(57)【要約】【課題】光ピックアップの送りメカ、特に、状態保持が困難な中継部材であるリードラックとリードスクリューの摩耗や削れを押さえることができる送りメカを提供する。【解決手段】リードスクリューとリードラックからなる送りメカにおいて、リードラックのラック歯の少なくとも先端の一部を、通常の送り動作時にリードスクリューに接するリードラックのラック歯の接触点、即ち略中央部よりもリードスクリュー側に突出させ、リードラックがリードスクリューの外周に乗り上げた時、前記リードラックの接点をリードスクリュー外周面より離間させることにより、前記接点の損傷を防止する。【選択図】　図５
2004132450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に螺旋状の溝が形成されたリードスクリューと、前記リードスクリューの螺旋状の溝に挿入されるラック歯が形成されたリードラックとを備え、前記ラック歯は前記螺旋状溝の底面と対向する対向部分を有し、前記対向部分は前記螺旋状の溝方向における両端部と前記端部間の中央部とを有し、前記両端部の内の一端を前記中央部に比べて溝の底面方向に突出させた突出部を形成し、前記リードスクリューを回転させることによって、前記リードラックを前記リードスクリューの軸方向に移動させることを特徴とする送りメカ。
【請求項２】
外周に螺旋状の溝が形成されたリードスクリューと、前記リードスクリューの螺旋状の溝に挿入されるラック歯が形成されたリードラックとを備え、前記ラック歯はその中央部で前記リードスクリューと接触する部分と、その先端の一端において、前記中央部より前記リードスクリュー側に突出する突出部とを有し、前記リードスクリューを回転させることによって、前記リードラックを前記リードスクリューの軸方向に移動させることを特徴とする送りメカ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の送りメカにおいて、前記ラック歯の前記対向部分の両端部が前記中央部に比べて前記螺旋状の溝の底面方向に突出された２つの突出部を有することを特徴とする送りメカ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の送りメカにおいて、前記ラック歯が前記リードスクリューの外周に乗り上げた時、前記ラック歯の中央部はリードスクリュー外周面から離間することができるように、前記突出部の高さを設定することを特徴とする送りメカ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の送りメカにおいて、前記ラック歯の前記突出部は前記螺旋状の溝のリード面側に突出側壁するように構成することを特徴とする送りメカ。
【請求項６】
外周に螺旋状の溝が形成されたリードスクリューの螺旋状の溝に、ラック歯を挿入し、前記リードスクリューを回転させることによって、前記リードラックを前記リードスクリューの軸方向に移動させる場合、前記ラック歯が前記リードスクリューの外周に乗り上げた時、前記ラック歯の前記螺旋状溝の溝方向における端部によって、前記端部間の中央部が前記リードスクリュー外周面から離間することができるように構成されていることを特徴とする送りメカ。
【請求項７】
光ディスクを支持し回転させるスピンドルモータと、前記光ディスク上の情報格納場所に情報検出光を照射する手段を備えた光ピックアップと、前記光ピックアップの情報検出光照射手段を前記光ディスクと平行に移動させる送りメカを備え、前記送りメカは請求項１乃至５に記載の送りメカを有することを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部材を直線移動させる送りメカに係り、特に、光ディスクに情報の記録または再生を行う光ディスク装置に好適な送りメカ及びそれを備えた光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスク装置は、ＰＣ等の外部機器の周辺機器として利用されており、光ディスク装置の中には、ＰＣ等に内蔵された光ディスク装置も存在する。
現在の光ディスク装置において、光ディスク上に記録されたデータを読み出す光ピックアップを、この光ディスクの半径方向に移動させる送りメカは、固定側に設けられたリードスクリューと、光ピックアップに取り付けられたリードラックを係合させるリードスクリュー方式のものが広く使用されている。リードスクリュー方式の送りメカでは、リードスクリューの外周に形成された螺旋状の溝に、リードラックに形成された突起部（ラック歯）を係合させる。通常の駆動条件においては、送りのために、側圧が加わるラック歯の部分（接触点）は常に同一部分となる。通常は若干摩耗しても接触面積が増えるため摩耗の進行性は無視できるが、外的な衝撃や振動によって、光ピックアップの暴走等が発生すると、リードラックがリードスクリューの螺旋状の面を外れて乗り越えてしまい、次のリードスクリューの溝に入り、また螺旋状の面を乗り越えることを繰り返すことによってリードラックの突起部の角部が大きく削れてしまう場合がある。
【０００３】
一度突起部の角部が削れると、リードスクリューの螺旋状の面の外周側にリードラックの突起部が移動した時にリードラックが螺旋状の面を乗り越え易くなり、所定の駆動力を発生することができなくなる。特に、光ピックアップ内周検出メカのない光ピックアップ送りメカ等では常に光ピックアップの最内周では大きな側圧がリードラックに加わるため更に突起部の摩滅が進行してしまう可能性が高い。
【０００４】
従来は部材の材質や潤滑油の選定によって、ラックの損傷の防止、噛込み量を大きくして、リードラックが螺旋状の面を乗り越え難くするなどにより所定の性能を確保している。
【０００５】
しかし、ノート型ＰＣと呼ばれるＰＣに光ディスク装置を内蔵することを想定した場合、ノート型ＰＣ自体がデスクトップ型ＰＣと呼ばれるＰＣに比べて、薄く小さいため、光ディスク装置自体も薄型化、小型化することが要求され、スペースに余裕がない。そのため、ノート型ＰＣにおいては光ピックアップ送りメカも小形で簡素な構造のものが要求される。またノートＰＣが携帯可能であるため、衝撃荷重が加わる可能性が高く、衝撃に対し損傷しにくいものであることが要求されている。
【０００６】
リードスクリューとリードラックによる光ピックアップ送りメカの耐衝撃性を改善する目的で、リードラックがリードスクリューを挟む構造にして溝から外れないようにする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１２−０３０３８１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この従来技術は、リードラックがリードスクリューから外れ難くする点で効果が大きいが、リードスクリューをリードラックとその関連部分で挟むことが必要なためリードラックの寸法が大きくなり、組みたても面倒になる問題がある。また、リードラックがリードスクリューから外れ難いという効果の反面として、過大な荷重がリードラックに加わった場合、リードラックのヒンジ部が損傷しやすい問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来の問題点を解決し、過大な力が加わった場合にも、送り動作の性能劣化を生じる損傷を発生することがなく、また小形で簡素な構造の光ピックアップ駆動技術を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明による送りメカは、外周に螺旋状の溝が形成されたリードスクリューと、前記リードスクリューの螺旋状の溝に挿入されるラック歯が形成されたリードラックとを備え、前記ラック歯は前記螺旋状溝の底面と対向する対向部分を有し、前記対向部分は前記螺旋状の溝方向における両端部と前記端部間の中央部とを有し、前記両端部の内の一端を前記中央部に比べて溝の底面方向に突出させた突出部を形成し、前記リードスクリューを回転させることによって、前記リードラックを前記リードスクリューの軸方向に移動させる。即ち、本発明の送りメカは、リードスクリューとリードラックからなる送りメカにおいて、リードラックのラック歯の少なくとも先端の一部を、通常の送り動作時にリードスクリューに接するリードラックのラック歯の接触点である中央部よりもリードスクリュー側に突出させ、リードラックがリードスクリューの外周に乗り上げた時、前記リードラックの接触点をリードスクリュー外周面より離間させることにより、前記接触点の損傷を防止する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、幾つかの実施例を用い、図を参照して説明する。
まず、本発明の第１の実施例を、図１から図６を参照して説明する。
図１は本発明による光ディスク装置の第１の実施例を示す斜視図である。図に示す実施例はノートＰＣ用の薄型の光ディスク装置であり、１は光ピックアップ送りメカ、２は主回路基板、３はメインＦＰＣ、４はボトムケース、５はトップケース、６はディスクトレイ、７はレール、９はディスクモータ、１０は光ピックアップである。
【００１２】
光ピックアップ送りメカ１は、防振ゴムなどを介してディスクトレイ６に保持されている。主回路基板２はボトムケース４に固定されている。メインＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）３は、主回路基板１と光ピックアップ送りメカに取り付けられた中継基板を接続し、ボトムケース４に固定されている。ディスクトレイ６はレール７を介してボトムケース４に出し入れ可能に保持され、ディスクトレイ６を引き出して光ディスクの付け外しを行う。本図には記載していないが、ディスクトレイ６を引き込んだ時にはロックし、ユーザの操作によりロックを解除してトレイを引き出すイジェクト機構がトレイに内蔵されている。トップケース５はボトムケース４に固定される。ディスクモータ９は光ピックアップ送りメカ１に固定されている。光ディスクはディスクモータ９の備えられたチャッキング機構により保持される。光ピックアップ１０はディスクの半径方向に移動できるように、光ピックアップ送りメカ１に保持され、また、光ピックアップＦＰＣは中継基板に接続されている。
【００１３】
図２は本発明による光ピックアップ送りメカの第１の一実施例を示す斜視図であり、説明を容易にするために、図１のカバーを削除して表示している。図２において、フレーム１４にはディスクモータ９と中継基板８が固定されている。また、ディスクとほぼ平行に主軸１２と副軸１３が取り付けられている。光ピックアップ１０は内蔵している軸受けに主軸１２と副軸１３が挿入され、ディスクと略平行に移動可能に保持されている。フレーム１４には光ピックアップ１０を移動させるための駆動力を発生する送りモータ１５、駆動力を伝達するギヤ列１６、ギヤの回転を直線方向に変換するリードスクリュー１７が取り付けられている。リードスクリュー１７はシャフトに螺旋状の溝が彫られたものである。また、光ピックアップ１０にはリードラック１８が取り付けられている。リードラック１８の一部であり、弾性支持された突起部がリードスクリュー１７の螺旋状の溝に係合しており、前記突起部はラックスプリング１９（図３参照）によりリードスクリューに向けて付勢されている。送りモータ１５の駆動力がギヤ列１６を介してリードスクリュー１７を回転すると、リードラック１８の突起部がリードスクリュー１７の螺旋状の溝に案内され、光ピックアップ１０が主軸に沿って移動する。以下の説明においては、前記突起部をラック歯と呼ぶ。
【００１４】
光ピックアップ１０はディスクモータ９により回転する光ディスクの情報記録面にレーザ光を照射し、反射光を受光素子で電気信号に変換する。光ピックアップ１０は送りメカ１によって光ディスクの平面部と平行に光ディスクの半径方向に移動する。これにより、光ピックアップから照射される前記レーザ光を光ディスクの必要な位置に位置決めし、周方向には光ディスクの回転によって光ディスク上の任意の情報格納場所にアクセスすることができる。光ディスクからの反射光から変換された電気信号は光ピックアップ送りメカ１に取り付けられた中継基板８、メインＦＰＣ３を経由して主回路基板に送られる。
【００１５】
図３は本発明による送りメカの第１の実施例を示す一部拡大斜視図である。以下の説明において、図３に示したｘ、ｙ、ｚ方向によって規定される座標系を適宜説明に使用する。ｚ軸はリードスクリュー１７の中心軸方向で、光ディスクの内周側が正である。ｘ軸はディスク面に平行で、ｚ軸に直交する、リードラック１８側が正である。計算の際、原点はリードスクリュー中心軸上に取る。ｙ軸はｘ軸およびｚ軸に直交し、ディスクに近づく方向が正である。計算の際、原点はリードラック中心軸上に取る。
【００１６】
まず、図１０および図１１を用いて従来技術のリードラック２２について説明する。
図１０は従来の送りメカのリードラックの構成図であり、図１０（ａ）は正面図を、図１０（ｂ）は側面図を、図１０（ｃ）は平面図である。また、図１１はリードスクリューの螺旋溝及びラック歯の断面図であり、図１１（ａ）はラック歯が螺旋溝の上に乗り上げられた状態を示す断面図、図１１（ｂ）はラック歯が螺旋溝の谷底まで入り込んだ状態を示す断面図である。図１１において、リードスクリュー１７はその中心軸に対し所定の角度αおよび−αだけ傾いた２つの斜線が所定のピッチｐの区間で一回転する螺旋状のリード面１７１１、リード面１７１２、谷底面１７１４から構成される螺旋溝１７１を軸心部の周囲に形成した軸である。図１０に示すように、リードラック２２は、ラックベース２２２がラック取り付け部の先端側に設けられたヒンジ２２３を介して支持された構成である。ラックベース２２２の中央部にラック歯２２１がリードスクリュー２２側に突出している。ラック歯２２１はリードスクリュー１７の溝１７１とｘ−ｚ面上で噛み合う（接する）ようにｙ−ｚ面内で傾いて形成されている。また、ラック歯２２１は前記リードスクリュー１７の中心軸に対しｘ−ｚ平面内でβおよび−βだけ傾いた傾斜面２２１１と２２１２およびｙ−ｚ平面に平行な平面２２１３で構成される台形断面である。ラック歯２２１はラックスプリング（図示せず、但し、図３のラックスプリング１９に相当）によってリードスクリュー１７に対し付勢され、ラック歯２２１の先端両側稜線のほぼ中央の点ＡｂおよびＡｆが図１１に示すリードスクリュー１７のリード面１７１１および１７１２と接する。以下の説明において、ラック歯およびリード面のｚ軸方向の、正側の面、あるいは点をｆ、ｚ軸の負側の面、あるいは点を、ｂを付けて表す。
【００１７】
図１０では図示していないが、ラック取り付け部２２４とラックベース２２３には、ラックスプリングが飛出したりしないようにラックスプリングを位置決めする部分が形成されている（図示せず。但し、ラックスプリングの構成については、図３のラックスプリング１９参照）。
通常の光ディスクからの情報再生あるいはアクセスのためのピックアップ送りの時（以下通常送り時と呼ぶ）には、ラック歯２２１は、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように傾斜面２２１１および傾斜面２２１２と平面２２１３の交わる稜線の中央部（送り接触点ＡｆおよびＡｂ）でリードスクリューのリード面１７１１および１７１２と接触し、過大な軸方向の力が加わった場合、ラック歯２２１は送り接触点Ａに加わるリード面１７１１あるいは１７１２からの外周方向の反力によって外周側に移動し、図１０（ａ）のようにリードスクリュー１７の外周面１７３に乗り上げられる。
【００１８】
以下の説明において、上記従来技術と基本的に同じものは、同じ番号あるいは記号で表すものとする。
【００１９】
以下、本発明の第１の実施例に係る送りメカの構成及び動作について説明する。
図４は本発明による送りメカに係るリードラックの第１の実施例を示す構成図であり、図４（ａ）は正面図を、図４（ｂ）は側面図を、図４（ｃ）は平面図である。図５は本発明による送りメカの第１の実施例に係るリードスクリューとリードラックの噛み合い状態を示す一部断面側面図であり、図５（ａ）はリードスクリューの溝とリードラックの通常送り時の噛み合い状態を示す図であり、図５（ｂ）はリードスクリューのリード部外周にリードラックが乗り上げた状態を示す図である。図６は本発明による送りメカの第１の実施例に係るリードスクリューとリードラックの噛み合いを説明するための構成図であり、図６（ａ）は通常の中の噛み合い状態における一部断面側面図を示し、図６（ｂ）は斜視図を、図６（ｃ）は断面図を示す。
図４において、リードラック１８は、ラック取り付け部１８４の先端に設けられたヒンジ１８３を介して支持されている。ラックベース１８２の中央部にラック歯１８１が取り付けられ、ラック取り付け部１８４とは反対方向に突出されている。
図５（ａ）に示すように、ラック歯１８１はリードスクリュー１７の溝１７１とｘ−ｚ面上で噛み合う（接する）ようにｙ−ｚ面内で傾いて形成されている。なお、１７１はリードスクリューの螺旋溝であり、１７３はリードスクリューのシャフトである。
また、図４に示すように、ラック歯１８１はリードスクリュー１７の中心軸に対しｘ−ｚ平面内でβおよび−βだけ傾いた傾斜面１８１１と１８１２およびｙ−ｚ平面に平行な３つの平面１８１３、１８１５、１８１７およびｚ軸に平行な面１８１４および１８１６さらにｘ−ｚ面に平行な面１８１８および１８１９で構成される台形断面を有する。ラック歯１８１はラックスプリング１９によってリードスクリューに対し付勢され、ラック歯１８１の両側の稜線のほぼ中央の点ＡｂおよびＡｆが図６に示すリードスクリュー１７のリード面１７１１および１７１２と接する。ラック取り付け部１８４とラックベース１８２には、ラックスプリング１９が飛出したりしないようにラックスプリング１９を位置決めする位置決め部分（図示せず）が形成されている。
【００２０】
図６を参照すると、ラック歯１８１の形状は、通常送り時には、従来の直線歯と同様に、傾斜面１８１１および傾斜面１８１２と平面１８１５の交わる稜線の中央部（送り接触点ＡｆおよびＡｂ）でリードスクリューのリード面１７１１および１７１２と接触する。過大な軸方向の力が加わった場合、ラック歯１８１は送り接触点Ａに加わるリード面１７１１あるいは１７１２からの外周方向の反力によって外周側に移動し、ラック歯型で決定される所定の半径まで送り接触点Ａが移動して来ると、前記送り接触点Ａとは別の点がリード面１７１１あるいは１７１２と接触し、それ以上外周側の位置にラック歯１８１がいる場合は、送り接触点Ａをリード面１７１１あるいは１７１２から離間させるようにする。
【００２１】
図５では、説明を簡単にするために、リードラック１８が回転せず、平行な状態で移動するように示しているが、実際には主としてヒンジ１８３によって決まる中心線を中心として回転しつつリードスクリューの半径方向に移動する。以下の説明においては、説明を簡単にするため、ラック歯１８１は平行に移動するものとしている。
【００２２】
本実施例のリードラックの形状について図６を用いて説明する。図６（ａ）〜図６（ｃ）は、通常の送り駆動時におけるリードスクリュー１７とリードラック１８の噛み合いに関係する部分の状態を示している。リードスクリュー１７はその中心軸に対し所定の角度αおよび−αだけ傾いた２つの斜線が所定のピッチｐの区間で一回転する螺旋状のリード面１７１１、リード面１７１２、谷底面１７１４から構成される螺旋溝１７１を周囲に形成した軸であり、従来技術と同様のものである。
ラック歯１８１が螺旋溝１７１のそれぞれのリード面において、複数の点で接すると摩擦が増加し、走行時のモータにかかる負荷が大きくなる。そのため、ラック歯１８１とリード面１７１１、１７１２との接点はそれぞれのリード面の１点のみで接するように、リード面１７１１、１７１２の傾き角αはラック歯１８１の斜面１８１１の角度βによって定まる所定の角度より大きくなければならない。そのための条件を検討する。
【００２３】
図６（ａ）〜図６（ｃ）において、リード面１７１１上の点Ｐは次の（数１）〜（数４）で表すことができる。
ｘｐ＝ｒｐ×ｃｏｓ（２×π×ｚｐ／ｐ＋φ）………（数１）
ｙｐ＝ｒｐ×ｓｉｎ（２×π×ｚｐ／ｐ＋φ）………（数２）
φ＝２×π×ｒｐ／ｐ／ｔａｎ（α）　　　…………（数３）
ｒｐ＝√（ｘｐ２＋ｙｐ２）　　　　　　　…………（数４）
なお、（数１）〜（数４）において、リードスクリュー１７の軸中心Ｏからからラック歯１８１とリード面１７１１又は１７１２と接触する点Ａまでのｘ軸方向の距離をｘａ、リードスクリュー１７の軸中心Ｏから溝の稜線までのｘ軸方向の距離をｘｏ、ｘａとｘｏの間の任意の距離をｘｐ、また、ｘ軸から距離ｙｐを隔てて水平に引いた線とｙ軸に対して距離ｘｐを隔てて水平に引いた線とが交わる点をＰとすると、リードスクリュー１７の軸中心Ｏと点Ｐ間の距離をｒｐ、ｘ軸と線ＯＰ間の角度をφとしている。また、ｘ軸方向に対して距離ｘｐを取ってｚ軸に平行な線がラック歯１８１の傾斜面１８１１と交わる点とＡ点間のｚ軸方向の距離をｚｐ、ｘ軸方向に対して距離ｘｐを取ってｚ軸に平行な線がリード面１７１１と交わる点とＡ点間のｚ軸方向の距離をｚｐとしている。
【００２４】
一方、図４において、平面１８１３、１８１４、１８１５、１８１６、１８１７が一平面であった場合、すなわち従来のラック歯形状の場合について一例を計算すると、点Ｐをリードスクリューの軸方向に投影したリードラックの斜面１８１１上の点は（数５）で表される。
ｘｑ＝ｚｑ×ｔａｎ（β）＋ｙｑ×２×π×ｘａ／ｐ＋ｘａ−ｚａ×ｔａｎ（β）…………（数５）
点Ａｂ以外では前記二つの面が接触しない条件は
ｘ≧ｘｑかつｚ≠ｚｐにおいて、ｚｐ＞ｚｑである…（数６）
実際には、（数６）を満たす角度０＜β＜π／２、０＜α＜π／２を決めることになる。ここで、強度上の要請から０＜β＜π／２とした。
ｘａ＝１．１ｍｍ、ｘｏ＝１．４ｍｍ、ｐ＝３ｍｍ、β＝８２．７°とした時、上記条件を満たすαは計算によるとα＝８１°以下である。
【００２５】
本実施例では、図４で示すように、リードラック１８のリードスクリュー１７に対向する面は一平面ではなく、従来技術のラックと同様の中央付近の平面Ｂｆ−Ｂｂ−Ｅｂ−Ｅｆと、前記平面と所定の角度で交わり、リードスクリュー１７の軸に平行な面Ｃｆ−Ｃｂ−Ｂｂ−Ｂｆおよび平面Ｅｆ−Ｅｂ−Ｆｂ−Ｆｆを持っている。また平面Ｂｆ−Ｂｂ−Ｅｂ−Ｅｆと平行な面Ｄｆ−Ｄｂ−Ｃｂ−Ｃｆおよび平面Ｆｆ−Ｆｂ−Ｇｂ−Ｇｆが両側に設けられている。面Ｄｆ−Ｄｂ−Ｃｂ−Ｃｆおよび面Ｆｆ−Ｆｂ−Ｇｂ−Ｇｆは補強のために幅を広げたもので、ラック歯１８１とリード面１７１１あるいはリード面１７１２の干渉に対する検討では特に考慮しない。通常送り時は、これらの平面の交わる稜線は稜線Ｂｆ−ＥｆおよびＢｂ−Ｅｂのそれぞれ一点（ＡｆおよびＡｂ）のみがリード面に接する。本実施例においては、稜線Ｂｆ−ＢｂおよびＥｆ−Ｅｂのリードスクリュー軸からの半径ｒｂおよびｒｅは、稜線Ｃｆ−ＣｂおよびＦｆ−Ｆｂのリードスクリュー軸からの半径ｒｃおよびｒｆよりも大きく設定されている。前記半径ｒｃおよびｒｆは、図から分かるようにＡｆ、Ａｂ点までのリードスクリュー軸からの半径ｒａ＝ｘａよりも大きく設定されている。しかし、条件によっては、点Ｃｆ、点Ｃｂあるいは点Ｆｆ、点Ｆｂが対向するリード面に接する可能性があるので、その計算を以下で行う。
【００２６】
以下の検討においてはｚが大きい側の面（ｆ側）について記述する。前記計算によって、従来のリードラック２２の場合については、ラック斜面２２１１が対向するリードスクリューのリード１７１１面とＡｆ点以外では接しない条件は、明らかになっているので、これをもとに、点Ｃｆ、点Ｆｆがリードスクリューの対向するリード面１７１１と接しない条件を検討する。
従来技術をベースにするとして、稜線Ｂｆ−Ｅｆおよびこの延長線よりリードスクリュー側の部分の平面１８１１１を、稜線Ｂｆ−Ｅｆを軸として傾けた場合について検討する。その形状を図４（ｃ）に示す。その計算結果を表１に示す。ｘａ、ｘｏが決まっている場合、表１の例のようにリード面の傾斜角度αと、ラック傾斜面の角度βは一方が決まると、干渉しないための他方の範囲が決定される。さらに、Ｃｆ点の位置が決まると、通常時にＣｆ点がリードスクリューのリード面１７１１にめり込まないようにする角度γが決定される。表１の例から分かるように、ラック傾斜面の傾きが大きくなる（βの絶対値が小さくなる）と、ラック先端側の傾斜面の傾きγは、ラック傾斜面の傾きβと同じで良くなる。すなわち、ラック傾斜面の傾きβが所定の値以下であれば、先端部まで傾斜面１８１１は同一平面で形成できる。
表１
2004132450.tif 000003
【００２７】
上記のように、ラック傾斜面１８１１が同一平面で構成できるものとして、ラック歯１８１がリードスクリューに乗り上げた場合に、通常送り時の接触点Ａｆの損傷を防止するラック形状について検討する。
例としてラック歯１８１およびリードスクリュー１７の基本形状を次のように設定する。ｘａ＝１．１ｍｍ、ｘｏ＝１．５ｍｍ、ｙｆ＝−０．８４３ｍｍ、ｙｃ＝０．８４３ｍｍ、β＝７．３°、α＝２０°とする。この条件では、通常送り時にはラック歯１８１とリード面１７１１が干渉することはない。ラック歯１８１がリードスクリュー外周１７３に乗り上げた時にＡｆ点を保護するために、Ａｆ点がリード面１７１１を外周側に滑って移動したとき、所定の半径より外側においては、Ｃｆ点あるいはＦｆ点が接触し、Ａｆ点はリード面１７１１から離れるようになるラック形状にする必要がある。そこで、Ａｆ点がリード面の最外周の稜線に接している時のＣｆ点あるいはＦｆ点の位置を計算し、Ｃｆ点あるいはＦｆ点がリードスクリューにめり込んだ位置になっていれば、Ａｆ点を保護する効果があることになる。この考えに基づき、ｘｃ＝ｘｆ（ｘｃはＣ点のｘ座標位置、ｘｆはＦ点のｘ座標位置）を変えた場合のＣｆ点およびＦｆ点の位置とリード面１７１１と外周面１７３の稜線との相対位置の計算結果を表２に示す。
表２
2004132450.tif 000004
【００２８】
上記表２において、ｘｄｉｆｆはラックの稜線Ｂｆ−ＥｆとＣｆ点あるいはＦｆ点のｘ方向の差であり、正は隙間が存在することを表し、負は干渉していることを表す。同様に、ｚｄｉｆｆはリードラック稜線とＣｆ点あるいはＦｆ点のｚ方向の差であり、正および負はｘｄｉｆｆと同様である。Ｆｆ点において、ｚｄｉｆｆは正であるから、Ｆｆ点はラック稜線Ｂｆ−Ｅｆをリード面１７１１から離間させる機能を持たないことが分かる。しかし、ｘｄｉｆｆが負であるので、リードスクリュー外周１７３上にラック歯１８１がある時はラック稜線Ｂｆ−Ｅｆをリードスクリュー外周１７３から離間させる効果は持っている。ｘｂｏｒｄはラック歯１８１がリードスクリューのリード面１７１１を滑って外側に移動していったとき、ラック歯１８１とリード面１７１１の接触点が、ラック歯１８１の稜線Ｂｆ−Ｅｆから点Ｃｆに変わる境界である。ラック歯１８１の稜線Ｂｆ−Ｅｆがｘｂｏｒｄより外側に位置する場合、ラック歯１８１は点Ｃｆがリード面と接し、点Ａｆを含む稜線Ｂｆ−Ｅｆはリード面から離れる。ｘｂｏｒｄよりラック歯１８１の位置が外側においては、点Ａｆには荷重が加わらず、損傷しない。もう一方の面（ｂ側）においても形状が点対称であることを考慮した上で、同様のことが言える。
【００２９】
以上は、静的な場合についての話であるが、次に動的な状態を含めた検討を行う。前述のようにラック歯１８１はラックスプリング１９によりリードスクリュー側に押されている。この付勢力は光ピックアップを送る駆動力によって半径方向にずれないように十分大きな値であり、摩擦力が許容値以下となるように、所定の値以下でなければならない。現状のノートＰＣでは、０．２Ｎから１Ｎの範囲と考えられる。仮に付勢力を０．３Ｎと仮定すると、ラック歯１８１およびラックベース１８２の合計質量は５ｍｇ程度であるから、ラック歯１８１は、相手面からの反力がなければ、６００００ｍ／ｓ２以上の加速度で加速される。光ディスク装置に衝撃力が作用し、ラック歯１８１が螺旋溝１７１から外れて高速で移動した場合を想定する。仮に表２のＮｏ．３の形状のラック歯１８１が、移動速度が４ｍ／ｓで、リードスクリュー１７外周を軸方向に滑ったとする。
【００３０】
以下、図７を参照しつつ説明する。
図７はリードスクリューの螺旋溝とリードラックのラック歯の噛み合い状態を示す断面図であり、図７（ａ）はラック歯が螺旋溝の稜線に乗り上げた状態を示し、図７（ｂ）はラック歯が螺旋溝の谷底まで入り込んだ状態を示し、図７（ｃ）はラック歯がリード面の途中にある状態を示す。
図７は説明のため、単純化した図になっており、ラック歯上の点とリード面の位置の大小関係は必ずしも正確ではない。ラック先端の幅（稜線Ｂｆ−Ｅｆと稜線Ｂｂ−Ｅｂのｚ方向の間隔）を０．５ｍｍとすると、螺旋溝１７１の幅は外周において０．５＋０．４×Ｔａｎ２０°＝０．７９１ｍｍである。図７（ａ）のようにラック歯１８１がリードスクリュー外周面１７３を離れる時、表２から、ラック稜線Ｂｆ−Ｅｆは半径方向には０．０４４ｍｍ外側、軸方向にはリードの谷側に０．０４７ｍｍの位置である。ラック歯１８１は最大で０．７９１−０．５−０．０４７＝０．０２４４ｍｍの間、概略放物線運動をする。前記付勢力による半径方向加速度により、ラック歯１８１はリードの谷底に向けて移動する。軸方向の移動速度Ｖと付勢力Ｆによる加速度によって影響される位置で、ラック歯１８１の稜線Ｂｆ−Ｅｆはリード面１７１１と衝突する。移動速度Ｖが小さく、付勢力Ｆが大きければ、ラック歯１８１はリード面１７１２に短時間後に接触し、以後すべりつつ螺旋溝１７１の谷底に向かって移動し、通常送り時の状態、図７（ｂ）になる。その後、図７（ｃ）のようにラック歯１８１はリード面１７１１を滑りながら外側に移動し、再度リードスクリュー１７の外周面に乗り上げ、外周面を滑って移動する。このような運動を以後、繰り返す。一方、移動速度Ｖが大きく、付勢力Ｆが小さければ、ラック歯１８１はリードスクリュー１７の螺旋溝１７１の谷方向にあまり移動しない内に、稜線Ｂｆ−Ｅｆあるいは点Ｃｆがリード面１７１１と衝突する。その後は前と同様にリード面１７１１上を外周側に滑って移動した後、再度リードスクリュー外周面を滑って移動する。
【００３１】
表２から、ラック歯１８１の稜線Ｂｆ−Ｅｆは通常送り時のリード面接触点から外周側に０．２４ｍｍの点（ｘｂｏｒｄ）より外側では、点Ｃｆがリード面１７１１に接触し、ラックの稜線Ｂｆ−Ｅｆはリード面１７１１に接触しない。このように本実施例によれば、衝撃の大きい移動速度Ｖが大きい場合に、通常送り時に駆動力を伝達するラックの稜線Ｂｆ−Ｅｆが直接リ−ド面と衝突するのを防ぐことができる。
ラックの軸方向移動速度Ｖが低い場合、ラック稜線Ｂｆ−Ｅｆは上記ｘｂｏｒｄよりも谷底側でリード面１７１１に衝突することになる。上記第１の実施例のラック歯形状の場合、ｘｂｏｒｄの位置でラック稜線Ｂｆ−Ｅｆがリード面１７１１に衝突するラック歯１８１のリード軸方向移動速度は次により求められる。リードスクリュー外周からラック先端Ｃｂが離れる瞬間のｘ方向位置とｘｂｏｒｄの差は１．５４４−１．３４＝０．２０４ｍｍであり、同様にリード面１７１１上のｘ座標がｘｂｏｒｄの点とのｚ方向の差は０．１４５５−０．０４７＋０．１４５５×（１．３４−１．１）／０．４＝０．１８６ｍｍである。前記半径方向の加速度（６００００ｍ／ｓ２）でｘ方向を移動する時間は０．１１７ｍｓである。この時間でｚ方向を等速度で移動する速度は０．１８６／０．０００１１７＝１５９０ｍｍ／ｓである。すなわち、上記条件では、ラックのリード軸方向移動速度が約１．６ｍ／ｓまでがラックの稜線Ｂｆ−Ｅｆがリード面１７１１に直接衝突する可能性がある。それ以上ラックの軸方向移動速度Ｖが大きい場合は点Ｃｆが最初にリード面１７１１に衝突するから、ラックの稜線Ｂｆ−Ｅｆの損傷を防止することができる。稜線Ｂｆ−Ｅｆが直接リード面に衝突する場合、送り動作時の接触点Ａｆ付近が損傷する可能性がある。損傷の程度はラックの軸方向移動速度が小さいほど小さいから、より低い速度でも稜線Ｂｆ−Ｅｆの衝突を防止できるように、ｘｂｏｒｄが低い方が望ましい。しかしながら、通常送り時には稜線Ｂｆ−Ｅｆがリード面に接触するものでなければならない。
【００３２】
前記の点を考慮した第２の実施例を図８と図９を用いて説明する。
図８は本発明による送りメカのリードラックの第２の実施例を示す構成図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は側面図、図４（ｃ）は平面図である。図９は本発明の第２の実施例に係る送りメカのラック歯の斜視図である。
この実施例は第１の実施例とラック歯形状のみが異なり、他の部分の形状は同じである。ラック歯２１１は傾斜面２１１１の先端の一部２１１１１および２１１２の先端側の一部２１１２１が異なる角度で傾斜している。ラック歯先端側に設けた追加傾斜面（表１で傾きをγで表した面）２１１１１あるいは２１１２１を、対向するリード面１７１１あるいは１７１２との隙間を小さくするように傾ける。この結果、図９から分かるように、ラック歯２１１は若干ねじれたような形状になる。次の表３に示すように、ラック歯先端の角度γを設定すると、Ｎｏ．３のラック歯型の場合、ラック歯２１１がリードスクリュー外周面１７３から離れる点と、点Ｃｆがラック稜線Ｂｆ−Ｅｆよりも先にリード面に接触する境界位置ｘｂｏｒｄとのｘ方向距離は１．５４４−１．１６＝０．３８４ｍｍ、ｚ方向距離は０．１４５５−０．１０９＋０．１４５５×（１．１６−１．１）／０．４＝０．０５９ｍｍである。前出の実施例１と同様の手順で計算すると、ラック稜線Ｂｆ−Ｅｆが直接リード面と衝突するラックのリード軸方向速度の最大値は３６９ｍｍ／ｓである。前記実施例１よりも、ラック稜線Ｂｆ−Ｅｆが直接衝突するラックのリード軸方向速度の最大値を下げることができ、ラックの送り時接触部Ａｆの損傷を防止する効果を、さらに高めることができる。一方、上記のように、ラック歯２１１が螺旋溝１７１の中に入ったとき、ｚ方向のすきまが小さ過ぎると、軸方向に大きな力が加わったとき、ラックの変形が拘束され、リードからラックが逃げにくくなるおそれがあるため、適切な範囲にすべきである。表３
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【００３３】
本発明を実施するに当たって、適用される条件に応じてラックおよびその周辺形状あるいは材質は異なるものを選定でき、上記説明した例に限定されるものではない。また、本発明を適用することにより、光ディスク装置以外の送りメカにおいても、上記説明した機能を具備させることが可能なことは明らかである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、異常荷重作用時に保護する部分を設けることにより、通常の送りメカにおいて送り力を伝達する接触部を保護することができ、送りメカの信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光ディスク装置の第１の実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明による光ピックアップ送りメカの第１の実施例を示す斜視図である。
【図３】本発明による送りメカの第１の実施例を示す一部拡大斜視図である。
【図４】本発明による送りメカに係るリードラックの第１の実施例を示す構成図である。
【図５】本発明による送りメカの第１の実施例に係るリードスクリューとリードラックの噛み合い状態を示す一部断面側面図である。
【図６】本発明による送りメカの第１の実施例に係るリードスクリューとリードラックの噛み合いを説明するための構成図である。
【図７】リードスクリューの螺旋溝とリードラックのラック歯の噛み合い状態を示す断面図である。
【図８】本発明による送りメカのリードラックの第２の実施例を示す構成図である。
【図９】本発明の第２の実施例に係る送りメカのラック歯の斜視図である。
【図１０】従来の送りメカのリードラックの構成図である。
【図１１】リードスクリューの螺旋溝及びラック歯の断面図である。
【符号の説明】
１…光ピックアップ送りメカ、２…主回路基板、３…メインＦＰＣ、４…ボトムケース、５…トップケース、６…ディスクトレイ、７…レール機構、８…中継基板、９…ディスクモータ、１０…光ピックアップ、１１…光ピックアップＦＰＣ、１２…主軸、１３…副軸、１４…フレーム、１５…送りモータ、１６…ギヤ列、１７…リードスクリュー、１８…第１の実施例のリードラック、１９…ラックスプリング、２０…ラック止めネジ、２１…第２の実施例のリードラック、２２…従来技術のリードラック、１７１…リードスクリューの螺旋溝、１７１１…リードスクリューのリード面（ｆ側）、１７１１…リードスクリューのリード面（後面側）、１７３…リードスクリューの外周面、１８１…第１の実施例のラック歯、１８１１…第１の実施例のラック歯傾斜面（ｆ）、１８１２…第１の実施例のラック歯傾斜面（ｂ）、１８２−第１の実施例のラックベース、１８３…第１の実施例のラックのヒンジ、２１１…第２の実施例のラック歯、２１１１…第２の実施例のラック歯傾斜面（ｆ）、２１１２−第２の実施例のラック歯傾斜面（ｂ）、
Ａ…通常送り時のラック接触点、Ｂ…Ａ点を含むラック稜線の一端、Ｅ…Ａ点を含むラック稜線の他の一端、Ｃ…Ａ点を保護する突出点、Ｆ…Ａ点を保護する他の突出点。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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