JP2004319005A - 光ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】スリム型の光ディスク装置に動吸振器を搭載するに際して、動吸振器を設置するための特別の空間を設けることなく、光ディスク装置の低振動化と防塵化を図ること。
【解決手段】円盤状のディスクを回転させるモータ300及びディスク上の情報を読み取る光学ヘッド400を有するユニット機構100を弾性体によってディスクトレイに取り付けた光ディスク装置において、光学ヘッドを案内する光学ヘッド案内機構と光学ヘッドの一部とを覆うユニット機構カバー111を設け、ユニット機構カバー111はユニット機構100とばね120b及び/又はゴムで連結し、ばね120b及び/又はゴムと、質点として機能するユニット機構カバー111と、から動吸振器を構成し、ばね及び/又はゴムの主振動軸はユニット機構カバーの振動方向と一致させること。
【選択図】 図2
【解決手段】円盤状のディスクを回転させるモータ300及びディスク上の情報を読み取る光学ヘッド400を有するユニット機構100を弾性体によってディスクトレイに取り付けた光ディスク装置において、光学ヘッドを案内する光学ヘッド案内機構と光学ヘッドの一部とを覆うユニット機構カバー111を設け、ユニット機構カバー111はユニット機構100とばね120b及び/又はゴムで連結し、ばね120b及び/又はゴムと、質点として機能するユニット機構カバー111と、から動吸振器を構成し、ばね及び/又はゴムの主振動軸はユニット機構カバーの振動方向と一致させること。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
CD−ROM及びDVD等の光学読取及び記録機構を有する可換型ディスク装置に係り、特に、高速回転型で装置厚み20mm以下の薄型光ディスク装置の動吸振器に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ディスク装置はその機能の特徴上ディスクが交換可能である。そのため、ディスク固体のばらつきや、駆動モータへの偏芯取り付け等によって発生する回転中心と重心のばらつき、すなわちアンバランスが発生する。この状態でディスクが回転すると、アンバランスによる回転振動に関して、回転数の2乗に比例して振動振幅が大きくなる。振動振幅が増大することで装置が大きく振動してユーザに不快感を与えたり、記録再生部の位置決めが出来ず、データ転送高速化の際の大きな問題となる。特に、厚み20mm以下の光ディスク装置(以下、スリム型光ディスク装置と称する)は、厚み40mm程度の光ディスク装置(以下、ハーフハイト光ディスク装置と称する)に比べて軽量であるため、振動問題はより深刻となる。例えば、ハーフハイト型光ディスク装置は装置質量約1kgに対して、スリム型光ディスク装置は装置質量約200gである。
【0003】
ディスク回転数が両装置とも同じ場合は、単純に振動振幅が質量に反比例するため、スリム型光ディスク装置の振動振幅はハーフハイト型光ディスク装置のそれに対して約5倍になることが容易に推測できる。
【0004】
このような振動問題に対して、従来技術として、光ディスクを回転駆動するスピンドルモータと光ディスクを読み取るためのピックアップを載置するためのメインフレームと、前記メインフレームを収容する筐体と、前記メインフレームと前記筐体とを弾性的に結合する第1の弾性体と、前記メインフレームと第2の弾性体を介して結合されるサブフレームと、を備えた光ディスク再生装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
この従来技術によると、筐体上には第1の弾性体としての弾性部材を介してメインフレームの周囲の縁部が弾性支持されており、また、メインフレーム上には第2の弾性体としての第2の弾性部材を介してサブフレームが取り付けられた構造である。そして、メインフレームとサブフレームは金属などの板形状で、お互い面外方向を軸とする弾性体により結合されている。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−328944号公報(第4頁左欄の記載、図1及び図3)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1に示す従来技術は、光ディスク再生装置中に吸振のための部品を追加配置しても装置全体の厚みに影響を及ぼさない程の元々厚みのある装置を対象としており、即ち、装置厚み約40mmのハーフハイト型装置が対象となっており、本発明のように、装置厚みが約20mm以下のスリム型装置に対して適用できる技術ではない。また、従来技術に示すようなハーフハイト型装置はユニット機構が外部に露出しないため、メインフレームの一部に配置されるだけで、埃、触手などに対する構造上の配慮がされていない。即ち、従来技術の吸振機構はカバー機能を具備していないものである。
【0008】
本発明の目的は、スリム型の光ディスク装置に動吸振器を搭載するに際して、動吸振器を設置するための特別の空間を設けることなく、光ディスク装置の低振動化と防塵化を図ることのできる構成を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
円盤状のディスクを回転させるモータ及び前記ディスク上の情報を読み取る光学ヘッドを有するユニット機構を弾性体によってディスクトレイに取り付けた光ディスク装置において、
前記光学ヘッドを案内する光学ヘッド案内機構と前記光学ヘッドの一部とを覆うユニット機構カバーを設け、
前記ユニット機構カバーは前記ユニット機構とばね及び/又はゴムで連結し、
前記ばね及び/又はゴムと、質点として機能する前記ユニット機構カバーと、から動吸振器を構成する光ディスク装置。
【0010】
また、円盤状のディスクを回転させるモータ及び前記ディスク上の情報を読み取る光学ヘッドを有するユニット機構を弾性体によってディスクトレイに取り付けた光ディスク装置において、
前記光学ヘッドを案内する光学ヘッド案内機構と前記光学ヘッドの一部とを覆うユニット機構カバーを設け、
前記ユニット機構カバーは前記ユニット機構とばね及び/又はゴムで連結し、
前記ばね及び/又はゴムと、質点として機能する前記ユニット機構カバーと、から動吸振器を構成し、
前記ばね及び/又はゴムの主振動軸は前記ユニット機構カバーの振動方向と一致させる光ディスク装置。
【0011】
また、前記光ディスク装置はその装置厚みが20mm以下である光ディスク装置。
【0012】
このような構成を採用することにより、本発明は、動吸振器を設置するための特別の空間を設けることなく、光ディスク装置の低振動化と防塵化を図ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る光ディスク装置の動吸振器について、図面を参照しながら以下説明する。まず、本実施形態に係る光ディスク装置の全体構成について図4を参照しながら説明する。図4において、本実施形態のスリム型光ディスク装置は、主に装置本体10と、情報の記録媒体であるディスクを装置内へ搬入又は装置外へ搬出するためのディスクトレイ500と、ディスク600を回転駆動させるスピンドルモータ300とディスク情報を光学的に記録再生するヘッド400とスピンドルモータ及びヘッドを搭載したユニット機構フレーム110とを有するユニット機構100と、を備えている。更に、装置本体10の上面と下面と前面は、それぞれトップカバー900、ボトムカバー800、フロントパネル700で覆われている。
【0014】
また、ディスクトレイ500には、ユニット機構100とボトムカバー800が取付けられ、ユニット機構100は、複数の防振脚200(後述する動吸振器の一部を構成するばね120aやゴム120bなどの弾性体とは異なる構成要素)を介してディスクトレイ500に取り付けられるとともにボトムカバー800で覆われている。
【0015】
次に、本実施形態に係るスリム型光ディスク装置の動作について説明すると、ユーザはフロントパネル700に設けられたイジェクトボタンを押圧する。すると、ユニット機構100と一体的構造となっているディスクトレイ500が排出される。このようにして、ディスク装着が可能となった光ディスク装置にユーザがディスク600をスピンドルモータ300に装着する。その後、フロントパネル700を光ディスク装置内部に押し込み、装置本体10にディスク600を装着する。
【0016】
以上のように、ディスク600が装着された光ディスク装置は、情報が書き込まれたディスク面に対して情報を記録再生できるように、ヘッド400から射出されるレーザの焦点を合わせる。装置制御部はディスク600上の情報を記録再生できるようになったと判断し終えると、ディスク600を定常回転数まで上昇させる。その後、ユーザの要求に応じてコンピュータは光ディスク装置からディスク600内のソフト立ち上げを行う。
【0017】
次に、本発明の実施形態に係る光ディスク装置の動吸振器(ダイナミックダンパと称し、自身の動きによって振動を吸収するもの)について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は本発明の実施形態に係る光ディスク装置における動吸振器を設けたユニット機構を示す斜視図であり、図2は本実施形態の関するユニット機構に設けられた動吸振器を裏面からみた図である。本実施形態の特徴は、ユニット機構100の上方に配置されたユニット機構カバー111を質点(重り)とし、ばね120aを取り付けて動吸振器を構成し、ユニット機構100の振動低減を図ったものである。この際、加振源は回転するディスクである。ディスクの偏芯や重心の偏りによって、ディスク回転面において回転ムラが生じ、これが起因となってユニット機構に振動が伝わり、更に光ディスク装置全体の振動となって外部に振動が伝達されることとなる。
【0018】
ここで、ユニット機構カバー111とばね120aからなる動吸振器は、ユニット機構100を上方からの塵埃浸入を防ぐユニット機構カバー111を利用するものであって、したがって、動吸振器はユニット機構カバー111形状を形成しており、ユニット機構カバー111自身をユニット機構100の面内方向(図2で紙面に平行な面)に支持するため、面外方向(図2で紙面に垂直な面)の曲げ部112を持ち、ユニット機構フレーム110にばね120aを介して取り付けられている。図2の(2)にユニット機構100と動吸振器の側面図を示す。これによると、ディスク600に起因するユニット機構100の振動は、矢印のように紙面の左右方向に振動する。この左右方向振動を、主振動軸の一致するばね120bと重量のあるユニット機構カバー111とで振動吸収して外部にディスク振動を伝えないようにしているのである(動吸振器はユニット機構の振動と逆位相に振動する機能を有するものであるから、動吸振器を搭載したユニット機構は全体として振動が抑制されることとなるのである)。また、同時に外部からの振動に対しても動吸振器で吸収して装置内部に引き込まないようにする機能を奏する。
【0019】
このような構成の採用により、動吸振器の重りであるユニット機構カバー111はディスク600によるアンバランス振動の主な発生方向であるディスク回転面内方向(図2で紙面に平行な面)に振動することができて、加振源であるディスクのアンバランスな回転始動を吸振することができる。動吸振器の他の構成例として、図3に示したように、ばね120aに代えて、減衰比の高いゴム120b等の弾性体を用いても良く、更に、ばね120aに弾性体120bを並設したもの(ばねで形成した空間中にシリコンゴムを注入したものをも含む)であっても良い。
【0020】
次に、動吸振器の設計方法について説明する。動吸振器のばね定数、減衰比は以下の式から決定できる。図1、図2に示した動吸振器をパーソナルコンピュータに搭載した状態を想定すると、3自由度振動系とみなすことができる。図5は本実施形態に関する、パーソナルコンピュータに動吸振器を搭載した場合における3自由度振動系の模式図である。図5において、950はパーソナルコンピュータ、600は光ディスク、100はユニット機構、111はユニット機構カバーである。図5で光ディスク600から右側全体は光ディスク装置を示していて、この光ディスク装置がパソコン950に連係していることを示す。各質点(重り)の運動方程式は次式となる。
【0021】
【数1】
ここで、m1はユニット機構カバー111を含めたユニット機構100の質量を除いた光ディスク装置の質量、m2はユニット機構100の質量、m3は質点(重り)であるユニット機構カバー動吸振器111の質量である。xはそれぞれの質点の変位である。k1はパーソナルコンピュータと光ディスク装置間のばね剛性、k2は光ディスク装置とユニット機構100間のばね剛性すなわち防振脚剛性、k3はユニット機構100と動吸振器間のばね剛性である。また、cは減衰定数である。fはアンバランスディスクによる回転加振力である。
【0022】
上記式は、質点m2すなわちユニット機構100にアンバランス加振力fが作用したときの運動方程式である。上記式を行列式として光ディスク装置x1について解く。パラメータは各質点の質量、各質点間のばね定数、減衰比である。光ディスク装置全体の質量、ユニット機構100の質量、パーソナルコンピュータと光ディスク装置間の剛性、減衰比は定数とすることが出来ることから、光ディスク装置とユニット機構100間、およびユニット機構100と動吸振器のばね定数、減衰比および動吸振器の質量が設計パラメータとなる。
【0023】
図6は本実施形態に関する動吸振器の共振周波数を固定した場合における動吸振器の減衰比を種々変えたときの光ディスク装置の振動を示す図であり、図7は本実施形態に関する動吸振器の減衰比を固定した場合における動吸振器の質量を種々変えたときの光ディスク装置の振動を示す図である。図6と図7において、縦軸は装置振動値であり(縦軸は入力振動が1のときの出力振動値を示す)、1G以下で動吸振器の効果が発揮されたことを示す。図6に示すパラメータはディスクの回転数を示している。
【0024】
図7で、動吸振器、主としてユニット機構カバーに関しては、重いほど効果があるが、本実施形態では軽量なスリム形光ディスク装置に搭載することを想定すると、なるべく軽い方が望ましい。動吸振器が光ディスク装置質量(約200g)の1割以下が望ましいため、動吸振器質量は20g以下となる。また、装置振動を1G以下とすることを目標とすると、動吸振器質量は少なくとも3g以上は必要である(図7では質量3で振動値が1を示す)。このように、スリム型光ディスク装置においては、動吸振器、即ち主としてユニット機構カバーの質量は、3g〜20gが望ましいことを見い出した。そして、ユニット機構カバー111は板厚を選択することにより任意の質量を得ることができるので、上記範囲の質量の選択は可能である。
【0025】
また、図6を参照して、動吸振器の減衰比に関しては小さい方が効果が大きいが、前述した動吸振器質量を考慮して、0.005以下が望ましい。しかし、ばねの減衰比は最小でも0.001以上はあるので、減衰比の設計範囲としては0.001以上で0.005以下となる。例えば、図7を参照して、仮に、減衰比が0.01のものを選べば、動吸振器の質量は50gを必要とし(動吸振器の機能を効果あらしめるためには)、この質量は光ディスク装置全体の質量が200gであることに対して余りにも非現実的な数値であると云える。
【0026】
図8と図9は動吸振器のパラメータ(共振周波数、減衰比)を固定して、防振脚の減衰比と共振周波数を種々変えたときの装置振動を示す図である。図8と図9の特性から分かるように、装置振動は防振脚の減衰比にはほとんど影響されず、共振周波数には1次関数的に比例して装置振動が上昇する。なお、図8と図9は、動吸振器の吸振効果を含ませた上で、防振脚の特性がどのようになるかを示したものであり、装置振動の及ぼす防振脚の減衰比と共振周波数を開示したものである。
【0027】
以上説明したように、スリム型光ディスク装置の構造の特徴を加味すると、本発明の特徴は、ユニット機構を埃や触手から防ぐユニット機構カバーを利用して、このユニット機構カバーを動吸振器の質点(重り)とするとともに、ユニット機構に接続するばね及び/又は弾性体がディスク回転面内方向を主振動軸とする構成とする。そして、本実施形態の具体的構成として、動吸振器質量は5g以上で20g以下であり、減衰比は0.001以上で0.005以下が適切であることを見い出した。また、防振脚の共振周波数および減衰比は耐衝撃性を加味した値で構わない。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、動吸振器を装置厚みがおおむね20mm以下のスリム型の光ディスク装置に搭載するに際して、動吸振器を設置するための特別の空間を設けることなく、光ディスク装置の低振動化を図ることができる。
【0029】
また、動吸振器が、質点(重り)としての機能に加えて、ユニット機構を防塵するユニット機構カバーとしての機能をも果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る光ディスク装置における動吸振器を設けたユニット機構を示す斜視図である。
【図2】本実施形態の関するユニット機構に設けられた動吸振器を裏面からみた図である。
【図3】本実施形態に関するユニット機構に設けられた別構成の動吸振器を裏面からみた図である。
【図4】本実施形態に係るスリム型光ディスク装置の全体構成を示す図である。
【図5】本実施形態に関する、パーソナルコンピュータに動吸振器を搭載した場合における3自由度振動系の模式図である。
【図6】本実施形態に関する動吸振器の共振周波数を固定した場合における動吸振器の減衰比を種々変えたときの光ディスク装置の振動を示す図である。
【図7】本実施形態に関する動吸振器の減衰比を固定した場合における動吸振器の質量を種々変えたときの光ディスク装置の振動を示す図である。
【図8】本実施形態に関する動吸振器の共振周波数、減衰比および防振脚の共振周波数を固定したときの防振脚の減衰比を種々変えたときの装置振動を示す図である。
【図9】本実施形態に関する動吸振器の共振周波数、減衰比および防振脚の減衰比を固定したときの防振脚の共振周波数を種々変えたときの装置振動を示す図である。
【符号の説明】
10 装置本体
100 ユニット機構
110 ユニット機構フレーム
111 ユニット機構カバー
112 ユニット機構カバー曲げ部
120a ばね
120b 弾性体
200 防振脚
300 スピンドルモータ
400 ヘッド
600 ディスク
800 ボトムカバー
900 トップカバー
950 パーソナルコンピュータ
【発明の属する技術分野】
CD−ROM及びDVD等の光学読取及び記録機構を有する可換型ディスク装置に係り、特に、高速回転型で装置厚み20mm以下の薄型光ディスク装置の動吸振器に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ディスク装置はその機能の特徴上ディスクが交換可能である。そのため、ディスク固体のばらつきや、駆動モータへの偏芯取り付け等によって発生する回転中心と重心のばらつき、すなわちアンバランスが発生する。この状態でディスクが回転すると、アンバランスによる回転振動に関して、回転数の2乗に比例して振動振幅が大きくなる。振動振幅が増大することで装置が大きく振動してユーザに不快感を与えたり、記録再生部の位置決めが出来ず、データ転送高速化の際の大きな問題となる。特に、厚み20mm以下の光ディスク装置(以下、スリム型光ディスク装置と称する)は、厚み40mm程度の光ディスク装置(以下、ハーフハイト光ディスク装置と称する)に比べて軽量であるため、振動問題はより深刻となる。例えば、ハーフハイト型光ディスク装置は装置質量約1kgに対して、スリム型光ディスク装置は装置質量約200gである。
【0003】
ディスク回転数が両装置とも同じ場合は、単純に振動振幅が質量に反比例するため、スリム型光ディスク装置の振動振幅はハーフハイト型光ディスク装置のそれに対して約5倍になることが容易に推測できる。
【0004】
このような振動問題に対して、従来技術として、光ディスクを回転駆動するスピンドルモータと光ディスクを読み取るためのピックアップを載置するためのメインフレームと、前記メインフレームを収容する筐体と、前記メインフレームと前記筐体とを弾性的に結合する第1の弾性体と、前記メインフレームと第2の弾性体を介して結合されるサブフレームと、を備えた光ディスク再生装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
この従来技術によると、筐体上には第1の弾性体としての弾性部材を介してメインフレームの周囲の縁部が弾性支持されており、また、メインフレーム上には第2の弾性体としての第2の弾性部材を介してサブフレームが取り付けられた構造である。そして、メインフレームとサブフレームは金属などの板形状で、お互い面外方向を軸とする弾性体により結合されている。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−328944号公報(第4頁左欄の記載、図1及び図3)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1に示す従来技術は、光ディスク再生装置中に吸振のための部品を追加配置しても装置全体の厚みに影響を及ぼさない程の元々厚みのある装置を対象としており、即ち、装置厚み約40mmのハーフハイト型装置が対象となっており、本発明のように、装置厚みが約20mm以下のスリム型装置に対して適用できる技術ではない。また、従来技術に示すようなハーフハイト型装置はユニット機構が外部に露出しないため、メインフレームの一部に配置されるだけで、埃、触手などに対する構造上の配慮がされていない。即ち、従来技術の吸振機構はカバー機能を具備していないものである。
【0008】
本発明の目的は、スリム型の光ディスク装置に動吸振器を搭載するに際して、動吸振器を設置するための特別の空間を設けることなく、光ディスク装置の低振動化と防塵化を図ることのできる構成を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
円盤状のディスクを回転させるモータ及び前記ディスク上の情報を読み取る光学ヘッドを有するユニット機構を弾性体によってディスクトレイに取り付けた光ディスク装置において、
前記光学ヘッドを案内する光学ヘッド案内機構と前記光学ヘッドの一部とを覆うユニット機構カバーを設け、
前記ユニット機構カバーは前記ユニット機構とばね及び/又はゴムで連結し、
前記ばね及び/又はゴムと、質点として機能する前記ユニット機構カバーと、から動吸振器を構成する光ディスク装置。
【0010】
また、円盤状のディスクを回転させるモータ及び前記ディスク上の情報を読み取る光学ヘッドを有するユニット機構を弾性体によってディスクトレイに取り付けた光ディスク装置において、
前記光学ヘッドを案内する光学ヘッド案内機構と前記光学ヘッドの一部とを覆うユニット機構カバーを設け、
前記ユニット機構カバーは前記ユニット機構とばね及び/又はゴムで連結し、
前記ばね及び/又はゴムと、質点として機能する前記ユニット機構カバーと、から動吸振器を構成し、
前記ばね及び/又はゴムの主振動軸は前記ユニット機構カバーの振動方向と一致させる光ディスク装置。
【0011】
また、前記光ディスク装置はその装置厚みが20mm以下である光ディスク装置。
【0012】
このような構成を採用することにより、本発明は、動吸振器を設置するための特別の空間を設けることなく、光ディスク装置の低振動化と防塵化を図ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る光ディスク装置の動吸振器について、図面を参照しながら以下説明する。まず、本実施形態に係る光ディスク装置の全体構成について図4を参照しながら説明する。図4において、本実施形態のスリム型光ディスク装置は、主に装置本体10と、情報の記録媒体であるディスクを装置内へ搬入又は装置外へ搬出するためのディスクトレイ500と、ディスク600を回転駆動させるスピンドルモータ300とディスク情報を光学的に記録再生するヘッド400とスピンドルモータ及びヘッドを搭載したユニット機構フレーム110とを有するユニット機構100と、を備えている。更に、装置本体10の上面と下面と前面は、それぞれトップカバー900、ボトムカバー800、フロントパネル700で覆われている。
【0014】
また、ディスクトレイ500には、ユニット機構100とボトムカバー800が取付けられ、ユニット機構100は、複数の防振脚200(後述する動吸振器の一部を構成するばね120aやゴム120bなどの弾性体とは異なる構成要素)を介してディスクトレイ500に取り付けられるとともにボトムカバー800で覆われている。
【0015】
次に、本実施形態に係るスリム型光ディスク装置の動作について説明すると、ユーザはフロントパネル700に設けられたイジェクトボタンを押圧する。すると、ユニット機構100と一体的構造となっているディスクトレイ500が排出される。このようにして、ディスク装着が可能となった光ディスク装置にユーザがディスク600をスピンドルモータ300に装着する。その後、フロントパネル700を光ディスク装置内部に押し込み、装置本体10にディスク600を装着する。
【0016】
以上のように、ディスク600が装着された光ディスク装置は、情報が書き込まれたディスク面に対して情報を記録再生できるように、ヘッド400から射出されるレーザの焦点を合わせる。装置制御部はディスク600上の情報を記録再生できるようになったと判断し終えると、ディスク600を定常回転数まで上昇させる。その後、ユーザの要求に応じてコンピュータは光ディスク装置からディスク600内のソフト立ち上げを行う。
【0017】
次に、本発明の実施形態に係る光ディスク装置の動吸振器(ダイナミックダンパと称し、自身の動きによって振動を吸収するもの)について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は本発明の実施形態に係る光ディスク装置における動吸振器を設けたユニット機構を示す斜視図であり、図2は本実施形態の関するユニット機構に設けられた動吸振器を裏面からみた図である。本実施形態の特徴は、ユニット機構100の上方に配置されたユニット機構カバー111を質点(重り)とし、ばね120aを取り付けて動吸振器を構成し、ユニット機構100の振動低減を図ったものである。この際、加振源は回転するディスクである。ディスクの偏芯や重心の偏りによって、ディスク回転面において回転ムラが生じ、これが起因となってユニット機構に振動が伝わり、更に光ディスク装置全体の振動となって外部に振動が伝達されることとなる。
【0018】
ここで、ユニット機構カバー111とばね120aからなる動吸振器は、ユニット機構100を上方からの塵埃浸入を防ぐユニット機構カバー111を利用するものであって、したがって、動吸振器はユニット機構カバー111形状を形成しており、ユニット機構カバー111自身をユニット機構100の面内方向(図2で紙面に平行な面)に支持するため、面外方向(図2で紙面に垂直な面)の曲げ部112を持ち、ユニット機構フレーム110にばね120aを介して取り付けられている。図2の(2)にユニット機構100と動吸振器の側面図を示す。これによると、ディスク600に起因するユニット機構100の振動は、矢印のように紙面の左右方向に振動する。この左右方向振動を、主振動軸の一致するばね120bと重量のあるユニット機構カバー111とで振動吸収して外部にディスク振動を伝えないようにしているのである(動吸振器はユニット機構の振動と逆位相に振動する機能を有するものであるから、動吸振器を搭載したユニット機構は全体として振動が抑制されることとなるのである)。また、同時に外部からの振動に対しても動吸振器で吸収して装置内部に引き込まないようにする機能を奏する。
【0019】
このような構成の採用により、動吸振器の重りであるユニット機構カバー111はディスク600によるアンバランス振動の主な発生方向であるディスク回転面内方向(図2で紙面に平行な面)に振動することができて、加振源であるディスクのアンバランスな回転始動を吸振することができる。動吸振器の他の構成例として、図3に示したように、ばね120aに代えて、減衰比の高いゴム120b等の弾性体を用いても良く、更に、ばね120aに弾性体120bを並設したもの(ばねで形成した空間中にシリコンゴムを注入したものをも含む)であっても良い。
【0020】
次に、動吸振器の設計方法について説明する。動吸振器のばね定数、減衰比は以下の式から決定できる。図1、図2に示した動吸振器をパーソナルコンピュータに搭載した状態を想定すると、3自由度振動系とみなすことができる。図5は本実施形態に関する、パーソナルコンピュータに動吸振器を搭載した場合における3自由度振動系の模式図である。図5において、950はパーソナルコンピュータ、600は光ディスク、100はユニット機構、111はユニット機構カバーである。図5で光ディスク600から右側全体は光ディスク装置を示していて、この光ディスク装置がパソコン950に連係していることを示す。各質点(重り)の運動方程式は次式となる。
【0021】
【数1】
ここで、m1はユニット機構カバー111を含めたユニット機構100の質量を除いた光ディスク装置の質量、m2はユニット機構100の質量、m3は質点(重り)であるユニット機構カバー動吸振器111の質量である。xはそれぞれの質点の変位である。k1はパーソナルコンピュータと光ディスク装置間のばね剛性、k2は光ディスク装置とユニット機構100間のばね剛性すなわち防振脚剛性、k3はユニット機構100と動吸振器間のばね剛性である。また、cは減衰定数である。fはアンバランスディスクによる回転加振力である。
【0022】
上記式は、質点m2すなわちユニット機構100にアンバランス加振力fが作用したときの運動方程式である。上記式を行列式として光ディスク装置x1について解く。パラメータは各質点の質量、各質点間のばね定数、減衰比である。光ディスク装置全体の質量、ユニット機構100の質量、パーソナルコンピュータと光ディスク装置間の剛性、減衰比は定数とすることが出来ることから、光ディスク装置とユニット機構100間、およびユニット機構100と動吸振器のばね定数、減衰比および動吸振器の質量が設計パラメータとなる。
【0023】
図6は本実施形態に関する動吸振器の共振周波数を固定した場合における動吸振器の減衰比を種々変えたときの光ディスク装置の振動を示す図であり、図7は本実施形態に関する動吸振器の減衰比を固定した場合における動吸振器の質量を種々変えたときの光ディスク装置の振動を示す図である。図6と図7において、縦軸は装置振動値であり(縦軸は入力振動が1のときの出力振動値を示す)、1G以下で動吸振器の効果が発揮されたことを示す。図6に示すパラメータはディスクの回転数を示している。
【0024】
図7で、動吸振器、主としてユニット機構カバーに関しては、重いほど効果があるが、本実施形態では軽量なスリム形光ディスク装置に搭載することを想定すると、なるべく軽い方が望ましい。動吸振器が光ディスク装置質量(約200g)の1割以下が望ましいため、動吸振器質量は20g以下となる。また、装置振動を1G以下とすることを目標とすると、動吸振器質量は少なくとも3g以上は必要である(図7では質量3で振動値が1を示す)。このように、スリム型光ディスク装置においては、動吸振器、即ち主としてユニット機構カバーの質量は、3g〜20gが望ましいことを見い出した。そして、ユニット機構カバー111は板厚を選択することにより任意の質量を得ることができるので、上記範囲の質量の選択は可能である。
【0025】
また、図6を参照して、動吸振器の減衰比に関しては小さい方が効果が大きいが、前述した動吸振器質量を考慮して、0.005以下が望ましい。しかし、ばねの減衰比は最小でも0.001以上はあるので、減衰比の設計範囲としては0.001以上で0.005以下となる。例えば、図7を参照して、仮に、減衰比が0.01のものを選べば、動吸振器の質量は50gを必要とし(動吸振器の機能を効果あらしめるためには)、この質量は光ディスク装置全体の質量が200gであることに対して余りにも非現実的な数値であると云える。
【0026】
図8と図9は動吸振器のパラメータ(共振周波数、減衰比)を固定して、防振脚の減衰比と共振周波数を種々変えたときの装置振動を示す図である。図8と図9の特性から分かるように、装置振動は防振脚の減衰比にはほとんど影響されず、共振周波数には1次関数的に比例して装置振動が上昇する。なお、図8と図9は、動吸振器の吸振効果を含ませた上で、防振脚の特性がどのようになるかを示したものであり、装置振動の及ぼす防振脚の減衰比と共振周波数を開示したものである。
【0027】
以上説明したように、スリム型光ディスク装置の構造の特徴を加味すると、本発明の特徴は、ユニット機構を埃や触手から防ぐユニット機構カバーを利用して、このユニット機構カバーを動吸振器の質点(重り)とするとともに、ユニット機構に接続するばね及び/又は弾性体がディスク回転面内方向を主振動軸とする構成とする。そして、本実施形態の具体的構成として、動吸振器質量は5g以上で20g以下であり、減衰比は0.001以上で0.005以下が適切であることを見い出した。また、防振脚の共振周波数および減衰比は耐衝撃性を加味した値で構わない。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、動吸振器を装置厚みがおおむね20mm以下のスリム型の光ディスク装置に搭載するに際して、動吸振器を設置するための特別の空間を設けることなく、光ディスク装置の低振動化を図ることができる。
【0029】
また、動吸振器が、質点(重り)としての機能に加えて、ユニット機構を防塵するユニット機構カバーとしての機能をも果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る光ディスク装置における動吸振器を設けたユニット機構を示す斜視図である。
【図2】本実施形態の関するユニット機構に設けられた動吸振器を裏面からみた図である。
【図3】本実施形態に関するユニット機構に設けられた別構成の動吸振器を裏面からみた図である。
【図4】本実施形態に係るスリム型光ディスク装置の全体構成を示す図である。
【図5】本実施形態に関する、パーソナルコンピュータに動吸振器を搭載した場合における3自由度振動系の模式図である。
【図6】本実施形態に関する動吸振器の共振周波数を固定した場合における動吸振器の減衰比を種々変えたときの光ディスク装置の振動を示す図である。
【図7】本実施形態に関する動吸振器の減衰比を固定した場合における動吸振器の質量を種々変えたときの光ディスク装置の振動を示す図である。
【図8】本実施形態に関する動吸振器の共振周波数、減衰比および防振脚の共振周波数を固定したときの防振脚の減衰比を種々変えたときの装置振動を示す図である。
【図9】本実施形態に関する動吸振器の共振周波数、減衰比および防振脚の減衰比を固定したときの防振脚の共振周波数を種々変えたときの装置振動を示す図である。
【符号の説明】
10 装置本体
100 ユニット機構
110 ユニット機構フレーム
111 ユニット機構カバー
112 ユニット機構カバー曲げ部
120a ばね
120b 弾性体
200 防振脚
300 スピンドルモータ
400 ヘッド
600 ディスク
800 ボトムカバー
900 トップカバー
950 パーソナルコンピュータ
Claims (4)
- 円盤状のディスクを回転させるモータ及び前記ディスク上の情報を読み取る光学ヘッドを有するユニット機構を弾性体によってディスクトレイに取り付けた光ディスク装置において、
前記光学ヘッドを案内する光学ヘッド案内機構と前記光学ヘッドの一部とを覆うユニット機構カバーを設け、
前記ユニット機構カバーは前記ユニット機構とばね及び/又はゴムで連結し、
前記ばね及び/又はゴムと、質点として機能する前記ユニット機構カバーと、から動吸振器を構成する
ことを特徴とする光ディスク装置。 - 円盤状のディスクを回転させるモータ及び前記ディスク上の情報を読み取る光学ヘッドを有するユニット機構を弾性体によってディスクトレイに取り付けた光ディスク装置において、
前記光学ヘッドを案内する光学ヘッド案内機構と前記光学ヘッドの一部とを覆うユニット機構カバーを設け、
前記ユニット機構カバーは前記ユニット機構とばね及び/又はゴムで連結し、
前記ばね及び/又はゴムと、質点として機能する前記ユニット機構カバーと、から動吸振器を構成し、
前記ばね及び/又はゴムの主振動軸は前記ユニット機構カバーの振動方向と一致させる
ことを特徴とする光ディスク装置。 - 請求項1又は2において、
前記光ディスク装置はその装置厚みが20mm以下であることを特徴とする光ディスク装置。 - 円盤状のディスクを回転させるモータ及び前記ディスク上の情報を読み取る光学ヘッドを有するユニット機構を弾性体によってディスクトレイに取り付けた光ディスク装置において、
前記光学ヘッドを案内する光学ヘッド案内機構と前記光学ヘッドの一部とを覆うユニット機構カバーを設け、
前記ユニット機構カバーは前記ユニット機構とばね及び/又はゴムで連結し、
前記ばね及び/又はゴムと、質点として機能する前記ユニット機構カバーと、から動吸振器を構成し、
前記光ディスク装置の厚みは20mm以下であり、
前記動吸振器の質量は3g以上で20g以下であり、前記ばね及び/又はゴムの減衰比は0.001以上で0.005以下である
ことを特徴とする光ディスク装置。
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Cited By (3)
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-
2003
- 2003-04-16 JP JP2003111847A patent/JP2004319005A/ja active Pending
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