JP2717044B2 - 回転機構におけるパルス発生装置及びその着磁方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、フロッピーデ
ィスクドライブ装置などの回転装置におけるパルス発生
装置及びその着磁方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、３．５インチフロッピーディス
クドライブ装置では、プラスチックマグネットなどで製
作されたハブ台などのロータの側面にＮ極とＳ極からな
るインデックス着磁がなされており、Ｓ極を磁気センサ
で検出することにより、ロータ１回転につき１個のイン
デックスパルスを発生させている。このようなパルス発
生装置の例として実開昭６１−１０８９２２号公報記載
のものがある。

【０００３】図１３は、従来の回転機構におけるパルス
発生装置の着磁方法の例を示すもので、着磁装置の二つ
の励磁突極４ａ，４ｂを、プラスチックマグネットなど
からなるロータ５の周面に対して一定かつ同じ間隙をお
いて近接させ、二つの励磁突極４ａ，４ｂの励磁巻線に
電流を流すことにより、ロータ５にＳ極の磁極７ａとＮ
極の磁極７ｂとに分割着磁するものである。

【０００４】図１４は、図１３に示す着磁装置で着磁し
た磁極の表面磁束密度の回転角度に対する変化を曲線ａ
で示す。上記二つの磁極７ａ，７ｂは同一の条件のもと
で着磁されるため、Ｓ極の磁極７ａの表面磁束密度Ｂ₁
とＮ極の磁極７ｂの表面磁束密度Ｂ₂は等しくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、Ｓ極の
磁極７ａを磁気センサで検出してインデックスパルスを
発生させるわけであるが、従来のような同一条件のもと
でのＮ極とＳ極の２極着磁では、Ｓ極着磁が一定値で飽
和するため、図１２に曲線ａで示すように、ＮからＳへ
の磁束の変化が緩くなる。その結果、磁気センサの感度
が温度特性などによって変化すると、インデックスパル
スの発生位置が変動しやすいという問題がある。その理
由は、図１２でａ₁は磁気センサの感度が最高のときの
インデックスパルスの発生位置を、ａ₂は磁気センサの
感度が最低のときのインデックスパルスの発生位置を示
しているが、上記のように、ＮからＳへの磁束の変化が
緩くなると、磁気センサの感度が最高のときと最低のと
きとでインデックスパルス発生位置の変動幅が大きくな
るからである。

【０００６】また、ディスクドライブ装置などでは、ハ
ブ台のドライブ方式としてダイレクトドライブ方式とベ
ルトドライブ方式があり、ダイレクトドライブ方式に
も、モータのロータとハブ台が基板を挾んで取付けられ
ているものとロータとハブ台がともに基板の一面側に取
付けられているものがある。しかるに、モータのロータ
とハブが基板を挾んで取付けられているダイレクトドラ
イブ方式であってモータのロータの外周にインデックス
マグネットを設けた場合は、インデックスマグネットが
ベルトドライブ方式とは逆向きに回転するため、ベルト
ドライブ方式に対して、インデックス着磁を逆極性にす
るか、磁気センサが検出する極性を逆にする必要があ
る。

【０００７】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、磁気センサで検出しようとする
磁極の磁束の変化を急峻にすることを可能にし、温度特
性などで磁気センサの感度が変化しても、インデックス
パルス発生位置の変動幅が小さくなるようにした回転機
構におけるパルス発生装置及びその着磁方法を提供する
ことを目的とする。

【０００８】本発明はまた、インデックスマグネットの
回転方向が何れの方向であっても、インデックス着磁を
逆極性にしたり磁気センサが検出する極性を逆にしたり
する必要のないパルス発生装置及びその着磁方法を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、回転装置のロータの少な
くとも一部にマグネットを備え、ステータ側に磁気セン
サを有し、マグネットにＳ極とＮ極とをロータの回転方
向の前後に分割着磁してなる回転機構におけるパルス発
生装置において、マグネットのＳ極とＮ極の一方の磁極
の表面磁束密度Ｂ₁と他方の磁極の表面磁束密度Ｂ₂の関
係を、３／４Ｂ₁≧Ｂ₂にした。

【００１０】請求項２記載の発明は、マグネットを３分
割着磁し、表面磁束密度Ｂ₁でなる一方の磁極の両側に
表面磁束密度Ｂ₂でなる他方の磁極を並設した。

【００１１】請求項３記載の発明は、励磁巻線を有する
第１、第２、第３の励磁突極を備え、第１の励磁突極の
両側に第２、第３の励磁突極が並設された着磁装置を用
い、ロータとステータを有する回転装置の上記ロータの
一部に設けられたマグネットに対して第１の励磁突極を
第２、第３の励磁突極よりも近接させ、第１、第２、第
３の励磁突極の励磁巻線に電流を流して上記マグネット
を着磁するようにした。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明のように、マグネットのＳ
極とＮ極の一方の磁極の表面磁束密度Ｂ₁と他方の磁極
の表面磁束密度Ｂ₂の関係を３／４Ｂ₁≧Ｂ₂にすること
により、磁気センサで検出しようとする一方の磁極の磁
束が急峻に変化し、磁気センサの感度が変化しても、イ
ンデックスパルス発生位置の変動幅が小さくなる。

【００１３】請求項２記載の発明のように、マグネット
を３分割着磁し、一方の磁極の両側に他方の磁極を並設
することにより、ロータの回転方向が正方向であっても
逆方向であっても磁気センサからは同じ検出信号が得ら
れる。

【００１４】請求項３記載の発明のように、ロータの一
部に設けられたマグネットに対して第１の励磁突極を第
２、第３の励磁突極よりも近接させて着磁することによ
り、マグネットの一方の磁極の表面磁束密度Ｂ₁と他方
の磁極の表面磁束密度Ｂ₂の関係を３／４Ｂ₁≧Ｂ₂にす
ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明にかかる回
転機構におけるパルス発生装置及びその着磁方法の実施
例について説明する。図１は、フロッピーディスクドラ
イブ装置に本発明を適用した実施例を示す。図１におい
て、プラスチックマグネットなどによってシャフト１２
とともに一体成形された円盤状のハブ台１４は、図示さ
れないモータによって回転駆動されるロータをなしてい
る。ハブ台１４の外周部には３分割着磁されてなる着磁
部７を有している。着磁部７は、Ｓ極に着磁された中央
の第１の磁極７ａとその両側に並設されてＮ極に着磁さ
れた第２、第３の磁極７ｂ，７ｂからなる。第１の磁極
７ａの表面磁束密度をＢ₁、第２、第３の磁極７ｂ，７
ｂの表面磁束密度をＢ₂としたとき、Ｂ₁とＢ₂は、３／
４Ｂ₁≧Ｂ₂の関係になるように着磁されている。ハブ台
１４の上面には、ディスクハブのチャッキング窓に係合
する駆動ピン１８が突出している。上記着磁部７の各磁
極７ａ，７ｂ，７ｂは、ステータ側に設けられた磁気セ
ンサによって検出され、インデックス信号が出力され
る。

【００１６】図２は、フロッピーディスクドライブ装置
に本発明を適用した別の実施例を示す。図２において、
鉄製の扁平なロータケース２５の外周にはプラスチック
マグネットなどからなるマグネットリング２４が固着さ
れている。マグネットリング２４は、３分割着磁されて
なる着磁部７を有している。着磁部７は、図１の実施例
と同様に、中央の第１の磁極７ａとその両側に並設され
た第２、第３の磁極７ｂ，７ｂからなる。第１の磁極７
ａの表面磁束密度Ｂ₁と第２、第３の磁極７ｂ，７ｂの
表面磁束密度をＢ₂との関係は、３／４Ｂ₁≧Ｂ₂になる
ように着磁されている。ロータケース２５の上面には、
シート状のチャッキングマグネット２６が載せられ、チ
ャッキングマグネット２６の上面には、ディスクハブの
チャッキング孔に係合する駆動ピン２８が突出してい
る。各磁極７ａ，７ｂ，７ｂは、ステータ側の磁気セン
サによって検出される。

【００１７】次に、本発明にかかるパルス発生装置の着
磁方法の実施例について説明する。図３において、第１
の励磁突極８ａと第２の励磁突極８ｂを備えた着磁装置
を用い、ロータを構成するハブ台１４に対し、第１の励
磁突極８ａを、第２の励磁突極８ｂよりも近接させ、第
１、第２の励磁突極８ａ，８ｂに巻回された励磁巻線に
電流を流してハブ台１４を着磁する。これによってハブ
台１４には第１の励磁突極８ａによってＳ極に着磁され
た第１の磁極７ａと、第２の励磁突極８ｂによってＮ極
に着磁された第２の磁極７ｂとが形成されるが、ハブ台
１４に対し、第１の励磁突極８ａが、第２の励磁突極８
ｂよりも近接しているため、第１の磁極７ａの表面磁束
密度Ｂ₁は第２の磁極７ｂの表面磁束密度Ｂ₂よりも大き
くなる。上記表面磁束密度Ｂ₁、Ｂ₂の関係は、３／４Ｂ
₁≧Ｂ₂になるように、各励磁突極８ａ，８ｂの位置及び
励磁巻線の巻回数などを設定しておく。なお、図３に示
す例では２極着磁されることになり、図１、図２に示す
ような３極着磁とは若干異なる。

【００１８】図１０は、図３に示す方法で着磁した場合
の表面磁束密度分布を曲線ｂで示す。上記のように、ハ
ブ台１４に対して、第１の励磁突極８ａを第２の励磁突
極８ｂよりも近接させて着磁することにより、第１の磁
極７ａの表面磁束密度Ｂ₁＝５６０（Ｇ）、第２の磁極
７ｂの表面磁束密度Ｂ₂＝３５０（Ｇ）というように、
Ｂ₁とＢ₂の関係は、３／４Ｂ₁≧Ｂ₂の条件を満たしてい
る。その結果、図１２に曲線ｂで示すように、Ｎ極から
Ｓ極への磁束変化が急峻になる。図１２でｂ₁は磁気セ
ンサの感度が最高のときのインデックスパルスの発生位
置を、ｂ₂は磁気センサの感度が最低のときのインデッ
クスパルスの発生位置を示しているが、上記のように、
ＮからＳへの磁束の変化が急峻になると、磁気センサの
感度が最高のときと最低のときとでインデックスパルス
発生位置の変動幅が小さくなる。従って、磁気センサの
感度が温度特性などによって変化しても、インデックス
パルスの発生位置の変動は少なくなるという効果を奏す
る。

【００１９】次に、別の着磁方法の実施例について説明
する。図４、図５において、第１の励磁突極８ａと第
２、第３の励磁突極８ｂ，８ｃを備えた着磁装置８を用
い、ロータを構成するハブ台１４に対し、第１の励磁突
極８ａを第２、第３の励磁突極８ｂ，８ｃよりも近接さ
せ、第１、第２、第３の励磁突極８ａ，８ｂ、８ｃに巻
回された励磁巻線９に電流を流してハブ台１４を着磁す
る。励磁巻線９の第１の励磁突極８ａに対する巻回方向
を正方向とすると、第２、第３の励磁突極８ｂ，８ｃに
対する巻回方向は逆方向になっている。こうしてハブ台
１４には第１の励磁突極８ａによってＳ極に着磁された
第１の磁極７ａと、第２、第３の励磁突極８ｂ、８ｃに
よってＮ極に着磁された第２、第３の磁極７ｂ，７ｂと
が形成される。しかし、ハブ台１４に対し、第１の励磁
突極８ａが、第２、第３の励磁突極８ｂ，８ｃよりも近
接しているため、図１、図２について説明したように、
第１の磁極７ａの表面磁束密度Ｂ₁と第２、第３の磁極
７ｂ，７ｂの表面磁束密度Ｂ₂との関係は、３／４Ｂ₁≧
Ｂ₂の条件を満たすことになる。

【００２０】図１１は、図４、図５に示す方法で着磁し
た場合の表面磁束密度分布を曲線ｃで示す。上記のよう
に、ハブ台１４に対し、第１の励磁突極８ａを第２、第
３の励磁突極８ｂ，８ｃよりも近接させて着磁すること
により、第１の磁極７ａの表面磁束密度Ｂ₁＝５６０
（Ｇ）、第２、第３の磁極７ｂ，７ｂの表面磁束密度Ｂ
₂＝３５０（Ｇ）というように、Ｂ₁とＢ₂との関係は３
／４Ｂ₁≧Ｂ₂の条件を満たすことになる。その結果、図
１２に曲線ｂで示すように、Ｎ極からＳ極への磁束変化
が急峻になり、前述の実施例と同様の効果を奏する。

【００２１】次に、本発明装置を適用した回転装置の各
種変形例について説明する。図６に示す実施例は、実質
的には図２の実施例と同じで、ステータをなす基板３２
の上面側にモータのロータケース２４及びスピンドルハ
ブ２９を設けたものである。ロータケース２４の外周部
には、図４、図５に示すような着磁方法で３分割着磁さ
れた着磁部７があり、基板３２に取付けられた磁気セン
サ３０によって上記着磁部７が検出されるようになって
いる。符号２２はシャフトを、２８は駆動ピンをそれぞ
れ示す。

【００２２】図７に示す実施例は、ステータをなす基板
３２の一面側にモータのロータケース２４を、基板３２
の他方の面側にハブ台２６を設けたものである。ロータ
ケース２４の外周部には、３分割着磁された着磁部７が
あり、基板３２に取付けられた磁気センサ３０によって
上記着磁部７が検出される。符号２２はシャフトを、２
８は駆動ピンをそれぞれ示す。

【００２３】これまで説明してきた実施例は何れもダイ
レクトドライブ方式であったが、本発明はベルトドライ
ブ方式にも適用することができる。図８、図９はベルト
ドライブ方式の実施例を示す。図８、図９において、デ
ィスクドライブ装置のシャーシ４０には適宜の支持部材
を介してプーリ４４を有するモータ４２が固定されてい
る。シャーシ４０にはまたモータ４２から離れた位置に
メタル軸受５２が圧入され、かしめ等によって固定され
ている。軸受５２によってシャフト５４が回転自在に支
持されており、軸受５２からシャーシ４０上に突出した
シャフト５４の上端部にはハブ台４８が固着されてい
る。ハブ台４８の少なくとも外周部５０はマグネット材
料でできており、前述のような着磁方法によって３分割
着磁された着磁部７が設けられている。着磁部７は、ス
テータとしてのシャーシ４０に固定された磁気センサ６
０によって検出され、インデックス信号が出力される。
上記ハブ台４８の外周部５０はまたプーリになってい
て、このプーリと上記モータ４２のプーリ４４との間に
はベルト４６が掛けられている。ベルトには外側からロ
ーラ６２が押し当てられて適宜の張力が与えられてい
る。ハブ台４８の底部には板ばね５６が取付けられ、板
ばね５６に取付けられた駆動ピン５８の上部がハブ台４
８の上面から突出している。

【００２４】上記着磁部７は、図４、図５に示すような
着磁方法で着磁されることにより、前述の実施例と同様
に、第１の磁極の表面磁束密度Ｂ₁と第２、第３の磁極
の表面磁束密度Ｂ₂との関係は３／４Ｂ₁≧Ｂ₂の条件を
満たしている。これにより、この実施例も前述の実施例
と同様の効果を奏する。

【００２５】さて、図７に示す例のように、モータのロ
ータ２４とハブ台２６とが基板３２を挾んで取付けられ
ているダイレクトドライブ方式であってモータのロータ
２４の外周にインデックス信号検出用の着磁部７を設け
た場合は、図６に示すようにモータのロータ２４とハブ
台２９とをともに基板３２の片面側に設けた場合、及び
図９に示すベルトドライブ方式の場合と異なり、着磁部
７が逆向きに回転する。前にも説明したように、従来の
パルス発生装置では、着磁部７が逆向きに回転する場合
は着磁部７の着磁を逆極性にするか、磁気センサが検出
する極性を逆にする必要があって面倒であるが、図４、
図５に示すような着磁方法によって３分割着磁すれば、
着磁部７の方向性がなくなるため、着磁部７の回転方向
によって着磁部７の着磁を逆極性にしたり、磁気センサ
が検出する極性を逆にしたりする必要はなく、部品及び
治工具の共通化によるコストの低減及び生産性の向上を
図ることができる。

【００２６】なお、これまでの説明では、第１の磁極を
Ｓ極としてこれを磁気センサで検出するものとしてきた
が、極性を逆にして、第１の磁極をＮ極、第２あるいは
第３の磁極をＳ極とし、第１の磁極の表面磁束密度Ｂ₁
と第２あるいは第３の磁極の表面磁束密度Ｂ₂の関係
を、３／４Ｂ₁≧Ｂ₂にし、Ｎ極の第１の磁極を磁気セン
サで検出するようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、マグネッ
トのＳ極とＮ極の一方の磁極の表面磁束密度Ｂ₁と他方
の磁極の表面磁束密度Ｂ₂の関係を３／４Ｂ₁≧Ｂ₂にし
たため、磁気センサで検出しようとする一方の磁極の磁
束が急峻に変化し、温度特性等によって磁気センサの感
度が変化しても、パルス発生位置の変動幅が小さくな
り、精度のよいパルス信号を得ることができる。また、
磁気センサで検出しようとする一方の磁極の磁束密度が
大きくなるため、磁気センサの感度の下限値に対しても
十分な余裕が得られる利点もある。

【００２８】請求項２記載の発明によれば、マグネット
を３分割着磁し、一方の磁極の両側に他方の磁極を並設
したことにより、ロータの回転方向が正方向であっても
逆方向であっても磁気センサからは同じ検出信号が得ら
れるため、マグネットの回転方向によってマグネットの
着磁を逆極性にしたり、磁気センサが検出する極性を逆
にしたりする必要はなく、部品及び治工具の共通化によ
るコストの低減及び生産性の向上を図ることができる。

【００２９】請求項３記載の発明によれば、ロータの一
部に設けられたマグネットに対して第１の励磁突極を第
２、第３の励磁突極よりも近接させて着磁するようにし
たため、マグネットの一方の磁極の表面磁束密度Ｂ₁と
他方の磁極の表面磁束密度Ｂ₂が、３／４Ｂ₁≧Ｂ₂の条
件を満たす着磁を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる回転機構におけるパルス発生装
置の実施例を示す斜視図。

【図２】本発明装置の別の実施例を示す斜視図。

【図３】本発明にかかる回転機構におけるパルス発生装
置の着磁方法の実施例の要部を示す平面図。

【図４】本発明にかかる着磁方法の別の実施例の要部を
示す平面図。

【図５】同上実施例に用いられる着磁装置の例を示す斜
視図。

【図６】本発明装置のさらに別の実施例を示す平面図及
び側面図。

【図７】本発明装置のさらに別の実施例を示す平面図及
び側面図。

【図８】本発明装置のさらに別の実施例を示す一部断面
側面図。

【図９】同上平面図。

【図１０】図３に示す着磁方法による磁極の表面磁束密
度分布の例を示す線図。

【図１１】図４に示す着磁方法による磁極の表面磁束密
度分布の例を示す線図。

【図１２】本発明にかかる着磁方法と従来の着磁方法に
よった場合の磁極の表面磁束密度分布の相違及び効果の
相違を比較して示す線図。

【図１３】従来の回転機構におけるパルス発生装置の着
磁方法の例を示す平面図。

【図１４】従来の着磁方法による磁極の表面磁束密度分
布の例を示す線図。

【符号の説明】

７ａ 一方の磁極 ７ｂ 他方の磁極 ８ 着磁装置 ８ａ 第１の励磁突極 ８ｂ 第２の励磁突極 ８ｃ 第３の励磁突極 ９ 励磁巻線 １０ ロータ ２０ ロータ ３０ 磁気センサ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータとステータを有する回転装置の上
   記ロータの少なくとも一部にマグネットを備え、ステー
   タ側に磁気センサを有し、上記マグネットにＳ極とＮ極
   とを上記ロータの回転方向の前後に分割着磁してなる回
   転機構におけるパルス発生装置において、上記マグネッ
   トのＳ極とＮ極の一方の磁極の表面磁束密度Ｂ₁と他方
   の磁極の表面磁束密度Ｂ₂の関係を、３／４Ｂ₁≧Ｂ₂に
   したことを特徴とする回転機構におけるパルス発生装
   置。
2. 【請求項２】 マグネットは３分割着磁され、表面磁束
   密度Ｂ₁でなる一方の磁極の両側に表面磁束密度Ｂ₂でな
   る他方の磁極が並設されてなる請求項１記載の回転機構
   におけるパルス発生装置。
3. 【請求項３】 励磁巻線を有する第１、第２、第３の励
   磁突極を備え、第１の励磁突極の両側に第２、第３の励
   磁突極が並設された着磁装置を用い、ロータとステータ
   を有する回転装置の上記ロータの一部に設けられたマグ
   ネットに対して第１の励磁突極を第２、第３の励磁突極
   よりも近接させ、第１、第２、第３の励磁突極の励磁巻
   線に電流を流して上記マグネットを着磁することを特徴
   とする回転機構におけるパルス発生装置の着磁方法。