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索引检测机构失效专利 发明

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技术领域 本发明涉及索引检测机构,特别涉及下述索引检测机构,该 机构在采用不带传感器的主轴电动机,旋转驱动软磁盘等磁盘型 记录媒体时,发生表示不带传感器的主轴电动机旋转一圈的索引 信号。 背景技术 一般在采用磁盘型记录媒体进行信息的记录再生的记录再生 装置中,磁盘型记录媒体的旋转驱动采用主轴电动机,为了正确 地对该主轴电动机的旋转状态进行控制,采用各种旋转控制机 构,作为这些旋转控制机构,具有被称为索引检测机构、旋转位 置控制机构或频率发生器(FG)的旋转平滑控制机构。 其中,当索引检测机构主轴电动机旋转一圈时,发生一个索 引信号,该机构表示在从发生一个索引信号,到发生下一个索引 信号的期间,主轴电动机刚好旋转一圈(旋转360°)的情况。 另外,旋转位置控制机构发生用于正确地控制主轴电动机的 旋转位置的多个位置控制信号,该机构通过检测这些位置控制信 号的发生时刻,进行主轴电动机的旋转位置的控制。 此外,旋转平滑控制机构发生多个旋转控制信号,以便使主 轴电动机的旋转速度的变化状态保持平滑,该机构通过检测这些 旋转控制信号的信号波形,进行主轴电动机的旋转速度的变化状 态保持平滑的控制。 图3(a)~图3(c),图4(a)~图4(c)为表示主轴电动机的已有的 各种旋转控制机构的一个实例的主要部分结构图,图3(a)为索引 检测机构,图3(b)和图3(c)为旋转位置控制机构,图4(a)~图4(c) 为旋转平滑控制机构。 如图3(a)所示,在索引检测机构中,在主轴电动机中的转子 31的外周缘上,安装一个微小磁铁32,在转子31的外周缘的接 近位置,设置一个霍尔元件(磁性传感元件)33。 该索引检测机构基本上按照下述方式动作。如果主轴电动机 中的转子31旋转,安装于转子31的外周缘上的微小磁铁32也 与转子31一起旋转。此时,在微小磁铁32与霍尔元件33之间 的间距打开的期间,该霍尔元件33几乎不检测微小磁铁32的磁 场,由此,任何的信号不从该霍尔元件33输出。但是,如图3(a) 所示,如果随着转子31的旋转,微小磁铁32与霍尔元件33之 间的间距接近,则该霍尔元件33检测微小磁铁32接近造成的磁 场变化,通过该检测,从霍尔元件33送出索引信号。此后,如 果随着转子31的旋转,微小磁铁32与霍尔元件33之间的间距 再次打开,则霍尔元件33几乎检测不到微小磁铁32的磁场,从 霍尔元件33不输出索引信号。 另外,对于上述已有的索引检测机构,以磁性传感元件采用 霍尔元件33的实例进行了描述,但是可采用的磁性传感元件不 限于霍尔元件33,也可采用电感线圈(inducter)元件,来代替霍 尔元件33。 此外,如图3(b)和图3(c)所示,旋转位置控制机构在主轴电 动机中的转子31的一个面的外周部底面上,安装圆环状磁铁, 形成对该圆环状磁铁的侧面磁化而连续的多个磁化部341、 342、…、…、…、3412,在多个磁化部341、342、…、…、…、 3412的接近位置,设置三个霍尔元件(磁性传感元件)351、352、 353。各磁化部341、342、…、…、…、3412按照下述方式形成, 该方式为:邻接的两个磁化部的邻接部分的磁化极性相同,并且 各磁化部341~3412以等间距设置于外周部。另外,三个霍尔元件 351~353也按照圆周方向的各霍尔元件351~353的间距分别相等 的方式设置。 上述旋转位置控制机构基本上按照下述方式动作。如果主轴 电动机中的转子31旋转,则形成于转子31的外周部的各磁化部 341~3412均与转子31一起旋转。此时,三个霍尔元件351~353 每当作为相邻接的2个磁化部的边界的同极部分接近时,分别发 生位置控制信号。此时发生的位置控制信号的振幅在同极部分最 接近时,为最大振幅,随着不断远离该同极部分最接近的位置, 形成依次减小的振幅。另外,在此时发生的位置控制信号的极性 在同极部分中的N极接近时,变为其中一个极性(如正极),在同 极部分中的S极接近时,变为另一个极性(如负极)。 接着,如图4(a)~图4(c)所示,旋转平滑控制机构按照与旋 转位置控制机构相同的方式,在主轴电动机中的转子31的一个 面的外周部底面上,安装圆环状磁铁,形成对该圆环状磁铁的底 面进行磁化而连续的多个磁化部361、362、…、…、…、3612, 在与转子31的一个面相对设置的衬底37上,在与多个磁化部 361~3612相对应的位置,分别形成一定形状,如由较高的反复周 期的脉冲排形成的多个导体图案38。 该旋转位置控制机构基本上按照下述方式动作。如果主轴电 动机中的转子31旋转,形成于转子31的外周部底面上的各磁化 部361~3612均与转子31一起旋转。此时,形成于衬底37上的 多个导体图案38在作为相邻接的2个磁化部的边界的同极部分 正在接近的导体图案38上,发生较大的振幅的位置控制信号, 在同极部分正在远离的图案上,发生较小振幅的位置控制信号。 最近,在记录再生装置等各种的电子控制设备中,为了有效 利用有限的设备容积,设备小型化的要求增强。接受该小型化的 要求,在记录再生装置中,使主轴电动机的整体尺寸减小,伴随 主轴电动机的整体尺寸的减小,在其旋转控制中,不采用霍尔元 件等磁性传感元件,即采用所谓的不带传感器的主轴电动机控制 方式。该不带传感器的主轴电动机控制方式在主轴电动机动作 时,检测在定子线圈中发生的反向电动势,由此检测转子的旋转 位置,即检测主轴电动机的旋转位置,通过该旋转位置的检测, 对主轴电动机的旋转进行控制。如果采用该不带传感器的主轴电 动机控制方式,则在已有的旋转位置控制机构中所采用的三个霍 尔元件351~353是不必要的,由此,有助于装置的整体尺寸的减 小。 这时,在已有的不带传感器的主轴电动机控制方式中,即使 检测定子线圈中产生的反向电动势,仍无法从该检测输出,直接 获得位置控制信号,而即使在无法获得位置控制信号的情况下, 仅仅无法肯定平滑地使主轴电动机的旋转速度的变化状态变化, 仍可对主轴电动机的旋转进行控制。另外,在不带传感器的主轴 电动机控制方式中,最好在动作方面,设置旋转平滑控制机构, 但是,特别是当认为主轴电动机的旋转速度的变化状态的平滑不 重要时,可省略旋转平滑控制机构。 发明内容 虽然上述已有的不带传感器的主轴电动机控制方式可取消已 有的旋转位置控制机构中所采用的三个霍尔元件351~353,但是 由于即使检测在定子线圈中产生的反向电动势,仍不能够从该检 测输出,直接获得索引信号,故在获得索引信号时,均必须采用 已有的索引检测机构,由此,不能够取消索引检测机构所采用的 一个霍尔元件33。 按照此方式,上述已有的不带传感器的主轴电动机控制方式 虽然取消了旋转位置控制机构所采用的三个霍尔元件351~353, 由于不能够取消索引检测机构所采用的一个霍尔元件33,故对于 索引检测机构,装置的整体尺寸的减小程度尚不充分。 本发明是针对这样的技术背景而提出的,本发明的目的在于 提供一种索引检测机构,该机构可在采用不带传感器的主轴电动 机控制方式时,使针对索引检测机构的装置的整体尺寸减小。 为了实现上述目的,本发明的索引检测机构包括下述方案, 其中在不带传感器的主轴电动机中的转子一面的外周部底面上, 形成连续的多个磁化部,在靠近转子一面配置的衬底上,按照与 多个磁化部相对的方式,形成呈脉冲排状的导体图案,在上述呈 脉冲排状的导体图案上,将在转子旋转时伴随上述多个磁化部的 旋转的磁通量变化作为反向电动势检测,将该检测输出作为索引 信号送出,在此机构中具备以下手段,多个磁化部按照转子外周 方向的磁场强度在转子中的相对的2个点之间逐级变化而形成, 导体图案按照呈与磁场强度的分阶段的变化相对应的形状的脉冲 排状的方式形成,每当上述转子旋转一圈时,从导体图案,送出 一个索引信号。 按照这样的方案,连续地形成于不带传感器的主轴电动机中 的转子一面的外周部底面上的多个磁化部分别按照下述方式形 成,该方式为:在接近转子一面设置的衬底上,以与多个磁化部 相对的方式,分别形成呈脉冲排形状的导体图案,同时多个磁化 部按照使转子外周方向的磁场强度在转子的相对2个点之间逐级 变化的方式形成,导体图案按照呈与磁场强度的分级变化相对应 的形状的脉冲排状的方式分别形成,每当不带传感器的主轴电动 机中的转子旋转一圈时,使多个磁化部的磁化状态与导体图案的 脉冲排形状保持一致,此时,从导体图案中,送出一个索引信号, 由此,可获得不采用霍尔元件的索引检测机构,可使装置的整体 尺寸减小。 附图简要说明 图1(a)和图1(b)为表示本发明的索引检测机构的一个实施例 的主要部分的结构图; 图2为表示从图1(a)和图1(b)所示的索引检测机构输出的索 引信号的一个实例的信号波形图; 图3(a)~图3(c)为表示主轴电动机的已有的各种旋转控制机 构的2个实例的主要部分的结构图; 图4(a)~图4(c)为表示主轴电动机的已有的各种旋转控制机 构的另一个实例的主要部分的结构图。 具体实施方式 下面参照附图,对本发明的实施例进行描述。 图1(a)和图1(b)为表示本发明的索引检测机构的一个实施例 的主要部分的结构图,其中图1(a)为设置于不带传感器的主轴电 动机中的转子一面上的磁化部的结构图,图1(b)为设在以相对方 式设置于转子一面上的衬底上的导体图案的结构图。 如图1(a)和图1(b)所示,本实施例的索引检测机构包括不带 传感器的主轴电动机中的转子1;衬底2,其与转子1相对设置; 多个磁化部31、32、…、…、…、312、313、314,它们连续地形 成于转子1的一个面的外周部底面上;形成于衬底2上的呈脉冲 排状的导体图案4;形成于衬底2上的信号引出端子4a、4b。 各磁化部31~314按照下述方式形成,该方式为:相邻接的二 个磁化部的邻接部分的磁化极性相同,并且随着相对的对角线上 的二个点,A点到B点的移动,各磁化部31~314的圆周方向的长 度逐级增加。具体来说,各磁化部31~314按照下述方式形成,该 方式为:最靠近A点的磁化部31、314的圆周方向的长度最短, 与它们相邻的磁化部32、313的圆周方向的长度稍短,依磁化部 33、312,磁化部34、311,磁化部35、310,磁化部36、39的顺序, 圆周方向的长度逐级增加,最靠近B点的磁化部37、38的圆周 方向的长度最长,各磁化部31~314的圆周方向的磁场强度随着从 A点移向B点而逐级减弱。 另外,呈脉冲排状的导体图案4按照下述方式形成,该方式 为:其两端与信号引出端子4a、4b连接,并且形成与各磁化部 31~314的磁化状态相对应的形状的脉冲排形状。具体来说,该图 案4由包含二个磁化部31、314的邻接部分的负极部分41,包含 二个磁化部31、32的邻接部分的正极部分42,包含二个磁化部32、 33的邻接部分的负极部分43,包含二个磁化部33、34的邻接部 分的正极部分44,包含二个磁化部34、35的邻接部分的负极部 分45,包含二个磁化部35、36的邻接部分的正极部分46,包含 二个磁化部36、37的邻接部分的负极部分47,包含二个磁化部37、 38的邻接部分的正极部分48,包含二个磁化部38、39的邻接部 分的负极部分49,包含二个磁化部39、310的邻接部分的正极部 分410,包含二个磁化部310、311的邻接部分的负极部分411,包 含二个磁化部311、312的邻接部分的正极部分412,包含二个磁 化部312、313的邻接部分的负极部分413,包含二个磁化部313、 314的邻接部分的正极部分414构成。此外,各负极部分41、43、 45、47、49、411、413的圆周方向的长度,以及各正极部分42、44、 46、48、410、412、414的圆周方向的长度分别对应于下述情况而 设定,该情况指各磁化部31~314的圆周方向的磁场强度随着从A 点移向B点而逐级减弱。 对于各负极部分41~413的圆周方向的长度,负极部分41的 长度最短,负极部分43、413的长度比其稍短,依负极部分45、411, 负极部分47,49的顺序,长度逐渐增加,对于各正极部分42~414 的圆周方向的长度,正极部分42、414的长度度最短,正极部分 44、412的长度比其稍短,依正极部分46、410,正极部分48的顺 序,长度逐渐增加。还有,正极部分48在途中分为两个块,信号 引出端子4a、4b与该分割部分连接设置。 此外,图2为表示从图1(a)和图1(b)所示的索引检测机构输 出的索引信号的一个实例的信号波形图。 在图2中,纵轴表示振幅,横轴表示时间,S表示每当不带 传感器的主轴电动机旋转一圈时所产生的索引信号。 下面通过图1(a),图1(b)和图2,对上述方案中的索引检测 机构的动作进行描述。 如果旋转驱动不带传感器的主轴电动机,由此,转子1旋转, 则形成于转子1的一个面上的外周部底面上的各磁化部31~314与 转子1一起旋转。此时,当在形成于衬底2上的呈脉冲排状的导 体图案4上,相邻接的磁化部中的邻接部分的同极部分接近时, 在同极部分接近的导体图案4中的正极部分42~414,或负极部分 41~413中的任何一个上,产生较大振幅的位置控制信号(反向电动 势),另一方面当相邻接的磁化部的邻接部分的同极部分正在远 离时,在同极部分远离的导体图案4中的正极部分42~414,或负 极部分41~413中的任何一个上,仅仅产生较小的振幅的位置控制 信号(反向电动势)。 这时,如果不带主轴电动机的旋转速度一定,则相邻接的磁 化部的邻接部分的同极部分接近的周期按照各磁化部31~314的圆 周方向的长度逐级依次变化的方式形成,即该周期按照有规律地 依次增加,或依次减小的动作反复进行的方式形成,由此,当与 各磁化部31~314的位置相对的,导体图案4的各正极部分42~414 和各负极部分41~413的位置与上述的周期的反复一致时,即,每 当不带传感器的主轴电动机旋转一圈时,在各正极部分42~414和 各负极部分41~413的位置所产生的位置控制信号(反向电动势)相 互呈串联而叠加,在整个导体图案4中,获得振幅的位置控制信 号(反向电动势),如图2所示,作为位置控制信号,从信号引出 端子4a,4b获取索引信号S。 与此相对,当各正极部分42~414和各负极部分41~413的位 置与上述的周期的反复不一致时,即使在导体图案4的一部分, 任何的正极部分42~414和/或任何的负极部分41~413所发生的位 置控制信号(反向电动势)产生叠加的情况下,在其它的正极部分 42~414和/或负极部分41~413所发生的位置控制信号(反向电动势) 不叠加,由此,与索引信号S的电平相比较,形成很低的电平的 噪声电平,此时,不输出索引信号S。 如果按照此方式,采用本实施例的索引检测机构,则每当不 带传感器的主轴电动机中的转子旋转一圈时,由于从导体图案4, 送出索引信号,故不必象过去的不带传感器的主轴电动机控制方 式那样,采用较大型的霍尔元件等磁性传感元件,可使具有该不 带传感器的主轴电动机的装置的整体尺寸减小。 还有,对于具有上述实施例的具有索引信号检测机构的不带 传感器的主轴电动机控制方式,给出了不设置旋转平滑控制机构 的实例,但是在需要设置旋转平滑控制机构的场合,除了设置索 引检测机构以外,还可单独地设置旋转平滑控制机构。

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