JP2007102959A - ディスクチャック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は従来のディスクチャック装置におけるＣ形チャックリングを排し、又Ｃ形チャックリングを拡縮動作せしめるエアーチャック方式を排し、これらＣ形チャックリングとエアーチャック方式が有する問題を抜本的に解消するディスクチャック装置を提供する。
【解決手段】周面カム４に常時上方力を付与する上方力付与ばね５を備え、該上方力付与ばね５により上記周面カム４を上昇せしめて環状に分割して配した複数のチャック爪３を拡開してディスク拘束状態を形成すると共に、上記周面カム４の頭頂部にプッシュヘッド６を設け、該プッシュヘッド６を押圧することにより上記周面カム４を上記上方力付与ばね５に抗し下降せしめ上記チャック爪３を縮閉してディスク拘束解除状態を形成する構成を有するディスクチャック装置。
【選択図】 図５

Description

本発明は磁気ディスクや光ディスク等のディスクを検査装置のディスクドライブ装置に保持させるためのディスクチャック装置に関する。

上記ディスクはディスク搭載装置、即ちロボットハンドを使用して検査装置のディスクドライブ装置への自動搭載と自動取り出しが行われており、ディスクドライブ装置にはディスクを回転位置に着脱可に保持するためのディスクチャック装置が設けられている。

一般に用いられているディスクチャック装置は、特許文献１に示すように、ディスクの中心孔に嵌合してディスクを拘束する手段としてＣ形チャックリングを用いている。

上記Ｃ形チャックリングにはＣ形ばねを巻装し、該Ｃ形チャックリングをＣ形ばねに抗して拡開することによりディスク中心孔の内周面に加圧接触せしめてディスク拘束状態を形成し、又上記Ｃ形チャックリングを上記Ｃ形ばねの弾力に従い縮閉することにより上記ディスク中心孔の内周面に対する加圧接触を解除し上記ディスク拘束解除状態を形成している。

他方、上記Ｃ形チャックリングによるディスク拘束状態と同拘束解除状態を形成する手段として、特許文献1においてはディスク中心孔内を軸線に沿い上下動し上記Ｃ形チャックリングを拡縮せしめる周面カムを備え、該周面カムをエアーにより上昇して上記Ｃ形チャックリングによるディスク拘束解除状態を形成し、周面カムをばねにより下降してＣ形チャックリングによるディスク拘束状態を形成するエアーチャック方式を採用している。

詳述すると、上記周面カムをシャフトの上端に取り付け、該周面カムを下方力付与ばねにより常時下方へ付勢する構成を採用しつつ、上記シャフトの下端部に設けたダイヤフラムの下面にエアー圧（正圧）を加えることにより、これを上記下方力付与ばねの下方力に抗し反転して上記シャフトと周面カムを軸線に沿い上昇せしめ、該上昇時に上記Ｃ形チャックリングを周面カムによりディスク中心孔の内周面から離間し上記縮閉状態と上記ディスク拘束解除状態を形成し、逆にダイヤフラムの下面に付与していたエアー圧（正圧）を解除することにより、同ダイヤフラムを上記下方力付与ばねの下方力に従い再反転してシャフトと周面カムを軸線に沿い下降し、該下降時に上記各Ｃ形チャックリングを自己の弾力により拡開しディスク中心孔の内周面に押圧してディスク拘束状態を形成するように配置されている。
特開平６−３１４４５６号公報

然るに上記エアーチャック方式においては、上記ディスクドライブ装置の内部に上記Ｃ形チャックリング及び周面カムを作動せしめるエアー作動機構を内蔵するためディスクドライブ装置の大型化、複雑化を招来し、又ディスクドライブ装置の駆動源であり且つエアー流路の継手を形成するスピンドルモーターは大形で非常に高価である。

更に上記Ｃ形チャックリング及びＣ形ばねは、Ｃ形であるが故に全周において均一な曲率で弾性変位することが困難であり、又Ｃ形チャックリングとＣ形ばね相互間における弾性変位量にズレを生じ、Ｃ形チャックリングをディスクの中心孔内周面に均一に加圧接触せしめることができず、ディスクを安定に高速回転させることが困難な問題を有している。

又ディスクの中心孔内周面に対する不均一な加圧接触がディスクの歪みや変形を招来し、検査の信頼性を損なう問題を有している。

更にはＣ形チャックリングの拡縮に伴い、Ｃ形ばねの切欠端がＣ形チャックリングの表面を引っ掻いて、或いはＣ形チャックリングの表面を滑り動してディスク検査に有害な塵埃を生ずる問題を有している。

本発明は上記従来のディスクチャック装置におけるＣ形チャックリングを用いない、又上記エアーチャック方式を用いないディスクチャック装置を提供する。従ってこれらＣ形チャックリングとエアーチャック方式に起因する上記問題点を抜本的に解決するものである。

本発明はディスク中心孔に嵌合する該中心孔の内周面に沿い分割して配置された複数のチャック爪と、該チャック爪を拡縮動作せしめる上記周面カムとが協働して上記ディスク拘束状態とディスク拘束解除状態を形成するディスクチャック装置に係る。

本発明に係るディスクチャック装置は上記周面カムに常時上方力を付与する上方力付与ばねを備え、該上方力付与ばねにより上記周面カムを上昇せしめて上記チャック爪の拡開状態と同チャック爪による上記拘束状態を形成すると共に、上記周面カムの頭頂部にプッシュヘッドを設け、該プッシュヘッドを押圧することにより上記周面カムを上記上方力付与ばねに抗し下降せしめ上記チャック爪による拘束解除状態を形成する構成を有する。

上記プッシュヘッドは検査装置にディスクを自動搭載するディスク搭載装置で押圧することにより上記チャック爪によるディスク拘束解除状態を形成する。

上記各チャック爪は複数本の脚柱の上端に夫々支持され、該各脚柱は上記周面カムが上記上方力付与ばねの上方力に従って上昇する時にチャック爪と一緒に前方へ傾動して上記拡開状態と拘束状態を形成すると共に、各脚柱は上記周面カムが上記上方力付与ばねの上方力に抗して下降する時に後方へ傾動して上記縮閉状態と拘束解除状態を形成する。

上記上方力付与ばねは上記周面カムに常時上方力を付与すると同時に上記脚柱及びチャック爪に常時後方傾動力を付与し、該上方力と後方傾動力により上記チャック爪を上記周面カムのカム面に弾力的に加圧接触させつつ、上記脚柱及びチャック爪を上記周面カムの上下動に追随して前方と後方へ傾動せしめ、上記ディスク拘束状態と拘束解除状態を形成する構成を有する。

又上記チャック爪の上記ディスク中心孔内周面に対する加圧接触面は該加圧接触時にディスクに下方力を与える傾斜角度を有する。

本発明はディスク中心孔の内周面に加圧接触してディスクを拘束するチャック要素として、従来のＣ形チャックリングとこれに弾力を付与するＣ形ばねを用いず、ディスク中心孔の内周面に沿い分割して配置された複数のチャック爪を拡縮してディスク拘束状態と解除状態を形成する。従って従来のＣ形チャックリングとＣ形ばねの併用によるチャック要素の問題点であるディスク中心孔内周面に不均一に加圧接触し歪みや変形を生ずる問題、ひいては検査の信頼性を損なう問題を有効に解消することができる。

又従来例における周面カムをエアーにて上下動せしめ、Ｃ形チャックリングを拡縮動作せしめるエアーチャック方式を排し、周面カムを上方力付与ばねにて上昇することにより、上記各チャック爪を拡開してディスク拘束状態を形成し、周面カムの頭頂面に設けたプッシュヘッドをディスク搭載装置にて押し下げることによりディスク拘束解除状態を形成し、ディスクを取り外すことができる。

従って従来のエアーチャック方式におけるディスクドライブ装置の大形化、構造の複雑化を有効に解消することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を図１乃至図５に基づき説明する。

円盤１１の中心に立設されたディスク支持筒１２を有し、該円盤１１をスピンドル１３の上端に設けた円盤１４上に重ね、両円盤１１，１４を螺子１５により締結してスピンドル１３の回転駆動力を両円盤１１，１４を介してディスク支持筒１２に伝達し、これを高速回転せしめる。

ディスク支持筒１２の上面はディスク中心孔２の周縁部を支持する環状支持面１６を形成しており、ディスク搭載装置７のロボットハンド２３にてディスク１を捕捉し上記環状支持面１６に搭載し、該搭載状態においてチャック要素をディスク中心孔２に嵌合してディスク１を拘束し、該搭載状態を保持する。

ディスク１の中心孔２に嵌合されるチャック要素として、該中心孔２の内周面に沿い分割して配置された拡縮可能な複数のチャック爪３を備える。詳述すると、ディスク１の中心孔２と同心円上、即ちディスク支持筒１２の軸線を中心とする円上に分割して配置された拡縮可能な複数のチャック爪３を備える。

図１乃至図３に示すように、上記チャック爪３は拡開時にディスク中心孔２の内周面に加圧接触してディスク拘束状態を形成し、図４，図５に示すように、同縮閉時にディスク中心孔２内周面に対する上記加圧接触を解除してディスク拘束解除状態を形成するように配置されている。

他方ディスク中心孔２の軸線Ｙに沿い上下動する周面カム４を備え、即ちディスク支持筒１２の軸線Ｙに沿い上下動する周面カム４を備え、該周面カム４は上記軸線Ｙに沿う上昇時に上記各チャック爪３をディスク中心孔２の内周面に向け押圧して上記拡開状態と上記ディスク拘束状態を形成し、同軸線Ｙに沿う下降時に上記各チャック爪３に対する押圧を解除して上記縮閉状態と拘束解除状態を形成するように配置されている。

上記周面カム４は適例として、ディスク中心孔２内において上下動するように配置する。又はディスク中心孔２直下において上下動するように配置する。

上記周面カム４に常時上方力を付与する上方力付与ばね５を備え、該上方力付与ばね５により上記周面カム４を上昇せしめて上記チャック爪３の拡開状態と同チャック爪３による上記拘束状態を形成すると共に、上記周面カム４の頭頂部に上記ディスク中心孔２を通し上方へ突出するプッシュヘッド６を設け、該プッシュヘッド６をディスク搭載装置７で押圧することにより上記周面カム４を上記上方力付与ばね５に抗し下降せしめ上記チャック爪３による拘束解除状態を形成する構成を有する。

又は上記プッシュヘッド６をディスク中心孔２の直下に配し、ディスク搭載装置のプッシャー２４をディスク中心孔２内に挿入しつつプッシュヘッド６を押圧し、上記拘束解除状態を形成する。

又好ましい例示として、上記プッシュヘッド６を周面カム４の頭頂部の中心から軸線Ｙ上を上方へ突設する。又は周面カム４の頭頂面を含む部分にてプッシュヘッド６を形成する。

上記各チャック爪３は上記軸線Ｙの周りに延在する複数本の脚柱８の上端に夫々支持され、該各脚柱８は上記周面カム４が上記上方力付与ばね５の上方力に従って上昇する時にチャック爪３と一緒に前方へ傾動して上記拡開状態と拘束状態を形成すると共に、各脚柱８は上記周面カム４が上記上方力付与ばね５の上方力に抗して下降する時に後方へ傾動して上記縮閉状態と拘束解除状態を形成する。

上記周面カム４の軸線Ｙ上における上下動を案内する手段としてガイド筒１７を備え、該ガイド筒１７をディスク支持筒１２内に同心に内装し、該ガイド筒１７の下端に設けた取り付けフランジ１８を円盤１４の上面に螺子１９にて取り付ける。

上記ガイド筒１７は取り付けフランジ１８及び円盤１１，１４の軸線、即ちディスク中心孔２の軸線Ｙと同一軸線を有し、該軸線Ｙ上を上方へ向け立ち上げられ、周面カム４の下面から軸線Ｙ上を下方へ垂設されたガイド軸２０を上記ガイド筒１７内に嵌合し、周面カム４の軸線Ｙに沿う上下動を案内する。

上記チャック爪３を支持する脚柱８はディスク支持筒１２とガイド筒１７間を上下に延在し、換言するとチャック爪３及び脚柱８はディスク支持筒１２に内接する同心円上に分割して配置され、脚柱８はディスク支持筒１２の内周面に沿って延在し、該脚柱８の上端にチャック爪３を設け、該チャック爪３をディスク支持筒１２の上端開口面から上方へ突出し、ディスク中心孔２に対する嵌合に供する。

上記各脚柱８はその全長において互いに分離せる独立脚柱とする。又は各脚柱８の下端を互いにリング状に連結し、該リング状連結部から上方へ分割して延在せしめる。このリング状連結部は切れ目のない環状リングとするか、脚柱８間の分割線上において分割する欠円リングとする。

上記チャック爪３を支持する脚柱８の下端は上記取り付けフランジ１８の上面に支持し、全脚柱８の下端部外周面を弾性リング２１にて結束する。

更に各脚柱８の下端部に後方へ向け、即ち軸線Ｙに向けばね座２２を突設し、該ばね座２２の上面と上記周面カム４の下面間に前記上方力付与ばね５を構成するコイルばねを圧縮して介在し、該コイルばねの軸線Ｙ方向における弾発力にて周面カム４に常時上方力を付与すると共に、脚柱８及びチャック爪３に常時後方傾動力を付与する。即ちコイルばね（上方力付与ばね）５は周面カム４を上方へ向け付勢すると同時に、脚柱８及びチャック爪３を後方へ向け付勢する手段である。

上記弾性リング２１は脚柱８の下端部外周面とディスク支持筒１２の下端内周面との間に環状に介在する。即ち弾性リング２１は脚柱８の下端部外周面を結束しつつ、ディスク支持筒１２の下端内周面にて拘束し、上記脚柱８の軸線Ｙ上における結束状態を適切に維持する。

上記上方力付与ばね５はガイド筒１７に外挿して下端を上記各脚柱８下端のばね座２２に支持し、同上端を周面カム４の下面周縁部に支持し蓄勢状態で介在する。

上記の通り、上記上方力付与ばね５は上記周面カム４に常時上方力を付与すると同時に上記脚柱８及びチャック爪３に常時後方傾動力を付与するように配置され、該上方力と後方傾動力により上記チャック爪３を上記周面カム４のカム面に常時弾接させつつ、上記脚柱８及びチャック爪３を上記周面カム４の上下動に追随して前方と後方へ傾動せしめる構成を有する。

前記の通り、脚柱８の下端は取り付けフランジ１８の上面に支持されており、上記上方力付与ばね５は該脚柱８の下端面を取り付けフランジ１８の上面に押し付けるように弾持する。脚柱８及びチャック爪３は該支持面を支点として前後へ傾動する。即ち、脚柱８及びチャック爪３は脚柱８の下端を支点として前後へ傾動する。脚柱８の下端面は弧形面にし、該弧形面に従い上記傾動を行わせる。

上記チャック爪３の上記ディスク中心孔２内周面に対する加圧接触面９は該加圧接触時にディスク１に下方力を与える傾斜角度αを有する。即ちチャック爪３の前面（加圧接触面）９はディスク中心孔２に対し俯角（傾斜角度）α１を以って傾斜する傾斜面である。α１は２度〜１０度が適当である。

図３に示すように、上記俯角α１を有する加圧接触面９はディスク中心孔２の内周面に環状に加圧接触し、該環状加圧接触の分力として下方力Ｗ１を生ずる。該下方力Ｗ１はディスク１を環状支持面１６に押し付け、ディスク１をディスク支持筒１２に安定に支持せしめる力として作用する。

他方周面カム４は球面状の周面形状を有し、チャック爪３の後面は常時周面カム４の球面に加圧接触しており、該加圧接触面１０は周面カム４の球面に対し俯角（傾斜角度）α２を以って傾斜する傾斜面である。

上記俯角を有する加圧接触面１０は周面カム４の上昇力を受圧する受圧面として有効に機能し、チャック爪３の前方変位を効率的に招来する。

以上説明した通り、周面カム４が上方力付与ばね５によりディスク中心孔２内を軸線Ｙに沿い上昇し、該上昇により上記各チャック爪３を前方へ向け、即ちディスク中心孔２の内周面に向け押圧して上記拡開状態と上記ディスク拘束状態を形成し、ディスク１を安定に高速回転せしめる。

又上記周面カム４の頭頂部に形成したプッシュヘッド６を上方力付与ばね５の弾力に抗し下方へ向けプッシュすることにより、上記周面カム４を軸線Ｙに沿い下降し、該下降により上記各チャック爪３に対する押圧を解除して上記縮閉状態とディスク拘束解除状態を形成し、ディスク１をディスク支持筒１２から取り出すことができる。

上記プッシュヘッド６のプッシュ操作は、ディスクの自動搭載装置７に設けたプッシャー２４によりプッシュして上記動作を招来する。又は手指にてプッシュヘッド６をプッシュし上記ディスク拘束解除状態を形成する。

上記ディスクチャック装置はディスク中心孔２の内周面に加圧接触してディスク１を拘束するチャック要素として、従来のＣ形チャックリングとこれに弾力を付与するＣ形ばねを排し、該Ｃ形チャックリングとＣ形ばねの併用によるチャック要素の問題点であるディスク中心孔内周面に不均一に加圧接触し歪みや変形を生ずる問題、ひいては検査の信頼性を損なう問題を有効に解消することができる。

又従来例における周面カムを上下動しＣ形チャックリングを拡縮動作せしめるエアーチャック方式を排し、該エアーチャック方式におけるディスクドライブ装置の大形化、構造の複雑化を有効に解消することができる。

本発明に係るディスクチャック装置によるディスク拘束状態を示す平面図。 上記ディスクチャック装置によるディスク拘束状態を示す図１Ａ−Ａ線断面図。 上記ディスクチャック装置におけるチャック爪によるディスク中心孔の内周面に対する加圧接触状態を示す要部断面図。 上記ディスクチャック装置によるディスク拘束解除状態を示す平面図。 上記ディスクチャック装置によるディスク拘束解除状態を示す図４Ｂ−Ｂ線断面図。

符号の説明

１…ディスク、２…ディスク中心孔、３…チャック爪、４…周面カム、５…上方力付与ばね（コイルばね）、６…プッシュヘッド、７…ディスク搭載装置、８…脚柱、９，１０…加圧接触面、１１…円盤、１２…ディスク支持筒、１３…スピンドル、１４…円盤、１５…螺子、１６…環状支持面、１７…ガイド筒、１８…取り付けフランジ、１９…螺子、２０…ガイド軸、２１…弾性リング、２２…ばね座、２３…ロボットハンド、２４…プッシャー、Ｙ…軸線、α１，α２…傾斜角度、Ｗ１…下方力。

Claims (5)

1. ディスクの中心孔に嵌合される該中心孔の内周面に沿い分割して配置された拡縮可能な複数のチャック爪を備え、該チャック爪は拡開時にディスク中心孔の内周面に加圧接触してディスク拘束状態を形成し、同縮閉時に該加圧接触を解除して該ディスク拘束状態を解除するように配置され、他方上記チャック爪を拡縮動作せしめる上下動可に設けた周面カムを備え、該周面カムは上昇時に上記各チャック爪をディスク中心孔の内周面に向け押圧して上記拡開状態と上記ディスク拘束状態を形成し、下降時に上記各チャック爪に対する押圧を解除して上記縮閉状態と拘束解除状態を形成するように配置されたディスクチャック装置において、上記周面カムに常時上方力を付与する上方力付与ばねを備え、該上方力付与ばねにより上記周面カムを上昇せしめて上記チャック爪の拡開状態と同チャック爪による上記拘束状態を形成すると共に、上記周面カムの頭頂部にプッシュヘッドを設け、該プッシュヘッドを押圧することにより上記周面カムを上記上方力付与ばねに抗し下降せしめ上記チャック爪による拘束解除状態を形成する構成を有することを特徴とするディスクチャック装置。
2. 上記プッシュヘッドをディスク搭載装置で押圧することにより上記チャック爪によるディスク拘束解除状態を形成することを特徴とする請求項１記載のディスクチャック装置。
3. 上記チャック爪の上記ディスク中心孔内周面に対する加圧接触面は該加圧接触時にディスクに下方力を与える傾斜角度を有することを特徴とする請求項１記載のディスクチャック装置。
4. 上記各チャック爪は複数本の脚柱の上端に夫々支持され、該各脚柱は上記周面カムが上記上方力付与ばねの上方力に従って上昇する時にチャック爪と一緒に前方へ傾動して上記拡開状態と拘束状態を形成すると共に、各脚柱は上記周面カムが上記上方力付与ばねの上方力に抗して下降する時に後方へ傾動して上記縮閉状態と拘束解除状態を形成することを特徴とする請求項１記載のディスクチャック装置。
5. 上記上方力付与ばねは上記周面カムに常時上方力を付与すると同時に上記脚柱及びチャック爪に常時後方傾動力を付与するように配置され、該上方力と後方傾動力により上記チャック爪を上記周面カムのカム面に弾力的に加圧接触させつつ、上記脚柱及びチャック爪を上記周面カムの上下動に追随して前方と後方へ傾動せしめる構成を有することを特徴とする請求項４記載のディスクチャック装置。
   

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