JP6440577B2 - ディスク装置 - Google Patents

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本発明は、光ヘッドの共振を抑制できるディスク装置に関する。
特許文献1に、ガイドレールの共振を防止する構造を採用したディスク装置の移動光学ユニット案内機構に関する発明が記載されている。
この移動光学ユニット案内機構には、移動光学ユニットを案内する固定側ガイドレールと予圧側ガイドレールが設けられている。ベース上には、それぞれの前記ガイドレールの両端を支持するレール取付部が固定されている。
固定側ガイドレールの両端部は、それぞれ板バネによって、前記レール取付部の固定レール当接面に突き当てられている。前記予圧側ガイドレールの両端部を支持するベース取付部では、ストップ面に弾性体が接着されており、予圧側ガイドレールの両端部は、板バネにより前記弾性体に押し付けられている。
この構造によりガイドレールの共振を防止しようとしている。
特開平8−255441号公報
特許文献1に記載された移動光学ユニット案内機構は、予圧側ガイドレールの両端部が弾性体に押し付けられている。この支持構造では、移動光学ユニットが予圧側ガイドレール上のどの位置を移動しているときであっても、常に予圧側ガイドレールが前記弾性体で弾性支持された状態である。
よって、予圧側ガイドレールは常に動きやすい状態となっており、前記弾性体によってガイドレールの共振を抑制できたとしても、例えば車体振動などのような比較的周波数の低い外部振動によって、予圧側ガイドレールが振れやすくなっており、移動光学ユニットを安定した状態で案内することができない。
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、光ヘッドがガイド部材上の特定の位置で支持されているときのみ、光ヘッドの共振を抑制できるようにして、ディスクの振動などに追従して光ヘッドが共振する現象が生じにくくなり、しかも光ヘッドを安定して案内す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、シャーシと、前記シャーシに設けられてディスクが設置される回転駆動部と、前記回転駆動部に設置されたディスクに対向する光ヘッドとを有するディスク装置において、
前記光ヘッドをディスクに沿って移動自在に支持する第1のガイド部材と第2のガイド部材とが設けられ、
前記第1のガイド部材は、その両端部が前記シャーシに設けられた支持部材に支持されて、両側の前記支持部材の間で前記光ヘッドを移動自在に支持し、
前記第2のガイド部材は、前記光ヘッドを案内する案内領域に、前記シャーシに固定されている固定領域と、前記ディスクの面に直交する方向へ弾性変形できる弾性変形領域とが設けられており、
前記光ヘッドが前記弾性変形領域で支持されているときに、前記光ヘッドの質量と前記第1のガイド部材の剛性を含む条件で決まる前記光ヘッドの共振周波数が、回転駆動されているディスクの共振周波数に最も接近することを特徴とするものである。
本発明のディスク装置は、例えば、前記光ヘッドがディスクの中心側の初期位置にあるときに、前記光ヘッドが前記弾性変形領域で支持される。
本発明のディスク装置は、前記初期位置にある前記光ヘッドが、両側の前記支持部材のほぼ中心位置で前記第1のガイド部材で支持されている場合に特に有効である。
本発明のディスク装置は、前記第2のガイド部材が合成樹脂製であり、光ヘッド案内方向に延びる嵌合凹部に前記シャーシの一部が嵌入されており、前記弾性変形領域では、前記嵌合凹部と前記シャーシの両面との間に隙間が形成されているものが好ましい。
本発明のディスク装置は、第2のガイド部材の一部の弾性変形領域のみが弾性変形自在であるが、それ以外の固定領域で第2のガイド部材がシャーシに強固に固定されている。よって、光ヘッドが弾性変形領域に位置しているときにのみ、第2のガイド部材が振動抑制機能を発揮し、光ヘッドが固定領域を移動しているときは第2のガイド部材によって光ヘッドを安定して案内することができる。
本発明は、例えば、光ヘッドの質量と第1のガイド部材の剛性を含む条件で決まる共振周波数が、回転駆動されているディスクの共振周波数に最も近い状態になっていたとしても、その位置にある光ヘッドがディスクの振動に追従して共振するのを抑制できるようになる。
本発明の実施の形態のディスク装置を示す斜視図、 ディスク装置内部の機構を示す平面図、 光ヘッドとガイド部材を示す分解斜視図、 第2のガイド部材を図3のIV矢視方向から見た側面図、 図4をV−V線で切断した断面図、
本発明の実施の形態のディスク装置1は、Y1方向が搬入方向でY2方向が搬出方向であり、X1方向が左側で、X2方向が右側である。また、Z1方向が上方で、Z2方向が下方である。
図1と図2に示すように、ディスク装置1は筐体2を有している。筐体2は金属板で形成されている。筐体2は、底板2aと搬出方向(Y2方向)に向く前板2bと、搬入方向(Y1方向)に向く後板2cと、X1側に向く左側板2dと、X2側に向く右側板2eを有している。筐体2は天井板を有しているが、天井板は外した状態で示されている。
前板2bの外側(前方)に化粧部材であるノーズ部3が固定されており、ノーズ部3には、左右方向にスリット状に延びる挿入・排出口4が開口している。図2は、ノーズ部3が除去された状態で示されている。
筐体2は、いわゆる1DINの容積を有しており、車載用として使用されるときは、筐体2が自動車のインストルメントパネルの内部に設置され、ノーズ部3がインストルメントパネルのパネル面に現れる。
このディスク装置1はいわゆるスロットイン方式であり、図1に示すように、ディスクDは、挿入・排出口4からディスク面に沿う向きで筐体2の内部に挿入される。
図1と図2に示すように、筐体2の内部に、金属板で形成された駆動シャーシ5が収納されている。筐体2の底板2a上には複数のダンパー部材7が設けられており、駆動シャーシ5は、ダンパー部材7とコイルばねによって、筐体2の内部で動くことができるように支持されている。ダンパー部材7はゴム製の可撓性のケースの内部にオイルなどの流体が封入されている。
筐体2の内部のほぼ中央部には、回転駆動部10が配置されている。回転駆動部10は、ターンテーブル11とクランパ12を有している。駆動シャーシ5の下側にピンドルモータが固定され、スピンドルモータの回転軸が駆動シャーシ5の上方に延び出て、この回転軸にターンテーブル11が固定されている。駆動シャーシ5の上には、クランプアーム13が、Y1側に設けられた支持部13aを支点として回動自在に支持されている。クランプアーム13のY2側の先部の下側にクランパ12が回転自在に支持されている。駆動シャーシ5とクランプアーム13との間にはクランプばねが設けられ、このクランプばねの弾性力によって、クランプアーム13は、クランパ12がターンテーブル11に押し付けられる方向へ付勢されている。
図2に示すように、筐体2の内部に駆動機構20が設けられている。駆動機構20では、駆動シャーシ5上にモータ21が固定されており、モータ21の動力は主駆動歯車23に伝達され、さらに複数の歯車を備えた歯車列24に伝達される。これら歯車は、駆動シャーシ5上に回転自在に支持されている。
筐体2の左側板2dの内側に、切換え部材6がY1−Y2方向へ移動自在に支持されている。切換え部材6のY1側の端部にクランプ解除カム6aが形成されている。図1に示すように、ディスクDの装填を待機しているときは、切換え部材6がY1方向へ移動しており、クランプ解除カム6aでクランプアーム13に形成された持ち上げ部13bが持ち上げられ、クランパ12がターンテーブル11から上方へ離されている。
図2に示すように、筐体2のY1側の奥部に装填検知レバー25が回動自在に支持されている。搬入されたディスクDの中心穴Daがターンテーブル11上に至り、ディスクDのY1側の縁部で装填検知レバー25が押されると、装填検知レバー25が反時計方向へ回動させられ、その力で切換え機構26が動作し、歯車列24の回転動力が切換え部材6に与えられて、切換え部材6がY2方向へ移動し始める。このとき、切換え部材6に設けられたクランプ解除カム6aが持ち上げ部13bから外れ、クランプアーム13はクランプばねの弾性力で下降させられて、ディスクDの中心穴Daがターンテーブル11とクランパ12との間で挟まれてクランプされる。
図1に示すように、筐体2の内部では、挿入・排出口4を有するノーズ部3と回転駆動部10との間に、搬送機構30が設けられている。
搬送機構30にはローラブラケット31が設けられている。ローラブラケット31は、金属板で形成されており、Y2側の端部に設けられた支持支点部31aが駆動シャーシ5に回動自在に支持されている。
図1と図2に示すように、ローラブラケット31にローラ軸32の左右両端部が回転自在に支持されている。ローラ軸32の外周には一対の搬送ローラ33,33が挿通されている。搬送ローラ33は合成ゴム材料で形成されている。筐体2の天井板(図示せず)には、合成樹脂製のディスクガイド34が固定されており、搬送ローラ33とディスクガイド34が上下に対向している。
ローラブラケット31は、ローラ付勢ばねによって、搬送ローラ33がZ1方向へ持ち上げられるように常に付勢されている。ディスクDが搬送されるときは、ローラ付勢ばねの弾性力でローラブラケット31が上向きに回動付勢され、ディスクDが搬送ローラ33とディスクガイド34とで挟持される。
前記切換え部材6のY2側の端部には、ローラ下降カム6bが形成されており、ディスクDが装填された後に切換え部材6がY2方向へ移動すると、ローラ下降カム6bによって、ローラブラケット31が下向きに回動させられ、搬送ローラ33がディスクDから離れる。
図1と図2に示すように、ローラ軸32のX1側の端部に従動歯車35が固定されている。図2に示す駆動機構20では、歯車列24のY2方向の終段にローラ駆動歯車27が設けられている。ローラブラケット31の回動によりローラ軸32と搬送ローラ33が持ち上げられると、従動歯車35がローラ駆動歯車27と噛み合って、従動歯車35の回転力で、ローラ軸32と搬送ローラ33とが回転させられる。
図1と図2に示すように、筐体2の内部に光ヘッド50と、この光ヘッド50を移動させるヘッド移送機構40が設けられている。
図3に示すように、光ヘッド50は、合成樹脂製のヘッドベース51を有している。ヘッドベース51にはサスペンションワイヤ53の基端部が固定されており、サスペンションワイヤ53の先端部でレンズホルダ52が支持されている。レンズホルダ52には対物レンズ54が保持されている。ヘッドベース51にはフォーカス補正機構とトラッキング補正機構が搭載されており、レンズホルダ52がフォーカス補正方向とトラッキング補正方向へ駆動される。また、ヘッドベース51には、対物レンズ54に検知光を送る発光素子と、ディスクDで反射されて対物レンズ54で捕捉された反射光を受光する受光素子などの各種光学部品が搭載されている。
図2と図3に示すように、ヘッド移送機構40には、第1のガイド部材41と第2のガイド部材45が設けられている。第1のガイド部材41と第2のガイド部材45は、図1に示す駆動シャーシ5に支持されているが、図2は駆動シャーシ5が除去された状態で示されている。
第1のガイド部材41は、断面が真円形状の金属製のガイド軸であり、一方の端部が、駆動シャーシ5に固定された第1の支持部材42に支持され、他方の端部も駆動シャーシ5に固定された第2の支持部材43(図示せず)に支持されている。図2と図3に示すように、ヘッドベース51の一方の側部に基準軸受け部となる第1の軸受け部51aが一体に形成されており、第1の軸受け部51aが、第1の支持部材42と第2の支持部材43との間において、第1のガイド部材41の外側に摺動自在に挿通されている。
第2のガイド部材45は合成樹脂材料で形成されている。第2のガイド部材45には、X2方向に開口する嵌合凹部46が形成されており、嵌合凹部46はY1−Y2方向に延びている。図4に示すように、嵌合凹部46は、Z2側に下部内壁46aを、Z1側に上部内壁46bを有している。
図4に示すように、第2のガイド部材45は、光ヘッド50を案内する案内領域が、弾性変形領域W1と固定領域W2とに区分されている。固定領域W2では、Y方向に間隔を空けた2か所において、下部内壁46aからZ1方向に向けて突出する挟圧突起47が一体に形成されている。
弾性変形領域W1では、嵌合凹部46の上部内壁46cが、固定領域W2の上部内壁46bよりもZ1側に少し高くなった位置に形成されている。弾性変形領域W1の上部内壁46bと固定領域W2の上部内壁46cとの境界部に段差部46dが形成されている。
また、第2のガイド部材45では、下部内壁46aよりも下側においてX2方向へ突出する係止突起48が一体に形成されている。係止突起48は3か所に設けられている。
図3と図5に示すように、駆動シャーシ5には、Z2側に折り曲げられた折曲げ片5aと、折曲げ片5aの下縁部から水平方向に折り曲げられた固定片5bが設けられている。折曲げ片5aと固定片5bとの折り曲げ境界部には、3か所に掛止穴5cが形成されている。
図4と図5に示すように、駆動シャーシ5に形成された固定片5bが、嵌合凹部46に嵌入されることで、第2のガイド部材45が駆動シャーシ5に固定される。図4に示す固定領域W2では、嵌合凹部46の内部で、固定片5bが、上部内壁46bと挟圧突起47との間で強固に挟まれ、固定片5bの上面がY方向のほぼ全域で上部内壁46bに密着している。したがって、固定領域W2では、第2のガイド部材45がZ1−Z2方向へ動くことなく強固に固定されている。
一方で、弾性変形領域W1では、固定片5bの下面と下部内壁46aとの間に隙間δ1が形成され、固定片5bの上面と上部内壁46cとの間に隙間δ2が形成されている。弾性変形領域W1では、前記隙間分だけ、第2のガイド部材45の上部と下部がZ1−Z2方向へ弾性変形可能となっている。
図3と図4に示すように、ヘッドベース51の他方の側部に第2の軸受け部51bが形成されており、第2の軸受け部51bに軸受け凹部51cが形成されている。図3に示すように、ヘッドベール51に板ばね部材55が固定されている。板ばね部材55の下部に弾性付勢片55aが一体に形成されており、その先部に付勢部55bが形成されている。図4と図5に示すように、軸受け凹部51cは、第2のガイド部材45の外周に装着されており、前記弾性付勢片55aの付勢部55bが第2のガイド部材45の下面45aに摺動自在に弾圧されている。これにより、第2の軸受け部51bが第2のガイド部材45に上下にがたつくことのないように支持されている。
図2と図3に示すように、前記駆動機構20では、駆動シャーシ5上に動力伝達部材28が設けられている。動力伝達部材28には軸受け部28aが一体に形成されており、軸受け部28aが第1のガイド部材41に摺動自在に挿通されている。動力伝達部材28には、ラック部28bが一体に形成されている。図2に示す主駆動歯車23にピニオン歯車が一体に形成されており、ピニオン歯車がラック部28bと常に噛み合っている。
次に、前記ディスク装置1の動作を説明する。
図1に示すように、ディスクDの装填を待機する待機モードでは、切換え部材6がY1方向へ移動しており、クランプアーム13が持ち上げられて、クランパ12がターンテーブル11から上方へ離れている。また、ローラブラケット31がばねの力で持ち上げられており、搬送ローラ33がディスクガイド34の下面に圧接されている。
挿入・排出口4からディスクDが挿入され、これが図示しない挿入検知部材で検知されると、駆動機構20のモータ21が始動する。モータ21の回転力は主駆動歯車23から歯車列24を経てローラ駆動歯車27に伝達される。ローラ駆動歯車27から従動歯車35に回転力が伝達され、ローラ軸32と搬送ローラ33とが回転する。よって、ディスクDは、回転している搬送ローラ33とディスクガイド34に挟まれて、筐体2の内部に搬入されていく。
搬入されたディスクDの中心穴Daがターンテーブル11の上に移動すると、ディスクDのY1側の縁部でディスク装填検知レバー25が押されて反時計方向へ回動する。この回動力で切換え機構26が動作し、歯車列24の回転力が切換え部材6に伝達され、切換え部材6がY2方向へ移動し始める。切換え部材6が図1に示す位置からY2方向へ移動すると、クランプ解除カム6aが持ち上げ部13bから外れ、クランプばねの力でクランプアーム13が下降させられて、ディスクDの中心穴Daがターンテーブル11とクランパ12とで挟まれる。また、切換え部材6がY2方向へ移動すると、切換え部材6に設けられたローラ下降カム6bによってローラブラケット31が下降させられ、搬送ローラ33,33がディスクDの下面から離れる。
図2と図3に示すように、第1のガイド部材41には動力伝達部材28が移動自在に支持されている。前記のようにディスクDが搬入され、搬入されたディスクDがターンテーブル11とクランパ12とでクランプされるまでの間、モータ21が継続して回転しているため、主駆動歯車23は回転し続け、図2と図3に示す動力伝達部材28のラック部28bに移動力が伝達され続けている。
ここで、動力伝達部材28と光ヘッド50の第1の軸受け部51aは連結ばねを介して連結されている。光ヘッド50が、図1に示すように、ディスクDの内周側に移動して初期位置で停止しているときに、主駆動歯車23からラック部28bに動力が伝達されると、動力伝達部材28と光ヘッド50との係合状態が外れ、前記連結ばねが弾性変形しながら、動力伝達部材28が図2に示す装填・排出駆動範囲L1内で移動する。このとき、光ヘッド50は初期位置で停止したままとなる。
これに対し、ディスクのクランプが完了した後に、モータ21が回転し、主駆動歯車23が回転駆動されると、動力伝達部材28と第1の軸受け部51aとが前記連結ばねの弾性力で係合状態となり、図2に示すヘッド移送範囲L2において、動力伝達部材28と光ヘッド50とが一体となって、(a)−(b)方向へ移動できるようになる。
ただし、通常の動作では、搬入されたディスクDがターンテーブル11上にクランプされた直後にモータ21が停止し、光ヘッド50を図2に示す初期位置に停止させたままの状態で、回転駆動部10のスピンドルモータを回転させ、ターンテーブル11と共にディスクDを回転させる。
そして、ヘッドベース51に設けられたフォーカス駆動機構を動作させし、図3に示すレンズホルダ52をフォーカス補正方向(Z1−Z2方向)へ所定の周波数で往復移動させ、対物レンズ54からディスクDの内周部分の記録面に検知光を照射させ、検知光が合焦する高さ位置を測定する。この動作により、ターンテーブル11上に再生や記録が可能なディスクが装填されているか否かが判定され、さらには、合焦高さ位置からディスクDの種別、例えばCDであるのかDVDであるのかなどの種別が判定される。
図2に示すように、実施の形態のディスク装置1では、第1のガイド部材41の(a)側に、装填・排出駆動範囲L1を設ける必要があるため、光ヘッド50が図2に示す初期位置に停止し対物レンズ54からディスクDの内周側の記録面に検知光が照射されているときに、第1の軸受け部51aは、図2に示す第1の支持部材42と第2の支持部材43のほぼ中心位置において、第1のガイド部材41に支持されることになる。
光ヘッド50の質量をM、第1の支持部材42と第2の支持部材43との間での第1のガイド部材41の長さをL、第1のガイド部材41の剛性をE・I(Eは縦弾性係数、Iは断面二次モーメント)とすると、初期位置に停止している光ヘッド50の共振周波数Fは、F={π/(2・√3)}・√{(M・L)/(E・I)}で求められる。通常のディスク装置1では、この共振周波数Fが520〜550Hz程度である。
ところが、光ヘッド50が初期位置にあるときにレンズホルダ52を上下に駆動するときの駆動周波数は、前記共振周波数Fに近似した帯域に存在しており、さらに直径12cmのディスクが回転駆動されているときの、ディスクDの共振周波数は、570Hz付近に存在する。このように各周波数が近似していると、回転中のディスクDが共振したときに、この共振に追従して光ヘッド50が共振しやすくなる。この現象が生じると、フォーカスエラー信号が異常値となり、検知光の合焦高さ位置を検知することができなくなる。
そこで、この実施の形態では、光ヘッド50が図2に示す初期位置に停止しているときに、図4に示すように、ヘッドベース51の第2の軸受け部51bが、第2のガイド部材45の弾性変形領域W1に支持されている。そのため、光ヘッド50を共振させようとする振動が発生したときに、図4に示す隙間δ1,δ2の存在により、第2のガイド部材45が上下に弾性変形できるようになる。この弾性変形は制振力を発揮し、光ヘッド50の共振を抑制できるようになる。
一方で、ディスクDに記録された情報の再生や情報の記録を行うときの動作では、光ヘッド50が初期位置からディスクの外周側へ移動し、第2の軸受け部51bが、第2のガイド部材45の固定領域W2上を移動するようになる。固定領域W2では、第2のガイド部材45の嵌合凹部46内に形成された挟圧突起47,47によって、駆動シャーシ5の固定片5bが上下から強固に保持されているため、固定領域W2で第2のガイド部材45が上下に動くことがなく、光ヘッド50を安定して移動させることができる。
このように、前記ディスク装置1では、光ヘッド50が、ディスクDの回転時の共振周波数に最も接近した周波数で振動しやすい共振領域である初期位置またはこの付近に位置しているときに、光ヘッド50を第2のガイド部材45の弾性変形領域W1で支持することで、光ヘッド50の共振を抑制できる。また光ヘッドが前記共振領域を外れたら、第2のガイド部材45で光ヘッド50を安定して案内できるようになる。
1 ディスク装置
2 筐体
3 ノーズ部
4 挿入・排出口
5 駆動シャーシ
5b 固定片
6 切換え部材
10 回転駆動部
11 ターンテーブル
12 クランパ
20 駆動機構
21 モータ
23 主駆動歯車
28 動力伝達部材
30 搬送機構
40 ヘッド移送機構
41 第1のガイド部材
42 第1の支持部材
43 第2の支持部材
45 第2のガイド部材
46 嵌合凹部
46a 下部内壁
46b 上部内壁
46c 上部内壁
47 挟圧突部
50 光ヘッド
51 ヘッドベース
51a 第1の軸受け部
51b 第2の軸受け部
D ディスク
W1 弾性変形領域
W2 固定領域
δ1,δ2 隙間

Claims (4)

  1. シャーシと、前記シャーシに設けられてディスクが設置される回転駆動部と、前記回転駆動部に設置されたディスクに対向する光ヘッドとを有するディスク装置において、
    前記光ヘッドをディスクに沿って移動自在に支持する第1のガイド部材と第2のガイド部材とが設けられ、
    前記第1のガイド部材は、その両端部が前記シャーシに設けられた支持部材に支持されて、両側の前記支持部材の間で前記光ヘッドを移動自在に支持し、
    前記第2のガイド部材は、前記光ヘッドを案内する案内領域に、前記シャーシに固定されている固定領域と、前記ディスクの面に直交する方向へ弾性変形できる弾性変形領域とが設けられており、
    前記光ヘッドが前記弾性変形領域で支持されているときに、前記光ヘッドの質量と前記第1のガイド部材の剛性を含む条件で決まる前記光ヘッドの共振周波数が、回転駆動されているディスクの共振周波数に最も接近することを特徴とするディスク装置。
  2. 前記光ヘッドがディスクの中心側の初期位置にあるときに、前記光ヘッドが前記弾性変形領域で支持される請求項1記載のディスク装置。
  3. 前記初期位置にある前記光ヘッドが、両側の前記支持部材のほぼ中心位置で前記第1のガイド部材で支持されている請求項2記載のディスク装置。
  4. 前記第2のガイド部材は合成樹脂製であり、光ヘッド案内方向に延びる嵌合凹部に前記シャーシの一部が嵌入されており、前記弾性変形領域では、前記嵌合凹部と前記シャーシの両面との間に隙間が形成されている請求項1ないし3のいずれかに記載のディスク装置。
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