JP2000097310A - 送り螺子及び螺子送り機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転エンコーダを送り螺子に一体成形し、製
造方法を簡単化するとともに送り精度を高める。 【解決手段】 送り螺子１２は、ポリアセタール等の合
成樹脂材により一体成形されているため、慣性モーメン
トが小さく、それだけキャリッジ１４を高速移動させる
ことができ、同時にまた応答性の向上が可能である。ま
た、製造コストも金属材を用いる場合に比べ十分な切り
下げが可能である。さらに、雄螺子を有する軸部１２１
と回転エンコード用のスリット付き円板１２３とが一体
化されているため、軸部１２１とスリット付き円板１２
３との間でバックラッシュの影響を懸念する必要はな
く、高精度の回転検出が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転エンコーダを
一体成形した送り螺子及びこの送り螺子を用いた螺子送
り機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は、対物レンズを内蔵す
る光ピックアップから光ディスクの信号記録面にレーザ
光を照射し、このレーザ光の反射光を受光してデータを
読み取る構成とされている。光ディスクの信号記録面の
最内周縁部から最外周縁部までの半径距離は、光ピック
アップ内の対物レンズの可動範囲を越えているため、読
み取り位置に応じて光ピックアップを移動させる必要が
あり、光ピックアップを搭載したキャリッジの挙動がア
クセス性能を決めるといっても過言ではない。

【０００３】図４に示す従来のキャリッジ送り機構１
は、電動歯車を介してキャリッジ２を搬送する歯車駆動
式であり、２箇所に軸受３を有するキャリッジ２が、こ
れらの軸受３に支持されて案内レール４上をディスク半
径方向に摺動できるようになっている。レール４はシャ
ーシ５上に固定されており、駆動モータ６の回転動力を
キャリッジ２に伝える伝動歯車機構７もシャーシ５上に
組み付けてある。この伝動歯車機構７は、正逆転可能な
駆動モータ６のモータ軸に圧入固定した歯車６ａの回転
を伝達するものであり、歯車６ａにより回転駆動される
５個の歯車からなる。具体的には、軸７１に同軸的に組
み付けた第１の大径歯車８１ａ及び第１の小径歯車８１
ｂと、軸７２に同軸的に組み付けた第２の大径歯車８２
ａ及び第２の小径歯車８２ｂと、軸７３に組み付けた第
３の大径歯車８３ａからなり、最終段の第３の大径歯車
８３ａがキャリッジ２の側縁部に形成したラック９に噛
合している。３本の軸７１，７２，７３はシャーシ５上
にかしめ固定してあり、歯車６ａからラック９までは、
歯車８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａが順次噛
合して歯車列を形成している。

【０００４】駆動モータ６に電圧印加し、伝動歯車機構
７を介してラック９を駆動することで、キャリッジ２は
ディスク半径方向に搬送移動させることができる。な
お、光ピックアップ（図示せず）は、キャリッジ２の中
央部分に近い箇所に配設してあり、キャリッジ２の搬送
移動とともにディスク半径に沿って移動する。キャリッ
ジ２の搬送位置を特定するため、キャリッジ２の送り量
を正確に計測する必要がある。このため、本例では、駆
動モータ６のモータ軸に固定した歯車６ａに、スリット
付き円板１０を同軸一体化してあり、このスリット付き
円板１０のスリット部分を挟んで発光素子と受光素子を
対向配設してある。発光素子と受光素子はフォトインタ
ラプタ１０ａを構成しており、発光素子から出射した光
がスリットを通して受光素子により受光されることで、
受光素子の受光出力からモータ軸の回転量すなわちキャ
リッジ２の移動量が計測できるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のキャリッジ
送り機構は、歯車６ａからラック９までの間にあって歯
車列を構成する歯車８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，
８３ａが、それぞれバックラッシュをもって噛合してい
るため、歯車列を構成する歯車の数が増えるほどキャリ
ッジ２の位置決め精度は悪く、また長期間の使用の結果
として歯車列の摩耗が進行したときに、急激に位置決め
精度を劣化させやすいといった課題を抱えるものであっ
た。特に、モータ軸の回転は歯車列を介してキャリッジ
２に伝達されるため、歯車列に付随するバックラッシュ
の分だけモータ軸回転量とキャリッジ移動量との間に誤
差が存在するため、モータ軸の回転量は正確に計測でき
ても、そのことがそのままキャリッジ移動量の計測精度
を保証することにはならず、こうした計測精度の悪さが
光ピックアップによる記録再生精度にも悪影響を及ぼす
といった課題を抱えるものであった。

【０００６】また、スリット付き円板１０は、駆動モー
タ６のモータ軸に固定した歯車６ａに同軸一体的に組み
付ける構成であるため、その組み付け精度を十分確保す
る必要があり、そのための作業工数も無視できず、しか
も組み付け状態が経年劣化した場合には、再度組み付け
調整を行わねばならず、ユーザサイドでの調整は殆ど不
可能であるため、現実には対策のとりようがないのが実
情である等の課題を抱えるものであった。

【０００７】さらにまた、従来のキャリッジ送り機構１
は、キャリッジ２の移動速度を高める場合、歯車６ａか
らラック９に至る歯車比を大きくとる必要がある。しか
しながら、駆動モータ６に特有のコギングの影響でモー
タ起動トルクがモータ１回転中で大きく変動したりする
と、上記歯車比を余りに大きく取り過ぎた場合は、キャ
リッジ２の微小移動が精度よく行えず、同様にまたキャ
リッジ２を静止状態から微小距離だけ移動させたいとき
も、キャリッジ２が動きだした直後にすぐに駆動モータ
６の印加電圧を落としたとしても、伝動歯車機構７を構
成する多数の歯車８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８
３ａの慣性力が徐々に減衰するため、駆動モータ６の回
転は直ちに停止せず、キャリッジ２を予定した量以上に
移動させてしまうことがある等の課題があった。

【０００８】本発明は、上記課題を解決したものであ
り、回転エンコーダを送り螺子に一体成形し、製造方法
を簡単化するとともに送り精度を高めることを目的とす
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の送り螺子は、所要の螺子送り長に亙って雄
螺子が螺設された合成樹脂からなる軸部と、該軸部の軸
端又はその近傍に前記合成樹脂と同じ合成樹脂により一
体形成した歯車と、前記軸部の軸端又はその近傍に前記
合成樹脂と同じ合成樹脂により一体形成した回転エンコ
ード用のスリット付き円板とを具備することを特徴とす
るものである。また、スリット付き円板が、外周縁部に
等間隔に放射状スリットが形成してあり、該放射状スリ
ットの形成部分内側の端面に前記歯車が一体形成してあ
ることを特徴とするものである。

【００１０】さらにまた、本発明の螺子送り機構は、所
要の螺子送り長に亙って雄螺子が螺設された軸部の端部
に歯車と回転エンコード用のスリット付き円板を一体形
成してなる送り螺子と、該送り螺子の歯車に噛合してモ
ータ動力を伝達する歯車機構と、前記送り螺子の螺子溝
に係合案内される係合部及び円盤状記録媒体に信号を記
録又は再生するピックアップを備え、該円盤状記録媒体
を半径方向に走査するキャリッジと、前記送り螺子のス
リット付き円板の回転を光学的に検出し、前記キャリッ
ジを所定の走査位置に送り制御するサーボ手段とを具備
することを特徴とするものである。また、前記サーボ手
段が、前記送り螺子のスリット付き円板のスリットの形
成部分を挟んで互いに対向配設した発光素子及び受光素
子からなるフォトインタラプタを具備することを特徴と
するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１な
いし図３を参照して説明する。図１は、本発明の螺子送
り機構を適用したキャリッジ送り機構の一実施形態を示
す平面図、図２と図３（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図１
に示した送り螺子の正面図、平面図及び断面図である。

【００１２】図１に示すキャリッジ送り機構１１は、所
要の螺子送り長に亙って雄螺子が螺設された軸部１２１
の端部に歯車１２２と回転エンコード用のスリット付き
円板１２３を一体形成してなる送り螺子１２により、送
り対象を螺子送りするものである。キャリッジ送り機構
１１には、この送り螺子１２の外に、送り螺子１２の歯
車１２２に噛合してモータ動力を伝達する歯車機構１３
や、送り螺子１２の螺子溝に係合案内される係合突起
（図示せず）と光ピックアップ１４ａを備えたキャリッ
ジ１４、或いは送り螺子１２のスリット付き円板１２３
の回転を光学的に検出し、駆動モータ１６の正逆回転を
制御してキャリッジ１４を所定の走査位置に送り制御す
るサーボ手段等が備わっている。サーボ手段は、送り螺
子１２のスリット付き円板１２３のスリット１２３ａの
形成部分を挟んで互いに対向配設した発光素子及び受光
素子からなるフォトインタラプタ１５を備えている。

【００１３】歯車機構１３は、正逆回転可能な駆動モー
タ１６の回転軸に組み付けた駆動歯車１３ａと、駆動歯
車１３ａに噛合する従動歯車１３ｂとからなり、この従
動歯車１３ｂが送り螺子１２の歯車１２２に噛合してお
り、モータ軸の回転は、駆動歯車１３ａから従動歯車１
３ｂを介して送り螺子１２に伝達される。本実施形態で
は、送り螺子１２はキャリッジ移動空間の側部に沿って
を配設してあり、キャリッジ移動空間の中心軸線上に配
設した駆動モータ１６の回転をキャリッジ移動空間の側
部まで所定の歯車比をもって伝達すればよく、このため
歯車機構１３は駆動歯車１３ａと従動歯車１３ｂの２枚
の歯車だけで構成することができる。従って、モータ動
力の伝動機構は必要最小限の歯車を用い、非常に簡素に
構成することができる。

【００１４】サーボ手段に対し光ピックアップ１４ａの
移動先である目標トラックが設定されると、現在のトラ
ックと目標トラックとの間の距離だけキャリッジ１４を
移動させるべく、サーボ手段はその制御中枢例えばマイ
クロプロセッサ（図示せず）が駆動モータ１６に対し正
転指令又は逆転指令を発する。この指令を受けた駆動モ
ータ１６は正転又は逆転駆動され、歯車機構１３を介す
るモータ動力により送り螺子１２が正転又は逆転する。
その結果、スリット付き円板１２３の回転量すなわちフ
ォトインタラプタ１５の出力パルス数の距離換算値が、
前記距離に一致するまで駆動モータ１６の駆動が継続す
る。従って、キャリッジ１４が所要距離移動し終えた時
点で、マイクロプロセッサからの停止指令をもって駆動
モータ１６は回転を停止する。

【００１５】送り螺子１２は、ポリアセタール等の合成
樹脂材によりインジェクション成形され、図３（Ａ），
（Ｂ）に示したように、所要の螺子送り長に亙って雄螺
子が螺設された軸部１２１と、軸部１２１の軸端近傍に
一体形成した歯車１２２と、歯車１２と表裏一体に形成
した回転エンコード用のスリット付き円板１２３とから
構成される。スリット付き円板１２３は、図２に示した
ように外周縁部に等間隔に放射状スリット１２３ａが形
成してあり、これらの放射状スリット１２３ａの形成部
分内側の端面に歯車１２２が一体形成してある。この送
り螺子１２は、図１に示したように、両端をそれぞれ軸
受１７により回転自在に支持される。サーボ手段のフォ
トインタラプタ１５は、前述したように、送り螺子１２
のスリット付き円板１２３の放射状スリット１２３ａの
形成部分を挟んで発光素子と受光素子を互いに対向配置
してある。

【００１６】送り螺子１２を成形するインジェクション
成形装置（図示せず）には、軸部１２１の雄螺子形成部
分（図３のイ部分）を成形する回転引き抜き式の螺子成
形金型と、雄螺子形成部分を除く軸部１２１すなわち丸
棒部分（図３のロ部分）を成形する上下２分割式の丸棒
成形金型と、スリット付き円板と歯車部分を含む軸端部
分（図３のハ部分）を成形する軸方向後退分離式の軸端
成形金型が備わっている。インジェクション成形にさい
しては、螺子成形金型の端部開口から高温溶融した樹脂
材を注入し、３種類の金型により形成された成形空間内
に樹脂材を密に充填する。樹脂材が冷却固化した後、丸
棒成形金型を上下に離間させて（ロ）部分を露出させる
とともに、軸端成形金型を後退させて（ハ）部分を露出
させる。次に、螺子成形金型に螺合する軸部１２１の雄
螺子形成部分（イ）を回転させながら引き抜く。かくし
て、図３（Ａ），（Ｂ）に示した形状の送り螺子１２が
成形される。

【００１７】こうしてインジェクション成形された送り
螺子１２は、ポリアセタール等の合成樹脂材により一体
成形されているため、例えば金属材料を加工して形成し
た送り螺子と比較した場合、慣性モーメントが小さく、
それだけキャリッジ１４を高速移動させることができ、
同時にまた応答性の向上が可能である。また、製造コス
トも金属材を用いる場合に比べ十分な切り下げが可能で
ある。さらに、雄螺子を有する軸部１２１と回転エンコ
ード用のスリット付き円板１２３とが一体化されている
ため、軸部１２１とスリット付き円板１２３との間でバ
ックラッシュの影響を懸念する必要はなく、従って高精
度の回転検出が可能である。また、合成樹脂材からなる
雄螺子は、螺子溝に係合する係合案内突起との間で無用
の摩擦或いは摩耗を生じないので、長期に亙って安定し
た螺子送り精度を維持することができる。

【００１８】また、送り螺子１２は、スリット付き円板
１２３の外周縁部に等間隔に放射状スリット１２３ａが
形成してあり、この放射状スリット１２３ａの形成部分
内側の端面に歯車１２２が一体形成してあるため、スリ
ット付き円板１２３と歯車１２２とを強固に一体化する
ことができ、両者が一体化されたことに伴う十分な剛性
が合成樹脂材の変形を防止し、歯車１２２に要求される
送りピッチ精度ならびにスリット付き円板１２３に要求
される回転計測精度を長期に亙って維持することができ
る。一方また、インジェクション成形時の成形性が高ま
るため、不良品の発生率を低く抑え、歩留まりの高い確
実な成形が可能である。

【００１９】また、キャリッジ送り機構１１は、スリッ
ト付き円板１２３が一体成形された送り螺子１２によ
り、キャリッジ１４を正確に走査位置決めできるので、
従来のように、モータとキャリッジの間に多数介在する
歯車のバックラッシュが、モータ軸回転量とキャリッジ
移動量との間に誤差を累積する結果、モータ軸の回転量
は正確に計測できても、そのことがそのままキャリッジ
移動量の計測精度を保証することにはならないといった
ことはなく、光ピックアップ１４ａによる信号の記録再
生精度を向上させることができる。

【００２０】また、キャリッジ送り機構１１は、サーボ
手段が、送り螺子のスリット付き円板１２３の放射状ス
リット１２３ａの形成部分を挟んで互いに対向配設した
発光素子及び受光素子からなるフォトインタラプタ１５
を備えているため、一体成形により送り螺子１２に一体
化されたスリット付き円板１２３は、組み付け誤差とは
無縁であり、従ってフォトインタラプタ１５という高精
度の光学式回転エンコード手段により極めて高精度の回
転量検出が可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の送り螺子
は、所要の螺子送り長に亙って雄螺子が螺設された合成
樹脂からなる軸部と、該軸部の軸端又はその近傍に前記
合成樹脂と同じ合成樹脂により一体形成した歯車と、前
記軸部の軸端又はその近傍に前記合成樹脂と同じ合成樹
脂により一体形成した回転エンコード用のスリット付き
円板を備えているため、合成樹脂材による一体成形の利
点として、例えば金属材料を加工して形成した送り螺子
と比較した場合、慣性モーメントが小さく、それだけキ
ャリッジ等の送り対象を高速移動させることができ、同
時にまた応答性の向上が可能であり、製造コストも金属
材を用いる場合に比べ十分な切り下げが可能であり、さ
らに雄螺子を有する軸部と回転エンコード用のスリット
付き円板が一体化されているため、軸部と回転エンコー
ド用のスリット付き円板との間でバックラッシュを懸念
する必要はなく、従って高精度の回転検出が可能であ
り、さらにまた合成樹脂材からなる雄螺子は、螺子溝に
係合する係合案内部材或いは雌螺子との間で無用の摩擦
或いは摩耗を生じないので、長期に亙って安定した螺子
送り精度を維持することができる等の優れた効果を奏す
る。

【００２２】また、本発明の送り螺子は、スリット付き
円板の外周縁部に等間隔に放射状スリットが形成してあ
り、この放射状スリットの形成部分内側の端面に歯車が
一体形成してあるため、スリット付き円板と歯車とを強
固に一体化することができ、両者が一体化されたことに
伴う十分な剛性が合成樹脂材の変形を防止し、歯車に要
求される送りピッチ精度ならびにスリット付き円板に要
求される回転計測精度を長期に亙って維持することがで
き、一方またインジェクション成形時の成形性が高まる
ため、不良品の発生率を低く抑え、歩留まりの高い確実
な成形が可能である等の効果を奏する。

【００２３】また、本発明の螺子送り機構は、所要の螺
子送り長に亙って雄螺子が螺設された軸部の端部に歯車
と回転エンコード用のスリット付き円板を一体形成して
なる送り螺子と、送り螺子の歯車に噛合してモータ動力
を伝達する歯車機構と、送り螺子の螺子溝に係合案内さ
れる係合部及び円盤状記録媒体に信号を記録又は再生す
るピックアップを備え該円盤状記録媒体を半径方向に走
査するキャリッジと、送り螺子のスリット付き円板の回
転を光学的に検出し、キャリッジを所定の走査位置に送
り制御するサーボ手段とを設けて構成したので、従来の
ように、モータとキャリッジの間に多数介在する歯車の
バックラッシュが、モータ軸回転量とキャリッジ移動量
との間に誤差を累積する結果、モータ軸の回転量は正確
に計測できても、そのことがそのままキャリッジ移動量
の計測精度を保証することにはならないといったことは
なく、スリット付き円板一体型の送り螺子により、キャ
リッジを正確に走査位置決めすることで、ピックアップ
による信号の記録再生精度を向上させることができる等
の優れた効果を奏する。

【００２４】また、本発明の螺子送り機構は、サーボ手
段が、送り螺子のスリット付き円板のスリットの形成部
分を挟んで互いに対向配設した発光素子及び受光素子か
らなるフォトインタラプタを備えているため、一体成形
により送り螺子に一体化されたスリット付き円板は、組
み付け誤差とは無縁であり、従ってフォトインタラプタ
等の高精度の光学式回転エンコード手段により極めて高
い精度の回転量検出が可能である等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の螺子送り機構を適用したキャリッジ送
り機構の一実施形態を示す平面図である。

【図２】図１に示した送り螺子の正面図である。

【図３】図３（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図１に示した
送り螺子の平面図及び断面図である。

【図４】従来のキャリッジ送り機構の一例を示す平面図
である。

【符号の説明】

１１ キャリッジ送り機構 １２ 送り螺子 １２１ 軸部 １２２ 歯車 １２３ スリット付き円板 １２３ａ 放射状スリット １３ 歯車機構 １３ａ 駆動歯車 １３ｂ 従動歯車 １４ キャリッジ １４ａ 光ピックアップ １５ フォトインタラプタ １６ 駆動モータ １７ 軸受

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D068 AA02 BB01 CC03 EE09 EE19 GG13 5H303 AA22 BB01 BB06 CC01 DD01 FF09 GG11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所要の螺子送り長に亙って雄螺子が螺設
   された合成樹脂からなる軸部と、該軸部の軸端又はその
   近傍に前記合成樹脂と同じ合成樹脂により一体形成した
   歯車と、前記軸部の軸端又はその近傍に前記合成樹脂と
   同じ合成樹脂により一体形成した回転エンコード用のス
   リット付き円板とを具備することを特徴とする送り螺
   子。
2. 【請求項２】 前記スリット付き円板は、外周縁部に等
   間隔に放射状スリットが形成してあり、該放射状スリッ
   トの形成部分内側の端面に前記歯車が一体形成してある
   ことを特徴とする請求項１記載の送り螺子。
3. 【請求項３】 所要の螺子送り長に亙って雄螺子が螺設
   された軸部の端部に歯車と回転エンコード用のスリット
   付き円板を一体形成してなる送り螺子と、該送り螺子の
   歯車に噛合してモータ動力を伝達する歯車機構と、前記
   送り螺子の螺子溝に係合案内される係合部及び円盤状記
   録媒体に信号を記録又は再生するピックアップを備え該
   円盤状記録媒体を半径方向に走査するキャリッジと、前
   記送り螺子のスリット付き円板の回転を光学的に検出
   し、前記キャリッジを所定の走査位置に送り制御するサ
   ーボ手段とを具備することを特徴とする螺子送り機構。
4. 【請求項４】 前記サーボ手段は、前記送り螺子のスリ
   ット付き円板のスリットの形成部分を挟んで互いに対向
   配設した発光素子及び受光素子からなるフォトインタラ
   プタを具備することを特徴とする請求項３記載の螺子送
   り機構。