專利名稱：軟盤驅(qū)動器及其托架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于軟盤驅(qū)動器(FDD)及其主要部件一托架的構(gòu)造。
如圖21所示有關(guān)機構(gòu)的整體及零件部分的分解投影圖，第一普通示例的磁盤驅(qū)動器由一托架結(jié)構(gòu)所組成，在托架101上開有比用來驅(qū)動磁盤(未示出)旋轉(zhuǎn)的主軸電動機3的轉(zhuǎn)子34的直徑要大的電動機安裝孔102，此托架101構(gòu)成軟盤驅(qū)動器的基板，而主軸電動機3則由托架101的下面安裝。主軸電動機3安裝在由鐵基片印刷電路板所構(gòu)成的電動機基板上，一為了驅(qū)動主軸電動機3的IC112和一為了檢測磁極(未示出)以檢測轉(zhuǎn)子34的旋轉(zhuǎn)位置的作為檢測驅(qū)動轉(zhuǎn)子34定時的探測器的霍爾部件被安裝在電動機基板111上，并在那上面形成用來檢測轉(zhuǎn)子34的旋轉(zhuǎn)速度(未示出)的模式。而主軸電動機3采用所謂的無刷電動機。
這樣主軸電動機3是被預先組裝到印刷線路板的電動機基板111上而電動機基板111則被安裝到托架101的(參考圖22)下面面板上。在圖21中，數(shù)碼120表示滑架機構(gòu)，它主要帶有磁頭121及122的滑架123以及能以磁盤的半徑方向移動滑架的步進電動機124所組成。數(shù)碼130表示磁盤箱座機構(gòu)，它主要由磁盤箱座131及為了把磁盤箱(未示出)裝入及卸下而插進磁盤箱座131的滑動凸輪架132所組成。133是防護鑰。140是托架蓋，150表示門機構(gòu)，它由門151，及帶有插入及拉出磁盤箱的入口的面板152及取出磁盤箱的按鈕153所組成。
下面將簡單說明這個普通裝置的工作情況。被插入的磁盤箱由磁盤箱座131固定，并由滑動凸輪架132的凸輪機構(gòu)裝載到預定的位置。成為磁盤箱中的記錄介質(zhì)的磁盤由主軸電動機3帶動旋轉(zhuǎn)，通過使磁頭能從磁盤的兩側(cè)夾緊磁盤由滑架123的磁頭121及122來完成信號的記錄及再生?；?23能以磁盤的半徑方向移動并能把信號記錄到任意磁道上或從任意磁道再生信號。當托架101的準確性不能被保證的情況下，如磁盤及磁頭121及122之間的相互位置未被限定在預定的位區(qū)內(nèi)，因此，記錄或再生就不能正常完成。
由此，在保證托架的準確性方面，軟盤驅(qū)動器中的托架的強度、剛度、平度是極其重要的因素。那就是說，限制因加入裝置的系統(tǒng)負荷而引起的變形對托架的強度及剛度的保證是重要的。當由于這種裝入而引起變形時，磁頭在滑架上的高度與主軸電動機的傳導輪轂面的高度之間的關(guān)系就遭到破壞，而當其超過容許值時，就會造成寫/讀的誤差。
上面所述的缺點同樣地存在于托架的平度上面。進一步說，托架平度的惡化就破壞了主軸電動機的軸的垂直度，并造成偏心即搖晃及顫動方面的惡化。由于在設(shè)計方面裝置尺寸減小或減薄而使有些部分不能提供足夠的間隙，所以平度的變壞必須抑制到盡可能小。
然而，如上所述的第一普通裝置的托架中如果開了大的電動機安裝孔102，托架的強度及剛度就會因此降低，而難以做到托架的平度，將隨之帶來保證精度上的困難。此外，如圖22所示托架101是被疊壓在主軸電動機3的電動機基板111之上，所以在減薄該裝置方面是有困難的。
為了增強托架的強度和剛度，例如在日本未決實用新型申請公開No.193566/1986中建議，主軸電動機直接安裝在一個有孔的托架上，使該托架上的孔盡可能地小。無論如何，在制作這個裝置的過程中，用來安裝主軸電動機軸的軸承的小圓柱形部分是與由鋁模澆注制成的托架一起整體地加工，而主軸電動機通過電動機基板安裝到托架的下面板。所以，在輪轂與主軸電動機的轉(zhuǎn)子之間插入托架，因而使主軸電動機的裝入不太方便，而且減薄該裝置是不起作用的。
這里有日本未決專利公開No 290163/1989及日本未決專利公開No.41028/1993作為從托架的一邊安裝主軸電動機的例子。他們都是涉及硬盤驅(qū)動器(HDD)的情況，其目的均與軟盤驅(qū)動器(FDD)無關(guān)。在HDD里，在一個盒殼中容納一個主軸電動機是容易的，因為磁盤是固定的，反之在一FDD里裝設(shè)主軸電動機就不簡單了，因為磁盤箱必須從這兒抽出或插入，這是它們的根本區(qū)別。如圖33基本部件的分解透視圖所示，具有托架結(jié)構(gòu)的第二普通示例的軟盤驅(qū)動器，在托架結(jié)構(gòu)中，電動機安裝孔702比用來驅(qū)動磁盤(未示出)旋轉(zhuǎn)的主軸電動機603的轉(zhuǎn)子634的直徑要大，并開在構(gòu)成軟盤驅(qū)動器的基板的托架701中，而從托架701的下邊安裝主軸603。主軸電動機603被安裝在由鐵基印刷線路板所組成的電動機基板711上，為了驅(qū)動主軸電動機603的IC712及為了檢測磁極以檢測轉(zhuǎn)子634的旋轉(zhuǎn)位置的霍爾部件(未示出)被安裝在電動機基板711上，并在那兒形成用來檢測轉(zhuǎn)子634的旋轉(zhuǎn)速度(未示出)的模式。而主軸電動機603使用了所謂的無刷轉(zhuǎn)子。
由此可見，主軸電動機603是預先被組裝到即刷線路板的電動機基板711上，而電動機基板711被安裝到托架701的下面板。圖33中，703是通過螺絲704安裝到托架701兩側(cè)的側(cè)面板，數(shù)碼604表示主要由帶有磁頭641及642的滑架643及為了能以磁盤的半徑方向移動滑架643的步進電動機644組成的滑架機構(gòu)。605是為控制該裝置而提供的主體襯基。
這個普通示例有一個缺點，因為在托架701中開了一個大的電動機安裝孔702，所以托架的強度及剛度要惡化。
例如，為了實現(xiàn)裝置的變薄，日本未決專利公開No，259979/1992中揭示了金屬片材料托架的沖壓結(jié)構(gòu)。在此公開中說明的該裝置中，基座的底板上壓制出兩個上、下臺階，電動機基板(印刷線路板)從下面安裝在下臺階的壓延部分；而上臺的壓延部分覆蓋板上的電路部分。然而，即使在這樣的結(jié)構(gòu)中，基座的底板部分仍要開一個類似上面例子所說的較大的電動機安裝孔，因此，盒殼的強度及剛度的降低也是不可避免的。雖然在裝置減薄方面可以考慮減薄托架，但這種托架通常通過模壓澆注或通過在金屬板材料托架上進行二次切割的方法而形成。在模壓澆注情況下，對減薄有限制，而二次切割步驟則需要有一個所希望的板的厚度。這里有由于二次加工而隨之帶來托架成本提高的缺點。
首先，本發(fā)明的問題是在托架中開一個盡可能小的孔以增強軟盤驅(qū)動器托架的強度及剛度。
第二個問題是省去一主軸電動機的電動機基板，就能使主軸電動機從一邊直接安裝到托架上并可能使該裝置減薄。
第三個問題是通過在保持托架的平度的條件下減薄主軸電動機的安裝部分以增強電動機軸垂直度的準確度。
第四個問題是提供一在模壓步驟中局部減薄托架來省去二次加工如切削的廉價托架，和便宜的磁盤驅(qū)動器。
按照本發(fā)明的第一個特點，可提供的軟盤驅(qū)動器包括用來驅(qū)動磁盤旋轉(zhuǎn)的主軸電動機；與磁盤相對置的磁頭；安裝于托架上的能以磁盤的半徑方向移動的滑架；其中，托架及電動機基板構(gòu)成一共用部件，而主軸電動機是一非傳感驅(qū)動系統(tǒng)并被直接安裝到托架；和在這里，托架備有為了在托架上豎立非傳感驅(qū)動系統(tǒng)的主軸電動機的軸承安裝孔。
按照本發(fā)明的第二個特點是提供了一根據(jù)第一個特點的軟盤驅(qū)動器，在這兒，構(gòu)成非傳感系統(tǒng)的主軸電動機的轉(zhuǎn)子、輪轂、定子，被安裝在托架兩個面板中的任何一個表面上。
這兒，在主軸電動機的非傳感驅(qū)動系統(tǒng)中，直流無刷電動機中的轉(zhuǎn)子位置是通過在電樞線卷中被感應的逆電動勢來檢測的，這作為典型的例子描寫在日本專利No.25038/1983。然而，在本發(fā)明中，利用如下組成的驅(qū)動電路，以避免轉(zhuǎn)子的定位信號有相位滯后，簡化引線的布置，穩(wěn)定換向操作等等。
按照本發(fā)明的第三個特點，這里提供了根據(jù)第一或第二特點的軟盤驅(qū)動器，其中無傳感驅(qū)動系統(tǒng)的主軸電動機包括用來檢測由多相的電樞繞組驅(qū)動轉(zhuǎn)子的無刷電動機相應的相繞組電壓的裝置；在實際驅(qū)動期間，用于通過對被檢測每相繞組端電位增加或減去校正值來校正相應的相電位及相位的裝置，每個校正值由一個電阻及每一電樞繞組的繞組電流所決定；在校正以后比較相應的被檢測繞組端電位的電平的比較裝置；和通過施加由比較裝置檢測出的轉(zhuǎn)子的定位信號來驅(qū)動各相電樞繞組，由此驅(qū)動主軸電動機的驅(qū)動電路。
按照本發(fā)明的第四個特點，這里提供了根據(jù)第一或第二特點的軟盤驅(qū)動器，其中驅(qū)動器中的無傳感驅(qū)動系統(tǒng)的主軸電動機包括用于由多相電樞繞組驅(qū)動轉(zhuǎn)子的無刷電動機的相應的相繞組電位或相間電壓差值來檢測轉(zhuǎn)子定位信號的轉(zhuǎn)子定位信號形成裝置；用來檢測從轉(zhuǎn)子定位信號形成裝置輸出的轉(zhuǎn)子定位信號上升沿或下降沿從相應被檢測邊沿信號中選擇所需要的邊沿信號從而形成一個輸出、及對邊沿信號加以計數(shù)以形成在啟動時施加在相應相的電樞繞組上的驅(qū)動信號的計數(shù)器；脈沖發(fā)生裝置，用于將計數(shù)器的一個輸出作為該計數(shù)器的輸入，并且如果在預定的周期時間內(nèi)，該輸入沒有到達的話，計數(shù)器即停止計數(shù)；和一驅(qū)動電路，用于在旋轉(zhuǎn)異常時施加計數(shù)器的輸出來驅(qū)動電樞繞組，從而驅(qū)動主軸電動機。
按照本發(fā)明的第五個特點，這里提供了根據(jù)第一或第二特點的軟盤驅(qū)動器，這里的無傳感驅(qū)動系統(tǒng)的主軸電動機包括轉(zhuǎn)子定位信號形成裝置，它用來通過以多相電樞繞組驅(qū)動轉(zhuǎn)子的無刷電動機的各相的電樞繞組電位或相間電壓差值來檢測轉(zhuǎn)子定位信號；計數(shù)器，它用來檢測由轉(zhuǎn)子定位信號形成裝置產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子定位信號的上升沿或下降沿，從各個被檢邊沿信號中選擇所需要的邊沿信號形成一個輸出，并對邊沿信號進行計數(shù)來形成在啟動中施加在各相的電樞繞組上的驅(qū)動信號；脈沖發(fā)生裝置，它將該計數(shù)器的一個輸出作為該計數(shù)器的輸入，如果在預定的周期時間內(nèi)該輸入沒有到達的話，計數(shù)器即停止計數(shù)；穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測裝置，它把轉(zhuǎn)子定位信號及計數(shù)器的輸出信號組合來監(jiān)視電動機的轉(zhuǎn)動，并且當旋轉(zhuǎn)異常時，輸出一再啟動脈沖，從而形成一啟動狀態(tài)；和一驅(qū)動電路，當旋轉(zhuǎn)異常時，施加該計數(shù)器的輸出去驅(qū)動電樞繞組，從而驅(qū)動主軸電動機。
按照本發(fā)明的第六個特點，這里提供了根據(jù)第一或第二特點的軟盤驅(qū)動器，這兒將安裝主軸電動機的托架的部分的第一厚度做成比其他部分的第二厚度要薄。
按照本發(fā)明的第七個特點，這里提供了根據(jù)第一特點，第二特點及第六特點中任何一個特點的軟盤驅(qū)動器，進一步還包括用來安裝主軸電動機軸承的圓筒形部件及與托架的安裝孔相配合的階梯形小徑向部分并保持在圓筒形零件的外周，在圓筒形部件內(nèi)依靠嵌緊某端部而垂直豎立階梯形小徑向部分。
按照本發(fā)明的第八個特點，這里提供的軟盤驅(qū)動器包括由金屬板材料模壓而成的托架；在托架的底板區(qū)域，通過模壓壓軋該部分而形成薄的電動機安裝部分；和一主軸電動機，它直接安裝在該薄的電動機安裝部分用來驅(qū)動磁盤旋轉(zhuǎn)。
按照本發(fā)明的第九個特點，在根據(jù)第八個特點提供的軟盤驅(qū)動器中，托架的底板部分裝有一階梯形部分并在下面部裝配電動機附著部分。
按照本發(fā)明的第十個特點，在根據(jù)第八個或第九個特點提供的軟盤驅(qū)動器中，其中該薄的電動機安裝部分是用來安裝主軸電動機定子。
按照本發(fā)明的第十一個特點，在根據(jù)第八個或第九個特點提供的軟盤驅(qū)動器中，為了避免在壓軋該部分時的變形，在電動機安裝部分提供了多個防變形的孔。
按照本發(fā)明的第十二個特點，這里提供了一個由金屬板材料模壓而成的用于軟盤驅(qū)動器的托架并在其兩側(cè)裝有側(cè)板，包括為了安裝主軸電動機，用模壓沖壓底板部分，而在托架的底板部分形成一薄的側(cè)邊部分；為了避免在沖壓時產(chǎn)生變形，在薄側(cè)板部分提供了多個防變形的孔；和為了安裝主軸電動機的軸承在薄側(cè)板的中心部分提供了一個孔作為安裝軸承部分。
按照本發(fā)明的第十三個特點，在根據(jù)第十二個特點提供的用于軟盤驅(qū)動器的托架中，從為安裝該軸承的該孔徑向向外排列了多個避免變形孔。
按照本發(fā)明的第十四個特點，在根據(jù)第十二個特點提供的安裝軟盤驅(qū)動器的托架中，相對于搜尋方向基本上與軸相對稱地排列了多個避免變形的孔。
按照本發(fā)明的第十五個特點，在根據(jù)第十二個特點為軟盤驅(qū)動器提供的托架中，進一步還包括有12或更多個輻條，用來支持軸承安裝部分。
按照本發(fā)明的第十六個特點，在根據(jù)第十二個特點提供的軟盤驅(qū)動器的托架中，支撐軸承安裝部分的每根輻條的內(nèi)圓周尺寸對外圓周尺寸的比例是1比2。
按照本發(fā)明的第十七個特點，在根據(jù)第十二個特點為軟盤驅(qū)動器提供的托架中，進一步還包括多個第二防變形孔，排列在支撐軸承安裝部分的輻條的外圓周的外面。
按照本發(fā)明的第十八個特點，在根據(jù)第十七個特點為軟盤驅(qū)動器提供的托架中，第二防變形孔延伸在輻條兩側(cè)的防變形孔的外面，每一個第二防變形孔的內(nèi)圓周與每一個防變形孔的外圓周之間的間隙尺寸被定為t，而每個第二防變形孔的圓周末端邊與在每個第二防變形孔的延伸部分的輻條的外圓周末端之間的延長尺寸定為1.5t，這里托架的板厚是t。
按照本發(fā)明的第一個特點，它不需要安裝磁極檢測部件例如霍耳部件和在電動機基板上形成速度檢測模式，因為使用了無傳感驅(qū)動系統(tǒng)的主軸電動機，因此它不需要由印刷線路板構(gòu)成的電動機基板，而主軸電動機能直接安裝在鋁制的或類似材料制成的托架上。于是，電動機基板及托架構(gòu)成一共用件，電動機軸承的安裝孔能做得比較小，所以增強了托架的強度和剛度。進一步說，安裝主軸電動機的基板同托架為同一體，因此，磁頭的高度與主軸電動機中央轂面的高度之間的相互關(guān)系就容易維持在預定的范圍。
按照本發(fā)明的第二個特點，構(gòu)成主軸電動機的轉(zhuǎn)子、轂及定子可以安裝在托架面板的任何一面，所以主軸電動機能從托架的一邊安裝，而托架的對面是平坦的，因此，該單元能減薄。
按照本發(fā)明的第三個特點，主軸電動機的驅(qū)動電路僅僅在實際驅(qū)動的周期期間由線電流的一個電壓去校準每個被檢線電壓的相位，在校準之后，由線端電壓的比較結(jié)果而產(chǎn)生的信號組合去驅(qū)動電樞。
按照本發(fā)明的第四個特點，在上升沿或下降沿的轉(zhuǎn)子定位信號中要選擇所需要的信號，并在啟動中通過所選擇的需要的信號去驅(qū)動電樞繞組。
按照本發(fā)明的第五個特點，在轉(zhuǎn)子定位信號的上升沿或下降沿中選擇所需的信號，監(jiān)視電動機旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，當旋轉(zhuǎn)發(fā)生異常時，由所選擇的所需信號驅(qū)動電樞繞組。
按照本發(fā)明的第六個方面，托架的平度是靠保證托架的強度及剛度而得到的，而強度及剛度則由使托架安裝主軸電動機的部分的厚度比其他部分的厚度要薄來達到。因此，就保證了電動機軸的垂直度。
按照本發(fā)明的第七個特點，電動機的垂直度是依靠把圓筒形部件的階梯形小徑向部分插進托架的安裝孔并嵌緊在其端部，由此固定該軸承。
按照本發(fā)明的第八個特點，托架由金屬板材料模壓而成，托架的底板部分被局部沖壓薄，而主軸電動機直接安裝到減薄的部分。由于在減薄的部分僅僅開了一個安裝電動機軸承的小孔，所以托架的強度、剛度及平度得到保證。而且，由于在普通示例中那樣的電動機基板被省去而電動機安裝部分又被減薄，所以整個裝置能被減薄。再有，由于能從托架的一邊直接安裝主軸電動機，所以能方便主軸電動機的裝配。
按照本發(fā)明的第九個特點，該階梯形部分安裝在托架的底板部分，，而在下部作成薄的電動機安裝部分，因此整個裝置能被減薄。
按照本發(fā)明的第十個特點，薄壁部分僅僅被限制在安裝主軸電動機的定子的部分，由此，托架的剛度能得到保證。
按照本發(fā)明的第十一個特點，由于沖壓而造成的變形能依靠防變形孔而得以避免，因此，薄壁部分(電動機安裝部分)的平度及尺寸的精確性能容易地得到保證。
按照本發(fā)明的第十二個特點，軟盤驅(qū)動器的托架由金屬板材料沖壓而成，由此，為托架所需要的必要的準確性(平展、尺寸的準確性)能得到保證而且能制成便宜的托架。
按照本發(fā)明的第十三個特點，防變形孔以半徑方向徑向地排列，因此，由于防變形孔使剛度的降低能變得最小，而且在保持一定平度的情況下容易實現(xiàn)壓軋。
按照本發(fā)明的第十四個特點，由于在搜尋方向上對于軸心而言基本對稱地排列了防變形孔，因此整個托架的剛度能得到保證。
按照本發(fā)明的第十五個特點，通過提供12或更多數(shù)目的輻條，所以該剛度進一步容易得到保證。
根據(jù)本發(fā)明的第十六個特點，由于使得輻條的內(nèi)圓周尺寸對外圓周尺寸的比例是1比2，能在保證托架精確度和剛度的情況下，容易地實現(xiàn)沖軋。
按照本發(fā)明的第十七個特點，由于在輻條的外圓周的外面進一步安排了第二防變形孔，在保證托架精確度及剛度的情況下，能容易地實現(xiàn)壓軋。
按照本發(fā)明的第十八個特點，第二防變形孔的內(nèi)圓周與防變形孔外圓周之間的間隔尺寸定為t，而第二防變形孔圓周端沿與輻條的外圓周端之間在每一個第二防變形孔延伸部分的延長尺寸是1.5t(這里的t是托架板厚)，因此托架的精確性及剛性能進一步得到保證。
所列附圖中

圖1所示是按照本發(fā)明的第一實施例的一軟盤驅(qū)動器的整個結(jié)構(gòu)的分解透視圖；圖2是該第一實施例的主軸電動機的安裝狀態(tài)的正面圖；圖3是圖2的截面圖；圖4是用來解釋主軸電動機裝配的零件圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的主軸電動機安裝狀態(tài)的正面圖；圖6所示為本發(fā)明的第三實施例的整體結(jié)構(gòu)的方框圖；圖7所示為一個端電位校正電路的具體構(gòu)成的示例圖8第三實施例中的比較電路的具體構(gòu)成示例圖；圖9是用來解釋第三實施例的工作情況的信號波形圖；圖10是用來解釋第三實施例的工作情況的信號波形圖；圖11(a)及11(b)是校正開關(guān)信號形成電路的構(gòu)成圖及信號波形圖；圖12所示為導通相位與驅(qū)動信號之間相互關(guān)系的說明圖；圖13所示為本發(fā)明的第四實施例整個構(gòu)成的方框圖；圖14是旋轉(zhuǎn)位置信號與計數(shù)器值之間相互關(guān)系的說明表；圖15是用來解釋第四實施例的工作情況的定時圖；圖16是用來解釋第四實施例中的計數(shù)電路工作情況的表；圖17所示為驅(qū)動信號與計數(shù)器電路輸出值之間相互關(guān)系的表；圖18是本發(fā)明的第5實施例所示的整體構(gòu)成的方框圖；圖19是在第5實施例中的開關(guān)信號發(fā)生電路的具體構(gòu)成的示例圖；圖20是用來解釋第5實施例中的開關(guān)信號發(fā)生電路的工作情況的定時圖；圖21所示為第一普通軟盤驅(qū)動器的整體構(gòu)成的拆開的投影視圖；圖22是普通主軸電動機的安裝狀態(tài)的正面圖；圖23是根據(jù)本發(fā)明的第6實施例的軟盤驅(qū)動器的主安裝部分的拆開投影圖；圖24是主軸電動機的安裝狀態(tài)的部分截面圖；圖25是根據(jù)本發(fā)明的第7實施例托架的截面圖26是根據(jù)本發(fā)明的第8實施例的電動機安裝部分的俯視圖；圖27是根據(jù)本發(fā)明的第9實施例的電動機安裝部分的俯視圖；圖28是根據(jù)本發(fā)明的第10實施例的電動機安裝部分的俯視圖；圖29是根據(jù)本發(fā)明的第11實施例的電動機安裝部分的俯視圖；圖30是根據(jù)本發(fā)明的第12實施例所示輻條的尺寸相互關(guān)系的解釋圖；圖31是根據(jù)本發(fā)明的第13實施例所示第二防變形孔的解釋圖；圖32是根據(jù)本發(fā)明的第14實施例所示的第二防變形孔的尺寸相互關(guān)系的解釋圖；圖33是第二普通軟盤驅(qū)動器的主要部分的拆開的投影圖；現(xiàn)根據(jù)附圖將對本發(fā)明的實施例給予解釋。在下面圖中，相同的符號適用于解釋圖21及圖33中普通示例的相同部分或相當部分。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例所示的一軟盤驅(qū)動器的整體構(gòu)成的分解視圖。在圖1中，數(shù)字1表示一托架，該托架是由一底板部分11及側(cè)壁部分12所組成的，基本上是通道型的部件。數(shù)字2表示用來安裝主軸電動機軸承的安裝孔。托架1由鋁板部壓而成。不過在考慮到托架的強度、剛度、平度及制造成本方面，托架的材料及其制造方法并不特別受到限制。
主軸電動機3、滑架機構(gòu)130、磁盤箱座機構(gòu)130及托架蓋140被安裝在托架1的內(nèi)側(cè)正面(圖1中的上面)，而在前面安裝門機構(gòu)150。主軸電動機3的驅(qū)動集成電路(未示出)的基片安裝在托架1的外側(cè)正面(圖1中的下面)。托架1的底板部分11包括有如圖1中所說明的作成特殊形狀的用來安裝基片4的階梯形部分13，安裝在下部的主軸電動機3及安裝在上層的下面上的基片4。另外，數(shù)字160表示一安裝在托架1的內(nèi)側(cè)正面的用來控制本磁盤驅(qū)動裝置的主體基板。
圖2是托架上的主軸電動機安裝狀態(tài)的正視圖，。圖3是圖2的截面圖，圖4是一解釋主軸電動機裝配的分解圖。
主軸電動機3是一種直流無刷電動機，在一種類型的該電動機中，內(nèi)側(cè)圓周部分安裝轉(zhuǎn)子而外側(cè)圓周部分安裝定子，如圖1到圖4所示，或者在通常稱為“外轉(zhuǎn)子型”的電動機中，定子安裝在內(nèi)側(cè)圓周部分而轉(zhuǎn)子安裝在外側(cè)圓周部分，如圖21所示，兩種電動機都能使用。
在關(guān)于前一類型的解釋中，主軸電動機3主要包括有一轉(zhuǎn)子34，它由旋轉(zhuǎn)軸31、固緊到旋轉(zhuǎn)軸31的輪轂32、及固定在輪轂32的外側(cè)圓周的由具有多極磁化部分的環(huán)狀磁鐵33構(gòu)成的磁鐵33組成，一排列在轉(zhuǎn)子34周圍并由纏繞在疊層磁性材料構(gòu)成的定子磁軛周圍的驅(qū)動線卷35組成的定子36，支撐轉(zhuǎn)軸31的軸承37和覆蓋定子36的機殼38。而且輪轂32及轉(zhuǎn)子34是整體形成的。
軸承37由安裝在一圓筒形部件371的外圓周上的推力軸承372構(gòu)成，而在圓筒形部件371的外圓周上形成有一個階梯形的小對徑部分373。在把階梯形小對徑部分373插入托架1的安裝孔2之后，其末端部分374即被嵌緊。由此，軸承37即被固定并垂直地豎立在托架1上。因此，就保持了旋轉(zhuǎn)軸31的垂直度。此后，如圖3及圖4所示，旋轉(zhuǎn)軸31被插入圓筒形部件371，安裝與旋轉(zhuǎn)軸31相配合的轉(zhuǎn)子34，安裝圍繞轉(zhuǎn)子的定子36并被固定，并在其上加以蓋子38，由此主軸電動機3的組裝就完成了。
因此，由于能從一邊把主軸電動機3直接安裝到托架1，所以組裝是十分方便的。托架1的強度及剛度能得到增強，并且由于在托架1中僅僅開了一個剛剛能插入軸承37的階梯形小對徑部分373的十分小的孔，所以托架的精確度能容易得到保證。而且，因為主軸電動機3是一個無傳感驅(qū)動系統(tǒng)，普通情況下，用作印刷線路板的電動機基板被省去，因而能將主軸電動機3直接安裝到托架1上，如以后所述。由于主軸電動機3直接安裝到托架1上，亦即主軸電動機3的安裝基板共用同一托架，因而容易將磁頭121及122的高度與主軸電動機3的中央輪轂面的高度間的關(guān)系維持在規(guī)定的范圍。相互關(guān)系的調(diào)整也很方便。此外，托架1的下表面基本上是平坦的，所以能實現(xiàn)該裝置的薄型化。
而且，此單元的工作情況是與普通示例相同的，因此省略其說明。
圖5所示為本發(fā)明的第二實施例中用于安裝主軸電動機的一個托架部分的截面圖。
在此實施例中，主軸電動機安裝部分14的厚度被作成比其他部分的厚度要薄。具體地說，用來安裝定子36的環(huán)形電動機安裝部分14的厚度被減薄，如圖1中所說明的。托架1由鋁板模壓而成，在這里環(huán)形部分14在沖壓中被壓扁。在沖壓中為了保證托架1的平度，沖壓出多個扇形開口15以防止變形。由多個徑向輻條17來支撐軸承37的安裝部分。
這樣，電動機安裝部分14的厚度被減薄而該部分14的平度則被準確地維持。相應地也就容易精確地維持依靠軸承37安裝的主軸電動機3的轉(zhuǎn)軸31的垂直度。
下面的例子是關(guān)于用作主軸電動機(無刷電動機)3的無傳感驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動電路。
在第三實施例中，各相電樞繞組電壓通過施加一個校正電壓而得到檢測和校正，該校正電壓是依靠實際負荷狀態(tài)下的電流通過一個負荷電阻而產(chǎn)生，由此而得到實際負荷狀態(tài)下的正確的相位的端電壓，因為如果不進行這種校正，就會造成相位滯后。根據(jù)繞組端電壓由換向電路而形成各電樞繞組的驅(qū)動電壓。
在這個實施例中，將根據(jù)上述的思路方法，解釋無刷電動機的驅(qū)動裝置的構(gòu)成及工作情況。
圖6是所示第三實施例的一驅(qū)動電路方框圖。圖6中，312、313及314表示作中點不接地的三相星形連接的無刷電動機的電樞繞組(定子的驅(qū)動線卷)，而311表示一橋接電路，該電路依靠控制一組驅(qū)動晶體管TR1到TR6中流過的電流而把規(guī)定的驅(qū)動電流供給電樞繞組312、313及314。為了方便的緣故，電樞繞組312、313及314被稱為U相、V相及W相。301表示通過校正端電壓而輸出被校正的端電壓信號301a、301b及301c的電壓校正電路，302表示通過比較各相的被校正端電位的電平而提供邏輯信號302a、302b及302c的比較電路，303表示通過對邏輯信號302a、302b及302c的波形整形而提供轉(zhuǎn)子定位信號303a、303b及303c的波形整形電路，及由包括上述電路裝置301、302及303構(gòu)成的轉(zhuǎn)子定位信號形成電路304。305是輸出能使電動機旋轉(zhuǎn)的電動機旋轉(zhuǎn)信號的端子，306是脈沖發(fā)生電路，307是計數(shù)器電路，308是開關(guān)信號發(fā)生電路，換向電路309根據(jù)從轉(zhuǎn)子定位信號形成電路304、端子305、計數(shù)器電路307及開關(guān)信號發(fā)生電路308輸入的信號狀態(tài)輸出驅(qū)動信號309a到309f來控制該組晶體管TR1到TR6的轉(zhuǎn)換。310是一個電阻，311表示橋電路。
圖7是端電位校正電路301具體構(gòu)成的示例。圖7中320到334是NPN晶體管，335是PNP晶體管，336到356是電阻，357到360是恒流源。U相端電位輸入給NPN晶體管320的基極，V相端電位輸入給NPN晶體管325的基極，W相端電位輸入給NPN晶體管330的基極，而端子361則連接到PNP晶體管335的基極，在此端子361上輸入與電樞繞組的電阻抗壓降相關(guān)的電壓。另外362到367是為了轉(zhuǎn)換端電位的校正而輸入校正開關(guān)信號的端子。各相301a、301b及301c的被校正的端電位均從此電路輸出。
圖8所示為比較電路302的具體構(gòu)成之一例。在圖8中，370到381是電阻，382到384表示差分放大電路，385到387是比較器，被校正的U相端電位301a分別經(jīng)過電阻370及375送到差分放大電路382的非反相輸入端及差分放大電路383的反相輸入端，被校正的V相端電位301b分別經(jīng)過電阻374及379送到差分放大電路383的非反相輸入端及差分放大電路384的反相輸入端，而被校正的W相端電位301c分別經(jīng)過電阻378及371送到差分放大電路384非反相輸入端及差分放大電路382的反相輸入端。差分放大電路382、383及384的反相輸入端經(jīng)過電阻373、377及381連接到差分放大電路382、383及384的輸出端，而他們的各個輸出端連接到比較器385、386及387的非反相輸入端。此外，一參考電壓Vref被輸入到差分放大電路382、383及384非反相輸入端，并被輸入到比較器385、386及387的反相輸入端。差分放大電路382輸出一端電壓301a和301b與Vref的中心電壓的差分參考信號。依靠比較器385，通過差分放大信號與Vref的比較而得出邏輯信號302a。邏輯信號302b及302c通過相同的方法產(chǎn)生。
圖9所示為在非負荷時間內(nèi)的各相端電壓波形，比較器輸出的302a、302b、302c和端電位未經(jīng)校正時的導通相位之間的相互關(guān)系。在它們換向時，實際的端電位波形會產(chǎn)生尖峰電壓變化，但為了簡化說明，該變化被忽略掉。在無負荷時間，因為流過的電流很小，所以電樞繞組的阻抗下降幾乎忽略不計。如圖9所示，端電位波形是水平對稱的，因此能提供與轉(zhuǎn)子有預定相位關(guān)系的邏輯信號。
同時，圖10表示在負荷時間內(nèi)，各相端電位波形，比較電路302輸出的邏輯信號302a、302b及302c和導通相位之間的相互關(guān)系。在負荷時間內(nèi)，因為流過有電流，所以電樞繞組中的阻抗下降的影響是不能忽略的。被比較的兩個端電壓中的一個是在導通相位內(nèi)而另一個在非導通相位內(nèi)。例如，當流過的電流從V→W到U→W轉(zhuǎn)換時，V相及U相的端電位互相比較，而V相成為導通相位而U相成為非導通相位。阻抗壓降被疊加在導通相位V相的端電位波形上。其時，由于U相中沒有電流流過，所以只產(chǎn)生逆電動電壓(橋電路的電源電壓固定到Vcc，中心點是不接地的，所以由于阻抗壓降而中心點的電位也下降，而實際被觀察到的端電位波形是非導通相位的U相端電位下降的式樣)。因此，在V相端電位的電平與U相端電位的電平互相相等的位置產(chǎn)生一個相移，而所提供邏輯信號的相位與無負荷時間的情況相比要滯后，如圖10中信號302b所示。
為了解決造成相位滯后的問題，把阻抗壓降電壓加到導通相位的端電位上或從導通相位的端電位中減去，再把端電位的電平互相比較，而后得出邏輯信號302a、302b及302c。例如，按照U相情況，當電流從U相流到V相或W相時，要從其中減去阻抗壓降電壓，當電流從V相或W相流到U相時要把阻抗壓降電壓加到它上面。
關(guān)于端電位校正電路301的工作情況，參考圖形解釋如下。盡管在圖7中已表示了U、V及W三相的端電位校正電路，這里將只對U相的端電位校正電路作解釋。
首先，考慮端子362及端子363是高電平情況。在這種情況中，NPN晶體管332及NPN晶體管324的集電極電位是0，所以NPN晶體管321及NPN晶體管323的發(fā)射極電位也是0，而在電阻337及電阻340中沒有電流通過。因此，電阻336中(電阻值R1)的電流只是由恒流源357供應的電流i1，而在U相端電位校正電路輸出端所觀察到的電位是被減去晶體管320的基極—發(fā)射極電壓(Vbe)及在電阻336中的電阻壓降電壓的端電位校正電路輸入數(shù)值的值301a＝U-Vbe-R1·i1(1)
現(xiàn)考慮端子362及端子363在低電平情況。電位Vir被輸入到端子361。在這種情況下，NPN晶體管322及NPN晶體管324的集電極電位是ViR+Vbe(V)，所以，NPN晶體管321及NPN晶體管323的發(fā)射極電位是Vir而電阻337(阻值R2)及電阻340(阻值R2)中的電流為Vir/R2。因此電阻336中的電流是由恒流源357提供的電流i1加上電阻337及電阻340中電流，而在U相端電位校正電路的輸出端所觀察到的電位如下面公式(2)所示。
301a＝U-Vbe-R1·i1-2·R1·Vir/R2(2)當端子362在高電平而端子363在低電平，或者端子362是低電平而端子363是高電平時，電阻337及電阻340中任何一個流過的電流為Vir/R2，所以，在U相端電位校正電路的輸出端所觀察到的電位如下面公式(3)所示。
301a＝U-Vbe-R1·i1-R1·Vir/R2(3)最后，在加上電阻壓降電壓的情況下(電流流向為V→U，W→U)，端子362及端子363被置于高電平，反之，在欲被減去電阻壓降電壓的情況下(電流為U→V，U→W)，端子362及端子363被置低電平，這樣，端電位即能被校正。
另外，在U相是非導通相位及不需要校正的情況下(電流流向為V→W，W→V)，端子362是高電平而端子363為低電平，或者端子362是低電平而端子363為高電平。同樣，對于V相，在加上電阻壓降電壓情況下(電流流向為U→V，W→V)，端子364及端子365是高電平。在減去電阻壓降電壓的情況下(電流流向V→U，V→W)，端子364及端子365是低電平。在不需要校正的情況下(電流流向為U→W，W→U)，端子364是高電平而端子365是低電平，或者端子364是低電平而端子365是高電平。
接著，對于W相，在欲加上電阻壓降電壓的情況下(電流流向為U→W，V→W)，端子366及端子367是高電平。在減去電阻壓降電壓的情況下(電流流向為W→U，W→V)，端子366及端子367是低電平。在不需要校正的情況下(電流流向為U→V，V→U)，端子366是高電平而端子367是低電平，或者端子366是低電平而端子367是高電平。圖11(b)所示為導通相位與輸入到端子362至367的校正開關(guān)信號之間的相互關(guān)系圖，如定時圖中已在上面綜合說明的那樣。
接著，圖11(a)所示為具體的校正開關(guān)信號形成電路316的詳細電路圖，它的作用是僅僅在實際驅(qū)動時間周期內(nèi)，由電流與電阻的乘積去校正被檢線卷的端電位。在這個實施例中，圖11(b)中所示的開關(guān)信號，使用驅(qū)動信號303a、303b及303c作為輸入，通過組合邏輯部件送到端電位校正電路301的各個端子362到367。
下面，如圖6所示的這個實施例中，依靠采用一電流控制電路511，其緩沖放大器512，電阻513及一驅(qū)動晶體管514去完成對電樞內(nèi)流過線路電流的電流控制，所以，電流控制電路511的輸出端被用于校正電路301的端子361。
電流控制電路511檢測實際旋轉(zhuǎn)速度與由一邏輯脈沖信號501確定的旋轉(zhuǎn)速度之間的誤差，并控制電樞中電流的大小來使被測得的誤差降到零。
盡管在這個實施例中所述是本發(fā)明用于三相無刷電動機的例子，很明顯，本發(fā)明能使用于具有多相而不限于三相的所有無刷電動機。此外，在這個實施例中，由晶體管構(gòu)成的部分也可以通過一OP放大器或一數(shù)字集成電路去構(gòu)成。
下面說明在工作由于某種原因電動機被停止而需要重新啟動它的情況下，在短時間周期內(nèi)重新穩(wěn)定地啟動一個裝置的結(jié)構(gòu)和操作情況。
具體地說，在重新啟動狀況下，由無刷電動機各相的繞組電位去檢測轉(zhuǎn)子的定位信號，檢測出轉(zhuǎn)子定位信號的上升沿或下降沿并選擇出所需要的邊沿信號，并提供一個由這些信號組合來監(jiān)視電動機旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測電路。當檢測到發(fā)生異常時，對該邊沿信號進行計數(shù)，并將該信號作為重新啟動狀況下強制地被施加到各相電樞繞組的驅(qū)動信號。
圖13是根據(jù)上述的構(gòu)思方法所提供的三相無刷電動機的一個驅(qū)動裝置的整體構(gòu)成圖。橋電路311、轉(zhuǎn)子定位信號形成電路304，計數(shù)器電路307及脈沖發(fā)生電路306與上述第三個實施例中的相同，其解釋將被省略。565是把計數(shù)值307a、307b及307c與定位信號302a、302b及302c相比較的穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測電路。
在這個實施例中，定位信號303a、303b及303c也被輸入到換向電路309。在啟動狀態(tài)，換向電路309將計數(shù)值307a、307b及307c加以組合輸出驅(qū)動信號309a、309b、309c、309d、309e及309f，而在穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，該電路靠定位信號303a、303b及303c的組合來輸出驅(qū)動信號309a、309b、309c、309d、309e及309f。而且，定位信號303a、303b、303c及計數(shù)器值307a、307b及307c也被輸入到穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測電路565。在穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)期間，當在計數(shù)器值被更新之后經(jīng)過預定的時間周期，穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測電路565即將定位信號303a、303b及303c與計數(shù)器值307a、307b及307c作比較。圖14表示定位信號303a、303b及303c與計數(shù)器值307a、307b及307c之間的理論上的邏輯關(guān)系的組合。當實際的組合與圖14所示的組合不相同時，就輸出一個重新啟動脈沖565a。該重新啟動脈沖565a被輸入到換向電路309。
現(xiàn)在將要解釋關(guān)于圖15的這樣的一個構(gòu)成中，在穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)時由于某些負荷而引起電動機停止旋轉(zhuǎn)的一個例子。在圖15中，自時間(D)點電動機被停止。在這種情況下，從發(fā)出一個脈沖(01)，經(jīng)過被脈沖發(fā)生電路306設(shè)定的時間周期t1以后，電脈沖發(fā)生電路306輸出一個偽脈沖(P2)。此偽脈沖(P2)由脈沖選擇電路556輸出，圖中未作出，在計數(shù)器電流307中作為脈沖串307d中的脈沖(02)，而在圖16所示邏輯關(guān)系的一個例子中，計數(shù)器值307a、307b及307c由LHL變到LLH。如上所述，在穩(wěn)定狀態(tài)旋轉(zhuǎn)時，驅(qū)動信號309a、309b、309c、309d、309e及309f通過組合的定位信號303a、303b及303c被輸出，所以，即使計數(shù)器值307a、307b及307c被更改，導通相位也不會轉(zhuǎn)換。而且，從計數(shù)器值307a、307b及307c改變開始，經(jīng)過預定的時間周期t2以后，穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測電路565將定位信號303a、303b及303c與計數(shù)器值307a、307b及307c進行比較。在這種情況下，其組合就不是如圖14中的理論性的組合，所以從穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測電路565輸出一個重新啟動脈沖(q3)而工作模式就移到啟動模式。在如上所述的啟動模式中，驅(qū)動信號309a、309b、309c 309d、309e及309f通過計數(shù)器值307a、307b及307c的組合而輸出，所以圖17中的驅(qū)動信號309a、309b、309c、309d、309e及309f成為HHLLHL，改變了電流方向，電動機正常運轉(zhuǎn)。從此以后，就如第一實施例中所述，作電動機穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)，從而電流流向就按照圖17中所示的相互關(guān)系，通過計數(shù)器值307a、307b及307c的組合順序切換。
下面，將要解釋具有從啟動或重新啟動變到穩(wěn)態(tài)工作的一個轉(zhuǎn)換裝置的電動機驅(qū)動電路。
在第五實施例中，以合理的時間設(shè)置轉(zhuǎn)換，在經(jīng)過某一定的時間周期以后，操作即被轉(zhuǎn)換到穩(wěn)態(tài)工作。
圖18示出本發(fā)明的第5個實施例的整個構(gòu)成。圖中橋電路311，轉(zhuǎn)子定位信號形成電路304，計數(shù)器電路307，脈沖發(fā)生電路306及穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測電路565與上述第三實施例及第四實施例中的均相同。308是輸出一開關(guān)信號308a的開關(guān)信號發(fā)生電路，其作用是當換向電路309輸出驅(qū)動信號309a、309b、309c、309d、309e及309f時，去轉(zhuǎn)換計數(shù)器值307a、307b及307c和定位信號303a、303b及303c中的有關(guān)的任何一個。對開關(guān)信號發(fā)生電路308將作解釋如下。
在這個實施例中，電動機旋轉(zhuǎn)信號305a及再啟動脈沖565a輸入給開關(guān)信號發(fā)生電路308。開關(guān)信號308a輸入到換向電路309。
圖19是這個實施例中的開關(guān)信號發(fā)生電路308的結(jié)構(gòu)圖。該實施例中的開關(guān)信號發(fā)生電路308由一定時器570所構(gòu)成。
然后，參考圖20，將對這個實施例中的開關(guān)信號發(fā)生電路308的工作情況作解釋。在該實施例中，當輸入到定時器570的電動機旋轉(zhuǎn)信號305a是高電平時(H)時，定時器510是開狀態(tài)(ON)，換向電路309通過計數(shù)器值307a、307b及307c按圖17中的相互關(guān)系組合輸出驅(qū)動信號309a、309b、309c、309d、309e及309f。接著，在經(jīng)過預定的時間周期t0以后，開關(guān)信號308a從L轉(zhuǎn)換到H，而換向電路309通過定位信號303a、303b及303c的組合輸出驅(qū)動信號309a、309b、309c、309d、309e及309f，如圖17所示。
另外，當從穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測電路565輸出的重新啟動脈沖565a在換向電路309正在通過定位信號303a、303b及303c輸出驅(qū)動信號309a、309b、309c、309d、309e及309f的時候，定時器570被復位，而開關(guān)信號由H變到L。所以換向電路309通過利用該計數(shù)器值307a、307b及307c輸出驅(qū)動信號309a、309b、309c、309d、309e及309f。進一步，在預定的時間周期t0以后，開關(guān)信號308a再從L變到H，而換向電路309通過定位信號303a、303b及303c的組合輸出驅(qū)動信號309a、309b、309c、309d、309e及309f，如圖17所示。在這個實施例中，雖然在應用計數(shù)器值307a、307b及307c的情況下，開關(guān)信號308a被設(shè)定到L電平，而在應用定位信號303a、303b及303c的情況下，開關(guān)信號被設(shè)定為H電平，但相反的設(shè)定也是可以的。
圖23是根據(jù)本發(fā)明第6實施例的一個軟盤驅(qū)動器的基本部分被拆開的投影圖，而圖24表示主軸電動機的安裝狀態(tài)下的局部截面圖。
在這些圖中，601表示使用鋁板之類金屬片壓制而成的托架，而它的由底板611及裝在兩側(cè)的側(cè)壁部分612所組成的部件基本上是通道式。613是安裝主軸603的軸承的軸承安裝孔。
主軸603是直流無刷電動機，并且使用的是一種在其內(nèi)部圓周部分是轉(zhuǎn)子而外部圓周部分是一定子的形式，如圖23及圖24所示，或者采用通常稱為“外轉(zhuǎn)子型”的形式，這種型式的內(nèi)部圓周部分是定子，而外部圓周部分是轉(zhuǎn)子，如圖33所示，兩種電動機都能使用。
現(xiàn)在按照前者類型解釋，主軸603主要包括有由轉(zhuǎn)軸631、壓配在轉(zhuǎn)軸631上的輪轂632、及固定在輪轂632的外圓周并具有多極磁化部分的環(huán)形磁鐵633組成的轉(zhuǎn)子634，一安置于轉(zhuǎn)子634圓周(其中在磁性材料疊片定子磁軛635周圍纏繞著驅(qū)動線卷636)的定子637，支撐軸631的軸承638及覆蓋定子637的蓋子639。在圖23中，604是滑架機構(gòu)及605表示主體襯基。
托架601的底板部分611包括一階梯形部分614而主軸電動機603安裝在其下面部分。在一基本上是圓筒形的內(nèi)部，在一系列沖壓步驟中經(jīng)模壓機沖壓而形成較薄的電動機安裝部分615。實際上，在圖24中僅有在安裝定子637的圓環(huán)形部分是薄壁部分617。如圖23所示，在壓制過程中為了保證薄壁部分的平度，在壓制以前由一沖床預先沖制出多個防變形孔618。為便于了解，在圖23中，由陰影線表示的部分就是防變形孔618。619是用于支撐圓筒狀內(nèi)軸承安裝部分616的半徑方向布置的輻條。防變形孔618的形狀及排列等等將在以后提到。
如圖24所示，在安裝主軸603的過程中，首先要使軸承638垂直固定在軸承安裝部分616上。軸承638具有一安裝到軸筒部件981的外面圓周的推力軸承的結(jié)構(gòu)以及在圓筒部件981的外側(cè)圓周提供一個階梯形小對徑部分983。因此，軸承638能依靠把階梯形小對徑部分983插入安裝孔613并在插入后嵌緊其一端部984來垂直地固定在軸承安裝部分616。然后，壓配合軸631固定到轉(zhuǎn)子634。而且，在固定的圓筒形部件981中插入軸631，據(jù)此即依靠推力軸承982來支撐轉(zhuǎn)子。然后，在薄壁部分617上固定定子637，而最后把蓋子639放在定子637上面。
在這個方法中，主軸電動機603能直接安裝在托架601上。
在這個實施例中，通過由金屬材料壓制而成為托架601的階梯形部分614，及在一系列壓制過程中由一沖床壓制而形成的一薄壁部分617來提供一廉價的托架及使裝置減薄。而且，由于在電動機安裝部分615上僅僅開了一個安裝軸承638的小孔613，因此就保證了托架601的強度及剛度。在壓制階段為了減小在其周圍部分的板厚(在壓制階段形成變形)，因而在電動機安裝部分615內(nèi)作成防變形孔613，并且由于防變形孔而方便了壓制，在保證托架剛度的同時能保證薄壁部分617的平度。再說，由于能從托架601的一邊安裝主軸603，所以安裝主軸電動機603是非常方便的。
圖25是按照本發(fā)明的第7個實施例的托架截面圖。
在這個實施例中，依靠沖壓步驟專門僅對托架601底板部分611的上表面進行壓制而將電動機安裝部分615形成在薄壁部分617之內(nèi)，由此而使底板部分611的下表面作成一平面。在這個實施例中，壓制的面積要比第1實施例中的大，所以，防變形孔618的形狀、數(shù)目及排列是與薄壁部分617的平度密切相關(guān)的。現(xiàn)在將對能應用于如第6實施例及第7實施例中所示的該托架601的截面形狀的防變形孔的形狀、數(shù)目及排列加以解釋。
圖26是根據(jù)本發(fā)明第8個實施例的電動機安裝部分的平面圖。
在這個實施例中，具有以相等間隔作環(huán)形方向排列的矩形防變形孔618。當通過一沖床壓制電動機安裝部分615時，這個部分的板厚材料被壓縮并以減小該防變形孔618的方向滑移，所以保證了薄壁部分617的平度。然而在環(huán)形方向的變形要比在半徑方向的變形要大，所以為了確保托架的準確度，必須考慮避免環(huán)形方向的變形來決定防變形孔618的形狀、數(shù)目，及排列。
在如圖27所示的第9實施例中，防變形孔618是以扇形，以隨意的尺寸及形狀作半徑方向徑向排列而成。支撐軸承安裝部分616的輻條619也作成扇形。通過這些扇形的防變形孔618，大大地減少了在壓制步驟中引起的環(huán)形方向的變形，所以保證了托架的準確性。
在如圖28所示的第10實施例中，扇形防變形孔618基本上在托架1的縱向方向的軸(搜尋方向的軸)作對稱排列。由此得到左右平衡，而使整個托架的剛度趨于穩(wěn)定。
在如圖29所示的第11實施例中，扇形防變形孔618基本上以搜尋方向的軸作對稱排列，而輻條619的數(shù)目是12或更多。由于使用312或更多數(shù)目的輻條619，可以減小個別防變形孔的面積，因此進一步保證整個托架的剛度。
在如圖30所示的第12實施例中，輻條619的內(nèi)側(cè)圓周尺寸A與外側(cè)圓周尺寸B的比被定為A∶B＝1∶2。在輻條619外側(cè)圓周部分的變形(延長)比內(nèi)側(cè)圓周部分的變形要大，這樣，通過這樣一種尺寸關(guān)系就保證了托架的準確性，而不致引起輻條619的翹曲或皺折。
在如圖31所示的第13實施例中，在輻條619的外側(cè)圓周的外面進一步提供了第二防變形孔620。每一個第二防變形孔620是與每個輻條619同心地排列，其形狀基本上是長方形，其長度幾乎等于每個輻條外側(cè)圓周的尺寸。通過第二防變形孔619，也能避免輻條619半徑方向的變形，從而在保證托架的準確性及剛性的同時，還易于實現(xiàn)壓制。
在如圖32所示的第14實施例中，每個第二防變形孔620在每個輻條619的兩側(cè)上延伸到第一防變形孔618的外側(cè)。而且，當?shù)诙雷冃慰?20的內(nèi)側(cè)圓周621與第1防變形孔619的外側(cè)圓周622之間的間隔尺寸定為“t”時，延伸部分的一端沿623與輻條619外側(cè)圓周622的一端624之間的第二防變形孔619的延伸部分的延伸尺寸是1.5t(t為托架的板厚)。由此，進一步保證了托架的準確度及剛度。
正如已經(jīng)解釋的，本發(fā)明的軟盤驅(qū)動器在其托架上為了豎直主軸電動機軸承而僅僅備有一個極小的安裝孔，所以增強了托架的強度及剛度，而且容易獲得托架準確性的保證。
由于提供了無傳感驅(qū)動型的主軸電動機，托架及電動機基板能由共用件構(gòu)成，通過將轉(zhuǎn)子安排在托架的一邊，而將輪轂及定子裝在其任一表面上，就能直接地把主軸電動機安裝到托架上，從而，方便了主軸電動機的裝配操作及主軸電動機與磁頭高度的調(diào)整，從而進一步實現(xiàn)了該單元的減薄。
減薄托架的電動機安裝部分既保證了托架的平度，又方便和十分精確地實現(xiàn)電動機轉(zhuǎn)軸的垂直度。
由塞緊來將電動機的軸承固定豎直到托架的安裝孔，從而減薄電動機安裝部分的厚度，并能方便和十分精確地實現(xiàn)電動機的垂直度。
由于無傳感驅(qū)動系統(tǒng)的主軸電動機的驅(qū)動電路沒有利用中心點，而定位信號僅在實際驅(qū)動周期時間內(nèi)，由電樞繞組電流所決定的校正值進行校正而提供的，因而幾乎無需利用什么引線也就能決定沒有相位滯后的正確的驅(qū)動定時。
通過對定位信號進行計數(shù)來選擇及組合定位信號的上升沿及下降沿，由此形成驅(qū)動信號，在沒有輸入的周期時間內(nèi)，計數(shù)是被強制執(zhí)行的，而當旋轉(zhuǎn)發(fā)生異常時，該裝置即被重新啟動，所以即使當旋轉(zhuǎn)是不正常時也能重新啟動該裝置。
啟動或再啟動與穩(wěn)態(tài)之間的轉(zhuǎn)換能在一個預定的周期時間內(nèi)完成，所以其操作能被穩(wěn)固地轉(zhuǎn)變到穩(wěn)定工作狀態(tài)。
啟動或再啟動與穩(wěn)態(tài)之間的轉(zhuǎn)換由計數(shù)器的計數(shù)值去完成，所以其操作能被穩(wěn)固地轉(zhuǎn)變到穩(wěn)定工作狀態(tài)。
送至計數(shù)器的定位信號被加以監(jiān)視，在沒有輸入的時間周期內(nèi)強制對其進行計數(shù)，當旋轉(zhuǎn)異常時即重新起動該裝置，這樣就使得即使旋轉(zhuǎn)不正常亦可加以再起動。
如上面所解釋，在本發(fā)明的軟盤驅(qū)動裝置中，托架是由金屬板材料壓制而成，托架的底板部分進一步還部分地被擠壓變薄，主軸電動機被直接地安裝薄壁部分，因而在此薄壁部分僅僅開了一個安裝主軸電動機的軸承的小孔，所以托架的強度、剛度及平度能得到保證。加之不需要使用慣用的電動機基板，而電動機安裝部分被減薄，所以整個裝置就能被減薄。再說，從一邊把主軸電動機安裝到托架，所以主軸電動機的裝配就很方便。
在托架的底板部分有一個階梯形部分，而該薄的電動機安裝部分是在下面，所以裝置能進一步被減薄。
該薄壁部分僅限于主軸電動機定子的安裝部分，所以壓擠很方便。
依靠防變形孔能避免因壓擠而產(chǎn)生的變形，所以薄壁部分(電動機安裝部分)的平度及尺寸的準確度能進一步得到保證。
本發(fā)明的軟盤驅(qū)動裝置所用的托架由金屬片壓制而成，因此能降低托架成本同時保證托架的精確度(平度、尺寸的準確)。
為了使因防變形孔造成的剛度的降低減至最小，將防變形孔在半徑方向作徑向排列，這樣就能在保證平度及剛度的同時，實現(xiàn)方便的壓制。
防變形孔基本上是以搜尋的方向作軸對稱排列的，所以改善了平衡性能，并穩(wěn)定了整個托架的剛度。
輻條的數(shù)目作成12或更多，這樣，可以減小單個的防變形孔的面積，從而剛度能進一步得到保證。
輻條的內(nèi)側(cè)圓周尺寸與外側(cè)圓周尺寸之比為1∶2，所以，托架的準確度能進一步得到保證。
在輻條的外側(cè)圓周的外面進一步提供了第二防變形孔，藉此，輻條的半徑方向內(nèi)的變形能靠此第二防變形孔而得以避免，所以，在保證托架的精確度及剛度的同時，能便于壓制。
第二防變形孔的內(nèi)側(cè)圓周與防變形孔的外側(cè)圓周之間的間隔尺寸為t，在第二防變形孔的一端沿與輻條的外側(cè)圓周的一端之間的第二防變形孔的延伸部分的延長尺寸給定為1.5t(這里t為托架的板厚)，所以托架的準確度及剛度能進一步得到保證。
權(quán)利要求
1.一軟盤驅(qū)動裝置，包括一驅(qū)動磁盤旋轉(zhuǎn)的主軸電動機；面對磁盤的多個磁頭；附裝在一托架上并可在磁盤徑向上移動的滑架；其中所述托架和一電動機基板組成一共用件，所述主軸電動機為一無傳感器驅(qū)動系統(tǒng)并直接安裝到所述托架上，和所述托架有一安裝孔，用于將所述無傳感器驅(qū)動系統(tǒng)的所述主軸電動機的一軸承豎直裝置在所述托架上。
2.按照權(quán)利要求1所述的軟盤驅(qū)動裝置，其特征在于組成所述無傳感器驅(qū)動系統(tǒng)的所述主軸電動機的轉(zhuǎn)子、輪轂和定子被安裝在所述托架的任一表面上。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的軟盤驅(qū)動裝置，其中所述無傳感器驅(qū)動系統(tǒng)的所述主軸電動機包括有用于檢測以多相電樞繞組驅(qū)動轉(zhuǎn)子的無刷電動機的各相繞組電壓的裝置；用于在實際驅(qū)動期間對每相繞組端電位增加或減少一個分別由一電阻和一電樞繞組的繞組電流所決定的校正值來校正各相的電位和相位的裝置；用于在所述校正后比較各個被檢測的繞組端電位的電平的比較裝置；和一施加由所述比較裝置檢測得到的轉(zhuǎn)子的位置信號來驅(qū)動各相電樞繞組，由此來驅(qū)動所述主軸電動機的驅(qū)動電路。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的軟盤驅(qū)動裝置，其特征是所述無傳感器驅(qū)動系統(tǒng)的所述主軸電動機包括用于由以多相電樞繞組驅(qū)動轉(zhuǎn)子的無刷電動機的各相繞組的電位或相間電壓差來檢測轉(zhuǎn)子的定位信號的轉(zhuǎn)子定位信號形成裝置；一用于檢測由所述轉(zhuǎn)子定位信號形成裝置輸出的轉(zhuǎn)子定位信號的上升或下降沿的計數(shù)器，由各個檢測得到的邊沿信號選擇所需的邊沿信號從而形成一輸出，并對邊沿信號進行計數(shù)由此來形成在啟動時加到各相電樞繞組的驅(qū)動信號；一脈沖產(chǎn)生裝置，用于由所述計數(shù)器的一個輸出提供一輸入、并在經(jīng)過一定的時期未被提供該輸入時使所述計數(shù)器終止計數(shù)；和一驅(qū)動電路，用于通過在起動時將所述計數(shù)器的輸出加到所述電樞繞組對之進行驅(qū)動。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的軟盤驅(qū)動裝置，其特征是所述無傳感器驅(qū)動系統(tǒng)的所述主軸電動機包括轉(zhuǎn)子定位信號形成裝置，用于由以多相電樞繞組驅(qū)動轉(zhuǎn)子的無刷電動機的各個電樞繞組電位的相位或各相間電壓差檢測所述轉(zhuǎn)子的定位信號；一計數(shù)器，用于檢測所述轉(zhuǎn)子定位信號形成裝置輸出的所述轉(zhuǎn)子的位置信號的上升沿或下降沿，由所述各個檢測得到的邊沿信號中選擇所需的邊沿信號以此來形成一輸出，并對邊沿信號加以計數(shù)，以此來形成在啟動時加到所述電樞繞組各相的驅(qū)動信號；脈沖發(fā)生裝置，用于由所述計數(shù)器的一個輸出提供一輸入，并在經(jīng)過一定時期未被提供所述輸入時結(jié)束所述計數(shù)器的計數(shù)；穩(wěn)定狀態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測裝置，用于按照所述轉(zhuǎn)子的定位信號與所述計數(shù)器的輸出的組合來監(jiān)視所述電動機的旋轉(zhuǎn)，并在旋轉(zhuǎn)異常時輸出一再起動脈沖以此來形成一啟動狀態(tài)；和一驅(qū)動電路，用于在旋轉(zhuǎn)異常時將所述計數(shù)器的輸出加到電樞繞組對之進行驅(qū)動由此來驅(qū)動所述主軸電動機。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的軟盤驅(qū)動裝置，其特征是，其中所述托架的用于安裝所述主軸電動機的部分的第一厚度做成較其他部分的第二厚度要薄。
7.按照權(quán)利要求1、2和6中任一個所述的軟盤驅(qū)動裝置，其特征是還包括有一小圓柱形部件，用于安裝所述主軸電動機的軸承，和一階梯形小徑向部分與所述托架的安裝孔相配合，并被置于所述圓柱形部件的一外緣上，所述階梯形小徑向部分以嵌緊在其一端而被垂直地安裝在所述圓柱形部件中。
8.一軟盤驅(qū)動裝置，包括有由金屬片壓制件構(gòu)成的托架；在所述托架的底板部分由壓制沖壓形成的較薄的電動機安裝部分；和一主軸電動機，直接安裝到所述薄的電動機安裝部分用于驅(qū)動磁盤旋轉(zhuǎn)。
9.按照權(quán)利要求8所述的軟盤驅(qū)動裝置，其特征是所述托架和底板部分被作成具有一階梯部分，而所述電動機安裝部分則被放在其下部。
10.按照權(quán)利要求8或9所述的軟盤驅(qū)動裝置，其特征是所述薄的電動機安裝部分是用于安裝所述主軸電動機的定子的部分。
11.按照要求8或9的軟盤驅(qū)動裝置，其特征是在所述電動機安裝部分作成有許多防變形孔，用于避免沖壓該部分時的變形。
12.一用于軟盤驅(qū)動器的由金屬片壓制件構(gòu)成的、其兩邊設(shè)有側(cè)壁的托架，包括由壓制壓薄底板部分而形成的底板部分中的薄壁部分，用于安裝一主軸電動機；在所述薄壁部分作成的多個防變形孔，用于避免因沖壓而引起的變形；和被設(shè)置在所述薄壁部分中央的具有一個用于安裝所述主軸電動機的軸承的孔的軸承安裝部分。
13.按照權(quán)利要求12所述軟盤驅(qū)動器用托架，其特征是所述多個防變形孔自用于安裝所述軸承的孔向外作徑向布置。
14.按照權(quán)利要求12所述軟盤驅(qū)動器用托架，其特征是所述多個防變形孔被布置得基本與搜尋方向的軸相對稱。
15.按照權(quán)利要求12所述軟盤驅(qū)動器用托架，其特征是還包括有12或更多個支撐所述軸承安裝部分的輻條。
16.按照權(quán)利要求12所述軟盤驅(qū)動器用托架，其特征是所述每一支撐軸承安裝部分的輻條的內(nèi)周邊與外周邊尺寸之比為1∶2。
17.按照權(quán)利要求12所述軟盤驅(qū)動器用托架，其特征是還包括有多個分布在支撐所述軸承安裝部分的輻條的外圓周之外的第二防變形孔。
18.按照要求17所述軟盤驅(qū)動器用托架，其特征是所述第二防變形孔在所述輻條的兩側(cè)延伸到所述防變形孔的外面，每一所述第二防變形孔的內(nèi)圓周與每一所述防變形孔的外圓周之間的間距大小設(shè)定為t，而每一所述第二防變形孔的圓周方向端邊與在每一所述第二防變形孔的延伸部分所述輻條之外周端之間的延伸長度被定成為1.5t，其中t為所述托架的板厚。
全文摘要
一軟盤驅(qū)動裝置包括有一推動磁盤旋轉(zhuǎn)的主軸電動機；多個對著磁盤的磁頭；附設(shè)到一托架并可在磁盤徑向運動的滑架。其中該托架與一電動機底板構(gòu)成一共用部件，該主軸電動機為一無傳感器驅(qū)動裝置被直接裝在該托架上。而其中托架開有一安裝孔，用于將該無傳感器驅(qū)動裝置的主軸電動機的一個軸承垂直地裝設(shè)在該托架上。
文檔編號G11B25/04GK1142667SQ9511687
公開日1997年2月12日 申請日期1995年9月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月14日
發(fā)明者阿久津悟, 織田和也, 栗田克己, 西村秀人, 大久保幸一, 伊藤宏, 泉幸雄, 長岡秀忠, 西川啟一, 小野田篤夫 申請人:三菱電機株式會社