JPH065980B2 - ディスク駆動構機 - Google Patents

ディスク駆動構機

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JPH065980B2
JPH065980B2 JP54142123A JP14212379A JPH065980B2 JP H065980 B2 JPH065980 B2 JP H065980B2 JP 54142123 A JP54142123 A JP 54142123A JP 14212379 A JP14212379 A JP 14212379A JP H065980 B2 JPH065980 B2 JP H065980B2
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stator
disk
drive mechanism
disk drive
fixed
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アルフレツド・ハスラ−
バ−ンハ−ド・シユ−
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Papusuto Motoren Unto Co KG GmbH
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INTAANASHONARU MEMORIIZU Inc
Papusuto Motoren Unto Co KG GmbH
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    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
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    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Rotational Drive Of Disk (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はコンピュータ等に使用する高速回転する記録媒
体ディスクの駆動装置，例えば固定（ハード）ディスク
駆動装置のディスク駆動機構に関する。
［従来技術］ コンピュータの記憶装置として使用される，高速回転す
る記録媒体ディスク駆動装置，例えば固定（ハード）デ
ィスク駆動装置は，その記憶容量の大きいこと，そのア
クセス性の良好であること，その高速性能等の理由のた
め，製作技術的には高度さを要求されると共に近年極め
て大量に生産されるようになってきた。
この種ディスク駆動装置は，基本的にはディスクを回転
させるディスク駆動機構と，記録媒体ディスク（固定磁
気ディスク等），該ディスクに記録される情報を読み取
り，或は書き込みするヘッド（磁気ヘッド等）と，これ
らを収容する容器からなる。
従来例の，コンピュータに使用される固定（ハード）デ
ィスク駆動装置等のディスク駆動機構としては，外箱
と，該外箱に収容され，高速回転する記録媒体固定ディ
スクと，前記固定ディスクを回転一体的に保持するハブ
と，固定子コア及び固定子コイルからなる内部固定子
と，該固定子に対し相対回転可能に配設される回転軸
と，該回転軸に支持され，該固定子に円筒空隙をもって
隔てられる永久磁石からなる磁極を有する外部回転子と
を有するブラシレス直流電動機と，前記回転子の回転を
制御する回路素子とを備えたものがある。
ディスク駆動装置の利点として前述したアクセス性の良
さとは，例えば磁気ディスクの多数のトラックに連続的
に記録された情報が，磁気ヘッドによって素早く読み出
しできるということであり，このスピードはディスクの
回転スピードと，磁気ヘッドの半径方向への移動スピー
ドにより定まるものである。この種小型モータに駆動さ
れる被駆動体としては異例な，この極めて高速なディス
クの回転スピードは，コンピュータ固有のクロックに合
わせて制御されているものである。ディスク駆動機構に
要求される基本性能の一つは一様でディスク面の揺動
（面振れ）のない高速連続回転を達成することである。
即ち，この極めて高速回転（例えば3600rpm）という特
質から発するものであるが，固定ディスクにおいては読
み取り／書き込みヘッドとディスクとの間は非接触であ
る。即ちディスクの回転中は極めて薄い空気層流（１μ
ｍ以下の浮上高さ）の上にヘッドが浮上して該ディスク
の表面内に記録可能な情報を連続的に読み書きする。そ
のためディスク面の高速回転に伴う面振れがあるとヘッ
ドが当り摩耗が両部材間に生ずるので，面振れのないよ
うディスク回転に際し高度な平面度を確保する必要があ
る。
また，極めて薄い空気層が介在するこの極めて短い浮上
間隔のため，極く小さな微粒子がこのディスク室内に侵
入し，ヘッドとディスクとの間に介在すると読み取り／
書き込みエラーの原因となり，さらにはディスクの故障
に至る恐れがある。従って固定ディスク駆動装置におい
ては，ディスク室内の環境を極めて清浄に保持する必要
がある。この清浄性がディスク駆動機構に要求される第
２の重要な性能である。
［発明が解決しようとする問題点］ かかる固定ディスク駆動装置は近年コンピュータの発達
につれてきわめて大量に使用されるようになってきた。
このため安価で大量生産可能なディスク駆動機構が望ま
れるのであるが，前述の如く高い取付精度，高速で一様
な回転，ディスク室内の清浄性等の全てを損わないでこ
れを達成する必要がある。従って本発明の第１の目的
は，要求される前記性能を損わないでこの種ディスク駆
動装置に使用される部品点数が少なく，構造の簡単な改
良されたディスク駆動機構を提供することにある。
次に本発明の第２の目的は，主としてブラシレス直流電
動機に件属する回路素子の配置を，コンパクトにし且つ
配線を簡素化し，大量生産可能な高速回転する記録媒体
ディスク駆動機構を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明の目的は高速回転する記録媒体ディスクのディス
ク駆動装置に組み込まれるディスク駆動機構を， 外箱と，該外箱に収容され，高速回転する記録媒体固定
ディスクと，該ディスクを駆動するためのブラシレス直
流電動機とを有する高速ディスク駆動機構であって， 前記ブラシレス直流電動機は，固定子コア及び固定子コ
イルからなる内部固定子と，該固定子に対し相対回転可
能に配設される回転軸と，該回転軸に支持され，該固定
子に円筒空隙をもって隔てられる永久磁石からなる磁極
を有する外部回転子とを備え， 前記外箱は，その内部を前記ディスクを収納する上部と
前記ブラシレス直流電動機を収納する下部との２つの空
間に区画し，開口をその中に有する水平隔壁を備えると
共に， 更に前記駆動機構は， 前記記録媒体ディスクを保持すると共に前記回転軸に固
定されるハブと， 前記回転子の回転を制御する回路素子と， 前記開口を閉鎖して上部空間を密閉する様前記水平隔壁
に固定され，前記回転軸を貫通せしめると共に，前記下
部空間内の前記開口の近傍において前記固定子を保持す
るフランジ部材とを備え， 前記回転軸が前記固定子中央部内において，前記フラン
ジに対し直交して相対的に回転可能に保持されると共に
軸方向に位置を規定されること， 前記回転子が円筒コップ形状を有し，前記磁極を包囲支
持する外部ハウジングとして形成され，開放している上
端と，中心が前記回転軸の下端部に固定される底部とを
備えていること， を特徴とすることによって達成される。
上述のディスク駆動機構に要求される要請をどのように
達成するかが問題となるが，本願はこの構成について下
記の如く考案する。
ディスク駆動機構は，通常その一様回転の要求のためデ
ィスクを保持するハブとそれを駆動する電動機の位置関
係については垂直配置も多い。要求される清浄性を保つ
にあたって，本願ではこれらハブと電動機の間は完全密
閉の水平隔壁で分離することとする。水平隔壁はその配
置上当然にディスク機構を支持する構造体となることが
できれば望ましい。即ち水平隔壁に該駆動機構を簡単に
取り付けることができれば極めてスペースの節約となる
ばかりでなく，その取付精度の点からも有利である。更
にこの完全密閉性の水平隔壁のみをこれらの重量，振動
に耐えるものとすれば十分であるため，容器自体もコス
トダウンが可能となる。
又，駆動体と被駆動体の中間において支持することがで
きるので取付精度上有利なばかりでなく，その回転中の
バランス上からも有利となる。
かかる水平隔壁に支持し，且つ取付上の精度を十分に保
つこと，シンプルな構成をとることのため，本願におい
ては，ロータを外部ロータとし，この外部ロータを円筒
コップ状とすること，該コップ状の円筒を上部開放する
構成をとることとした。さらにその他の構成とも相まっ
てきわめてシンプルかつコンパクトで大量生産可能なデ
ィスク駆動機構を提供することができるものである。
［作用］ ブラシレス直流電動機のロータを外部回転子とするこの
構成により，固定子コイルの支持が容易となり，更に回
転子自体の慣性も大きくなり一様回転には有利である。
該モータ外部回転子を，上方開放，底部を閉鎖とする円
筒コップ状とすることで電動機の上部にある水平隔壁に
固定氏を取付け可能とした。従って，駆動体と被駆動体
の中間で支持する構成をとることができるので両者の質
量が回転中バランスし，一様回転に特に有利となる。固
定子をフランジ部材に固定することにより，該フランジ
部材を電動機のベースとして用い，これにより電動機
を，従ってディスク駆動機構全体を水平隔壁に（電動機
をその下側に配して）固定支持可能としたものである。
外部回転子に回転軸を直結し，固定子内部にて回転軸を
軸支させるこの構成により，スラスト軸受けを不要とし
た。このため更に外側にケーシングを配する必要がなく
なることとなり部品の節約が可能となる。尚固定子を支
持する上において，スリーブをフランジ部材の一部とし
て製作して固定子をその周囲上に固定することができ，
或はスリーブを支持フランジとは別に製作して支持フラ
ンジに嵌合固定することも可能である。フランジ部材は
固定子製作場所で固定子と一体に製作可能でありモータ
最終組立時に固定軸を貫通させる。これにより，高速回
転ディスク装置としての最終組立が容易となる。
［実施例］ 次に本発明の実施例について添付図を参照しながら説明
する。
本発明に係るディスク駆動機構に使用される改良された
ブラシレス直流電動機組立体は参照数字10で示され，そ
れはブラシレス直流電動機11，フランジ部材及び環状部
材20を含む。このブラシレス直流電動機11は回転可能な
回転軸12，この種電動機の固定しているコイル（固定子
コイル）および電動機鉄心（固定子コア），ならびに回
転子を形成する永久磁石を包囲する中空回転ハウジング
14（外部回転子），前記コイルのための回路素子，即ち
駆動電子回路16，および回転軸12の回転速度を制御する
ための，駆動電子回路16に接続され回転位置検出手段を
含む速度制御回路18で構成される。電動機11の全ての前
記要素自体は，通常のブラシレス直流電動機に必要なも
のである。
回路素子，即ち駆動電子回路16および速度制御回路18を
支持するために電動機11の固定部もしくは中央支台22に
結合された基板である環状部材20が使用される。その結
果これら回路は電動機11を含むコンパクトユニットを形
成する。尚この環状部材20はこれら２つの回路の内電動
機から隔てられていた外部付加回路部すなわちブラック
ボックスを置き換えたものである。このようなブラック
ボックスはこの種通常の電動機に従来から使用されてい
るものである。
第１図に示すように，駆動電子回路16および速度制御回
路18の各種の要素24は電動機のハウジング14の上部限界
端28と電動機11の中央支台22に固着された環状装着支持
フランジ30との間のチャンバーすなわち空間26内に配設
される。リード線31は回路16および18から伸長し適当な
位置で直流電源に接続される。
組立体10は回転軸12の一端に固定された多数の羽根33を
有するファン32を有しており，この軸端34はハウジング
14の底部から外方かつ下方に突出している。ファン32は
底部にあって，冷却の目的で空気を第１図の矢印36の方
向に流動せしめる。又，その代りに多数の間隔羽根33a
（第５図参照）を同様に回転するハウジング14の円筒外
表面に装着することができる。これらの羽根は冷却の目
的のために矢印36aで示される経路に沿って空気を流動
させるために作動する。
第４図は電動機10が組立てられる工程を示すものであ
る。回転軸12は開放部42を有するハウジング14の底部40
へプッシング38によって固定され，その結果回転軸を包
囲する中央スリーブ44はハウジングから上方に突出する
ことになる。スリーブ44は中央支台22の１部を形成し，
このスリーブはまた支持フランジ30と一体化された筒状
部46内に押圧固定される。勿論このスリーブはフランジ
と一体的に形成することも可能である。スリーブ44内の
１対のベアリング48は回転軸12をスリーブ内にフランジ
と高精度に直交して回転可能に支持し，それによって回
転軸およびハウジング14は，フランジが隣接構造内の固
定位置に装着された場合にスリーブおよびフランジ30に
対して相対的に回転する。１対の間隔保持リング50はベ
アリングを定位に保持する。さらに保持リング54によっ
て保持されるワッシャ組立体52は回転軸をスリーブ44に
対して相対的に上方へバイアスする。上下のベアリング
はできるだけ間隔をとることによりディスク回転時の精
度が向上する。
ハウジング14は内表面に固定された数個の永久磁石56を
有する。これら磁石は数個のコイル60および62のために
設けられた鉄心58を包囲する。磁石56，鉄心58およびコ
イル60，62はこの種のブラシレス直流電動機の通常の要
素である。ハウジング14および磁石56は電動機11の回転
子を形成する。
フランジ30の筒状部46に固定された環状支持部材20はハ
ウジング14およびフランジ30の外径に実質的に等しい外
径を有する。このように環状支持部材20はコンパクトユ
ニットを形成するために電動機11の外部カバー内に保持
される。環状部材20は貫通中央孔64（第２図参照）を有
する。この中央孔64は，スリーブ44に嵌合し，筒状部46
（第４図参照）の下方平坦面66の下側に固定されるに十
分な寸法を有する。環状部材20は締付具または接着のよ
うな適当な方法で面66に固着される。筒状部46の軸方向
長さは，フランジ30と干渉することなしに空間26に要素
24を収容するために十分にとる。
この電動機組立体11は，本発明に係るディスク駆動機構
の他いくつかの異なる用途に使用可能ではあるが，固定
ディスク駆動機構を含み，ベース72および取外し可能な
カバー74を有するハウジング72を設けたタイプのディス
ク駆動ユニット68に特に意図されたものである。カバー
74と上部ベース72内の空間76はハブ82に固着される１対
の回転可能なディスク78および80を内蔵するよう形成さ
れている。ハブ82は回転軸12の上端に調整可能かつ取外
し可能に装着される。
ベース72は上方水平隔壁86を備え，電動機組立体10を受
容する空間84を有する。ベース72に対して支持フランジ
30はねじその他の固定締付具によって取外し可能に結合
される。このような配置において，回転軸12は水平隔壁
86内の開口90を通して上方に延伸しており，その結果回
転軸の上端は上方空間76内で回転するために回転軸12に
固着されるべきハブ82を受容するように上方空間76内に
突出する。もし，ファン32が組立体10に使用される場合
はコップ状ハウジングの底部に，例えば回転軸12の下端
に結合され，そしてディスク78および80に関連してシフ
ト可能な読取り／書込みヘッド94（第１図参照）に接続
される回路基板その他の電子回路を含む領域102内へ矢
印36の方向に冷却空気を吹込むように作用する。
使用において，電動機組立体10は水平隔壁86に固定され
た支持フランジ30を介してベース72に結合される。駆動
電子回路16および速度制御回路18に電力を供給すると，
電動機11は駆動され回転軸12およびハウジング14がフラ
ンジ30および支台22に対し相対的に空間84内で回転する
ことになる。電動機ハウジング14が回転する結果，ディ
スク78および80は固定している部材20と同様にヘッド94
に対して相対的に回転せしめられる。軽量化及軸長短軸
のためファンは，第５図に示すようにハウジング14の外
周に直接形成した羽根から構成できる。羽根33または33
aはハウジング14とともに回転しそして冷却の目的のた
めに空気を横方向に流動させる。
［発明の効果］ 本発明は特許請求の範囲第１項に示した構成により，構
造体としても構成した水平隔壁にのみ支持され，密閉機
能を有するフランジ部材を備えた構造簡単なディスク駆
動機構を提供することができる。
即ちフランジ部材の採用により，密閉性を維持しつつデ
ィスク機構を支持することとした。
この構成により，ブラシレス直流電動機に特別な付加
物，例えば吊具等を設けることを必要としないで支持可
能とし，ヘッドとの相対配置上の厳しい要請（ディスク
面振れ防止），及びディスク室内の清浄性の要請にも応
えることができる。
直流電動機のロータ（外部回転子）を最外部のハウジン
グとして構成することで，ＧＤ２を大きくし駆動機構に
要求される一様な回転を保つことができ，フランジ部材
はロータの寸法に制約されることがない。取付精度上，
強度上有利な条件を適宜選択しつつ水平隔壁に支持する
ことができる。これにより前述のディスク駆動機構に要
求される強度上，精度上等の要請に応えることができ
る。
円筒ハウジングとして成るロータを，上部が開放するコ
ップ形状として構成し，モータとハブとの間の支持フラ
ンジにより駆動機構全体を支持できる。支持フランジを
貫通して軸受支持される回転軸を介して回転力が伝達さ
れるため高速回転中においても質量がバランスし軸が芯
振れを起こすことがなく，回転バランスを保つことがで
きディスク面の回転平面度の精度も高い。該フランジは
モータとディスク間の隔離としての役目を果し，前述の
ディスク室内の清浄性が維持されると共に部品点数の節
減となる。さらに回転軸の下部をロータに固定し，且つ
固定子内で軸方向に位置を規定したため外部に別のハウ
ジングが不要となり，ディスク駆動機構を上下配置とし
た場合に従来必要であったスラストベアリングの必要が
なくなった。
尚ロータを最外部としたので必要に応じこれに送風用の
羽根を形成させることにより冷却用に使用することも可
能となり，部品点数の節減が可能となる。
以上本発明の構成により，最小の部品点数と最小の配置
空間で高速回転するディスク駆動機構を製作することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る改良されたディスク駆動機構であ
って，ディスク駆動ユニットの容器に装着した状態で示
した，該機構の部分破断側面図である。 第２図は，駆動電子回路および速度制御回路を含み，デ
ィスク駆動機構，主としてブラシレス直流電動機の回路
素子のためのプラットホームとして役立つ環状部材の上
平面図である。尚縮尺は第１図よりも小さい。 第３図は，本発明に係るディスク駆動機構に含まれるブ
ラシレス直流電動機であって構造の詳細を図示するため
に部品を除去した上平面図である。 第４図は，本発明に係るディスク駆動機構のブラシレス
直流電動機の断面図である。 第５図は，第１図の一部分であり，且つ電動機ハウジン
グの外表面上に多数の送風羽根を付けた場合を示すもの
である。 図中の主な参照数字の対応は次の通りである。 10：ブラシレス直流電動機組立体 （フランジ部材を含む） 11：ブラシレス直流電動機 12：回転軸 14：モータハウジング（回転子） 16：駆動電子回路 18：速度制御回路 20：環状部材 22：中央支台 30：支持フランジ 32：ファン 33，33a：羽根 82：ハブ 86：水平隔壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルフレツド・ハスラ− アメリカ合衆国カリフオルニア州マウンテ イン・ビユ−・レヴイン・アベニユ−450 (72)発明者 バ−ンハ−ド・シユ− アメリカ合衆国コネチカツト州シムスバリ −・トツプ・ビユ−・ドライブ５ (56)参考文献 実開 昭52−105013（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−42209（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−156005（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】外箱と，該外箱に収容され，高速回転する
    記録媒体固定ディスクと，該ディスクを駆動するための
    ブラシレス直流電動機とを有する高速ディスク駆動機構
    であって， 前記ブラシレス直流電動機は，固定子コア及び固定子コ
    イルからなる内部固定子と，該固定子に対し相対回転可
    能に配設される回転軸と，該回転軸に支持され，該固定
    子に円筒空隙をもって隔てられる永久磁石からなる磁極
    を有する外部回転子とを備え， 前記外箱は，その内部を前記ディスクを収納する上部と
    前記ブラシレス直流電動機を収納する下部との２つの空
    間に区画し，開口をその中に有する水平隔壁を備えると
    共に， 更に前記駆動機構は， 前記記録媒体ディスクを保持すると共に前記回転軸に固
    定されるハブと， 前記回転子の回転を制御する回路素子と， 前記開口を閉鎖して上部空間を密閉する様前記水平隔壁
    に固定され，前記回転軸を貫通せしめると共に，前記下
    部空間内の前記開口の近傍において前記固定子を保持す
    るフランジ部材とを備え， 前記回転軸が前記固定子中央部内において，前記フラン
    ジに対し直交して相対的に回転可能に保持されると共に
    軸方向に位置を規定されること， 前記回転子が円筒コップ形状を有し，前記磁極を包囲支
    持する外部ハウジングとして形成され，開放している上
    端と，中心が前記回転軸の下端部に固定される底部とを
    備えていること， を特徴とするディスク駆動機構。
  2. 【請求項２】前記回路素子が，前記フランジ部材と前記
    固定子との間に固定される支持体上に配されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のディスク駆
    動機構。
  3. 【請求項３】前記フランジ部材がフランジ部とスリーブ
    部とから構成され，前記回転軸の軸支が該スリーブ部内
    において行われることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項又は第２項記載のディスク駆動機構。
  4. 【請求項４】前記外部回転子は，その外部表面に送風ブ
    レードを備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    〜第３項の一に記載のディスク駆動機構。
JP54142123A 1978-11-03 1979-11-05 ディスク駆動構機 Expired - Lifetime JPH065980B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US95776978A 1978-11-03 1978-11-03
US957769/7168- 1978-11-03

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Publication Number Publication Date
JPS55103069A JPS55103069A (en) 1980-08-06
JPH065980B2 true JPH065980B2 (ja) 1994-01-19

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ID=25500105

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP54142123A Expired - Lifetime JPH065980B2 (ja) 1978-11-03 1979-11-05 ディスク駆動構機

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DE (2) DE7930964U1 (ja)

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