JPH11339379A - ディスク回転駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動調芯機構が作動しない低回転領域で、自
動調芯機構に起因する振動の発生を、価格、容積の増大
なしに抑制する。 【解決手段】 ディスク回転駆動機構１の自動調芯の行
われないような低速回転のとき、自動調芯機構７内でヨ
ーク１７に吸着されたバランス球１２ｂが、ヨーク１７
の外周に沿って移動しないように、ヨーク１７の外周に
交互に凹部、凸部を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転駆動機構分野
に属し、詳しくは、重量的にアンバランスな合成回転体
を回転させたときに生じる振動を抑制すると共に、駆動
速度の低い領域での安定な運転を行う際に有用なディス
ク等の回転駆動機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディスクをモータ等によって回転させる
もの、例えば、コンピュータに使用されるディスクドラ
イブ装置（ディスク回転駆動装置）にあっては、信号記
録媒体である光ディスクや光磁気ディスク等（以下光デ
ィスクと総称する。）をディスク回転駆動機構によって
回転させながら光学ピックアップ装置や磁気ヘッド装置
により情報信号の再生及び／又は記録を行う。かかるデ
ィスクドライブ装置にあっては、ディスク回転駆動機構
によって回転される光ディスクも合成回転体の一部に含
まれる。

【０００３】ディスクドライブ装置は、上記ディスク回
転駆動機構により回転される光ディスクにレーザ光を照
射する光学ピックアップ装置を備えている。そして、上
記ディスク回転駆動機構は、光ディスクが装着されるデ
ィスクテーブルと、該ディスクテーブルを回転させるた
めのスピンドルモータ等を備えている。

【０００４】上記光学ピックアップ装置は、光ディスク
にレーザ光を照射するための光源と、光ディスクの信号
記録面上で反射されたレーザ光の反射光を受光する光検
出器とを備えている。そして、光学ピックアップ装置と
ディスク回転駆動機構とは、例えば、サブシャーシに搭
載されている。サブシャーシは、これに固定支持したデ
ィスク回転駆動機構に対して接離する方向に移動可能に
光学ピックアップ装置を支持している。

【０００５】このように構成されるディスクドライブ装
置は、スピンドルモータにより回転される光ディスクに
光学ピックアップ装置から出射されるレーザ光を照射し
て、情報信号の記録及び／又は再生を行う。

【０００６】ところで、光ディスクは、製造時等に重量
的なアンバランスが生じることがある。そして、重量的
なアンバランスがある光ディスクを回転させると、回転
中心と重心とが一致していない状態、即ち、偏重心が生
じているため、この光ディスクは、ディスクテーブルと
共に振動する。このような振動が生じると、光学ピック
アップ装置による光ディスクの信号記録面に対するフォ
ーカシング及びトラッキングや、磁気ヘッド装置による
記録ディスクへの追従が良好に行われなくなる。

【０００７】また、通常、光ディスクに生じるアンバラ
ンスの量は光ディスクによって差がある。即ち、光ディ
スクの基板厚さが不均一であったり或いは密度が不均一
であったりして、光ディスクの中心に該光ディスクの重
心が位置せず、光ディスクそれぞれについて、重量的な
アンバランスが生ずる。

【０００８】さらに、近時、光ディスクへのデータの記
録又は再生に要する時間を短縮するために、記録又は再
生を高速回転（６０００ｒｐｍ以上）で行なうようにな
り、回転速度の増加と共に光ディスクの振動は大きくな
ってしまうという問題もある。

【０００９】このような光ディスク及びディスクテーブ
ル等の回転部材の偏重心を解消するため、バランス部材
に磁性部材から成る複数の球体（バランス球）を回転部
材と共に回転するケース体に収容した、自動調芯機構が
ある。例えば、特願平９−９６２３３号、特願平９−１
１０９２５号、特願平９−１１２４２６号等に示された
ものがそれである。

【００１０】このようなバランス球を用いた自動調芯機
構によれば、合成回転体に偏重心があったとしても、こ
れを回転することにより、バランス球がケース体内をそ
の偏心を解消する方向に移動することにより、偏重心が
解消される。

【００１１】上述の自動調芯機構の動作原理は前記刊行
物に詳述されているが、以下、その概要の構成を図５
に、自動調芯機構を図６、図７に示す。

【００１２】ディスク回転駆動機構１は、回転駆動手段
２と、該回転駆動手段２の回転軸３に設けられディスク
４を載置するディスクテーブル５と、該ディスクテーブ
ル５と協動してディスク４を挟持するチャッキングプー
リ６と、前記回転駆動手段２の回転軸３に設けられた自
動調芯機構７とを備え、ディスク回転駆動機構１は装置
本体に固定されたベースシャーシ８に弾性部材９を介し
て支持されたサブシャーシ１に固定されている。これに
より、サブシャーシ１０がベースシャーシ８に対してフ
ローティング支持されて、サブシャーシ１０、これに搭
載されるもの（ディスク回転駆動機構１等）及び弾性部
材９により振動系１１が構成される。

【００１３】自動調芯機構７は、上述した出願の明細書
において詳述したように、他の回転体の回転に対するバ
ランス球の相対速度が「０」になった状態において、バ
ランス球の引込現象が生じ、合成回転体の重量的アンバ
ランス、即ち、偏重心をキャンセルする位置にバランス
球が移動して調芯作用をなす。

【００１４】このような自動調芯機構７は、少なくとも
２個のバランス球１２ａ、１２ｂを有し、これらバラン
ス球１２ａ、１２ｂは回転軸３に同心に取りつけられた
ケース体１３に納められ、ケース体１３の内部で自由に
回転移動できる。（図６、図７参照）

【００１５】チャッキングプーリ６はディスクテーブル
５に吸着され、チャッキングプーリ６がディスクテーブ
ル５に吸着された後は、ディスクテーブル５と一体にな
るため、ディスクテーブル５の回転に伴って、一緒に回
転するようになっている。

【００１６】弾性部材９の弾性係数は、弾性部材９とサ
ブシャーシ１０の質量（サブシャーシ１０に搭載するも
のの質量も含める。）とにより決定され、これらにより
構成される振動系１１の固有振動数をディスク駆動回転
機構１の使用回転数よりも低く設定する。

【００１７】合成回転体１５には、回転駆動手段２によ
り回転されるすべての部材、例えば、ディスクテーブル
５、チャッキングプーリ６や、自動調芯機構７のほか、
回転駆動手段２に含まれる回転する部材であるロータ及
び回転軸３やディスクテーブル５とチャッキングプーリ
６とにより挟持されるディスク４が含まれる。

【００１８】自動調芯機構７においては、本来、回転駆
動手段２の回転数がいわゆるクリティカルスピード（cr
itical speed、以下限界速度と呼ぶ。）を超えたとき
に、バランス球１２が合成回転体１５の有する重量的ア
ンバランスを打ち消すような位置に移動することによっ
て、調芯作用が為される。通常、限界速度の計算には回
転駆動手段２の限界速度を用いるが、回転駆動手段２の
限界速度は常用する回転数より高い。このため、振動系
１１を構成することにより、振動系１１の限界速度を、
通常の使用回転数（約１０００〜６０００ｒｐｍ以上）
より、低い回転数に設定している。

【００１９】ところで、合成回転体１５の回転数が０ｒ
ｐｍ（停止状態）から振動系１１の限界速度の回転数よ
り低い回転数の範囲では、当然、自動調芯機構７の調芯
作用は行われない。この低い回転数の領域では、偏重心
の影響は少なく、自動調芯機構７の調芯作用は不必要で
ある。従来の技術においても、ケース１１の中心に、円
筒状のマグネット１６と、該マグネット１６の両端に円
板状のヨーク５０を密着させて設置し、合成回転体１５
の回転数が低い領域で、バランス球１２を吸着して、バ
ランス球１２の回転半径を少なくし、且つ、動かないよ
うに固定した考案が説明されている。

【００２０】即ち、合成回転体１５の回転数が０ｒｐｍ
（停止状態）から振動系１１の限界速度の回転数より低
い回転数の範囲では、複数個のバランス球１２ｂの総て
がヨーク５０に吸着されている。振動系１１の限界速度
の回転数になると大きな振動が発生して、バランス球１
２ｂに働く遠心力との相互作用で、総てのバランス球１
２ｂはヨーク１７から離脱して、ケース体の外周に移
る。かくて、バランス球１２ａとして、アンバランスを
打ち消すような位置に移動する。以後最高回転数までこ
のバランス状態を維持する。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、低速回転時
に、バランス球１２ｂは上記ヨーク５０の外径部分に吸
着されているので、ヨークの半径方向には十分の力で保
持されているが、バランス球に働く力の向きが、ヨーク
５０の外周の切線方向の場合は、バランス球１２ｂは回
転しながら、ヨークの外周に沿って簡単に移動する傾向
がある。スピンドルモータの加減速時の加速度により、
切線方向の力２７（図８参照。）が働く。又、スピンド
ルモータの軸を水平に取りつけて、光ディスクを縦置で
使用した場合には、バランス球に働く重力２８（図９参
照）が、この切線方向の力となる。ヨーク５０の円周方
向に、簡単にバランス球の移動が起こり、大きくバラン
スを崩すことになる。実際に、本来それほど大きな振動
が発生しない筈の、５００ｒｐｍ前後の回転数領域で振
動が発生する場合も起こっている。

【００２２】そこで、本発明は、バランス球がヨークに
吸着されているとき、ヨーク円周の切線方向に、バラン
ス球が移動しないよう、確実、かつ、安価な方法を提供
するものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決するために、ディスクを載置するディスクテー
ブルと、該ディスクテーブルを回転させる回転駆動手段
と、ディスクテーブルと協動してディスクを挟持するチ
ャッキングプーリと、上記回転駆動手段により回転され
る回転部材及び回転駆動手段に含まれる回転する部材の
合成重心を回転中に自動的に回転軸上に位置させる自動
調芯機構とを備え、該自動調芯機構は、少なくとも２個
の磁性体のバランス球と、前記回転駆動手段の低回転数
領域でバランス球を吸着する円板状のヨークと、マグネ
ットを備え、該ヨークは、外周に、凸部及び凹部を交互
に形成したことを特徴とするディスク回転駆動機構を構
成する。

【００２４】本発明によれば、新たに追加する部材はな
く、ヨークの形状を変更するのみで安価であり、確実な
効果を得られる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明ディスク回転駆動機
構の実施の形態について、添付した図面、図１及び図２
を参照して説明する。

【００２６】チャッキングプーリ６、ディスク４、ディ
スクテーブル５、回転駆動手段２に相当するスピンドル
モータ１８、該スピンドルモータ１８を載置するサブシ
ャーシ１０で、ディスク回転駆動機構１を構成する。

【００２７】スピンドルモータ１８は、前記回転駆動手
段２に相当し、スピンドル軸１９、モータロータ２１、
駆動マグネット２２、ディスクテーブル５、及びステー
タコイル２３等からなる。。スピンドル軸１９はサブシ
ャーシ１０に対して、回転軸受２０、２０を介して軸回
りに回転可能に支持されている。ディスクテーブル５は
略円板状に形成され中央部に形成された回転軸圧入孔５
ａにスピンドル軸１９の先端部が圧入されて、該スピン
ドル軸１９に固定されている。ディスクテーブル５の外
周部にモータロータ２１が固定され、該モータロータ２
１の内面部に駆動マグネット２２が固定されている。駆
動マグネット２２はステータコイル２３に対向してい
る。該ステータコイル２３はサブシャーシ１０に固定さ
れている。従って、スピンドル軸１９、ディスクテーブ
ル５、モータロータ２１、駆動マグネット２２が一体と
なって、スピンドルモータ１８の回転部を構成してい
る。

【００２８】自動調芯機構７はケース体１３、マグネッ
ト１６、ヨーク１７、１７、少なくとも２個以上の磁性
体のバランス球１２ｂ、１２ｂで構成され、ディスクテ
ーブル５とステータコイル２３の間に設置されている。
ケース体１３は中空の円筒状に形成され、外周円の中心
がスピンドル軸１９の軸芯と一致するようにディスクテ
ーブル５に固定され、少なくとも２個以上の磁性体のバ
ランス球１２ｂ、１２ｂが、回転移動自在に入れてあ
る。該ケース体１３の中央に、中空円筒状のマグネット
１６と、該マグネット１６の上下に、ヨーク１７、１７
が設置されている。該マグネット１６及び、該ヨーク１
７、１７の中心に孔を穿ち、この孔にスピンドル軸１９
がを嵌入している。該ヨーク１７、１７の外周部分に
は、Ａ、Ａ断面を示す図２のように、凹部と凸部を交互
に設け、バランス球１２ｂが凹部に入り込むように係合
する形状としてある。

【００２９】ディスクテーブル５はその中央部に光ディ
スク４の位置決めを行うための略円錐台形状をした位置
決め突起２４が形成されており、該位置決め突起２４は
光ディスク４の円形開口部４ａに嵌合して光ディスク４
を位置決めする。

【００３０】また、位置決め突起２４の中心には位置決
め孔２４ａが形成されており、該位置決め孔２４ａに、
前記チャッキングプーリ６に形成された位置決めピン２
５ａに遊嵌するように構成している。

【００３１】チャッキングプーリ６は、円板状をなし、
その底面の中心部に下方に開口し上記位置決め突起２４
がゆるく嵌合する扁平な凹部２５が形成され、また、該
扁平な凹部２５の中心には下方に突出した位置決めピン
２５ａが突出されている。

【００３２】チャッキングプーリ６の中心部にはリング
状の固定マグネット２６が埋設されており、該固定マグ
ネット２６が上記位置決め突起２４又は、位置決め突起
２４に嵌め込まれた磁性体を吸着することによって、デ
ィスク４をディスクテーブル５に圧接固定するようにな
っている。

【００３３】そして、光ディスク４がディスクテーブル
５に載置された状態で、チャッキングプーリ６が上方か
らディスクテーブル５に接近し、固定マグネット２６が
位置決め突起２４の磁性体に吸い寄せられて吸着し、上
記位置決めピン２５ａが位置決め孔２４ａに係合する。

【００３４】これにより、ディスクテーブル５、チャッ
キングプーリ６、及び光ディスク４がこれらの軸芯が一
致した状態で一体的となり、上記スピンドルモータ１８
の回転により一体に回転するようになっている。

【００３５】この状態では、前記サブシャーシ１０上の
回転する総ての部材が合成回転体を構成する。図示はし
ていないが、サブシャーシ１０とベースシャーシを連結
する弾性部材の材質、大きさを選択して、前記合成回転
体の限界速度を通常の使用回転数より低い回転数に設定
しておく。

【００３６】スピンドルモータ１８の回転が「０ｒｐ
ｍ」（停止状態）からディスク回転駆動機構１の限界速
度未満の低速回転領域では、バランス球１２ｂはマグネ
ット１６の磁力でヨーク１７、１７の凹部に吸着されて
いる。ヨーク外周の切線方向の力に対しては、バランス
球がヨークの凸部２９を乗り越えないと移動できない。
従って、ディスクの停止又は、低速回転しているとき
は、通常の外力に対してバランス球１２ｂの切線方向の
移動は生じない。

【００３７】前述したようにバランス球１２ｂは磁性体
であるから、スピンドルモータ１８の回転が「０ｒｐ
ｍ」からディスク回転駆動機構１の危険速度までは、バ
ランス球１２ｂは、ヨーク１７、１７の凹部３０に係留
されている。ディスク回転駆動機構１が危険速度に達す
ると振動を生じ、バランス球１２ｂに働く遠心力もマグ
ネット１６の力に打ち勝ってケース体１３の外周に移動
し、バランスを取る場所に位置して自動調芯を完了す
る。

【００３８】回転駆動機構１の回転数が高速から危険速
度を通過して低速領域になると、バランス球１２ａに働
く遠心力が低下し、バランス球は逐次ヨーク１７に捕捉
される。バランス球がヨーク１７の凸部に吸引された場
合も、わずかな振動で、バランス球はヨーク１７の凹部
に落ち込み、係留される。

【００３９】ヨーク１７の凹部の形状として、実施例で
は円弧状としたが、図４に示すように、直線で構成する
ことも可能であり、バランス球１２ｂのヨーク１７の外
径の切線方向の動きを妨げる凸部を、ヨーク１７の外周
に設けてさえいれば、十分である。

【００４０】又、実施例では自動調芯機構７がスピンド
ルモータ１８のステータコイル２３との間にある場合を
示したが、図４に示す別の実施例のように、自動調芯機
構７をチャッキングプーリ６に固定することも可能であ
り、回転駆動機構の回転軸（実施例のスピンドル軸）の
軸心の延長方向であれば、どこに自動調芯機構を置いて
も良い。

【００４１】実施例としてコンピュータに使用されるデ
ィスクドライブ装置（ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置等）に
適用したものにつき説明したが、バランス球と低速時に
バランス球を係留するマグネットで構成される自動調芯
機構を持つドライブ装置にも適用されることは勿論であ
る。

【００４２】

【発明の効果】以上、説明したように本発明は、ディス
ク回転駆動機構の低速回転時にヨークの凹部にバランス
球を係留して、ヨーク外周の切線方向へのバランス球の
移動を防止し、低速回転時のバランス球の移動による振
動の発生を確実に防ぐことができる。

【００４３】更に、本発明では低速回転時にバランス球
を係留するための部材を追加することなく、ヨークの外
形形状の変更のみで目的を達しており、価格、設置スペ
ースを増加する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のディスク回転駆動機構の
縦断面図である。

【図２】図１の自動調芯機構のＡＡ線による、横断面図
である。

【図３】自動調芯機構の別の実施例である。

【図４】自動調芯機構の設置位置を異にする別の実施の
形態の図である。

【図５】従来の技術を説明するディスク回転駆動機構の
概念図である。

【図６】図５の自動調芯機構の縦断面図である。

【図７】図６の自動調芯機構のＡＡ線による断面図であ
る。

【図８】ディスク回転駆動機構の加減速により、バラン
ス球に働く力の説明図である。

【図９】ディスク回転駆動機構を縦置きにしたときの重
力の方向を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ディスク回転駆動機構、２ 回転駆動手段、４ デ
ィスク、５ ディスクテーブル、６ チャッキングプー
リ、７ 自動調芯機構、１０ サブシャーシ、１２ａ
バランス球、１２ｂ バランス球、１３ ケース体、１
６ マグネット、１７ ヨーク、１８ スピンドルモー
タ、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクを載置するディスクテーブル
   と、 該ディスクテーブルを回転させる回転駆動手段と、 ディスクテーブルと協動してディスクを挟持するチャッ
   キングプーリと、 上記回転駆動手段により回転される回転部材及び回転駆
   動手段に含まれる回転する部材の合成重心を回転中に自
   動的に回転軸上に位置させる自動調芯機構とを備え、 該自動調芯機構は、少なくとも２個以上の磁性体のバラ
   ンス球と、前記回転駆動手段の低回転数領域でバランス
   球を吸着する円板状のヨークと、マグネットを備え、 該ヨークは、外周に、凸部及び凹部を交互に形成したこ
   とを特徴とするディスクの回転駆動機構。
2. 【請求項２】 マグネット及びヨークを一体に形成又は
   鋳造し、バランス球を吸着する、ヨークに相当する部分
   の外周に、凸部及び凹部を交互に形成したことを特徴と
   する請求項１に記載のディスク回転駆動機構。