JP4252104B2 - 貼り合せディスクのターンテーブルおよびターンテーブル装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｃ）などの貼り合せディスクに関する。

図１７は、例えば特開平８−７４２５号公報に示された従来のターンテーブルを示す断面図である。図１８はディスクの斜視図である。図において、１は情報の記録媒体であるディスク、２は上記ディスク１を載置するターンテーブル、３は上記載置されたディスク１を上記ターンテーブル２との間で挟持するためのクランパ、４は上記ターンテーブルに圧入または接着固着し回転駆動を伝達するモータシャフト、５は上記ディスク１のセンターホール６との位置決めを行なうはめ合い部、１００はスピンドルモータであり、スピンドルモータ１００の駆動力によりディスク１は位置ずれを起こさず回転する。

特開平８−７４２５号公報

このような従来のターンテーブル装置においては、ＤＶＤディスクのような２枚貼り合せディスクを載置すると、ディスクの貼り合せ面で起こるセンターホールの段差にターンテーブルのはめ合い部がひっかかりディスクがターンテーブルの載置面まで降りない危険性がある。また、貼り合せ面にできるバリにおいても同様に、ターンテーブルのはめ合い部がひっかかりディスクがターンテーブルの載置面まで降りない、または芯出しができないという問題がある。さらに、センターホールのディスク貼り合せ部に、ディスクの貼り合せに使用する接着剤の製造時の漏れ、高温時のにじみ出しが起こる可能性も有るといった問題がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、目的は、貼り合せディスクをターンテーブルに載置する際に、ディスクのセンターホール貼り合せ部にできた段差、またはばりにターンテーブルがひっかかることなく載置でき、はめ合い部にてディスクの芯出しができるターンテーブルを得るものである。

本発明に係るターンテーブルは、２枚のディスク単板を貼り合せ面で貼り合せて一体にした構成を有し、センターホール内に、貼り合せ段差、バリ、及び接着剤の垂れの少なくとも１つを有する貼り合せディスクが、装着されるターンテーブルであって、スピンドルモータの駆動力によって、装着された上記貼り合せディスクと一体となって回転するターンテーブルであり、上記貼り合せディスクが装着されたときに、上記貼り合せディスクが載置されるディスク載置面と、上記ディスク載置面から上記貼り合せディスクの厚み方向に遠い小径部と上記ディスク載置面に上記貼り合せディスクの厚み方向に近い大径部との間に形成され、上記ディスク載置面に対して傾斜した傾斜面によって構成され、上記ディスク載置面に上記貼り合せディスクが装着されるときに、上記傾斜面に上記センターホールを接触させながら上記貼り合せディスクを上記ディスク載置面上に案内するテーパ部と、上記貼り合せディスクが装着されて上記ディスク載置面上に載置されているときに、上記貼り合せ面側の角部が上記貼り合せディスクの厚み方向に上記貼り合せ面より上記ディスク載置面側にあり、上記貼り合せディスクの上記ディスク載置面から遠い側のディスク単板のセンターホール内面に非接触であり、上記貼り合せディスクの上記ディスク載置面に近い側のディスク単板のセンターホール内面に接触して上記貼り合せディスクの位置決めをするはめ合い部と、上記はめ合い部の上記角部を起点として内径側に延伸し、上記角部と上記テーパ部の上記傾斜面の上記大径部側の端部との間を繋ぐ上記ディスク載置面に平行なストレート部とを有することを特徴とする。

この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。

本発明のターンテーブルにおいては、貼り合せ段差と、センターホールのバリ及び接着剤の垂れの少なくとも一方とを有する貼り合せＤＶＤディスクにおいて、貼り合せ段差とテーパ部が干渉しないように設定され、さらに、テーパ部とはめ合い部との間にストレート部を有して構成されているので、スムーズに貼り合せＤＶＤディスクが載置できる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１におけるターンテーブル装置１０に貼り合せディスク１１を装着した時の断面図である。図において、４はモータシャフト、５ははめ合せ部、１０は本発明のターンテーブル装置、１１は貼り合せディスク、１４は貼り合せ面、１５はテーパ部、１６はディスク載置面、５０はセンターホール６の貼り合せ段差を示している。図２は本実施の形態１におけるターンテーブル装置１０にディスクのセンターホール６にバリ１２を持つ貼り合せディスク１１を装着した時の断面図である。図３は、本実施の形態１におけるターンテーブル装置にディスクの貼り合せに使用した接着剤１３がセンターホール６に漏れ出した貼り合せディスク１１を装着した時の断面図である。
本ターンテーブル装置は前述した従来のターンテーブルと同様にスピンドルモータ（図示せず）のモータシャフト４に圧入または接着固着され、貼り合せディスク１１を上記スピンドルモータの駆動力によって回転させる。図において、１から６までは上記従来装置と同一のものであり、その説明を省略する。

本ターンテーブル装置は図１より明らかな如く、貼り合せ面１４より下のスピンドルモータ（図示せず）側の位置にはめ合せ部５がある形状となっており、通常貼り合せディスク１１のセンターホール６とはめ合せ部５は数十ミクロンのクリアランスをもつ。

図１において、貼り合せディスク１１は通常ディスク規格内でずれて接着されており、貼り合せずれを有する上記ディスクをターンテーブル１０に載置させる必要がある。テーパ部１５は、規格内でずれて接着された貼り合せディスク１１においてもセンターホール６のエッジに当たらないような角度で形成されている。

ここで、テーパ部１５の頂角範囲の設定方法を図５〜図７を用いて説明する。図５は、貼り合せディスク１１をターンテーブル１０に嵌合させる時の位置関係を示す図、図６は貼り合せ段差５０とはめ合せ部５、テーパ部１５との位置関係を示す図、図７は貼り合せディスク１１がテーパ部１５で案内される状態を示す図である。

図５において、貼り合せディスク１１のセンターホール６とターンテーブル１０とは中心ずれｄ１を有しながら嵌合する場合を示す。なお、ここではテーパ部の頂角を図１に示すように２θとする。
貼り合せディスク１１をこじることなく嵌合させるためには、センターホール６を少なくともテーパ部１５に位置させることが条件となり、これは次式１で表せる。
ｄ２＞ｄ１ ……（１）
但し、ｄ２はテーパ部１５の上記ディスク面側長さである。
ここで、ディスク載置面１６とテーパ上面６０までの距離ｍ１，載置面１６と貼り合せ部５の上端までの距離ｍ２とすると、ｄ２は次式２のように表すことができる。
ｄ２＝ｔａｎθ・（ｍ１−ｍ２） ……（２）
上記式１および式２から、次式３が得られる。
ｔａｎθ≧ｄ１／（ｍ１−ｍ２） ……（３）
すなわち、ディスクをターンテーブル装置に嵌合させる時の位置決め条件としては、貼り合せディスク１１のセンターホール６とターンテーブル装置１０の中心ずれｄ１をテーパ部１５の上記ディスク面側長さｄ２より小さくなるように、テーパ部頂角２θの下限値を上記式３を満足するよう設定すればよいこととなる。
ここで、載置面１６とテーパ上面６０までの距離ｍ１は、通常ターンテーブル１０の薄型化形状から２．５ｍｍ程度に設計される。また、載置面１６とはめ合せ部５の上端までの距離ｍ２は、貼り合せディスク１１の下側ディスクセンターホールで位置決めするとして、通常少なくとも下側ディスク厚以下でかつディスク厚の１／２以上に設計される。そこで、ＤＶＤディスクの場合を想定すると、ディスク厚は０．６ｍｍであるので、ｍ２はその１／２の０．３ｍｍとする。さらに、貼り合せディスク１１とターンテーブル１０との中心ずれｄ１は、貼り合せディスク１１が通常ディスク外周によって位置決めされる為に、ディスクの外径公差とセンターホール６との同心度とから０．５ｍｍ程度生じる。
そこで、ｍ１＝０．５（ｍｍ）、ｍ２＝０．３（ｍｍ）、ｄ１＝０．５（ｍｍ）を上記式３へ代入すると頂角２θは２６゜以上となる。

一方、図６は貼り合せ段差５０を有する貼り合せディスク１１との嵌合状態を示す図である。５１は貼り合せディスク１１のセンターホール６とはめ合せ部５とのクリアランスである。ここで、貼り合せディスク１１をターンテーブル装置１０に嵌合させた時の位置決め条件としては、ディスクの貼り合せ段差５０がテーパ部１５と干渉しないようにテーパ部頂角２θの下限値を次式４を満足するように設定することになる。
ｔａｎθ≧｛（ｎ１−ｎ２）／ｎ３｝ ……（４）
但し、ｎ１：貼り合せディスクの貼り合せ段差、
ｎ２：貼り合せディスクのセンターホールとはめ合せ部とのクリアランス、
ｎ３：（テーパ段差）＝（ディスク単板厚）−ｍ２、とする。
ここで、通常、貼り合せ段差５０は０．１ｍｍ以内であり、はめ合せ部５の高さｍ２は上述したように少なくともディスク厚の半分以上を確保すれば十分である。ＤＶＤディスクを想定すると、ｍ２は前記の値０．３ｍｍとなり、ディスク単板厚０．６ｍｍとなる。
また、貼り合せディスク１１のセンターホール６とはめ合せ部５とのクリアランスは、通常数十ミクロンのため、ここでは３０ミクロンに設定する。
そこで、ｍ２＝０．３（ｍｍ）、ｎ１＝０．１（ｍｍ）、ｎ２＝３０（μｍ）、（ディスク単板厚）＝０．３（ｍｍ）を上記式４へ代入すると頂角２θは２６゜以上となる。

図７は、貼り合せディスク１１がテーパ部１５でスムーズに案内される状態を示す。貼り合せディスク１１のターンテーブル１０への押圧力をＰ、テーパ部１５に沿って滑る力の成分をＰ１、摩擦力によるすべりを防ぐ力の成分をＰ３とすると、貼り合せディスク１１がテーパ部１５に沿ってスムーズに滑りながら案内される条件は、テーパ部１５に沿って滑る力の成分が滑りを防ぐ摩擦成分より大きくなるようにテーパ部１５の頂角２θを下式５を満足するように設定することである。
Ｐ１＞Ｐ３ ……（５）
ここで、Ｐ１＝Ｐ・ｃｏｓθ、Ｐ２＝Ｐ・ｓｉｎθ、Ｐ３＝μ・Ｐ２＝μ・Ｐ・ｓｉｎθ、であるので、これらを上記式５に代入して、下式６が得られる。
ｔａｎθ＜１／μ ……（６）
但し、μは貼り合せディスク１１とテーパ部１５との摩擦係数。
なお、光ディスクの材料として一般には熱可塑性のプラスチックス、ターンテーブル材料は同じく熱可塑性プラスチックスや金属が使用される。この場合、貼り合せディスク１１とテーパ部１５間の摩擦係数μは、０．２〜０．５程度となり、特にプラスチックス同士の場合が一番大きくなることが知られている。
従って、摩擦係数μ＝０．５とすると、上記式６から頂角２θは１２７゜以下となる。

以上のことから、テーパ部１５の頂角は、２６゜以上１２７゜以下の範囲が目安となるが、実用上３０゜〜１２０゜の範囲で形成することが望ましい。

本実施の形態によれば、規格内でずれて接着されたディスク１１をターンテーブル１０の載置面１６に載せる際にディスク１１の貼り合せ面１４より下（スピンドルモータ側）のセンターホール６にて位置決めを行ない、テーパ部の頂角２θが上記３、４及び５式を満足するように設定されるので、上記ディスク１１のセンターホール６にできた段差５０にターンテーブル１０がひっかかることが無い。また、図２、図３に示すように、本ターンテーブル装置はセンターホールに出来たバリ１２、接着剤の垂れ１３においても同等の効果を得る。

なお、上記実施の形態１では、テーパ部１５を規格内でずれて接着された貼り合せディスク１１においてもセンターホール６のエッジに当たらない角度で形成しているが、図４に示すように、はめ合い部５と、テーパ部１５との間にストレート部１７を介在させると一層の効果が得られる。

実施の形態２．
図８は本実施の形態２のターンテーブル装置１０に貼り合せディスク１１を装着したときの断面図を示しており、１８はばね性をもった芯出しばね、１９はディスクあたり面である。

図８において、芯出しばね１８は、貼り合せディスク１１の貼り合せ面１４より下のセンターホール６の内周面にディスクあたり面１９を所定の弾性力で押し付け、貼り合せディスク１１をターンテーブル１０に載せる際に貼り合せディスク１１の貼り合せ面１４より下のセンターホール６の内周面にて位置決めを行なうため貼り合せディスク１１のセンターホール６に出来た段差５０、またはばり１２（図示せず。）にターンテーブル１０が引っかかることがなく、かつ、センターホール６とディスクあたり面１９とのクリアランスもなく位置決めできる。

図９は本実施の形態２のターンテーブル装置１０においてボールチャッキング方式を採用したときの一例を示した分解斜視図であり、１８はばね性をもった芯出しばね、１９はディスクあたり面、２０はディスクを挟み込むための金属製ボールである。図１０はボールチャッキング方式のターンテーブル１０でディスク１１をチャッキングした時の断面図である。図９、図１０に示すようにボールチャッキング方式を使用しても、センターホール６にできた貼り合せ段差５０にターンテーブル１０がひっかかることなく装着することができる。

実施の形態３．
図１１は本実施の形態３を示す貼り合せディスク１１の断面図で、貼り合せ面１４のセンターホール側エッジ部が面取りされている（エッジが取り除かれている）。図１２は従来のターンテーブル２に本実施の形態３の貼り合せディスク１１を使用した時の断面図であり、２１は面取り部、５２はターンテーブル２の頭部のエッジである。図１３は従来のボールチャッキング方式のターンテーブル２に本実施の形態３の貼り合せディスク１１を使用した時の断面図であり、２０は金属製のボールである。

貼り合せディスク１１は、通常プラスチック成型で作られるために成型精度を確保するディスク厚さは０．５ｍｍ以上で作られる。そこで、はめ合せ部５を確保するために少なくとも面取り部２１をディスク厚さの最小値０．５ｍｍ以下にすることが必要である。例えば、エッジ部をＲ０．５以下に加工すればよい。

本実施の形態によれば、貼り合せディスク１１をターンテーブルに載せる際、従来のターンテーブル２の形状であってもターンテーブル２の頭部のエッジ５２が貼り合せディスク１１の面取り部２１と摺動し、ひっかかること無くターンテーブル２の搭載面１６に載るように働く。また、図１３に示すようにボールチャッキング方式においても同様に、ボール２０に引っかかることなく、ディスク１１がターンテーブルの載置面１６に載るという効果を得る事ができる。

実施の形態４．
図１４は本実施の形態４を示す貼り合せディスク１１の断面図であり、センターホール６に近接した貼り合せ面１４に接着剤溜まり２２を設けている。図１５は本実施形態を示す貼り合せ前の貼り合せディスク１１の正面図であり、斜線で示すように接着剤１３が接着剤溜り２２より外周に塗られている。図１６は本実施形態を示す貼り合せディスク１１の断面図であり、接着溜り２２より内周部の接着厚さを外周に比べて大きくしている。

本実施の形態によれば、ディスクを貼り合せた際に余分な接着剤１３は接着溜り２２に溜り、センターホール６まで行くことはない。また、高温時のにじみ出し等も防止できる。

また、図１６に示すように、接着溜り２２より内周の接着層を外周部より大きくすることで、より接着剤１３の垂れ、にじみだしを防止する事ができる。

この発明の実施の形態１を示すターンテーブルの断面図である。 この発明の実施の形態１を示すターンテーブルの詳細断面図である。 この発明の実施の形態１を示すターンテーブルの詳細断面図である。 この発明の実施の形態１を示すターンテーブルの詳細断面図である。 この発明の実施の形態１の頂角設定範囲について説明する図である。 この発明の実施の形態１の頂角設定範囲について説明する図である。 この発明の実施の形態１の頂角設定範囲について説明する図である。 この発明の実施の形態２を示すターンテーブルの詳細断面図である。 この発明の実施の形態２を示すターンテーブルのボールチャッキング方式を用いたときの一例を示した斜視図である。 この発明の実施の形態２を示すターンテーブルのボールチャッキング方式を用いたときの一例を示した断面図である。 この発明の実施の形態３を示す貼り合せディスク１１の断面図である。 この発明の実施の形態３を使用した時の断面図である。 この発明の実施の形態３を使用した時の断面図である。 この発明の実施の形態４を示す貼り合せディスク１１の断面図である。 この発明の実施の形態４を示す貼り合せ前の貼り合せディスク１１の正面図である。 この発明の実施の形態４を示す貼り合せディスク１１の断面図である。 従来のターンテーブルを示す断面図である。 ディスクの斜視図である。

符号の説明

１ ディスク、 ５ はめ合せ部、 ６ センターホール、 １０ ターンテーブル装置、 １１ 貼り合せディスク、 １４ 貼り合せ面、 １５ テーパ部、 １６ 載置面、 １７ ストレート部、 １８ 芯出しばね、 １９ ディスク当たり面、 ２１ 面取り部、 ２２ 接着剤溜り。

Claims (3)

1. ２枚のディスク単板を貼り合せ面で貼り合せて一体にした構成を有し、センターホール内に、貼り合せ段差、バリ、及び接着剤の垂れの少なくとも１つを有する貼り合せディスクが、装着されるターンテーブルであって、スピンドルモータの駆動力によって、装着された上記貼り合せディスクと一体となって回転するターンテーブルにおいて、
   上記貼り合せディスクが装着されたときに、上記貼り合せディスクが載置されるディスク載置面と、
   上記ディスク載置面から上記貼り合せディスクの厚み方向に遠い小径部と上記ディスク載置面に上記貼り合せディスクの厚み方向に近い大径部との間に形成され、上記ディスク載置面に対して傾斜した傾斜面によって構成され、上記ディスク載置面に上記貼り合せディスクが装着されるときに、上記傾斜面に上記センターホールを接触させながら上記貼り合せディスクを上記ディスク載置面上に案内するテーパ部と、
   上記貼り合せディスクが装着されて上記ディスク載置面上に載置されているときに、上記貼り合せ面側の角部が上記貼り合せディスクの厚み方向に上記貼り合せ面より上記ディスク載置面側にあり、上記貼り合せディスクの上記ディスク載置面から遠い側のディスク単板のセンターホール内面に非接触であり、上記貼り合せディスクの上記ディスク載置面に近い側のディスク単板のセンターホール内面に接触して上記貼り合せディスクの位置決めをするはめ合い部と、
   上記はめ合い部の上記角部を起点として内径側に延伸し、上記角部と上記テーパ部の上記傾斜面の上記大径部側の端部との間を繋ぐ上記ディスク載置面に平行なストレート部と
   を有することを特徴とするターンテーブル。
2. 上記貼り合わせディスクは、貼り合わせＤＶＤディスクであり、
   上記テーパ部の頂角が３０°から１２０°の範囲で設定された
   ことを特徴とする請求項１に記載のターンテーブル。
3. 請求項１又は２に記載のターンテーブルと、
   前記ターンテーブルに圧入または接着固定されるシャフトを有するスピンドルモータと
   を備えるターンテーブル装置。

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