JP2005331102A - 自動平衡装置、回転装置及びディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
姿勢によらず回転のバランスを向上させることができる自動平衡装置、当該装置を搭載した回転装置及びディスク装置を提供すること。
【解決手段】
自動平衡装置１０は、表面張力でバランサ２を保持する保持部材１７を備えているため、自動平衡装置１０の姿勢によらずバランサ１１を保持部材１７の内周側に保持することができる。従って、自動平衡装置１０が回転を開始するときに、自動平衡装置１０の姿勢によらず保持部材１７にバランサ１１を保持した状態で回転させることができるので、回転のバランスを向上させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転のバランスを保つための自動平衡装置、当該装置を搭載した回転装置及びディスク装置に関する。

近年、例えばデータを記録・再生する光ディスク装置や磁気ディスク装置等のディスク装置では、ディスクがターンテーブル上で回転するときに、回転がアンバランスとなり記録・再生の安定性が低下する場合がある。

ディスクの回転のバランスを向上させるための技術として、例えば、特許文献１には、自動平衡装置をディスク装置に搭載する技術が開示されている。このディスク装置は、ディスクを回転させるためのモータを備えている。このモータはサブシャーシにより支持され、サブシャーシは弾性部材を介してメインシャーシに支持されている。自動平衡装置は、ディスクをクランプするためのクランパを備え、このクランパは、複数の鋼球や液体等のバランサを移動可能に収容する中空環状部を有している。これにより、ディスクの回転時に、ディスクの回転中心が偏る向きと略反対向きに鋼球や液体を移動させて回転のバランスを向上させている。

ディスクの回転のバランスを向上させるための別の技術として、特許文献２には、磁性流体を収容可能な空間部を有する円板状部材が、モータ軸と一体に回転可能に設けられた技術が開示されている。円板状部材はボス部を有しており、ボス部の側周面にはリングマグネットが設けられている。これにより、回転軸の回転数が小さいときに、磁性流体をリングマグネットに吸着しておきバランスを崩さないようにしている。
特許第２８２４２５０号公報（段落[００２６]、図１、図６） 特開平４−３１２２４４号公報（段落[０００６]、図１）

しかしながら、一般に、ディスクの回転時の振動の振幅は小さいので、バランサによりバランスをとるための大きな力を得ることは難しい。したがって、このような小さい振動の振幅でディスクの平衡状態を確保することは難しい。例えば、回転半径ｒ（＝１５ｍｍ）で、質量ｍ（＝１ｇ）の水が偏芯量ｅ（＝０．１ｍｍ）で回転するときには、バランスを向上させる能力の近似値Ｃ（＝ｍｅ）が０．１（ｇ・ｍｍ）となる。これでは例えば直径１２ｃｍのＤＶＤ（Digital Versatile Disk）の回転のバランスを向上させることは難しい。

また、ディスクの回転中心が偏る向きと略反対向きに鋼球や液体が遠心力により移動すると、鋼球や液体が中空環状部の外周に沿うように流れ、鋼球や液体の偏りがなくなってしまい回転のバランスを向上させることが難しいという問題がある。また、特許文献２の技術では、例えばディスク装置を垂直姿勢にしたときに、つまりディスクの記録面を地面に対して垂直にしたときに、円板状部材の下部に溜まった磁性流体をリングマグネットに復帰させることが難しい。このため、装置の姿勢によっては、ディスクの回転のバランスを確保することが難しいという問題がある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、姿勢によらず回転のバランスを向上させることができる自動平衡装置、当該装置を搭載した回転装置及びディスク装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る自動平衡装置は、流体のバランサと、前記バランサに表面張力を発生させることで該バランサを保持する保持部材と、回転可能に設けられ、内周側で前記保持部材に保持されたバランサが、回転による遠心力で外周側に移動するように前記バランサと前記保持部材とを収容する収容部材とを具備する。

本発明では、保持部材を具備しているため、自動平衡装置の姿勢によらず表面張力を利用してバランサを保持部材の内周側に保持することができる。従って、自動平衡装置が回転を開始するときに、自動平衡装置の姿勢によらず保持部材にバランサを保持した状態で回転させることができるので、安定してバランスを向上させることができる。

本発明の一の形態によれば、前記収容部材の前記外周側に設けられ、該収容部材が回転するときに前記バランサの周方向の移動を規制する規制部材をさらに具備する。自動平衡装置の姿勢によらずバランサが保持部材の内周側に保持されるため、本発明によれば自動平衡装置が回転を開始するときに、規制部材がバランサの移動を妨げることがないので、自動平衡装置を安定して回転させることができる。また、自動平衡装置が回転しているときに、収容部材に沿うバランサの流れを規制部材により規制することができる。従って、例えばディスクの回転時の振動の振幅が小さくても、本発明のように規制部材により局所的に集められたバランサによって平衡状態を確保することができる。また、少量のバランサを効率的に利用して自動平衡装置の回転のバランスを大きく向上させることができる。

本発明の一の形態によれば、前記保持部材は、回転の軸方向に所定間隔で積層するように設けられた複数の板を有する。このような構成によれば、隣り合う各板により形成された隙間にバランサに効率的に表面張力を発生させて保持することができる。板の数を増加させたり、この間隔を小さくしたりすることで、よりバランサの保持能力を向上させることができる。この間隔は、例えば、数百μｍ以下とすることが好ましい。

本発明の一の形態によれば、前記保持部材は、前記外周側から前記内周側に向けて狭くなるように設けられ前記バランサを流通させるための流路を形成する。このような構成によれば、保持部材の外周側から内周側に向けてバランサを表面張力により吸い込む力を大きくすることができるので、より確実にバランサを保持することができる。狭くなるようにとは、段階的又は連続的に狭くなるようにという意味である。連続的に狭くなる場合とは、例えばテーパ状に流路の壁が設けられている場合である。

本発明の一の形態によれば、前記流路は、前記収容部材が回転するときの回転軸方向での幅が、前記外周側から前記内周側に向けて狭くなるように形成されている。このような構成によれば、保持部材の外周側から内周側に向けてバランサを表面張力により吸い込む力を大きくすることができるので、より確実にバランサを保持することができる。

本発明の一の形態によれば、前記流路は、前記流路は、前記収容部材が回転するときの回転周方向での幅が、前記外周側から前記内周側に向けて狭くなるように形成されている。このような構成によれば、保持部材の外周側から内周側に向けてバランサを表面張力により吸い込む力を大きくすることができるので、より確実にバランサを保持することができる。

本発明の一の形態によれば、前記収容部材の内周側に設けられた永久磁石をさらに具備し、前記バランサは磁性を帯びている。このような構成によれば、バランサの表面張力に加え、磁力によりバランサを保持部材に保持することができる。従って、バランサの保持能力を向上させてより安定的に回転のバランスを向上させることができる。

本発明の一の形態によれば、前記保持部材は、表面に複数の突起部を有する。このような構成によれば、保持部材の表面積を極力大きくすることで、表面張力によりバランサを吸い込む力を大きくすることができるので、より確実にバランサを保持することができる。例えば衝撃等が加えられた場合、バランサが外周側へ移動してしまうので、この状態で例えばディスクを回転させた場合には、初期の回転のバランスを安定させることができない。しかしながら、本発明によれば、複数の突起部が設けられることによって、自動平衡装置に衝撃が加えられたときに保持部材の外周側にバランサが容易に流出してしまうことを極力防止することができるので、上記のような不都合を回避することができる。

本発明の一の形態によれば、前記各突起部は、前記収容部材の前記外周側から内周側にかけて徐々に表面積が大きくなるように設けられている。このような構成によれば、各突起部の表面積の違いを利用して、収容部材の外周側から内周側にかけてバランサを表面張力により吸い込む力を大きくすることができるので、より確実にバランサを保持することができる。徐々にとは、連続的に、段階的に、またはこれらの組み合わせの意味を含む。以下、同様である。

本発明の一の形態によれば、前記保持部材は、第１の表面と、該第１の表面から突出する複数の第１の突起部とを有する第１の板と、前記第１の表面に対面する第２の表面と、該第２の表面から前記第１の表面に向けて突出し、突出する方向で前記各第１の突起部にオーバーラップするように設けられた複数の第２の突起部とを有する第２の板とを有する。このような構成によれば、各第１の突起部と各第２の突起部とがオーバーラップするように設けられているので、バランサの表面張力が増大するとともに、例えば自動平衡装置に衝撃や加速度等が加えられたときに保持部材の外周側にバランサが容易に流出してしまうことを防止することができる。

本発明の一の形態によれば、前記収容部材は、内部に設けられ、回転の軸方向にほぼ垂直な面と、前記内部の前記外周側に設けられ、前記軸方向にほぼ平行な側面と、前記面から側面にかけて設けられた曲面とを有する。このような曲面があることにより、バランサが面と側面との間に残存しにくくなり、バランサが収容部材の回転減速時に速やかに保持部材に戻るようになる。面とは、収容部材の内部の上面または底面である。曲面とは、バランサが残存しにくくなるように意識的に形成された曲面である。曲面は、例えば収容部材の内径が２〜５ｃｍ程度のものであれば、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明の一の形態によれば、前記収容部材は、内部に設けられ、回転軸方向にほぼ垂直な上面と、前記内部に設けられ、前記上面に対面する底面と、前記外周側に設けられ、前記上面から前記底面にかけて設けられた曲面とを有する。これにより、バランサが残存しにくくなり、バランサが収容部材の回転減速時に速やかに保持部材に戻るようになる。

本発明の一の形態によれば、前記規制部材は、前記収容部材の回転軸方向にほぼ平行な規制面を有し、前記収容部材は、前記外周側に設けられた側面と、前記規制面から前記側面にかけて設けられた曲面とを有する。このような曲面があることにより、バランサが規制部材の規制面と収容部材の側面との間に残存にくくなる。したがってバランサが収容部材の回転減速時に速やかに保持部材に戻るようになる。

本発明の一の形態によれば、前記収容部材は、内部に設けられ、回転軸方向にほぼ垂直な面と、前記内部の前記外周側に設けられ、前記軸方向にほぼ平行な側面と、前記収容部材の内部の容積が前記内周側から前記外周側へ徐々に小さくなるように、前記面から前記側面にかけて設けられた斜面とを有する。このような斜面があることにより、面と側面との間に残存しにくくなる。その上、例えば面が収容部材の底面である場合、つまり、収容部材の回転軸の方向が地面に対してほぼ垂直になるように、この自動平衡装置が使用される場合（以下、水平姿勢という。）は、斜面があることによって、バランサが収容部材の回転減速時に速やかに自重で保持部材に戻るようになる。

本発明の一の形態によれば、前記収容部材は、前記収容部材は、前記外周側から前記内周側にかけて形成された複数の溝を有する。これにより、バランサが内周側へ戻りやすくなる。

本発明の一の形態によれば、各溝のうち少なくとも１つは、前記各溝のうち少なくとも１つは、前記外周側から前記内周側にかけて徐々に細くなるように設けられている。これにより、内周側にかけて徐々にバランサに働く表面張力を大きくすることができる。

本発明の一の形態によれば、前記各溝のうち少なくとも１つは、前記収容部材の回転径方向とは異なる方向に延びている。例えば収容部材の回転が減速した場合、バランサは慣性で回転方向に移動しようとするので、溝がその回転方向に極力沿うように延びていれば、バランサを確実に保持部材へ戻すことができる。

本発明の一の形態によれば、前記溝は、前記保持部材より前記外周側に配置されている。これにより、外周側にあったバランサが保持部材へ戻りやすくなる。

本発明の一の形態によれば、前記保持部材と前記規制部材とは当接している。例えば収容部材の回転軸の方向が地面に対してほぼ平行になるように、この自動平衡装置が使用される場合（以下、垂直姿勢という。）であっても、バランサが収容部材の回転減速時に確実に保持部材に戻るようになる。当接しているとは、例えば保持部材と規制部材とが収容部材の回転径方向でオーバーラップして当接している形態、または、保持部材の外周側の外周部と規制部材の内側端部とが対面して当接している形態が考えられる。

本発明に係る回転装置は、流体のバランサと、前記バランサに表面張力を発生させることで該バランサを保持する保持部材と、前記バランサと前記保持部材とを収容する収容部材と、前記収容部材の内周側で前記保持部材に保持されたバランサが、回転による遠心力で前記収容部材の外周側に移動するように、前記保持部材と一体に前記収容部材を回転させることが可能な駆動部とを具備する。

本発明では、回転装置の姿勢によらず表面張力を利用してバランサを保持部材の内周側に保持することができる。このため、回転装置が回転を開始するときに、回転装置の姿勢によらず保持部材にバランサを保持した状態で回転させることができるので、回転のバランスを向上させることができる。

本発明に係るディスク装置は、データを記録可能なディスクを回転駆動する駆動部と、流体のバランサと、前記バランサに表面張力を発生させることで該バランサを保持する保持部材と、前記駆動部により回転可能に設けられ、内周側で前記保持部材に保持されたバランサが、回転による遠心力で外周側に移動するように前記バランサと前記保持部材とを収容する収容部材とを有する自動平衡装置とを具備する。

本発明において、ディスクとしては、例えばＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ブルーレイディスク等の光ディスク、ＭＯ（Magneto Optical disk）やＭＤ（Mini-Disk）等の光磁気ディスク、または、ハードディスクのような磁気ディスク等が挙げられる。ディスク装置とは、ディスクにデータを記録すること及び記録されたデータを再生することのうち少なくとも一方が可能な装置である。

本発明の別の観点に係る自動平衡装置は、磁性を帯びた流体のバランサと、前記バランサを保持するためのマグネットと、回転可能に設けられ、内周側で前記マグネットに保持されたバランサが、回転による遠心力で外周側に移動するように前記バランサと前記マグネットとを収容する収容部材と、前記収容部材の前記外周側に設けられ、該収容部材が回転するときに前記バランサの周方向の移動を規制する規制部材とを具備する。

本発明によれば、自動平衡装置の姿勢によらずバランサの磁性を利用してバランサを保持部材の内周側に保持して、自動平衡装置の姿勢によらず保持部材にバランサを保持した状態で回転させることができる。しかも、規制部材が設けられているので、例えばディスクの回転時の振動の振幅が小さくても、本発明のように規制部材により局所的に集められたバランサによって平衡状態を確保することができる。

以上のように、本発明によれば、自動平衡装置の姿勢によらず表面張力を利用してバランサを保持部材の内周側に保持し自動平衡装置の回転を開始させて回転のバランスを向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１、図２はそれぞれ本発明に係る第１の実施の形態の自動平衡装置を示す横、縦断面図である。図３は本発明に係るディスクの回転装置を示す縦断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の自動平衡装置１０は、流体でなるバランサ１１と、バランサ１１を表面張力により保持する保持部材１７と、バランサ１１と保持部材１７とを収容する収容部材１３とを備えている。

収容部材１３は、中空部を有する円板状の形状を有しており、この中空部にバランサ１１と保持部材１７とが収容されている。バランサ１１には、例えば水、オイル等が用いられている。収容部材１３の中央部には、図３に示すモータ６１の回転軸１６を収容部材１３に貫着するための貫通孔１３ａが設けられている。収容部材１３の構成材料には、例えば金属又は樹脂等が用いられている。

保持部材１７は、保持部材１７の回転の軸方向となるＺ方向に所定間隔ｈで積層するように設けられた板１７ａを複数有している。間隔ｈは、例えば数百μｍ以下に設定することが好ましい。これにより、バランサ１１に生じる表面張力をより大きくすることができる。各板１７ａは、略同じ大きさで円板状の形状を有している。隣り合う板１７ａの間にはバランサ１１の流路となる隙間Ｇが形成されており、例えば静止状態でこの隙間Ｇ内にバランサ１１が保持される。保持部材１７は、樹脂材料を用いて一体成形されていてもよいし、貫通孔を有する複数の円板状部材にボス部となる円筒状部材が挿入されて作製されていてもよい。保持部材１７の外側の周面と、収容部材１３の外側の側壁の内周面Ｎとの間には隙間Ｍが形成されている。保持部材１７の構成材料には、例えば金属や合成樹脂等が用いられている。

ディスク回転装置６０は、モータ６１を有しておりモータ６１の回転軸１６の上端部には、ターンテーブル６５が設けられている。モータ６１は、例えば駆動電流が流れるコイル６１ｄが備えられたステータ６１ｂと、軸受け６１ａを介して回転可能に設けられたロータ６１ｃと、回転軸１６とを有している。回転軸１６には、自動平衡装置１０が装着されている。回転軸１６と一体に自動平衡装置１０が回転可能に構成されている。モータ６１はサブシャーシ６３により支持されサブシャーシ６３はゴム等の高分子材料及び金属製の部材等により構成された弾性部６２を介してメインシャーシ６４に支持され振動系が構成されている。例えば、弾性部６２の変形による振動系の共振周波数は、ディスクＤの回転周波数より小さく設定されている。

次に、自動平衡装置１０の動作について図面を参照しながら説明する。

ターンテーブル６５にディスクＤがセットされ、モータ６１が回転し始めると、振動系が振動し始める。モータ６１の低速回転時には、表面張力や摩擦力等によって保持部材１７がバランサ１１を保持する力を、遠心力が下回り、バランサ１１は保持部材１７の内周側に保持されている。

モータ６１の回転数が上昇し、その回転周波数が振動系の共振周波数を超えると、振動系が振動する向きＡ１が、回転中心からディスクＤの偏る向きＡ２と略反対となる。このとき、バランサ１１は振動系が振動する向きＡ１に、その振動による加速度で移動するので、バランサ１１が移動する方向（Ａ１）とディスクＤの偏る向きＡ２とは反対となり、バランスが確保される。

更に回転数が上昇すると、バランサ１１を保持する力を遠心力が上回り、図１に破線で示すように、遠心力によりバランサ１１が保持部材１７の外周側に移動する。バランサ１１の移動は、収容部材１３により規制される。このときも、もちろんバランスが確保されている。

モータ６１の回転数が減少すると、遠心力が小さくなり、バランサ１１を保持する力を遠心力が下回るとバランサ１１が保持部材１７の内周側に再び保持される。

なお、向きＡ１と向きＡ２とが略１８０度反対向きとなるように、モータ６１の回転数（ディスクＤに記録された信号を再生等するときの回転数）や弾性部６２の材質等を設定することが好ましい。

本実施形態では、自動平衡装置１０が保持部材１７を備えているため、自動平衡装置１０の姿勢によらず表面張力を利用してバランサ１１を保持部材１７の内周側に保持することができる。従って、自動平衡装置１０が回転を開始するときに、自動平衡装置１０の姿勢によらず保持部材１７にバランサ１１を保持した状態で回転させることができるので、回転のバランスを向上させることができる。

本実施形態では、保持部材１７は、軸方向Ｚに所定間隔ｈで積層するように設けられた複数の板１７ａを有している。このような構成によれば、隙間Ｇにバランサ１１を効率的に保持することができる。なお、板１７ａの数を増加させたり、間隔ｈを小さくしたりすることで、バランサ１１の保持能力を向上させることができるので、より確実に保持部材１７でバランサ１１を保持することができる。間隔ｈは、例えば、数百μｍ以下とすることが好ましい。

本実施形態では、バランサ１１に流体が用いられている。このため、ディスク回転装置６０の作動時等のバランサ１１による衝撃を小さくして低騒音かつ振動の少ないディスク回転装置６０とすることができる。

図４、図５は本発明に係る第２の実施の形態に係る自動平衡装置を示す横、縦断面図である。

本実施形態では、自動平衡装置２０は収容部材１３に代えてバランサ１１の周方向Ｗの流れを規制する規制部材１５を複数有する収容部材２３を備えている。規制部材１５は、収容部材２３の外側の側壁の内周面Ｓから自動平衡装置２０の中心に向けて突出するように設けられている。規制部材１５は、それぞれ周方向Ｗに略等間隔に設けられている。規制部材１５は、収容部材２３の中空部内にＺ方向の全域に亘って設けられている。なお、規制部材１５の数、形状、材質等は限定されず、例えば、上記第１実施形態の収容部材１３と別に規制部材１５となる板状部材を用意し、収容部材１３の内周面Ｎにこの板状部材を溶着して規制部材とするようにしてもよい。また、規制部材１５を、樹脂材料を用いて一体成形してもよい。

本実施形態では、自動平衡装置２０の回転によるバランサ１１の外周側への移動を収容部材２３の内周面Ｓで一旦規制し、内周面Ｓに沿う周方向Ｗのバランサ１１の流れを規制部材１５により規制することができる。従って、例えばディスクＤの回転時の振動の振幅が小さくても、規制部材１５により局所的に集められたバランサ１１によって平衡状態を確保することができる。自動平衡装置２０を垂直状態で使用するとき等には、遠心力や重力により垂直下方にバランサ１１が偏り易くなる。しかし、回転開始時等には保持部材１７により内周側にバランサ１１を保持されているので、規制部材１５が設けられていても問題はない。すなわち、規制部材１５が設けられている場合であって、かつ、重力により下方にバランサが集まったままの状態では、次回の回転開始時にはバランス性能が低下してしまう。

図６、図７はそれぞれ本発明に係る第３の実施の形態に係る自動平衡装置を示す横、縦断面図、図８は図６に示す自動平衡装置のＨ−Ｈ断面図である。

本実施形態では、自動平衡装置３０は第２の実施形態の保持部材１７に代えて、バランサ３１を流通させるための流路Ｒ１を形成する保持部材３７を備えている。流路Ｒ１のＺ方向の幅Ｔ１は、保持部材３７の外周側から内周側にかけて狭くなるように設定されている。保持部材３７は、外周側から内周側にかけて周方向Ｗの幅Ｔ２が狭くなる流路Ｒ２を形成している。流路Ｒ２は、図８に示すように断面略Ｖ字状の形状を有している。流路Ｒ１は、収容部材２３の周方向Ｗで全周に亘って設けられている。流路Ｒ２は、隣り合う規制部材１５の間にそれぞれ例えば１個ずつ設けられている。

本実施形態では、外周側から内周側にかけて狭くなる流路Ｒ１、Ｒ２が形成されているため、保持部材３７の内周側に向けて表面張力等によってバランサ３１を保持する力を向上させることができ、より確実にバランサ３１を保持し回転のバランスを向上させることができる。

流路Ｒ１、Ｒ２を形成する保持部材３７の傾斜面の傾斜角度や流路Ｒ２の数は限定されない。例えば、隣り合う規制部材１５の間に１つおきに流路Ｒ２を設けるようにしてもよいし、逆に隣り合う規制部材１５の間に複数の流路を設けるようにしてもよい。流路Ｒ１のみを設け流路Ｒ２を設けないようにしてもよい。これにより、流路Ｒ１、Ｒ２の両方を保持部材３７に設ける場合に比べて低コスト化を図ることができる。

図９、図１０は本発明に係る第４の実施の形態に係る自動平衡装置を示す横、縦断面図である。

本実施形態では、自動平衡装置４０は収容部材２３の内周側に設けられた永久磁石４２を備えている。永久磁石４２は、例えば収容部材２３の内周側の側周壁４５の周囲に設けられた湾曲形状の複数の小永久磁石で構成されている。各小永久磁石は、例えばＺ方向の一側がＮ極、他側がＳ極となるように設けられている。また、バランサ３１に代えて例えば磁性を帯びた磁性流体、磁気抵抗流体（ＭＲ流体(Magneto-Rheological Fluid)）等が用いられている。

本実施形態では、バランサ３１の表面張力に加え磁力によりバランサ３１を保持部材４７に保持することができる。従って、バランサ３１の保持能力を向上させて垂直姿勢等のときに、より安定的に回転のバランスを向上させることができる。

図１１は本発明に係る第５の実施の形態に係る自動平衡装置を示す縦断面図である。

本実施形態では、自動平衡装置５０の保持部材５７は、Ｚ方向に積層するように設けられた複数のテーパ状の板５７ａを有し、各板５７ａの間には、収容部材２３の外周側から内周側に向けてＺ方向の幅Ｔ３が狭くなる流路Ｒ３が形成されている。すなわち、各板５７ａには、例えば内周側から外周側に向けてＺ方向の幅（厚さ）が小さくなるテーパ状の部材が用いられている。このため、収容部材２３の外周側から内周側に向けて大きくなる表面張力等を利用してバランサ５１を保持する力を大きくすることができるので、流路Ｒ３にバランサ５１を効率的に保持することができる。なお、板５７ａの数を増加させたり、Ｚ方向の流路Ｒ３の幅Ｔ３を小さくしたりすることで、バランサ５１の保持能力を向上させるようにしてもよい。

図１２は本発明に係る第６の実施の形態に係る自動平衡装置の保持部材の板の拡大断面図である。

本実施形態では、第１の実施形態の保持部材１７の代わりに、保持部材１７の各板１７ａの表面１７ｂにＺ方向に突出する突起部１７ｃを有する保持部材６７が用いられている。これにより、バランサの保持能力を向上させることができるので、自動平衡装置の初期の回転の安定性を向上させることができる。また、自動平衡装置に衝撃や加速度が加えられたときに保持部材６７の外周側にバランサが容易に流出してしまうことを突起部１７ｃにより極力防止することができる。

図１３は本発明に係る第７の実施の形態に係る自動平衡装置の保持部材の板の拡大断面図である。

本実施形態では、第６の実施形態と異なり、各板１７ａの表面１７ｂからＺ方向に突出する各突起部１７ｄは、それぞれＺ方向にオーバーラップするように設けられている。これにより、バランサの表面張力が増大するとともに、例えば自動平衡装置に衝撃や加速度が加えられたときに、保持部材７７の外周側にバランサが容易に流出してしまうことをより確実に防止することができる。

図１４は本発明に係る第８の実施の形態に係る自動平衡装置の保持部材の板の拡大断面図である。

本実施形態では、第７の実施形態と異なり、収容部材２３の外周側から内周側にかけて徐々に表面積が大きくなるように複数の突起部１７ｅが設けられている。すなわち、突起部１７ｅのＺ方向の長さは、収容部材２３の内周側から外周側にかけて徐々に小さくなるように設定されている。これにより、各突起部１７ｅの表面積の違いを利用して、保持部材８７の外周側から内周側にかけて表面張力によってバランサ１１を保持する力を大きくすることができるので、より確実にバランサ１１を保持することができる。

本発明は以上説明した実施形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

上記第２、第３の実施形態では、それぞれ保持部材１７、３７の外周面と、収容部材２３の外側の内周面Ｓとの間に隙間が設けられている例を示した。しかし、保持部材１７、３７の外周面と、収容部材２３の外側の側壁の内周面Ｓとが接触するように設けられていてもよい。これにより、収容部材２３の最外周側からバランサ３１を吸い込むことができるようにすることができる。

上記第５の実施形態において、図１１に破線で示すように、収容部材２３の内周側に第４の実施形態と同様に永久磁石５２を設けるようにしてもよい。これにより、表面張力に加えて磁力によりバランサ５１を保持部材５７に保持することができる。

上記第６〜第８の実施形態では、各板１７ａの対面する各表面１７ｂにそれぞれ複数の突起部１７ｃ、１７ｄ、１７ｅを設け表面積を大きくする例を示した。しかし、バランサの保持能力を向上させるために、保持部材が多孔質に構成されていてもよい。また、例えば図７に示す流路Ｒ１を形成する斜面や図１１に示す各板５７ａの斜面等に突起部１７ｃ、１７ｄ及び１７ｅ等を設けるようにしてもよい。

上記各実施形態の自動平衡装置１０〜５０、ディスク回転装置６０を例えば、光ディスク装置、磁気ディスク装置、光ディスク等を記録媒体としたビデオカメラ等に搭載することができる。特に、ハンディ性能が要求されるビデオカメラ等に搭載することで、ディスクの回転のバランスを向上させてデータの記録・再生の安定性を向上させることができる。

上記第１の実施の形態に係る自動平衡装置１０が備える収容部材１３の内周側に、図９及び図１０に示すような永久磁石４２が設けられていてもよい。永久磁石４２は、図９に示すように４分割されたものではなく、リング状であってもよい。永久磁石４２の着磁方向は、収容部材１３、２３の回転軸方向、回転周方向、または回転径方向にすることができる。

図４及び図５において、収容部材２３の内部に設けられた保持部材１７の板１７ａの外周部と規制部材１５の内側端部とが回転径方向でオーバーラップして両者が接続されている形態を示した。しかし、そのようにオーバーラップせずに、図１５に示すように、保持部材１７の板１７ａの外周部１７ａ−１と規制部材１５の内側端部１５ａとが対面して当接させるように構成することもできる。あるいは、図１６に示すように、保持部材１７板１７ａの外周部１７ａ−１と規制部材１５の内側端部１５ａとの間に隙間ｘが設けられていてもよい。この隙間ｘは、収容部材２３の回転減速時に、収容部材２３内の外周側、つまり規制部材１５で規制されているバランサが、そのバランサの粘性や表面張力等によって実質的に保持部材１７に戻る作用に支障がない程度の隙間である。

図１５及び図１６の構成については、図７、図９〜図１１に示した、保持部材３７、４７、５７、６７についても同様のことが言える。

図１７は、本発明の第９の実施の形態に係る自動平衡装置を示す断面図である。以降の実施の形態については、自動平衡装置の一部のみを示す。

この自動平衡装置１１０では、収容部材１１３内部の外周側の側面１１３ａ（回転軸１６の軸方向にほぼ平行な面）から規制部材１１５が突出し、規制部材１１５は保持部材１１７に当接している。この保持部材１１７の板１１７ａの形状は、例えば図１及び図２に示した板１７ａと同様の形状が用いられるが、これに限らず、例えば図６〜図１４に示す形状にすることもできる。後で説明する図１８に示す保持部材１１７の形状も同様である。

規制部材１１５の規制面１１５ａ（回転軸１６の軸方向にほぼ平行な面）から上記収容部材１１３の側面１１３ａにかけて曲面１１３ｂ状に形成されている。例えば収容部材の内径が例えば２〜５ｃｍ程度のものであれば、この曲面１１３ｂの曲率半径ｒは、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下である。このような曲面１１３ｂがあることにより、バランサが規制面１１５ａと側面１１３ａとの間に残存しにくくなる。これにより、たとえ自動平衡装置１１０が垂直姿勢であっても、バランサが収容部材１１３の回転減速時に速やかに保持部材１１７に戻るようになる。垂直姿勢とは、回転軸１１６が地面に対してほぼ平行になるような自動平衡装置１１０の姿勢をいう。

図１８は、図１７に示した自動平衡装置１１０の変形例を示す断面図である。この自動平衡装置１２０では、収容部材１２３に、一様に曲面１２３ａで形成された規制部材１２５が設けられている。このような構成によれば、各規制部材１２５の間の全体が曲面状をなしているので、図１７に示した形態よりもバランサが各規制部材１２５の間に残存しにくくなる。

図１９は、本発明の第１０の実施の形態に係る自動平衡装置を示す断面図である。なお、図１９、図２０及び図２１では、自動平衡装置の回転軸１６から半分のみを図示している。この自動平衡装置１３０は、収容部材１３３の内部の上面１３３ａ（回転軸１６の軸方向にほぼ垂直な面）から、外周側の側面１３３ｂ（回転軸１６の軸方向にほぼ平行な面）にかけて曲面１３３ｃを有している。このような構成によれば、収容部材１３３の回転減速時に、規制部材１３５付近にあるバランサが速やかに保持部材１１７の各板１１７ａの間に戻るようになる。

図２０は、図１９に示した自動平衡装置１３０の変形例を示す断面図である。この自動平衡装置１４０は、収容部材１４３の内部の上面１４３ａから底面１４３ｂにかけて曲面１４３ｃを有している。このような構成によっても、収容部材１４３の回転減速時に、規制部材１４５付近にあるバランサが速やかに保持部材１１７の各板１１７ａの間に戻るようになる。

図２１は、図１９及び図２０に示した自動平衡装置１３０及び１４０の変形例を示す断面図である。この自動平衡装置１５０では、収容部材１５３の内部の容積が内周側から外周側へ徐々に小さくなるように、収容部材１５３の内部の上面１５３ａ及び底面１５３ｂから、外周側の側面１５３ｃにかけて斜面１５３ｄ及び１５３ｅがそれぞれ形成されている。これにより、例えば自動平衡装置１５０が水平姿勢であっても、バランサが収容部材１５３の回転減速時に速やかに、自重によって保持部材１１７の各板１１７ａの間に戻るようになる。水平姿勢とは、回転軸１１６が地面に対してほぼ垂直になるような自動平衡装置１１０の姿勢をいう。

なお、図２１に示す形態において、自動平衡装置１５０が上下逆になるような水平姿勢である場合、上面１５３ａ側の斜面１５３ｄにより、バランサが自重で保持部材１１７の各板１１７ａの間に戻るようになる。図２１に示す形態では、上下に両方斜面１５３ｄ及び１５３ｅが設けられる構成としたが、いずれか一方であってもよい。図１９〜図２１に示した形態のうちいずれか１つと、図１７及び図１８に示した形態のうちいずれか１つとを組み合わせることも可能である。

図２２は、本発明の第１１の実施の形態に係る自動平衡装置を示す断面図であり、図２３は、図２２のＭ−Ｍ線断面図である。

この自動平衡装置１６０では、収容部材１６３の外周側の底面１６３ａに複数の溝１６３ｂが形成されている。各溝１６３ｂは、保持部材１１７より外周側に配置され、収容部材１６３の外周側から内周側にかけて徐々に細くなるように設けられている。具体的には、各溝１６３ｂは、例えば図２２に示すように外周側から内周側にかけて徐々に幅が狭くなるように形成されている。また、各溝１６３ｂは、例えば図２３に示すように外周側から内周側にかけて徐々に浅くなるように設けられている。さらに各溝１６３ｂは、その長手方向が回転径方向に沿うように形成されている。このような構成によれば、バランサに働く表面張力が、外周側から内周側にかけて徐々に大きくなるので、収容部材１６３の回転減速時にバランサが内周側の保持部材１１７へ戻りやすくなる。

図２４は、図２２に示した自動平衡装置１６０の変形例を示す断面図である。この自動平衡装置１７０の収容部材１７３の底面１７３ａに形成された溝１７３ｂは、その長手方向が、回転径方向とは異なる方向に沿うように形成されている。具体的には、各溝１７３ｂは、収容部材１７３が回転方向Ｗで回転しているときに、その内周側の一端部１７３ｂ−１が、外周側の他端部１７３ｂ−２より先に進むような方向に形成されている。例えば収容部材１７３の回転減速時に、外周側にあるバランサは慣性で回転方向Ｗに移動しようとするので、本実施の形態のように溝１７３ｂがその回転方向Ｗに極力沿うように延びていれば、バランサを確実に保持部材１１７へ戻すことができる。

図２５は、図２２に示した自動平衡装置１６０の変形例を示す断面図である。この自動平衡装置１８０の収容部材１８３の底面１８３ａに形成された各溝１８３ｂより内周側に、さらに複数の溝１８３ｃが形成されている。各溝１８３ｃが設けられることにより、保持部材１１７で保持されるバランサに、さらに表面張力による保持力を与えることができる。

図２６は、図２２に示した自動平衡装置１６０の変形例を示す断面図である。この自動平衡装置１９０は、図１８に示した自動平衡装置１２０と図２２に示した自動平衡装置１６０とを組み合わせた形態により構成されている。具体的には、収容部材１９３の各規制部材１９５の間において、収容部材１９３の底面１９３ａに溝１９３ｂが形成されている。このような構成によっても、収容部材１９３の回転減速時に、確実にバランサを保持部材１１７へ戻すことができる。

図２２〜図２６において、溝１６３ｂ等は外周側から内周側にかけて徐々に細くなるような形態を示したが、一定幅の溝、または一定深さの溝が設けられていてもよい。また、収容部材１６３等の底面１６３ａだけでなく、その底面１６３ａに対面する上面にも形成することも可能である。また、溝１６３ｂ等の形状は、図示したものに限られない。

以上、第１〜第１１の実施の形態に係る自動平衡装置、あるいは変形例に係る自動平衡装置について、これらのうち少なくとも２つを組み合わせることが可能である。

上記各実施の形態では、表面張力を発生させる保持部材１７等によりバランサを保持する構成を示した。しかし、そのような保持部材１７を用いずに、例えば収容部材の内周側に設けられた永久磁石によりバランサが保持されるようにしてもよい。そのような、表面張力ではなく永久磁石によりバランサを保持する収容部材に、さらに図４に示す規制部材１５を設けることも可能である。また、永久磁石によりバランサを保持する収容部材が、図１７〜図２６のような構成を有するようにしてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る自動平衡装置を示す横断面図（図２に示す自動平衡装置のＢ−Ｂ断面図）である。 図１に示す自動平衡装置の縦（Ａ−Ａ）断面図である。 本発明の実施の形態に係るディスクの回転装置を示す縦断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る自動平衡装置を示す横断面図（図５に示す自動平衡装置のＥ−Ｅ断面図）である。 図４に示す自動平衡装置の縦（Ｃ−Ｃ）断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る自動平衡装置を示す横断面図（図７に示す自動平衡装置のＪ−Ｊ断面図）である。 図６に示す自動平衡装置の縦（Ｆ−Ｆ）断面図である。 図６に示す自動平衡装置のＨ−Ｈ断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る自動平衡装置を示す横断面図（図１０に示す自動平衡装置のＬ−Ｌ断面図）である。 図９に示す自動平衡装置の縦（Ｋ−Ｋ）断面図である。 第５の実施の形態の自動平衡装置の縦断面図である。 第６の実施の形態の自動平衡装置の保持部材の板の拡大断面図である。 第７の実施の形態の自動平衡装置の保持部材の板の拡大断面図である。 第８の実施の形態の自動平衡装置の保持部材の板の拡大断面図である。 図４及び図５に示す自動平衡装置の変形例を示す断面図である。 図４及び図５に示す自動平衡装置の変形例を示す断面図である。 本発明の第９の実施の形態に係る自動平衡装置を示す断面図である。 図１７に示す自動平衡装置の変形例を示す断面図である。 本発明の第１０の実施の形態に係る自動平衡装置を示す断面図である 図１９に示す自動平衡装置の変形例を示す断面図である。 図１９及び図２０に示した自動平衡装置の変形例を示す断面図である。 本発明の第１１の実施の形態に係る自動平衡装置を示す断面図である。 図２２のＭ−Ｍ線断面図である。 図２２に示す自動平衡装置の変形例を示す断面図である。 図２２に示す自動平衡装置の変形例を示す断面図である。 図２２に示す自動平衡装置の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１０、２０、３０、４０、５０、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０…自動平衡装置
１１、３１、４１、５１…バランサ
１３、２３、１１３、１２３、１３３、１４３、１５３、１６３、１７３、１８３、１９３…収容部材
１５、１１５、１２５、１３５、１４５、１５５、１９５、規制部材
１７、３７，４７、５７、６７、７７、８７、１１７…保持部材
１７ａ、５７ａ、１１７ａ…板
１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ…突起部
４２、５２…永久磁石
６０…ディスク回転装置
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３…幅
ｈ…間隔
１７ｂ…表面
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３…流路

Claims (21)

1. 流体のバランサと、
   前記バランサに表面張力を発生させることで該バランサを保持する保持部材と、
   回転可能に設けられ、内周側で前記保持部材に保持されたバランサが、回転による遠心力で外周側に移動するように前記バランサと前記保持部材とを収容する収容部材と
   を具備することを特徴とする自動平衡装置。
2. 請求項１に記載の自動平衡装置であって、
   前記収容部材の前記外周側に設けられ、該収容部材が回転するときに前記バランサの周方向の移動を規制する規制部材をさらに具備することを特徴とする自動平衡装置。
3. 請求項１に記載の自動平衡装置であって、
   前記保持部材は、回転の軸方向に所定間隔で積層するように設けられた複数の板を有することを特徴とする自動平衡装置。
4. 請求項１に記載の自動平衡装置であって、
   前記保持部材は、前記外周側から前記内周側に向けて狭くなるように設けられ前記バランサを流通させるための流路を形成することを特徴とする自動平衡装置。
5. 請求項４に記載の自動平衡装置であって、
   前記流路は、前記収容部材が回転するときの回転軸方向での幅が、前記外周側から前記内周側に向けて狭くなるように形成されていることを特徴とする自動平衡装置。
6. 請求項４に記載の自動平衡装置であって、
   前記流路は、前記収容部材が回転するときの回転周方向での幅が、前記外周側から前記内周側に向けて狭くなるように形成されていることを特徴とする自動平衡装置。
7. 請求項１に記載の自動平衡装置であって、
   前記収容部材の内周側に設けられた永久磁石をさらに具備し、
   前記バランサは磁性を帯びていることを特徴とする自動平衡装置。
8. 請求項１に記載の自動平衡装置であって、
   前記保持部材は、表面に複数の突起部を有することを特徴とする自動平衡装置。
9. 請求項８に記載の自動平衡装置であって、
   前記各突起部は、前記収容部材の前記外周側から内周側にかけて徐々に表面積が大きくなるように設けられていることを特徴とする自動平衡装置。
10. 請求項１に記載の自動平衡装置であって、
    前記保持部材は、
    第１の表面と、該第１の表面から突出する複数の第１の突起部とを有する第１の板と、
    前記第１の表面に対面する第２の表面と、該第２の表面から前記第１の表面に向けて突出し、突出する方向で前記各第１の突起部にオーバーラップするように設けられた複数の第２の突起部とを有する第２の板と
    を有することを特徴とする自動平衡装置。
11. 請求項１に記載の自動平衡装置であって、
    前記収容部材は、
    内部に設けられ、回転の軸方向にほぼ垂直な面と、
    前記内部の前記外周側に設けられ、前記軸方向にほぼ平行な側面と、
    前記面から側面にかけて設けられた曲面と
    を有することを特徴とする自動平衡装置。
12. 請求項１に記載の自動平衡装置であって、
    前記収容部材は、
    内部に設けられ、回転軸方向にほぼ垂直な上面と、
    前記内部に設けられ、前記上面に対面する底面と、
    前記外周側に設けられ、前記上面から前記底面にかけて設けられた曲面と
    を有することを特徴とする自動平衡装置。
13. 請求項２に記載の自動平衡装置であって、
    前記規制部材は、前記収容部材の回転軸方向にほぼ平行な規制面を有し、
    前記収容部材は、
    前記外周側に設けられた側面と、
    前記規制面から前記側面にかけて設けられた曲面と
    を有することを特徴とする自動平衡装置。
14. 請求項１に記載の自動平衡装置であって、
    前記収容部材は、
    内部に設けられ、回転軸方向にほぼ垂直な面と、
    前記内部の前記外周側に設けられ、前記軸方向にほぼ平行な側面と、
    前記収容部材の内部の容積が前記内周側から前記外周側へ徐々に小さくなるように、前記面から前記側面にかけて設けられた斜面と
    を有することを特徴とする自動平衡装置。
15. 請求項１に記載の自動平衡装置であって、
    前記収容部材は、前記外周側から前記内周側にかけて形成された複数の溝を有することを特徴とする自動平衡装置。
16. 請求項１５に記載の自動平衡装置であって、
    前記各溝のうち少なくとも１つは、前記外周側から前記内周側にかけて徐々に細くなるように設けられていることを特徴とする自動平衡装置。
17. 請求項１５に記載の自動平衡装置であって、
    前記各溝のうち少なくとも１つは、前記収容部材の回転径方向とは異なる方向に延びていることを特徴とする自動平衡装置。
18. 請求項１に記載の自動平衡装置であって、
    前記溝は、前記保持部材より前記外周側に配置されていることを特徴とする自動平衡装置。
19. 請求項１に記載の自動平衡装置であって、
    前記保持部材と前記規制部材とは当接していることを特徴とする自動平衡装置。
20. 流体のバランサと、
    前記バランサに表面張力を発生させることで該バランサを保持する保持部材と、
    前記バランサと前記保持部材とを収容する収容部材と、
    前記収容部材の内周側で前記保持部材に保持されたバランサが、回転による遠心力で前記収容部材の外周側に移動するように、前記保持部材と一体に前記収容部材を回転させることが可能な駆動部と
    を具備することを特徴とする回転装置。
21. データを記録可能なディスクを回転駆動する駆動部と、
    流体のバランサと、前記バランサに表面張力を発生させることで該バランサを保持する保持部材と、前記駆動部により回転可能に設けられ、内周側で前記保持部材に保持されたバランサが、回転による遠心力で外周側に移動するように前記バランサと前記保持部材とを収容する収容部材とを有する自動平衡装置と
    を具備することを特徴とするディスク装置。

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