JP4843350B2 - ディスク駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、スリムドライブと呼ばれる薄型のディスク駆動装置に関し、特に、衝撃などによる装置内部部品の損傷を防止する構造を備えたディスク駆動装置に関するものである。

ノートＰＣ等に装着されるＣＤやＤＶＤなどのディスク駆動装置はスリム化が進み、現在普及している厚さ12.7mmのものよりもさらに薄型の厚さ9.5mmのものが主流になりつつある。このような薄型のディスク駆動装置は、内部空間が狭く、衝撃により内部部品間の衝突が発生しやすいため、部品損傷によるディスク駆動装置の信頼性能の劣化が懸念される。特に、ディスク駆動装置内部の基幹部品である光学ヘッドは半径方向の支持剛性が低いため、非駆動時においても衝撃力が加わると、光学ヘッドが半径方向に移動したり、衝撃力による構造部品の変形により光学ヘッドが上下方向に弾性変形したりするため、他の構造部品と接触して光学ヘッドや他の構造部品が損傷してしまうことが懸念される。

また、これらのディスク駆動装置は、ＰＣメーカーの指定する衝撃試験に耐えられる構造を備える必要がある。

上記の問題に対応するには、光学ヘッドがディスク半径方向に移動した時に他の部品と接触しそうな部位に緩衝構造を備えて衝撃力を緩和する方法や、衝撃力が加わった場合においても該光学ヘッドが他の部品と接触するほど移動しないよう支持剛性を高める方法などがある。

特許文献１には、接触部間に衝撃緩衝部材を備える方法として、光学ヘッドがディスク外周部に移動したとき、光学ヘッド支持部材に備えたラックギアの先端が当接する位置、あるいは支持部材が当接する位置に弾性部材を設置する構造が開示されている。また、特許文献２には、光学ヘッドがディスク半径方向に移動するよう案内するガイド部材のディスク内周側と外周側に光学ヘッド支持部材との衝突を緩衝する第一および第二の緩衝部材を設置する構造が開示されている。

一方、特許文献３には、光学ヘッド支持部材のディスク半径方向の支持剛性を高める方法としては、支持部材に備えた走行機構部品であるベアリングを、リンク機構を介してソレノイドにより昇降駆動させるストッパにより拘束し、光学ヘッドの移動を係止する構造が開示されている。

特開平11-39809号公報 特開2000-285618号公報 特開平6-187756号公報

特許文献１に記載された技術は、光学ヘッドがディスク外周位置に移動した際に作用する衝撃力の反作用や、ガイド機構となるウォーム、ギアなどの軸振れ振動による衝撃力を吸収する構造であり、半径方向の衝撃力緩衝を図るものである。特許文献２に記載された技術は、光学ヘッドを支持する支持体がディスク半径方向に移動した際、光学ヘッド支持体が内周および外周部で衝突を緩衝する第一の緩衝部材をガイド部材の内周部に、第二の緩衝部材を光学ヘッドが外周部で接触するシャシ部に設け、ディスク半径方向の衝撃緩衝を図るものである。特許文献３に記載された技術は、光学ヘッドを搭載したキャリッジのベアリングを、リンク機構を介して電磁ソレノイドにより昇降駆動させるストッパにより拘束し、衝撃力が生じた時の光学ヘッドのディスク半径方向への移動を阻止して、他部品との衝突を防止するものである。

これに対して、ＰＣメーカーの指定するディスク駆動装置の衝撃試験は、非動作状態で行うため光学ヘッドの位置はディスク半径位置で最内周部、衝撃力印加方向はディスク駆動装置の上下・左右・前後方向である。光学ヘッドにかかる衝撃方向もディスク半径方向以外の方向をも考慮しなければならない。また、スリムドライブでは、ディスク半径方向に衝撃が作用した場合であっても、光学ヘッドの支持剛性により、ディスク外周部まで移動することはなく、光学ヘッドの衝撃方向を考慮すると、部品間隙間の狭い上下方向での衝突に対して耐性を有していなければならない。したがって、特許文献１〜３に開示された光学ヘッドのディスク半径方向移動による衝撃力緩衝構造では、薄型のディスク駆動装置の衝撃力吸収効果を向上することは困難である。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、耐衝撃性能が向上された薄型のディスク駆動装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決すべく、本発明は、トップカバーとボトムカバーとを含む筐体を有し、前記ボトムカバーに光学ヘッドとの衝撃を緩和するための窪みを備えていることを特徴とするディスク駆動装置を提供するものである。

本発明は、また、トップカバーとボトムカバーとを含む筐体を有し、前記ボトムカバーに光学ヘッドとの衝撃を緩和するための孔を備えていることを特徴とするディスク駆動装置を提供するものである。

前記ボトムカバーの窪み又は孔には、光学ヘッドとの衝撃を緩衝する部材を備えるのが好ましい。

以上、説明したように、本発明によれば、衝撃などによる装置内部部品の損傷を防止する構造を備えた薄型のディスク駆動装置が提供される。

以下、添付図面を参照しながら、本発明のディスク駆動装置を実施するための最良の形態を詳細に説明する。図１〜図８は、本発明の実施の形態を例示する図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成及び動作は同様であるものとする。

まず、本発明の一実施形態に係るディスク駆動装置の構成について説明する。図１は、本実施形態におけるディスク駆動装置及び記録媒体の分解斜視図である。ディスク駆動装置1は、ディスク2の記録面に対して情報の記録再生を行う。ディスク2は、直径120mm、厚さ1.2mmの寸法を有するＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ（ブルーレイディスク）等である。

図１に示すように、ディスク駆動装置1は、トップカバー3とボトムカバー4を嵌合及びネジ締結により組み立てて成形されて筐体を有する。トップカバー3とボトムカバー4は、薄板金属板をプレス成形することにより製造される。筐体内には、樹脂成形品のディスクトレイ5が配置されている。ディスクトレイ5の前端には、フロントパネル15が装着されている。

ディスクトレイ5の下面にユニットメカ6が装着されている。ユニットメカ6は、弾性部材からなる複数のインシュレータ12を介してディスクトレイ5に取り付けられている。インシュレータ12によって、装置外部からユニットメカ6へ伝わる振動や衝撃、及び、ユニットメカ6から外部へ伝わる振動や衝撃を減衰する。

ユニットメカ6は、メカシャシ10を有し、メカシャシ10に、ディスク2を回転駆動するスピンドルモータ7、ディスク2を支持するターンテーブル、ディスク2の記録面の情報を再生し、又は、記録面に情報を記録するための光学ヘッド8、光学ヘッド8をディスク2の半径方向に沿って移動させるための駆動手段、スピンドルモータ基板13、及びこれらの部品への接触防止や電気的なノイズを防止するユニットカバー11が装着されている。

ユニットメカ6が装着されたディスクトレイ5の下面には、薄板のアンダーカバー19をネジ締結により取り付けて、ユニットメカ6の構成部品とボトムカバー4間の接触を防止している。

ディスクトレイ5の中央には、ディスク2の外径より僅かに大きな円形溝が形成されている。この円溝の底面の一部は切り取られ、ユニットメカ6のユニットカバー11、光学ヘッド8、スピンドルモータ7が露出している。ディスクトレイ5の該切り取り部により、ディスク2とユニットメカ6に搭載された光学ヘッド8と間の空間を確保している。筐体の後端には、メイン回路基板18が設けられている。メイン回路基板18にはコネクタが装着されている。一方、スピンドルモータ基板部13にはコネクタ部14が装着されている。メイン回路基板18のコネクタとスピンドルモータ基板13のコネクタ部14は、FＰＣ16によって互いに電気的に接続されている。こうして、メカシャシ10に装着されてスピンドルモータ7、光学ヘッド8、光学ヘッド移動手段等とメイン回路基板18は電気的に接統される。

本ディスク駆動装置1は、アンダーカバー19の一部に光学ヘッド筐体25の接触回避孔21を、ボトムカバー4の一部に衝撃力緩衝部材22を用いた緩衝構造を備えたことを特徴としている。尚、本ディスク駆動装置1は、ノート型パーソナルコンピュータに用いられるスリム型であり、幅がW=130mm、奥行きがD=130mm、厚さがH=12.7mmである。尚、スーパスリム型では、厚さがH=9.5mmである。

図２は、一般的なスリム型ディスク駆動装置1のユニットメカ6の構造を示す上面図である。尚、本発明の特徴的構造を説明するため、ユニットカバー11は外した状態を示している。メカシャシ10は枠構造であり、枠内部にスピンドルモータ7、光学ヘッド8、光学ヘッド8をディスク2半径方向に移動させる手段の構成部品となる主軸ガイドバー23、副軸ガイドバー24及び駆動モータと駆動力伝達ギアが備えられている。

本発明の特徴的構造により、ディスク駆動装置1の衝撃試験時における内部部品の損傷防止が実現されている。特に、ディスク駆動装置1の基幹部品である光学ヘッド8を対象として係る衝撃力の緩衝を図るものである。衝撃試験時のユニットメカ6の状態は、一般に図に示すよう光学ヘッド8がスピンドルモータ7近傍に設置している。スピンドルモータ7は、回転部となるロータ部、回転軸、ディスクを保持するターンテーブル、固定部となるステータ部、スピンドルモータ基板13から構成されている。スピンドルモータ7は、例えば3点のネジ締結（スピンドルモータ支持部29）にてメカシャシ10に固定されている。スピンドルモータ7の回転中心軸や重心位置に対して該ネジ締結部29は図中右側（片側）に寄っているため、衝撃力が作用した場合、スピンドルモータ7は左右方向へのモーメント力が作用して、倒れ込むモードが生じる。

スピンドルモータ7に作用する該モーメント力により、メカシャシ10は枠剛性の弱い、図中破線円で示したA部及びB部で折れ曲がりのモードで弾性変形する。

図３は、図２と同様に、ディスク駆動装置1に衝撃力が作用した時の光学ヘッド8の弾性変位挙動を示す図である。光学ヘッド8は、光学ヘッド筐体25内部にレーザダイオード、光検出素子などの光学部品や対物レンズ駆動装置26を搭載している。光学ヘッド筐体25は、ディスク2半径方向への案内用に主軸ガイドバー23及び副軸ガイドバー24により摺動可能な支持形態をとっている。主軸ガイドバー23には2つの軸受部27、副軸ガイドバー24は１つの軸受部28により支持されている。主軸側の軸受部27を支持点Ｃ，Ｄとし、副軸側の軸受部28を支持点Ｅとする。光学ヘッド8の重心Ｆは、該支持点Ｃ，Ｄ,Ｅの支持中心Ｇ位置に対して離れた点に存在する。これにより、衝撃力が加わった場合、光学ヘッド8には図３（ｂ）に示すモーメント力が作用して、メカシャシ10、主軸ガイドバー23、副軸ガイドバー24、光学ヘッド筐体25が弾性変形する。

図２及び図３で説明したように衝撃力が加わると光学ヘッド8が、ガイド軸方向に弾性的な上下方向の傾きが生じる。衝撃力が加わると光学ヘッド筐体部25が大きく傾き、光学ヘッド8の上部に存在するユニットカバー11や、下方に存在するアンダーカバー19、ボトムカバー4と瞬間的な衝突が生じる。

図４は、ディスク駆動装置1において上下方向に衝撃加速度を加えた時のユニットメカ6の各弾性変形による光学ヘッド筐体25端部の上下方向の変位量を示したものである。衝撃加速度波形は、おおよそ2msecから4msecの半波である。衝撃試験では400G程度の衝撃加速度を与えることがある。この場合、光学ヘッド筐体25端部の最大変位量はおおよそ2mmである。

図５は、光学ヘッド8に加わる衝撃力を緩衝する本発明の実施例であるアンダーカバー19とボトムカバー4の構造を示したものである。スリム型のディスク駆動装置1では、光学ヘッド筐体25底部とアンダーカバー19の隙間X1は0.2mmから0.3mm程度、アンダーカバー19とボトムカバー4の隙間X2はO.5mmからO.6mm程度である。アンダーカバー19の板厚は0.2mm程度、ボトムカバー4の板厚はO.5mm程度の薄板鋼板を用いている。

図４で示したように400Gの衝撃加速度が加わった場合、光学ヘッド8はアンダーカバー19とボトムカバー4に衝突することとなる。図５（ａ）の実施例では、光学ヘッド筐体25の弾性変位形態より上下方向の変位量が大きな部分に対向するアンダーカバー4の部分に衝突回避のための孔21を備えた。さらに、ボトムカバー4にもアンダーカバー19に備えた衝突回避孔21と対向する部分に光学ヘッド筐体25の衝突による衝撃力を緩衝する構造を備えた。ボトムカバー4に備えた衝撃力緩衝構造は、ボトムカバー4に孔部を設けて、該孔形状よりも上面が大きな形状の弾性部材や、樹脂部材などの衝撃力緩衝部材22を取り付けた。

この構造では、ディスク駆動装置1筐体外表面に凸部を設けることなく衝撃力の緩衝を行うことができる。また、弾性部材などでは、瞬間的な衝撃力が加わっても衝突部の弾性変形によりディスク駆動装置1の外観に傷等を残すこともない。

図５（ｂ）は、アンダーカバー19の衝突回避孔21と、ボトムカバー4にも光学ヘッド筐体25部の衝突回避のための孔部を備えたものである。図４に示すように衝撃試験時の衝撃加速度を200G程度想定した場合、光学ヘッド筐体25の上下方向の変位量が1 mm 程度となる。光学ヘッド筐体25底面からボトムカバー4下面までの隙間は、おおよそ1.4mmから1.6mmと上記衝撃加速度では、ボトムカバー4に備えた孔構造部に衝撃力緩衝部材22はなくとも、光学ヘッド8の衝突を防止することができる。

図５（c）は、ボトムカバー4の孔部に備えた衝撃力緩衝部材22として、シールを想定し、ディスク駆動装置筐体25外部より貼り付けた構造である。衝突時のシールの弾性変形により他の実施例と同様に衝撃力の緩衝が図れる。

これらの構造により、ディスク駆動装置1に衝撃加速度が加わった場合でも、光学ヘッド筐体25の衝突による衝撃力を緩衝、あるいは、光学ヘッド筐体25の衝突を防止することで光学ヘッド8の損傷を防ぐことができる。

図６は、アンダーカバー19、およびボトムカバー4の上面図を示したものである。アンダーカバー19に備えた衝突回避孔21、ボトムカバー4に備えた衝撃力緩衝部材22の位置を説明するため、ユニットメカ6部を点線で、光学ヘッド8を斜線で示した。ディスク駆動装置1の衝撃試験時は、光学ヘッド8がスピンドルモータ7側に設置されている。衝撃試験による衝撃力印加時は、光学ヘッド筐体25のスピンドルモータ7とは逆側の端部が上下方向に変位するため、図に示すよう光学ヘッド筐体25端部に対応する位置に衝突回避孔21、及び衝撃力緩衝部材22を配置すればよい。

図７は、本発明による他の一実施例である光学ヘッドに加わる衝撃力緩衝構造を示したものである。

図７（ａ）は、光学ヘッド筐体25が衝突するアンダーカバー19の特定部をテーパ構造とすることで、光学ヘッド筐体25との衝突部の面積拡大により衝撃力を緩衝する構造である。図では、アンダーカバー19にテーパ構造を備えたが、アンダーカバー19に衝突回避孔21を備え、ボトムカバー4部に同様のテーパ構造を備えてもよい。

図７（ｂ）は、アンダーカバー19に衝突する光学ヘッド筐体25にテーパ構造を備えた本発明の一実施例である。本構造においても衝突部の面積拡大効果により、衝撃力の緩衝が図れる。

図７（c）は、光学ヘッド筐体25の端部に衝撃力緩衝部材30を備えた本発明の一実施例である。アンダーカバー19には衝突回避孔21を備え、該光学ヘッド筐体25に備えた衝撃力緩衝部材30でボトムカバー4と衝突し、その時の衝撃力を緩衝する構造である。アンダーカバー19に衝突回避孔21を設けず、直接アンダーカバー19により衝撃力の緩衝を行う構造であってもよい。

図８は、本発明の他の一実施例であるメカシャシ10に備えた衝撃緩衝構造を示したものである。図２及び図３で説明した通りディスク駆動装置1に衝撃力が加わるとメカシャシ10が曲げモードで弾性変形するとともに、光学ヘッド筐体25も大きく傾くモードで弾性変形する。スピンドルモータ7側の光学ヘッド筐体端部は、上方に変位する。そこで、本発明では光学ヘッド筐体25のスピンドルモータ7近傍において該筐体上部でメカシャシ10が筐体端部を覆う構造とした。図８（ａ）はユニットメカ6の上面図であり、メカシャシ10部の破線円で示したH部及び、I部が本発明による構造である。本図では、2箇所備えているが、一箇所でもよい。図８（ｂ）は本構造の断面図を示したものである。メカシャシ10と光学ヘッド筐体25の衝突箇所に衝撃緩衝部材31を備えた。図ではメカシャシ10に衝撃緩衝部材31を備えた構造を示すが、光学ヘッド筐体25側に備えてもよい。

以上の構造により、ディスク駆動装置1に衝撃力が作用した場合であっても、光学ヘッド8への衝撃力を緩衝することで光学ヘッド8内部の部品損傷などの防止ができ、信頼性の高いディスク駆動装置1を提供することができる。

以上、本発明のディスク駆動装置について、具体的な実施の形態を示して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上記各実施形態又は他の実施形態にかかる発明の構成及び機能に様々な変更・改良を加えることが可能である。

本発明によるディスク駆動装置の構造を示す図である。 一般的なスリム型ディスク駆動装置のユニットメカ構造を示す図である。 衝撃力が加わった時の光学ヘッドの動きを示す図である。 衝撃加速度とディスク駆動装置内部の光学ヘッドの変位量の関係を示す図である。 本発明の一実施例であるアンダーカバーとボトムカバーの構造を示す図である。 本発明の一実施例であるアンダーカバーとボトムカバーに備えた接触回避孔及び衝撃力緩衝部材の配置を示す図である。 本発明の他の実施例であるアンダーカバー、光学ヘッドに備えた衝撃緩衝構造を示す図である。 本発明の他の実施例であるメカシャシに備えた衝撃緩衝構造を示す図である。

符号の説明

1…ディスク駆動装置、2…ディスク、3…トップカバー、4…ボトムカバー、5…ディスクトレイ、6…ユニットメカ、7…スピンドルモータ、8…光学ヘッド、10…メカシャシ、11…ユニットカバー、12…インシュレータ、13…スピンドルモータ基板、14…スピンドルモータ基板コネクタ、15…フロントパネル、16…ＦＰＣ、17…ガイド機構、18…回路基板、19…アンダーカバー、21…衝突回避孔、22…衝撃力緩衝部材、23…主軸ガイドバー、24…副軸ガイドバー、25…光学ヘッド筐体、26…対物レンズ駆動装置、27…主軸受、28…副軸受、29…ネジ締結部（スピンドルモータ支持部）、30…衝撃力緩衝部材、31…衝撃力緩衝部材

Claims (7)

1. トップカバーとボトムカバーとを含む筐体と、光学ヘッド筐体を備えた光学ヘッドと、前記光学ヘッド筐体の下側に且つ前記ボトムカバーの上側に設けられたアンダーカバーとを有するディスク駆動装置において、
   前記アンダーカバーには、前記光学ヘッドがスピンドルモータの近傍に配置されたときに、前記光学ヘッド筐体との衝突を回避するための孔が設けられ、
   前記アンダーカバーの孔は、前記光学ヘッドがスピンドルモータの近傍に配置されたときに、前記光学ヘッド筐体の前記スピンドルモータに近い側の端部と遠い側の端部のうち、該遠い側の端部に対応する位置に設けられていることを特徴とするディスク駆動装置。
2. 請求項１記載のディスク駆動装置において、
   前記ボトムカバーには、前記アンダーカバーの孔に対応する位置に、前記光学ヘッド筐体との衝突による衝撃力を緩衝するための衝撃力緩衝部材が設けられていることを特徴とするディスク駆動装置。
3. 請求項１記載のディスク駆動装置において、
   前記ボトムカバーには、前記アンダーカバーの孔に対応する位置に、前記光学ヘッド筐体との衝突を回避するための孔が設けられていることを特徴とするディスク駆動装置。
4. 請求項１記載のディスク駆動装置において、
   前記光学ヘッド筐体の端部には、前記光学ヘッドがスピンドルモータの近傍に配置されたときに、前記ボトムカバーとの衝突による衝撃力を緩衝するための衝撃力緩衝部材が設けられ、
   前記衝撃力緩衝部材は、前記光学ヘッド筐体の前記スピンドルモータに近い側の端部と遠い側の端部のうち、該遠い側の端部に設けられていることを特徴とするディスク駆動装置。
5. トップカバーとボトムカバーとを含む筐体と、光学ヘッド筐体を備えた光学ヘッドと、前記光学ヘッド筐体の下側に且つ前記ボトムカバーの上側に設けられたアンダーカバーとを有するディスク駆動装置において、
   前記アンダーカバーには、前記光学ヘッドがスピンドルモータの近傍に配置されたときに、前記光学ヘッド筐体との衝突を回避するための窪みが設けられ、
   前記アンダーカバーの窪みは、前記光学ヘッドがスピンドルモータの近傍に配置されたときに、前記光学ヘッド筐体の前記スピンドルモータに近い側の端部と遠い側の端部のうち、該遠い側の端部に対応する位置に設けられていることを特徴とするディスク駆動装置。
6. 請求項５記載のディスク駆動装置において、
   前記アンダーカバーの窪みには、前記光学ヘッド筐体との衝撃を回避するためのテーパが設けられていることを特徴とするディスク駆動装置。
7. トップカバーとボトムカバーとを含む筐体と、光学ヘッド筐体を備えた光学ヘッドと、前記光学ヘッド筐体の下側に且つ前記ボトムカバーの上側に設けられたアンダーカバーとを有するディスク駆動装置において、
   前記光学ヘッド筐体の端部には、前記光学ヘッドがスピンドルモータの近傍に配置されたときに、前記アンダーカバーとの衝突を回避するためのテーパが設けられ、
   前記テーパは、前記光学ヘッド筐体の前記スピンドルモータに近い側の端部と遠い側の端部のうち、該遠い側の端部に設けられていることを特徴とするディスク駆動装置。

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