JPH10262358A - 光ディスク駆動装置用スピンドルモータ - Google Patents
光ディスク駆動装置用スピンドルモータInfo
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- JPH10262358A JPH10262358A JP9247333A JP24733397A JPH10262358A JP H10262358 A JPH10262358 A JP H10262358A JP 9247333 A JP9247333 A JP 9247333A JP 24733397 A JP24733397 A JP 24733397A JP H10262358 A JPH10262358 A JP H10262358A
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- JP
- Japan
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- stator
- spindle motor
- rotor
- coupled
- spindle
- Prior art date
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- Pending
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
- G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
- G11B19/2009—Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/22—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
- H02K21/227—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos having an annular armature coil
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
- H02K5/167—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings
- H02K5/1675—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
- H02K2201/12—Transversal flux machines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、高速ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置等のた
めの出力トルクが高く、コギングトルクの少ない、廉価
で容易に製造することができる単相スピンドルモータを
提供することを目的とする。 【解決手段】 ディスク15を回転させるディスク駆動装
置用の単相軸方向巻線および半径方向間隙タイプのブラ
シレススピンドルモータであって、それぞれが対称的な
凸形状に形成された山面を有している複数の歯状部分41
を有する突出磁極4a, 4bを備えた固定子100 と、この固
定子100 によって回転されるように固定子100 に結合さ
れたロータ200 とを備えており、固定子100 の歯状部分
の対称的な凸形状によってスピンドルモータのコギング
トルクを減少できることを特徴とする。
めの出力トルクが高く、コギングトルクの少ない、廉価
で容易に製造することができる単相スピンドルモータを
提供することを目的とする。 【解決手段】 ディスク15を回転させるディスク駆動装
置用の単相軸方向巻線および半径方向間隙タイプのブラ
シレススピンドルモータであって、それぞれが対称的な
凸形状に形成された山面を有している複数の歯状部分41
を有する突出磁極4a, 4bを備えた固定子100 と、この固
定子100 によって回転されるように固定子100 に結合さ
れたロータ200 とを備えており、固定子100 の歯状部分
の対称的な凸形状によってスピンドルモータのコギング
トルクを減少できることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はブラシレスモータに
関し、特にアクセス動作中にディスクを回転させるＣＤ
−ＲＯＭ（コンパクトディスク読出し専用メモリ）のよ
うなディスク駆動装置用のスピンドルモータとして機能
するブラシレスモータに関する。
関し、特にアクセス動作中にディスクを回転させるＣＤ
−ＲＯＭ（コンパクトディスク読出し専用メモリ）のよ
うなディスク駆動装置用のスピンドルモータとして機能
するブラシレスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】低速ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置は、一般にア
クセス動作中にディスクを回転させるスピンドルモータ
のような３相軸方向間隙ブラシレスモータを使用する。
このタイプのモータは、性能および出力トルクが低い
が、それはモータの性能をひどく低下させるいわゆるコ
ギングトルクを生成しないため、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置
用のスピンドルモータとして依然として広く使用されて
いる。
クセス動作中にディスクを回転させるスピンドルモータ
のような３相軸方向間隙ブラシレスモータを使用する。
このタイプのモータは、性能および出力トルクが低い
が、それはモータの性能をひどく低下させるいわゆるコ
ギングトルクを生成しないため、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置
用のスピンドルモータとして依然として広く使用されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このタイプのモータの
別の欠点は、固定子用のコイルが回路板に巻かれた状態
で取付けることが困難なことである。他方において、高
速ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置は一般に、ディスクを回転させ
るスピンドルモータとして３相半径方向間隙ブラシレス
モータを使用する。このタイプのモータは、ディスクを
高速度で回転させることができる。しかしながら、この
タイプのモータの１つの欠点は、その固定子が８極９ス
ロットタイプであるか、または１２極９スロットタイプ
であるかにかかわらず、コイルの巻き付けを困難で手間
のかかるものにする突出したタイプの突出磁極で構成さ
れることである。コイルは破損し易く、絶縁が困難で、
かつ信頼性が低い。
別の欠点は、固定子用のコイルが回路板に巻かれた状態
で取付けることが困難なことである。他方において、高
速ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置は一般に、ディスクを回転させ
るスピンドルモータとして３相半径方向間隙ブラシレス
モータを使用する。このタイプのモータは、ディスクを
高速度で回転させることができる。しかしながら、この
タイプのモータの１つの欠点は、その固定子が８極９ス
ロットタイプであるか、または１２極９スロットタイプ
であるかにかかわらず、コイルの巻き付けを困難で手間
のかかるものにする突出したタイプの突出磁極で構成さ
れることである。コイルは破損し易く、絶縁が困難で、
かつ信頼性が低い。
【０００４】３相ブラシレスモータのさらに別の欠点
は、位相検出用の３個のホールセンサおよびその駆動回
路用の６個の電力用トランジスタを必要とすることであ
る。この多数の素子は、モータの製造費用を非常に高価
なものにする。
は、位相検出用の３個のホールセンサおよびその駆動回
路用の６個の電力用トランジスタを必要とすることであ
る。この多数の素子は、モータの製造費用を非常に高価
なものにする。
【０００５】米国特許第４，８９１，５６７号明細書、
同第４，８９９，０７５号明細書、同第４，９８７，３
３１号明細書および同第５，０９３，５９９号明細書に
は、２〜３の名称で呼ばれている単相軸方向巻線および
半径方向間隙モータが記載されている。これらのモータ
では、コイルがプラスチックリボン上に１軸方向だけに
巻付けられ、それによって容易で手間のかからないコイ
ルの巻付けが可能になり、大量生産および容易な絶縁を
可能にしている。さらに、位相検出用のホールセンサが
１個と駆動回路上の電力用トランジスタが４個だけあれ
ばよいので、これらのモータの部品の費用は安価であ
る。したがって、これらのモータの全体的な製造費用
は、上述された３相ブラシレスモータよりもはるかに廉
価である。しかしながら、これらの単相モータは、大き
いトルクリップルおよびコギングトルクを生成するた
め、トルク対速度特性が非常に低いという欠点が依然存
在する。これは、高速度で動作している時の出力トルク
が非常に低いことを意味している。このために、これら
の単相モータは一般に、冷却電気装置用のファンモータ
の駆動のような正確度の低い固定した速度の用途に使用
される。
同第４，８９９，０７５号明細書、同第４，９８７，３
３１号明細書および同第５，０９３，５９９号明細書に
は、２〜３の名称で呼ばれている単相軸方向巻線および
半径方向間隙モータが記載されている。これらのモータ
では、コイルがプラスチックリボン上に１軸方向だけに
巻付けられ、それによって容易で手間のかからないコイ
ルの巻付けが可能になり、大量生産および容易な絶縁を
可能にしている。さらに、位相検出用のホールセンサが
１個と駆動回路上の電力用トランジスタが４個だけあれ
ばよいので、これらのモータの部品の費用は安価であ
る。したがって、これらのモータの全体的な製造費用
は、上述された３相ブラシレスモータよりもはるかに廉
価である。しかしながら、これらの単相モータは、大き
いトルクリップルおよびコギングトルクを生成するた
め、トルク対速度特性が非常に低いという欠点が依然存
在する。これは、高速度で動作している時の出力トルク
が非常に低いことを意味している。このために、これら
の単相モータは一般に、冷却電気装置用のファンモータ
の駆動のような正確度の低い固定した速度の用途に使用
される。
【０００６】通常のＣＤ−ＲＯＭ駆動装置のほとんど
は、ディスクを回転させるスピンドルモータのような３
相軸方向間隙または半径方向間隙ブラシレスモータを使
用する。単相ブラシレスモータがＣＤ−ＲＯＭ駆動装置
用のスピンドルモータとして機能するように使用された
場合、それらは製造費用が安価であり、生産効率が高
く、かつ構成が容易であるという利点を有する。しか
し、これが利用できる前提条件は、通常の単相ブラシレ
スモータの上述の欠点をなくすることである。したがっ
て、本発明の主な目的は、高速ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置で
使用できる高い性能を有する単相スピンドルモータを提
供することである。
は、ディスクを回転させるスピンドルモータのような３
相軸方向間隙または半径方向間隙ブラシレスモータを使
用する。単相ブラシレスモータがＣＤ−ＲＯＭ駆動装置
用のスピンドルモータとして機能するように使用された
場合、それらは製造費用が安価であり、生産効率が高
く、かつ構成が容易であるという利点を有する。しか
し、これが利用できる前提条件は、通常の単相ブラシレ
スモータの上述の欠点をなくすることである。したがっ
て、本発明の主な目的は、高速ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置で
使用できる高い性能を有する単相スピンドルモータを提
供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の上記およびその
他の目的によると、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置用の新しい改
良された単相ブラシレスモータが提供される。スピンド
ルモータは、固定子、固定子に結合されたロータ、およ
び固定子に励磁信号を供給する駆動回路を具備してい
る。固定子は突出磁極として機能する複数の歯状の部分
により形成されており、各歯状の部分が対称的な凸形状
に形成された山面を有し、それによってスピンドルモー
タのコギングトルクが減少されることができる。ロータ
は、固定子によって回転されるように固定子に結合され
ている。駆動回路は固定子に結合されており、ロータを
回転させるために駆動信号として機能する励磁信号を固
定子に供給する。
他の目的によると、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置用の新しい改
良された単相ブラシレスモータが提供される。スピンド
ルモータは、固定子、固定子に結合されたロータ、およ
び固定子に励磁信号を供給する駆動回路を具備してい
る。固定子は突出磁極として機能する複数の歯状の部分
により形成されており、各歯状の部分が対称的な凸形状
に形成された山面を有し、それによってスピンドルモー
タのコギングトルクが減少されることができる。ロータ
は、固定子によって回転されるように固定子に結合され
ている。駆動回路は固定子に結合されており、ロータを
回転させるために駆動信号として機能する励磁信号を固
定子に供給する。
【０００８】さらに、駆動回路は、スピンドルモータの
速度を感知し、それによってスピンドルモータの現在の
速度を示す速度信号を生成する速度センサと、速度信号
に応答して駆動信号の位相を調整し、スピンドルモータ
が高速度で最適なトルクを出力することを可能にする位
相調整装置とを具備している。
速度を感知し、それによってスピンドルモータの現在の
速度を示す速度信号を生成する速度センサと、速度信号
に応答して駆動信号の位相を調整し、スピンドルモータ
が高速度で最適なトルクを出力することを可能にする位
相調整装置とを具備している。
【０００９】各歯状の部分の山面は、対称的な凸形状に
形成されており、これによってモータのコギングトルク
を最小にすることができる。さらに、駆動回路において
位相調整装置を使用することによって、モータは大きい
出力トルクを高速度で生成することができる。スピンド
ルモータの出力特性は、高速ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置の要
求を満たすものである。
形成されており、これによってモータのコギングトルク
を最小にすることができる。さらに、駆動回路において
位相調整装置を使用することによって、モータは大きい
出力トルクを高速度で生成することができる。スピンド
ルモータの出力特性は、高速ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置の要
求を満たすものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、以下の好ましい実施形
態の詳細な説明および添付図面からさらによく理解され
ることができる。図１乃至３は、本発明によるスピンド
ルモータを示し、これは光ディスクをアクセスする動作
中にその上で回転させるためのＣＤ−ＲＯＭ駆動装置用
の単相軸方向巻線および半径方向空隙タイプのブラシレ
スモータである。このスピンドルモータは、図２に示さ
れる固定子100 、ロータ200 および図３に示される駆動
回路300 を含んでいる。
態の詳細な説明および添付図面からさらによく理解され
ることができる。図１乃至３は、本発明によるスピンド
ルモータを示し、これは光ディスクをアクセスする動作
中にその上で回転させるためのＣＤ−ＲＯＭ駆動装置用
の単相軸方向巻線および半径方向空隙タイプのブラシレ
スモータである。このスピンドルモータは、図２に示さ
れる固定子100 、ロータ200 および図３に示される駆動
回路300 を含んでいる。
【００１１】図２に示されているように、固定子100 は
取付け部材１、回路板２、磁束誘導スリーブ３、上部突
出磁極片４ａ、下部突出磁極片４ｂ、磁束誘導リング
５、コイル61が巻回されているボビン６、および複数の
ベアリング７，８を含んでいる。さらに、図２に示され
ているように、ロータ200 はリング状の磁石12、ヨーク
13、スピンドル（シャフト）14、ターンテーブル15およ
びターンテーブル磁石16を含んでいる。さらに、図３に
示されているように、駆動回路300 はホールセンサ21、
位相調整装置23、制御装置24およびブリッジタイプ回路
25を含んでいる。
取付け部材１、回路板２、磁束誘導スリーブ３、上部突
出磁極片４ａ、下部突出磁極片４ｂ、磁束誘導リング
５、コイル61が巻回されているボビン６、および複数の
ベアリング７，８を含んでいる。さらに、図２に示され
ているように、ロータ200 はリング状の磁石12、ヨーク
13、スピンドル（シャフト）14、ターンテーブル15およ
びターンテーブル磁石16を含んでいる。さらに、図３に
示されているように、駆動回路300 はホールセンサ21、
位相調整装置23、制御装置24およびブリッジタイプ回路
25を含んでいる。
【００１２】再び図２を参照すると、固定子100 におい
て回路板２は、非磁性材料で均一な厚さに形成された支
持板である取付け部材１上に取付けられている。他方、
磁束誘導スリーブ３は磁性材料から形成されており、ベ
アリング７，８を固定して結合するために正確な直径で
成形された孔33を有している。ベアリング７，８は、ロ
ータ200 のターンテーブル15が波状運動を生ぜずに回転
されることができるように同軸上に整列されている。磁
束誘導スリーブ３は、その下方端部から直角に突出した
支持フランジ32を有している。この支持フランジ32は、
下部突出磁極片４ｂ、リング５および上部突出磁極片４
ａが磁束誘導スリーブ３に対して軸方向に結合された時
に、これらの素子を支持するために使用される。これは
また、ロータ200 が固定子100 に結合された時に、ロー
タ200 のターンテーブル15がその上に水平に支持される
ことを可能にする。さらに磁束誘導スリーブ３は、パン
チすることによって取付け部材１上に磁束誘導スリーブ
３をしっかり固定するために使用される結合口31を備え
て形成される。磁束誘導スリーブ３の軸は、取付け部材
１の上面に対して実質的に直角である。磁束誘導リング
５は、中心開口に絶縁された内壁を有する積層構造に磁
性材料で形成される。
て回路板２は、非磁性材料で均一な厚さに形成された支
持板である取付け部材１上に取付けられている。他方、
磁束誘導スリーブ３は磁性材料から形成されており、ベ
アリング７，８を固定して結合するために正確な直径で
成形された孔33を有している。ベアリング７，８は、ロ
ータ200 のターンテーブル15が波状運動を生ぜずに回転
されることができるように同軸上に整列されている。磁
束誘導スリーブ３は、その下方端部から直角に突出した
支持フランジ32を有している。この支持フランジ32は、
下部突出磁極片４ｂ、リング５および上部突出磁極片４
ａが磁束誘導スリーブ３に対して軸方向に結合された時
に、これらの素子を支持するために使用される。これは
また、ロータ200 が固定子100 に結合された時に、ロー
タ200 のターンテーブル15がその上に水平に支持される
ことを可能にする。さらに磁束誘導スリーブ３は、パン
チすることによって取付け部材１上に磁束誘導スリーブ
３をしっかり固定するために使用される結合口31を備え
て形成される。磁束誘導スリーブ３の軸は、取付け部材
１の上面に対して実質的に直角である。磁束誘導リング
５は、中心開口に絶縁された内壁を有する積層構造に磁
性材料で形成される。
【００１３】さらにスピンドルモータは、摩擦片９、こ
の摩擦片９を支持するストッパ10、ストッパ10をロック
するストッパロックリング11、シャフト14をロックする
スピンドルロックリング17を含んでいる。磁束誘導スリ
ーブ３は、ロータ200 におけるスピンドル14を支持する
ために使用される。図２に示されているように、スピン
ドル14はその下方端部の近くに円形スロット142 を備え
て形成される。スピンドル14が磁束誘導スリーブ３の孔
33中の所定の位置に取付けられた時、スピンドル14の底
部141 はスピンドル14の回転動作をサポートすることの
できる摩擦片９に接し、またスピンドルロックリング17
は、スピンドル14を所定の位置に固定的にロックするよ
うにスピンドル14の円形スロット142 中に挿入される。
の摩擦片９を支持するストッパ10、ストッパ10をロック
するストッパロックリング11、シャフト14をロックする
スピンドルロックリング17を含んでいる。磁束誘導スリ
ーブ３は、ロータ200 におけるスピンドル14を支持する
ために使用される。図２に示されているように、スピン
ドル14はその下方端部の近くに円形スロット142 を備え
て形成される。スピンドル14が磁束誘導スリーブ３の孔
33中の所定の位置に取付けられた時、スピンドル14の底
部141 はスピンドル14の回転動作をサポートすることの
できる摩擦片９に接し、またスピンドルロックリング17
は、スピンドル14を所定の位置に固定的にロックするよ
うにスピンドル14の円形スロット142 中に挿入される。
【００１４】組立てるには、ボビン６の中心孔に磁束誘
導リング５を挿入し、それに続いて下部突出磁極片４
ｂ、ボビン６と結合された状態の磁束誘導リング５およ
び上部突出磁極片４ａを磁束誘導スリーブ３上に順々に
取付け、磁束誘導スリーブ３の下方端部の支持フランジ
32がこれらの素子を支持する。これは、固定子100 に対
して突出磁極構造を形成している。上部および下部突出
磁極片４ａおよび４ｂは、それぞれ複数の歯状の部分41
を備えた形状に形成された珪素鋼板の積層プレート42で
ある。上部および下部の各突出磁極片４ａ，４ｂ上のこ
れらの歯状の部分41の個数は４乃至８個の範囲であるこ
とができ、図２に示されているように６個であることが
好ましい。各歯状の部分41の山面は対称的で小さい曲率
半径を有する凸形に形成され、それによってモータのコ
ギングトルクが減少されることができ、一方において歯
状の部分41間の間隔の谷面はそれぞれ凹曲面を有するよ
うに形成されており、これがそこを通って流れる磁束の
量を減少させ、それによってモータの出力トルクを増加
させる。上部および下部の各突出磁極片４ａ、４ｂは、
それらが１２極構造を形成するように１８０°の電気角
だけ隔てられるように方向付けられている。
導リング５を挿入し、それに続いて下部突出磁極片４
ｂ、ボビン６と結合された状態の磁束誘導リング５およ
び上部突出磁極片４ａを磁束誘導スリーブ３上に順々に
取付け、磁束誘導スリーブ３の下方端部の支持フランジ
32がこれらの素子を支持する。これは、固定子100 に対
して突出磁極構造を形成している。上部および下部突出
磁極片４ａおよび４ｂは、それぞれ複数の歯状の部分41
を備えた形状に形成された珪素鋼板の積層プレート42で
ある。上部および下部の各突出磁極片４ａ，４ｂ上のこ
れらの歯状の部分41の個数は４乃至８個の範囲であるこ
とができ、図２に示されているように６個であることが
好ましい。各歯状の部分41の山面は対称的で小さい曲率
半径を有する凸形に形成され、それによってモータのコ
ギングトルクが減少されることができ、一方において歯
状の部分41間の間隔の谷面はそれぞれ凹曲面を有するよ
うに形成されており、これがそこを通って流れる磁束の
量を減少させ、それによってモータの出力トルクを増加
させる。上部および下部の各突出磁極片４ａ、４ｂは、
それらが１２極構造を形成するように１８０°の電気角
だけ隔てられるように方向付けられている。
【００１５】ボビン６上のコイル61は、駆動回路300 が
取付けられている回路板上の１対の電気コンタクト22に
それぞれ接続された２つの端部を有している。磁束誘導
スリーブ３および磁束誘導リング５は、上部および下部
突出磁極片４ａ、４ｂを通って流れている磁束を誘導す
るために使用される。励磁信号がコイル61に供給された
時、歯状部分41は固定子100 用の突出磁極となってスピ
ンドル14を回転させる。
取付けられている回路板上の１対の電気コンタクト22に
それぞれ接続された２つの端部を有している。磁束誘導
スリーブ３および磁束誘導リング５は、上部および下部
突出磁極片４ａ、４ｂを通って流れている磁束を誘導す
るために使用される。励磁信号がコイル61に供給された
時、歯状部分41は固定子100 用の突出磁極となってスピ
ンドル14を回転させる。
【００１６】図２に示されているロータ200 において、
ターンテーブル15は、スピンドル14がターンテーブル15
を回転させ、したがってこのターンテーブル15上に位置
されたＣＤ−ＲＯＭディスク（示されていない）を回転
させることができるようにスピンドル14に軸方向に結合
されている。ターンテーブル15は、それが波状運動を生
ぜずに水平に回転されることができるようにスピンドル
14の軸に関して正確に直角に取付けられていなければな
らない。リング状磁石12は、上部および下部突出磁極片
４ａ、４ｂ上の歯状の部分41により形成された１２極構
造を包囲する。１２極構造は、モータの出力トルクを増
加させることができる。リング状の磁石12は、ヨーク13
中に挿入される。その後、結合されたリング状の磁石12
およびヨーク13は、ターンテーブル15の下でスピンドル
14に軸方向に結合される。この後、スピンドル14は固定
子100 にロータ200 を結合するように磁束誘導スリーブ
３の孔33中に挿入される。図１に示されているように、
リング状磁石12の上端部は上部および下部突出磁極片４
ａ、４ｂまでの高さだけ分離されている。これによっ
て、ターンテーブル15が波状運動を生ぜずに水平に回転
されることができるように、ロータ200 が固定子100 に
より強く引付けられ安定されることができる。固定子10
0 とロータ200 とは０．２ｍｍ乃至０．５ｍｍの半径方
向の間隙だけ分離されている。
ターンテーブル15は、スピンドル14がターンテーブル15
を回転させ、したがってこのターンテーブル15上に位置
されたＣＤ−ＲＯＭディスク（示されていない）を回転
させることができるようにスピンドル14に軸方向に結合
されている。ターンテーブル15は、それが波状運動を生
ぜずに水平に回転されることができるようにスピンドル
14の軸に関して正確に直角に取付けられていなければな
らない。リング状磁石12は、上部および下部突出磁極片
４ａ、４ｂ上の歯状の部分41により形成された１２極構
造を包囲する。１２極構造は、モータの出力トルクを増
加させることができる。リング状の磁石12は、ヨーク13
中に挿入される。その後、結合されたリング状の磁石12
およびヨーク13は、ターンテーブル15の下でスピンドル
14に軸方向に結合される。この後、スピンドル14は固定
子100 にロータ200 を結合するように磁束誘導スリーブ
３の孔33中に挿入される。図１に示されているように、
リング状磁石12の上端部は上部および下部突出磁極片４
ａ、４ｂまでの高さだけ分離されている。これによっ
て、ターンテーブル15が波状運動を生ぜずに水平に回転
されることができるように、ロータ200 が固定子100 に
より強く引付けられ安定されることができる。固定子10
0 とロータ200 とは０．２ｍｍ乃至０．５ｍｍの半径方
向の間隙だけ分離されている。
【００１７】図３に示されている駆動回路300 におい
て、ホールセンサ21は、ロータ200 のリング状の磁石12
における磁界の変動を検出するために上部および下部突
出磁極片４ａ、４ｂ上に位置されている。ホールセンサ
21は、その速度がロータ200 の速度を示す一連のパルス
列を生成することができる。位相調整装置23は、ホール
センサ21からこのパルス列を受信し、それによってモー
タを駆動するのに最適な位相角度を有する駆動信号を生
成する。位相調整装置23は、進相フィルタ231 、遅相フ
ィルタ232 およびスイッチング回路233 を含んでいる。
進相フィルタ231はパルス列を処理し、それによって最
適な方法でモータを駆動することのできる最適な進相を
有する出力信号を生成することができる。同様にして、
遅相フィルタ232 はパルス列を処理し、それによって最
適な方法でモータを駆動することのできる最適な遅相を
有する出力信号を生成することができる。スイッチング
回路233 は制御装置24による制御下にあり、進相フィル
タ231 または遅相フィルタ232 のいずれかへのパルス列
の伝送を切替える。進相の場合、スイッチング回路233
は進相フィルタ231 にパルス列を伝送し、一方遅相の場
合には、パルス列が遅相フィルタ232 に伝送される。さ
らに位相調整装置23の出力信号は、制御装置24およびブ
リッジタイプ回路25によって処理され、その後電気コン
タクト22を介してコイル61に伝送される。これはコイル
61を励磁し、モータを駆動する。
て、ホールセンサ21は、ロータ200 のリング状の磁石12
における磁界の変動を検出するために上部および下部突
出磁極片４ａ、４ｂ上に位置されている。ホールセンサ
21は、その速度がロータ200 の速度を示す一連のパルス
列を生成することができる。位相調整装置23は、ホール
センサ21からこのパルス列を受信し、それによってモー
タを駆動するのに最適な位相角度を有する駆動信号を生
成する。位相調整装置23は、進相フィルタ231 、遅相フ
ィルタ232 およびスイッチング回路233 を含んでいる。
進相フィルタ231はパルス列を処理し、それによって最
適な方法でモータを駆動することのできる最適な進相を
有する出力信号を生成することができる。同様にして、
遅相フィルタ232 はパルス列を処理し、それによって最
適な方法でモータを駆動することのできる最適な遅相を
有する出力信号を生成することができる。スイッチング
回路233 は制御装置24による制御下にあり、進相フィル
タ231 または遅相フィルタ232 のいずれかへのパルス列
の伝送を切替える。進相の場合、スイッチング回路233
は進相フィルタ231 にパルス列を伝送し、一方遅相の場
合には、パルス列が遅相フィルタ232 に伝送される。さ
らに位相調整装置23の出力信号は、制御装置24およびブ
リッジタイプ回路25によって処理され、その後電気コン
タクト22を介してコイル61に伝送される。これはコイル
61を励磁し、モータを駆動する。
【００１８】図４は、光ディスクを回転させるためにＣ
Ｄ−ＲＯＭと共に使用された場合の本発明のスピンドル
モータの出力特性を示したグラフである。図４を参照す
ると、このグラフは本発明のブラシレスモータの出力特
性が高速ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置の要求を満たすことを示
している。このスピンドルモータはまたＣＤ−ＲＯＭ駆
動装置がオーディオＣＤおよびビデオＣＤを駆動するこ
とを可能にする。
Ｄ−ＲＯＭと共に使用された場合の本発明のスピンドル
モータの出力特性を示したグラフである。図４を参照す
ると、このグラフは本発明のブラシレスモータの出力特
性が高速ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置の要求を満たすことを示
している。このスピンドルモータはまたＣＤ−ＲＯＭ駆
動装置がオーディオＣＤおよびビデオＣＤを駆動するこ
とを可能にする。
【００１９】従来技術と比較すると、本発明のスピンド
ルモータは次の２つの異なる特徴を有している。第１
に、固定子100 における上部および下部突出磁極片４
ａ、４ｂの歯状の部分41の山面は、対称的で小さい曲率
半径を有する凸形状に形成され、これによってモータの
コギングトルクを最小にすることができる。第２に、駆
動回路300 において位相調整装置23を使用することによ
り、モータは高速度で大きい出力トルクを生成すること
ができる。
ルモータは次の２つの異なる特徴を有している。第１
に、固定子100 における上部および下部突出磁極片４
ａ、４ｂの歯状の部分41の山面は、対称的で小さい曲率
半径を有する凸形状に形成され、これによってモータの
コギングトルクを最小にすることができる。第２に、駆
動回路300 において位相調整装置23を使用することによ
り、モータは高速度で大きい出力トルクを生成すること
ができる。
【００２０】本出願の同日出願明細書（"Brushless Mot
or Stator Design" および"Automatic Phase Adjuster
for A Brushless Motor Driving Signal" ）には、上述
された２つの特徴の原理および構造が詳細に記載されて
いる。これら２つの出願の明細書を参照にされたい。
or Stator Design" および"Automatic Phase Adjuster
for A Brushless Motor Driving Signal" ）には、上述
された２つの特徴の原理および構造が詳細に記載されて
いる。これら２つの出願の明細書を参照にされたい。
【００２１】最後に、本発明のブラシレスモータは以下
の利点を提供する。第１に、その構造は、コイルの容易
な巻付けおよび安価な製造費用を可能にしている。第２
に、上部および下部の各突出磁極片４ａ、４ｂは、モー
タの出力トルクを増加させ、かつモータ速度の変動を減
少させることができる１２極構造を形成するように１８
０°の電気角でインターリーブされた６つの歯状部分41
を有する。第３に、固定子100 における上部および下部
の各突出磁極片４ａ、４ｂの歯状部分41の山面は、対称
的で小さい曲率半径を有する凸形状に形成され、これに
よってモータのコギングトルクを最小にすることができ
る。第４に、歯状部分41の間の谷部分は凹曲面に形成さ
れ、そこを通って流れる磁束の量を減少させ、したがっ
て磁束の漏洩を増加することができる。その結果、モー
タの出力トルクが増大されることができる。第５に、磁
束誘導スリーブ３および磁束誘導リング５は、高磁性で
低導電性の材料から形成されているため、それらの間は
絶縁され、渦電流が減少される。これはまたコイルが薄
型に形成されることを可能にする。さらに、磁束誘導リ
ング５は、上述された積層構造の代りに複数回巻付けら
れた非結晶性合金を使用することによって形成されるこ
とができる。第６に、駆動回路300 における位相調整装
置23の使用によって、モータは高速度で大きい出力トル
クを生成することができる。第７に、単相巻線およびブ
リッジタイプ回路25を使用することによって、モータは
大きいトルクおよび効率を生成することができる。
の利点を提供する。第１に、その構造は、コイルの容易
な巻付けおよび安価な製造費用を可能にしている。第２
に、上部および下部の各突出磁極片４ａ、４ｂは、モー
タの出力トルクを増加させ、かつモータ速度の変動を減
少させることができる１２極構造を形成するように１８
０°の電気角でインターリーブされた６つの歯状部分41
を有する。第３に、固定子100 における上部および下部
の各突出磁極片４ａ、４ｂの歯状部分41の山面は、対称
的で小さい曲率半径を有する凸形状に形成され、これに
よってモータのコギングトルクを最小にすることができ
る。第４に、歯状部分41の間の谷部分は凹曲面に形成さ
れ、そこを通って流れる磁束の量を減少させ、したがっ
て磁束の漏洩を増加することができる。その結果、モー
タの出力トルクが増大されることができる。第５に、磁
束誘導スリーブ３および磁束誘導リング５は、高磁性で
低導電性の材料から形成されているため、それらの間は
絶縁され、渦電流が減少される。これはまたコイルが薄
型に形成されることを可能にする。さらに、磁束誘導リ
ング５は、上述された積層構造の代りに複数回巻付けら
れた非結晶性合金を使用することによって形成されるこ
とができる。第６に、駆動回路300 における位相調整装
置23の使用によって、モータは高速度で大きい出力トル
クを生成することができる。第７に、単相巻線およびブ
リッジタイプ回路25を使用することによって、モータは
大きいトルクおよび効率を生成することができる。
【００２２】本発明は、例示的な好ましい実施形態を使
用して説明されている。しかしながら、本発明の技術的
範囲は記載された実施形態に限定されるものではないこ
とを理解すべきであり、それは種々の修正および類似し
た構造をカバーするものである。したがって特許請求の
範囲の技術的範囲は、このような修正および類似の構造
を全て包括するように広く解釈されるべきである。
用して説明されている。しかしながら、本発明の技術的
範囲は記載された実施形態に限定されるものではないこ
とを理解すべきであり、それは種々の修正および類似し
た構造をカバーするものである。したがって特許請求の
範囲の技術的範囲は、このような修正および類似の構造
を全て包括するように広く解釈されるべきである。
【図１】本発明によるディスク駆動装置用のスピンドル
モータの断面概略図。
モータの断面概略図。
【図２】図１のスピンドルモータの固定子およびロータ
の分解斜視図。
の分解斜視図。
【図３】図１のスピンドルモータを駆動するように構成
された駆動回路の概略図。
された駆動回路の概略図。
【図４】本発明のスピンドルモータの出力特性を示した
グラフ。
グラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 呉 敏徳 台湾台中市南屯區建功南一巷23號 (72)発明者 黄 得瑞 台湾新竹市光明新村62號３樓 (72)発明者 應 台發 台湾新竹縣▲きゅう▼林郷上山村三民路 111號之６ (72)発明者 林 耕華 台湾新竹市光明新村167−２號５樓 (72)発明者 王 漢鐘 台湾新竹市光明新村167−２號４樓 (72)発明者 洪 銀樹 台湾高雄市苓雅區中正一路120號12樓 (72)発明者 黄 江城 台湾台北市内湖區環山路一段24巷18號 (72)発明者 洪 銀農 台湾高雄市苓雅區文昌路88號12樓之２
Claims (17)
- 【請求項１】 ディスクを回転させるディスク駆動装置
用の単相軸方向巻線および半径方向間隙タイプのスピン
ドルモータにおいて、 突出磁極として機能し、それぞれが対称的な凸形状に形
成された山面を有している複数の歯状部分を有する固定
子と、 前記固定子によって回転されるように前記固定子に結合
されたロータとを備えており、 前記固定子の前記歯状部分の対称的な凸形状によって前
記スピンドルモータのコギングトルクを減少させること
を可能にしていることを特徴とするスピンドルモータ。 - 【請求項２】 前記固定子は、 複数の磁極として機能する複数の歯状部分を有する積層
珪素鋼板によってそれぞれ形成されている上部突出磁極
片および下部突出磁極片を含む１対の突出磁極片と、 前記上部突出磁極片と下部突出磁極片との間に結合され
て前記上部突出磁極片と下部突出磁極片との間の磁束路
を形成する磁束誘導リングと、 前記磁束誘導リング上に固定されたボビンと、 前記ボビンの周囲に巻回されて上部および下部突出磁極
片上に形成された突出磁極を励磁するたコイルと、 磁性材料で形成され、孔を有し、前記下部突出磁極片、
前記磁束誘導リングおよび前記上部突出磁極片をその上
で軸方向に結合し、前記下部突出磁極片が前記磁束誘導
スリーブ上で軸方向に結合された時に前記下部突出磁極
片を支持する支持フランジを備えている磁束誘導スリー
ブと、 前記磁束誘導スリーブの孔中に軸方向に並んで取付けら
れている複数のベアリングと、 非磁性材料で形成され、前記磁束誘導スリーブ上の結合
口に強固に固定することによって前記磁束誘導スリーブ
に固定されている取付け部材と、 スピンドルモータ用の駆動回路を取付けるための前記取
付け部材上に取付けられた回路板とを備え、 前記１対の突出磁極片は個数が２倍の突出磁極を形成す
るように上部突出磁極片と下部突出磁極片とが１８０°
の電気角でインターリーブされている請求項１記載のス
ピンドルモータ。 - 【請求項３】 前記上部および下部突出磁極片の歯状部
分は、前記スピンドルモータのコギングトルクを減少さ
せるように対称的な凸形状に形成された山面をそれぞれ
有している請求項２記載のスピンドルモータ。 - 【請求項４】 前記上部および下部突出磁極片の歯状部
分は、モータの出力トルクを増加させるためにそこを通
る磁束の量を減少させるように凹形状に形成された谷部
分を有している請求項２記載のスピンドルモータ。 - 【請求項５】 前記上部および下部突出磁極片のそれぞ
れの歯状部分の個数は、４乃至８の範囲である請求項２
記載のスピンドルモータ。 - 【請求項６】 前記磁束誘導リングは、絶縁された内壁
を有する磁性材料から形成されている請求項２記載のス
ピンドルモータ。 - 【請求項７】 前記ロータは、 ディスクをその上に位置させるターンテーブルと、 下方端部の近くに形成された円形スロットを有している
前記ターンテーブルを回転させるスピンドルと、 前記スピンドルと前記固定子の前記上部および下部突出
磁極片とに軸方向に結合されるリング状の磁石と、 前記リング状の磁石を取囲んでいるヨークとを備えてい
る請求項２記載のスピンドルモータ。 - 【請求項８】 前記ロータが前記固定子に結合された時
に前記スピンドルを支持する摩擦片と、 前記摩擦片を支持するストッパと、 前記ロータが前記固定子に結合された時に前記スピンド
ルを所定の位置にロックするように前記スピンドル上に
形成された前記円形スロットに挿入するスピンドルロッ
クリングと、 前記ストッパを所定の位置にロックするストッパロック
リングとをさらに備えている請求項７記載のスピンドル
モータ。 - 【請求項９】 ディスクをその上に位置させるターンテ
ーブルと、 下方端部の近くに形成された円形スロットを有している
前記ターンテーブルを回転させるスピンドルと、 前記スピンドルと前記固定子の前記上部および下部突出
磁極片とに軸方向に結合されるリング状の磁石と、 前記リング状の磁石を取囲んでいるヨークとを備えてお
り、 前記固定子に前記ロータを結合するように前記固定子の
前記磁束誘導スリーブの孔中に前記スピンドルが挿入さ
れる請求項１記載のスピンドルモータ。 - 【請求項１０】 前記ターンテーブルは、磁石を位置さ
せるための円形溝を備えて形成された上面を有している
請求項９記載のスピンドルモータ。 - 【請求項１１】 前記固定子に結合されており、前記ロ
ータを回転させるために駆動信号として機能する励磁信
号を前記固定子に供給する駆動回路をさらに備えてお
り、 前記駆動回路が、 前記ロータに結合され、前記ロータの速度を検出し、そ
れによって速度が前記ロータの速度を示す連続パルス列
を生成するホールセンサと、 前記ホールセンサに結合され、前記連続パルス列を処理
して駆動信号を生成する位相調整装置と、 前記位相調整装置に結合され、進相駆動信号と遅相駆動
信号との間で前記位相調整装置の出力を切替える制御装
置と、 前記位相調整装置から駆動信号を受信するために結合さ
れており、前記ロータを回転させるために前記固定子に
対する励磁信号を発生するブリッジタイプの回路とを備
えている請求項１記載のスピンドルモータ。 - 【請求項１２】 前記固定子と前記ロータとは０．２ｍ
ｍ乃至０．５ｍｍの半径方向の間隙だけ分離されている
請求項１記載のスピンドルモータ。 - 【請求項１３】 突出磁極として機能し、それぞれが対
称的な凸形状に形成された山面を有しており、この対称
的な凸形状がスピンドルモータのコギングトルクを減少
させることを可能にする複数の歯状部分を有する固定子
と、 前記固定子によって回転されるように前記固定子に結合
されたロータと、 前記固定子に結合され、前記ロータを回転させるために
駆動信号として機能する励磁信号を前記固定子に供給す
る駆動回路とを備えており、 前記駆動回路が、 前記スピンドルモータの速度を感知し、それによって前
記スピンドルモータの現在の速度を示す速度信号を生成
する速度センサと、 前記速度信号に応答して、スピンドルモータが高速で最
適なトルクを出力することができるように駆動信号の位
相を調整する位相調整装置とを備えているディスクを回
転させるディスク駆動装置用の単相軸方向巻線および半
径方向間隙タイプのスピンドルモータ。 - 【請求項１４】 前記位相調整装置は、 前記速度信号を処理し、それによって前記固定子に対し
て進相駆動信号を発生する進相フィルタと、 前記速度信号を処理し、それによって前記固定子に対し
て遅相駆動信号を発生する遅相フィルタと、 進相フィルタと遅相フィルタとの間で前記速度信号の伝
送を切替え、進相の場合は前記速度信号を前記進相フィ
ルタに伝送し、遅相の場合には前記速度信号を前記遅相
れフィルタに伝送するスイッチング回路とを備えている
請求項１３記載のスピンドルモータ。 - 【請求項１５】 前記駆動回路は、 前記位相調整装置における前記スイッチング回路に結合
された制御装置と、 前記制御装置に結合されたブリッジタイプの回路とをさ
らに備えている請求項１３記載のスピンドルモータ。 - 【請求項１６】 前記速度センサは、その速度が前記ス
ピンドルモータの速度を示す連続パルスを前記位相調整
装置に発生するホールセンサである請求項１５記載のス
ピンドルモータ。 - 【請求項１７】 固定子と、 前記固定子によって回転されるように前記固定子に結合
されているロータと、 前記固定子に結合されており、前記ロータを回転される
ために駆動信号として機能する励磁信号を前記固定子に
供給する駆動回路とを備えているディスクを回転させる
ディスク駆動装置用の単相軸方向巻線および半径方向間
隙タイプのスピンドルモータにおいて、 前記固定子は、 複数の突出磁極として機能する複数の歯状部分を有する
積層珪素鋼板によってそれぞれ形成されており、個数が
２倍の突出磁極を形成するように１８０°の電気角でイ
ンターリーブされている上部突出磁極片および下部突出
磁極片を含む１対の突出磁極片と、 前記上部突出磁極片と下部突出磁極片との間に結合さ
れ、前記上部突出磁極片と下部突出磁極片との間の磁束
路を形成する磁束誘導リングと、 前記磁束誘導リング上に固定されたボビンと、 前記ボビンの周囲に巻回され、上部および下部突出磁極
片上に形成された突出磁極を励磁するコイルと、 磁性材料から形成され、孔を有し、前記下部突出磁極
片、前記磁束誘導リングおよび前記上部突出磁極片をそ
の上で軸方向に結合し、前記下部突出磁極片が前記磁束
誘導スリーブ上で軸方向に結合された時に前記下部突出
磁極片を支持する支持フランジを備えている磁束誘導ス
リーブと、 前記磁束誘導スリーブの孔中で軸方向に並んで取付けら
れている複数のベアリングと、 非磁性材料で形成され、前記磁束誘導スリーブ上の結合
口に強固に固定することによって前記磁束誘導スリーブ
に固定されている取付け部材と、 スピンドルモータ用の駆動回路を取付けるための前記取
付け部材上に取付けられた回路板とを備えており、 前記ロータは、 ディスクをその上に位置させるターンテーブルと、 下方端部の近くに形成された円形スロットを有している
前記ターンテーブルを回転させるスピンドルと、 前記スピンドルと前記固定子の前記上部および下部突出
磁極片とに軸方向に結合されるリング状の磁石と、 前記リング状の磁石を取囲んでいるヨークとを備え、 前記駆動回路は、 前記ロータに結合され、前記ロータの速度を検出し、そ
れによって速度が前記ロータの速度を示す連続パルス列
を生成するホールセンサと、 前記ホールセンサに結合され、前記連続パルス列を処理
して駆動信号を生成する位相調整装置と、 前記位相調整装置に結合され、進相駆動信号と遅相駆動
信号との間で前記位相調整装置の出力を切替える制御装
置と、 前記位相調整装置から駆動信号を受信するために結合さ
れ、前記ロータを回転させるために前記固定子に対する
励磁信号を発生するブリッジタイプの回路とを備えてい
ることを特徴とするスピンドルモータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW86103268 | 1997-03-17 | ||
| TW086103268A TW333724B (en) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | The spindle motor of optic disk driver |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10262358A true JPH10262358A (ja) | 1998-09-29 |
Family
ID=21626453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9247333A Pending JPH10262358A (ja) | 1997-03-17 | 1997-09-11 | 光ディスク駆動装置用スピンドルモータ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5923110A (ja) |
| JP (1) | JPH10262358A (ja) |
| TW (1) | TW333724B (ja) |
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| JP5731055B1 (ja) * | 2014-08-07 | 2015-06-10 | 株式会社一宮電機 | アウターロータ型発電機 |
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