子电动机中，虽然各磁极T形钢133、134、135分别设置为U相、V相、W相，它们之间分别有120度的相位差，但是，线圈33a设置为U相，线圈34a设置为W相，线圈35a设置为V相，线圈36a设置为U相，线圈37a设置为W相，线圈38a设置为V相。
另外，磁极T形钢33～38的与转子相对的面33d～38d的间隔P1设置为例如15度。因此，在本实施例中，当以该间隔P1在转子2的整个圆周周围设置磁极T形钢时，就成为24极定子。
因此，在本实施例中，在相对于旋转中心21的中心角中，单位角度上配置的磁极T形钢数量设置为比转子2的磁极数多。总之，在本实施例中，相对于旋转中心21的中心角的磁极T形钢33～38的角密度设置为比转子2的磁极25n、25s的角密度大。相反，在图7所示以往的3相内转子电动机中，在相对于旋转中心21的中心角中，单位角度上配置的磁极T形钢数量设置为比转子的磁极数少。总之，在图7所示以往的3相内转子电动机中，相对于旋转中心的中心角的磁极T形钢133～138的角密度设置为比转子的磁极25n、25s的角密度小。
因此，在图7所示以往的3相内转子电动机中，为了设置6个磁极T形钢，在转子2的旋转中心21的中心角中，120度的范围是必要的，仅此就使定子的面积变大了。
把在通过旋转中心21和与转子相对的面的圆周方向中心位置133g、134g、135g…的直线上，设置各磁极T形钢133、134、135的情况下，与象本实施例，在通过位于比旋转中心21离定子3更远的位置的点39的直线上设置磁极T形钢的场合相比，因为，框部在圆周方向的长度需要更长，所以在俯视图中，框部的面积没有减少，不能充分削减定子芯子31的面积。
在隔着转子2，与定子3相对的位置上，设有对于该转子2用于取得和定子3的磁性平衡的磁平衡器7。
如图1、图2所示，磁平衡器7与设置在壳体1的转子2的旋转位置下方的缺口12相连，与壳体1的底面成为一体，从该壳体1的底面直立起来，在转子2的转动位置周围设有多个，并与转子2的磁铁部25的圆周面向置。
该磁平衡器7，对应于定子3的与转子相对的面33d～38d，由6个磁平衡器71～76构成，这些部分被设置为各与转子相对的面71a～76a，对于转子的旋转中心21，与磁极T形钢33～38的与转子相对的面33d～38d呈点对称。
即，在磁平衡器71中，与转子相对的面71a被设置为和与转子相对的面33d，对于转子的旋转中心21呈点对称。在磁平衡器72中，与转子相对的面72a被设置为和与转子相对的面34d，对于转子的旋转中心21呈点对称。同样，与转子相对的面73a和与转子相对的面35d，与转子相对的面74a和与转子相对的面36d，与转子相对的面75a和与转子相对的面37d，与转子相对的面76a和与转子相对的面38d，分别被设置为对于转子的旋转中心21呈点对称。
这是因为通过磁平衡器7的形状，取得对于转子2的来自定子3的磁性影响的平衡，对于转子2的磁平衡，对于旋转中心21维持对称状态。
具体而言，与转子相对的面71a～76a设置为半径为R1’的圆弧状，相对于与转子2的旋转中心一致的点21的距离相等。该半径R1’设置为大于为与转子相对的面33d～38d设置的半径R1，这是考虑到后面描述的磁平衡器7的高度，做了这样的设置。这些与转子相对的面71a～76a的间隔，和与转子相对的面33d～38d同样，分别设置为相等的值，例如15度。
另外，与转子相对的面71a～76a在圆周方向的长度，对于转子的旋转中心21，分别设置为和磁极T形钢33～38的与转子相对的面33d～38d的长度对应。
即，在磁平衡器71中，与转子相对的面71a在圆周方向的长度设置为和与转子相对的面33d在圆周方向上的长度对应，与之相等。在磁平衡器72中，与转子相对的面72a在圆周方向的长度设置为和与转子相对的面34d在圆周方向上的长度相等。同样，在磁平衡器73中，与转子相对的面73a在圆周方向的长度设置为和与转子相对的面35d在圆周方向上的长度对应，与之相等；在磁平衡器74中，与转子相对的面74a在圆周方向的长度设置为和与转子相对的面36d在圆周方向上的长度相等；在磁平衡器75中，与转子相对的面75a在圆周方向的长度设置为和与转子相对的面37d在圆周方向上的长度相等；在磁平衡器76中，与转子相对的面76a在圆周方向的长度设置为和与转子相对的面38d在圆周方向上的长度相等。
该磁平衡器7设置在低于转子2的位置上。换言之，磁平衡器7的高度方向的中心位置设置在低于转子2的磁铁部25的旋转轴线方向中心位置。然后，磁平衡器71～76设置为高度大致相等，并且，低于转子2的磁铁部25的上表面26。或者，如图2所示，磁平衡器7的上端71b～76b比转子2的磁铁部25的上表面26更接近于壳体1的底面。
在设置该磁平衡器7的高度时，总之，磁平衡器71～76的上端71b～76b与磁铁部25的上表面26的差，在设置前端部33b～38b和磁铁部25的高度方向中心位置的偏差值的同时，通过设置，产生用于维持转子2的旋转稳定性的向下(向壳体1)的推力负载。
在此，就所述磁平衡器7的形状设置加以说明。
在转子2中，如图2所示，与定子3之间作用着力F3，同时，与磁平衡器7之间，作用着力F7。该力F3以比转子2的旋转平面更向壳体1的底面一侧倾斜的状态作用。其原因在于在转子2上，力F3作用于设置在比转子2的磁铁部25低的位置上的前端部33b～38b的方向上。另外，该力F7以比转子2的旋转平面更向壳体1的底面一侧倾斜的状态作用。其原因在于在转子2上，力F7作用于设置在比转子2的磁铁部25低的位置上的磁平衡器7的方向上。
在此，该力F3和力F7，与轴承22有关，它们使转子2产生旋转力矩，为了使转子2旋转稳定，并且不产生倾斜，这些力F3、F7应满足以下所述表达式(1)。
F7t·(RA-RB)＜F3t·(RA+RB)(1)F3t·(RA-RB)＜F7t·(RA+RB)在此，如图2(a)、(b)所示，F3t＝F3cosθ1(F3的垂直分量)F7t＝F7cosθ2(F7的垂直分量)RA磁铁部25的外周面的对于旋转中心21的半径。
RB轴承22的对于旋转中心21的旋转半径。
由此，力F3、F7，在转子2的旋转方向上，通过力F3t和F7t的和，能给转子2以稳定转子2的旋转所需的推力。总之，从转子2的周边部分向壳体1的底面推压。
此时，在缺口11和缺口14之间，缺口14和缺口12之间，缺口12和缺口13之间，缺口13和缺口11之间，来自磁铁部25的磁通量分别进入金属壳体1的底面，由此，在转子2上作用了向下的推力。
因此，通过设置力F3和力F7，不但能使该作用在转子2上向下的力维持转子2的旋转稳定性，还能把转子2的旋转轴上的推力增大导致的摩擦等影响抑制在不阻碍驱动性的程度。
同时，该力F3、F7设置为在垂直于转子2的旋转轴的方向即与壳体1的底面平行的方向上的力F7p大于F3p。具体而言，如图2(b)所示，设置向右的力F7p大于向左的力F3p。由此，在转子2的旋转中心21，产生图2(b)所示的向右的力F2，即从定子3向磁平衡器7一侧的力，能使转子2的旋转轴稳定。
如以上所述，作为用于设置力F3和力F7的参数，考虑了以下因素与转子相对的面33d～38d的面积；与转子相对的面33d～38d与磁铁部25的外周面的距离；与转子相对的面33d～38d和磁铁部25的高度位置；与转子相对的面71a～76a的面积；与转子相对的面71a～76a与磁铁部25的外周面的距离；与转子相对的面71a～76a和磁铁部25的高度位置。
通过组合以上因素进行设置，设置最适合的状态。
磁头部4由第一磁头41和第二磁头42构成，它们被用于从磁盘读写磁信号，设置为上下相对，安装在磁头支架43上。第一磁头41和第二磁头42由位置控制部5控制位置。
如图1所示，位置控制部5具备用于进给磁头支架43的步进电动机51，该步进电动机51设置在壳体1的后方中央部，它是在前后方向上驱动磁头支架43的驱动源。该步进电动机51的输出轴由有螺旋状的V字沟，并且沿着前后方向的丝杠52构成，前端部由轴承支撑。引导棒53设置为与丝杠52平行，引导棒53设置在所述壳体1的后方中央部，它在前后方向上引导后面描述的磁头支架43。
在磁头支架43上，有向斜后方突出的支杆54和把该支杆54压接在所述丝杠52的V字沟内的板簧，磁头支架43被插在所述引导棒53上，能自由进退，并且设置所述壳体的上方。在该磁头支架43的前端部，设有用于读取磁盘上的记录信息的磁头41，在后方上端部通过弹性体，安装了具有与所述磁头41对应的磁头42的磁头臂55，它能自由摇动。该磁头臂55，在所述磁头42接近所述磁头41方向上，通过扭簧56提供转动力，在一侧边缘上一体设有向侧面突出的用于限制杆转动的限制器。
在电路板6上，设有位置控制部5和作为进行内转子电动机的驱动控制的控制部的芯片61、61和电容器62。
在转子2的磁头部4一侧，设有用于屏蔽从磁铁部25到磁头41、42的磁通量的磁屏蔽8。
图6是表示图1中的内转子电动机的磁屏蔽的VI-VI剖面向视图。
如图1、图6所示，磁屏蔽8与壳体1上设置在转子2的旋转位置下方的缺口13相连，与壳体1的底面成为一体，从该壳体1的底面直立向上，设置在转子2的旋转位置的周围，与转子2的磁铁部25的圆周面相对。
该磁屏蔽8在俯视图中呈直线状，从磁头42观察转子2，磁屏蔽8的长度设置为把转子2的磁铁部25隐藏起来的长度。总之，该长度应使来自磁铁部25的磁通量不影响到磁头41、42的动作。
直线状的磁屏蔽8的中央部分离转子2最近，其与转子相对的面8a和磁铁部25的距离在磁屏蔽8的两端大，在中央部分最短。
由此，即使在磁屏蔽8的长度与对应于图5所示的磁铁部25的相邻的两个磁极25n、25s的长度不同的情况下，也能防止从旋转的转子2的磁铁部25进入磁屏蔽8磁通量急速增减。因此，能使该磁通量缓慢地变化，直到达到最大值，从而能防止堵塞的发生。因此，能降低转子2的制动转矩。
在此，为了防止堵塞的发生，作为磁屏蔽8的最合适的长度，应设置为与图5所示的磁铁部25的相邻的两个磁极25n、25s几乎相等的长度。可是，当把该长度设置为与图5所示的磁铁部25的相邻的两个磁极25n、25s几乎相等的长度时，对应于该磁屏蔽8的长度，缺口13的大小变大了。因此，有可能降低壳体1的强度。
因此，当把磁屏蔽8的长度设置为比磁铁部25的相邻的两个磁极25n、25s短，既要防止阻塞又要保持壳体1的强度时，有必要通过设置，使磁屏蔽8的与转子相对的面8a和转子的旋转面的距离平缓地增减，由此，既不会使强度降低，还能防止阻塞。
如图6所示，磁屏蔽8的上端8b设置为几乎与转子2的磁铁部25的上表面26在同一平面中。在此，与转子相对的面8a在高度方向上的尺寸设置为几乎等于磁铁部25在高度方向上的尺寸。由此，它屏蔽了来自磁铁部25的磁通量，能防止来自该磁铁部25的磁通量对磁头42的动作造成影响。该磁屏蔽8的形状设置为只在水平方向拉伸磁铁部25，减轻了加在转子2上的垂直负载。
即通过设置该部分的形状，能设置加在转子2上的垂直负载。
隔着转子2，在与磁屏蔽8相对的位置上，设有用于对该转子2取得与磁屏蔽8的磁平衡的磁平衡器9。
如图1、图6所示，磁平衡器9与壳体1上设置在转子2的旋转位置下方的缺口14相连，与壳体1的底面成为一体，从该壳体1的底面直立向上，设置在转子2的旋转位置的周围，与转子2的磁铁部25的圆周面相对。
该磁平衡器9的结构与磁屏蔽8相对应，与磁屏蔽8相对于转子的旋转中心21呈点对称。
总之，不但直线状的磁平衡器9的长度与磁屏蔽8的长度设置为相等，而且，相对于转子2的磁铁部25的位置也和磁屏蔽8一样，即其中央部分最靠近转子2，其与转子相对的面9a和磁铁部25的距离在磁平衡器9的两端大，在中央部分最短。
另外，如图6所示，磁平衡器9的上端9b设置为与转子2的磁铁部25的上表面26在同一平面中，与转子相对的面9a和与转子相对的面8a同样，在其高度方向上的尺寸设置为等于磁铁部25在高度方向上的尺寸，或大于该尺寸。
而且，在磁屏蔽8和磁平衡器9的基部的壳体1上，设有通孔82、92，用于降低通过折弯形成磁屏蔽8、磁平衡器9和壳体1时，对壳体1的底面造成影响的应力。也可以不设置该通孔82、92。
这样，通过使磁平衡器9与磁屏蔽8相对于转子2的旋转中心21呈点对称形状，能平衡对于转子2的来自磁屏蔽8的磁影响，能把对于转子2的磁平衡设置为对于旋转中心21维持对称状态。
在磁平衡器7、磁屏蔽8、磁平衡器9中，如图1、图2、图6所示，在各自的上端73b、8b、9b上，设有比转子2的磁铁部25的上表面更向上方突出的凸部型的支架支撑部77、81、91。这些支架支撑部77、81、91设置为即使在软盘等盒式磁盘发生热变形时，也能不接触转子2的旋转部分，进行支撑。因此，这些支架支撑部77、81、91的上端设置为不妨碍转子2的磁盘旋转动作并且支架不妨碍转子的旋转的高度。
在本实施例的内转子电动机和磁盘装置中，通过把定子3设置在转子2的一侧，即与转子2的旋转面平行的面中，在相对于与转子2的旋转中心一致的点21的中心角为180度以内的范围中，更好的是设置在90度以内的范围中，与象以往的内转子电动机那样，在转子的整个圆周上设置定子的结构相比，因为能把定子芯子的面积削减到约一半以下，所以能削减例如由硅钢板构成的定子芯子所需成本和线圈的绕线成本，从而能削减内转子电动机的制造成本。
同时，与在转子的整个圆周上设置定子的场合相比，能削减电动机安装所需面积，在能使装置小型化的同时，还因为削减了磁极T形钢的数量，从而能实现轻型化。
另外，在本实施例的磁盘装置中，削减了电动机安装所需面积，在能使装置小型化的同时，还因为削减了磁极T形钢的数量，从而能实现轻型化。
在本实施例的内转子电动机和磁盘装置中，通过在转子2的圆周外侧，设置用于对该转子2取得与定子3的磁平衡的磁平衡器7，当只在转子2的一侧配置定子3，只从该一侧驱动转子2时，因为作用于转子2的力，对于转子2的旋转轴，能取得平衡量良好的对称，所以能充分保持转子2的旋转驱动稳定性。
通过把本实施例的磁平衡器7与壳体1上设置在转子2的旋转位置下方的缺口12相连，与壳体1的底面成为一体，从该壳体1的底面直立向上，在制造例如由镀锌钢板构成的壳体1时，在转子2的下方位置，通过冲切，把缺口12部分向安装转子2的一侧向上折弯，能同时形成磁平衡器7和壳体1。由此，与作为磁平衡器7还使用另外的构件的场合相比，不但能简化制造过程，还能节约材料费，从而能削减制造成本。
通过使本实施例的磁平衡器7由在转子2的圆周方向上彼此分开的多个磁平衡器71～76构成，如以上所述，例如在向上折弯由镀锌钢板构成的壳体1的加工时，在与转子2的外周面对应，形成是曲面的与转子相对的面71a～76a时，能防止壳体1的底面上的变形等，从而能提高加工的容易性。另外，在对于与转子2的圆周方向分开设置的磁极T形钢33～38设置磁平衡器时，能容易地实现该磁平衡器71～76的配置对于磁极T形钢33～38的磁对称性。
在本实施例的磁平衡器7中，通过使磁平衡器71～76的配置和磁极T形钢33～38的与转子相对的面33d～38d的配置相对于转子2的旋转中心21对称，并且，把与转子相对的面71a～76a对于磁铁部25的外周所占有的长度和设置为与磁极T形钢33～38的与转子相对的面33d～38d对于磁铁部25的外周所占有的长度和相等，能更容易地把磁平衡器7和定子3对转子2的作用，相对于转子2的旋转中心21设置为对称的。
在磁平衡器7中，在磁平衡器71中，把与转子相对的面71a设置为和与转子相对的面33d相对于旋转中心21对称，并且，把与转子相对的面71a的圆周方向的长度设置为对应于与转子相对的面33d的圆周方向的长度，与之相等；在磁平衡器72中，把与转子相对的面72a设置为和与转子相对的面34d相对于旋转中心21对称，并且，把与转子相对的面72a的圆周方向的长度设置为等于与转子相对的面34d的圆周方向的长度；同样，在磁平衡器73中，把与转子相对的面73a设置为和与转子相对的面35d相对于旋转中心21对称，并且，把与转子相对的面73a的圆周方向的长度设置为等于与转子相对的面35d的圆周方向的长度；在磁平衡器74中，把与转子相对的面74a设置为和与转子相对的面36d相对于旋转中心21对称，并且，把与转子相对的面74a的圆周方向的长度设置为等于与转子相对的面36d的圆周方向的长度；在磁平衡器75中，把与转子相对的面75a设置为和与转子相对的面37d相对于旋转中心21对称，并且，把与转子相对的面75a的圆周方向的长度设置为等于与转子相对的面37d的圆周方向的长度；在磁平衡器76中，把与转子相对的面76a设置为和与转子相对的面38d相对于旋转中心21对称，并且，把与转子相对的面76a的圆周方向的长度设置为等于与转子相对的面38d的圆周方向的长度。通过以上设置，在磁路设计上，能更容易地把磁平衡器7和磁极T形钢33～38对转子2的作用设置为对称的。
另外，在本实施例中，如以上所述，虽然磁平衡器7、磁屏蔽8、磁平衡器9分别采用了各自的构造，但是，如图8所示，也可以采用由兼做磁屏蔽的磁平衡器80和对于磁屏蔽兼做磁平衡器的磁平衡器90组成的结构。
在此，如图8所示，磁平衡器80与壳体1上设置在转子2的旋转位置下方的缺口15相连，与壳体1的底面成为一体，从该壳体1的底面直立向上，设置在转子2的旋转位置的周围，与转子2的磁铁部25的圆周面相对。
该磁平衡器80由多个部分构成，包括对应于磁头部4设置的磁屏蔽85、与之相邻设置的磁平衡器86、76。
把磁屏蔽85的圆周方向的长度设置为等于与磁铁部25的相邻两个磁极25n、25s对应的长度，这样就不会发生阻塞。
在隔着转子2，与磁平衡器80相对的位置，设有用于对该转子2与磁平衡器80取得磁平衡的磁平衡器90。
如图8所示，该磁平衡器90与壳体1的设置在转子2的旋转位置下方的缺口16相连，与壳体1的底面成为一体，从该壳体1的底面直立向上，设置在转子2的旋转位置的周围，与转子2的磁铁部25的圆周面相对。
该磁平衡器90采用了与磁平衡器80对应的结构，具有对于转子的旋转中心21与磁屏蔽85呈点对称的磁平衡器95。
即，把磁平衡器95设置为使其长度与磁屏蔽85相等，并且相对于转子2的磁铁部25的位置也和磁屏蔽85相等。
另外，把磁平衡器80、90配置为把这些磁性影响合成，使之对于转子2，能取得与定子3的磁平衡。
在此，因为缺口15和缺口16的间隔大于图1所示的缺口12和缺口13、或缺口12和缺口14的间隔，所以来自磁铁部25的磁通量进入壳体1的底面，据此，使作用于转子2的向下的推力变大，磁屏蔽80、90的上端应设在高于磁屏蔽7的上端的位置上。
另外，在与磁平衡器7之间，如图2(b)所示的力F7那样，使向斜下方的力作用于转子2，作为这样的结构，如图9所示，能采用以下所述的结构即作为磁平衡器7’，使其上端7b’与转子2的磁铁部25的上面26在同一平面内，并且，使与转子相对的面7a’从基端向前端，向离开转子2外周的方向倾斜。即，因为从上侧向下侧，与转子相对的面7a’与磁铁部25的外周的距离减少，所以在与磁平衡器7’之间，向斜下方的力作用于转子2。
权利要求
1.一种内转子电动机，包括具有呈圆周状配置的多个磁极的转子；位于该转子的圆周外侧，并在具有与所述转子对置的多个磁极T形钢的定子芯子的每个所述磁极T形钢上配置有线圈的定子；其特征在于把所述磁极T形钢设置为使相邻的磁极T形钢的延伸方向彼此所形成的夹角中的至少一个夹角的值，小于连接相邻的磁极T形钢的前端中心和转子的旋转中心的直线彼此所形成的夹角。
2.根据权利要求1所述的内转子电动机，其特征在于使分别连接相邻的所述磁极T形钢的基端中心和前端中心后延长出的直线的交点中的至少一个交点，相对于所述转子的旋转中心，位于与所述磁极T形钢相反的一侧。
3.根据权利要求1所述的内转子电动机，其特征在于把所述磁极T形钢设置为使分别连接其基端中心和前端中心后延长出的直线相交于同一点。
4.根据权利要求1所述的内转子电动机，其特征在于把所述磁极T形钢设置为使相邻的磁极T形钢彼此的所述基端中心相互具有相等的间隔。
5.根据权利要求1所述的内转子电动机，其特征在于把所述磁极T形钢的基端中心设置在从相对于所述转子的旋转中心，是位于与所述磁极T形钢相反的一侧的点计算，距离是相等的位置上。
6.根据权利要求1所述的内转子电动机，其特征在于把所述磁极T形钢设置为使相邻的磁极T形钢的延伸方向彼此所形成的夹角中至少一个夹角的值在15度以下。
7.根据权利要求1所述的内转子电动机，其特征在于把所述定子设置在对所述转子的中心角为180度以内的范围内。
8.根据权利要求1所述的内转子电动机，其特征在于把所述磁极T形钢设置为6个。
9.一种磁盘装置，其特征在于具有所述权利要求1所述的内转子电动机。
全文摘要
一种内转子电动机,包括:具有呈圆周状配置的多个磁极的转子;位于该转子的圆周外侧,并且在具有与转子对置的多个磁极T形钢的定子芯子的每个磁极T形钢上配置了线圈的定子。定子配置在对转子的中心角为180度以内的范围内;磁极T形钢被设置为:相邻的磁极T形钢的延伸方向彼此间形成的夹角中至少一个夹角的值小于连接了相邻的磁极T形钢的前端中心和转子的旋转中心的直线彼此形成的夹角。能削减制造成本,并实现装置的小型化和轻型化,维持电动机旋转的稳定性,提高磁盘装置的动作稳定性。
文档编号H02K1/14GK1372366SQ02101569
公开日2002年10月2日 申请日期2002年1月8日 优先权日2001年2月23日
发明者和宇庆, 朝邦 申请人:阿尔卑斯电气株式会社