JPH0654481A - 信号処理装置の駆動装置 - Google Patents

信号処理装置の駆動装置

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JPH0654481A
JPH0654481A JP4241182A JP24118292A JPH0654481A JP H0654481 A JPH0654481 A JP H0654481A JP 4241182 A JP4241182 A JP 4241182A JP 24118292 A JP24118292 A JP 24118292A JP H0654481 A JPH0654481 A JP H0654481A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】接地、機械的ブレーキ系統、固定子鉄心の改良
等により出力を維持しながら、高さ等の寸法を可及的に
小さくしたディスクメモリ等の駆動装置の提供。 【構成】金属要素が軸受支持部材に係留されて導電結合
されると共に、或る押圧力をもって駆動軸に当接し、電
磁ブレ―キ装置が軸受支持部材に係留されて電動機の回
転子ハウジング中に配設され、固定子鉄心の高さが回転
子磁石の高さより実質的に小さく形成され、固定子鉄心
が軸方向の少なくとも片側において曲折された鋼板から
なる磁束導入片を備え、磁束導入片は曲折された先端部
分が円周方向にほぼ一定の軸方向高さを備え、固定子磁
極の円周範囲に沿って回転子磁極とほぼ平行に配され回
転子磁石との間に磁気的に有効な空隙を形成する駆動装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、信号処理装置例えばデ
ィスクメモリの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディスクメモリ等の信号処理装置の駆動
装置としては、永久磁石の外部回転子を備えたブラシレ
ス直流電動機から成る直接駆動電動機を有し、該電動機
の軸受要素を受容する軸受支持部材が装置の固定部材に
連結され、該軸受支持部材の径方向外側には電動機の固
定子鉄心を形成する鋼板積層体が配設され、駆動軸が上
記軸受要素を介し上記軸受支持部材中に支承されている
形式のものが知られている。この形式の駆動装置はドイ
ツ公開公報第3144629号に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この精密工学装置であ
る電動機は、すぐれた性能をもつことが確められている
が、多くの用途にとって充分に小形ではない。
【０００４】従って本発明の目的は、上記の電動機を特
にその軸向き建構高さを小さくすることについて更に改
良することに存する。
【０００５】本発明は、接地、機械的ブレーキ系統、固
定子鉄心の改良等により、駆動装置の出力を維持しなが
ら、駆動装置の高さ等の寸法を可及的に小さくすること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明の駆動装置は、冒頭に記載の駆動装置において、金
属要素が、軸受支持部材に係留されて該軸受支持部材に
導電結合されると共に、或る押圧力をもって駆動軸に当
接していることを特徴とする。
【０００７】また本発明の駆動装置は、電磁ブレ―キ装
置が上記軸受支持部材に係留されて上記電動機の回転子
ハウジング中に配設されることを特徴とする。
【０００８】更に本発明の駆動装置は、前記固定子鉄心
の高さが全体として回転子磁石の高さより実質的に小さ
く形成され、該固定子鉄心が、軸方向の少なくとも片側
において、曲折された鋼板からなる磁束導入片を備え、
該磁束導入片は、曲折された先端部分が円周方向にほぼ
一定の軸方向高さを備え、固定子磁極の円周範囲に沿っ
て回転子磁極とほぼ平行に配されることにより回転子磁
石との間に磁気的に有効な空隙を形成することを特徴と
する。
【０００９】従来の装置は外部から回転子軸との摺動接
触をもつため、駆動装置の組立てに際して余分のスペー
ス及び余分の調節又は取付けを容易に不要にすることが
できる。
【００１０】更に電磁ブレーキ装置を軸受支持部材の上
方に係留し、回転子ハウジングの内部に配することがで
きる。
【００１１】また固定子巻線は交番磁界を発生させ固定
子鉄心はこの交番磁界に対し時間的にずれた制動及び駆
動作用をする磁気抵抗補助モーメントが回転子の回転に
より発生するように構成されている電動機において、建
構高さを小さくすることは、次のようにして達成され
る。
【００１２】即ち固定子の鋼板積層体の高さを永久磁石
の回転子の高さよりも実質的に低くし、この積層体の少
くとも一側に、折曲げ磁気回路要素を配設し、これらの
磁気回路要素の曲折した舌片状の部分は、固定子磁極の
周辺域に沿って、ほぼ一定の軸方向高さに亘って、回転
子磁石とほぼ平行に延長させ、この回転子磁石、との間
に、隣接した固定子の鋼板積層体と同様に、磁気的に有
効な空隙を形成し、折曲げた磁気回路要素が固定子の鋼
板積層体の溝の領域に凹所を備えるようにすればよい。
【００１３】そのため、電動機の出力或いは精度を低下
させずに、建構高さを減少させ得る。即ち電動機は永久
磁石の外部回転子を有する無刷子型（無集電器型）の直
流電動機であり、周囲の回転子ハウジング中には、磁極
ピッチに亘ってほぼ台形の径方向磁化を有するリング状
に湾曲した永久磁石バンド又は単体の永久磁石リングが
配されている。
【００１４】ここに永久磁石とは特に合成樹脂結合され
た磁石又はいわゆるゴム磁石でもよい。この磁石はハー
ドフェライトと弾性材料との混合物、特にエラストマー
結合バリウムフェライトである。この磁石はゴム磁石と
も呼ばれている。極間隙を比較的小さくして台形又は近
似的に台形に磁極ピッチに亘り磁化させることが好まし
い。
【００１５】同様に他の永久磁石例えば互に接着した半
シェルその他を用いてもよい。
【００１６】無刷子型直流電動機は、磁気抵抗補助モー
メント（１パルス又は２パルス）を有する電動機とする
ことが好ましい。磁気回路の固定子側部分の磁気抵抗
は、電磁気的に発生する回転モーメントに対し時間的に
ずれた（特にこの回転モーメントに対し近似的に逆相
の）磁気抵抗補助モーメントが発生するように、角度位
置に依存して可変とする。
【００１７】その場合は巻線と回転子と固定子とは、磁
気抵抗補助モーメントが電動機により発生した電磁気的
な回転モーメントが中断される時間間隔において少くと
も形成され、この回転モーメントに関連して実質的に一
定の全回転モーメントが発生するように、相互に対し同
調させることが好ましい。
【００１８】このような磁気抵抗補助モーメントを有す
る電動機、例えば特許第958919号及び特願昭48-59258に
記載された電動機は、特に構造が簡単で、しかも廉価で
ある。この電動機は作動状態が良好であり、対応する出
力の他の電動機よりも小形に製造できる。
【００１９】しかし３巻式電子電動機、例えばドイツ特
許公開第3021328号に記載された形式の電動機を用いて
もよい。
【００２０】この形式の電動機の無負荷回転数は5800RP
M、公称回転数は例えば3600RPMとすることができる。
【００２１】尚、特許請求の範囲の各要素に付した参照
符号は単に理解を容易にするためのものであり、必ずし
も各要素を図示の態様に限定することを意図するもので
はない。
【００２２】本発明のその他の特徴は、本発明の好適な
実施例を示す添付図面を参照とした以下の詳細な説明に
よって一層明らかとされよう。
【００２３】
【実施例】図面において同一又は同等の作用を示す部材
は、同一の符号によって表わされ、通常は１回だけ説明
される。また以下の説明において上部又は下部とは、当
該図面の図示についての上部又は下部の位置をそれぞれ
示すものとする。
【００２４】図１に示した集電器のない（即ち無刷子型
の）直流電動機１００は、支持フランジ１２を備えた軸
受支持部材１１を有している。
【００２５】軸受支持部材１１は好ましくは軸受支持管
として形成され、例えば成形品として、支持フランジ１
２と一体的に結合されている。軸受支持管１１中には、
径方向突起１３により相互から隔だてられた２個のころ
がり軸受１４、１５（好ましくは玉軸受）があり、これ
らの軸受は駆動軸１６を支承している。上部のころがり
軸受１４の内レースは例えば接着により駆動軸１６に強
く連結されている。
【００２６】軸受１４、１５の中心間隔は軸１６の直径
にほぼ対応している。突起１３の環状溝１７中にはばね
１８が固定してあり、ばね１８はこの環状溝から渦巻状
に中心に向って延長し、自由端１９は軸１６に摺動接触
することにより軸１６を軸受支持管１１とポテンシャル
に従って結合し、軸１６の望ましくない電位上昇を防止
する（図２）。
【００２７】ばね１８はベリリウム青銅でよい。この材
料は同種の別の電動機の場合にも有利に使用される。ば
ね１８は軸１６に接触する先端に金属製ころがり要素を
備えていてもよいが、この場合はもちろんコストが高く
なる。下部の軸受１５の内レースは駆動軸１６上におい
て摺動自在とする。
【００２８】駆動軸１６の上端にはハブ２２が固定して
あり、ハブ２２は図示しない記録ディスク（記録板）を
受けて連行するために用いられる。このディスクの中心
部の通し孔は、ハブ２２の外径に対応する直径を有して
いる。
【００２９】ハブ２２は、内方に突出したカラー２３を
有し、このカラーは、磁気的液シールの内側部分を形成
し、液シールの外側部分は、軸受支持管１１中に圧力ば
めにより挿入した磁石リング２４により形成されてい
る。磁気シール液は磁石リング２４とカラー２３との間
にある。この構造は非常に小形であり、電動機の軸向き
の長さを短くする。駆動軸１６によって磁気的液シール
の内側部分を直接形成してもよい。このシールは商品名
「フエロフルイディック・シール」の下に知られてい
る。このシールは軸受系統から固定記憶ディスクの受け
いれ域に異物の粒子が侵入することを阻止する。
【００３０】駆動軸１６の下端は小径の円筒部分２５に
なっている。皿形に深絞り加工された回転子ハウジング
２６は、この円筒部分２５に圧嵌されている。この圧嵌
は回転子ハウジング２０中において軸１６を心立てし位
置決めするために必要である。ハウジング２６は高透磁
性材料から、また軸１６はステンレス材からそれぞれで
きているので、軸１６と回転子ハウジング２６との結合
の仕方には問題があり普通の溶接法では良好な結合を得
ることはできない。回転子ハウジング２６と軸１６の円
筒部分２５とを分離線２７において密に接合すること
は、この場合、レーザー溶接法のみにより達せられる。
【００３１】回転子ハウジング２６の外側縁２８には、
磁石リング２９、例えば上述したゴム磁石が挿入されて
いる。磁石リング２９は、電動機の形式に従って、例え
ば４極を有し、径方向に着磁され、好ましくはドイツ連
邦共和国特許第2346380号に対応したほぼ台形の誘導推
移を示す。磁石リング２９は円筒状の空隙３２により固
定子３３から隔だてられている。
【００３２】固定子３３は例えば４個のＴ字状アーマチ
ュア、従って４個の溝を備えた固定子の電磁鋼板積層体
３４を有し、積層体３４の両端には、曲折要素３５、３
６が取付けられている（但し、積層体３４の一端にのみ
単一の曲折要素を取付けるだけで多くの場合充分であ
る）。
【００３３】これらの要素３５、３６の曲折先端３
５’、３６’は空隙３２の延長を形成している。即ち磁
石リング２９の内面からの先端３５’、３６’の径方向
距離は、同じ断面内においての固定子３３の積層体３４
の径方向距離に等しい。そのため固定子３３の積層体３
４の軸方向の幅を磁石リング２９の半分にしてもなお空
隙３２を磁石リング２９の全幅又は少くともその大部分
に亘り延長させることができる。そのため固定子３３の
軸方向の全幅を図示したように小さくできる。
【００３４】要素３５、３６には絶縁層３７が取付けて
あり、この絶縁層上に固定子巻線３６が巻回されてい
る。電動機の種類によって、単線巻、２線巻又は３線巻
とすることができる。
【００３５】磁石リング２９の上方には、透磁性材料か
らできているリング状の板体４２が遮磁用に固定してあ
り、板体４２の直上にはリード線接続導体板４３があ
り、導体板４３上には電動機１０の電子構造要素例えば
図示したように固定子の鋼板積層体３４の溝中に入りこ
んでいるホール−素子４４用の外部リード線用端子を含
んでいる。コード４６は導体板４３の接続用である。
【００３６】回転子ハウジング２６と、軸１６上におい
て可動なころがり軸受１５の内レースとの間には、皿ば
ね４７が配設してあり、この皿ばねは、両方のころがり
軸受１４、１５を相互に圧接させている。そのため建構
高さを低く、軸受の支接を良好にして、非常に良好な電
動機特性が達せられる。
【００３７】図３に示した電動機１０１には、回転子ハ
ウジングの別の固定形態が用いられている。固定子３
３、カラー２３と磁石リング２４（磁気的液シールを形
成する）、ころがり軸受１４、１５及びフランジ１２を
備えた軸受支持管１１の構成は、全ての重要な点で図１
に対応しているため、これらの部分については、図１の
説明を参照されたい。磁石リング２９の幅は要素３５、
３６の曲折した先端３５’、３６’よりも少し大きい。
【００３８】図３は回転子ハウジングの２つの変形固定
形態を示している。図の左側に示した変形例によれば、
回転子ハウジング５０は、内方に突出したハブ５１と一
体に形成され、ハブ５１は軸１６の粗い表面部分に接着
剤５２により接着されている。
【００３９】図２の右側に示した変形例によれば、回転
子ハウジング５３は、中央部のブッシュ５４に固定して
あり、ブッシュ５４は軸１６の粗い表面部分に接着によ
り固定してある。どちらの場合にも、ころがり軸受１
４、１５は上方に移行しており、軸受支持管１１はハブ
２２と同様に対応して長目に形成する必要があるため、
図１に比べて建構長さが大きくなる。
【００４０】軸１６の下端部５５は、この例では、丸く
され、この下端部には、周知のように軸１６を接地する
ための図示しない接触ばねが当接している。
【００４１】第４、５図には図３の電動機がほぼ原寸大
に図示されている。これは標準的な入力が数ワットの高
精度小型電動機である。
【００４２】電動機１０１の組立てに際しては、駆動軸
１６をハブ２２と共に軸受支持管１１中にひと先ず取付
け、その際にシール液を磁気的液シール（カラー２３と
磁石リング２４とにより形成される）に満たし、次にハ
ブ２２が適正な高さを正確にもつように、ハブ２２と軸
１６との高さを調節する。カラー２３と上部のころがり
軸受１４の内レースとの間の補償ディスク６０がこの目
的に使用される。
【００４３】次に軸１６の下端部に、ばね手段として用
いられる皿ばね４７と、必要ならば別の補償ディスクと
が取付けられる。回転子ハウジング５０又は５３を取付
け、皿ばね４７を所望の予圧に設定する。次に回転子ハ
ウジング５０又は５３をこの位置に固定する。次に静し
ゅくな作動を保証するしかたでころがり軸受１４、１５
を相互に圧接させる。
【００４４】同じ取付け法が図１に示した電動機に適用
される。
【００４５】接着剤５２（図３参照）は固定用に用いら
れる。そのため非常に簡単なしかたで固定が行われる。
【００４６】図６には、摩擦ブレーキ装置８２を組込ん
だ電動機１０２に本発明を適用した例が図示されてい
る。
【００４７】回転子ハウジング２６はブッシュ４５には
め込まれており、ブッシュ４５は軸１６に接着剤９６に
より結合されている。ブッシュ４５と軸１６上において
可動なころがり軸受１５の内レースとの間には、補償デ
ィスク９７と皿ばね４７とがあり、皿ばね４７は所定の
予圧に設定され、静しゅくな回転を確保するように、こ
ろがり軸受１４、１５を互に圧接させている。
【００４８】電磁的に付勢可能な摩擦ブレーキ装置８２
は、軸受支持管１１の下部に接着剤８１により固定され
ている。
【００４９】摩擦ブレーキ装置８２は、透磁性材料から
できているほぼリングトラフ状の固定子８３を有し、固
定子８３は下向きに開放され、外側に向ってリングフラ
ンジ８４に移行し、リングフランジ８４は軸１６と直角
に延長している。固定子８３中にはリングコイル８５と
圧縮ばね８６とがある。
【００５０】接着剤８１は軸受支持管１１と固定子８３
の円筒状内側部分８７との間にあり、軸受支持管１１の
縦溝８９中への半径部分８８による固定子８３の正確な
高さ調節を可能にする。
【００５１】リングフランジ８４の部分６２は、図の左
側において、磁石リング２９の方に曲げられ、センサー
コイル６３を担持し、センサーコイル６３は導線６４を
介し導体板４３に接続され、導体板４３にはリングコイ
ル８５も接続されている。
【００５２】摩擦ブレーキ装置８２の可動接片６５は、
円筒状部分６６を有し、円筒状部分６６は、固定子８３
の円筒状内側部分８７上に案内され、回転を阻止するた
めの半径部分６７を有し、半径部分６７は縦溝８９中に
突入している。
【００５３】円筒状部分６６は、軸１６と直角に延びる
円形リング状部分６８に移行し、円形リング状部分６８
は、ブレーキ装置８２を働らかせた状態では、回転子ハ
ウジング２６の底部の内面７０に固定された摩擦ライニ
ング６９に圧接する。
【００５４】そのため、ブレーキ装置８２が無電流にな
ると、圧縮ばね８６は可動接片６５を下方に摩擦ライニ
ング６９に向って押圧する。リングコイル８５は励磁さ
れると接片６５を圧縮ばね８６のばね力に抗して上方に
引き、ブレーキ装置８２を解除する。そのため電動機を
オフにした時は回転子は非常にすみやかに制動されるた
め、ディスクメモリないしディスクファイルの書込み読
出しヘッドは損傷を受けない。
【００５５】ドイツ連邦共和国特許公開第3144629号の
図４と比較することによって明らかになるようにこの図
４に示された電動機は、大形化することなく、本発明に
より、なお完全なブレーキ装置を収納することができ
る。従って本発明によれば図６に示した寸法の表示から
も明らかなように、非常に小形の構造が得られる。
【００５６】本発明は上述した実施例のほかにもいろい
ろ変更して実施でき、上述した特定の構成は単なる例に
過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００５７】
【発明の効果】本発明により、駆動装置の軸方向の寸法
が低減され、装置の小型化が図られる結果、配置上、及
び経済的に極めて有利となる。
【００５８】即ち、本発明の駆動装置において、金属片
で駆動装置と軸受支持部材とを電気的に結合させたこと
により装置の小型化が図られ、且つ他の部品と容易に干
渉しない堅固な構成が可能となる。
【００５９】本発明の駆動装置において、回転子のブレ
ーキ装置を、外部回転子ハウジングの内側に軸受支持部
材に係留して配置した結果、回転の応答性が向上し、且
つ軸方向の寸法が極めて小さくできることから駆動装置
の配置上有利となる。
【００６０】更に本発明の駆動装置において、固定子鉄
心を、回転子の永久磁石よりも実質的に小さく製作し、
しかも曲折部分を固定子の少なくとも一方の軸方向端部
を形成させたことにより、曲折片と回転子磁石との間に
磁気的に有効な空隙を形成させることができ、必要な空
隙面積が確保される結果、トルクの減少を伴うことな
く、軸方向に寸法縮小が可能となる。この固定子形状に
よりブレーキの配置上も有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による電動機を示す縦断面
図。
【図２】図１のII−II線に沿って見た図１の電動機の詳
図。
【図３】本発明の第２実施例による電動機を示す縦断面
図。
【図４】図３の電動機を現寸大にて示す側面図。
【図５】図３の電動機をやはり現寸大にて示す上面図。
【図６】本発明の第３実施例による電動機を示す縦断面
図。
【符号の説明】
１０ 電動機（無刷子型直接駆動直流電動機） １１ 軸受支持管（軸受支持部材） １４、１５ ころがり軸受（ころがり軸受要素） １６ 駆動軸 １８ ばね（金属要素） ３４ 鋼板積層体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲオルク・モースマン ドイツ連邦共和国 7741 テネンブロン、 アドラーシュトラーセ 11 (72)発明者 ロルフ・ミュラー ドイツ連邦共和国 7742 ザンクト ゲオ ルゲン、ヨハン・ゲオルク・シュルトハイ ス・ヴェーク ３

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】永久磁石の外部回転子を備えたブラシレス
    直流電動機から成る直接駆動電動機を有し、該電動機の
    軸受要素を受容する軸受支持部材が装置固定部材に連結
    され、該軸受支持部材の径方向外側には電動機の固定子
    鉄心を形成する鋼板積層体が配設され、駆動軸が上記軸
    受要素を介し上記軸受支持部材中に支承されている、デ
    ィスクメモリ等の信号処理装置のための駆動装置におい
    て、 金属要素(18)が、軸受支持部材(11)に係留されて該軸受
    支持部材(11)に導電結合されると共に、或る押圧力をも
    って駆動軸(16)に当接し、 電磁ブレ―キ装置(82)が、上記軸受支持部材(11)に係留
    されて上記電動機の回転子ハウジング(26)中に配設さ
    れ、 前記固定子鉄心(34)の高さが全体として回転子磁石(29)
    の高さより実質的に小さく形成され、 該固定子鉄心(34)が、軸方向の少なくとも片側におい
    て、曲折された鋼板からなる磁束導入片（35、36）を備
    え、 該磁束導入片（35、36）は、曲折された先端部分（3
    5’、36’）が円周方向にほぼ一定の軸方向高さを備
    え、固定子磁極の円周範囲に沿って回転子磁極(29)とほ
    ぼ平行に配されることにより回転子磁石との間に磁気的
    に有効な空隙(32)を形成することを特徴とする駆動装
    置。
  2. 【請求項２】金属要素(18)がばねとして形成され、該ば
    ねが駆動軸(16)と摺動接触し、駆動軸(16)と軸受支持部
    材(11)とを同電位に結合していることを特徴とする請求
    項１記載の駆動装置。
  3. 【請求項３】金属要素(18)が、駆動軸(16)表面の接線方
    向に延びて駆動軸と接するほぼ直線状の自由端(19)を有
    し、該自由端(19)から渦巻状部分に移行し、この渦巻状
    部分の他端が軸受支持部材(11)に係留されることを特徴
    とする請求項２記載の駆動装置。
  4. 【請求項４】電磁ブレ―キ装置(82)を、軸受支持部材(1
    1)上に係留し、上記電動機の回転子ハウジング(26)の底
    部の内面(70)に作用させたことを特徴とする請求項１乃
    至３のいずれか一に記載の駆動装置。
  5. 【請求項５】固定子鉄心が、回転子の回転位置に従って
    ブレ―キをかけ或は駆動力を与える磁気抵抗補助モ―メ
    ントを生ずるように形成されていることを特徴とする請
    求項１乃至４のいずれか一に記載の駆動装置。
  6. 【請求項６】外部回転子の永久磁石が、半径方向の磁束
    であって回転方向に台形状の密度分布する磁束を有する
    ように磁化されることを特徴とする請求項５記載の駆動
    装置。
  7. 【請求項７】駆動軸(16)が回転子側において径が小さく
    なる先端部(25)を有し、該先端部が、軟磁性材のコップ
    状として形成された回転子ハウジング(26)の底部の結合
    孔に挿入され、これと固着されていることを特徴とする
    請求項１乃至６のいずれか一に記載の駆動装置。
  8. 【請求項８】電磁ブレ―キ装置(82)を回転子ハウジング
    (26)の底部の内面(70)に作用させたことを特徴とする請
    求項１乃至７のいずれか一に記載の駆動装置。
  9. 【請求項９】電磁ブレ―キ装置(82)の可動接片(65)と摩
    擦係合させ得るブレ―キライニング(69)を、回転子ハウ
    ジング(26)の底面の内面(70)上に固定したことを特徴と
    する請求項８記載の駆動装置。
  10. 【請求項１０】外部回転子の磁石(29)を電磁ブレ―キ装
    置(82)の領域まで延長させたことと、該磁石(29)の磁束
    を感知する磁気センサ装置（62、63）を電磁ブレ―キ装
    置(82)に配設したことを特徴とする請求項８乃至９のい
    ずれか一に記載の駆動装置。
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