JP2002238233A - スピンドルモータ及びこの回転インデックス調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フロッピー（登録商標）・ドライブ装置に組
込んでからスピンドルモータ側で回転インデックス信号
のタイミング調整を簡単にできるようにする。 【解決手段】 スピンドルモータＡは、ステータ基板１
の一方の側に突極歯７、駆動コイル９、ロータヨーク１
３を配置し、ステータ基板１の他方の面に重ねた回路基
板３３を有する。回路基板３３にあってステータ基板１
とは反対面側には、駆動コイル９の駆動回路３７、回転
速度に応じた周波数信号を検出する周波数検出部３９及
び調整部４１に加えて、調整用の固定抵抗素子４３のス
ペースを確保する。ロータヨーク１３側を内側にしてス
ピンドルモータＡをドライブ装置２５のシャーシ２７に
重ねて固定する。その後、検査によって求められた抵抗
値を有する固定抵抗素子４３を調整部４１等と同じ面で
回路基板３３に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスピンドルモータ及
びこの回転インデックス調整方法に係り、例えば３．５
インチのフロッピー・ディスクの回転駆動に好適するス
ピンドルモータ及びこの回転インデックス調整方法の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】フロッピー・ディスクを動作させるに
は、それを回転させるモータとともに、各トラック上の
データ原点を示すインデックス信号が必要である。

【０００３】従来、この種の用途に用いられるスピンド
ルモータＡは、図４に示すように、ステータ基板１に回
路基板３を重ねるとともに軸受ケーシング５を固定し、
この軸受ケーシング５の外周に放射状の突極歯７を固定
して駆動コイル９を巻き、軸受ケーシング５内に圧入し
た軸受１１には偏平なロータヨーク１３に固定した回転
軸１５を挿入し、ロータヨーク１３の側壁１３ａには周
方向にＮ極とＳ極を交互に着磁した環状の駆動マグネッ
ト１７を固定し、回路基板３にあって駆動マグネット１
７と対面する環状領域に矩形状の周波数発電パターン
（図ではＦＧパターンと略称する。）１９を形成する一
方、ロータヨーク１３の側壁１３ａ外側にロータヨーク
１３の１回転毎に位置インデックスを検出するコイルな
どのセンサー２１を配置する構成となっていた。

【０００４】図４中の符号２３は駆動マグネット１７か
らロータヨーク１３の側壁１３ａを介して部分的に外側
へ突出し、ロータヨーク１３の１回転毎にセンサー２１
の近傍を通過する補助マグネットである。

【０００５】図５は周波数発電パターン１９を示すもの
であり、図示を容易にするために放射状の突極歯７及び
周波数発電パターン１９を直線的に変形して図示してい
るが、実際は環状に配置されている。

【０００６】このようなスピンドルモータＡは、駆動コ
イル９に駆動電流を切換え通電することによってロータ
ヨーク１３が回転し、この回転に伴って周波数発電パタ
ーン１９から回転速度に応じた周波数信号が発生し、図
示しない駆動回路を介して所定の回転速度が得られるよ
う駆動電流の切換えタイミングをフィードバック制御す
るとともに、ロータヨーク１３の１回転毎にセンサー２
１から位置インデックス信号を出力する。

【０００７】そして、このスピンドルモータＡをフロッ
ピー・ドライブ装置（単にドライブ装置と略称する。）
に取付ける場合、図６に示すように、ドライブ装置２５
の本体ケースを兼ねる箱形シャーシ２７に対し、ロータ
ヨーク１３側を内側にしてステータ基板１を重ねて適当
な手段で固定される。図６中の符号２９はロータヨーク
１３に形成されたチャック３１に吸着保持されたフロッ
ピー・ディスクである。

【０００８】そして、ドライブ装置２５を実際に製品化
するには、テスト用フロッピー・ディスクを挿填して、
正確にデータの読み書きができるよう、センサー２１か
ら得られる位置インデックス信号のタイミングを調節し
ている。

【０００９】しかも、スピンドルモータＡの製造時にこ
れ単体ではインデックス調整ができず、セットメーカ側
でドライブ装置２５に組込んでから次に示すように調整
していた。

【００１０】すなわち、スピンドルモータＡの回路基板
３からリード回路片（図示せず。）を延ばしてドライブ
装置２５内の回路基板（図示せず。）に接続し、テスト
用フロッピー・ディスクで正確にデータの読み書きがで
きるよう、ドライブ装置２５内の回路基板に配置した可
変抵抗器（図示せず。）を調整したり、好ましい抵抗値
の固定抵抗素子を半田付け接続して回転インデックス信
号のタイミングを調整していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成のスピンドルモータＡでは、回路基板３からドラ
イブ装置２５側へ延ばす余分なリード回路片が必要であ
るし、ドライブ装置２５側にもインデックス調整用の回
路や素子が必要となり、コストダウンを図るには限界が
あるし、ドライブ装置２５側の小型化の障害にもなって
いる。

【００１２】また、スピンドルモータＡの駆動回路その
ものをドライブ装置２５側に配置して調整を行う構成も
考えられるが、ドライブ装置２５側に余分なスペースを
必要とし、コストアップにもなってしまう。

【００１３】さらに、この種のスピンドルモータＡにお
いて、その回路基板をステータ基板１の裏面側に配置
し、回路基板３の裏面側にそれら調整用回路や素子を配
置する構成も考えられる。

【００１４】しかし、スピンドルモータＡは、一般に、
ロータヨーク１３の安定した回転を確保する観点から、
駆動マグネット１７に対面するよう周波数発電パターン
１９を回路基板３に配置する必要があり、そのような回
路基板３をステータ基板１の裏面側に配置するには特別
な工夫が必要であり、ドライブ装置２５に組込んでから
スピンドルモータＡ側で回転検出インデックスを調整し
難い難点がある。

【００１５】さらにまた、図示はしないが、スピンドル
モータＡにおける回路基板３に可変抵抗器を配置すると
ともに、ステータ基板１にはこれを裏面側から可変でき
るような貫通孔を形成し、セットメーカ側でスピンドル
モータＡをドライブ装置２５に組込んでから可変抵抗器
を調整する構成も考えられるが、可変抵抗器を使用する
ことに加えてステータ基板１に貫通孔を形成するので、
スピンドルモータＡのコストが高くなる難点があり、解
決とならない。

【００１６】本発明者は、スピンドルモータＡの構成及
びセットメーカ側の組立て検査工程を注意深く観察検討
した結果、スピンドルモータＡの取付け構造及びセット
メーカ側の検査工程に着目して本発明を完成させた。

【００１７】本発明はそのような従来の課題を解決する
ためになされたもので、ドライブ装置などの電子機器に
組込んでからスピンドルモータ側で回転インデックスの
タイミングを調整し易く、安価かつ構成も簡単なスピン
ドルモータとこの回転インデックス調整方法の提供を目
的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】そのような課題を解決す
るために本発明に係るスピンドルモータは、ステータ基
板と、このステータ基板の一方の主面側に配置された駆
動コイルと、この駆動コイルと対向するように一方の主
面側に配置されそのステータ基板に回転自在に軸支され
たロータヨークと、このロータヨークの１回転毎に回転
インデックスを検出するインデックス検出部と、そのス
テータ基板の他方の主面側に重ねられた回路基板と、こ
の回路基板のステータ基板とは反対面側に形成されその
駆動コイルへの駆動電流を切換え通電する駆動回路と、
その反対面側に形成され駆動コイルから得られる信号に
基づきロータヨークの回転周波数を検出しその駆動回路
へ制御信号として出力する周波数検出部と、そのインデ
ックス検出部で検出された回転インデックス信号のタイ
ミングを電気的に可変調整する固定抵抗素子であってそ
の反対面側に形成される固定抵抗素子を具備している。

【００１９】また、本発明に係るインデックス調整方法
は、ステータ基板の一方の主面側に駆動コイルを配置
し、この駆動コイルと対向するように一方の主面側にて
ステータ基板に回転自在にロータヨークを軸支し、この
ロータヨークの１回転毎に回転インデックスを検出する
インデックス検出部を形成し、そのステータ基板の他方
の主面側に重ねられた回路基板にあってそのステータ基
板とは反対面側に、その駆動コイルへの駆動電流を切換
え通電する駆動回路と、その駆動コイルから得られる信
号に基づきロータヨークの回転周波数を検出してその駆
動回路へ制御信号として出力する周波数検出部とを形成
したスピンドルモータを用い、このスピンドルモータを
そのロータヨークを内側にして上記ステータ基板を電子
機器に取付けた後、そのインデックス検出部で検出され
た回転インデックス信号を所定の基準回転インデックス
に合わせる調整用の固定抵抗素子をその反対面側に取付
け、回転インデックス信号のタイミングを電気的に可変
するものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。なお、従来例と共通する部分には
同一の符号を付す。

【００２１】図１は本発明に係るスピンドルモータＡの
一例を示す縦断面図である。図１において、鋼板などの
磁性体板からなるステータ基板１には、一方（図中下
部）が塞がれた円筒状の軸受ケーシング５が、その下部
をステータ基板１にかしめ加工して固定されており、他
方（図中上部）が開口している。

【００２２】この軸受ケーシング５の外周には、鋼板な
どの複数枚の磁性体板を複数枚積層してなる放射状の突
極歯７が固定されている。

【００２３】各突極歯７には、例えば３相の駆動コイル
９が分散して巻かれており、図示しないリード線が後述
する回路基板３３まで導出され、図示しない回路パター
ンに接続され、ステータが形成されている。

【００２４】軸受ケーシング５内には、例えばオイルレ
スメタルからなる軸受１１が圧入されており、磁性体性
のロータヨーク１３の回転中心部に固定された回転軸１
５がその軸受１１に挿入され、ロータヨーク１３がステ
ータ基板１に回転自在に軸支されている。

【００２５】ロータヨーク１３は鋼板などをカップ状に
して偏平に形成され、その側壁１３ａ内側には、周方向
にＮ極とＳ極が交互に着磁された環状の駆動マグネット
１７が固定され、突極歯７の先端との間で僅かな間隔で
対面してロータを形成している。

【００２６】ロータヨーク１３の側壁１３ａの一部は切
り欠かれており、駆動マグネット１７の一部が部分的に
外側へ突出して補助マグネット２３を形成している。補
助マグネット２３は、駆動マグネット１７と別体のチッ
プ状のものをロータヨーク１３の側壁１３ａ外側に貼付
けて形成しても良い。

【００２７】回転軸１５は、ロータヨーク１３から外側
（図中上方）へ突出しており、突出した回転軸１５の周
囲においてロータヨーク１３には、フロッピー・ディス
ク２９（後述する図３参照）を一時的に吸着保持する公
知のチャック３１が形成されている。

【００２８】ステータ基板１にあって一方（ロータヨー
ク１３側）の主面には、ロータヨーク１３が１回転する
毎に補助マグネット２３の接近によって回転インデック
ス信号を出力する、例えばコイルやホール素子などのセ
ンサー２１が配置され、回路基板３３の回路パターンに
接続されている。すなわち、補助マグネット２３及びセ
ンサー２１によって回転インデックスを検出するインデ
ックス検出部３５が形成されている。

【００２９】ステータ基板１において、他方の主面すな
わちロータヨーク１３とは反対面側には、例えば紙基板
に所定の回路パターンの形成された回路基板３３が、ス
テータ基板１と絶縁性を保った状態で重ねるようにして
貼付け固定されている。

【００３０】この回路基板３３のステータ基板１とは反
対面には、上述した駆動コイル９へ流す駆動電流を切換
え通電する駆動回路３７と、ロータヨーク１３の回転に
伴って駆動コイル９に誘起した逆起電力からロータヨー
ク１３の回転速度に応じた周波数信号を検出するととも
にそれを制御信号として駆動回路３７へ出力する周波数
検出部３９が配置されている。

【００３１】周波数検出部３９は、例えば図２に示すよ
うに、例えば３相の駆動コイル９に誘起したＵ相、Ｖ相
及びＷ相の逆起電圧に基づきロータヨークの回転速度に
応じた周波数信号を形成し、駆動回路３７へ出力する機
能を有している。

【００３２】駆動回路３７は、所定の回転指令信号と周
波数検出部３９からの制御信号に基づき、駆動コイル９
への駆動電流の切換えタイミングを制御して安定駆動す
る。

【００３３】さらに、回路基板３３においてステータ基
板１とは反対面側に、センサー２１から得られた回転イ
ンデックス信号を調整する調整部４１が形成されるとと
もに、その回転インデックス信号のタイミングを調整す
るための固定抵抗素子（図では抵抗素子と略称する。）
４３が半田付け可能な回路及びスペースが確保されてい
る。

【００３４】調整部４１は、その固定抵抗素子４３の抵
抗値によって回転インデックス信号のタイミングすなわ
ち時間的な遅れを調整可能となっており、固定抵抗素子
４３は調整部４１の一部を形成している。

【００３５】このようなブラシレス形のスピンドルモー
タＡでは、駆動回路３７にて駆動コイル９への駆動電流
を切換え通電することによってロータヨーク１３が回転
し、この回転に伴って周波数検出部３９にて回転速度に
応じた周波数信号が検出され、これによって駆動回路３
７から駆動コイル９へ流す駆動電流の切換えタイミング
が制御され、ロータヨーク１３の回転速度が制御され
る。

【００３６】しかも、回路基板３３におけるステータ基
板１側とは反対面側に配置された固定抵抗素子４３の抵
抗値を適当に変更して半田付け接続すると、センサー２
１から得られた回転インデックス信号のタイミングを調
整することができる。

【００３７】次に、このような本発明に係るスピンドル
モータＡにおける回転インデックス調整方法を説明す
る。

【００３８】まず、上述したように、ステータ基板１の
一方の主面側に、突極歯７や駆動コイル９を配置すると
ともに駆動マグネット１７を有するロータヨーク１３を
回転自在に軸支させ、ステータ基板１の他方の主面側に
回路基板３３を重ね、この回路基板３３にあってステー
タ基板１とは反対面側に、駆動コイル９の駆動回路３
７、回転速度に応じた周波数信号を検出する周波数検出
部３９及び回転インデックス信号を調整する調整部４１
を形成し、調整用の固定抵抗素子４３の接続される回路
及び配置スペースを確保したスピンドルモータＡを用意
する。

【００３９】そして、図３に示すように、このスピンド
ルモータＡをステータ基板１の一方の主面側、換言すれ
ばロータヨーク１３側を内側にして、ドライブ装置２５
の箱形シャーシ２７にステータ基板１を重ね、ねじなど
の適当な手段で固定する。シャーシ２７には予めロータ
ヨーク１３が遊びをもって挿入できる挿入孔が形成され
ている。

【００４０】その後、テスト用フロッピー・ディスク２
９を挿填するとともに調整部４１から得られる信号を図
示しない検査装置へ出力し、テスト用フロッピー・ディ
スクで正確にデータが読み書きできるような固定抵抗素
子４３に係る抵抗値をその検査装置で求め、その抵抗値
に相当する値を有する固定抵抗素子４３を回路基板３３
に半田付けして製品化する。

【００４１】なお、ドライブ装置２５は、フロッピー・
ディスク２９の出し入れされる側にフラップを設けたフ
ロントパネル（図示せず。）を備えており、用途に応じ
て本体ケースを兼ねるシャーシ２７を合成樹脂製ケース
に入れて構成される。

【００４２】このように本発明のスピンドルモータＡで
は、ステータ基板１に固定した軸受ケーシング５の外周
に突極歯７を形成して３相の駆動コイル９を巻き、ロー
タヨーク１３の回転中心部に固定した回転軸１５を軸受
ケーシング５内に圧入した軸受１１に回転自在に軸支さ
せ、ロータヨーク１３には駆動マグネット１７及びイン
デックス信号発生用の補助マグネット２３を形成し、ロ
ータヨーク１３の側壁１３ａの外周には補助マグネット
２３に基づくインデックス信号を出力するセンサー２１
を配置する一方、ステータ基板１にあってロータヨーク
１３とは反対側の主面に回路基板３３を重ねるように配
置し、この回路基板３３におけるステータ板１とは反対
面側に、駆動回路３７、周波数検出部３９及び調整部４
１を配置するとともに、センサー２１からのインデック
ス信号のタイミングを調整するための固定抵抗素子４３
を接続する構成とした。

【００４３】そのため、セットメーカ側でロータヨーク
１３側を内側にしてスピンドルモータＡのステータ基板
１をドライブ装置２５に取付けても、インデックス信号
調整用の固定抵抗素子４３を接続する回路やスペースが
外部へ露出可能となり、スピンドルモータＡを取付けた
後に検査・調整によって得られる抵抗値を有する固定抵
抗素子４３を、スピンドルモータＡ側の回路基板３３の
所定位置すなわち裏面（片面）側に半田付け接続でき
る。

【００４４】その結果、ロータヨーク１３側を内側にし
てスピンドルモータＡをドライブ装置２５に組込んでか
ら、安価な例えばチップ状の固定抵抗素子４３を半田付
けするだけでインデックス信号のタイミング調整を簡単
に行える一方、回路基板３３から余分なリード回路片を
導出させる必要がなくなり、回路基板の簡素化や小型化
が可能となるうえ、ドライブ装置２５側の回路基板も簡
素化、小型化され、大幅なコストダウンが可能となる。

【００４５】しかも、セットメーカ側でインデックス信
号のタイミング検査工程をそのまま利用し、スピンドル
モータＡ側の回路基板３３でインデックス調整を行うこ
とが可能となり、セットメーカ側における負担が軽減さ
れるし、スピンドルモータＡ側においても構成や組立て
を複雑化させ難い。

【００４６】本発明はフロッピー・ディスクの回転駆動
に限定されるものではなく、回転タイミング信号の必要
な負荷の回転駆動に広く応用可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るスピン
ドルモータは、ステータ基板の一方の主面側に駆動コイ
ル、ロータヨーク及びインデックスを検出するインデッ
クス検出部を形成し、そのステータ基板の他方の主面側
に回路基板を重ね、この回路基板にあってステータ基板
とは反対面側には、駆動コイルの駆動回路と、その駆動
コイルから得られる信号に基づきロータヨークの回転周
波数を検出する周波数検出部を形成するとともに、その
インデックス検出部による回転インデックス信号を電気
的に可変調整する固定抵抗素子を配置可能に構成したか
ら、ドライブ装置などの電子機器に組込んでからスピン
ドルモータ側で回転インデックス信号のタイミングを調
節可能となり、スピンドルモータ及びこれを搭載する電
子機器の双方の構成が簡単となるうえ、コストも低減で
きる。また、ステータ基板の一方の主面側に駆動コイ
ル、ロータヨーク及びインデックス検出部を形成し、そ
のステータ基板の他方の主面側に重ねられた回路基板に
てステータ基板とは反対面側に、駆動コイルの駆動回路
と、その駆動コイルから得られる信号に基づきロータヨ
ークの回転周波数を検出する周波数検出部とを形成した
スピンドルモータを用い、そのロータヨーク側を内側に
してそのスピンドルモータを電子機器に取付けた後、イ
ンデックス検出部による回転インデックス信号を所定の
基準回転インデックスに合わせる調整用の固定抵抗素子
をその回路基板にあってステータ基板とは反対面側に取
付け、回転インデックス信号のタイミングを電気的に可
変調整する方法では、ドライブ装置などの電子機器に組
込んでからスピンドルモータ側でインデックス信号のタ
イミング調整が簡単にできるし、スピンドルモータ及び
これを搭載する電子機器側の構成を簡単かつ安価にでき
るうえ、従来のセットメーカ側の組立、検査工程をその
まま利用できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスピンドルモータの実施の形態を
示す縦断面図である。

【図２】図１のスピンドルモータの動作を説明する波形
図である。

【図３】図１のスピンドルモータを組込んだ電子機器を
示す縦断面図である。

【図４】従来のスピンドルモータを示す縦断面図であ
る。

【図５】図４中の突極歯及び周波数発電パターンの関係
を説明する図である。

【図６】図４のスピンドルモータを組込んだ電子機器を
示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ ステータ基板 ３、３３ 回路基板 ５ 軸受ケーシング ７ 突極歯 ９ 駆動コイル １１ 軸受 １３ ロータヨーク １３ａ 側壁 １５ 回転軸 １７ 駆動マグネット １９ 周波数発電パターン（ＦＧパターン） ２１ センサー（インデックス検出部） ２３ 補助マグネット（インデックス検出部） ２５ フロッピー・ドライブ装置（ドライブ装置：電子
機器） ２７ シャーシ ２９ フロッピー・ディスク ３１ チャック ３５ インデックス検出部 ３７ 駆動回路 ３９ 周波数検出部 ４１ 調整部 ４３ 固定抵抗素子（抵抗素子） Ａ スピンドルモータ

フロントページの続き (72)発明者 春山 哲也 埼玉県熊谷市万平町２丁目122番地 熊谷 精密株式会社内 Ｆターム(参考） 5D109 BA03 BA14 BA17 BA20 BA29 BA37 5H019 AA10 BB01 BB05 BB09 BB15 BB19 BB23 BB29 CC04 DD01 EE09 EE11 EE14 5H611 AA01 BB01 BB07 PP01 QQ03 RR01 RR02 TT01 TT02 TT04 UA01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータ基板と、 このステータ基板の一方の主面側に配置された駆動コイ
   ルと、 この駆動コイルと対向するように前記一方の主面側に配
   置され前記ステータ基板に回転自在に軸支されたロータ
   ヨークと、 このロータヨークの１回転毎に回転インデックスを検出
   するインデックス検出部と、 前記ステータ基板の他方の主面側に重ねられた回路基板
   と、 この回路基板にあって前記ステータ基板とは反対面側に
   形成され前記駆動コイルへの駆動電流を切換え通電する
   駆動回路と、 前記反対面側に形成され前記駆動コイルから得られる信
   号に基づき前記ロータヨークの回転周波数を検出して前
   記駆動回路へ制御信号として出力する周波数検出部と、 前記インデックス検出部で検出された回転インデックス
   信号のタイミングを電気的に可変調整する固定抵抗素子
   であって、前記反対面側に配置される固定抵抗素子と、 を具備することを特徴とするスピンドルモータ。
2. 【請求項２】 ステータ基板の一方の主面側に駆動コイ
   ルを配置し、この駆動コイルと対向するように前記一方
   の主面側にて前記ステータ基板に回転自在にロータヨー
   クを軸支し、前記ロータヨークの１回転毎に回転インデ
   ックスを検出するインデックス検出部を形成し、前記ス
   テータ基板の他方の主面側に重ねられた回路基板にあっ
   て前記ステータ基板とは反対面側に、前記駆動コイルへ
   の駆動電流を切換え通電する駆動回路と、前記駆動コイ
   ルから得られる信号に基づき前記ロータヨークの回転周
   波数を検出して前記駆動回路へ制御信号として出力する
   周波数検出部とを形成したスピンドルモータを用い、 このスピンドルモータを前記ロータヨーク側を内側にし
   て前記ステータ基板を電子機器に取付けた後、 前記インデックス検出部で検出された回転インデックス
   信号を所定の基準回転インデックスに合わせる調整用の
   固定抵抗素子を前記回路基板の前記反対面側に取付け、
   前記回転インデックス信号のタイミングを電気的に可変
   することを特徴とするスピンドルモータを用いた回転イ
   ンデックス調整方法。