JP2002333053A - 自動平衡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転駆動に使用する鋼球を具備した自動平衡
装置において、鋼球の運動による振動やノイズ音を防止
し、低回転域から高回転域まで優れた回転性能を確保す
る。 【解決手段】 低回転時において、鋼球３を高摩擦体で
あるシート７に接触させ、高回転時において、鋼球３を
シート７に接触させない構造を設ける。これにより、低
回転域から高回転域まで優れた回転性能を確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、偏荷重を有する回
転体や偏荷重を有する光ディスク等の負荷を回転駆動す
る回転駆動装置に好適な自動平衡装置に関し、特に、偏
荷重に対し自動的に平衡調整を行なう自動平衡装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】偏荷重を有する回転体や偏荷重を有する
光ディスク等の負荷を回転駆動する場合に使用する自動
平衡装置においては、回転駆動装置に複数個の鋼球を配
備し、偏荷重の向きに対し１８０度の向きに鋼球が集ま
る動作を利用して、重量の平衡を保つ方法が一般的であ
る。特に、負荷となる円盤媒体自体の偏荷重量や偏荷重
方向が均一ではない光ディスクや光磁気ディスクを扱う
ドライブ装置には、このような装置が、多用されてい
る。図５は、従来の自動平衡装置の一例を搭載した回転
駆動装置であり、その自動平衡装置の断面図である。同
図において、モータ１に対してシャフト１ａを介して鋼
球ホルダ２が固定されており、鋼球ホルダ２には鋼球３
が複数個配備され、カバー４で蓋をされている構成とな
っている。上記の鋼球３は、鋼球ホルダ２とカバー４と
で形成される空間の中を、円周方向に自由に移動できる
ようになっている。また、鋼球ホルダ２の上方には、光
ディスク等の媒体を載せるためのゴム等の材料でできた
ラバー５が具備されており、更に、図示されていない
が、永久磁石を具備したクランパで光ディスク等の媒体
を挟み込んで保持できるように、磁性材料でできたチャ
ッキングプレート６がシャフト１ａを介して具備されて
いる。

【０００３】図６は、図５に示す従来技術の応用例を示
す断面図であり、鋼球の入る空間を拡大して示してい
る。同図において、鋼球３の下方に鋼球ホルダ２の鋼球
走行面２ａおよび２ｂより摩擦係数の高いシート７を具
備している。

【０００４】図７も、図６同様に従来技術の応用例を示
している。同図において、鋼球３の走行する空間の内側
に鋼球ホルダ２の鋼球走行面２ｂおよびカバー４の鋼球
走行面４ａより摩擦係数の高いシート７を具備してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５に示す従来例にお
いては、鋼球３が走行する鋼球ホルダ２の鋼球走行面や
カバー４の鋼球走行面は、摩擦係数が低い状態になって
いる。この場合、モータ１が起動した直後の低回転時に
おいては鋼球に与えられる遠心力が小さいので、鋼球走
行面の外側に鋼球が安定して止まらず、鋼球３がモータ
１の回転数より低い回転数で鋼球走行面上を走行し続
け、鋼球走行面をこする振動やノイズ音を発生したり、
複数個配備した鋼球同士が衝突して振動やノイズ音を発
生する不具合を抱えるものであった。

【０００６】また、図５示す回転駆動装置は、図示はし
ていないが共振周波数をもったメカニズムに取りつけら
れており、鋼球３は、このメカニズムの共振周波数より
低い周期で回転している場合には、回転体の偏荷重方向
と同一方向に集まり、共振周波数より高い周期で回転し
ている場合には、回転体の偏荷重方向と１８０度反対方
向に集まり自動的に重量平衡をとることができる。しか
しながら、メカニズムの共振周波数より低い回転周期に
おいては、鋼球３は、回転体の偏荷重方向と同一の方向
に集まるので偏荷重量が増え、振動が大きくなる不具合
を抱えている。

【０００７】更には、回転上昇過渡期において、メカニ
ズムの共振周波数を超える瞬間には、鋼球３は、回転体
の偏荷重と同一方向から１８０度反対方向に移動し、回
転下降過渡期において、メカニズムの共振周波数を下ま
わる瞬間には、鋼球３は、回転体の偏荷重方向と１８０
度反対側から偏荷重と同一方向に移動する。この場合、
鋼球３が移動する瞬間に鋼球走行面をこする振動やノイ
ズ音を発生したり、複数個配備した鋼球同士が衝突して
振動やノイズ音を発生する不具合を抱えている。

【０００８】図６は、図５に示す従来技術の応用例であ
り、鋼球３の下側に鋼球ホルダ２の鋼球走行面２ａおよ
び２ｂより摩擦係数の高いシート７を具備している。鋼
球３の下側の摩擦係数を高くすることができれば、シー
ト７を配備しなくてもよい。また、カバー４の鋼球走行
面に凹凸を設けてあっても同様に機能する。この場合、
鋼球３は、この摩擦係数が高い部分にほとんど常時接し
ているため、鋼球が移動しにくくなり、図５を用いて説
明したモータ起動直後やメカニズムの共振周波数をまた
がる場合に起こる鋼球３の移動によって起こる振動やノ
イズ音という不具合は解決されている。また、メカニズ
ムの共振周波数を下まわる回転数において、鋼球３が、
回転体の偏荷重方向と同一の方向に集まり偏荷重量が増
え振動が大きくなるという不具合も、鋼球３が移動しに
くいことから緩和されている。しかしながら、ほとんど
常時、鋼球３がシート７等の摩擦係数が高い部分に接し
ているため、鋼球３が、鋼球走行面上を移動しにくくな
り、メカニズムの共振周波数を超える周期でモータ１が
回転した場合に、鋼球３が、回転体の偏荷重方向と１８
０度反対方向に集まり自動的に重量平衡をとるという本
来の自動回転平衡装置の目的である主性能が劣化すると
いう不具合を抱えている。

【０００９】図７もまた図５に示す従来技術の応用例で
あり、鋼球３の走行面の内側に鋼球ホルダ２の鋼球走行
面２ｂおよびカバー４の鋼球走行面４ａより摩擦係数が
高いシート７を具備している。この場合、鋼球走行面の
一部が、摩擦係数が高い状態になっているので鋼球３が
移動しにくくなり、モータ起動直後に鋼球３の移動によ
って起こる振動やノイズ音といった不具合は解決され
る。更に、回転数が高い状態では、鋼球３は遠心力によ
り破線で示した方向に移動し、摩擦係数の高いシート７
には接触しなくなるので、円周方向に移動し易くなり、
回転体の偏荷重方向と１８０度反対方向に集まりやす
く、図６を用いて説明した自動平衡装置の本来の目的で
ある主性能が劣化するという不具合を解決している。し
かしながら、メカニズムの共振周波数をまたがる場合に
は、鋼球３は、破線の位置にあるので移動し易くなり、
鋼球走行面をこすったり複数個の鋼球同士が衝突するこ
とによって起こる振動やノイズ音といった不具合点を抱
えている。また、この不具合点を解決するために、鋼球
３または鋼球走行面に、鋼球３を動きにくくするために
オイルを塗る従来技術も提案されているが、この場合に
は、鋼球３が動きにくくなり、メカニズムの共振周波数
より高い周期でモータ１が回転しても、回転体の偏荷重
方向と１８０度反対側に鋼球が集まりにくくなり、本来
の自動平衡装置の主性能が劣化する不具合が生ずる。ま
た、鋼球ホルダ２およびカバー４で形成される鋼球３が
走行する空間からオイルが漏れる事故を防ぐため、鋼球
ホルダ２とカバー４の締結をしっかりする必要があり、
精度の高い材料等を使うために生産性が悪く、その結
果、コスト高になるという不具合を抱えている。

【００１０】以上述べたように、従来技術においては、
モータの起動直後や、モータの回転周期がメカニズムの
共振周波数をまたがる場合に起こる鋼球の移動による振
動やノイズ音といった不具合を全て解決し、かつ自動回
転平衡装置の本来の目的である高い重量平衡調節性能を
確保することは困難であった。さらに低コストでは実現
できないものであった。

【００１１】

【発明の目的】本発明の目的は、上記課題を解決し、モ
ータの起動直後や、メカニズムの回転周波数をまたがる
周期でモータが回転しても、振動やノイズ音を発生する
ことなく安定して回転し、かつ高い重量平衡調節性能を
有した自動平衡装置を安価に提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。

【００１３】即ち、本発明に係わる自動平衡装置の第１
態様は、回転シャフトにターンテーブルが組み付けら
れ、前記ターンテーブルの外周に円環状の空間部が形成
され、前記空間部は、内周側の側面と外周側の側面と前
記二つの側面を結ぶ底面とからなり、この空間部内に鋼
球ボールを遊嵌せしめた自動平衡装置であって、前記タ
ーンテーブルを高速に回転した時、前記ボールを前記底
面から離反せしめるための手段を設けたことを特徴とす
るものであり、叉、第２態様は、前記ボールを前記底面
から離反せしめるための手段は、前記空間部の外周側の
底面に設けた環状の斜面であることを特徴とするもので
あり、叉、第３態様は、前記空間部の底面上に、前記外
周側の側面より摩擦係数の高い部材を設けたことを特徴
とするものであり、叉、第４態様は、前記空間部の内周
側の側面に、前記外周側の側面より摩擦係数の高い部材
を設けたことを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に係わる自動平衡装置は、
回転シャフトにターンテーブルが組み付けられ、前記タ
ーンテーブルの外周に円環状の空間部が形成され、前記
空間部は、内周側の側面と外周側の側面と前記二つの側
面を結ぶ底面とからなり、この空間部内に鋼球ボールを
遊嵌せしめた自動平衡装置であって、前記ターンテーブ
ルを高速に回転した時、前記ボールを前記底面から離反
せしめるための手段を設けたものであり、このように構
成することで、低回転時においては、鋼球が確実に、空
間部の底面又は内周側の側面に設けた高摩擦部分に接触
するので鋼球が動かなくなり、モータ起動直後やメカニ
ズムの共振周波数をまたがる回転周期でモータの回転数
が変動しても振動やノイズ音を発生することがなく、安
定した回転性能を得ることができる。

【００１５】一方、メカニズムの共振周波数を超える高
回転時においては、鋼球が確実に底面から離れて、高摩
擦部分に接触しない状態になるので、鋼球が動き易くな
り、その結果、回転体が有する偏荷重の方向と１８０度
反対方向に鋼球が確実に集まり、優れた自動平衡性能を
実現することができる。

【００１６】このため、鋼球走行面や鋼球にオイルを塗
る必要がなくなるので、オイル漏れ事故を防ぐための高
価な対策を施す必要がなく、安価に優れた自動平衡装置
を提供することができる。

【００１７】

【実施例】以下に、本発明に係わる自動平衡装置の具体
例を図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１８】（第１の具体例）本発明の第１の具体例を
図１及び図２を参照して詳細に説明する。図１は、本発
明の自動平衡装置の一実施例を示す部分断面図、図２
は、図１に示すＡ部拡大図であって、これらの図には、
回転シャフト１ａにターンテーブル１０が組み付けら
れ、前記ターンテーブル１０の外周に円環状の空間部１
１が形成され、前記空間部１１は、内周側の側面２ａと
外周側の側面２ｂと前記二つの側面を結ぶ底面２ｃとか
らなり、この空間部１１内に鋼球ボール３を遊嵌せしめ
た自動平衡装置であって、前記ターンテーブル１０を高
速に回転した時、前記ボール３を前記底面２ｃから離反
せしめるための手段４ａを設けたことを特徴とする自動
平衡装置が示され、又、前記ボールを前記底面から離反
せしめるための手段は、前記空間部１１の外周側の底面
に設けた環状の斜面４ａであることを特徴とする自動平
衡装置が示され、又、前記空間部１１の底面２ｃ上に、
前記外周側の側面２ｂより摩擦係数の高い部材７を設け
たことを特徴とする自動平衡装置が示されている。

【００１９】以下に、第１の具体例を更に詳細に説明す
る。

【００２０】図１において、モータ１に対してシャフト
１ａを介して鋼球ホルダ２が固定されており、鋼球ホル
ダ２内には、複数個の鋼球３が格納され、鋼球３の下に
は、高摩擦体であるシート７が配備され、カバー４で蓋
がされている構成となっている。また、鋼球ホルダ２の
上方には光ディスク等の媒体を載せるためのゴム等の材
料でできたラバー５が具備されており、更に、図示され
ていないが、永久磁石を具備したクランパで光ディスク
等の媒体を挟み込んで保持できるように、磁性材料でで
きたチャッキングプレート６がシャフト１ａを介して具
備されている。

【００２１】シート７は、高摩擦体であり、これに対
し、鋼球ホルダ２の鋼球走行面２ａ、２ｂとカバー４の
鋼球走行面４ａは、低摩擦の面状態となっている。ま
た、鋼球走行面４ａには傾斜を設けている。

【００２２】このように構成した自動平衡装置におい
て、モータ１の起動直後やメカニズムの共振周波数付近
の低回転時においては、鋼球３に加わる遠心力より鋼球
３に加わる重力のほうが大きく、このため、鋼球３は、
図２に示した実線で示す位置にあり、確実に高摩擦体で
あるシート７に接触している。

【００２３】したがって、低回転時においては、鋼球３
は円周方向に動かず、鋼球走行面上をこすったり、複数
個の鋼球同士が衝突して振動やノイズ音を発生すること
なく、安定した回転性能を得ることができる。

【００２４】また、メカニズムの共振周波数を超える高
回転時においては、鋼球３に加わる重力よりも鋼球３に
加わる遠心力のほうがはるかに大きくなり、その結果、
鋼球３は、図２に示すように、傾斜走行面４ａに沿って
移動し破線の位置に移動する。破線の位置に移動する
と、高摩擦体であるシート７には接触せず、低摩擦面状
態の鋼球走行面２ｂ、傾斜走行面４ａにのみ接触してい
るので、複数個の鋼球３は、円周方向に動きやすくなり
確実に回転体の偏荷重方向と１８０度反対方向に移動
し、優れた自動平衡性能を得ることができる。

【００２５】（第２の具体例）次に、本発明の第２の具
体例について、図２〜図４を用いて説明する。図２は、
図１に示すＡ部拡大図、図３及び図４は、図２と同じ個
所の別の実施例を示す図である。

【００２６】図２では、空間部１１の底面２ｃ上に、高
摩擦材料で形成したシート７を配しているが、この部分
に凹凸を設けたり、塗装処理を施して、鋼球３との摩擦
係数を高めれば、第１の具体例と同様な性能を確保する
ことができる。

【００２７】次に、図３においては、高摩擦体であるシ
ート７が、鋼球３の下側ではなく、空間部１１の内周側
の側面２ａに設けられている。この場合も、低回転時に
おいて、鋼球３は、実線で示す位置にあるので、高摩擦
体であるシート７に接触するから、鋼球３は、動きにく
くなり、上記と同様の性能を確保することができる。勿
論、この場合にもシート７を設ける替わりに、凹凸を設
けたり塗装処理を施して、鋼球３との摩擦係数を高めれ
ば、同様の性能を確保することができる。更に、鋼球３
の下側及び空間部１１の内周側の側面２ａ双方に、摩擦
係数を高める方策を施せば、同様の性能を確保すること
ができる。

【００２８】また、図４においては、メカニズムの共振
周波数を超える高回転時に、鋼球３に加わる遠心力が大
きくなって外側に移動した場合、鋼球走行面２ｄ及び２
ｅにより破線で示す位置に来る。この時に、鋼球３は、
底面に設けた高摩擦体７に接触しないので、円周方向に
動きやすくなり、優れた自動平衡性能を確保することが
できる。このように、高回転時に高摩擦体７に接触しな
い構造を設けることで、上記と同様の性能を確保するこ
とができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鋼球走行面の一部に高摩擦部分を備え、低回転時におい
て、鋼球が、確実に高摩擦部分に接触する構造を有して
いるから、鋼球が動かなくなり、モータ起動直後やメカ
ニズムの共振周波数をまたがる回転周期でモータの回転
数が変動しても、振動やノイズ音を発生することがな
く、安定した回転性能を得ることができる。

【００３０】更に、高回転時においては、鋼球が、確実
に高摩擦部分に接触しない構造を備えているから、メカ
ニズムの共振周波数を超える高回転時においては、鋼球
が、確実に高摩擦部分に接触しないので、鋼球が動き易
くなり、回転体が有する偏荷重の方向と１８０度反対方
向に鋼球が確実に集まり、優れた自動平衡性能を得るこ
とができる。したがって、低回転域から高回転域まで安
定した回転性能を必要とする機器には最適であり、特
に、光ディスクや光磁気ディスクの記録や再生を目的と
するドライブ装置には最適であり、記録や再生に支障を
来たす振動やノイズの発生がないので、高品質なドライ
ブを提供できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動平衡装置の第１の具体例の断面図
である。

【図２】図１に示すＡ部拡大図である。

【図３】本発明の第２の具体例の要部を示す断面図であ
る。

【図４】第２の具体例の他の実施例を示す断面図であ
る。

【図５】従来の自動平衡装置を示す断面図である。

【図６】従来の自動平衡装置を示す断面図である。

【図７】従来の自動平衡装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１ モータ １ａ シャフト ２ 鋼球ホルダ ２ａ 鋼球ホルダの鋼球走行面（空間部の内周の側面） ２ｂ 鋼球ホルダの鋼球走行面（空間部の外周の側面） ２ｃ 底面 ３ 鋼球ホルダ ４ カバー ４ａ カバーの鋼球走行面（斜面） ５ ラバー ６ チャッキングプレート ７ シート １０ ターンテーブル １１ 空間部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転シャフトにターンテーブルが組み付
   けられ、前記ターンテーブルの外周に円環状の空間部が
   形成され、前記空間部は、内周側の側面と外周側の側面
   と前記二つの側面を結ぶ底面とからなり、この空間部内
   に鋼球ボールを遊嵌せしめた自動平衡装置であって、 前記ターンテーブルを高速に回転した時、前記ボールを
   前記底面から離反せしめるための手段を設けたことを特
   徴とする自動平衡装置。
2. 【請求項２】 前記ボールを前記底面から離反せしめる
   ための手段は、前記空間部の外周側の底面に設けた環状
   の斜面であることを特徴とする請求項１記載の自動平衡
   装置。
3. 【請求項３】 前記空間部の底面上に、前記外周側の側
   面より摩擦係数の高い部材を設けたことを特徴とする請
   求項１又は２記載の自動平衡装置。
4. 【請求項４】 前記空間部の内周側の側面に、前記外周
   側の側面より摩擦係数の高い部材を設けたことを特徴と
   する請求項１乃至３の何れかに記載の自動平衡装置。