JP2004132450A - 送りメカおよびそれを備えた光ディスク装置 - Google Patents

送りメカおよびそれを備えた光ディスク装置 Download PDF

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Abstract

【課題】光ピックアップの送りメカ、特に、状態保持が困難な中継部材であるリードラックとリードスクリューの摩耗や削れを押さえることができる送りメカを提供する。
【解決手段】リードスクリューとリードラックからなる送りメカにおいて、リードラックのラック歯の少なくとも先端の一部を、通常の送り動作時にリードスクリューに接するリードラックのラック歯の接触点、即ち略中央部よりもリードスクリュー側に突出させ、リードラックがリードスクリューの外周に乗り上げた時、前記リードラックの接点をリードスクリュー外周面より離間させることにより、前記接点の損傷を防止する。
【選択図】 図5

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部材を直線移動させる送りメカに係り、特に、光ディスクに情報の記録または再生を行う光ディスク装置に好適な送りメカ及びそれを備えた光ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、光ディスク装置は、PC等の外部機器の周辺機器として利用されており、光ディスク装置の中には、PC等に内蔵された光ディスク装置も存在する。
現在の光ディスク装置において、光ディスク上に記録されたデータを読み出す光ピックアップを、この光ディスクの半径方向に移動させる送りメカは、固定側に設けられたリードスクリューと、光ピックアップに取り付けられたリードラックを係合させるリードスクリュー方式のものが広く使用されている。リードスクリュー方式の送りメカでは、リードスクリューの外周に形成された螺旋状の溝に、リードラックに形成された突起部(ラック歯)を係合させる。通常の駆動条件においては、送りのために、側圧が加わるラック歯の部分(接触点)は常に同一部分となる。通常は若干摩耗しても接触面積が増えるため摩耗の進行性は無視できるが、外的な衝撃や振動によって、光ピックアップの暴走等が発生すると、リードラックがリードスクリューの螺旋状の面を外れて乗り越えてしまい、次のリードスクリューの溝に入り、また螺旋状の面を乗り越えることを繰り返すことによってリードラックの突起部の角部が大きく削れてしまう場合がある。
【0003】
一度突起部の角部が削れると、リードスクリューの螺旋状の面の外周側にリードラックの突起部が移動した時にリードラックが螺旋状の面を乗り越え易くなり、所定の駆動力を発生することができなくなる。特に、光ピックアップ内周検出メカのない光ピックアップ送りメカ等では常に光ピックアップの最内周では大きな側圧がリードラックに加わるため更に突起部の摩滅が進行してしまう可能性が高い。
【0004】
従来は部材の材質や潤滑油の選定によって、ラックの損傷の防止、噛込み量を大きくして、リードラックが螺旋状の面を乗り越え難くするなどにより所定の性能を確保している。
【0005】
しかし、ノート型PCと呼ばれるPCに光ディスク装置を内蔵することを想定した場合、ノート型PC自体がデスクトップ型PCと呼ばれるPCに比べて、薄く小さいため、光ディスク装置自体も薄型化、小型化することが要求され、スペースに余裕がない。そのため、ノート型PCにおいては光ピックアップ送りメカも小形で簡素な構造のものが要求される。またノートPCが携帯可能であるため、衝撃荷重が加わる可能性が高く、衝撃に対し損傷しにくいものであることが要求されている。
【0006】
リードスクリューとリードラックによる光ピックアップ送りメカの耐衝撃性を改善する目的で、リードラックがリードスクリューを挟む構造にして溝から外れないようにする技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開平12−030381号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
この従来技術は、リードラックがリードスクリューから外れ難くする点で効果が大きいが、リードスクリューをリードラックとその関連部分で挟むことが必要なためリードラックの寸法が大きくなり、組みたても面倒になる問題がある。また、リードラックがリードスクリューから外れ難いという効果の反面として、過大な荷重がリードラックに加わった場合、リードラックのヒンジ部が損傷しやすい問題がある。
【0009】
本発明の目的は、上記従来の問題点を解決し、過大な力が加わった場合にも、送り動作の性能劣化を生じる損傷を発生することがなく、また小形で簡素な構造の光ピックアップ駆動技術を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明による送りメカは、外周に螺旋状の溝が形成されたリードスクリューと、前記リードスクリューの螺旋状の溝に挿入されるラック歯が形成されたリードラックとを備え、前記ラック歯は前記螺旋状溝の底面と対向する対向部分を有し、前記対向部分は前記螺旋状の溝方向における両端部と前記端部間の中央部とを有し、前記両端部の内の一端を前記中央部に比べて溝の底面方向に突出させた突出部を形成し、前記リードスクリューを回転させることによって、前記リードラックを前記リードスクリューの軸方向に移動させる。即ち、本発明の送りメカは、リードスクリューとリードラックからなる送りメカにおいて、リードラックのラック歯の少なくとも先端の一部を、通常の送り動作時にリードスクリューに接するリードラックのラック歯の接触点である中央部よりもリードスクリュー側に突出させ、リードラックがリードスクリューの外周に乗り上げた時、前記リードラックの接触点をリードスクリュー外周面より離間させることにより、前記接触点の損傷を防止する。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、幾つかの実施例を用い、図を参照して説明する。
まず、本発明の第1の実施例を、図1から図6を参照して説明する。
図1は本発明による光ディスク装置の第1の実施例を示す斜視図である。図に示す実施例はノートPC用の薄型の光ディスク装置であり、1は光ピックアップ送りメカ、2は主回路基板、3はメインFPC、4はボトムケース、5はトップケース、6はディスクトレイ、7はレール、9はディスクモータ、10は光ピックアップである。
【0012】
光ピックアップ送りメカ1は、防振ゴムなどを介してディスクトレイ6に保持されている。主回路基板2はボトムケース4に固定されている。メインFPC(Flexible Print Circuit)3は、主回路基板1と光ピックアップ送りメカに取り付けられた中継基板を接続し、ボトムケース4に固定されている。ディスクトレイ6はレール7を介してボトムケース4に出し入れ可能に保持され、ディスクトレイ6を引き出して光ディスクの付け外しを行う。本図には記載していないが、ディスクトレイ6を引き込んだ時にはロックし、ユーザの操作によりロックを解除してトレイを引き出すイジェクト機構がトレイに内蔵されている。トップケース5はボトムケース4に固定される。ディスクモータ9は光ピックアップ送りメカ1に固定されている。光ディスクはディスクモータ9の備えられたチャッキング機構により保持される。光ピックアップ10はディスクの半径方向に移動できるように、光ピックアップ送りメカ1に保持され、また、光ピックアップFPCは中継基板に接続されている。
【0013】
図2は本発明による光ピックアップ送りメカの第1の一実施例を示す斜視図であり、説明を容易にするために、図1のカバーを削除して表示している。図2において、フレーム14にはディスクモータ9と中継基板8が固定されている。また、ディスクとほぼ平行に主軸12と副軸13が取り付けられている。光ピックアップ10は内蔵している軸受けに主軸12と副軸13が挿入され、ディスクと略平行に移動可能に保持されている。フレーム14には光ピックアップ10を移動させるための駆動力を発生する送りモータ15、駆動力を伝達するギヤ列16、ギヤの回転を直線方向に変換するリードスクリュー17が取り付けられている。リードスクリュー17はシャフトに螺旋状の溝が彫られたものである。また、光ピックアップ10にはリードラック18が取り付けられている。リードラック18の一部であり、弾性支持された突起部がリードスクリュー17の螺旋状の溝に係合しており、前記突起部はラックスプリング19(図3参照)によりリードスクリューに向けて付勢されている。送りモータ15の駆動力がギヤ列16を介してリードスクリュー17を回転すると、リードラック18の突起部がリードスクリュー17の螺旋状の溝に案内され、光ピックアップ10が主軸に沿って移動する。以下の説明においては、前記突起部をラック歯と呼ぶ。
【0014】
光ピックアップ10はディスクモータ9により回転する光ディスクの情報記録面にレーザ光を照射し、反射光を受光素子で電気信号に変換する。光ピックアップ10は送りメカ1によって光ディスクの平面部と平行に光ディスクの半径方向に移動する。これにより、光ピックアップから照射される前記レーザ光を光ディスクの必要な位置に位置決めし、周方向には光ディスクの回転によって光ディスク上の任意の情報格納場所にアクセスすることができる。光ディスクからの反射光から変換された電気信号は光ピックアップ送りメカ1に取り付けられた中継基板8、メインFPC3を経由して主回路基板に送られる。
【0015】
図3は本発明による送りメカの第1の実施例を示す一部拡大斜視図である。以下の説明において、図3に示したx、y、z方向によって規定される座標系を適宜説明に使用する。z軸はリードスクリュー17の中心軸方向で、光ディスクの内周側が正である。x軸はディスク面に平行で、z軸に直交する、リードラック18側が正である。計算の際、原点はリードスクリュー中心軸上に取る。y軸はx軸およびz軸に直交し、ディスクに近づく方向が正である。計算の際、原点はリードラック中心軸上に取る。
【0016】
まず、図10および図11を用いて従来技術のリードラック22について説明する。
図10は従来の送りメカのリードラックの構成図であり、図10(a)は正面図を、図10(b)は側面図を、図10(c)は平面図である。また、図11はリードスクリューの螺旋溝及びラック歯の断面図であり、図11(a)はラック歯が螺旋溝の上に乗り上げられた状態を示す断面図、図11(b)はラック歯が螺旋溝の谷底まで入り込んだ状態を示す断面図である。図11において、リードスクリュー17はその中心軸に対し所定の角度αおよび−αだけ傾いた2つの斜線が所定のピッチpの区間で一回転する螺旋状のリード面1711、リード面1712、谷底面1714から構成される螺旋溝171を軸心部の周囲に形成した軸である。図10に示すように、リードラック22は、ラックベース222がラック取り付け部の先端側に設けられたヒンジ223を介して支持された構成である。ラックベース222の中央部にラック歯221がリードスクリュー22側に突出している。ラック歯221はリードスクリュー17の溝171とx−z面上で噛み合う(接する)ようにy−z面内で傾いて形成されている。また、ラック歯221は前記リードスクリュー17の中心軸に対しx−z平面内でβおよび−βだけ傾いた傾斜面2211と2212およびy−z平面に平行な平面2213で構成される台形断面である。ラック歯221はラックスプリング(図示せず、但し、図3のラックスプリング19に相当)によってリードスクリュー17に対し付勢され、ラック歯221の先端両側稜線のほぼ中央の点AbおよびAfが図11に示すリードスクリュー17のリード面1711および1712と接する。以下の説明において、ラック歯およびリード面のz軸方向の、正側の面、あるいは点をf、z軸の負側の面、あるいは点を、bを付けて表す。
【0017】
図10では図示していないが、ラック取り付け部224とラックベース223には、ラックスプリングが飛出したりしないようにラックスプリングを位置決めする部分が形成されている(図示せず。但し、ラックスプリングの構成については、図3のラックスプリング19参照)。
通常の光ディスクからの情報再生あるいはアクセスのためのピックアップ送りの時(以下通常送り時と呼ぶ)には、ラック歯221は、図11(a)、(b)に示すように傾斜面2211および傾斜面2212と平面2213の交わる稜線の中央部(送り接触点AfおよびAb)でリードスクリューのリード面1711および1712と接触し、過大な軸方向の力が加わった場合、ラック歯221は送り接触点Aに加わるリード面1711あるいは1712からの外周方向の反力によって外周側に移動し、図10(a)のようにリードスクリュー17の外周面173に乗り上げられる。
【0018】
以下の説明において、上記従来技術と基本的に同じものは、同じ番号あるいは記号で表すものとする。
【0019】
以下、本発明の第1の実施例に係る送りメカの構成及び動作について説明する。
図4は本発明による送りメカに係るリードラックの第1の実施例を示す構成図であり、図4(a)は正面図を、図4(b)は側面図を、図4(c)は平面図である。図5は本発明による送りメカの第1の実施例に係るリードスクリューとリードラックの噛み合い状態を示す一部断面側面図であり、図5(a)はリードスクリューの溝とリードラックの通常送り時の噛み合い状態を示す図であり、図5(b)はリードスクリューのリード部外周にリードラックが乗り上げた状態を示す図である。図6は本発明による送りメカの第1の実施例に係るリードスクリューとリードラックの噛み合いを説明するための構成図であり、図6(a)は通常の中の噛み合い状態における一部断面側面図を示し、図6(b)は斜視図を、図6(c)は断面図を示す。
図4において、リードラック18は、ラック取り付け部184の先端に設けられたヒンジ183を介して支持されている。ラックベース182の中央部にラック歯181が取り付けられ、ラック取り付け部184とは反対方向に突出されている。
図5(a)に示すように、ラック歯181はリードスクリュー17の溝171とx−z面上で噛み合う(接する)ようにy−z面内で傾いて形成されている。なお、171はリードスクリューの螺旋溝であり、173はリードスクリューのシャフトである。
また、図4に示すように、ラック歯181はリードスクリュー17の中心軸に対しx−z平面内でβおよび−βだけ傾いた傾斜面1811と1812およびy−z平面に平行な3つの平面1813、1815、1817およびz軸に平行な面1814および1816さらにx−z面に平行な面1818および1819で構成される台形断面を有する。ラック歯181はラックスプリング19によってリードスクリューに対し付勢され、ラック歯181の両側の稜線のほぼ中央の点AbおよびAfが図6に示すリードスクリュー17のリード面1711および1712と接する。ラック取り付け部184とラックベース182には、ラックスプリング19が飛出したりしないようにラックスプリング19を位置決めする位置決め部分(図示せず)が形成されている。
【0020】
図6を参照すると、ラック歯181の形状は、通常送り時には、従来の直線歯と同様に、傾斜面1811および傾斜面1812と平面1815の交わる稜線の中央部(送り接触点AfおよびAb)でリードスクリューのリード面1711および1712と接触する。過大な軸方向の力が加わった場合、ラック歯181は送り接触点Aに加わるリード面1711あるいは1712からの外周方向の反力によって外周側に移動し、ラック歯型で決定される所定の半径まで送り接触点Aが移動して来ると、前記送り接触点Aとは別の点がリード面1711あるいは1712と接触し、それ以上外周側の位置にラック歯181がいる場合は、送り接触点Aをリード面1711あるいは1712から離間させるようにする。
【0021】
図5では、説明を簡単にするために、リードラック18が回転せず、平行な状態で移動するように示しているが、実際には主としてヒンジ183によって決まる中心線を中心として回転しつつリードスクリューの半径方向に移動する。以下の説明においては、説明を簡単にするため、ラック歯181は平行に移動するものとしている。
【0022】
本実施例のリードラックの形状について図6を用いて説明する。図6(a)〜図6(c)は、通常の送り駆動時におけるリードスクリュー17とリードラック18の噛み合いに関係する部分の状態を示している。リードスクリュー17はその中心軸に対し所定の角度αおよび−αだけ傾いた2つの斜線が所定のピッチpの区間で一回転する螺旋状のリード面1711、リード面1712、谷底面1714から構成される螺旋溝171を周囲に形成した軸であり、従来技術と同様のものである。
ラック歯181が螺旋溝171のそれぞれのリード面において、複数の点で接すると摩擦が増加し、走行時のモータにかかる負荷が大きくなる。そのため、ラック歯181とリード面1711、1712との接点はそれぞれのリード面の1点のみで接するように、リード面1711、1712の傾き角αはラック歯181の斜面1811の角度βによって定まる所定の角度より大きくなければならない。そのための条件を検討する。
【0023】
図6(a)〜図6(c)において、リード面1711上の点Pは次の(数1)〜(数4)で表すことができる。
xp=rp×cos(2×π×zp/p+φ)………(数1)
yp=rp×sin(2×π×zp/p+φ)………(数2)
φ=2×π×rp/p/tan(α)   …………(数3)
rp=√(xp+yp)       …………(数4)
なお、(数1)〜(数4)において、リードスクリュー17の軸中心Oからからラック歯181とリード面1711又は1712と接触する点Aまでのx軸方向の距離をxa、リードスクリュー17の軸中心Oから溝の稜線までのx軸方向の距離をxo、xaとxoの間の任意の距離をxp、また、x軸から距離ypを隔てて水平に引いた線とy軸に対して距離xpを隔てて水平に引いた線とが交わる点をPとすると、リードスクリュー17の軸中心Oと点P間の距離をrp、x軸と線OP間の角度をφとしている。また、x軸方向に対して距離xpを取ってz軸に平行な線がラック歯181の傾斜面1811と交わる点とA点間のz軸方向の距離をzp、x軸方向に対して距離xpを取ってz軸に平行な線がリード面1711と交わる点とA点間のz軸方向の距離をzpとしている。
【0024】
一方、図4において、平面1813、1814、1815、1816、1817が一平面であった場合、すなわち従来のラック歯形状の場合について一例を計算すると、点Pをリードスクリューの軸方向に投影したリードラックの斜面1811上の点は(数5)で表される。
xq=zq×tan(β)+yq×2×π×xa/p+xa−za×tan(β)…………(数5)
点Ab以外では前記二つの面が接触しない条件は
x≧xqかつz≠zpにおいて、zp>zqである…(数6)
実際には、(数6)を満たす角度0<β<π/2、0<α<π/2を決めることになる。ここで、強度上の要請から0<β<π/2とした。
xa=1.1mm、xo=1.4mm、p=3mm、β=82.7°とした時、上記条件を満たすαは計算によるとα=81°以下である。
【0025】
本実施例では、図4で示すように、リードラック18のリードスクリュー17に対向する面は一平面ではなく、従来技術のラックと同様の中央付近の平面Bf−Bb−Eb−Efと、前記平面と所定の角度で交わり、リードスクリュー17の軸に平行な面Cf−Cb−Bb−Bfおよび平面Ef−Eb−Fb−Ffを持っている。また平面Bf−Bb−Eb−Efと平行な面Df−Db−Cb−Cfおよび平面Ff−Fb−Gb−Gfが両側に設けられている。面Df−Db−Cb−Cfおよび面Ff−Fb−Gb−Gfは補強のために幅を広げたもので、ラック歯181とリード面1711あるいはリード面1712の干渉に対する検討では特に考慮しない。通常送り時は、これらの平面の交わる稜線は稜線Bf−EfおよびBb−Ebのそれぞれ一点(AfおよびAb)のみがリード面に接する。本実施例においては、稜線Bf−BbおよびEf−Ebのリードスクリュー軸からの半径rbおよびreは、稜線Cf−CbおよびFf−Fbのリードスクリュー軸からの半径rcおよびrfよりも大きく設定されている。前記半径rcおよびrfは、図から分かるようにAf、Ab点までのリードスクリュー軸からの半径ra=xaよりも大きく設定されている。しかし、条件によっては、点Cf、点Cbあるいは点Ff、点Fbが対向するリード面に接する可能性があるので、その計算を以下で行う。
【0026】
以下の検討においてはzが大きい側の面(f側)について記述する。前記計算によって、従来のリードラック22の場合については、ラック斜面2211が対向するリードスクリューのリード1711面とAf点以外では接しない条件は、明らかになっているので、これをもとに、点Cf、点Ffがリードスクリューの対向するリード面1711と接しない条件を検討する。
従来技術をベースにするとして、稜線Bf−Efおよびこの延長線よりリードスクリュー側の部分の平面18111を、稜線Bf−Efを軸として傾けた場合について検討する。その形状を図4(c)に示す。その計算結果を表1に示す。xa、xoが決まっている場合、表1の例のようにリード面の傾斜角度αと、ラック傾斜面の角度βは一方が決まると、干渉しないための他方の範囲が決定される。さらに、Cf点の位置が決まると、通常時にCf点がリードスクリューのリード面1711にめり込まないようにする角度γが決定される。表1の例から分かるように、ラック傾斜面の傾きが大きくなる(βの絶対値が小さくなる)と、ラック先端側の傾斜面の傾きγは、ラック傾斜面の傾きβと同じで良くなる。すなわち、ラック傾斜面の傾きβが所定の値以下であれば、先端部まで傾斜面1811は同一平面で形成できる。
表1
Figure 2004132450
【0027】
上記のように、ラック傾斜面1811が同一平面で構成できるものとして、ラック歯181がリードスクリューに乗り上げた場合に、通常送り時の接触点Afの損傷を防止するラック形状について検討する。
例としてラック歯181およびリードスクリュー17の基本形状を次のように設定する。xa=1.1mm、xo=1.5mm、yf=−0.843mm、yc=0.843mm、β=7.3°、α=20°とする。この条件では、通常送り時にはラック歯181とリード面1711が干渉することはない。ラック歯181がリードスクリュー外周173に乗り上げた時にAf点を保護するために、Af点がリード面1711を外周側に滑って移動したとき、所定の半径より外側においては、Cf点あるいはFf点が接触し、Af点はリード面1711から離れるようになるラック形状にする必要がある。そこで、Af点がリード面の最外周の稜線に接している時のCf点あるいはFf点の位置を計算し、Cf点あるいはFf点がリードスクリューにめり込んだ位置になっていれば、Af点を保護する効果があることになる。この考えに基づき、xc=xf(xcはC点のx座標位置、xfはF点のx座標位置)を変えた場合のCf点およびFf点の位置とリード面1711と外周面173の稜線との相対位置の計算結果を表2に示す。
表2
Figure 2004132450
【0028】
上記表2において、xdiffはラックの稜線Bf−EfとCf点あるいはFf点のx方向の差であり、正は隙間が存在することを表し、負は干渉していることを表す。同様に、zdiffはリードラック稜線とCf点あるいはFf点のz方向の差であり、正および負はxdiffと同様である。Ff点において、zdiffは正であるから、Ff点はラック稜線Bf−Efをリード面1711から離間させる機能を持たないことが分かる。しかし、xdiffが負であるので、リードスクリュー外周173上にラック歯181がある時はラック稜線Bf−Efをリードスクリュー外周173から離間させる効果は持っている。xbordはラック歯181がリードスクリューのリード面1711を滑って外側に移動していったとき、ラック歯181とリード面1711の接触点が、ラック歯181の稜線Bf−Efから点Cfに変わる境界である。ラック歯181の稜線Bf−Efがxbordより外側に位置する場合、ラック歯181は点Cfがリード面と接し、点Afを含む稜線Bf−Efはリード面から離れる。xbordよりラック歯181の位置が外側においては、点Afには荷重が加わらず、損傷しない。もう一方の面(b側)においても形状が点対称であることを考慮した上で、同様のことが言える。
【0029】
以上は、静的な場合についての話であるが、次に動的な状態を含めた検討を行う。前述のようにラック歯181はラックスプリング19によりリードスクリュー側に押されている。この付勢力は光ピックアップを送る駆動力によって半径方向にずれないように十分大きな値であり、摩擦力が許容値以下となるように、所定の値以下でなければならない。現状のノートPCでは、0.2Nから1Nの範囲と考えられる。仮に付勢力を0.3Nと仮定すると、ラック歯181およびラックベース182の合計質量は5mg程度であるから、ラック歯181は、相手面からの反力がなければ、60000m/s以上の加速度で加速される。光ディスク装置に衝撃力が作用し、ラック歯181が螺旋溝171から外れて高速で移動した場合を想定する。仮に表2のNo.3の形状のラック歯181が、移動速度が4m/sで、リードスクリュー17外周を軸方向に滑ったとする。
【0030】
以下、図7を参照しつつ説明する。
図7はリードスクリューの螺旋溝とリードラックのラック歯の噛み合い状態を示す断面図であり、図7(a)はラック歯が螺旋溝の稜線に乗り上げた状態を示し、図7(b)はラック歯が螺旋溝の谷底まで入り込んだ状態を示し、図7(c)はラック歯がリード面の途中にある状態を示す。
図7は説明のため、単純化した図になっており、ラック歯上の点とリード面の位置の大小関係は必ずしも正確ではない。ラック先端の幅(稜線Bf−Efと稜線Bb−Ebのz方向の間隔)を0.5mmとすると、螺旋溝171の幅は外周において0.5+0.4×Tan20°=0.791mmである。図7(a)のようにラック歯181がリードスクリュー外周面173を離れる時、表2から、ラック稜線Bf−Efは半径方向には0.044mm外側、軸方向にはリードの谷側に0.047mmの位置である。ラック歯181は最大で0.791−0.5−0.047=0.0244mmの間、概略放物線運動をする。前記付勢力による半径方向加速度により、ラック歯181はリードの谷底に向けて移動する。軸方向の移動速度Vと付勢力Fによる加速度によって影響される位置で、ラック歯181の稜線Bf−Efはリード面1711と衝突する。移動速度Vが小さく、付勢力Fが大きければ、ラック歯181はリード面1712に短時間後に接触し、以後すべりつつ螺旋溝171の谷底に向かって移動し、通常送り時の状態、図7(b)になる。その後、図7(c)のようにラック歯181はリード面1711を滑りながら外側に移動し、再度リードスクリュー17の外周面に乗り上げ、外周面を滑って移動する。このような運動を以後、繰り返す。一方、移動速度Vが大きく、付勢力Fが小さければ、ラック歯181はリードスクリュー17の螺旋溝171の谷方向にあまり移動しない内に、稜線Bf−Efあるいは点Cfがリード面1711と衝突する。その後は前と同様にリード面1711上を外周側に滑って移動した後、再度リードスクリュー外周面を滑って移動する。
【0031】
表2から、ラック歯181の稜線Bf−Efは通常送り時のリード面接触点から外周側に0.24mmの点(xbord)より外側では、点Cfがリード面1711に接触し、ラックの稜線Bf−Efはリード面1711に接触しない。このように本実施例によれば、衝撃の大きい移動速度Vが大きい場合に、通常送り時に駆動力を伝達するラックの稜線Bf−Efが直接リ−ド面と衝突するのを防ぐことができる。
ラックの軸方向移動速度Vが低い場合、ラック稜線Bf−Efは上記xbordよりも谷底側でリード面1711に衝突することになる。上記第1の実施例のラック歯形状の場合、xbordの位置でラック稜線Bf−Efがリード面1711に衝突するラック歯181のリード軸方向移動速度は次により求められる。リードスクリュー外周からラック先端Cbが離れる瞬間のx方向位置とxbordの差は1.544−1.34=0.204mmであり、同様にリード面1711上のx座標がxbordの点とのz方向の差は0.1455−0.047+0.1455×(1.34−1.1)/0.4=0.186mmである。前記半径方向の加速度(60000m/s)でx方向を移動する時間は0.117msである。この時間でz方向を等速度で移動する速度は0.186/0.000117=1590mm/sである。すなわち、上記条件では、ラックのリード軸方向移動速度が約1.6m/sまでがラックの稜線Bf−Efがリード面1711に直接衝突する可能性がある。それ以上ラックの軸方向移動速度Vが大きい場合は点Cfが最初にリード面1711に衝突するから、ラックの稜線Bf−Efの損傷を防止することができる。稜線Bf−Efが直接リード面に衝突する場合、送り動作時の接触点Af付近が損傷する可能性がある。損傷の程度はラックの軸方向移動速度が小さいほど小さいから、より低い速度でも稜線Bf−Efの衝突を防止できるように、xbordが低い方が望ましい。しかしながら、通常送り時には稜線Bf−Efがリード面に接触するものでなければならない。
【0032】
前記の点を考慮した第2の実施例を図8と図9を用いて説明する。
図8は本発明による送りメカのリードラックの第2の実施例を示す構成図であり、図4(a)は正面図、図4(b)は側面図、図4(c)は平面図である。図9は本発明の第2の実施例に係る送りメカのラック歯の斜視図である。
この実施例は第1の実施例とラック歯形状のみが異なり、他の部分の形状は同じである。ラック歯211は傾斜面2111の先端の一部21111および2112の先端側の一部21121が異なる角度で傾斜している。ラック歯先端側に設けた追加傾斜面(表1で傾きをγで表した面)21111あるいは21121を、対向するリード面1711あるいは1712との隙間を小さくするように傾ける。この結果、図9から分かるように、ラック歯211は若干ねじれたような形状になる。次の表3に示すように、ラック歯先端の角度γを設定すると、No.3のラック歯型の場合、ラック歯211がリードスクリュー外周面173から離れる点と、点Cfがラック稜線Bf−Efよりも先にリード面に接触する境界位置xbordとのx方向距離は1.544−1.16=0.384mm、z方向距離は0.1455−0.109+0.1455×(1.16−1.1)/0.4=0.059mmである。前出の実施例1と同様の手順で計算すると、ラック稜線Bf−Efが直接リード面と衝突するラックのリード軸方向速度の最大値は369mm/sである。前記実施例1よりも、ラック稜線Bf−Efが直接衝突するラックのリード軸方向速度の最大値を下げることができ、ラックの送り時接触部Afの損傷を防止する効果を、さらに高めることができる。一方、上記のように、ラック歯211が螺旋溝171の中に入ったとき、z方向のすきまが小さ過ぎると、軸方向に大きな力が加わったとき、ラックの変形が拘束され、リードからラックが逃げにくくなるおそれがあるため、適切な範囲にすべきである。表3
Figure 2004132450
【0033】
本発明を実施するに当たって、適用される条件に応じてラックおよびその周辺形状あるいは材質は異なるものを選定でき、上記説明した例に限定されるものではない。また、本発明を適用することにより、光ディスク装置以外の送りメカにおいても、上記説明した機能を具備させることが可能なことは明らかである。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、異常荷重作用時に保護する部分を設けることにより、通常の送りメカにおいて送り力を伝達する接触部を保護することができ、送りメカの信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光ディスク装置の第1の実施例を示す斜視図である。
【図2】本発明による光ピックアップ送りメカの第1の実施例を示す斜視図である。
【図3】本発明による送りメカの第1の実施例を示す一部拡大斜視図である。
【図4】本発明による送りメカに係るリードラックの第1の実施例を示す構成図である。
【図5】本発明による送りメカの第1の実施例に係るリードスクリューとリードラックの噛み合い状態を示す一部断面側面図である。
【図6】本発明による送りメカの第1の実施例に係るリードスクリューとリードラックの噛み合いを説明するための構成図である。
【図7】リードスクリューの螺旋溝とリードラックのラック歯の噛み合い状態を示す断面図である。
【図8】本発明による送りメカのリードラックの第2の実施例を示す構成図である。
【図9】本発明の第2の実施例に係る送りメカのラック歯の斜視図である。
【図10】従来の送りメカのリードラックの構成図である。
【図11】リードスクリューの螺旋溝及びラック歯の断面図である。
【符号の説明】
1…光ピックアップ送りメカ、2…主回路基板、3…メインFPC、4…ボトムケース、5…トップケース、6…ディスクトレイ、7…レール機構、8…中継基板、9…ディスクモータ、10…光ピックアップ、11…光ピックアップFPC、12…主軸、13…副軸、14…フレーム、15…送りモータ、16…ギヤ列、17…リードスクリュー、18…第1の実施例のリードラック、19…ラックスプリング、20…ラック止めネジ、21…第2の実施例のリードラック、22…従来技術のリードラック、171…リードスクリューの螺旋溝、1711…リードスクリューのリード面(f側)、1711…リードスクリューのリード面(後面側)、173…リードスクリューの外周面、181…第1の実施例のラック歯、1811…第1の実施例のラック歯傾斜面(f)、1812…第1の実施例のラック歯傾斜面(b)、182−第1の実施例のラックベース、183…第1の実施例のラックのヒンジ、211…第2の実施例のラック歯、2111…第2の実施例のラック歯傾斜面(f)、2112−第2の実施例のラック歯傾斜面(b)、
A…通常送り時のラック接触点、B…A点を含むラック稜線の一端、E…A点を含むラック稜線の他の一端、C…A点を保護する突出点、F…A点を保護する他の突出点。

Claims (7)

  1. 外周に螺旋状の溝が形成されたリードスクリューと、前記リードスクリューの螺旋状の溝に挿入されるラック歯が形成されたリードラックとを備え、前記ラック歯は前記螺旋状溝の底面と対向する対向部分を有し、前記対向部分は前記螺旋状の溝方向における両端部と前記端部間の中央部とを有し、前記両端部の内の一端を前記中央部に比べて溝の底面方向に突出させた突出部を形成し、前記リードスクリューを回転させることによって、前記リードラックを前記リードスクリューの軸方向に移動させることを特徴とする送りメカ。
  2. 外周に螺旋状の溝が形成されたリードスクリューと、前記リードスクリューの螺旋状の溝に挿入されるラック歯が形成されたリードラックとを備え、前記ラック歯はその中央部で前記リードスクリューと接触する部分と、その先端の一端において、前記中央部より前記リードスクリュー側に突出する突出部とを有し、前記リードスクリューを回転させることによって、前記リードラックを前記リードスクリューの軸方向に移動させることを特徴とする送りメカ。
  3. 請求項1又は2に記載の送りメカにおいて、前記ラック歯の前記対向部分の両端部が前記中央部に比べて前記螺旋状の溝の底面方向に突出された2つの突出部を有することを特徴とする送りメカ。
  4. 請求項1乃至3の何れかに記載の送りメカにおいて、前記ラック歯が前記リードスクリューの外周に乗り上げた時、前記ラック歯の中央部はリードスクリュー外周面から離間することができるように、前記突出部の高さを設定することを特徴とする送りメカ。
  5. 請求項1乃至4のいずれかに記載の送りメカにおいて、前記ラック歯の前記突出部は前記螺旋状の溝のリード面側に突出側壁するように構成することを特徴とする送りメカ。
  6. 外周に螺旋状の溝が形成されたリードスクリューの螺旋状の溝に、ラック歯を挿入し、前記リードスクリューを回転させることによって、前記リードラックを前記リードスクリューの軸方向に移動させる場合、前記ラック歯が前記リードスクリューの外周に乗り上げた時、前記ラック歯の前記螺旋状溝の溝方向における端部によって、前記端部間の中央部が前記リードスクリュー外周面から離間することができるように構成されていることを特徴とする送りメカ。
  7. 光ディスクを支持し回転させるスピンドルモータと、前記光ディスク上の情報格納場所に情報検出光を照射する手段を備えた光ピックアップと、前記光ピックアップの情報検出光照射手段を前記光ディスクと平行に移動させる送りメカを備え、前記送りメカは請求項1乃至5に記載の送りメカを有することを特徴とする光ディスク装置。
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