(57)【要約】【課題】コンパクトな構造で有るが高精度で堅牢で低騒音の自動調芯装置を提供する。【解決手段】モータＭの鉄板等の磁性材からなるロータヨーク１０の中央から突き出された回転軸２０の端側近傍に、黄銅等の非磁性材からなるセンターリング部材３０が固着さている。このセンターリング部材３０は、中央の環状溝に、載置ディスクを挟持するクランパを磁気吸引するクランパーマグネット４０と、その基部側面にポリカーボネート樹脂等の合成樹脂からなるターンテーブル５０が固着されている。【選択図】　　　図１
2004064865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータヨークから突き出された出力軸の端側近傍に装着されたターンテーブルと、前記ロータヨークと前記ターンテーブルの間隙に備えられた自動調芯用のボールを収容したバランサ室を挟装してなるスピンドルモータの自動調芯装置において、
前記バランサ室は、前記ロータヨーク面方に開口部を有する環状凹状に形成され、その開口部は前記ロータヨーク面と前記ターンテーブルにより挟持された弾性部材からなる底板を備えていることを特徴とするスピンドルモータの自動調芯装置。
【請求項２】
前記バランサ室は、ターンテーブルと一体に形成されている請求項１に記載のスピンドルモータの自動調芯装置。
【請求項３】
前記底板は、前記ボールとの接触面に、この底板の表面より硬い円環状のプレート部材を接合してなる請求項１または請求項２に記載のスピンドルモータの自動調芯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スピンドルモータのターンテーブルに取り付けられ、その回転時におけるアンバランスを自動的に修正する自動調芯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、メディアディスク（以下ディスクという）を含むモータの回転系に生じるアンバランスによる高速回転時の振動を防ぐ為に、ターンテーブルに此れ等のアンバランスを自動的に矯正する自動調芯装置を備えたスピンドルモータが知られるようになってきた。従来、この種の自動調芯装置の構造としては、スピンドルモータの回転軸端側に固着されたターンテーブルの下側に、さらに扁平型の円筒ケースを固着し、この円筒ケースに収容された複数個の小さなボールの自在運動を利用して回転時の遠心力アンバランスを矯正するようにしたものがある。
【０００３】
また、前記のディスクスを駆動する装置の薄型化が進み、そこに使用される自動調芯装置付スピンドルモータに対してもコンパクト化が要望されている。このような自動調芯装付スピンドルモータとして、特開平１１−１８３６２号記載の自動調芯装置が提案されている。
【０００４】
この自動調芯装置は、スピンドルモータの回転軸に固着されたターンテーブルのディスク載置側と反対側に環状凹部が形成され、この環状凹部の縁がロータヨークのほぼ円板状の天板部（基部）により閉塞され、バランサの収容部となるバランサ室が形成し、そのバランサ室内にバランス体として複数個のボール（球体）が周方向に移動自在に収容されているものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のように構成された自動調芯装置のバランサ室の底板の部分は、ロータヨークの天板部で形成されているので、前記ボールは常に薄い鉄板からなるカップ状の容器の底裏に直接保持されていることになる。この状態においてモータが始動したり停止したりすると、前記バランサ室内の各ボールは遠心力の作用によりアンバランスの矯正を行うため瞬時的に移動するので、ボールの金属表面を滑動する音やその滑動音が増幅拡大され騒音となる問題がある。
【０００６】
それと同時に、ボール同士が衝突したり、ボールがバランサ室の内壁に当たり衝突音が発生し、またこれによりバランサ室が振動して騒音が発生する問題がある。また、このように発生した騒音や振動は、前記のように構成されたバランサ室内では共鳴や共振をして騒音を増幅させたり、拡散合成作用によりさらに拡大され、周囲に対して支障を来すような大きな騒音を発生する恐れがある。
【０００７】
そこで、本発明は、前記の欠点を解決して、コンパクトな構造で有るが高精度で堅牢で低騒音のスピンドルモータの自動調芯装置を提供しようというもので有る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するには、請求項１に記載の発明のように、ロータヨークから突き出された出力軸の端側近傍に装着されたターンテーブルと、前記ロータヨークと前記ターンテーブルの間隙に備えられた自動調芯用のボールを収容したバランサ室を挟装してなるスピンドルモータの自動調芯装置において、前記バランサ室は、前記ロータヨーク面方に開口部を有する環状凹状に形成され、その開口部は前記ロータヨーク面と前記ターンテーブルにより挟持された弾性部材からなる底板を備えることにより達成できる。
【０００９】
なお、請求項２に記載の発明のように、前記バランサ室をターンテーブルと一体に形成することによりコンパクト化の課題を容易に解決できる。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明のように、前記底板は、前記ボールとの接触面に、この底板の表面より硬い円環状のプレート部材を接合して形成することにより、さらに優れた性能を有する底板を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づき説明をする。
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す自動調芯装置を有するスピンドルモータ（以下モータという）の要部断面図で有る。図１において、モータＭの鉄板等の磁性材からなるロータヨーク１０の中央から突き出された回転軸２０の端側近傍に、黄銅等の非磁性材からなるセンターリング部材３０が固着されている。このセンターリング部材３０には、中央の環状溝に、載置したディスクを挟持するクランパ（図示しない）を磁気吸引するマグネット４０と、その側面にポリカーボネート樹脂等の合成樹脂からなるターンテーブル５０が固着されている。
【００１２】
また、ターンテーブル５０のディスク載置面５１と反対側に、環状の外壁５２と内壁５３が設けられ環状凹部５４が形成されている。また、環状凹部５４の開口部の縁とロータヨーク１０の天板部１１に挟持された弾性部材からなる底板６０が環状凹部を施蓋し、閉塞されたバランサ室５５を形成している。また、バランサ室５５には鋼球からなる複数個のボール７０が収容され、自動調芯装置Ｂを形成している。なお、ターンテーブル５０のディスク載置面５１の周縁側に滑り止め部材８０が固着されている。
【００１３】
前記の底板６０は、断面が矩形で円環状に形成され、シリコーンゴムやウレタンゴム等の合成ゴム、または熱可塑性エラストマー、または素材自体が発泡構造のウレタンフォーム等の弾力性と耐久性を有する材料で形成されている。このような材料は、弾力性の他に制振性や吸音性を有している。なお、底板６０の加工方法としては、シート状の素材を打ち抜いたり射出成形等がある。
【００１４】
また、この底板６０の施蓋・閉塞方法は、まず底板６０を接着剤や両面テープなどを用いてロータヨーク１０の天板部１１に貼り付けた後、バランサ室にボール７０が収容されたターンテーブル５０が固着されたセンタリング部材３０を回転軸２０に圧入し行う。なお、最終的には底板６０は外壁５２および内壁５３の縁部で押圧され固定されるので、前記のような接着を廃止してもよい。
【００１５】
なお、底板６０を前記のような弾性部材とすることにより、底板６０はボールの滑動音の吸収と、またバランサ室５５から発せられる音波の吸収、およびバランサ室５５に伝わる振動の抑制効果を得ることができる。また、併せて、ロータヨーク２０からバランサ室５５に伝えられ、共振や共鳴等による騒音の元となる振動及び衝撃を抑制することができる。よって、これにより騒音発生を有効に防止させることができる。
【００１６】
また、ボールの衝撃音を低減するために、セラミック、ゴム、プラスチックに変えたり、鋼球の表面を樹脂コーティングする必要はない。
【００１７】
次に本発明に係る自動調芯装置の動作を説明する。
まず、搭載したディスクがアンバランスの状態でモータを定格回転数で駆動した場合、自動調芯装置のバランサ室内においては、各ボールは回転中心に対して重量バランスが偏った位置と対称な位置に集中して配置するために、この重量バランスの偏りが補正されてモータの回転部分の傾きが修正され、回転部分はその回転中心と回転軸の中心線とが一致した状態に修正される。これにより搭載したディスクはアンバランス状態であっても安定した回転をさせることができる。
【００１８】
一方、搭載したディスクがバランスの取れた状態でモータを定格回転数で駆動した場合は、自動調芯装置のバランサ室内においては、各ボールは等角度間隔に配置された安定な状態になるので、搭載したディスクは安定した状態で回転させることができる。
【００１９】
上記のいずれの駆動の条件においても、各ボールには遠心力が作用する。この状態を説明したのが図２である。図２において、回転軸２０が軸線Ｃを中心に回転（矢印Ｎ）すると、ボール７０には回転軸２０の軸線Ｃに対して垂直で、その軸線Ｃより半径方向に向かう遠心力Ｆ１が作用し、ボール７０はこの遠心力Ｆ１により外壁５２の内側面をほぼ垂直に圧接する。ここにおいて、このボールの圧接で外壁５２の内側に作用する力は、ボールに掛かる遠心力Ｆ１と等しいものである。なお、ボール７０には自重による押圧力Ｆ２が底板に垂直に作用しているが高速回転における遠心力に比較したら微々たるもので無視できる。
【００２０】
この力を実施例により算出してみると次のようになる。
なお、ボール７０は直径３ｍｍ、重量０．１０９８ｇの鋼球をを使用し、またバランサ室５５の外壁５２の内側面の半径Ｒは１１ｍｍとした。
モータ回転数　　６０００ｒｐｍにおけるＦ１＝０．４７６７Ｎ
１００００ｒｐｍにおけるＦ１＝１．３２４１Ｎ
ボール７０には自重による押圧力Ｆ２＝０．００１Ｎ
よって　Ｆ１≫Ｆ２となる。
【００２１】
このことは、ボール７０は回転を始めると遠心力により急速にバランサ室５５の外壁５２の内側面に垂直に圧接された状態になることを示している。言い換えると、この種のモータは急速に定格回転数に立ち上がることができるので、底板６０の硬さはボールの応答速度には影響をを与えないといえる。また、底板６０は弾性を有するから外部の応力により敏感に応答するので、ボール７０に力が加わり底板６０の表面が少し凹んでも直ぐにそれを跳ね返し、ボール７０は次の行動に移行させる効果もある。
【００２２】
そして、騒音計を使用して本発明品と従来品の騒音レベルを測定した結果は次のようになる。なお、この測定におけるモータ仕様および測定方法は同一条件とした。
測定結果　本発明品の騒音レベル：６５ｄＢ
従来品の騒音レベル：７５ｄＢ
この結果から、本発明に係る自動調芯装置は明らかに騒音が低減していることが分かる。
【００２３】
図３は、本発明の実施の形態の変形を示したものである。これは、図１に示した底板６０の断面を変形したものである。図３において、底板１６０は弾性部材からなり、断面は凸状の円環状で形成され、環状凹部５４の開口部とロータヨーク１０の天板部１１に挟持され環状凹部を施蓋し、閉塞しバランサ室５５を形成している。この底板１６０のように断面を凸状にすることにより、環状凹部５４の開口部に対する位置合わせが容易になり、また、ロータヨーク１０の天板部に貼り付ける作業を必要としない。なお、この底板１６０の加工方法は、射出成形等がある。
【００２４】
図４は、本発明の第２の実施の形態を示す自動調芯装置を有するモータの要部断面図で有る。図４の構成は、図１の構成と全く同じものであるが、異なる所はターンテーブル５０の内壁５３とロータヨーク１０の天板部１１が形成する空所を密閉するように緩衝材９０が挿着されている。
【００２５】
この緩衝材９０の材質は、制振効果および吸音効果を有する、例えば、天然ゴム、又はクロロプレンゴムやニトリルゴム等の合成ゴム、又は、発泡ウレタンのように発泡成形により多孔部を有するプラスチック製品が上げられる。なお、このように緩衝材９０を配置することにより、ロータヨーク１０の天板部１１とバランサ室５５の内壁５３が形成する空所の実質容積を低減させる効果と、またバランサ室５５から発せられる音波の吸収及びバランサ室５５に伝わる振動の抑制効果を得ることができる。
【００２６】
また、併せて、緩衝材９０を配する事により、ロータヨーク１０からバランサ室５５に伝えられ、共振や共鳴等による騒音の元となる振動及び衝撃を抑制することができる。よって、これにより騒音発生を有効に防止させることができ、さらに、低騒音化を向上させることができる。
【００２７】
図５は、本発明の第３の実施の形態を示す自動調芯装置を有するモータの要部断面図で有る。図５の基本的構成は、図１の構成と全く同じものであるが、異なる所は底板２６０は、前述のような弾性部材からなるクッション部２６１と、底板２６０のボール７０との接触面側に、クッション部２６１より硬い円環状のプレート部２６２が接着や２色成形等で接合して形成されている。
【００２８】
なお、円環状のプレート部２６２の材質は、黄銅板などの表面が滑らかな金属薄板やポリアミド樹脂やポリカーボネイト樹脂等の弾力性と摺動性を有する樹脂から形成されている。また、クッション部２６１は円環の幅は外壁５２と内壁５３の縁に押圧され、プレート部２６２の円環の幅は外壁５２と内壁５３の縁にはめ込まれる寸法に形成されている。この構成においては、ボール７０の応答性をさらに向上させることができる。
【００２９】
以上、前述において、スリーブを非磁性金属で説明したがポリカーボネイト樹脂等の合成樹脂形成してもよい。また、ターンテーブルは合成樹脂で説明したが黄銅、アルミニュウム等の非磁性体金属で形成してもよい。さらに、スリーブとターンテーブルをポリカーボネイト樹脂等の合成樹脂や黄銅、アルミニュウム等の非磁性材金属で一体に形成してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
前述したように、本発明に係る自動調芯装置のバランサを収容するバランサ室は、ロータヨーク面方に開口部を有する環状凹状に形成され、その開口部は前記ロータヨーク面と前記ターンテーブルにより挟持された弾性部材からなる底板を備えているので、この底板の弾性部材によってこのバランサ室から発せられるボールの滑動や衝突等の移動により発せられる音波の吸収、および、振動の抑制効果を得ることができ、また、弾性部材によってロータヨークから自動調芯装置に伝えられる共振や共鳴等による騒音の要因となる振動及び衝撃を抑制することができる。これにより自動調芯装置の低騒音化が図れ、併せて、自動調芯装置のコンパクト化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態の自動調芯装置付スピンドルモータを示す要部断面図である。
【図２】図１の自動調芯装置の動作を説明する説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の変形を示す要部断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の自動調芯装置付スピンドルモータを示す要部断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の自動調芯装置付スピンドルモータ形態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１０　ロータヨーク
２０　回転軸
３０　センタリング部材
４０　マグネット
５０　ターンテーブル
６０　底板
７０　ボール
８０　滑り止め部材
Ｍ　スピンドルモータ
Ｂ　自動調芯装置
【図１】
2004064865.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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