JP3458690B2 - 回転部を有する装置における自動平衡機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転部を有する
装置において回転軸が共振状態で振動することを防止す
る自動平衡機構に関し、例えば光デイスク装置における
デイスクアンバランスによる振動を防止する目的に用い
て好適な自動平衡機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な光デイスク装置における
デイスク回転機構を図１５に示す。図１５において、１
は光デイスク装置のデイスクモータであり、このデイス
クモータ１のモータ軸１ａにターンテーブル２が固定さ
れている。ターンテーブル２に乗せたデイスク（光デイ
スク）４は、その上に置いたデイスク固定プーリ３で押
し付けられて、ターンテーブル３に固定される。デイス
ク固定プーリ３がデイスク４を押し付け固定する力は、
ターンテーブル２に吸引される磁力や上方から付勢され
るスプリング力等による。

【０００３】上記光デイスク装置のデイスク回転機構に
おいて、デイスク４、ターンテーブル２、デイスク固定
プーリ３等の回転する部分（回転部）の重心位置が回転
軸（モータ軸）１ａの中心位置からずれる重量アンバラ
ンスを完全に無くすことは困難であるが、この重量アン
バランスは、デイスク高速回転中に振動（共振状態の振
動）を発生させる原因となる。この振動は、重量アンバ
ランス量（重量・距離）と回転数とに大きく依存してい
る。なお、前記回転部における最も大きな重量アンバラ
ンス量はデイスクの重量アンバランス（デイスクアンバ
ランス）である。

【０００４】従来の一般的な光デイスク装置は、デイス
ク回転数が低速であったため、デイスク規格内のアンバ
ランス量等では回転による遠心力が小さく、したがっ
て、発生する振動も光デイスク装置に影響を与えるレベ
ルではなく、デイスクアンバランス等の回転部の重量ア
ンバランスによる振動対策は特に行っていなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、光デイスク装置
において、データの読み込み・アクセス等の高速化が進
み、デイスク回転は高速になっている。例えば、ＣＬＶ
（線速度一定）方式の場合、内周側で６０００ｒ．ｐ．
ｍ．に達するものもある。前述のように、デイスク回転
数が低速であれば振動が問題になることはないが、デイ
スク回転が例えば４０００ｒ．ｐ．ｍ．以上などと高速
化すると、デイスク高速回転中に主としてデイスクアン
バランスによって発生する振動の影響でデータ読み取り
不良等の問題が発生し、前記振動の抑制が必要になって
きている。

【０００６】ところで、回転機械の静的釣り合いを自動
的にとる機構として、２つの球を利用する自動平衡機構
が知られている。この自動平衡機構は、図１６に示すよ
うに、回転部と一体の回転円板の中に２つの球５を円周
方向に移動可能に配置した機構である（理工学社「機械
力学」井上順吉著（第１４６頁）など参照）。

【０００７】図１６の自動平衡機構において、回転時に
球および偏重心した回転部に発生する遠心力およびその
成分は次の通りとなる。 Ｆ＝ｍｒω² Ｆ₁ ＝ｍｒω² ・sin α Ｆ₂ ＝ｍｒω² ・cos α Ｆ₃ ＝Ｍｅω² ただし、 Ｆ：球に作用する遠心力 Ｆ₁ ：ＦのＹ軸方向（ＳＧと直交する方向）の分力 Ｆ₂ ：ＦのＸ軸方向（ＳＧ方向）の分力 Ｆ₃ ：回転部の重量アンバランスに基づく遠心力（振動
発生源） ｍ：球の質量 Ｓ：回転部の回転軸中心 Ｇ：回転部の重心 ｅ：回転部の偏重心距離（回転部の重心Ｇと回転軸中心
Ｓとの間の距離） Ｍ：回転部の質量 ｒ：球の停止位置（回転軸中心Ｓからの半径） ω：回転部の回転角速度 α：球の位置のＸ軸に対してなす角度

【０００８】上記の各遠心力が図１６の状態で釣り合っ
ているとすると、Ｙ方向については Ｆ₁ ＋（−Ｆ₁ ）＝０ すなわち、各球に作用する遠心力ＦのＹ方向の成分Ｆ₁
は球が２個あることで打ち消される。また、Ｘ方向につ
いては、 ２ｍｒω² ・cos α＝Ｍｅω² …… こうして、２つの球は自動的に、この式が満たされる
ような角度αを取る。すなわち、回転部のアンバランス
量Ｍｅに基づく遠心力Ｆ₃ は２つの球の遠心力のＸ方向
成分Ｆ₂ と釣り合って、回転部のアンバランス量が零と
なる。

【０００９】図１６のような系態となって、回転部の重
量アンバランスが零となる条件について、図１７
（イ）、（ロ）を参照して説明する。上記の２つの球に
よる自動平衡機構においては、回転部の固有円振動角速
度ω₀ と回転部の回転角速度ωとの関係がω₀ 〉ω の
時、図１７（イ）の系態となり、ω₀ 〈ω の時、図１
７（ロ）の系態（重心Ｇの位置に関して図１６と同じ系
態）となる。図１７（イ）の系態（ω₀ 〉ω）では、Ｆ
の半径方向の分力をＮ、接線方向の分力をＴとすれば、
Ｎは球に作用する回転円板からの抗力と釣り合っている
が、接線方向の分力Ｔの作用により球は回転円板の重心
側すなわち重い方に移動し、重量アンバランスは増大す
る。これに対して、回転部の回転角速度ωが回転部の固
有円振動角速度ω₀ を越せば（ω₀ 〈ω）、図１７
（ロ）のようにＯＧＳの順に一直線となる系態となり、
球は接線分力Ｔにより軽い方に移動して、回転部のアン
バランスをなくし、回転部が釣り合うようになるとＳ点
はＯ点と一致して接線分力は０となる。この系態（図１
６と同じ）が、２つの球により重量アンバランスを解消
する状態である。なお、図１７において、Ｏは軸受け中
心を示す。

【００１０】上記自動平衡機構を光デイスク装置の自動
平衡機構として適用することも考えられるが、デイスク
回転の立ち上がり時には少なくとも ω₀ 〉ω となる
時期を通過し、また、立ち上がり時でなくても何らかの
事情で図１７（イ）の系態となる可能性がある（すなわ
ち、２つの球が何かのひょうしでＧ点と同じ側に回って
しまう可能性がある）ので、図１６に示した自動平衡機
構の原理そのものでは、振動発生の可能性がある。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、光デイスク装置を始め種々の回転部を有する装置に
おいて、共振状態の振動の発生を確実に防止することの
できる自動平衡機構を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１の自動平衡装置は、重量のアンバランスが発生する
可能性のある回転体の回転軸に同軸に取り付ける回転円
板状の自動平衡装置であって、垂直な回転軸と一体の回
転部の円筒外周内面から回転軸径に沿って突出した、複
数の可動重りの外周壁に沿った移動を一定角度範囲に規
制する移動規制部と、その円周方向に沿って一定角度範
囲内を移動可能に配置した２つ以上の可動重りと、前記
一定角度範囲部分と回転軸中心を挟む反対側の位置にお
いて前記回転部に固定した固定重りとを有することを特
徴とする。

【００１３】請求項２の自動平衡装置は、垂直な回転軸
と一体の回転部にその円周方向に沿って第１の一定角度
範囲内のみを移動可能に配置した２つ以上のバランス用
の可動重りと、前記第１の一定角度範囲部分と回転軸中
心を挟む反対側に配される第２の一定角度範囲内のみを
移動可能に配置した１つまたは２つ以上の重心規定用の
可動重りとを有することを特徴とする。

【００１４】請求項３は、請求項１または２の発明を、
デイスクモータのモータ軸にターンテーブルを固定し、
このターンテーブルに乗せたディスクを固定する構成の
デイスク装置に適用したものである。

【００１５】請求項４は、請求項３の自動平衡装置にお
いて、ターンテーブルの上に乗せたディスクを押し付け
固定するディスク固定プーリに前記の各重りを設けたも
のである。

【００１６】請求項５は、請求項３の自動平衡装置にお
いて、ターンテーブルに前記の各重りを設けたものであ
る。

【００１７】請求項６は、請求項３の自動平衡装置にお
いて、ディスクモータのモータ軸をターンテーブル側と
反対の下方に延出させ、このモータ軸の下端部に回転円
板を固定し、この回転円板に前記の各重りを設けたこと
を特徴とする。

【００１８】請求項７は、請求項４または５または６の
自動平衡装置において、前記の各可動重りの移動を円周
方向に沿う一定角度範囲内に限定する手段として、回転
部に設けた円筒外周壁と、この円筒外周壁の内面の円周
方向の２箇所に設けたストッパとを設けたことを特徴と
する。

【００１９】請求項８は、請求項４または５または６の
自動平衡装置において、前記の各可動重りの移動を円周
方向に沿う一定角度範囲内に限定する手段として、回転
部に設けた円筒外周壁と、この円筒外周壁で囲まれた内
部を仕切る仕切り壁とを設けたことを特徴とする。

【００２０】請求項９は、請求項３の自動平衡装置にお
いて、前記２つ以上の可動重りと前記固定重りとを、ま
たは、前記２つ以上のバランス用の可動重りと１つまた
は２つ以上の重心規定用の可動重りとをそれぞれ上下方
向の別の部分に分離して設けたことを特徴とする。

【００２１】請求項１０は、請求項１〜９記載の自動平
衡装置において、前記可動重りとして球を用いたことを
特徴とする。

【００２２】請求項１１は、請求項１〜９記載の自動平
衡装置において、前記可動重りとして平坦な小円形板を
用いたことを特徴とする。

【００２３】請求項１２は、請求項１〜９記載の自動平
衡装置において、前記可動重りとして、回転軸中心から
偏心した重心（すなわち偏重心）を有し回転軸に回転自
在に設けられた偏重心遊転部材を用いたことを特徴とす
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図１４に示した実施例を参照して説明する。図１は請
求項１の自動平衡機構を光デイスク装置に適用した実施
例を示すもので、光デイスク装置のデイスク回転機構の
断面図を示す。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図１
において、１は光デイスク装置のデイスクモータであ
り、このデイスクモータ１のモータ軸１ａにターンテー
ブル２が固定されている。ターンテーブル２に乗せたデ
イスク（光デイスク）４は、その上に置いたデイスク固
定プーリ３で押し付けられて、ターンテーブル３に固定
される。デイスク固定プーリ３がデイスク４を押し付け
固定する力は、ターンテーブル２に吸引される磁力や上
方から付勢されるスプリング力等による。以上の構成は
従来と同様であるが、本発明のこの実施例では、円筒外
周壁３ａで囲まれた凹所を持つデイスク固定プーリ３の
凹所３ｂ内に２つの球５を可動重りとして配置し、図２
に示すように円筒外周壁３ａの内面の２箇所に内方に突
出するストッパ７を設けて、２つの球５がその２つスト
ッパ７間の範囲内に止まるように規制し、さらに、前記
２つのストッパ７間の範囲と回転軸中心を挾む反対側の
位置においてデイスク固定プーリ３に固定重り６を固定
している。この場合、装着したディスクの通常考えられ
るどのような方向・大きさの重量アンバランスに対して
も、固定重り６の存在により、固定重り６と回転部とを
含めた全体重心（図３にＧ₀ で示す）が必ず球（可動重
り）球５と反対側にくるように（すなわち、図３の角度
θ₀ の範囲にくるように）設定する。また、球５の飛び
出しを防止するために、デイスク固定プーリ３の凹所３
ｂを覆うカバー３ｃを設けている。

【００２５】上記の光デイスク装置のデイスク回転機構
における自動平衡機構の作用について説明する。図３は
上記の自動平衡機構における力の釣り合いを説明するも
ので、デイスク回転時に２つの球および重心位置の偏心
した回転部（ターンテーブル２、デイスク固定プーリ
３、デイスク４等の部分）に発生する遠心力およびその
成分は次の通りとなる。 Ｆ’＝ｍｒω² Ｆ₁ ’＝ｍｒω² ・sin α’ Ｆ₁ ”＝ｍｒω² ・sin α” Ｆ₂ ’＝ｍｒω² ・cos α’ Ｆ₂ ”＝ｍｒω² ・cos α” Ｆ₃ ’＝Ｍ’ｅ’ω² Ｆ₃ のＸ方向成分＝Ｍｅω² cos β Ｆ₃ のＹ方向成分＝Ｍｅω² sin β ただし、 Ｆ’：一方の球に作用する遠心力 Ｆ”：他方の球に作用する遠心力 Ｆ₁ ’：Ｆ’のＹ軸方向（ＳＧ’と直交する方向）の分
力 Ｆ₁ ”：Ｆ”のＹ軸方向（ＳＧ’と直交する方向）の分
力 Ｆ₂ ’：Ｆ’のＸ方向（ＳＧ’方向）の分力 Ｆ₃ ：回転部の重量アンバランスに基づく遠心力（振動
発生源） Ｆ₃ ’：固定重りに作用する遠心力 ｍ：球の質量 Ｓ：回転部の回転軸中心 Ｇ：回転部の重心 ｅ：回転部の偏重心距離（回転部の重心Ｇと回転軸中心
Ｓとの間の距離） Ｍ：回転部の質量 ｒ：球の停止位置（回転軸中心Ｓからの半径） ω：回転部の回転速度 Ｇ’：固定重りの重心 ｅ’：固定重りの偏重心距離（固定重りの重心Ｇ’と回
転軸中心Ｓとの間の距離） Ｍ’：固定重りの質量 α’：一方の球の位置のＸ軸に対してなす角度 α”：他方の球の位置のＸ軸に対してなす角度 β：回転部の重心Ｇの位置のＸ軸に対してなす角度

【００２６】上記の各遠心力の釣り合いは、次の通りで
ある。Ｘ方向の釣り合いに関しては、 ｍｒω² ・cos α’＋ ｍｒω² ・cos α”＝Ｍ’ｅ’ω² ＋Ｍｅω²cosβ …… Ｙ方向の釣り合いに関して ｍｒω² ・sin α’＋ ｍｒω² ・sin α”＋Ｍｅω² sin β＝０ … すなわち、２つの球が上記、の２式が満たされるよ
うな角度α’、α”の位置に自動的に位置して、重量ア
ンバランスが０となる。ただし、固有円振動角速度ω₀
が回転部の回転角速度ωより小（ω₀ 〈ω ）となるよ
うに、球の質量ｍ、固定重りの質量Ｍ’、軸径等を設定
する。

【００２７】上記の自動平衡機構においては、固定重り
６とストッパ７で移動範囲を規制された２つの球５とは
必ず互いに反対側（正反対という意味でなく、図２、図
３においてＹ軸に関して反対側）に位置するので、図１
７（イ）の系態になることは確実に防止される。これに
より、回転部が共振状態で振動することを防止できる。

【００２８】なお、回転部の重量アンバランスＭｅによ
る遠心力が固定重り６に作用する遠心力に対して十分小
さく（Ｍｅω² 〈〈Ｍ’ｅ’ω² ）、このＭｅを無視で
きる場合は、図４の状態となる。すなわち、２つの球
は、α’＝α”でそのα’（＝α”）が ｍｒω² ・cos α’＝Ｍ’ｅ’ω² … を満たす位置に自動的に位置して、重量アンバランスが
０となる。

【００２９】図５は回転部の種々の偏心した重心位置Ｇ
に対して、当該回転部の重心位置Ｇと２つの球５の位置
との関係を説明する図である。ここで、回転部（質量
Ｍ）の重心が回転軸中心Ｓの位置にあり（つまり回転部
に重量アンバランスがなく）かつ回転部と固定重り６
（質量Ｍ’）とを合わせた全体（質量＝Ｍ＋Ｍ’）の重
心が図示のｇ₀ 位置にある時、２つの可動重り５がある
位置にあってディスク回転機構の回転が平衡していたと
する。そして、回転部の重心がＳ位置から図５（イ）、
（ロ）、（ハ）の各図のＧ位置にそれぞれ移った場合に
おける全体（質量＝Ｍ＋Ｍ’）の重心位置をＧ₀ で示
す。図５（イ）のように回転部の重心がＳ位置から固定
重り６と反対方向（図５（イ）において右方）のＧ位置
に移って、全体重心が図示のｇ₀ 位置から回転軸中心Ｓ
寄りのＧ₀ 位置に移った時（右方に移った時）、図示の
ように２つの球５が互いに離れる方向に移動して平衡す
ると考えられる。図５（ロ）のように回転部の重心がＳ
位置から固定重り６と同方向（図５（イ）において左
方）のＧ位置に移って、全体重心が図示のｇ₀ 位置から
回転軸中心Ｓ側と反対のＧ₀ 位置に移った時（左方に移
った時）、図示のように２つの球５が互いに接近する方
向に移動して平衡すると考えられる。図５（ハ）のよう
に回転部の重心がＳ位置から、固定重り６方向に対して
直交する方向（図５（ハ）では下方）のＧ位置に移っ
て、全体重心が図示のｇ₀ 位置から、固定重り６方向に
対してある角度の方向をなすＧ₀ 位置に移った時、図示
の通り２つの球５が同一方向に移動して平衡すると考え
られる。

【００３０】図６、図７に同じくデイスク回転機構に適
用した自動平衡機構の他の実施例を示す。この実施例
は、ターンテーブル２’に２つの球５を配置し、かつ固
定重り６を設けたものである。この例では、ターンテー
ブル２’の周縁部の下面側にドーナツ状の通路２ａ’を
形成し、このドーナツ状の通路２ａ’内に２つの球５を
配置し、かつ通路２ａ’における２箇所にストッパ７’
を設けている。

【００３１】また、図８に示すように、モータ軸１ａ’
を下方に延出させ、このモータ軸１ａ’の下端部に回転
円板８を固定し、この回転円板８に２つの球５および固
定重り６を設けてもよい。

【００３２】上記の各実施例は、２つの球５および固定
重り６を同じ部材内に設けているが、分離して設けても
よい。すなわち、例えば、２つの球５はデイスク固定プ
ーリに設け固定重り６はターンテーブルに設ける場合、
２つの球５はターンテーブルに設け固定重り６はデイス
ク固定プーリに設ける場合等が考えられる。また、図８
のようにモータ軸１ａ’の下端部に回転円板８を設けた
場合には、さらに多様な組み合わせが考えられる。要す
るに、２つの球および固定重りは回転部と一体の部材に
設けられていればよい。

【００３３】また、図９は２つの球５の移動を円周方向
に沿う一定角度範囲内に限定する手段についての他の実
施例を示す。この実施例は、デイスク固定プーリ３の円
筒外周壁３ａの内部を球５側と固定重り６側とに仕切る
仕切り壁を設けたものである。すなわち、（イ）はデイ
スク固定プーリ３の直径をなす仕切り壁１１ａを設けた
もの、（ロ）は直径より短い弦をなす形で仕切り壁１１
ｂを設けたもの、（ハ）は所定角度の２つの半径をなす
仕切り壁１１ｃを設けたものである。

【００３４】なお、上述の実施例では球を２つ配置する
場合について説明したが、偶数個であれば４つ以上の球
を配置することも考えられる。

【００３５】上述の実施例では可動重りとして球５を用
いたが、本発明における可動重りは円周方向に移動自在
であればよいので、球に代えて、平坦な小円形板すなわ
ちおはじき状の平坦なものを用いることも可能である。

【００３６】さらに、可動重りとして、図１０（イ）、
（ロ）に示す構成とすることもできる。すなわち、この
実施例は、回転軸１ａに例えば２本の偏重心遊転部材１
２を回転自在に取り付け、デイスク固定プーリ３上にこ
の偏重心遊転部材１２の回転角度範囲を規制するための
ストッパ１３を設けたものである。

【００３７】請求項２の自動平衡機構の同じく光ディス
ク装置に適用した実施例を図１１、図１２に示す。図１
１は前述の実施例における図２に相当する図である。こ
の自動平衡機構は、円筒外周壁３ａで囲まれた凹所３ｂ
を持つディスク固定プーリ３の凹所３ｂ内に、その円周
方向に沿って第１の一定角度範囲θ₁ 内を移動可能に配
置した例えば２つのバランス用の可動重り５’と、前記
第１の一定角度範囲部分θ₁ と回転軸中心Ｓを挾む反対
側に配される第２の一定角度範囲θ₂ 内を移動可能に配
置した例えば１つの重心規定用の可動重り１６とを設け
た構成である。前記のバランス用可動重り５’の移動範
囲を規定する手段として２つのストッパ７を設け、ま
た、重心規定用可動重り１６の移動範囲を規定する手段
として２つのストッパ１７を設けており、ストッパ７と
ストッパ１７とは図１１でＹ軸を挾む反対側にある。１
ａはディスクモータ１のモータ軸（回転軸）である。

【００３８】すなわち、この自動平衡機構は、図１〜図
１０に示した自動平衡機構において、固定重り６に代え
て、前記重心規定用の可動重り１６を設けたものであ
る。この場合おける第１の一定角度範囲θ₁ および第２
の一定角度範囲θ₂ の条件について図１２を参照して説
明する。バランス用可動重り５’と重心規定用可動重り
１６とが任意の直径線（回転軸中心Ｓを通る直線をここ
で直径線と呼ぶ）に関して反対側に位置する条件を検討
すると、まず重心規定用可動重り１６が移動範囲内の一
方に寄った図１２のＡ位置にある時、各バランス用可動
重り５’はいずれも直線ＡＳと直交する直径線Ｌ₁ に関
して重心規定用可動重り１６と反対側（すなわち図１２
で左下がりハッチング領域）にある必要がある。また、
重心規定用可動重り１６が反対のＢ位置にきた時、各バ
ランス用可動重り５’はいずれも直線ＢＳと直交する直
径線Ｌ₂ に関して重心規定用可動重り１６と反対側（す
なわち図１２で右下がりハッチング領域）にある必要が
ある。したがって、第２の一定角度範囲θ₂ を適宜の値
に定めた時、第２の一定角度範囲θ₂ 内の任意の位置に
ある重心規定用可動重り１６に対して、この重心規定用
可動重り１６とバランス用可動重り５’とが回転軸中心
Ｓを挾む反対側に位置するための第１の一定角度範囲θ
₁ は、前述の左下がりハッチング領域と右下がりハッチ
ング領域との共通部分、すなわち直径線Ｌ₁ と直径線Ｌ
₂ とで囲まれる交差ハッチング部分として定まる。

【００３９】上記の図１１、図１２の自動平衡機構で
は、回転部の重量アンバランスに対して重心規定用可動
重り１６が第２の一定角度範囲θ₂ 内のある位置にき
て、回転部の質量と重心規定用可動重り１６との全体重
心Ｇ₀ をバランス用可動重り５’と反対側に位置させ
る。

【００４０】前記の重心規定用可動重り１６は、図１３
に示すように、例えば２つ設けることもできる。この場
合における第１の一定角度範囲θ₁ と第２の一定角度範
囲θ₂ との条件は、図１４に示す通りである。すなわ
ち、第２の一定角度範囲θ₂ を適宜の値に定めた時、２
点鎖線で示すように、２つの重心規定用可動重り１６’
が互いに接触した状態で一方のストッパ１７に接触した
時の２つの重心規定用可動重り１６’の中間をＡ位置と
し、他方のストッパ１７に接触した時の２つの重心規定
用可動重り１６’の中間をＢ位置とすれば、図１２で説
明したものと同じとなり、前記第２の一定角度範囲θ₂
に対する第１の一定角度範囲はθ₁ となる。

【００４１】前述の重心規定用可動重りは３つ以上設け
ることも可能であり、また、固定重りと併用して重心規
定用可動重りを設けることも可能である。なお、重心規
定用可動重りを設ける構成の自動平衡機構のその他の実
施例としては、図１〜図１０に示した固定重り６による
構成の各実施例において、それぞれ固定重り６に代えて
重心規定用可動重りを設けたものが考えられる。

【００４２】なお、上記のように重心規定用の重りを可
動重りとする請求項２の自動平衡機構では、平衡となる
条件が複数存在するため、重りの重量、回転軸の振れ、
外乱によって重心規定用可動重りがランダムに移動し、
それに併せ可動重りも平衡となるように移動して平衡条
件をほぼ満たしながら動く重り、可動重りを球のように
転がりながら動く重りと応答特性を変えるように構成す
ることで、回転軸の振れ、外乱による重心規定用可動重
りの位置変動が防げ、好ましい。また、請求項２の自動
平衡機構では、重心規定用の重りを可動重りとすること
で、予想される重量アンバランス量にあわせ（請求項１
の自動平衡機構では材質の変更による重量変更しかでき
なかったが）重心規定用可動重り、可動重りの重量、形
状を変更可能となり、重りの交換による重量変更だけで
様々な装置の重量アンバランスに対応することが可能と
なる。

【００４３】光デイスク装置に適用した上述の各実施例
において、デイスク回転機構はターンテーブル上のディ
スクをデイスク固定プーリで押し付け固定する構成であ
るが、ディスクを固定する手段自体は任意であり、その
他の構成とすることもできる。また、実施例は光デイス
ク装置のデイスク回転機構の自動平衡機構として適用し
たものであるが、ＣＤドライバその他のデイスク装置に
適用することは当然可能であり、さらには、タービン、
送風機等の回転機械やその他回転部を有する種々の装置
において回転部の共振状態の振動を抑制するための自動
平衡機構として適用することが可能である。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、回転部にその円周方向
に沿う一定角度範囲内を移動可能に２つ以上の可動重り
を配置するとともに、その反対側における回転部に固定
重り（または固定重りと同様に機能する重心規定用可動
重り）を設けたので、可動重りと全体重心（回転部と固
定重りまたは重心規定用の可動重りとを合わせた全体の
重心）とが回転軸中心の同じ側にくることを確実に防止
することができ、したがって、振動が増幅される系態と
なることを防止することができ、これにより、共振状態
の振動が発生することを確実に抑制できるという効果が
得られる。また、回転部に上記の各重りを設けること
で、様々な固有円振動角速度を持つ回転部に対しても、
その固有円振動角速度に依ることなく、振動が増幅され
る系態となることを防止できる。

【００４５】また、請求項２によれば、重心規定用の重
りが可動重りなので、予想される重量アンバランス量に
あわせて、重心規定用可動重りおよび可動重りの重量、
形状を変更可能であり、重りの交換による重量変更だけ
で様々な装置の重量アンバランスに対応することが可能
となる。

【００４６】本発明を光デイスク装置等のデイスク装置
に適用した場合、デイスクに重量アンバランスがあって
も、そして高速回転させても、自動的に重量アンバラン
スが打ち消され、共振状態の振動の発生を抑制できると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の自動平衡機構を適用した光デイスク
装置のデイスク回転機構の縦断面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１のデイスク回転機構における自動平衡機構
の作用を説明するための図である。

【図４】同じく図１のデイスク回転機構における自動平
衡機構の作用を説明するための図であり、回転部の重量
アンバランスを無視できる場合のものである。

【図５】回転部の種々の偏心した重心位置に対して、当
該回転部の重心位置と２つの球（可動重り）の位置との
関係を説明する図である。

【図６】本発明の自動平衡機構の他の実施例を示すもの
で、光デイスク装置のデイスク回転機構の縦断面図であ
る。

【図７】図６におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図８】本発明の自動平衡機構のさらに他の実施例を示
すもので、光デイスク装置のデイスク回転機構の縦断面
図である。

【図９】上記光デイスク装置の自動平衡機構において、
２つ以上の可動重りの移動を円周方向に沿う一定角度範
囲内に限定する手段として、デイスク固定プーリに仕切
り壁を設けた実施例を示すもので、（イ）、（ロ）、
（ハ）はそれぞれ異なる態様で仕切り壁を設けたデイス
ク固定プーリの平面図である。

【図１０】上記光デイスク装置の自動平衡機構における
２つ以上の可動重りについての他の実施例を示すもの
で、（イ）はデイスク固定プーリ部分の平面図、（ロ）
は同正面図である。

【図１１】請求項２の発明の自動平衡機構の一実施例を
示すもので、ディスク固定プーリの図（図２に相当する
図）である。

【図１２】図１１の自動平衡機構の作用を説明するため
の説明図である。

【図１３】請求項２の発明の自動平衡機構の他の実施例
を示すもので、ディスク固定プーリの図（図２に相当す
る図）である。

【図１４】図１３の自動平衡機構の作用を説明するため
の説明図である。

【図１５】従来の一般的な光デイスク装置のデイスク回
転機構の縦断面図である。

【図１６】回転機械の静的釣り合いを自動的に取る機構
として従来より知られている自動平衡機構の原理を説明
する図である。

【図１７】図１６の自動平衡機構の原理を補足説明する
ための図であり、（イ）は振動が増幅される場合の系
態、（ロ）は振動が抑制される場合の系態を示す。

【符号の説明】

１ デイスクモータ １ａ、１ａ’ モータ軸 ２、２’ ターンテーブル ３、３’ デイスク固定プーリ ３ａ 円筒外周壁 ３ｂ 凹所 ４ 光デイスク ５ 球（可動重り） ５’ バランス用の可動重り ６ 固定重り ７、７’ ストッパ ８ 回転円板 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ 仕切り壁 １２ 偏重心遊転部材 １３ ストッパ １６、１６’ 重心規定用の可動重り １７ ストッパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 7/04 B06B 1/00

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量のアンバランスが発生する可能性の
   ある回転体の回転軸に同軸に取り付ける回転円板状の自
   動平衡装置であって、 垂直な回転軸と一体の回転部の円筒外周内面から回転軸
   径に沿って突出した、複数の可動重りの外周壁に沿った
   移動を一定角度範囲に規制する移動規制部と、その円周
   方向に沿って一定角度範囲内を移動可能に配置した２つ
   以上の可動重りと、前記一定角度範囲部分と回転軸中心
   を挟む反対側の位置において前記回転部に固定した固定
   重りとを有することを特徴とする自動平衡装置。
2. 【請求項２】 垂直な回転軸と一体の回転部にその円周
   方向に沿って第１の一定角度範囲内のみを移動可能に配
   置した２つ以上のバランス用の可動重りと、前記第１の
   一定角度範囲部分と回転軸中心を挟む反対側に配される
   第２の一定角度範囲内のみを移動可能に配置した１つま
   たは２つ以上の重心規定用の可動重りとを有することを
   特徴とする自動平衡装置。
3. 【請求項３】 前記回転軸を有する装置は、ディスクモ
   ータのモータ軸にターンテーブルを固定し、このターン
   テーブルに乗せたディスクを固定する構成のディスク装
   置であることを特徴とする請求項１または２記載の自動
   平衡装置。
4. 【請求項４】 請求項３の自動平衡装置において、 ターンテーブルの上に乗せたディスクを押し付け固定す
   るディスク固定プーリに前記の各重りを設けたことを特
   徴とする自動平衡装置。
5. 【請求項５】 請求項３の自動平衡装置において、 ターンテーブルに前記の各重りを設けたことを特徴とす
   る自動平衡装置。
6. 【請求項６】 請求項３の自動平衡装置において、 ディスクモータのモータ軸をターンテーブル側と反対の
   下方に延出させ、このモータ軸の下端部に回転円板を固
   定し、この回転円板に前記の各重りを設けたことを特徴
   とする自動平衡装置。
7. 【請求項７】 請求項４または５または６の自動平衡装
   置において、 前記の各可動重りの移動を円周方向に沿う一定角度範囲
   内に限定する手段として、回転部に設けた円筒外周壁
   と、この円筒外周壁の内面の円周方向の２箇所に設けた
   ストッパとを設けたことを特徴とする自動平衡装置。
8. 【請求項８】 請求項４または５または６の自動平衡装
   置において、 前記の各可動重りの移動を円周方向に沿う一定角度範囲
   内に限定する手段として、回転部に設けた円筒外周壁
   と、この円筒外周壁で囲まれた内部を仕切る仕切り壁と
   を設けたことを特徴とする自動平衡装置。
9. 【請求項９】 請求項３の自動平衡装置において、 前記２つ以上の可動重りと前記固定重りとを、または、
   前記２つ以上のバランス用の可動重りと１つまたは２つ
   以上の重心規定用の可動重りとをそれぞれ上下方向の別
   の部分に分離して設けたことを特徴とする自動平衡装
   置。
10. 【請求項１０】 前記可動重りが球であることを特徴と
    する請求項１〜９記載の自動平衡装置。
11. 【請求項１１】 前記可動重りが平坦な小円形板である
    ことを特徴とする請求項１〜９記載の自動平衡装置。
12. 【請求項１２】 前記可動重りが、回転軸中心から偏心
    した重心を有し回転軸に回転自在に設けられた偏重心遊
    転部材であることを特徴とする請求項１〜９記載の自動
    平衡装置。