JP2005166083A - ディスクカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造で開口部の開閉駆動を、ディスクドライブ装置の駆動部材との係合外れを防止して安定して行うことができるディスクカートリッジを提供する。
【解決手段】 上シェルと、ディスク６を露出させる第１の開口部８を形成した下シェル１と、ディスクを露出させる第２の開口部を形成し、第１の開口部８の一部を開閉する中シェル３と、中シェル３の回転に連動し、第１の開口部８の一部を開閉させる複数のシャッター４、５とを備え、中シェル３は、駆動部３１を設けており、駆動開始点Ｐと中シェル３の回転中心３０とを結ぶ第１の直線１３と、中シェル３の回転中心３０を通り、ディスクカートリッジの脱着方向に延びた第２の直線１４とのなす角αは、中シェル３の回転駆動に伴う第１の直線１３の回転中心３０を中心とした全回転角θの略１／２である。
【選択図】 図９

Description

本発明は、ディスク状記録媒体を保護して取り扱いを容易にするとともに、ディスクドライブ装置に装着してディスク状記録媒体の記録再生を可能とするためのディスクカートリッジに関する。

近年、大容量の光ディスクが登場し、ＰＣ用バックアップメディアやビデオレコーダ等の用途で急速に普及が進んでいる。しかしながらこのような高密度記録を行う光ディスクシステムでは、ディスクの記録面に付着したダストや指紋の影響が無視できず、これらは正常な記録再生の妨げとなる。そのため、光ディスクは、通常ユーザに直接触られることのできないように密閉構造のディスクカートリッジに格納されているものが多い。

このような従来のディスクカートリッジの一例として、特許文献１に示されているものがあった。図１１は、特許文献１に記載された従来のディスクカートリッジの分解斜視図を示すものである。

図１１に示すように、従来のディスクカートリッジ２１は、上シェル２３、中シェル２４及び下シェル２５を一体的に重ね合わせることによって形成されている。その内部には、回転自在に収納された光ディスク２２、下シェル２５に形成された開口部２６を開閉する一対のシャッター部材２８１、２８２等を備えている。

中シェル２４は、下シェル２５と上シェル２３とに形成された円形の空間部である上下の凹陥部２９内に、回転自在に収納されている。下シェル２５の中央部には、前後方向に延在した開口部２６が設けられている。この開口部２６は、ディスク回転駆動機構であるターンテーブルと光学ピックアップ装置の光学ヘッドとを光ディスク２２に臨ませるためのもので、これらが自由に出入りできる広さに設定されている。

光ディスク２２は、中シェル２４と上シェル２３とによって形成される空間に、半径方向及び厚さ方向に所定の隙間を持たせて収納されている。光ディスク２２は、中央部にセンター穴２２ａが設けられた厚みの薄い円板状の記録部材である。

中シェル２４は、円盤状の薄い板材からなる平面部２４ａと、この平面部２４ａの外周縁に連続して設けられたリング部２４ｂとを有している。さらに中シェル２４の平面部２４ａには一対のシャッター部材２８１、２８２を平面方向へ回転自在に支持するための一対の支持穴２４ｃが設けられている。このシャッター部材２８１、２８２の一端部には溝部２８ａがそれぞれ設けられている。この溝部２８ａを中シェル２４の平面部２４ａの支持穴２４ｃに嵌合させることにより、各シャッター部材２８１、２８２が中シェル２４にそれぞれ回転自在に取り付けられている。

さらに、シャッター部材２８１、２８２には開閉溝２８ｂがそれぞれに設けられている。各開閉溝２８ｂには下シェル２５の操作凸部２５ａ、２５ｂがそれぞれ摺動可能に係合されている。また、中シェル２４のリング部２４ｂ外周面の一部にはギア部２４ｄが設けられており、ディスクカートリッジ２１の一方の側面中央部に設けた開口窓２７から外部に露出している。

このような構成を有するディスクカートリッジ２１で、開口部２６の開閉動作を行うためには、ラック棒（図示せず）をディスクカートリッジ２１の開口窓２７を設けた側面に沿って前面側からあるいは背面側から摺動させる。この摺動過程で、ラック棒に形成したラックギアと中シェル２４に設けたギア部２４ｄとが噛み合って中シェル２４が回転することになる。この動作により、中シェル２４に連動して動作するシャッター部材２８１、２８２が開口部２６の領域から退避し、又は開口部２６を密閉させることになる。
特開２００１−３３２０５４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、ディスクドライブ装置がディスクカートリッジ１１に内蔵されたディスク２２を露出させてアクセスするためには、ディスクカートリッジ１１の側面から露出した中シェル２４のギヤ部２４ｄと噛み合うラックを備え、ラックを駆動して中シェル２４を回転させる必要がある。

ギヤの噛み合わせによる駆動は、ディスクカートリッジ１１をディスクドライブ装置に挿抜する過程のように、相対的に完全に固定されない状態において行う場合には、噛み合わせの外れが発生しやすいという問題がある。

また、ギヤの噛み合わせ外れを防止するためには、例えば開口部２６の開閉動作時にラックをディスクカートリッジ２１に付勢して径方向の相対的な位置を規制し、動作完了後に付勢を解除する等の複雑な構成が必要となり、ディスクドライブ装置のコストが上昇する結果となる。

本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、開口部の開閉駆動を、ディスクドライブ装置の駆動部材との係合外れを防止して安定して行うことができる構成とし、またディスクドライブ装置のシャッター駆動構成もコストを抑えた単純なものにできるディスクカートリッジを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の第１のディスクカートリッジは、ディスクを内蔵したディスクカートリッジであって、上シェルと、内蔵したディスクを外部に露出させる第１の開口部を形成した下シェルと、前記上シェルと前記下シェルとの間に回転自在に支持され、前記ディスクを外部に露出させる第２の開口部を形成し、前記第２の開口部の回転移動により、前記第１の開口部の一部を開放及び閉塞する中シェルと、前記中シェルの回転に連動し、前記第１の開口部の一部を開放及び閉塞させる複数のシャッターとを備え、前記中シェルは、ディスクドライブ装置の駆動部材と係合可能な駆動部を設けており、前記駆動部に当接させた前記駆動部材の回転駆動により、前記中シェルの回転駆動が可能であり、前記中シェルの回転駆動が開始するときの、前記駆動部と前記駆動部材との当接点を駆動開始点とすると、前記駆動開始点と前記中シェルの回転中心とを結ぶ第１の直線と、前記中シェルの回転中心を通り、前記ディスクカートリッジの前記ディスクドライブ装置への挿入方向に延びた第２の直線とのなす角αは、前記中シェルの全回転角θの略１／２であることを特徴とする。

本発明の第２のディスクカートリッジは、ディスクを内蔵したディスクカートリッジであって、上シェルと、内蔵したディスクを外部に露出させる第１の開口部を形成した下シェルと、前記上シェルと前記下シェルとの間に回転自在に支持され、前記ディスクを外部に露出させる第２の開口部を形成し、前記第２の開口部の回転移動により、前記第１の開口部の一部を開放及び閉塞する中シェルと、前記中シェルの回転に連動し、前記第１の開口部の一部を開放及び閉塞させる複数のシャッターとを備え、前記中シェルは、ディスクドライブ装置の駆動部材と係合可能な駆動部を設けており、前記駆動部に当接させた前記駆動部材の回転駆動により、前記中シェルの回転駆動が可能であり、前記駆動部の内周に前記駆動部材が当接し、前記中シェルが回転駆動している状態において、先端部が前記回転駆動方向と反対側に延出し、内周が前記駆動部材を包み込むように前記駆動部が形成されていることを特徴とする。

本発明の第３のディスクカートリッジは、ディスクを内蔵したディスクカートリッジであって、上シェルと、内蔵したディスクを外部に露出させる第１の開口部を形成した下シェルと、前記上シェルと前記下シェルとの間に回転自在に支持され、前記ディスクを外部に露出させる第２の開口部を形成し、前記第２の開口部の回転移動により、前記第１の開口部の一部を開放及び閉塞する中シェルと、前記中シェルの回転に連動し、前記第１の開口部の一部を開放及び閉塞させる複数のシャッターとを備え、前記中シェルは、ディスクドライブ装置の駆動部材と係合可能な駆動部を設けており、前記駆動部に当接させた前記駆動部材の回転駆動により、前記中シェルの回転駆動が可能であり、前記下シェルには、前記ディスクドライブ装置への挿入方向に平行で、前記ディスクの中心と反対側が開口し、前記ディスクドライブ装置の規制部材と係合して前記ディスクカートリッジの位置を規制する複数の案内溝を備えており、前記案内溝は、前記挿入方向に平行で等間隔な２平面を含んでいることを特徴とする。

本発明によれば、開口部の開閉駆動を安定して行うことができ、ディスクドライブ装置のシャッター駆動構成もコストを抑えた単純なものにできる。

本発明の第１のディスクカートリッジによれば、開口部の開閉過程において駆動部は挿入方向に対して左右対称な位置間の移動とすることができ、略左右対称に構成された開口部内で、駆動部の移動範囲を完結させることができる。このことにより、ディスクカートリッジに駆動部を露出させる開口部開閉専用の切欠き部などが不要となるため、密閉性を損なうことがない。また開口部開放時と閉塞時とで駆動部材が駆動面を押圧する駆動力をほぼ同じにすることができ、安定した開口部開閉動作を実現できる。

本発明の第２のディスクカートリッジによれば、駆動面を押圧する駆動部材が中シェル回転接線方向に駆動される場合に、駆動部材が駆動面から受ける反力は常に回転中心方向の分力を発生し、駆動部材はディスクカートリッジの駆動溝の奥に食い込む方向に力を受けるため、係合外れ等を防止して安定した中シェルの駆動を実現できる。

本発明の第３のディスクカートリッジによれば、位置規制手段と案内溝とを複数個所で係合させることができるので、ディスクカートリッジの挿入方向及び幅方向と、回転方向との双方を位置規制することができる。

前記第２のディスクカートリッジにおいては、前記駆動部材は外周が略円筒面であり、前記中シェルの回転中心を中心とし前記回転中心と前記駆動部材の中心とを結ぶ線を半径とする円と、前記駆動部材の内周との交点と、前記回転中心とを結ぶ第１の直線と、前記中シェルの回転中心を通り、前記ディスクカートリッジの前記ディスクドライブ装置への挿入方向に延びた第２の直線とのなす角を角度α′とし、前記駆動部材が当接する部分の前記駆動部の内周の接線と、前記第２の直線とのなす角を角度βとすると、前記駆動部の内周は、β＞α′となる部分があることが好ましい。

前記本発明の第３のディスクカートリッジにおいては、前記ディスクカートリッジを前記ディスクドライブ装置へ挿入する際に、前記駆動部材と前記駆動部との係合より、前記規制部材と前記平行部との係合が先行するように前記駆動部及び前記案内溝が配置されていることが好ましい。この構成によれば、ディスクドライブ装置への挿入時に、挿入方向と平行に配置した案内溝によりディスクカートリッジを位置規制した後に、ディスクドライブ装置側の駆動部材をディスクカートリッジの中シェル駆動部へ挿入させるので、駆動部材と中シェルの駆動部との係合ミスを防止できる。

また、前記ディスクカートリッジの前記ディスクドライブ装置への挿入方向において、前記駆動部材と前記駆動部との係合開始位置と前記駆動部材と前記駆動部との当接位置との間の距離をＬ１、前記案内溝の平行部の長さをＬ２とすると、Ｌ２≧Ｌ１であることが好ましい。この構成によれば、駆動部の奥行寸法が大きくとれない場合にも、駆動部と駆動部材との係合ミスを防止できる。

また、前記案内溝に前記規制部材が係合し、前記案内溝の前記規制部材の残りの挿入寸法がＬ２−ΔＬ（ΔＬ＞０）である状態において、前記駆動部材の位置は、前記駆動部材の挿入完了位置からの距離がＬ１−ΔＬであることが好ましい。この構成によれば、簡単な構成で駆動部材と中シェルの駆動部との係合ミスを防止できる。

また、前記各ディスクカートリッジにおいては、前記駆動部は、前記第１の開口部の開放動作時に押圧される第１の駆動面と、前記第１の駆動面に対向配置された第２の駆動面とを備えたことが好ましい。この構成によれば、第２の駆動面に駆動部材を押圧させて第１の開口部を閉塞させることができる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１−１０は、本発明の一実施の形態を示すものである。図１はディスクカートリッジ９を下シェル１側から見た分解斜視図、図２はディスクカートリッジ９を上シェル２側から見た分解斜視図、図３はディスクカートリッジの開口部の閉塞状態での下シェル１側から見た平面図、図４はディスクカートリッジの開口部の開放状態での下シェル１側から見た平面図、図５−１１はディスクカートリッジ９のディスクドライブ装置のカートリッジホルダ４０への挿入及び開口部の開放動作の過程を示す下シェル１側から見た平面図である。

まず、図１及び２を用いてディスクカートリッジ９の全体構成について説明する。ディスクカートリッジ９は、ディスク状記録媒体である光ディスク６を収納したものである。光ディスク６は、オーディオ情報である音楽信号、ビデオ情報である映像及び音楽の両信号などの各種の情報信号が記録されたもの、又はこれらの情報の記録が可能なものである。

ディスクカートリッジ９は、図１に示すように、下シェル１と上シェル２とを重ね合わせることによって形成される空間に、光ディスク６が回転自在に保持されるものである。また、中シェル３、第１のシャッターである大シャッター４、及び第２のシャッターである小シャッターは、下シェル１に形成された開口部８を開閉するものである。

次に、図１−３を用いて、ディスクカートリッジ９の各構成部品の特徴について説明する。下シェル１は、図１及び２に示すように、円弧状の曲面で構成された前面部１ａと、平面形状で形成される左右の側面部１ｂ、１ｃと、曲面部１ａに対峙した背面部１ｄと、底面部１ｅとを備えている。下シェル１には、開口部８が形成されており、この開口部８は、ディスク回転駆動機構のターンテーブルと光学ピックアップ装置の光学ヘッドを光ディスク６に臨ませるもので、これらが自由に出入りできる広さに設定されている。

下シェル１の底面部１ｅの反対側（光ディスク６側）には、開口部８の開放位置において小シャッター５の姿勢を規制する規制ボス１ｆ（図２）が設けられている。また、下シェル１の底面部１ｅには、前面部１ａ側に開口した案内溝１１及び１２が、それぞれ側面部１ｂ、１ｃの近傍に形成されている。特に図３から分かるように、案内溝１１及び１２は、底面部１ｅを切り欠くように形成されており、切り欠き方向、すなわち溝の形成方向はディスクカートリッジ９の前後方向（脱着方向）になっている。

また、図３に詳細を示すように、案内溝１１及び１２は、前面部１ａ側に形成され、規制部材である規制ピン（図５、６の符号４１、４２参照）の誘い込みに用いる傾斜面で構成される傾斜部１１ａ、１２ａと、対向する平行面で構成される平行部１１ｂ、１２ｂと、背面部１ｄ側の係止面１１ｃ、１２ｃとをそれぞれ備えている。ここで、平行部１１ｂと１２ｂでは、平行部１２ｂの方が幅を広く設定している。

下シェル１は上シェル２に対して、例えばネジのような複数の締結部品によって位置決め固定されるが、図１ではその具体構成を省略している。また、上シェル２は、図１及び２に示すように下シェル１とほぼ同一の外形寸法のものであり、円弧状の曲面で構成された前面部２ａと平面形状で形成される左右の側面部２ｂ、２ｃと、曲面部２ａに対峙した背面部２ｄと、天面部２ｅとを備えている。

上シェル２には、円形のリブ２ｆが形成されており、このリブ２ｆの外周面２ｇが中シェル３を上シェル２に対して回転自在に支持している。上シェル２に形成されたシャッター軸２ｈは、大シャッター４を回転自在に支持している。光ディスク６は、下シェル１と上シェル２との間に収納された中シェル３と上シェル２に挟まれた空間に、半径方向及び厚さ方向に所定の隙間を確保して収納されている。

光ディスク６は、ディスクドライブ装置に装着されたときに、ターンテーブルの一部によって位置決めするために用いられるセンター孔６ａが中心部に設けられている。また光学的記録再生が可能な記録部材をその板面内に備えて構成されており、下シェル１に形成された開口部８から光学ヘッドが挿入されることで、信号の記録再生が可能となる。

チャッキングプレート７は、上シェル２の天面部２ｅと、光ディスク６と、上シェル２に設けられた円形の規制リブ２ｉとによって囲まれた空間に回転自在に収納される。規制リブ２ｉにより、チャッキングプレート７の半径方向の位置が光ディスク６の中心とおよそ同心に保たれるよう拘束されている。

また、チャッキングプレート７は、磁性材料で構成されている。このため、ディスクカートリッジ９がディスクドライブ装置に装着された状態では、チャッキングプレート７は、ターンテーブルに設けられたマグネットの磁力により吸着されて、光ディスク６は、チャッキングプレート７とターンテーブルとの間に挟持されることになる。

この場合、ターンテーブルの一部が光ディスク６のセンター孔６ａに嵌合していることになる。このため、光ディスク６がターンテーブルに位置決め一体化され、光ディスク６は、ターンテーブルが取り付けられているディスク回転駆動機構の駆動により回転することになる。

なお、チャッキングプレート７は、ディスクカートリッジ９に必ずしも内蔵されている必要はない。チャッキングプレート７を装着する機器側に設置する場合や、光ディスク６と一体にターンテーブルとの嵌合部が形成されている場合等は、チャッキングプレート７を内蔵しない構成でもよい。さらに、チャッキングプレート７を機器側に設置する場合には、外部からチャッキングプレート７を挿抜するための孔を、上シェル２の天面部２ｅに設けてもよい。

中シェル３は、図１及び２に示すように、平面部３ｃと、平面部３ｃの外周端部に形成されるリング部３ａとを備える。リング部３ａの内周面３ｂが、上シェル２に形成されるリブ２ｆの外周面２ｇと摺動し、上シェル２に対して回転自在に支持される。また、中シェル３の平面部３ｃには、下シェル１に形成された開口部８と略同形状の中シェル開口部３ｆが形成されている。中シェル開口部３ｆは、図１に示したように、円筒形状の中シェル３の中心部から外周に亘る部分を切り欠いたものである。

中シェル３の平面部３ｃには、シャッター駆動手段としての大シャッターガイド溝３ｄと小シャッターガイド軸３ｅとが形成されている。大シャッターガイド溝３ｄは、平面部３ｃを貫通した溝として形成され、大シャッター４と係合してその姿勢を制御する。小シャッターガイド軸３ｅは、平面部３ｃから下シェル１側へ凸に形成され、小シャッター５と係合してその姿勢を制御する。

また、中シェル３の平面部３ｃには、開口部閉時に大シャッター４と係合させる規制ピン３ｇが下シェル１側へ凸に形成されており、規制ピン３ｇは根元がアンダーカット形状となっている。

中シェル３のリング部３ａには、開閉の駆動部としての駆動溝３１がリング部３ａから中シェル３の径方向に突出して設けられている。駆動溝３１は、図３に示したように、リング面３１ｃと中シェル３の径方向に突出した開駆動面３１ａ及び閉駆動面３１ｂとで形成されている。このため、駆動溝３１は外側が開放し、ディスクカートリッジ９の厚み方向に貫通した空間を形成している。

この駆動溝３１をディスクドライブ装置により駆動することで、中シェル３は所定角度回転させることができる。また、中シェル３は、中シェル３の外縁部に沿って上シェル２との間に架張されるバネ（図示せず）により、中シェル３の平面部３ｃが開口部８を閉塞する方向に常時付勢されている。このため、ディスクドライブ装置により駆動溝３１の規制を解除すれば、中シェル３は図３の閉塞位置に自動的に復帰する。

大シャッター４は、図１及び２に示す通り、一端に支点孔４ａが設けられ、この支点孔４ａは上シェル２に形成されたシャッター軸２ｈと係合することで上シェル２に対し回転自在に支持される。同時に、大シャッター４に形成された大シャッターガイド軸４ｂが、中シェル３の大シャッターガイド溝３ｄと係合して、大シャッター４の姿勢を規制している。また、大シャッター４には、小シャッター５の回転支点となる小シャッター軸４ｃが形成される。開口部閉時の密閉性を確保する目的で、中シェル３の規制ピン３ｇと係合する規制溝４ｄが、大シャッター４上に形成されている。

小シャッター５は、図１及び２に示すように、支点孔５ａが大シャッター４の小シャッター軸４ｃと係合し、支点孔５ａを中心に大シャッターに対して回転自在に支持される。同時に、小シャッター５を貫通して形成される小シャッターガイド溝５ｂが中シェル３の小シャッターガイド軸３ｅと係合して、開口部８の開閉動作中の小シャッター５の姿勢を規制している。

また、小シャッター５には、開口部８の開時に下シェル１の規制ボス１ｆが当接して小シャッター５の姿勢を規制するための係止部５ｈを設けている。さらに、小シャッター５には、開口部８の閉時に大シャッター４の前重合部４ｅ、中重合部４ｆ、支点重合部４ｇとそれぞれ重合する前重合部５ｅ、中重合部５ｆ、支点重合部５ｇが設けられる。

次に、開口部８が閉じた状態におけるディスクカートリッジ９の密閉構成を説明する。図３に示すように、中シェル３の平面部３ｃは開口部８の外周付近を、大シャッター４は側面１ｂ側から背面部１ｄ側を、小シャッター５は側面部１ｃ側を覆い、平面的に開口部８を閉塞させている。

さらに、図４に示す通り、開口部８が開いた状態においては、下シェル１と中シェル３の平面部３ｃとの間を、大シャッター４と小シャッター５と下シェル１に設けた閉塞リブ１ｆとが塞いでいる。このため、開口部８は各部材により密閉され、ディスクカートリッジ９は開口部８から塵埃が侵入しにくい構成となっている。

次に、ディスクカートリッジ９の開口部８の開閉に伴う中シェル３、大シャッター４及び小シャッター５の動作を図３、４を用いて説明する。まず、ディスクカートリッジに９に設けられたロック部材（図示せず）による中シェル３のロックが解除される。その後、中シェル３の駆動溝３１が中シェル３の円周方向（矢印ａ方向）に押圧され、まず中シェル３が回転を始める。

なお、このような動作は、実際にはディスクカートリッジ９がディスクドライブ装置に挿入された状態で行なわれ、駆動溝３１の押圧も、詳細は後に説明するように、図５等に示した駆動アーム４３により行なわれる。ここでは、特に開口部８の開閉動作を説明するので、説明の便宜上、ディスクカートリッジ９単体の状態で説明する。

中シェル３の回転（矢印ａ方向）により、開口部８の外周側を塞いでいた中シェル３の平面部３ｃは、上シェル２の側面部２ｃ側へ格納されていく。大シャッター４の大シャッターガイド軸４ｂが中シェル３の大シャッターガイド溝３ｄに沿って駆動され、大シャッター４はシャッター軸２ｈを中心に回転（矢印ｂ方向）し、上シェル２の背面部２ｄ側へ格納されていく。

また、大シャッター４の回転により、小シャッター５の回転支点である支点孔５ａが背面部２ｄ側（矢印ｃ方向）へ移動する。さらに、中シェル３の小シャッターガイド軸３ｅは、中シェル３と一体に回転し（矢印ａ方向）、小シャッターガイド溝５ｂに沿って移動するので、小シャッター５は支点孔５ａを中心に回転し（矢印ａ方向）、図４に示したように、上シェル２の側面部２ｃ側へと格納されていく。

さらに中シェル３が回転して、開口部８がほぼ開放された状態で、小シャッター５に設けられた係止部５ｈが、下シェル１の内側へ凸に形成された規制ボス１ｆに係合する。この係合開始以降に、中シェル３の小シャッターガイド軸３ｅが通過する小シャッターガイド溝５ｂは溝幅を若干拡大しており、小シャッター５の姿勢は最終的に規制ボス１ｆと係止部５ｈで制御する構成としている。

開口部８が開状態で小シャッターガイド溝５ｂと中シェルの小シャッターガイド軸３ｅとの関係で姿勢を決めようとすると、小シャッター５の位置が精度良く決まりにくいことが問題となる。

これは、小シャッター５の回転支点が大シャッター４という移動体の上に存在することに加え、小シャッターガイド軸３ｅが回転支点である支点孔５ａから近い位置にあるためである。しかし、支点孔５ａから比較的離れた位置の係止部５ｈで姿勢を決めることにより、小シャッター５の位置決め精度を向上させ、確実に開口部８を開放することができる。

そして、図４に示すように中シェル３が回転しきって開口部８が全て開放となるまで所定角度回転した状態では、中シェル３は下シェル１に完全にカバーされた状態に格納されて、開口部８から平面的に離間し、大シャッター４は背面部１ｄ側まで回転して開口部８から平面的に離間し、小シャッター５はさらに背面部１ｃ側へ移動しながら側面部１ｂ側に回転して開口部８から平面的に離間する。

上記の動作とは逆に、開口部８を閉塞させる場合には、中シェル３の駆動溝３ｄに対する規制を解除してやると、中シェル３と上シェル２の間に架張されたバネ（図示せず）により、中シェル３は開口部８を閉塞させる方向（矢印ｂ方向）に回転し、連動する大シャッター４と小シャッター５が駆動されて上記の動作と逆の手順で移動し、結果図３に示すような開口部８の閉塞状態に復帰する。

次に、このようなディスクカートリッジ９をディスクドライブ装置に装填して開口部８の開閉動作を行う場合の、具体的なディスクドライブ装置の構成例及び一連の動作について図５−１１を用いて説明する。まず、ディスクドライブ装置でディスクカートリッジ９の保持と開口部８の開閉のための駆動動作を行うカートリッジホルダ４０の構成の概略を説明する。

図５に示すように、カートリッジホルダ４０は、ディスクカートリッジ９の外形を保持するために底面部４０ａ、天面部４０ｂ、側面部４０ｃ及び４０ｄでロの字型の筒状に構成されている。底面部４０ａには、ディスクカートリッジ９の下シェル１に形成された案内溝１１及び１２と係合させてカートリッジホルダ４０内の幅方向及び奥行方向の位置を規制する位置規制部材である規制ピン４１及び４２が組み付けられている。

また、天面部４０ｂには、中シェル３を回転させるための駆動アーム４３が、回転可能に取り付けられる。駆動アーム４３の先端には、円筒形の駆動ピン４４がディスクカートリッジ９の厚み方向を軸方向として設けられる。駆動ピン４４と規制ピン４１及び４２の相対位置関係は、ディスクカートリッジ９がカートリッジホルダ４０に挿入完了した状態で、規制ピン４１及び４２はそれぞれ係止面１１ｃ、１２ｃに当接し、駆動ピン４４とリング面３１ｃとの間には十分なクリアランスが確保される位置関係になっている（図８参照）。

また、駆動ピン４４と規制ピン４１の直径は、ほぼ同じ径Ａである。駆動アーム４３の別の一端には回転レバー４５が配置され、回転レバー４５に連結された回転機構（図示せず）によって、ディスクドライブ装置は駆動アーム４３を角度θだけ回転させる構成となっている。

以下に、上記構成のディスクドライブ装置のカートリッジホルダ４０による開口部８の開閉動作について説明する。ここでは、前記のディスクカートリッジ９の開口部８の開閉動作の詳細は省略する。

図５に示すように、ディスクカートリッジ９がディスクドライブ装置のカートリッジホルダ４０に挿入されると、ディスクカートリッジ９の幅方向の位置はカートリッジホルダ４０の両側面４０ｃ、４０ｄに案内されることで規制される。カートリッジホルダ４０の幅方向寸法は、ディスクカートリッジ９の寸法ばらつきや温度による伸縮を許容するためディスクカートリッジ９の幅方向寸法に対して大きく設定されている。このため、この時点で幅方向については、ディスクカートリッジ９はカートリッジホルダ４０に対して精度良く保持されていない。

さらに挿入されると、カートリッジホルダ４０に取り付けられた規制ピン４１が、下シェル１に形成された案内溝１１に挿入され、傾斜部１１ａを経由し、図６に示すように平行部１１ｂに達する。規制ピン４１の直径は、案内溝１１の溝幅とほぼ等しく設定されている。このため、図６の状態に達した時点で、ディスクカートリッジ９のカートリッジホルダ４０の幅方向の位置精度が確保されている。

図６は、図５より挿入が進んだ状態であり、規制ピン４１と平行部１１ｂとが係合している。図７は、図６の規制ピン４１及び駆動ピン４４の近傍の拡大図である。図８は、ディスクカートリッジ９の挿入完了時を示している。

ディスクカートリッジ９の挿入方向において、駆動溝３１と駆動ピン４４との係合開始位置（駆動溝３１の先端位置）と駆動ピン４４と駆動溝３１との当接位置との間の距離をＬ１とし、案内溝１１の平行部１１ｂの長さをＬ２とすると、Ｌ２≧Ｌ１の関係になっている（図７参照）。

図７において、規制ピン４１及び駆動ピン４４は、図８に示す挿入完了時の位置から（Ｌ２−Ａ／２）だけ前方にある。この状態では、駆動ピン４４と駆動溝３１とは係合しておらず、駆動ピン４４と駆動溝３１とが係合開始する位置は、挿入完了時の位置から（Ｌ１−Ａ／２）である。

したがって、図７、及び下記式で示されるように、駆動ピン４４が（Ｌ２−Ｌ１）だけ進むと、駆動ピン４４は駆動溝３１に係合開始することになる。

（Ｌ２−Ａ／２）−（Ｌ１−Ａ／２）＝Ｌ２−Ｌ１
前記のようにＬ２≧Ｌ１であるので、（Ｌ２−Ｌ１）≧０である。すなわち、図７の挿入位置では、駆動ピン４４は駆動溝３１との係合開始位置より前方、又は係合開始位置に存在する。

この構成によれば、ディスクカートリッジ９のディスクドライブ装置への挿入過程において、まず規制ピン４１によりディスクカートリッジ９の幅方向の位置を規制し、その後に駆動ピン４４を駆動溝３１に係合させることができる。これにより、ディスクドライブ装置に複雑な機構を設けることなく、確実に中シェル３の駆動溝３１にカートリッジホルダ４０の駆動ピン４４を係合させることができる。

より具体的には、本実施の形態のディスクカートリッジ９のように、前部が曲面形状であると、内蔵される光ディスク６とディスクカートリッジ９外形との間の距離が小さくなる。この場合、中シェル３駆動中に駆動ピン４４と駆動溝３１との外れが生じないための十分な溝長さを確保しようとすると、中シェル３の駆動溝３１の前方側に大きな誘い込み形状を設ける必要がある。本実施の形態では、駆動ピン４４と駆動溝３１との係合より、規制ピン４１と平行部１１ｂとの係合が先行するので、駆動溝３１の溝長さを特別長くする必要はなく、駆動溝３１をディスクカートリッジ９の外形寸法の範囲内に収めることができる。

なお、図７において、規制ピン４１及び駆動ピン４４は、図８に示す挿入完了時の位置からＬ２−Ａ／２だけ前方にある例で説明したが、駆動ピン４４と駆動溝３１との係合より、規制ピン４１と平行部１１ｂとの係合が先行すればよく、Ｌ２−Ａ／２をＬ２−ΔＬ（ΔＬ＞０）としてもよい。

図６からさらにディスクカートリッジ９が挿入されると、図８に示すように規制ピン４１は案内溝１１の係止面１１ｃに、規制ピン４２は案内溝１２の係止面１２ｃにそれぞれ当接して停止する。このとき、規制ピン４１が規制溝１１の挿入方向及び幅方向を規制し、規制ピン４２が案内溝１２の係止面１２ｃと当接してディスクカートリッジ９の規制ピン４１周りの回転を規制する。このことにより、ディスクカートリッジ９はカートリッジホルダ４０内で位置決めされることになる。

また、駆動ピン４４は駆動溝３１の中で、ディスクカートリッジ９の挿入方向及び幅方向共に十分なクリアランスが確保され、規制ピン４１及び４２によるディスクカートリッジ９の位置決めに支障を及ぼさない構成となっている。図７の例では、挿入方向についてみると、挿入完了状態において、駆動ピン４４とリング面３１ｃとの間にＡ／２の余裕がある。

次に、駆動アーム４３が矢印ａ方向に回転を始めると、図９（ａ）に示すように、駆動ピン４４が駆動溝３１の開駆動面３１ａに当接する。このときの当接点である駆動開始点Ｐの位置は、駆動開始点Ｐと中シェル３の回転中心３０を結ぶ直線１３と、回転中心３０を通り、ディスクカートリッジ９の挿入方向に延びた直線１４とのなす角度αが、中シェル３の全回転角θの略１／２になっている。

駆動ピン４４が開駆動面３１ａに面接触している場合は、駆動開始点Ｐは、このうちの任意の１点とすればよい。また、図１１に示した駆動停止点Ｑは、中シェル３の駆動終了状態において、駆動ピン４４と開駆動面３１ａとの交点である。

α＝θ／２としたことにより、直線１３に対して、駆動開始点Ｐと駆動停止点Ｑとをほぼ左右均等位置に配置でき、かつ開口部８の開閉動作に伴う駆動溝３１の動作範囲を直線１３に対して、ほぼ左右均等にでき、駆動溝３１の動作を略左右対称に形成される開口部８内で完結させることができる。このため、駆動溝３１を外部に露出させるための専用の切欠き部などが不要であり、ディスクカートリッジ９としての密閉性が損なわれることはない。

また、開駆動面３１ａの内周に駆動ピン４４が当接し、中シェル３が回転駆動している状態において、開駆動面３１ａは、先端部が回転駆動方向と反対側に延出し、内周が駆動ピン４４を包み込むように形成されている。このことは、図９（ａ）の駆動溝３１近傍の拡大図である図９（ｂ）に具体的に示している。すなわち、中シェル３の回転中心３０を中心とし回転中心３０と駆動ピン４４の中心４４ａとを結ぶ線を半径とする円１５と、開駆動面３１ａとの交点Ｐ′と、回転中心３０とを結ぶ直線１６と、直線１４とのなす角を角度α′とし、開駆動面３１ａの内周の接線と直線１４とのなす角を角度βとすると、開駆動面３１ａに、β＞α′となる部分がある。

このことにより、駆動アーム４３の回転により、駆動ピン４４は、開駆動面３１ａから回転半径方向で中心向きの反力Ｕを受けることになる。すなわち、駆動ピン４４が開駆動面３１ａから受ける反力は、回転接線方向の反力Ｔと回転半径方向で中心向きの反力Ｕとの和となる。回転中心方向の反力Ｕが駆動ピン４４に加わることにより、駆動ピン４４は常に駆動溝３１に食い込む方向に力を受け続けるため、回転駆動動作中に駆動ピン４４と駆動溝３１の係合が外れることを抑制できる。

上記の動作を経て、図１１に示す位置まで駆動アーム４３は回転して、カートリッジホルダ４０に対して固定される。この状態で中シェル３は回転を完了し、ディスクカートリッジ９の開口部８は完全に開放され内部の光ディスク６が露出される。

逆に開口部８を閉塞させるための動作は、駆動アーム４３が回転駆動されて図１１の矢印ｂ方向に回転すると、中シェル３と上シェル２の間に架張されたバネの力により、中シェル３の開駆動面３１ａは駆動ピン４４に常に付勢されながら回転し、図８の位置まで復帰する。あとはそのままカートリッジホルダ４０からディスクカートリッジ９を引き抜いて、ディスクドライブ装置から取り出すことが可能である。

この開口部８の閉塞過程で、中シェル３、大シャッター４、小シャッター５の連動動作の負荷が何らかの理由で増大し、中シェル３閉塞方向へのバネによる戻し荷重を超えて中シェル３が途中で停止してしまった場合にも、駆動ピン４４は一旦開駆動面３１ａから離れ、やがて閉駆動面３１ｂと当接して押圧し、中シェル３を閉塞方向に押すことで異常な負荷増大点を通過させ、バネにより開口部閉塞位置まで復帰させることができる。

なお、本実施の形態において、ディスクカートリッジ９に内蔵するものを光ディスク６として説明を行ったが、それに限定されるものではなく、光磁気ディスクや磁気ディスク等を含めたあらゆるディスク状記録媒体あるいは再生専用媒体に適用できる。

また本実施の形態では、中シェル３と上シェルの間にバネを架張して開口部８開放位置から閉塞位置へ自動復帰させる構成としているが、バネを省略し、開口部８閉塞動作時には駆動ピン４４が中シェル３の閉駆動面３１ｂを押圧して図１１の位置から図８の位置まで復帰させるような構成も可能である。この場合、図８に示す角度α＝θ／２の関係により、駆動開始点Ｐと駆動停止点Ｑをほぼ左右均等位置に配置していることで、開口部８の開放時と閉塞時において、駆動ピン４４が開駆動面３１ａあるいは閉駆動面３１ｂを押圧する駆動力変化をほぼ同じにすることができ、安定した開口部開閉動作を行うことが可能となる。

本発明に係るディスクカートリッジによれば、簡単な構造で開口部を開閉させるシャッターの駆動を安定して行うことができ、特に高い記録密度を有するディスク状記録媒体の保護ケースとして有用である。

本発明の一実施の形態に係るディスクカートリッジを下シェル側から見た分解斜視図。 本発明の一実施の形態に係るディスクカートリッジを上シェル側から見た分解斜視図。 本発明の一実施の形態に係るディスクカートリッジを開口部の閉塞状態で下シェル側から見た平面図。 本発明の一実施の形態に係るディスクカートリッジを開口部の開放状態で下シェル側から見た平面図。 本発明の一実施の形態に係るディスクカートリッジのカートリッジホルダへの挿入初期状態を下シェル側から見た平面図。 本発明の一実施の形態に係るディスクカートリッジの案内溝による規制開始時の状態を下シェル側から見た平面図。 図６に示した規制ピン４１及び駆動ピン４４の近傍の拡大図。 本発明の一実施の形態に係るディスクカートリッジのカートリッジホルダへの挿入完了時の状態を下シェル側から見た平面図。 （ａ）本発明の一実施の形態に係るディスクカートリッジの中シェル駆動開始時の状態を下シェル側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）図の駆動溝３１近傍の拡大図。 本発明の一実施の形態に係るディスクカートリッジの中シェル駆動途中の状態を下シェル側から見た平面図。 本発明の一実施の形態に係るディスクカートリッジの中シェル駆動完了状態を下シェル側から見た平面図 従来のディスクカートリッジ一例に係る分解斜視図

符号の説明

１ 下シェル
２ 上シェル
３ 中シェル
４ 大シャッター
５ 小シャッター
６ 光ディスク
８ 開口部
９ ディスクカートリッジ
１１ 案内溝
３１ 駆動溝

Claims (8)

1. ディスクを内蔵したディスクカートリッジであって、
   上シェルと、
   内蔵したディスクを外部に露出させる第１の開口部を形成した下シェルと、
   前記上シェルと前記下シェルとの間に回転自在に支持され、前記ディスクを外部に露出させる第２の開口部を形成し、前記第２の開口部の回転移動により、前記第１の開口部の一部を開放及び閉塞する中シェルと、
   前記中シェルの回転に連動し、前記第１の開口部の一部を開放及び閉塞させる複数のシャッターとを備え、
   前記中シェルは、ディスクドライブ装置の駆動部材と係合可能な駆動部を設けており、前記駆動部に当接させた前記駆動部材の回転駆動により、前記中シェルの回転駆動が可能であり、
   前記中シェルの回転駆動が開始するときの、前記駆動部と前記駆動部材との当接点を駆動開始点とすると、前記駆動開始点と前記中シェルの回転中心とを結ぶ第１の直線と、前記中シェルの回転中心を通り、前記ディスクカートリッジの前記ディスクドライブ装置への挿入方向に延びた第２の直線とのなす角αは、前記中シェルの全回転角θの略１／２であることを特徴とするディスクカートリッジ。
2. ディスクを内蔵したディスクカートリッジであって、
   上シェルと、
   内蔵したディスクを外部に露出させる第１の開口部を形成した下シェルと、
   前記上シェルと前記下シェルとの間に回転自在に支持され、前記ディスクを外部に露出させる第２の開口部を形成し、前記第２の開口部の回転移動により、前記第１の開口部の一部を開放及び閉塞する中シェルと、
   前記中シェルの回転に連動し、前記第１の開口部の一部を開放及び閉塞させる複数のシャッターとを備え、
   前記中シェルは、ディスクドライブ装置の駆動部材と係合可能な駆動部を設けており、前記駆動部に当接させた前記駆動部材の回転駆動により、前記中シェルの回転駆動が可能であり、
   前記駆動部の内周に前記駆動部材が当接し、前記中シェルが回転駆動している状態において、先端部が前記回転駆動方向と反対側に延出し、内周が前記駆動部材を包み込むように前記駆動部が形成されていることを特徴とする。
3. 前記駆動部材は外周が略円筒面であり、前記中シェルの回転中心を中心とし前記回転中心と前記駆動部材の中心とを結ぶ線を半径とする円と、前記駆動部材の内周との交点と、前記回転中心とを結ぶ第１の直線と、前記中シェルの回転中心を通り、前記ディスクカートリッジの前記ディスクドライブ装置への挿入方向に延びた第２の直線とのなす角を角度α′とし、
   前記駆動部材が当接する部分の前記駆動部の内周の接線と、前記第２の直線とのなす角を角度βとすると、前記駆動部の内周は、β＞α′となる部分がある請求項２に記載のディスクカートリッジ。
4. ディスクを内蔵したディスクカートリッジであって、
   上シェルと、
   内蔵したディスクを外部に露出させる第１の開口部を形成した下シェルと、
   前記上シェルと前記下シェルとの間に回転自在に支持され、前記ディスクを外部に露出させる第２の開口部を形成し、前記第２の開口部の回転移動により、前記第１の開口部の一部を開放及び閉塞する中シェルと、
   前記中シェルの回転に連動し、前記第１の開口部の一部を開放及び閉塞させる複数のシャッターとを備え、
   前記中シェルは、ディスクドライブ装置の駆動部材と係合可能な駆動部を設けており、前記駆動部に当接させた前記駆動部材の回転駆動により、前記中シェルの回転駆動が可能であり、
   前記下シェルには、前記ディスクドライブ装置への挿入方向に平行で、前記ディスクの中心と反対側が開口し、前記ディスクドライブ装置の規制部材と係合して前記ディスクカートリッジの位置を規制する複数の案内溝を備えており、
   前記案内溝は、前記挿入方向に平行で等間隔な２平面を含んでいることを特徴とするディスクカートリッジ。
5. 前記ディスクカートリッジを前記ディスクドライブ装置へ挿入する際に、前記駆動部材と前記駆動部との係合より、前記規制部材と前記平行部との係合が先行するように前記駆動部及び前記案内溝が配置されている請求項４に記載のディスクカートリッジ。
6. 前記ディスクカートリッジの前記ディスクドライブ装置への挿入方向において、前記駆動部材と前記駆動部との係合開始位置と前記駆動部材と前記駆動部との当接位置との間の距離をＬ１、前記案内溝の平行部の長さをＬ２とすると、Ｌ２≧Ｌ１である請求項４に記載のディスクカートリッジ。
7. 前記案内溝に前記規制部材が係合し、前記案内溝の前記規制部材の残りの挿入寸法がＬ２−ΔＬ（ΔＬ＞０）である状態において、前記駆動部材の位置は、前記駆動部材の挿入完了位置からの距離がＬ１−ΔＬである請求項６に記載のディスクカートリッジ。
8. 前記駆動部は、前記第１の開口部の開放動作時に押圧される第１の駆動面と、前記第１の駆動面に対向配置された第２の駆動面とを備えた請求項１から７のいずれかに記載のディスクカートリッジ。

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