JP2000132906A - 回転体駆動装置及びその製造方法、並びに回転体装着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で、被回転体の自動調心を極めて
円滑かつ容易に実行させることを可能とする。 【解決手段】 被回転体１２，Ｍを半径方向に移動可能
に載置させる回転体支持基台１１と、この回転体支持基
台１１上の被回転体１２，Ｍが該被回転体１２，Ｍの重
心を中心にして回転し始めた後に被回転体１２，Ｍを回
転体支持基台１１側に押さえ込んで固定させる回転体押
圧部材１４とを備えることによって、被回転体１２，Ｍ
の重心が回転中心に一致するまで被回転体１２，Ｍの自
らの作用で位置移動させた後に、回転体押圧部材１４に
よって被回転体１２，Ｍを不動状態に強固に固定し、被
回転体１２，Ｍのバランスを高精度にとった状態での回
転駆動を継続させるように構成したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ部の回転力
によって被回転体を回転駆動させるようにした回転体駆
動装置及びその製造方法並びに回転体装着方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、フライホイールや記録媒体ディ
スク等のような各種回転体をモータ部の出力部に連結し
て高速回転させるようにした回転駆動装置が、多種多様
な装置において広く用いられている。このような高速回
転駆動装置では、回転中心に対して被回転体の重心が偏
った位置にあると、その被回転体の偏重心に基づく被回
転体の僅かな不釣り合いによっても大きな振動を生じる
こととなってしまう。その不釣り合い振動は、遠心力に
よって引き起こされているために回転数が高くなればな
るほど大きな振幅となっていき、共振点に相当する回転
数（１次危険速度）に達した場合には機械的破壊が起こ
るほどの振動になる場合もある。

【０００３】このような事情から各種高速回転駆動装置
には、被回転体の不釣り合いをｍｇ・ｃｍ程度の微少単
位で高精度に修正する手段を採用したものがある。例え
ば、研削盤の砥石主軸では、発生した振動を振動センサ
ーを用いてモニターしながら、円周状に配置されたポケ
ットの中に流体を打ち込み、それによって不釣り合いを
能動的に修正している。また、高速回転を要するＣＤ−
ＲＯＭやＤＶＤ等のリムーバブルメディアディスクを含
めた回転系には、後述する理由から必ずといって良いほ
ど偏重心が存在するため、これらの高速回転ディスクを
取り扱う回転駆動装置のスピンドルモータには、特に高
速回転域における偏重心振動をキャンセルするために、
例えばボール等を用いた比較的安価な振動修正装置を採
用したものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者のよう
な振動センサーを用いた能動的な振動修正装置では、装
置が非常に高価となってしまい、民生用の多種多様な装
置に採用することは実際上、不可能である場合が多い。
また、後者のＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等のリムーバブルメ
ディア用回転駆動装置の振動修正装置は、低コストで構
成されてはいるが、最近の高速回転化に対して追随する
ことができくなる傾向がある。すなわち、リムーバブル
メディアディスクの偏重心は、ラベル面のインクむら、
成型時の厚さむら、張り合せずれ、或いは機械構成上の
誤差、又はドライブ装着時における取付誤差などのさま
ざまな要因によって生じるが、その僅かな偏重心によっ
ても、最近の高速環境下では以下のような問題を発生す
るおそれがある。

【０００５】（１）記録されているデータを光学ピック
アップが拾えない。 （２）不快な音響ノイズの原因となる。 （３）装置に小型化に伴い、限られたスペース内で十分
な防振構造を設けることが困難となる。 （４）不釣り合い振動を抑制する機構を設けた場合であ
っても、上述したような高速回転状況では再生信号を確
実に拾うことができない。 （５）偏心がないか小さい場合には、却って偏心を助長
してしまい、それが偏心振動の原因となってしまう。

【０００６】そこで本発明は、簡易な構成で、極めて良
好な振動修正機能を備えることができるようにした回転
体駆動装置及びその製造方法並びに回転体装着方法を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、モータ部と、このモータ
部によって回転駆動される回転体支持部材と、該回転体
支持部材により保持される被回転体と、を備えた回転体
駆動装置において、上記回転体支持部材は、前記被回転
体を半径方向に移動可能に載置させる回転体支持基台
と、この回転体支持基台上の被回転体が該被回転体の重
心を中心にして回転し始めた後に上記被回転体を前記回
転体支持基台側に押さえ込んで固定させる回転体押圧部
材と、を備えている。

【０００８】また、請求項２記載の発明では、前記請求
項１記載の回転体支持基台における被回転体の載置面に
は、上記被回転体の振動を低減する柔軟性物質からなる
吸振部材が設けられている。

【０００９】さらに、請求項３記載の発明では、前記請
求項１記載の回転体押圧部材は、モータ部の軸体に対し
て軸方向及び回転方向に摺動可能に装着されている。

【００１０】さらにまた、請求項４記載の発明では、前
記請求項１記載の回転体押圧部材を回転体支持基台側に
吸着し、これら量部材を一体的に回転するように固定す
る磁気的吸引手段が設けられている。

【００１１】一方、請求項５記載の発明では、前記請求
項２記載の吸振部材を構成する柔軟性物質は、前記被回
転体の共振周波数ωｎに対応する応答振幅Ｍｎを、装置
の許容限界振幅Ｍ０より低減させる高粘性係数Ｃ及び低
バネ係数Ｋを備えている。

【００１２】また、請求項６記載の発明では、前記請求
項５記載の柔軟性物質が備える高粘性係数Ｃ及び低バネ
係数Ｋは、被回転体の質量をｍとしたとき、装置の許容
限界振幅Ｍ０に対して、

【数２】 を満足する範囲に設定されている。

【００１３】さらに、請求項７記載の発明では、前記請
求項５記載の柔軟性物質が備える高粘性係数Ｃ及び低バ
ネ係数Ｋは、加振側と応答側との相対位相角θを低回転
領域で反転させるように、前記請求項５記載の条件を満
たす範囲内において最小値に設定されている。

【００１４】さらにまた、請求項８記載の発明では、前
記請求項２記載の柔軟性物質のバネ係数Ｋは、被回転体
の共振点における回転数Ｒｎを、該被回転体の使用回転
数領域のうちの最低の回転数Ｒ０より低減させる（Ｒｎ
＜Ｒ０）範囲に設定されている。

【００１５】一方、請求項９記載の発明では、前記請求
項１記載の回転体押圧部材を、回転体支持基台に対して
進退させる嵌着作動機構と、前記被回転体の回転数又は
振動振幅が予め設定された基準値に達したときに、前記
回転体支持基台上の被回転体に回転体押圧部材を当接さ
せる作動信号を上記嵌着作動機構に対して出力する検出
手段と、が付設されている。

【００１６】また、請求項１０記載の発明では、被回転
体を回転体支持部材により軸方向両側から挟み込むよう
にして保持し、モータ部により前記被回転体を回転体支
持部材とともに回転駆動させるようにした回転体駆動装
置の製造方法において、上記前記回転体支持部材として
設けられた回転体支持基台上に、前記被回転体を半径方
向に移動可能に載置させる工程と、その回転体支持基台
上の被回転体を、該被回転体の重心を中心にして回転し
始めるまで回転数を上昇させる工程と、その後に、上記
被回転体を回転体押圧部材によって回転体支持基台側に
押さえ込んで固定させる工程と、を含む。

【００１７】さらに、請求項１１記載の発明では、被回
転体を回転体支持部材により軸方向両側から挟み込むよ
うにして保持し、モータ部により前記被回転体を回転体
支持部材とともに回転駆動させるようにした回転体装着
方法において、上記回転体支持部材として設けられた回
転体支持基台上に、前記被回転体を半径方向に移動可能
に載置させる工程と、その回転体支持基台上の被回転体
を、該被回転体の重心を中心にして回転し始めるまで回
転数を上昇させる工程と、その後に、上記被回転体を回
転体押圧部材によって回転体支持基台側に押さえ込んで
固定させる工程と、を含む。

【００１８】このような請求項１記載の発明では、回転
体支持基台上に被回転体を半径方向に移動自由の状態で
載置しておき、その被回転体が自由移動可能な状態で回
転を開始して回転数を上昇させていくと、被回転体の固
有振動数以上の回転数となったときから、回転数に応じ
て発生する加振力の変化に被回転体が追従できなくなっ
ていき、被回転体が自らの重心位置を中心として回転し
ようとする力が顕著となってくる。このとき、上記被回
転体は、上述したように半径方向に自由移動することが
できるため、被回転体の重心が回転軸の回転中心と略一
致する位置まで被回転体の位置が変化する。これは、い
わゆる皿回しの原理と等価といえるものである。そし
て、その被回転体の重心が回転中心に一致した時点で、
回転体押圧部材によって被回転体を不動状態に強固に固
定することとすれば、以後、被回転体のバランスを高精
度にとった状態での回転駆動が継続されることとなる。

【００１９】このとき、請求項２記載の発明のように、
柔軟性物質からなる吸振部材を介して被回転体を支持し
ておけば、回転を開始して共振点に至るまでの加振作用
が、吸振部材を構成している柔軟性物質によって緩和さ
れることとなり、被回転体に大きな自励現象を生じさせ
ることなく、安全かつ安定した回転駆動が行われるよう
になっている。

【００２０】また、請求項３記載の発明のように、回転
体押圧部材を軸方向に摺動させるように構成しておけ
ば、回転体押圧部材による被回転体の固定が容易かつ確
実に行われる。

【００２１】さらに、請求項４記載の発明のような磁気
的吸引手段を用いることとすれば、簡易な構成によって
回転体押圧部材を確実に保持することが可能となり、装
置の簡素化及び操作性の向上が図られる。

【００２２】特に、吸振部材を構成する柔軟性物質が、
請求項５記載の発明のような高粘性係数Ｃを有していれ
ば、回転数が共振点となった場合であっても、被回転体
の振動振幅は、装置の許容限界振幅Ｍ０よりも低く抑え
られることとなり、装置の破壊が回避される。

【００２３】また、請求項５又は６又は７記載の発明の
ような低バネ係数Ｋとなっていれば、被回転体の回転数
が共振周波数を早期に越えていくこととなって、安定し
た回転駆動状態へ迅速に移行される。

【００２４】さらに、請求項８記載の発明のように、被
回転体の使用回転数領域が共振を生じる回転数より高い
領域に設定されていれば、安定した回転領域での駆動が
可能となり、常に良好な回転状態が得られる。

【００２５】一方、請求項９記載の発明のように、回転
数又は振動数を検知することによって回転体押圧部材を
作動させるようにすれば、被回転体の固定が容易かつ確
実に行われる。

【００２６】また、請求項１０又は１１記載の発明で
は、回転体支持基台上に被回転体を半径方向に移動自由
の状態で載置しておき、その被回転体が自由移動可能な
状態で回転を開始して回転数を上昇させていくと、被回
転体の固有振動数以上の回転数となったときから、回転
数に応じて発生する加振力の変化に被回転体が追従でき
なくなっていき、被回転体が自らの重心位置を中心とし
て回転しようとする力が顕著となってくる。このとき、
上記被回転体は、上述したように半径方向に自由移動す
ることができるため、被回転体の重心が回転軸の回転中
心と略一致する位置まで被回転体の位置が変化する。こ
れは、いわゆる皿回しの原理と等価といえるものであ
る。そして、その被回転体の重心が回転中心に一致した
時点で、回転体押圧部材によって被回転体を不動状態に
強固に固定することとすれば、被回転体のバランスを高
精度にとった状態で被回転体の組付け又は装着が行われ
ることとなる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の
リムーバブルメディアディスク（以下、単にディスクと
いう。）を取り扱うメディア回転駆動装置に対して本発
明を適用した一実施形態について説明する。

【００２８】まず、図１の下側に示されているモータ部
では、ベース１に対してネジ止め固定された中空円筒状
の軸受スリーブ２内に、数μｍ〜十数μｍの隙間を隔て
て回転軸３が挿入されており、当該回転軸３の外周面に
形成された動圧面と、上記軸受スリーブ２の内周面側に
形成された動圧面とによりラジアル動圧軸受部Ｒ，Ｒが
構成されているとともに、上記回転軸３の図示下端面に
形成された動圧面と、前記軸受スリーブ２の図示下端開
口部を覆うように取り付けられたスラスト板４の動圧面
とによってスラスト動圧軸受部Ｓが構成されている。上
記ラジアル動圧軸受部Ｒ，Ｒ及びスラスト動圧軸受部Ｓ
には、図示を省略したスパイラル形状等の動圧発生用溝
が凹設されている。

【００２９】さらに、上記軸受スリーブ２の外周部に
は、放射状突極を有するステータコア５が固着されてお
り、当該ステータコア５の各放射状突極に対して駆動コ
イル６が巻回されている。

【００３０】一方、上記回転軸３の途中部分には、略カ
ップ状のロータ７に設けられた中心穴７ａが嵌合固定さ
れており、回転軸３とともにロータ７が一体回転する構
成になされている。上記ロータ７の外周部に設けられた
環状フランジ部７ｂの内周壁面には、環状永久磁石８が
全周にわたって固定されており、この環状永久磁石８の
内周壁面が、上述したステータコア５の放射状突極の外
周壁面と半径方向に近接対向する配置関係になされてい
る。

【００３１】さらに、上記モータ部における回転軸３の
図示上側先端部分には、ディスクＭの保持装置１０が配
置されている。このディスク保持装置１０は、上述した
ロータ７の直上部分において前記回転軸３に嵌合固定さ
れた第１回転テーブル１１と、この第１回転テーブル１
１上に半径方向に移動自在に装着された第２回転テーブ
ル１２と、からなる回転体支持部材を備えている。これ
ら第１回転テーブル１１及び第２回転テーブル１２は、
回転体支持基台を構成するように円盤状部材から形成さ
れているが、そのうち第１回転テーブル１１は、当該第
１回転テーブル１１の中心ボス部１１ａが、上記回転軸
３に対して圧入、焼嵌又は接着等によって固着されてお
り、その第１回転テーブル１１の図示上面側に、上記第
２回転テーブル１２が半径方向に移動自在に載置されて
いる。なお、この第２回転テーブル１２は、後述するよ
うに、回転駆動時においてはディスクＭとともに被回転
体を構成する。

【００３２】より具体的には、上記第１回転テーブル１
１の図示上面外周縁部に、環状溝部が全周に亘って凹設
されており、その環状溝内に、柔軟性物質からなる環状
吸振部材１３が図示上方側に向かって所定量突出するよ
うに全周に取り付けられている。そして、その環状吸振
部材１３の突出面（図示上面）上に上記第２回転テーブ
ル１２が、所定以上の作用力で半径方向に自由移動可能
な保持状態で載置されている。上記環状吸振部材１３の
柔軟性物質としては、各種振動低減材料を採用すること
が可能であるが、その柔軟性物質としては、後述するよ
うな特性を有するシリコンゴムその他の天然又は合成ゴ
ム、各種樹脂材等が採用される。

【００３３】さらに、上記第２回転テーブル１２の中心
部分には、比較的大径の穴部１２ａが貫通形成されてお
り、その穴部１２ａ内に、上述した第１回転テーブル１
１の中心ボス部１１ａが所定の隙間をもって遊嵌状態で
挿入されている。そして、その隙間分にわたって上記第
２回転テーブル１２は、第１回転テーブル１１に対して
位置移動することができることとなる。なお、上記第１
回転テーブル１１の中心ボス部１１ａ内には、後述する
ディスク押え１４を吸着固定させるための磁気的吸引手
段としての永久磁石１５が、上記中心ボス部１１ａの上
端面に露出するように埋設されている。

【００３４】上記第２回転テーブル１２は、第１回転テ
ーブル１１よりも大径を有する円盤状部材からなり、そ
の第２回転テーブル１２の図示上面側に、ディスクＭが
載置されるようになっている。この第２回転テーブル１
２の中心部分には、ディスクＭの中心穴Ｍａに嵌合する
取付台１２ａが軸方向に所定量突出するように形成され
ており、その取付台１２ａの外周面に形成されたテーパ
面に沿ってディスクＭの中心穴Ｍａが装着され、当該中
心穴Ｍａに相当する位置で係止されることによって、デ
ィスクＭが、上記第２回転テーブル１２に対して半径方
向に不動状態に嵌合される。すなわち、これらディスク
Ｍと第２回転テーブル１２とは、一体的に回転駆動され
ることから、回転時における被回転体を構成するもので
ある。

【００３５】また、上記ディスクＭの図示上方側には、
回転体押圧部材を構成するディスク押え１４が、電磁石
からなるディスク押え嵌着作動機構１６に対して吸着・
分離可能に配置されている。上記ディスク押え１４は、
上記第２回転テーブル１２と略同径の円盤状部材からな
り、前記回転軸３の図示上端部分に軸方向に摺動自在か
つ回転自在に装着されている。このディスク押え１４の
図示下面外周縁部分には、環状溝部が全周に亘って凹設
されており、その環状溝内に、ゴム等の柔軟性物質から
なる環状吸振部材１７が図示下方側に向かって所定量突
出するように全周に取り付けられている。そして、その
環状吸振部材１７の突出面（図示下面）にディスクＭが
当接可能となるように配置されている。

【００３６】このとき、上記ディスク押え１４が、図１
に示されているように、ディスク押え嵌着作動機構１６
側に吸着されて上方位置に引き上げられた状態では、環
状吸振部材１７がディスクＭ上に当接していても、その
環状吸振部材１７を構成する柔軟性物質によってディス
クＭは、半径方向に作用する所定の力で自由移動可能な
保持状態になされている。この環状吸振部材１７の柔軟
性物質は、上述した環状吸振部材１３と同様に、各種振
動低減材を採用可能であるが、その柔軟性物質としては
以下述べるような特性を有するシリコンゴムその他の天
然又は合成ゴム、各種樹脂材等が採用される。

【００３７】すなわち、上述した吸振部材１３，１７を
構成している柔軟性物質は、以下のような条件を備えた
高粘性係数Ｃ、及び低バネ係数Ｋに設定されており、第
２回転テーブル１２及びディスクＭからなる被回転体Ｐ
の共振周波数ωｎ、及びその共振周波数ωｎに対応する
振動振幅を安全領域まで低減させる機能を有している。
まず、上記被回転体Ｐの質量をｍとしたとき、被回転体
Ｐの共振周波数ωｎは、

【数３】 で表されるが、図２に示されているように、その共振周
波数ωｎに対応して最大応答振幅Ｍｎが生じることとな
る。

【００３８】すなわち、図２は、上記被回転体Ｐの回転
数Ｒ（横軸）と振幅Ｍ（縦軸）との関係を、上記吸振部
材１２を構成している柔軟性物質の粘性係数Ｃ及びバネ
係数Ｋをパラメータとして表したものであるが、本図中
の例えば曲線ａで示されているように、共振点における
回転数Ｒｎで発生する被回転体Ｐの共振周波数ωｎに対
応して装置の最大応答振幅Ｍｎが生じる。なお、このと
きの最大応答振幅Ｍｎは、加振幅に対する比で表されて
いる。

【００３９】一方、上記被回転体Ｐにおける加振側の振
幅に対する応答側の振幅Ｍは、

【数４】 と表される。ここで、

【数５】 である。

【００４０】そして本発明では、上述した被回転体Ｐの
応答振幅Ｍが、装置に許容される限界振幅Ｍ０を越えな
いように設定している。すなわち、Ｍ≦Ｍ０の条件に対
して上式を導入すると、

【数６】 となるが、これを満足するように、上記吸振部材１２を
構成している柔軟性物質は、高い粘性係数Ｃ、及び低い
バネ係数Ｋを備えるように選択されている。これによっ
て、例えば図２中の曲線ｂで示されているような特性曲
線に設定されることとなり、被回転体Ｐの共振周波数ω
ｎに対応する最大応答振幅Ｍｎが、許容限界振幅Ｍ０を
下回るようになっている。なお、このときの許容限界振
幅Ｍ０も、加振幅に対する比である。

【００４１】さらに、上述した被回転体Ｐの共振周波数
ωｎを表す式から明らかなように、被回転体Ｐの共振周
波数ωｎは、吸振部材１２を構成する柔軟性物質のバネ
係数Ｋに比例して変動するものであるが、本実施形態に
おける吸振部材１２の柔軟性物質のバネ係数Ｋは、共振
周波数ωｎを低減させるようにできるだけ小さく設定さ
れている。例えば、上記被回転体Ｐの使用回転数領域
を、図２中のＲ０〜Ｒ１で示される範囲としたとき、本
実施形態における吸振部材１２の柔軟性物質のバネ係数
Ｋは、共振点に対応する回転数Ｒｎが、上記使用回転領
域のうちの最低使用回転数Ｒ０を下回るように設定され
ている。

【００４２】また、図３は、粘性係数Ｃ及びバネ係数Ｋ
をパラメータとして、加振側と応答側との相対位相角θ
（縦軸）を、被回転体Ｐの回転数Ｒ（横軸）に対する関
係で表したものであるが、本図のように上記相対位相角
θは、前述した吸振部材１２を構成する柔軟性物質の粘
性係数Ｃ及びバネ係数Ｋに対応して変動する。そして、
本実施形態では、これら粘性係数Ｃ及びバネ係数Ｋを、
前述した条件の範囲内においてできるだけ小さく設定す
ることによって、例えば図３中の曲線ａ又はｂで示され
ているように、上記相対位相角θが共振点の近傍におい
て急激に反転するように設定されている。

【００４３】再び図１に戻って、上記ディスク押え１４
の中心部分には、所定の磁性材料かなる吸着部１８が、
ディスク押え１４の図示下面側に露出するように埋設さ
れており、この吸着部１８が、前述した第１回転テーブ
ル１１側の磁気的吸引手段としての永久磁石１５に軸方
向に吸引されることによって、ディスク押え１４と第１
回転テーブル１１とが強固に固定される構成になされて
いる。

【００４４】一方、上述したディスク押え嵌着作動機構
１６は、装置本体枠１９に取り付けられており、上記デ
ィスク押え１４を回転自由の状態で軸方向に拘束する電
磁石連結機構を備えている。上述したように、本実施形
態における連結機構としては電磁石が用いられている
が、その他、公知の電気的又は機械的嵌合機構を種々採
用することも可能である。

【００４５】そして、本実施形態では、上記ディスク押
え嵌着作動機構１６への作動入力をオン側又はオフ側に
切り替えることによって、前記ディスク押え１４を軸方
向に移動させ、前述したように当該ディスク押え嵌着作
動機構１６に対して吸着・分離させ構成になされてい
る。

【００４６】より具体的には、上記ディスク押え嵌着作
動機構１６には、前記ベース１上に配置された回転数検
出器又は振動数検出器からなる検出手段Ｄからの出力信
号が印加されており、上記第２回転テーブル１２及びデ
ィスクＭからなる被回転体Ｐの回転数及び振動振幅が、
共振周波数に相当する所定の基準値を下回っているとき
には、上記ディスク押え嵌着作動機構１６に対してオン
信号（吸着信号）が与えられて、当該ディスク押え嵌着
作動機構１６が上記ディスク押え１４を吸着するととも
に（図１参照）、上記第２回転テーブル１２及びディス
クＭからなる被被回転体Ｐの回転数又は振動振幅が、共
振周波数に相当する所定の基準値を越えた回転数となっ
たとき、または振幅が小さくなったときには、上述した
ディスク押え嵌着作動機構１６に対してオフ信号（分離
信号）が与えられ、当該ディスク押え嵌着作動機構１６
からディスク押え１４が分離されてディスクＭを押さえ
込むようになっている（図４参照）。

【００４７】このような本実施形態にかかるメディア回
転駆動装置にディスクＭをセットするには、まず、回転
体支持部材を構成する第１回転テーブル１１に設けられ
た柔軟性物質からなる環状吸振部材１３上に、第２回転
テーブル１２を介してディスクＭを載置するとともに、
上記ディスクＭの図示上側表面に、回転体押圧部材を構
成するディスク押え１４の環状吸振部材１７を軽く当接
させる。

【００４８】このとき、この回転停止時においては、上
記ディスク押え嵌着作動機構１６に対して検出手段Ｄか
らオン信号（吸着信号）が与えられていることから、デ
ィスク押え１４は、そのディスク押え嵌着作動機構１６
に吸着され連結状態となっており、当該ディスク押え１
４の吸着部１８は、第１回転テーブル１１側の永久磁石
１５から離間した状態に維持されている。そのため、デ
ィスク押え１４は、ディスクＭに対して当該ディスクＭ
が半径方向に自由移動可能な程度に軽い軸方向力で当接
しており、その軽い軸方向力によって第１回転テーブル
１１とディスク押え１４との間でディスクＭが自由移動
可能に保持される。すなわち、このときのディスクＭ
は、直接的には柔軟性物質からなる環状吸振部材１３，
１７により支持されているのみであるので、上述した軽
い保持力とすることによって、半径方向に所定以上の力
が作用した際には、その作用方向に移動することができ
るようになっている。

【００４９】一方、前述したように上記ディスクＭに
は、さまざまな要因によって重心位置の偏心を生じる
が、その偏重心状態にかかわらず、上述したディスクＭ
が移動可能な軽保持状態でモータの回転を開始し、回転
軸３の回転数を徐々に上昇させていく。そのとき、ディ
スクＭには、偏重心に基づく遠心力が作用することとな
るが、その遠心力に対して、環状吸振部材１３，１７の
柔軟性物質が備えた高粘性係数及び低バネ係数に基づく
抗力が釣り合う位置までディスクＭを含む被回転体Ｐは
移動し、その移動が繰り返されることによる振動状態で
回転が継続することとなる。

【００５０】この場合、仮に環状吸振部材１３，１７を
介在させていないか、又はその環状吸振部材１３，１７
の柔軟性物質が備える粘性係数が小さく設定されている
と、回転軸３の回転数上昇時にディスクＭを含む被回転
体Ｐに自励現象を生じ、例えば図２中の符号ａ線のよう
な大きな振幅の共振を招来することとなる。

【００５１】これに対して、上述した本発明の実施形態
においては、環状吸振部材１３，１７を構成している柔
軟性物質を、例えば図２中の符号ｂ線を得る程度の高粘
性係数Ｃに設定しているため、回転を開始して回転軸３
の回転数を徐々に上昇させていった場合の加振作用が、
吸振部材１２を構成している柔軟性物質の振動低減作用
によって緩和され、例えば図２中の曲線ｂのように、大
きな自励現象を生じることなく安全かつ安定した回転駆
動が行われるようになっている。しかも、その柔軟性物
質からなる吸振部材１２によって共振点が低回転領域に
移行されているため、共振周波数を越えた低振幅の回転
領域に容易に至ることとなって、なく安全かつ安定した
回転駆動が行われる。

【００５２】具体的には、本実施形態では、環状吸振部
材１３，１７を構成する柔軟性物質が高粘性係数Ｃを備
えていることによって、回転数が共振点に達した場合で
あっても被回転体Ｐの振動振幅Ｍが、常に装置の許容限
界振幅Ｍ０よりも低く抑えられるようにしているので、
装置の破壊を生じることが確実に回避される。

【００５３】また本実施形態では、環状吸振部材１３，
１７を構成する柔軟性物質のバネ係数Ｋが低く設定され
ていることから、被回転体Ｐの回転数が共振周波数を早
期に越えていくこととなり、安定した回転駆動状態へ迅
速に移行されるようになっている。特に本実施形態で
は、環状吸振部材１３，１７を構成する柔軟性物質の粘
性係数Ｃをできるだけ小さく設定することによって、図
３中の曲線ａ又はｂで示されているように相対位相角θ
を急反転するように設定していることから、より一層早
期に安定した回転駆動状態移行されるようになってい
る。

【００５４】同様に、環状吸振部材１３，１７を構成す
る柔軟性物質のバネ係数Ｋが低く設定されていることに
よって、本実施形態における被回転体Ｐの使用回転数領
域Ｒ０〜Ｒ１が、共振を生じる回転数Ｒｎより常に高く
設定されることから、常に安定した回転領域での駆動が
可能となり、一層良好な回転状態が得られるようになっ
ている。

【００５５】そして、回転軸３の回転数が、ディスクＭ
及び第２回転テーブル１２からなる被回転体Ｐの固有振
動数以上になると、その回転数に応じて発生する加振力
の変化に被回転体Ｐの振動が次第に追従できなくなって
いき、被回転体Ｐが、自らの重心位置を中心として回転
しようとする力が顕著となってくる。その結果、被回転
体Ｐの重心が回転軸３の回転中心と略一致する位置まで
ディスクＭを含む被回転体Ｐが位置変化し、自動調心が
行われた状態で回転を継続する。これは、いわゆる皿回
しの原理と等価といえるものである。

【００５６】このようにしてディスクＭを含む被回転体
Ｐの重心が回転中心に一致した時点で、すなわち、上記
第２回転テーブル１２及びディスクＭからなる被回転体
Ｐの回転数又は振動振幅が、共振周波数に相当する基準
値を越えたとき、つまり回転数がそれ以上の目標回転数
となったとき、またはその時の振幅が所定値以下となっ
たときには、上記ディスク押え嵌着作動機構１６に対し
てオフ信号（分離信号）が与えられて、図４に示されて
いるように、当該ディスク押え嵌着作動機構１６からデ
ィスク押え１４が切り離され、ディスク押え１４の吸着
部１８が第１回転テーブル１１側の永久磁石１５側に吸
着される。これによって、ディスクＭは、第２回転テー
ブル１２とともに第１回転テーブル１１とディスク押え
１４との間に強固に固定され不動状態になされる。これ
以後は、ディスクＭのバランスを高精度にとった状態で
ディスクＭの回転駆動が継続されることとなる。

【００５７】このとき、上述したように回転体押圧部材
としてのディスク押え１４は、ディスクＭの重心が回転
中心に一致した時点で第１回転テーブル１１側に移動さ
せて強固に押し付けるものであるから、本実施形態のよ
うに、ディスク押え１４を回転軸３に対して移動自在に
設けておけば、ディスクセット時の操作性が向上される
こととなる。特に、本実施形態のように、ディスクＭの
回転数又は振動数を検出手段Ｄにより検知することによ
って、ディスク押え１４を作動させるようにすれば、デ
ィスクＭの固定が容易かつ確実に行われる。

【００５８】また、本実施形態のような磁気的吸引手段
としての永久磁石１５を用いてディスクＭの最終固定を
行わせるようにすれば、簡易な構成によってディスク押
え１４を確実に保持することが可能となり、装置の簡素
化及び操作性の向上が図られる。

【００５９】一方、図５及び図６に示されている実施形
態では、上述した図１にかかる実施形態に対応する構成
物に対しては同一の符号を付しているが、被回転体Ｃと
して、フライホイールやレーザービームプリンタのポリ
ゴンミラーを採用して回転体駆動装置を組み立てる製造
方法の実施形態を表している。すなわち、上述した図１
にかかる回転体駆動装置が、被回転体としてのディスク
Ｍを常に交換しつつ使用するものであるのに対して、図
５及び図６に示されている回転体駆動装置は、被回転体
Ｃを当初セットした状態で基本的には交換することなく
長期にわたって使用するものである点で相違している。
ただし、その製造工程では、既に説明した手順とほぼ同
様な手順を含む工程によって被回転体Ｃを組み付けるよ
うにしており、簡易な構成によって被回転体Ｃを高精度
に組み付けることができる。

【００６０】より具体的には、上述した実施形態におけ
るディスク押え嵌着作動機構１６を、本実施形態では組
立治具として構成しており、まず、図５に示されている
ように、回転体支持部材を構成する回転テーブル１１及
びディスク押え１４に設けられた柔軟性物質からなる環
状吸振部材１３，１７どうしの間に、被回転体Ｃを半径
方向に移動可能な程度の軽い力で挟むようにして支持す
る。次いで、偏重心状態のままに保持された被回転体Ｃ
を、モータによって回転させ、回転軸３の回転数を徐々
に上昇させていく。そのとき、被回転体Ｃには、偏重心
に基づく遠心力が作用することとなるが、その遠心力に
対して、環状吸振部材１３，１７の柔軟性物質が備えた
高粘性係数及び低バネ係数に基づく抗力が釣り合う位置
まで被回転体Ｃは移動し、その移動が繰り返されること
による振動状態で回転が継続することとなる。

【００６１】この場合、仮に環状吸振部材１３，１７を
介在させていないか、又はその環状吸振部材１３，１７
の柔軟性物質が備える粘性係数が小さく又はバネ係数が
大きく設定されていると、図２及び図３に示されている
ように、回転軸３の回転数上昇時に被回転体Ｃに自励現
象を生じ、例えば図２中の符号ａ線のような大きな振幅
の共振を招来することとなる。

【００６２】これに対して、上述した本発明の実施形態
においては、環状吸振部材１３，１７を構成している柔
軟性物質を、例えば図２中の符号ｂ線を得る程度の高粘
性係数に設定しているため、回転を開始して回転軸３の
回転数を徐々に上昇させていった場合の加振作用が、吸
振部材１２を構成している柔軟性物質の振動低減作用に
よって緩和され、例えば図２中の曲線ｂのように、大き
な自励現象を生じることなく安全かつ安定した回転駆動
が行われるようになっている。しかも、その柔軟性物質
からなる吸振部材１２によって共振点が低回転領域に移
行されているため、共振周波数を越えた低振幅の回転領
域に容易に至ることとなって、なく安全かつ安定した回
転駆動が行われる。

【００６３】そして、回転軸３の回転数が、被回転体Ｃ
の固有振動数以上になると、その回転数に応じて発生す
る加振力の変化に被回転体Ｃの振動が追従できなくなっ
ていき、被回転体Ｃが自らの重心位置を中心として回転
しようとする力が顕著となってくる。その結果、被回転
体Ｃの重心が回転軸３の回転中心と略一致する位置まで
被回転体Ｃは位置変化する。これは、いわゆる皿回しの
原理と等価といえるものである。

【００６４】このようにして被回転体Ｃの重心が回転中
心に一致した時点で、すなわち、上記被回転体Ｃの回転
数又は振動数が、共振周波数に相当する基準値を越えた
ときには、上記ディスク押え嵌着作動機構１６に対して
オフ信号（分離信号）が与えられて、図６に示されてい
るように、当該ディスク押え嵌着作動機構１６からディ
スク押え１４が切り離され、ディスク押え１４の吸着部
１８が回転テーブル１１側の永久磁石１５側に吸着され
る。これによって、被回転体Ｃは、回転テーブル１１と
ディスク押え１４との間に強固に固定され不動状態にな
され、接着剤やその他の機械的接合手段によって永久固
定される。これ以後は、ディスクＭのバランスを高精度
にとった状態でディスクＭの回転駆動が継続されること
となる。

【００６５】このように、被回転体Ｃの回転数又は振動
数を検出手段Ｄにより検知することによって、ディスク
押え１４を作動させるようにすれば、被回転体Ｃの組立
又は装着が容易かつ確実に行われる。

【００６６】以上、本発明者によってなされた発明の実
施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。例え
ば、本発明を適用することができる被回転体は、上述し
た実施形態のようなメディアディスクやポリゴンミラー
等に限定されるものではなく、フライホイール等の他の
多種多様な被回転体を用いる場合であっても本発明は同
様に適用することができる。

【００６７】また、本発明は、上述した実施形態のよう
な軸回転型の装置に限定されることはなく、軸固定型の
装置に対しても同様に適用することができるものであ
る。

【００６８】

【発明の効果】以上述べたように請求項１記載の発明
は、被回転体を半径方向に移動可能に載置させる回転体
支持基台と、この回転体支持基台上の被回転体が該被回
転体の重心を中心にして回転し始めた後に被回転体を回
転体支持基台側に押さえ込んで固定させる回転体押圧部
材とを備えることによって、被回転体の重心が回転中心
に一致するまで被回転体を自らの作用で位置移動させた
後に、回転体押圧部材によって被回転体を不動状態に強
固に固定し、被回転体のバランスを高精度にとった状態
での回転駆動を継続させるように構成したものであるか
ら、簡易な構成で、極めて良好な振動修正機能を備える
ことができ、回転体駆動装置の信頼性を高めることがで
きる。

【００６９】このとき、請求項２記載の発明は、柔軟性
物質からなる吸振部材を介して被回転体を支持すること
によって加振作用を緩和させ、被回転体に大きな自励現
象を生じさせることなく、安全かつ安定した回転駆動を
行わせるようにしたものであるから、上述した発明の効
果を更に向上させることができる。

【００７０】また、請求項３記載の発明は、回転体押圧
部材を軸方向に摺動させるように構成することによっ
て、回転体押圧部材による被回転体の固定を容易かつ確
実に行わせるようにしたものであるから、上述した発明
の効果を更に向上させることができる。

【００７１】さらに、請求項４記載の発明は、磁気的吸
引手段を用いることにより、簡易な構成によって回転体
押圧部材を確実に保持させるように構成したものである
から、上記効果に加えて、装置の簡素化及び操作性の向
上が図られる。

【００７２】さらに、請求項５記載の発明は、吸振部材
を構成する柔軟性物質を高粘性係数Ｃに選定することに
よって、回転数が共振点となった場合であっても、被回
転体の振動振幅を許容限界振幅Ｍ０よりも低く抑えらる
ように構成したものであるから、装置の破壊を確実に回
避することができ、上述した発明の効果を一層確実にす
ることがができる。

【００７３】また、請求項５又は６又は７記載の発明
は、吸振部材を構成する柔軟性物質を低バネ係数Ｋに選
定することによって、被回転体の回転数が共振周波数を
早期に越えていくようにしたものであるから、安定した
回転駆動状態へ迅速に移行させるこどか可能となり、上
述した発明の効果を一層確実にすることがができる。

【００７４】さらに、請求項８記載の発明は、被回転体
の使用回転数領域を共振を生じる回転数より高い領域に
設定することによって、安定した回転領域での駆動を可
能としたものであるから、常に良好な回転状態を得るこ
とができ、上述した発明の効果を更に向上させることが
できる。

【００７５】一方、請求項９記載の発明は、回転数又は
振動数を検知することによって回転体押圧部材を作動さ
せることによって、被回転体の固定を容易かつ確実に行
わせるように構成したものであるから、上述した発明の
効果を更に向上させることができる。

【００７６】また、請求項１０又は１１記載の発明は、
回転体支持基台上に被回転体を半径方向に移動自由の状
態で載置しておき、回転開始後に回転数を上昇させて被
回転体の固有振動数以上の回転数となったときに、回転
体押圧部材によって被回転体を不動状態に強固に固定す
ることにより、被回転体のバランスを高精度にとった状
態で回転駆動装置を組み立てるように構成したものであ
るから、簡易な構成で、被回転体の組立時又は装着時に
おいて自動調心を極めて良好に行うことがで、回転体駆
動装置の組立又は被回転体の装着を容易かつ高精度に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるメディアディスク
駆動装置の構造を表した横断面説明図である。

【図２】被回転体の回転数（横軸）と振動の振幅（縦
軸）との関係を吸振部材の粘性係数及びバネ係数をパラ
メータとして表した線図である。

【図３】被回転体の回転数（横軸）と振動の位相角（縦
軸）との関係を吸振部材の粘性係数及びバネ係数をパラ
メータとして表した線図である。

【図４】図１に表したメディアディスク駆動装置にディ
スクを固定した状態を示した横断面説明図である。

【図５】本発明の一実施形態にかかる回転体駆動装置の
一製造工程を表した横断面説明図である。

【図６】図５に表した回転体駆動装置に被回転体を固定
した工程を示した横断面説明図である。

【符号の説明】

Ｍ メディアディスク（被回転体） １１ 第１回転テーブル（回転体支持基台） １２ 第２回転テーブル（回転体支持基台、兼被回転
体） １３ 環状吸振部材 １４ ディスク押え（回転体押圧部材） １５ 永久磁石（磁気的吸着手段） １６ ディスク押え支持機構 １７ 環状吸振部材 Ｃ 被回転体

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D109 DA05 DA14 5H019 AA00 CC00 CC04 CC09 DD01 EE01 EE14 FF01 FF03 5H621 BB07 GA01 GA04 HH01 JK08 JK13 JK19

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ部と、このモータ部によって回転
   駆動される回転体支持部材と、該回転体支持部材により
   保持される被回転体と、を備えた回転体駆動装置におい
   て、 上記回転体支持部材は、前記被回転体を半径方向に移動
   可能に載置させる回転体支持基台と、この回転体支持基
   台上の被回転体が該被回転体の重心を中心にして回転し
   始めた後に上記被回転体を前記回転体支持基台側に押さ
   え込んで固定させる回転体押圧部材と、を備えているこ
   とを特徴とする回転体駆動装置。
2. 【請求項２】 前記回転体支持基台における被回転体の
   載置面には、上記被回転体の振動を低減する柔軟性物質
   からなる吸振部材が設けられていることを特徴とする請
   求項１記載の回転体駆動装置。
3. 【請求項３】 前記回転体押圧部材は、モータ部の軸体
   に対して軸方向及び回転方向に摺動可能に装着されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の回転体駆動装置。
4. 【請求項４】 前記回転体押圧部材を回転体支持基台側
   に吸着し、これら量部材を一体的に回転するように固定
   する磁気的吸引手段が設けられていることを特徴とする
   請求項１記載の回転体駆動装置。
5. 【請求項５】 前記吸振部材を構成する柔軟性物質は、
   前記被回転体の共振周波数ωｎに対応する応答振幅Ｍｎ
   を、装置の許容限界振幅Ｍ０より低減させる高粘性係数
   Ｃ及び低バネ係数Ｋを備えていることを特徴とする請求
   項２記載の回転体駆動装置。
6. 【請求項６】 前記柔軟性物質が備える高粘性係数Ｃ及
   び低バネ係数Ｋは、被回転体の質量をｍとしたとき、装
   置の許容限界振幅Ｍ０に対して、 【数１】 を満足する範囲に設定されていることを特徴とする請求
   項５記載の回転体駆動装置。
7. 【請求項７】 前記柔軟性物質が備える高粘性係数Ｃ及
   び低バネ係数Ｋは、加振側と応答側との相対位相角θを
   低回転領域で反転させるように、前記請求項５記載の条
   件を満たす範囲内において最小値に設定されていること
   を特徴とする請求項５記載の回転体駆動装置。
8. 【請求項８】 前記柔軟性物質のバネ係数Ｋは、被回転
   体の共振点における回転数Ｒｎを、該被回転体の使用回
   転数領域のうちの最低の回転数Ｒ０より低減させる（Ｒ
   ｎ＜Ｒ０）範囲に設定されていることを特徴とする請求
   項２記載の回転体駆動装置。
9. 【請求項９】 前記回転体押圧部材を、回転体支持基台
   に対して進退させる嵌着作動機構と、 前記被被回転体の回転数又は振動振幅が予め設定された
   基準値に達したときに、前記回転体支持基台上の被回転
   体に回転体押圧部材を当接させる作動信号を上記嵌着作
   動機構に対して出力する検出手段と、が付設されている
   ことを特徴とする請求項１記載の回転体駆動装置。
10. 【請求項１０】 被回転体を回転体支持部材により軸方
    向両側から挟み込むようにして保持し、モータ部により
    前記被回転体を回転体支持部材とともに回転駆動させる
    ようにした回転体駆動装置の製造方法において、 上記前記回転体支持部材として設けられた回転体支持基
    台上に、前記被回転体を半径方向に移動可能に載置させ
    る工程と、 その回転体支持基台上の被回転体を、該被回転体の重心
    を中心にして回転し始めるまで回転数を上昇させる工程
    と、 その後に、上記被回転体を回転体押圧部材によって回転
    体支持基台側に押さえ込んで固定させる工程と、を含む
    ことを特徴とする回転体駆動装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 被回転体を回転体支持部材により軸方
    向両側から挟み込むようにして保持し、モータ部によっ
    て前記被回転体を回転体支持部材とともに回転駆動させ
    るようにした回転体装着方法において、 上記回転体支持部材として設けられた回転体支持基台上
    に、前記被回転体を半径方向に移動可能に載置させる工
    程と、 その回転体支持基台上の被回転体を、該被回転体の重心
    を中心にして回転し始めるまで回転数を上昇させる工程
    と、 その後に、上記被回転体を回転体押圧部材によって回転
    体支持基台側に押さえ込んで固定させる工程と、を含む
    ことを特徴とする回転体装着方法。