JP2002133848A - ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐振動特性の向上と低消費電力化とを実現で
きるディスクドライブ装置を提供する。 【解決手段】 光ピックアップモジュール５が取り付け
られたシャーシ２を筐体７に内装したディスクドライブ
装置を構成するに際し、シャーシ２に備わるディスク回
転軸に沿う方向のスピンドルモータ３をその軸心廻りに
回動自在に筐体７上に支持するガイド筒８と、前記スピ
ンドルモータ３を中心とした前記シャーシ２の筐体７に
対する揺動をダンピングするばね１０とを有した構造と
する。これにより、ジョギング時などにシャーシ２，光
ピックアップモジュール５に印加されるヨー振動（ディ
スク回転方向の振動になる）に対して防振することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポータブル用途の
ディスクドライブ装置に関し、特にＭＤなどのＡＶ用途
のディスクのためのディスクドライブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばＭＤドライブ装置（光ディスク
装置）では、図５に示すように、ディスク３１は、シャ
ーシ３２に取り付けられたスピンドルモータ（以下ＳＰ
モーター）３３のターンテーブル３４にモータ回転軸と
同軸状に載置されるようになっており、このディスク３
１の情報を再生する光ピックアップモジュール３５は、
シャーシ３２に取り付けられたガイド３６に沿ってディ
スク３１の半径方向に移動自在に構成されている。矢印
Ｄはディスク３１上のトラックに追従するトラッキング
方向を示す。

【０００３】シャーシ３２は、その４角に配置された防
振ゴム３２ａ〜３２ｄにより筐体３７（一部のみ図示）
の支持穴３７ａ〜３７ｄ（３７ｄはＳＰモータ３３の裏
側なので見えない）に位置決めされながら支持されてい
て、外部からの振動や衝撃が筐体３７を通してシャーシ
３２へ伝わる前に、防振ゴム３２ａ〜３２ｄによりエネ
ルギー吸収され減衰されるようになっている。

【０００４】防振ゴム３２ａ〜３２ｄはシャーシ３２の
下あるいは横に配置されるが、いずれの位置に配置する
かは、ディスク回転軸に沿う方向の振動を重視するか、
光ピックアップのトレース方向の振動を重視するかによ
って異なり、このような技術は例えば特開平１１−１１
２９２３号公報や特開平９−３２９１８８号公報に開示
されている。エネルギー減衰特性は防振ゴム３２ａ〜３
２ｄの硬度が低ければ低いほど、即ち防振ゴム３２ａ〜
３２ｄが軟らかければ軟らかいほど、効果が大きいこと
が知られているが、軟らかすぎるとシャーシ３２を定位
置で保持できず、硬度で対処するには限界がある。

【０００５】一方で、フォーカス方向、トラッキング方
向に実際に加わる外乱振動は２０Hz以下の低周波が殆ど
であり、このような振動に対しては、光ピックアップの
レンズ３５ａを移動させるアクチュエータの感度特性や
制御特性、特に低域ゲインを向上させたり、メモリによ
り耐震性を向上させるなどの策が講じられてきている。
そしてその結果、防振装置が簡素化されたり、小型の光
ディスクドライブ装置では防振装置を取り去ったものも
出現し、ほぼ満足し得る効果が得られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ディス
クドライブ装置のポータブル化が進むにつれて、振動が
多い使用状況も増えてきており、例えばジョギング時も
使用されるようになってきた。そしてそのため、従来は
あまり問題にならなかった種類の振動が装置に加わるよ
うになってきた。従来は人間の正面を前とした座標系で
前後、左右、上下方向の加速度が殆どであったのに対
し、ジョギング時には、前後、左右、上下の各軸回りの
角速度が無視できない大きさになってくる。

【０００７】図６は、ジョギング時の角速度の内、各軸
回りで一番大きかった左右軸の軸回り（ピッチング）の
角速度を経時的に示したグラフである。データ採取に際
しては、できるだけ振動が加わらないようにＭＤドライ
ブ装置を手に持ち、その手が胴体などに触れないように
意識してジョギングした。

【０００８】このような左右軸の軸回りの角速度変化は
ディスク回転軸と軸方向が同じであるため、直接にディ
スク回転速度の変動として現れ、その大きさはシステム
によってはディスク回転速度の数％に及ぶ。周波数成分
は２から５Ｈｚである。ディスク回転数が数％変化する
と、ＣＬＶ（線速度一定）タイプが多いＡＶ系のポータ
ブル光ディスク装置において線速度の変動を来たし、信
号の読み誤りが多くなり、音楽用途のＣＤやＭＤでは音
が途切れたり、再生音が悪くなったり、最悪の場合は記
録できなかったりする。

【０００９】そのためディスクドライブ装置としては、
ディスク回転速度を正規の速度とするためにＳＰモータ
の制御量が多くなり、電流を多く消費することになり、
移動しながらの使用時には据え置き状態での使用時に比
べて記録再生時間が短くなってしまうという問題があっ
た。

【００１０】消費電流の大きさについてＭＤドライブ装
置を例として説明する。ＭＤは最外周で約４００rpm で
あるため、外乱として３Hz、１．５rad/sec ０ｐが加わ
った場合、その速度補正に必要なトルクは以下の数式よ
り約１．９grcmと算出される。

【００１１】

【数１】 ポータブルのＭＤドライブ装置では小型化が進み、ＳＰ
モーターの単位電流当たりのトルクは０．０１６grcm／
mA程度なので、先の補正トルクを発生させるためには１
２０mA０ｐも流す必要がある。定常時の電流が１０〜２
０mA程度であるのに比べて非常に大きい消費電流であ
る。具体例を図７に示す。測定の都合上、室内でゆっく
りとした変動を加えたが、ローリング加振時（矢印で示
した期間：５ｓ／ｄ）に通常再生時の電池電流Ａ０から
ΔＡだけ、大幅に増加した。

【００１２】本発明は上記問題を解決するもので、耐振
動特性の向上と低消費電力化とを実現できるディスクド
ライブ装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ディスクドライブが取り付けられたドライ
ブシャーシを筐体に内装したディスクドライブ装置を、
前記ドライブシャーシに備わるディスク回転軸に沿う方
向の軸体をその軸心廻りに回動自在に前記筐体上に支持
する支持手段と、前記軸体を中心とした前記ドライブシ
ャーシの前記筐体に対する揺動をダンピングするダンピ
ング手段とを有した構造としたことを特徴とするもの
で、これにより、ディスクドライブに印加されるヨー振
動（ディスク回転方向の振動になる）に対して防振する
ことができる。

【００１４】また上記ディスクドライブ装置において、
軸体が、ディスクを回転させる回転駆動部をケーシング
内に収容したスピンドルモータであることを特徴とする
もので、これにより、専用の軸体を別途に設ける必要が
なくなり、装置構成を簡素にできる。

【００１５】また上記ディスクドライブ装置において、
ダンピング手段が、ドライブシャーシと筐体との間に介
装され軸体を中心とした揺動方向に対して接線方向に弾
性変形する弾性体であることを特徴とするもので、これ
により、ヨー振動に対して効果的に防振することができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１に、本発明の一実施形態におけ
るディスクドライブ装置として、先に図４を用いて説明
したのと同様のＭＤドライブ装置を示す。

【００１７】ディスク１は、ほぼ平板状のシャーシ２の
中央開口部２ａに取付けられたスピンドルモータ（以下
ＳＰモーター）３のターンテーブル４上に、モータ回転
軸と同軸状に載置されるようになっており、ディスク１
の情報を再生する光ピックアップモジュール５は、シャ
ーシ２に取り付けられた１対のガイド６に沿ってディス
ク１の半径方向に移動自在に構成されている。５ａはレ
ンズ、矢印Ｄはこのレンズ５ａがディスク１のトラック
に追従するトラッキング方向を示す。

【００１８】シャーシ２が収納された筐体７（一部のみ
図示）には、シャーシ２の開口部２ａに嵌合する円弧状
のガイド筒８が一端において固定されていて、上記ＳＰ
モーター３はこのガイド筒８内に嵌入されてモータケー
ス３ａの外周面においてガイド筒８の内壁８ａに案内さ
れディスク回転軸廻りに回動可能に保持されており、こ
のＳＰモーター３と一体化されたシャーシ２が同時に回
動するようになっている。

【００１９】シャーシ２の１角には、シャーシ縁部２ｂ
の立ち上がり方向に沿う方向の平板状アーム９がＳＰモ
ーター３のモータ回転軸を中心とした半径方向、外方に
伸びており、このアーム９をばね１０を介して支持する
支持部１１が筐体７の内壁にアーム９に沿う方向に形成
されている。ばね１０は、アーム９に形成された貫通穴
９ａに一端が嵌められ他端が支持部１１に固定された状
態にて、ＳＰモーター３のモータ回転軸を中心とした半
径方向と垂直に交わる方向、すなわち接線方向に沿って
配置されている。ばね１０は柔軟なものであり、ガイド
体（図示せず）によって真っ直ぐに保持されている。

【００２０】このようなディスクドライブ装置におい
て、ヨー振動（ディスク回転方向の振動になる）が加わ
ると、静止体としての筐体７上にガイド筒８により回動
自在に支持されたシャーシ２をＳＰモーター３を中心と
して揺動させる方向に作用するが、その振動エネルギー
はばね１０によりダンピングされ、シャーシ２およびそ
の上の光ピックアップモジュール５などのディスクドラ
イブは防振される。

【００２１】上記したディスクドライブ装置の動作を、
図２に示した等価振動モデルに基づいて説明する。この
等価振動モデルでは、静止体としてのガイド筒８に対す
る回動体（シャーシ２やその上のディスクドライブ）を
慣性モーメントを持つ円板１２にモデル化し、筐体７を
基礎部１３、ばね１０をねじりばね１４、ＳＰモーター
３で例示した回動部１５の摩擦を減衰器１６で表現して
いる。

【００２２】このような構成において、基礎部１３に外
乱角変位θ１＝ａ×ｓｉｎωｔが加わった時の円板１２
の変位θvを求める方程式およびその解は次の通りであ
る。

【００２３】

【数２】

【００２４】

【数３】 この振動系の基礎部１３に振動を加えた時の応答をグラ
フ化すると、図３のようになる。ただし、ポータブルの
ＭＤドライブ装置において、ｒ＝０．０５（m），ｋ＝
０．４（N/m ），ｃ＝０．０３（N/(m/sec) ），Ｊ＝
８．５＊１０−５（kg・m）、外乱角変位の片側振幅は微
小、という条件下である。

【００２５】グラフ横軸は外乱の周波数、グラフ縦軸は
θv/a振幅比（基礎部の振動角変位に対する円板の角変
位の比）を表しており、上述したようにジョギング時に
直接にディスク回転速度に影響を及ぼす周波数成分（２
〜５Hz）で、円板１２／基礎部１３の角変位比が減衰し
ていることがわかる。周波数３Hzで６０％程度まで減衰
しており、この場合、ローリングにより増加する電流が
ほぼ半減することがわかる。

【００２６】上記した数式は回動中心から距離ｒの位置
でばねを動作させたことを示すのみであることから、距
離ｒとばね定数ｋと減衰係数ｃとをそれぞれ独立に選択
可能である。このことは、小型のばねと減衰器をどこに
設置してもよいこと、例えば図４に示すように、ＳＰモ
ータ３を支持するガイド筒８の切欠部の内周に設けたフ
ック８ｂとＳＰモータ３のモータケース３ａ上に設けた
フック３ｂとの間にばね１０ａをかけわたすことで、Ｓ
Ｐモータ３（軸体）、ばね１０ａ、ガイド筒８（支持手
段）を一体化してもよいことを意味する。

【００２７】なお、上記した実施の形態では軟らかいば
ね１０，１０ａを使用したが、これは、シャーシ２がＳ
Ｐモータ３を中心として回動する方向にばね１０，１０
ａが動作するので、従来技術で述べたような、厚み方向
での使用によるシャーシの定位置保持は軟らかいばねで
は難しいという点を考慮する必要がないため可能となっ
たものであり、厚み方向の増加などの影響はない。ばね
１０，１０ａに代えて天然ゴム、エラストマーなどを用
いることも可能である。

【００２８】またＳＰモータ３を回動中心とすることで
もっとも高い減衰効果を得るようにしたが、ＳＰモータ
３の近傍に回動中心を設けても、たとえば別途の軸体を
配置しても、減衰力が幾分低下するだけであり、その装
置構成は十分に可能である。

【００２９】筐体７の大きさや形状によっては、アーム
９を長くすることで半径ｒを大きくとることができ、よ
り大きな効果を得ることが可能である。さらに、上記し
た実施の形態ではＭＤドライブ装置について説明した
が、ＣＤドライブ装置など、ＭＤより回転速度が遅いデ
ィスクに対応する装置ほど外乱角速度の影響を大きく受
けるので、より効果が大きいと言える。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明のディスクドライブ
装置によれば、歩行中やジョギング中に使用しても消費
電流が増加することはほとんどなく、屋内での据え置き
使用時とほぼ同等の電池寿命を確保できる。特に、ディ
スク回転用のＳＰモータを回動中心として利用すれば、
別途の軸体を設ける必要はなく、耐振動特性の向上した
装置を装置を大型化を伴うことなく容易に構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるディスクドライブ
装置の構成を示す分解斜視図

【図２】図１のディスクドライブ装置の等価振動モデル
図

【図３】図１のディスクドライブ装置の振動減衰特性を
示すグラフ

【図４】本発明の他の実施形態におけるディスクドライ
ブ装置の構成を示す分解斜視図

【図５】従来のディスクドライブ装置の構成を示す分解
斜視図

【図６】ジョギング時のディスク回転軸回りの角速度変
化を示すグラフ

【図７】ディスク回転軸回りの外乱角変位を印加した時
の消費電流の変化を示すグラフ

【符号の説明】

１ ディスク ２ シャーシ ３ スピンドルモータ ５ 光ピックアップモジュール ７ 筐体 ８ ガイド筒 10 ばね 10a ばね

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクドライブが取り付けられたドラ
   イブシャーシを筐体に内装したディスクドライブ装置で
   あって、 前記ドライブシャーシに備わるディスク回転軸に沿う方
   向の軸体をその軸心廻りに回動自在に前記筐体上に支持
   する支持手段と、 前記軸体を中心とした前記ドライブシャーシの前記筐体
   に対する揺動をダンピングするダンピング手段とを有し
   たことを特徴とするディスクドライブ装置。
2. 【請求項２】 軸体が、ディスクを回転させる回転駆動
   部をケーシング内に収容したスピンドルモータであるこ
   とを特徴とする請求項１記載のディスクドライブ装置。
3. 【請求項３】 ダンピング手段が、ドライブシャーシと
   筐体との間に介装され軸体を中心とした揺動方向に対し
   て接線方向に弾性変形する弾性体であることを特徴とす
   る請求項１または請求項２のいずれかに記載のディスク
   ドライブ装置。