JP2001176157A - ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏重心ディスクを高速駆動したときの振動と
騒音の発生を抑止できるとともに、ディスク回転数を切
り替えたときの騒音の発生を防止できるディスク装置を
提供する。 【解決手段】 ターンテーブル１６とでディスクＤを保
持するクランパ機構１２に、スピンドルモータ軸７２と
概略同軸かつ一体に回転する軸部７８と、この軸部７８
に互いに独立して回転自在に取り付けられた２枚のバラ
ンサー８１，８２とで構成される自動調芯機構を設け
る。ディスク回転数が防振機構９１の固有振動数よりも
高い範囲ならば、偏重心ディスクを高速駆動したときの
振動と騒音の発生を抑止でき、また、複数のバランサー
が軸部を支点に互いに独立に回転して自動調芯を行うの
で、ディスク回転数の切り替わり時にバランサーどうし
が衝突したり、バランサーが他の部材と接触したりして
騒音が発生することがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ−ＲＯＭ、Ｄ
ＶＤ等の光ディスクに対するデータの再生あるいは記録
を行うディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の光ディスクを
駆動するディスク装置では、外来振動対策として、例え
ば、光ピックアップ、スピンドルモータ等のディスク駆
動・再生機構を搭載したメカシャーシを防振部材を介し
て支持部材に支持する構造をとっている。

【０００３】また、ディスク装置においては、偏重心デ
ィスクを高速駆動した際に発生する振動や騒音の問題も
無視できない。光ディスクはクランプ用のセンタ穴の中
心とディスクの重心とが一定の精度で一致するように製
作されているが、完全な精度が得られるとは限らない。
クランプ用のセンタ穴の中心とディスクの重心とのずれ
が大きいと、ディスクを高速回転させた場合にディスク
の回転周期毎に振動が発生する。このときの振動エネル
ギーはディスクの回転速度等に比例して大きくなる。よ
って、高速再生が可能なディスク装置においては、振動
による大きな騒音が発生するという不具合が生じる。

【０００４】この振動を抑制するために、スピンドルモ
ータのロータ部に複数の鋼製のボールをロータ内壁のガ
イドに従って回転可能に配置し、ボールの位置を自動的
に変化させてバランスをとるボールバランサーを採用し
たディスク装置がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このボ
ールバランサーを採用したディスク装置では次のような
問題がある。ＤＶＤドライブのような高密度記録再生装
置にはＭＣＡＶ（Modified Constant Angular Velocit
y）方式を採用したものがある。このＭＣＡＶ方式のデ
ィスク装置では、ディスクの内周と外周との間でアクセ
スするトラック位置が移動する過程でディスク回転数が
段階的に切り替えられる。このように回転数が頻繁に切
り替わるディスク装置に上記のボールバランサーを用い
た場合、ディスク回転数が切り替わる時にボールがロー
タ内壁のガイド上を滑走し、またボール同士の衝突が発
生するなどして、このとき大きな騒音が発生してしまう
という問題がある。

【０００６】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、偏重心ディスクを高速駆動したとき
の振動と騒音の発生を抑止できるとともに、ディスク回
転数を切り替えたときの騒音の発生を防止できるディス
ク装置の提供を目的としている。

【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、本発明のディスク装置は、駆動軸を有するスピンド
ルモータと、このスピンドルモータの前記駆動軸に固定
されたターンテーブルと、このターンテーブルとの間で
ディスクを保持するクランプ機構と、前記クランプ機構
と前記ターンテーブルとの間に前記ディスクが保持され
ているとき前記スピンドルモータの駆動軸と概略同軸か
つ一体に回転する軸部と、この軸部に互いに独立して回
転自在に支持された複数のバランサーとを有してなるも
のである。

【０００８】このように構成されたディスク装置では、
ディスクを駆動する時の回転数が防振機構の固有振動数
よりも高い範囲ならば、偏重心ディスクを高速駆動した
ときの振動と騒音の発生を抑止できるとともに、複数の
バランサーが軸部を支点に互いに独立に回転して自動調
芯を行うので、ディスク回転数の切り替わり時にバラン
サーどうしが衝突したり、バランサーが他の部材と接触
したりして騒音が発生することがない。

【０００９】また、前記軸部と複数のバランサーをクラ
ンプ機構に設けることによって、偏重心ディスクを駆動
したときのスピンドルモータ駆動軸の歳差運動を抑止す
る効果が得られる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施する場合の形
態について図面に基づき説明する。

【００１１】図１及び図２に本実施形態のディスク装置
の全体的な構成を示す。このディスク装置は、ディスク
（図示せず）が搭載されるトレー１をドライブ本体部と
してのメインシャーシ２に対して出し入れ自在に構成し
てなる。すなわち、トレー１の両側面にはガイド突起１
ａが設けられ、これらのガイド突起１ａはメインシャー
シ２に設けられた図示しない水平ガイド部に嵌め込ま
れ、これによりトレー１はディスク面と平行に直線方向
に案内され、図１に示すトレー排出位置と図２に示すト
レー収納位置との間で搬送される。

【００１２】メインシャーシ２内には、図３に示すよう
に、ディスク再生機構を搭載したメカシャーシ３を複数
（例えば３つ）のダンパー４を介して支持して構成され
る再生メカユニット５が配置されている。メカシャーシ
３には、スピンドルモータ１３、光ピックアップ１４及
びピックアップ送りモータ１０によって駆動されるピッ
クアップ送り機構等が搭載されている。スピンドルモー
タ１３の駆動軸には、ディスクを図１に示すクランパ機
構１２との間に挟持して駆動するためのターンテーブル
１６が取り付けられている。

【００１３】また、図３、図４に示すように、再生メカ
ユニット５のトレー挿入方向において奥側の両側面には
回動軸６が突設されており、これらの回動軸６はメイン
シャーシ２の軸保持部７に回動自在に保持されている。
また、再生メカユニット５のトレー挿入方向手前側の面
には回動案内軸８が突設されている。この回動案内軸８
は、メインシャーシ２内に設けられたメカユニット回動
機構２７の周面に形成された案内溝９ａに保持されてい
る。したがって、再生メカユニット５の回動案内軸８は
メカシャーシ回動機構２７の回転により案内溝９ａに沿
って上下方向に案内されることで、再生メカユニット５
が軸保持部７を支点として傾動し、ディスククランプ動
作とクランプ解除動作を行うように構成されている。

【００１４】また、図１及び図２に示すように、メイン
シャーシ２にはクランパホルダ１１を介して、後述する
自動調芯機構（図１及び図２において図示省略）が搭載
されたクランパ機構１２が回転自在に保持されている。
さらに、メインシャーシ２内にはトレーローディング及
びディスククランプのための機構系が設けられている。

【００１５】図３に示した再生メカユニット５におい
て、メカシャーシ３は再生メカユニット５の基体５１上
に下記の防振機構を介して支持されている。図５に示す
ように、メカシャーシ３は再生メカユニット５の基体５
１上に複数のダンパー４を介して支持されている。再生
メカユニット５の基体５１にはメカシャーシ３をダンパ
ー４を介して捩子６１で固定するためのボス部５２が設
けられている。

【００１６】次に、前記クランパ機構１２に設けられた
自動調芯機構について説明する。

【００１７】図６に、クランパ機構１２とターンテーブ
ル１６とでディスクＤを保持した状態にあるディスク駆
動系の構成を示す。

【００１８】同図に示すように、ディスクＤは、ターン
テーブル１６の中央に突出して設けられたディスクチャ
ッキング部７１にセンター穴が嵌め込まれた状態で、両
面側よりクランパ機構１２とターンテーブル１６との間
に安定に保持される。このときディスクＤの中心とター
ンテーブル１６の中心すなわちスピンドルモータ軸７２
の中心とが一致した状態にある。このときクランパ機構
１２は、クランパマグネット７３の磁力でターンテーブ
ル１６と吸着されることで、ディスクＤの安定したクラ
ンプ状態が保証される。

【００１９】ターンテーブル１６は、スピンドルモータ
軸受け７４によって回転自在に支持されたスピンドルモ
ータ軸７２の先端部に固定されている。また、ターンテ
ーブル１６は、スピンドルモータのロータ部７５と一体
に形成されており、このロータ部７５に固定されたマグ
ネット７６の磁力とスピンドルモータの駆動コイル７７
による誘起磁界とによって回転される。

【００２０】クランパ機構１２のクランパマグネット７
３は、ディスククランプ時にスピンドルモータ軸７２と
概略同軸に配置される軸部７８を有しており、このクラ
ンパマグネット７３の軸部７８には２枚のバランサー８
１，８２が互いに独立して回転自在に取り付けられてい
る。なお、８３はクランパ機構１２において、実際にデ
ィスクＤと直接接触する部分である。

【００２１】なお、クランパマグネット７３の軸部７８
とバランサー８１，８２との接触部には回転数に対して
適度な摩擦力が発生することが保証されなければならな
い。これは、ディスクＤをある回転数以上に高速回転さ
せたときにバランサー８１，８２の遠心力によって摩擦
力が増大し、バランサー８１，８２を軸部７８と一体に
回転させるためである。

【００２２】以上の、ディスク駆動系はメカシャーシ３
上に搭載され、そしてこのメカシャーシ３は、ダンパー
４による防振機構９１を介してメインシャーシ２に支持
されている。

【００２３】次に、この自動調芯機構の作用を説明す
る。

【００２４】図６の一部及び図７にバランサー８１，８
２を含むクランパ機構１２の上面が示されている。これ
らの図において、Ｇ１はバランサー８１の重心、Ｇ２は
バランサー８２の重心、Ｃはスピンドルモータ軸７２の
中心である。図６に示される上面図は偏重心のないディ
スクを高速回転させた場合の各バランサー８１，８２の
位置関係である。このとき各バランサー８１，８２の重
心Ｇ１，Ｇ２はスピンドルモータ軸７２の中心Ｃを挟ん
で直線上に並ぶ。一方、図７に示すように、Ｇ点に重心
のある偏重心ディスクを高速回転させた場合、各バラン
サー８１，８２は、ディスクの偏重心によって生じる遠
心力を打ち消すような位置関係をとる。これにより自動
調芯作用が働き、振動の発生を抑止して騒音の防止を実
現する。次に、本実施形態のバランサー８１，８２によ
る自動調芯の原理を図８および図９を用いて説明する。

【００２５】偏重心ディスクを、防振機構９１の固有振
動数より低域で回転させたときの、重心Ｇ、スピンドル
モータ軸７２の中心Ｃ、回転中心Ａの位置関係は図８の
ようになる。ここで、回転半径Ｒは遠心力の大きさ、す
なわち回転数と防振機構９１のバネ特性に依存するが、
偏芯量ｅはディスクの偏芯量によって幾何学的に一定で
ある。

【００２６】一方、偏重心ディスクを、防振機構の固有
振動数より高域で回転させたときの、重心Ｇ、スピンド
ルモータ軸７２の中心Ｃ、回転中心Ａの位置は図９に示
すような関係に変化する。ここで回転数が高速であるほ
ど回転半径ｒは小さくなり、回転中心Ａが重心Ｇに近づ
く。本実施形態のバランサー８１，８２は、スピンドル
モータ軸７２を中心に回転可能であるから、回転の遠心
力の他に慣性系に対して重心Ｇ周りに回転する慣性力を
軸部７８から受けることになる。このとき各バランサー
８１，８２の重心が受ける遠心力の加速度方向は重心Ｇ
が受ける遠心力の加速度方向と反対方向になるので、回
転系全体の重心はスピンドルモータ軸７２の中心に近づ
く。この結果、自動調芯が成立し、振れ回りによる振動
の発生が抑止されて騒音防止を図ることができる。

【００２７】本実施形態のディスク再生装置を、ＣＤ−
ＲＯＭを再生可能なＭＣＡＶ方式のＤＶＤドライブに適
用し、ＤＶＤ再生時に防振機構の固有振動数よりも低域
の回転数でディスクを回転させ、ＣＤ−ＲＯＭ再生時に
防振機構の固有振動数の高域の回転数でディスクを回転
させるようにした場合を考える。

【００２８】この場合、ＣＤ−ＲＯＭ再生時は防振機構
９１のもつ固有振動数より高い回転数でディスクが回転
されることで、バランサー８１，８２による自動調芯が
働くことになる。例えば、ＣＤ−ＲＯＭの３２倍速再生
時のディスクの振れ回り周波数は１００Ｈｚ程度、防振
機構９１のもつ固有振動数は５０Ｈｚ程度である。ＤＶ
Ｄ再生時は防振機構９１のもつ固有振動数より低い回転
数の範囲、例えば１０Ｈｚ程度の回転数でディスクが回
転されることで、バランサー８１，８２は空転するだけ
で自動調芯作用は働かないが、低速回転状態であるた
め、発生する遠心力は小さく、振れ回りによる振動や騒
音も小さなものに過ぎない。また、ディスクの内周と外
周との間でアクセスするトラック位置が移動する過程で
ディスク回転数が段階的に切り替わるＭＣＡＶ方式のデ
ィスクドライブにおいて、ディスク回転数が急激に変化
しても、本実施形態の自動調芯機構は従来のボールバラ
ンサーのように騒音を発生することがない。

【００２９】なお、本実施形態において、ディスクの偏
重心はスピンドルモータ軸受け７３の上端に位置する一
方、防振機構で支持される全体の機構の重心はディスク
の偏重心の位置より下にずれていることが一般である。
このままではディスク回転時にモータの回転系の軸が歳
差運動を起し、振動による騒音問題につながる。しかし
本実施形態では、バランサー８１，８２がディスクの偏
重心の位置より上に配置されていることで、バランサー
８１，８２が歳差運動を抑止するように働く。また、軸
受け７８とバランサー８１，８２との適度な摩擦は、高
速回転時にバランサー８１，８２と軸受け７８とを一体
に回転させるための要素であるとともに、バランサー８
１，８２による自動調芯の起動性能を決める要素とな
る。この摩擦が小さすぎると自動調芯の起動に時間がか
かりすぎるようになり、逆に摩擦が大きすぎると自動調
芯が働く最小回転数が高くなりすぎて、トータル的な振
動抑止効果が低下する。

【００３０】なお、前記実施形態のバランサーの数は２
つとしたが、３つ以上のバランサーにより自動調芯機構
を構成することも可能である。

【００３１】また、前記実施形態では、クランパ機構１
２に自動調芯機構を設けたが、クランパ機構１２を持た
ないディスク装置等においては、スピンドルモータ軸７
２に複数のバランサーを設けることによっても同様の効
果が期待できる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
偏重心ディスクを高速駆動したときの振動と騒音の発生
を抑止できるとともに、ディスク回転数の切り替わり時
にバランサーどうしが衝突したりバランサーが他の部材
と接触するようなことがなく、回転数切り替わり時の騒
音の発生をも阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のディスク再生装置の全体的
な構成を示すトレー排出時の斜視図

【図２】図１のディスク再生装置のトレー収納時の状態
を示す斜視図

【図３】図１のディスク再生装置における再生メカユニ
ットの構成を示す分解斜視図

【図４】図３の再生メカユニットを側面から示す図

【図５】図３の再生メカユニットの分解斜視図

【図６】クランパ機構およびディスク駆動系の構成を示
す図

【図７】偏重心ディスクを駆動しているときのバランサ
ーの位置関係を示す図

【図８】バランサーによる自動調芯の原理を説明するた
めの図

【図９】同じくバランサーによる自動調芯の原理を説明
するための図

【符号の説明】

３……メカシャーシ ４……ダンパー ５……再生メカユニット １２……クランパ機構 １３……スピンドルモータ １４……光ピックアップ １６……ターンテーブル ７１……ディスクチャッキング部 ７２……スピンドルモータ軸 ７３……クランパマグネット ７４……スピンドルモータ軸受け ７５……ロータ部 ７８……軸部 ８１，８２……バランサー ９１……防振機構

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸を有するスピンドルモータと、 このスピンドルモータの前記駆動軸に固定されたターン
   テーブルと、 このターンテーブルとの間でディスクを保持するクラン
   プ機構と、 前記クランプ機構と前記ターンテーブルとの間に前記デ
   ィスクが保持されているとき前記スピンドルモータの駆
   動軸と概略同軸かつ一体に回転する軸部と、 この軸部に互いに独立して回転自在に支持された複数の
   バランサーとを有することを特徴とするディスク装置。
2. 【請求項２】 駆動軸を有するスピンドルモータと、 このスピンドルモータの前記駆動軸に固定されたターン
   テーブルと、 このターンテーブルとの間でディスクを保持するクラン
   プ機構と、 このクランプ機構に設けられ、前記ターンテーブルとの
   間に前記ディスクが保持されているとき前記スピンドル
   モータの駆動軸と概略同軸かつ一体に回転する軸部、お
   よびこの軸部に互いに独立して回転自在に支持された複
   数のバランサーとを含む自動調芯機構とを有することを
   特徴とするディスク装置。
3. 【請求項３】 少なくとも、前記スピンドルモータおよ
   び前記ターンテーブルを含むディスク駆動機構をフロー
   ティング構造で支持する防振機構をさらに有することを
   特徴とする請求項１または２記載のディスク装置。
4. 【請求項４】 ディスクを駆動する時の回転数が前記防
   振機構の固有振動数よりも高いことを特徴とする請求項
   ３記載のディスク装置。