JP3955941B2 - ディスクドライブ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクが回転する際に生ずる、面方向振動、変形、傾きを抑制したディスクドライブ装置に関し、特にＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ等のデータの読み書きにレーザー光を利用する、高速回転のディスクドライブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤドライブ等に対する高速化要求が厳しくなり、臨界回転数に達する高速駆動が行われるようになってきた。臨界回転数とは、ディスクの回転方向と逆方向に進行する、後ろ回りの振動の固有振動数の内の一つがゼロとなる現象で、筐体側から見ると、ディスクはゆっくりとドリフトするように見える。ディスクはこの回転数では一般に不安定で、外乱の影響を容易に受けて大きく変形・振動する。不具合を避けるためには、臨界回転数での使用は避けて設計することが望ましい。
【０００３】
しかし、高速性を追求したＣＤ−ＲＯＭドライブでは、一般にアクセス位置に応じて回転数を変動させる必要があるため、臨界回転数を外して使用することは困難である。このため、臨界回転数付近での回転に伴う、変形、振動への対策が必要となっている。また、メディア自体も、比較的記録密度が低かったＣＤ−ＲＯＭから、より高密度で高い読みとり精度を要求されるＤＶＤ−ＲＯＭ等へと変遷しており、ディスクの振動、変形、傾斜抑制への要求が、一層厳しくなりつつある。加えて、近年は、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷなどの、データ書き込みの出来るディスク装置においても高速化が進んでいる。書き込み動作に際しては、読み込みよりも遙かに変形、振動等の悪影響が深刻になるため、対策が必須となっている。
【０００４】
特開２０００−５７６６６号公報には、ディスクの回転によって生ずる空気の流れが、振動の原因となっている点に着目した技術が開示されている。すなわち、ディスクの上下面を、数mmあるいはそれ以下の幅狭の間隔をあけて風損低減壁にて挟み込んだ構造とし、更にディスクの端部にもやはり壁を設けることで、ディスク面上に生ずる空気の渦を極力小さくして、騒音と振動を低減する。しかし、この方法では、構造がやや複雑になる上に、ディスクの下面側には、スピンドルモータやピックアップが信号を読み書きするための切り欠きが必要であるため、この切り欠き部分で乱流や圧力不均一が生じ、振動の原因となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤドライブ装置等について、装置内部の構造を工夫することにより、安定したデータの読み出し、書き込みを実現する。特に、安定した信号の読み書きが最も困難になる、臨界回転数に前後する高速回転の条件下でも、効果的な技術を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を達成するため、請求項１の発明では、筐体内に、ディスクを着脱可能に保持するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、前記ディスクを前記ターンテーブルに固定するクランパと、前記ディスクを前記ターンテーブルから外す際に前記クランパを保持し、かつ、前記ディスクの作動状態に於いては前記ディスクの直上に位置するクランパフォルダと、を備える、ディスクドライブ装置であって、該クランパフォルダは、作動状態における前記ディスク面と前記クランパフォルダとで挟まれた空間と、前記クランパフォルダについて前記ディスクとは反対側に広がる空間と、を連通する、孔、又はスリット、あるいは切り欠きなどの複数の連通孔が前記ターンテーブルに装着された前記ディスクの中心に対して点対称位置に配置されることによって構成される貫通孔部を有する点を特徴とする、ディスクドライブ装置により課題を解決する。
【０００７】
請求項２の発明では、筐体内に、ディスクを着脱可能に保持するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、前記ディスクを前記ターンテーブルに固定するクランパと、前記ディスクを前記ターンテーブルから外す際に前記クランパを保持するクランパフォルダを備え、かつ、該クランパフォルダは、作動状態における前記ディスク面と前記クランパフォルダとで挟まれた空間と、前記クランパフォルダについて前記ディスクとは反対側に広がる空間と、を連通する、孔、又はスリット、あるいは切り欠きなどの複数の連通孔が前記ターンテーブルに装着された前記ディスクの中心に対して点対称位置に配置されることによって構成される貫通孔部を有し、なおかつ、前記ディスクの作動状態に於いては、前記ディスク直上に前記クランパフォルダが位置すると共に、前記ディスク中心、前記クランパ中心、および前記クランパフォルダ上の前記貫通孔部の中心が、ほぼ同一線上に配置される構造を有するディスクドライブ装置であって、前記クランパは、作動状態における前記ディスク面と前記クランパフォルダとで挟まれた空間と、前記クランパの前記ディスクに接触する面とは反対側の面、とを連通する孔を有する点を特徴とする、ディスクドライブ装置により課題を解決する。
【０００８】
請求項３の発明では、クランパのディスクに接触する面とは反対側の面に開口する孔について、クランパの回転によって、孔の中への空気の流入を促進する整流板を備えた点を特徴とする、請求項２に記載の、ディスクドライブ装置により課題を解決する。
【０００９】
請求項４の発明では、筐体内に、ディスクを着脱可能に保持するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、前記ディスクを前記ターンテーブルに固定するクランパと、前記ディスクを前記ターンテーブルから外す際に前記クランパを保持するクランパフォルダを備え、かつ、該クランパフォルダは、作動状態における前記ディスク面と前記クランパフォルダとで挟まれた空間と、前記クランパフォルダについて前記ディスクとは反対側に広がる空間と、を連通する、孔、又はスリット、あるいは切り欠きなどの複数の連通孔が前記ターンテーブルに装着された前記ディスクの中心に対して点対称位置に配置されることによって構成される貫通孔部を有し、なおかつ、前記ディスクの作動状態に於いては、前記ディスク直上に前記クランパフォルダが位置すると共に、前記ディスク中心、前記クランパ中心、および前記クランパフォルダ上の前記貫通孔部の中心が、ほぼ同一線上に配置される構造を有するディスクドライブ装置であって、前記ディスクの作動状態に於いて、前記ディスク面と前記クランパフォルダで挟まれた空間と、前記クランパフォルダについて前記ディスクとは反対側に広がる空間の間で、前記貫通孔部を通じて空気の移動が可能な状態にあり、かつ、前記クランパは回転によって、前記クランパと前記クランパフォルダの隙間を通じて前記ディスク下面にいたる、下向きの空気の流れを引き起こす翼を前記クランパの外側面に備える点を特徴とする、ディスクドライブ装置により、課題を解決する。
【００１０】
以下、これらの手段によって課題が解決される理由を説明する。
【００１１】
ディスクが大気から受ける圧力は、静止時にはディスク上のどこでも一定で均一であるが、回転時には空気の流れの効果によって、ディスクの部位によって圧力が異なり、複雑な力がディスクに加わる。特に、臨界回転数近傍の高速回転条件では、臨界回転数に特有のディスクドリフト現象によって、ディスクに大きな変形や傾きが現れやすくなる上に、高速回転の結果圧力の絶対値も大きくなる為、書き込みエラーの多発等、深刻な悪影響が現れる。
【００１２】
ディスクの回転による圧力変化は、主に、ディスク中心付近での圧力低下となって現れる。これは、ディスクの回転によって、ディスク上の空気が円周方向外側に向かって排出されるためである。円周方向に排出された空気は、ディスクの上下方向から補充されるが、仮にディスク表面が完全に覆われているとすると、ディスク中央に負圧部分が発生する。理想的な条件では、ディスク中央に発生する負圧の絶対値は大きいものの、圧力分布はディスク中心に対して対称で、中央が最も低く周囲ほど通常の大気圧に近づくため、エラーの元となるような深刻な変形は引き起こさない。また、上下とも完全に同一にディスク表面を覆っていれば、力は打ち消し合って変形は起きない。
【００１３】
しかし、実際には、ＣＤ−ＲＯＭ等のディスクドライブの筐体内部は、非対称な形状をしているため、これに応じてディスク表面に誘起される圧力分布も、対称からずれる。図１２は、ディスク面からの距離２ｍｍの位置に覆いがある場合の、圧力分布の計算例である。図１２左側の図は、ディスク表面が完全に覆われた理想に近い状態である。図１２右側の図は、開口部のある、より現実に近い状況を表しており、負圧の中心がディスク中心から大きくずれている。現実の圧力分布は、より図１２右側の図に近いものであって、このような状況で臨界回転数付近の高速運転をすれば、大きな変形を招いてトラブルを招く。
【００１４】
前述の特開２０００−５７６６６号公報の方法は、ディスク表面を風損低減壁で覆うことにより変形や振動の抑制を図ったものであるが、先に述べたようにその効果は限られる。ディスク下面側の風損低減壁に、切り欠きを設けざるを得ないためであり、必ずしも実用的とはいえない。
【００１５】
これとは逆に、クランパフォルダなどのディスクを覆う構造物を、出来る限り小さくすることで解決を図る方法も考えられる。しかし、クランパフォルダはクランパよりも小さなサイズとすることは出来ない。また、ディスクの高速化に伴って騒音対策も重要になりつつあるが、この面からは、むしろ、ディスク全体を大きく覆うタイプのクランパフォルダが望ましい。
【００１６】
これに対して、本発明では、ディスク面への空気流入を促進することで負圧の絶対値そのものの低減を図る。そのための具体的手法が本発明であって、請求項１に記載の発明では、ディスク上面を覆うクランパフォルダに、孔、スリット、あるいは切り欠きなどの複数の連通孔がターンテーブルに装着されたディスクの中心に対して点対称位置に配置されることによって構成される貫通孔部を設け、クランパフォルダ上方の空間からの空気の流入を促すことで、発生する負圧を低減し、均一な圧力分布を得ることによって振動を抑制する。
【００１７】
請求項２に記載の発明では、クランパ上面から、クランパの側面に通ずる穴を開け、クランパ上方の空間からの空気の流入を促進する。
【００１８】
請求項３に記載の発明では、請求項２の発明において、クランパ上面の開口部に、空気を積極的に孔の中に流し込むための整流板を設け、空気の流入を促進する。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、下向きの空気の流れを引き起こす翼をクランパ外側面に取り付け、クランパとクランパフォルダの隙間を通じて、空気がディスク面に送り込まれる構造としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１に従って説明する。図１は、ドライブのディスク挿入方向から見た断面図である。図では、ターンテーブル３に装着されたディスク２が、クランパ５によってクランプされており、この状態でディスク２への信号の読み書きが行われる。図では省略されているがクランパ５やターンテーブル３には、クランパ５を固定するための磁性体等が埋め込まれている。図１１に示した従来技術との違いは、ディスク２とクランパフォルダ６によって挟まれた空間８と、クランパフォルダ６の上側の空間９とが、連通孔７によって連通されている点である。このため、空気の移動が容易になり、ディスク２の回転に伴って発生する負圧を、効果的に散逸させられる。さらに、連通孔７はディスク２中心に対して点対称に配置されているので、ディスク２中心に対して対称な圧力分布になり、深刻な変形を回避することができる。
【００２１】
図２は、図１を上から見た図で、連通孔７の平面的配置を示している。円形の孔を均一点対称に形成させているため、孔を設けた事でクランパフォルダの剛性は低下するものの、異方性は少ない。クランパフォルダ６に対して、等方的な剛性を要求する場合は、このような配置が好ましい。
【００２２】
（第２の実施の形態）図３では、クランパフォルダ１６に形成する連通孔１７の形状をクランパフォルダの長手方向に伸びた切り欠き形状としている。図２に示した円形連通孔構造に比べて、相対的に、クランパフォルダの長辺方向の剛性を大きく取ることが出来る。
【００２３】
（第３の実施の形態）図４では、ディスクの上面全てを覆うクランパフォルダ２６を設けている。クランパフォルダ端部では圧力が不連続に変化し易いが、この例では端部がディスク上から外れているため、単に負圧の発生を緩和できるだけでなく、より均一な圧力分布が得られるので、エラーの元となるような深刻な変形は引き起こさない。また、ディスク全面を覆うことで、筐体外部に漏れる騒音も低減できる。
【００２４】
（第４の実施の形態）図５では、クランパ３５に連通孔３７を設けている。孔や切り欠きをクランパフォルダ３６に設けると、副作用として、細かな乱流に伴う騒音や振動が発生する場合がある。そのような場合には、この実施形態のように、連通孔をクランパ上に設けることで問題を回避できる。図６は、図５を正面から見た断面図である。点線で示したように、クランパ上面に開口している孔３７ａは、クランパの下部側面の開口部３７ｂに繋がって、空気を供給し、ディスク上での負圧の発生を抑制する。
【００２５】
（第５の実施の形態）図７では、図５で示した構造に対して、クランパ４５上面の開口部に、空気を積極的に取り入れるための整流板４８を取り付けている。図８は、図７のクランパフォルダ４６の斜視図である。図８で、クランパ４５が左回りに回転することで、開口部上部に設けられた整流板４８の働きにより、空気が積極的に連通孔４７に取り込まれる。強制的に空気を流し込むことで、より効果的に負圧が抑制される。
【００２６】
（第６の実施の形態）図９は、クランパ５５に穴を開ける加工を省いて、代わりに送風のための動翼５９をクランパ５５の外側面に取り付けた例である。動翼で空気は下方に押され、ギャップＡを通じてディスク面に流れ込む。図１０は、この斜視図である。孔開け加工の省略に加えて、第５の実施の形態に比して、更に空気の流入量を増やすことが可能で、負圧の発生抑制に効果が大きい。取り付ける動翼としては、必ずしも典型的な翼の形状をしている必要はない。必ずしも、ファンとしての高い効率を要求される部位ではないので、例えば、クランパの回転軸に対して斜めに傾いて伸びる出っ張りを取り付けても、効果は得られる。
【００２７】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明によると、ディスク面上の負圧発生が効果的に抑制されるため、高速運転するＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ等において、ディスクの変形や振動を減少させられる。特に、大きな変形を誘起されやすい臨界回転数を含む運転条件において、効果的に、変形、傾き、振動等を抑制できる。
【００２８】
請求項２の発明によると、上記の効果に加えて、クランパフォルダに多数の孔を開ける必要がないため、クランパフォルダに剛性が要求される場合にも適用できる。
【００２９】
請求項３の発明によると、強制的に空気を流入させるため、負圧の発生抑制が更に効果的になる。
【００３０】
請求項４の発明では、負圧の発生抑制の効果が高いだけでなく、クランパへの連通孔形成の加工コストを省くことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に関わる断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態に関わる平面図
【図３】本発明の第２の実施の形態に関わる平面図
【図４】本発明の第３の実施の形態に関わる平面図
【図５】本発明の第４の実施の形態に関わる平面図
【図６】本発明の第４の実施の形態に関わる断面図
【図７】本発明の第５の実施の形態に関わる断面図
【図８】本発明の第５の実施の形態に関わる斜視図
【図９】本発明の第６の実施の形態に関わる断面図
【図１０】本発明の第６の実施の形態に関わる斜視図
【図１１】従来技術の説明図
【図１２】従来技術における負圧発生状況計算結果説明図
【符号の説明】
１、１１、２１、９１ 筐体
２、１２、２２、９２ ディスク
３、９３ ターンテーブル
４、９４ スピンドルモータ
５、３５、４５、５５、９５ クランパ
６、１６、２６、３６、４６、５６、９６ クランパフォルダ
７、１７、２７、３７、４７ 連通孔
３７ａ 連通孔のクランパ上面開口部
３７ｂ クランパの下部側面開口部
８、９８ ディスク面とクランパフォルダに挟まれた空間
９、９９ クランパフォルダの上方の空間
５９ クランパ側面の翼
Ａ ギャップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクが回転する際に生ずる、面方向振動、変形、傾きを抑制したディスクドライブ装置に関し、特にＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ等のデータの読み書きにレーザー光を利用する、高速回転のディスクドライブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤドライブ等に対する高速化要求が厳しくなり、臨界回転数に達する高速駆動が行われるようになってきた。臨界回転数とは、ディスクの回転方向と逆方向に進行する、後ろ回りの振動の固有振動数の内の一つがゼロとなる現象で、筐体側から見ると、ディスクはゆっくりとドリフトするように見える。ディスクはこの回転数では一般に不安定で、外乱の影響を容易に受けて大きく変形・振動する。不具合を避けるためには、臨界回転数での使用は避けて設計することが望ましい。
【０００３】
しかし、高速性を追求したＣＤ−ＲＯＭドライブでは、一般にアクセス位置に応じて回転数を変動させる必要があるため、臨界回転数を外して使用することは困難である。このため、臨界回転数付近での回転に伴う、変形、振動への対策が必要となっている。また、メディア自体も、比較的記録密度が低かったＣＤ−ＲＯＭから、より高密度で高い読みとり精度を要求されるＤＶＤ−ＲＯＭ等へと変遷しており、ディスクの振動、変形、傾斜抑制への要求が、一層厳しくなりつつある。加えて、近年は、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷなどの、データ書き込みの出来るディスク装置においても高速化が進んでいる。書き込み動作に際しては、読み込みよりも遙かに変形、振動等の悪影響が深刻になるため、対策が必須となっている。
【０００４】
特開２０００−５７６６６号公報には、ディスクの回転によって生ずる空気の流れが、振動の原因となっている点に着目した技術が開示されている。すなわち、ディスクの上下面を、数mmあるいはそれ以下の幅狭の間隔をあけて風損低減壁にて挟み込んだ構造とし、更にディスクの端部にもやはり壁を設けることで、ディスク面上に生ずる空気の渦を極力小さくして、騒音と振動を低減する。しかし、この方法では、構造がやや複雑になる上に、ディスクの下面側には、スピンドルモータやピックアップが信号を読み書きするための切り欠きが必要であるため、この切り欠き部分で乱流や圧力不均一が生じ、振動の原因となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤドライブ装置等について、装置内部の構造を工夫することにより、安定したデータの読み出し、書き込みを実現する。特に、安定した信号の読み書きが最も困難になる、臨界回転数に前後する高速回転の条件下でも、効果的な技術を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を達成するため、請求項１の発明では、筐体内に、ディスクを着脱可能に保持するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、前記ディスクを前記ターンテーブルに固定するクランパと、前記ディスクを前記ターンテーブルから外す際に前記クランパを保持し、かつ、前記ディスクの作動状態に於いては前記ディスクの直上に位置するクランパフォルダと、を備える、ディスクドライブ装置であって、該クランパフォルダは、作動状態における前記ディスク面と前記クランパフォルダとで挟まれた空間と、前記クランパフォルダについて前記ディスクとは反対側に広がる空間と、を連通する、孔、又はスリット、あるいは切り欠きなどの複数の連通孔が前記ターンテーブルに装着された前記ディスクの中心に対して点対称位置に配置されることによって構成される貫通孔部を有する点を特徴とする、ディスクドライブ装置により課題を解決する。
【０００７】
請求項２の発明では、筐体内に、ディスクを着脱可能に保持するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、前記ディスクを前記ターンテーブルに固定するクランパと、前記ディスクを前記ターンテーブルから外す際に前記クランパを保持するクランパフォルダを備え、かつ、該クランパフォルダは、作動状態における前記ディスク面と前記クランパフォルダとで挟まれた空間と、前記クランパフォルダについて前記ディスクとは反対側に広がる空間と、を連通する、孔、又はスリット、あるいは切り欠きなどの複数の連通孔が前記ターンテーブルに装着された前記ディスクの中心に対して点対称位置に配置されることによって構成される貫通孔部を有し、なおかつ、前記ディスクの作動状態に於いては、前記ディスク直上に前記クランパフォルダが位置すると共に、前記ディスク中心、前記クランパ中心、および前記クランパフォルダ上の前記貫通孔部の中心が、ほぼ同一線上に配置される構造を有するディスクドライブ装置であって、前記クランパは、作動状態における前記ディスク面と前記クランパフォルダとで挟まれた空間と、前記クランパの前記ディスクに接触する面とは反対側の面、とを連通する孔を有する点を特徴とする、ディスクドライブ装置により課題を解決する。
【０００８】
請求項３の発明では、クランパのディスクに接触する面とは反対側の面に開口する孔について、クランパの回転によって、孔の中への空気の流入を促進する整流板を備えた点を特徴とする、請求項２に記載の、ディスクドライブ装置により課題を解決する。
【０００９】
請求項４の発明では、筐体内に、ディスクを着脱可能に保持するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、前記ディスクを前記ターンテーブルに固定するクランパと、前記ディスクを前記ターンテーブルから外す際に前記クランパを保持するクランパフォルダを備え、かつ、該クランパフォルダは、作動状態における前記ディスク面と前記クランパフォルダとで挟まれた空間と、前記クランパフォルダについて前記ディスクとは反対側に広がる空間と、を連通する、孔、又はスリット、あるいは切り欠きなどの複数の連通孔が前記ターンテーブルに装着された前記ディスクの中心に対して点対称位置に配置されることによって構成される貫通孔部を有し、なおかつ、前記ディスクの作動状態に於いては、前記ディスク直上に前記クランパフォルダが位置すると共に、前記ディスク中心、前記クランパ中心、および前記クランパフォルダ上の前記貫通孔部の中心が、ほぼ同一線上に配置される構造を有するディスクドライブ装置であって、前記ディスクの作動状態に於いて、前記ディスク面と前記クランパフォルダで挟まれた空間と、前記クランパフォルダについて前記ディスクとは反対側に広がる空間の間で、前記貫通孔部を通じて空気の移動が可能な状態にあり、かつ、前記クランパは回転によって、前記クランパと前記クランパフォルダの隙間を通じて前記ディスク下面にいたる、下向きの空気の流れを引き起こす翼を前記クランパの外側面に備える点を特徴とする、ディスクドライブ装置により、課題を解決する。
【００１０】
以下、これらの手段によって課題が解決される理由を説明する。
【００１１】
ディスクが大気から受ける圧力は、静止時にはディスク上のどこでも一定で均一であるが、回転時には空気の流れの効果によって、ディスクの部位によって圧力が異なり、複雑な力がディスクに加わる。特に、臨界回転数近傍の高速回転条件では、臨界回転数に特有のディスクドリフト現象によって、ディスクに大きな変形や傾きが現れやすくなる上に、高速回転の結果圧力の絶対値も大きくなる為、書き込みエラーの多発等、深刻な悪影響が現れる。
【００１２】
ディスクの回転による圧力変化は、主に、ディスク中心付近での圧力低下となって現れる。これは、ディスクの回転によって、ディスク上の空気が円周方向外側に向かって排出されるためである。円周方向に排出された空気は、ディスクの上下方向から補充されるが、仮にディスク表面が完全に覆われているとすると、ディスク中央に負圧部分が発生する。理想的な条件では、ディスク中央に発生する負圧の絶対値は大きいものの、圧力分布はディスク中心に対して対称で、中央が最も低く周囲ほど通常の大気圧に近づくため、エラーの元となるような深刻な変形は引き起こさない。また、上下とも完全に同一にディスク表面を覆っていれば、力は打ち消し合って変形は起きない。
【００１３】
しかし、実際には、ＣＤ−ＲＯＭ等のディスクドライブの筐体内部は、非対称な形状をしているため、これに応じてディスク表面に誘起される圧力分布も、対称からずれる。図１２は、ディスク面からの距離２ｍｍの位置に覆いがある場合の、圧力分布の計算例である。図１２左側の図は、ディスク表面が完全に覆われた理想に近い状態である。図１２右側の図は、開口部のある、より現実に近い状況を表しており、負圧の中心がディスク中心から大きくずれている。現実の圧力分布は、より図１２右側の図に近いものであって、このような状況で臨界回転数付近の高速運転をすれば、大きな変形を招いてトラブルを招く。
【００１４】
前述の特開２０００−５７６６６号公報の方法は、ディスク表面を風損低減壁で覆うことにより変形や振動の抑制を図ったものであるが、先に述べたようにその効果は限られる。ディスク下面側の風損低減壁に、切り欠きを設けざるを得ないためであり、必ずしも実用的とはいえない。
【００１５】
これとは逆に、クランパフォルダなどのディスクを覆う構造物を、出来る限り小さくすることで解決を図る方法も考えられる。しかし、クランパフォルダはクランパよりも小さなサイズとすることは出来ない。また、ディスクの高速化に伴って騒音対策も重要になりつつあるが、この面からは、むしろ、ディスク全体を大きく覆うタイプのクランパフォルダが望ましい。
【００１６】
これに対して、本発明では、ディスク面への空気流入を促進することで負圧の絶対値そのものの低減を図る。そのための具体的手法が本発明であって、請求項１に記載の発明では、ディスク上面を覆うクランパフォルダに、孔、スリット、あるいは切り欠きなどの複数の連通孔がターンテーブルに装着されたディスクの中心に対して点対称位置に配置されることによって構成される貫通孔部を設け、クランパフォルダ上方の空間からの空気の流入を促すことで、発生する負圧を低減し、均一な圧力分布を得ることによって振動を抑制する。
【００１７】
請求項２に記載の発明では、クランパ上面から、クランパの側面に通ずる穴を開け、クランパ上方の空間からの空気の流入を促進する。
【００１８】
請求項３に記載の発明では、請求項２の発明において、クランパ上面の開口部に、空気を積極的に孔の中に流し込むための整流板を設け、空気の流入を促進する。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、下向きの空気の流れを引き起こす翼をクランパ外側面に取り付け、クランパとクランパフォルダの隙間を通じて、空気がディスク面に送り込まれる構造としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１に従って説明する。図１は、ドライブのディスク挿入方向から見た断面図である。図では、ターンテーブル３に装着されたディスク２が、クランパ５によってクランプされており、この状態でディスク２への信号の読み書きが行われる。図では省略されているがクランパ５やターンテーブル３には、クランパ５を固定するための磁性体等が埋め込まれている。図１１に示した従来技術との違いは、ディスク２とクランパフォルダ６によって挟まれた空間８と、クランパフォルダ６の上側の空間９とが、連通孔７によって連通されている点である。このため、空気の移動が容易になり、ディスク２の回転に伴って発生する負圧を、効果的に散逸させられる。さらに、連通孔７はディスク２中心に対して点対称に配置されているので、ディスク２中心に対して対称な圧力分布になり、深刻な変形を回避することができる。
【００２１】
図２は、図１を上から見た図で、連通孔７の平面的配置を示している。円形の孔を均一点対称に形成させているため、孔を設けた事でクランパフォルダの剛性は低下するものの、異方性は少ない。クランパフォルダ６に対して、等方的な剛性を要求する場合は、このような配置が好ましい。
【００２２】
（第２の実施の形態）図３では、クランパフォルダ１６に形成する連通孔１７の形状をクランパフォルダの長手方向に伸びた切り欠き形状としている。図２に示した円形連通孔構造に比べて、相対的に、クランパフォルダの長辺方向の剛性を大きく取ることが出来る。
【００２３】
（第３の実施の形態）図４では、ディスクの上面全てを覆うクランパフォルダ２６を設けている。クランパフォルダ端部では圧力が不連続に変化し易いが、この例では端部がディスク上から外れているため、単に負圧の発生を緩和できるだけでなく、より均一な圧力分布が得られるので、エラーの元となるような深刻な変形は引き起こさない。また、ディスク全面を覆うことで、筐体外部に漏れる騒音も低減できる。
【００２４】
（第４の実施の形態）図５では、クランパ３５に連通孔３７を設けている。孔や切り欠きをクランパフォルダ３６に設けると、副作用として、細かな乱流に伴う騒音や振動が発生する場合がある。そのような場合には、この実施形態のように、連通孔をクランパ上に設けることで問題を回避できる。図６は、図５を正面から見た断面図である。点線で示したように、クランパ上面に開口している孔３７ａは、クランパの下部側面の開口部３７ｂに繋がって、空気を供給し、ディスク上での負圧の発生を抑制する。
【００２５】
（第５の実施の形態）図７では、図５で示した構造に対して、クランパ４５上面の開口部に、空気を積極的に取り入れるための整流板４８を取り付けている。図８は、図７のクランパフォルダ４６の斜視図である。図８で、クランパ４５が左回りに回転することで、開口部上部に設けられた整流板４８の働きにより、空気が積極的に連通孔４７に取り込まれる。強制的に空気を流し込むことで、より効果的に負圧が抑制される。
【００２６】
（第６の実施の形態）図９は、クランパ５５に穴を開ける加工を省いて、代わりに送風のための動翼５９をクランパ５５の外側面に取り付けた例である。動翼で空気は下方に押され、ギャップＡを通じてディスク面に流れ込む。図１０は、この斜視図である。孔開け加工の省略に加えて、第５の実施の形態に比して、更に空気の流入量を増やすことが可能で、負圧の発生抑制に効果が大きい。取り付ける動翼としては、必ずしも典型的な翼の形状をしている必要はない。必ずしも、ファンとしての高い効率を要求される部位ではないので、例えば、クランパの回転軸に対して斜めに傾いて伸びる出っ張りを取り付けても、効果は得られる。
【００２７】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明によると、ディスク面上の負圧発生が効果的に抑制されるため、高速運転するＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ等において、ディスクの変形や振動を減少させられる。特に、大きな変形を誘起されやすい臨界回転数を含む運転条件において、効果的に、変形、傾き、振動等を抑制できる。
【００２８】
請求項２の発明によると、上記の効果に加えて、クランパフォルダに多数の孔を開ける必要がないため、クランパフォルダに剛性が要求される場合にも適用できる。
【００２９】
請求項３の発明によると、強制的に空気を流入させるため、負圧の発生抑制が更に効果的になる。
【００３０】
請求項４の発明では、負圧の発生抑制の効果が高いだけでなく、クランパへの連通孔形成の加工コストを省くことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に関わる断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態に関わる平面図
【図３】本発明の第２の実施の形態に関わる平面図
【図４】本発明の第３の実施の形態に関わる平面図
【図５】本発明の第４の実施の形態に関わる平面図
【図６】本発明の第４の実施の形態に関わる断面図
【図７】本発明の第５の実施の形態に関わる断面図
【図８】本発明の第５の実施の形態に関わる斜視図
【図９】本発明の第６の実施の形態に関わる断面図
【図１０】本発明の第６の実施の形態に関わる斜視図
【図１１】従来技術の説明図
【図１２】従来技術における負圧発生状況計算結果説明図
【符号の説明】
１、１１、２１、９１ 筐体
２、１２、２２、９２ ディスク
３、９３ ターンテーブル
４、９４ スピンドルモータ
５、３５、４５、５５、９５ クランパ
６、１６、２６、３６、４６、５６、９６ クランパフォルダ
７、１７、２７、３７、４７ 連通孔
３７ａ 連通孔のクランパ上面開口部
３７ｂ クランパの下部側面開口部
８、９８ ディスク面とクランパフォルダに挟まれた空間
９、９９ クランパフォルダの上方の空間
５９ クランパ側面の翼
Ａ ギャップ
Claims (4)
- 筐体内に、
ディスクを着脱可能に保持するターンテーブルと、
前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、
前記ディスクを前記ターンテーブルに固定するクランパと、
前記ディスクを前記ターンテーブルから外す際に前記クランパを保持し、かつ、前記ディスクの作動状態に於いては前記ディスクの直上に位置するクランパフォルダと、を備える、
ディスクドライブ装置であって、
該クランパフォルダは、作動状態における前記ディスク面と前記クランパフォルダとで挟まれた空間と、前記クランパフォルダについて前記ディスクとは反対側に広がる空間と、を連通する、孔、又はスリット、あるいは切り欠きなどの複数の連通孔が前記ターンテーブルに装着された前記ディスクの中心に対して点対称位置に配置されることによって構成される貫通孔部を有する点を特徴とする、
ディスクドライブ装置。 - 筐体内に、
ディスクを着脱可能に保持するターンテーブルと、
前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、
前記ディスクを前記ターンテーブルに固定するクランパと、
前記ディスクを前記ターンテーブルから外す際に前記クランパを保持するクランパフォルダと、を備え、
かつ、該クランパフォルダは、作動状態における前記ディスク面と前記クランパフォルダとで挟まれた空間と、前記クランパフォルダについて前記ディスクとは反対側に広がる空間と、を連通する、孔、又はスリット、あるいは切り欠きなどの複数の連通孔が前記ターンテーブルに装着された前記ディスクの中心に対して点対称位置に配置されることによって構成される貫通孔部を有し、
なおかつ、前記ディスクの作動状態に於いては、前記ディスク直上に前記クランパフォルダが位置すると共に、前記ディスク中心、前記クランパ中心、および前記クランパフォルダ上の前記貫通孔部の中心が、ほぼ同一線上に配置される構造を有するディスクドライブ装置であって、
前記クランパは、作動状態における前記ディスク面と前記クランパフォルダとで挟まれた空間と、前記クランパの前記ディスクに接触する面とは反対側の面、とを連通する孔を有する点を特徴とする、ディスクドライブ装置。 - クランパのディスクに接触する面とは反対側の面に開口する孔について、
該クランパの回転によって、孔の中への空気の流入を促進する整流板を備えた点を特徴とする、請求項２に記載の、ディスクドライブ装置。 - 筐体内に、
ディスクを着脱可能に保持するターンテーブルと、
前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、
前記ディスクを前記ターンテーブルに固定するクランパと、
前記ディスクを前記ターンテーブルから外す際に前記クランパを保持するクランパフォルダと、を備え、
かつ、該クランパフォルダは、作動状態における前記ディスク面と前記クランパフォルダとで挟まれた空間と、前記クランパフォルダについて前記ディスクとは反対側に広がる空間と、を連通する、孔、又はスリット、あるいは切り欠きなどの複数の連通孔が前記ターンテーブルに装着された前記ディスクの中心に対して点対称位置に配置されることによっ て構成される貫通孔部を有し、
なおかつ、前記ディスクの作動状態に於いては、前記ディスク直上に前記クランパフォルダが位置すると共に、
前記ディスク中心、前記クランパ中心、および前記クランパフォルダ上の前記貫通孔部の中心が、ほぼ同一線上に配置される構造を有するディスクドライブ装置であって、
前記ディスクの作動状態に於いて、前記ディスク面と前記クランパフォルダで挟まれた空間と、前記クランパフォルダについて前記ディスクとは反対側に広がる空間の間で、前記貫通孔部を通じて空気の移動が可能な状態にあり、
かつ、前記クランパは回転によって、前記クランパと前記クランパフォルダの隙間を通じて前記ディスク上面に至る、下向きの空気の流れを引き起こす翼を前記クランパの外側面に備える点を特徴とする、ディスクドライブ装置。
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