JP4722184B2

JP4722184B2 - ディスク装置

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Publication number: JP4722184B2
Application number: JP2008537411A
Authority: JP
Inventors: 昭浩深沢
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2027-02-21
Also published as: EP2058817A4; US8281330B2; EP2058817B1; CN101490763B; EP2058817A1; CN101490763A; JPWO2008041373A1; US20100011386A1; WO2008041373A1

Description

この発明は、光ディスクや光磁気ディスク等のディスク状記録媒体に情報を記録、または再生するディスク装置に関するもので、特に、ディスクの高速回転によって発生する、記録再生ユニットが搭載されたドライブシャーシの振動を低減する制振機構を備えたディスク装置に関する。

光ディスクや光磁気ディスク等のディスク装置は、ドライブシャーシ上に、ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、記録再生ユニットである光ピックアップユニットが搭載され、スピンドルモータによってターンテーブル上に置かれたディスク状記録媒体である光ディスクが高速で回転駆動される。その際、光ピックアップユニットは、光ディスクをトラッキングしながら、その光ディスクにデジタル情報の記録を行ったり、また、記録されているデジタル情報の再生を行ったりする。

光ディスクが高速回転すると、光ディスク自体の偏重心によって、スピンドルモータの軸方向と直交する方向に振動が発生する。この振動はドライブシャーシを介して光ピックアップユニットに伝達され、光ピックアップユニットも振動が生じることとなる。

その際、スピンドルモータの振動と光ピックアップユニットの振動とに、位相のずれが発生すると、光ピックアップユニットの対物レンズにより収束される光ビームのトラッキングサーボに悪影響を及ぼし、光ディスクへのデジタル情報の書き込みエラーや読出しエラーが発生することとなる。

従って、ドライブシャーシの振動の発生は、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）等の高密度の光ディスクではデジタル情報の記録再生の性能が著しく悪化してしまうので重大な問題となる。

そこで、従来のディスク装置では、光ディスク自体の偏重心や外部振動によって発生するドライブシャーシの振動を低減するために、「ダイナミックダンパー」と称される制振機構を搭載するようにしていた。

この制振機構は、振動を低減する必要のあるドライブシャーシに複数の弾性部材を介して錘板が取り付けられており、錘板は弾性部材の弾性力に抗する限り、浮動可能に保持されている。

偏重心を有する光ディスクの回転に伴う加振力は、光ディスクの回転中心でかつ回転平面内である光ディスクの主面と平行な方向に作用する。従って、この加振力によって生じるトラッキング方向のドライブシャーシの振動に対しては、錘板をドライブシャーシの振動の向きと逆向きとなるように振動させるようにすれば、ドライブシャーシのトラッキング方向の振動を錘板の質量で打ち消すことが可能である。

同様に、光ディスクの回転平面内でトラッキング方向と直交する方向のドライブシャーシの振動についても、錘板をこの振動と逆向きで振動させることにより、そのドライブシャーシの振動を打ち消すことが可能である。

そこで、従来の制振機構を構成する錘板は、制振機構の光ディスクの回転平面内の直交する２方向の固有振動モードの固有振動数が、ドライブシャーシの抑制すべき振動が有する振動周波数である、いわゆる制振周波数と一致するように、制振機構の弾性部材のバネ定数や錘板の質量を設定するようにして、光ディスクの主面と平行な互いに直交する２方向のドライブシャーシの振動を抑制するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−７０３３号公報（第２〜３頁、第２７図）

ところで、上記のような従来のディスク装置では、光ディスクの主面と平行な回転平面内で、光ディスクの回転中心と制振機構を構成する錘板の重心位置とを結ぶ直線と平行な方向のドライブシャーシの振動は、十分に制振することが可能である。しかし、光ディスクの主面と平行な回転平面内で、この直線と直交する方向のドライブシャーシの振動に対しては、十分に制振することができず、光ピックアップユニットの対物レンズにより収束される光ビームのトラッキングサーボに悪影響を及ぼし、光ディスクへのデジタル情報の書き込みエラーや読出しエラーが発生するという問題があった。

この発明に係るディスク装置は、ディスク状記録媒体を回転駆動するモータと、前記ディスク状記録媒体にデジタル信号を記録および／または再生する、記録および／または再生ユニットと、前記モータ及び前記記録および／または再生ユニットが固着されたドライブシャーシと、前記ドライブシャーシの複数箇所の所定の位置にそれぞれ配置された弾性部材と、前記弾性部材を介して前記ドライブシャーシに浮動可能に保持された錘板と、を備えたディスク装置であって、前記錘板の形状は、前記ディスク状記録媒体の最高回転速度に相当する制振周波数と、前記弾性部材のバネ定数とから決定される錘板の質量と、前記ディスク状記録媒体の主面と垂直な方向でかつ前記錘板の重心位置を通る軸を回転軸とし、前記錘板の質量が前記弾性部材の個数に等分され、前記弾性部材が配置された位置に分配された等配質量に基づいて得られる慣性モーメントと、に基づいて、設定されることを特徴とするものである。

しかし、ドライブシャーシはメインシャーシを介してディスク装置の筐体に固定されており、ドライブシャーシのトラッキング方向と直交する方向の振動が筐体に取り付けられている電気回路基板等を振動させてしまう。従って、その電気回路基板等の振動が光ピックアップユニットに還元されてしまうこととなり、結局のところは、光ディスクに対するデジタル情報の書き込みエラーや読出しエラー等が発生してしまうという問題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するために為されたもので、ディスク状記録媒体を回転駆動するモータとディスク状記録媒体にデジタル信号を記録再生する記録再生ユニットとが搭載されたドライブシャーシが、ディスク状記録媒体の偏重心によって振動することを抑制できる制振機構を備えたディスク装置を提供することを目的とする。

この発明に係るディスク装置は、ディスク状記録媒体を回転駆動するモータと、前記ディスク状記録媒体にデジタル信号を記録および／または再生する、記録および／または再生ユニットと、前記モータ及び前記記録および／または再生ユニットが固着されたドライブシャーシと、前記ドライブシャーシの複数箇所の所定の位置にそれぞれ配置された弾性部材と、前記弾性部材を介して前記ドライブシャーシに浮動可能に保持された錘板と、を備えたディスク装置であって、前記錘板の形状は、所定の制振周波数と所定のバネ定数と所定の位置の個数から得られる錘板の質量と、ディスク記録媒体の主面と垂直な方向でかつ前記錘板の重心位置を通る軸を回転軸とし、前記錘板の質量が前記所定の位置の個数に等分され、前記所定の位置に分配された等配質量に基づいて得られる慣性モーメントと、に基づいて、設定されることを特徴とするものである。

この発明によれば、錘板の形状を、所定の制振周波数と所定のバネ定数と所定の位置の個数から得られる錘板の質量と、ディスク記録媒体の主面と垂直な方向でかつ前記錘板の重心位置を通る軸を回転軸とし、前記錘板の質量が前記所定の位置の個数に等分され、前記所定の位置に分配された等配質量に基づいて得られる慣性モーメントとに基づいて、設定するようにしたので、ディスク状記録媒体の偏重心によって発生するモータと記録再生ユニットが搭載されたドライブシャーシの振動を、抑制することができるという効果がある。

この発明に係るディスク装置の実施の形態１の全体構成を示す全体構成図である。この発明に係るディスク装置の実施の形態１の錘板１０をインシュレータ１１を介してドライブシャーシ１に止ネジ１２で固定している状態を詳細に説明するための説明図である。従来のディスク装置に用いられている制振機構の錘板１３の一例を示す斜視図である。従来の錘板１３を取り付けた制振機構を備えるディスク装置のＹ方向の振動解析評価結果を示す振動解析評価図である。従来の錘板１３を取り付けた制振機構を備えるディスク装置のＸ方向の振動解析評価結果を示す振動解析評価図である。この発明に係るディスク装置の実施の形態１の錘板１０の形状をより詳細に示す斜視図である。この発明に係るディスク装置の実施の形態１の制振機構の等価モデルを示すモデル図である。この発明に係るディスク装置の実施の形態１の錘板１０を取り付けた制振機構を備えるディスク装置のＹ方向の振動解析評価結果を示す振動解析評価図である。この発明に係るディスク装置の実施の形態１の錘板１０を取り付けた制振機構を備えるディスク装置のＸ方向の振動解析評価結果を示す振動解析評価図である。

符号の説明

１ドライブシャーシ、２スピンドルモータ、４光ディスク、
５光ピックアップユニット、１０錘板、１１インシュレータ、１３錘板、
１４ａ質点、１４ｂ質点、１４ｃ質点、１４ｄ剛体棒、１４ｅ剛体棒、
１４ｆ剛体棒、１５ａバネ要素、１５ｂバネ要素、１５ｃバネ要素。

以下、この発明の実施の形態によるディスク装置を、ディスク状記録媒体が光ディスクであり、記録再生ユニットが光ピックアップユニットである場合を例に説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明に係るディスク装置の実施の形態１の全体構成を示す全体構成図である。光ピックアップユニットのトラッキングのための移動方向と平行な方向をＹ方向、光ディスクの主面において、Ｙ方向と直交する方向をＸ方向、光ディスクの主面に垂直な方向をＺ方向とする。

図１において、板金等により成形されたドライブシャーシ１の前端部１ａの略中央部に、スピンドルモータ２が上向きに搭載されている。スピンドルモータ２の回転軸はドライブシャーシ１の面に対して垂直な向きとなっている。このスピンドルモータ２と一体的に回転するターンテーブル３の上に、ディスク状記録媒体である光ディスク４（一点鎖線にて図示）が水平に装着され、光ディスク４はスピンドルモータ２によって高速で回転駆動されるように構成されている。

また、ドライブシャーシ１の前端部１ａと後端部１ｂとの間に形成された略方形状の開口部１ｃの内側には、記録再生ユニットである光ピックアップユニット５が搭載されている。この光ピックアップユニット５は、対物レンズが上向きとなっており、さらに、ドライブシャーシ１の上面に互いに平行となるように取り付けられたガイド軸６及びガイド軸７に案内されながら、スレッド駆動機構８によって、光ディスク４のトラッキング方向であるＹ方向にスライド駆動される。

高速で回転駆動されている光ディスク４の下面であるデジタル信号記録面に、光ピックアップユニット５の対物レンズによって収束された光ビームがトラッキングされて、光ディスク４にデジタル情報が記録されたり、光ディスク４に記録されたデジタル情報が再生されたりできるようになっている。

また、ドライブシャーシ１の前端部１ａと後端部１ｂとに、弾性部材である左右一対、合計４個のゴム製のインシュレータ９が取り付けられている。インシュレータ９は、ディスク装置の外部からの振動がドライブシャーシ１に伝達されるのを抑制する機能を有している。インシュレータ９は、減衰係数が比較的大きい例えばブチルゴムで形成されている。

ドライブシャーシ１の後端部１ｂは、光ディスク装置の筐体に固定されたメインシャーシ（図示せず）に、これらの４個のうちの２個のインシュレータ９を介して固定されている。一方、ドライブシャーシ１の前端部１ａは、光ディスクをターンテーブル３にローディングないしはアンローディングする際に使用する昇降駆動用部材（図示せず）に、これら４個のうちの２個のインシュレータ９を介して固定されている。ドライブシャーシ１の前端部１ａは、昇降駆動用部材（図示せず）によって上下方向に昇降駆動できるようになっている。

次に、ドライブシャーシ１の振動を抑制するための制振機構は、板金等で形成され、ドライブシャーシ１の外形寸法と略同じ大きさの錘板１０と、弾性部材である３個のゴム製のインシュレータ１１とによって構成されている。

図１に示すように、錘板１０は、平面状であり、略額縁状の形状をしており、３個のインシュレータ１１を介してそれぞれ３個のフランジ付の止ネジ１２でドライブシャーシ１に平行に保持されるように固定されている。

図２は、この発明に係るディスク装置の実施の形態１の錘板１０をインシュレータ１１を介してドライブシャーシ１に止ネジ１２で固定している状態を詳細に説明するための説明図であり、図１のＡ−Ａ断面を示している。図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。

錘板１０は、ドライブシャーシ１に弾性部材であるインシュレータ１１を介して止ネジ１２で浮動可能に固定されている。すなわち、ドライブシャーシ１に対して錘板１０にはインシュレータ１１の弾性力が加わるが、この弾性力に抗することができる限り、錘板１０はいずれの方向にも動くことが可能である。

制振機構に用いる弾性部材であるインシュレータ１１は、ドライブシャーシ１の振動と錘板１０の振動が共振する際の慣性力を大きくするために、減衰係数が比較的小さい、例えばシリコンゴムを用いる。減衰係数の比較的小さい弾性部材を選ぶことにより、制振性能を高めることができる。

次に、制振機構を構成する錘板の形状について、詳細に説明する。

図３は、従来のディスク装置に用いられている制振機構の錘板１３の一例を示す斜視図で、図１に示したこの発明に係る実施の形態１の錘板１０と制振性能は異なるが同様の機能を有するものである。Ｗ_１は錘板１３の重心位置を示している。また、Ｐ_１は光ディスク４の回転面と垂直な方向で重心位置Ｗ_１を通る軸を示している。

従来の錘板１３は、一般的に５０〜６０ｇの質量のものが用いられるので、ここでは、６０ｇとしている。錘板１３の重心位置Ｗ_１は、図３に示すように、錘板１３の前端部１３ａの略中央位置で、かつ、側端部１３ｂの略中央位置となっている。従って、錘板１３の重心位置Ｗ_１は、ディスク４の偏重心による加振力の発生位置であるディスク４の回転中心に対して、Ｘ方向のずれは略零で、Ｙ方向には３０〜４０ｍｍ程度ずれた位置となっている。

図１のディスク装置の制振機構において、この発明に係る実施の形態１の錘板１０に代えて、従来の錘板１３を取り付け、光ディスク４の偏重心によって発生する振動を評価した。その際、光ディスクの偏重心としては、回転の不釣合い量を５ｇ・ｍｍとした。

なお、振動解析は、市販品の３次元機構解析ソフトであるエムエスシーソフトウエア株式会社製のＡＤＡＭＳ（登録商標）を用いたが、このソフトウエアに限られるわけでなく、振動解析の可能な一般的なソフトウエアであれば良い。

図４は、従来の錘板１３を取り付けた制振機構を備えるディスク装置のＹ方向の振動解析評価結果を示す振動解析評価図である。横軸は光ディスクの回転速度で、縦軸はドライブシャーシ１のＹ方向の振動加速度を示している。また、曲線ａは制振機構が無い場合で、曲線ｂは従来の錘板１３を取り付けた制振機構を備える場合を示している。

さて、図４より明らかなように、Ｙ方向の振動加速度は光ディスクの回転速度が大きくなるほど大きくなる傾向を有しているが、曲線ａと曲線ｂを比較すると、従来の錘板１３を取り付けた制振機構を備えることにより、高い回転速度での振動が十分に抑制されていることがわかる。

次に、図５は、従来の錘板１３を取り付けた制振機構を備えるディスク装置のＸ方向の振動解析評価結果を示す振動解析評価図である。横軸は光ディスクの回転速度で、縦軸はドライブシャーシ１のＸ方向の振動加速度を示している。また、図４と同様に、曲線ａは制振機構が無い場合で、曲線ｂは従来の錘板１３を取り付けた制振機構を備える場合を示している。

図４の場合とは異なって、図５より明らかなように、従来の錘板１３を取り付けた制振機構を備えたとしても、制振機構が無い場合と比較すると、高い回転速度での振動は十分に抑制できていないことがわかる。

以上のように、従来の錘板１３を取り付けた制振機構において、Ｘ方向とＹ方向とで振動抑制効果が異なり、Ｙ方向については十分に振動を抑制できるのに対し、Ｘ方向には十分に振動を抑制できていない。この理由は、光ディスク４の回転中心と錘板１３の重心位置Ｗ_１がＸ方向に関して大きくずれているためと考えられる。

なお、光ディスク４の回転中心と錘板１３の重心位置Ｗ_１を一致するようにできれば、Ｘ方向についても振動抑制効果が得られると考えられるが、通常の一般的なディスク装置においては、ディスクローディング機構等の他の機構をも含めて限られたディスク装置の空間内に組み込む必要があるため、これらの設計制約のもとで一致するように配置することは極めて困難である。

また、仮に、錘板１３の寸法を小さくすれば、配置の制約が小さくなるが、その反面、錘板１３の質量が小さくなるために錘板１３の慣性力による加振力の低減効果が劣化し、十分な制振効果が得られなくなる。

図６は、この発明に係るディスク装置の実施の形態１の錘板１０の形状をより詳細に示す斜視図である。Ｗ_２は錘板１０の重心位置を示している。また、Ｐ_２は、光ディスク４の回転面と垂直な方向を有し、錘板１０の重心位置Ｗ_２を通る軸を示している。

この額縁状の錘板１０の質量は６０ｇであり、その重心位置は、図６に示すように、錘板１０の前端部１０ａの中央から若干ずれた位置で、かつ、側端部１０ｂの中央位置となっている。

この錘板１０について、さらに詳細に以下に説明する。この錘板１０の形状は、ドライブシャーシ１にインシュレータ１１を介して取り付けられる際に、錘板１０の重心位置Ｗ_２を通りＸＹ平面上の直交する２軸の並進モードの固有振動数と、同じく重心位置Ｗ_２を通り、Ｚ軸に平行な軸Ｐ_２の周りの回転モードの固有振動数とが、ドライブシャーシ１の振動を抑制する必要のある振動周波数である、いわゆる制振周波数と一致するように設定されている。

ところで、図４及び図５から明らかなように、Ｘ方向及びＹ方向のドライブシャーシの振動は、光ディスクの回転速度が高くなるほど大きくなる傾向を有している。そこで、制振周波数は、ディスク装置での光ディスク４の最高回転速度に相当する周波数に一致させることが望ましい。すなわち、例えば、光ディスク４の回転速度が６０００ｒｐｍの場合は、１秒間に１００回の回転となり、１００Ｈｚの振動が強く励振されるためである。

図７は、この発明に係るディスク装置の実施の形態１の制振機構の等価モデルを示すモデル図である。図１、図２、及び、図６と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。

図７において、錘板１０は、質点１４ａ、質点１４ｂ、及び、質点１４ｃからなる３個の質点と、剛体棒１４ｄ、剛体棒１４ｅ、剛体棒１４ｆからなる３個の剛体棒とを用いて、モデル化されている。なお、３個の質点１４ａ、質点１４ｂ、及び、質点１４ｃが作る面は、光ディスク４の回転面と平行であり、従って、図６に示す軸Ｐ_２は、図７に示す軸Ｐ_２と同一である。

弾性部材である３個のインシュレータ１１は、図７では、それぞれ、錘板１０の等価モデルを構成する各質点をドライブシャーシ１の３箇所の所定の位置にそれぞれ浮動可能に保持する３軸のバネ要素としてモデル化されており、質点１４ａにはバネ要素１５ａ、質点１４ｂにはバネ要素１５ｂ、質点１４ｃにはバネ要素１５ｃが、対応している。

錘板１０の質量をｍとすると、質量ｍは３個の質点１４ａ、質点１４ｂ、質点１４ｃに均等に配分されている。すなわち、質点１４ａ、質点１４ｂ、及び、質点１４ｃの等配質量は、いずれもｍ／３となっている。従って、錘板１０の重心位置Ｗ_２は、質点１４ａ、質点１４ｂ、及び、質点１４ｃの等配質量の為す重心位置と等価である。

これらの質点１４ａ、質点１４ｂ、及び、質点１４ｃは、剛体棒１４ｄ、剛体棒１４ｅ、及び、剛体棒１４ｆにて連結され、さらに、ドライブシャーシ１の３箇所の所定の位置とは、それぞれ、互いに同一のバネ定数を有する３軸のバネ要素１５ａ、バネ要素１５ｂ、及び、バネ要素１５ｃで結合されている。

以上のように、図７に示すドライブシャーシ１の制振機構の等価モデルは、質点１４ａ、質点１４ｂ、及び、質点１４ｃとが、剛体棒１４ｄ、剛体棒１４ｅ、及び、剛体棒１４ｆで連結された錘板１０の等価モデルと、各質点をそれぞれドライブシャーシ１の３箇所の所定の位置に結合するためのバネ要素１５ａ、バネ要素１５ｂ、及び、バネ要素１５ｃで表わされたインシュレータ１１の等価モデルとから構成されている。

図７の制振機構の等価モデルにおいては、重心位置Ｗ_２を通過するＸ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸の３軸の並進の振動モードと、同じく重心位置Ｗ_２を通過する３個の慣性主軸回りの回転の振動モードが、同一の周波数を有して発生する。すなわち、重心位置Ｗ_２での６自由度の固有振動数ｆ_０が全て一致するのである。

なお、固有振動数ｆ_０は、３個の質点１４ａ、質点１４ｂ、質点１４ｃの等配質量の総和、すなわち、錘板１０の質量をｍとし、そして、３個のバネ要素１５ａ、バネ要素１５ｂ、バネ要素１５ｃの３個のバネ定数の総和をＫとすると、次の式（１）が成り立つ。

従って、制振機構において制振すべき振動の周波数、すなわち、制振周波数ｆ_０と、１個のインシュレータ１１の弾性部材の材質によって設定されるバネ定数Ｋ／３が所定値として与えられれば、式（１）を用いて、錘板１０の質量ｍを算出することができる。

また、制振機構の等価モデルでは、３個の質点１４ａ、質点１４ｂ、質点１４ｃを結ぶ三角形の形状や面積によらず、重心位置Ｗ_２を通過するＸ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸の３軸の並進の振動モードの固有振動数と、重心位置Ｗ_２を通過する３個の慣性主軸回りの回転の振動モードの固有振動数は、常に同一の値となる。

図７の制振機構の等価モデルがこのような特性を有する点について、重心位置Ｗ_２から３個のそれぞれの質点１４ａ、質点１４ｂ、及び、質点１４ｃまでの距離が、図７の制振機構の等価モデルの２倍であるモデルと比較することにより、以下に説明する。

図７の制振機構の等価モデルの重心位置Ｗ_２を通過するＸ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸の３軸の並進の振動モードの固有周波数は、３個の質点１４ａ、質点１４ｂ、及び、質点１４ｃの等配質量の総和である質量ｍと、３個のバネ要素１５ａ、バネ要素１５ｂ、及び、バネ要素１５ｃのバネ定数の総和Ｋとの比によって決定されることから、重心位置Ｗ_２から３個の質点１４ａ、質点１４ｂ、及び、質点１４ｃまでのそれぞれの距離が２倍となっても、その比は変化しない。従って、並進の振動モードの固有周波数は、３個の質点１４ａ、質点１４ｂ、及び、質点１４ｃの配置位置に依存しないことが容易に理解できる。

一方、制振機構の等価モデルの重心位置Ｗ_２を通過する３個の慣性主軸回りの回転の振動モードの固有振動数は、慣性モーメントと回転のバネ定数の比によって決定され、重心位置Ｗ_２から３個の質点１４ａ、質点１４ｂ、及び、質点１４ｃまでのそれぞれの距離が２倍になると、例えば、軸Ｐ_２回りの慣性モーメントは４倍になり、軸Ｐ_２回りの回転のバネ定数も４倍となることから、重心位置Ｗ_２から３個の質点１４ａ、質点１４ｂ、及び、質点１４ｃまでのそれぞれの距離が２倍となっても、慣性モーメントと回転のバネ定数の比は変化しない。従って、回転の振動モードの固有周波数についても、３個の質点１４ａ、質点１４ｂ、及び、質点１４ｃの配置位置に依存しないことが容易に理解できる。

以上から、３個の質点１４ａ、質点１４ｂ、及び、質点１４ｃの配置位置によらず、並進の振動モードの固有周波数と回転の振動モードの固有周波数は、常に同一の値となる。

従って、この制振機構の等価モデルの上記のような特性を利用することにより、錘板１０の形状は、ドライブシャーシ１にインシュレータ１１を介して取り付けられる際に、錘板１０の重心位置Ｗ_２を通りＸＹ平面上の直交する２軸の並進モードの固有振動数と、同じく重心位置Ｗ_２を通り、Ｚ軸に平行な軸Ｐ_２の周りの回転モードの固有振動数とが、ドライブシャーシ１の振動を抑制する必要のある振動周波数である、いわゆる制振周波数ｆ_０と一致するように設定されれば良い。

以下では、図３と図６と図７を用いて、錘板１０の形状を設定する手順をより詳細に説明する。錘板１０の形状の設定作業は、３次元ＣＡＤソフトウェアを用いて形状修正を繰り返すことにより行う。ソフトウェアとしては、市販品の３次元ＣＡＤソフトであるＵＧＳＰＬＭソリューションズ株式会社製のＩ−ＤＥＡＳ（登録商標）を用いたが、このソフトウェアに限られるわけでなく、重心位置や慣性モーメントが容易に算出可能な一般的な３次元ＣＡＤソフトウェアであれば良い。

ドライブシャーシ１の振動は、光ディスク４の回転速度が高くなるほど大きくなる傾向を有するため、既に述べたように、通常は、制振周波数ｆ_０は、光ディスク４の最高回転速度に相当する周波数に一致させる。例えば、光ディスク４の最高回転速度が６０００ｒｐｍであれば、制振周波数ｆ_０は１００Ｈｚとする。

次に、インシュレータ１１のバネ定数について、使用するゴムの材質を選択することで所定のバネ定数を設定する。

次に、式（１）を用いて、制振周波数ｆ_０と３個のインシュレータ１１の所定のバネ定数の総和Ｋとから、錘板１０の質量ｍを算出し、３次元ＣＡＤデータ上で、錘板１０の形状を検討するための出発点となる錘板１０の形状を得るための仮形状の質量をｍに設定する。この仮形状は、最終的に得られる錘板１０がディスク装置内に実装される上での寸法上の制約を満たす必要があるが、それ以外は自由に設定してやれば良い。ここでは、例えば、図３に示す従来の錘板１３の形状を仮形状としてまず設定しておくものとする。以下では、錘板の質量の値を変えないことを前提に仮形状を修正していくこととなる。

次に、図７に示す制振機構の等価モデルの重心位置Ｗ_２と図３の錘板１３の仮形状の重心位置とが同じ位置となるように、かつ、図７に示す制振機構の等価モデルの軸Ｐ_２回りの慣性モーメントと錘板１３の仮形状の重心位置Ｗ_１を通る軸回りの慣性モーメントが同じとなるように、錘板１３の仮形状を３次元ＣＡＤデータ上で変化させる。

上記のように、錘板１３の仮形状を上記の制約のもとで変化させて、図７に示す制振機構の等価モデルに対して、修正した仮形状の重心位置が制振機構の等価モデルの重心位置Ｗ_２と同じとなり、その結果、光ディスク４の回転面と垂直方向で修正した仮形状の重心位置を通る軸が制振機構の等価モデルの軸Ｐ_２と一致し、さらに、光ディスク４の回転面と垂直方向で修正した仮形状の重心位置を通る軸回りの慣性モーメントが等価モデルの軸Ｐ_２回りの慣性モーメントに一致した時点で、仮形状の修正を完了とする。

以上の作業手順を完了することにより、図６に示したこの発明の実施の形態１の錘板１０の形状を得ることができる。

すなわち、以上の作業手順により得られた錘板１０は、図７に示す制振機構の等価モデルと比較して、錘板１０の質量は等価モデルの３個の質点の等配質量の総和と同一の質量ｍを有し、かつ、錘板１０の重心位置は等価モデルの重心位置と同一の重心位置Ｗ_２となっており、さらに、錘板１０の軸Ｐ_２回りの慣性モーメントは等価モデルの軸Ｐ_２周りの慣性モーメントと同一となっている。

このようにして得られた錘板１０を３個のインシュレータ１１を介してドライブシャーシ１の３箇所の所定の位置で浮動可能に保持したドライブシャーシ１の制振機構は、錘板１０の重心位置Ｗ_２を通りＸＹ平面上の直交する２軸の並進モードの固有振動数と、同じく重心位置Ｗ_２を通り、Ｚ軸に平行な軸Ｐ_２の周りの回転モードの固有振動数とが、ドライブシャーシ１の振動を抑制する必要のある振動周波数である、いわゆる制振周波数と一致するように設定されているので、光ディスク４の回転中心と錘板１０の重心位置Ｗ_２がＸ方向に関して大きくずれていても、ドライブシャーシ１の振動を十分に抑制することができる。

なお、上記に説明した錘板１０の形状の設定手順に従った作業は、重心位置や慣性モーメントが容易に算出可能な一般的な３次元ＣＡＤソフトウェアを用いて実施すれば、数時間程度で通常完了可能である。そして、このような設定手順により得られた図６に示す錘板１０の形状は、図３に示す従来の錘板１３の形状と明らかに異なっているのは言うまでも無い。

次に、上記の設定手順により得られた錘板１０を用いた制振機構を備えたこの発明に係るディスク装置の実施の形態１の制振性能について、従来の錘板１３の場合と同様に、光ディスク４の偏重心としては回転の不釣合い量を５ｇ・ｍｍとして、光ディスク４の偏重心によって発生する振動に関する振動解析を行って評価した。

従来の錘板１３の評価と同様に、振動解析は、市販品の３次元機構解析ソフトであるエムエスシーソフトウエア株式会社製のＡＤＡＭＳ（登録商標）を用いた。

なお、振動解析に使用したパラメータは、錘板１０及び錘板１３の形状に関わるパラメータを除いて、従来の錘板１３を評価した場合と同じであるが、ここでは、詳細に説明する。

振動解析に使用したパラメータに関して、インシュレータ１１のバネ定数は１個あたり７８９０Ｎ／ｍ、インシュレータ１１の減衰係数は１．５Ｎ・ｓｅｃ／ｍ、ドライブシャーシ１とそれに搭載される部品の質量は１６０ｇ（錘板１０の質量を除く）、インシュレータ９のバネ定数は１個あたり１０４４０Ｎ／ｍ、インシュレータ９の減衰係数は１個あたり１４．０Ｎ・ｓｅｃ／ｍとした。

また、光ディスクの最高回転速度は６０００ｒｐｍと想定し、これにより、制振周波数ｆ_０は１００Ｈｚとした。

錘板１０の質量ｍについては、式（１）を用いて、上記の３個のインシュレータ１１のバネ定数の総和Ｋの値（＝７８９０Ｎ／ｍの３倍）と制振周波数ｆ_０（＝１００Ｈｚ）の値から算出し、錘板１０の質量として６０ｇを得た。

図８は、この発明に係るディスク装置の実施の形態１の錘板１０を取り付けた制振機構を備えるディスク装置のＹ方向の振動解析評価結果を示す振動解析評価図である。図４と同様に、横軸は光ディスクの回転速度で、縦軸はドライブシャーシ１のＹ方向の振動加速度を示している。また、曲線ａは制振機構が無い場合で、曲線ｂは従来の錘板１３を取り付けた制振機構を備える場合を示している。さらに、曲線ｃはこの発明に係る実施の形態１の錘板１０を取り付けた制振機構を備える場合を示している。

さて、図８より明らかなように、Ｙ方向の振動加速度は、曲線ｂと曲線ｃを比較すると、従来の錘板１３の制振機構の場合も、この発明に係る実施の形態１の錘板１０の制振機構の場合も、特段の差が無く、高い回転速度での振動が十分に抑制されていることがわかる。

一方、図９は、この発明に係るディスク装置の実施の形態１の錘板１０を取り付けた制振機構を備えるディスク装置のＸ方向の振動解析評価結果を示す振動解析評価図である。図５と同様に、横軸は光ディスクの回転速度で、縦軸はドライブシャーシ１のＸ方向の振動加速度を示している。また、曲線ａは制振機構が無い場合で、曲線ｂは従来の錘板１３を取り付けた制振機構を備える場合を示している。さらに、曲線ｃはこの発明に係る実施の形態１の錘板１０を取り付けた制振機構を備える場合を示している。

図８の場合とは異なって、図９より明らかなように、曲線ｂと曲線ｃを比較すると、従来の錘板１３を取り付けた制振機構を備えても、高い回転速度での振動は十分に抑制できていないのに対し、この発明に係る実施の形態１の錘板１０を取り付けた制振機構の場合は、高い回転速度での振動を十分に抑制できていることがわかる。

以上のように、錘板１０の形状を、ドライブシャーシ１の制振周波数ｆ_０と、錘板１０を３個のインシュレータ１１を介してドライブシャーシ１に浮動可能に保持するドライブシャーシ１の３箇所の所定の位置と、互いに等しい３個のインシュレータ１１の所定のバネ定数とに基づいて、設定するようにしたので、錘板１０を３個のインシュレータ１１を介して保持したドライブシャーシ１の制振機構をディスク装置が備えることで、ドライブシャーシ１の振動を十分に抑制することができる。

さらに、言うならば、錘板１０の形状を設定する際に、制振周波数ｆ_０と３個のインシュレータ１１の所定のバネ定数とから得られる錘板１０の質量ｍと、光ディスク４の回転面と垂直な方向でかつ錘板１０の重心位置Ｗ_２を通る軸Ｐ_２を回転軸とし、錘板１０の質量ｍがインシュレータ１１の個数である３個に等分され、ドライブシャーシ１の３箇所の所定の位置に分配された等配質量ｍ／３から得られる慣性モーメントとに基づいて設定されるようにしたので、錘板１０を３個のインシュレータ１１を介して保持したドライブシャーシ１の制振機構をディスク装置が備えることで、ドライブシャーシ１の振動を十分に抑制することができる。

さらに、言うならば、錘板１０の形状を、３個のインシュレータ１１と錘板１０からなるドライブシャーシ１の制振機構の複数の固有振動モードのうちで、ディスク４の主面と平行な互いに直交する２方向の錘板１０の重心位置Ｗ_２での錘板１０の質量ｍにおける並進振動モードと、錘板１０の重心位置Ｗ_２を通る軸Ｐ２を回転軸とする錘板１０の質量１０における回転振動モードとが有する固有振動数のいずれもが、制振周波数に略一致するように、錘板１０の形状を設定したので、錘板１０を３個のインシュレータ１１を介して保持したドライブシャーシ１の制振機構をディスク装置が備えることで、ドライブシャーシ１の振動を十分に抑制することができる。

また、ドライブシャーシ１の振動を抑制する必要のある振動周波数である、いわゆる制振周波数を、光ディスク４の最高回転速度に基づいて設定するようにしたので、ドライブシャーシ１の振動が回転速度が高いほど大きくなることから、大きな振動を効果的に抑制することができる。

ところで、ディスク装置は、通常、例えば光ディスク４を再生する時に、ディスク４の最内周側に記録された目次情報等を最初に読み取る。また、光ディスク４の反射率の違いを吸収するサーボ系のパラメータ設定やディスクの種別判断も、このディスク４の最内周側に記録された情報を読み取ることで行われる。すなわち、ディスク装置に光ディスク４をローディングした直後の初期動作は、光ディスク４の最内周側で情報の読み取りが行われ、この位置で光ディスク４は最高回転速度で回転する。

この発明に係るディスク装置は、最高回転速度のところで、振動の抑制効果が最も顕著であるので、これらの初期動作を安定に行うことができ、初期動作が終了せずにエラーとして光ディスク４が排出される等の問題を回避することができる。

ＢＤ（Ｂｌｕｅ−ｒａｙＤｉｓｃ）のディスク装置においては、記録密度が高くなるだけでなく、デジタル信号の記録再生の高速化を図る必要があり、光ディスク４の回転速度は従来のＤＶＤに比べてさらに高速となることが要求されている。この発明に係るディスク装置は、最高回転速度のところで、振動の抑制効果が最も顕著であるので、ＢＤのディスク装置に対して、顕著な効果が得られる。

実施の形態２．
この発明に係るディスク装置の実施の形態１の制振機構においては、錘板１０を３個のインシュレータ１１を介してドライブシャーシ１に浮動可能に保持するようにしたが、インシュレータ１１の個数を４個以上にしても同様の効果が得られる。

例えば、４個のインシュレータ１１を介して錘板をドライブシャーシ１に保持する場合は、ドライブシャーシ１の４箇所の所定の位置にそれぞれ４個のインシュレータ１１を配置する。制振機構の等価モデルは、図７に示したものに代えて、４個の質点を４箇所の所定の位置に配置し、制振周波数と４個のインシュレータ１１の有する所定のバネ定数とから錘板の質量を求めた上で、この質量を４個の質点に均等に分配する。

次に、錘板の質量ｍが所定の位置の個数である４個に等分され、ドライブシャーシ１の４箇所の所定の位置に分配された等配質量ｍ／４に基づいて、ディスク４の主面と垂直な方向でかつ錘板の重心位置を通る軸を回転軸とする慣性モーメントを求め、錘板の質量と慣性モーメントに基づいて、３次元ＣＡＤソフトを用いて仮形状の修正を繰り返すことで、錘板の形状を設定すれば良い。

以上のように、錘板をドライブシャーシに浮動可能に保持する弾性部材であるインシュレータの個数を４個以上にしても、この錘板を有するドライブシャーシ１の制振機構をディスク装置が備えることで、ドライブシャーシ１の振動を十分に抑制することができる。

Claims

ディスク状記録媒体を回転駆動するモータと、
前記ディスク状記録媒体にデジタル信号を記録および／または再生する、記録および／または再生ユニットと、
前記モータ及び前記記録および／または再生ユニットが固着されたドライブシャーシと、
前記ドライブシャーシの複数箇所の所定の位置にそれぞれ配置された弾性部材と、
前記弾性部材を介して前記ドライブシャーシに浮動可能に保持された錘板と、
を備えたディスク装置であって、
前記錘板の形状は、
前記ディスク状記録媒体の最高回転速度に相当する制振周波数と、前記弾性部材のバネ定数とから決定される錘板の質量と、
前記ディスク状記録媒体の主面と垂直な方向でかつ前記錘板の重心位置を通る軸を回転軸とし、前記錘板の質量が前記弾性部材の個数に等分され、前記弾性部材が配置された位置に分配された等配質量に基づいて得られる慣性モーメントと
に基づいて、設定されることを特徴とするディスク装置。
複数の弾性部材と錘板とからなるドライブシャーシの制振機構の複数の固有振動モードのうちで、
ディスク状記録媒体の主面と平行な互いに直交する２方向の前記錘板の重心位置での前記錘板の質量における並進振動モードと、
前記錘板の重心位置を通る軸を回転軸とする、前記錘板の質量における回転振動モードと
が有する、各々の固有振動数のいずれをも、前記制振周波数に略一致させることを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。