(57)【要約】    【課題】  光ヘッドの小型化・薄型化を目的として、コイルバネの直径或いはコイル長を変更しても、光ヘッドの正常動作を妨げることがない程度の剪断力を確保することが可能なコイルバネを提供することにある。    【解決手段】  コイルバネ８の材断面が、一般的なコイルバネの材断面（円形状）ではなく、バネ定数がより大きくなるような形状であることを特徴とする。具体的には、コイルバネ8の材質とコイル径とバネ長さとを一定とした場合に、コイルバネの断面二次極モーメントを大きくするような四角形状、楕円形状によってコイルバネを形成する。なお、コイルバネの材断面が、そのコイルバネの中心軸方向を長辺とする略四角形状，そのコイルバネの中心軸方向を長軸とする略楕円形状である場合には、小さいコイル外径或いは短いコイル長で円形断面を有するコイルバネと同じバネ定数を得ることができる。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ヘッドに用いられ、圧縮又は引張で使用されるコイルバネにおいて、
前記コイルバネの材質とコイル外径とバネ長さとを一定とした場合に、前記コイルバネの材断面が円形状であるときのバネ定数より大きくなるように、前記コイルバネの材断面を形成したことを特徴とする光ヘッド用のコイルバネ。
【請求項２】
前記コイルバネの材断面は、略四角形状又は略楕円形状であることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド用のコイルバネ。
【請求項３】
光ヘッドに用いられ、圧縮又は引張で使用されるコイルバネにおいて、
前記コイルバネの材断面を、そのコイルバネの中心軸方向を長辺とする略四角形状で形成したことを特徴とする光ヘッド用のコイルバネ。
【請求項４】
光ヘッドに用いられ、圧縮又は引張で使用されるコイルバネにおいて、
前記コイルバネの材断面を、そのコイルバネの中心軸方向を長軸とする略楕円形状で形成したことを特徴とする光ヘッド用のコイルバネ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか記載のコイルバネを用いたことを特徴とする光ヘッド。
【請求項６】
請求項５に記載の光ヘッドであって、ハーフインチハイトドライブ装置に用いられることを特徴とする光ヘッド。
【請求項７】
請求項５に記載の光ヘッドであって、前記コイルバネは、そのコイルバネの中心軸方向が、その光ヘッドからの出力光の出射方向と略垂直の方向となるように配置されることを特徴とする光ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＣＤ、ＤＶＤ等の光記憶媒体に対してデジタル情報の記録・再生を行う光ヘッドに用いられるコイルバネに関するものであって、特に、コイルバネの材断面の形状に変更を加えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＣＤ、ＤＶＤなどの光記憶媒体に対してデジタル情報の記録・再生を行う光ヘッドが存在する。この光ヘッドは、主軸ガイド及び副軸ガイドを備えたアルミニウム製のフレームを備えており、このフレームには、半導体レーザ、受光素子、対物レンズ、その他様々な光学系構成部品、対物レンズを保持するレンズホルダに対してフォーカシングサーボ或いはトラッキングサーボを行う駆動機構などが搭載され、加えてこの駆動機構に給電するためのフレキシブル基板が取り付けられている。
【０００３】
近年、光ヘッドを搭載した上位装置（例えばＣＤプレーヤ）は、最終消費者の嗜好に合わせて益々小型化・薄型化する傾向にあり、それに伴い、上述したような様々な部品・機構・基板が搭載された光ヘッド自体も小型化・薄型化を迫られている状況である。
【０００４】
ところで、光ヘッドには複数のコイルバネが組み込まれている。その用途は様々であるが、例えば、対物レンズを保持するレンズホルダに適当な印圧を加える、といった用途や、上述したトラッキングサーボを行うための３ビームを生成する際に使用するグレーティング部材を保持するグレーティングホルダに適当な印圧を加える、といった用途がある。
【０００５】
そして、これらの用途に用いられるコイルバネの線材の断面形状に関しては、図７に示すように円形（直径ｄ）であり、現在一般的に普及しているコイルバネの断面形状と同じ形状となっている。なお、図７（ａ）は、従来のコイルバネの側面図であり、図７（ｂ）は、従来のコイルバネの側面断面図である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したように、光ヘッドの小型化・薄型化を迫られている現況の下で、コイルバネの直径或いはコイル長を変更しようとすると、従来のコイルバネではバネ力不足の問題が生ずる。すなわち、光ヘッドの小型化・薄型化を目的として、コイルバネの線材の断面形状を変更することなくそのままコイルバネの直径或いはコイル長を変更すると、コイルバネの中心軸を通る剪断力（バネ力）が不足してしまい、ひいては光ヘッドの正常動作を妨げてしまうといった問題がある。
【０００７】
そこで、本発明者は、近年の光ヘッド市場からの要請を考慮し、直径或いはコイル長を変更しても、剪断力を十分に確保することが可能なコイルバネを着想するに至った。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光ヘッドの小型化・薄型化を目的として、コイルバネの直径或いはコイル長を変更しても、光ヘッドの正常動作を妨げることがない程度の剪断力を確保することが可能なコイルバネを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上のような課題を解決するために、本発明は、コイルバネの材断面が、一般的なコイルバネの材断面（円形状）ではなく、バネ定数がより大きくなるような形状（例えば四角形状、楕円形状など）であることを特徴とする。
【００１０】
より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。
【００１１】
（１）  光ヘッドに用いられ、圧縮又は引張で使用されるコイルバネにおいて、前記コイルバネの材質とコイル径とバネ長さとを一定とした場合に、前記コイルバネの材断面が円形状であるときのバネ定数より大きくなるように、前記コイルバネの材断面を形成したことを特徴とする光ヘッド用のコイルバネ。
【００１２】
本発明によれば、光ヘッド用のコイルバネの材断面を、そのコイルバネのバネ定数が、そのコイルバネの材断面が円形状であるときのバネ定数より大きくなるような形状となるように形成したから、例えば光ヘッドの小型化・薄型化に伴いコイルバネの直径或いはコイル長を変更した場合であっても、光ヘッドの正常動作を妨げることがない程度の剪断力を確保することが可能となる。
【００１３】
このようなコイルバネの材断面の形状としては、後述する四角形状や楕円形状のほか、Ｄ型形状、小判型形状、錘型形状等、同一条件（コイルバネの材質・コイル径・バネ長さが一定）の下で材断面が円形状であるコイルバネのバネ定数よりも大きくなるような形状であれば如何なるものであってもよい。
【００１４】
（２）  前記コイルバネの材断面は、略四角形状又は略楕円形状であることを特徴とする光ヘッド用のコイルバネ。
【００１５】
本発明によれば、コイルバネの材断面を、略四角形状又は略楕円形状となるようにしたから、材断面が円形状である一般的なコイルバネと比べてバネ定数が大きく、コイルバネの直径或いはコイル長を変更しても、光ヘッドの正常動作に必要な剪断力を確保することができる。
【００１６】
また、コイルバネの材断面を略四角形状とすることで、断面二次極モーメントが大きくなり、コイルバネに与えられたスペース全体を有効に利用することができることから、光ヘッドの小型化・薄型化によりコイルバネに与えられたスペースが小さくなっても、光ヘッドの正常動作に必要な剪断力を確保することができる。
【００１７】
（３）  光ヘッドに用いられ、圧縮又は引張で使用されるコイルバネにおいて、前記コイルバネの材断面を、そのコイルバネの中心軸方向を長辺とする略四角形状で形成したことを特徴とする光ヘッド用のコイルバネ。
【００１８】
（４）  光ヘッドに用いられ、圧縮又は引張で使用されるコイルバネにおいて、前記コイルバネの材断面を、そのコイルバネの中心軸方向を長軸とする略楕円形状で形成したことを特徴とする光ヘッド用のコイルバネ。
【００１９】
本発明によれば、光ヘッド用のコイルバネの材断面を、コイルバネの中心軸方向を長辺とする略四角形状、或いはコイルバネの中心軸方向を長軸とする略楕円形状で形成したから、コイルバネの内側に部品を配置する場合に、所定のコイル内径を確保しつつもコイルバネの外径を小さくすることができるので、小さいコイル外径或いは短いコイル長で円形断面を有するコイルバネと同じバネ定数を得ることができる。従って、光ヘッドの小型化・薄型化に資することができる。
【００２０】
（５）  （１）から（４）のいずれか記載のコイルバネを用いたことを特徴とする光ヘッド。
【００２１】
本発明によれば、光ヘッドに、上述した（１）から（４）のいずれか記載のコイルバネを用いることとしたから、小型化・薄型化された光ヘッドを市場に提供することが可能となる。
【００２２】
（６）  （５）に記載の光ヘッドであって、ハーフインチハイトドライブ装置に用いられることを特徴とする光ヘッド。
【００２３】
本発明によれば、上述した（５）の光ヘッドは、ハーフインチハイトドライブ装置に用いられることとしたから、このハーフインチハイトドライブ装置の小型化・薄型化を実現することができる。
【００２４】
（７）  （５）に記載の光ヘッドであって、前記コイルバネは、そのコイルバネの中心軸方向が、その光ヘッドからの出力光の出射方向と略垂直の方向となるように配置されることを特徴とする光ヘッド。
【００２５】
本発明によれば、上述した（５）の光ヘッドは、上述のコイルバネを、そのコイルバネの中心軸方向と、光ヘッドからの出力光の出射方向とが略垂直となるように配置することとしたから、光ヘッドからの出力光の出射方向の厚さを薄くすることができ、ひいては光ヘッドの小型化・薄型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る光ヘッド用のコイルバネの材断面は、以上説明したように、バネ定数が通常のものよりも大きくなるような形状（例えば四角形状、楕円形状など）となっており、光ヘッドの小型化・薄型化に伴いコイルバネの直径或いはコイル長を変更した場合であっても、光ヘッドの正常動作を妨げることがない程度の剪断力を確保することが可能となる。
【００２７】
そして、かかるコイルバネを用いた光ヘッドは、近年の光ヘッド市場からの要請を受け、より一層の小型化・薄型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
［光ヘッドの概略構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る光ヘッドの概略構成を示す平面図である。
【００３０】
図１において、本発明の実施の形態に係る光ヘッド１は、基板フレーム２の両側に主軸ガイド３及び副軸ガイド４が取り付けられている。また、基板フレーム２には、感光性ガラス等の材質よりなる部品ホルダ（図中の点線５で示す部分）が搭載されており、この部品ホルダには、光ビームを出射する半導体レーザ６をはじめ、受光素子となるフォトダイオード、３ビームを生成するグレーティング、出射レーザ光と戻り光を分離するハーフミラー、出射レーザ光を並行化するコリメートレンズ、及び出射レーザ光を直角に立ち上げる立ち上げミラーなどがそれぞれ所定の位置に形成されている（図示せず）。次に、図１に示す光ヘッドに搭載された部品ホルダのＡ−Ａ'の側面断面図を図２に示す。
【００３１】
図２において、半導体レーザ６は基板フレーム２に固定されており、その半導体レーザ６の下方には、円筒状のコイルバネ８の押圧によって固定されたグレーティングホルダ７が存在する。なお、コイルバネ８は、その中心軸方向が、ハーフミラーによって立ち上げられた出射レーザ光と略垂直の方向となるように配置されている。
【００３２】
ここで、グレーティングホルダ７を押圧するコイルバネ８の材断面は、従来の円形状ではなく四角形状となっており、これにより、コイルバネ８の直径或いはコイル長を変更してもコイルバネ８の中心軸を通る剪断力の低下を免れることができる。この理由について、コイルバネ８の外観構成に触れつつ詳述する。なお、ここではコイルバネ８の材断面を四角形状と考えたが、本発明はこれに限られず、完全な四角形とはならない略四角形状、Ｄ型形状、或いは小判型形状であっても構わない。
【００３３】
［外観構成］
図３は、本発明の実施の形態に係る光ヘッド用のコイルバネ８の外観構成を示す図であって、図３（ａ）はコイルバネ８の斜視図、図３（ｂ）はコイルバネ８の側面図を示す。
【００３４】
図３（ａ）及び図３（ｂ）においては、コイルバネ８の材断面３０は、四角形状となっている。ここで、図３（ｂ）において、コイルバネ８の材断面３０は、短辺（横辺）がｄ、長辺（縦辺）が３／２ｄ（＝１．５ｄ）の四角形状となっている。なお、図３では材断面３０はコイルバネ８の中心軸方向（Ｏ−Ｏ'）を長辺（縦辺）とする四角形状としたが、本発明はこれに限られず、例えばコイルバネ８の中心軸方向（Ｏ−Ｏ'）を短辺（横辺）とする四角形状としてもよい。
【００３５】
また、図３では材断面３０は四角形状としたが、本発明はこれに限られず、例えば楕円形状或いは略楕円形状であっても構わない。そして、上述同様、コイルバネ８の中心軸方向（Ｏ−Ｏ'）を、楕円形状（略楕円形状）の長軸或いは短軸のいずれにしても構わない。
【００３６】
図３において、コイルバネ８のバネ定数は、コイルバネ８の材断面３０が円形状（直径ｄ）である場合のバネ定数よりも大きくなる。以下、より具体的に説明する。
【００３７】
一般に、圧縮又は引張りコイルバネ８のバネ定数ｋは次式で定義される。なお、Ｗは剪断力、δは軸方向の全たわみ、Ｇは剪断弾性係数（線材の材質ごとの固有の値）、ＩＰは断面二次極モーメント、ｎはコイルバネ８の有効巻数、Ｒはコイルバネの平均半径を表す。
【００３８】
【数１】
2005063528.tif 000003
【００３９】
ここで、コイル外径、バネ長さ、材質を一定としたときに、コイルバネ８の材断面３０が円形状，楕円形状，四角形状である場合の断面二次極モーメントを式（１）のＩＰにそれぞれ代入して、バネ定数を概算すると表１のようになる。なお、表１に示す断面二次極モーメント及びバネ定数は、図４のコイルバネ８の断材面３０の断面図（図４（ａ）〜（ｃ））及び側面断面図（図４（ａ'）〜（ｃ'−２））を概略的に示したものによって算出している。また、バネ長さは、有効巻数ｎを変更することで一定になると仮定している（例えば、下表における縦長の楕円の場合の有効巻数は２ｎ／３としている）。但し、コイルバネ８の材質を一定として、Ｇ／２π＝Ｋ（定数）としている。
【００４０】
【表１】
2005063528.tif 000004
【００４１】
表１によれば、コイル外径（＝Ｄ）、バネ長さ、材質を一定とすると、コイルバネの材断面が楕円形，四角形である方が、コイルバネの材断面が円形である場合よりも、バネ定数が大きくなることがわかる。従って、バネの強さを決めるバネ定数が大きい楕円形状，四角形状の材断面３０をもつコイルバネ８を用いることによって、たとえコイルバネの直径或いはコイル長を変更しても、光ヘッドの正常動作を妨げることがない程度の剪断力を確保することができる。なお、表１には示していないが、一辺がＤの正方形断面の場合にも円形断面よりバネ定数は大きくなる。また、コイル断面がＤ型や小判型の場合であっても、上記と同様の結果を得ることができる。
【００４２】
次に、コイルバネの材断面が、そのコイルバネの中心軸方向を長辺とする略四角形状，そのコイルバネの中心軸方向を長軸とする略楕円形状であるときに、所定のコイル内径２Ｒｉを確保しつつもコイルバネの外径を小さくしてバネ定数を大きくすることができることについて、図５及び表２を用いて説明する。
【００４３】
図５は、コイル内径（＝２Ｒｉ），コイル長，コイル材質を一定として、コイル外径を変化した状態を示すコイルバネの側面断面図を概略的に示したものである。ここで、図５（ａ）はコイルバネの材断面が円形（直径ｄ）の場合、図５（ｂ）はコイルバネの材断面が楕円形（中心軸方向を長軸とする長軸の長さ１．５ｄ、短軸の長さ０．５ｄ）の場合、図５（ｃ）はコイルバネの材断面が長方形（中心軸方向を長辺とする長辺の長さ１．５ｄ、短辺の長さ０．５ｄ）の場合を示している。
【００４４】
バネ定数は、上述した式（１）及び表１に示す断面二次極モーメントを基に算出することができ、それぞれの場合の概算値は表２のようになる。
【００４５】
【表２】
2005063528.tif 000005
【００４６】
表２によれば、所定のコイル内径２Ｒｉを確保しつつもコイルバネの外径を小さくして（２Ｒ０>２Ｒ１＝２Ｒ０−ｄ／２，２Ｒ０>２Ｒ２＝２Ｒ０−ｄ／２）、コイルバネの材断面の軸方向の線材の長さを大きくすることによってバネ定数を大きくすることができる。
【００４７】
［製造工程］
図６は、図３に示す光ヘッド用のコイルバネ８の製造工程の概略を示す図である。
【００４８】
図６において、まず、材断面が円形状である線材４１を製造する（図６（ａ））。そして、図６（ａ）に示す線材４１を横方向からプレス機５０ａ，５０ａ'で圧縮プレスし（図６（ｂ））、加えて、図６（ｂ）に示す線材を縦方向からプレス機５０ｂ，５０ｂ'で圧縮プレスする（図６（ｃ））。このようにして、材断面が略四角形状である線材４１を得た後（図６（ｄ））、この線材４１をコイル形に巻くことによって、図３に示すコイルバネ８を得ることができる。
【００４９】
なお、図６（ｂ）〜（ｄ）では、縦横方向から圧縮プレスを行うことにより四角形状のコイルバネ８を得ることとしたが、本発明はこれに限られず、例えば、材断面が円形状である線材４１の両端を引っ張ることによって四角形状のコイルバネ８を得てもよい。また、予め四角形状の穴を開けた型に、材断面が円形状である線材４１を通すことによって四角形状のコイルバネ８を得てもよい。
【００５０】
以上説明したように、材断面が四角形状である線材４１をコイル形に巻くことによって得たコイルバネ８は、材断面が円形状の一般的な線材４１をコイル形に巻くことによって得たコイルバネよりもバネ定数が大きくなることから、コイルバネ８の直径或いはコイル長を変更しても、十分な剪断力を確保することが可能となる。
【００５１】
また、本実施形態によって得られた材断面が四角形状のコイルバネ８は、近年主流になりつつある省スペース型デスクトップパソコンやノート型パソコンに搭載され、例えば光ヘッド（光ピックアップ）底面から光ディスク下面までの距離が７．３ｍｍでハーフインチハイト（１２．７ｍｍ）のＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ±Ｒ，ＤＶＤ±ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＡＭドライブ装置に用いることもできる。さらに、ＭＤドライブ装置等にも材断面が四角形状のコイルバネ８を用いることができる。
【００５２】
なお、上述した実施形態では円筒状のコイルバネを用いたが、コイルバネは円筒状である必要はなく、円錐状のコイルバネに対しても本発明は適用可能である。また、上述した実施形態ではコイルバネは圧縮で使用されたが、引張で使用されるコイルバネに対しても本発明は適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係る光ヘッド用のコイルバネは、近年の消費者ニーズに合わせて光ヘッドの小型化・薄型化を可能にせしめるコイルバネとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態に係る光ヘッドの概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す光ヘッドに搭載された部品ホルダのＡ−Ａ'の側面断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光ヘッド用のコイルバネの外観構成を示す図である。
【図４】コイルバネの材断面を変化させたときのバネ定数を算出するための説明図である。
【図５】コイル内径，コイル長，コイル材質を一定として、コイル外径を変化した状態を示すコイルバネの側面断面図を概略的に示した図である。
【図６】図３に示す光ヘッド用のコイルバネの製造工程の概略を示す図である。
【図７】従来のコイルバネの側面図及び側面断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  光ヘッド
２  基板フレーム
３  主軸ガイド
４  副軸ガイド
５  部品ホルダ
６  半導体レーザ
７  グレーティングホルダ
８  コイルバネ
３０  材断面
【図１】
2005063528.tif 000006
【図２】
2005063528.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005063528.tif 000010
【図６】
2005063528.tif 000011
【図７】
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