JP2000032712A - スピンドルモータの回転数検出機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 故障時にスピンドルモータの分解をしないで
回転制御系の点検を可能にし、かつ、スピンドルモータ
の外形寸法を現状のままで対応する。 【解決手段】 ディスク１０を載置するディスクテーブ
ル５の下面に放射状の反射率の異なる反射部２０を設
け、この反射部２０と対向する位置に発光受光素子１９
を設けることによって、スピンドルモータの回転情報を
検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】光ディスク装置などに使用さ
れる回転制御を必要とするディスク駆動機構に使用され
るスピンドルモータの、点検修理を簡単に行える回転数
検出素子を備えた回転数検出機構に係わる。

【０００２】

【従来の技術】追記形光ディスク装置などに使用される
スピンドルモータでは回転数の制御を行うことが殆ど必
要不可欠となっている。このときは時々刻々のスピンド
ルモータの回転数を検出する必要があり、モータ内部に
設置されたホール素子や発光受光素子で検出することが
多い。例えば図４に示すように、回転数検出にホール素
子を使ったスピンドルモータが一般に使用されている。

【０００３】図４はスピンドルモータ５１のスピンドル
軸に沿って切断した縦断面図で、ベース６８に基板７３
が取り付けられ、ベース６８の中心穴の上下に軸受け５
７、５７が圧入されている。その外側にステータコイル
５６が前記ベース６８に取り付けられている。スピンド
ル軸５２の上端にはディスクテーブル５５が中心にある
回転軸圧入孔５８を介して取り付けられている。ディス
クテーブル５５にはディスクの位置決め突起５９が形成
されている。

【０００４】スピンドル軸５２の下端にはモータロータ
５３が取り付けられ、モータロータ５３の内側に駆動マ
グネット５４が固定されている。更にモータロータ５３
の上方内側にＦＧ信号用リングマグネット７１が設置さ
れている。一方スピンドル軸５２は前記軸受け５７、５
７によって、回転自在に支持されている。ディスクを載
置するディスクテーブル５５とモータロータ５３、駆動
マグネット５４、及びＦＧ信号用リングマグネット７１
はスピンドル軸５２と一体になって回転する。

【０００５】前記ＦＧ信号用リングマグネット７１の内
側に対向する位置にホール素子７２が前記基板７３に取
り付けられている。このＦＧ信号用リングマグネット７
１は円周上で周期的に磁束密度が異なるよう着磁されて
いるので、単位時間当たりの磁束密度の変化数をホール
素子７２で検出すれば、スピンドル軸の回転数をＦＧ信
号として検出し、スピンドルモータの回転数及び、回転
ジッタを知ることができる。

【０００６】図５は別形式のスピンドルモータの例であ
り、ベース６８と一体になった軸受金具の内側に回転軸
受５７、５７が取り付けられ、ベース６８に基板７３が
設置されている。この基板７３に複数のステータコイル
５６を接着している。このステータコイル５６の形状は
円筒形、または高密度に収めるために丸みを帯びた扁平
な扇形をしており、コイル内部にかなりの空間を持って
いる。スピンドル軸５２の上端にはディスクテーブル５
５が中心にある回転軸圧入孔５８を介して取り付けられ
ている。ディスクテーブル５５には、搭載されたディス
クの位置決め突起５９が形成されている。

【０００７】スピンドル軸５２の下端にはモータロータ
５３が取り付けられ、モータロータ５３の内側に円周に
沿って磁化されている駆動マグネット５４が固定されて
いる。一方スピンドル軸５２は前記軸受け５７、５７に
よって、回転自在に支持されている。ステータコイル５
６に所定の駆動電流を供給すると、ディスクを載置する
ディスクテーブル５５とモータロータ５３、及び駆動マ
グネット５４はスピンドル軸５２と一体になって回転す
る。

【０００８】駆動マグネット５４はリング状をしてお
り、ステータコイル５６に対向する面はかなりの平面性
を保っている。この面に反射部７０を形成する。反射部
７０は一般にエンコーダーシールなどと呼ぶものが使わ
れている。エンコーダーシールは図５（ｂ）に示すよう
な等間隔の放射状の筋模様を反射率の低い塗料で印刷し
た薄い金属シートで、駆動マグネット５４のステータコ
イル５６に対向する面に貼り付けられている。

【０００９】前記ステータコイル５６の内部の基板７３
に発光受光素子６９が取り付けてある。これは発光ダイ
オードなどの発光素子とフォトトランジスタなどの受光
素子を組み合わせたセンサーで、一定距離内に反射率の
高い物体があれば発光素子から出射された光束は反射さ
れ、反射された光束を受光素子が検知し、モータのＦＧ
信号として検出するものである。前記スピンドル軸５２
の１回転当たりに、発光受光素子６９の検出する信号数
は、前記反射部７０の放射状の筋模様の数で定まってい
るので、この信号数によって現在のモータの回転数及び
回転ジッタを知ることができる。

【００１０】以上２例の従来例、即ち、ホール素子７３
とＦＧ信号用リングマグネット７１の組み合わせと、発
光受光素子６９と反射部７０の組み合わせは、スピンド
ルモータの回転数検出手段として慣用されている。

【００１１】ところで、最近この種スピンドルモータは
小型化、軽量化が要求され、狭い空所にも構成部品を詰
め込み、更にコストダウンの目的から部品の結合もネジ
止めの代わりに圧入や接着が大幅に採用される傾向にあ
るため、本体を破壊しなければ分解できず、内部の部品
交換はかなり困難になってきている。例えば、前記２例
ともスピンドル軸５２の両端にモータロータ５３とディ
スクテーブル５５が圧入され、ベース６８に固定された
回転軸受５７、５７からスピンドル軸５２を抜くには、
圧入されたいずれかの部品を外さねばならない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来のこの種モータ
は、小型化の要求に対応するために、速度検出用のホー
ル素子や発光受光素子を狭いモータ内部に取り付けるた
め、出荷後速度検出系の故障が発生すると、スピンドル
モータが分解しにくいため、故障原因の解明にも多くの
時間を費やすという問題があった。そのため、モータの
分解が必要な修理は現場ではできず、高価なスピンドル
モータを交換するためにコストアップを招いていた。更
に、分解をした後でも樹脂製の基板に埋め込まれている
ホール素子は交換するのが困難で、高価なモータを破壊
してしまうことも多々あった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
問題点を解決するために、ディスクを載置するディスク
テーブルと、該ディスクテーブルを回転させるモータロ
ータと、該モータロータに回転力を与えるステータコイ
ルと、該ステータコイルを固定し、ロータ軸を回転自在
に支持するベースを備えたスピンドルモータにおいて、
前記スピンドルモータの回転部分の外側に円周方向で光
の反射率が周期的に変化する反射部を設け、前記スピン
ドルモータの回転部分の外部に前記反射部に対向して発
光受光素子を設置したスピンドルモータの回転数検出機
構を提供する。

【００１４】スピンドルモータのディスク載置用のディ
スクテーブルやモータロータ等回転部に反射部を設け、
モータ外径、高さ等の基本寸法を拡大せずにＦＧ信号の
検出を行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の１例
であるスピンドルモータ１の側面図であり、スピンドル
軸の中心を含む要部を断面図として示している。スピン
ドルモータ１の構成部品として、スピンドル軸２、モー
タロータ３、モータロータ３に固定されている駆動マグ
ネット４、前記スピンドル軸２と共に回転するディスク
テーブル５、ステータコイル６、スピンドル軸２を軸支
する回転軸受７、７、回転軸圧入孔８、ディスクの位置
決め突起９、ディスクを固定するチャッキングプーリ１
３の位置決め孔１２、チャッキングプーリ１３を吸着す
るための磁性体１６、ステータとなるベース１８、半導
体素子によって形成されている発光受光素子１９、反射
部２０が示されている。尚、スピンドルモータ１の構成
部品ではないが、円形開口部１１を中心に持った光ディ
スク１０とこの光ディスク１０を図の上方から押さえる
チャッキングプーリ１３が描かれている。チャッキング
プーリ１３には位置決めピン１４、扁平な凹部１５、固
定マグネット１７が備えられている。

【００１６】スピンドル軸２はベース１８の中心に固定
された回転転軸受７、７で回転自在に支持され、図１の
上方からディスクテーブル５が回転軸圧入孔８を介して
圧入されている。ディスクテーブル５は中心に位置決め
突起９、位置決め孔１２を持ち、リング状の磁性体１６
が位置決め突起９に埋め込まれている。前記ディスクテ
ーブル５の外周近くに円筒状のモータロータ３が一体に
固定され、このモータロータ３の内側に円筒方向に磁化
されている円筒状の駆動マグネット４が接着されてい
る。ベース１８にはステータコイル６が固定され、ステ
ータコイル６に駆動用の電流を流して、モータロータ３
が回転する。なお、ステータコイル６と円筒上の駆動マ
グネット４の相対的な位置を検出するホール素子は図示
を省略されている。

【００１７】外部から光ディスク１０が供給されると、
チャッキングプーリ１３が光ディスク１０を下方に押し
下げ、ディスク１０の円形開口部１１はディスクテーブ
ル５の中心に設けられた位置決め突起９の傾斜部に沿っ
て位置決めされ、ディスクテーブル５に載置される。チ
ャッキングプーリ１３は中心部に設けられた扁平な凹部
１５の傾斜面が位置決め突起９の傾斜部に案内されなが
ら、位置決めピン１４がディスクテーブル５の中心にあ
る位置決め孔１２に嵌入して、スピンドル軸２とほぼ同
芯となるように位置決めされる。このときチャッキング
プーリ１３の内部に設けられた固定マグネット１７はデ
ィスクテーブル５に埋め込まれた磁性体１６を吸着して
光ディスク１０を挟み込んで固定する。

【００１８】このように光ディスク１０はチャッキング
プーリ１３とディスクテーブル５に挟まれて固定され、
スピンドルモータ１で回転駆動されるが、ディスクの回
転数及び回転むらを検出するために、従来例でも示した
ようにモータロータ３の回転検出を行うＦＧ（Frequenc
yGenerator）が必要となる。

【００１９】本発明の実施の形態の１例として、図２に
示すようにディスクテーブル５のディスク１０を載置す
る面の反対側に反射部２０を設ける。図２はベース１８
の上側より図１の下方から見たもので、モータロータ３
の外径から外のディスクテーブル５の縁を示し、内部の
ステータコイル等は省いている。反射部２０は光の反射
率の異なる物質で図２に示すような等間隔の放射状の筋
模様を交互に構成したもので、例えば前例のようなエン
コーダーシールのごとく等間隔の放射状の筋模様を反射
率の低い塗料で印刷した薄い金属シートをディスクテー
ブル５の下側の図示の位置に貼り付けたものでも良い。
若し、ディスクテーブル５が金属製の場合は反射率の低
い塗料で放射状の筋模様を印刷しても良い。

【００２０】発光受光素子１９が反射部２０に対向して
ベース１８上に設置してある。この発光受光素子１９は
発光ダイオードなどの発光素子とフォトトランジスタな
どの受光素子を組み合わせたセンサーで、一定距離内に
反射率の高い物体があれば発光素子から出射された光束
は反射され、反射された光束を受光素子が検知し信号を
送出する。この場合はディスクテーブル５に取り付けら
れた反射部２０の高反射率の筋模様に従った間欠的なパ
ルス状の信号を発生する。前記スピンドル軸２の１回転
当たりに、発光受光素子１９の送出する信号数は前記反
射部２０の放射状の筋模様の数で定まっているので、こ
の信号をＦＧ信号として検出することにより現在のモー
タの回転数及び回転むらを検出することができる。そし
て、検出したＦＧ信号をよく知られているモータサーボ
回路にフィードバックすることにより、モータを所定の
回転数及び所定の位相で回転制御する。

【００２１】発光受光素子１９はモータロータ３の外部
に取り付けられ、点検、交換はごく簡単である。原理的
にモータを構成する部品以外に設置されても何の問題も
起こさない。本発明の場合はモータ仕様によって反射部
２０の交換も容易に行うことができる。

【００２２】図３は他の本発明の実施の形態の１例で、
図１に示したスピンドルモータ１のモータロータ３の外
周に反射部２０を備えた場合の例である。前例が図２の
ように反射部２０が放射状の筋模様をしていたのに対
し、モータロータ３の外周の円筒面に形成するため等間
隔に矩形の反射部２０を貼り付けた形となる。発光受光
素子１９は前例と同じく発光ダイオードなどの発光素子
とフォトトランジスタなどの受光素子を組み合わせたセ
ンサーでも良く、或は、既成品の反射型フォトインタラ
プタの短距離タイプを使用して検出距離を極小にするこ
ともできる。図３で見られるようにこの例でもモータの
外径等の拡大は必要としない。このように反射部２０を
ディスクテーブル５や、モータロータ３の外側の周縁部
分に設置し、発光受光素子１９などの検出素子をモータ
ロータ３等の回転部分の外部に取り付けることによって
初期の目的が達成される。

【００２３】なお、上記実施の形態では円筒状の駆動マ
グネットによってスピンドルモータが構成されて入る場
合に付いて述べたが、図５に示すように円盤状の駆動マ
グネット５４とステータコイル５６によって構成されて
いる扁平型のスピンドルモータにも適用できるものであ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明のスピンドル
モータの回転数検出機構の採用により、出荷後に生じた
回転制御系の故障の際など、スピンドルモータを分解し
なくて良いために、故障原因の解明も簡単になり、検出
素子の交換が簡単にできるようになる。また高価なモー
タ全体を交換することも激減する。一方スピンドルモー
タを分解をせずに回転数検出用素子の交換を可能にし、
かつ、最近の小型化されたスピンドルモータの大きさを
維持して、市場の要求に対応できる。更に、モータを分
解しないで発光受光素子の調整ができるので、製造時点
での調整工数が削減されるという実用的な効果も奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転数検出機構を構成する発光受光素
子と反射部を組み込んだスピンドルモータの図である。

【図２】図１のディスクテーブルに取り付けられた反射
部の平面図である。

【図３】本発明の回転数検出機構を構成する発光受光素
子と反射部を組み込んだ別の例を示す図である。

【図４】ホール素子を回転数検出に使用した従来例のス
ピンドルモータの図である。

【図５】発光受光素子と反射部を組み込んで回転数検出
に使用した従来例のスピンドルモータの図である。

【符号の説明】

１ スピンドルモータ、２ スピンドル軸、３ モータ
ロータ、４ 駆動マグネット、５ ディスクテーブル、
６ ステータコイル ７、７ 回転軸受、８ 回転軸圧
入孔、９ 位置決め突起、１０ 光ディスク、１３ チ
ャッキングプーリ、１８ ベース、１９ 発光受光素
子、２０ 反射部、６８ ベース、６９ 発光受光素
子、７０ 反射部（エンコーダーシール）、７１ ＦＧ
信号用リングマグネット、７２ ホール素子、７３ 基
板、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクを載置するディスクテーブル
   と、 該ディスクテーブルを回転させるモータロータと、 該モータロータに回転力を与えるステータコイルと、 該ステータコイルを固定し、ロータ軸を回転自在に支持
   するベースを備えたスピンドルモータにおいて、 前記スピンドルモータの回転部分の外側に円周方向で光
   の反射率が周期的に変化する反射部を設け、前記スピン
   ドルモータの回転部分の外部に前記反射部に対向して発
   光受光素子を設置したことを特徴とするスピンドルモー
   タの回転数検出機構。
2. 【請求項２】 上記反射部はディスクを搭載するディス
   クテーブルの下面に設けたことを特徴とする請求項１に
   記載のスピンドルモータの回転数検出機構。
3. 【請求項３】 上記反射部はスピンドルモータのモータ
   ロータに設けたことを特徴とする請求項１に記載のスピ
   ンドルモータの回転数検出機構。