CN1222095C - 主轴电动机转子、变址信号输出装置和相应软磁盘驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在构成主轴电动机的转子轭铁处的若干个位置处设置有窗口部，并且整体设置有嵌入在凸缘部内侧周部处的呈环状的转子磁铁的一部与通过各窗口部朝向外侧方向突出的突出部，在这种突出部将转子磁铁热熔接在转子轭铁处的主轴电动机用转子，这种主轴电动机用转子中的一个突出部设置在跨转子磁铁的N极和S极的部位处。

Description

主轴电动机转子、变址信号输出装置 和相应软磁盘驱动装置

本发明涉及在主轴电动机上的转子轭铁处具有转子磁铁的主轴电动机用转子，以及相应的变址(インデツクス)信号输出装置。

在对诸如软磁盘等作为转动记录媒体实施转动驱动用的主轴电动机中，为了能够对数据写入等的起始位置实施确定，而需要在软磁盘每转动一圈时形成一个脉冲型变址信号。而且，这种变址信号，为以下情况所被利用。可以在软磁盘的驱动过程中，对该软磁盘和电动机的转动实施检测，并且作准备实施写入和读取时用的准备信号，或是在系统中实施传输、格式化时起始写入，以及在每转动一圈之后实施停止。

图6至图8为表示通过这种变址信号检测主轴电动机的变址位置的主轴电动机变址位置检测装置的结构构成。这种变址位置检测装置具有作为金属制固定部件的增强板101，以及重叠设置在该增强板101上侧面处的电路基板102和构成转子主体用的转子轭铁103。增强板101可以由金属板构成，在该金属板周边的三个位置处，整体设置有呈L字型向上直立折曲的安装片101a。在这种安装片101a处设置有安装孔101b，以便可以通过诸如螺钉等部件，将增强板101安装在诸如软磁盘驱动装置(FDD装置)的壳体等处。在位于该增强板101周边的其它四个位置处，还朝向上方直立突设有大体呈L字型的抵接结合爪101c。这种抵接结合爪101c由上侧方向挤压保持着位于重叠设置在增强板101处的电路基板102的周向边缘部分，这种挤压保持操作可以如图4所示，通过利用卡具等部件使各抵接结合爪101c上的一部分沿水平方向呈ㄑ字型折曲的方式实施。

上述电路基板102可以在绝缘基板上，搭载有诸如配线型印刷电路部件、主轴电动机的驱动电路和驱动控制电路等的电路部件(图中未示出)，在该电路基板102的中央部处设置有轴承孔102a，安装在增强板101处的、具有主轴孔104a的轴承104，贯穿通过这一轴承孔102a并朝向上侧方向突出。在朝向上侧方向突出的轴承104的外侧周部处安装有铁心部件105，该铁心部件105在其周边处具有十二个等间隔设置着的磁性极片105a，而且在上述各磁性极片105a处还缠绕安装有定子线圈106。这些定子线圈106按照U相、V相、W相这三相分为三组。分为三相的各线圈终端106a和一个公用线圈终端106b，焊接连接在位于电路基板102上右侧处的印刷电路结合部102b处。而且，铁心部件105可以由利用若干个硅钢板冲压重叠形成的叠层铁心等构成。而且，在电路基板102上与某一个磁性极片105a相对的位置处，还设置有检测转动记录媒体的变址位置用的霍尔元件107。

构成转子主体的上述转子轭铁103可以如图9和图10所示，作为整体把深度浅的罩杯盖覆在电路基板102上，在其周向边缘处整体地具有环状凸缘部103a。在该凸缘部103a的内侧周部处，环状粘接配置有由橡胶或塑料制造的转子磁铁108，在其整个周向方向上，按照等分为诸如十六个磁极的方式而实施S极、N极的交替磁极激励。在凸缘部103a的一部分处形成有具有预定宽度的窗口部103b，在该窗口部103b处突起设置有相对于转子磁铁108形成为一体的磁铁108a、108b。这种磁铁108a、108b比凸缘部103a的外侧周部进一步朝向外侧方向突出。磁铁108a、108b还可以相对于转子磁铁108分别设置，该分别设置着的磁铁108a也可以粘接在转子磁铁108的外侧周部处。

在转子轭铁103处还安装有贯穿通过其中心部处的主轴109，该主轴109的下半部可以插入至上述轴承104上的主轴孔104a处。采用这种构成方式，转子轭铁103可以盖覆着定子线圈106，并且如图3所示，按照能自由转动的方式配置在电路基板102上。在这时，霍尔元件107可以与凸缘部103a的外侧周部附近位置相邻配置。虽然图中未示出，但是在主轴孔104a的下侧部处还设置有主轴轴承，从而使主轴109的下侧端部能够支撑在该主轴轴承处。因此，主轴109可以支撑在主轴孔104a和上述轴向轴承处，从而可以完成圆满的转动。在转子轭铁103处还设置有搭载保持软磁盘的中心插口(图中未示出)用的装卡装置。

对于这种主轴电动机用的变址位置检测装置，当按照一定顺序对U相、V相、W相这三相的各定子线圈106实施三相交流电流切换时，在与转子轭铁103侧的转子磁铁108间将连续产生磁性排斥力，从而使转子轭铁103在作为定子一部分的电路基板102上转动。而且，上述电流的切换动作可以通过配置在各定子线圈106之间的、作为位置检测传感器的例如三个霍尔元件，对转子轭铁103的转动位置实施检测，并且采用该检测信号作为切换控制信号的方式实施。

当主轴电动机上的转子轭铁103按照如上所述的方式转动时，磁铁108a、108b将随着该转动而做转动移动，相对于霍尔元件107离开，再相对于霍尔元件107接近。当霍尔元件107由磁铁108a、108b处离开时，将几乎不能接收到由磁铁108a、108b出的磁束，所以检测输出信号大体为零，当与磁铁108a、108b相接近时，将可以接收到由磁铁108a、108b给出的磁束，而且该检测输出信号可相应于接近的程度而增大、减小。因此，由霍尔元件107输出的检测输出信号Vf为Vf＝kφ，从而可以如图11所示，具有与输入至霍尔元件107的磁束量成比例的特征。将这一检测输出信号与预先设定的基准电压进行比较，可获得与该比较结果相对应的矩形波信号，从而可以利用该矩形波信号的例如对上升时间段发出变址信号。

然而，上述转子轭铁103是与转子磁铁108一并构成为主轴电动机用转子，而且转子磁铁108是通过粘接剂按如上所述方式粘接在转子轭铁103内部处。在向转子轭铁103和转子磁铁108处涂覆粘接剂时，粘接剂可能会飞散至其周围部位，溢出到粘接部位之外。而且，还存在对粘接剂硬化过于消耗时间，难以由外侧观察粘接是否完全的问题。

本发明就是解决上述问题的发明，本发明的目的就是提供一种可以对转子磁铁相对于转子轭铁实施可靠固定，并且可以增大转子轭铁每转动一圈所产生的变址信号与其它信号作区别以实施高精度检测的主轴电动机用转子和变址信号输出装置，以及配置有这些部件的软磁盘驱动装置。

为了能够实现上述目的，本发明提供了一种主轴电动机用转子，这是一种在设置于主轴电动机上的转子轭铁处的环状凸缘部上的若干个位置处设置有窗口部，并且整体设置有嵌入在上述凸缘部内侧周部处呈环状的转子磁铁的一部与通过上述各窗口部朝向外侧方向突出的突出部，以及在这种突出部将转子磁铁热熔接在转子轭铁处的主轴电动机用转子，上述的突出部中的一个设置在跨上述转子磁铁的N极和S极的部位处。

当采用这种构成形式时，可以将从设置在跨N极和S极的部位处的一个突出部中得到的磁束变化，与从为了固定转子轭铁和转子磁铁而设置的其它突出部中得到的磁束变化明显相区别，进而可以根据这种区别的变化容易识别变址信号。

而且，本发明还提供了一种主轴电动机用转子，这种主轴电动机用转子可以进一步使除了设置在跨上述转子磁铁的N极和S极的部位处的上述的一个突出部之外的其它突出部，都构成为S极或N极。

当采用这种构成形式时，可以对从上述一个突出部中得到的呈零交叉形式沿正负方向连续变化的信号，与仅位于正方向或负方向的间断变化的信号，实施可靠地识别。

而且，本发明还提供了一种主轴电动机用变址信号输出装置，这种主轴电动机用变址信号输出装置可以进一步在与上述凸缘部外侧周部相对应的位置处，配置有对由上述各突出部给出的磁束实施检测用的磁束检测元件。

当采用这种构成形式时，可以将从邻近凸缘部外侧周部处的全部突出部给出的磁束，可以转变成可以进行各种识别处理的电信号。

而且，本发明还提供了一种主轴电动机用变址信号输出装置，这种主轴电动机用变址信号输出装置可以进一步在上述磁束检测元件处，连接有当检测到由该磁束检测元件输出的、呈零交叉信号形式的正负输出值时，输出变址信号的变址信号输出电路。

当采用这种构成形式时，可以容易区别呈零交叉形式沿正负方向连续变化的输出信号，与其它呈非零交叉形式的输出信号，从而可以对变址信号实施高精度地检测。

而且，本发明还提供了一种软磁盘驱动装置，这种软磁盘驱动装置可以具有在设置在主轴电动机上的、呈圆盘状的转子轭铁处的环状凸缘部上的若干个位置处设置有窗口部，并且整体设置有嵌入在上述凸缘部内侧周部处呈环状的转子磁铁的一部与通过上述各窗口部朝向外侧方向突出的突出部，以及在这种突出部将转子磁铁热熔接在转子轭铁处的主轴电动机用转子，而且上述的一个突出部设置在跨上述转子磁铁的N极和S极的部位处，并且设置有以可自由转动方式支撑上述转子的、具有朝向上述转子磁铁施加排斥力用的定子线圈的定子。

当采用这种构成形式时，可以提供出一种将从设置在跨N极和S极的部位处的一个突出部中得到的磁束变化，与从为了固定转子轭铁和转子磁铁而设置的其它突出部中得到的磁束变化间的明显相区别，进而可以根据这种区别的变化容易识别变址信号的软磁盘驱动装置。

而且，本发明还提供了一种软磁盘驱动装置，这种软磁盘驱动装置可以进一步使除了设置在跨上述转子磁铁的N极和S极的部位处的上述的一个突出部之外的其它突出部，都构成为S极或N极。

当采用这种构成形式时，可以提供出一种对从上述突出部中得到的、呈零交叉形式沿正负方向连续变化的信号，与仅位于正方向或负方向间断变化的信号，实施可靠地识别的软磁盘驱动装置。

而且，本发明还提供了一种软磁盘驱动装置，这种软磁盘驱动装置在设置在主轴电动机上的、呈圆盘状的转子轭铁处的环状凸缘部上的若干个位置处设置有窗口部，并且整体设置有嵌入在上述凸缘部内侧周部处呈环状的转子磁铁的一部与通过上述各窗口部朝向外侧方向突出的突出部，并且在这种突出部将转子磁铁热熔接在转子轭铁处，上述的一个突出部设置在跨上述转子磁铁的N极和S极的部位处，而且在与上述凸缘部外侧周部相对应的位置处，配置有对由上述各突出部给出的磁束实施检测用的磁束检测元件。

当采用这种构成形式时，可以提供出一种将由邻近凸缘部外侧周部处的全部突出部给出的磁束，可以转变成可以进行各种识别处理的电信号的软磁盘驱动装置。

而且，本发明还提供了一种软磁盘驱动装置，这种软磁盘驱动装置可以进一步在上述磁束检测元件处，连接有当检测到由该磁束检测元件输出的、呈零交叉信号形式的正负输出值时，输出变址信号用的变址信号输出电路。

当采用这种构成形式时，可以提供出一种容易区别呈零交叉形式沿正负方向连续变化的输出信号，与其它呈非零交叉形式的输出信号，从而可以对变址信号实施高精度地检测的软磁盘驱动装置。

下面结合附图，对本发明的实施例进行详细说明。

图1为表示作为本发明一种实施例用的软磁盘驱动装置的平面图。

图2为表示如图1所示的软磁盘驱动装置中的定子部分的平面图。

图3为表示在图2中的II-II线剖面图。

图4为表示作为本发明一种实施例用的主轴电动机转子的内侧图。

图5(a)、图5(b)为表示如图1所示的磁束检测元件和变址信号输出电路的输出信号用的时间坐标曲线图。

图6为表示在先技术中的一种主轴电动机中主要部分的平面图。

图7为表示如图6所示的主轴电动机的正面图。

图8为表示将如图7所示的转子取下时的主轴电动机平面图。

图9为表示将如图6所示的转子部分破断的正面图。

图10为表示如图6中所示转子的内侧图。

图11为表示如图5(a)、图5(b)中所示的霍尔元件输出电压的电压波形图。

图1至图3为表示配置有本发明的主轴电动机转子的软磁盘驱动装置的示意图。这种主轴电动机配置有重叠设置在增强板1上侧面处的电路基板2和转子轭铁3。作为金属制固定部件的增强板1由金属板构成，在位于该金属板周边的三个位置处，整体设置有呈L字型向上直立折曲的安装片1a。在这种安装片1a处设置有安装孔1b，以便能够通过诸如螺钉等部件，将增强板1安装在诸如软磁盘驱动装置的壳体等处。在位于该金属板周边的其它四个位置处，还朝向上方直立设置有大体呈L字型的抵接结合爪1c。这种抵接结合爪1c位于重叠设置在增强板1处的上述电路基板2的一个周向边缘位置处，并且贯穿设置在电路基板2上的贯穿孔2c处，由上侧方向挤压保持着该贯穿孔2c的一个周向边缘部分，这种挤压保持操作可以如图1所示，通过使用卡具等部件使各抵接结合爪1c上的一部分沿水平方向呈ㄑ字型折曲的方式实施。

上述电路基板2可以在绝缘基板上，搭载有诸如配线型印刷电路部件、主轴电动机的驱动电路和驱动控制电路等的电路部件(图中未示出)，并且使这些部件朝向设置有如后上述的霍尔元件侧偏置设置，以形成在仅为增强板1一半以下的较小面积中。在该电路基板2上的一侧边缘部处，设置有如图3所示的轴承切口部2a，安装在增强板1处的、具有主轴孔4a的轴承4，贯穿通过这一轴承切口部2a并朝向上侧方向突出。在朝向上侧方向突出的轴承4的外侧周部处，安装有铁心部件5，该铁心部件5在其周边处具有十二个等间隔设置的磁性极片5a，而且在上述各磁性极片5a处还缠绕安装有定子线圈6。这些定子线圈6按照U相、V相、W相这三相分为三组。分为三相的各线圈终端6a和一个公用线圈终端6b，焊接连接在电路基板2上的印刷电路结合部2b处。

铁心部件5可以如图3所示，由利用若干个硅钢板冲压重叠形成的叠层铁心等构成。在电路基板2上与某一个磁性极片5a相对的位置处，还形成有长形孔2d，检测记录媒体的变址位置用的霍尔元件7，就按照如图1所示的方式设置在该长形孔2d处。在电路基板2上还进一步配置有焊接安装霍尔元件7上的引线端子7a用的印刷电路结合部2e。在电路基板2上的角部处，设置有与外部引线相连接用的四个印刷电路结合部2f，后者还通过电路基板2上的配线型印刷电路部件与上述各印刷电路结合部2b相连接。在上述轴承4上的主轴孔4a的下部处设置有轴向轴承13，主轴11的下侧端部支撑在该轴向轴承13处。因此，主轴11可以支撑在主轴孔4a和轴向轴承13处，从而可以实施平滑地转动。在转子轭铁3上面处还设置有搭载保持软磁盘的中心插口(图中未示出)用的装卡装置。

图4为表示主轴电动机转子的主要部分的内侧图。这种转子全部成厚度浅的罩杯形状，在其周向边缘处整体具有凸缘部3a的转子轭铁3，以及与该转子轭铁3设置成一体且沿着环状凸缘部3a的内侧周部嵌入的、由呈环状的塑料材料制作的转子磁铁8。这种转子磁铁8可以沿着整个周向方向具有比如说八个磁极，并且可以按照如图所示的方式而实施S极、N极的交替磁极激励。

在凸缘部3a上与上述转子磁铁8上的三个S极相对应的位置处，形成有沿内外方向贯穿通过该凸缘部3a的窗口部9，而且在跨接在另外一个S极和与该S极相邻接的N极的部位处，也设置有沿内外方向贯穿通过凸缘部3a的一个窗口部10。位于与各S极相对应位置处的转子磁铁8上的突出部8a，插入在该窗口部9处，进而可以利用突出至凸缘部3a的外侧方向处的部位，对该突出部8a实施加热而方便地对转子磁铁8和转子轭铁3实施热熔接。在另一方面，在跨上述S极和N极的部位，将转子磁铁8上的突出部8b插入在窗口部10处，同样在凸缘部3a突出至外侧方向处的部位，通过对该突出部8b实施加热并弄碎，完成转子轭铁3固定在转子磁铁8处。采用这种构成方式，可以方便地在各窗口部9、10，转子磁铁8和转子轭铁3实施热熔接各突出部8a、8b，从而可以在不使用粘接剂的条件下实施可靠地固定。

在转子轭铁3处还安装有贯穿通过其中心部处的主轴11，该主轴11的下半部可以插入在位于定子侧的主轴孔4a内。采用这种构成方式，转子轭铁3可以按照能自由转动的方式配置在定子线圈6上。相对于凸缘部3a的外侧周部，配置有诸如霍尔元件7等的磁束检测元件，而且在该霍尔元件7处还连接有可以取出变址信号的、作为窗口型比较电路的变址信号输出电路12。这种变址信号输出电路12可以依据接收由突出部8a、8b给出的磁束而霍尔元件7输出的呈零交叉形式的正负输出值而获得。

下面对上述变址信号的输出动作进行说明。

当按照一定顺序对分成三相的各定子线圈6实施三相电流切换操作时，其与转子磁铁8之间将连续地产生磁性排斥力，从而使转子轭铁3在定子上转动。通过该转子轭铁3的转动，可以通过霍尔元件7对三个突出部8a和一个突出部8b所产生的磁束实施检测。图5(a)示出了由该霍尔元件7输出的检测输出波形。变址信号输出电路12具有由如图5(a)所示的、由霍尔元件7输出的输出信号中，检测在一定正负电位区域T之内，是否存在有零交叉的输出值的窗口比较功能，从而在输出值为上述的零交叉形式时，能够输出如图5(b)所示的变址信号。

换句话说就是，按照这种方式获得的变址信号，是设置在跨接转子磁铁8上的N极和S极部位处的突出部8b相对于霍尔元件7相接近时获得的信号，所以可以与和其它突出部8a相接近时获得的信号明显地区分开。对于这种情况，上述突出部8b可以与若干个其它突出部8a的情况一样，实施转子轭铁3和转子磁铁8间的热熔接，从而可以使它们之间的结合更坚固。

如上所述，本发明可以将由位于转子轭铁的凸缘部处的窗口部突出的转子磁铁上的一个突出部，设置在跨该转子磁铁的N极和S极的部位处，从而可以使由该突出部给出的磁束变化，与由固定转子轭铁和转子磁铁用的其它突出部给出的磁束变化进行明显的区别，通过这种区别，本发明起到了更容易更确切地对变址信号的输出进行识别的效果。

而且，本发明还可以进一步使除了设置在跨上述转子磁铁的N极和S极的部位处的上述的一个突出部之外的其它突出部，都构成为S极或N极，从而可以对由一个突出部给出的、呈零交叉形式沿正负方向连续变化的信号，与仅位于正方向或负方向间断变化的信号，实施可靠地识别，因此本发明还具有可以利用比较简单的电路构成，高精度地输出变址信号的优点。

而且，本发明还进一步在与上述凸缘部外侧周部相对应的位置处，配置有对由上述各突出部给出的磁束实施检测用的磁束检测元件，从而可以将由邻近凸缘部外侧周部处的各突出部给出的磁束，变换成可以进行各种识别处理的电信号，因此本发明还具有可以通过这些电信号，对变址信号实施检测和输出的优点。

而且，本发明在上述磁束检测元件处，连接有当检测到由该磁束检测元件输出的、呈零交叉信号形式的正负输出值时，输出变址信号用的变址信号输出电路，从而可以容易地呈零交叉形式沿正负方向连续变化的输出信号与其它呈非零交叉形式的输出信号间进行区别，因此本发明还具有对变址信号实施高精度检测的优点。

本发明提供一种可以对变址输出信号实施容易且可靠地识别的软磁盘驱动装置，并且还提供了一种可以通过比较简单的电路对变址信号实施高精度检测的软磁盘驱动装置。

Claims (8)

1.一种主轴电动机用转子，这种主轴电动机用转子在设置于主轴电动机上的、呈圆盘状的转子轭铁处的环状凸缘部上的若干个位置处设置有窗口部，并且整体设置有嵌入在上述凸缘部内侧周部处的呈环状的转子磁铁的一部与通过上述各窗口部朝向外侧方向突出的突出部，并且在这种突出部将转子磁铁热熔接在转子轭铁处，其特征在于上述的突出部中的一个设置在跨上述转子磁铁的N极和S极的部位处。

2.如权利要求1所述的主轴电动机用转子，其特征在于除了设置在跨上述转子磁铁的N极和S极的部位处的一个上述突出部之外的其它突出部，都构成S极或N极。

3.一种主轴电动机用变址信号输出装置，其特征在于在设置于主轴电动机上的、呈圆盘状的转子轭铁处的环状凸缘部上的若干个位置处设置有窗口部，并且整体设置有嵌入在上述凸缘部内侧周部处的呈环状的转子磁铁的一部与通过上述各窗口部朝向外侧方向突出的突出部，并且在这种突出部将转子磁铁热熔接在转子轭铁处，上述的突出部中的一个设置在跨过上述转子磁铁的N极和S极的部位处，而且在与上述凸缘部外侧周部相对应的位置处，配置有检测对由上述各突出部给出的磁束的磁束检测元件。

4.如权利要求3所述的主轴电动机用变址信号输出装置，其特征在于在上述磁束检测元件处，还连接有当检测到由该磁束检测元件输出的、呈零交叉信号形式的正负输出值时输出变址信号用的变址信号输出电路。

5.一种软磁盘驱动装置，其特征在于具有在设置于主轴电动机上的、呈圆盘状的转子轭铁处的环状凸缘部上的若干个位置处设置有窗口部，并且整体设置有嵌入在上述凸缘部内侧周部处的呈环状的转子磁铁的一部与通过上述各窗口部朝向外侧方向突出的突出部，以及在这种突出部将转子磁铁热熔接在转子轭铁处的主轴电动机用转子，而且上述的突出部中的一个设置在跨上述转子磁铁的N极和S极的部位处，并且设置有以可自由转动方式支撑着上述转子的、向上述转子磁铁施加排斥力的具有定子线圈的定子。

6.如权利要求5所述的软磁盘驱动装置，其特征在于除了设置在跨上述转子磁铁的N极和S极的部位处的一个上述的突出部之外的其它突出部，都构成S极或N极。

7.如权利要求5所述的软磁盘驱动装置，其特征在于在与上述凸缘部外侧周部相对应的位置处，配置有检测对由上述各突出部给出的磁束的磁束检测元件。

8.如权利要求7所述的软磁盘驱动装置，其特征在于在上述磁束检测元件处，还连接有当检测到由该磁束检测元件输出的、呈零交叉信号形式的正负输出值时输出变址信号用的变址信号输出电路。

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