JPH0888995A

JPH0888995A - フレキシブルディスクドライブ装置

Info

Publication number: JPH0888995A
Application number: JP6220364A
Authority: JP
Inventors: Satoru Akutsu; 悟阿久津; Kazuya Oda; 和也織田; Yukio Izumi; 幸雄泉; Hidetada Nagaoka; 秀忠長岡; Keiichi Nishikawa; 啓一西川; Atsuo Onoda; 篤夫小野田; Yuji Omura; 祐司大村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-09-14
Filing date: 1994-09-14
Publication date: 1996-04-02
Also published as: SG34268A1

Abstract

(57)【要約】【目的】フレキシブルディスクドライブ装置のフレー
ム強度・剛性の向上、装置の薄型化、スピンドルモータ
の組立て易さ等を図る。【構成】フレーム１とモータベース１１１を共通にし
てそのフレームにモータ３用軸受３７をかしめて立設す
る取付孔２を設け、センサレス駆動方式のモータ３をフ
レームの片側から直接取り付けるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般にＦＤＤと呼ばれ
ているフレキシブルディスクドライブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のフレキシブルディスクドライブ装
置は、図２１に各機構部の組立体及び構成部品の分解斜
視図で示すように、同装置のベースを構成するフレーム
１０１に磁気ディスク（図示せず）を回転駆動するため
のスピンドルモータ３の回転子３４の直径よりも大きい
モータ取付用穴１０２を開け、スピンドルモータ３をフ
レーム１０１の下側から取り付けるフレーム構造となっ
ている。スピンドルモータ３は、鉄ベースのプリント配
線基板からなるモータベース１１１上に装着されてお
り、さらにモータベース１１１上にはスピンドルモータ
３の駆動用ＩＣ１１２、回転子３４の駆動時のタイミン
グをとるためのセンサーとして、回転子３４の回転位置
検出のための磁極検出用ホール素子（図示せず）が実装
され、かつ、回転子３４の回転速度検出用パターン（図
示せず）が形成されている。また、スピンドルモータ３
にはいわゆるブラシレスモータが使用されている。この
ように、プリント配線基板のモータベース１１１上に予
めスピンドルモータ３を組み立てておき、そのモータベ
ース１１１をフレーム１０１の下面に取り付ける構成と
なっている（図２２参照）。なお図中、１２０はキャリ
ッジ機構部で、主として磁気ヘッド１２１、１２２を有
するキャリッジ１２３と、キャリッジ１２３を磁気ディ
スクの半径方向に移動させるステッピングモータ１２４
とから構成されている。１３０はカートリッジホルダー
機構部で、主としてカートリッジホルダー１３１と、カ
ートリッジホルダー１３１に挿入されたディスクカート
リッジ（図示せず）のローディング及びアンローディン
グを行うスライドカムフレーム１３２とから構成されて
いる。１３３はシャッターオープナーである。１４０は
フレームカバー、１５０はドア機構部で、ドア１５１、
ディスクカートリッジの挿抜口を有するパネル１５２、
及びディスクカートリッジの取り出しのためのノブ１５
３から構成されている。

【０００３】次に、従来装置の動作について簡単に説明
する。挿入されたディスクカートリッジは、カートリッ
ジホルダー１３１により保持され、スライドカムフレー
ム１３２のカム機構により、所定の位置にロードされ
る。ディスクカートリッジの中に収められた記録媒体で
ある磁気ディスクは、スピンドルモータ３により回転
し、磁気ディスクを両側から挟み込むようにキャリッジ
１２３に取り付けられた磁気ヘッド１２１、１２２によ
り、信号の記録、再生が行われる。キャリッジ１２３
は、磁気ディスクの半径方向に移動可能で、任意のトラ
ックに信号の記録、再生ができるようになっている。こ
のとき、フレーム１０１の精度が確保されてないと、磁
気ディスクと、磁気ヘッド１２１、１２２の位置関係
が、所定の範囲に収まらず、正常な記録、再生が行えな
い。

【０００４】ところで、フレキシブルディスクドライブ
装置におけるフレームの強度・剛性及び平面度は、フレ
ームの精度確保の上で極めて重要な因子である。すなわ
ち、フレームの強度・剛性の確保は、装置のシステム装
填時に発生する取付歪を如何に抑えるかという意味にお
いて重要である。取付歪が発生することでキャリッジ上
の磁気ヘッドの高さとスピンドルモータの媒体ハブ面の
高さの関係が崩れ、これが許容値を越えると、書き込み
・読み取りエラーを引き起こしてしまうことになるから
である。フレームの平面度についても上記のことがいえ
る。また、フレームの平面度の悪化がスピンドルモータ
のシャフトの直角度を悪化させ、偏心やワウ・フラッタ
ーの悪化を引き起こす。さらに装置の小型化・薄型化と
いうことで設計上十分なクリアランスを確保できない部
分もあり、平面度の悪化は極力抑えなければならない。

【０００５】しかるに、従来装置におけるフレーム１０
１には、上記のように大きなモータ取付用穴１０２が開
けられているため、フレームの強度・剛性が低く、また
フレームの平面度を出す上でも非常な困難を伴うもので
あり、精度の確保に問題があった。さらにまた、フレー
ム１０１と、スピンドルモータ３のモータベース１１１
が図２２に示すように重なっているため、装置の薄型化
を行う上でも問題があった。

【０００６】そこで、フレームの強度・剛性を高めるた
め、例えば実開昭６１−１９３５６６号公報は、フレー
ムに設けられる穴をできるだけ小さくして、フレームに
直接スピンドルモータを取り付けるようにした構成を提
案している。しかし、この装置構成では、アルミダイキ
ャストでつくられたフレームに、スピンドルモータのシ
ャフトの軸受を構成するための小円筒部を一体に形成し
たものであり、フレームの下面にモータベースを介して
スピンドルモータを取り付けるものであるから、スピン
ドルモータのハブと回転子の間にフレームが介在するた
め、スピンドルモータの組み付けがあまり容易でないと
いう問題がある。また、装置の薄型化にも効果がない。

【０００７】また、スピンドルモータをフレームの一方
側から組み込むようにした例として、特開平１−２９０
１６３号公報、特開平５−４１０２８号公報がある。い
ずれも固定ディスクドライブ装置（ＨＤＤ）の場合であ
って、フレキシブルディスクドライブ装置（ＦＤＤ）を
対象としたものではない。ＨＤＤでは、ディスクが固定
となっているため、ケース内にスピンドルモータを収容
することは容易であるが、ＦＤＤではディスクカートリ
ッジの抜き差しをしなければならないので簡単にはでき
ないといった本質的な違いがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明における課題
は、第一に、フレキシブルディスクドライブ装置におい
て、フレームに開けられる穴をできるだけ小さくして、
フレームの強度・剛性を高めることにある。第二に、ス
ピンドルモータのモータベースを不要にし、フレームの
一方側より直接に、スピンドルモータの取り付けを可能
にするとともに、装置の薄型化を可能にすることであ
る。第三に、フレームの平面度を保ちつつ、スピンドル
モータの取付部分を薄くして、モータシャフトの直角度
の精度向上を図ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るフレキシブ
ルディスクドライブ装置は、磁気ディスクを回転駆動す
るためのスピンドルモータと、前記磁気ディスクに対面
する磁気ヘッドを有し、該磁気ディスクの半径方向に移
動可能なキャリッジをフレームに装着したフレキシブル
ディスクドライブ装置において、前記フレームとモータ
ベースを共通にして、直接そのフレームに取り付けられ
るセンサレス駆動方式の前記スピンドルモータと、前記
センサレス駆動方式のスピンドルモータの軸受を前記フ
レームに立設するための該フレームに設けられた取付孔
とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】また、前記センサレス駆動方式のスピンド
ルモータは、該スピンドルモータを構成する回転子、ハ
ブ及びステータが前記フレームのいずれか一方の面に配
置されていることを特徴とする。

【００１１】ここで、スピンドルモータにおけるセンサ
レス駆動方式とは、ＤＣブラシレスモータにおいて、回
転子位置を電機子巻線に誘起される逆起電圧信号から検
出する方式で、代表的な例として特公昭５８−２５０３
８号公報に記載されたものがある。しかし、本発明で
は、主として、回転子位置信号の位相遅れをなくすこと
や引き出し線の処理の容易さ、転流動作の安定を図るこ
となどを目的として、以下のように構成された駆動回路
を用いることとしたものである。

【００１２】すなわち、前記センサレス駆動方式のスピ
ンドルモータは、複数相の電機子巻線で回転子を駆動す
るブラシレスモータの各相巻線電圧検出手段と、前記電
機子巻線の抵抗と槙宣伝流で決まる補正値を、各相の検
出巻線端子電位に実駆動期間加減算する各相電位位相補
正手段と、前記補正後の各相電位の大小を比較する比較
手段とを備え、前記比較手段で検出した回転子位置信号
で各相の電機子巻線の印加駆動を行う駆動回路により駆
動する。

【００１３】また、複数相の電機子巻線で回転子を駆動
するブラシレスモータの各相巻線電位または各相間電圧
差から回転子の位置信号を検出する回転子位置信号生成
手段と、前記出力の回転子位置信号の立ち上がり・立ち
下がりエッジを検出し、該各検出エッジ信号から必要エ
ッジ信号を選択して一方の出力とし、またエッジ信号を
カウントして起動時の各相の電機子巻線の印加駆動信号
とするカウンタと、前記カウンタの一方の出力を入力と
し、該入力が所定時間得られない場合は、前記カウンタ
をカウントアップするパルス発生手段とを備え、起動時
には前記カウンタ出力で電機子巻線の印加駆動を行う駆
動回路によりスピンドルモータを駆動する。

【００１４】また、複数相の電機子巻線で回転子を駆動
するブラシレスモータの各相巻線電位または各相間電圧
差から回転子の位置信号を検出する回転子位置信号生成
手段と、前記出力の回転子位置信号の立ち上がり・立ち
下がりエッジを検出し、該各検出エッジ信号から必要エ
ッジ信号を選択して一方の出力とし、またエッジ信号を
カウントして起動時の各相の電機子巻線の印加駆動信号
とするカウンタと、前記カウンタの一方の出力を入力と
し、該入力が所定時間得られない場合は、前記カウンタ
をカウントアップするパルス発生手段と、前記回転子位
置信号と前記カウンタ出力との組み合わせでモータの回
転を監視し、回転異常時には再起動パルスを出力して起
動状態とする定常回転検知手段とを備え、回転異常時に
は前記カウンタ出力で電機子巻線の印加駆動を行う駆動
回路によりスピンドルモータを駆動する。

【００１５】さらに、本発明においては、前記フレーム
の前記スピンドルモータの取付部分の厚さを他の部分よ
りも薄くしたものである。

【００１６】また、前記スピンドルモータの軸受は、ベ
アリングを装着する円筒部材と、前記フレームの取付孔
に嵌合し前記円筒部材の外周に設けられた段付小径部を
有し、該段付小径部の端部をかしめることにより立設す
る。

【００１７】

【作用】本発明においては、センサレス駆動方式のスピ
ンドルモータとすることにより、モータベース上に、ホ
ール素子などの磁極検出素子を実装したり、速度検出パ
ターンを形成する必要がなくなったため、モータベース
はプリント配線基板である必要がなくなり、アルミなど
で作られたフレーム上に、スピンドルモータを直接取り
付けられるようになった。したがって、モータベースと
フレームを共通にでき、モータ用軸受の取付孔を小さく
できるので、フレームの強度・剛性を高めることができ
る。また、スピンドルモータの取付ベースが同一となる
ため、磁気ヘッドの高さとスピンドルモータの媒体ハブ
面の高さの関係を所定の範囲に保つことが容易になる。

【００１８】フレームのいずれか一方の面に、スピンド
ルモータを構成する回転子、ハブおよびステータを配置
する構成とすることにより、スピンドルモータの片側か
らの組立てが可能になり、フレームの反対側の面はフラ
ットになるため、装置の薄型化が可能になる。

【００１９】本発明におけるスピンドルモータ用の駆動
回路は、検出された各相の巻線電圧に実駆動期間のみ巻
線電流分の電圧補正がされ、補正後の巻線端子電圧の比
較結果の信号組み合わせにより電機子が駆動される。

【００２０】また、回転子位置信号の立上がり・立ち下
がりエッジのうちの必要信号が選択され、起動時にはこ
の選択された必要信号で電機子巻線が駆動される。

【００２１】また、回転子位置信号の立上がり・立ち下
がりエッジのうちの必要信号が選択され、またモータの
回転状態が監視され、回転異常時にはこの選択された必
要信号で電機子巻線が駆動される。

【００２２】フレームのスピンドルモータ取付部分の厚
さを他の部分よりも薄くすることにより、フレームの強
度・剛性を確保しつつその平面度を出す。これにより、
モータシャフトの直角度が確保される。

【００２３】フレームの取付孔に円筒部材の段付小径部
を挿入後、その端部をかしめて軸受を固着することによ
り、モータシャフトの直角度が確保される。

【００２４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。以下の図においては、図２１で説明した従来例と
同一または相当部分には同一符号を用いる。

【００２５】実施例１．図１は本発明の実施例１に係る
フレキシブルディスクドライブ装置の全体の概要を示す
分解斜視図である。図において、１はフレームであり、
底板部１１とその両側の側壁部１２とからなる断面がほ
ぼ凹状をなす部材である。２はスピンドルモータの軸受
を取り付けるための取付孔である。このフレーム１はア
ルミ板のプレス成形により作られている。フレーム１の
材質、製法は特に限定されないが、フレーム強度・剛性
・平面度、コスト等を考慮して決められる。フレーム１
の内面側（図１では上側）には、スピンドルモータ３、
キャリッジ機構部１２０、カートリッジホルダー機構部
１３０、及びフレームカバー１４０が装着され、前面側
にはドア機構部１５０が装着される。また、フレーム１
の外面側（図１では下側）には、スピンドルモータ３の
駆動用ＩＣ（図示せず）を搭載した基板４が装着され
る。図１に見られるように特殊な形状に形成された基板
４を装着するために、フレーム１の底板部１１は段差部
１３となっており、スピンドルモータ３はより低い部分
の上に取り付けられ、基板４はこれより高い部分の下面
に取り付けられる。なお、１６０は本装置の制御のため
に設けられた本体基板で、フレーム１の内面側に装着さ
れている。

【００２６】図２はスピンドルモータのフレームへの取
付状態を示す概略正面図、図３はその断面図、図４はス
ピンドルモータの組立の説明用分解図である。スピンド
ルモータ３は、ＤＣブラシレスモータであり、図１〜図
４に示すように、内周部を回転子、外周部をステータと
するタイプと、図２１に示すように、内周部をステー
タ、外周部を回転子とする一般に「アウターロータ型」
と称されるタイプがあり、いずれにも使用することがで
きる。前者のタイプについて説明すると、スピンドルモ
ータ３は、シャフト３１、シャフト３１に嵌合するハブ
３２とハブ３２の外周に固着され、多極着磁されたリン
グ状の磁石３３からなる回転子３４、回転子３４の周り
に配され、磁性材からなる積層状のステータヨークに駆
動コイル３５を巻回してなるステータ３６、シャフト３
１を支持する軸受３７、及びステータ３６を覆うカバー
３８から主として構成されている。なお、ハブ３２と回
転子３４は一体に作られている。

【００２７】軸受３７は、円筒部材３７１の外周上にス
ラストベアリング３７２を取り付けてなり、さらに円筒
部材３７１の外周に段付小径部３７３が形成されてい
る。この段付小径部３７３を、前記フレーム１の取付孔
２に挿入した後、その端部３７４をかしめる。このよう
にして、軸受３７がフレーム１上に固着され垂直に立設
される。これによって、シャフト３１の直角度を保持す
る。その後、図３、図４に示すように、シャフト３１を
円筒部材３７１の中に挿着し、回転子３４をシャフト３
１に嵌合し、その周りにステータ３６を配置固定し、さ
らにカバー３８を被せて、スピンドルモータ３の組立て
が完了する。

【００２８】したがって、スピンドルモータ３をフレー
ム１の片側から直接に取り付けることができるので、組
立てが極めて容易である。また、フレーム１には軸受３
７の段付小径部３７３を挿入するだけの極めて小さい穴
を開けるだけであるから、フレーム１の強度・剛性を高
めることができ、そのためフレームの精度確保が容易に
なる。さらに、スピンドルモータ３を後述するようにセ
ンサレス駆動方式としたので、従来のようなプリント配
線基板のモータベースが不要になり、フレーム１に直接
取り付けることができる。また、フレーム１に直接スピ
ンドルモータ３を取り付けることによって、スピンドル
モータ３の取付ベースが同一となるため、磁気ヘッド１
２１、１２２の高さとスピンドルモータ３の媒体ハブ３
２面の高さの関係を所定の範囲に保つことが容易にな
る。この高さ関係の調整もしやすいものとなる。また、
フレーム１の下面はほぼフラットになるため、本装置の
薄型化を実現できる。

【００２９】なお、本装置の動作は従来例と同様である
ので、説明は省略する。

【００３０】実施例２．図５は本発明の実施例２を示す
スピンドルモータ取付部分のフレーム断面図である。本
実施例では、スピンドルモータ取付部分１４の厚さを他
の部分よりも薄くしたものである。具体的には、図１に
も示すように、ステータ３６を設置する円環状のモータ
取付部１４の厚さが薄くなっている。このフレーム１は
アルミ板のプレス成形で作られるので、円環状部１４を
プレス成形時、押し潰すようにしている。そして、フレ
ーム１の平面度を確保するため、押し潰し時の歪を逃が
すための多数の扇形状の開口部１５をプレスで打ち抜い
ている。前記軸受３７の取付部１６は放射状の多数のリ
ブ１７で支えられる。

【００３１】このようにして、モータ取付部１４の厚さ
を薄くするとともに、その部分１４の平面度を精度良く
確保する。したがって、この上に軸受３７を介して取り
付けられるスピンドルモータ３のシャフト３１の直角度
を正確に保持することが容易になる。

【００３２】以下に示す実施例は、スピンドルモータ
（ブラシレスモータ）３のセンサレス駆動方式として使
用する駆動回路に係るものである。

【００３３】実施例３．本実施例は、各相電機子巻線電
圧を検出し、その儘では位相遅れが生じるので実負荷状
態でのみ負荷抵抗と電流の積である補正電圧を印加して
補正し、実負荷状態での正しい位相での端子電圧を得
て、この巻線端子電圧を基に転流回路で各電機子巻線の
駆動電圧を生成するようにしたものである。本実施例で
は、この考えによるブラシレスモータの駆動装置の構成
と動作を説明する。図６は実施例３の駆動回路を示すブ
ロック図である。図６において、３１２、３１３、３１
４は中性点非接地３相スター結線されたブラシレスモー
タの電機子巻線（ステータの駆動コイル）であり、３１
１は駆動トランジスタ群ＴＲ１〜ＴＲ６を通電制御して
電機子巻線３１２、３１３、３１４に所定の駆動電流を
供給するブリッジ回路である。電機子巻線３１２、３１
３、３１４については便宜的にＵ相、Ｖ相、Ｗ相と呼ぶ
ことにする。３０１は端子電位を補正して補正端子電位
信号３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃを出力する端子電位
補正回路、３０２は補正された各相の端子電位の大小を
比較して論理信号３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃを得る
比較回路、３０３は論理信号３０２ａ、３０２ｂ、３０
２ｃを波形整形して回転子位置信号３０３ａ、３０３
ｂ、３０３ｃを得る波形整形回路であり、上記３０１、
３０２、３０３の回路手段を含んで回転子位置信号生成
回路３０４が構成される。３０５はモータの回転をイネ
ーブルするモータ回転信号が入力される端子、３０６は
パルス発生回路、３０７はカウンタ回路、３０８は切り
換え信号発生回路であり、転流回路３０９は、回転子位
置信号生成回路３０４、端子３０５、カウンタ回路３０
７、切り換え信号発生回路３０８から入力される信号の
状態に応じて駆動信号３０９ａ〜３０９ｆを出力して駆
動トランジスタ群ＴＲ１〜ＴＲ６をスイッチング制御す
る。３１０は抵抗、３１１はブリッジ回路である。

【００３４】図７に端子電位補正回路３０１の具体的な
一構成例を示す。図７において、３２０〜３３４はｎｐ
ｎトランジスタ、３３５はｐｎｐトランジスタ、３３６
〜３５６は抵抗、３５７〜３６０は定電流源であり、ｎ
ｐｎトランジスタ３２０のベースにはＵ相端子電位が、
ｎｐｎトランジスタ３２５のベースにはＶ相端子電位
が、ｎｐｎトランジスタ３３０のベースにはＷ相端子電
位が入力され、ｐｎｐトランジスタ３３５のベースには
電機子巻線抵抗降下に係る電圧が入力される端子３６１
が接続されている。また、３６２〜３６７は端子電位の
補正を切り換える補正切り換え信号が入力される端子で
ある。各相の補正された端子電位は、３０１ａ、３０１
ｂ、３０１ｃとして出力される。

【００３５】図８に比較回路３０２の具体的な一構成例
を示す。図８において、３７０〜３８１は抵抗、３８２
〜３８４は差動増幅回路、３８５〜３８７はコンパレー
タで、差動増幅回路３８２の非反転入力端子と差動増幅
回路３８３の反転入力端子には各々抵抗３７０、３７５
を介して補正されたＵ相端子電位３０１ａが、差動増幅
回路３８３の非反転入力端子と差動増幅回路３８４の反
転入力端子には各々抵抗３７４、３７９を介して補正さ
れたＶ相端子電位３０１ｂが、差動増幅回路３８４の非
反転入力端子と差動増幅回路３８２の反転入力端子には
各々抵抗３７８、３７１を介して補正されたＷ相端子電
位３０１ｃが入力されている。差動増幅回路３８２、３
８３、３８４の反転入力端子は抵抗３７３、３７７、３
８１を介して差動増幅回路３８２、３８３、３８４の出
力端子にも接続され、各々の出力端子はコンパレータ３
８５、３８６、３８７の非反転入力端子に接続されてい
る。さらに、差動増幅回路３８２、３８３、３８４の非
反転入力端子とコンパレータ３８５、３８６、３８７の
反転入力端子には基準電圧Ｖ_refが入力されている。差
動増幅回路３８２はＶ_refを中心電圧とした３０１ａと
３０１ｂの差動増幅信号を出力する。この差動増幅信号
とＶ_refとをコンパレータ３８５で比較し、論理信号３
０２ａを得る。同様の手順で論理信号３０２ｂ、３０２
ｃを得る。

【００３６】図９は、端子電位を補正しない場合の、無
負荷時における各相の端子電位波形と、比較回路３０２
から出力される論理信号３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ
と、通電相の関係を示したものである。実際の端子電位
波形には転流時にスパイク状の電圧変動が発生するが、
ここでは説明を簡単にするために省略する。無負荷時に
おいては、通電電流量が少ないため、電機子巻線での抵
抗降下はほとんど無視でき、端子電位波形は図９に示し
たように左右対称形となり、回転子と所定の位相関係に
ある論理信号を得ることができる。一方、図１０は、端
子電位を補正しない場合の、負荷時における各相の端子
電位波形と、比較回路３０２から出力される論理信号３
０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃと、通電相の関係を示した
ものである。負荷時においては、通電電流があるため、
電機子巻線での抵抗降下の影響が無視できなくなってく
る。比較する２つの端子電位は、一方が通電相となり、
もう一方が無通電相となる。例えば、Ｖ→ＷからＵ→Ｗ
へ通電を切り換える時には、Ｖ相とＵ相の端子電位を比
較するが、Ｖ相は通電相となり、Ｕ相は無通電相とな
る。通電相であるＶ相の端子電位波形には抵抗降下分の
電圧が重畳されている。一方、Ｕ相には電流が流れてい
ないので、端子電位には逆起電圧のみが発生している
（ブリッジ回路の電源電圧はＶ_ccに固定され、中性点は
非接地であるので、中性点の電位が抵抗降下分だけ下が
り、実際に観測される端子電位波形としては、無通電相
であるＵ相の端子電位がレベルダウンした形になる）。
したがって、Ｖ相端子電位とＵ相端子電位の電位レベル
が一致する位置にズレが生じ、得られる論理信号は、例
として図１０の３０２ｂで示すように無負荷時の場合に
比べて位相が遅れてしまう。

【００３７】この位相遅れが発生する問題を解決するた
めには、通電されている相の端子電位から抵抗降下分の
電圧を加算あるいは減算してから、端子電位の大小を比
較して、論理信号３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃを得る
ように構成すれば良い。例えばＵ相については、Ｕ相か
らＶ相あるいはＷ相に通電されている時に抵抗降下分の
電圧を減算し、Ｖ相あるいはＷ相からＵ相に通電されて
いる時に抵抗降下分の電圧を加算するような構成にすれ
ば良い。

【００３８】以下、端子電位補正回路３０１の具体的動
作について、図を参照しながら説明する。図７には、
Ｕ、Ｖ、Ｗ３相分の端子電位補正回路を示したが、ここ
ではＵ相の端子電位補正回路に着目して説明する。ま
ず、端子３６２及び端子３６３がハイ・レベルの場合に
ついて考える。この時、ｎｐｎトランジスタ３２２、ｎ
ｐｎトランジスタ３２４のコレクタ電位は０となるの
で、ｎｐｎトランジスタ３２１、ｎｐｎトランジスタ３
２３のエミッタ電位も０となり、抵抗３３７、抵抗３４
０には電流が流れない。したがって、抵抗３３６（抵抗
値Ｒ₁）に流れる電流は定電流源３５７から供給される
ｉ₁のみであり、Ｕ相端子電位補正回路の出力端子で観
測される電位は、端子電位補正回路の入力値から、トラ
ンジスタ３２０のベース−エミッタ間電圧（Ｖ_be）と抵
抗３３６での抵抗降下電圧を引いた値となる。３０１ａ＝Ｕ−Ｖ_be−Ｒ₁・ｉ₁ （１）

【００３９】次に、端子３６２及び端子３６３がロウ・
レベルの場合について考える。端子３６１には、Ｖ_irな
る電位が入力されているとする。この時、ｎｐｎトラン
ジスタ３２２、ｎｐｎトランジスタ３２４のコレクタ電
位はＶ_ir＋Ｖ_be（Ｖ）となるので、ｎｐｎトランジスタ
３２１、ｎｐｎトランジスタ３２３のエミッタ電位はＶ
_irとなり、抵抗３３７（抵抗値Ｒ₂）、抵抗３４０（抵
抗値Ｒ₂）には各々Ｖ_ir／Ｒ₂の電流が流れる。したが
って、抵抗３３６に流れる電流は定電流源３５７から供
給されるｉ₁と抵抗３３７、抵抗３４０に流れる電流を
足したものであり、Ｕ相端子電位補正回路の出力端子で
観測される電位は、式（２）のようになる。３０１ａ＝Ｕ−Ｖ_be−Ｒ₁・ｉ₁−２・Ｒ₁・Ｖ_ir／Ｒ₂ （２）端子３６２がハイ・レベルで、端子３６３がロウ・レベ
ルの場合、あるいは端子３６２がロウ・レベルで、端子
３６３がハイ・レベルの場合には、抵抗３３７、抵抗３
４０のどちらかにしかＶ_ir／Ｒ₂の電流が流れないの
で、Ｕ相端子電位補正回路の出力端子で観測される電位
は、式（３）のようになる。３０１ａ＝Ｕ−Ｖ_be−Ｒ₁・ｉ₁−Ｒ₁・Ｖ_ir／Ｒ₂ （３）

【００４０】結局、抵抗降下分の電圧を加算したい場合
（Ｖ→Ｕ、Ｗ→Ｕ通電時）には端子３６２、端子３６３
をハイ・レベルに設定し、抵抗降下分の電圧を減算した
い場合（Ｕ→Ｖ、Ｕ→Ｗ通電時）には端子３６２、端子
３６３をロウ・レベルに設定すれば端子電位を補正する
ことが可能である。また、Ｕ相が無通電相で補正する必
要がない時（Ｖ→Ｗ、Ｗ→Ｖ通電時）には、端子３６２
をハイ・レベル、端子３６３をロウ・レベルに設定する
か、あるいは端子３６２をロウ・レベル、端子３６３を
ハイ・レベルに設定すれば良い。同様にＶ相に対して
は、抵抗降下分の電圧を加算したい場合（Ｕ→Ｖ、Ｗ→
Ｖ通電時）には端子３６４、端子３６５をハイ・レベル
に設定し、抵抗降下分の電圧を減算したい場合（Ｖ→
Ｕ、Ｖ→Ｗ通電時）には端子３６４、端子３６５をロウ
・レベルに設定し、補正する必要がない時（Ｕ→Ｗ、Ｗ
→Ｕ通電時）には、端子３６４をハイ・レベル、端子３
６５をロウ・レベルに設定するか、あるいは端子３６４
をロウ・レベル、端子３６５をハイ・レベルに設定すれ
ば良い。さらにＷ相に対しては、抵抗降下分の電圧を加
算したい場合（Ｕ→Ｗ、Ｖ→Ｗ通電時）には端子３６
６、端子３６７をハイ・レベルに設定し、抵抗降下分の
電圧を減算したい場合（Ｗ→Ｕ、Ｗ→Ｖ通電時）には端
子３６６、端子３６７をロウ・レベルに設定し、補正す
る必要がない時（Ｕ→Ｖ、Ｖ→Ｕ通電時）には、端子３
６６をハイ・レベル、端子３６７をロウ・レベルに設定
するか、あるいは端子３６６をロウ・レベル、端子３６
７をハイ・レベルに設定すれば良い。上記、通電相と端
子３６２〜３６７に入力する補正切り換え信号の関係を
タイミングチャートにまとめたものを図１１（ｂ）に示
す。

【００４１】また、図１１（ａ）は、検出した巻線端子
電位に、実駆動期間のみ抵抗・電流の積分を補正するた
めの具体的な補正切り換え信号生成回路３１６の詳細回
路図である。本実施例では、入力として駆動信号３０３
ａ、３０３ｂ、３０３ｃを使用して、論理素子の組み合
わせで端子電位補正回路３０１の各端子３６２〜３６７
へ図１１（ｂ）に示す切り換え信号を送っている。また
本実施例では図６に示すように、電流制御回路５１１と
そのバッファアンプ５１２、抵抗５１３、駆動トランジ
スタ５１４とで電機子に流れる巻線電流の電流制御をし
ているので、補正回路３０１の端子３６１に電流制御回
路５１１の出力を用いている。電流制御回路５１１は、
論理パルス信号５０１から実際の回転速度と指令回転速
度との誤差を検出し、検出した誤差が零になるように電
機子巻線に通電する電流量を制御する。なお、本実施例
においては、３相ブラシレスモータに適用した例につい
て記述したが、３相に限らず複数相のブラシレスモータ
全般に適用可能であることは明白である。また、本実施
例においてトランジスタ回路で構成した手段をＯＰアン
プやディジタルＩＣで構成しても良い。

【００４２】実施例４．次に動作中に何らかの原因でモ
ータが止まり再起動が必要な場合でも、短時間に安定に
再起動する装置の構成と動作について説明する。具体的
には再起動時には、ブラシレスモータの各相巻線電位か
ら回転子の位置信号を検出し、この回転子位置信号の立
ち上がり・立ち下がりエッジを検出・選択して必要エッ
ジ信号を得るようにし、さらにこの信号と組み合わせて
モータの回転を監視する定常回転検知回路を設けた。異
常検知時にはエッジ信号をカウントして再起動時の各相
の電機子巻線の強制印加駆動信号とした。図１３に上記
考えによる３相のブラシレスモータの駆動装置の全体構
成図を示す。ブリッジ回路３１１、回転子位置信号生成
回路３０４、カウンタ回路３０７、パルス発生回路３０
６は上記実施例３と同様なので説明を省略する。５６５
はカウンタ値３０７ａ、３０７ｂ、３０７ｃと位置信号
３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃを比較する定常回転検知
回路である。

【００４３】本実施例において、位置信号３０３ａ、３
０３ｂ、３０３ｃは転流回路３０９にも入力される。転
流回路３０９は、起動モード時は、カウンタ値３０７
ａ、３０７ｂ、３０７ｃの組み合わせによって駆動信号
３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃ、３０９ｄ、３０９ｅ、
３０９ｆを出力し、定常回転中は、位置信号３０３ａ、
３０３ｂ、３０３ｃの組み合わせによって駆動信号３０
９ａ、３０９ｂ、３０９ｃ、３０９ｄ、３０９ｅ、３０
９ｆを出力するよう構成されている。また、位置信号３
０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃとカウンタ値３０７ａ、３
０７ｂ、３０７ｃは定常回転検知回路５６５にも入力さ
れる。定常回転検知回路５６５は、定常回転中、カウン
タ値が変化した後、所定時間後に位置信号３０３ａ、３
０３ｂ、３０３ｃとカウンタ値３０７ａ、３０７ｂ、３
０７ｃを比較する。本実施例における位置信号３０３
ａ、３０３ｂ、３０３ｃとカウンタ値３０７ａ、３０７
ｂ、３０７ｃの理論的な論理関係を組み合わせ例を図１
４に示す。そして、その組み合わせが図１４に示す組み
合わせでないときは、再起動パルス５６５ａを出力す
る。再起動パルス５６５ａは転流回路３０９に入力され
る。

【００４４】このような構成において、定常回転中、何
らかの負荷により回転子が停止した時の例を図１５を用
いて説明する。図１５において、（Ｄ）以降回転子が停
止したとする。この場合、パルス（ｏ１）からパルス発
生回路３０６内で設定された時間ｔ₁経過後、パルス発
生回路３０６から疑似パルス（ｐ２）が出力される。そ
して、疑似パルス（ｐ２）はパルス選択回路５５６から
パルス列３０７ｄのパルス（ｏ２）として出力され、カ
ウンタ値３０７ａ、３０７ｂ、３０７ｃはＬＨＬから図
１６の論理関係例よりＬＬＨに変化する。定常回転中は
前述したように、位置信号３０３ａ、３０３ｂ、３０３
ｃの組み合わせによって駆動信号３０９ａ、３０９ｂ、
３０９ｃ、３０９ｄ、３０９ｅ、３０９ｆを出力してい
るので、カウンタ値３０７ａ、３０７ｂ、３０７ｃが変
化しても通電相は切り換わらない。そして、カウンタ値
３０７ａ、３０７ｂ、３０７ｃが変化してから所定時間
ｔ₂後、定常回転検知回路５６５で位置信号３０３ａ、
３０３ｂ、３０３ｃとカウンタ値３０７ａ、３０７ｂ、
３０７ｃの比較を行う。この場合、図１４より、理論的
な組み合わせではないため、定常回転検知回路５６５か
ら再起動パルス（ｑ３）が出力され、起動モードに移行
する。起動モードでは前述したように、カウンタ値３０
７ａ、３０７ｂ、３０７ｃの組み合わせによって起動信
号３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃ、３０９ｄ、３０９
ｅ、３０９ｆを出力する構成なので、図１７より駆動信
号３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃ、３０９ｄ、３０９
ｅ、３０９ｆがＨＨＬＬＨＬになり通電が切り換わり、
正転する。その後は、実施例１で述べたようにして、定
常回転するので、図１７に示す関係に従ってカウンタ値
３０７ａ、３０７ｂ、３０７ｃの組み合わせによって順
次通電が切り換わる。

【００４５】実施例５．次に起動時または再起動時から
定常動作への切換装置を設けたモータ駆動回路を説明す
る。本実施例では、この切り換えを時間設定とし、ある
時間後に定常動作に切り換えるようにした。図１８に本
発明の実施例５の全体構成図を示す。ブリッジ回路３１
１、回転子位置信号生成回路３０４、カウンタ回路３０
７、パルス発生回路３０６、定常回転検知回路５６５は
上記実施例３及び実施例４と同様である。３０８は転流
回路３０９で駆動信号３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃ、
３０９ｄ、３０９ｅ、３０９ｆを出力する際に、カウン
タ値３０７ａ、３０７ｂ、３０７ｃと位置信号３０３
ａ、３０３ｂ、３０３ｃのどちらを参照するかを切り換
えるための切換信号３０８ａを出力する切換信号発生回
路である。以下、切換信号発生回路３０８を説明する。

【００４６】本実施例において、モータ回転信号３０５
ａと再起動パルス５６５ａは切換信号発生回路３０８に
入力される。切換信号３０８ａは転流回路３０９に入力
される。図１９に本実施例の切換信号発生回路３０８の
構成図を示す。本実施例では切換信号発生回路３０８を
タイマ５７０で構成している。

【００４７】次に図２０を用いて本実施例の切換信号発
生回路３０８の動作を説明する。本実施例ではタイマ５
７０に入力されるモータ回転信号３０５ａがＨになる
と、タイマ５７０はオンされ、転流回路３０９は図１７
に示す関係に従ってカウンタ値３０７ａ、３０７ｂ、３
０７ｃの組み合わせによって駆動信号３０９ａ、３０９
ｂ、３０９ｃ、３０９ｄ、３０９ｅ、３０９ｆを出力す
る。そして、所定時間ｔ₀経過後に切換信号３０８ａが
ＬからＨに変化し、転流回路３０９は、位置信号３０３
ａ、３０３ｂ、３０３ｃの組み合わせを用いて図１７に
示すように駆動信号３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃ、３
０９ｄ、３０９ｅ、３０９ｆを出力する。

【００４８】また、転流回路３０９が位置信号３０３
ａ、３０３ｂ、３０３ｃの組み合わせによって駆動信号
３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃ、３０９ｄ、３０９ｅ、
３０９ｆを出力している時、定常回転検知回路５６５に
出力の再起動パルス５６５ａが入力されると、タイマ５
７０はリセットされて、切換信号３０８ａがＨからＬに
変化する。これにより、転流回路３０９は、カウンタ値
３０７ａ、３０７ｂ、３０７ｃを用いて駆動信号３０９
ａ、３０９ｂ、３０９ｃ、３０９ｄ、３０９ｅ、３０９
ｆを出力する。そして再び、所定時間ｔ₀後に切換信号
３０８ａがＬからＨに変化して、転流回路３０９は位置
信号３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃの組み合わせを用い
て図１７に示すように駆動信号３０９ａ、３０９ｂ、３
０９ｃ、３０９ｄ、３０９ｅ、３０９ｆを出力する。

【００４９】本実施例において、切換信号３０８ａは、
カウンタ値３０７ａ、３０７ｂ、３０７ｃを参照する場
合をＬ、位置信号３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃを参照
する場合をＨに設定したが、逆に設定しても良い。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のフレキシ
ブルディスクドライブ装置は、フレームにスピンドルモ
ータ用の軸受を立設するための極めて小さい取付孔を設
けるだけであるから、フレームの強度・剛性を高めるこ
とができ、フレームの精度確保が容易になる効果があ
る。

【００５１】センサレス駆動方式のスピンドルモータと
することにより、フレームとモータベースを共通にで
き、また、回転子、ハブ及びステータをフレームのどち
らか一方の面に配置することにより、スピンドルモータ
を直接フレームに片側から取り付けることができるた
め、スピンドルモータの組み立てや磁気ヘッドとの高さ
調整が容易で、かつ、装置の薄型化を実現できる効果が
ある。

【００５２】フレームのモータ取付部の厚さを薄くする
ことで、フレームの平面度が確保され、モータシャフト
の直角度を容易かつ高精度に出すことができる効果があ
る。

【００５３】モータ用軸受をフレームの取付孔にかしめ
により固着・立設する構成としたので、モータ取付部の
厚さを薄くすることと相俟って、モータシャフトの直角
度を容易かつ高精度に出すことができる効果がある。

【００５４】センサレス駆動方式のスピンドルモータに
用いる駆動回路は、中性点を用いず、また電機子巻線電
流で決まる補正値を実駆動期間だけ補正して位置信号を
得るようにしたので、引き出し線が少なくて、位相遅れ
のない正しい駆動タイミングを定められる効果がある。

【００５５】位置信号の立上がり・立ち下がりのエッジ
信号を選択し、またカウントして組み合わせて駆動信号
とし、無入力時には強制カウントするようにし、さらに
回転異常時には再起動するようにしたので、回転中の異
常時にも再起動できる効果がある。

【００５６】起動・再起動時と、定常時との切り換えを
所定の時間で切り換えるようにしたので、確実に定常運
転に移れる効果がある。

【００５７】起動・再起動時と、定常時との切り換えを
カウンタのカウンタ値で切り換えるようにしたので、確
実に定常運転に移れる効果がある。

【００５８】カウンタへの位置信号をモニタして、無入
力時には強制カウントするようにし、回転異常時には再
起動するようにしたので、回転中の異常時にも再起動が
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のフレキシブルディスクド
ライブ装置の全体構成を示す概略の分解斜視図である。

【図２】実施例１のスピンドルモータ取付状態の正面
図である。

【図３】図２の断面図である。

【図４】スピンドルモータの取り付けを説明するため
の分解図である。

【図５】本発明に実施例２のスピンドルモータ取付状
態の正面図である。

【図６】本発明の実施例３の全体構成を示すブロック
図である。

【図７】端子電位補正回路の具体的な構成例を示す図
である。

【図８】実施例３の比較回路の具体的な構成例を示す
図である。

【図９】実施例３の動作を説明するための信号波形図
である。

【図１０】実施例３の動作を説明するための信号波形
図である。

【図１１】補正切り換え信号生成回路の構成図と端子
電位回路の信号波形図である。

【図１２】通電相と駆動信号の関係を表す図である。

【図１３】本発明の実施例４の全体構成を示すブロッ
ク図である。

【図１４】回転位置信号とカウンタ値の関係を示すテ
ーブル図である。

【図１５】実施例４の動作を説明するためのタイミン
グチャート図である。

【図１６】実施例４のカウンタ回路の動作を説明する
ためのテーブル図である。

【図１７】駆動信号とカウンタ回路の出力値の関係を
示すテーブル図である。

【図１８】本発明の実施例５の全体構成を示すブロッ
ク図である。

【図１９】実施例５の切換信号発生回路の具体的な構
成例を示す図である。

【図２０】実施例５の切換信号発生回路の動作を説明
するためのタイミングチャート図である。

【図２１】従来のフレキシブルディスクドライブ装置
の全体構成を示す概略の分解斜視図である。

【図２２】従来のスピンドルモータ取付状態の正面図
である。

【符号の説明】

１フレーム、２取付孔、３スピンドルモータ（Ｄ
Ｃブラシレスモータ）、１４スピンドルモータ取付
部、３１シャフト、３２ハブ、３４回転子、３６
ステータ、３７軸受、３８カバー、１１１モー
タベース、１２０キャリッジ機構部、１２１、１２２
磁気ヘッド、１２３キャリッジ、１２４ステッピン
グモータ、３７１円筒部材、３７２スラストベアリ
ング、３７３段付小径部、３０１端子電位補正回
路、３０２比較回路、３０３波形整形回路、３０４
回転子位置信号生成回路、３０５端子、３０６パ
ルス発生回路、３０７カウンタ回路、３０８切換信
号発生回路、３０９転流回路、３１０抵抗、３１１
ブリッジ回路、３１２、３１３、３１４電機子巻
線、３１６補正切換信号生成回路、５５６パルス選
択回路、５６５定常回転検知回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長岡秀忠鎌倉市大船五丁目１番１号三菱電機株式会社パーソナル情報機器開発研究所内 (72)発明者西川啓一鎌倉市大船五丁目１番１号三菱電機株式会社パーソナル情報機器開発研究所内 (72)発明者小野田篤夫鎌倉市大船五丁目１番１号三菱電機株式会社パーソナル情報機器開発研究所内 (72)発明者大村祐司鎌倉市大船五丁目１番１号三菱電機株式会社パーソナル情報機器開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ディスクを回転駆動するためのスピ
ンドルモータと、前記磁気ディスクに対面する磁気ヘッ
ドを有し、該磁気ディスクの半径方向に移動可能なキャ
リッジをフレームに装着したフレキシブルディスクドラ
イブ装置において、前記フレームとモータベースを共通にして、直接そのフ
レームに取り付けられるセンサレス駆動方式の前記スピ
ンドルモータと、前記センサレス駆動方式のスピンドルモータの軸受を前
記フレームに立設するための該フレームに設けられた取
付孔とを備えたことを特徴とするフレキシブルディスク
ドライブ装置。
【請求項２】前記センサレス駆動方式のスピンドルモ
ータは、該スピンドルモータを構成する回転子、ハブ及
びステータが前記フレームのいずれか一方の面に配置さ
れていることを特徴とする請求項１記載のフレキシブル
ディスクドライブ装置。
【請求項３】前記センサレス駆動方式のスピンドルモ
ータは、複数相の電機子巻線で回転子を駆動するブラシレスモー
タの各相巻線電圧検出手段と、前記電機子巻線の抵抗と槙宣伝流で決まる補正値を、各
相の検出巻線端子電位に実駆動期間加減算する各相電位
位相補正手段と、前記補正後の各相電位の大小を比較する比較手段とを備
え、前記比較手段で検出した回転子位置信号で各相の電
機子巻線の印加駆動を行う駆動回路により駆動すること
を特徴とする請求項１または２記載のフレキシブルディ
スクドライブ装置。
【請求項４】前記センサレス駆動方式のスピンドルモ
ータは、複数相の電機子巻線で回転子を駆動するブラシレスモー
タの各相巻線電位または各相間電圧差から回転子の位置
信号を検出する回転子位置信号生成手段と、前記出力の回転子位置信号の立ち上がり・立ち下がりエ
ッジを検出し、該各検出エッジ信号から必要エッジ信号
を選択して一方の出力とし、またエッジ信号をカウント
して起動時の各相の電機子巻線の印加駆動信号とするカ
ウンタと、前記カウンタの一方の出力を入力とし、該入力が所定時
間得られない場合は、前記カウンタをカウントアップす
るパルス発生手段とを備え、起動時には前記カウンタ出
力で電機子巻線の印加駆動を行う駆動回路により駆動す
ることを特徴とする請求項１または２記載のフレキシブ
ルディスクドライブ装置。
【請求項５】前記センサレス駆動方式のスピンドルモ
ータは、複数相の電機子巻線で回転子を駆動するブラシレスモー
タの各相巻線電位または各相間電圧差から回転子の位置
信号を検出する回転子位置信号生成手段と、前記出力の回転子位置信号の立ち上がり・立ち下がりエ
ッジを検出し、該各検出エッジ信号から必要エッジ信号
を選択して一方の出力とし、またエッジ信号をカウント
して起動時の各相の電機子巻線の印加駆動信号とするカ
ウンタと、前記カウンタの一方の出力を入力とし、該入力が所定時
間得られない場合は、前記カウンタをカウントアップす
るパルス発生手段と、前記回転子位置信号と前記カウンタ出力との組み合わせ
でモータの回転を監視し、回転異常時には再起動パルス
を出力して起動状態とする定常回転検知手段とを備え、
回転異常時には前記カウンタ出力で電機子巻線の印加駆
動を行う駆動回路により駆動することを特徴とする請求
項１または２記載のフレキシブルディスクドライブ装
置。
【請求項６】前記フレームの前記スピンドルモータの
取付部分の厚さを他の部分よりも薄くしたことを特徴と
する請求項１または２記載のフレキシブルディスクドラ
イブ装置。
【請求項７】前記スピンドルモータの軸受は、ベアリ
ングを装着する円筒部材と、前記フレームの取付孔に嵌
合し前記円筒部材の外周に設けられた段付小径部を有
し、該段付小径部の端部をかしめることにより立設する
ことを特徴とする請求項１、２または６記載のフレキシ
ブルディスクドライブ装置。