JPH089602A

JPH089602A - 複合型モータ

Info

Publication number: JPH089602A
Application number: JP16473094A
Authority: JP
Inventors: Niro Nakamichi; 仁郎中道
Original assignee: Nakamichi Corp
Current assignee: Nakamichi Corp
Priority date: 1994-06-23
Filing date: 1994-06-23
Publication date: 1996-01-12
Also published as: EP0696029A3; EP0696029A2

Abstract

(57)【要約】【目的】モータを大型化することなく、安価なモータ
により十分なトルクで被駆動体を駆動することを可能と
する。【構成】回転軸が互いに平行となるよう配置されると
共に、そのトルクリップルが相互に打ち消されるよう配
置された略同一特性の複数のモータと、複数のモータの
それぞれの回転軸を連結する連結手段とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数のモータを備え、こ
れらモータが同時に回転することにより、被駆動体を駆
動する複合型モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、広く普及しているコンパクトディ
スクプレーヤは、光学ピックアップからレーザー光を照
射することにより、ディスクに記録された情報を再生で
きるものである。ここで、コンパクトディスクはＣＬＶ
（線速度一定）方式で記録されているため、ディスクの
内周を再生する場合は約５００ｒｐｍ、外周を再生する
場合は約２００ｒｐｍの回転速度でディスクを回転駆動
する必要がある。従って、ディスクを回転駆動するスピ
ンドルモータの回転速度は、ディスクの半径方向におけ
る再生位置に応じて最大約３００ｒｐｍ変化させる必要
がある。

【０００３】近年、コンピューターデータをコンパクト
ディスクに記録したいわゆるＣＤ−ＲＯＭディスクが普
及している。このＣＤ−ＲＯＭディスクを再生するドラ
イブ装置においては、データ転送レートの向上が必須で
あり、そのため、ディスクの回転速度を通常の２倍速或
いは４倍速としたドライブ装置が提案されている。

【０００４】例えばディスクの回転速度を２倍速とした
場合、内周で約１０００ｒｐｍ、外周で４００ｒｐｍの
回転速度となるため、回転速度の変化も通常の場合に比
べて２倍となる。ここで、ディスク上の半径方向に光学
ピックアップを移動した後に情報を再生するためには、
光学ピックアップを所要の半径位置に移動させ、またデ
ィスクをこの半径位置に対応した回転速度にする必要が
ある。この場合、特にディスクを所定の回転速度に移行
するための時間を短縮することが、かかる半径位置に記
録された情報を再生するまでの速さであるアクセス速度
に大きく寄与する。

【０００５】従って、ディスクを回転駆動するスピンド
ルモータをトルクの大きいものとすることにより、より
短時間で回転速度が変化するよう構成することが考えら
れるが、かかるモータは大型かつ高価である。特に図８
に示されるごとく、パーソナルコンピュータ７１にドラ
イブ装置７０が組み込まれる場合、ドライブ装置７０を
収納するスペースがフォームファクタと呼ばれる規格で
定められており、その大きさは幅（Ｗ）＝１４６ｍｍ
（５．７５インチ）、高さ（Ｈ）＝８２ｍｍ（３．２５
インチ）、奥行き（Ｄ）＝２０３ｍｍ（８．０インチ）
とされている。

【０００６】従って、ドライブ装置７０はこの寸法内に
入るよう構成する必要があるため、モータの大型化はか
かる寸法内に入るようドライブ装置７０を設計する際の
大きな障害となる。特に、光学ピックアップはターンテ
ーブルに近接した位置まで移動するため、例えば米国特
許第４３９４５９４号公報に開示される、コイルと磁石
をそれぞれ同一平面内に配置したトルクの大きい偏平型
モータは、その径が大きいため使用することができな
い。

【０００７】また、モータを大型化することなく、大き
なトルクを得ようとする場合、必然的にモータが極めて
高価となり、コスト低減が図れない。更に、トルクの大
きなモータは、一般にトルクリップルが大きいため、ス
ムースな回転が要求されるディスクの回転用として用い
る場合に、何らかの対策が必要となる。

【０００８】この欠点を解消すべく、スピンドルモータ
を２個備え、ディスクに記録された情報を再生する定常
回転時には主モータのみによりディスクを回転駆動し、
ディスクの回転速度が急激に変化する回転起動時及び再
生位置をディスクの半径方向に移動させるアクセス時に
は、主モータ及び副モータの協働によりディスクを回転
駆動する回転駆動装置が実開昭６２−１１７７５８号公
報に開示されている。この従来例においてはトルクの大
きい高価なモータを使用することなく、ディスクの回転
速度を短時間で大きく変化させることが可能となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
装置においては定常回転時に主、副両モータの接続を切
り離すためにクラッチを必要とする。また副モータの出
力が主モータの回転軸の一端側に接続され、ディスクを
載置するターンテーブルは、主モータの回転軸の他端側
に取り付けられているため、回転軸がモータの一端側の
みから突出している汎用のモータを用いることができ
ず、コスト的に不利となる。

【００１０】また同様に主、副両モータを備え、回転起
動時に副モータによってディスクを回転駆動し、定常回
転時には主モータによりディスクを回転駆動するものが
特開昭６２−３１０６７号公報に開示されている。しか
しながら、主、副両モータは同軸状に配置されているた
め、上述と同様、汎用モータを使用することができず、
コスト的に不利となる。また、モータを同軸状に配置す
ることにより高さ方向に大きくなるため、小型化が要求
されるドライブ装置には適用できない。

【００１１】また、アクセス速度の向上のためには、ス
ピンドルモータの性能向上に加えて、光学ピックアップ
をディスクの所定の半径位置に移行するための時間を短
縮すべく、スレッドモータの性能向上が重要になる。

【００１２】もちろん、アクセス速度の向上のため、モ
ータと光学ピックアップとの間の減速ギア機構の減速比
を小さくすることが考えられる。しかしながら、光学ピ
ックアップは通常の再生時には１．６μｍのディトラッ
クピッチに追随するよう移動するため、減速比を小さく
すると、光学ピックアップを微小量移動させることがで
きなくなる。従って、トルクの大きいモータを使用する
必要があるが、上述と同様、コストの問題が生じる。

【００１３】また、例えば２個の磁極数、３個のコイル
を有する３極ブラシモータの場合、モータの回転軸の停
止位置は６０度毎、１回転に６個所存在し、光学ピック
アップの所要移動距離は、この６０度の回転停止角度に
対応する。従って、ディスクの所望の半径位置に光学ピ
ックアップを正確に移動させるために、光学ピックアッ
プの最小移動距離を小さくする場合には、モータと光学
ピックアップとの間に介在する減速歯車機構の減速比を
大きくすれば良いが、この場合、光学ピックアップを高
速で移動できなくなるという問題が生じる。

【００１４】特開昭５９−１６５９７７号公報は、複数
の交流ブラシレスモータの回転軸を１個のギアにより連
結し、このギアの出力を回転出力とする複合モータを開
示している。しかしながら、かかる複合モータはトルク
リップルに対する配慮がなされておらず、スムースな回
転が要求される被駆動体の駆動用には適していない。

【００１５】

【課題を解決するための手段】回転軸が互いに平行とな
るよう配置されると共に、そのトルクリップルが相互に
打ち消されるよう配置された略同一特性の複数のモータ
と、複数のモータのそれぞれの回転軸を連結する連結手
段とからなる。

【００１６】

【作用】必要なトルクを十分得た上で、トルクリップル
のないスムースな回転が得られる。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の第１実施例を説明する。図１
は本発明にかかる複合型モータ１の各構成部品を示す展
開図、図２は複合型モータ１の斜視図である。取り付け
ネジ２、３がモータシャシ４に形成された孔５、６を貫
通して第１及び第２の直流ブラシモータ２０、３０の取
り付け孔７、８に螺合することにより、直流ブラシモー
タ２０、３０がモータシャシ４に固定されている。

【００１８】ここで、直流ブラシモータ２０、３０は単
独で使用可能な同一の汎用モータであり、本実施例にお
いては、マブチモータ社製直流ブラシモータＲＦ−３１
０Ｔが使用され、その外径、特性は共通である。なお、
直流ブラシモータ２０、３０は電気的に並列に接続され
ている。また、モータシャシ４には、複合型モータ１を
所要の装置に固定するための取り付け孔１３、１４が形
成されている。

【００１９】互いに平行とされたモータ２０、３０の回
転軸２１、３１には同一径のギア２２、３２が取り付け
られており、これらギア２２、３２は内周側に歯９が形
成されたタイミングベルト１０によって連結されてい
る。従って、直流ブラシモータ２０、３０は、その回転
数の比が１対１で連結されている。

【００２０】第１の直流ブラシモータ２０の回転軸２１
は、第２の直流ブラシモータ３０の回転軸３１より長く
形成されると共に、トップカバー１１に形成された孔１
２を貫通して外部に伸びており、複合型モータ１の回転
出力軸として用いられる。従って、複合型モータ１の回
転出力は、直流ブラシモータ２０、３０の回転出力の合
成出力として取り出される。また、トップカバー１１に
は爪１５、１５が形成されており、モータシャシ４に形
成された孔１６、１６に係合されることにより、ギア２
２、３２及びタイミングベルト１０を覆い、埃、ゴミ等
の付着を防止する。

【００２１】図３は第１、第２の直流ブラシモータ２
０、３０のそれぞれの内部構造及び互いの配置関係を概
略的に示す要部上面図である。第１の直流ブラシモータ
２０はその内部に３個のコイル２３、２４、２５からな
る回転子２６を備えると共に、モータハウジング２７に
固定配置された固定子であるＮ極の磁石２８、Ｓ極の磁
石２９を備える。同様に第２の直流ブラシモータ３０は
その内部に３個のコイル３３、３４、３５からなる回転
子３６を備えると共に、モータハウジング３７に固定配
置された固定子であるＮ極の磁石３８、Ｓ極の磁石３９
を備える。

【００２２】図４はかかる第１、第２の直流ブラシモー
タ２０、３０の出力トルクを示す図であり、図中、
（Ａ）は第１の直流ブラシモータ２０の出力トルクを、
（Ｂ）は第２の直流ブラシモータ３０の出力トルクをそ
れぞれ示す。この場合、直流ブラシモータ２０、３０の
トルクリップルはそれぞれその回転角度において６０度
毎に生じる。

【００２３】本実施例においては、図３に示すごとく、
第１の直流ブラシモータ２０の磁石２８、２９と第２の
直流ブラシモータ３０の磁石３８、３９との配置関係が
互いに３０度ずれるようモータハウジング２７、３７が
モータシャシ４に取り付けられている。また回転子２
６、３６が同一回転位置となるよう、直流ブラシモータ
２０、３０の回転軸２１、３１をタイミングベルト１０
により連結する。この構成により、直流ブラシモータ２
０、３０の合成出力トルクは図中（Ｃ）に示すごとく増
大すると共に、トルクリップルが互いに打ち消されるこ
とにより、複合型モータ１の回転出力がスムースとな
る。

【００２４】また、直流ブラシモータ２０、３０のそれ
ぞれの回転軸２１、３１の停止位置は６０度毎、１回転
内において６個所になる。しかしながら、図３に示すご
とく、直流ブラシモータ２０、３０のモータハウジング
２７、３７を互いに３０度ずらせて配置し、また、その
回転子２６、３６が同一回転位置となるようタイミング
ベルト１０により連結されているため、複合型モータ１
の回転出力軸２１の停止角度は３０度毎、１回転内にお
いて１２個所となる。

【００２５】以下に本発明の第２実施例をその斜視図で
ある図５をもって説明する。上述の第１実施例におい
て、直流ブラシモータ２０、３０はタイミングベルト１
０により連結されていたが、第２実施例においては、両
モータを歯車で連結するものである。第２実施例の複合
型モータ４０は、直流ブラシモータ５０、６０の回転軸
５１、６１に平歯車５２、６２が取り付けられており、
この平歯車５２、６２はモータシャシ４１に軸支された
連結歯車４２によって連結されている。従って、複合型
モータ４０の回転出力は、直流ブラシモータ５０、６０
の回転出力の合成出力として直流ブラシモータ５０の回
転軸５１から取り出される。

【００２６】なお、本第２実施例においても、上述の第
１実施例と同様、直流ブラシモータ５０、６０のモータ
ハウジングは、図３に示すごとく、互いに３０度ずれる
ようモータシャシ４１に取り付けられると共に、その回
転子が同一角度となるよう、連結ギア４２が平歯車５
２、６２を連結している。

【００２７】以下に、上述の複合型モータ１、４０を、
ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置７０におけるディスクを回転
駆動し、またディスクに記録された情報を再生するため
のベースメカニズム８０に搭載される、ディスクを回転
駆動するスピンドルモータ及び光学ピックアップを駆動
するスレッドモータに適用した場合を説明する。

【００２８】図６はベースメカニズム８０を示す斜視図
であり、ディスク（図示せず）を支持するターンテーブ
ル８２は、ディスクの中心孔に係合されるコーン形状の
円形凸部８３と、ディスクを載置する円形の載置面８４
とからなる。このターンテーブル８２は、シャシ８１の
一方の面にモータシャシ４が固定された、上述の第１実
施例で説明した複合型モータ１の回転出力軸２１に固定
されている。

【００２９】従って、直流ブラシモータ１個によりター
ンテーブル８２を回転する場合に比べ、トルクリップル
が打ち消されていることにより、ターンテーブル８２は
スムースに回転駆動される。

【００３０】また、回転始動時、定常回転時、加速時等
の全てに亘って直流ブラシモータ２０、３０が協働して
ターンテーブル８２を回転する。従って、ディスクを回
転駆動するため必要なトルクは両モータ２０、３０によ
って与えられる。これにより、所望のトルクを得るため
にモータ２０、３０に流れるそれぞれの電流は、必要な
トルクを１個の直流ブラシモータで得る場合に比し、低
減する。従って、直流ブラシモータ２０、３０のコイル
２３〜２５、３３〜３５に流れる電流を制御すべく、電
極と摺動するブラシ（図示せず）に流れる電流が低減す
ることにより、直流ブラシモータ２０、３０の寿命が伸
びる。

【００３１】シャシ８１の他方の面には平行に伸びる２
本のガイドシャフト８５、８６が固定配置され、このガ
イドシャフト８５、８６に沿って対物レンズ８７を有す
る光学ピックアップ８８が移動可能に支持されている。
この光学ピックアップ８８には、光学ピックアップ８８
の移動方向と平行に延びるラック８９が固定されてお
り、ラック８９はシャシ８１の他方の面に軸支された小
径の第１の減速ギア９０に噛合している。

【００３２】大径の第２の減速ギア９１は第１の減速ギ
ア９０と同軸状に一体に形成されており、この第２の減
速ギア９１はシャシ８１の他方の面に軸支された小径の
第３の減速ギア９２に噛合している。大径の第４の減速
ギア９３は第３の減速ギア９２と同軸状に一体に形成さ
れており、この第４の減速ギア９３は、シャシ８１の一
方の面に固定された上述の第２実施例で説明した複合型
モータ４０における回転出力軸５１に固定された小径の
ギア９４に噛合している。

【００３３】以上の構成により、上述のターンテーブル
８２と同様、光学ピックアップ８８は複合型モータ４０
によりスムースに駆動される。また、それぞれの直流ブ
ラシモータ５０、６０に流れる電流が減少することによ
り、モータ５０、６０の寿命が伸びる。

【００３４】また、スレッドモータを１個の直流ブラシ
モータで構成した場合、モータの回転軸の停止位置は６
０度毎、１回転内において６個所になる。従って、光学
ピックアップ８８の最小移動距離はこの６０度の角度で
決定される。しかしながら、上述のごとく、複合型モー
タ４０の回転出力軸５１の停止角度は３０度毎、１回転
内において１２個所となる。

【００３５】従って、光学ピックアップ８８の最小移動
距離は、モータ１個により光学ピックアップ８８を駆動
するものに比し、半分の距離となる。これにより、光学
ピックアップ８８を微少量移動させることが可能とな
り、光学ピックアップ８８を所要の位置まで正確に移動
することが可能となる。

【００３６】なお、スピンドルモータとして連結ギア４
２によって２個の直流ブラシモータ５０、６０を連結し
た複合型モータ４０を用いることもできる。しかしなが
ら、スピンドルモータの回転数は比較的高いため、ギア
の騒音が発生しない、タイミングベルト１０を用いた複
合型モータ１の方が好適である。

【００３７】上述の実施例においては、トルクリップル
を相殺する目的でモータハウジングを３０度ずらして配
置しているが、モータの構成によってはこの角度は適宜
選択されるものである。また、図７に示すごとく、モー
タハウジング２７、３７をずらすことなく同一配置方向
とし、互いの回転子２６、３６が３０度ずれるよう、タ
イミングベルト１０または連結ギア４２により直流ブラ
シモータ２０、３０の回転軸２１、３１を連結すること
によっても上述の実施例と同様の効果が得られる。

【００３８】上述の第１及び第２の実施例においては、
第１及び第２の直流ブラシモータ２０、３０及び５０、
６０はモータシャシ４及び４１にそれぞれ取り付けられ
ているため、モータアッセンブリとして市販可能であ
る。従って、モータを組み込む製造業者はタイミングベ
ルト１０や連結歯車４２等をアッセンブリーする必要が
ないため、単独のモータと同様の組立て工数で複合モー
タを所要の装置に組み込むことが可能となり、製造コス
ト面でのデメリットが生じない。

【００３９】なお、上述の実施例においては、２つのモ
ータをタイミングベルトまたはギアにより連結している
が、本発明はこれに限定されることなく、２つのモータ
が大きなガタがなく、常に同期して回転可能となる連結
部材であれば適用可能である。また、モータの個数は２
個に限定されることなく、必要に応じて３個以上設けて
もよい。

【００４０】更に、上述の実施例においては、本発明を
ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置における、ディスクの回転駆
動用のスピンドルモータ及び光学ピックアップを移動す
るスレッドモータに適用して説明したが、本発明はこれ
に限定されることなく、他の被駆動体を駆動するための
モータに適用可能であることはもちろんである。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、モータを複数設け、こ
れらモータのトルクリップルを相殺する配置関係となる
よう連結部材により複数のモータ軸を連結したので、必
要なトルクを複数の安価なモータで得ることが可能とな
り、少ないコスト上昇で性能の良いモータを提供できる
ものである。

【００４２】また、本発明によれば、モータの１回転内
における回転軸の停止位置が、モータ１個の場合に比べ
て細かくすることが可能となるため、被駆動体を微細に
移動する必要がある場合に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例における複合型モータの各構成部
品を示す展開図。

【図２】第１の実施例における複合型モータの斜視図。

【図３】第１の実施例における複合型モータの内部構造
及び配置関係を概略的に示す要部平面図。

【図４】複合型モータの出力トルクを示す図。

【図５】第２の実施例における複合型モータの斜視図。

【図６】複合型モータを使用したＣＤ−ＲＯＭドライブ
装置におけるベースメカニズムの斜視図。

【図７】複合型モータの他の実施例による内部構造及び
配置関係を概略的に示す要部平面図。

【図８】ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置を組み込むパーソナ
ルコンピュータを示す図。

【符号の説明】

１複合型モータ４モータシャシ１０タイミングベルト２０第１の直流ブラシモータ２１回転軸２２ギア２６回転子２７モータハウジング２８磁石２９磁石３０第２の直流ブラシモータ３１回転軸３２ギア３６回転子３７モータハウジング３８磁石３９磁石４０複合型モータ４１モータシャシ４２連結歯車５０第１の直流ブラシモータ５１回転軸５２平歯車６０第２の直流ブラシモータ６１回転軸６２平歯車７０ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置７１パーソナルコンピュータ８０ベースメカ８１シャシ８２ターンテーブル８８光学ピックアップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸が互いに平行となるよう配置され
ると共に、そのトルクリップルが相互に打ち消されるよ
う配置された略同一特性の複数のモータと、該複数のモ
ータのそれぞれの回転軸を連結する連結手段とからなる
ことを特徴とする複合型モータ。
【請求項２】前記複数のモータの何れか一方の回転軸
を出力軸とすることを特徴とする請求項１記載の複合型
モータ。
【請求項３】前記複数のモータは、それぞれコイルか
らなる回転子と磁石からなる固定子とからなる直流モー
タであることを特徴とする請求項１記載の複合型モー
タ。
【請求項４】前記複数のモータにおけるそれぞれの前
記回転子は、トルクリップルを打ち消すよう互いに異な
る角度で配置されていることを特徴とする請求項３記載
の複合型モータ。
【請求項５】前記複数のモータにおけるそれぞれの前
記固定子は、トルクリップルを打ち消すよう互いに異な
る角度で配置されていることを特徴とする請求項３記載
の複合型モータ。
【請求項６】前記複合型モータは、前記複数のモータ
が同一高さとなるよう取り付けられるシャシを含むこと
を特徴とする請求項１記載の複合型モータ。