JP3812383B2 - ディスククランプ機構を備えるモータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディスク状の媒体を用いる情報記録機器に係り、なかでも中心に孔を有するディスクをクランプして回転駆動するためのディスククランプ機構を備えたモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディスク状の媒体を用いる情報記録再生機器においては、小型、薄型、高性能な装置が求められるに伴いモータにも小型、薄型、高性能化が要求されている。これを実現するためディスク挿入が容易で、なおかつ、ディスクが抜け難く回転に対して安定性のよいディスククランプ機構が要望されている。
【０００３】
従来例として特開平８−２８７５６８号公報に記載のものが知られている。
【０００４】
すなわち、センターハブを有するターンテーブルと、ディスク中心孔の側面と圧接するように複数個設けられたボールと、このボールを押圧する弾性部材とを備え、前記ボールを弾性押圧する方向が、ディスクをターンテーブルに押圧するように角度を持たせたディスクチャッキング機構が開示されている。
【０００５】
これにより、ボールが効率よくディスクを押圧するディスクチャッキング機構を提供しようとするものである。
【０００６】
しかし、上記公報記載のディスククランプ機構では、ボールが常に弾性部材によって外側方向に付勢されている。従って、常に、この外側方向の付勢力に抗して、ディスクの装着、或いは、ディスクの解除すなわち取り出しを行わなければならない。そのため、ディスクを挿入する挿入力も、また、ディスクを外す抜去力も同程度の力が必要となる。
【０００７】
これにより、挿入を容易にするために挿入力を小さくすると、挿入力に比例してディスクを外す時の力が小さくなり、高速回転時におけるディスクの安定性が悪くなる。
【０００８】
特に、バランスの悪いディスクはその傾向が強くなる。
【０００９】
一方、高速回転時におけるディスクの安定性を増すために抜去力を大きくすると、挿入力も大きくなり、挿入が困難になる。
【００１０】
従って、上記公報に開示されたディスククランプ機構では、ディスク挿入の容易性と、ディスクの安定性に対する要求を同時に満足することができないという問題が残る。
【００１１】
また、別の従来例として特開昭５８−１９４１８１号公報に記載のものも知られている。
【００１２】
すなわち、押さえ板と、ホルダーと、このホルダーの中に鋼球もしくは先端が一球面状をなした押圧部材と、この押圧部材を付勢するバネとを備え、ディスク装着部にディスクを装着する時、先ず前記押圧部材がバネに抗して軸に向かう方向に押し込められてディスクを通過させ、その後にバネの戻り力と押圧部材のなす傾斜によって、ディスクを下方に押圧してディスクをクランプするように構成されたディスククランプ機構が開示されている。
【００１３】
このように構成することによって、簡単な構造で、ディスク取付時の芯出しおよび装着が確実にできて、装置全体が小型軽量化できると記載されている。
【００１４】
しかしながら、上述の従来例と同様に、常に、バネの付勢力に抗して、ディスクの装着、或いは、ディスクの解除すなわち取り出しを行わなければならない。そのため、ディスクを挿入する挿入力も、また、ディスクを外す抜去力も同程度の力が必要となる。
【００１５】
これにより、挿入を容易にするために挿入力を小さくすると、挿入力に比例してディスクを外す時の力が小さくなり、高速回転時におけるディスクの安定性が悪くなる。
【００１６】
また、さらに別の従来例として特開平１０−２０８３７６号公報に記載のものがある。
【００１７】
すなわち、ディスクの装着時に上方向からディスク内周縁を押圧する上部爪および下片を有し、ディスク載置位置である第一の位置とディスク載置待機位置である第二の位置との間を上下方向に回動できるようにターンテーブルの中心部に設けられた複数の保持レバーと、保持レバーを弾性的に押し当てして、保持レバーを第一の位置と第二の位置において保持するレバー保持手段と、ディスク脱着時に、保持レバーを第一の位置から第二の位置に強制的に回動せしめるクランプ解除機構とを備えるディスクチャッキング機構が開示されている。
【００１８】
これにより、簡単な構成でディスクをターンテーブルにチャッキングできるとともに、ディスク解除の際にディスクに加わる応力を低減でき、装置の薄型化が可能なディスクチャッキング機構を提供することができると記載されている。
【００１９】
しかし、このディスクチャッキング機構は、ディスク脱着のために、ディスク内周縁を押圧する上部爪、下片を有するクランプアーム、複数の保持レバー、レバー保持手段、およびクランプ解除機構等を備える必要があるため構成部品が多く、組立も複雑である。
【００２０】
さらにＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等はディスクの厚みは１．２ｍｍを標準にしているものの、０．９ｍｍおよび１．４ｍｍ等の厚みも規格化されている。しかしながら、上記のディスクチャッキング機構では、ディスクをクランプする、クランプアームの上部爪と下片とは一体物でできているため、異なる厚みのディスクを一種類のクランプアームにてクランプすることは困難であり、異なるディスクの厚みに対応できないという問題点を有している。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ディスク状の媒体を用いる情報記録再生機器においては、小型、薄型、高性能な装置が求められるに伴い、モータにも小型、薄型、高性能が求められるため、ディスククランプ機構は改善すべき課題をもっていた。
【００２２】
本発明は、ディスクに外力を加えながら装着する際に、ディスクの挿入が容易で、なおかつ、ディスクが抜け難く、回転に対してディスクの安定性が良いディスククランプ機構を提供し、さらに、ディスクを挿入する際、ディスクとディスク保持リングとの芯がズレていても挿入を容易にする機構を提供することを目的としている。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
記録と再生が可能なディスクの内径部を保持する略円筒状のディスク保持リングと、前記ディスク保持リングの内部に収容された３個以上のディスククランプ爪と、前記ディスク保持リングと前記ディスククランプ爪との間に設けられた前記ディスククランプ爪を径方向に付勢するバネと、前記ディスク保持リングの回転中心を規定するシャフトと、前記シャフトを支承する軸受とを備え、前記ディスクの挿入に伴い、前記ディスククランプ爪が前記ディスクの挿入方向側に、回動するとともに、前記シャフトに向かう方向に移動するように構成し、前記ディスク保持リングの天面部が外周方向に向かってディスク挿入方向に傾斜する傾斜部を、前記ディスク保持リングの天面部のディスクの内径部の直径の７０％から９０％の範囲の位置から、２０から３０度の範囲の傾斜角度で形成したことを特徴とするディスククランプ機構を備えるようにしたものである。
【００２４】
特に、ディスクの挿入時におけるディスククランプ爪の回動角度が、ディスク挿入前に比べて、１０度以上にしたものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、記録と再生が可能なディスクの内径部を保持する略円筒状のディスク保持リングと、前記ディスク保持リングの内部に収容された３個以上のディスククランプ爪と、前記ディスク保持リングと前記ディスククランプ爪との間に設けられた前記ディスククランプ爪を径方向に付勢するバネと、前記ディスク保持リングの回転中心を規定するシャフトと、前記シャフトを支承する軸受とを備え、前記ディスクの挿入に伴い、前記ディスククランプ爪が前記ディスクの挿入方向側に、回動するとともに、前記シャフトに向かう方向に移動するように構成し、前記ディスク保持リングの天面部が外周方向に向かってディスク挿入方向に傾斜する傾斜部を、前記ディスク保持リングの天面部のディスクの内径部の直径の７０％から９０％の範囲の位置から、２０から３０度の範囲の傾斜角度で形成したことを特徴とするディスククランプ機構を備えるようにしたにしたことを特徴とするディスククランプ機構を備えるモータである。
これにより、ディスクの挿入に伴い、ディスククランプ爪がディスクの挿入方向側に回動するので、ディスクの挿入が完了するための爪のシャフト側への移動量が小さくなる。従って、ディスクを挿入する際の挿入力を小さくすることができる。また、ディスク保持リングの天面部に外周方向に向かってディスク挿入方向に傾斜する傾斜部を形成したので、ディスクの挿入に伴い、ディスククランプ爪がディスクの挿入方向側に回動しながら、シャフトに向かう方向に移動し易くなる。これにより、ディスクを挿入する際の挿入力を小さくすることができる。
そして、傾斜部を前記ディスク保持リングの天面部のディスクの内径部の直径の７０％から９０％の範囲の位置から、２０から３０度の範囲の傾斜角度で形成することにより、傾斜部の強度を保ちながら、傾斜部による、ディスク保持リングにディスクを挿入する時の芯ズレ補正効果を確保することができる。
【００２６】
本発明の請求項２に記載の発明は、ディスクの挿入時におけるディスククランプ爪の回動角度θ１が、前記ディスク挿入前に比べて、１０度以上である請求項１記載のディスククランプ機構を備えるモータである。ディスククランプ爪の回動する傾き角度を１０度以上にしているために、ディスククランプ爪先端が回動動作によってシャフトに向かう方向へ移動するため、バネの付勢力に抗することなくディスクの挿入ができるのでディスク挿入を容易にすることが可能となる。
【００２７】
【実施例】
以下図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
【００２８】
図１（ａ）は、本発明の実施例に係るモータの断面図である。図１（ｂ）は本発明に係るディスクク保持リング組立を裏から見た図である。
【００２９】
図１（ａ）、図１（ｂ）において、モータのベースとなるブラケット組立１に取り付けられた軸受２には回転可能にシャフト３が挿入されている。
【００３０】
シャフト３の一方の先端には鉄のプレス品からなるターンテーブル４が取り付けられる。本実施例ではターンテーブル４はモータのロータフレームと一体に形成され、ロータマグネットの磁路を兼ねているが、ロータフレームと別に設けても差し支えない。この場合はターンテーブル４は真鍮等の非磁性材を用いてもよい。そして、ターンテーブル４の上側平面上には情報の記録と再生が可能なディスク５を受け止めるＴＴクッション６が張り付けられる。
【００３１】
また、ターンテーブル４にはディスク５の内径部１５を保持する略円筒状のディスク保持リング組立１０が圧入、もしくは、接着にて固定される。
【００３２】
ディスク保持リング組立１０はディスク保持リング７、ディスククランプ爪８ａ、８ｂ、８ｃとバネ９ａ、９ｂ、９ｃの３点の構成部品から成り、ディスククランプ機構としてディスク５の保持および径方向に位置決めする機能を果たしている。ディスク保持リング７には、その内部にディスククランプ爪８ａ、８ｂ、８ｃを収容する穴部が形成されている。そして、ディスククランプ爪８ａ、８ｂ、８ｃは前記穴部内でバネ９ａ、９ｂ、９ｃによって径方向の外側に付勢されている。また、ディスク保持リング７には、ディスククランプ爪８ａ、８ｂ、８ｃのそれぞれの両側にシャフト３に向かって放射状に複数のガイド１１が形成され、このガイド１１に沿ってディスククランプ爪８ａ、８ｂ、８ｃはシャフト３に向かう方向にスライド可能に構成されている。
【００３３】
さらに、バネ９ａ、９ｂ、９ｃにより径方向外側に付勢されたディスククランプ爪８ａ、８ｂ、８ｃによって、ディスク５はＴＴクッション６に押しつけられる。
【００３４】
これにより、ディスク５は高速で回転しても、ターンテーブル４のＴＴクッション６から浮き上がることなく、ディスク５に情報の記録と再生を可能にならしめている。以上の構成のディスククランプ機構を備えるモータによりディスクを回転させ、安定して情報の書き込み、読み取りを行うことができる。
【００３５】
図２（ａ）は本発明の実施例に係るディスククランプ機構の周辺部を表した断面図である。
【００３６】
図２（ｂ）は本発明の実施例に係るディスククランプ機構において、ディスクとディスク保持リングとが芯ズレした状態を表した断面図である。
【００３７】
図２（ａ）に示すように、ディスク保持リング７の天面には、傾斜部１２を全周に有している。この傾斜部１２はディスク保持リング７の外周に向かってディスク挿入方向に低くなるような傾斜に形成されている。
【００３８】
この構造により、図２（ｂ）に示すように、ディスク５とディスク保持リング７との芯ズレＸが発生しても、ディスク５は傾斜部１２にならって、芯ズレを補正する方向にセンタリングが可能になり、さらに、傾斜部１２により下方に移動し易いので、芯ズレ時におけるディスク５の挿入が容易になる。
【００３９】
よって、仮に、挿入時においてディスク５とディスク保持リング７との芯が大きくズレていても傾斜部１２によって、ディスク５とディスク保持リング７との芯出しが容易になるとともに、ディスク５の挿入が容易となる。
【００４０】
特に、傾斜部１２の傾斜角度θ２が２０から３０度の範囲に設定すると、さらに芯出しが容易になり、それに伴ってディスク５の挿入が容易になる。図２（ｂ）における傾斜部１２の傾斜角度θ２は２５度である。
【００４１】
また、その傾斜部１２の始まりはディスク５の内径部１５の直径の７０％から９０％の範囲が適切である。その傾斜部１２の始まりがディスク５の内径部１５の直径の９０％より大きくなるとディスク５とディスク保持リング７との芯ズレの補正効果が小さくなる。一方、その傾斜部１２の始まりがディスク５の内径部１５の直径の７０％以下になると、傾斜部の強度を確保するために必要な肉厚ｔ、および、ディスク５の板厚等の制約があるため薄型なディスククランプ機構の提供が困難になる。
【００４２】
従って、ディスク５の内径部１５の直径に対して７０％から９０％の範囲で傾斜部１２が始まるように構成することにより、薄型で、かつ、ディスク５の芯ズレに対しても小さい挿入力で、ズレを補正しながら挿入が可能なディスククランプ機構を備えたモータを提供することが可能となる。
【００４３】
さらに、ディスククランプ爪８ａ、８ｂ、８ｃには、下側に下部曲面部１７が形成され、一方ディスク保持リング７には前記下部曲面部１７に対応する位置に突起部１８が形成されており、ディスククランプ爪８ａ、８ｂ、８ｃの下部曲面部１７が、ディスク保持リング７の突起部１８に沿って下方向に円弧を描くように回動できるように構成されている。そして、突起部１８の下部曲面部１７と接する面には、外側方向からシャフト３に向かう方向へ低くなるようにテーパ部１９が形成されている。
【００４４】
このテーパ部１９は、外側からシャフト３に向かう方向へ低くなるようなＲ形状でも同様な効果を奏する。これにより、ディスク５の挿入に伴いディスククランプ爪８ａ、８ｂ、８ｃが円滑に回動することができる。
【００４５】
図３は本発明のディスククランプ機構のディスク装着過程を説明するための側面断面図であり、図３（ａ）はディスク装着前、図３（ｂ）と図３（ｃ）はディスク装着途中、図３（ｄ）はディスク装着後の状態を表している。
【００４６】
図４は図３（ａ）から図３（ｄ）のディスククランプ爪近傍の部分断面拡大図である。
【００４７】
ディスク５の内径部１５はディスク保持リング７の外周の傾斜部１２に沿って挿入され始めると、図３（ａ）に示すように、ディスク５の内径部１５の下端近辺はディスク保持リング７から突出したディスククランプ爪８ａ、８ｂ、８ｃの上側に形成された上部傾斜部１６に接触するようになる。
【００４８】
図３（ａ）の接触状態から、ディスク５が下方向にさらに押圧されると、図３（ｂ）に示すようにその押圧力によって８ａ、８ｂ、８ｃが、下方向に矢印Ａのごとく円弧を描くように回動するとともに、バネ９ａ、９ｂ、９ｃの付勢力に抗して、ディスク保持リング７のガイド１１（図示せず）に沿って、シャフト３に向かう方向へ移動する。その結果、ディスク５がさらに、下方向へ移動することができる。
【００４９】
図４により、以上のディスク装着過程をディスククランプ爪の近傍を拡大して説明する。矢印Ａのごとくディスククランプ爪８ａ、８ｂ、８ｃがディスク５の挿入に伴って回動することにより、爪先端１３がシャフト３に向かう方向に移動する。２０は移動後の爪先端を表している。
【００５０】
このように、ディスククランプ爪８ａ、８ｂ、８ｃが回動して、バネ９ａ、９ｂ、９ｃの付勢力に抗する度合が小さくなるため、ディスク５の挿入力が小さくなる。従って、少ない挿入力でディスク５の挿入ができる。
【００５１】
そして、ディスク５がさらに下方向へ挿入されて、ディスク５の内径部１５に、ディスククランプ爪８ａ、８ｂ、８ｃ、およびディスククランプ爪の爪先端１３が接触した状態を図３（ｃ）に示している。
【００５２】
ディスククランプ爪８ａ、８ｂ、８ｃの回動角度θ１は、図３（ｃ）の状態において最大となる。回動角度θ１が１０度以上になると、爪先端１３が回動動作によってシャフト３に向かう方向へ移動するため、バネ９ａ、９ｂ、９ｃに抗することなく挿入が可能になるという効果がある。回動角度θ１はバラツキを含めると１４度〜２０度の範囲が適切である。
【００５３】
そして、図３（ｄ）のごとく、ディスク５をターンテーブル４のＴＴクッション（図示せず）まで接触させることで、ディスク５はＴＴクッション（図示せず）上にディスククランプ爪８ａ、８ｂ、８ｃの付勢力の下方向に押さえつける分力によって支持・固定される。
【００５４】
【発明の効果】
このように本発明によれば、ディスクに外力を加えながらディスクをクランプするクランプ機構を備えるモータにおいて、ディスクとディスク保持リングとが芯ズレしている悪条件でも、ディスクの挿入を容易にし、なおかつ、ディスクの挿入が容易で、ディスクが抜け難いディスククランプ機構を、少ない構成部品でかつ組立も容易な構造で実現し、これを備える優れたモータを提供できる。
【００５５】
これにより、従来にも増して録再信頼性の高い情報記録機器を提供することができる。
【００５６】
特にスロットイン型の機器に最適なディスククランプ機構を備えたモータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）本発明の実施例に係るモータの断面図
（ｂ）本発明に係るディスククランプ機構を裏から見た図
【図２】 （ａ）本発明の実施例に係るディスククランプ機構の周辺部を表した外観図
（ｂ）本発明の実施例に係るディスククランプ機構の周辺部を表した外観図
【図３】 （ａ）本発明のディスククランプ機構におけるディスク装着過程の装着前を示す側面断面図
（ｂ）本発明のディスククランプ機構におけるディスク装着過程のディスク装着途中を示す側面断面図
（ｃ）本発明のディスククランプ機構におけるディスク装着過程のディスク装着途中を示す側面断面図
（ｄ）本発明のディスククランプ機構におけるディスク装着過程のディスク装着後の側面断面図
【図４】 図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）のディスククランプ爪近傍の部分断面拡大図
【符号の説明】
１ ブラケット組立
２ 軸受
３ シャフト
４ ターンテーブル
５ ディスク
６ ＴＴクッション
７ ディスク保持リング
８ａ、８ｂ、８ｃ ディスククランプ爪
９ａ、９ｂ、９ｃ バネ
１０ ディスク保持リング組立
１１ ガイド
１２ 傾斜部
１３ 爪先端
１４ 外径部
１５ 内径部
１６ 上部傾斜部
１７ 下部曲面部
１８ 突起部
１９ テーパ部
２０ 移動後の爪先端
Ｘ ディスクとディスク保持リングとの芯ズレ
θ１ ディスククランプ爪の回動角度
θ２ 傾斜部の傾斜角度
ｔ 傾斜部肉厚

Claims (2)

1. 記録と再生が可能なディスクの内径部を保持する略円筒状のディスク保持リングと、前記ディスク保持リングの内部に収容された３個以上のディスククランプ爪と、前記ディスク保持リングと前記ディスククランプ爪との間に設けられた前記ディスククランプ爪を径方向に付勢するバネと、前記ディスク保持リングの回転中心を規定するシャフトと、前記シャフトを支承する軸受とを備え、前記ディスクの挿入に伴い、前記ディスククランプ爪が前記ディスクの挿入方向側に、回動するとともに、前記シャフトに向かう方向に移動するように構成し、前記ディスク保持リングの天面部が外周方向に向かってディスク挿入方向に傾斜する傾斜部を、前記ディスク保持リングの天面部のディスクの内径部の直径の７０％から９０％の範囲の位置から、２０から３０度の範囲の傾斜角度で形成したことを特徴とするディスククランプ機構を備えるモータ。
2. ディスクの挿入時におけるディスククランプ爪の回動角度θ１が、前記ディスク挿入前に比べて、１０度以上である請求項１記載のディスククランプ機構を備えるモータ。

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