JPH01174257A - メディア駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明はフＯツビーディスクなどのメディアを回転させ
るメディア駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

従来公知のメディア駆動装置において、メディアを回転
駆動させる偏平形モータとしては、３相トランジスタモ
ータが使用されている。しかし、トランジスタモータは
、その同期速度の定速性を確保するために速度制御用の
ＦＧマグネットおよび速度制御回路を必要とするから、
装置の部品点数が多く、かつ、速度υ１ｗＪ回路等の収
納スペースを確保する関係から小形化を図るには限界が
あった。

そこで本出願人は、トランジスタモータに代えてステッ
ピングモータを組込んで、メディアを連続回転させるよ
うにし、それによって既述の問題点を解決するとともに
、負荷摩擦トルクおよびモータのトルクの変動にも拘ら
ず、速度変動を小さくでき、脱調のおそれをなくすこと
ができるメディア駆動装置を開発し、既に特願昭６２−
４４５５５号として出願済みである。この出願に係る装
置に使用されるモータの一例は、ハイブリット構造をな
すアウタ・ロータ形のステッピングモータであり、ステ
ータの突極に巻かれた駆動コイルに一定のパルスレート
を与えることによって励磁相を切換えて、この励磁され
た突極先端の小歯極の極性と、ロータコアの内周面の磁
極小歯との間に働く磁気吸引力で、ロータを回転させる
ようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようなステッピングモータはメディア駆動装置用と
して一応使用できるが、パルスの投入に基づいて生じる
トルクリップルやメディアによる負荷Ｉ！Ｊ擦トルクの
変動等の影響を十二分に排除できるものではない。この
ため、ｌ５Ｖ（つまり瞬時速度変動）をより小さくして
定速性をより向上して、メディア駆動装置の高性能化を
図ることが難しかった。

したがって本発明の目的は、ＩＳＶをより小さくして定
速性をより向上できる高性能なメディア駆動装置を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、上記問題点を解決するために発明は、メディア
を回転駆動するアウタ・ロータ形のステッピングモータ
を、ステータコアが有する複数の突極に駆動コイルを巻
き付けるとともに、上記各突極の先端面に厚み方向全長
にわたる複数の小歯が周方向に沿って所定ピッチで設け
られたステータと、このステータと同心にして回転自在
に設けられるとともに、回転軸に連結されたロータカッ
プの上記ステータを取囲んだ周部内面に、内周面に多数
の磁極小歯を有した一対のリング形ロータコア、および
これらコア間に挟まれたリング形のロータマグネットを
取付けたロータと、を具備したハイブリット構造とする
。そして、上記ロータカップの内面に上記ステータコア
と対向してリング形のヒステリシス材を装着したことを
特徴とする。

〔作用〕

本発明のメディア駆動装置は、ステータの駆動コイルに
一定のパルスレートを与えることによりロータを介して
メディアを連続回転させる。そして、この場合ロータは
、ステータの励磁された突極先端の小歯の極性と、ロー
タコアの内周面の磁極小歯との間に働く磁気吸引力で、
ハイブリット形ステッピングモータとしてのトルクを得
て回転されるとともに、励磁された突極がヒステリシス
材に磁極を誘起させることにもとずいてヒステリシスモ
ータとしてのトルクを得て回転される。ヒステリシスモ
ータはその動作原理上トルクの変動はほとんどないから
、このトルクとハイブリット形ステッピングモータとし
てのトルクが合成される結果、トルクリップル等による
速度変動に対して、ハイブリット形ステッピングモータ
としてのトルクによる回転が遅い場合には、ヒステリシ
スモータとしてのトルクが進みトルクを発生させるとと
もに、ハイブリット形ステッピングモータとしてのトル
クによる回転が早い場合には、ヒステリシスモータとし
てのトルクが遅れトルクを発生させることになる。しか
も、以上のようなトルクの合成によって、全体のトルク
を増加できることは勿論のこと、ヒステリシス材によっ
てロータの重量を増やしてイナーシャを大きくできる。

〔実施例〕

第１図から第４図を参照して本発明の一実施例を以下説
明する。

図中Ｍは図示しないフロッピーディスクや光ディスク等
のメディアを回転駆動するためのステッピングモータで
、以下このモータＭについて第１図、第２図、および第
４図を参照して説明する。

符号１に示すハウジングの略中央部には筒状部１ａが一
体に形成されており、その内部には一対の軸受２が取付
けられている。そして、筒部１ａの外周にはステータ３
が取付けられている。ステータ３はステータコア４が有
する複数の突極４ａの夫々に駆動コイル５を巻き付けて
形成されている。第２図に示すように各突極４ａの先端
面には、その厚み方向全長にわたる複数の小歯４ｂが周
方向に沿って所定ピッチで設けられている。

軸受２にはこれらを貫通してロータ６の回転軸６ａが回
転自在に支持されている。ロータ６はステータ３と同心
にして回転されるものであって、回転軸６ａと、この軸
６ａのハウジング１側端部に連結されたメディア支持台
７と、回転軸６ａのステータ３側端部に連結されたロー
タ本体８とから形成されている。メディア支持台７には
図示しないフＯツビーデ゛イスクなどのメディアが支持
されるようになっている。

ロータ本体８は、浅い皿状をなすへ２合金製ロータカッ
プ９の上記ステータ３を取囲んだ周部内面に、一体品に
よりリング形をなす、または複数のマグネット片を組合
わせてリング形をなすロータマグネット１０を挟んだ上
下一対のロータコア１１．１２を取付けて形成されてい
る。一対のロータコア１１．１２の内周面は、上記突極
４ａの先端面と僅かなギャップを設けて近接対向されて
いるとともに、第２図に詳しく示すように夫々多数の磁
極小歯１１８．１２ａを有している。そして、一対のロ
ータコア１１．１２は、その磁極小歯１１８．１２ａを
互いに半ピツチずらした状態にして配設されている。な
お、これらの磁極小歯１１ａ、１２ａはたとえば１．８
度以下の必要とする小さな基本ステップ角に応じて設け
られている。

そして、ロータカップ９の内面にはステータ３と対向し
てヒステリシス材１３．１４が装着されている。これら
ヒステリシス材１３．１４は夫々リング形をなしており
、外側のヒステリシス材１３は突極４ａの先端部下面に
対向して配設されているとともに、内側のシステリシス
材１４は突極４ａの根元部下面に対向して配設されてい
る。

なお、これらヒステリシス材１３．１４のうちの一方は
省略しても良い。そして、各ヒステリシス材１３．１４
は、例えば抗磁力が例えば１００〜２００（Ｏｅ）の磁
鋼、例えばＡｎ、Ｎ　ｉ、Ｇｏを主成分とするアルニフ
系磁石材料で成形されている。

上記ハウジング１のステータ３側の面には印刷回路基板
１５が取付けられている。この回路基板１５におけるロ
ータ本体８の外径より外側に位置する部分には第４図に
示すようにインデックスセンサ１６が取付けられている
。このセンサ１６は図示しない磁気ヘッドの書き込み、
および読み出しの基準を得るものであって、ホールＩＣ
などで形成されている。そして、ロータカップ９の周部
一箇所には第４図に示すようにインデックス１７が取付
けられている。このインデックス１７は鉄等の強磁性体
からなるビン状のもので、上記カップ９の周部にいずれ
か一方のロータコアと対向して穿設した孔１８に圧入に
より突設されている。

したがって、このインデックス１７は例えばＯ−タマグ
ネット１０の磁力によりロータコア１１を介して磁化さ
れるから、インデックスマグネットとして使用される。

このようなインデックス１７の取付は構造によれば、孔
１８によって取付は位置が・予め定まっているとともに
、接着によることなく固定できるので、簡単にインデッ
クス１７を設けることができる。また、インデックスマ
グネットに磁石材料を使用することがなくなって、鉄等
で形成できるためにコストの低減にも役立つ。なお、以
上のインデックスセンサ１６およびインデックス１７は
、磁気ディスク用の駆動装置として実施する場合に設け
られるものであり、それ以外の用途においては省略され
る。

また、印刷回路基板１５を介して上記駆動コイル５には
第３図に示す複数のスイッチングトランジスタよりなる
電力制御回路１９を介して直流電源２０から励磁電流が
供給されるとともに、この電力制御回路１９はメディア
駆動装置の図示しない装置本体に組込まれているＲＯＭ
（リード・オン・メモリー）２１に予め書込んだ駆動プ
ログラムに従って動作されるようにしである。

なお、以上の構成においてステッピングモータＭのトル
クをＴｍ（単位９傭）、イナーシャをＪ（単位ｇ３Ｓ２
）、メディアに与えられる負荷摩擦トルクをＴｎ（単位
ｇ３）、上記モータＭに対して印加されるパルスの印加
周期をＳ（単位ｒａｄ　ｓ　）　、上記モータＭの同期
速度に対する速度変動分をＣ（単位ｒａｄ　Ｓ　）と夫
装置いた場合に、これらの関係が、 Ｔｆｆ＜Ｔｍ≦（Ｃ／５）ＸＪの関係式を満足するよう
に構成しであることは勿論である。

以上のような構成のメディア駆動装置は、そのアウタ・
ロータ形でかつハイブリット構造をなすステッピングモ
ータＭの駆動コイル５に対する通電を制御することによ
って、励磁相を切換え、それにより励磁された突極４ａ
の小歯４ｂの極性と、Ｓ極またはＮ極となっているロー
タ６におけるロータコア１１．１２の磁極小歯１１ａ、
１２ａとの間に働く磁気吸引力で、ロータ６およびその
メディア支持台７に支持したメディアを回転させること
ができる。なお、以上の説明による駆動はハイブリット
形ステッピングモータとして得られるトルクによってい
る。これとともに、上記モータＭはそのロータカップ９
の内面にヒステリシス材１３．１４をＩＷしであるから
、ヒステリシスモータとしてのトルクを同時に得ること
ができる。

つまり、突極４ａの励磁によって、Ｎ極に励磁された突
極４ａからＳ極に励磁された突極４ａに向かう磁路がヒ
ステリシス材１３．１４に形成され、これらのヒステリ
シス材１３．１４の磁路部分に磁極が誘起される。それ
によって、ヒステリシス材１３．１４の磁極と上記突極
４ａとの間に働く磁気吸引力および磁気反発力によって
、磁気ヒステリシス特性にもとずくトルクをロータ６に
与えることができる。

したがって、上記ステッピングモータＭのロータ６は、
ハイブリット形ステッピングモータとしてのトルクとヒ
ステリシスモータとしてのトルクを得て回転される。と
ころで、ヒステリシスモータはその動作原理上から発生
するトルクの変動はほとんどないことが知られている。

このため、以上のようにヒステリシスモータとしてのト
ルクとハイブリット形ステッピングモータとしてのトル
クが合成される結果、トルクリップル等による速度変動
に対して、ハイブリット形ステッピングモータとしての
トルクによる回転が遅い場合には、ヒステリシスモータ
としてのトルクが進みトルクを発生させるとともに、ハ
イブリット形ステッピングモータとしてのトルクによる
回転が早い場合には、ヒステリシスモータとしてのトル
クが遅れトルクを発生させる。それによって、ロータ６
の速度変動を少なくして定速化できる。

よって、トルクリップルや負荷摩擦トルクの変動の影響
を弱めて、ロータ６の速度変動を少なくできるから、Ｉ
ｓが小さくなって定速性をより向上できる。

しかも、既述のトルク合成によって全体のトルクを増加
できるから、負荷摩擦トルク等の変動に対して有効であ
ることは勿論のこと、ヒステリシス材１３．１４によっ
てロータ６の重量を増やしてイナーシャを大きくてき雰
る。このため、同期速度の定速性を更に向上できる。

なお、上記構成のメディア駆動装置は既述の関係式を満
たしているから、その関係式におけるＴＩ＜Ｔｍの関係
により、負荷摩擦トルクＴ２の変動に拘らず同期速度に
おける定速性を保持して、負荷摩擦トルクＴ２を原因と
する速度変動を防止できるとともに、Ｔｍ≦（Ｃ／５）
ＸＪの関係により、パルスの印加毎に与えられるトルク
の大き過ぎるリップルを抑制でき、かつ、イナーシｔｙ
Ｊを大きくすることにより上記関係式を満足できるから
、イナーシャＪの増加により同期速度の定速性を向上で
き、しかもメディア駆動用モータとしてステッピングモ
ータを使用したことによって、計 速度制御用のＦＧマグネットお弁び制御回路を省略でき
ることは勿論である。

また、本発明は第５図から第７図に示すように、ヒステ
リシス材１３と対向するステータコア４ａの対向面に、
ヒステリシス材１３に向けて突出する複数の歯４Ｃを一
体に突設して実施しても差支えない。なお、この点と上
記一実施例における内側のヒステリシス材１４を省略し
たこと以外の構成は、上記一実施例と同様である。そし
て、この実施例においてもヒステリシスモータとして得
られるトルクが、ハイブリット構造のステッピングモー
タとして得られるトルクに合成されるので、上記−実施
例と同様に本発明の所期の目的を達成できる。

なお、本発明においてロータコア１１．１２の磁極小歯
１１ａ、１２ａは、その軸方向に沿う長さが、小歯４ｂ
の軸方向に沿う長さと略等しくなるように折曲げて形成
し、互い違いに入込むように設けてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ハイブリット構造をなす
アウタ・０−９形のステッピングモータを駆動源とした
メディア駆動装置において、ロータが備えたロータカッ
プの内面にステータコアと対向してリング形のヒステリ
シス材を装着して、これらヒステリシス材とステータと
の間でヒステリシスモータとしてのトルクを発生させる
ように構成したから、このトルクによってトルクリップ
ルやメディアによる負荷摩擦トルクの変動の影響を弱め
て、ＩＳＶをより小さくして定速性をより向上できるも
のであり、よって高性能なメディア駆動装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は
縦断側面図、第２図はステータおよびロータの一部の平
面図、第３図はモータ制御系のブロック図、第４図はイ
ンデックス取付は部の拡大断面図である。第５図から第
７図は本発明の他の実施例を示し、第５図は縦断側面図
、第６図はステータおよびロータの一部を第５図中矢印
■方向から見た下面図、第７図は同部分を第５図中矢印
■方向から見た上面図である。 Ｍ・・・ステッピングモータ、４・・・ステータ、４ａ
・・・突極、４ｂ・・・小歯、５・・・駆動コイル、６
・・・ロータ、７・・・回転軸、９・・・ロータカップ
、１０・・・ロータマグネット、１１．１２・・・ロー
タコア、１１ａ。 １２ａ・・・磁極小歯、１３．１４・・・ヒステリシス
材。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 メディアを回転駆動するアウタ・ロータ形のステッピン
   グモータを備え、 このモータが、 ステータコアが有する複数の突極に駆動コイルを巻き付
   けるとともに、上記各突極の先端面に厚み方向全長にわ
   たる複数の小歯が周方向に沿つて所定ピッチで設けられ
   たステータと、 このステータと同心にして回転自在に設けられるととも
   に、回転軸に連結されたロータカップの上記ステータを
   取囲んだ周部内面に、内周面に多数の磁極小歯を有した
   一対のリング形ロータコア、およびこれらコア間に挟ま
   れたリング形のロータマグネットを取付けたロータと、 を具備したハイブリット構造をなすとともに、上記ロー
   タカップの内面に上記ステータコアと対向してリング形
   のヒステリシス材を装着したことを特徴とするメディア
   駆動装置。