JP5541695B2 - 搬送ローラを有するディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送ローラの回転力によってディスクが装置の内部に搬入されるディスク装置に係り、特にローラ軸の一方の端部に搬送ローラを回転するための従動歯車が固定されているディスク装置に関する。

スロットイン方式のディスク装置は、筐体の挿入口から挿入されたディスクが搬送ローラと挟持部材とで挟持され、搬送ローラの回転力によって筐体の内方に向けて搬入される。そして、搬入されたディスクの中心穴が、筐体の内部に設けられたターンテーブルに設置される。

搬送ローラを回転させるための構造は、以下の特許文献１に記載されているように、ローラ軸の一方の端部に従動歯車が固定されているのが一般的である。搬送ローラがディスクを挟持できる位置に移動すると、前記従動歯車が駆動歯車と噛み合い、モータの動力が駆動歯車から従動歯車を経てローラ軸に伝達される。

この方式では、駆動歯車が一方向へ回転するときに、その回転力で従動歯車に対して搬送ローラをディスクから離す向きの力が作用し、ディスクＤを搬送する力が低下する問題がある。

引用文献１に記載された発明は、ローラ軸の両端部に固定ローラ部を圧入し、中間部で遊動ローラ部をローラ軸に隙間ばめし、ローラ全体を中央に向かって径が徐々に小さくなるテーパ形状としている。駆動歯車の回転力で、搬送ローラに対してディスクから離れる向きの力が作用したときに、径の大きい固定ローラ部でローラを挟持できるようにして、ディスクに作用する搬送力の低下をなるべく防止しようとしている。

しかし、前記対策を講じたとしても、従動歯車は、ローラ軸の一方の端部のみに設けられているため、搬送ローラでディスクを搬送しているときに、駆動歯車の回転力で従動歯車に対して搬送ローラをディスクから離す向きの力が作用すると、ローラ軸の一方の側でのみ搬送ローラと挟持部材によるディスクの挟持圧力が低下する。その結果、搬送ローラの軸方向の両側においてディスクに作用する搬入力のバランスが崩れ、ディスクを安定した姿勢で搬入できないという課題を解決することはできない。

特開２００５−１５８１５３号公報

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、ローラ軸の一方の端部に従動歯車が固定されている構造であっても、ディスクに対してバランスの良い搬送力を与えることができるディスク装置を提供することを目的としている。

本発明は、搬送ローラと、前記搬送ローラとでディスクを挟持する挟持部材と、前記搬送ローラで搬送されたディスクが設置される回転駆動部とを有するディスク装置において、
前記搬送ローラのローラ軸がローラ支持部材に支持され、前記ローラ支持部材の動きに伴って前記搬送ローラがディスクを挟持する挟持位置とディスクから離れる退避位置へ移動可能であり、前記ローラ軸の一方の端部に従動歯車が固定され、前記搬送ローラが挟持位置に至ったときに前記従動歯車が噛み合う駆動歯車と、前記駆動歯車を回転させるモータが設けられており、
前記ローラ支持部材と固定部との間に第１のばね部材と第２のばね部材が設置されて、前記搬送ローラが挟持位置へ向かうように前記ローラ支持部材が付勢されており、第１のばね部材は、前記搬送ローラで搬送されるディスクの中心が移動する移動中心線よりも前記従動歯車に近い位置に設置され、第２のばね部材は前記移動中心線よりも前記従動歯車から離れる位置に配置されており、
第１のばね部材が前記ローラ支持部材に与える挟持位置への付勢力が、前記第２のばね部材が前記ローラ支持部材に与える挟持位置への付勢力よりも大きいことを特徴とするものである。

例えば、ディスク装置は、ディスクを前記回転駆動部に向けて搬入するときの前記駆動歯車の回転により、前記従動歯車と前記ローラ軸に対して、前記挟持部材から離れる向きの力が作用するものである。

本発明のディスク装置は、駆動歯車の回転力によって、従動歯車とローラ軸に対して、ディスクから離れる向きの力が作用しても、ディスクの移動中心線を挟んだ両側において、ディスクの挟持力に極端な差が生じるのを防止でき、ディスクをバランス良く搬送できるようになる。

例えば、本発明は、第１のばね部材と第２のばね部材は、自由状態の長さが同じでばね定数が同じ引張りばねであり、設置長さは、第１のばね部材が第２のばね部材よりも長いものとして構成できる。

上記発明では、第１のばね部材と第２のばね部材に、同じ引張りばねを使用することができる。

本発明は、第１のばね部材と第２のばね部材の少なくとも一方のばね力の作用線が、前記移動中心線と平行な線に対して、０度を越えて９０度未満の角度を有しており、ばね力の分力で前記ローラ支持部材が、ローラ軸の軸方向に沿う一方向へ付勢されているものとして構成できる。

上記発明では、第１のばね部材と第２のばね部材の付勢力を利用して、ローラ支持部材を一方向へ付勢できるため、ローラ支持部材のがたつきを防止しやすくなる。

この場合に、第１のばね部材のばね力の作用線と第２のばね部材のばね力の作用線が、互いに逆の向きに傾いており、一方のばね部材の作用線の傾き角度の絶対値が他方よりも大きく設定されて、前記ローラ支持部材に対してローラ軸の軸方向に沿う付勢力が作用しているものが好ましい。

上記発明では、第１のばね部材の弾性力と第２のばね部材の弾性力の差の力によって、ローラ支持部材に対して一方向の力を与えているので、ローラ支持部材に作用する力が過大にならず、ローラ支持部材のがたつきを防止でき、しかもローラ支持部材の移動負荷が増大するのを防止できるようになる。

本発明は、ローラ軸の一方の端部に従動歯車が固定されているものであっても、ディスクの移動中心線を挟む両側において、ディスクに対してバランスの良い搬送力を与えることができる。

本発明の実施の形態のディスク装置を示す側面図、 本発明の実施の形態のディスク装置を下から見た底面図、

図１と図２に示すディスク装置１は、筐体２を有しており、筐体２の前部３にＹ方向に細長いスリット状の挿入口４が開口している。直径が１２ｃｍのディスクＤは、挿入口４から筐体２の内部に向けて挿入される。

挿入口４の内側に、ローラ支持部材５が設けられている。ローラ支持部材５は金属材料を折り曲げて形成されている。ローラ支持部材５は、Ｙ１方向の端部とＹ２方向の端部に支持片５ａ，５ａを有しており、支持片５ａどうしを連結する連結片５ｂと、支持片５ａどうしを連結するばね掛け片５ｃとが一体に形成されている。

ローラ支持部材５の支持片５ａ，５ａのＸ２側の端部にそれぞれ支持軸６が設けられている。筐体２のＸ２側の端部にはＹ１側とＹ２側にそれぞれ軸受部３ａが設けられている。支持軸６はそれぞれ軸受部３ａに支持され、ローラ支持部材５は支持軸６を支点としてα方向とβ方向へ回動自在である。

図２に示すように、それぞれの支持片５ａのＸ１側の端部に軸受部７が設けられており、金属製のローラ軸８の両端部がＹ１側とＹ２側の軸受部７によって回転自在に支持されている。ローラ軸８のＹ２側の端部８ａは、軸受部７からさらにＹ２側に突出しており、この端部８ａに従動歯車９が固定されている。

ローラ軸８の外周に搬送ローラ１１が装着されている。搬送ローラ１１は合成ゴム材料などで形成されて、その表面の摩擦係数が高くなっている。図２に示すように、搬送ローラ１１は、Ｙ１側の端部１１ａおよびＹ２側の端部１１ａで直径が大きく、ディスクＤの中心部が移動する移動中心線Ｏ上に位置する中心部１１ｂにおいて直径が短くなっている。搬送ローラ１１は、中心部１１ｂを挟んで両側部分が対称なテーパ形状である。

図１に示すように、筐体２の天井板２ａの下面に挟持部材１２が配置されている。挟持部材１２は合成樹脂材料で形成されてその表面の摩擦係数が低くなっている。なお、挟持部材１２として自由に回転する対向ローラが設けられているものであってもよい。

図１に示すように、筐体２の内部には支持軸１３が設けられ、支持軸１３に駆動歯車１４が回転自在に支持されている。筐体２の底板２ｂ上に伝達歯車１９が回転自在に支持されており、図示しない搬送モータの回転力が、伝達歯車１９を介して駆動歯車１４に伝達される。

ローラ支持部材５がα方向へ回動して、搬送ローラ１１が挟持部材１２とでディスクＤを挟持できる挟持位置に移動すると、ローラ軸８に固定された従動歯車９が駆動歯車１４と噛み合う。ローラ支持部材５がβ方向へ回動すると、搬送ローラ１１が挟持部材１２から離れる退避位置へ移動し、このときに、従動歯車９が駆動歯車１４から離れる。

ローラ支持部材５と、筐体２の底板２ｂとの間に、第１のばね部材１５と第２のばね部材１６が設けられている。図２に示すように、第１のばね部材１５と第２のばね部材１６は、ディスクＤの移動中心線Ｏを挟んで両側に配置され、第１のばね部材１５が、従動歯車９が設けられているローラ端部に近い位置に配置され、第２のばね部材１６が、従動歯車９が設けられていないローラ端部に近い位置に配置されている。

第１のばね部材１５の先端１５ａは、ローラ支持部材５のばね掛け片５ｃに掛けられ、後端１５ｂは筐体２の底板２ｂに掛けられている。同様に、第２のばね部材１６は先端１６ａがばね掛け片５ｃに掛けられ、後端１６ｂが底板２ｂに掛けられている。第１のばね部材１５と第２のばね部材１６により、ローラ支持部材５が、図１に示す挟持位置に向けて付勢されている。

第１のばね部材１５と第２のばね部材１６は、同じ構造の引張りコイルばねであり、ばね材の線形と巻き回数および巻き径が同じである。第１のばね部材１５と第２のばね部材１６は自由状態の長さ（自由長）は互いに同じであり、ばね定数も同じである。ただし、第１のばね部材１５を、ばね掛け片５ｃと底板２ｂに掛けたときの長さ（設置長）Ｌ１は、第２のばね部材１６をばね掛け片５ｃと底板２ｂに掛けたときの長さ（設置長）Ｌ２よりも少し長く設定されている。よって、ローラ支持部材５がどの回動姿勢にあっても、第１のばね部材１５からローラ支持部材５に与えられる引張り弾性力が、第２のばね部材１６で与えられる引張り弾性力よりも大きい。

図２には、第１のばね部材１５の引張り弾性力の作用線がＦ１で示され、第２のばね部材１６の引張り弾性力の作用線がＦ２で示されている。第１のばね部材１５の作用線Ｆ１と、ディスクＤの移動中心線Ｏと平行な線との成す角度はθ１であり、第２のばね部材１６の作用線Ｆ２と動中心線Ｏと平行な線との成す角度はθ２である。前記角度θ１とθ２は、図２に示すＸ−Ｙ平面内（搬送されるディスクのディスク面と平行な面内）での角度である。角度θ１と角度θ２は０度を越えて９０度未満であり、角度θ１は時計回り、角度θ２は反時計回りの角度であって、角度θ１とθ２の正負が互いに逆向きである。そして、角度θ１の絶対値は角度θ２の絶対値よりも小さい。

図１に示すように、第１のばね部材１５の作用線Ｆ１と第２のばね部材１６の作用線Ｆ２は、筐体２の底板２ｂに対して上下方向に傾斜する角度成分を有しているが、この角度成分は、第１のばね部材１５と第２のばね部材１６において同じである。

筐体２のＹ１側の側板の内側とＹ２側の側板の内側に切換え部材が設けられており、両切換え部材は、Ｘ１−Ｘ２方向の同じ方向へ同期して移動する。図１に示すように、それぞれの切換え部材にローラ制御カム１８が設けられている。ローラ制御カム１８はカム穴であり、ローラ軸８の両端部がそれぞれローラ制御カム１８の内部に入り込んでいる。ローラ制御カム１８は、Ｘ２側においてローラ軸８の直径よりも十分に広い開口面積で形成された逃げ穴１８ａと、逃げ穴１８ａからＸ１方向へ向かうにしたがって下向きに傾斜する傾斜カム部１８ｂとを有している。

筐体２の内部には回転駆動部２０が設けられている。回転駆動部２０は、スピンドルモータ２１と、その出力軸に固定されたターンテーブル２２を有している。ターンテーブル２２の上方に、ディスクＤの中心部をターンテーブル２２に押し付けるクランプ部材が設けられているが、図１ではその図示を省略している。

次に、ディスク装置１の動作を説明する。
ディスクＤの挿入を待機するときは、切換え部材がＸ１方向へ移動し、ローラ制御カム１８がＸ１方向へ移動して、ローラ軸８の端部が、ローラ制御カム１８の逃げ穴１８ａの内部に位置している。よって、ローラ軸８がローラ制御カム１８で拘束されておらず、第１のばね部材１５と第２のばね部材１６からローラ支持部材５に作用するα方向へ回動付勢により、搬送ローラ１１が挟持部材１２に圧接する挟持位置に設定されている。また、ローラ支持部材５がα方向へ付勢されているため、ローラ軸８の端部８ａに固定されている従動歯車９が、駆動歯車１４と噛み合っている。

挿入口４からディスクＤが挿入され、これが図示しない光学検知素子などで検知されると、制御部が搬送モータを始動する。搬送モータの回転力は、伝達歯車１９から駆動歯車１４に伝達され、駆動歯車１４が時計方向（φ１方向）へ回転する。よって、従動歯車９が反時計方向（φ２方向）へ回転して、搬送ローラ１１が搬入方向へ回転する。

ディスクＤは搬送ローラ１１と挟持部材１２とで挟持されて、Ｘ１方向へ搬入される。ディスクＤの中心穴Ｄａがターンテーブル２２上に至ったことが、図示しない装填完了検知部で検知されると、切換え部材がＸ２方向へ移動し、ローラ制御カム１８の傾斜カム部１８ｂによってローラ軸２が下降させられる。ローラ支持部材５がβ方向へ回動させられ、搬送ローラ１１がディスクＤから離れて退避位置に移動し、従動歯車９が駆動歯車１４から離れる。

搬送ローラ１１の下降に伴ってディスクＤが下降し、中止穴Ｄａがターンテーブル２２に設置される。これと同時に、クランパが下降し、ディスクＤの中心部がターンテーブル２２とクランパとで挟持される。その後、スピンドルモータ２１によってディスクＤが回転駆動され、光ヘッドによってディスクＤに対する情報の記録や読み出し動作が行われる。

図２に示すように、第１のばね部材１５の設置長Ｌ１が第２のばね部材１６の設置長Ｌ２よりも長いため、第１のばね部材１５の引張り弾性力が、第２のばね部材１６よりも大きくなっている。さらに、第１のばね部材１５の作用線Ｆ１の角度θ１の絶対値が第２のばね部材１６の作用線Ｆ２の角度θ２の絶対値よりも小さいため、第１のばね部材１５の引張り弾性力のＸ１方向への分力が、第２のばね部材１６の引張り弾性力のＸ１方向への分力よりも大きくなる。

第１のばね部材１５と第２のばね部材１６の設定長の違いとＸ１方向の分力の比率との違いにより、第１のばね部材１５からローラ支持部材５に与えられるＸ１方向への付勢力ｆ１が、第２のばね部材１６からローラ支持部材５に与えられるＸ１方向への付勢力ｆ２よりも大きくなる。したがって、搬送ローラ１１を挟持部材１２に押し付ける付勢モーメントは、搬送ローラ１１のＹ２側の端部が、Ｙ１側の端部よりも大きい。

図１に示すように、ディスクＤを搬入しているときは、駆動歯車１４が時計方向（φ１方向）へ回転するため、従動歯車９に対してディスクＤから離れる向き（挟持部材１２から離れる向き）の力が作用する。従動歯車９は、ローラ軸８のＹ２側の端部にのみ固定されているため、ローラ軸８のＹ２側の端部に対してのみ、ディスクＤから離れる向きの力が作用する。

しかし、図２に示すように、第１のばね部材１５による付勢力ｆ１が第２のばね部材１６による付勢力ｆ２よりも大きく、付勢力ｆ１が、ローラ軸８の端部８ａに作用する下向きの力を相殺する向きに作用する。そのため、搬送ローラ１１と挟持部材１２とでディスクＤを挟持する力に、移動中心線Ｏを挟んだＹ１側とＹ２側とで大きな差が生じるのを防止できる。

図２に示すように、搬送ローラ１１は中心部１１ｂを挟んで左右対称のテーパ形状であるため、ディスクＤのＹ１側の縁部とＹ２側の縁部が、搬送ローラ１１と挟持部材１２とで挟まれ、搬送ローラ１１の搬送力は、移動中心線Ｏを挟んだ両側において、主にディスクＤの縁部に対して作用する。前記付勢力ｆ１，ｆ２の差によって、移動中心線Ｏを挟んだＹ１側とＹ２側で搬送力のばらつきが矯正されるために、ディスクＤの縁部に対してＹ１側とＹ２側で搬送力がバランス良く作用し、ディスクＤが安定した姿勢でＸ１方向へ搬入される。

その結果、ディスクＤの一方の縁部に作用する搬送力が低下して、ディスクが回転してディスクＤの搬入時間が遅延したり、あるいはディスクＤが一方の縁部を支点としてばたつくなどの搬送不良を防止しやすくなる。

ディスクＤが挿入口４に向けてＸ２方向へ搬出されるときは、駆動歯車１４が反時計方向へ回転し、従動歯車９が時計方向へ回転し、搬送ローラ１１が搬出方向へ回転する。このとき、駆動歯車１４の反時計方向の回転力で、従動歯車９およびローラ軸８にディスクＤに押圧される向きの力が作用する。よって、ディスク搬出時は、搬送ローラ１１と挟持部材１２とでディスクＤが強い力で挟持されることになり、ディスクＤが確実に搬出される。

図２に示すように、第１のばね部材１５の作用線Ｆ１の角度θ１と、第２のばね部材１６の作用線Ｆ２の角度θ２が互いに逆向きであり、角度θ２の絶対値が、角度θ１の絶対値よりもかなり大きくなっている。そのため、第２のばね部材１６の引張り弾性力のＹ１方向への分力ｆｂの絶対値が、第１のばね部材１５の引張り弾性力のＹ２方向への分力ｆａの絶対値よりも大きい。この分力ｆａと分力ｆｂとの差の力により、ローラ支持部材５がＹ１方向へ付勢される。この付勢力によって、ローラ支持部材５がＹ１側の軸受部３ａに押し付けられ、動作時のローラ支持部材５のがたつきを防止でき、車載用ディスク装置の場合の走行中のがたつきノイズを低減できるようになる。

一般に搬送ローラ１１は挿入口４に接近する位置に配置されるため、第１のばね部材１５と第２のばね部材１６は、その作用線Ｆ１，Ｆ２を傾けて配置しなくてはならない場合が多い。その際に、第１のばね部材１５の作用線Ｆ１の角度θ１と第２のばね部材１６の作用線Ｆ２の角度θ２を互いに逆向きにしてＹ方向へ互いに逆向きの分力ｆａ，ｆｂを発生させ、しかも、分力ｆａと分力ｆｂとに差を持たせて、ローラ支持部材５をＹ１方向へ付勢することで、ローラ支持部材５が軸受部３ａに過大な力で押し付けられるのを防止でき、ローラ支持部材５の回動負荷が増大するのを防止できるようになる。

なお、分力ｆａと分力ｆｂの差によって、ローラ支持部材５がＹ２側の軸受部３ａに押し付けられてもよい。また、移動中心線ＯよりもＹ１側とＹ２側のそれぞれに複数のばね部材が設けられてもよい。すなわち、第１のばね部材と第２のばね部材はそれぞれが複数のばね部材で構成されてもよい。

１ ディスク装置
２ 筐体
３ａ 軸受部
４ 挿入口
５ ローラ支持部材
６ 支持軸
８ ローラ軸
９ 従動歯車
１１ 搬送ローラ
１２ 挟持部材
１４ 駆動歯車
１５ 第１のばね部材
１６ 第２のばね部材
２０ 回転駆動部
Ｆ１ 第１のばね部材の作用線
Ｆ２ 第２のばね部材の作用線
Ｏ 移動中心線

Claims (5)

1. 搬送ローラと、前記搬送ローラとでディスクを挟持する挟持部材と、前記搬送ローラで搬送されたディスクが設置される回転駆動部とを有するディスク装置において、
   前記搬送ローラのローラ軸がローラ支持部材に支持され、前記ローラ支持部材の動きに伴って前記搬送ローラがディスクを挟持する挟持位置とディスクから離れる退避位置へ移動可能であり、前記ローラ軸の一方の端部に従動歯車が固定され、前記搬送ローラが挟持位置に至ったときに前記従動歯車が噛み合う駆動歯車と、前記駆動歯車を回転させるモータが設けられており、
   前記ローラ支持部材と固定部との間に第１のばね部材と第２のばね部材が設置されて、前記搬送ローラが挟持位置へ向かうように前記ローラ支持部材が付勢されており、第１のばね部材は、前記搬送ローラで搬送されるディスクの中心が移動する移動中心線よりも前記従動歯車に近い位置に設置され、第２のばね部材は前記移動中心線よりも前記従動歯車から離れる位置に配置されており、
   第１のばね部材が前記ローラ支持部材に与える挟持位置への付勢力が、前記第２のばね部材が前記ローラ支持部材に与える挟持位置への付勢力よりも大きいことを特徴とするディスク装置。
2. ディスクを前記回転駆動部に向けて搬入するときの前記駆動歯車の回転により、前記従動歯車と前記ローラ軸に対して、前記挟持部材から離れる向きの力が作用する請求項１記載のディスク装置。
3. 第１のばね部材と第２のばね部材は、自由状態の長さが同じでばね定数が同じ引張りばねであり、設置長さは、第１のばね部材が第２のばね部材よりも長い請求項１または２記載のディスク装置。
4. 第１のばね部材と第２のばね部材の少なくとも一方のばね力の作用線が、前記移動中心線と平行な線に対して、０度を越えて９０度未満の角度を有しており、ばね力の分力で前記ローラ支持部材が、ローラ軸の軸方向に沿う一方向へ付勢されている請求項１ないし３のいずれかに記載のディスク装置。
5. 第１のばね部材のばね力の作用線と第２のばね部材のばね力の作用線が、互いに逆の向きに傾いており、一方のばね部材の作用線の傾き角度の絶対値が他方よりも大きく設定されて、前記ローラ支持部材に対してローラ軸の軸方向に沿う付勢力が作用している請求項４記載のディスク装置。

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