JP2007257683A - ディスク保持機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスク着脱に要する力の軽減が可能なディスク保持機構の提供。
【解決手段】回転自在に設けられた支持軸４と、支持軸４に支持されディスク２が載置されるターンテーブル６と、ターンテーブル６の中央でディスク２の中心孔３に嵌合する嵌合部９と、嵌合部９の周面から突出してディスク２の上面に接触する爪部１３を備え、支持軸４の回転に伴う遠心力により爪部１３とディスク２との接触面積が大きくなるように移動する複数の保持部材１０…とを備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ディスク保持機構に関する。

従来、記録媒体であるディスクを保持する機構としては、図７に示すようなボールクランプ機構５０が挙げられる。ボールクランプ機構５０には、ディスク５１を載置させる円盤状の載置部５２が備えられている。載置部５２の中心には、ディスク５１の中心孔に嵌合する嵌合部５３が備えられている。嵌合部５３の円周部には、ディスク５１の中心孔に当接する３つの剛球５５…が、同一円周上で等間隔に配置されている。剛球５５には、弾性素材からなり嵌合部５３の半径方向外側に剛球５５を付勢するＯリング５４が備えられている。

このような構造において、ディスク５１をボールクランプ機構５０に保持させる際には、ディスク５１の中心孔に嵌合部５３を挿入させる。すると、図８に示すように、ディスク５１の中心孔側の端部が、剛球５５を嵌合部５３の半径方向内側に押圧する。剛球５５はＯリング５４を押圧して嵌合部５３の半径方向内側に移動する。剛球５５の突出頂点より下方にディスク５１の中心孔が挿入されると、剛球５５はＯリング５４からの付勢力により半径方向外側に移動して元の位置に戻り、ディスク５１は載置部５２と剛球５５に挟持される（図９参照）。このようなボールクランプ機構５０は、嵌合部５３に取り付けて載置部５２と一体にして形成することができ、省スペース化が可能である。

また、特許文献１に記載のように、ディスクの中心孔に接触する面を６０度傾斜させた保持爪を半径方向外側に突出するように備えたディスクチャック機構も知られている。このようなディスクチャック機構によれば、ディスクの厚みにかかわらず一定のクランプ力でディスクをチャックすることができるようになっている。
特開平９−３２０１５８号公報

しかしながら、従来のディスク保持機構においては、十分なクランプ力を得るためにＯリング５４が剛球５５を半径方向外側に付勢する力を大きくする必要があった。そして、剛球５５にかかる付勢力を大きくするほど、嵌合部５３にディスク５１の中心孔を着脱させる際の力が大きくなり負担がかかるという問題があった。また、ディスク保持機構がディスク５１を保持する力より、ディスク５１を着脱させる際の力の方が大きくなってしまい効率が悪いという問題があった。

ここで、ボールクランプ機構５０において、ディスク５１を嵌合部５３に着脱させる際の負担を減らすためには、ディスク５１を嵌合部５３に対して傾け、剛球５５を１つずつ挿し通すことが考えられる。しかしながら、トレイ式やスロットイン式等の電動ローディング方式では、手動のようにディスク５１を傾けて嵌合部５３に着脱させる事ができないため、嵌合部５３とディスク５１とを平行にして３つの剛球５５全てを一度に挿し通す必要があり、負担の軽減ができずボールクランプ機構５０を採用することが困難であるという問題もあった。そして、ボールクランプ機構５０のようにディスク保持機構を載置部５２と一体に形成することができず、載置部の上方に別途ディスク保持機構を備える必要があり、装置の薄型化が困難であるという問題もあった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ディスクを嵌合部に着脱させるために要する力の軽減が可能なディスク保持機構の提供を目的とするものである。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ディスク保持機構において、
回転自在な支持軸に支持されディスク状記録媒体が載置される載置部と、
前記載置部の中央で前記ディスク状記録媒体の中心孔に嵌合する嵌合部と、
前記嵌合部の周面から突出して前記ディスク状記録媒体の上面に接触する爪部を備え、前記支持軸の回転に伴う遠心力により前記爪部と前記ディスク状記録媒体との接触面積が大きくなるように移動する複数の保持部材と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のディスク保持機構において、
前記保持部材は前記載置部の底面側に延在する錘部を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のディスク保持機構において、
前記保持部材と前記支持軸との間には、前記周面から前記爪部が突出する方向に前記保持部材を付勢する弾性部材が備えられていることを特徴とする。

本発明によれば、保持部材は爪部をディスク状記録媒体の上面に接触させるので、ディスク状記録媒体は爪部と載置部とに挟まれて保持される。そして、支持軸を回転させると、ディスク状記録媒体が回転するとともに保持部材が移動し、爪部とディスク状記録媒体との接触面積が大きくなるので確実にディスク状記録媒体を保持することが可能である。

以下に、本発明に係るディスク保持機構の一実施形態について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。

図１及び図２に示すように、本実施形態のディスク保持機構１は、ディスク状記録媒体としてのディスク２を保持するものである。ディスク２の中央には、規格化された径寸法の中心孔３がディスク２と同心円状に形成されている。また、ディスク保持機構１は電動ローディング式のトラバース部（図示省略）に備えられるものである。トラバース部には、従来用いられているスピンドルモータや光ピックアップ等（いずれも図示省略）が備えられている。

ディスク保持機構１には、スピンドルモータに電気的に接続される支持軸４が回転自在に備えられている。支持軸４の周面には、支持軸４の回転を伝動する円筒部５が固着されている。円筒部５は、ディスク２が載置される載置部としてのターンテーブル６に挿し通されている。ターンテーブル６の上面の外周部には、ディスク２の底面に接触して支持する支持部７が設けられている。支持部７はラバーシート又はラバー印刷等で形成されており、ディスク２を傷つけることなく確実に支持するようになっている。また、図３に示すように、ターンテーブル６には、３つの長穴８…が、ターンテーブル６と同心円周上に等間隔で形成されている。各長穴８はターンテーブル６の半径方向に延在している。長穴８の半径方向内側の一端は、ディスク２を装着した際中心孔３の内側に位置するようになっている。

図４に示すように、ターンテーブル６の中心には、上面が閉塞された円筒状の嵌合部９が、支持軸４と同軸中心上に備えられている。図４は、図１に示すＩ−Ｉ線における断面図であり、後述する保持部材１０を取り付けていない状態のターンテーブル６及び嵌合部９の構成を示すものである。嵌合部９と中心孔３の径寸法は略同等であり、嵌合部９は中心孔３に着脱自在となっている。嵌合部９の上面の外周縁には、中心孔３を案内する傾斜面１１が形成されている。嵌合部９の外周面であって長穴８の上方には、それぞれ貫通孔１２…が穿設されている。貫通孔１２の下端は、ディスク２を装着した際、ディスク２の上面と上下方向における位置が一致するように形成されている。

図５に示すように、嵌合部９の内側には、ターンテーブル６とでディスク２を保持する３つの保持部材１０が備えられている。保持部材１０には、貫通孔１２を貫通してディスク２の上面に接触する爪部１３が、半径方向に延在するように備えられている。爪部１３の半径方向外側の一端部は、縦断面視半円形状に形成されている。また、貫通孔１２の下端はディスク２の上面に位置しているので、爪部１３は貫通孔１２から突出してディスク２の上面に接触するようになっている。

爪部１３の他端部には、長穴８を貫通する側辺部１４が備えられている。長穴８は半径方向に延在するので、側辺部１４は中心孔３の内側で半径方向に移動自在となっている。

図６に示すように、側辺部１４の下端には、ターンテーブル６の底面側に延在する錘部１５が備えられている。錘部１５の形状に特に限定は無いが、ディスク保持機構１の薄型化の観点から、ターンテーブル６の底面に沿って延在する形状が好ましい。

保持部材１０と円筒部５の周面との間には、保持部材１０を嵌合部９の周面から突出する方向に付勢する弾性部材としてのバネ１６が備えられている。バネ１６としては特に制限は無く、コイルバネ、板バネ、円柱バネ等が適用可能である。弾性部材としても特に制限は無く、従来から用いられているＯリング等でもよい。

次に、ディスク保持機構１の作用について説明する。
まず、ディスク２をトレイに載置し、ローディングする。そして、ディスク２の中心孔３とスピンドルモータとを位置決めした後、ディスク保持機構１を備えるトラバース部を上昇させる。

トラバース部の上昇に伴いディスク保持機構１がディスク２に近付き、嵌合部９が中心孔３に挿入される。この際、傾斜面１１により中心孔３が案内される。そして、トラバース部の上昇が進むと、ディスク２が爪部１３の一端に当接して半径方向内側に押圧する。爪部１３の他端部に備えられた側辺部１４は長穴８の内側で移動自在であるので、爪部１３が押圧されると、保持部材１０はバネ１６を縮ませながら半径方向内側に移動する。保持部材１０が半径方向内側へ移動すると、ディスク２は爪部１３の一端の突出頂点より下方に差込まれ、嵌合部９が中心孔３に嵌合する。すると、ディスク２から爪部１３にかかる半径方向内側への押圧力が低減されるので、保持部材１０はバネ１６からの付勢力により再び半径方向外側に移動する。保持部材１０が半径方向外側に移動すると、爪部１３は元の位置に戻り、貫通孔１２から突出してディスク２の上面に接触する。また、ディスク２は支持部７により支持されてターンテーブル６に載置されるので、ディスク２はターンテーブル６と保持部材１０の爪部１３とにより挟まれる（図２参照）。

嵌合部９が中心孔３に嵌合されると、スピンドルモータにより支持軸４が回転される。支持軸４の回転に伴ってディスク保持機構１もディスク２を保持したまま回転し、保持部材１０にその重量に比例した遠心力が発生する。側辺部１４が長穴８の内側で移動自在であるので、保持部材１０は遠心力により半径方向外側に移動する。保持部材１０が半径方向外側に移動すると、爪部１３も半径方向外側に移動して嵌合部９の周面から突出する。爪部１３が突出すると、爪部１３とディスク２の接触面積が大きくなるので、ディスク保持機構１はディスク２を確実に保持する。

ここで、保持部材１０にかかる遠心力Ｆは、質量ｍの保持部材１０が速度ｖ、半径ｒで回転する場合、Ｆ＝ｍｖ^２／ｒで表されるので、支持軸４の回転速度が大きくなるほど遠心力も大きくなる。よって、支持軸４の回転速度がディスク２の読み取りや情報記録を行うような高速に達すると、保持部材１０に大きな遠心力がかかり、爪部１３とディスク２の接触面積もより大きくなる。

このようにして、ディスク２を保持しつつ支持軸４を回転させてディスク２の読み取り又は記録が終了すると、支持軸４の回転を止める。支持軸４の回転が停止すると、保持部材１０に生じていた遠心力も無くなり、保持部材１０はバネ１６にのみ付勢されている状態となる。従って、保持部材１０も回転前の位置に戻り、爪部１３とディスク２の接触面積も再び小さくなる。

ディスク２の抜脱の際には、このように支持軸４を停止させてから、中心孔３から嵌合部９をはずす。支持軸４を停止させることにより保持部材１０はバネ１６からのみ付勢されている状態となるので、ディスク２が爪部１３を半径方向内側に押圧しバネ１６を縮ませることにより、保持部材１０が半径方向内側に移動する。保持部材１０が半径方向内側に移動することにより、嵌合部９の周面から爪部１３が突出しなくなるので、ディスク２を取り外すことができる。

以上のように、本実施形態のディスク保持機構１によれば、保持部材１０の爪部１３とターンテーブル６によりディスク２を挟持することができる。そして、支持軸４を回転させることにより、保持部材１０が半径方向外側に移動して爪部１３とディスク２の上面との接触面積が増加し、より確実にディスク２を保持することが可能である。

また、ディスク２の着脱の際には、支持軸４の回転は停止しており、保持部材１０はバネ１６のみにより付勢されている状態であり、爪部１３とディスク２の接触面積も小さく、容易にディスク２の着脱が可能である。また、ディスク２を着脱させる際の負担を軽減させる一方で、支持軸４の回転時には遠心力により爪部１３とディスク２との接触面積を大きくすることができるので、ディスク２を確実に保持することが可能である。

また、ディスク２の着脱の際、負担軽減のためにディスク２をターンテーブル６に対して傾ける必要も無く、電動ローディング方式に用いることができる。さらに、保持部材１０を嵌合部９の内側に備えることができるため、従来の電動ローディング方式のディスク保持機構のようにターンテーブル６の備えられているトラバース部と分離させて備える必要が無く、省スペース化が可能である。

また、保持部材１０には錘部１５が備えられているだけ重量が増加しており、発生する遠心力が大きい。また、遠心力は回転速度の二乗に比例して増加するので、ＤＶＤやＢＤ（Blue-ray Disc）等の回転速度の高いものほど保持部材１０に大きな遠心力がかかり、ディスク２の保持力を大きくすることができる。

なお、本実施形態においては３つの保持部材１０を等間隔で配置することとしたが、保持部材１０の数は３つ以上であればディスク２の保持が可能である。また、ディスク２の着脱のし易さも考慮すると、保持部材１０は３つ又は４つを等間隔で配置するのが好ましい。

また、爪部１３の一端部は縦断面視半円形状としたが、半径方向外側に突出する形状であれば良く、縦断面視三角形状等に形成しても良い。

また、バネ１６は保持部材１０を付勢することができればよく、保持部材１０との接続箇所に特に制限は無い。よって、バネ１６を、ターンテーブル６の底面側であって、保持部材１０の錘部１５と円筒部５との間に取り付けることとしても良い.

また、ターンテーブル６と嵌合部９とはそれぞれ別個の構成としたが、これらを一体に成型することとしても良い。

本実施形態にかかるディスク保持機構の平面図である。 図１におけるＩ−Ｉ線断面図である。 ターンテーブルの底面図である。 本実施形態にかかるディスク保持機構に保持部材を取り付けていない状態を示すＩ−Ｉ線断面図である。 図２におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。 本実施形態にかかるディスク保持機構の底面図である。 従来のボールクランプ機構の平面図である。 従来のボールクランプ機構におけるディスクの着脱を示す側面図である。 従来のボールクランプ機構におけるディスク保持状態を示す側面図である。

符号の説明

１ ディスク保持機構
２ ディスク
３ 中心孔
４ 支持軸
５ 円筒部
６ ターンテーブル
７ 支持部
８ 長穴
９ 嵌合部
１０ 保持部材
１１ 傾斜面
１２ 貫通孔
１３ 爪部
１４ 側辺部
１５ 錘部
１６ バネ

Claims (3)

1. 回転自在な支持軸に支持されディスク状記録媒体が載置される載置部と、
   前記載置部の中央で前記ディスク状記録媒体の中心孔に嵌合する嵌合部と、
   前記嵌合部の周面から突出して前記ディスク状記録媒体の上面に接触する爪部を備え、前記支持軸の回転に伴う遠心力により前記爪部と前記ディスク状記録媒体との接触面積が大きくなるように移動する複数の保持部材と、
   を備えることを特徴とするディスク保持機構。
2. 前記保持部材は前記載置部の底面側に延在する錘部を備えることを特徴とする請求項１に記載のディスク保持機構。
3. 前記保持部材と前記支持軸との間には、前記周面から前記爪部が突出する方向に前記保持部材を付勢する弾性部材が備えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のディスク保持機構。

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