JPH03155389A - ホールモータの回転速度制御装置 - Google Patents

ホールモータの回転速度制御装置

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JPH03155389A
JPH03155389A JP1288629A JP28862989A JPH03155389A JP H03155389 A JPH03155389 A JP H03155389A JP 1288629 A JP1288629 A JP 1288629A JP 28862989 A JP28862989 A JP 28862989A JP H03155389 A JPH03155389 A JP H03155389A
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JP
Japan
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hall
rotor
rotational speed
disk
motor
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JP1288629A
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Akio Terada
寺田 明生
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Sony Corp
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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】 A、産業上の利用分野 本発明は、ホールモータの回転速度制御装置に関する。
B1発明の概要 本発明は、ホールモータの回転速度制御装置に関し、多
相ホールモータと、多相ホールモータの2つのホール素
子からの出力信号に基づいて、多相ホールモータの磁極
が2つのホール素子を通過する時間を検出する時間検出
手段と、時間検出手段からの時間検出出力に応じて多相
ホールモータの励磁コイルの電流を制御する駆動電流制
御手段とを有し、2つのホール素子の出力信号に基づい
て、多相ホールモータの回転速度制御を行うことにより
、ロータの各磁極の着磁むら、励磁コイルにより作られ
る磁界等の影響を受けない回転速度制御が行えるように
したものである。
C3従来の技術 従来、ホール素子を用いて電機子(ロータ)の回転位相
あるいは回転角度を検出し、励磁コイルの電流の向きを
制御するブラシレス同期モータの一種であるホールモー
タにおいて、回転速度制御は次のようにして行われてい
る。
高精度の回転速度制御を行う場合は、所謂周波数発生器
(FC,)やタコジェネレータをロータに付加して、例
えばFCからのパルス信号をカウントすることにより、
現在の回転速度の精密な測定を行い、目標とする回転速
度に対する現在の回転速度の誤差に対応じて励磁コイル
電流を制御する方法(回転速度制御系)が知られている
。しかし、この方法では、FCやタコジェネレータを付
加するためコスト上の問題があった。
また、高精度の回転速度制御が必要とされていない場合
、あるいは比較的回転速度が高く、すなわち角運動量が
大きく、トルクの変動、コギング等が慣性により吸収さ
れて問題とならない場合には、ホール素子の出力そのも
のを用いて回転速度の検出を行い、回転速度を制御する
方法が知られている。例えば、第3図に示すように、3
相ホールモータにおいて、3つ励磁コイルの内側にホー
ル素子をそれぞれを設け、これらのホール素子の出力に
より、励磁コイルの電流の向きを制御すると共に、任意
の1つホール素子の出力から、現在の回転速度を検出し
、目標とする回転速度に対する現在の回転速度の誤差に
対応じて励磁コイル電流を制御する方法が知られている
D1発明が解決しようとする!i題 ところで、例えば自動車内、航空機内等で使用される装
置において、防塵、防湿、防振等の目的でロータ部分と
励磁コイルや回転制御回路とを分離し、それぞれ完全に
密閉した構造を有するホールモータを用いる装置が提案
されている。例えば次に説明する光磁気ディスク装置が
提案されている。
第4図は、光磁気ディスクを収納する密閉型のディスク
カートリッジの構造とこの光磁気ディスクにデータを記
録再生するためのディスク駆動装置の要部の構造とを示
す縦断面図である。
この第4図において、ディスクカートリッジ31は所要
の強度を有する金属、例えばアルミニウムにより成る上
部筐体32と下部筐体33を螺子止めによって合体して
成り、その内部に光磁気ディスク(以下、単にディスク
という)34が回転自在に収納されている。すなわち、
上部筐体32及び下部筐体33の内面にはそれぞれ円形
状のディスク収納凹部32a、33aが形成されており
、これらのディスク収納凹部32a、33a内にディス
ク34が配される。
また、上部筐体32には、ディスク収納凹部32aの外
周に溝35が形成され、この溝35内に0リング36が
上部筐体32と下部筐体33に挟まれるように嵌挿され
ており、このOリング3Gによってディスクカートリッ
ジ31内の気密性が保たれ、ディスク34が外気から完
全に遮断された構造と成されている。
また、両筐体32.33の内面、すなわちディスク収納
凹部32a、33aには、それぞれ中心部から外周に向
かって放射状に複数のリブ37.38が形成されており
、これらのリプ37.38によって両筐体32.33は
所要の剛性を確保されている。
ディスク34は、その中心部において回転自在に支持さ
れており、すなわち、下部筺体33のディスク収納凹部
33aの中心部には固定軸39がねじ40によって固定
され、この固定軸39に対しボールベアリング41を介
して鉄材により成るハブ42が回転自在に支持されてお
り、このハブ42にディスク34をその中心部において
接着剤によって固定しである。
そしてこのハブ42の上面部にはロータマグネット43
が固定されており、後述するようにディスクカートリッ
ジ3Iがディスク駆動装置に挿入された際に、このロー
タマグネット43がディスク駆動装置側に配されるステ
ータコイルと対応される如く成されている。
また、上部筐体32には、ロータマグネット43と対向
する部分にロータカバー44が取り付けられている。す
なわち、上部筺体32の中央部には固定孔45が形成さ
れており、この固定孔45にロータカバー44を、その
上面が上部筺体32の上平面と同一面となるように嵌合
し、その中心部を螺子46によって固定軸39に甥着す
ると共に、a−タカバー44の外周面と固定孔45の内
周面を接着剤によって接着しである。
このロータカバー44は、後述するようにディスクカー
トリッジ31がディスク駆動装置に挿入された際にディ
スク駆動装置側のステータコイルから付与される回転磁
界に対してエデイカレントロスの少ない材質、例えばス
テンレスによって形成されている。このエデイカレント
ロスの少ない材料としては、他にも例えば硬質プラスチ
ック等の所要の強度を有する非磁性体を用いることがで
きる。
また、このロータカバー44によって上部筺体32を、
反りが生じないように押さえ付ける構造としである。す
なわち、ロータカバー44の外周面部の上端縁には全周
にわたってフランジ44aが突出形成され、一方これに
対応じて上部筐体32の固定孔45の上部開口縁には、
−段低く下がった段部45aが形成されており、この段
部45aにロータカバー44のフランジ44aを面接触
状に係合させた状態でロータカバー44の中心部をσ子
4Gtこまって下部筐体33例の固定軸39に固定する
ことにより、上部筐体32はその中央部がロータカバー
44によって押さえ付けられ、上方への反りを抑制する
構造と成されている。
また、ディスク34の回転支持部においては、固定軸3
9の下端面に形成された溝に下部筺体33と固定軸39
に挾まれるように0リング47が嵌挿され、また固定軸
39の上端面に形成された溝には、ロータカバー44と
固定軸39に挾まれるようにOリング48が嵌挿されて
おり、これらのOリング47.48によってそれぞれ螺
子40.46用の孔から外気が侵入しないようにディス
クカートリッジ内を密閉しである。
以上のようにディスク34が回転自在に密閉収納された
ディスクカートリッジ31においては、下部筐体33の
前部に形成された凹状部33bに窓孔部49がディスク
34の径方向に形成され、この窓孔部49はその内面側
に固定されるガラス窓50によって全面が覆われており
、記録再生時にはこのガラス窓50を介してレーザ光が
入出射される。
また、下部筐体33には、この窓孔部49を開閉するシ
ャッタ51が備えられている。このシャッタ51は前後
方向に摺動可能で、不使用時、すなわち保存状態では前
方の摺動位置にあって窓孔部49を覆い、使用時、すな
わちディスクカートリッジ3Iをディスク駆動装置に挿
入した状態では後方に摺動されて窓孔部49を露出する
如く成されている。
また、この窓孔部49に対応じて上部筐体32には、そ
の前端縁から中心部に向かって凹状の切欠部52が形成
されている。この切欠部52は所定の深さを有し、その
底部の裏側面はディスク34に対し僅かの間隔で対応さ
れており、ディスクカートリッジ31がディスク駆動装
置に挿入された際にはこの切欠部52に、ディスク駆動
装置側に設けられた光磁気記録用の外部磁界発生手段が
配置されるように成されている。またこの切欠部52の
底部は、他の部分と比して特に肉薄に形成されており、
すなわち両筐体32.33の平板部の厚みが例えば2.
5 m m程度であるのに対し、この切欠部52の底部
の厚みは1mm程度に形成してあり、これによって外部
磁界発生手段の磁界をよりディスク34に近づける構造
としである。
以上のような構造を有するディスクカートリッジ31は
、ディスク駆動装置60に挿入装填される。このディス
ク駆動装置60は、ステータヨーク61、このステータ
ヨーク61の下面に固定されるステータコイル62を備
え、ディスクカートリッジ3】が挿入されると、このス
テータコイル62がロータカバー44を介してロータマ
グネット43と対向する状態となり、このステータコイ
ル62とロータマグネット43によって偏平ブラシレス
モーフが構成される。そしてステータコイル62に通電
し回転磁界を発生させることによりロータマグネット4
3が回転され、このためロータマグネット43と一体に
ディスク34が回転駆動される。
また、ディスク駆動装置60の光学へラド63は、ディ
スクカートリッジ31が挿入されると、窓孔部49と対
応する状態となる。そしてこの光学ヘッド63の対物レ
ンズを介してレーザ光がガラス窓50を透過してディス
ク34の記録媒体面にスボントを結像し、これによって
データの記録再生が行われる。
また、データの記録再生用の外部磁界を発生させるマグ
ネット64は、ディスクカートリッジ31が挿入される
と、このマグネット64が切欠部52内に配置された状
態となり、このマグネット64によってディスク34の
記録媒体面に光磁気記録のための外部磁界を付与する。
そしてこの外部磁界が付与された状態で光学ヘッド63
から照射されたレーザ光がディスク34の記録媒体面に
焦点を結ぶことにより、外部磁界によって磁化の反転が
起こり、これによってデータの記録が行われる。
このように、ロータ部分と励磁コイル(ステータコイル
)が完全に分離し、ディスクカートリッジとディスク駆
動装置がそれぞれ密閉した構造を採用する光磁気ディス
ク装置では、ホールモータの回転速度を検出するための
FC等をロータに付加すると、このFG等も密閉構造と
する必要があり、また、密閉されたFC等からの出力を
取り出す手段を設けなければならなく、構造が非常に複
雑になる欠点があった。
また、上述のように、単純に1つのホール素子の出力を
用いて回転速度を検出する方法の場合、ロータの磁極の
着磁の強さが各磁極で異なること、すなわち着磁むらに
より、ホール素子の出力にジッタが生しる。また、第3
図に示すように、ホール素子を励磁コイルの内側に配置
すると、励磁コイルの電流によって作られる磁束、すな
わち励磁コイルにより作られる磁界により、第5図に示
すように、励磁コイルの電流の値に応じてホール素子の
出力にオフセットが生じる。このオフセットは回転速度
を検出するためには問題とならないが、上述のように回
転速度を検出し、検出の結果により回転速度を制御する
制御ループ(閉ループ)を構成すると、ホール素子の出
力の変化点、例えば零レベルをクロスする点であるエツ
ジに同期して励磁電流が更新され、この励磁電流の更新
に対応じてジッタが発生することになり、制御系の外乱
要因となっていた。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり
、ロータの回転速度検出手段であるFGやタコジェネレ
ータ等を必要としない、またロータの各磁極の着磁むら
の影響を受けない、さらに励磁コイルにより作られる磁
界の影響を受けないホールモータの回転速度制御装置の
提供を目的とする。
時間検出手段からの時間検出出力に応じて上記多相ホー
ルモータの励磁コイルの電流を制御する駆動電流制御手
段とを有し、上記2つのホール素子の出力信号に基づい
て、上記多相ホールモータの回転速度制御を行うことに
より、上記課題を解決する。
F3作用 本発明に係るホールモータの回転速度制御装置によれば
、2つのホール素子の出力を用いることにより、ロータ
の各磁極の着磁むらに起因するホール素子の出力のジッ
タの影響を防止し、また、励磁コイルにより作られる磁
界の影響を防止する。
E1課題を解決するための手段 本発明に係るホールモータの回転速度制御装置では、多
相ホールモータと、該多相ホールモータの2つのホール
素子からの出力信号に基づいて、上記多相ホールモータ
の磁極が該2つのホール素子を通過する時間を検出する
時間検出手段と、該G、実施例 以下、本発明に係るホールモータの回転速度制御装置の
一実施例を図面を参照しながら説明する。
第1図は、本発明に係るホールモータの回転速度制御装
置の要部のブロック回路図である。
このホールモータは、例えば、上述した第3図に示す構
成の3相8極のホールモータであり、3個の励磁コイル
1.2.3の内側に3個のホール素子4.5.6が配置
されている。これらのホール素子4.5.6は、所謂ホ
ール効果により、ロータフの8磁極に着磁された磁石か
らの磁界の強さに比例して電圧を出力する。
これらのホール素子4.5.6の各出力は増幅器11.
12.13にそれぞれ送られて増幅される。これらの増
幅器11,12.13の各出力は比較器14.15、I
cにそれぞれ送られ、例えば閾値OVと比較されて24
a化される。ここで、比較器14.15.16により2
値化された各信号をそれぞれホール信号A、B、Cとし
、ホール信号A、Bを、励磁コイル1.2のコイル電流
IA。
!、と共に第2図に示す。
ホール信号A、Bは回転周期検出回路17、エツジ間隔
検出回路18、コントローラ25にそれぞれ送られ、ホ
ール信号Cはコントローラ25に送られる0回転周期検
出回路17において、ロータフの8つの磁極が例えばホ
ール素子4上を通過する時間、すなわちホール信号Aの
4周期分の時間を測定することによりロータ7が1回転
する時間が検出される。すなわち現在の回転周期(回転
速度)Toが得られる。この現在の回転周期T0は比較
器19に送られ、この比較器19において基準回転周期
発生回路20からの基準となる回転周期T□、と比較さ
れ、回転周期の差が積分回路21に送られる。この積分
回路21において発振を防止するために低周波成分のみ
が抽出され、この信号が基準間隔発生回路22に送られ
る。
エツジ間隔検出回路18において、ロータフの任意の磁
極が、例えばホール素子4上を通過してからホール素子
5上を通過するまでの時間、すなわちホール信号Aの立
ち上がりからホール信号Bの立ち上がりまでの時間T(
第2図に示す時間T1、T2、T3等)が検出される。
このエツジ間隔時間Tが比較器23に送られる。この比
較器23には上記基準間隔発生回路22からのエツジ間
隔の基準となる基準間隔時間T□、2が供給されており
、上記エツジ間隔時間Tがこの基準間隔時間T +tF
□と比較され、誤差信号がPWM (パルス幅変調)制
御信号発生回路24に送られる。このPWM制御信号発
生回路24において上記誤差信号に対応したパルス幅の
パルス信号が生成され、このパルス信号がコントローラ
25に送られる。このコントローラ25においてホール
信号A、B、C及び上記パルス信号に基づきホールモー
タの励磁コイル1.2.3を駆動する信号がそれぞれ生
成され、トライバ26においてコイル電流IA、Iお、
Icにそれぞれ変換される。これらのコイル電流IA、
!、、I、は励磁コイル1.2.3にそれぞれ供給され
、ロータ7の回転速度制御が行われる。
具体的には、例えば第2図に示すように、時刻1+にお
いてエツジ間隔時間T1が基準間隔発生回路22からの
基準間隔時間T1.より大きい、すなわちロータフの回
転速度が遅いことが検出された場合、次のエツジ間隔時
間の検出開始までに、例えば時刻り、での検出後直ちに
、コイル電流■^、1@、Ic(コイル電流■ゎは図示
せず)の値を夏。
から■2に増加させ、ロータ7の回転速度を上げるよう
にする。また、時刻Lmにおいてエツジ間隔時間T2が
基準間隔時間T□F2より大きいことが再び検出された
場合、時刻Lxでの検出後直ちに、コイル電流TA、I
3、!、ノ値を12から13に増加させ、ロータフの回
転速度をさらに上げるように回転速度制御を行う。
このように、ロータフの1つ磁極が2つのホール素子4
.5上を通過する時間間隔Tを測定することにより、各
磁極に着磁むらがある場合でも、これらの着磁むらの影
響を受けることなく、エツジ間隔時間Tを検出できるこ
とになる。また、上述のように時刻t1、t2の直後に
おいて、コイル電流■1、■8、■、を変化させ、エツ
ジ間隔時間Tを測定する期間(第2図に示す時間T8、
T2、T。
等)においては、コイル電’11 T a、Is、Ic
を一定値とすることにより、上述した励磁コイル1.2
の磁界によるホール素子4.5の各出力のオフセット量
は同一となり、オフセントに起因するホール信号A、B
の立ち上がり位置の変動は同相であって同一の大きさを
有することになる。この結果、エツジ間隔時間Tはオフ
セットの影響を受けないことになる。さらに、1つのホ
ール素子で検出されるホール信号をもとに現在の回転速
度を検出し、エツジ間隔時間の基準間隔時間を生成する
ことにより、各ホール素子の取付は精度、例えば第3図
に示すように60度間隔で取りつける精度を緩和するこ
とができることになる。
以上のように、2つのホール素子4.5がらのホール信
号A、Bを用いてロータフの1つの磁極がこれらのホー
ル素子4.5上を通過する時間Tを測定し、ロータフの
回転速度の制御を行うことにより、ホールモータの回転
速度制御に対するロータフの各磁極の着磁むらの影響を
防止することができる。また、励磁コイルI、2により
作られる磁界の影響を防止することができる。この結果
、ロータ7の各磁極の着磁むら、励磁コイル1.2の磁
界の影響を受けないホールモータの回転速度制御が可能
となる。また、ホール素子4.5.6の取付は精度を緩
和でき、製造コストを削減することができる。
また、例えば上述した第4図に示す光磁気ディスク装置
等のようにロータ部分と励磁コイル部分を分離してそれ
ぞれを密閉構造としたホールモータにおいても、励磁コ
イル(第4図においてはステータコイル32)内にホー
ル素子を設け、上述のようにしてロータの回転速度の制
御を行うことにより、他のFC等のようなロータの回転
速度検出手段を設ける必要がない。
なお、本発明は上記実施例に限定されず、例えば第1図
に示すホールモータの回転速度制御装置の要部の回転周
期検出回路17乃至コントローラ25をマイクロコンピ
ュータ等で構成し、ソフトウェアで上述のような信号処
理を行うようにしてもよい。
H1発明の効果 以上の説明からも明らかなように、本発明では、2つの
ホール素子からのホール信号を用いてロータの1つの磁
極がこれらのホール素子上を通過する時間を測定し、ロ
ータの回転速度の制御を行うことにより、ホールモータ
の回転速度制御に対するロータの各磁極の着磁むらの影
響を防止し、また、励磁コイルにより作られる磁界の影
響を防止するこができる。この結果、ロータの各磁極の
着磁むら、励磁コイルの磁界の影響を受けないホールモ
ータの回転速度制御が可能となる。また、ホール素子の
取付は精度を緩和でき、製造コストを削減することがで
きる。
また、例えば上述した第4図に示す光磁気ディスク装置
等のようにロータ部分と励磁コイル部分を分離してそれ
ぞれを密閉構造としたホールモータにおいても、励磁コ
イル内にホール素子を設け、上述のようにしてロータの
回転速度の制御を行うことにより、他のFC等のような
ロータの回転速度検出手段を設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るホールモータの回転速度制御装置
の要部のブロック回路図であり、第2図は上記ホールモ
ータのホール信号A、B、コイルN?lL I s、 
 I llのタイムチャートであり、第3図はホールモ
ータのホール素子、励磁コイル、ロータの配置関係を示
す図であり、第4図は光磁気ディスクを入れる密閉型の
ディスクカートリッジの構造とこの光磁気ディスクにデ
ータを記録再生するためのディスク駆動装置の要部の構
造を示す縦断面図であり、第5図はホール素子の出力信
号波形図である。 1.2. 4、5. 7 ・・・・ I 7 ・・・・ 18 ・・・・ 19、23 20 ・・・・ 22 ・・・・ 24 ・・・・ 25 ・・・・ 26 ・・・・ 3 ・・・・励磁コイル 6 ・・・・ホール素子 ロータ 回転周期検出回路 エツジ間隔検出回路 ・・・・比較器 基準回転周期発生回路 基準間隔発生回路 PWM制御信号発生回路 コントローラ ドライバ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 多相ホールモータと、 該多相ホールモータの2つのホール素子からの出力信号
    に基づいて、上記多相ホールモータの磁極が該2つのホ
    ール素子を通過する時間を検出する時間検出手段と、 該時間検出手段からの時間検出出力に応じて上記多相ホ
    ールモータの励磁コイルの電流を制御する駆動電流制御
    手段とを有し、 上記2つのホール素子の出力信号に基づいて、上記多相
    ホールモータの回転速度制御を行うことを特徴とするホ
    ールモータの回転速度制御装置。
JP1288629A 1989-11-08 1989-11-08 ホールモータの回転速度制御装置 Pending JPH03155389A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112593777A (zh) * 2020-12-16 2021-04-02 珠海格力电器股份有限公司 智能门锁的电机控制方法及智能门锁

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112593777A (zh) * 2020-12-16 2021-04-02 珠海格力电器股份有限公司 智能门锁的电机控制方法及智能门锁

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