JP2796333B2 - モータ構造及びこれを用いた磁気ディスク装置 - Google Patents
モータ構造及びこれを用いた磁気ディスク装置Info
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- JP2796333B2 JP2796333B2 JP1040231A JP4023189A JP2796333B2 JP 2796333 B2 JP2796333 B2 JP 2796333B2 JP 1040231 A JP1040231 A JP 1040231A JP 4023189 A JP4023189 A JP 4023189A JP 2796333 B2 JP2796333 B2 JP 2796333B2
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- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
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- G—PHYSICS
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- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B25/00—Apparatus characterised by the shape of record carrier employed but not specific to the method of recording or reproducing, e.g. dictating apparatus; Combinations of such apparatus
- G11B25/04—Apparatus characterised by the shape of record carrier employed but not specific to the method of recording or reproducing, e.g. dictating apparatus; Combinations of such apparatus using flat record carriers, e.g. disc, card
- G11B25/043—Apparatus characterised by the shape of record carrier employed but not specific to the method of recording or reproducing, e.g. dictating apparatus; Combinations of such apparatus using flat record carriers, e.g. disc, card using rotating discs
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Brushless Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、モータの構造に関し、特に、磁気ディスク
を高速で回転させる磁気ディスク装置用のモータ構造、
これを用いた磁気ディスク装置に関する。
を高速で回転させる磁気ディスク装置用のモータ構造、
これを用いた磁気ディスク装置に関する。
従来の磁気ディスク装置は、特開昭62−212968号公
報、あるいはHITACHI Review Vol.37(1988),No.5 P28
3〜P290において開示されているように、磁気ディスク
を固定するシャフトの一端にモータを直接取付けて回転
駆動する構造になっている。このモータは、カップ状の
ロータをもつアウターローター型であり、このローター
の開口部が磁気ディスクを収納する部屋(エンクロージ
ャー)側に対向するように配置されている。ロータによ
って覆われる部分にステータが設けられ、ステータはモ
ータの非回転部分に固定される。モータの非回転部分に
は、ロータの位置を検出するホール素子を搭載した基板
が設けられている。さらに、モータから漏洩する磁界が
磁気ディスクに与える影響を防ぐために、実公昭51−49
934号公報に記載のように、モータと磁気ディスクの間
に磁気シールド板が設けられている。
報、あるいはHITACHI Review Vol.37(1988),No.5 P28
3〜P290において開示されているように、磁気ディスク
を固定するシャフトの一端にモータを直接取付けて回転
駆動する構造になっている。このモータは、カップ状の
ロータをもつアウターローター型であり、このローター
の開口部が磁気ディスクを収納する部屋(エンクロージ
ャー)側に対向するように配置されている。ロータによ
って覆われる部分にステータが設けられ、ステータはモ
ータの非回転部分に固定される。モータの非回転部分に
は、ロータの位置を検出するホール素子を搭載した基板
が設けられている。さらに、モータから漏洩する磁界が
磁気ディスクに与える影響を防ぐために、実公昭51−49
934号公報に記載のように、モータと磁気ディスクの間
に磁気シールド板が設けられている。
このような従来のモータ構造においては、ロータがモ
ータのステータを覆う構造になっており、ステータの保
守点検時にはロータを外さねばならない。また、ホール
素子を使ったDCブラシレスモータでは、ロータの開口部
と、モータの固定部分との間にホール素子を搭載した基
板を設けているため、このホール素子の交換作業等では
ロータだけでなくステータまで外す必要がある。通常、
磁気ディスク装置の組立においては、スピンドルハブに
磁気ディスクを固定し、シャフト軸にモータを取付けた
あとに磁気ディスクの回転のバランスどりを行ってい
る。このため、一度組み立てたステータを外すと、シャ
フト軸の取り付け精度が狂ったり、バランスが崩れやす
いという問題があった。
ータのステータを覆う構造になっており、ステータの保
守点検時にはロータを外さねばならない。また、ホール
素子を使ったDCブラシレスモータでは、ロータの開口部
と、モータの固定部分との間にホール素子を搭載した基
板を設けているため、このホール素子の交換作業等では
ロータだけでなくステータまで外す必要がある。通常、
磁気ディスク装置の組立においては、スピンドルハブに
磁気ディスクを固定し、シャフト軸にモータを取付けた
あとに磁気ディスクの回転のバランスどりを行ってい
る。このため、一度組み立てたステータを外すと、シャ
フト軸の取り付け精度が狂ったり、バランスが崩れやす
いという問題があった。
また、ステータの固定される部分は、軸受を介してシ
ャフトに接する構造となっているため、ステータの各相
の励磁電流の切替時に発生する振動がシャフトに伝わり
やすく、磁気ディスクの振動を引き起こすという問題が
あった。また、ステータ部で発生する熱が軸受部やシャ
フトに伝わりやすいため、各部材間で部分的に温度の違
う部分が生じ、サーマルオフトラックの問題が生ずるこ
とがあった。これらは、年々高精度、高密度化する磁気
ディスク装置においては、無視することの出来ない重大
な問題である。
ャフトに接する構造となっているため、ステータの各相
の励磁電流の切替時に発生する振動がシャフトに伝わり
やすく、磁気ディスクの振動を引き起こすという問題が
あった。また、ステータ部で発生する熱が軸受部やシャ
フトに伝わりやすいため、各部材間で部分的に温度の違
う部分が生じ、サーマルオフトラックの問題が生ずるこ
とがあった。これらは、年々高精度、高密度化する磁気
ディスク装置においては、無視することの出来ない重大
な問題である。
一方、近年の磁気ディスク装置では読み/書き時間の
短縮のために、磁気ディスクを高速回転で回転させるこ
とが行われている。
短縮のために、磁気ディスクを高速回転で回転させるこ
とが行われている。
本願発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、第1
の目的は、モータのステータの保守で容易なモータ構造
を提供することにある。
の目的は、モータのステータの保守で容易なモータ構造
を提供することにある。
本願発明の第2の目的は、モータの構成部分、とりわ
けステータ部が着脱自在のモータ構造を提供することに
ある。
けステータ部が着脱自在のモータ構造を提供することに
ある。
本願発明の第3の目的は、モータのステータの各相の
励磁電流の切替時に発生する振動が直接シャフトに伝わ
るのを防止することができるモータ構造を提供すること
にある。
励磁電流の切替時に発生する振動が直接シャフトに伝わ
るのを防止することができるモータ構造を提供すること
にある。
本願発明の第4の目的は、シールド板を使わずに、モ
ータから磁気ディスクへの漏洩磁束を防止することがで
きる磁気ディスク装置を提供することにある。
ータから磁気ディスクへの漏洩磁束を防止することがで
きる磁気ディスク装置を提供することにある。
本願発明の第5の目的は、磁気ディスクを収納する収
納ケース内の温度分布を均一に保つことができる磁気デ
ィスク装置を提供することにある。
納ケース内の温度分布を均一に保つことができる磁気デ
ィスク装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、特に、磁気ディスク装置
の磁気ディスクの駆動用のモータに好適なモータを、以
下のように構成したものである。
の磁気ディスクの駆動用のモータに好適なモータを、以
下のように構成したものである。
モータのシャフトには、磁気ディスクの如き被回転体
が直接又は他の機構部品を介して取付けられる。モータ
と被回転体とは、フランジの如き仕切部材によって空間
的に分離される。シャフトはこのフランジを、例えばベ
アリングを介して貫通しており、モータを構成する側に
延びたシャフトの端部にはローターハウジングが固定さ
れる。ローターハウジングは例えば上記仕切り部材とは
反対側に開口部を有するカップ状円形部材である。この
ローターハウジングの内側にマグネットと、このマグネ
ットに対向して、回転磁界を発生するステータが配置さ
れる。ステータは例えば円形状の支持部材に取付けられ
る。
が直接又は他の機構部品を介して取付けられる。モータ
と被回転体とは、フランジの如き仕切部材によって空間
的に分離される。シャフトはこのフランジを、例えばベ
アリングを介して貫通しており、モータを構成する側に
延びたシャフトの端部にはローターハウジングが固定さ
れる。ローターハウジングは例えば上記仕切り部材とは
反対側に開口部を有するカップ状円形部材である。この
ローターハウジングの内側にマグネットと、このマグネ
ットに対向して、回転磁界を発生するステータが配置さ
れる。ステータは例えば円形状の支持部材に取付けられ
る。
支持部材はフランジに着脱可能に取付けられる。よっ
て、ステータの保守作業はこの支持部材をフランジから
外して行なえばよく、ローターハウジングを外す必要が
ないためステータの保守作業性が向上する。
て、ステータの保守作業はこの支持部材をフランジから
外して行なえばよく、ローターハウジングを外す必要が
ないためステータの保守作業性が向上する。
磁気ディスク装置においては、磁気ディスクと磁気ヘ
ッドの位置決め機構等を収納するエンクロージャー、即
ち収納体に支持部材が固定される。これにより、シャフ
トの部分に影響をおよぼすことなく保守作業ができるの
で、シャフトの取り付け精度や回転バランス等を悪化さ
せることがない。また、ステータとシャフトとを接触し
ない様に構成することにより、ステータの巻線に駆動電
流を流すことによって発生する熱が、シャフトに直接伝
わらなくなる。磁気ディスク装置に適用した場合にはシ
ャフトを介して磁気ディスクに熱が伝わるのを防止で
き、磁気ヘッドの磁気ディスクに対するサーマルオフト
ラックを防止できる。さらに、ステータの巻線に流す駆
動電流を切替るときに生ずる振動が、直接シャフトに伝
わることを防止できる。磁気ディスク装置に適用した場
合には、磁気ディスクや磁気ヘッドの振動を大幅に減少
することが出来る。
ッドの位置決め機構等を収納するエンクロージャー、即
ち収納体に支持部材が固定される。これにより、シャフ
トの部分に影響をおよぼすことなく保守作業ができるの
で、シャフトの取り付け精度や回転バランス等を悪化さ
せることがない。また、ステータとシャフトとを接触し
ない様に構成することにより、ステータの巻線に駆動電
流を流すことによって発生する熱が、シャフトに直接伝
わらなくなる。磁気ディスク装置に適用した場合にはシ
ャフトを介して磁気ディスクに熱が伝わるのを防止で
き、磁気ヘッドの磁気ディスクに対するサーマルオフト
ラックを防止できる。さらに、ステータの巻線に流す駆
動電流を切替るときに生ずる振動が、直接シャフトに伝
わることを防止できる。磁気ディスク装置に適用した場
合には、磁気ディスクや磁気ヘッドの振動を大幅に減少
することが出来る。
ローターハウジングの材質は、例えば鉄系の磁性材料
である。このローターハウジングにはステータ部を覆う
様に開口部が設けられる。そして、ローターハウジング
の開口部がフランジと反対向きになるようにローターハ
ウジングがシャフトに取付けられる。こうすることによ
り、磁気ディスク装置ではシールド板を設けずに漏洩磁
束が磁気ディスクに伝わるのを防止できる。
である。このローターハウジングにはステータ部を覆う
様に開口部が設けられる。そして、ローターハウジング
の開口部がフランジと反対向きになるようにローターハ
ウジングがシャフトに取付けられる。こうすることによ
り、磁気ディスク装置ではシールド板を設けずに漏洩磁
束が磁気ディスクに伝わるのを防止できる。
支持部材は円形の形状であって、フランジに着脱可能
に取付けられる。また、支持部材上に、マグネットの回
転位置を検出するためのホール素子の如き検出素子を搭
載するための基板を設けることも可能である。こうする
と、支持部材をローターハウジングから外すことにより
基板の取外しができるので検出素子及びコイルを含むス
テータの保守が容易になる。この基板は、半周以内の環
状の形状で、磁気ディスクにおいてはシャフトに対して
磁気ヘッドの位置する方向と反対の方向の位置に配置す
るのが好しい。さらに、支持部材には放熱のための溝や
孔、あるいは放熱板を設け、モータ内部で発生する熱を
効果的に外部に放熱できるようにする。
に取付けられる。また、支持部材上に、マグネットの回
転位置を検出するためのホール素子の如き検出素子を搭
載するための基板を設けることも可能である。こうする
と、支持部材をローターハウジングから外すことにより
基板の取外しができるので検出素子及びコイルを含むス
テータの保守が容易になる。この基板は、半周以内の環
状の形状で、磁気ディスクにおいてはシャフトに対して
磁気ヘッドの位置する方向と反対の方向の位置に配置す
るのが好しい。さらに、支持部材には放熱のための溝や
孔、あるいは放熱板を設け、モータ内部で発生する熱を
効果的に外部に放熱できるようにする。
モータのステータの巻線には中間タップを設け、モー
タの回転中に巻数を切替られるようにする。こうするこ
とにより、起動時には巻数を多くしてモータの起動トル
クを大きくし、起動後に巻数を小さくして高速で、例え
ば4500rpm以上で回転させることができる。
タの回転中に巻数を切替られるようにする。こうするこ
とにより、起動時には巻数を多くしてモータの起動トル
クを大きくし、起動後に巻数を小さくして高速で、例え
ば4500rpm以上で回転させることができる。
以下、本発明のモータを磁気ディスク装置に適用した
実施例について図面を用いて説明する。
実施例について図面を用いて説明する。
第1図は本実施例に係る磁気ディスク装置の断面図、
第2図はその斜視図であり同一の部分には同一の符号を
符してある。
第2図はその斜視図であり同一の部分には同一の符号を
符してある。
1は磁気ディスクであり、通常はアルミニウム基材に
スパッタリング等によって磁性膜を形成したものであ
る。磁気ディスク1は、スピンドルハブ2に13枚積層さ
れ、クランプ3にて固定される。スピンドルハブ2を貫
通するシャフト4は、その両端がベアリング5a,5bを介
して軸受ケース11,12に固定される。
スパッタリング等によって磁性膜を形成したものであ
る。磁気ディスク1は、スピンドルハブ2に13枚積層さ
れ、クランプ3にて固定される。スピンドルハブ2を貫
通するシャフト4は、その両端がベアリング5a,5bを介
して軸受ケース11,12に固定される。
軸受ケース11,12はエンクロージャー10に固定され
る。このエンクロージャー10には磁気ディスク組立体の
ほか後述する磁気ヘッド7及びそれを駆動するボイスコ
イルモータ8を含む磁気ヘッド位置決め機構が収納され
る。通常、エンクロージャー10は内部の構成部品を完全
に密閉にするか、あるいは小さな呼吸孔を設けて半密閉
状態とされる。
る。このエンクロージャー10には磁気ディスク組立体の
ほか後述する磁気ヘッド7及びそれを駆動するボイスコ
イルモータ8を含む磁気ヘッド位置決め機構が収納され
る。通常、エンクロージャー10は内部の構成部品を完全
に密閉にするか、あるいは小さな呼吸孔を設けて半密閉
状態とされる。
磁気ディスク1へ情報を読み書きするために複数の磁
気ヘッド7がヘッドアーム16に固定される。このヘッド
アーム16の他端はシャフト17に固定される。シャフト17
に対してヘッドアーム16と反対側にはボイスコイルモー
タ8が固定され、このボイスコイルモータ8によりシャ
フト17を中心にして、磁気ヘッド7が磁気ディスクの半
径方向に揺動駆動される。シャフト17はベアリング9a,9
bによりその両端がエンクロージャー10に固定されてい
る。
気ヘッド7がヘッドアーム16に固定される。このヘッド
アーム16の他端はシャフト17に固定される。シャフト17
に対してヘッドアーム16と反対側にはボイスコイルモー
タ8が固定され、このボイスコイルモータ8によりシャ
フト17を中心にして、磁気ヘッド7が磁気ディスクの半
径方向に揺動駆動される。シャフト17はベアリング9a,9
bによりその両端がエンクロージャー10に固定されてい
る。
シャフト4の一端側即ち下端には磁気ディスク1を回
転駆動するためのモータ6が設けられている。モータ6
はロータ6aとステータ6bを含んでいる。ロータ6aは、開
放側かエンクロージャー10と反対向きになるように、シ
ャフト4に固定される。一方、ステータ6bは円形状の支
持部材36に固定される。この支持部材36には、ホール素
子の如き位置検出素子を搭載するための基板33が設けら
れている。支持部材36はネジ44によって軸受ケース12に
固定される。軸受ケース12及び、支持部材36の材質はア
ルミニウムである。
転駆動するためのモータ6が設けられている。モータ6
はロータ6aとステータ6bを含んでいる。ロータ6aは、開
放側かエンクロージャー10と反対向きになるように、シ
ャフト4に固定される。一方、ステータ6bは円形状の支
持部材36に固定される。この支持部材36には、ホール素
子の如き位置検出素子を搭載するための基板33が設けら
れている。支持部材36はネジ44によって軸受ケース12に
固定される。軸受ケース12及び、支持部材36の材質はア
ルミニウムである。
次に、第3図を用いて第1図のモータ6の構造を詳細
に説明する。
に説明する。
第3図は、第1図のモータ6の構造を説明する斜視図
である。
である。
モータ6は、シャフト4に固定されるロータ6aと、支
持部材36に固定されるステータ6bを含んでいる。ロータ
ーハウジング21は鉄系の磁性材を打ちぬいて成形された
ものであり、開口部が支持部材36側となるようにブッシ
ュ24を介してシャフト4に固定される。このローターハ
ウジング21は取付穴23を介してネジ25によりブッシュ24
に固定されるが、接着や焼きばめ等の他の方法でシャフ
ト4に取りつけても良い。ローターハウジング21はカッ
プ状の形状であり、本実施例ではモータの厚さをできる
だけ薄くするためにシャフト4との固定部分をステータ
側にへこませている。このへこみ部分18には第1図にて
示されるようにベアリング5bが配置され、実装密度の向
上に役立っている。ローターハウジング21の内側には円
周方向に等分に着磁された円筒状の永久磁石即ちマグネ
ット22が取りつけられる。ステータ6bは、軟鋼板を打ち
抜いて積層したもので、外周部に24カ所のスロット28と
磁極29を有し、それぞれの磁極にコイル30を巻いて成る
ものである。このステータ6bにはスタンドピン31を介し
て、ロータの回転位置検出素子32を搭載した基板33が取
り付けられる。基板33は、コイル30の端末301が接続さ
れ、さらに回転角で30゜おきに3つの回転位置検出素子
32及び、11個のリード線引出しパッド38が設けられてい
る。この基板33は後述するフィン46を設けるスペースを
確保するためにできるだけ小さくすることが望ましい。
リード線引出しパッド38からは、リード線39が引き出さ
れ、モータの駆動回路に接続される。
持部材36に固定されるステータ6bを含んでいる。ロータ
ーハウジング21は鉄系の磁性材を打ちぬいて成形された
ものであり、開口部が支持部材36側となるようにブッシ
ュ24を介してシャフト4に固定される。このローターハ
ウジング21は取付穴23を介してネジ25によりブッシュ24
に固定されるが、接着や焼きばめ等の他の方法でシャフ
ト4に取りつけても良い。ローターハウジング21はカッ
プ状の形状であり、本実施例ではモータの厚さをできる
だけ薄くするためにシャフト4との固定部分をステータ
側にへこませている。このへこみ部分18には第1図にて
示されるようにベアリング5bが配置され、実装密度の向
上に役立っている。ローターハウジング21の内側には円
周方向に等分に着磁された円筒状の永久磁石即ちマグネ
ット22が取りつけられる。ステータ6bは、軟鋼板を打ち
抜いて積層したもので、外周部に24カ所のスロット28と
磁極29を有し、それぞれの磁極にコイル30を巻いて成る
ものである。このステータ6bにはスタンドピン31を介し
て、ロータの回転位置検出素子32を搭載した基板33が取
り付けられる。基板33は、コイル30の端末301が接続さ
れ、さらに回転角で30゜おきに3つの回転位置検出素子
32及び、11個のリード線引出しパッド38が設けられてい
る。この基板33は後述するフィン46を設けるスペースを
確保するためにできるだけ小さくすることが望ましい。
リード線引出しパッド38からは、リード線39が引き出さ
れ、モータの駆動回路に接続される。
ステータ6bは3カ所に設けられた取付穴34を介してネ
ジ37により支持部材36に固定される。このステータ6bと
支持部材36のアッセリブリーは、密閉ケース10にネジ穴
43を介してネジ44によって固定される。従ってコイル30
の断線や回転位置検出素子32が故障しても、ステータ6b
と支持部材36とからなるアセンブリを、ネジ44をはずす
ことによって軸受ケース12から簡単に取りはずすことが
できる。
ジ37により支持部材36に固定される。このステータ6bと
支持部材36のアッセリブリーは、密閉ケース10にネジ穴
43を介してネジ44によって固定される。従ってコイル30
の断線や回転位置検出素子32が故障しても、ステータ6b
と支持部材36とからなるアセンブリを、ネジ44をはずす
ことによって軸受ケース12から簡単に取りはずすことが
できる。
ここで、第1図から理解されるもう1つの点は、シャ
フト4の先端と支持部材36は空間を有しており接触して
いないということである。従って、ステータ6bに発生し
た振動や熱がシャフト4に伝わることを大幅に減少でき
る。
フト4の先端と支持部材36は空間を有しており接触して
いないということである。従って、ステータ6bに発生し
た振動や熱がシャフト4に伝わることを大幅に減少でき
る。
また、第1図に示すようにリード線39は、シャフト4
の軸線15に対し磁気ヘッド7の反対側に引き出されるよ
うに配線されるという点にも注目できる。このように引
出線39をヘッド7より遠い位置に配置することにより、
モータへの供給電流によってリード線39から発生する磁
気ノイズが、磁気ヘッド7の記録/再生に与える影響を
減らすことができる。
の軸線15に対し磁気ヘッド7の反対側に引き出されるよ
うに配線されるという点にも注目できる。このように引
出線39をヘッド7より遠い位置に配置することにより、
モータへの供給電流によってリード線39から発生する磁
気ノイズが、磁気ヘッド7の記録/再生に与える影響を
減らすことができる。
第4図は、第3図の支持部材36の下側からの斜視図で
ある。基板33の配置される位置の軸対称となる部分の底
面に放熱フィン46を放射状に設けて、ステータ6bで発生
する熱を効率よく放熱し、軸受ケース12への熱伝導を最
小限にとどめている。
ある。基板33の配置される位置の軸対称となる部分の底
面に放熱フィン46を放射状に設けて、ステータ6bで発生
する熱を効率よく放熱し、軸受ケース12への熱伝導を最
小限にとどめている。
一般に、第1図に示す如く、シャフト4の両端をエン
クロージャー10に固定する様な磁気ディスク装置では剛
性が高いため、磁気ディスク1の高精度化、高速回転が
可能となる。しかし、シャフト4の一端側にモータ6を
配置すると、モータ6で発生する熱によりエンクロージ
ャー10の内部の温度分布が不均一になり、軸線14,15の
平行位置関係がくずれ、この結果サーマルオフトラック
が発生しやすい。
クロージャー10に固定する様な磁気ディスク装置では剛
性が高いため、磁気ディスク1の高精度化、高速回転が
可能となる。しかし、シャフト4の一端側にモータ6を
配置すると、モータ6で発生する熱によりエンクロージ
ャー10の内部の温度分布が不均一になり、軸線14,15の
平行位置関係がくずれ、この結果サーマルオフトラック
が発生しやすい。
本実施例によれば、モータ6のコイル30からの発熱が
シャフト4に伝わらないだけでなく、支持部材36を介し
て効率良く放熱できるのでエンクロージャー10の内部の
温度分布をほぼ一定に保つことができる。
シャフト4に伝わらないだけでなく、支持部材36を介し
て効率良く放熱できるのでエンクロージャー10の内部の
温度分布をほぼ一定に保つことができる。
第5図に、支持部材36の他の実施例を示す。これは、
放熱効果を一層向上させるために開口部40を設けたもの
である。これによって、モータ6の内部で発生した熱を
効果的に放出することができる。
放熱効果を一層向上させるために開口部40を設けたもの
である。これによって、モータ6の内部で発生した熱を
効果的に放出することができる。
第6図,第7図に他の実施例である磁気ディスク装置
のモータの断面図(第6図)、及びステータ6bの斜視図
(第7図)を示す。ステータ6bはスタンドピン31を介し
て基板33′に取りつけられている。基板33′は環状の回
路基板であり、シャフト4の下側に配置するように、取
付穴41を介してネジ42により、フランジとして機能する
軸受ケース12に取り付けられる。基板33′の上面、すな
わちステータ6bが配置された面にはロータ6bの回転位置
検出素子32が搭載され、裏面には抵抗、トランジスタ、
ICなどからなる駆動回路部品45が搭載される。この駆動
回路部品45には、モータ6の回転速度を調整するための
回路や、モータ6bの駆動するための回路などを含めるこ
とができる。
のモータの断面図(第6図)、及びステータ6bの斜視図
(第7図)を示す。ステータ6bはスタンドピン31を介し
て基板33′に取りつけられている。基板33′は環状の回
路基板であり、シャフト4の下側に配置するように、取
付穴41を介してネジ42により、フランジとして機能する
軸受ケース12に取り付けられる。基板33′の上面、すな
わちステータ6bが配置された面にはロータ6bの回転位置
検出素子32が搭載され、裏面には抵抗、トランジスタ、
ICなどからなる駆動回路部品45が搭載される。この駆動
回路部品45には、モータ6の回転速度を調整するための
回路や、モータ6bの駆動するための回路などを含めるこ
とができる。
通常、3.5〜8インチサイズの磁気ディスク装置は、
エンクロージャー10の外側に1枚ないしは2枚の回路基
板を設け、この回路基板の上に駆動回路部品45が搭載さ
れる。この回路基板には、磁気ヘッドのための制御回路
や、インターフェイス回路が含まれる。したがって、モ
ータの駆動回路部品45だけを交換するのは困難である。
エンクロージャー10の外側に1枚ないしは2枚の回路基
板を設け、この回路基板の上に駆動回路部品45が搭載さ
れる。この回路基板には、磁気ヘッドのための制御回路
や、インターフェイス回路が含まれる。したがって、モ
ータの駆動回路部品45だけを交換するのは困難である。
本実施例によると、基板33′の裏面に駆動回路部品45
を搭載しているので、コイル30、回転位置検出素子32、
又は駆動回路部品45のいずれか1つが故障したとして
も、第7図に示すような、ステータ6bと基板33′と駆動
回路部品45からなるアッセンブリーを交換するだけで容
易に修理ができる。
を搭載しているので、コイル30、回転位置検出素子32、
又は駆動回路部品45のいずれか1つが故障したとして
も、第7図に示すような、ステータ6bと基板33′と駆動
回路部品45からなるアッセンブリーを交換するだけで容
易に修理ができる。
次に、モータの制御回路について説明する。近年、磁
気ディスクの積層枚数の増加、及び、コンタクト・スタ
ート・ストップ(CSS)方式の採用に伴い、モータの起
動時に必要とする起動トルクが年々大きくなってきてい
る。しかも、最近の磁気ディスクは、磁性体をスパッタ
リングによって形成した、いわゆるスパッタ円板を採用
しているので、従来の塗布型円板に比べ停止時に磁気ヘ
ッドとの粘着力が大きく、更に高い起動トルクが要求さ
れる。
気ディスクの積層枚数の増加、及び、コンタクト・スタ
ート・ストップ(CSS)方式の採用に伴い、モータの起
動時に必要とする起動トルクが年々大きくなってきてい
る。しかも、最近の磁気ディスクは、磁性体をスパッタ
リングによって形成した、いわゆるスパッタ円板を採用
しているので、従来の塗布型円板に比べ停止時に磁気ヘ
ッドとの粘着力が大きく、更に高い起動トルクが要求さ
れる。
これらの、モータに要求される起動トルクの増大と回
転数の増加は、モータのステータの巻線の数を増減し
て、その発生磁界の大きさを調整する事によって調整で
きるが、両者の特性は相反するものであり、2つの要求
を同時に満足させるモータを作るのは難しい。
転数の増加は、モータのステータの巻線の数を増減し
て、その発生磁界の大きさを調整する事によって調整で
きるが、両者の特性は相反するものであり、2つの要求
を同時に満足させるモータを作るのは難しい。
そこで、本実施例に係るモータでは第8図〜第11図に
示すように、ステータの巻数を切換えながらモータの制
御をするものである。
示すように、ステータの巻数を切換えながらモータの制
御をするものである。
第8図において、コイル30は3相Y結線されており、
コイル線101〜102間、103〜104間、105〜106間に引出線
107,108,109が設定されている。コイル線101,103,105の
巻数はn1、102,104,106の巻数はn2であり、各相の全巻
数n1+n2をnとする。第9図に位置検出信号およびトラ
ンジスタによるコイル切換励磁タイミングを表すチャー
ト図を示す。回転位置検出回路110内の位置検出素子32
a,32b,33cの信号を切換タイミングとしてコイル通電の
送順決定回路111によりトランジスタ112〜117はON−OFF
を繰返し、コイル30は選択的に正逆方向に励磁される。
コイル30の前段に設けられた切換スイッチ118〜120は、
モータの起動後、定常回転に到る過程で切換えが行わ
れ、起動時はコイル全巻線101〜106が使用され、定常時
はコイル30の一部である102,104,106に選択的に通電さ
れる。
コイル線101〜102間、103〜104間、105〜106間に引出線
107,108,109が設定されている。コイル線101,103,105の
巻数はn1、102,104,106の巻数はn2であり、各相の全巻
数n1+n2をnとする。第9図に位置検出信号およびトラ
ンジスタによるコイル切換励磁タイミングを表すチャー
ト図を示す。回転位置検出回路110内の位置検出素子32
a,32b,33cの信号を切換タイミングとしてコイル通電の
送順決定回路111によりトランジスタ112〜117はON−OFF
を繰返し、コイル30は選択的に正逆方向に励磁される。
コイル30の前段に設けられた切換スイッチ118〜120は、
モータの起動後、定常回転に到る過程で切換えが行わ
れ、起動時はコイル全巻線101〜106が使用され、定常時
はコイル30の一部である102,104,106に選択的に通電さ
れる。
第10図は、本実施例のモータ6のトルク特性図であ
る。モータ6の発生トルクTは電流Iに比例して増大
し、回転数Nに比例して減少する。この際モータ6の全
巻線(n回巻領域)を使用した場合及びn2回巻の部分領
域を使用した場合、図の2種類の異ったT−I,T−N曲
線を得ることができる。図中Imaxは起動時モータ6に通
電できる許容最大電流、TsはImax下での起動トルク、Tr
Nは回転数N時の発生トルクである。またtsは磁気ディ
スク1と磁気ヘッド7の摩擦や粘着及びベアリング5a,5
bの静止トルクに打ち勝って磁気ディスク1を起動させ
るのに必要なトルクであり、trNは風損や軸受の摩擦、
粘性抵抗とつりあって定常回転(回転数N)を保つ為に
必要なトルクである。n2回巻の部分領域を使用する場合
各記号に(′)をつけている。
る。モータ6の発生トルクTは電流Iに比例して増大
し、回転数Nに比例して減少する。この際モータ6の全
巻線(n回巻領域)を使用した場合及びn2回巻の部分領
域を使用した場合、図の2種類の異ったT−I,T−N曲
線を得ることができる。図中Imaxは起動時モータ6に通
電できる許容最大電流、TsはImax下での起動トルク、Tr
Nは回転数N時の発生トルクである。またtsは磁気ディ
スク1と磁気ヘッド7の摩擦や粘着及びベアリング5a,5
bの静止トルクに打ち勝って磁気ディスク1を起動させ
るのに必要なトルクであり、trNは風損や軸受の摩擦、
粘性抵抗とつりあって定常回転(回転数N)を保つ為に
必要なトルクである。n2回巻の部分領域を使用する場合
各記号に(′)をつけている。
従来の磁気ディスク1の回転数N1(=3600rpm)に対
し、巻数nにて高速回転化を図った場合(n2≒5000rp
m)、高速回転に必要なトルクはtrN1からtrN2となる
が、コイル逆起電力が増大するためN2時の発生トルクTr
N2はTrN2<trN2となり目標回転数N2まで立上らなくなっ
てしまう。逆に高速回転時の逆起電力低下のために巻数
をn2回に減らすと、起動時の許容電流Imaxに対し起動ト
ルクはTsからTs′と減り、Ts′<tsとなるため起動でき
なくなる。しかし本実施例により起動時n回巻全領域を
使用し、定常回転に至る過程でn2回巻の部分領域使用に
切換えることで、起動トルクTsを確保しながら必要トル
クtrN2を満足し、高速回転化をはかることが可能とな
る。
し、巻数nにて高速回転化を図った場合(n2≒5000rp
m)、高速回転に必要なトルクはtrN1からtrN2となる
が、コイル逆起電力が増大するためN2時の発生トルクTr
N2はTrN2<trN2となり目標回転数N2まで立上らなくなっ
てしまう。逆に高速回転時の逆起電力低下のために巻数
をn2回に減らすと、起動時の許容電流Imaxに対し起動ト
ルクはTsからTs′と減り、Ts′<tsとなるため起動でき
なくなる。しかし本実施例により起動時n回巻全領域を
使用し、定常回転に至る過程でn2回巻の部分領域使用に
切換えることで、起動トルクTsを確保しながら必要トル
クtrN2を満足し、高速回転化をはかることが可能とな
る。
第11図に本実施例に係るモータ6の回転の立上り曲線
を示す。巻線n領域により起動させたモータ6のコイル
使用領域を時間sにて切換えてn2領域とし、回転数N2ま
で立上げた時点で定常回転制御を行い、実線の立上り曲
線を得る。
を示す。巻線n領域により起動させたモータ6のコイル
使用領域を時間sにて切換えてn2領域とし、回転数N2ま
で立上げた時点で定常回転制御を行い、実線の立上り曲
線を得る。
本説明は3相Y結線モータを例にとって記述したが、
相数結線法は限定されるものではなく、例えば4相モー
タ、あるいは△結線モータにおいてもモータの通電領域
を可変すれば同様な効果が得られる。
相数結線法は限定されるものではなく、例えば4相モー
タ、あるいは△結線モータにおいてもモータの通電領域
を可変すれば同様な効果が得られる。
またコイル各相内に設けられた引出点を複数にするこ
とで、より細かなトルク特性の設定を行うことができ
る。
とで、より細かなトルク特性の設定を行うことができ
る。
以上、第1〜第12図を参照して磁気ディスク装置に用
いられるモータの構造及び制御方法について説明した
が、本実施例のモータは上述のものに限らず例えば、送
風ファン、光ディスク装置等被回転体を駆動するために
いろいろな用途に用いることができる。第12図はその一
例を示すモータの構造の断面図である。
いられるモータの構造及び制御方法について説明した
が、本実施例のモータは上述のものに限らず例えば、送
風ファン、光ディスク装置等被回転体を駆動するために
いろいろな用途に用いることができる。第12図はその一
例を示すモータの構造の断面図である。
201はフランジであり、軸受205を介してシャフト204
を回転可能に支持する。フランジ201は例えば円形形状
の部材であり、周面に複数箇所設けられたネジ穴209を
介して、ネジによって、例えば被回転体のフレーム等に
固定される。202はステータ206を支持する部材である。
この支持部材202はネジ208によってフランジ201に着脱
可能に固定される。
を回転可能に支持する。フランジ201は例えば円形形状
の部材であり、周面に複数箇所設けられたネジ穴209を
介して、ネジによって、例えば被回転体のフレーム等に
固定される。202はステータ206を支持する部材である。
この支持部材202はネジ208によってフランジ201に着脱
可能に固定される。
シャフト204の先端にはロータ207が固定され、その他
端には被回転体が取付けられる。このロータ207は開口
部が支持部材202と対向するように配置される。ステー
タ206は、ロータ207と対向し、それと一定の間隔をもっ
て配置され、支持部材202に取付けられる。支持部材202
上にはさらに基板203が設けられ、この基板203上にはホ
ール素子の如き回転位置検出素子(図示せず)が設けら
れる。
端には被回転体が取付けられる。このロータ207は開口
部が支持部材202と対向するように配置される。ステー
タ206は、ロータ207と対向し、それと一定の間隔をもっ
て配置され、支持部材202に取付けられる。支持部材202
上にはさらに基板203が設けられ、この基板203上にはホ
ール素子の如き回転位置検出素子(図示せず)が設けら
れる。
本実施例に係るモータのその他構成は、第3図で説明
したモータの構造と基本的に同じであるのでここでは説
明を省略する。
したモータの構造と基本的に同じであるのでここでは説
明を省略する。
本モータでは、ステータの着脱作業がきわめて容易に
おこなえるという効果がある。また、フランジ201と支
持部材202の接合にゴムなどの弾性部材を介しておこな
えば、ステータの駆動電流の切り換え時に発生する振動
がフランジ201に伝わるのを大幅に減少することができ
る。
おこなえるという効果がある。また、フランジ201と支
持部材202の接合にゴムなどの弾性部材を介しておこな
えば、ステータの駆動電流の切り換え時に発生する振動
がフランジ201に伝わるのを大幅に減少することができ
る。
第1図は本実施例に係る磁気ディスク装置の断面図、第
2図は本実施例に係る磁気ディスク装置の分解斜視図、
第3図は第1図に示したモータ6の詳細を示す分解斜視
図、第4図は第3図に示した支持部材36を下側から見た
斜視図、第5図は支持部材36の変形例を示す斜視図、第
6図は本実施例に係る他のモータを示す断面図、第7図
は第6図のステータ部の斜視図、第8図はモータ6の駆
動回路図、第9図は第7図のコイル30の励磁タイミング
を示すチャート図、第10図は本実施によるモータ6のト
ルク特性図、第11図は本実施によるモータ6の回転数の
立上がり特性を示す図、第12図は他の実施例のモータの
断面図である。 6……モータ、6a……ロータ、6b……ステータ、12……
軸受ケース、36……支持部材、39……リード線、40……
開口部、46……放熱フィン。
2図は本実施例に係る磁気ディスク装置の分解斜視図、
第3図は第1図に示したモータ6の詳細を示す分解斜視
図、第4図は第3図に示した支持部材36を下側から見た
斜視図、第5図は支持部材36の変形例を示す斜視図、第
6図は本実施例に係る他のモータを示す断面図、第7図
は第6図のステータ部の斜視図、第8図はモータ6の駆
動回路図、第9図は第7図のコイル30の励磁タイミング
を示すチャート図、第10図は本実施によるモータ6のト
ルク特性図、第11図は本実施によるモータ6の回転数の
立上がり特性を示す図、第12図は他の実施例のモータの
断面図である。 6……モータ、6a……ロータ、6b……ステータ、12……
軸受ケース、36……支持部材、39……リード線、40……
開口部、46……放熱フィン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中馬 顕 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所小田原工場内 (56)参考文献 特開 昭59−21248(JP,A) 特開 昭63−257955(JP,A) 特開 平1−205758(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 25/04 G11B 19/20
Claims (5)
- 【請求項1】複数枚の磁気ディスクが取付けられたハブ
と、該ハブを固定するシャフトと、上記磁気ディスクに
情報を読み/書きするための磁気ヘッドを搭載したヘッ
ド位置決め機構と、上記磁気ディスク、ハブ、シャフト
及びヘッド位置決め機構を収納する収納体と、上記磁気
ディスクを回転駆動するためのモータを有する磁気ディ
スク装置において、 上記モータは、開口部を有するカップ状のローターハウ
ジングの内側にマグネットを設けたロータと、該ロータ
に対向して配置されたステータとを備え、 上記シャフトの一端は収納体から外部に伸び、その外部
に伸びたシャフトの一端に、上記ローターハウジングの
開口部が収納体から見て外向きになるようにロータを取
付け、 上記ステータは支持部材に固定され、該支持部材は上記
シャフトに接触しないように上記収納体に取付け、更
に、上記支持部材は上記ロータの回転位置を検出する検
出素子を搭載するための基板であって、半周以内の環状
の形状であり、シャフトを中心に所定角度おきに複数の
ホール素子を設けたものであることを特徴とする磁気デ
ィスク装置におけるモータ構造。 - 【請求項2】上記基板には、上記ステータへの駆動電流
を流すためのリード線が接続され、該リード線は、上記
シャフトに対し磁気ヘッドと反対の方向に配線したこと
を特徴とする請求項1記載の磁気ディスク装置における
モータ構造。 - 【請求項3】複数枚の磁気ディスクが取付けられたハブ
と、該ハブを固定するシャフトと、上記磁気ディスクに
情報を読み/書きするための磁気ヘッドを搭載したヘッ
ド位置決め機構と、上記磁気ディスク、ハブ、シャフト
及びヘッド位置決め機構を収納する収納体と、上記磁気
ディスクを回転駆動するためのモータを有する磁気ディ
スク装置において、 上記モータは、開口部を有するカップ状のローターハウ
ジングの内側にマグネットを設けたロータと、該ロータ
に対向して配置されたステータとを備え、 上記ステータは、薄い軟鋼板を積層して作られた磁極
に、銅線を巻いて複数のコイルを形成して成り、上記コ
イルは各々中間タップを有し、 上記シャフトの一端は収納体から外部に伸び、その外部
に伸びたシャフトの一端に、上記ローターハウジングの
開口部が収納体から見て外向きになるようにロータを取
付け、 上記ステータは支持部材に固定され、該支持部材は上記
シャフトに接触しないように上記収納体に取付けること
を特徴とする磁気ディスク装置におけるモータ構造。 - 【請求項4】複数枚の磁気ディスクを固定したハブを含
む磁気ディスク組立体と、上記磁気ディスクに情報を読
み/書きするための磁気ヘッドを上記磁気ディスク上の
所定の位置に位置決めするために上記磁気ディスクの外
周の外側の所定の位置に設けられた位置決め手段と、少
なくとも上記磁気ディスク組立体と、上記位置決め手段
を収納するエンクロージヤーと、 上記ハブの両側でエンクロージャーにベアリングを介し
て固定され、更に一端が上記エンクロージャーの外側に
伸びたシャフトと、 上記シャフトの一端に固定されるものであって、開口部
が上記エンクロージヤーに対して外向きに取付けられた
ローターハウジングと、 上記ローターハウジングの内側に設けられたマグネット
と、 上記ローターハウジングに設けたマグネットと対向して
配置される回転磁界を発生するためのステータと、 上記ステータを支持し、上記エンクロージャーに着脱可
能に固定される円形の支持部材であって、上記マグネッ
トの回転位置を検出する検出素子を搭載し、半周以内の
環状の形状であり、上記シャフトに対して磁気ヘッドの
位置する方向と反対の方向の位置に配置される基板を設
けた支持部材を有することを特徴とする磁気ディスク装
置。 - 【請求項5】複数枚の磁気ディスクを固定したハブを含
む磁気ディスク組立体と、上記磁気ディスクに情報を読
み/書きするための磁気ヘッドを上記磁気ディスク上の
所定の位置に位置決めするために上記磁気ディスクの外
周の外側の所定の位置に設けられた位置決め手段と、 少なくとも上記磁気ディスク組立体と、上記位置決め手
段を収納するエンクロージャーと、 上記ハブの両側でエンクロージヤーにベアリングを介し
て固定され、更に一端が上記エンクロージャーの外側に
伸びたシャフトと、 上記シャフトの一端に固定されるものであって、開口部
が上記エンクロージヤーに対して外向きに取付けられた
ローターハウジングと、 上記ローターハウジングの内側に設けられたマグネット
と、 上記ローターハウジングに設けたマグネットと対向して
配置される回転磁界を発生するためのステータと、 上記ステータを支持し、上記エンクロージャーに着脱可
能に固定される円形の支持部材であって、上記シャフト
に対し、磁気ヘッドの位置する側の肉圧が、その反対方
向の肉圧よりも厚いものを有することを特徴とする磁気
ディスク装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1040231A JP2796333B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | モータ構造及びこれを用いた磁気ディスク装置 |
US07/482,807 US5008573A (en) | 1989-02-22 | 1990-02-21 | Magnetic disk enclosure with detachable stator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1040231A JP2796333B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | モータ構造及びこれを用いた磁気ディスク装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02220283A JPH02220283A (ja) | 1990-09-03 |
JP2796333B2 true JP2796333B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=12574958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1040231A Expired - Fee Related JP2796333B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | モータ構造及びこれを用いた磁気ディスク装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5008573A (ja) |
JP (1) | JP2796333B2 (ja) |
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US5252873A (en) * | 1991-09-06 | 1993-10-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | DC brushless motor |
DE69224362T2 (de) * | 1991-12-07 | 1998-06-18 | Minebea K K | Aussenrotormotor |
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JP2881528B2 (ja) * | 1992-05-15 | 1999-04-12 | ミネベア株式会社 | フラットモータのステータ構造 |
US5400197A (en) * | 1992-06-05 | 1995-03-21 | Seagate Technology, Inc. | Disc drive spindle motor |
US5377060A (en) * | 1992-09-02 | 1994-12-27 | Antek Peripherals, Inc. | Ultra slim data storage module utilizing plural flexible disks |
US5497040A (en) * | 1993-11-30 | 1996-03-05 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Outer rotor type brusless DC motor |
KR0140496B1 (ko) * | 1993-12-18 | 1998-07-01 | 김광호 | 무선호출 수신기의 메세지 확인방법 |
JP3428161B2 (ja) * | 1994-08-05 | 2003-07-22 | 松下電器産業株式会社 | モータ |
US5663603A (en) * | 1994-12-08 | 1997-09-02 | Kabushiki Kaisha Sankyo Seiki Seisakusho | Rotary element driving device |
JP3475195B2 (ja) * | 1995-03-03 | 2003-12-08 | ミネベア株式会社 | ブラシレスdcモ−タ |
JP3313541B2 (ja) * | 1995-06-01 | 2002-08-12 | 東京パーツ工業株式会社 | ハウジングとこのハウジングを用いた小型直流モータ |
JP3458917B2 (ja) * | 1995-07-06 | 2003-10-20 | ミネベア株式会社 | モータ構造 |
JP2879206B2 (ja) * | 1996-02-19 | 1999-04-05 | ミネベア株式会社 | 軸流ファンモータ |
TW345346U (en) * | 1997-12-09 | 1998-11-11 | Sunonwealth Electr Mach Ind Co | Improved structure for radiator fan motor |
DE19851060A1 (de) * | 1998-11-05 | 2000-05-18 | Trw Automotive Electron & Comp | Elektromotorischer Antrieb, insbesondere für eine Pumpe für ein Servo-Lenksystem eines Kraftfahrzeugs |
DE20002284U1 (de) | 2000-02-09 | 2001-06-13 | ebm Werke GmbH & Co., 74673 Mulfingen | Wechselstrom-Synchronmotor |
JP3961885B2 (ja) | 2002-06-05 | 2007-08-22 | 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ | 磁気ディスク装置のモータ駆動方式 |
US6982532B2 (en) | 2003-12-08 | 2006-01-03 | A. O. Smith Corporation | Electric machine |
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JP2022174522A (ja) * | 2021-05-11 | 2022-11-24 | 株式会社エクセディ | モータ |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
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