JP3691908B2

JP3691908B2 - 記憶装置

Info

Publication number: JP3691908B2
Application number: JP16647596A
Authority: JP
Inventors: 譲鈴木; 栄藤谷
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1996-06-26
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2016-06-26
Also published as: JPH1011886A; US5875069A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＤＤ、ＨＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等に代表される記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の記憶装置は、装置の構成部品を取り付けたり収容するシャーシと、情報記録用の円盤を回転駆動するスピンドルモータと、情報記録用円盤に情報の読み書きを行う磁気ヘッドと、この磁気ヘッドを情報記録用円盤の半径方向に駆動するアクチュエータと、装置全体の動作を制御する制御回路とから構成されている。これらの構成部品の中でコストが最も高く、高精度が要求されるスピンドルモータには、その要求性能の高さから従来は３相ブラシレスＤＣモータが使用されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年の価格低下に対する対応は限界に達し、さらに安く構成できるモータが求められているが、クローポール型２相同期モータに着目すると、同モータは基本的にはステッピングモータであるために、その軸速度は速度変動が大きくしかも励磁状態により回転軸が上下動するために、スピンドルモータとして求められる滑らかな回転が得られず、満足できる状態で採用することはなかなか出来ないでいた。また、モータの構成上からモータ駆動用励磁コイルがソレノイドコイルとなるので、励磁のたびに大きな漏洩磁束が発生し、これが磁気ヘッドに鎖交してヘッド出力信号のＳ／Ｎを悪化させるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の点にかんがみてなされたもので、クローポール型２相同期モータの問題点である軸の回転ムラと上下動を抑えるとともに、漏洩磁束を抑えて、安価なクローポール型２相同期モータをスピンドルモータとして採用すると同時に、モータの制御方式をオープンループ方式とし、装置を制御する制御回路側に駆動回路を設け、さらには制御用ＬＳＩに駆動回路を組み込み、モータの制御の駆動回路（駆動ＩＣ）を廃止して、大幅にコストを削減した記憶装置を提供するものである。
【０００５】
本発明は上記の目的を達成するために、フレームと、情報記録用円盤と、該情報記録用円盤に読み書きを行うヘッドと、該ヘッドを駆動するアクチュエータと、前記情報記録用円盤を回転駆動するスピンドルモータを備え、前記スピンドルモータが、軟磁性鋼板を折り曲げて極歯を構成した２枚のステータヨークの間にアーマチュアコイルを挟み込んだものをモータの軸方向に複数個重ねてステータ組立体を形成し、該ステータ組立体の極歯と微小間隔隔てて対向するように設けられた永久磁石より成る界磁用ロータを有するクローポール型同期モータから成る記憶装置において、前記クローポール型同期モータは、前記ステータ組立体と、シャフトと界磁用ロータから成るロータ組立体と、前記シャフトを軸支して成る軸受と、ベースと、から成る構成であって、前記ステータ組立体と前記軸受を同軸に前記ベース上に配設し、前記ベースと前記ステータ組立体と前記軸受とを高分子材料にて一体化して、前記ベースを前記フレームに固定して成るようにした。
【０００６】
また前記クローポール型同期モータの基本ステップ数は滑らかな回転を得るために４８ステップ以上とするのが好ましい。
【０００７】
また前記情報記録用円盤を載置する前記ロータ組立体の面に前記情報記録用円盤を吸着保持するための着磁が施されて成るようにした。
【０００８】
また前記ステータ組立体の上面に磁気シールド板を配設し、磁気シールド板には剛性向上を図るため外周縁と内周縁に起こし部を設けた。
【０００９】
さらにクローポール型同期モータの駆動制御をオープンループ方式とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１１】
図１は本発明による記憶装置の一例としてのＦＤＤの内部構成を示す斜視図であり、（ａ）は情報記録用円盤である磁気記録円盤を上方に取り外した状態、（ｂ）は磁気記録円盤を装着した状態を示す。
【００１２】
図において、１はフレ−ム、２は読み書き用磁気ヘッド、３は磁気ヘッド２を磁気記録円盤５の径方向に駆動するアクチュエ−タ、４は磁気記録円盤５を回転駆動するスピンドルモ−タ、５は情報を磁気記録する磁気記録円盤（フロッピ−ディスク）、６はフレ−ム１の裏面に実装されていてＦＤＤ装置の入出力用コネクタ−を備えた制御回路を示す。フレ−ム１にはスピンドルモ−タ４、磁気ヘッド２、アクチュエ−タ３が取り付けられており、スピンドルモ−タ４の上には磁気記録円盤５が載せられて、この円盤５の両面を磁気ヘッド２で挟んで情報の記録または再生を行う。このとき磁気ヘッド２はアクチュエ−タ３により駆動されて、磁気記録円盤５の最内周側の７９トラックから最外周側の０トラックまでを円盤５の半径方向にスキャンする。
【００１３】
図２は図１に示したスピンドルモ−タ４の構成を示す縦断面図であり、１１はシ−ルド板、１２はステ−タ組立体、１３はベ−ス、１４はロ−タ組立体、１５はシャフト、１６は軸受、１７はドライブピン、１８はステ−タヨ−クＡ、１９はステ−タヨ−クＢ、２０はコイル、２１はコイルの引出し端子を示す。
【００１４】
詳細に説明すると、ベ−ス１３上には、軟磁性鋼板を折り曲げて内周面に１２個以上の極歯を形成したステ−タヨ−クＡ１８と、このステータヨーク１８と同じ構成のステ−タヨ−クＢ１９とを互いの極歯が電気角で１８０°ずれるように向い合わせ、その間にポリウレタン被覆銅線を卷回して形成したアーマチュアコイル２０を挟持してサブ組立体３０を構成し、このような構成のサブ組立体３０を２個、極歯が電気角で９０°±５°となるようにモータの軸方向に背中合わせに重ね、ステ−タ組立体１２が構成されている。ステ−タ組立体１２には、回転中心となるシャフト１５を支える軸受１６とステ−タ組立体１２の極歯との同心を出して配置し、ベ−ス１３、ステ−タ組立体１２、軸受１６の３つを高分子材料でモ−ルドにより一体化する。ここでステ−タヨ−クＡ、Ｂの極歯の数を１２個以上としたのは、１２個以下だと１回転あたり４８ステップ以下のモ−タとなり、軸の回転速度ムラが４．０％以上と大きくなってスピンドルモ−タとして使用できないからである。またステ−タの極歯の位置を規定するのは、前記規定範囲内（９０°±５°）でないと滑らかな回転が得られなく、回転ムラが４．０％以上となるからである。
【００１５】
次に中心にシャフト１５を配し、適切なイナーシャとなるように比重の大きな磁性材料入り高分子材料（プラスチックマグネット）で構成したロ−タ組立体１４の外周面に界磁用着磁を施すとともに、磁気記録円盤５と対向する面に磁気記録円盤５を吸着保持するための着磁を施し、さらに、反対の端面にはロ−タ組立体１４の軸方向の上下動の抑えを兼ねたインデックス発電用の着磁を施し、軸受１６に挿入する。なお、このときロ−タ組立体１４の磁気記録円盤５の吸着面には円盤駆動用のドライブピン１７が挿入固定されている。このような構成により滑らかな安定した回転を得ることができる。
【００１６】
次に磁気ヘッド２への漏洩磁束対策として、板厚０．３５ｍｍの珪素鋼板の内周に該ロ−タ組立体の磁気記録円盤５の吸着部が覗く穴を設けるとともに、その内周面と外周面を１１ａおよび１１ｂで示すように軸方向に起こして剛性を高めた磁気シールド板１１をステータ組立体１２の上面に被せて固定し、ベース１３をフレーム１に固定する。固定方法はネジまたは接着などいずれの方法でもよい。
【００１７】
クローポール型２相同期モ−タの駆動方式としては、同期モータのため外部クロックに同期して動作するのでオープンループ制御とする。オープンループ制御では、ロータ検出器および速度検出器を一切用いないためこれらのフィードバックループが不要になる。また、ＯＮ／ＯＦＦのスイッチングモードのパルス駆動でよいため、回路はデジタル回路でよくなり、微弱な信号を受けて駆動制御していた従来の３相ブラシレスモータのようにモータの近傍に回路を持つ必要がなくなり、ＦＤＤ装置を制御する制御回路側にモータ駆動回路を持たせることができ、さらにはＬＳＩにモ−タ駆動回路を収めることが可能となった。そのため、モータの専用駆動回路（駆動ＩＣ、回路基板、その他）が不要となり、駆動回路面でも大幅なコストダウンを図ることができた。
【００１８】
図３は、モータのステップ数（ステータの極歯数×ステータの枚数）と回転ムラとの関係を示すグラフであり、４８ステップ以下で回転ムラは４．０％以上となり著しく悪化していることがわかる。
【００１９】
図４は、シールド板の有無と漏洩磁気ノイズとの関係を示したグラフであり、特に４０トラックより内周側（７９トラック側）ではシールド板が有効であることがわかる。
【００２０】
図５は、ステータヨークの位相（極歯の位置）と回転ムラとの関係を示すグラフであり、９０°±５°を境に回転ムラは、４．０％以上と著しく悪化することがわかる。
【００２１】
このように構成することにより、従来ＦＤＤ用スピンドルモ−タとしては採用不可能だったクロ−ポ−ル型２相同期モータを回転ムラを抑えて磁気漏洩の少ないモータとしてＦＤＤ装置が構成でき、モータ部分のコストダウンとモータ制御回路部分のコストダウンが図れ、ＦＤＤ装置の大幅な低価格化が実現できた。
【００２２】
上記実施の形態では、クローポール型同期モータについて例示したが、本発明は他の形式の同期モータにも同様に適用することができる。
【００２３】
また上記実施の形態では漏洩磁束対策として設けた磁気シールド板の内周縁を上向きに起こしたが、外周縁と同じように下向きに起こしてもよい。また、円周上の一部分だけ（特に磁気ヘッド下面部）に設けてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、安価に構成できるクロ−ポ−ル型２相同期モ−タを軸の回転ムラや上下動を抑えた高精度な各種記憶装置のスピンドルモ−タとして採用することができるようになり、モータ専用駆動制御回路の廃止やロータ検出器、速度検出器を用いないオープンループ制御の採用により装置の大幅なコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による記憶装置の一例としてのＦＤＤ装置の内部構成を示す斜視図であり、（ａ）は情報記録用円盤である磁気記録円盤を上方に取り外した状態、（ｂ）は磁気記録円盤を装着した状態を示す。
【図２】図１に示したＦＤＤ装置のスピンドルモ−タの縦断面図である。
【図３】本発明によるＦＤＤ装置に用いられるスピンドルモータのステップ数（ステータの極歯数×ステータの枚数）と回転ムラとの関係を示すグラフである。
【図４】本発明によるＦＤＤ装置に用いられるスピンドルモータにおけるシールド板の有無と漏洩磁気ノイズとの関係を示したグラフである。
【図５】本発明によるＦＤＤ装置に用いられるスピンドルモータにおけるステータヨークの位相（極歯の位置）と回転ムラとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１フレーム
２磁気ヘッド
３アクチュエータ
４スピンドルモータ
５磁気記録円盤
６コントロール回路
１１シールド板
１２ステータ組立体
１３ベース
１４ロータ組立体
１５シャフト
１６軸受
１７ドライブピン
１８ステータヨークＡ
１９ステータヨークＢ
２０コイル

Claims

フレームと、情報記録用円盤と、該情報記録用円盤に読み書きを行うヘッドと、該ヘッドを駆動するアクチュエータと、前記情報記録用円盤を回転駆動するスピンドルモータを備え、前記スピンドルモータが、軟磁性鋼板を折り曲げて極歯を構成した２枚のステータヨークの間にアーマチュアコイルを挟み込んだものをモータの軸方向に複数個重ねてステータ組立体を形成し、該ステータ組立体の極歯と微小間隔隔てて対向するように設けられた永久磁石より成る界磁用ロータを有するクローポール型同期モータから成る記憶装置において、
前記クローポール型同期モータは、前記ステータ組立体と、シャフトと界磁用ロータから成るロータ組立体と、前記シャフトを軸支して成る軸受と、ベースと、から成る構成であって、前記ステータ組立体と前記軸受を同軸に前記ベース上に配設し、前記ベースと前記ステータ組立体と前記軸受とを高分子材料にて一体化して、前記ベースを前記フレームに固定して成ることを特徴とする記憶装置。
前記クローポール型同期モータの基本ステップ数が４８ステップ以上であることを特徴とする請求項１に記載の記憶装置。
前記情報記録用円盤を載置する前記ロータ組立体の面に前記情報記録用円盤を吸着保持するための着磁が施されて成ることを特徴とする請求項１に記載の記憶装置。
前記ステータ組立体の上面に磁気シールド板を配設して成ることを特徴とする請求項１に記載の記憶装置。
前記磁気シールド板の外周縁と内周縁に起こし部を設けたことを特徴とする請求項４に記載の記憶装置。
前記記憶装置がＦＤＤ（フロッピーディスク）装置であることを特徴とする請求項４に記載の記憶装置。
前記クローポール型同期モータの駆動制御をオープンループ方式としたことを特徴とする請求項１に記載の記憶装置。