JPS5976146A - 信号処理装置の駆動装置 - 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】 本発明は、永久磁石の外部回転子を備えた無集電器型直
接駆動直流電動機を有し、軸受要素を受容するための軸
受支持部材が固定部分に連結され、該軸受支持部材の径
方向外側には固定子の鋼板積層体が配設され、駆動軸は
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、信号処理装置特にディスクメモリのための駆動装置
に関する。

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。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
用途にとって充分屹小形ではない。

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きに
存する。

この見地から、接地と機械的ブレーキ系統とを改善する
と共に、電動機の出力を可及的に高くしなければならな
い。

そのために、軸受支持部材に金属要素が係留されると共
に導電結合され、軸受支持部材は成る押圧力をもつ・て
駆動軸に当接される。

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。

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さができる。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。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、はぼ一定の
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。

そのため、電動機の出力或いは精度を低下させ久磁石の
外部回転子を有する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。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１、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。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。

無集電器型直流電動機は、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ニ対し時間的にずれた（％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。その場合は巻線さ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３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１とが好ましＧ）。

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。

しかし３巻式電子電動機、例えばドイツ特許公開第３０
２１３２８号に記載された形式の電動機を用いてもよい
。

この形式の電動機の無負荷回転数は５８００ＲＰＭ１公
称回転数は例えば５６００ＲＰＭとすることができる。

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。

図面において同−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５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。

第１図に示した集電器のない（即ち無集電器型の）直流
電動機１００は、支持７ランジ１２を備えた軸受支持部
材１１を有している。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１２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Ｇ）る。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、
はね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１
６の望ましくない負荷を防止する（第２図）。はね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。はね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。下部の軸受て５
の内レースは駆動軸１６上において摺動自在とする。

駆動軸１６の上端にはハブ２２が固定してあり、ハブ２
２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
、ノ）ブ２２の外径に対応する直径を有している。

ハブ２２は、内方に突出したカラー２６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中に圧力はめにより挿入
、したし磁石リング２４番こより形成されている。磁気
シール液は磁石リンク２４とカラー２６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「フェロ
フルイブイック・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。

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そ
６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。

回転子ハウジング２６の外側縁２Ｂには、磁石リング２
９、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、電動機の型式に従って、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２５４６５８０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３
６から隔だてられている。固定子３５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６４を有し、積層体６４の両端には、曲折
要素３５．６６が取付けられている（但し積層体５４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）。これらの要素３５．３６の曲折先端６５
′、３６′は空隙５２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６５′、３６′の径方向距
離は、同じ断面内においての固定子６３の積層体６４の
径方向距離に等しい。そのため固定子３３の積層体６４
の軸方向の幅を磁石リップ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５６の軸
方向の全幅を図示したように小さくできる。

要素６５．３６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６６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６線巻とすることがで
きる。

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
の直上には導体板４６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１りこんでいるホール−ＩＣ４４
が配設されている。

コード４６は導体板４３の接続用である。

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、皿はね４７が配設
してあり、この皿はねは、両方のころがり軸受１４．１
５　　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。

第３図に示した電動機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３３、カラー２
３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７ランジ１２を備えた軸
受支持管１１の構成は、全ての重要な点で第１図に対応
しているため、これらの部分については、第１図の説明
を参照されたい。磁石リング２９の幅は要素６５．３６
の曲折した先端６５′、３６′よりも少し大きい。

第３図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。

図の右側に示した変形例によれば、回転子ノ）ウジング
５３は、中央部のブツシュ５４に固定してあり、ブツシ
ュ５４は軸１６の粗い表面部分に接着により固定しであ
る。どちらの場合にも、ころがり軸受１４．１５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、第１図に比べて
建構長さが大きくなる。

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。

第４．５図には第６図の電動機がほぼ現寸大に図示され
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。

電動機１０１の組立てに際しては、駆動軸１６をハブ２
２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２６と磁石リング２
４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１・６との高
さを調節する。カラー２６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。

次に軸１６の下端部に、ばね手段として用Ｇ′）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。回転子ハウジンク５０又は５５を取付け、皿は
ね４７を所望の予圧に設定する。次ζこ回転子ハウジン
グ５０又は５６をこの位置に固定する。次に静し隣くな
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。

同じ取付は法が第１図に示した電動機に適用される。

接着剤５２（第６図参照）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。

第６図には、摩擦ブレーキ装置８２を組込んだ電動機１
０２に本発明を適用した例が図示されている。

回転子ハウジング２６はブツシュ４５にはめ込まれて易
り、プツシ：Ｌ４”５は軸１６（ζ−接着剤９乙により
結合されている。ブツシュ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と皿はね４７とがあり、皿はね４７は所定の予圧
に設定され、靜しｉゆ・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。

、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。摩
擦ブレーキ装置８２は、透磁性材料からできているほぼ
リンクトラフ状の固定子８６を有し、固定子８６は下向
きに開放され、外側に向ってリング７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。接着剤８１は軸受支持管１１と固定子８６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８６の正確な高さ
調節を可能にする。

リング７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４
６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。

摩擦ブレーキ装置８２の可動アーマチュア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。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
ウジンク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。

そのため、ブレーキ装置８２が無電流になると、圧縮ば
ね８６は可動アーマチュア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
とアーマチュア６５を圧縮はね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。

ドイツ連邦共和国特許公開第３１４４６２９号の第４図
と比較することによって明らかになるようにこの第４図
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第６図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。

本発明は上述した実施例のほかにもい、ういろ変更して
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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による電動機を示す縦断面
図、第２図は第１図の■−■線に沼って見た第１図の電
動機の詳図、第６図は本発明の第２実施例による電動機
を示す縦断面図、第４図は第６図の電動機を現寸犬にて
示す側面図、第５図は第３図の電動機をやはり現寸太に
て示す上面図、第６図は本発明の第６実施例による電動
機を示す縦断面図である。 符号の説明 １０・・・電動機（無集電器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。 図面のｌγ”ｉ！ｆ’（ｌ”Ｊ’ｉＥ？に変更なし）第
−１頁の続き 優先権主張　＠１９８２年７月２７日■西ドイツ（ＤＥ
）■Ｐ　３２２７９４８．５ 手糸売補正書（自発） 昭和５８隼７月５日 特許庁長官　若杉和夫　　　殿 ■、事件の表示 昭和５８年特許願第１３６０２６号 （昭和５８年　７月２７日出顧） ２、発明の名称　　信号処理装置の駆動装置３、補正を
する者 事件との関係　特許出願人 住所 氏名（名称）　パブスト・モーｒ−レン・ゲーエムペー
ハーｅウント・コ一台 カーゲー 手続補正書（自発） 昭和５８年１１月ｒ日 特許庁長官　若杉和夫　　　殿 １、水性の表示 昭和５８年特許願第１３６０２６号 （昭和５８年　７月２７日出願） ２、発明の名称　　信号処理装置の駆動装置３、補正を
する者 本件との関係　特許出願人 住所 氏名（名称）　パブスト・モート−レノ・ゲーエムベー
ハー争つント争コーφ カーゲー ６、補正により増加する発明の数　　　なし７、補正の
対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）永久磁石の外部回転子を備えた無集電器型直接駆動
   直流電動機を有し、この直流電動機の軸受要素を受容す
   る軸受支持部材が固定部分に連結され、該軸受支持部材
   の後方向外側には固定子の鋼板積層体が配設され、駆動
   軸は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、信号処理装置特にディスクメモリのための駆動
   装置であって、金属要素α樽が軸受支持部材（６）中に
   係留され、軸受支持部材（ロ）に導電結合され、成る押
   圧力をもって駆動軸（４）に当接していることを特徴と
   する駆動装置。 ２）金属要素（至）がばねであり、このばねが駆動軸（
   ト）上をすべり、駆動軸ＯＲをポテンシャルに従って軸
   受支持部材（６）に結合していることを特徴とする請求
   の範囲第１項記載の駆動装置。 ３）金属要素（ト）が軸受支持部材（ロ）の溝αη中に
   係合し、そこから軸（ト）に向って延長することを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の駆動装置。 ４）軸（ト）に対し接線方向にある金属要素（ト）の自
   由端σ窃がほぼ直線状であり、渦巻状部分に移行し、と
   の渦巻部分の他端が軸受支持部材（ロ）に係留されたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項記載の
   駆動装置。 ５）金属要素ａ８をベリラム合金型としたことを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の駆動装置。 ６）金属要素（至）が軸（ト）を６６０°以上に亘り囲
   むことを特徴とする請求の範囲第４項記載の駆動装置。 ７）電磁ブレーキ装置（８２）を軸受支持部材（ロ）上
   に係留し、回転子ハウジング（ホ）の底部の内面（７０
   ）に作用させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の゛駆動装置。 ８）電磁ブレーキ装置（８２）の磁気回路の励磁コイル
   （８５）及び固定部分（８Ｂ）を軸受支持部材（ロ）に
   固着したことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
   駆動装置。 ９）電磁ブレーキ装置（８２）の可動アーマチュア（６
   ５）を軸受支持部材（ロ）の縦溝（８９）中に回転阻止
   のため係合したことを特徴とする特許請求の範囲第８項
   記載の駆動装置。 １０）電磁ブレーキ装置（８２）可動のアーマチュア（
   ６５）の曲折部分（６７）を軸受支持部材（ロ）の縦溝
   （８９）中に係合したことを特徴とする特許請求の範囲
   第９項記載の駆動装置。 １１）回転子ハウジング＠の内面（７０）上にブレーキ
   ライニング（６９）を固定し、ブレーキライニング（６
   ９）は電磁ブレーキ装置の可動部分と摩擦結合され得る
   ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載
   の駆動装置。 １２）外部回転子の磁石−を電磁ブレーキ装置の領域ま
   で延長させたことと、該磁石（ホ）と共働する誘導性セ
   ンサー装置（６２、６８）を電磁ブレーキ装置（８２）
   に配設したことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載
   の駆動装置。 １３）永久磁石の外部回転子を備えた無集電器型直接駆
   動直流電動機を有し、この直流電動機の、軸受要素を受
   容する軸受支持部材が固定部分に連結され、該軸受支持
   部材の径方向外側には固定子の鋼板積層体が配設され、
   駆動軸は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、信号処理装置特にディスクメモリのための
   駆動装置であって、電磁ブレーキ装置ｔ　（８２）が軸
   受支持部材（ロ）を介し係留され、回転子ハウジング（
   ハ）中に支承されたことを特徴とする駆動装置。 １４）電磁ブレーキ装置（８２）と回転子ハウジングに
   ）の底部の内面に作用させたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１３項記載の駆動装置。 １５）電磁ブレーキ装置（８２）の磁気回路の励磁コイ
   ル（８５）と固定部分（８８）とを軸受支持部材（ロ）
   に固定したことを特徴とする特許請求の範囲第１６項記
   載の駆動装置。 １６）電磁ブレーキ装置（８２）の可動アーマチュア（
   ６５）の軸受支持部材（ロ）の縦溝（８の中に回転阻止
   のため係合したこさを特徴とする特許請求の範囲第１３
   項又は第１５項記載の駆動装置。 １７）電磁ブレーキ装置（８２）の可動アーマチュア（
   ６５）の曲折部分（６７）を軸受支持部材（ロ）の縦溝
   （８９）の中に係合したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１６項記載の駆動装置。 １８）電磁ブレーキ装置（８２）の可動アーマチュア（
   ６５）と摩擦結合させ得るブレーキライニング（６９）
   を回転子ハウジング（２６）の底部の内面（７０）上に
   固定したことを特徴とする特許請求の範囲第１４項記載
   の駆動装置。 １９）外部回転子の磁石リング翰を電磁ブレーキ装置（
   ８２）の領域まで延長させたことと、該面一と共働する
   誘導性センサー装置（６２、６８）を電磁ブレーキ装置
   （８２）に配設したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １６項記載の駆動装置。 ２０）誘動性センサー装置がセンサーコイル（６３）を
   有し、このコイル磁石（２）の方に曲げた電磁ブレーキ
   装置（８２）の要素（６２）上に配したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１９項記載の駆動装置。