DE69904422T2

DE69904422T2 - Magnetplattenantriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE69904422T2
Application number: DE69904422T
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Kodama
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Japan Advanced Technology Co Ltd
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1999-09-23
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2019-09-24
Also published as: EP0993101A1; DE69904422D1; EP0993101B1; US6144126A

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Magnetplattenantriebsvorrichtung wie eine Antriebseinrichtung für eine abnehmbare, biegsame Platte, betrifft insbesondere einen Antriebsmagneten und eine Anordnung von Spulen in einem Spindelmotor.

Beschreibung des betreffenden Standes der Technik:

Neuerdings soll ein Diskettenlaufwerk (FDD) ein kleineres und dünneres Profil und außerdem eine hohe Leistung aufweisen. Dementsprechend soll ein Spindelmotor, der für ein FDD verwendet wird, ein kleineres und dünneres Profil und auch eine hohe Leistung aufweisen.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines flachen Spindelmotors mit 3 Phasen für ein FDD, welches einen halben Zoll dick ist (1 Zoll entspricht 2.54 cm). Der Motor weist den Stator 103 auf, der aus der auf Metall basierenden Leiterplatte 112 und dem Rotor 111 besteht, welcher an dem Stator 103 angebracht ist und sich um diesen frei drehen kann.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht des Hauptteils des Motors. Des weiteren ist Fig. 1 eine Ansicht des in Fig. 3 gezeigten Spindelmotors, wobei der Rotor 101 und ein Lager (nicht gezeigt) abgenommen sind. Für den Fall eines Antriebsmotors mit 3 Phasen ist die Beziehung zwischen einer Anzahl der magnetischen Pole und einer Anzahl der Spulen in Tabelle 1 gezeigt, wenn die Größen der magnetischen Pole und der Spulen 4n bzw. 3n sind, wobei "n" eine ganze zahl größer als 1 ist. Ein Magnetisierungsschaubild des Antriebsmagnets und ein Verteilungsschaubild der Spulen sind in den Fig. 4(A) bis 6(B) für den Fall, daß "n" von 2 bis 4 läuft, gezeigt. Die Fig. 4(A), 5(A) und 6(A) zeigen jeweils die Magnetisierung des Antriebsmagnets. Die Fig. 4(B), 5(B) und 6(B) zeigen jeweils die Verteilung der Spulen. Fig. 1 zeigt das Beispiel von 16 Polen und 12 Spulen.

[Tabelle 1]

Der Stator 103 besteht aus der auf Metall basierenden Leiterplatte 112. Auf der auf Metall basierenden Leiterplatte 112 befinden sich mehrere, flache Spulen 105 und 107 in Form eines Rings. Jede Spule ist ringförmig in dem elektrischen Winkel von (4/3) π verteilt und grenzt an eine andere an. Diese flachen Spulen 105 und 107 sind in Fächerform mit einem schmäleren, inneren Umfang und einem weiteren, äußeren Umfang ausgebildet. Der elektrische Strom fließt durch die Spulen und die Spulen wirken als Antriebsspulen für den Rotor 101. Die flachen Spulen 105 und 107 unterscheiden sich voneinander in der natürlichen Größe. Jede flache Spule 107 mit einer kleineren, natürlichen Größe ist zwischen jeder flachen Spule 105 mit einer größeren, natürlichen Größe angebracht.
Gemäß Fig. 1 sind zwölf Spulen, die sich insgesamt aus 7 neun flachen Spulen 105 mit der größeren, natürlichen Größe und drei Spulen 107 mit der kleineren, natürlichen Größe zusammensetzen so verteilt, daß sie 360º abdecken. Ein Frequenzgeneratormuster (FG) 104 ist angrenzend an den äußeren Umfang der flachen Spulen 105 und 107 vorgesehen. 3 magnetische Sensoren oder Hall-Elemente 107 zum Positionserfassen sind jeweils zwischen der flachen Spule 107 mit der kleineren, natürlichen Größe und dem FG-Muster 104 vorgesehen.
Die natürlichen Größe der flachen Spule 107 ist kleiner als die der flachen Spule 105 mit der Absicht, den Raum zur Anbringung des Hall-Elements 106, das verwendet wird, um die Position eines Magnetpols des Rotors 101 zu erfassen, auf der auf Metall basierenden Leiterplatte 112 innerhalb des FG-Musters 104 zu gewährleisten. Die flache Spule 107 mit der kleineren, natürlichen Größe ist in gleichen Intervallen von 120º zu den zwei anderen, flachen Spulen 107 jeweils verteilt. Ein magnetischer Aufnahme- und Wiedergabekopf (Magnetkopf) 108 befindet sich in dem Bereich, welcher der flachen Spule 107 mit der kleineren, natürlichen Größe zugekehrt ist.
Der Antriebsmagnet 102 befindet sich an dem Rotor 101 und ist den flachen Spulen 105 und 107 an dem Stator 103 zugekehrt. Ein FG-Magnet 109 befindet sich an dem Rotor 101 und ist dem FG-Muster 104 zugekehrt. Ein FG-Signal zur Steuerung der Drehung wird von dem FG-Muster 104, das sich an dem Stator 103 befindet, und dem FG-Magneten 109, der sich auf dem äußersten Umfang des Rotors 101 befindet, erzeugt.
Der Antriebsmagnet 102 ist radial in 16 Polen magnetisiert. Eine Spindel 114 ist in der Mitte des Rotors 101 befestigt und die Spindel 114 ist, in dem Lager (nicht gezeigt), welches sich an dem Stator 103 befindet, so angebracht, daß sie sich frei drehen kann.
Da die Hall-Elemente 106 sich in einem Bereich befinden, welcher an das FG-Muster 104 angrenzt, um eine Magnetpolposition des Rotors 101 zu erfassen, muß entsprechend der oben erwähnten Anordnung sich ein Freiraum innerhalb des FG-Musters 104 befinden, so daß eine Verdrahtung von dem Hall-Element 105 zu der Außenseite des FG-Musters 104 herausgeführt werden kann. Das FG-Muster 104 fehlt auf beinahe 2/3 des gesamten Umfangs, um für Verbindungsmuster für die flachen Spulen 105 und die Hall-Elemente 106 zu sorgen. Aufgrund des Fehlens des FG-Musters 104 nimmt das FG-Signal ab und ein genaues Signal kann nicht erreicht werden. Dementsprechend führt es zu einigen Problemen, so daß die Drehungsgenauigkeit des Rotors 101 verschlechtert wird.
Da es außerdem notwendig ist, die flache Spule 107 mit der kleineren, natürlichen Größe zusätzlich zu den flachen Spulen 105 der größeren, natürlichen Größe oder einer regulären Größe herzustellen, kommt es zu einem weiteren Problem, das zum Anwachsen der Kosten des Stators 103 führt, um zumindest 2 Typen von flachen Spulen herzustellen und diese anzuordnen.
Da außerdem die flachen Spulen 107 der kleineren, natürlichen Größe verwendet werden, kann Fluß von einer magnetischen Schaltung nicht ausreichend verwendet werden. Es führt dazu, daß weitere Probleme gelöst werden müssen, so daß ein Drehmoment und ein Drehmomentskoeffizient im folgenden als Kt bezeichnet, verringert werden. Da der Magnetkopf 108, der Signale auf einer Magnetplatte aufnimmt, oder von ihr wiedergibt, sich der oberen Seiten der flachen Spule 107 mit der kleineren, natürlichen Größe nahe annähert, kommt es außerdem dazu, daß der Magnetkopf 108 Rauschen von der flachen Spule 107 über den Rotor 101 erfaßt, und dies könnte Datenfehler verursachen.
Für den Fall, daß der Antriebsmagnet 102 mit 16 Polen oder 8 Paar Polen verwendet wird, ist der Schritt zwischen jedem Magnetpol 110 zusätzlich hierzu 360º: 16 = 22,5º. Für den Fall, daß zwölf flache Spulen verteilt sind, wird ein Spulenverteilungsschritt 111 360º. 12 = 30º. Es ist schwierig, eine ausreichende Spulenweite sicherzustellen, da benachbarte flache Spulen miteinander in Kontakt kommen. Für den Fall, daß benachbarte flache Spulen Magnetfelder mit jeweils verschiedenen Polen erzeugen, löscht ein Teil der Flüsse sich andererseits gegenseitig aus und das erzeugte Drehmoment wird verschlechtert, da der Verwendungswirkungsgrad der Flüsse abnimmt. Indem benachbarte, flache Spulen so angebracht werden, daß ein Magnetfeld mit der gleichen Polarität erzeugt wird, wechselwirken die Flüsse, die durch eine Antriebsspule erzeugt werden, wirkungsvoll mit einem Pol des Antriebsmagnets und die Drehmomentleistung wird verbessert. Insbesondere ist es für benachbarte, flache Spulen notwendig, ein Magnetfeld mit der gleichen Polarität zu erzeugen, um die erforderliche Drehmomentsleistung zu erreichen, obwohl eine Dicke eines Rotors und eines Stators verringert wird. Andererseits entweichen jedoch Flüsse, die durch die Antriebsspule erzeugt wurden, aus dem Rotor. Die entwichenen Flüsse können sich auf den Magnetkopf auswirken und mit dem Lesen und Schreiben von Daten wechselwirken. Je größer der äußere Durchmesser eines Motors ist, um so mehr Drehmoment wird erzeugt und ein um so besserer Motorwirkungsgrad wird erhalten, da ein Gesamtbetrag der Flüsse der Antriebsmagnetpole und Wicklung einer Antriebsspule vergrößert werden. Somit ist es wirkungsvoll, den äußeren Durchmesser des Rotors bis in die Nähe des Bewegungsbereichs des Magnetkopfes auszudehnen. In diesem Fall wirken sich Flüsse, die aus dem Rotor wie oben erwähnt entweichen, jedoch ernsthaft auf den Magnetkopf aus. Für den Fall, daß eine Einrichtung in einem dünnen Profil angebracht ist, wird das Lesen und Schreiben von Daten durch entwichene Flüsse gestört, da ein Schritt einer Schubrichtung zwischen dem Magnetkopf und der Antriebsspule verkürzt wird. Dementsprechend ist es notwendig, den Abstand der Schubrichtung zwischen dem Magnetkopf und der Antriebsspule zu vergrößern, um das Problem zu lösen. Die Vergrößerung des Abstands ist auch ein weiteres Problem um eine Dicke einer Einrichtung dünner zu machen.

Zusammenfassung der Erfindung

In Anbetracht der oben erwähnten Probleme des Standes der Technik ist es dementsprechend ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Magnetplattenantriebsvorrichtung sowie eine Antriebseinrichtung für eine abnehmbare, biegsame Platte zu schaffen.
Um das obige Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung nach einem Aspekt von ihr eine Magnetplattenantriebsvorrichtung bereit mit:
- einem Substrat, welches einen Stator darstellt;
- einer Spindel, welche an dem Substrat so angebracht ist, daß sie sich frei drehen kann;
- einem FG (Frequenzgenerator)-Muster, welches ringförmig auf dem Substrat gebildet ist und die Spindel umgibt;
- 3 m flachen Spulen (5 : 5a bis 5i), die auf dem Substrat über den Umfang in Schritten von (5/3) π des elektrischen Winkels verteilt sind, wobei m eine ganze Zahl größer 2 ist;
- einem Rotor als Antrieb der Magnetplatte, wobei der Rotor an der Spindel angebracht ist;
- einem Antriebsringmagnet mit 4n magnetischen Antriebspolen, die an dem Rotor (1) angebracht sind, und der den flachen Spulen (5) entlang des Umfangs gegenüberliegt, wobei n eine ganze Zahl größer als 3 ist; und
- einem Magnetkopf, der sich innerhalb eines vorherbestimmten Bewegungsbereichs befindet und sich der Magnetplatte annähert,
wobei die Magnetplattenantriebsvorrichtung außerdem dadurch gekennzeichnet ist, daß ein magnetischer Sensor in einem maximalen Lückenbereich angebracht ist, welcher sich zwischen den 3 m flachen Spulen befindet, die über den Umfang verteilt sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Magnetplattenantriebsvorrichtung außerdem
- eine Antriebsspule mit einer 3-Phasen Y-Verbindung oder Y-Netzwerk, die aus den 3 m flachen Spulen besteht, und die dem magnetischen Antriebspol zugewandt ist, welcher ringförmig in einem toroidförmigen Bereich mit einem Innenradius R1 und einen Außenradius R2 koaxial zu einer zentralen Rotationsachse der Spindel angebracht ist, wobei das FG- Muster im inneren Umfangsbereich der Antriebsspule angebracht ist; und
- Antriebsschaltungen, um die Antriebsspule umzuschalten und, und um den Antriebsstrom zu veranlassen, so durch die · Antriebsspule zu fließen, daß ein drehendes Magnetfeld erzeugt wird;
wobei die Magnetplattenantriebsvorrichtung den Rotor veranlaßt, eine drehende Antriebskraft durch die Wechselwirkung zwischen dem drehenden Magnetfeld und dem magnetischen Antriebspol zu erzeugen, und
wobei die Magnetplattenantriebsvorrichtung außerdem dadurch gekennzeichnet ist, daß die flachen Spulen so angebracht sind, daß ein magnetisches Feld mit der gleichen Polarität von benachbarten, flachen Spulen für den Fall eines fließenden Antriebsstroms während beliebiger 2 von 3 Phasen erzeugt wird, und dadurch, daß die flachen Spulen auf solche Weise angebracht sind, daß die radialen Achsen der flachen Spulen zur Außenseite des maximalen Lückenbereichs, welcher sich von 10 bis 60 Grad bezogen auf die Richtung des Bewegungsbereichs des magnetischen Kopfes erstreckt, weisen.
Ein anderes Ziel und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden, detaillierten Beschreibung offensichtlich, wenn sie in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein FG(Frequenzgenerator)-Muster und eine Verteilung von Spulen gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht des Hauptteils des Spindelmotors gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Spindelmotors für eine FDD (Diskettenlaufwerk) gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 4(A) zeigt die Magnetisierung eines Ringmagneten mit 8 Polen gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 4(B) zeigt eine Spulenverteilung von 6 Spulen gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 5(A) zeigt die Magnetisierung eines Ringmagneten mit 12 Polen gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 5(B) zeigt eine Spulenverteilung von 9 Spulen gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 6(A) zeigt die Magnetisierung eines Ringmagneten mit 16 Polen gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 6(B) zeigt eine Spulenverteilung von 12 Spulen gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 7 ist eine Ansicht eines Stators, die ein FG(Frequenzgenerator)-Muster und eine Verteilung von Spulen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 8 ist eine Schnittansicht des Hauptteils des Spindelmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht einer Spule mit einem flachen, rechteckigen Draht gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 10 ist eine Schnittansicht der in Fig. 9 gezeigten Spule.
Fig. 11 ist eine perspektivische Schnittansicht des flachen, rechteckigen Drahts, der auf einer Seite gemäß der Ausführungsform der vorlegenden Erfindung isoliert ist.
Fig. 12 ist eine perspektivische Schnittansicht des flachen rechteckigen Drahts, welcher auf beiden Seiten gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung isoliert ist.
Fig. 13(a) zeigt die Magnetisierung eines Ringmagneten mit 12 Polen gemäß einer Abänderung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 13(b) zeigt eine Spulenverteilung von 6 Spulen gemäß einer Abänderung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 14(a) zeigt die Magnetisierung eines Ringmagneten mit 16 Polen gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 14(b) zeigt eine Spulenverteilung von 9 Spulen, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 15(a) zeigt die Magnetisierung eines Ringmagneten mit 20 Polen gemäß einer anderen Abänderung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 15(b) zeigt eine Spulenverteilung von 9 Spulen gemäß einer anderen Abänderung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 16 zeigt eine FDD-Einrichtung, die einen Spindelmotor und einen Magnetkopf gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

[Ausführungsform]

Fig. 16 ist ein interner Aufbau einer FDD(Diskettenlaufwerk)-Einrichtung 50, welche eine relative Position eines Spindelmotors 15 und eines Magnetkopfes 8 zeigt. Im Fig. 16 nimmt der Magnetkopf 8 auf einer Magnetplatte (nicht gezeigt) Signale auf oder gibt Signale wieder, die auf einer Magnetplatte (nicht gezeigt) aufgenommen sind, während der Magnetkopf 8 sich linear auf die Spindel 14 des Spindelmotors 15 zubewegt, wobei er von einem Schrittmotor 60 angetrieben wird. Der Spindelmotor 15 weist einen Rotor 1, einen Stator 3 und die Spindel 14 auf.
Fig. 8 ist eine Schnittansicht des Hauptteils des Spindelmotors 15 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 8 weist der Spindelmotor 15 einen Rotor 1, einen Stator 3 und eine Spindel 14 auf. Der Rotor 1 setzt sich aus einem Antriebsringmagnet 2 und einem FG(Frequenzgenerator)-Magneten 9 zusammen. Der Antriebsmagnet 2, der an dem Rotor 1 angebracht ist und der flachen Spule 5 zugewandt ist, ist radial in 16 Polen wie in Fig. 14(a) gezeigt, magnetisiert. Jeder Pol des Antriebsmagneten 2 ist in einem Schritt von 360º : 16 = 22,5º verteilt. Der FG- Magnet 9 ist in 96 Polen magnetisiert, daß heißt 48 Pole in Paaren. Ein Schritt von einem Magnetpol ist daher 360º : 96º = 3,75º in dem mechanischen Winkel. An dem Rotor 1 ist der Antriebsmagnet 2 in einer Lage angebracht, die der flachen Spule 5 zugewandt ist, beziehungsweise der FG-Magnet 9 ist in einer anderen Position angebracht die dem FG-Muster 4 zugewandt ist. Der Stator 3 setzt sich aus einem FG-Muster 4 und einer flachen Spule 5 zusammen, die auf einer auf Metall basierenden Leiterplatte 12 aufeinander gestapelt sind. Der Antriebsmagnet 2, der an dem Rotor 1 angebracht ist und der flachen Spule 5 zugewandt ist, ist radial in 16 Polen, wie in Fig. 14(a) gezeigt, magnetisiert.
Fig. 7 ist eine Ansicht des Stators 3, für welche der Rotor 1 und die Spindel 14 von dem Spindelmotor 15 entfernt sind. Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Drehungsantriebssystem des Spindelmotors 15 ein Antriebssystem, das sich aus 3 Phasen, 16 Polen und 9 flachen Spulen und einem Magnetsensor zusammensetzt. Der Stator 3 weist das FG-Muster 4, 9 flache Spulen 5a bis 5i, ein Hall- Element 6 und einen Bereich 20 für einen Magnetsensor auf und sie sind auf der auf Metall basierenden Leiterplatte 12 verteilt.
In Fig. 7 setzt sich der Stator aus der auf Metall basierenden Leiterplatte 12 eines Eisensystems und einem Statorjoch zusammen. Das FG-Muster 4 für einen FG mit 48 Pulsen ist in einem inneren Umfangsbereich des Stators 3 gebildet und weist ein Auslöschmuster 19 und ein Paar von Leitungsdrähten 23 des FG-Musters 4 auf. Ein Winkel des Leitungsdrahts 23 ist so angeordnet, daß er gemäß der mechanischen Winkel eines Magnetpols des FG-Magneten 9 wie oben erwähnt 3,75º ist. Außerdem ist das Auslöschmuster 19 in einem Schritt von 22,5º verteilt, ist von dem Führungsdraht 23 entfernt und erstreckt sich auf einen Außenbereich des äußeren Umfangs der flachen Spule. Außerdem ist der Leitungsdraht 23 und das Auslöschmuster 19 durch einen gleichen Betrag der Ströme von dem Antriebsringmagneten 2 beeinträchtigt. Die Richtungen der Flüsse, welche den Leitungsdraht 23 und das Auslöschmuster 19 beeinträchtigen, sind einander entgegengesetzt, da sie in einem Schritt verteilt sind, der dem von jedem Magnetpol des Antriebsmagneten 2 entspricht. Die Beeinträchtigung des Leitungsdrahts 23 und des Auslöschmusters 19 durch den Antriebsmagneten 2 ist daher aufgehoben. Dementsprechend ist ein FG-Signal, das von dem Leitungsdraht 23 ausgegeben wird, durch die Verlustflüsse der Antriebsmagneten 2 nicht beeinträchtigt.
9 flache Spulen, die erste, flache Spule 5a bis zur neunten, flachen Spule 5i sind nebeneinander verteilt und umgeben das FG-Muster 4. Sie sind in einem toroidförmigen Bereich der einen Innenradius R1 und einen Außenradius R2 hat, ringförmig verteilt. Das Bezugszeichen 5 steht im folgenden für alle flachen Spulen zur einfacheren Erklärung, abgesehen davon, daß eine flache Spule wie die erste flache Spule 5a oder die neunte flache Spule 5i näher bezeichnet wird. Jede flache Spule 5 ist fächerförmig ausgestaltet, so daß sie einen kleineren, inneren Umfang im Vergleich mit einem äußeren Umfang, wie in Fig. 14(B) gezeigt, aufweist und daß ihre Weite 22,5º ist. Benachbarte flache Spulen S sind in 37,5º nebeneinander verteilt. Jedoch ist ein Lückenbereich zwischen der ersten flachen Spule 5a und der neunten flachen Spule 5i zur Aufnahme eines Hall-Elements 6 sowie ein Bereich 20 für einen Magnetsensor vorgesehen. Der Bewegungsbereich des Magnetkopfes 8, der als ein Bewegungsabstand "L" in Fig. 7 gekennzeichnet ist, befindet sich in einem Bereich, der dem Bereich 20 eines Magnetsensors zugewandt ist.
Zusätzlich hierzu wird ein flacher rechtwinkliger Draht, der im Querschnitt eine rechtwinklige Gestalt hat, für die flache Spule 5 verwendet. Die Fig. 9 bis 12 veranschaulichen Details der flachen Spule 5. Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht der flachen Spule 5. Die flache Spule 5 in Fig. 9 weist eine Elektrode 21 am Anfang der Wicklung und eine weitere Elektrode 22 am Ende der Wicklung auf. Fig. 10 ist eine Querschnittansicht der flachen Spule 5, die in Fig. 9 gezeigt ist. Fig. 12 zeigt die Anordnung eines flachen, rechtwinkligen Drahts im Querschnitt. Ein Kupferdraht 16 hat im Querschnitt eine rechtwinklige Gestalt und ist mit einer isolierenden Schicht 17 und einer haftenden Schicht 18 ummantelt. Fig. 11 ist eine Ansicht eines flachen, rechtwinkligen Drahts, der auf einer Seite des Kupferdrahts 15 isoliert ist, im Querschnitt. Der Kupferdraht 15 ist mit einer Isolierschicht, 17 und einer haftenden Schicht 18 auf einer Seite des Kupferdrahts 15 ummantelt. Eine flache Spule, die aus solch einem flachen, rechtwinkligen Draht, der auf einer Seite isoliert ist, gebildet ist, kann zu einem Motor mit hohem Wirkungsgrad führen, da eine Abmessung der flachen Spule weitgehend verringert werden kann.
Die benachbarten, zwei flachen Spulen S sind in einem Schritt von (5/3) n des elektrischen Winkels und in einem Schritt von (360º : 15) · (5/3) = 37,5º des mechanischen Winkels, wie bereits erwähnt, verteilt. Ein Schritt zwischen der ersten flachen Spule 5a und der neunten, flachen Spule 5i ist jedoch (8/3) π des elektrischen Winkels und 60º des mechanischen Winkels, da sich der Bereich 20 für einen Magnetsensor zwischen ihnen für das Hall-Element 6 befindet. Zusätzlich hierzu liegt ein Lückenbereich von 22,5º des mechanischen Winkels zwischen der ersten flachen Spule 5a und der neunten, flachen Spule 5i.
Für den Fall eines üblichen Antriebsmotors mit 3 Phasen ist eine Anzahl der magnetischen Pols somit 4n und eine Anzahl der Spulen 3n, wobei "n" eine ganze Zahl größer als 1 ist. Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Anzahl der magnetischen Pole 4n sowie 16 Pole und eine Größe der Spulen ist 3 m sowie 9 Spulen, wobei "n" eine ganze Zahl größer als 3 ist und "m" eine ganze Zahl größer als 2 ist. Die Magnetisierung der 16 Magnetpole und die Verteilung der 9 Spulen ist in den Fig. 14(a) bzw. 14(b) gezeigt. Zusätzlich hierzu ist ein Fall für 12 Magnetpole und 6 Spulen in den Fig. 13(a) und 13(b) gezeigt, und ein anderer Fall von 20 Magnetpolen und 9 Spulen ist in den Fig. 15(a) bzw. 15(b) als Abänderungen gezeigt.
Gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Spindelmotor mit einem Lückenbereich zwischen mehreren flachen Spulen, die ringförmig in einem toroidförmigen Bereich verteilt sind, vorgesehen. Da ein magnetischer Sensor sich in dem Lückenbereich befindet, ist es nicht notwendig, eine kleine, flache Spule in den Durchmesser anzubringen, so daß die Anzahl von flachen Spulen verringert werden kann und die Arbeitszeit und Herstellungskosten für den Zusammenbau eines Spindelmotors verringert werden können. Da der Lückenbereich zwischen den flachen Spulen sich in einem Bewegungsbereich eines Magnetkopfes befindet, ist der Magnetkopf außerdem kaum durch entwichene Flüsse von den flachen Spulen beeinträchtigt. Dementsprechend ist ein Zwischenfall eines Datenfehlers in einer FDD-Einrichtung verringert. Außerdem werden ein Anfangsdrehmoment und eine Drehmomentkonstante (Kt) verbessert, da eine flache Spule in einem äußeren Umfangsbereich angebracht werden kann, und eine Abmessung der flachen Spule ausreichend vergrößert werden kann. Da ein FG-Muster im inne ren Umfangsbereich der flachen Spule gebildet werden kann, wird das FG-Muster außerdem nicht durch Leitungsdrähte eines Magnetsensors behindert und kann entlang des Umfangs innerhalb des inneren Umfangs der flachen Spulen oder Antriebsspulen gebildet werden, so daß eine Drehungsgenauigkeit des Motors verbessert ist.
Veränderungen im Rahmen der beigefügten Ansprüche sind möglich.

Claims

1. Magnetplattenantriebsvorrichtung mit:

- einem Substrat (12), welches einen Stator (3) darstellt;

- einer Spindel (14), welche an dem Substrat (12) so angebracht ist, daß sie sich frei drehen kann;

- einem FG (Frequenzgenerator)-Muster (4), welches ringförmig auf dem Substrat (12) gebildet ist und die Spindel (14) umgibt;

- 3m flachen Spulen (5 : 5a bis 5i), die auf dem Substrat (12) über den Umfang in Schritten von (5/3)n des elektrischen Winkels verteilt sind, wobei m eine ganze Zahl größer 2 ist;

- einem Rotor (1) als Antrieb der Magnetplatte, wobei der Rotor (1) an der Spindel (14) angebracht ist;

- einem Antriebsringmagnet (2) mit 4n magnetischen Antriebspolen, die an dem Rotor (1) angebracht sind, und der den flachen Spulen (5) entlang des Umfangs gegenüberliegt, wobei n eine ganze Zahl größer als 3 ist; und

- einem Magnetkopf (8), der sich innerhalb eines vorherbestimmten Bewegungsbereichs befindet und sich der Magnetplatte annähert,

wobei die Magnetplattenantriebsvorrichtung außerdem dadurch gekennzeichnet ist, daß ein magnetischer Sensor (6)in einem maximalen Lückenbereich angebracht ist, welcher sich zwischen den 3m flachen Spulen (5) befindet, die über den Umfang verteilt sind.

2. Magnetplattenantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der maximale Lückenbereich in einem Bereich untergebracht ist, welcher mit dem Bewegungsbereichs des Magnetkopfs (8) übereinstimmt.

3. Magnetplattenantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Magnetplattenantriebsvorrichtung des weiteren aufweist:

- eine Antriebsspule (5) mit einer 3-Phasen Y-Verbindung oder Y-Netzwerk, die aus den 3m flachen Spulen (5) besteht, und die dem magnetischen Antriebspol zugewandt ist, welcher ringförmig in einem toroidförmigen Bereich mit einem Innenradius R1 und einen Außenradius R2 koaxial zu einer zentralen Rotationsachse der Spindel (14) angebracht ist, wobei das FG-Muster (4) im inneren Umfangsbereich der Antriebsspule (5) angebracht ist; und

- Antriebsschaltungen, um die Antriebsspule (5) umzuschalten und, und um den Antriebsstrom zu veranlassen, so durch die Antriebsspule zu fließen, daß ein drehendes Magnetfeld erzeugt wird;

wobei die Magnetplattenantriebsvorrichtung den Rotor (1) veranlaßt, eine drehende Antriebskraft durch die Wechselwirkung zwischen dem drehenden Magnetfeld und dem magnetischen Antriebspol zu erzeugen, und

wobei die Magnetplattenantriebsvorrichtung außerdem dadurch gekennzeichnet ist, daß die flachen Spulen (5) so angebracht sind, daß ein magnetisches Feld mit der gleichen Polarität von benachbarten, flachen Spulen (5) für den Fall eines fließenden Antriebsstroms während beliebiger 2 von 3 Phasen erzeugt wird, und dadurch, daß die flachen Spulen (5) auf solche Weise angebracht sind, daß die radialen Achsen der flachen Spulen zur Außenseite des maximalen Lückenbereichs, welcher sich von 10 bis 60 Grad bezogen auf die Richtung des Bewegungsbereichs des magnetischen Kopfes (8) erstreckt, weisen.

4. Magnetplattenantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die flachen Spulen (5) aus einem flachen, rechtwinkligen Draht hergestellt sind.

5. Magnetplattenantriebsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Antriebsspule (5) aus einem flachen, rechtwinkligen Draht hergestellt ist.