JPH11306656A - ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドライブユニットの重心を記録媒体ディスク
の回転中心に近付けて自動調芯機構がその性能を十分に
発揮することができるようにすることを課題とする。 【解決手段】 メカシャーシ２に光ディスク２０を支持
したターンテーブル１５を回転させるスピンドルモータ
６、ターンテーブルに支持された光ディスクの半径方向
に移動して光ディスクについての信号の再生あるいは記
録又はその双方を為す光ピックアップ１９等を備えたド
ライブユニット３を弾性体４を介してベースシャーシ５
に支持して成る光ディスクドライブ装置１であって、上
記スピンドルモータを含む回転駆動部にスピンドルモー
タのロータ部１３、１４と共に回転する収納室１７と該
収納室内において移動自在なバランス球１８を備えた自
動調芯機構１６を設け、カウンターウエイト２６を、メ
カシャーシのうち上記スピンドルモータの回転中心Ｏを
挟んで上記ピックアップ及び該ピックアップを駆動する
機構等が配設された側と反対側に配置し、これによっ
て、上記ドライブユニットの重心Ｇ′をスピンドルモー
タの回転中心に一致又は近接させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は新規なディスクドラ
イブ装置に関する。詳しくは、記録媒体ディスクを回転
させる回転駆動部に記録媒体ディスクにあるアンバラン
スを解消するための自動調芯機構が設けられたディスク
ドライブ装置において、自動調芯機構がその機能を確実
に発揮することができるようにする技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５及び図６に従来のディスクドライブ
装置の一例の概略を示す。

【０００３】ディスクドライブ装置ａは、メカシャーシ
ｂを備え、該メカシャーシｂに所用の部材や部品が搭載
されている。

【０００４】メカシャーシｂの一端部にターンテーブル
ｃを回転させるスピンドルモータｄが配設され、ターン
テーブルｃ上に光ディスクｅが支持されて回転せしめら
れる。また、メカシャーシｂ上には、スレッドモータｆ
によって上記ターンテーブルｃに支持された光ディスク
ｅの半径方向に移動せしめられる光ピックアップｇが配
置されている。このように、メカシャーシｂ上に所用の
部材及び部品が配設されてドライブユニットｈが構成さ
れ、該ドライブユニットｈが弾性体ｉ、ｉ、・・・を介
してベースシャーシｊに取り付けられている。これは、
アンバランスを有する、すなわち、重心が中心に位置し
ていない光ディスクが高速で回転したときに、それによ
って発生する振動がディスクドライブ装置ａの外部に伝
わるのを防止するためである。

【０００５】また、メカシャーシｂのうち光ディスクｅ
の回転中心、すなわち、スピンドルモータｄの回転中心
Ｏを通る水平線Ｈ−Ｈを境に光ピックアップｇやスレッ
ドモータｆが配置された側にカウンターウエイトｋが取
り付けられている。

【０００６】そして、上記スピンドルモータｄは、自動
調芯機構を有している。

【０００７】スピンドルモータｄが有する自動調芯機構
は、Ｔｈｅａｒｌの自動平衡装置により説明される。Ｔ
ｈｅａｒｌの自動平衡装置についての詳細は、理工学社
出版「機械力学」（昭和５７年３月）Ｐ１４６、１４７
を参照されたい。

【０００８】Ｔｈｅａｒｌの自動平衡装置ｌの原理と機
能を簡単に、図７により説明する。Ｔｈｅａｒｌの自動
平衡装置ｌは、環状のレース部を有するホルダｍと、ホ
ルダｍ上を自由に移動することができる複数のボール
ｎ、ｎとから構成されている。

【０００９】そして、アンバランスを有する光ディスク
ｅがターンテーブルｃ上に支持された状態において、ド
ライブユニットｈと弾性体ｉ、ｉ、・・・とから構成さ
れる振動系の共振周波数よりも高い周波数で光ディスク
ｅが回転している場合、ドライブユニットｈは光ディス
クｅのアンバランスの位相とほぼ１８０゜遅れて振動す
る。ボールｎ、ｎはドライブユニットｈが振動する方向
に自動的に移動するので、結果として光ディスクｅのア
ンバランスとは逆位相に移動することになり、バランス
を自動的にとってくれるという動作原理となっている。

【００１０】例えば、アンバランスを有する光ディスク
ｅが回転されてドライブユニットｈに振動が生じると、
当該光ディスクｅに関する信号の読取や書込が十分に為
されない惧があるばかりでなく、その振動がディスクド
ライブ装置ａの外部へ伝わった場合には、ハードディス
クドライブ装置等、周辺機器を振動させて誤動作を生じ
させる原因となる等、周囲へ悪影響を及ぼすことがある
が、スピンドルモータｄが上記したような自動調芯機構
を備えることによって、そのような悪影響が防止され
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のディ
スクドライブ装置ａにあっては自動調芯機構の動作が不
安定になり、その性能を十分に発揮することができない
という問題があった。

【００１２】従来のディスクドライブ装置ａにあって
は、上記したように、メカシャーシｂのうち光ディスク
ｅの回転中心、すなわち、スピンドルモータｄの回転中
心Ｏを通る水平線Ｈ−Ｈを境に光ピックアップｇやスレ
ッドモータｆが配置された側にカウンターウエイトｋが
取り付けられている。その理由は次のようなものであ
る。

【００１３】図６に示すように、ドライブユニットｈ全
体の重心Ｇは、光ピックアップｇやスレッドモータｆ等
の配置及びメカシャーシｂ自体の形状によって、スピン
ドルモータｄの回転中心Ｏ付近にはなく、光ピックアッ
プｇが配置された側にシフトしている。そこで、アンバ
ランスを有する光ディスクｅが高速で回転され、それに
伴う振動が生じたときに、該振動がメカシャーシｂを歪
ませて、メカシャーシｂ自体が振動してしまうことを防
止するために、重心Ｇをドライブユニットｈ自体の中心
にシフトさせるために、上記のように、カウンターウエ
イトｋを配設したものである。もしも、メカシャーシｂ
を剛性の劣る樹脂材料などで形成した場合、重心Ｇがド
ライブユニットｈの中心に無いと、アンバランスを有す
る光ディスクｅの高速回転による振動によってメカシャ
ーシｂが大きく歪み（これは、重心Ｇがメカシャーシｂ
の中心からずれていることによって、メカシャーシｂの
左側と、右側の振動振幅と振動位相に差が生じ、その結
果メカシャーシｂが捩じられることによる）、光ピック
アップｇが光ディスクｅの情報を正常に読み取ることが
できなくなってしまう。

【００１４】ところが、従来のディスクドライブ装置ａ
におけるように、ドライブユニットｈの重心Ｇが光ディ
スクｅの回転中心Ｏから大きくずれていると、光ディス
クｅのアンバランスによって生じる振動、すなわち、軸
の振動する軌道が図６にｏで示すように楕円形になる。
これは、振動入力と重心とがずれることにより、平行振
動と回転振動との２自由度系の振動となるからである。

【００１５】軸の振動軌道が楕円形となると、自動調芯
機構の動作が不安定となり、その性能を十分に発揮する
ことができない。

【００１６】また、上記ディスクドライブ装置ａにおけ
るように、カウンターウエイトｋを設けない場合でも、
ドライブユニットｈの重心は、スピンドルモータｄの回
転中心から光ピックアップｇ、スレッドモータｆ等が配
置された側にシフトしてしまい、アンバランスを有する
光ディスクｅが高速で回転された場合の振動の軌跡は楕
円形になってしまい、やはり、自動調芯機構が十分にそ
の機能を発揮することができない。

【００１７】従って、従来のディスクドライブ装置にあ
っては、カウンターウエイトｋを設けたものも、また、
そうでないものも、何れも自動調芯機構がその機能を十
分に発揮することができず、データの転送速度を速める
ために、記録媒体ディスクの回転速度を高くするのに障
害があった。

【００１８】そこで、本発明は、ドライブユニットの重
心を記録媒体ディスクの回転中心に近付けて自動調芯機
構がその性能を十分に発揮することができるようにする
ことを課題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明ディスクドライブ
装置は、上記した課題を解決するために、スピンドルモ
ータを含む回転駆動部にスピンドルモータのロータ部と
共に回転するホルダと該ホルダ内において移動自在なバ
ランス部材を備えた自動調芯機構を設け、カウンターウ
エイトを、上記ドライブユニットにおいて上記スピンド
ルモータの回転中心を挟んで上記ピックアップ及び該ピ
ックアップを駆動する機構等が配設された側と反対側に
配置し、これによって、上記ドライブユニットの重心を
スピンドルモータの回転中心に一致又は近接させたもの
である。

【００２０】従って、本発明ディスクドライブ装置にあ
っては、ドライブユニットの重心がスピンドルモータの
回転中心に一致又は近接するので、記録媒体ディスクの
回転中心の振動の軌跡を円軌道に近付けることができ、
ドライブユニットが振動することによって生じる力がど
の位相方向でも安定し、バランス部材が速やかにアンバ
ランスを解消する位置、すなわち、平衡位置へと移動す
ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明ディスクドライブ
装置の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

【００２２】なお、図示した実施の形態は、本発明を光
ディスクの記録及び／又は再生を行う光ディスクドライ
ブ装置に適用したものである。

【００２３】光ディスクドライブ装置１はメカシャーシ
２に所要の部材及び部品を搭載して成るドライブユニッ
ト３を弾性体（ダンパー）４、４、・・・を介してベー
スシャーシ５に取り付けて成る。

【００２４】メカシャーシ２の一端部にはスピンドルモ
ータ６がステータ基板７を介して固定されている。

【００２５】ステータ基板７には筒状をした軸支持部８
が固定されており、該軸支持部８にスピンドル軸９が軸
受１０、１０を介して回転自在に支持されている。ま
た、スピンドル軸９の下端は軸支持部８に取着されたス
ラスト軸受１１によって支持されている。また、ステー
タ基板７には上記軸支持部８の周りを囲むようにステー
タコイル１２が配設固定されている。

【００２６】スピンドル軸９には磁性材料で深皿を伏せ
た如き形状に形成されたロータヨーク１３がその周壁部
で上記ステータコイル１２の外側を囲むように固定され
ており、その周壁部の内面にはステータコイル１２と対
向するようにロータマグネット１４が固定されている。
これによって、ステータコイル１２に通電されることに
よってロータヨーク１３が回転し、ロータヨーク１３が
固定されているスピンドル軸９が回転されることにな
る。

【００２７】そして、上記スピンドル軸９の上端部にタ
ーンテーブル１５が固定されている。

【００２８】上記ロータヨーク１３とターンテーブル１
５との間には自動調芯機構１６が設けられている。該自
動調芯機構１６は、リング状をした収納室１７と収納室
１７内に移動自在に配設された複数のバランス球１８と
から成る。収納室１７は上記スピンドル軸９に固定され
た皿状をした部材によって形成され、該収納室１７の上
面はターンテーブル１５によって閉塞されている。

【００２９】メカシャーシ２のスピンドルモータ６が配
置された部分より後方の部分には、光ピックアップ１９
がターンテーブル１５上に支持された光ディスク２０の
半径方向に移動自在なるようにガイド２１、２２によっ
て支持されている。

【００３０】光ピックアップ１９にはラックギヤ２３が
設けられており、メカシャーシ２に固定されたスレッド
モータ２４によって回転されるピニオンギヤ２５によっ
て上記ラックギヤ２３が送られることによって、光ピッ
クアップ１９がガイド２１、２２に案内されてターンテ
ーブル１５上に支持された光ディスク２０の半径方向に
移動するようになっている。

【００３１】そして、メカシャーシ２のうち、スピンド
ルモータ６の回転中心Ｏを挟んで光ピックアップ１９、
スレッドモータ２４等が配置された側と反対側の位置に
カウンターウエイト２６が配設されている。このカウン
ターウエイト２６の配設によって、ドライブユニット３
の重心Ｇ′はスピンドルモータ６の回転中心Ｏに一致又
は近接される。

【００３２】なお、カウンターウエイト２６の材料とし
ては鋼板を積層したものや燒結金属等密度が高く体積に
比較して重量の大きいものを使用するのが好ましい。ま
た、カウンターウエイト２６の配置位置は、メカシャー
シ２上とは限らず、その他の部分、例えば、スピンドル
モータ６のステータ基板７上等に配置しても良い。さら
に、カウンターウエイト２６の一部がスピンドルモータ
の回転中心Ｏから光ピックアップ１９等が配置された側
にはみ出していても、カウンターウエイト２６自体の重
心が光ピックアップ１９等が配置された側と反対側に位
置していれば問題がない。さらにまた、カウンターウエ
イト２６自体の形状は特に問わないものである。また、
カウンターウエイト２６の数は１個に限らず、複数個設
けても良い。

【００３３】そして、メカシャーシ２には上記以外にも
所要の部材や部品が搭載されて、ドライブユニット３が
構成される。

【００３４】しかして、ターンテーブル１５上に支持さ
れた光ディスク２０がスピンドルモータ６の駆動に伴っ
てターンテーブル１５と共に回転され、そして、光ピッ
クアップ１９が該光ディスク２０の半径方向に移動しな
がら、該光ディスク２０について信号の記録及び／又は
再生を行う。

【００３５】そして、この時、ターンテーブル１５上に
支持された光ディスク２０にアンバランスがあって、振
動を生じたときには、上記自動調芯機構１６のバランス
球１８が該アンバランスを解消する位置へと移動して、
上記振動が解消又は軽減される。

【００３６】そして、上記したように、本発明に係る上
記光ディスクドライブ装置１にあっては、メカシャーシ
２のうち、スピンドルモータ６の回転中心Ｏを挟んで光
ピックアップ１９、スレッドモータ２４等が配置された
側と反対側の位置にカウンターウエイト２６が配設され
ているので、ドライブユニット３の重心Ｇ′が、図３に
示すように、スピンドルモータ６のスピンドル軸９の回
転中心Ｏに一致し又は近接するので、アンバランスによ
って生じる振動が円形に近くなり、そのために、上記自
動調芯機構１６による調心作用が速やかに、且つ、確実
に為される。

【００３７】その理由を図４によって説明する。

【００３８】バランス球１８には、収納室１７が回転す
ることによって生じる遠心力 Ｆｒ＝ｍｒω²と ドライブユニット３が振動することによって生じる力 Ｆｅ＝ｍｅω²とが働いている。

【００３９】ここで、ｍはバランス球１８の質量、ｒは
バランス球１８が収納室１７上にあるときの公転半径、
ｅはドライブユニット３の振動の振幅、ωはスピンドル
モータ６の回転数である。

【００４０】バランス球１８には、スピンドルモータ６
が回転するだけであれば、遠心力Ｆｒのみが働き、バラ
ンス球１８は収納室１７の外側内周面に押し付けられる
だけであるが、ドライブユニット３が振動をし、Ｆｅを
働かせることにより合力Ｆが生じ、これにより偏角αが
生じ、従って、バランス球１８は周方向に移動し、バラ
ンスを調整することになる。

【００４１】しかしながら、実際には、バランス球１８
と収納室１７との間には転がり摩擦係数μがあるので、
バランス球１８が移動することができるための条件はμ
＜ｔａｎαでなければならない。

【００４２】ここで、α＝ｓｉｎ^-1（Ｆｅ ｓｉｎθ／
Ｆ）（θはＦｒとＦｅとが為す角度である。）である。

【００４３】従って、ドライブユニット３の振動により
生じるＦｅが大きいほど、許容される転がり摩擦係数μ
は大きくなる。

【００４４】そこで、もし、従来技術におけるように、
ドライブユニットｈの重心Ｇが光ディスクｅの回転中心
から大きくずれていて、軸が楕円軌道ｏで振動すれば、
楕円の長軸方向ではＦｅが大きくなって、許容転がり摩
擦係数が大きくなり、ボールｎは移動しやすく、よって
自動平衡装置ｌは動作しやすいが、短軸方向ではＦｅが
小さくなってしまうので、許容される転がり摩擦係数が
小さくなり、ボールｎは移動しづらく、自動平衡装置ｌ
は動作しづらくなる。

【００４５】それに対して、上記光ディスクドライブ装
置１にあっては、メカシャーシ２のうち、スピンドルモ
ータ６の回転中心Ｏを挟んで光ピックアップ１９、スレ
ッドモータ２４等が配置された側と反対側の位置にカウ
ンターウエイト２６を配設して、ドライブユニット３の
重心Ｇ′を光ディスク２０の回転中心、すなわち、スピ
ンドル軸９の中心Ｏに一致乃至は近接させたので、光デ
ィスク２０の回転中心の振動の軌道を楕円軌道から円軌
道２７に近付けることができ、どの位相方向でも、Ｆｅ
が安定し、自動調芯機構１６が動作しやすくなる。

【００４６】なお、上記実施の形態において、自動調芯
機構１６として、リング状をした収納室１７と収納室１
７内に移動自在に配設された複数のバランス球１８とか
ら成るものを示したが、自動調芯機構の形態はこのよう
なものに限定されるものではなく、回転体の偏重心に基
づく振動がある場合、偏重心を補正する方向に移動して
バランスを取るバランス部材を有するものであれば、ど
のような構成のものでも良い。

【００４７】さらに、上記実施の形態は、本発明を光デ
ィスクの記録及び／又は再生を行う光ディスクドライブ
装置に適用したものを示したが、本発明の適用範囲はこ
のようなものに限定されるものではなく、広く他の記録
媒体ディスクを使用するディスクドライブ装置に適用す
ることができるものである。

【００４８】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明ディスクドライブ装置は、メカシャーシに記
録媒体ディスクを支持したターンテーブルを回転させる
スピンドルモータ、ターンテーブルに支持された記録媒
体ディスクの半径方向に移動して記録媒体ディスクにつ
いての信号の再生あるいは記録又はその双方を為すピッ
クアップ等を備えたドライブユニットを弾性体を介して
ベースシャーシに支持して成るディスクドライブ装置で
あって、上記スピンドルモータを含む回転駆動部にスピ
ンドルモータのロータ部と共に回転するホルダと該ホル
ダ内において移動自在なバランス部材を備えた自動調芯
機構を設け、カウンターウエイトを、ドライブユニット
において上記スピンドルモータの回転中心を挟んで上記
ピックアップ及び該ピックアップを駆動する機構等が配
設された側と反対側に配置し、これによって、上記ドラ
イブユニットの重心をスピンドルモータの回転中心に一
致又は近接させたことを特徴とする。

【００４９】従って、本発明ディスクドライブ装置にあ
っては、ドライブユニットの重心がスピンドルモータの
回転中心に一致又は近接するので、記録媒体ディスクの
回転中心の振動の軌跡を円軌道に近付けることができ、
ドライブユニットが振動することによって生じる力がど
の位相方向でも安定し、バランス部材が速やかにアンバ
ランスを解消する位置、すなわち、平衡位置へと移動す
ることができる。

【００５０】これによって、アンバランスを有する記録
媒体ディスクを高速で回転させることによって生じる振
動を速やかに解消乃至は軽減することができるので、記
録媒体ディスクの高速回転が可能となり、データ転送速
度を速めることが可能となる。

【００５１】また、請求項２に記載した発明にあって
は、上記カウンターウエイトを上記メカシャーシ上に配
置するようにしたので、カウンターウエイトの配置が容
易で、且つ、ドライブユニットの重心をスピンドルモー
タの回転中心に近付けやすくなる。

【００５２】さらに、請求項３及び請求項４に記載した
発明にあっては、上記自動調芯機構のホルダをリング状
をした収納室とし、上記バランス部材を上記収納室内に
移動自在に配設された複数のバランス球としたので、自
動調芯機構を簡単に構成することができる。

【００５３】なお、上記した実施の形態において示した
各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際し
て行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これ
らによって、本発明の技術的範囲が限定的に解釈される
ことがあってはならないものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２乃至図４と共に本発明ディスクドライブ装
置の実施の形態を示すものであり、本図はディスクドラ
イブ装置の概要を示す斜視図である。

【図２】回転駆動部の拡大縦断面図である。

【図３】概略平面図である。

【図４】振動の軌跡が自動調芯機構に及ぼす影響を説明
する図である。

【図５】図６と共に従来のディスクドライブ装置を示す
ものであり、本図は概略斜視図である。

【図６】概略平面図である。

【図７】Ｔｈｅａｒｌの自動平衡装置の原理を説明する
図である。

【符号の説明】

１…光ディスクドライブ装置（ディスクドライブ装
置）、２…メカシャーシ、３…ドライブユニット、４…
弾性体、５…ベースシャーシ、６…スピンドルモータ、
１６…自動調芯機構、１７…収納室（ホルダ）、１８…
バランス球（バランス部材）、１９…光ピックアップ、
２０…光ディスク、２６…カウンターウエイト、Ｇ′…
ドライブユニットの重心、Ｏ…スピンドルモータの回転
中心

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メカシャーシに記録媒体ディスクを支持
   したターンテーブルを回転させるスピンドルモータ、タ
   ーンテーブルに支持された記録媒体ディスクの半径方向
   に移動して記録媒体ディスクについての信号の再生ある
   いは記録又はその双方を為すピックアップ等を備えたド
   ライブユニットを弾性体を介してベースシャーシに支持
   して成るディスクドライブ装置であって、 上記スピンドルモータを含む回転駆動部にスピンドルモ
   ータのロータ部と共に回転するホルダと該ホルダ内にお
   いて移動自在なバランス部材を備えた自動調芯機構を設
   け、 カウンターウエイトを、ドライブユニットにおいて上記
   スピンドルモータの回転中心を挟んで上記ピックアップ
   及び該ピックアップを駆動する機構等が配設された側と
   反対側に配置し、 これによって、上記ドライブユニットの重心をスピンド
   ルモータの回転中心に一致又は近接させたことを特徴と
   するディスクドライブ装置。
2. 【請求項２】 上記カウンターウエイトを上記メカシャ
   ーシ上に配置したことを特徴とする請求項１に記載のデ
   ィスクドライブ装置。
3. 【請求項３】 上記自動調芯機構のホルダはリング状を
   した収納室であり、上記バランス部材は上記収納室内に
   移動自在に配設された複数のバランス球であることを特
   徴とする請求項１に記載のディスクドライブ装置。
4. 【請求項４】 上記自動調芯機構のホルダはリング状を
   した収納室であり、上記バランス部材は上記収納室内に
   移動自在に配設された複数のバランス球であることを特
   徴とする請求項２に記載のディスクドライブ装置。