(57)【要約】【課題】      部品点数の削減、組立作業性の向上、チャッキングしたディスクの調芯精度の向上を図ることができるディスクのチャッキング技術の提供。【解決手段】  ディスクを保持するディスクチャック１０を、爪部１１が弾性リング１２を備える一体構成とする。このため、チャックケースへの取付時における部品点数が１点であり、部品点数の削減と組立作業性が向上する。また、弾性リング１２は素材の切断を伴わなければ分断しない一連一体のゴム状弾性体で形成され、これに爪部が設けられる。このため、爪部１１ごとのバネ定数が略同一であり均等な反発力でチャッキング可能であるから、ディスクの中心位置が回転軸とずれることなく高い調芯精度が得られる。【選択図】    図１
2005327404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状記録媒体のチャッキング状態でディスク状記録媒体の中心孔内に位置するチャックケースの内部から突出し、ディスク状記録媒体に対してその上面側から係止する複数の爪部を、円環形状のゴム状弾性体でなる弾性リングの外周面に周方向で等間隔に設けたディスクチャック。
【請求項２】
弾性リングの内周面に、弾性リングの中心方向へ薄肉に突起し、前記チャッキング状態でチャックケースの構造要素に対する押圧接触により弾性リングの厚み方向で変形可能な内向き凸部を形成した請求項１記載のディスクチャック。
【請求項３】
爪部が硬質樹脂の成形体であり、爪部と弾性リングとの境界に固着部を形成した請求項１又は請求項２記載のディスクチャック。
【請求項４】
固着部を金型成形による成形固着部として形成した請求項３記載のディスクチャック。
【請求項５】
固着部を凹凸形状に形成した請求項３又は請求項４記載のディスクチャック。
【請求項６】
スピンドルモータのシャフトを差込む筒状壁を有し、筒状壁の外側に請求項１〜請求項５何れか１項記載のディスクチャックの収容部を形成したチャックケースと、該収容部に収容した該ディスクチャックと、を備えるチャック装置。
【請求項７】
請求項６記載のチャック装置を備えるディスク状記録媒体の再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどのディスク状記録媒体を、再生装置のターンテーブル上に保持するディスクのチャッキング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスク状記録媒体（本明細書で「ディスク」という。）を、再生装置のターンテーブル上で保持するチャック装置の一従来例を図５に示す（特許文献１）。１はチャック装置で、チャックケース２とディスクチャック３とを備えている。
【０００３】
チャックケース２には、スピンドルモータのシャフト４を差込む筒状壁２ａが形成されており、その外側にはディスクチャック３の収容空間が形成されている。
【０００４】
ディスクチャック３は、ディスクＤの中心孔Ｄｈとほぼ等しい円周上に等間隔（中心角１２０°）に配置した３つのボールチャック３ａと、３つの金属製の圧縮コイルばね３ｂとを備えている。各圧縮コイルばね３ｂは、チャックケース２の筒状壁２ａを反力受け部として、ボールチャック３ａを外向きに付勢しており、付勢されたボールチャック３ａディスクＤに対して上面側から係止することでチャッキングする。つまり、ディスクＤは、圧縮コイルばね３ｂの反発力によって保持される。
【特許文献１】特開平９−７２６２号公報，図３，図４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記構成のチャック装置１では、ディスクチャック３が、３つのボールチャック３ａと、３つの圧縮コイルばね３ｂと、で構成されており、部品点数は合計６点である。そして、チャック装置１の組立時には、これらの部品をチャックケース２に１点ずつ手作業で取付けるため、多くの組立時間が必要となってしまう。また、ボールチャック３ａと圧縮コイルばね３ｂは大変小さな部品であるため、組立作業に熟練が必要で、部品も紛失しやすい。
【０００６】
また、ディスクＤを保持する金属製の各圧縮コイルばね３ｂは、それらがすべて同一のバネ定数をもつように製造することが事実上不可能であり、すべて微妙にバネ定数が異なっている。このため、チャッキングしたディスクＤの中心位置が回転軸と微妙にずれることがある。このように調芯精度が悪いと、数倍速で高速回転するディスクＤが偏心回転し、場合によってはソフトウェアでは訂正不能な再生／記録エラーが生じたり、大きな騒音や振動が発生するおそれもある。
【０００７】
さらに、ディスクＤのチャッキング状態で再生装置に落下や衝突などによる衝撃が加わると、金属製の圧縮コイルばね３ｂでは衝撃を吸収できないため、衝撃によってボールチャック３ａがディスクＤを弾き飛ばすような現象が起こり、ディスクＤがチャック装置１から外れて再生装置の内部から取り出せなくなる等の問題を生じるおそれもある。
【０００８】
以上のような従来技術を背景になされたのが本発明である。その目的は、部品点数の削減、組立作業性の向上、チャッキングしたディスクの調芯精度の向上、を図ることができるディスクチャック技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成すべく本発明は、ディスク状記録媒体のチャッキング状態でディスク状記録媒体の中心孔内に位置するチャックケースの内部から突出し、ディスク状記録媒体に対してその上面側から係止する複数の爪部を、円環形状のゴム状弾性体でなる弾性リングの外周面に周方向で等間隔に一体として設けたディスクチャックを提供する。
【００１０】
本発明によれば、爪部が弾性リングと一体であるため、チャックケースへの取付時における部品点数は、１点に纏まっている。よって、部品点数の削減と組立作業性の向上が達成される。また、本発明のディスクチャックは、素材の切断を伴わなければ分断しない一連一体のゴム状弾性体でなる弾性リングに対して爪部が設けてある。よって、爪部ごとのバネ定数が略同一であり均等な反発力でチャッキング可能であるから、ディスクの中心位置が回転軸とずれることなくディスクの高い調芯精度が達成される。さらに、ディスクをチャッキングした状態で再生装置に落下や衝突などによる衝撃が加わっても、ゴム状弾性体でなる弾性リングには、従来の金属製の圧縮コイルばねにはない衝撃吸収機能があるため、爪部がディスクを弾き飛ばしてしまうような現象が起こらず、ディスクを外れにくくすることができる。
【００１１】
前記ディスクチャックは、弾性リングの内周面に、弾性リングの中心方向へ薄肉に突起し、前記チャッキング状態でチャックケースの構造要素に対する押圧接触により弾性リングの厚み方向で変形可能な内向き凸部を形成したものとして構成される。
【００１２】
本発明によれば、ディスクをチャッキングすると、爪部が弾性リングの中心方向へ押圧されても、弾性リングの内周面がチャックケースの構造要素に対して全面的にぴったりと接触するのではなく、内向き凸部を介して点的に接触するため、弾性リングの内周面側が見掛け上硬くならず、柔軟な変形余裕を持たせることが可能であり、高速回転するディスクの調芯精度が更に高められる。なお、ここでいう内向き凸部が「点的に接触する」とは、内向き凸部がチャッキングしたディスクの押圧を受けてもチャックケースの構造要素に対して変形ができる余裕を持って接触することを意味するものであり、完全なる点接触だけを意味するものではない。
【００１３】
以上のディスクチャックにおける爪部と弾性リングの構成については、以下のように、構成できる。
【００１４】
その１つは、爪部が硬質樹脂の成形体であり、爪部と弾性リングとの境界に固着部を形成する構成である。この場合、爪部と弾性リングとの固着部は、接着剤により形成されるもの、また金型成形により形成される成形固着部としたものなど、いずれの固着形態としても構成可能であるが、この中でも、成形固着部であれば、効率的に製造可能で且つ固着強度も高く剥離しにくいためより好ましい。なお、成形固着部の形成は、例えば、成形品である爪部を弾性リングの成形金型に載置して弾性リングを一体成形する方法、また爪部と弾性リングを二色成形する方法で実現される。そして、爪部と弾性リングとの固着部を凹凸形状として形成すれば、固着の面積増大により、いずれの固着形態であっても固着強度をより一層高めることができる。
【００１５】
そして、上記目的は、スピンドルモータのシャフトを差込む筒状壁を有し、筒状壁の外側に前記何れかのディスクチャックの収容部を形成したチャックケースと、該収容部に収容した該ディスクチャックと、を備える本発明のチャック装置、及びこのチャック装置を備える本発明によるディスク状記録媒体の再生装置によっても、前記ディスクチャックの作用に基づき、同様に達成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のディスクチャック及びこのディスクチャックを備えるチャック装置、ディスク状記録媒体の再生装置によれば、チャック装置の部品数低減と組立作業性が向上するため、生産コストを低減できる。
【００１７】
また、ディスクの調芯精度が高いため、ディスクを高速回転させても、ディスクチャックに起因して偏心回転することなく、再生／記録を正確に行えるほか、大きな騒音や振動も発生しない。
【００１８】
さらに、落下や衝突などにより衝撃が加わっても、弾性リングの衝撃吸収によりディスクが外れにくいため、再生装置の内部からディスクを取り外せなくなるような不都合も回避できる。したがって、衝撃を受ける可能性が高い車載用や携帯用のディスクチャック、チャック装置、再生装置として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
本実施形態によるディスクチャック１０は、図１で示すように、３つの爪部１１と１つの弾性リング１２を一体に備えて構成される。
【００２１】
爪部１１は、硬質樹脂の成形体として構成され、弾性リング１２と固着する基部１１ａと、基部１１ａから先端側にかけて薄肉の係止部１１ｂとが形成される。基部１１ａにおける弾性リング１２との固着部１１ｃは、その幅方向で弾性リング１２の外周方向に沿う湾曲形状で且つ凹凸面として形成される。
【００２２】
ここで、爪部１１の素材は、寸法精度、耐熱性、機械的強度、耐久性、信頼性、摺動性、摩耗性などの要求性能に応じて熱可塑性樹脂が使用される。特に、摩耗や摩擦係数を小さくできるポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアミノビスマレイミド（ＰＡＢＭ）を使用することができるが、この中でも特に摩耗や摩擦係数を小さくでき且つ他の不都合も無いポリアセタール、ポリプロピレン等の使用が好ましい。
【００２３】
円環状の弾性リング１２は、前述のように爪部１１との固着部１２ａが凹凸面であることを除いて外周面が正円形状として形成される。一方、内周面には、弾性リング１２の中心方向にかけて薄肉の断面半円形状の内向き凸部１２ｂが形成されている。
【００２４】
ここで、弾性リング１２の素材は、寸法精度、耐熱性、機械的強度、耐久性、信頼性、防振特性、制御特性などの要求性能に応じて熱可塑性エラストマーや熱硬化性エラストマーが使用される。熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー等を使用できる。特に、この中でもスチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマーであれば、必要な要求性能が得られやすく、また性能上他の不都合も無いものとして使用できる。また、熱硬化性エラストマーとしては、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエン共重合ゴム、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等を使用できる。
【００２５】
以上のようなディスクチャック１０は、本実施形態では、予め爪部１１を金型成形しておいてから、弾性リング１２を成形と同時に爪部１１に固着する型成形を行って製造される。この場合には、インサート成形でも二色成形でも良い。このように製造することで、効率的に製造可能で且つ爪部１１と弾性リング１２との固着強度も高く剥離しにくくすることができる。したがって、本実施形態における爪部１１の固着部１１ｃと弾性リング１２の固着部１２ａは「成形固着部」として構成されている。
【００２６】
次に、ディスクチャック１０でディスクＤをチャッキングする構造を説明する。
【００２７】
図２で示すように、ディスクチャック１０は、下向き凹形状のチャックケース１３の収容部１３ａに収容される。チャックケース１３には、爪部１１が弾性リング１２の径方向で進退可能とするための開口１３ｂが形成される。そして、チャックケース１３は、ターンテーブル１４に固着される。ターンテーブル１４には、スピンドルモータのシャフトＳを差込ませて保持する筒状部１４ａが形成され、この筒状部１４ａは、チャックケース１３に形成した筒状壁１３ｃの内側に内挿される。この筒状壁１３ｃは、ディスクチャック１０の内向き凸部１２ｂと全周にわたって対峙し、ディスクＤをチャッキングする過程で、またディスクＤをチャッキングして保持した状態で、内向き凸部１２ｂによる弾性接触を受ける部分である。
【００２８】
以上のようなディスクチャック１０とチャックケース１３で構成されるチャック装置に対して、図２（Ａ）で示すように、ディスクＤを下降させてチャッキングすると、図２（Ｂ）で示すようにディスクＤが保持される。このチャッキングの過程では、爪部１１がディスクＤの中心孔Ｄｈにより押圧され、弾性リング１２が中心方向へ圧縮された状態となり、爪部１１がチャックケース１３の内部へ一旦入り込む。そして、完全にディスクＤがチャッキングされると、弾性リング１２の反発力によって爪部１１が開口１３ｂから再び突出して、ディスクＤに対してその表面側から係止する。これによって、ディスクＤがチャッキングされる。
【００２９】
次に、説明済みの事項を除き、前記実施形態による作用・効果を説明する。
【００３０】
ディスクチャック１０は、爪部１１と弾性リング１２とを一体に備えており、チャックケース１３への取付時における部品点数は１点である。このため、部品点数の削減と組立作業性の向上が達成される。
【００３１】
ディスクチャック１０は、素材の切断を伴わなければ分断しない一連一体のゴム状弾性体でなる弾性リング１２に爪部１１が設けてある。このため、爪部１１ごとのバネ定数が略同一であり均等な反発力でチャッキング可能であるから、ディスクＤの中心位置がシャフトＳの回転軸とずれることなくディスクＤの高い調芯精度が達成される。
【００３２】
ディスクチャック１０の弾性リング１２には衝撃吸収機能がある。このため、このディスクチャック１０を備える再生装置が落下や衝突などにより衝撃を受けても、該衝撃は弾性リング１２により吸収されるので、再生装置の内部で爪部１１によってディスクＤが弾き飛ばされて外れてしまうような不都合を回避することが可能である。
【００３３】
ディスクチャック１０は、爪部１１の固着部１１ｃが弾性リング１２の外周円上に沿う湾曲形状であって、弾性リング１２が正円形状である。このため、各爪部１１におけるバネ定数のバラツキがより一層低減され、弾性リング１２の変形によるディスクの調芯制御が確実になされる。
【００３４】
ディスクチャック１０は、弾性リング１２の内周面にある内向き凸部１２ｂが、弾性リングの中心方向へ薄肉に突起する形状として形成されており、図３で示すように、ディスク１０が装着された結果内向き凸部１２ｂが押圧変形した状態であっても、弾性リング１２の厚み方向への変形余裕がある。このため、ディスクＤのチャッキング時には、この変形余裕を活かすことでチャッキングしやすい。また、ディスクＤそれ自体が偏心ディスクであり、それを高速で偏心回転させる場合でも、その変形余裕を活かして偏心回転による振動を吸収することで、大きな振動や騒音の発生を抑えることができる。
【００３５】
ディスクチャック１０は、固着部１１ｃが凹凸面であり弾性リング１２との固着面積が大きい。このため、爪部１１と弾性リング１２との強力な固着を得ることができる。
【００３６】
次に、前記実施形態のディスクチャック１０の実施例を説明する。
【００３７】
実施例のディスクチャックは、構造は前記実施形態のものと同一であり、爪部（１１）の素材はポリアセタール、弾性リング（１２）の素材はスチレン系熱可塑性エラストマーである。製造方法は、予めポリアセタールで爪部（１１）の成形体を得て、これを弾性リング（１２）の成形金型に載置し、スチレン系熱可塑性エラストマーを射出し、弾性リング（１２）を爪部（１１）と一体成形して得た。
【００３８】
こうして得たディスクチャック（１０）をチャックケース（１３）に収容したチャック装置について、ばね荷重、ディスクの抜去力、ディスクのスリップトルクの各測定試験を行った。なお、各測定試験では、図５で示すボールチャック（３ａ）と金属製の圧縮コイルばね（３ｂ）を備えるディスクチャック（３）をチャックケース（２）に収容したチャック装置を比較例として、同じ試験を行った。
【００３９】
ばね荷重の測定試験：  この試験では、各爪部（１１）に同じ変位量を加え、測定された荷重にどの程度のバラツキが生じるか測定することで、各爪部（１１）における反発力のバラツキを検証した。
【００４０】
具体的には、図４（Ａ）で模式的に示すように、チャック装置を縦置きで固定し、ロードセルを用いて、実施例では各爪部を、また比較例では各ボールチャックを、各々圧縮速度１０ｍｍ／ｍｉｎで押圧した。また、この測定では、ロードセルが爪部又はボールチャックとの接触点を変位０ｍｍとし、変位０．２９ｍｍの時（ディスク装着状態）、変位０．４２ｍｍの時（装着したディスクの面方向における最大変位状態）における荷重を測定した。結果を表１に示す。
【表１】
2005327404.tif 000003
【００４１】
この測定結果から、実施例のディスクチャックは、ディスク装着時とディスク最大変位時のいずれにおいても、各爪部（１，２，３）におけるばね荷重のバラツキが比較例よりも大幅に少ないことが分かる。つまり、弾性リングにより各爪部に加わる反発力が略一定であり、装着したディスクの高い調芯精度が得られることが分かる。
【００４２】
ディスクの抜去力の測定試験：  この試験では、装着したディスクの外れにくさを検証した。具体的には、図４（Ｂ）で示すように、プッシュプルゲージで、ディスクに取付けた治具を２０ｍｍ／ｍｉｎの速度で鉛直上方に引っ張り、ディスクがチャック装置から外れる荷重を５回測定した。結果を表２に示す。
【表２】
2005327404.tif 000004
【００４３】
この測定結果から、実施例のディスクチャックは、比較例のディスクチャックよりもディスクの保持力が強いことが分かる。前述のように実施例では各爪部に加わる反発力が略一定であることから、バランス良くディスクが保持されて外れにくくなっているものと推察される。一方、比較例は各爪部に加わる反発力にバラツキがあるため、反発力の弱いボールチャックをきっかけとしてディスクが外れやすくなっているものと推察される。
【００４４】
ディスクのスリップトルクの測定試験：  この試験では、回転するディスクに対するディスクチャックの保持力を検証した。具体的には、図４（Ｂ）で示すように、プッシュプルゲージで、ディスクに取付けた紐を２０ｍｍ／ｍｉｎの速度で鉛直上方に引っ張り、ディスクがスリップしたときのトルクを５回測定した。結果を前掲表２に示す。
【００４５】
この測定結果によっても、実施例のディスクチャックは、比較例のディスクチャックよりもディスクの回転方向における保持力も強いことが確認された。
【００４６】
次に、前述した実施形態の変形例を説明する。前記実施形態では、爪部１１が３つである例を示したが、場合によっては３つ以外でもよい。また、前記実施形態では、爪部１１の固着部１１ｃと弾性リング１２の固着部１２ａを、ともに成形固着部として構成したが、接着剤にて固着する構成としてもよい。前記実施形態では、固着部１１ｃ，１２ａを凹凸面として構成したが、固着の面積拡大による固着力の強化を意図しなければ、平坦面であってもよい。また厚み方向で凹凸が連続する凹凸面としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】一実施形態によるディスクチャックを示す図で、分図（Ａ）は平面図、分図（Ｂ）はＳＢ−ＳＢ線断面図。
【図２】ディスクの装着の過程を示す図で、分図（Ａ）は装着前の断面図、分図（Ｂ）は装着後の断面図。
【図３】弾性リングの内向き凸部の作用を説明する拡大断面図。
【図４】分図（Ａ）は実施例と比較例のばね荷重測定試験の模式図、分図（Ｂ）は実施例と比較例のディスク抜去力測定試験の模式図、分図（Ｃ）は実施例と比較例のスリップトルク測定試験の模式図。
【図５】一従来例によるチャック装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００４８】
１０    ディスクチャック
１１    爪部
１１ａ  基部
１１ｂ  係止部
１１ｃ  固着部
１２    弾性リング
１２ａ  固着部
１２ｂ  内向き凸部
１３    チャックケース
１３ａ  収容部
１３ｂ  開口
１３ｃ  筒状壁
１４    ターンテーブル
１４ａ  筒状部
Ｓ    シャフト
Ｄ    ディスク
Ｄｈ  中心孔
【図１】
2005327404.tif 000005
【図２】
2005327404.tif 000006
【図３】
2005327404.tif 000007
【図４】
2005327404.tif 000008
【図５】
2005327404.tif 000009