(57)【要約】例えば携帯機器における使用されるディスクのためのディスクドライブユニットは、ディスクドライブユニット内に位置し、且つ、ディスクを動作位置に回転可能に支持するスピンドル（１）を含む。スピンドルを回転するために、電気モータ（２）がスピンドルに操作的に結合されている。始動時に、スピンドルを加速するために、補助電気モータ（３）がスピンドルに接続可能である。この補助モータは、ゼロ速度で効率的に動作するよう選択され得る。電気モータは低電力モータであってよく、その結果、消費電力の削減が得られる。
2006520512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該ディスクドライブユニット内に位置し、且つ、ディスクを動作位置に回転可能に支持するよう構成されたスピンドルと、
該スピンドルを回転するために、前記スピンドルに操作的に結合された電気モータと、
始動中に前記スピンドルを加速するために、前記スピンドルに接続可能な補助モータと、を有する、
ディスクのためのディスクドライブユニット。
【請求項２】
前記補助モータは電気モータである、請求項１に記載のディスクドライブユニット。
【請求項３】
前記補助モータは、前記スピンドルの減速中も、前記スピンドルに接続可能であると共に、前記スピンドルからのエネルギーを吸収し且つ蓄積するための手段を備えている、請求項２に記載のディスクドライブユニット。
【請求項４】
前記リニアモータは、始動時に、前記スピンドルを駆動するために、一方向で活性化されるよう構成され、且つ、減速中に、前記スピンドルによって駆動されるべきために、反対方向に活性化されるようにも構成されている、請求項３に記載のディスクドライブユニット。
【請求項５】
前記エネルギーを吸収するための手段は、前記リニアモータのコイルを有し、前記エネルギーを蓄積するための手段は、キャパシタを有する、請求項３又は４に記載のディスクドライブユニット。
【請求項６】
前記エネルギーを吸収し且つ蓄積するための手段は、前記リニアモータの移動部に接続されたバネを有する、請求項３又は４に記載のディスクドライブユニット。
【請求項７】
前記補助モータは、ヘッドを備えたプランジャを有するのに対し、前記スピンドルは、前記補助モータの前記プランジャの前記ヘッドによって係合され得るホイールを有し、前記プランジャ、前記ヘッド、及び、前記ホイールは、前記補助モータと前記スピンドルとの間の接続部材として働く、上記請求項２乃至６のうちいずれか１項に記載のディスクドライブユニット。
【請求項８】
前記プランジャヘッドが前記スピンドルホイールの周りを移動することを許容するために、前記補助モータは、前記プランジャの長手軸に対して実質的に直交して延びる軸について回転可能であり、前記プランジャの前記ヘッドは、前記スピンドルホイールと係合する方向への、中央位置にある前記プランジャの前記ヘッドの直線的な動作が、前記スピンドルの周りでの前記プランジャの前記ヘッドの動作を引き起こすような形状とされ、それによって、前記スピンドルを回転させ、前記補助モータは、前記プランジャを前記中央位置の方向に付勢する弾性取付具を備える、請求項７に記載のディスクドライブユニット。
【請求項９】
前記プランジャヘッドは、前記スピンドルの始動後の中央位置から開始して、前記スピンドルの前記ホイールと係合することによって、減速中の前記スピンドルのエネルギーを前記吸収手段に伝達する手段でもあり、当該ディスクドライブユニットの制御手段は、逆電流パルスによって前記補助モータを活性化するよう構成されることで、前記プランジャヘッドはその開始位置に引き戻され、且つ、前記電気モータが活性化された後、前記プランジャヘッドは前記スピンドルホイールと係合させられ、それによって、前記プランジャをその開始位置に戻す、請求項５及び８に記載のディスクドライブユニット。
【請求項１０】
前記補助モータの前記コイルは前記弾性取付具を有する、請求項８又は９に記載のディスクドライブユニット。
【請求項１１】
上記請求項のうちいずれか１項に記載の当該ディスクドライブユニットを有するハウジングを有する携帯機器。
【請求項１２】
ディスクドライブユニットのスピンドルを回転させるために、該スピンドルを駆動する方法であって、
前記スピンドルを加速するために、補助モータを前記スピンドルに操作的に接続するよう、前記補助電気モータを活性化するステップと、
前記補助電気モータを前記スピンドルから切断し、且つ、前記スピンドルを所望の回転速度に維持するために、主電気モータを活性化するステップと、
を所望の順序で有する、方法。
【請求項１３】
前記スピンドルの回転を停止するために、
前記主電気モータを非活性化するステップと、
前記スピンドルからの運動エネルギーを、前記スピンドルの前記運動エネルギーを吸収し且つ蓄積するための手段に伝達するために、前記補助モータを前記スピンドルに操作的に接続するよう、前記補助電気モータを活性化するステップと、
を所望の順序で有する、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクのための、より詳細には、携帯機器での使用されるディスクのためのディスクドライブユニットに関し、このディスクドライブユニットは、ディスクドライブユニット内に位置し、且つ、ディスクを動作位置に回転可能に支持するよう構成されたスピンドルと、スピンドルを回転するために、スピンドルに操作的に結合された電気モータとを含む。
【背景技術】
【０００２】
この種のディスクドライブユニットは多くの実施態様で知られている。特にそれらが携帯機器で用いられるならば、この種のディスクドライブの電力消費は重要な問題である。何故ならば、これらの携帯機器は限定的な電力量で苦しむことが多いからである。
【０００３】
米国特許第５，０１６，１２４号は、始動時にディスクドラブへ制御されたエネルギーを供給する記録装置を開示している。この記録装置には、ビデオ信号を記録するために、ディスク形状の磁気テープを駆動するためのディスクドライブがある。このディスクドライブユニットの電気モータは、モータ駆動電流を第一の値に制限するために構成された第一回路と、モータ駆動電流を第一の値よりも小さな第二の値に制限するために構成された第二回路と、を含むモータ制御回路を有する。この方法は、必要なときに、モータが回転の高ビルトアップ速度を有することを可能にし、且つ、ビルトアップ速度が必要でないときに、電気エネルギー消費を削減するモータ制御回路を提供する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電力消費がさらに削減されるディスクのためのディスクドライブユニットを提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するために、本発明は、ディスクのための、より具体的には、特に携帯機器において使用されるディスクドライブユニットを提供し、このディスクドライブユニットは、ディスクドライブユニット内に位置し、且つ、ディスクを動作位置に回転可能に支持するよう構成されたスピンドルと、スピンドルを回転するために、スピンドルに操作的に結合された電気モータと、始動中に前記スピンドルを加速するために、スピンドルに接続可能な補助モータとを有する。補助モータは電気モータであるのが好ましい。
【０００６】
本発明に従ったディスクドライブユニットは２つのモータを含み、それらは特別な目的のためにそれぞれ選択され且つ構成され得る。特に、従来の回転式電気モータはゼロ速度で不十分であり、始動時に、比較的大きな軸受摩擦に打ち勝たなければならず、よって、この回転式電気モータは加速時に高い電力を消費する。本発明によれば、スピンドルの回転を開始するために、補助モータが用いられ、よって、電気駆動モータは選択された速度を維持するために主として必要とされる。回転速度を維持するためには、より少ない電力が必要とされ、その結果、電気主駆動モータは、低電力、従って、低消費電力を有するよう構成され得る。
【０００７】
スピンドルの回転を開始するのに極めて適したモータの種類は、電磁又はコイルモータのようなリニアモータである。そのようなモータは、スピンドルの始動中、回転モータよりも効率的である。よって、電気駆動モータ及び補助モータは極めて良好に相補し合う。
【０００８】
もし、スピンドルの減速中にも、補助モータがスピンドルと接続可能であるならば、極めて有利であり、補助モータはスピンドルからのエネルギーを吸収し且つ蓄積するための手段を備える。
【０００９】
このようにして、回転スピンドルの運動エネルギーは再使用可能であり、それはディスクドライブユニットの電力消費を更に削減する。スピンドルからのエネルギーを吸収し且つ蓄積するための手段は、請求項５に定められているように電気的であっても、或いは、請求項６に記載されているように機械的であってもよい。エネルギーを吸収し且つ蓄積するための代替的な手段が考えられるのは明らかである。
【００１０】
リニアモータとスピンドルとを接続する１つの方法が請求項７に定められている。これは直線動作を回転動作に変換する簡単な方法である。
【００１１】
請求項８の実施態様において、プランジャはスピンドルに対して中央位置を取り、プランジャのヘッド形状及び弾性取付具は、プランジャをこの中央位置から離れ且つ戻るよう動かすための極めて単純な手段である。
【００１２】
この実施態様は、プランジャが減速中のスピンドルからの運動エネルギーを吸収し且つ蓄積するためにも用いられるディスクドラブユニットの実施態様における使用にも極めて良く適している。そのような実施態様は請求項９に定められている。この実施態様によれば、スピンドルを駆動し且つスピンドルによって駆動されるために、プランジャのヘッドはスピンドルの２つの側部に沿って移動可能とされている。この実施態様は、通常エネルギーを要するスピンドルの制動が最早必要ではないという追加的な利点を有する。本発明によれば、補助モータはスピンドルを制動し、同時に、後に使用するために、スピンドルからのエネルギーを吸収し且つ蓄積する。
【００１３】
本発明は、上記のようなディスクドライブユニットを含むハウジングを有する携帯機器にも関し、請求項１２及び１３に定められているようなディスクドライブユニットのスピンドルを駆動する方法も含む。
【００１４】
本発明のこれらの及び他の特徴は、以下に記載された実施態様を参照することでより明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図面はディスクドライブユニットの実施態様を示している。このディスクドライブユニットは、光学ディスク又はその類似物のようなディスク（図示せず）からのデータの読込み、及び／又は、そのようなディスクへのデータの書込みのための機器において用いられ得る。このディスクドライブが用いられる機器は、具体的には、例えば、交換可能な光学データディスクを備えた携帯電話のような携帯型又は持ち運び可能な機器である。ディスクはカートリッジ内に収容され得る。携帯機器はハウジングを有し、ディスクドライブがハウジング内に収容される。ハウジングは、ディスクドライブユニットのスピンドルで、挿入位置から動作位置へのディスクの挿入、及び、動作位置から解放位置へのディスクの排出を許容する開口を備える。
【００１６】
ディスクドライブユニットの１つの具体的な適用において、ディスクドライブユニットは極めて小さな（例えば、３０ｍｍの直径を有する）ディスクを駆動するよう構成されている。そのようなディスクドライブユニットは、例えば、所謂バーストモードで動作し、それは継続的動作と比べエネルギーを節約する。データは、例えば、毎秒３３Ｍｂｉｔの有効高レートでディスクから読込まれ、典型的には８ＭＢのバッファ内に置かれる。例えば、特定の用途のためのデータ使用者レートは毎秒１Ｍｂｉｔであり、ディスクの加速に１秒を要する。静止摩擦及び動摩擦（軸受摩擦及び空気摩擦）、ディスク及びモータの慣性、並びに、電気モータの電気的位相の適用の故に、この加速は強力なエネルギー損失を引き起こす。加速後、ディスクドライブユニットの電力損は１０の因数で減少するのが典型的である。この定速段階において、バッファは約２秒内にデータで満たされる。次に、モータは停止され、テータは約１分間バッファから読込まれ得る。もしディスクが１時間の音楽を含むならば、ディスクはその再生中に約５０回加速される必要がある。
【００１７】
図１乃至６は、本発明に従ったディスクドライブユニットを極めて概略的に示している。それは、ディスクを支持するためのターンテーブルと、ターンテーブルを回転するためのシャフトと、ディスクドライブユニットの電気駆動モータの回転部分であるロータ２と、を含むスピンドル１を示している。如何なる従来的或いは非従来的な回転モータをも用い得る。
【００１８】
図面は、スピンドル１に接続可能な補助モータ３も示している。補助モータはコイル４を含み、電気回転モータの動作も制御する制御ユニット１０によって制御されて、コイルを通じて電流が伝導される。コイル４が活性化された後、直線状に駆動されるよう、磁化されたプランジャ５がコイル４を通じて延在する。コイル４は弾性取付具６に取り付けられ、コイル４及びプランジャ５がプランジャ５の長手軸に対して実質的に直交する軸６'についての付勢力に抗して回転し得るようにしている。付勢力はプランジャ５を強制的に中央位置に戻らせ、そこにおいて、プランジャ５の長手軸はスピンドル１の軸を通じて延びる。他の中央位置も考えられ得る。
【００１９】
スピンドル１から離間する１つの端部に、プランジャ５はストップ７を含み、プランジャ５の動作を一方向に制限する。他の端部に、プランジャ５は、スピンドル１上の歯付きホイール９と係合するよう構成された歯付きヘッド８を含む。歯付きヘッド８は、丸みのある隅部を備えたほぼチェッカー形状である。歯部の歯は、歯付きヘッド８の全周に亘って分配され、且つ、歯付きホイール９の歯に適合されている。ホイール９は、ギアホイール、摩擦ホイール、又は、プランジャの直線運動がスピンドル１の回転運動に変換されるよう、プランジャのヘッドが駆動力をホイール９に働かせ得る他の種類のホイールであり得る。プランジャ５、歯付きヘッド８、及び、歯付きホイール９は、補助モータ３とスピンドル１との間の接続部材として働く。
【００２０】
図示され且つ記載されているようなディスクドライブユニットの動作は次の通りである。
【００２１】
図２において、スピンドル１及びスピンドル上に支持されているディスクは静止している。プランジャ５の長手軸がスピンドル１の軸を通じて延び、且つ、歯付きヘッド８がスピンドル１上の歯付きホイール９と係合しないよう、プランジャ５は中央の静止位置にある。その結果、補助モータ３はスピンドル１から切断されている。
【００２２】
図３において、制御ユニット１０はディスクが回転されるべきとの命令を受信し、よって、スピンドル１は始動しなければならない。この目的のために、電流がコイル４を通じて流されることによって、制御ユニットはコイル４を活性化する。それによって生成される磁界は、プランジャ５をスピンドル１の方向に強制的に移動する。その結果、歯付きヘッド８は、スピンドル１上の歯付きホイール９と係合する。プランジャ１上の力、及び、歯付きホイール９と係合する歯付きヘッド８の側面の向きの故に、プランジャ５は直線及が回転の組み合わされた動作を行い、その動作中に、コイル４及びその内部に包含されるプランジャ５は弾性取付具６'の軸について回転する。この動作の結果、歯付きヘッド８は歯付きホイール９を回転させ、同時に、歯付きヘッド８は歯付きホイール９の外周に亘って動く。スピンドル１の加速の故に、その上に支持されたディスクも加速される。
【００２３】
図４において、プランジャ５は、ストップ７が停止される極端位置に移動される。プランジャ５がコイル４に対してこの位置に到達すると、歯付きヘッド８は歯付きホイール９を越えて通過し、スピンドル１の他の側部で、この歯付きホイール９から離脱する。弾性取付具６はプランジャ５上の戻り力を保持し、よって、歯付きヘッド８は歯付きホイール９と係合した状態に保持され、プランジャ５はその長手軸がスピンドル１の軸を通じて延びる中央位置に戻される。この位置において、コイル４は非活性化され、プランジャ５はこの位置に保持されるか、或いは、この位置で積極的に係止される。スピンドル１の歯付きホイール９の周りでの歯付きヘッド８の運動中、スピンドル１は十分に加速され、よって、回転モータが引き継ぎ、スピンドル１を所望の回転速度に至らせるか、或いは、維持することが可能である。
【００２４】
ディスクが再度停止されなければならず、従って、ディスクが減速される必要があるとき、ディスクドライブユニットの回転モータは非活性化され、制御ユニット１０は短い逆電流パルスでコイル４を活性化する。この逆電流パルスは反対方向の磁界を引き起こし、よって、プランジャ５は反対方向に移動される。パルスはプランジャ５の歯付きヘッド８をスピンドル１上の歯付きホイール９に係合させるのに十分なだけである。歯付きヘッド８が回転する歯付きホイール９と一旦係合すると、スピンドル１及びディスクの慣性が歯付きヘッド８を駆動し、プランジャ５をコイル４内に押し戻す。弾性取付具６は再度歯付きヘッド８を歯付きホイール９との係合状態に維持する。
【００２５】
この過程において、スピンドル１及びディスク内の機械的運動エネルギーは、コイル４内の電気エネルギーに変換され、そこで電流が発生する。スピンドル１の後の再始動のために、このエネルギーは、例えば、キャパシタ１１内に蓄えられ得る。他の選択肢は、エネルギーをプランジャ５に接続されているバネ（図示せず）に蓄えることであり、それはエネルギーを吸収し且つ蓄積する手段にエネルギーを伝達する手段として作用する。
【００２６】
歯付きヘッド８が歯付きホイール９から離脱するとき、コイル４を通じた別の短い逆電流パルスが、プランジャ５の歯付きヘッド８を歯付きホイール９から切断し、よって、プランジャ５は係止されている初期位置に戻される。
【００２７】
図６はプランジャ５のこの初期位置を示しており、そこで、プランジャは次の加速のための準備が整えられている。この次の加速の間、コイル４からのエネルギー、並びに、キャパシタ及び／又はバネ或いは他のエネルギー蓄積手段の双方が、プランジャ５を駆動するために用いられる。
【００２８】
上記から、本発明は極めて低い電力消費のディスクドライブユニットをもたらすことが明らかである。
【００２９】
本発明は図面に示され且つ上記に記載された実施態様に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲の範囲内で異なる方法で変化され得る。記載された多様な実施態様の機能は組み合わされ、特定の機能は代替物と置換され得る。例えば、補助モータは回転電磁モータ又はその類似物であってもよい。
【００３０】
本明細書及び特許請求の範囲において、不定冠詞の表現の使用はその複数形を排除せず、「含む」という表現は追加的な素子又はステップを排除しない。単一のプロセッサ又はユニットは、特許請求の範囲において列挙されている幾つかの手段の機能を充足し得る。
【００３１】
現時点における好適実施態様において、ディスクは光学データディスクである。しかしながら、本発明は全ての種類のディスク、例えば、強誘電性、磁性、光磁気、光学、近接場、若しくは、活性電荷蓄積ディスク、又は、これらの技術又は他の読込み／書込み技術の組み合わせを用いた他のディスクのために用いられ得ることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に従ったディスクドライブユニットの実施態様を極めて概略的に示す側面図である。
【図２】図１に従ったディスクドライブユニットの実施態様を５つの異なる動作位置で極めて概略的に示す平面図である。
【図３】図１に従ったディスクドライブユニットの実施態様を５つの異なる動作位置で極めて概略的に示す平面図である。
【図４】図１に従ったディスクドライブユニットの実施態様を５つの異なる動作位置で極めて概略的に示す平面図である。
【図５】図１に従ったディスクドライブユニットの実施態様を５つの異なる動作位置で極めて概略的に示す平面図である。
【図６】図１に従ったディスクドライブユニットの実施態様を５つの異なる動作位置で極めて概略的に示す平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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