JPH01174258A - メディア駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフロッピーディスクなどのメディアを回転させ
るメディア駆動装置に関する。

（従来の技術〕 従来公知のメディア駆動装置では、メディアを回転駆動
させるためのモータとしてトランジスタモータが使用さ
れている。このモータは駆動回路により駆動されるもの
であるが、その同期速度の定速性は、速度検出用のＦＧ
マグネットからの信号をもとに速度制御を行う制御回路
によって確保するようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、トランジスタモータは、その同期速度の定速性
を確保するために速度制御用のＦＧマグネットおよび速
度制御回路を必要とするから、装置の部品点数が多く、
かつ、速度制御回路等の収納スペースを確保する関係か
ら小形化を図るには限界があった。

そこで本出願人は、オーブンループ制御が可能なステッ
ピングモータに着目し、これをトランジスタモータに代
えて組込みメディアを連続回転させるようにしたものを
開発するに至ったが、通常提供されている一般的なステ
ッピングモータはメディア駆動用として適しないことが
分った。

つまり、ステッピングモータのロータは、パルスの入力
の瞬間に発生し直ちに減少するトルクによって回転され
、そして、次のパルスが入力するまでの間は慣性によっ
て回転するという運動態様を繰返すため、それによって
かなり大きなトルクリップルを発生することは避けられ
ない。したがって、このようなトルクリップルが原因し
てｌ５Ｖ（瞬時速度変動）の値が大きくなってしまい、
その結果メディアに対する正規の書込み・読み出し位置
がずれるという問題があった。

なお、パルスレートを大きくすれば、トルクが小さくな
る結果としてトルクリップルを小さくできる。しかし、
トルクが小さいから、メディアに加えられる負荷摩擦ト
ルクの変動等が鋭敏に影響しやすくなって、簡単に速度
変動や税調を生じるだけでなく、パルスレートの増加に
伴って、駆動コイルの抵抗およびインダクタンスによる
時定数のために電源投入に困難が生じてしまう。

したがって本発明の目的は、小形でかつ低コストである
とともに、パルスの投入に基づいて生じるトルクリップ
ル等の影響を弱めることができるメディア駆動装置を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、上記問題点を解決するために本発明は、メディ
アを回転駆動するモータを、インナロータ構造のＰＭ形
ステッピングモータ部と、このモータ部のロータが備え
る回転軸を共通部品として上記モータ部の外周に設けら
れたアウタロータ構造のヒステリシスモータ部とから形
成したことを特徴とする。

〔作用〕

本発明のメディア駆動装置は、ＰＭ形ステッピングモー
タ部およびヒステリシスモータ部の各ステータの駆動コ
イルに、同一周波数のパルスを連続して与えることによ
り、これら両モータ部を同期させて駆動し、それによっ
てロータを介してメディアを連続回転させる。この場合
においてロータは、ＰＭ形ステッピングモータ部のステ
ータの励磁された櫛歯状突極の極性と、同ステッピング
モータ部のロータがその周部に備えたロータマグネット
に着磁されている磁極との間に働く磁気吸引力で、トル
クを得て回転されるとともに、ヒステリシスモータ部の
励磁された突極が、同モータ部が備えたヒステリシスリ
ングに磁極を誘起させることにもとずいて得られるヒス
テリシストルクによって回転される。そして、ヒステリ
シスモータはその動作原理上これが得るトルクの変動は
ほとんどないものである。したがって、このヒステリシ
ストルクとＰＭ形ステッピングモータ部で得たトルクが
合成される結果、ＰＭ形ステッピングモータ部のトルク
による回転が遅い場合には、ヒステリシストルクが進み
トルクを発生させるとともに、ＰＭ形ステッピングモー
タ部のトルクによる回転が早い場合には、ヒステリシス
トルクが遅れトルクを発生させることになる。しかも、
以上のようなトルクの合成によって、全体のトルクを増
加できることは勿論のこと、インナロータ構造のＰＭ形
ステッピングモータ部が備えたロータには、アウタロー
タ構造のヒステリシスモータ部のロータが連結されてい
るから、モータ全体としてのロータ重量を増やしてイナ
ーシャを大きくできる。

〔実施例〕

第１図および第２図を参照して本発明の一実施例を以下
説明する。

図中Ｍは図示しないフロッピーディスク又は磁気ディス
クカートリッジや光ディスク等のメディアを回転駆動す
るためのモータで、これはインナロータ構造のＰＭ（パ
ーマネントマグネット）形ステッピングモータ部１と、
アウタロータ構造のヒステリシスモータ部２とから形成
されている。

ＰＭ形ステッピングモータ部１は次のように形成されて
いる。つまり、符号３に示すステータハウジングは、例
えば第１図において下面が開口された浅皿状のカップ構
造をなしており、その周部３ａ内面には二組のステータ
要素４ａ、４ｂからなるステータ４が取付けられている
。ステータ要素４ａ、４ｂは、一対のステータヨーク５
，６と、合成樹脂製の巻枠７に巻付けられた駆動コイル
８とから形成されている。ステータヨーク５．６は鉄系
金属製リングの内周に、後述するロータ９の軸方向に沿
う櫛歯状突極を一体に折曲げて形成されている。これら
ステータヨーク５．６はその櫛歯状突極同志が互いに入
り込むようにして巻枠７に、位置決めされて支持されて
いる。なお、ステータ要素４ａ、４ｂは、巻枠７のモー
ルド成形の際に、この巻枠７の成形型内に一対のステー
タヨーク５．６をセットし、これらをモールドと同時に
巻枠７に一体的に接着させた構成でもよい。そして、こ
のステータ４の内側にはロータ９が配設されている。こ
のロータ９は、ステータハウジング３の中央部に取付け
られた軸受１０に回転自在に支持された回転軸１１に、
合成樹脂等の非磁性材１２を介して円筒状のロータマグ
ネット１３を同心的に取付けて形成されている。ロータ
マグネット１３は、その軸方向全長にわたって設けられ
るＮ極とＳ極とを、周方向に沿って交互に着磁してなる
ものである。なお、第１図中１４は止め輪を示している
。

ヒステリシスモータ部２は、ステータ１５と、上記回転
軸１１を共通部品として形成されるロータ１６とからな
る。ステータ１５は、ステータハウジング３の周部３ａ
外面に装着されたステータコア１７に設けられた複数の
突極１８（第２図参照）の夫々に駆動コイル１９を巻付
けて形成されている。この駆動コイル１９はＰＭ形ステ
ッピングモータ部１の駆動コイル８に電気的に並列に接
続されている。これとともに、突極１８はＰＭ形ステッ
ピングモータ部１のステップ角ごとに設けられている。

例えばＰＭ形ステッピングモータ部１が４相モータであ
って、その１ステツプ角が３０度である場合には、突極
１８の数は１２個に定められて突極１８間のピッチθは
３０度に設定されるものである。さらにロータ１６は、
例えば第１図において上面開口の浅い皿状をなすロータ
カップ２０の中心部を上記回転軸１１に固定するととも
に、このカップ２０の上記ステータ１５を取囲んだ周部
内面に、ヒステリシスリング２１を装着して形成されて
いる。このリング２１は例えば抗磁力が例えば１００〜
２００（Ｏｅ）の磁鋼、例えばＡＩ！、Ｎｉ、Ｃｏを主
成分とするアルニコ系磁石材料で成形されていて、その
内周面は上記突極１８の先端面と僅かなギャップを設け
て近接対向されている。なお、本実施例においてロータ
カップ２０は透磁率の良いけいそ鋼板等の鉄系材料で形
成されている。

そして、回転軸１１には上記止め輪１４を設けた端部と
反対側の端部においてメディア支持台２２が取付けられ
ている。この支持台２２にはフロッピーディスク等の図
示しないメディアが支持されるようになっている。また
第１図中２３はステータハウジング３に固定された取付
は板で、これを介して以上の構成をなすモータが図示し
ないメディア駆動装置の本体に取付けられるようにな゛
っている。

なお、以上の構成においてモータＭのトルクをＴｍ（単
位ｇｃ１１）、イナーシャをＪ（単位９ａｔｔｓ２＞、
メディアに与えられる負荷摩擦トルクをＴ、１７（単位
ｇｃ１１）、上記モータＭに対して印加されるパルスの
印加周期をＳ（単位ｒＢｄ／ｓ　）、上記モータＭの同
期速度に対する速度変動分をＣ（単位ｒａｄ／ｓ　）と
夫装置いた場合に、これらの関係が、 Ｔノ＜Ｔｍ≦（Ｃ／５）ＸＪの関係式を満足するように
構成しである。

以上のような構成のメディア駆動装置は、そのモータＭ
のＰＭ形ステッピングモータ部１およびヒステリシスモ
ータ部２を同一駆動回路によって駆動する。そうすると
、同一周波数のパルス入力によってＰＭ形ステッピング
モータ部１が駆動されると同時に、ヒステリシスモータ
部２が駆動され、それによってロータ９，１６およびメ
ディア支持台２２に支持したメディアを回転させること
ができる。

この場合、両モータ部１．２の各ステータ４゜１５が備
える駆動コイル８，１９を電気的に並列接続しであると
ともに、ヒステリシスモータ部２のステータ１５の突極
１８を、ＰＭ形ステッピングモータ部１のステップ角ご
とに設けであるから、同−周波数のパルス入力により、
ヒステリシスモータ部２におけるロータ１６の回転数と
、ＰＭ形ステッピングモータ部１におけるロータ９の回
転数とが等しくなるものである。

そしてインナロータ構造のＰＭ形ステッピングモータ部
１は、その駆動コイル８に対するパルス入力の制御によ
って励磁相を切換え、それにより励磁された櫛歯状突極
の極性と、ロータ９におけるロータマグネット１３に着
磁されてＳ極またはＮ極となっている磁極との間に働く
磁気吸引力で、ロータ９を回転させるトルクを発生する
。また、ヒステリシスモータ部２は、突極１８の励磁に
よって、Ｎ極に励磁された突極１８からＳ極に励磁され
た突極１８に向かう磁路がヒステリシスリング２１に形
成され、このリング２１の磁路部分に磁極が誘起される
。それによって、ヒステリシスリング２１の磁極と励磁
された突極１８との間に働く磁気吸引力および磁気反発
力によって、磁気ヒステリシス特性にもとずくトルクを
ロータ１６に与えることができる。

したがって、上記モータＭのロータ９，１６は、ＰＭ形
ステッピングモータとしてのトルクとヒステリシストル
クを同時に得て回転される。ところで、ヒステリシスモ
ータ部２はその動作原理上から発生するヒステリシスト
ルクの変動はほとんどないことが知られている。

このため、以上のようにヒステリシストルクとＰＭ形ス
テッピングモータとしてのトルクが合成される結果、ト
ルクリップル等による速度変動に対して、ＰＭ形ステッ
ピングモータとしてのトルクによる回転が遅い場合には
、ヒステリシストルクが進みトルクを発生させるととも
に、ＰＭ形ステッピングモータとしてのトルクによる回
転が早い場合には、ヒステリシストルクが遅れトルクを
発生させる。

よって、トルクリップルや負荷摩擦トルクの変動の影響
が弱められて、ロータ９の速度変動を少なくできるから
、ＩＳＶが小さくなって定速性を向上できる。

しかも、既述のトルク合成によって全体のトルクを増加
できるから、負荷摩擦トルク等の変動に対して有効であ
ることは勿論のこと、ＰＭ形ステッピングモータ部１の
ロータ９には、ヒステリシスモータ部２のアウタロータ
構造のロータ１６が連結されているから、ロータ９単独
の場合よりも回転する部分全体の重量を増加でき、それ
によりイナーシャを大きくできる。このため、同期速度
の定速性を更に向上できる。

なお、上記構成のメディア駆動装置は既述の関係式を満
たしているから、その関係式におけるＴノ＜Ｔｍの関係
により、負荷摩擦トルクＴノの変動に拘らず同期速度に
おける定速性を保持して、負荷摩擦トルクＴｊ７を原因
とする速度変動を防止できるとともに、Ｔｍ≦（Ｃ／５
）ＸＪの関係により、パルスの印加毎に与えられるトル
クの大き過ぎるリップルを抑制でき、かつ、イナーシャ
Ｊを大きくすることにより上記関係式を満足できるから
、イナーシャＪの増加により同期速度の定速性を向上で
きることは勿論である。

また、本実施例においては鉄系金属よりなるロータカッ
プ２０で、各ステータ４，１５およびロータマグネット
１３を、メディア支持台２２に対して仕切っているので
、このロータカップ２０により磁気シールドをすること
ができる。したがって、メディア支持台２２に支持され
る磁気ディスクに各モータ部１．２からの漏れ磁束の影
響がおよぶことを防止できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、インナロータ構造をなす
ＰＭ形のステッピングモータ部の外周に、そのロータの
回転軸を共用したアウタロータ構造のヒステリシスモー
タ部を取付けてなるモータを駆動源としたメディア駆動
装置であるから、ヒステリシストルクによって、ＰＭ形
ステッピングモータのトルクリップルやメディアによる
負荷摩擦トルクの変動の影響を弱めて、ＩＳＶを小さく
して定速性を向上できる。このため、ステッピングモー
タを使用するにも拘らず例えばフロッピーディスク等の
駆動に好適するものとできるとともに、以上のようなモ
ータの使用によって、トタンジスタモータを使用してい
た従来装置にあっては必要不可欠であった速度制御用の
ＦＧコイルや制御回路を省略でき、それによりコストの
低減および装置の小形化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示し、第１図
は縦断側面図、第２図は第１図中■−■線に沿う断面図
である。 Ｍ・・・モータ、１・・・ＰＭ形ステッピングモータ部
、２・・・ヒステリシスモータ部、４．１５・・・ステ
ータ、９．１６・・・ロータ、１１・・・回転軸、８．
１９・・・駆動コイル、１８・・・突極。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）メディアを回転駆動するモータを、インナロータ
   構造のＰＭ形ステッピングモータ部と、このモータ部の
   ロータが備える回転軸を共通部品として上記モータ部の
   外周に設けられたアウタロータ構造のヒステリシスモー
   タ部とから形成したことを特徴とするメディア駆動装置
   。
2. （２）上記両モータ部の各ステータが備える駆動コイル
   が電気的に並列に接続されているとともに、上記ヒステ
   リシスモータ部のステータはその突極を上記ＰＭ形ステ
   ッピングモータ部のステップ角ごとに設けたことを特徴
   とする上記特許請求の範囲第（１）項記載のメディア駆
   動装置。