CN1402237A - 盘旋转驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明的盘旋转驱动装置，前端具有驱动凸起16的臂15的根部转动自由地支撑在转台。转台上设有第一导向部18和第二导向部19，臂15的根部的外缘部21与第一导向部18在接触点A接触，凸起22和第二导向部19在接触点B接触。臂15向逆时针方向旋转时，上述接触点A和B移动，防止驱动凸起16的中心Od0从基准法线R0偏离大的距离。因此，即使是装入有驱动孔32位置偏差的盘，不会产生相对于转台轴部在转动方向上产生大的偏差。

Description

盘旋转驱动装置

技术领域

本发明涉及在转台上对中心设置设在软盘(注册商标)等盘状存储介质中心的轴部的盘旋转驱动装置。

背景技术

图7是表示以往的盘旋转驱动装置及其上安装的轴部之间定位的说明图。

软盘是在柔软的盘中心上设置金属制的轴部(hub)，并在这一轴部上开有矩形形状的中心孔5和驱动孔6。

旋转驱动上述盘的盘旋转驱动装置上设有转台，而在转台上设有磁力吸附上述轴部的磁体、从转台凸出的中心轴1，以及位于离开上述中心轴1的位置上凸出于上述转台的驱动凸起4。

图7所示的是，上述驱动凸起4形成在臂2的端部，上述臂2的根部是由设在转台中位于离开上述中心轴1的位置上的轴3自由转动地支撑着。

装入盘时，轴部的中心孔5被转台的中心轴1插入通，或者，几乎与此同时，盘被磁头夹持。转台开始向顺时针方向(CW)旋转的时点，由于盘与上述磁头之间的摩擦阻力，转台比轴部先向顺时针方向旋转，此时，上述驱动凸起4进入上述轴部的驱动孔6内。然后，轴部和转台一起向顺时针方向旋转，但是由于轴部受上述摩擦阻力，驱动凸起4受驱动孔6的侧边缘6a的切线方向的推压力F1。

由于这一推压力F1，臂2上作用逆时针方向的力矩M1，由于这一力矩M1，驱动孔6的外围边缘6b上作用上述驱动凸起4的向半径外侧方向的力F2。由于上述力F2的作用，轴部被推上图所示的上方，由此，上述中心轴1给轴部的中心孔5的两个侧边缘5a和5b施加压力，在这一状态下决定转台和轴部的位置。

还有，旋转上述转台的电机上设有例如每一转发生一次换位脉冲的脉冲发生器，转台转到所定的转动位置时，就发生上述换位脉冲。盘装置的控制装置中，以得到上述换位脉冲时间为基准进行控制，对盘写入表示引入位置的信号。

如图7所示，因为转台和轴部在相对位置决定的状态下旋转，由上述换位脉冲为基准，在装入盘的同一位置上可以记录上述信号。

在图7所示的盘旋转驱动装置中，如果轴部的中心孔5和驱动孔6的相对位置总是一样的话，总是高精度地决定转台和轴部的相对位置成为可能。可是，由于轴部有中心孔5和驱动孔6的相对位置偏差，而且，驱动孔6的大小也有偏差。具有这样偏差的轴部装到图7所示的转台，则不能保证一定的转台和轴部的相对位置。

例如，如图7所示，假设驱动孔6的外缘6b相对于中心孔5位于外围一侧，符号6b1所示的位置。此时，因为臂2是以轴3为支点转动的，上述驱动凸起4和驱动孔6之间的压接点Pa，在上述轴3为圆心的圆弧轨迹Da上移动，上述压接点移动到Pb。其结果，驱动凸起4与驱动孔6的侧边缘6a之间的接触点从Ta到Ta1的位置偏移距离δ。

因此，轴部在转台上，比正常的定位向逆时针方向转了约δ距离的状态下定位。在这一状态下，在上述换位脉冲为基准对盘记录表示引入位置的信号，这一盘的引入位置与其他的盘引入位置有差异，不能保持盘的互换性。

发明内容

本发明是解决上述以往的问题，其目的在于提供一种即使是轴部的中心孔和驱动孔之间的相对位置不正常，提供转台与轴部之间定位时使轴部的转动方向上的偏移最小或没有偏移的盘旋转驱动装置。

本发明的盘旋转驱动装置，包括：放置设在盘上的轴部的转台、在这一转台的转动中心部上凸出的中心轴、位于离开上述中心轴位置的从上述转台凸出的驱动凸起、旋转驱动上述转台的电机驱动部，其特征在于：上述转台设有臂，该臂的前端部有上述驱动凸起、并使根部可以转动地被转台支撑；上述转台上设有与上述臂的上述根部的外缘部接触的第一导向部和位于比上述第一导向部更内周的位置，并与上述臂的上述根部的内缘部接触的第二导向部；臂在给定的转动位置时，连结上述驱动凸起的中心Od和上述中心轴中心的连线作为基准法线R0，通过上述驱动凸起的中心Od的上述臂的转动中心作为圆心的圆弧作为D0时；决定好上述第一导向部和上述外缘部的形状以及上述第二导向部和上述内部边缘部的形状，以便对上述臂上施加使上述驱动凸起离开上述中心轴方向的力矩时，使上述驱动凸起的中心Od比上述圆弧Do更多地移动到上述基准法线R0的一侧。

例如，上述第一导向部和上述外缘部的形状以及上述第二导向部和上述内部边缘部的形状是，对上述臂施加使上述驱动凸起离开上述中心轴方向的力矩时，使上述臂的转动中心O向上述基准法线R0的外围一侧移动的形状。

还有，上述臂的上述外缘部是向外围方向凸的曲线，或是上述第一导向部为向内部方向凸的曲线，适当决定上述第一导向部与上述第二导向部之间的角度，对上述臂施加使上述驱动凸起离开上述中心轴方向的力矩时，使上述第一导向部和上述外缘部的接触点A向着上述基准法线R0的外围方向移动。

例如，上述第一导向部和上述第二导向部在转台旋转方向下流方向上逐渐地打开间隙地对置的。

还有，上述中心轴进入上述轴部的中心孔，上述驱动凸起进入上述轴部的中心孔而旋转转台时，上述第一导向部与上述外缘部之间的滑动以及上述第二导向部与上述内部边缘部之间的滑动而产生的阻扭矩小于上述驱动孔施加上述驱动凸起的力矩。

在本发明中，光轴部的驱动孔按压驱动凸起，力矩作用于臂上时，使上述驱动凸起尽可能地沿着上述基作法线R0而移动。

附图说明

图1是表示本发明盘旋转驱动装置的平面图。

图2是图1的中央线剖面图。

图3是图1的III-III线的剖面图。

图4是表示臂的形状和支撑状态的放大平面图

图5是表示图4的臂根部支撑状态的放大平面图

图6是本发明的实施例2的相当于图5的放大平面图

图7是表示以往盘旋转驱动装置和存在问题的放大平面图

图中，10：旋转驱动装置，11：转台，12：中心轴，13：支撑圆盘，14：吸附圆盘，15：臂，16：驱动凸起，17：转动基准部，18：第一导向部，19：第二导向部，21：外缘部，22：内部边缘部的凸起，30：轴部，31：中心孔，32：驱动孔，32a：侧边缘，32b：外围边缘。

具体实施方式

图1是表示本发明的盘旋转驱动装置的平面图，图2是其中央线的剖面图，图3是图1的III-III线的剖面图，图4是表示臂支撑状态的放大图，图5是进一步放大表示臂根部与导向部的接触状态的图4的局部的放大图。

该盘旋转驱动装置10具有圆形转台11。转台11的中心固定在中心轴12，上述中心轴12从上述转台11向上凸出。上述中心轴12兼旋转驱动轴，上述中心轴12由电机驱动部驱动。例如，上述电机驱动部中，上述中心轴12的下部设有转子绕组，上述转子绕组的外围对置有定子磁体。

上述电机驱动部中，设有脉冲发生器，如转台11每转动1次得到1次脉冲。

上述转台11具有由磁性金属材料制成的支撑圆盘13和设在其上方的吸附圆盘14。上述吸附圆盘14的整体或其一部分具有磁体，由这一吸附圆盘14的磁性吸附力可以吸附金属制轴部30。

如图3所示，上述支撑圆盘13上，位于离开上述中心轴12的位置上形成孔13a和13b，位于其上方位置的吸附圆盘14上也形成有孔14a、14b。

上述转台11设有臂15。该臂15由合成树脂形成，在其前端部一体地形成有向上凸出的驱动凸起16，在根部有转动基准部17为形成一体。上述臂15位于支撑圆盘13的下方位置，上述驱动凸起16穿过上述支撑圆盘13的孔13a和吸附圆盘14的孔14a向上方延伸，上述驱动凸起16比上述吸附圆盘14的表面更向上方凸出。

上述转动基准部17穿过形成在支撑圆盘13的孔13b向上方延伸，设在上述吸附圆盘14的孔14b中的上述支撑圆盘13上表面。因此，上述吸附圆盘14的孔14b成为转动可能地支撑上述臂15的根部的支撑部。

如图1所示，上述吸附圆盘的孔14b的两个内侧面成为第一导向部18和第二导向部19。第一导向部18位于外围一侧，形成直线形状，上述第二导向部19也形成直线形状。上述第二导向部19在上述第一导向部18的内周一侧上，与上述第一导向部18形成给定角度的开度角。第一导向部18和第二导向部19的对置间隙是向着转台的转动方向(CW)的下流一侧逐渐地扩大的锥形间隙(锥度)。

如图4和图5所示，上述臂15根部的上述转动基准部17中，位于外围一侧的外缘部21为向着外围方向的凸曲线形状，在本实施例中，是大曲率半径的圆弧形状。这一曲率半径大体上等于从中心轴12的中心Oc向上述第一导向部18所作垂线长度。另外，上述转动基准部17中，位于内周一侧的内部边缘部位上形成小圆弧形状的凸起22。于是，而上述第一导向部18和上述外缘部21在接触点A点接触，上述凸起22和第二导向部19出在接触点B接触。因此，上述臂15以上述转动基准部17为中心可以向顺时针方向或逆时针方向自由转。这一转动时，上述接触点A和接触点B移动，其结果，臂的转动中心随时移动。

软盘等的柔软的盘中心中设有金属制的上述轴部30，如图1所示，这一轴部30的中心部开有矩形形状的中心孔31，这一中心孔31上设有两个定位边缘31a、31b。位于离开轴部30的上述中心孔31的位置上开有驱动孔32。位于驱动孔32旋转方向下流的侧边缘32a和外围边缘32b成为与驱动凸起16接触的定位部。

图4是表示具有符合规格的中心孔31和驱动孔32的轴部30，定位在中心轴12和驱动凸起16的状态。处于这一状态的上述驱动凸起16的圆柱形状的中心作为Od0时，连结中心轴12的中心Oc和上述驱动凸起16的中心Od0的线作为基准法线R0。此时，上述第一导向部18平行于上述基准法线R0。

接着，说明上述盘旋转驱动装置上定位轴部的动作。

软盘等装入盘旋转驱动装置，则设在上述盘中心的轴部30的中心孔31被转台11的中心轴12插入，而且几乎与此同时，盘被磁头夹持。

在转台11开始向顺时针方向旋转的那一时点，由于盘与上述磁头之间的摩擦，轴部30受阻力，由此，转台11比轴部30先向顺时针方向旋转，此时，上述驱动凸起16进入上述轴部30的驱动孔32内。

转台11进一步向顺时针方向旋转，则因轴部30受上述摩擦阻力，驱动凸起16受驱动孔32的侧边缘32a的压力。在图4中，此时的上述侧边缘32a作用于驱动凸起16的中心Od0的盘切线方向的反力，用推力Fv来表示。

由于这一切线方向的推力Fv，臂15上作用转动基准部17一侧为转动中心的逆时针方向的力矩Ma。由于这一力矩Ma上述驱动凸起16对驱动孔32的外围边缘32b施加向半径外围方向的推力Fh。驱动孔32的外围边缘32b由上述推力Fh推向半径外围方向，轴部30的中心孔31的两个定位边缘31a和31b被上述中心轴12受压，转台11和轴部30被定位。

上述轴部30由冲床等成型制造的，但每个软盘都有上述轴部成型尺寸的一定的公差，其结果，中心孔31与驱动孔32之间的相对位置有偏差，还有驱动孔32的大小也有偏差。图4表示驱动孔32的外围边缘32b向外围一侧偏置，而形成在32b1位置的情形。此时，由于上述力矩Ma，上述臂15向逆时针方向转一个微小角度直到驱动凸起16与上述32b1位置的外缘部接触。

在本实施例中，上述臂15的上述转动基准部17与第一导向部18和第二导向部19之间的接触点随着臂15的转动位置而相应地变化，因此，臂15向逆时针方向旋转时驱动孔32的侧边缘32a与驱动凸起16之间的接触点T1不向逆时针方向移动到极端。

图5表示上述臂15转动时的上述转动基准部17与第一导向部18以及第二导向部19之间的接触关系。在图5中，分段表示臂15从实线位置向逆时针方向逐渐地转回状态。

臂15在实线转动位置时，转动基准部17的外缘部21与第一导向部18之间的接触点为A0，内部边缘部的凸起22第二导向部19之间的接触点为B0。这一瞬间的臂15的转动中心为O0，这是位于接触点A0为起点的第一导向部18的垂线与接触部B0为起点的第二导向部19垂线的交点。

实线状态的臂15向逆时针方向旋转时，上述转动基准部17在上述第一导向部18和第二导向部19所围成的空间里转动，因此，上述外缘部21与上述第一导向部18之间的接触点从A0移动到A1、A2，凸起22与第二导向部19之间的接触点从B0移动到B1、B2。其结果，当时的臂15的转动中心从O0移动到O1、O2。

如上所述，臂15向逆时针方向旋转时，臂15的上述转动基准部17的外缘部21与第一导向部18之间的接触点A沿着平行于上述基准法线R0的第一导向部18向盘的外围方向移动，另外，臂15的转动中心O也沿着上述第一导向部18向盘的外围方向移动。因此，臂15向逆时针方向旋转时，如图4所示，驱动凸起16的中心，如Od0、Od1所示，从基准法线R0离开得不大，而向外围方向移动。

因此，图4中臂15处于实线状态时的驱动凸起16的中心为Od0，此瞬间的臂15的转动中心O0为圆心作通过上述驱动凸起16中心Od0的圆弧D0时，臂15从这一状态向逆时针方向旋转时，上述驱动凸起16的中心Od0，至少在上述圆弧D0的外侧沿着上述基准法线R0向外围方向移动。

从而，如图4所示，驱动孔32的外围边缘32b因零件公差形成在32b1位置，其结果，即使是臂15比规定位置向逆时针方向旋转，驱动凸起16的中心从上述基准法线R0偏移不大。即，即使是驱动凸起16与外缘部32b的压接点从P1变化到P2，上述压接点P2从上述基准法线R0偏移不大，因此，驱动孔32的侧边32a与驱动凸起16之间的接触点T1也偏移不大，轴部30与转台11在旋转方向上位置偏差不大。

还有，适当地设定上述第一导向部18和第二导向部19的指向和外缘部21的圆弧的曲率，臂15在转动时，可以使驱动凸起16的中心Od总是在基准法线R0上移动。

软盘驱动装置中，从设在上述电机驱动部的上述脉冲发生器获得的换位脉冲对准时间，对盘写入表示引入位置的信号。上述盘旋转驱动装置中，即使是轴部30的中心孔31与驱动孔32的外围边缘32b之间的位置有变化，对转台11的轴部30的转动方向上的位置偏差小，或几乎消除上述位置偏差，因此，即使是装入任何尺寸的轴部30，也可以总是在盘的近似位置或同一位置写入上述信号，确保盘的互换性。

接着，在上述盘旋转驱动装置中，说明由上述臂15的动作可靠地保证轴部30的定位的条件。

设图中实线表示的状态的驱动凸起16的中心为Od0、其瞬间的臂15的转动中心为O0、直角坐标系中，上述中心Od0与转动中心O0的距离分别为W0、L0。设驱动孔32的侧边缘32a施于驱动凸起16的中心Od0推压力为Fv时，则作用于驱动孔32的侧边缘32a与驱动凸起16之间的接触点T1的摩擦反力，当静摩擦系数为μ0时，等于μ0·Fv。另外，还设驱动凸起16的中心Od0作用于驱动孔32的侧边缘32a的推力为Fh，臂15的转动基准部17与第一导向部18及第二导向部19摩擦阻扭矩为r。

此时，如果成立以下的数学式1的不等式，由于上述推力Fh，可以把中心孔31的定位边缘31a、31b推向中心轴12，可以在转台11上面把轴部30定位。式中Rd为驱动凸起16的圆柱形状的半径。

数学式1

W0·Fh＞μ0·Fv(W₀+Rd)+r

还有，如图4和5所示，设作用于臂15根端部的转动基准部17的外缘部21与第一导向部18之间的接触点A点上的推压反力为fv，其摩擦力为μ·fv，作用于内周边缘的凸起22与第二导向部19之间的接触点B的推压反力为fh，其摩擦力为μ·fh(μ为静摩擦系数)，在直角坐标系里接触点A与接触点B之间的距离分别为x、y，第二导向部19对于第一导向部18的垂线的倾斜角度为α，则上述摩擦阻扭矩r可以用如下的数学式2表示。

数学式2

r＝y·μ·fh·cosα-x·fh·cosα+x·μ·fv+y·fv

上述数学式1意味着如果驱动孔32向逆时针方向推驱动凸起16时，作用于臂15的逆时针方向的力矩大于数学式2所表示的摩擦阻力，则转台11上可以定位轴部30。

实施例2

图6表示本发明的实施例2。在这一实施例中，第一导向部18向内周方向凸出的凸曲线，例如圆弧形状。这样转动基准部17A的外缘部21A为直线形状。

即使是这样的形状，臂15向逆时针方向旋转时，外缘部21A与第一导向部18A之间的接触点，如A0、A11、A12所示，可以沿着上述基准法线R0向外围方向移动。因此，也可以使臂的转动中心如图5所示一样沿着上述基准法线R0移动。因此，即使是轴部30的驱动孔32b位置有偏移，把轴部定位时，可以防止转台11和轴部30之间的转动方向上的大的位置偏移。

如上所述，在本发明中，即使是形成在轴部的驱动孔、形状有偏差，可以在转台上同一位置上定位。因此，可以防止按每一个盘的信号的写入位置的偏差。

另外，驱动凸起是由形成在臂的转台支撑这一臂的简单结构，因此，降低盘驱动装置的制造成本。

Claims (5)

1、一种盘旋转驱动装置，包括：放置设在盘上的轴部的转台、在这一转台的转动中心部上凸出的中心轴、位于离开上述中心轴的位置从上述转台凸出的驱动凸起、旋转驱动上述转台的电机驱动部，其特征在于：上述转台设有前端部有上述驱动凸起、使根部可以转动地被支撑的臂；上述转台上设有与上述臂的上述根部接触的第一导向部和位于比第一导向部丙内周的位置并与上述臂的上述根部接触的第二导向部；臂在给定的转动位置时，连结上述驱动凸起的中心Od和上述中心轴中心的连线作为基准法线R0，通过上述驱动凸起的中心Od的上述臂的转动中心作为圆心的圆弧作为D0时，决定好上述第一导向部和上述外缘部的形状以及上述第二导向部和上述内部边缘部的形状，以便在上述臂上施加使上述驱动凸起离开上述中心轴方向的力矩时，使上述驱动凸起的中心Od比上述圆弧Do更向移动到上述基准法线R0一侧。

2、根据权利要求1所述的盘旋转驱动装置，其特征在于：上述第一导向部和上述外缘部的形状以及上述第二导向部和上述内部边缘部的形状是，对上述臂施加使上述驱动凸起离开上述中心轴方向的力矩时，使上述臂的转动中心O向上述基准法线R0的外围一侧移动的形状。

3、根据权利要求1所述的盘旋转驱动装置，其特征在于：上述臂的上述外缘部为向外围方向凸的曲线形状，或者上述第一导向部为向内周方向凸的曲线形状，适当决定上述第一导向部和上述第二导向部之间的角度，以便在对上述臂施加上述驱动凸起离开上述中心轴方向的力矩时，上述第一导向部与上述外缘部之间的接触点A向着上述基准法线R0的外围方向移动。

4、根据权利要求1所述的盘旋转驱动装置，其特征在于：上述第一导向部和上述第二导向部向着转台转动方向的下流方向逐渐打开间隙地对置。

5、根据权利要求1所述的盘旋转驱动装置，其特征在于：上述中心轴进入到上述轴部的中心孔，上述驱动凸起进入到上述轴部的驱动孔而转台转动时，上述第一导向部与上述外缘部之间的滑动以及上述第二导向部与上述内部边缘部之间的滑动而产生的阻扭矩小于上述驱动孔施加上述驱动凸起的力矩。

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