JP2000082254A - 回転駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転駆動装置の径方向の大きさを小さくする
ことを課題とする。 【解決手段】 自動調芯機構１０を、環状の移動空間２
４を形成するケース体１７と、該ケース体の移動空間内
において移動自在に収納された２つ以上のバランス部材
１６、１６、・・・と、該バランス部材を停止時及び低
速回転時に回転中心側において吸着する吸着マグネット
１８とから構成し、上記吸着マグネットを上記移動空間
内のスピンドル軸１１に直交する面（ヨーク部材２１の
下面水平壁２３）に取着したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転体を回転操作
するための回転駆動装置に関する技術分野に属し、特
に、重量的にアンバランスな回転体を回転操作したとき
に生じる振動を抑制する回転駆動装置に関する技術分野
に属する。

【０００２】

【従来の技術】産業用機械、家庭用電化製品或いはコン
ピュータ等には、モ−タ等によって回転操作される回転
体を備えるものが多く見られる。例えば、コンピュータ
に備えられ記録ディスクや光磁気ディスク等のディスク
状記録媒体（以下、「記録ディスク」という。）に対す
る記録及び／又は再生を行うディスクドライブ装置は、
記録ディスクをディスク回転駆動装置によって回転操作
している。

【０００３】このディスク回転駆動装置は、駆動源とな
るスピンドルモータと、このスピンドルモータの駆動軸
（スピンドル軸）の先端側に取り付けられ記録ディスク
の中心部分を保持するターンテーブルとを有している。
このようなディスク回転駆動装置によって回転操作され
る記録ディスクは、光学ピックアップ装置や磁気ヘッド
装置により、情報信号の記録及び／又は再生が行われ
る。

【０００４】ところで、光ディスク等の記録ディスク
は、製造時等に重量的なアンバランスが生じる場合があ
る。そして、重量的なアンバランスがある記録ディスク
を回転操作すると、回転中心と重心とが一致しないた
め、この記録ディスクは、ターンテーブルとともに振動
する。このような振動が生ずると、光学ピックアップ装
置による記録ディスクの信号記録面に対するフォーカシ
ングや、磁気ヘッド装置による記録ディスクへの追従が
良好に行われなくなる。

【０００５】さらに、記録ディスクに生じるアンバラン
スの量は一定値とは限らない。また、近時、記録ディス
クへのデ−タの記録又は再生を通常速度よりも高速で行
うことが可能になっているが、回転速度が増加すると、
アンバランスの量が一定であっても、振動は大きくなっ
てしまう。すなわち、記録ディスクの重量的なアンバラ
ンスの量或いは回転速度に対して随時的に対応する振動
抑制手段がなければ、記録ディスクの振動を抑えること
ができない。

【０００６】そこで、回転駆動手段によって回転される
移動空間内に複数のバランス部材を移動可能に配置し、
バランス部材が回転駆動手段によって回転されると共に
移動空間内を移動して、回転駆動手段によって回転する
部材及び回転駆動手段に含まれる回転する部材の重心
（合成重心）が回転軸上に位置するようにした自動調芯
機能を有する回転駆動装置が提案されている。例えば、
本出願人が既に出願した平成９年特許願第９６２３１
号、平成９年特許願第９６２３２号、平成９年特許願第
９６２３３号等に示されたものがそれである。

【０００７】このような回転駆動装置によれば、回転体
の回転中において、記録ディスクの有するアンバランス
を打ち消すような位置にバランス部材が移動して整定
し、記録ディスクやターンテーブル等の回転体とバラン
ス部材とが全体として、その重心（合成重心）と回転中
心とが一致する状態となり、振動の発生を抑制し、記録
ディスクを高速で回転操作することが可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した本
出願人が既に出願した回転駆動装置は、自動調芯機構に
おける吸着マグネットが移動空間を形成するケース体の
内側壁の周面、即ち、回転軸側に配置されたものであ
る。具体的には、自動調芯機構は、回転軸に直交する方
向に切断した断面で見て、回転軸側から回転軸、ケース
体の内側壁、吸着マグネット、バランス部材の移動空
間、ケース体の外側壁で構成される。

【０００９】そのため、自動調芯機構を上記断面で見た
場合、必ず、吸着マグネットが存在し、従って、径方向
における移動空間の大きさ（幅寸法）が小さくなってし
まうという問題があった。

【００１０】特に、自動調芯機構を回転駆動手段の径方
向における外側に配設する場合には、上記問題が顕著に
なっていた。

【００１１】そこで、本発明回転駆動装置は、上記した
問題点を克服し、回転駆動装置の径方向の大きさを小さ
くすることを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明回転駆動装置機構
は、上記した課題を解決するために、自動調芯機構を、
環状の移動空間を形成するケース体と、該ケース体の移
動空間内において移動自在に収納された２つ以上のバラ
ンス部材と、該バランス部材を停止時及び低速回転時に
回転中心側において吸着する吸着マグネットとから構成
し、上記吸着マグネットを上記移動空間内の支軸に直交
する２つの面のうち何れかに取着したものである。

【００１３】従って、本発明回転駆動装置にあっては、
自動調芯機構の吸着マグネットを移動空間内の支軸に直
交する２つの面のうち何れかに取着するようにしたの
で、回転駆動装置の径方向の大きさを小さくすることが
できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳しく説明する。この各実施の形態は、
本発明に係る回転駆動装置を、光ディスクや光磁気ディ
スク等の記録ディスクを回転操作するディスク回転駆動
装置に適用したものである。

【００１５】この実施の形態にかかるディスク回転駆動
装置１は、図１に示すように、回転操作される記録ディ
スク（図示は省略する。）に光学ピックアップ装置２か
らレーザ光を照射するディスクドライブ装置３に適用さ
れるものである。このディスクドライブ装置３は、ディ
スクプレーヤ装置において、記録ディスクに対してデー
タの書き込み又は読み出しを行う部分を構成する。

【００１６】尚、各図において矢印で示す、Ｕ方向、Ｄ
方向は、それぞれ、上方、下方を意味するものとする。

【００１７】また、記録ディスクは、例えば、ポリカー
ボネートの如き合成樹脂材料によってほぼ直径１２０ｍ
ｍの円盤状に形成された透明基板に信号記録面が形成さ
れて構成されている。そして、記録ディスクには、その
中心部に円形開口部（チャッキング孔）が設けられてい
る。この記録ディスクは、円形開口部にディスク回転駆
動装置１の後述するターンテーブルの位置決め部材を嵌
合されることによりディスク回転駆動装置１に対して位
置決めされる。

【００１８】ディスクドライブ装置３は、図１に示すよ
うに、ディスク回転駆動装置１を構成する回転駆動手段
となるスピンドルモータ４及び光学ピックアップ装置２
が載置される基台部となるメカシャーシ５と、このメカ
シャーシ５及び図示しない装置本体の外筐体６内に配設
されこの外筐体６に対してメカシャーシ５をフローティ
ング支持する複数のダンパ７、７、・・・とを備えて構
成されている。

【００１９】上記光学ピックアップ装置２は、上記メカ
シャーシ５にガイドシャフト８、８を介してスライド自
在に支持されている。この光学ピックアップ装置２は、
レーザダイオードの如き光源を有し、この光源より発せ
られる光束を、対物レンズ９を介して記録ディスクに照
射し、また、該光束の記録ディスクよりの反射光を検出
するように構成されている。

【００２０】ディスク回転駆動装置１は、上記スピンド
ルモータ４と、該スピンドルモータ４の径方向の外側に
配設された自動調芯機構１０と、スピンドル軸１１の上
端部に固定されたターンテーブル１２と、該ターンテー
ブル１２と協動して記録ディスクを挾持するチャッキン
グプーリ（図示は省略する。）を備える（図１参照）。

【００２１】上記スピンドルモータ４は、ステータコイ
ル１３、駆動マグネット１４、スピンドル軸１１及び回
転軸受け１５から構成されて、上記メカシャーシ５上に
配置されている。このように構成されるスピンドルモー
タ４は、記録ディスクが装着されるターンテーブル１２
を回転操作する。

【００２２】また、上記自動調芯機構１０は、スピンド
ルモータ４の径方向の外側に配設されており、球状の複
数のバランス部材１６、１６、・・・と、これらバラン
ス部材１６、１６、・・・が移動自在に収納されるケー
ス体１７と、ケース体１７内に収納されて磁束を発生す
る吸着マグネット１８とから構成されている。この自動
調芯機構１０は、記録ディスクが装着される上記ターン
テーブル１２の裏面側（図面では下側）に配置されてい
る。

【００２３】このスピンドルモータ４の具体的な構成に
ついては次のようになる。

【００２４】上記スピンドル軸１１は、回転軸受け１５
により上記メカシャーシ５に対して回転自在に支持され
ている。そして、一端（図面では上端）に上記ターンテ
ーブル１２が取り付けられている。

【００２５】上記ターンテーブル１２は、ほぼ円盤状に
形成されており、上記記録ディスクが装着されて、当該
記録ディスクとともに、スピンドルモータ４により回転
操作される。このターンテーブル１２は、中央部に支軸
挿通孔が形成されており、この支軸挿通孔に上記スピン
ドル軸１１が挿通されて取り付けられている。

【００２６】また、ターンテーブル１２は、その中央部
分に記録ディスクの位置決めを行う位置決め突起１２ａ
が設けられている。この位置決め突起１２ａは、ターン
テーブル１２の中央部においてほぼ円錐台形状を有して
突出して設けられ、記録ディスクのチャッキング孔に嵌
合してこの記録ディスクを位置決めする。

【００２７】そして、ターンテーブル１２には、当該タ
ーンテーブル１２に載置された記録ディスクが回転操作
される際に、当該ターンテーブル１２に対して空回りし
ないように、フリクションシート１９が取り付けられて
いる。このターンテーブル１２には、記録ディスクが装
着される面を表面側（図面では上側）とした場合、裏面
側（図面では下側）にスピンドルモータ４及び上記自動
調芯機構１０が配置されている。

【００２８】上記ステータコイル１３は、上記ターンテ
ーブル１２の裏面側に位置されて、メカシャーシ５に対
して固定されるように取り付けされている。そして、ス
テータコイル１３の外方向に駆動マグネット１４が位置
されている。

【００２９】上記駆動マグネット１４は、ほぼ円環形状
に形成されており、上記ステータコイル１３と同様に上
記ターンテーブル１２の裏面に対して取り付けられてお
り、当該ステータコイル１３を囲むように配設されてい
る。従って、ターンテーブル１２はスピンドルモータ４
のロータケースをも兼ねている。

【００３０】そして、この駆動マグネット１４は、ケー
ス体１７を構成する後述するヨーク部材の垂直壁の内周
面の取り付けられている。そして、この場合、ヨーク部
材は、いわゆるスピンドルモータ４のロータケースの一
部を構成することになる。

【００３１】このように構成されたスピンドルモータ４
は、ステータコイル１３に駆動電流が供給されると該ス
テータコイル１３が発生する磁界が上記駆動マグネット
１４に作用し、スピンドル軸１１とともにターンテーブ
ル１２を回転操作する。これにより、ターンテーブル１
２上に装着された記録ディスクはターンテーブル１２と
一体的とされて回転操作される。

【００３２】上記自動調芯機構１０のバランス部材１
６、１６、・・・が移動自在に収納されるケース体１７
は、上記スピンドルモータ４を構成するステータコイル
１３等を外方から囲むように、上記ターンテーブル１２
の裏面側において形成されている。

【００３３】即ち、ケース体１７は、ターンテーブル１
２の外周部と、その外周縁から下方に向かって一体に突
設された外周壁２０と、磁性部材から成りリング状で径
方向に切った断面がクランク状をしたヨーク部材２１の
垂直壁２２と、その下面水平壁２３とから成り、ヨーク
部材２１はその上端部が上記ターンテーブル１２の外周
縁よりスピンドル軸１１側に寄った位置に取着されてい
る。

【００３４】このように構成されたケース体１７のほぼ
円環状の内部空間が上記バランス部材１６、１６、・・
・が移動自在に収納される移動空間２４となっている。

【００３５】そして、ケース体１７を構成する上記外周
壁２０の内周面２０ａには、スピンドルモータ４が駆動
された際に、バランス部材１６、１６、・・・が転動す
るバランス部材走行溝２５が形成されている。例えば、
このバランス部材走行溝２５は、ほぼＶ字形状の溝形状
をなしている。尚、バランス部材走行溝２５の断面形状
はＶ字形状に限らず、凹Ｒ面に形成しても良い。

【００３６】上記バランス部材１６は、鉄やニッケル等
の磁性材料を用いて形成されており、上述したケース体
１７の移動空間２４を自在に移動できるような直径を有
してほぼ球形状に形成されている。このバランス部材１
６は、図４及び図５に示すように、例えば、６個とされ
て、ケース体１７の移動空間２４に収納されている。な
お、個数は、これに限定されないことはいうまでもな
い。

【００３７】上記吸着マグネット１８は、ケース体１７
の形状に対応されてほぼ円環形状の形状をなして、上記
ヨーク部材２１の下面水平壁２３の上面に配設されてお
り、該吸着マグネット１８の上面、即ち、上記バランス
部材１６との接触面には低摩擦部材２６が貼着されてい
る。これにより、バランス部材１６と吸着マグネット１
８との直接接触がなくなり、転動による削れカス等（磁
粉）の発生を防止するとともに、バランス部材１６の移
動を円滑にさせることができる。ここで、例えば、低摩
擦部材とは、ペットフィルム（シート状部材）である。

【００３８】尚、低摩擦部材２６は、シート状部材の
他、吸着マグネット１８のバランス部材１６との接触面
に蒸着などの手段により薄膜を形成するようにしても良
い。

【００３９】よって、この吸着マグネット１８は、これ
と上記ターンテーブル１２の外周部下面との間にバラン
ス部材１６、１６、・・・を位置するように移動空間２
４内に配設されていることになる。

【００４０】このディスク回転駆動装置１は、上述した
ように、スピンドルモータ４が駆動されていない状態、
すなわち、回転体が回転操作されていない状態におい
て、バランス部材１６、１６、・・・を吸着する吸着マ
グネット１８を、ヨーク部材２１の下面水平壁２３の上
面に配置して、回転軸方向からバランス部材１６、１
６、・・・を吸着保持している。すなわち、回転軸方向
からみて、下面水平壁２３とターンテーブル１２の外周
部との間に吸着マグネット１８、バランス部材１６が順
に配置されている。これにより、各バランス部材１６及
び吸着マグネット１８を収納するための移動空間２４の
スピンドル軸１１に直交する方向における幅（径方向の
幅寸法）を抑えることができる。すなわち、図２及び図
３に示すように、ケース体１７の外周直径を小さくすこ
とができ、ディスク回転駆動装置１の小型化に貢献す
る。

【００４１】換言すれば、ディスク回転駆動装置１の径
方向の大きさを同じにすれば、移動空間２４の径方向の
幅寸法を大きくすることができ、当該移動空間２４内に
収納するバランス部材１６、１６、・・・を大きな直径
のものにすることができ、よって、自動調芯作用の向上
を図ることができ、もしくは、同じ径方向のディスク回
転駆動装置に比較して、スピンドルモータ４の径方向の
大きさを大きくすることができ、回転駆動力の向上も期
待できる。

【００４２】尚、図２及び図４はスピンドルモータ４が
停止又は低回転で、自動調芯作用を為されていない状態
を示し、図３及び図５はスピンドルモータ４が回転し、
自動調芯作用が為されている状態を示す。

【００４３】また、駆動マグネット１４と吸着マグネッ
ト１８とのヨークを上記ヨーク部材２１で共通化するこ
とにより、別体のヨークを設ける必要はなく部品点数の
削減になると共に、その分、ディスク回転駆動装置１の
径方向の大きさを小さくすることができる。

【００４４】そして、ディスク回転駆動装置１におい
て、ケース体１７、ターンテーブル１２、スピンドル軸
１１、及び記録ディスクが、回転体を構成する。そし
て、この回転体が回転操作されることにより、バランス
部材１６、１６、・・・も、この回転体とともにスピン
ドル軸１１の回転軸回りを回転操作されることになる。

【００４５】すなわち、スピンドルモータ４が駆動され
ていない状態にあっては、例えば、図３に示すように、
バランス部材１６、１６、・・・は、吸着マグネット１
８の磁力にその上面に取着された低摩擦部材２６上に吸
着されている。

【００４６】そして、スピンドルモータ４が駆動される
と、スピンドル軸１１に対して、バランス部材１６、１
６、・・・が外方向に移動される。ここで、回転体の回
転速度がある回転域に達したときには、バランス部材１
６、１６、・・・は、遠心力によってターンテーブル１
２の外周壁２０の方向に移動し、外周壁２０の内周面２
０ａに沿って移動する。そして、最終的に、図５に示す
ように、アンバランスの方向及びその量に対応して、移
動空間２４内においてバランスをとる位置に移動し、整
定する。このバランス部材１６の整定は、いわゆる調芯
作用によるものであり、これにより、記録ディスクを含
む回転体と当該バランス部材１６が全体として、重心と
回転中心が一致する状態となり、回転体は、振動するこ
となく回転操作されることになる。

【００４７】なお、各バランス部材１６を吸着する吸着
マグネット１８を備える理由について次のようなことに
よる。例えば、バランス部材１６と回転体との間に生ず
る摩擦力が小さいと、すなわち、各バランス部材１６が
移動空間２４内に対して摩擦抵抗が小さいと、スピンド
ルモータ４の駆動より回転体が停止状態から回転を開始
したとき、バランス部材１６は、慣性により当該回転体
の回転から取り残され、この回転体とともに回転を開始
することがなくなる。上述した調芯作用は、バランス部
材１６が回転体と同期して同速度で回転されているとき
に行われるが、このように回転体が回転を開始したとき
にバランス部材１６が当該回転体とともに回転を開始し
ないと、上述したようなバランス部材１６の整定まで時
間を要してしまう。すなわち、吸着マグネット１８は、
調芯作用を迅速に完了することを可能にするためのもの
である。

【００４８】また、各バランス部材１６は、回転体が停
止状態にあるときは、図４に示すように、吸着マグネッ
ト１８の吸着力により等間隔となるように移動空間２４
に配置されるいるが、これは、回転体が停止状態にある
ときに、バランス部材１６自体がアンバランスを生じさ
せるような位置となっていると、回転体が回転を開始し
た後、調芯作用が実行されるまでの間に、大きな振動が
生ずる虞れがあるので、これを防止するためである。

【００４９】なお、各バランス部材１６は、回転体の回
転操作時において、移動空間２４を構成するターンテー
ブル１２の外周壁２０に内周面２０ａに沿って移動する
ことになるが、この際、バランス部材１６、１６、・・
・はバランス部材走行溝２５により案内されて移動する
ことになり、これにより、各バランス部材１６の転動が
安定し、自動調芯作用が早期に完了することができる。

【００５０】尚、上記実施の形態においては、回転駆動
装置の自動調芯機構が回転駆動手段（スピンドルモー
タ）の径方向における外側に配設したものについて説明
したが、本発明はこれに限らず、上記既に出願したもの
に実施の形態として記載したような回転駆動手段（スピ
ンドルモータ）の軸方向に隣接して自動調芯機構が配設
されたものについても適用することができる。

【００５１】このほか、上記した実施の形態において示
した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実
施するに際しての具体化のほんの一例を示したものにす
ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解
釈されることがあってはならないものである。

【００５２】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明回転駆動装置は、回転駆動手段により支軸回
りに回転操作される回転体と、回転するすべての部材の
合成した重心を回転中に回転軸上に位置させる自動調芯
機構とを備えた回転駆動装置であって、自動調芯機構
を、環状の移動空間を形成するケース体と、該ケース体
の移動空間内において移動自在に収納された２つ以上の
バランス部材と、該バランス部材を停止時及び低速回転
時に回転中心側において吸着する吸着マグネットととか
ら構成し、上記吸着マグネットを上記移動空間内の支軸
に直交する２つの面のうち何れかに取着したことを特徴
とする。

【００５３】従って、本発明回転駆動装置にあっては、
自動調芯機構の吸着マグネットを移動空間内の回転軸に
直交する２つの面のうち何れかに取着するようにしたの
で、回転駆動装置の径方向の大きさを小さくすることが
できる。

【００５４】また、回転駆動装置の径方向の大きさを同
じにすれば、自動調芯機構の移動空間の幅寸法を大きく
することができ、その分、バランス部材を大きくするこ
とができて、アンバランスのキャンセル量を大きくする
ことができ、自動調芯機構の性能を向上させることがで
き、もしくは、回転駆動手段の径方向の大きさを大きく
することができ、その分、回転駆動力の向上を図ること
もできる。

【００５５】請求項２に記載した発明にあっては、上記
吸着マグネットが取着された移動空間内の面を下面とし
たので、回転停止時又は低回転時にバランス部材の吸着
マグネットへの吸着状態を安定にすることができ、より
早期に自動調芯作用の実現を図ることができる。

【００５６】請求項３及び請求項４に記載した発明にあ
っては、吸着マグネットのバランス部材が接触する面に
シート状部材を貼着したので、バランス部材と吸着マグ
ネットとの直接接触がなくなり、転動による削れカス等
（磁粉）の発生を防止することができ、バランス部材の
移動を円滑にさせることができ、自動調芯作用をスムー
ズに行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２乃至図５と共に、本発明に係る実施の形態
について説明するための図であり、本図はディスク回転
駆動機構を用いたディスクドライブ装置の構成を概略的
に示す斜視図である。

【図２】図３と共に、ディスク回転駆動機構を拡大して
示す縦断面図であり、本図は回転駆動手段の停止してい
る状態を示す。

【図３】自動調芯作用により、アンバランスがキャンセ
ルされた状態を示す。

【図４】図５と共に、自動調芯機構を支持軸と直交する
方向に切断して示す概略断面図であり、本図は回転駆動
手段の停止している状態を示す。

【図５】自動調芯作用により、アンバランスがキャンセ
ルされた状態を示す。

【符号の説明】

１…ディスク回転駆動装置（回転駆動装置）、４…スピ
ンドルモータ（回転駆動手段）、１０…自動調芯機構、
１１…スピンドル軸（支軸）、１６…バランス部材、１
７…ケース体、１８…吸着マグネット、２３…下面水平
壁、２４…移動空間、２６…低摩擦部材（シート状部
材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 充浩 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 宍戸 祐司 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動手段により支軸回りに回転操作
   される回転体と、回転するすべての部材の合成した重心
   を回転中に回転軸上に位置させる自動調芯機構とを備え
   た回転駆動装置であって、 自動調芯機構は、環状の移動空間を形成するケース体
   と、該ケース体の移動空間内において移動自在に収納さ
   れた２つ以上のバランス部材と、該バランス部材を停止
   時及び低速回転時に回転中心側において吸着する吸着マ
   グネットとを備え、 上記吸着マグネットを上記移動空間内の上記支軸に直交
   する２つの面のうち何れかに取着したことを特徴とする
   回転駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した回転駆動装置であっ
   て、 上記吸着マグネットが取着された移動空間内の面が下面
   であることを特徴とする回転駆動装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載した回転駆動装置であっ
   て、 上記吸着マグネットのバランス部材が接触する面にシー
   ト状部材を貼着したことを特徴とする回転駆動装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載した回転駆動装置であっ
   て、 上記吸着マグネットのバランス部材が接触する面にシー
   ト状部材を貼着したことを特徴とする回転駆動装置。