JPH1141857A

JPH1141857A - 回転駆動装置

Info

Publication number: JPH1141857A
Application number: JP19681797A
Authority: JP
Inventors: Yuji Shishido; 祐司宍戸
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】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、自動調芯機構
の薄型化を図る技術に関する。【解決手段】回転駆動手段２（スピンドルモータ１
５）により支軸３（スピンドル軸２２）を介して回転さ
れ、軸方向に直交する方向の断面形状が円環状を為す移
動空間９（２３ａ）を有するケース体１０（２３）と、
該ケース体の移動空間内に移動可能に配設された複数の
バランス球１１、１１・・・（３２、３２、・・・）と
を有し、これらバランス球を回転駆動手段の回転に伴い
合成回転体１２（３０）の他の部分に対して相対的に移
動させて、合成回転体の合成重心を回転軸上に位置させ
ることにより調芯するようにするとともに、バランス球
の個数（ｎ）を、ｎ＝１８０／θ＋０．５（小数点以下切り捨て） θ：外周部に位置したバランス球が占める角度 θ＝２Ｓｉｎ^-1｛ｒ／（Ｒ−ｒ）｝Ｒ：移動空間の半径ｒ：バランス球の半径にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転駆動装置の技
術分野に属し、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、自動調芯機構の薄型化を図る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用機械、家庭用電化製品或いはコン
ピュータ等には、モータ等によって回転される回転部材
を備えるものが多く見うけられる。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（回転駆動装置）
は、信号記録媒体である光ディスクや光磁気ディスク等
をディスク回転駆動装置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、ディスク回転駆動装置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
転駆動装置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装置は、光ディスクが装着されるデ
ィスクテーブルとこの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
ディスク回転駆動装置とは、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
ィスク回転駆動装置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、光ディスクの如き記録ディスク
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記録ディスク
を回転させると、回転中心と重心とが一致していないた
め、この記録ディスクは、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
置による記録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、記録ディスクに生じるアンバ
ランスの量は記録ディスクによって差がある。即ち、記
録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、記録ディスクの中心に該記録デ
ィスクの重心が位置しておらず、記録ディスクそれぞれ
について、重量的なアンバランスが生ずる。例えば、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ（Cmopact Disc Read Only Memory）にあっ
ては、その規格上、１ｇ・ｃｍのアンバランス量が許容
されている。

【０００８】そして特に、近時、記録ディスクへのデー
タの記録又は再生は高速回転で行われるようになってお
り、回転速度の増加に伴い合成回転体（記録ディスクを
含む。）の振動が大きくなってしまうという問題があ
り、自動調芯機構を備えた回転駆動装置が提案されてい
る。

【０００９】かかる自動調芯機構ついては、Ｔｈｅａｒ
ｌの自動平衡装置により説明されている。Ｔｈｅａｒｌ
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。

【００１０】本明細書において、Ｔｈｅａｒｌの自動平
衡装置ａを簡単に、図９乃至図１１により説明すると、
Ｔｈｅａｒｌの自動平衡装置ａは、回転円板ｂと該回転
円板ｂの溝ｃの中に自在に動くことができるように配さ
れた２個の鋼球（バランス球）ｄ、ｄと回転軸ｓとから
構成されており、回転円板ｂの回転数が、回転軸ｓの固
有円振動数（危険速度）を超えたときに、Ｍｅ＝２ｍＲ・ｃｏｓα Ｍ：回転円板ｂと回転軸ｓのロータ部質量ｅ：ロータ部偏芯量ｍ：鋼球ｄの質量Ｒ：鋼球ｄの移動する移動部の半径 α：偏芯方向と鋼球ｄとが回転中心においてなす角度を満足する位置に鋼球ｄ、ｄが自動的に位置され、回転
円板ｂの偏芯を無くし、ロータ部の振動を軽減する装置
である。

【００１１】ここで、Ｔｈｅａｒｌの自動平衡装置ａ
が、回転軸ｓの固有円振動数を超えたときに作動する理
由を簡略に述べれば、回転円板ｂの重心Ｇの運動と鋼球
ｄ、ｄの運動が逆位相となり、偏芯方向とは逆方向に鋼
球ｄ、ｄが移動して配置されるためである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記Ｔｈｅ
ａｒｌの自動平衡装置ａをＣＤ−ＲＯＭのディスク回転
駆動装置に適用する場合、駆動モータ及びターンテーブ
ルの大きさから、上記回転円板ｂの大きさは半径Ｒ＝１
２ｍｍが適当である。

【００１３】かかる場合、上記記録ディスクのアンバラ
ンス量１ｇ・ｃｍをキャンセル（平衡）にすることがで
きる鋼球ｄ、ｄの大きさは、以下のように計算される。
尚、鋼球の材質は、ステンレス鋼（ＳＵＳ４４０Ｃ）と
し、その密度ρ＝７．７ｇ／ｃｍ³とする。

【００１４】また、鋼球ｄ、ｄは、これらが互いに接し
た状態における両者の合成重心が記録ディスクの偏重心
Ｇと逆方向に位置した状態のときに、もっとも、大きな
アンバランス量をキャンセルすることができる。

【００１５】この状態を式で表わすと、Ｃｏｓα＝（Ｒ²−２Ｒｒ）^1/2 α：偏芯方向と鋼球ｄとが回転中心においてなす角度Ｒ：鋼球ｄの移動する移動部の半径（Ｒ＝１２ｍｍ）ｒ：鋼球ｄの半径であり、従って、その時のバランス量Ｂ（ｒ）は、Ｂ（ｒ）＝２×（４／３）πｒ³・ρ・（Ｒ²−２Ｒｒ）
^1/2 で表わされ、この式に上記条件を代入すると、１（ｇ・ｃｍ）＝８／３πｒ³×７．７×（１２²−２４
ｒ）^１／２ｒ≒０．２６（ｃｍ）となり、アンバランス量１ｇ・ｃｍをキャンセルにする
ためには、少なくとも半径ｒ＝０．２６ｃｍの鋼球ｄ、
ｄが必要となる。

【００１６】図１２は、上記条件下においてアンバラン
ス量と鋼球の半径との関係を表わしたグラフ図である。

【００１７】尚、このグラフ図から解るように、上記条
件で、最大でアンバランス量４ｇ・ｃｍをキャンセルす
ることができ、その時の鋼球の半径はｒ＝０．５ｃｍと
なり、それ以上、大きな鋼球を用いても、キャンセルで
きるアンバランス量は大きくならないことが解る。

【００１８】ところで、このようにＴｈｅａｒｌの自動
平衡装置ａ（自動調芯機構）をＣＤ−ＲＯＭのディスク
回転駆動装置に適用した場合、鋼球ｄ、ｄの半径ｒ≧
０．２６ｃｍ、即ち、直径２ｒ＝０．５２ｃｍにしなけ
れば、１ｇ・ｃｍのアンバランス量をキャンセルするこ
とができず、その分、自動平衡装置ａの厚さ（軸方向の
大きさ）が大きくなってしまうという問題があった。

【００１９】そこで、本発明回転駆動装置は、上記した
問題点を克服し、回転駆動手段によって行われる回転が
回転中心の偏芯を生じない状態で為されるようにすると
ともに、自動調芯機構の薄型化を図ることを課題とす
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明回転駆動装置は、
上記した課題を解決するために、回転駆動手段により支
軸を介して回転され、軸方向に直交する方向の断面形状
が円形又は円環状を為す移動空間を有するケース体と、
該ケース体の移動空間内に移動可能に配設された複数の
バランス球を有し、これらバランス球を回転駆動手段の
回転に伴い合成回転体の他の部分に対して相対的に移動
させて、合成回転体の合成重心を回転軸上に位置させる
ことにより調芯するようにするとともに、バランス球の
個数（ｎ）を、ｎ＝１８０／θ＋０．５（小数点以下切り捨て） θ：外周部に位置したバランス球が占める角度 θ＝２Ｓｉｎ^−１｛ｒ／（Ｒ−ｒ）｝Ｒ：移動空間の半径ｒ：バランス球の半径にしたものである。

【００２１】従って、本発明回転駆動装置にあっては、
自動調芯機構を備えたので、合成回転体に重量的アンバ
ランスがあったとしても、合成回転体を調芯した状態で
回転させることができ、しかも、バランス球の個数
（ｎ）を、上記条件としたので、移動空間内におけるバ
ランス球の個数の最適化、即ち、同じ大きさのバランス
球を使用した場合に、最も平衡性能（調芯作用）の良好
な自動調芯機構を得ることができ、これにより、所定の
アンバランス量をキャンセルするためのバランス球の大
きさをできるだけ小さくすることが可能で、自動調芯機
構の薄型化を図ることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明回転駆動装置の詳
細を添付図面に示した実施の形態に従って説明する。

【００２３】回転駆動装置１は、回転駆動手段２と、該
回転駆動手段２の支軸３に固定された自動調芯機構４と
を備え、回転駆動装置１は装置本体に固定されたベース
シャーシ５に弾性部材６を介して支持されたサブシャー
シ７に固定されている（図１参照）。これにより、サブ
シャーシ７がベースシャーシ５に対してフローティング
支持されて、サブシャーシ７、これに搭載されるもの
（回転駆動装置１など）及び弾性部材６により振動系８
が構成される。

【００２４】自動調芯機構４は、円環状の移動空間９を
有したケース体１０と、該ケース体１０の移動空間９内
に移動自在に配置された複数のバランス球１１、１１、
・・・を備える（図２参照）。このケース体１０は上記
Ｔｈｅａｒｌの自動平衡装置ａにおける回転円板ｂに、
また、バランス球１１、１１、・・・はその鋼球ｄ、ｄ
にそれぞれ相当する。

【００２５】また、回転駆動装置１には、上記従来の技
術で示したディスクドライブ装置のほか、産業用機械や
他の電化製品に備えられ、回転駆動するものを備えた装
置のすべてに適用することができる。

【００２６】回転駆動手段２は、上記従来の技術で示し
たディスクドライブ装置の場合はスピンドルモータであ
るが、この他、モータドライバ等の制御系など、回転制
御に係る一切の構成物が含まれる。

【００２７】上記自動調芯機構４は、回転駆動手段２の
支軸３に固定されていれば良く、その位置は例えば、回
転駆動手段２の機構内部であっても良く、また、後述す
る実施例で説明するディスクテーブルの内部、或いは、
チャッキング部材の内部に内蔵するようにしてもよい。
そして、ディスクテーブルやチャキング部材に自動調芯
機構４を組付けた場合には、その移動空間には回転軸が
なく、移動空間の軸方向に直交する方向の断面形状が円
形となる。

【００２８】バランス球１１は、比較的比重の大きい材
料を用いる方が、有利である。これは、質量が大きい方
がより大きなアンバランス量をキャンセルすることがで
き、言い換えれば、一定のアンバランス量をキャンセル
するためのバランス球の大きさを小さくすることができ
るからである。従って、バランス球の材質は特に限定さ
れることはないが、剛性が高く、比重が比較的大きな材
料として、例えば、鉄、炭素鋼、合金鋼などが好適であ
る。

【００２９】弾性部材６の弾性係数は弾性部材６とサブ
シャーシ７の質量（サブシャーシ７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８の共振周波数を回転駆動装置１の使用回転
数よりも低く設定する。尚、弾性部材６には、あらゆる
弾性部材を用いることができ、天然ゴム、合成ゴム、軟
質合成樹脂のほかバネ等でも良い。

【００３０】合成回転体１２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、後述する実施例にお
いて説明するディスクドライブ装置におけるディスクテ
ーブル、チャッキング部材や自動調芯機構４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
支軸やディスクテーブルに装着される記録ディスクが含
まれる。

【００３１】上記振動系８は、本発明回転駆動装置１の
自動調芯機構４において以下のような機能を有する。

【００３２】即ち、自動調芯機構４において、本来、回
転駆動手段２の回転数がいわゆる危険速度（軸ブレが増
大する速度）を超えたときに、バランス球１１、１１、
・・・が合成回転体１２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（以下、「引込み現象」
という。）ため、調芯作用が為されるが、このような回
転駆動手段２において軸ブレが生ずる回転数（危険速
度）とは、数１０Ｈｚぐらいであり、通常の使用回転数
（約１０００〜６０００ｒｐｍ）では、上記危険速度に
は遥かに及ばない。そのため、上記振動系８を構成する
ことにより、本来の危険速度に達しなくても、振動系８
の共振により、バランス球１１、１１、・・・の引込み
現象を生じさせることができる。

【００３３】そして、本発明の回転駆動装置１の自動調
芯機構４は、そのバランス球の個数（ｎ）が、ｎ＝１８０／θ＋０．５（小数点以下切り捨て） θ：外周部に位置したバランス球が占める角度 θ＝２Ｓｉｎ^-1｛ｒ／（Ｒ−ｒ）｝Ｒ：移動空間の半径、ｒ：バランス球の半径となっている（図３参照）。

【００３４】従って、バランス球１１の大きさ（半径
ｒ）とその個数（ｎ）は、バランス球１１の移動空間９
の半径（Ｒ）により決定され、移動空間９の半径（Ｒ）
を一定にした場合にもっとも大きなアンバランス量をキ
ャンセルすることができるバランス球１１の大きさと個
数との関係が求められる。

【００３５】これにより、必要とする偏重心Ｇに対する
キャンセル量（即ち、アンバランス量：回転駆動装置に
よって異なるが、後述するディスクドライブ装置にあっ
ては、Ｂ＝１ｇ・ｃｍ）を決定すれば、その条件下にお
けるバランス球１１の大きさと個数との関係が決まり、
これにより、両者（大きさと個数）の関係から大きさが
もっとも小さいものを選択することにより、自動調芯機
構４の薄型化を図ることができる。

【００３６】

【実施例】図４乃至図８は、本発明回転駆動装置をＣＤ
−ＲＯＭドライブ装置１３に適用した実施の一例を示
す。

【００３７】ＣＤ−ＲＯＭ１４は、例えば、ポリカーボ
ネートの如き合成樹脂材料によって直径１２０ｍｍの円
盤状に形成された透明基板に信号記録面が形成されて構
成されている。そして、ＣＤ−ＲＯＭ１４には、その中
心部に円形開口部（チャッキング孔）１４ａが設けられ
ており、ＣＤ−ＲＯＭ１４は円形開口部１４ａに後述す
るディスクテーブルの位置決め突起が嵌合されることに
より位置決めされる。また、このようなＣＤ−ＲＯＭ１
４のアンバランス量は規格により、１ｇ・ｃｍ以下が許
容値とされている。

【００３８】ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置１３は回転駆動
手段となるスピンドルモータ１５及び光学ピックアップ
装置１６が載置されるメカシャーシ１７と、ベースシャ
ーシ１８に対してメカシャーシ１７をフローティング支
持する複数のダンパ１９、１９、・・・とを備えて構成
されている（図４参照）。尚、メカシャーシ１７は上記
サブシャーシ７に相当し、また、ダンパ１９は上記弾性
部材６に相当する。

【００３９】光学ピックアップ装置１６は上記メカシャ
ーシ１７にガイドシャフト２０、２０を介してディスク
テーブルに装着されたＣＤ−ＲＯＭ１４の半径方向に移
動自在に支持されている。そして、光学ピックアップ装
置１６は、レーザダイオードの如き図示しない光源及び
光検出器を有し、光源より発せられるレーザ光を対物レ
ンズ２１を介してＣＤ−ＲＯＭ１４に照射し、また、レ
ーザ光のＣＤ−ＲＯＭ１４よりの反射光を光検出器によ
って検出するように構成されている。

【００４０】ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置１３は、上記ス
ピンドルモータ１５と該スピンドルモータ１５によって
回転される支軸（スピンドル軸）２２の上端寄りの位置
に固定されたケース体２３と同じくスピンドル軸２２の
上端部に固定されたディスクテーブル（ターンテーブ
ル）２４とを備えている（図５参照）。

【００４１】スピンドル軸２２はメカシャーシ１７上に
固定されたモータ基板２５に対して、回転軸受け２６、
２６を介して軸回りに回転可能に支持されている。スピ
ンドル軸２２にはスピンドルモータ１５を構成するモー
タロータ２７が取り付けられ、該モータロータ２７は略
円筒状に形成され内面部に駆動マグネット２８が固定さ
れている。即ち、スピンドル軸２２はスピンドルモータ
１５の支軸（駆動軸）となっている。また、駆動マグネ
ット２８は、モータ基板２５上に固定されたステータコ
イル２９に対向している（図５参照）。

【００４２】ターンテーブル２４は略円板状に形成さ
れ、中央部に形成された支軸圧入孔にスピンドル軸２２
の先端部が圧入されることにより、該スピンドル軸２２
に固定されている。そして、ターンテーブル２４はその
中央部にＣＤ−ＲＯＭ１４の位置決めを行うための位置
決め突起２４ａが設けられている。位置決め突起２４ａ
は略円錐台形状に突出して設けられ、ＣＤ−ＲＯＭ１４
の円形開口部１４ａに嵌合してＣＤ−ＲＯＭ１４を位置
決めする。

【００４３】また、位置決め突起２４ａ内には磁石が内
蔵されており、磁性材料を有する図示しないチャッキン
グ部材（クランパ）が吸着されるようになっている。即
ち、ＣＤ−ＲＯＭ１４は位置決め突起２４ａがチャッキ
ング部材を吸着することでターンテーブル２４とチャッ
キング部材との間に挟まれて確実に保持される。そし
て、スピンドルモータ１５のステータコイル２９に駆動
電流が供給されてモータロータ２７が回転すると、該モ
ータロータ２７と共にスピンドル軸２２、ケース体２
３、ターンテーブル２４、チャッキング部材及びターン
テーブル２４に装着されたＣＤ−ＲＯＭ１４及びケース
体２３が一体的に回転され、また、ケース体２３内に配
置された後述する各バランス球もケース体２３内でスピ
ンドル軸２２の回転軸回りに回転される。

【００４４】即ち、スピンドルモータ１５に含まれる回
転する部材（モータロータ２７、スピンドル軸２２）、
スピンドルモータ１５により回転する回転部材（ターン
テーブル２４、チャッキング部材、ＣＤ−ＲＯＭ１４、
自動調芯機構４）が合成回転体３０を構成する（以下、
これらの各部材の全体の重心、即ち、合成回転体３０の
重心を「合成重心」という。）。

【００４５】そして、上記ダンパ１９、１９、・・・及
びメカシャーシ１７（スピンドルモータ１５、光学ピッ
クアップ装置１６などメカシャーシ１７に搭載されるす
べてのもの（ターンテーブル２４とチャッキング部材
等）も含む。）により、振動系３１が構成される。かか
る振動系３１は上記実施の形態で説明した振動系８に相
当する。

【００４６】ケース体２３は、例えば、合成樹脂材料に
より形成され、モータロータ２７とターンテーブル２４
との間にスピンドル軸２２に固定された状態で位置され
ており、該ケース体２３の内部空間（以下、「移動空
間」という。）２３ａは円環状になっており、その移動
空間２３ａ内に、バランス球３２、３２、・・・がその
半径方向にも、周方向にも移動自在に収納されて上記自
動調芯機構４を構成している。

【００４７】ケース体２３の移動空間２３ａは、ＣＤ−
ＲＯＭドライブ装置１３として適切な大きさとして、半
径Ｒ＝１２ｍｍとなっている。

【００４８】また、ＣＤ−ＲＯＭ１４はその規格上の許
容アンバランス量がＢ＝１ｇ・ｃｍであり、かかるアン
バランス量をキャンセルするには、バランス球３２、３
２、・・・の大きさ（半径ｒ）及び個数（ｎ）は、以下
のように計算される。尚、バランス球３２の材質は、上
記従来の技術で説明したものと同様、ステンレス鋼（Ｓ
ＵＳ４４０Ｃ：密度ρ＝７．７ｇ／ｃｍ³）を用いるも
のとする。

【００４９】バランス球の個数（ｎ）をｎ＝１８０／θ＋０．５（小数点以下切り捨て） θ：外周部に位置したバランス球が占める角度 θ＝２Ｓｉｎ^-1｛ｒ／（Ｒ−ｒ）｝Ｒ：移動空間の半径ｒ：バランス球の半径にしたものである。

【００５０】例えば、バランス球３２の半径をｒ＝１．
８ｍｍとすると、 θ＝２Ｓｉｎ^-1｛ｒ／（Ｒ−ｒ）｝＝２×Ｓｉｎ^-1｛１．８／（１２−１．８）｝＝２０．３° となり、半径ｒ＝１．８ｍｍのバランス球３２が移動空
間２３ａの外周部に位置した状態でその占める角度が２
０．３°であることが解る。

【００５１】これにより、バランス球３２の個数（ｎ）
はｎ＝１８０／θ＋０．５＝１８０／２０．３＋０．５＝９．３７となり、小数点以下を切り捨てて、ｎ＝９個となり、本
実施例におけるＣＤ−ＲＯＭドライブ装置１３の自動調
芯機構４のバランス球３２、３２、・・・の個数を９個
に設定する。

【００５２】図６は、移動空間２３ａがＲ＝１２ｍｍ、
バランス球がｒ＝１．８ｍｍ、バランス球３２の材質が
ステンレス鋼（ＳＵＳ４４０Ｃ：密度ρ＝７．７ｇ／ｃ
ｍ³）のときの、バランス球３２の個数と、これにより
キャンセルすることができるアンバランス量との関係を
表わしたグラフ図であり、このグラフ図から、上記条件
下において、バランス球３２は個数ｎ＝９のときに、も
っとも、キャンセルすることができるアンバランス量が
大きいことが解る。

【００５３】尚、アンバランス量の計算は、バランス球
の個数が奇数のときは、数式１で、バランス球の個数が
偶数のときは、数式２で計算される。

【００５４】

【数１】

【００５５】

【数２】

【００５６】Ｂ：アンバランス量ｍ：バランス球の質量ｍ＝４／３×πｒ³ρ ρ：密度Ｒ：移動空間の半径ｒ：バランス球の半径ｎ：バランス球の個数表１は、移動空間２３ａの半径Ｒ＝１２ｍｍ、バランス
球３２の密度ρ＝７．７ｇ／ｃｍ³の場合において、バ
ランス球３２の大きさ（半径ｒ）とその個数（ｎ：ｎ＝
１８０／θ＋０．５（小数点以下切り捨て））とキャン
セルできるアンバランス量（Ｂ）との計算値を表にした
ものである。

【００５７】

【表１】

【００５８】また、キャンセルする必要のあるアンバラ
ンス量は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置１３の場合、上述
のようにＢ＝１ｇ・ｃｍであり、従って、表１からアン
バランス量Ｂ≧１ｇ・ｃｍでこれに一番近似なものを選
択すると、バランス球３２の半径ｒ＝１．８ｃｍ、個数
ｎ＝９ということになる。

【００５９】しかして、上記条件下（移動空間の半径Ｒ
＝１２ｍｍ、バランス球の密度ρ＝７．７ｇ／ｃｍ³）
において、バランス球３２の個数（ｎ）と大きさ（半径
ｒ）との関係が決まり、これにより、キャンセルする必
要のあるアンバランス量（Ｂ≧１ｇ・ｃｍ）に見合った
ものを選択することにより、もっとも、小さなバランス
球を選択することができ、自動調芯機構４の薄型化に寄
与する。

【００６０】しかして、ＣＤ−ＲＯＭ１４に重量的なア
ンバランスがない場合には、移動空間内においてバラン
ス球３２、３２、・・・は周方向にほゞ等間隔に位置す
る（図７参照）。また、ＣＤ−ＲＯＭに重量的なアンバ
ランスがある場合には、バランス球３２、３２、・・・
はそのアンバランス量をキャンセルする位置に引込ま
れ、調芯作用を行う。特に、アンバランス量が１ｇ・ｃ
ｍである場合には、上記バランス球３２、３２、・・・
はＣＤ−ＲＯＭの偏芯方向とは逆方向で、しかも、バラ
ンス球３２、３２、・・・が互いに接触した状態となっ
て位置し、これにより、バランス球３２、３２、・・・
にとってもっとも大きなアンバランス量（Ｂ＝１ｇ・ｃ
ｍ）をキャンセルすることができる（図８参照）。

【００６１】この状態では、ＣＤ−ＲＯＭ１４の偏重心
Ｇより回転中心からずれたケース体２３と各バランス球
３２、３２、・・・との全体の重心が、合成回転体３０
の回転軸上に位置することになり、これにより、合成回
転体３０のアンバランスは打ち消されて調芯が完了す
る。

【００６２】このように、各バランス球３２、３２、・
・・はアンバランスを有するＣＤ−ＲＯＭ１４が回転さ
れた場合、いわゆる自動調芯作用により自己が適宜に移
動し、これにより、合成重心の位置が回転軸上に位置す
る。従って、合成回転体３０は振動することなく回転
し、従って、アンバランスを有するＣＤ−ＲＯＭ１４を
装着してもこれらの合成重心を回転軸上に位置させた状
態で回転させることができる。

【００６３】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明によれば、回転駆動手段により支軸を介して
回転され、軸方向に直交する方向の断面形状が円形又は
円環状を為す移動空間を有するケース体と、該ケース体
の移動空間内に移動可能に配設された複数のバランス球
を有し、これらバランス球を回転駆動手段の回転に伴い
合成回転体の他の部分に対して相対的に移動させて、合
成回転体の合成重心を回転軸上に位置させることにより
調芯するようにするとともに、バランス球の個数（ｎ）
を、ｎ＝１８０／θ＋０．５（小数点以下切り捨て） θ：外周部に位置したバランス球が占める角度 θ＝２Ｓｉｎ^-1｛ｒ／（Ｒ−ｒ）｝Ｒ：移動空間の半径ｒ：バランス球の半径にしたので、移動空間内におけるバランス球の個数の最
適化、即ち、同じ大きさのバランス球を使用した場合
に、最も平衡性能（調芯作用）の良好な自動調芯機構を
得ることができ、これにより、所定のアンバランス量を
キャンセルするためのバランス球の大きさをできるだけ
小さくすることが可能で、自動調芯機構の薄型化を図る
ことができる。

【００６４】尚、上記した実施例において示した各部の
具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際
しての具体化のほんの一例を示したものにすぎず、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及び図３と共に、本発明に係る回転駆動装
置の基本構成を概念的に示すもので、本図は全体の概略
図である。

【図２】自動調芯機構の基本構成を概念的に示す概略縦
断面図である。

【図３】自動調芯機構の基本構成を概念的に示す概略水
平断面図である。

【図４】図５乃至図８と共に、本発明回転駆動機構の実
施の一例について説明するための図であり、本図は装置
の構成を概略的に示す斜視図である。

【図５】合成回転体を示す拡大縦断面図である。

【図６】バランス球の個数と、これによりキャンセルす
ることができるアンバランス量との関係を表わしたグラ
フ図である。

【図７】偏重心が少ない状態におけるバランス球の位置
を示す拡大水平断面図である。

【図８】偏重心が最もある状態におけるバランス球の位
置を示す拡大水平断面図である。

【図９】Ｔｈｅａｒｌの自動調芯機構の原理を概念的に
説明するための斜視図である。

【図１０】偏重心が少ない場合に自動調芯作用が実行さ
れた状態を示す自動調芯機構の拡大水平断面図である。

【図１１】偏重心が多い場合に自動調芯作用が実行され
た状態を示す自動調芯機構の拡大水平断面図である。

【図１２】一定の条件下においてアンバランス量と鋼球
の半径との関係を表わしたグラフ図である。

【符号の説明】

１…回転駆動装置、２…回転駆動手段、３…支軸、４…
自動調芯機構、９…移動空間、１０…ケース体、１１…
バランス球、１２…合成回転体、１３…ＣＤ−ＲＯＭド
ライブ装置、１５…スピンドルモータ（回転駆動手
段）、２２…スピンドル軸（支軸）、２３…ケース体、
２３ａ…移動空間、３０…合成回転体、３２…バランス
球

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【手続補正書】

【提出日】平成９年１０月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】本明細書において、Ｔｈｅａｒｌの自動平
衡装置ａを簡単に、図９乃至図１１により説明すると、
Ｔｈｅａｒｌの自動平衡装置ａは、回転円板ｂと該回転
円板ｂの溝ｃの中に自在に動くことができるように配さ
れた２個の鋼球（バランス球）ｄ、ｄと回転軸ｓとから
構成されており、回転円板ｂの回転数が、回転軸ｓの固
有円振動数（危険速度）を超えたときに、Ｍｅ＝２ｍ（Ｒ−ｒ）・ｃｏｓα Ｍ：回転円板ｂと回転軸ｓのロータ部質量ｅ：ロータ部偏芯量ｍ：鋼球ｄの質量Ｒ：鋼球ｄの移動する移動部の半径 α：偏芯方向と鋼球ｄとが回転中心においてなす角度ｒ：鋼球ｄの半径を満足する位置に鋼球ｄ、ｄが自動的に位置され、回転
円板ｂの偏芯を無くし、ロータ部の振動を軽減する装置
である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】この状態を式で表わすと、Ｃｏｓα＝［（Ｒ^２−２Ｒｒ）^１／２］／（Ｒ−ｒ） α：偏芯方向と鋼球ｄとが回転中心においてなす角度Ｒ：鋼球ｄの移動する移動部の半径（Ｒ＝１２ｍｍ）ｒ：鋼球ｄの半径であり、従って、その時のバランス量Ｂ（ｒ）は、Ｂ（ｒ）＝２×（４／３）πｒ^３・ρ・［（Ｒ^２−２Ｒ
ｒ）^１／２］／（Ｒ−ｒ）で表わされ、この式に上記条件を代入すると、１（ｇ・ｃｍ）＝（８／３）πｒ^３×７．７×［（１２
^２−２４ｒ）^１／２］／（Ｒ−ｒ）ｒ≒０．２６（ｃｍ）となり、アンバランス量１ｇ・ｃｍをキャンセルにする
ためには、少なくとも半径ｒ＝０．２６ｃｍの鋼球ｄ、
ｄが必要となる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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（以下、これ
らの回転する部材を総称して「合成回転体」という。）
の重心（以下、「合成重心」という。）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を備えた回転駆
動装置であって、自動調芯機構は、回転駆動手段により支軸を介して回転
され、軸方向に直交する方向の断面形状が円形又は円環
状を為す移動空間を有するケース体と、該ケース体の移
動空間内に移動可能に配設された複数のバランス球を有
し、バランス球の個数（ｎ）をｎ＝１８０／θ＋０．５（小数点以下切り捨て） θ：外周部に位置したバランス球が占める角度 θ＝２Ｓｉｎ^-1｛ｒ／（Ｒ−ｒ）｝Ｒ：移動空間の半径ｒ：バランス球の半径としたことを特徴とする回転駆動装置。