JP2002345282A - エアスピンドルの回転軸心振れ補正装置及び補正方法 - Google Patents
エアスピンドルの回転軸心振れ補正装置及び補正方法Info
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- JP2002345282A JP2002345282A JP2001142268A JP2001142268A JP2002345282A JP 2002345282 A JP2002345282 A JP 2002345282A JP 2001142268 A JP2001142268 A JP 2001142268A JP 2001142268 A JP2001142268 A JP 2001142268A JP 2002345282 A JP2002345282 A JP 2002345282A
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- Brushless Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な構成でエアスピンドルの回転軸心振れ
を補正する。 【解決手段】 エアスピンドル（５０）はハウジング
（２０）の中空部に挿嵌された回転軸（２４）を空気軸
受により浮動状態で支承し、複数相の電気信号によって
駆動する直流ブラシレスモータにより回転軸（２４）を
回転させる。回転軸（２４）の回転軸心振れは非接触変
位計（１２）により測定される。回転軸心振れが小さく
なるように、ドライバ（１０）を操作し、直流ブラシレ
スモータに供給する各相の電気信号の振幅値及びオフセ
ット値を調整することにより、回転軸心振れを補正す
る。
を補正する。 【解決手段】 エアスピンドル（５０）はハウジング
（２０）の中空部に挿嵌された回転軸（２４）を空気軸
受により浮動状態で支承し、複数相の電気信号によって
駆動する直流ブラシレスモータにより回転軸（２４）を
回転させる。回転軸（２４）の回転軸心振れは非接触変
位計（１２）により測定される。回転軸心振れが小さく
なるように、ドライバ（１０）を操作し、直流ブラシレ
スモータに供給する各相の電気信号の振幅値及びオフセ
ット値を調整することにより、回転軸心振れを補正す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエアスピンドルに関
し、特に、回転軸心振れを補正するための改良技術に関
する。
し、特に、回転軸心振れを補正するための改良技術に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、空気軸受により回転軸を浮動状態
に支承し、回転軸を高速回転するエアスピンドルの動力
源として直流ブラシレスモータが用いられている。直流
ブラシレスモータは急激な加速性、大きな起動トルク、
印加電圧の変化に対するリニアな回転数の変化、トルク
対入出電流の直線性などの優れた性能を備えているた
め、精密旋盤、真円度測定器、ハードディスクドライブ
のサーボトラックライタ等の動力源として好適である。
直流ブラシレスモータは回転軸に連結するモータ結合部
に取り付けられたロータマグネットと、ロータマグネッ
トに対向する位置に設置されたコイル（固定電極）とか
ら構成される。
に支承し、回転軸を高速回転するエアスピンドルの動力
源として直流ブラシレスモータが用いられている。直流
ブラシレスモータは急激な加速性、大きな起動トルク、
印加電圧の変化に対するリニアな回転数の変化、トルク
対入出電流の直線性などの優れた性能を備えているた
め、精密旋盤、真円度測定器、ハードディスクドライブ
のサーボトラックライタ等の動力源として好適である。
直流ブラシレスモータは回転軸に連結するモータ結合部
に取り付けられたロータマグネットと、ロータマグネッ
トに対向する位置に設置されたコイル（固定電極）とか
ら構成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、直流ブラシ
レスモータはコイルに供給される励磁電流とロータマグ
ネットによる磁束とが鎖交することにより円周方向に生
じるトルクによって回転軸を駆動するため、コイル基板
に対するコイルの位置決め精度に誤差が生じていると不
均一なトルクが生じ、回転軸心振れを生じる原因とな
り、高精度な回転精度を得ることができない。
レスモータはコイルに供給される励磁電流とロータマグ
ネットによる磁束とが鎖交することにより円周方向に生
じるトルクによって回転軸を駆動するため、コイル基板
に対するコイルの位置決め精度に誤差が生じていると不
均一なトルクが生じ、回転軸心振れを生じる原因とな
り、高精度な回転精度を得ることができない。
【０００４】例えば、８極の磁極を有するロータマグネ
ットから構成される直流ブラシレスモータを動力源とす
るエアスピンドルを駆動し、回転軸心振れに起因する偏
心量を基にリサージュ図形を描くと、８つのうねりを検
出することができる。コイルの位置決め誤差に起因する
回転軸心振れを消去するにはコイルの位置決め誤差を０
にする必要があるが、直流ブラシレスモータの組み立て
工程上、位置決め誤差を０にすることは非常に困難であ
る。
ットから構成される直流ブラシレスモータを動力源とす
るエアスピンドルを駆動し、回転軸心振れに起因する偏
心量を基にリサージュ図形を描くと、８つのうねりを検
出することができる。コイルの位置決め誤差に起因する
回転軸心振れを消去するにはコイルの位置決め誤差を０
にする必要があるが、直流ブラシレスモータの組み立て
工程上、位置決め誤差を０にすることは非常に困難であ
る。
【０００５】そこで、本発明は簡易な構成でエアスピン
ドルの回転軸心振れを補正するための技術を提案するこ
を課題とする。
ドルの回転軸心振れを補正するための技術を提案するこ
を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のエアスピンドル
の回転軸心振れ補正装置は、ハウジングの中空部に挿嵌
された回転軸を空気軸受により浮動状態で支承し、複数
相の電気信号によって駆動する直流ブラシレスモータに
より回転軸を回転させるエアスピンドルの回転軸振れを
補正するものであり、直流ブラシレスモータに供給する
各相の電気信号の振幅値及びオフセット値を調整する調
整手段を備える。かかる構成により、エアスピンドルの
直流ブラシレスモータに供給する各相の電気信号の振幅
値及びオフセット値を調整することで、回転軸心振れを
補正することができ、直流ブラシレスモータの組み立て
精度を要求することなく、高精度な回転精度を得ること
ができる。
の回転軸心振れ補正装置は、ハウジングの中空部に挿嵌
された回転軸を空気軸受により浮動状態で支承し、複数
相の電気信号によって駆動する直流ブラシレスモータに
より回転軸を回転させるエアスピンドルの回転軸振れを
補正するものであり、直流ブラシレスモータに供給する
各相の電気信号の振幅値及びオフセット値を調整する調
整手段を備える。かかる構成により、エアスピンドルの
直流ブラシレスモータに供給する各相の電気信号の振幅
値及びオフセット値を調整することで、回転軸心振れを
補正することができ、直流ブラシレスモータの組み立て
精度を要求することなく、高精度な回転精度を得ること
ができる。
【０００７】前記調整手段は各相の電気信号の振幅値及
びオフセット値をそれぞれ独立に調整可能であることが
好ましい。各相の電気信号の振幅値及びオフセット値を
独立に調整することにより、調整の自由度が高まり、回
転軸振れをより高精度に補正することができる。
びオフセット値をそれぞれ独立に調整可能であることが
好ましい。各相の電気信号の振幅値及びオフセット値を
独立に調整することにより、調整の自由度が高まり、回
転軸振れをより高精度に補正することができる。
【０００８】また、エアスピンドルに収容される直流ブ
ラシレスモータはコアレスのアキシアルギャップ型の直
流ブラシレスモータが好ましい。エアスピンドルの動力
源としてコアレスのアキシアルギャップ型の直流ブラシ
レスモータを用いることにより、コア付きのラジアルギ
ャップ型直流ブラシレスモータのようにコギングトルク
が発生したり、積層板のスリットによって生じる微振動
がないため、エアスピンドルの回転精度を高めることが
できる。
ラシレスモータはコアレスのアキシアルギャップ型の直
流ブラシレスモータが好ましい。エアスピンドルの動力
源としてコアレスのアキシアルギャップ型の直流ブラシ
レスモータを用いることにより、コア付きのラジアルギ
ャップ型直流ブラシレスモータのようにコギングトルク
が発生したり、積層板のスリットによって生じる微振動
がないため、エアスピンドルの回転精度を高めることが
できる。
【０００９】本発明のエアスピンドルの回転軸心振れ補
正方法は、ハウジングの中空部に挿嵌された回転軸を空
気軸受により浮動状態で支承し、複数相の電気信号によ
って駆動する直流ブラシレスモータにより回転軸を回転
させるエアスピンドルの回転軸振れを補正する方法であ
り、該回転軸を所望の回転速度で回転させながら、変位
計を用いて該回転軸の半径方向の軸心振れを測定し、該
直流モータに供給する各相の電気信号の振幅値及びオフ
セット値を調整することにより、回転軸心振れが小さく
なるように回転軸心振れを補正する。
正方法は、ハウジングの中空部に挿嵌された回転軸を空
気軸受により浮動状態で支承し、複数相の電気信号によ
って駆動する直流ブラシレスモータにより回転軸を回転
させるエアスピンドルの回転軸振れを補正する方法であ
り、該回転軸を所望の回転速度で回転させながら、変位
計を用いて該回転軸の半径方向の軸心振れを測定し、該
直流モータに供給する各相の電気信号の振幅値及びオフ
セット値を調整することにより、回転軸心振れが小さく
なるように回転軸心振れを補正する。
【００１０】各相の電気信号の振幅値及びオフセット値
をそれぞれ独立に調整することにより、軸心振れの調整
の自由度を高めることができる。また、回転軸心振れの
測定値を周波数成分毎にフーリエ変換し、高次成分の値
が小さくなるように回転軸心振れを補正すると、エアス
ピンドルの回転精度を高めることができる。
をそれぞれ独立に調整することにより、軸心振れの調整
の自由度を高めることができる。また、回転軸心振れの
測定値を周波数成分毎にフーリエ変換し、高次成分の値
が小さくなるように回転軸心振れを補正すると、エアス
ピンドルの回転精度を高めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、各図を参照して本実施の形
態について説明する。
態について説明する。
【００１２】図１はエアスピンドルの回転軸心振れを補
正するためのシステム構成図である。同図において、符
号５０はハードディスクドライブのサーボトラックライ
タに用いられるエアスピンドルであり、円筒状の軸受ハ
ウジング２０と、モータブラケット３４と、有底円筒状
のエンコーダハウジング３７とが同心円状に気密接合さ
れて一体化されている。軸受ハウジング２０内には回転
軸２４が挿嵌収容されており、その両端部にはスラスト
プレート１９，２８が回転軸２４と軸心を一致させて連
結されている。さらに、スラストプレート２８の下端部
にはモータ結合部２９、モータシャフト３６が軸心を一
致させて連結されている。
正するためのシステム構成図である。同図において、符
号５０はハードディスクドライブのサーボトラックライ
タに用いられるエアスピンドルであり、円筒状の軸受ハ
ウジング２０と、モータブラケット３４と、有底円筒状
のエンコーダハウジング３７とが同心円状に気密接合さ
れて一体化されている。軸受ハウジング２０内には回転
軸２４が挿嵌収容されており、その両端部にはスラスト
プレート１９，２８が回転軸２４と軸心を一致させて連
結されている。さらに、スラストプレート２８の下端部
にはモータ結合部２９、モータシャフト３６が軸心を一
致させて連結されている。
【００１３】軸受ハウジング２０の側壁内部には加圧エ
ア供給口２１より導入された加圧エアを軸受ハウジング
２０内に供給するためのエア供給孔２２が穿設されてい
る。符号２３は通気性のある多孔質グラファイトから構
成されたラジアル／アキシアル共用軸受であり、エア供
給孔２２を介して加圧供給口２１より供給された加圧エ
アをラジアル／アキシアル共用軸受２３と回転軸２４及
びスラストプレート１９，２８との間の軸受隙間に導入
し、空気膜を形成する。回転軸２４は空気膜のエア圧に
より、浮動状態で回転自在に支承される。回転軸２４は
軸心を中空とする円筒体であり、その側壁の軸方向中央
部には複数の貫通孔２６が形成され、これに対応するハ
ウジング２０の軸方向位置の内周面には環状溝が設けら
れ、さらにこれに連通して外部との連通孔２７が設けら
れている。ラジアル／アキシアル共用軸受２３と回転軸
２４との間の軸受隙間に導入された加圧エアのうち、２
つのラジアル／アキシアル共用軸受２３の間に排出され
る分は、それぞれのラジアル／アキシアル共用軸受２３
に隣接するハウジング２０の環状溝及び排気孔２７ａを
経て外部に排出される。
ア供給口２１より導入された加圧エアを軸受ハウジング
２０内に供給するためのエア供給孔２２が穿設されてい
る。符号２３は通気性のある多孔質グラファイトから構
成されたラジアル／アキシアル共用軸受であり、エア供
給孔２２を介して加圧供給口２１より供給された加圧エ
アをラジアル／アキシアル共用軸受２３と回転軸２４及
びスラストプレート１９，２８との間の軸受隙間に導入
し、空気膜を形成する。回転軸２４は空気膜のエア圧に
より、浮動状態で回転自在に支承される。回転軸２４は
軸心を中空とする円筒体であり、その側壁の軸方向中央
部には複数の貫通孔２６が形成され、これに対応するハ
ウジング２０の軸方向位置の内周面には環状溝が設けら
れ、さらにこれに連通して外部との連通孔２７が設けら
れている。ラジアル／アキシアル共用軸受２３と回転軸
２４との間の軸受隙間に導入された加圧エアのうち、２
つのラジアル／アキシアル共用軸受２３の間に排出され
る分は、それぞれのラジアル／アキシアル共用軸受２３
に隣接するハウジング２０の環状溝及び排気孔２７ａを
経て外部に排出される。
【００１４】モータブラケット３４内にはモータシャフ
ト３６に取り付けられたロータマグネット３１と、ガラ
スエポキシから成るコイル基板４１に固定され、ロータ
マグネット３１に対向する位置に設置されたコイル３２
とから構成される直流ブラシレスモータが収容されてい
る。直流ブラシレスモータの駆動力はモータシャフト３
６及びスラストプレート２８を介して回転軸２４を回転
させる。ロータマグネット３１はマグネットケース３０
内にて円周方向に交互に磁着された４極のＮ極と４極の
Ｓ極とから構成されている。コイル３２は６つの励磁コ
イルから構成されており、軸心を交点とする対角線上に
配置された２つのコイルをそれぞれ同相の駆動信号で励
磁することにより、直流モータを駆動することができ
る。駆動信号にはＵ相、Ｖ相及びＷ相の３種類があり、
ホール素子によって検出されたロータマグネット３１の
角度変位を基に各相の励磁順序を制御する。励磁コイル
は円周方向のトルクを有効に発生させるため、その外形
状が回転中心を始点とする放射線にほぼ平行な線分に沿
って渦巻き状に形成されるとともに、その断面形状がコ
イル線のスラスト方向の巻き数を内外周にわたって一様
となる矩形状に形成されている。
ト３６に取り付けられたロータマグネット３１と、ガラ
スエポキシから成るコイル基板４１に固定され、ロータ
マグネット３１に対向する位置に設置されたコイル３２
とから構成される直流ブラシレスモータが収容されてい
る。直流ブラシレスモータの駆動力はモータシャフト３
６及びスラストプレート２８を介して回転軸２４を回転
させる。ロータマグネット３１はマグネットケース３０
内にて円周方向に交互に磁着された４極のＮ極と４極の
Ｓ極とから構成されている。コイル３２は６つの励磁コ
イルから構成されており、軸心を交点とする対角線上に
配置された２つのコイルをそれぞれ同相の駆動信号で励
磁することにより、直流モータを駆動することができ
る。駆動信号にはＵ相、Ｖ相及びＷ相の３種類があり、
ホール素子によって検出されたロータマグネット３１の
角度変位を基に各相の励磁順序を制御する。励磁コイル
は円周方向のトルクを有効に発生させるため、その外形
状が回転中心を始点とする放射線にほぼ平行な線分に沿
って渦巻き状に形成されるとともに、その断面形状がコ
イル線のスラスト方向の巻き数を内外周にわたって一様
となる矩形状に形成されている。
【００１５】モータブラケット３４の下端部にはバック
ヨーク３５を収容するモータカバー３３が取り付けら
れ、さらにその下端にはエンコーダハウジング３７が取
り付けられている。エンコーダハウジング３７には回転
軸２４の回転数を検出するためのロータリーエンコーダ
４３が収容されている。モータシャフト３６の軸端はエ
ンコーダハウジング３７の底壁中心部の孔部を貫通して
外部に突出し、その軸端は平行板ばね３９の先端に取り
付け固定されたアースパッド３８に常時接触している。
平行板ばね３９の基端部はエンコーダハウジング３７に
連設する支持部４０に固定されている。かかる構成によ
り、回転軸２４はその下端部にて電気的にアースされる
ことになる。
ヨーク３５を収容するモータカバー３３が取り付けら
れ、さらにその下端にはエンコーダハウジング３７が取
り付けられている。エンコーダハウジング３７には回転
軸２４の回転数を検出するためのロータリーエンコーダ
４３が収容されている。モータシャフト３６の軸端はエ
ンコーダハウジング３７の底壁中心部の孔部を貫通して
外部に突出し、その軸端は平行板ばね３９の先端に取り
付け固定されたアースパッド３８に常時接触している。
平行板ばね３９の基端部はエンコーダハウジング３７に
連設する支持部４０に固定されている。かかる構成によ
り、回転軸２４はその下端部にて電気的にアースされる
ことになる。
【００１６】一方、スラストプレート１９の上端部には
磁気ディスク１８を保持するためのディスクチャック１
７が取り付けられて構成されている。ディスクチャック
１７の固定は連通孔２７に接続される不図示の真空ポン
プにより回転軸２４等の中空部２５を負圧にすることに
より行う。ディスクチャック１７の上端部には回転精度
測定用のマスタボール（基準球）１３を載置するための
芯出し板１６が設置されている。芯出し板１６は４箇所
のボルトの締込み量を調整することによりマスタボール
１３の一回転当たりの振れをできるだけ小さくすること
ができる。この調整は回転軸２４をゆっくり回転させな
がら、マスタボール１３の変位を検出する変位センサ１
４，１５からの出力を非接触変位計１２でモニタしなが
ら手動で調整する。変位センサ１４，１５は静電容量型
の変位計であり、マスタボール１３に対して回転軸２４
に直交する２方向（Ｘ方向及びＹ方向）に配置されてい
る。マスタボール１３の偏心量を基にリサージュ図形を
描くと、リサージュ図形の外接円と内接円の半径差が回
転軸２４の軸心振れに相当する。
磁気ディスク１８を保持するためのディスクチャック１
７が取り付けられて構成されている。ディスクチャック
１７の固定は連通孔２７に接続される不図示の真空ポン
プにより回転軸２４等の中空部２５を負圧にすることに
より行う。ディスクチャック１７の上端部には回転精度
測定用のマスタボール（基準球）１３を載置するための
芯出し板１６が設置されている。芯出し板１６は４箇所
のボルトの締込み量を調整することによりマスタボール
１３の一回転当たりの振れをできるだけ小さくすること
ができる。この調整は回転軸２４をゆっくり回転させな
がら、マスタボール１３の変位を検出する変位センサ１
４，１５からの出力を非接触変位計１２でモニタしなが
ら手動で調整する。変位センサ１４，１５は静電容量型
の変位計であり、マスタボール１３に対して回転軸２４
に直交する２方向（Ｘ方向及びＹ方向）に配置されてい
る。マスタボール１３の偏心量を基にリサージュ図形を
描くと、リサージュ図形の外接円と内接円の半径差が回
転軸２４の軸心振れに相当する。
【００１７】符号１０は直流ブラシレスモータを駆動す
るためのドライバであり、該ドライバ１０は直流ブラシ
レスモータを構成するコイル３２へ供給する電気信号
（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）の振幅値、及びシグナルグラウ
ンドに対するオフセット値を各相毎にそれぞれ独立に調
整する機能を備えたものである。図２は電気角３６０°
に対応する各相の電気信号の波形図である。図中、ＳＧ
は電位基準となるシグナルグラウンド、ＡＷはＷ相の振
幅値、ＯＦＵはＵ相のＳＧに対するオフセット値、ＯＦ
ＶはＶ相のＳＧに対するオフセット値である。作業者は
非接触変位計１２にてマスタボール１３の偏心成分を測
定しながら、該偏心成分が最小となるように各相の振幅
値及びオフセット値を調整する。これにより、コイル３
２の位置決め誤差に起因する回転軸２４の軸心振れを補
正することが可能となる。
るためのドライバであり、該ドライバ１０は直流ブラシ
レスモータを構成するコイル３２へ供給する電気信号
（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）の振幅値、及びシグナルグラウ
ンドに対するオフセット値を各相毎にそれぞれ独立に調
整する機能を備えたものである。図２は電気角３６０°
に対応する各相の電気信号の波形図である。図中、ＳＧ
は電位基準となるシグナルグラウンド、ＡＷはＷ相の振
幅値、ＯＦＵはＵ相のＳＧに対するオフセット値、ＯＦ
ＶはＶ相のＳＧに対するオフセット値である。作業者は
非接触変位計１２にてマスタボール１３の偏心成分を測
定しながら、該偏心成分が最小となるように各相の振幅
値及びオフセット値を調整する。これにより、コイル３
２の位置決め誤差に起因する回転軸２４の軸心振れを補
正することが可能となる。
【００１８】また、変位センサ１４，１５からの出力信
号はさらに周波数分析装置１１によって分析される。周
波数分析装置１１は軸心振れの測定結果をフーリエ変換
し、周波数成分毎の偏心量を求めることができる。作業
者は周波数分析装置１１を用いることにより、回転軸心
振れの高次成分の値が小さくなるように各相の電気信号
の振幅値及びオフセット値を調整することができる。ま
た、回転軸２４の取付誤差や形状誤差に起因する偏心成
分が含まれる場合には、これらの偏心成分を差し引くよ
うに補正しておく。 （実施例１）図１に示したコアレスのアキシアルギャッ
プ型の直流ブラシレスモータを備えるエアスピンドルに
磁気ディスクを取り付け、ディスクチャックの上端に芯
出し板を介してマスタボールを載置し、回転軸心振れを
測定した。直流ブラシレスモータは３相８極のものを使
用した。図３に非接触変位計を用いて測定したマスタボ
ールの偏心量を基に描いたリサージュ図形５１を示す。
最大偏心量は０．０７２μｍ、最小偏心量は−０．０５
６μｍであり、回転精度は０．１２８μｍであった。次
いで、非接触変位計の測定値を観察しながら、偏心量が
最小となるようにＵ相、Ｖ相及びＷ相それぞれの電気信
号の振幅値及びオフセット値を調整した。図４に非接触
変位計を用いて測定したマスタボールの偏心量を基に描
いたリサージュ図形５２を示す。最大偏心量は０．００
８μｍ、最小偏心量は−０．０１２μｍであり、回転精
度は０．０２０μｍであった。 （実施例２）不図示のコアレスのラジアルギャップ型の
直流ブラシレスモータを備えるエアスピンドルに磁気デ
ィスクを取り付け、ディスクチャックの上端に芯出し板
を介してマスタボールを載置し、回転軸心振れを測定し
た。直流ブラシレスモータは３相６極のものを使用し
た。図５に非接触変位計を用いて測定したマスタボール
の偏心量を基に描いたリサージュ図形５３を示す。最大
偏心量は０．１４０μｍ、最小偏心量は−０．１１２μ
ｍであり、回転精度は０．２５２μｍであった。次い
で、非接触変位計の測定値を観察しながら、偏心量が最
小となるようにＵ相、Ｖ相及びＷ相それぞれの電気信号
の振幅値及びオフセット値を調整した。図６に非接触変
位計を用いて測定したマスタボールの偏心量を基に描い
たリサージュ図形５４を示す。最大偏心量は０．０７３
μｍ、最小偏心量は−０．０５６μｍであり、回転精度
は０．１２９μｍであった。
号はさらに周波数分析装置１１によって分析される。周
波数分析装置１１は軸心振れの測定結果をフーリエ変換
し、周波数成分毎の偏心量を求めることができる。作業
者は周波数分析装置１１を用いることにより、回転軸心
振れの高次成分の値が小さくなるように各相の電気信号
の振幅値及びオフセット値を調整することができる。ま
た、回転軸２４の取付誤差や形状誤差に起因する偏心成
分が含まれる場合には、これらの偏心成分を差し引くよ
うに補正しておく。 （実施例１）図１に示したコアレスのアキシアルギャッ
プ型の直流ブラシレスモータを備えるエアスピンドルに
磁気ディスクを取り付け、ディスクチャックの上端に芯
出し板を介してマスタボールを載置し、回転軸心振れを
測定した。直流ブラシレスモータは３相８極のものを使
用した。図３に非接触変位計を用いて測定したマスタボ
ールの偏心量を基に描いたリサージュ図形５１を示す。
最大偏心量は０．０７２μｍ、最小偏心量は−０．０５
６μｍであり、回転精度は０．１２８μｍであった。次
いで、非接触変位計の測定値を観察しながら、偏心量が
最小となるようにＵ相、Ｖ相及びＷ相それぞれの電気信
号の振幅値及びオフセット値を調整した。図４に非接触
変位計を用いて測定したマスタボールの偏心量を基に描
いたリサージュ図形５２を示す。最大偏心量は０．００
８μｍ、最小偏心量は−０．０１２μｍであり、回転精
度は０．０２０μｍであった。 （実施例２）不図示のコアレスのラジアルギャップ型の
直流ブラシレスモータを備えるエアスピンドルに磁気デ
ィスクを取り付け、ディスクチャックの上端に芯出し板
を介してマスタボールを載置し、回転軸心振れを測定し
た。直流ブラシレスモータは３相６極のものを使用し
た。図５に非接触変位計を用いて測定したマスタボール
の偏心量を基に描いたリサージュ図形５３を示す。最大
偏心量は０．１４０μｍ、最小偏心量は−０．１１２μ
ｍであり、回転精度は０．２５２μｍであった。次い
で、非接触変位計の測定値を観察しながら、偏心量が最
小となるようにＵ相、Ｖ相及びＷ相それぞれの電気信号
の振幅値及びオフセット値を調整した。図６に非接触変
位計を用いて測定したマスタボールの偏心量を基に描い
たリサージュ図形５４を示す。最大偏心量は０．０７３
μｍ、最小偏心量は−０．０５６μｍであり、回転精度
は０．１２９μｍであった。
【００１９】以上の結果に示すように、コイルに供給す
る各相の電気信号の振幅値及びオフセット値を調整する
ことで、エアスピンドルの回転軸心振れを大幅に改善す
ることができた。尚、回転数や回転負荷によっても回転
軸心振れの大きさが異なるため、回転数や回転負荷に応
じて回転軸心振れを調整することが好ましい。
る各相の電気信号の振幅値及びオフセット値を調整する
ことで、エアスピンドルの回転軸心振れを大幅に改善す
ることができた。尚、回転数や回転負荷によっても回転
軸心振れの大きさが異なるため、回転数や回転負荷に応
じて回転軸心振れを調整することが好ましい。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、エアスピンドルの直流
ブラシレスモータに供給する各相の電気信号の振幅値及
びオフセット値を調整することで、回転軸心振れを補正
することができ、直流ブラシレスモータの組み立て精度
を要求することなく、高精度な回転精度を得ることがで
きる。また、各相の電気信号の振幅値及びオフセット値
を独立に調整できるため、調整の自由度が高まり、回転
軸振れをより高精度に補正することができる。
ブラシレスモータに供給する各相の電気信号の振幅値及
びオフセット値を調整することで、回転軸心振れを補正
することができ、直流ブラシレスモータの組み立て精度
を要求することなく、高精度な回転精度を得ることがで
きる。また、各相の電気信号の振幅値及びオフセット値
を独立に調整できるため、調整の自由度が高まり、回転
軸振れをより高精度に補正することができる。
【００２１】また、エアスピンドルの動力源としてコア
レスのアキシアルギャップ型の直流ブラシレスモータを
用いることにより、コア付きのラジアルギャップ型直流
ブラシレスモータのようにコギングトルクが発生した
り、積層板のスリットによって生じる微振動がないた
め、エアスピンドルの回転精度を特に高めることができ
る。しかし、実施例２に示した通り、ラジアルキャップ
型のブラシレスモータの場合でも回転精度を改善でき
る。また、回転軸心振れの測定値を周波数成分毎にフー
リエ変換し、高次成分の値が小さくなるように各相の電
気信号の振幅値及びオフセット値を調整することによ
り、エアスピンドルの回転精度を高めることができる。
レスのアキシアルギャップ型の直流ブラシレスモータを
用いることにより、コア付きのラジアルギャップ型直流
ブラシレスモータのようにコギングトルクが発生した
り、積層板のスリットによって生じる微振動がないた
め、エアスピンドルの回転精度を特に高めることができ
る。しかし、実施例２に示した通り、ラジアルキャップ
型のブラシレスモータの場合でも回転精度を改善でき
る。また、回転軸心振れの測定値を周波数成分毎にフー
リエ変換し、高次成分の値が小さくなるように各相の電
気信号の振幅値及びオフセット値を調整することによ
り、エアスピンドルの回転精度を高めることができる。
【図１】エアスピンドルの回転軸心振れを補正するため
のシステムの構成図である。
のシステムの構成図である。
【図２】直流ブラシレスモータに供給する各相の電気信
号の波形図である。
号の波形図である。
【図３】回転軸心振れ（補正前）のリサージュ図形であ
る。
る。
【図４】回転軸心振れ（補正後）のリサージュ図形であ
る。
る。
【図５】回転軸心振れ（補正前）のリサージュ図形であ
る。
る。
【図６】回転軸心振れ（補正後）のリサージュ図形であ
る。
る。
１０…ドライバ、１１…周波数分析装置、１２…非接触
変位計、１３…マスタボール、１４…変位センサ、１５
…変位センサ、１６…芯出し板、１７…ディスクチャッ
ク、１８…磁気ディスク、５０…エアスピンドル
変位計、１３…マスタボール、１４…変位センサ、１５
…変位センサ、１６…芯出し板、１７…ディスクチャッ
ク、１８…磁気ディスク、５０…エアスピンドル
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｇ１１Ｂ 19/20 Ｈ０２Ｐ 6/02 ３５１Ｇ ５Ｈ６０７ Ｆターム(参考） 3J102 AA02 BA03 CA11 CA17 EA02 EA06 EA18 EA22 FA08 GA03 GA13 5D109 DA01 DA12 5H019 AA02 BB01 BB05 CC02 DD01 FF03 5H560 AA03 DA02 DA19 DB07 EB01 EC01 GG01 GG03 RR01 XB04 5H605 AA04 AA08 BB05 BB09 BB10 BB20 CC04 EB02 EB06 EB13 5H607 AA04 BB07 BB09 BB13 BB25 DD16 EE38 GG04 GG07 GG09 GG10 GG14
Claims (6)
- 【請求項１】 ハウジングの中空部に挿嵌された回転軸
を空気軸受により浮動状態で支承し、複数相の電気信号
によって駆動する直流ブラシレスモータにより回転軸を
回転させるエアスピンドルの回転軸振れ補正装置であっ
て、該直流ブラシレスモータに供給する各相の電気信号
の振幅値及びオフセット値を調整する調整手段を備えた
回転軸心振れ補正装置。 - 【請求項２】 前記調整手段は各相の電気信号の振幅値
及びオフセット値をそれぞれ独立に調整可能である請求
項１に記載の回転軸振れ補正装置。 - 【請求項３】 前記直流ブラシレスモータはコアレスの
アキシアルギャップ型の直流ブラシレスモータである請
求項１又は請求項２に記載の回転軸振れ補正装置。 - 【請求項４】 ハウジングの中空部に挿嵌された回転軸
を空気軸受により浮動状態で支承し、複数相の電気信号
によって駆動する直流ブラシレスモータにより回転軸を
回転させるエアスピンドルの回転軸振れ補正方法であっ
て、該回転軸を所望の回転速度で回転させながら、変位
計を用いて該回転軸の半径方向の軸心振れを測定し、該
直流モータに供給する各相の電気信号の振幅値及びオフ
セット値を調整することにより、回転軸心振れが小さく
なるように回転軸心振れを補正する方法。 - 【請求項５】 各相の電気信号の振幅値及びオフセット
値をそれぞれ独立に調整することにより、回転軸心振れ
を補正する請求項４に記載の回転軸心振れ補正方法。 - 【請求項６】 回転軸心振れの測定値を周波数成分毎に
フーリエ変換し、２次以上の成分の値が小さくなるよう
に回転軸心振れを補正する請求項４又は請求項５に記載
の回転軸心振れ補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001142268A JP2002345282A (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | エアスピンドルの回転軸心振れ補正装置及び補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001142268A JP2002345282A (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | エアスピンドルの回転軸心振れ補正装置及び補正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002345282A true JP2002345282A (ja) | 2002-11-29 |
Family
ID=18988599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001142268A Pending JP2002345282A (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | エアスピンドルの回転軸心振れ補正装置及び補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002345282A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016008938A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | 日本精工株式会社 | 転動部材の周面測定装置 |
| JP2018123927A (ja) * | 2017-02-03 | 2018-08-09 | 株式会社テクノリンク | ロータリーアクチュエータ |
| JP2019181629A (ja) * | 2018-04-11 | 2019-10-24 | トヨタ自動車株式会社 | エアシール構造の検査方法 |
-
2001
- 2001-05-11 JP JP2001142268A patent/JP2002345282A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016008938A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | 日本精工株式会社 | 転動部材の周面測定装置 |
| JP2018123927A (ja) * | 2017-02-03 | 2018-08-09 | 株式会社テクノリンク | ロータリーアクチュエータ |
| JP2019181629A (ja) * | 2018-04-11 | 2019-10-24 | トヨタ自動車株式会社 | エアシール構造の検査方法 |
| JP6992661B2 (ja) | 2018-04-11 | 2022-01-13 | トヨタ自動車株式会社 | エアシール構造の検査方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060627 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090730 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090810 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091204 |