JP2006149052A - オートバランサ装置、モータ及び着脱式記録ディスク回転駆動用モータ - Google Patents

Abstract

【課題】 オートバランサ装置において騒音の発生を抑える。
【解決手段】 オートバランサ装置３１は回転部材のバランスをとるための装置であって、回転部材に装着され環状の空間４０を内部に確保するケース２９と、ケース２９内に移動可能に配置された複数の球体３６とを備えている。ケース２９は、互いに固定されたターンテーブル１４ａ及びプレート部材３５を有している。オートバランサ装置３１は、ターンテーブル１４ａとプレート部材３５の接合部分同士間に密着状態で挟まれた遮音部材３８をさらに備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、オートバランサ装置、特に、モータの回転部材の動バランスをとるためのオートバランサ装置に関する。

オートバランサ装置は、回転部材の動バランスを取るための装置である。オートバランサ装置は、一般に、回転部材に固定され環状の空間を内部に有するケースと、ケース内に移動可能に配置された複数の錘とから構成されている。回転部材が回転すると、錘が回転部材のアンバランスを相殺するように移動して回転部材の動バランスを調整する。
近年は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の着脱式記録ディスクの回転駆動用モータに、オートバランサ装置が用いられている（例えば、特許文献１を参照。）。着脱式記録ディスクは固体ごとにアンバランス量がばらついているため、ディスクを搭載したモータのアンバランス量もばらついてしまう。そこで、記録ディスクの高速・高容量化の要求を満たす高精度回転のために、ディスクごとにアンバランス量を補正する機構が必要となる。
特開2000-163862号公報

従来の鋼球を用いたオートバランサ装置では、システム全体での固有振動数（危険速度）付近で鋼球のバランスが不安定となり、鋼球がケースに衝突することで衝突音が発生する。また、オートバランサ装置を搭載したドライブをモータ軸出力水平置きにて使用する場合、鋼球が重力の影響を受けるため、低速回転時に鋼球衝突音が発生しやすくなる。
従来の特許文献１に記載のオートバランサ装置では、ケース内の空間を密閉して錘衝突音を外部に漏れにくくしている。しかし、そのような密閉はケースを構成する部材同士の当接によって行っているため、わずかながら隙間ができてしまうことが避けられない。つまり、密閉性が十分でなく、わずかな隙間から衝突音が外部に漏れて騒音となる。

本発明の課題は、オートバランサ装置において騒音の発生を抑えることにある。

請求項１に記載のオートバランサ装置は回転部材の動バランスをとるための装置であって、回転部材に装着され環状の空間を内部に確保するケースと、ケース内に移動可能に配置された複数の錘とを備えている。ケースは、互いに固定された第１部材及び第２部材を有している。オートバランサ装置は、第１部材と第２部材の接合部分同士間に密着状態で挟まれた遮音部材をさらに備えている。

この装置では、ケースを構成する第１部材と第２部材の接合部分同士間に遮音部材が密着状態で挟まれているため、オートバランサ装置からの騒音を抑えることができる。
請求項２に記載のオートバランサ装置では、請求項１において、遮音部材は、接合部分のケース内側部分に配置されている。
この装置では、遮音部材が外部から遮断されているため、遮音効果がさらに向上する。

請求項３に記載のオートバランサ装置では、請求項２において、第１部材は複数の錘が配置された環状溝部を有しており、第２部材は環状溝部を覆う環状板部を有している。遮音部材は環状板部の半径方向両側に配置されている。
この装置では、遮音部材が環状板部の半径方向両側に配置されているため、遮音効果がさらに向上する。

請求項４に記載のオートバランサ装置では、請求項３において、遮音部材は、一方の面が環状板部の前記環状の空間に面する側に配置され、他方の面が前記複数の錘の転動面として構成された環状の板状部材からなる。
この装置では、遮音部材が環状の板部材であるため、錘に対する緩衝部材としても機能する。

請求項５に記載のオートバランサ装置では、請求項３において、遮音部材は、環状板部の内周縁に配置された第１環状部材と、環状板部の外周縁に配置された第２環状部材とを有している。
この装置では、遮音部材が２つの部材からなるため、部材同士の密着度をより高めることができる。

請求項６に記載のオートバランサ装置では、請求項１〜５のいずれかにおいて、遮音部材は弾性材料からなる。
この装置では、遮音部材が弾性材料からなるため、部材同士の密着度をより高めることができる。

請求項７に記載のオートバランサ装置では、請求項６において、遮音部材は第１部材及び第２部材の一方に固定されている。
この装置では、遮音部材が第１部材又は第２部材に固定されているため、作業性が向上する。

請求項８に記載のモータは、回転部材と、回転部材を回転自在に支持する静止部材と、回転部材及び静止部材に装着され磁気回路部を構成するマグネットロータ及びステータと、回転部材に装着された請求項１〜７のいずれかに記載のオートバランサ装置とを備えている。
このモータでは、前述のオートバランサ装置を備えているため、騒音を抑えたオートバランス機能を実現できる。

請求項９に記載の着脱式記録ディスク回転駆動用モータは、記録ディスクが着脱可能な回転部材と、回転部材を回転自在に支持する静止部材と、回転部材及び静止部材に装着され磁気回路部を構成するマグネットロータ及びステータと、回転部材に装着された請求項１〜７のいずれかに記載のオートバランサ装置と備えている。

この着脱式記録ディスク回転駆動用モータでは、前述のオートバランサ装置を備えているため、騒音を抑えたオートバランス機能を実現できる。

本発明に係るオートバランサ装置、モータ及び着脱式記録ディスク回転駆動用モータでは、ケースを構成する第１部材と前記第２部材の接合部分同士間に遮音部材が密着状態で挟まれているため、オートバランサ装置からの騒音を抑えることができる。

（１）スピンドルモータ全体の構成
図１は、本発明の一実施形態としてのスピンドルモータ１の概略構成を模式的に示す縦断面図である。このモータ１は着脱式記録ディスク回転駆動用モータであり、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の記録ディスク装置の一部を構成している。なお、図１に示すＯ−Ｏがスピンドルモータ１の回転軸線である。また、本実施形態の説明では便宜上図１の上下方向を「軸線上下方向」とするが、スピンドルモータ１の実際の取付状態における方向を限定するものではない。

図１において、このスピンドルモータ１は、主に、静止部材２と、回転部材３と、回転部材３を静止部材２に回転自在に支持するための滑り軸受４とを備えている。スピンドルモータ１は、さらに、静止部材２に固定されたステータコアとこのステータコアに巻装されたコイルとからなるステータ６と、回転部材３に固定されたロータマグネット７を備えており、両部材によって、回転部材３に対して回転力を与えるための磁気回路部が構成されている。

（２）静止部材
静止部材２は、ブラケット１０と、このブラケット１０の中央開口内に固定された筒状の保持部材１１とから構成されている。より詳細には、ブラケット１０は、鉄板をプレス加工してなり、ブラケット１０の中央開口縁には軸線方向上側に延びる筒状部１０ａが形成されており、その内周面には保持部材１１の外周面が嵌合されている。また保持部材１１の外周面には、ステータ６が固定されている。
保持部材１１は、軸方向下側端を閉鎖する底面部１１ａを有している。

（３）回転部材
回転部材３は、保持部材１１に対して滑り軸受４を介して回転自在に支持された部材であって、外周部に記録ディスクＤが載置されるターンテーブル１４と、ターンテーブル１４の内周側に位置し、滑り軸受４を介して保持部材１１に軸支されるシャフト１５とを備えている。

ターンテーブル１４は、合成樹脂によって一体成型されてなり、保持部材１１やステータ６の上方に近接して配置されている。ターンテーブル１４は、シャフト１５の上部に圧入固定されており、外周部の上面に記録ディスクＤをシート状のラバー部材１６を介して載置するディスク搭載部１４ａと、内周部に記録ディスクＤをターンテーブル１４に芯合わせするための調芯部１４ｂとを有している。この調芯部１４ｂの内側の凹部には、磁性材料からなるヨークの上にクランプマグネット１４ｃが固定されている。記録ディスクＤは、クランプマグネット１４ｃが図示しない駆動装置側のディスク押圧手段を磁気吸引して、このディスク押圧手段が記録ディスクＤの上面を押圧することによってターンテーブル１４に固定される。なお、ターンテーブル１４は後述するオートバランサ装置３１の一部を構成している。

シャフト１５の軸線方向中間部には、鉄等の磁性材からなるヨーク部材１７が固定されている。ヨーク部材１７は、ステータ６の軸線方向上側に配置された円板状部１７ａと、その外周縁から軸線方向下側に延びる筒状部１７ｂとを有している。筒状部１７ｂの内周側には、ロータマグネット７が固定されている。ロータマグネット７はステータ６に半径方向に微小間隙をもって対向している。そして、ステータ６のコイルに通電することにより、ステータ６とロータマグネット７との電磁相互作用が発生し、回転部材３にトルクが作用する。なお、ヨーク部材１７の円板状部１７ａの上面には、オートバランサ装置３１のプレート部材３５（後述）の下面が当接している。
シャフト１５は、ロータハブ１４とほぼ同質のステンレス製で、この軸線方向上側端部は、ロータハブ１４の中心孔内に嵌合されている。

（４）軸受機構の構成
滑り軸受４は、回転部材３を静止部材２に対して、より具体的には、ロータハブ１４及びシャフト１５を保持部材１１や摺動筒状部１９（後述）に対して流体を介して回転自在に支持するための滑り軸受である。

保持部材１１の内周面には、滑り軸受を構成する摺動筒状部１９が固定されている。摺動筒状部１９は、含油性多孔質材料からなり、シャフト１５の下部の外周面を、滲み出た油を介して摺動支持する中空円筒状の部材である。つまり、摺動筒状部１９は回転部材３のラジアル荷重を支持する
シャフト１５の先端面は、球面形状となっており、保持部材１１の底面部１１ａに固定された高潤滑性の合成樹脂からなるスラスト板１８に当接している。また、磁性材からなる保持部材１１の上端部は、ヨーク部材１７の円板状部１７ａの下面に設けられたスラスト吸引用マグネット１７ｃによって磁気吸引される。このように、回転部材３は、保持部材１１の上方におけるスラスト吸引力が作用しつつ、シャフト１５の先端面がスラスト板１８に当接してスラスト荷重が支持されている。

（５）オートバランサ装置
オートバランサ装置３１は、記録ディスクＤの重量バランスの偏りに起因する回転中のモータ１の回転振れを抑制するための装置である。オートバランサ装置３１は、ターンテーブル１４のディスク載置部１４ａ下部に設けられている。具体的には、オートバランサ装置３１は、ディスク載置部１４ａの円板状部分の下面３２と、その半径方向両側から軸方向に延び環状空間４０を形成する外周側筒状部３３と内周側筒状部３４と、環状空間４０の軸線方向下部を閉塞するプレート部材３５とを有している。これら部材によって構成されたケース２９内の環状空間４０に鉄製の複数の球体３６が周方向に移動自在に収容されている。外周側筒状部３３及び内周側筒状部３４は、ディスク載置部１４ａを含むターンテーブル１４の成形時に合成樹脂によって一体的に成型されている。

以上のような構成により、記録ディスクＤを載置した状態でモータ１が所定の回転速度に到達すると、各球体３６がアンバランス位置と対称位置に移動することで、モータ１のアンバランスが各球体６によって補正される。この結果、モータ１は、高速回転を行っても、回転中心の振れや、この振れに起因する騒音、振動等が発生することなく安定して記録ディスクＤを回転させることができる。

図２を用いて、オートバランサ装置３１の構造について詳細に説明する。プレート部材３５は、鉄製の環状かつ板状の部材であり、外周側筒状部３３と内周側筒状部３４の下側端に固定されている。具体的には、プレート部材３５は、内周縁から軸線方向上側に延びる筒状部３５ａを有している。筒状部３５ａはターンテーブル１４の内周側筒状部３４の内周側に圧入されている。つまり、筒状部３５ａの筒状外周面３５ｂが内周側筒状部３４の内周面３４ａに当接している。また、ターンテーブル１４ａの外周側筒状部３３は、軸方向下側端の外周側部分から軸方向下側に延びる先端筒状部３３ａを有している。先端筒状部３３ａはプレート部材３５の外周側に圧入されている。つまり、先端筒状部３３ａの筒状内周面３３ｂがプレート部材３５の外周面３５ｃに当接している。以上のように、プレート部材３５は圧入によってターンテーブル１４ａに固定されている。ただし、圧入部分に接着剤を塗布して固定強度や遮音性をさらに向上させても良い。

遮音部材３８は、錘が転動する環状空間４０で発生した音が外部に漏れないようにするための部材である。遮音部材３８は、プレート部材３５の全体を覆う薄い環状の部材であり、プレート部材３５の上面３５ｆに接着剤３９によって固定されている。なお、プレート部材３５は両面テープなどの他の手段によって固定されても良い。遮音部材３８は例えばラバーからなる。遮音部材３８の内周縁部分３８ａは、ターンテーブル１４の内周側筒状部３４の先端面３４ｂとプレート部材３５の内周側平面部３５ｄとの間で挟まれ、両部材に対して密着状態となっている。遮音部材３８の外周縁部分３８ｂは、ターンテーブル１４の外周側筒状部３３の先端筒状部３３ａの内周側にある軸方向端面３３ｃとプレート部材３５の外周側平面部３５ｅとの間で挟まれ、両部材に対し密着状態になっている。遮音部材３８が弾性材料からなるため、部材同士の密着度をより高めることができる。以上の構成により、この着脱式記録ディスク回転駆動用モータ１では、オートバランサ装置３１によって回転部材３の回転振れに起因する騒音および振動が低減されることに加えて、オートバランサ装置３１の騒音レベルが低減されることから、大幅な低騒音化かつ低振動化を実現している。特に、遮音部材３８がプレート部材３５の半径方向両側において挟まれているため、ケース２９の隙間を確実に封止することができ遮音効果がさらに向上する。遮音部材３８がケース２９を構成するターンテーブル１４ａとプレート部材３５の接合部分同士（外周側筒状部３３の先端とプレート部材３５の外周部、内周側筒状部３４の先端とプレート部材３５の内周部）間に密着状態で挟まれているため、隙間がほとんどなくなり、オートバランサ装置３１からの騒音を抑えることができる。言い換えると、鋼球衝突音の音圧レベルを著しく低減できる。遮音部材は、ＣＲゴムやウレタンなどの消音用ラバーからなるが、スポンジなどの吸音材や、防振材であっても良い。さらには、遮音部材としては接着剤を塗布したり、塗料を吹き付けるなどプレート部材３５に直接、材料を所定厚み分だけ固着させる方法を用いても良い。

また、遮音部材３８は、ターンテーブル１４とプレート部材３５の接合部分のケース内側部分に配置されており、より詳細には圧入部分（外周側筒状部３３の先端筒状部３３ａの筒状内周面３３ｂとプレート部材３５の外周面３５ｃ、内周側筒状部３４の内周面３４ａとプレート部材３５の筒状部３５ａの外周面３５ｂ）のより内側に配置されている。このように、遮音部材３８が外部から遮断されているため、遮音効果がさらに向上する。

遮音部材３８が環状の板部材であり球体３６の転動面を構成しているため、球体３６に対する移動抑制部材としても機能する。遮音部材３８が高摩擦係数の材料からなり、しかも弾力性があるからである。特に、モータ静止時に球体３６の移動を抑える機能を有しており、モータ静止時に球体３６が内壁に衝突したり球体３６同士が衝突したりすることが生じにくいことから、遮音部材３８がそのような衝突音の抑制に寄与している。また、遮音部材３８は回転時においても衝突音の抑制にも寄与する。

さらに、遮音部材３８が予めプレート部材３５に固定された上でターンテーブル１４に固定されることから、遮音部材３８を容易に取り付けることができる。また遮音部材３８がプレート部材３５とターンテーブル１４の接合部分に挟まれて固定されることから、遮音部材３８が剥がれにくい。例えば、ケース２９内の密閉性を高めるために隙間に接着剤を介在させる方法では、接着剤の未塗布によって隙間が形成されて密閉性が確保されなかったり、ケース２９内に接着剤が浸入して球体３６の転動面を阻害することがあり、このような不具合がないように適量の接着剤を適所に塗布する作業は容易ではない。

（５）第２実施形態
この実施形態ではモータやオートバランサ装置の基本的な構造は前記実施形態と同様である。したがって、ここでは異なる点のみを説明する。
図３に示すように、２つの遮音部材４１，４２を用いても良い。遮音部材４１，４２は、断面が概ね円形のリング状部材である。第１遮音部材４１は、ターンテーブル１４の内周側筒状部３４の先端面３４ｂとプレート部材３５の内周側平面部３５ｄとの間で挟まれ、両部材に対して密着状態となっている。第２遮音部材４２は、ターンテーブル１４の外周側筒状部３３の先端筒状部３３ａの内周側にある軸方向端面３３ｃとプレート部材３５の外周側平面部３５ｅとの間で挟まれ、両部材に対し密着状態になっている。

この装置では、遮音部材が２つの部材からなるため、部材同士の密着度をより高めることができる。具体的には、第１遮音部材４１と第２遮音部材４２は前記実施形態に比べて軸方向の厚みを大きくできるため、弾性変形量も大きくなる。その結果、隙間が一層少なくなり、遮音効果が向上する。

（６）他の実施形態
以上、本発明の動圧軸受の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、プレート部材３５はヨーク部材１７の一部によって構成されていても良い。また、環状空間４０を形成する部材としてプレート部材３５を軸方向上側に開口する断面がＵ字状の形状としてターンテーブルの平坦な下面に配置されていて構成されても良い。
プレート部材３５は内周縁と外周縁の両方に筒状部を有していても良い。
錘すなわち転動体は楕円球や樽型であってもよい。さらには、錘の表面に軟質材等を設けて衝突音を減らしても良い。

また、オートバランサ装置３１は、ヨーク部材１７の内側や、記録ディスクＤを押圧する押圧手段に設けられてもよい。

本発明にオートバランサ装置は、モータに利用可能であり、特に着脱式記録ディスク回転駆動モータに利用可能である。

本発明の一実施形態としての着脱式記録ディスク回転駆動モータの縦断面概略図。 図１の拡大図であり、オートバランサ装置の縦断面概略図。 本発明の第２の実施形態としての着脱式記録ディスク回転駆動モータにおけるオートバランサ装置の縦断面概略図。

符号の説明

１ スピンドルモータ
２ 静止部材
３ 回転部材
１４ ロータハブ
１４ａ ターンテーブル（第１部材）
１５ シャフト
１９ 摺動筒状部
２９ ケース
３１ オートバランサ装置
３２ 下面
３３ 外周側筒状部
３４ 内周側筒状部
３５ プレート部材（第２部材）
３６ 球体（錘）
３８，４１，４２ 遮音部材

Claims (9)

1. 回転部材の動バランスをとるための装置であって、
   前記回転部材に装着され環状の空間を内部に確保するケースと、
   前記ケース内に移動可能に配置された複数の錘とを備え、
   前記ケースは、互いに固定された第１部材及び第２部材を有しており、
   前記第１部材と前記第２部材の接合部分同士間に密着状態で挟まれた遮音部材をさらに備えていることを特徴とするオートバランサ装置。
2. 前記遮音部材は、前記接合部分の前記ケース内側部分に配置されている、請求項１に記載のオートバランサ装置。
3. 前記第１部材は前記複数の錘が配置された環状溝部を有しており、
   前記第２部材は前記環状溝部を覆う環状板部を有しており、
   前記遮音部材は前記環状板部の半径方向両側に配置されている、請求項２に記載のオートバランサ装置。
4. 前記遮音部材は、一方の面が前記環状板部の前記環状の空間に面する側に配置され、他方の面が前記複数の錘の転動面として構成された環状の板状部材からなる、請求項３に記載のオートバランサ装置。
5. 前記遮音部材は、前記環状板部の内周縁に配置された第１環状部材と、前記環状板部の外周縁に配置された第２環状部材とを有している、請求項３に記載のオートバランサ装置。
6. 前記遮音部材は弾性材料からなる、請求項１〜５のいずれかに記載のオートバランサ装置。
7. 前記遮音部材は前記第１部材及び前記第２部材の一方に固定されている、請求項６に記載のオートバランサ装置。
8. 回転部材と、
   前記回転部材を回転自在に支持する静止部材と、
   前記回転部材及び前記静止部材に装着され磁気回路部を構成するマグネットロータ及びステータと、
   前記回転部材に装着された請求項１〜７のいずれかに記載のオートバランサ装置と、
   を備えていることを特徴とするモータ。
9. 記録ディスクが着脱可能な回転部材と、
   前記回転部材を回転自在に支持する静止部材と、
   前記回転部材及び前記静止部材に装着され磁気回路部を構成するマグネットロータ及びステータと、
   前記回転部材に装着された請求項１〜７のいずれかに記載のオートバランサ装置と、
   を備えていることを特徴とする着脱式記録ディスク回転駆動用モータ。
   

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