JP3902315B2 - ディスク搬送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤやＤＶＤなどのディスクをディスク装置内に搬送するための搬送装置に係り、特にディスク搬送ローラが常に安定した搬送トルクを発揮するディスク搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスク搬送ローラを用いたディスク搬送装置は、一般的にスロットインタイプのディスク装置などに使用される。この種のディスク装置では、ディスク挿入口の背部にディスク搬送ローラが昇降自在に（挿入されるディスクの面と直交する方向に移動可能に）設けられ、ディスク挿入口から挿入されたディスクを例えばディスクガイド板との間に挟持してディスクの搬入または搬出を行なうものである。
【０００３】
ディスク搬送ローラは、中空ゴムローラ式と称せられるものが主流であり、１本のローラ軸の左右から２分割されたテーパ状のゴムローラが外挿（軽圧入）されている。そして、ローラ軸の外周面とゴムローラの内面との間の摩擦力により、ローラ軸の回転に追従してゴムローラが回転し、ディスクの搬送が行なわれる。また搬送中のディスクがストッパ等に当接して停止されたときには、ローラ軸の外周面とゴムローラの内面との間にスリップが生じる。これによりゴムローラがディスクに接触したまま回転し続けることがなくなり、ディスク表面の傷付き防止が図られている。
【０００４】
このような従来のディスク搬送装置としては、例えば特開平４−１１７６６２号公報などに開示された先行技術が存在する。
特開平４−１１７６６２号公報には、ローラ軸とゴムローラとの間にポリエステルフィルム等で形成された各種の薄肉摩擦部材を介挿させたものが示されている。前記公報に記載のものでは、ローラ軸からゴムローラに伝わる回転トルクを薄肉摩擦部材の摩擦力によって決定することができるものとなっている。この摩擦力の設定により、ディスクの搬送時には、ディスクとゴムローラとの間にスリップを生じさせることなく安定した駆動力でディスクを搬送し、且つディスクが停止されたときにはローラ軸とゴムローラとの間でスリップを発生させ、ディスク表面の傷付きを防止することが可能となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のディスク搬送装置には以下に示すような問題がある。
上述したように、ディスクの搬送時にはローラ軸とゴムローラとの間でスリップを生じさせることなくディスクに対して安定した搬送力を与え、且つ搬送中のディスクが停止されたときには、ローラ軸とゴムローラとの間でスリップを生じさせる必要がある。
【０００６】
ここで、ディスクの搬送力と、ローラ軸とゴムローラとの間に生じるスリップとの関係は、ローラ軸からゴムローラに与えられる摩擦力により生じる駆動トルクが、ディスクとゴムローラとの間の摩擦抵抗よりも大きな場合にディスクの搬送が行なわれ、その反対に前記摩擦抵抗の方がゴムローラに与えられる駆動トルクよりも大きな場合にはローラ軸とゴムローラとの間でスリップが生じる。したがって、ディスクの搬送が行なわれるか、又はローラ軸とゴムローラとの間にスリップが生じるかは、前記摩擦抵抗とゴムローラに与えられる駆動トルクとのバランスにより決定される。そして、ローラ軸からゴムローラに与えられる駆動トルクは、ローラ軸とゴムローラとの間の摩擦力により決まるが、この摩擦力はローラ軸の外径寸法およびゴムローラの内径寸法、すなわち両者間のクリアランス、及びローラ軸の外周面とゴムローラの内周面の表面の状態に大きく依存する。しかしながら、ゴム素材からなるゴムローラは温度変化によって極めて大きな影響を受けやすい。すなわち、ゴムローラは熱膨張や熱収縮等を生じやすいため、ディスク装置の使用される環境温度によって、その内径寸法に変動が生じ、ローラ軸の外周面との間の微妙なクリアランスを保つことができなくなる。さらに長期間使用していると、素材の劣化によりゴムローラの内周面の状態が変化する。よって、ローラ軸とゴムローラとの間の摩擦力を一定に保ち、ゴムローラに適正な駆動トルクを与え続けることが難しい。
【０００７】
また上述の特開平４−１１７６６２号公報に開示されているものは、薄肉摩擦部材がローラ軸を覆っているだけであるため、ゴムローラとローラ軸とのクリアランスがゴムローラの温度変化による熱膨張や熱収縮の影響を受けやすい。またポリエステルフィルムやポリエチレンフィルム等の素材で形成された薄肉摩擦部材は、それ自体が温度変化に弱い材質である。よって、薄肉摩擦部材そのものの表面状態が変化しやすい。さらにゴムローラの内周面の状態の経時的変化に対しては対応できない。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、ローラ軸とローラとの間の摩擦力を安定させて、ディスクに対し常に最適な搬送トルクを与えることができるディスク搬送装置を提供することを目的としている。
【０００９】
また本発明は、環境温度に変化が生じた場合であっても、ローラに与えられる駆動トルクの変動を抑制できるディスク搬送装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ディスクを搬送する回転駆動力が供給されるローラ軸と、長手方向に延びる中心孔に前記ローラ軸が挿通され、このローラ軸の回転駆動力を受けてディスクの搬送を行なうローラとを有するディスク搬送装置において、
前記ローラの中心孔には円筒部材が固設され、この円筒部材の内部に前記ローラ軸が所定のクリアランスを介して挿入されており、
前記ローラがゴム製で、前記円筒部材と前記ローラ軸が共に金属製であり、前記ローラの線膨張係数をα１および前記ローラ軸の線膨張係数をα２としたときに、前記円筒部材の線膨張係数αがα１＞α≧α２の範囲にあることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明のディスク搬送装置は、ローラの中心孔にローラ軸が直接嵌挿されるものではなく、ローラの中心孔の内面に円筒部材が固設され、この内部にローラ軸が挿入されている。よって、温度変化によりローラの内径寸法が変動してもローラ軸との間のクリアランスに大きく影響しない。すなわち、円筒部材の内径寸法とローラ軸の外形寸法とを温度による影響を受けにくくすることが可能であり、この間のクリアランスをほぼ一定に維持することができる。よって、ローラ軸と円筒部材との間の摩擦力を安定させることができ、ディスクに適正な搬送力を与え、またディスクが停止したときにはローラ軸と円筒部材との間にスリップを発生させることができる。また、円筒部材として線膨張係数を上記範囲となるものを選定しておけば、すなわち少なくとも線膨張係数がローラよりも小さな素材のものを選定しさえすれば、温度の変化に対して円筒部材とローラ軸との間のクリアランスが従来以上に大きくなることを回避できる。
【００１２】
上記において、前記円筒部材がローラの中心孔に圧入されるものが好ましい。あるいはローラと円筒部材とがアウトサート成形等により一体成形されるものが好ましい。さらに円筒部材は金属パイプである。
【００１３】
これにより、ローラと円筒部材とが一体不可分的関係となり、常に一体として回転するようになる。したがって、搬送トルクを決定する際にローラと円筒部材との間の摩擦力等を考慮する必要がなくなり、ローラ軸と円筒部材との間の摩擦力のみで決定することができるようになる。
【００１４】
また前記ローラ軸の外周面と円筒部材の内周面との間に摩擦力発生手段が設けられているものが好ましい。
【００１５】
例えば前記ローラ軸の外周面に、円筒部材との間の静摩擦係数が０．８以上となる表面処理が施されているものが好ましく、その表面処理には例えばウレタン系の塗装やその他の粗面処理が含まれる。
【００１６】
本発明では、円筒部材とローラ軸間のクリアランスを一定に維持することができ、さらにローラ軸の表面に施した表面処理を最適なものに選定することにより、従来のように駆動トルクに大きな変動が生じなくなる。
【００１９】
さらには、円筒部材がローラ軸と同じ材質で形成されているものが好ましい。
これにより、温度変化の際にローラ軸と円筒部材とが同じ割合で熱膨張し又は熱収縮するため、一定のクリアランスを維持することができる。すなわち、搬送トルクやスリップ発生時のトルクをほぼ一定とすることが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態を示すディスク搬送装置の部分斜視図、図２は図１のＩＩ方向の側面図、図３は図１に示すディスク搬送ローラの断面図である。
図１には、ディスク装置内などに設けられ、ディスクに直接圧接してこのディスクの搬送を行なうディスク搬送ローラ１１の一端が示されている。
【００２１】
図１ないし図３に示されるように、このディスク搬送ローラ１１はローラ軸１２、円筒部材１３およびゴムローラ１４から構成されている。
ローラ軸１２は、例えばステンレス等の金属製のシャフトであり、長手方向に伸びたその外周面全体には、所定の摩擦係数を得るための表面処理が施されている。この表面処理は、例えばウレタン系の塗装または面粗れを与える処理（サンドブラスト処理やローレット加工）などであり、円筒部材１３との間の動摩擦係数μが０．８以上好ましくは１．０以上となるような処理面１２ａが形成されている。
【００２２】
一方、ゴムローラ１４は例えばシリコンゴムなどから形成されており、その中心には長手方向に貫通する中心孔１４ａが穿孔されている。そして、この中心孔１４ａの内部に、パイプ状に形成された円筒部材１３が圧入されて固設されている。円筒部材１３は、その線膨張係数αがローラ軸１２の線膨張係数をα１とし、ゴムローラ１４の線膨張係数をα２としたときに、α１＞α≧α２の範囲となる金属で形成されており、より好ましくは前記ローラ軸１２と同じステンレス等の材質のものである。
【００２３】
また、ゴムローラ１４の中心孔１４ａの内径寸法Ｒと円筒部材１３の外径寸法ｒとは等しい（Ｒ＝ｒ）か、又はわずかに円筒部材１３の外径寸法ｒの方が大きく（Ｒ＜ｒ）設定されている。よって、中心孔１４ａの内面と円筒部材１３の外周面とは極めて高い密着度（摩擦力）を有するものとなっている。あるいはゴムローラ１４を成形する際に、円筒部材１３をインサートするなどによって一体に形成されていても良い。これにより、円筒部材１３とゴムローラ１４とは、常に一体として回転せしめられるものとなっている。
【００２４】
また円筒部材１３の内面と処理面１２ａの施された前記ローラ軸１２の外周面との間には、一定の微小なクリアランスが設けられている。したがって、ローラ軸１２に図示しないモータから回転力が与えられると、ローラ軸１２と円筒部材１３との間の摩擦力によってゴムローラ１４が回転駆動される。
また、ゴムローラ１４の肉厚は可能な限り薄くした最小肉厚で形成されており、温度変化が生じた場合であってもゴムローラ１４の熱膨張や熱収縮の影響が円筒部材１３に極力及ばないように設定されている。
【００２５】
上記のように構成されるディスク搬送装置の動作について説明する。
図４は、ディスク搬送ローラ１１に作用する力の関係を示している。
図４に示すように、ディスク搬送ローラ１１は、通常ディスク装置内のディスク挿入口（図示しない）の背部に設けられた搬送アーム１６などに回転自在に取り付けられている。搬送アーム１６は、ディスクが挿入された場合、あるいはディスクを搬出する場合に待避位置から図４に示す挟持位置に移動させられる。この際、ディスク搬送装置１１はバネなどの付勢部材Ｓによる付勢力を受けるため、ゴムローラ１４とこれに対向するように固設されたディスクガイド板１７との間にディスクＤが挟持される。またローラ軸１２の端部には図示しないギヤ群が設けられており、搬送用の駆動モータ（図示しない）からの回転駆動力が前記ギヤ群を介してローラ軸１２に伝えられる。
【００２６】
図４に示すように、ローラ軸１２には付勢部材Ｓの付勢力による加圧力Ｐが作用する。このとき、ローラ軸１２と円筒部材１３との間の摩擦力により、ゴムローラ１４に駆動トルクＴが与えられる。またゴムローラ１４とディスクＤとの間の摩擦力により、ディスクＤに対し搬送力Ｆが与えられ、さらにディスクＤとディスクガイド板１７との間の摩擦力などによりディスクＤに搬送抵抗力Ｆｒが作用する。前記駆動トルクＴが抵抗力Ｆｒに打ち勝っているとき（Ｔ＞Ｆｒ）にディスクＤが搬送され、ディスクＤがストッパ（図示しない）等に当接することにより抵抗力Ｆｒが増大（Ｔ＜Ｆｒ）するとローラ軸１２と円筒部材１３との間でスリップが発生する。なお、駆動トルクＴは、ディスク停止時にこのディスクＤとゴムローラ１４との間に生じる摩擦力よりも小さく設定されているため、ゴムローラ１４がディスクＤに接触したままの状態で回転しつづけることがなく、ディスクＤの記録面等の傷付きが防止されている。
【００２７】
上記ディスク搬送ローラ１１では、温度変化によりゴムローラ１４の内径寸法の変化が生じても、その内側に円筒部材１３が存在しているため、ゴムローラ１４の変形がローラ軸１２と円筒部材１３のクリアランスに大きな影響を与えない。よって、ローラ軸１２の外周面と円筒部材１３の内面との間のクリアランスをほぼ一定に維持することができる。
【００２８】
特に、円筒部材１３の線膨張係数が、ローラ軸１２とゴムローラ１４の各線膨張係数の間の値となるように円筒部材１３の材質が選定され、好ましくはローラ軸１２と円筒部材１３とが互いに線膨張係数が同程度の素材で形成されていると、温度変化によってローラ軸１２の外径寸法とゴムローラ１４の内径寸法との差（クリアランス）に変化が生じなくなる。よって、これらの間のクリアランスを温度に関係なく、ほぼ一定に維持することができる。
【００２９】
また、上記クリアランスを一定に維持することができることから、ディスクの搬送力は、ローラ軸１２と円筒部材１３との間の摩擦力のみに大きく依存するようになり、ローラ軸１２の外周面あるいは円筒部材１３の内周面、さらにはその両方に前述したような最適な表面処理を施しさえすれば温度変化に影響されることなく安定した摩擦力を得て、駆動トルクＴをほぼ一定に保つことができる。
また、円筒部材１３を耐磨耗性に優れた材料で形成しておけば、長期間の動作によって円筒部材１３の内面の面状態が変化したり劣化することがなく、ローラ軸１２と円筒部材１３との間の摩擦係数を常に安定させることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、環境温度に変化が生じた場合であってもディスクに対し一定の搬送トルクを与えることができる。またディスクが止められたときにはローラ軸と円筒部材との間に安定してスリップを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるディスク搬送装置の部分斜視図、
【図２】図１のＩＩ方向の側面図、
【図３】図１に示すディスク搬送ローラの断面図、
【図４】ディスク搬送ローラに作用する力関係を示す図、
【符号の説明】
１１ ディスク搬送装置
１２ ローラ軸
１２ａ 処理面
１３ 円筒部材
１４ ゴムローラ
１４ａ 中心孔
１６ 搬送アーム
１７ ディスクガイド板
Ｄ ディスク
Ｆ 搬送力
Ｆｒ （搬送）抵抗力
Ｔ 駆動トルク
Ｐ 加圧力
Ｓ 付勢部材

Claims (5)

1. ディスクを搬送する回転駆動力が供給されるローラ軸と、長手方向に延びる中心孔に前記ローラ軸が挿通され、このローラ軸の回転駆動力を受けてディスクの搬送を行なうローラとを有するディスク搬送装置において、
   前記ローラの中心孔には円筒部材が固設され、この円筒部材の内部に前記ローラ軸が所定のクリアランスを介して挿入されており、
   前記ローラがゴム製で、前記円筒部材と前記ローラ軸が共に金属製であり、前記ローラの線膨張係数をα１および前記ローラ軸の線膨張係数をα２としたときに、前記円筒部材の線膨張係数αがα１＞α≧α２の範囲にあることを特徴とするディスク搬送装置。
2. 前記円筒部材がローラの中心孔に圧入される請求項１記載のディスク搬送装置。
3. ローラと円筒部材とが一体成形される請求項１記載のディスク搬送装置。
4. 前記ローラ軸の外周面と円筒部材の内周面との間に摩擦力発生手段が設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載のディスク搬送装置。
5. 円筒部材がローラ軸と同じ材質で形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載のディスク搬送装置。

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