JP2004030715A - ディスク保持装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ディスク厚の相違に起因したクランプ力のばらつきを抑える。
【解決手段】ディスクは、ターンテーブル10とディスククランパ20との間に保持される。ターンテーブルは永久磁石13を有する。ディスククランパ20を構成する支持部材23は、永久磁石13の磁力によって吸引される吸着部材25とを備える。ディスクを保持するとき、支持部材23は、永久磁石13と吸着部材25との距離がディスクの厚さにかかわらず一定となるように、磁力によってターンテーブル10に装着される。一方、支持部材23に支持されたディスク押圧部材24は、ターンテーブル10に載置されたディスクを弾性力によって当該ターンテーブル10側に押圧する。
【選択図】 図1
【解決手段】ディスクは、ターンテーブル10とディスククランパ20との間に保持される。ターンテーブルは永久磁石13を有する。ディスククランパ20を構成する支持部材23は、永久磁石13の磁力によって吸引される吸着部材25とを備える。ディスクを保持するとき、支持部材23は、永久磁石13と吸着部材25との距離がディスクの厚さにかかわらず一定となるように、磁力によってターンテーブル10に装着される。一方、支持部材23に支持されたディスク押圧部材24は、ターンテーブル10に載置されたディスクを弾性力によって当該ターンテーブル10側に押圧する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクなどのディスク状記録媒体(以下、単に「ディスク」という)を保持するための装置に関し、特に、ディスククランパを磁力によってターンテーブルに吸着させることによってディスクを保持するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
CD(Compact Disk)やDVD(Digital Versatile Disk)などの各種ディスクに対してデータの再生や記録といった処理を行なうためのディスク処理装置には、ディスクを保持するための装置(以下、「ディスク保持装置」という)が搭載されている。図10は、従来のディスク保持装置の構成を例示する断面図である。
【0003】
同図に示すように、この装置900は、ディスクが載置されるターンテーブル91と、このターンテーブル91に対向して配置されたディスククランパ95とを有する。このうちターンテーブル91には永久磁石911とモータ回転軸912とが固定されている。一方、ディスククランパ95には吸着部材951が設けられている。この吸着部材951は強磁性体からなり、永久磁石911の磁力によって引き寄せられる。そして、ターンテーブル91に載置されたディスクは、永久磁石911の磁力でターンテーブル91に吸着されたディスククランパ95によってターンテーブル91側に押圧されることとなる。このように磁力を用いてディスクを保持する構成によれば、極めて簡易な構成によって確実にディスクを保持することができるという利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般的なディスクの厚さ(以下、「ディスク厚」という)は1.2mm(ミリメートル)であるが、実際のディスク厚には許容最小寸法である1.1mmから許容最大寸法である1.5mmまでのばらつきが生じ得る。そして、図10に示したディスク保持装置900においては、ディスク厚の相違に応じて永久磁石911と吸着部材951との距離が変化するために、ディスククランパ95がディスクをターンテーブル10側に押圧する力(以下、「クランプ力」という)にばらつきが生じるという問題があった。
【0005】
例えば、図11に示すように厚さ1.5mmのディスクを保持した場合と、図12に示すように厚さ1.1mmのディスクを保持した場合とを比較すると、永久磁石911と吸着部材951との距離は前者の場合の方が後者の場合よりも大きくなる。ここで、永久磁石911と吸着部材951との間に作用する磁力の大きさは両者間の距離の2乗に反比例する。このため、ディスク厚の相違に応じた永久磁石911と吸着部材951との距離のわずかな相違が、ディスクに対するクランプ力の大きさに顕著な相違をもたらす結果となるのである。そして、クランプ力のばらつきに起因して、例えば以下のような問題が生じ得る。
【0006】
いま、厚さ1.5mmのディスクを確実に保持し得るように吸引力の大きい大型の永久磁石911を用いた構成を想定する。この構成のもとで厚さ1.1mmのディスクを保持した場合(図12に示した場合)、永久磁石911と吸着部材951との距離は図11に示した場合よりも短くなるから、両者の間に作用する磁力はディスクを確実に保持するための大きさをはるかに越えたものとなる。この結果、磁力に抗してディスククランパ95をターンテーブル91から離間させるために大きな力を要するため、ディスククランパ95を昇降させるための機構が故障しやすくなり、消費電力を低く抑えることが困難となるといった種々の問題が生じ得る。
【0007】
本発明は以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、ディスク厚の相違に起因したクランプ力のばらつきを抑えることができるディスク保持装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るディスク保持装置は、ディスクが載置されるディスク載置面を有するとともに第1の強磁性体を備えたターンテーブルと、磁力によって前記第1の強磁性体と引き合う第2の強磁性体を備え、ディスクに対して前記ターンテーブルの反対側に配置された支持部材であって、前記第1の強磁性体と前記第2の強磁性体との距離が前記ターンテーブルに載置されたディスクの厚さにかかわらず一定となるように前記磁力によって前記ターンテーブルに装着される支持部材と、前記支持部材によって支持されたディスク押圧部材であって、前記ターンテーブルに載置されたディスクを弾性力によって前記ターンテーブル側に押圧するディスク押圧部材とを特徴としている。
【0009】
この構成によれば、ターンテーブルが備える第1の強磁性体と支持部材が備える第2の強磁性体との距離がディスク厚によらず一定となるように支持部材がターンテーブルに装着される一方、ターンテーブルに載置されたディスクが弾性力によって押圧されるようになっている。したがって、ターンテーブルの強磁性体と支持部材の強磁性体との間の磁力のみによってディスクを保持する構成(図10に示した構成)と比較して、ディスク厚の相違に応じたクランプ力(弾性力)のばらつきを有効に抑えることができる。なお、このディスク保持装置においては、前記第1の強磁性体および前記第2の強磁性体のうち少なくとも一方を永久磁石とすることが考えられる。
【0010】
また、本発明に係るディスク保持装置においては、前記ディスク押圧部材と前記支持部材との間に介在し、前記ディスク押圧部材と前記支持部材との距離に応じて弾性変形する弾性部材を設けることが望ましい。こうすれば、弾性部材の材質や形態を適宜に選定することによって、ディスク押圧部材がディスクに与えるクランプ力を任意に設定することができる。もっとも、ディスク押圧部材を支持部材に固定し、このディスク押圧部材自体を支持部材との距離に応じて弾性変形させるようにしてもよい。
【0011】
また、本発明に係るディスク保持装置においては、前記支持部材が、前記ターンテーブルに当接した状態にて当該ターンテーブルに装着される構成も望ましい。この構成によれば、支持部材をターンテーブルに吸着させた状態において両者の位置関係を安定させることができる。具体的には、前記ディスク載置面に対して突出してディスクの中央孔に係合する部分であって前記第1の強磁性体が埋設されたディスク係合部をターンテーブルに設ける一方、ディスクが保持されたときにディスクの中央孔を介して前記ディスク係合部に当接する当接部を支持部材に設ける構成が考えられる。また、支持部材とターンテーブルとを当接させる構成においては、この支持部材が、当該支持部材が当該ターンテーブルに装着されたときに前記第1の強磁性体と前記第2の強磁性体との間に介在する部分を有する構成が望ましい。こうすれば、第1の強磁性体と第2の強磁性体とが直接に接触することはないから、両強磁性体間に作用する磁力が過大となるのを回避することができる。さらに、支持部材のうち両強磁性体間に介在すべき部分の厚さを任意に選定することにより、両強磁性体間に作用する磁力の大きさを調整することができる。
【0012】
また、本発明に係るディスク保持装置においては、前記ターンテーブルが、前記ディスク係合部における前記支持部材との当接面から突出する突起部を有する一方、前記支持部材が、当該支持部材が前記ターンテーブルに装着されたときに前記突起部と係合する窪みを有する構成も望ましい。こうすれば、ターンテーブルに対する支持部材の装着と同時に、当該支持部材とターンテーブルとの相対的な位置を所期の位置に合致させることができる。ここで、前記ターンテーブルに固定された回転軸を具備する構成においては、前記突起部を、回転軸のうち前記ディスク係合部から突出した部分とすることが望ましい。この望ましい構成によれば、回転軸の一部を突起部として用いるため、突起部を別個に設けた場合や回転軸の縁端部に窪みを設けた場合と比較して、構成の簡易化や製造コストの低減を図ることができる。
【0013】
さらに、本発明に係るディスク保持装置においては、前記ディスク押圧部材を、前記ターンテーブルの回転中心と略同心をなす円環状の板状部材とすることも望ましい。こうすれば、ターンテーブルに載置されたディスクをその全周にわたって均等に押圧することができるから、ディスクの保持状態を安定化させることができる。なお、この構成においては、前記ディスク押圧部材と前記支持部材との間に介在するとともに、当該ディスク押圧部材を弾性力によって前記ターンテーブル側に押圧する弾性部材であって、前記ターンテーブルの回転中心と略同心をなす環状の形状を有する弾性部材を設けることが望ましい。
【0014】
この弾性部材としては、ばねやゴムといった弾性を有する各種の部材を用いることができるが、以下に例示する構成を採用してもよい。すなわち、伸縮方向からみた形状が前記ディスク押圧部材の形状に沿ったコイルばねを弾性部材として採用することが考えられる。この他にも、弾性部材が、前記支持部材および前記ディスク押圧部材の一方に装着され、前記ターンテーブルの回転中心と略同心をなす環状の形状を有する板状部と、当該板状部と一体に形成されて前記支持部材および前記ディスク押圧部材の他方に当接し、前記支持部材と前記ディスク押圧部材との距離に応じて弾性変形する変形部とを有する構成としてもよい。あるいは、弾性部材が、前記支持部材に装着されて前記ターンテーブルの回転中心と略同心をなす第1の環状部材と、前記ディスク押圧部材に装着されて前記ターンテーブルの回転中心と略同心をなす第2の環状部材と、前記第1の環状部材と前記第2の環状部材とを連結するとともに両環状部材の距離に応じて弾性変形する変形部とを有する構成としてもよい。
【0015】
本発明に係るディスク保持装置においては、前記支持部材と前記ディスク押圧部材とが所定の距離を越えて離間するのを規制する離間規制手段を設けることが望ましい。ディスク押圧部材が所定の距離を越えて支持部材から離間した場合には、ディスク押圧部材がターンテーブルやディスクに衝突する事態が生じ得るが、離間規制手段を設けた構成によればこの事態を未然に防ぐことができる。この離間規制手段の具体的な構成としては、前記ディスク押圧部材に設けられた複数の離間規制部材からなるものを採用し得る。各離間規制部材は、前記支持部材の外周縁に沿った位置に当該支持部材に向かって起立する突起部と、当該外周縁の内側に向かって突出する爪状部とを有する。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に示す実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更可能である。
【0017】
<A:第1実施形態>
まず、本発明の第1実施形態に係るディスク保持装置の構成とともに、この装置によるディスク保持の基本的な原理を説明する。図1は本実施形態に係るディスク保持装置の構成を模式的に表す断面図であり、図2はこの装置の外観を模式的に表す斜視図である。また、図3はこのディスク保持装置によってディスクが保持された状態を示している。これらの図に示すように、ディスク保持装置100は、相互に対向してディスク50を挟持するターンテーブル10とディスククランパ20とを有する。なお、図2においては説明の便宜上、ターンテーブル10およびディスククランパ20のうち相互に対向する面に着目した図が示されている。
【0018】
このうちターンテーブル10は略円形の板状部材であり、ディスククランパ20と対向する側にディスク50が載置されるディスク載置面101を有する。すなわち、ディスク載置面101は、保持されたディスクと対向する面である。さらに、このディスク載置面101の中央部近傍にはディスク係合部102が設けられている。このディスク係合部102は、ディスク載置面101からディスククランパ20側に突出した略円形の部分であり、ディスク50の中央孔51の直径と略同一の直径を有する。図3に示すように、ディスク50は、その中央孔51がディスク係合部102に係合させられた状態でディスク載置面101に載置される。また、図1に示すように、ディスク係合部102には永久磁石13が埋設されている。この永久磁石13は、ディスククランパ20を磁力によって当該ターンテーブル10に吸着させるためのものである。
【0019】
ターンテーブル10からみてディスククランパ20の反対側にはモータ40が配設されている。このモータ40は、図示しないCPU(Central Processing Unit)などの制御装置から与えられた指令に応じてモータ回転軸41を回転させるものである。モータ回転軸41はターンテーブル10の中心部に固定されている。
【0020】
一方、ディスククランパ20は、図1中の矢印に示すようにターンテーブル10に対して上昇または下降させられるようになっている。具体的には、ディスククランパ20には係止部材21が固定されている。この係止部材21は、一端がディスククランパ20に固定された棒状部材211と、この棒状部材211の他端に設けられた円板状部材212とを有する。一方、ディスククランパ20からみてターンテーブル10の反対側には、CPUなどの制御装置から与えられた指令に応じて昇降する円筒状の昇降部材30が設けられている。係止部材21の円板状部材212は、昇降部材30に設けられた孔31を介して当該昇降部材30の内側に位置するようになっている。この構成のもと、図1に示すように昇降部材30が上昇すると円板状部材212が昇降部材30に係止し、ディスククランパ20はターンテーブル10から離間させられる。これに対し、昇降部材30が下降するとディスククランパ20はターンテーブル10に近づけられる。そして、昇降部材30が十分に下降した段階においては、図3に示すように円板状部材20と昇降部材30との係止が外れた状態で(すなわち相互に接触することなく)ディスククランパ20がターンテーブル10に装着される。この状態において、ターンテーブル10、ディスククランパ20および両者の間に挟持されたディスク50は一体となってモータ40により回転させられる。
【0021】
図1および図2に示すように、ディスククランパ20は支持部材23とディスク押圧部材24とを有する。このうち支持部材23はターンテーブル10の回転中心と略同心をなす円形の板状部材であり、中央部に位置する円形状の部分がターンテーブル10側に向けて突出した形状となっている。この突出した部分(以下、「当接部」という)231のうちターンテーブル10とは反対側の面には吸着部材25が固定されている。この吸着部材25は、強磁性体からなる円板状の部材であり、ターンテーブル10の永久磁石13の磁力によって引き寄せられる。この磁力によって、ディスククランパ20は、当接部23がターンテーブル10のディスク係合部102と当接した状態で当該ターンテーブル10に吸着する。
【0022】
一方、ディスク押圧部材24は、ディスクを弾性力によってターンテーブル10側に押圧するための部材である。図2に示すように、このディスク押圧部材24は円環状の板状部材である。より具体的には、ディスク押圧部材24の外周は支持部材23の外周と略同一径であり、内周は支持部材23の当接部231よりも大径となっている。図1から図3に示すように、ディスク押圧部材24のうち支持部材23と反対側の面(以下、「押圧部」という)241は、ターンテーブル10のディスク載置面101と対向する。
【0023】
このディスク押圧部材24は、弾性部材261を介して支持部材23に支持されて、支持部材23と同様にターンテーブル10の回転中心と略同心をなすようになっている。本実施形態における弾性部材261は複数のコイルばねである。ディスク押圧部材24は、この弾性部材261によってターンテーブル10側に付勢されている。
【0024】
次に、図3を参照して、ディスク保持装置100によってディスク50が保持されるときの様子について説明する。まず、中央孔51がターンテーブル10のディスク係合部102に係合した状態となるようにディスク50がディスク載置面101上に配置された後、ディスククランパ20が昇降部材30によって下降させられる。この結果、ターンテーブル10のディスク係合部102(またはこれに埋設された永久磁石13)とディスククランパ20の当接部231とがディスク50の中央孔51を介して当接した状態で、支持部材23がターンテーブル10に吸着する。このとき、永久磁石24と吸着部材25との距離はディスク厚にかかわらず一定となる。すなわち、図3からも明らかなように、永久磁石13と吸着部材25との距離は、両者の間に介在する当接部231の厚さに相当するものとなる。したがって、永久磁石13と吸着部材25との間に作用する磁力は、保持されたディスク50の厚さにかかわらず一定となる。
【0025】
一方、ターンテーブル10に対する支持部材23の吸着に伴なって、ディスク押圧部材24の押圧部241はディスク50に当接する。このときディスク押圧部材24は支持部材23に接近するため、両者の間に介在する弾性部材261は弾性的に収縮する。したがって、ディスク押圧部材24は、弾性部材261から与えられる弾性力によってディスク50をターンテーブル10側に押圧する。ディスク50は、こうしてディスク押圧部材24から受けるクランプ力によって、ターンテーブル10のディスク載置面101上に保持されることとなる。
【0026】
ここで、ディスク押圧部材24とターンテーブル10のディスク載置面101との距離はディスク厚に応じて異なる。一方、支持部材23は、ディスク厚にかかわらずターンテーブル10に当接する。したがって、ディスク押圧部材24と支持部材23との間に介在する弾性部材261の変形量(コイルばねの収縮量)はディスク厚に応じて異なる。これらのことから、ディスク50に作用するクランプ力はディスク厚に応じて異なることが判る。しかしながら、ディスク厚に応じたクランプ力のばらつきは、図10に示した構成と比較して極めて小さい。以下、この点について詳述する。
【0027】
ここで、一対の強磁性体間に作用する磁力の大きさは両者間の距離の2乗に反比例する。したがって、前掲図10に示した従来のディスク保持装置900のように磁力のみによってディスクを押圧する構成を採った場合には、わずかなディスク厚の相違に起因してクランプ力が大幅に変化することとなる。これに対し、弾性力の大きさは弾性部材の変形量に比例するから、本実施形態に示したように弾性力によってディスク50を押圧する構成を採った場合、ディスク厚の相違に起因したクランプ力のばらつきを、図10に示した構成と比較して極めて小さく抑えることができるのである。具体例を挙げれば以下の通りである。
【0028】
いま、ディスク50を確実に保持するために「100」のクランプ力を要するものと仮定する。ここで、図10に示した従来のディスク保持装置900においてはディスク厚が大きくなるにつれて永久磁石911と吸着部材951との間の磁力が小さくなるから、許容最大寸法である厚さ1.5mmのディスクを保持したときのクランプ力が「100」となるように永久磁石911の大きさ(磁力の大きさ)を設定すれば、それ以下の厚さのディスク50を保持するときにも「100」以上のクランプ力が得られる。ここで、厚さ1.5mmのディスク50が保持されたときの永久磁石911と吸着部材951との距離を1mmと仮定すると、許容最小寸法である厚さ1.1mmのディスク50が保持されたときの永久磁石911と吸着部材951との距離は0.6mmとなる。したがって、厚さ1.1mmのディスクが保持されたときのクランプ力は「278(=100/(0.6)2)」となり、ディスク50の確実な保持に要するクランプ力「100」と比較して過大な数値となる。この結果、ディスククランパ95をターンテーブル91から取り外すために過大な力を要することとなり、消費電力の上昇やイジェクト機構の耐久性の低下といった種々の不具合が発生し得る。
【0029】
一方、本発明に係る構成のもとではディスク厚が大きくなるほど弾性部材の変形量が増加し、これに従ってクランプ力が大きくなるから、許容最小寸法である厚さ1.1mmのディスクを保持したときのクランプ力が「100」となるようにばねの構成を設定すれば、いかなる厚さのディスクを保持するときにも「100」以上のクランプ力が得られることとなる。いま、厚さ1.1mmのディスクを保持したときのばねの収縮量を2mmとし、弾性部材261のばね定数を「50」とすると、許容最大寸法である厚さ1.5mmのディスクが保持されたときのばねの収縮量は2.4mmであるから、このときのクランプ力は「120(=50×2.4)」となる。このことからも明らかなように、本実施形態によれば、前掲図10に示した構成と比較して、ディスク厚の相違に起因したクランプ力のばらつきを有効に抑えることができるのである。したがって、クランプ力のばらつきに起因した種々の不具合を解消することができる。
【0030】
また、ディスク50に対するクランプ力が過大とならないため、支持部材23をターンテーブル10に吸着させるために要する力を小さくすることができる。例えば、上述した具体例にあっては、永久磁石13と吸着部材25との間に作用する磁力が、最大のクランプ力である「120」に抗して支持部材23をターンテーブル10に吸着させ得るものであれば足りる。したがって、図10に示した従来のディスク保持装置900と比較して、永久磁石13を小型化することができるという利点がある。また、永久磁石13は他の部材と比較して高価であるのが一般的であるが、永久磁石13を小型化し得る本実施形態によればディスク保持装置100全体の製造コストを有効に低減することができる。
【0031】
また、図10に示したディスク保持装置900においては、原理的に、永久磁石911と吸着部材951とをディスク厚に応じて離間させる必要があるため、保持すべきディスクが比較的厚い場合にも十分なクランプ力が得られるようにするためには比較的磁力の強い大型の永久磁石911を用いる必要がある。これに対し、本実施形態においてはターンテーブル10と支持部材23とが当接するようになっているため、ディスク厚にかかわらず永久磁石13と吸着部材25とを接近させることができる。したがって本実施形態によれば、この観点からも、図10に示したディスク保持装置900と比較して永久磁石を小型化することができるという効果が得られる。
【0032】
<B:第2実施形態>
次に、上記実施形態において説明した原理を採用したディスク保持装置の構成例を、より詳細な形態に着目しながら説明する。図4は、本実施形態に係るディスク保持装置200の構成を示す図である。具体的には、図4(a)はこのディスク保持装置200をディスククランパ20からターンテーブル10に向かう方向にみた平面図である。また、図4(b)は図4(a)におけるA−A’線からみたディスククランパ20の断面図であり、図4(c)は図4(a)におけるA−A’線からみたターンテーブル10の断面図である。また、図5はディスククランパ20の分解斜視図である。なお、これらの図に示す要素のうち、前掲図1に示した上記第1実施形態に係る要素と同様の作用を営むものについては共通の符号を付して適宜その説明を省略する。また、これらの図においては、ディスククランパ20を昇降させるための機構(図1に示した昇降部材30および係止部材21)やモータ40の図示は省略されている。
【0033】
図4(c)に示すように、ターンテーブル10はディスク載置面101とディスク係合部102とを有する。このうちディスク係合部102におけるディスククランパ20との対向面にはターンテーブル10の回転中心と略同心をなす円環状の切欠部105が設けられており、円環状の永久磁石13がこの切欠部105に埋設されている。さらに、ディスク係合部102の中心部分には貫通孔107が設けられている。モータ回転軸41は、この貫通孔107を介してターンテーブル10を貫通した状態にてターンテーブル10に固定されている。このモータ回転軸41の先端411は、ディスク係合部102におけるディスククランパ20との対向面に対して突出している。
【0034】
一方、図5に示すように、ディスククランパ20は、ディスク押圧部材24、弾性部材261、支持部材23および吸着部材25が、ターンテーブル10側からみてこの順に嵌め合わされた構成となっている。以下、これらの具体的な構成について説明する。
【0035】
図4(b)および図5に示すように、支持部材23は、略円板状の底面部233と、当該底面部233の一方の面側にその周縁に沿って起立した筒状部234と、筒状部234の縁端面において当該筒状部234の外側に張り出した張出部235とが一体に形成されたものである。このうち底面部233の上面には、円環状の吸着部材25の外周に沿うように3つの爪部237が設けられている。図4(a)および(b)に示すように、吸着部材25は、この3つの爪部237によって支持部材23に固定されている。また、支持部材23の底面部233のうちターンテーブル10のディスク係合部102と対向する部分である当接部231には、モータ回転軸41と係合する窪み(凹部)239が設けられている。
【0036】
一方、ディスク押圧部材24は、支持部材23の底面部233と略同一径の開口部243を有する略円環状の部材であり、ターンテーブル10に載置されたディスクと対向する押圧部241を有する。支持部材23は、その筒状部234がディスク押圧部材24の開口部243に挿通された状態となるように当該ディスク押圧部材24に装着されるとともに、ディスク押圧部材24に対して上下方向に摺動し得るようになっている。一方、ディスク押圧部材24の開口部243の縁部に相当する底面部247には、ディスク押圧部材24の支持部材23に対する摺動範囲を規制するための3つの離間規制部材245が当該ディスク押圧部材24と一体に設けられている。図5を参照して詳述すると、各離間規制部材245は、支持部材23における張出部235の外周に沿った位置に起立する突起部245aと、突起部245aの端面近傍において回転中心に向かって突出する爪部245bとを有する。この構成のもと、ディスク押圧部材24の支持部材23に対する摺動範囲は、ディスク押圧部材24が支持部材23に対して上方に移動して当該ディスク押圧部材24の底面部247が支持部材23の張出部235と当接した状態から(図6参照)、ディスク押圧部材24が支持部材23に対して下方に移動して離間規制部材245の爪部245bが支持部材23の張出部235と当接した状態に至るまで(図7参照)の範囲に規制されることとなる。
【0037】
また、ディスク押圧部材24と支持部材23との間には弾性部材261が配置されている。この弾性部材261は、ディスク押圧部材24の開口部243よりもやや大径のコイルばねであり、図4(b)に示すように、ディスク押圧部材24の底面部247と支持部材23の張出部235との間に介挿される。ディスク押圧部材24は、この弾性部材261によってターンテーブル10側に付勢されている。
【0038】
次に、図6および図7を参照して、本実施形態に係るディスク保持装置200によってディスクを保持するときの様子について説明する。なお、図6は許容最大寸法である厚さ1.5mmのディスクが保持された状態を示しており、図7は許容最小寸法である厚さ1.1mmのディスクが保持された状態を示している。ただし、図面が煩雑になるのを防ぐため、図6および図7においてはディスク自体の図示を省略し、その厚さのみを図示している。
【0039】
まず、ディスクがターンテーブル10に載置された後、永久磁石13と吸着部材25との間に作用する磁力によってディスククランパ20がターンテーブル10に装着される。このとき、図6および図7に示すように、ターンテーブル10のディスク係合部102から突出したモータ回転軸41が、支持部材23の底面部233に設けられた窪み239に係合することによって支持部材23の中心の位置あわせ(センタリング)がなされる。さらに、保持されるディスクの厚さにかかわらず、支持部材23の底面部233とターンテーブル10のディスク係合部102とは当接した状態となる。したがって、図6および図7を対比すれば判るように、永久磁石13と吸着部材25との距離はディスク厚にかかわらず一定となる。
【0040】
一方、ターンテーブル10に対する支持部材23の吸着に伴なって、ディスク押圧部材24のうちターンテーブル10との対向面はディスクに当接する。このときディスク押圧部材24は上方に移動して支持部材23に接近するため、両者の間に介在する弾性部材261は弾性的に収縮する。この結果、ディスク押圧部材24の押圧部241は、弾性部材261から与えられる弾性力によってディスクをターンテーブル10側に押圧することとなる。
【0041】
ここで、図6および図7を対比すると判るように、厚さ1.5mmのディスク50を保持したとき(図6)の弾性部材261の収縮量は、厚さ1.1mmのディスク50を保持したとき(図7)の弾性部材261の収縮量よりも大きいため、ディスクに作用するクランプ力は、前者の場合の方が後者の場合よりも大きい。しかしながら、上記第1実施形態において説明したのと同様の理由により、このクランプ力のばらつきは、図10に示したディスク保持装置900におけるクランプ力のばらつきと比較して無視できるほど小さい。したがって、本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様に、ディスク厚の相違に起因したクランプ力のばらつきを有効に抑えることができ、ひいてはクランプ力のばらつきに起因した種々の不具合を未然に防止することができるのである。
【0042】
加えて、本実施形態においては、ディスクが保持されたときにターンテーブル10のモータ回転軸41が支持部材23の窪み239に嵌り込むようになっているから、極めて簡易な構成により両者の中心位置を合致させることができる。ところで、図10に示したディスク保持装置900においては、突起と窪みとの位置関係が本実施形態とは逆となっている。すなわち、窪み912aがモータ回転軸912に設けられとともに、この窪み912aに係合する突起952が支持部材95に設けられている。しかしながら、一般的にモータ回転軸の硬度が高いという事情を考慮すると、これを加工して窪みを設けることは製造技術上困難であるといえる。加えて、比較的細いモータ回転軸の縁端部に窪みを設けた場合には、その強度が低下して破損しやすくなるといった問題も生じ得る。
【0043】
これに対し、本実施形態においては、支持部材23に窪み239が設けられているから、モータ回転軸41には何ら特殊な加工を施す必要がない。したがって、本実施形態によれば、図10に示したディスク保持装置900と比較して製造コストを低く抑えるとともに、モータ回転軸の強度を維持することができるという利点がある。もっとも、製造コストやモータ回転軸41の強度などを考慮しないのであれば、支持部材23に突起を設けるとともにモータ回転軸41に窪みを設ける構成を本発明において採用してもよい。
【0044】
また、本実施形態においては、ディスク押圧部材24に離間規制部材245が設けられている。ここで、この離間規制部材245を設けない構成においては、ディスク押圧部材24が支持部材23から所定の範囲を越えてターンテーブル10側に移動することも考えられる。そしてこの場合には、挿入されるディスクがディスク押圧部材24に衝突するといった事態が発生し得るのである。これに対し、本実施形態においては、ディスク押圧部材24が支持部材23から一定距離以上に離れる事態が離間規制部材245によって防止されるようになっているから、このような不具合を未然に防止することができる。
【0045】
<C:変形例>
以上この発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまでも例示であり、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【0046】
<C−1:変形例1>
上記各実施形態においては、支持部材23とディスク押圧部材24との間に介在する弾性部材261としてコイルばねを例示したが、本発明に適用し得る弾性部材はこれに限られない。例えば、図8または図9に例示するものを弾性部材として用いてもよい。すなわち、図8に示す弾性部材262は、円環状の板状部材262aに複数のU字状の切欠を形成するとともに、この切欠の内側に位置する舌状の部分(以下、「舌状部」という)262bを一方の面側に傾斜させた構成となっている。そして、円環状の板状部材262aをディスク押圧部材24の底面部247に装着する一方、この板状部材262aから突出した舌状部262bを支持部材23の張出部235に当接させるのである。あるいは逆に、円環状の板状部材262aを支持部材23の張出部235に装着する一方、舌状部262bをディスク押圧部材24の底面部247に当接させてもよい。この構成によれば、支持部材23の張出部235とディスク押圧部材24の底面部247との距離に応じて舌状部262bが弾性変形するから、上記各実施形態と同様の効果が得られる。
【0047】
一方、図9に示す弾性部材263は、ディスク押圧部材24の開口部243よりもやや大径の環状部材263aと、支持部材23の筒状部234よりもやや大径の環状部材263bとを、両部材を連結する複数の棒状部材263cとを有する。そして、環状部材263aをディスク押圧部材24の底面部247に装着する一方、環状部材263bを支持部材23の張出部235に装着するのである。この構成においても、支持部材23の張出部235とディスク押圧部材24の底面部247との距離に応じて棒状部材263cが弾性変形するから、上記各実施形態と同様の効果が得られる。
【0048】
また、ここではばねを用いた場合を想定したが、本発明における弾性部材はバネに限られるものではなく、ゴムその他の弾性材料によって構成された部材を弾性部材として用いることもできる。さらに、支持部材23およびディスク押圧部材24と別体のものとして弾性部材を設ける必要は必ずしもない。例えば、支持部材23とディスク押圧部材24とを弾性材料によって一体に形成するとともに、ディスク押圧部材24によるディスクの押圧に伴なって当該ディスク押圧部材24または支持部材23が弾性変形する構成としてもよい。要するに、本発明に係るディスク保持装置においては、ディスク押圧部材が弾性力によってディスクを押圧する構成となっていればよく、ディスク押圧部材や支持部材の形態の如何は不問である。
【0049】
<C−2:変形例2>
上記各実施形態においては、ターンテーブル10に永久磁石13を配置する一方、当該永久磁石13によって引き寄せられる吸着部材25を支持部材23に配置した構成を例示したが、この位置関係を逆にしてもよい。すなわち、吸着部材25をターンテーブル10に配置する一方、永久磁石13を支持部材23に配置してもよい。また、ここでは永久磁石13と吸着部材25との組み合わせを例示したが、支持部材23をターンテーブル10に吸着させるための構成はこれに限られない。要は、支持部材23およびターンテーブル10のそれぞれに強磁性体(永久磁石を含む)が設けられるとともに、一方の強磁性体が他方の強磁性体を吸引し、または両強磁性体が吸引し合う構成であればよい。
【0050】
<C−3:変形例3>
上記実施形態においては、ディスク押圧部材24を円環状の板状部材としたが、必ずしも円環状である必要はない。すなわち、本発明におけるディスク押圧部材は、ターンテーブルに載置されたディスクと対向する部分を備えており、この部分によってディスクを押圧し得る部材であればよい。もっとも、上記各実施形態に示したように円環状のディスク押圧部材を用いれば、ディスクの全周にわたって均一に押圧することができるという利点がある。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ディスク厚の相違に起因したクランプ力のばらつきを抑えることができる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るディスク保持装置の構成を示す断面図である。
【図2】同ディスク保持装置の外観を示す斜視図である。
【図3】同ディスク保持装置によってディスクが保持された様子を示す断面図である。
【図4】(a)は本発明の第2実施形態に係るディスク保持装置の構成を示す平面図であり、(b)および(c)は、それぞれ(a)におけるA−A’線からみたディスククランパおよびターンテーブルの構成を示す断面図である。
【図5】同ディスク保持装置におけるディスククランパの分解斜視図である。
【図6】同ディスク保持装置によって厚さ1.5mmのディスクを保持した様子を示す断面図である。
【図7】同ディスク保持装置によって厚さ1.1mmのディスクを保持した様子を示す断面図である。
【図8】本発明の変形例に係るディスク保持装置における弾性部材の構成を示す平面図および側面図である。
【図9】本発明の変形例に係るディスク保持装置における弾性部材の構成を示す平面図および側面図である。
【図10】従来のディスク保持装置の構成を示す断面図である。
【図11】従来のディスク保持装置によって厚さ1.5mmのディスクを保持した様子を示す断面図である。
【図12】従来のディスク保持装置によって厚さ1.1mmのディスクを保持した様子を示す断面図である。
【符号の説明】
100,200……ディスク保持装置、10……ターンテーブル、101……ディスク載置面、102……ディスク係合部、13……永久磁石(第1の強磁性体)、20……ディスククランパ、23……支持部材、231……当接部、233……底面部、234……筒状部、235……張出部、239……窪み、24……ディスク押圧部材、241……押圧部、243……開口部、245……離間規制部材(離間規制手段)、245a……突起部、245b……爪部、25……吸着部材(第2の強磁性体)、261,262,263……弾性部材、262a……板状部材(板状部)、262b……舌状部(変形部)、262a,262b……環状部材(第1の環状部材、第2の環状部材)、22c……棒状部材(変形部)、40……モータ、41……モータ回転軸、411……モータ回転軸の先端、50……ディスク、51……中央孔。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクなどのディスク状記録媒体(以下、単に「ディスク」という)を保持するための装置に関し、特に、ディスククランパを磁力によってターンテーブルに吸着させることによってディスクを保持するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
CD(Compact Disk)やDVD(Digital Versatile Disk)などの各種ディスクに対してデータの再生や記録といった処理を行なうためのディスク処理装置には、ディスクを保持するための装置(以下、「ディスク保持装置」という)が搭載されている。図10は、従来のディスク保持装置の構成を例示する断面図である。
【0003】
同図に示すように、この装置900は、ディスクが載置されるターンテーブル91と、このターンテーブル91に対向して配置されたディスククランパ95とを有する。このうちターンテーブル91には永久磁石911とモータ回転軸912とが固定されている。一方、ディスククランパ95には吸着部材951が設けられている。この吸着部材951は強磁性体からなり、永久磁石911の磁力によって引き寄せられる。そして、ターンテーブル91に載置されたディスクは、永久磁石911の磁力でターンテーブル91に吸着されたディスククランパ95によってターンテーブル91側に押圧されることとなる。このように磁力を用いてディスクを保持する構成によれば、極めて簡易な構成によって確実にディスクを保持することができるという利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般的なディスクの厚さ(以下、「ディスク厚」という)は1.2mm(ミリメートル)であるが、実際のディスク厚には許容最小寸法である1.1mmから許容最大寸法である1.5mmまでのばらつきが生じ得る。そして、図10に示したディスク保持装置900においては、ディスク厚の相違に応じて永久磁石911と吸着部材951との距離が変化するために、ディスククランパ95がディスクをターンテーブル10側に押圧する力(以下、「クランプ力」という)にばらつきが生じるという問題があった。
【0005】
例えば、図11に示すように厚さ1.5mmのディスクを保持した場合と、図12に示すように厚さ1.1mmのディスクを保持した場合とを比較すると、永久磁石911と吸着部材951との距離は前者の場合の方が後者の場合よりも大きくなる。ここで、永久磁石911と吸着部材951との間に作用する磁力の大きさは両者間の距離の2乗に反比例する。このため、ディスク厚の相違に応じた永久磁石911と吸着部材951との距離のわずかな相違が、ディスクに対するクランプ力の大きさに顕著な相違をもたらす結果となるのである。そして、クランプ力のばらつきに起因して、例えば以下のような問題が生じ得る。
【0006】
いま、厚さ1.5mmのディスクを確実に保持し得るように吸引力の大きい大型の永久磁石911を用いた構成を想定する。この構成のもとで厚さ1.1mmのディスクを保持した場合(図12に示した場合)、永久磁石911と吸着部材951との距離は図11に示した場合よりも短くなるから、両者の間に作用する磁力はディスクを確実に保持するための大きさをはるかに越えたものとなる。この結果、磁力に抗してディスククランパ95をターンテーブル91から離間させるために大きな力を要するため、ディスククランパ95を昇降させるための機構が故障しやすくなり、消費電力を低く抑えることが困難となるといった種々の問題が生じ得る。
【0007】
本発明は以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、ディスク厚の相違に起因したクランプ力のばらつきを抑えることができるディスク保持装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るディスク保持装置は、ディスクが載置されるディスク載置面を有するとともに第1の強磁性体を備えたターンテーブルと、磁力によって前記第1の強磁性体と引き合う第2の強磁性体を備え、ディスクに対して前記ターンテーブルの反対側に配置された支持部材であって、前記第1の強磁性体と前記第2の強磁性体との距離が前記ターンテーブルに載置されたディスクの厚さにかかわらず一定となるように前記磁力によって前記ターンテーブルに装着される支持部材と、前記支持部材によって支持されたディスク押圧部材であって、前記ターンテーブルに載置されたディスクを弾性力によって前記ターンテーブル側に押圧するディスク押圧部材とを特徴としている。
【0009】
この構成によれば、ターンテーブルが備える第1の強磁性体と支持部材が備える第2の強磁性体との距離がディスク厚によらず一定となるように支持部材がターンテーブルに装着される一方、ターンテーブルに載置されたディスクが弾性力によって押圧されるようになっている。したがって、ターンテーブルの強磁性体と支持部材の強磁性体との間の磁力のみによってディスクを保持する構成(図10に示した構成)と比較して、ディスク厚の相違に応じたクランプ力(弾性力)のばらつきを有効に抑えることができる。なお、このディスク保持装置においては、前記第1の強磁性体および前記第2の強磁性体のうち少なくとも一方を永久磁石とすることが考えられる。
【0010】
また、本発明に係るディスク保持装置においては、前記ディスク押圧部材と前記支持部材との間に介在し、前記ディスク押圧部材と前記支持部材との距離に応じて弾性変形する弾性部材を設けることが望ましい。こうすれば、弾性部材の材質や形態を適宜に選定することによって、ディスク押圧部材がディスクに与えるクランプ力を任意に設定することができる。もっとも、ディスク押圧部材を支持部材に固定し、このディスク押圧部材自体を支持部材との距離に応じて弾性変形させるようにしてもよい。
【0011】
また、本発明に係るディスク保持装置においては、前記支持部材が、前記ターンテーブルに当接した状態にて当該ターンテーブルに装着される構成も望ましい。この構成によれば、支持部材をターンテーブルに吸着させた状態において両者の位置関係を安定させることができる。具体的には、前記ディスク載置面に対して突出してディスクの中央孔に係合する部分であって前記第1の強磁性体が埋設されたディスク係合部をターンテーブルに設ける一方、ディスクが保持されたときにディスクの中央孔を介して前記ディスク係合部に当接する当接部を支持部材に設ける構成が考えられる。また、支持部材とターンテーブルとを当接させる構成においては、この支持部材が、当該支持部材が当該ターンテーブルに装着されたときに前記第1の強磁性体と前記第2の強磁性体との間に介在する部分を有する構成が望ましい。こうすれば、第1の強磁性体と第2の強磁性体とが直接に接触することはないから、両強磁性体間に作用する磁力が過大となるのを回避することができる。さらに、支持部材のうち両強磁性体間に介在すべき部分の厚さを任意に選定することにより、両強磁性体間に作用する磁力の大きさを調整することができる。
【0012】
また、本発明に係るディスク保持装置においては、前記ターンテーブルが、前記ディスク係合部における前記支持部材との当接面から突出する突起部を有する一方、前記支持部材が、当該支持部材が前記ターンテーブルに装着されたときに前記突起部と係合する窪みを有する構成も望ましい。こうすれば、ターンテーブルに対する支持部材の装着と同時に、当該支持部材とターンテーブルとの相対的な位置を所期の位置に合致させることができる。ここで、前記ターンテーブルに固定された回転軸を具備する構成においては、前記突起部を、回転軸のうち前記ディスク係合部から突出した部分とすることが望ましい。この望ましい構成によれば、回転軸の一部を突起部として用いるため、突起部を別個に設けた場合や回転軸の縁端部に窪みを設けた場合と比較して、構成の簡易化や製造コストの低減を図ることができる。
【0013】
さらに、本発明に係るディスク保持装置においては、前記ディスク押圧部材を、前記ターンテーブルの回転中心と略同心をなす円環状の板状部材とすることも望ましい。こうすれば、ターンテーブルに載置されたディスクをその全周にわたって均等に押圧することができるから、ディスクの保持状態を安定化させることができる。なお、この構成においては、前記ディスク押圧部材と前記支持部材との間に介在するとともに、当該ディスク押圧部材を弾性力によって前記ターンテーブル側に押圧する弾性部材であって、前記ターンテーブルの回転中心と略同心をなす環状の形状を有する弾性部材を設けることが望ましい。
【0014】
この弾性部材としては、ばねやゴムといった弾性を有する各種の部材を用いることができるが、以下に例示する構成を採用してもよい。すなわち、伸縮方向からみた形状が前記ディスク押圧部材の形状に沿ったコイルばねを弾性部材として採用することが考えられる。この他にも、弾性部材が、前記支持部材および前記ディスク押圧部材の一方に装着され、前記ターンテーブルの回転中心と略同心をなす環状の形状を有する板状部と、当該板状部と一体に形成されて前記支持部材および前記ディスク押圧部材の他方に当接し、前記支持部材と前記ディスク押圧部材との距離に応じて弾性変形する変形部とを有する構成としてもよい。あるいは、弾性部材が、前記支持部材に装着されて前記ターンテーブルの回転中心と略同心をなす第1の環状部材と、前記ディスク押圧部材に装着されて前記ターンテーブルの回転中心と略同心をなす第2の環状部材と、前記第1の環状部材と前記第2の環状部材とを連結するとともに両環状部材の距離に応じて弾性変形する変形部とを有する構成としてもよい。
【0015】
本発明に係るディスク保持装置においては、前記支持部材と前記ディスク押圧部材とが所定の距離を越えて離間するのを規制する離間規制手段を設けることが望ましい。ディスク押圧部材が所定の距離を越えて支持部材から離間した場合には、ディスク押圧部材がターンテーブルやディスクに衝突する事態が生じ得るが、離間規制手段を設けた構成によればこの事態を未然に防ぐことができる。この離間規制手段の具体的な構成としては、前記ディスク押圧部材に設けられた複数の離間規制部材からなるものを採用し得る。各離間規制部材は、前記支持部材の外周縁に沿った位置に当該支持部材に向かって起立する突起部と、当該外周縁の内側に向かって突出する爪状部とを有する。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に示す実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更可能である。
【0017】
<A:第1実施形態>
まず、本発明の第1実施形態に係るディスク保持装置の構成とともに、この装置によるディスク保持の基本的な原理を説明する。図1は本実施形態に係るディスク保持装置の構成を模式的に表す断面図であり、図2はこの装置の外観を模式的に表す斜視図である。また、図3はこのディスク保持装置によってディスクが保持された状態を示している。これらの図に示すように、ディスク保持装置100は、相互に対向してディスク50を挟持するターンテーブル10とディスククランパ20とを有する。なお、図2においては説明の便宜上、ターンテーブル10およびディスククランパ20のうち相互に対向する面に着目した図が示されている。
【0018】
このうちターンテーブル10は略円形の板状部材であり、ディスククランパ20と対向する側にディスク50が載置されるディスク載置面101を有する。すなわち、ディスク載置面101は、保持されたディスクと対向する面である。さらに、このディスク載置面101の中央部近傍にはディスク係合部102が設けられている。このディスク係合部102は、ディスク載置面101からディスククランパ20側に突出した略円形の部分であり、ディスク50の中央孔51の直径と略同一の直径を有する。図3に示すように、ディスク50は、その中央孔51がディスク係合部102に係合させられた状態でディスク載置面101に載置される。また、図1に示すように、ディスク係合部102には永久磁石13が埋設されている。この永久磁石13は、ディスククランパ20を磁力によって当該ターンテーブル10に吸着させるためのものである。
【0019】
ターンテーブル10からみてディスククランパ20の反対側にはモータ40が配設されている。このモータ40は、図示しないCPU(Central Processing Unit)などの制御装置から与えられた指令に応じてモータ回転軸41を回転させるものである。モータ回転軸41はターンテーブル10の中心部に固定されている。
【0020】
一方、ディスククランパ20は、図1中の矢印に示すようにターンテーブル10に対して上昇または下降させられるようになっている。具体的には、ディスククランパ20には係止部材21が固定されている。この係止部材21は、一端がディスククランパ20に固定された棒状部材211と、この棒状部材211の他端に設けられた円板状部材212とを有する。一方、ディスククランパ20からみてターンテーブル10の反対側には、CPUなどの制御装置から与えられた指令に応じて昇降する円筒状の昇降部材30が設けられている。係止部材21の円板状部材212は、昇降部材30に設けられた孔31を介して当該昇降部材30の内側に位置するようになっている。この構成のもと、図1に示すように昇降部材30が上昇すると円板状部材212が昇降部材30に係止し、ディスククランパ20はターンテーブル10から離間させられる。これに対し、昇降部材30が下降するとディスククランパ20はターンテーブル10に近づけられる。そして、昇降部材30が十分に下降した段階においては、図3に示すように円板状部材20と昇降部材30との係止が外れた状態で(すなわち相互に接触することなく)ディスククランパ20がターンテーブル10に装着される。この状態において、ターンテーブル10、ディスククランパ20および両者の間に挟持されたディスク50は一体となってモータ40により回転させられる。
【0021】
図1および図2に示すように、ディスククランパ20は支持部材23とディスク押圧部材24とを有する。このうち支持部材23はターンテーブル10の回転中心と略同心をなす円形の板状部材であり、中央部に位置する円形状の部分がターンテーブル10側に向けて突出した形状となっている。この突出した部分(以下、「当接部」という)231のうちターンテーブル10とは反対側の面には吸着部材25が固定されている。この吸着部材25は、強磁性体からなる円板状の部材であり、ターンテーブル10の永久磁石13の磁力によって引き寄せられる。この磁力によって、ディスククランパ20は、当接部23がターンテーブル10のディスク係合部102と当接した状態で当該ターンテーブル10に吸着する。
【0022】
一方、ディスク押圧部材24は、ディスクを弾性力によってターンテーブル10側に押圧するための部材である。図2に示すように、このディスク押圧部材24は円環状の板状部材である。より具体的には、ディスク押圧部材24の外周は支持部材23の外周と略同一径であり、内周は支持部材23の当接部231よりも大径となっている。図1から図3に示すように、ディスク押圧部材24のうち支持部材23と反対側の面(以下、「押圧部」という)241は、ターンテーブル10のディスク載置面101と対向する。
【0023】
このディスク押圧部材24は、弾性部材261を介して支持部材23に支持されて、支持部材23と同様にターンテーブル10の回転中心と略同心をなすようになっている。本実施形態における弾性部材261は複数のコイルばねである。ディスク押圧部材24は、この弾性部材261によってターンテーブル10側に付勢されている。
【0024】
次に、図3を参照して、ディスク保持装置100によってディスク50が保持されるときの様子について説明する。まず、中央孔51がターンテーブル10のディスク係合部102に係合した状態となるようにディスク50がディスク載置面101上に配置された後、ディスククランパ20が昇降部材30によって下降させられる。この結果、ターンテーブル10のディスク係合部102(またはこれに埋設された永久磁石13)とディスククランパ20の当接部231とがディスク50の中央孔51を介して当接した状態で、支持部材23がターンテーブル10に吸着する。このとき、永久磁石24と吸着部材25との距離はディスク厚にかかわらず一定となる。すなわち、図3からも明らかなように、永久磁石13と吸着部材25との距離は、両者の間に介在する当接部231の厚さに相当するものとなる。したがって、永久磁石13と吸着部材25との間に作用する磁力は、保持されたディスク50の厚さにかかわらず一定となる。
【0025】
一方、ターンテーブル10に対する支持部材23の吸着に伴なって、ディスク押圧部材24の押圧部241はディスク50に当接する。このときディスク押圧部材24は支持部材23に接近するため、両者の間に介在する弾性部材261は弾性的に収縮する。したがって、ディスク押圧部材24は、弾性部材261から与えられる弾性力によってディスク50をターンテーブル10側に押圧する。ディスク50は、こうしてディスク押圧部材24から受けるクランプ力によって、ターンテーブル10のディスク載置面101上に保持されることとなる。
【0026】
ここで、ディスク押圧部材24とターンテーブル10のディスク載置面101との距離はディスク厚に応じて異なる。一方、支持部材23は、ディスク厚にかかわらずターンテーブル10に当接する。したがって、ディスク押圧部材24と支持部材23との間に介在する弾性部材261の変形量(コイルばねの収縮量)はディスク厚に応じて異なる。これらのことから、ディスク50に作用するクランプ力はディスク厚に応じて異なることが判る。しかしながら、ディスク厚に応じたクランプ力のばらつきは、図10に示した構成と比較して極めて小さい。以下、この点について詳述する。
【0027】
ここで、一対の強磁性体間に作用する磁力の大きさは両者間の距離の2乗に反比例する。したがって、前掲図10に示した従来のディスク保持装置900のように磁力のみによってディスクを押圧する構成を採った場合には、わずかなディスク厚の相違に起因してクランプ力が大幅に変化することとなる。これに対し、弾性力の大きさは弾性部材の変形量に比例するから、本実施形態に示したように弾性力によってディスク50を押圧する構成を採った場合、ディスク厚の相違に起因したクランプ力のばらつきを、図10に示した構成と比較して極めて小さく抑えることができるのである。具体例を挙げれば以下の通りである。
【0028】
いま、ディスク50を確実に保持するために「100」のクランプ力を要するものと仮定する。ここで、図10に示した従来のディスク保持装置900においてはディスク厚が大きくなるにつれて永久磁石911と吸着部材951との間の磁力が小さくなるから、許容最大寸法である厚さ1.5mmのディスクを保持したときのクランプ力が「100」となるように永久磁石911の大きさ(磁力の大きさ)を設定すれば、それ以下の厚さのディスク50を保持するときにも「100」以上のクランプ力が得られる。ここで、厚さ1.5mmのディスク50が保持されたときの永久磁石911と吸着部材951との距離を1mmと仮定すると、許容最小寸法である厚さ1.1mmのディスク50が保持されたときの永久磁石911と吸着部材951との距離は0.6mmとなる。したがって、厚さ1.1mmのディスクが保持されたときのクランプ力は「278(=100/(0.6)2)」となり、ディスク50の確実な保持に要するクランプ力「100」と比較して過大な数値となる。この結果、ディスククランパ95をターンテーブル91から取り外すために過大な力を要することとなり、消費電力の上昇やイジェクト機構の耐久性の低下といった種々の不具合が発生し得る。
【0029】
一方、本発明に係る構成のもとではディスク厚が大きくなるほど弾性部材の変形量が増加し、これに従ってクランプ力が大きくなるから、許容最小寸法である厚さ1.1mmのディスクを保持したときのクランプ力が「100」となるようにばねの構成を設定すれば、いかなる厚さのディスクを保持するときにも「100」以上のクランプ力が得られることとなる。いま、厚さ1.1mmのディスクを保持したときのばねの収縮量を2mmとし、弾性部材261のばね定数を「50」とすると、許容最大寸法である厚さ1.5mmのディスクが保持されたときのばねの収縮量は2.4mmであるから、このときのクランプ力は「120(=50×2.4)」となる。このことからも明らかなように、本実施形態によれば、前掲図10に示した構成と比較して、ディスク厚の相違に起因したクランプ力のばらつきを有効に抑えることができるのである。したがって、クランプ力のばらつきに起因した種々の不具合を解消することができる。
【0030】
また、ディスク50に対するクランプ力が過大とならないため、支持部材23をターンテーブル10に吸着させるために要する力を小さくすることができる。例えば、上述した具体例にあっては、永久磁石13と吸着部材25との間に作用する磁力が、最大のクランプ力である「120」に抗して支持部材23をターンテーブル10に吸着させ得るものであれば足りる。したがって、図10に示した従来のディスク保持装置900と比較して、永久磁石13を小型化することができるという利点がある。また、永久磁石13は他の部材と比較して高価であるのが一般的であるが、永久磁石13を小型化し得る本実施形態によればディスク保持装置100全体の製造コストを有効に低減することができる。
【0031】
また、図10に示したディスク保持装置900においては、原理的に、永久磁石911と吸着部材951とをディスク厚に応じて離間させる必要があるため、保持すべきディスクが比較的厚い場合にも十分なクランプ力が得られるようにするためには比較的磁力の強い大型の永久磁石911を用いる必要がある。これに対し、本実施形態においてはターンテーブル10と支持部材23とが当接するようになっているため、ディスク厚にかかわらず永久磁石13と吸着部材25とを接近させることができる。したがって本実施形態によれば、この観点からも、図10に示したディスク保持装置900と比較して永久磁石を小型化することができるという効果が得られる。
【0032】
<B:第2実施形態>
次に、上記実施形態において説明した原理を採用したディスク保持装置の構成例を、より詳細な形態に着目しながら説明する。図4は、本実施形態に係るディスク保持装置200の構成を示す図である。具体的には、図4(a)はこのディスク保持装置200をディスククランパ20からターンテーブル10に向かう方向にみた平面図である。また、図4(b)は図4(a)におけるA−A’線からみたディスククランパ20の断面図であり、図4(c)は図4(a)におけるA−A’線からみたターンテーブル10の断面図である。また、図5はディスククランパ20の分解斜視図である。なお、これらの図に示す要素のうち、前掲図1に示した上記第1実施形態に係る要素と同様の作用を営むものについては共通の符号を付して適宜その説明を省略する。また、これらの図においては、ディスククランパ20を昇降させるための機構(図1に示した昇降部材30および係止部材21)やモータ40の図示は省略されている。
【0033】
図4(c)に示すように、ターンテーブル10はディスク載置面101とディスク係合部102とを有する。このうちディスク係合部102におけるディスククランパ20との対向面にはターンテーブル10の回転中心と略同心をなす円環状の切欠部105が設けられており、円環状の永久磁石13がこの切欠部105に埋設されている。さらに、ディスク係合部102の中心部分には貫通孔107が設けられている。モータ回転軸41は、この貫通孔107を介してターンテーブル10を貫通した状態にてターンテーブル10に固定されている。このモータ回転軸41の先端411は、ディスク係合部102におけるディスククランパ20との対向面に対して突出している。
【0034】
一方、図5に示すように、ディスククランパ20は、ディスク押圧部材24、弾性部材261、支持部材23および吸着部材25が、ターンテーブル10側からみてこの順に嵌め合わされた構成となっている。以下、これらの具体的な構成について説明する。
【0035】
図4(b)および図5に示すように、支持部材23は、略円板状の底面部233と、当該底面部233の一方の面側にその周縁に沿って起立した筒状部234と、筒状部234の縁端面において当該筒状部234の外側に張り出した張出部235とが一体に形成されたものである。このうち底面部233の上面には、円環状の吸着部材25の外周に沿うように3つの爪部237が設けられている。図4(a)および(b)に示すように、吸着部材25は、この3つの爪部237によって支持部材23に固定されている。また、支持部材23の底面部233のうちターンテーブル10のディスク係合部102と対向する部分である当接部231には、モータ回転軸41と係合する窪み(凹部)239が設けられている。
【0036】
一方、ディスク押圧部材24は、支持部材23の底面部233と略同一径の開口部243を有する略円環状の部材であり、ターンテーブル10に載置されたディスクと対向する押圧部241を有する。支持部材23は、その筒状部234がディスク押圧部材24の開口部243に挿通された状態となるように当該ディスク押圧部材24に装着されるとともに、ディスク押圧部材24に対して上下方向に摺動し得るようになっている。一方、ディスク押圧部材24の開口部243の縁部に相当する底面部247には、ディスク押圧部材24の支持部材23に対する摺動範囲を規制するための3つの離間規制部材245が当該ディスク押圧部材24と一体に設けられている。図5を参照して詳述すると、各離間規制部材245は、支持部材23における張出部235の外周に沿った位置に起立する突起部245aと、突起部245aの端面近傍において回転中心に向かって突出する爪部245bとを有する。この構成のもと、ディスク押圧部材24の支持部材23に対する摺動範囲は、ディスク押圧部材24が支持部材23に対して上方に移動して当該ディスク押圧部材24の底面部247が支持部材23の張出部235と当接した状態から(図6参照)、ディスク押圧部材24が支持部材23に対して下方に移動して離間規制部材245の爪部245bが支持部材23の張出部235と当接した状態に至るまで(図7参照)の範囲に規制されることとなる。
【0037】
また、ディスク押圧部材24と支持部材23との間には弾性部材261が配置されている。この弾性部材261は、ディスク押圧部材24の開口部243よりもやや大径のコイルばねであり、図4(b)に示すように、ディスク押圧部材24の底面部247と支持部材23の張出部235との間に介挿される。ディスク押圧部材24は、この弾性部材261によってターンテーブル10側に付勢されている。
【0038】
次に、図6および図7を参照して、本実施形態に係るディスク保持装置200によってディスクを保持するときの様子について説明する。なお、図6は許容最大寸法である厚さ1.5mmのディスクが保持された状態を示しており、図7は許容最小寸法である厚さ1.1mmのディスクが保持された状態を示している。ただし、図面が煩雑になるのを防ぐため、図6および図7においてはディスク自体の図示を省略し、その厚さのみを図示している。
【0039】
まず、ディスクがターンテーブル10に載置された後、永久磁石13と吸着部材25との間に作用する磁力によってディスククランパ20がターンテーブル10に装着される。このとき、図6および図7に示すように、ターンテーブル10のディスク係合部102から突出したモータ回転軸41が、支持部材23の底面部233に設けられた窪み239に係合することによって支持部材23の中心の位置あわせ(センタリング)がなされる。さらに、保持されるディスクの厚さにかかわらず、支持部材23の底面部233とターンテーブル10のディスク係合部102とは当接した状態となる。したがって、図6および図7を対比すれば判るように、永久磁石13と吸着部材25との距離はディスク厚にかかわらず一定となる。
【0040】
一方、ターンテーブル10に対する支持部材23の吸着に伴なって、ディスク押圧部材24のうちターンテーブル10との対向面はディスクに当接する。このときディスク押圧部材24は上方に移動して支持部材23に接近するため、両者の間に介在する弾性部材261は弾性的に収縮する。この結果、ディスク押圧部材24の押圧部241は、弾性部材261から与えられる弾性力によってディスクをターンテーブル10側に押圧することとなる。
【0041】
ここで、図6および図7を対比すると判るように、厚さ1.5mmのディスク50を保持したとき(図6)の弾性部材261の収縮量は、厚さ1.1mmのディスク50を保持したとき(図7)の弾性部材261の収縮量よりも大きいため、ディスクに作用するクランプ力は、前者の場合の方が後者の場合よりも大きい。しかしながら、上記第1実施形態において説明したのと同様の理由により、このクランプ力のばらつきは、図10に示したディスク保持装置900におけるクランプ力のばらつきと比較して無視できるほど小さい。したがって、本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様に、ディスク厚の相違に起因したクランプ力のばらつきを有効に抑えることができ、ひいてはクランプ力のばらつきに起因した種々の不具合を未然に防止することができるのである。
【0042】
加えて、本実施形態においては、ディスクが保持されたときにターンテーブル10のモータ回転軸41が支持部材23の窪み239に嵌り込むようになっているから、極めて簡易な構成により両者の中心位置を合致させることができる。ところで、図10に示したディスク保持装置900においては、突起と窪みとの位置関係が本実施形態とは逆となっている。すなわち、窪み912aがモータ回転軸912に設けられとともに、この窪み912aに係合する突起952が支持部材95に設けられている。しかしながら、一般的にモータ回転軸の硬度が高いという事情を考慮すると、これを加工して窪みを設けることは製造技術上困難であるといえる。加えて、比較的細いモータ回転軸の縁端部に窪みを設けた場合には、その強度が低下して破損しやすくなるといった問題も生じ得る。
【0043】
これに対し、本実施形態においては、支持部材23に窪み239が設けられているから、モータ回転軸41には何ら特殊な加工を施す必要がない。したがって、本実施形態によれば、図10に示したディスク保持装置900と比較して製造コストを低く抑えるとともに、モータ回転軸の強度を維持することができるという利点がある。もっとも、製造コストやモータ回転軸41の強度などを考慮しないのであれば、支持部材23に突起を設けるとともにモータ回転軸41に窪みを設ける構成を本発明において採用してもよい。
【0044】
また、本実施形態においては、ディスク押圧部材24に離間規制部材245が設けられている。ここで、この離間規制部材245を設けない構成においては、ディスク押圧部材24が支持部材23から所定の範囲を越えてターンテーブル10側に移動することも考えられる。そしてこの場合には、挿入されるディスクがディスク押圧部材24に衝突するといった事態が発生し得るのである。これに対し、本実施形態においては、ディスク押圧部材24が支持部材23から一定距離以上に離れる事態が離間規制部材245によって防止されるようになっているから、このような不具合を未然に防止することができる。
【0045】
<C:変形例>
以上この発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまでも例示であり、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【0046】
<C−1:変形例1>
上記各実施形態においては、支持部材23とディスク押圧部材24との間に介在する弾性部材261としてコイルばねを例示したが、本発明に適用し得る弾性部材はこれに限られない。例えば、図8または図9に例示するものを弾性部材として用いてもよい。すなわち、図8に示す弾性部材262は、円環状の板状部材262aに複数のU字状の切欠を形成するとともに、この切欠の内側に位置する舌状の部分(以下、「舌状部」という)262bを一方の面側に傾斜させた構成となっている。そして、円環状の板状部材262aをディスク押圧部材24の底面部247に装着する一方、この板状部材262aから突出した舌状部262bを支持部材23の張出部235に当接させるのである。あるいは逆に、円環状の板状部材262aを支持部材23の張出部235に装着する一方、舌状部262bをディスク押圧部材24の底面部247に当接させてもよい。この構成によれば、支持部材23の張出部235とディスク押圧部材24の底面部247との距離に応じて舌状部262bが弾性変形するから、上記各実施形態と同様の効果が得られる。
【0047】
一方、図9に示す弾性部材263は、ディスク押圧部材24の開口部243よりもやや大径の環状部材263aと、支持部材23の筒状部234よりもやや大径の環状部材263bとを、両部材を連結する複数の棒状部材263cとを有する。そして、環状部材263aをディスク押圧部材24の底面部247に装着する一方、環状部材263bを支持部材23の張出部235に装着するのである。この構成においても、支持部材23の張出部235とディスク押圧部材24の底面部247との距離に応じて棒状部材263cが弾性変形するから、上記各実施形態と同様の効果が得られる。
【0048】
また、ここではばねを用いた場合を想定したが、本発明における弾性部材はバネに限られるものではなく、ゴムその他の弾性材料によって構成された部材を弾性部材として用いることもできる。さらに、支持部材23およびディスク押圧部材24と別体のものとして弾性部材を設ける必要は必ずしもない。例えば、支持部材23とディスク押圧部材24とを弾性材料によって一体に形成するとともに、ディスク押圧部材24によるディスクの押圧に伴なって当該ディスク押圧部材24または支持部材23が弾性変形する構成としてもよい。要するに、本発明に係るディスク保持装置においては、ディスク押圧部材が弾性力によってディスクを押圧する構成となっていればよく、ディスク押圧部材や支持部材の形態の如何は不問である。
【0049】
<C−2:変形例2>
上記各実施形態においては、ターンテーブル10に永久磁石13を配置する一方、当該永久磁石13によって引き寄せられる吸着部材25を支持部材23に配置した構成を例示したが、この位置関係を逆にしてもよい。すなわち、吸着部材25をターンテーブル10に配置する一方、永久磁石13を支持部材23に配置してもよい。また、ここでは永久磁石13と吸着部材25との組み合わせを例示したが、支持部材23をターンテーブル10に吸着させるための構成はこれに限られない。要は、支持部材23およびターンテーブル10のそれぞれに強磁性体(永久磁石を含む)が設けられるとともに、一方の強磁性体が他方の強磁性体を吸引し、または両強磁性体が吸引し合う構成であればよい。
【0050】
<C−3:変形例3>
上記実施形態においては、ディスク押圧部材24を円環状の板状部材としたが、必ずしも円環状である必要はない。すなわち、本発明におけるディスク押圧部材は、ターンテーブルに載置されたディスクと対向する部分を備えており、この部分によってディスクを押圧し得る部材であればよい。もっとも、上記各実施形態に示したように円環状のディスク押圧部材を用いれば、ディスクの全周にわたって均一に押圧することができるという利点がある。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ディスク厚の相違に起因したクランプ力のばらつきを抑えることができる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るディスク保持装置の構成を示す断面図である。
【図2】同ディスク保持装置の外観を示す斜視図である。
【図3】同ディスク保持装置によってディスクが保持された様子を示す断面図である。
【図4】(a)は本発明の第2実施形態に係るディスク保持装置の構成を示す平面図であり、(b)および(c)は、それぞれ(a)におけるA−A’線からみたディスククランパおよびターンテーブルの構成を示す断面図である。
【図5】同ディスク保持装置におけるディスククランパの分解斜視図である。
【図6】同ディスク保持装置によって厚さ1.5mmのディスクを保持した様子を示す断面図である。
【図7】同ディスク保持装置によって厚さ1.1mmのディスクを保持した様子を示す断面図である。
【図8】本発明の変形例に係るディスク保持装置における弾性部材の構成を示す平面図および側面図である。
【図9】本発明の変形例に係るディスク保持装置における弾性部材の構成を示す平面図および側面図である。
【図10】従来のディスク保持装置の構成を示す断面図である。
【図11】従来のディスク保持装置によって厚さ1.5mmのディスクを保持した様子を示す断面図である。
【図12】従来のディスク保持装置によって厚さ1.1mmのディスクを保持した様子を示す断面図である。
【符号の説明】
100,200……ディスク保持装置、10……ターンテーブル、101……ディスク載置面、102……ディスク係合部、13……永久磁石(第1の強磁性体)、20……ディスククランパ、23……支持部材、231……当接部、233……底面部、234……筒状部、235……張出部、239……窪み、24……ディスク押圧部材、241……押圧部、243……開口部、245……離間規制部材(離間規制手段)、245a……突起部、245b……爪部、25……吸着部材(第2の強磁性体)、261,262,263……弾性部材、262a……板状部材(板状部)、262b……舌状部(変形部)、262a,262b……環状部材(第1の環状部材、第2の環状部材)、22c……棒状部材(変形部)、40……モータ、41……モータ回転軸、411……モータ回転軸の先端、50……ディスク、51……中央孔。
Claims (6)
- ディスクが載置されるディスク載置面を有するとともに第1の強磁性体を備えたターンテーブルと、
磁力によって前記第1の強磁性体と引き合う第2の強磁性体を備え、ディスクに対して前記ターンテーブルの反対側に配置された支持部材であって、前記第1の強磁性体と前記第2の強磁性体との距離が前記ターンテーブルに載置されたディスクの厚さにかかわらず一定となるように前記磁力によって前記ターンテーブルに装着される支持部材と、
前記支持部材によって支持されたディスク押圧部材であって、前記ターンテーブルに載置されたディスクを弾性力によって前記ターンテーブル側に押圧するディスク押圧部材と
を具備することを特徴とするディスク保持装置。 - 前記ターンテーブルは、前記ディスク載置面に対して突出してディスクの中央孔に係合する部分であって前記第1の強磁性体が埋設されたディスク係合部を有し、
前記支持部材は、ディスクが保持されたときにディスクの中央孔を介して前記ディスク係合部に当接する当接部を有する
ことを特徴とする請求項1に記載のディスク保持装置。 - 前記ターンテーブルは、前記ディスク係合部における前記支持部材との当接面から突出する突起部を有する一方、
前記支持部材は、当該支持部材が前記ターンテーブルに装着されたときに前記突起部と係合する窪みを有する
ことを特徴とする請求項2に記載のディスク保持装置。 - 前記ディスク押圧部材は、前記ターンテーブルの回転中心と略同心をなす円環状の板状部材であり、
前記支持部材および前記ディスク押圧部材の一方に装着され、前記ターンテーブルの回転中心と略同心をなす環状の形状を有する板状部と、当該板状部と一体に形成されて前記支持部材および前記ディスク押圧部材の他方に当接し、前記支持部材と前記ディスク押圧部材との距離に応じて弾性変形する変形部とを有する弾性部材
を具備することを特徴とする請求項1に記載のディスク保持装置。 - 前記ディスク押圧部材は、前記ターンテーブルの回転中心と略同心をなす円環状の板状部材であり、
前記支持部材に装着されて前記ターンテーブルの回転中心と略同心をなす第1の環状部材と、前記ディスク押圧部材に装着されて前記ターンテーブルの回転中心と略同心をなす第2の環状部材と、前記第1の環状部材と前記第2の環状部材とを連結するとともに両環状部材の距離に応じて弾性変形する変形部とを有する弾性部材
を具備することを特徴とする請求項1に記載のディスク保持装置。 - 前記支持部材と前記ディスク押圧部材とが所定の距離を越えて離間するのを規制する手段であって前記ディスク押圧部材に設けられた複数の離間規制部材を有する離間規制手段を具備し、
前記各離間規制部材は、前記支持部材の外周縁に沿った位置に当該支持部材に向かって起立する突起部と、当該外周縁の内側に向かって突出する爪状部とを有する
ことを特徴とする請求項1に記載のディスク保持装置。
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JP2002181430A Pending JP2004030715A (ja) | 2002-06-21 | 2002-06-21 | ディスク保持装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004030715A (ja) |
-
2002
- 2002-06-21 JP JP2002181430A patent/JP2004030715A/ja active Pending
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