(57)【要約】【課題】チャッキングリングに対する片押しがあってもスムーズな摺動性を実現して信頼性の高いディスク調芯を行うこと。【解決手段】本発明は、ディスク４０を回転させるモータの軸１３に対して摺動可能に取り付けられ、ディスク４０の中央に設けられた孔と嵌合するチャッキングリング１２と、チャッキングリング１２との間でディスク４０を押圧して挟持するため、チャッキングリング１２と対向して配置されるクランパ３０と、クランパ３０からの押圧力によってチャッキングリング１２が軸１３に沿って押し込まれる際に対抗する付勢力をチャッキングリング１２に与えるチャッキングバネ１４と、モータの軸１３の先端に固定され、チャッキングバネ１４によって付勢されるチャッキングリング１２のストッパとなるボス１１とを備えるディスク媒体保持装置において、ボス１１には、チャッキングリング１２の摺動のガイド１８が形成されているものである。【選択図】図１
2007213660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク媒体を回転させるモータの軸に対して摺動可能に取り付けられ、前記ディスク媒体の中央に設けられた孔と嵌合するチャッキングリングと、
前記チャッキングリングとの間で前記ディスク媒体を押圧して挟持するため、前記チャッキングリングと対向して配置されるクランパと、
前記クランパからの押圧力によって前記チャッキングリングが前記軸に沿って押し込まれる際に対抗する付勢力を前記チャッキングリングに与えるバネと、
前記モータの軸の先端に固定され、前記バネによって付勢される前記チャッキングリングのストッパとなるボスとを備えるディスク媒体保持装置において、
前記ボスには、前記チャッキングリングの摺動のガイドが形成されている
ことを特徴とするディスク媒体保持装置。
【請求項２】
前記ガイドは、前記ボスにおける前記チャッキングリングを内挿する内周部分に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のディスク媒体保持装置。
【請求項３】
前記ガイドは、前記ボスにおける前記チャッキングリングを外挿する外周部分に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のディスク媒体保持装置。
【請求項４】
前記ボスは焼結金属材料によって成形されている
ことを特徴とする請求項１記載のディスク媒体保持装置。
【請求項５】
前記ガイドの前記チャッキングリングとの接触部分表面には潤滑処理が施されている
ことを特徴とする請求項１記載のディスク媒体保持装置。
【請求項６】
ディスク媒体を回転させる軸を備えたモータと、
前記モータの軸に対して摺動可能に取り付けられ、前記ディスク媒体の中央に設けられた孔と嵌合するチャッキングリングと、
前記チャッキングリングが前記軸に沿って押し込まれる際に対抗する付勢力を前記チャッキングリングに与えるバネと、
前記モータの軸の先端に固定され、前記バネによって付勢される前記チャッキングリングのストッパとなるボスとを備えるスピンドルモータにおいて、
前記ボスには、前記チャッキングリングの摺動のガイドが形成されている
ことを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項７】
ディスク媒体を回転させる軸を備えたモータと、
前記モータの軸に対して摺動可能に取り付けられ、前記ディスク媒体の中央に設けられた孔と嵌合するチャッキングリングと、
前記チャッキングリングとの間で前記ディスク媒体を押圧して挟持するため、前記チャッキングリングと対向して配置されるクランパと、
前記クランパからの押圧力によって前記チャッキングリングが前記軸に沿って押し込まれる際に対抗する付勢力を前記チャッキングリングに与えるバネと、
前記モータの軸の先端に固定され、前記バネによって付勢される前記チャッキングリングのストッパとなるボスとを備えるディスク媒体駆動装置において、
前記ボスには、前記チャッキングリングの摺動のガイドが形成されている
ことを特徴とするディスク媒体駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク媒体の中央に設けられた孔と嵌合してディスク媒体を保持するためのディスク媒体保持装置およびこのディスク媒体保持装置を用いたスピンドルモータならびにこのスピンドルモータを用いたディスク媒体駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のディスク媒体は、その中央に設けられた孔をチャッキングリングに嵌合して固定し、スピンドルモータによって高速回転することで情報の読み出しや書き込みを行っている。近年では、ブルーレイディスク（ソニー社登録商標）のような高密度記録が可能なディスク媒体も登場し、高速かつ高精度にディスク媒体を回転させるスピンドルモータやディスク媒体のチャッキング技術が必要となってきている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
図６は、従来のディスク媒体保持装置を説明する模式断面図である。すなわち、このディスク媒体保持装置は、ディスク（ディスク媒体）の中央に設けられた孔と嵌合するチャッキングリング１２と、チャッキングリング１２で固定されたディスクを回転させるモータロータ１７と、ディスクをチャッキングリング１２側に押圧するクランパ（図示せず）と、チャッキングリング１２をクランパ側に付勢するチャッキングバネ１４とを備えている。
【０００４】
チャッキングリング１２はモータの軸１３に対して摺動可能に取り付けられており、対向するクランパによってディスクが押圧されることでモータロータ１７側に押し込まれるようになっている。軸１３の先端にはボス１１が取り付けられており、チャッキングバネ１２によって付勢されるチャッキングリング１２のストッパとしての役目、およびクランパとの間で磁力による吸着の役目を果たしている。
【０００５】
このディスク媒体保持装置では、ボス１１とクランパとの間にディスクが配置され、ボス１１がクランパに吸着されると、ディスクを介してチャッキングリング１２が押し込まれるよう動作し、これによってディスクがクランパとターンテーブル１６との間で保持され、モータロータ１７の回転よってディスクも回転する状態となる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４６４０４号公報
【特許文献２】特開２００３−１５１１９１号公報
【特許文献３】特開平１０−１０６１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、このようなディスク媒体保持装置において、チャッキングリングの端部を片押しした際、チャッキングリングに片押し力が働き、チャッキングリングは傾こうとする。チャッキングリングが傾けば、摺動部においてモータの軸との接点で摩擦力が発生し、チャッキングリングの摺動性を悪化させる。
【０００８】
また、チャッキングリングがさらに傾けば、モータの軸との接点で下向きの力より摩擦力が大きくなり、チャッキングリングは軸上で引っ掛かり、やがては止まってしまう。チャッキングリングの片押し状態は実使用上も起きうることで、チャッキングリングが止まれば、ディスクの調芯精度が悪化したり、最悪の場合はディスククランプできないという不具合を起こすことになる。
【０００９】
この不具合を防ぐため、すなわちチャッキングリングが傾かないようにするため、チャッキングリングの摺動長を長くし、チャッキングリングを傾き難くすることが考えられる。しかしながら、チャッキングリングの摺動長を長くすると、チャック部にスペースがなくなり、周辺構造にも影響を与える。例えば、摺動長を長くするためチャック部が大きくなると、下方に配置されるモータを小型化しなければならない。そのため、モータによる十分な回転力を得ることができないという問題が生じる。
【００１０】
また、チャッキングリングを軸から一部品介して摺動する構造にした場合、チャッキングリングを軸に対して直接摺動する構造に比べ、一部品の機械精度が重畳されることからディスクの調芯精度は悪化する。また、チャッキングリングが摺動する部品も、軸と同じように表面粗度、摩擦係数に注意しなければならず、モータロータの材料もコスト的に不利となる。場合によっては、モータロータが側板と天板との２体に分かれることもあり、この場合もコスト的に不利となってしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、ディスク媒体を回転させるモータの軸に対して摺動可能に取り付けられ、ディスク媒体の中央に設けられた孔と嵌合するチャッキングリングと、チャッキングリングとの間でディスク媒体を押圧して挟持するため、チャッキングリングと対向して配置されるクランパと、クランパからの押圧力によってチャッキングリングが軸に沿って押し込まれる際に対抗する付勢力をチャッキングリングに与えるバネと、モータの軸の先端に固定され、バネによって付勢されるチャッキングリングのストッパとなるボスとを備えるディスク媒体保持装置において、ボスには、チャッキングリングの摺動のガイドが形成されているものである。
【００１２】
このような本発明では、モータの軸に対して摺動可能に取り付けられたチャッキングリングの摺動をボスの一部でガイドする構成のため、チャッキングリングの摺動安定性を高めることができるようになる。
【００１３】
具体的には、ボスにチャッキングリングが内挿される構成においては、ボスの内周部分にガイドを形成する。また、ボスにチャッキングリングが外挿される構成においては、ボスの外周部分にガイドを形成する。いずれにおいてもボスとチャッキングリングとが接する部分にガイドが形成されるため、チャッキングリングと軸との接触部分（摺動部分）以外でも軸に沿ったチャッキングリングの摺動をガイドできるようになり、チャッキングリングの摺動安定性を大幅に向上できるようになる。
【００１４】
また、本発明は、ディスク媒体を回転させる軸を備えたモータと、モータの軸に対して摺動可能に取り付けられ、ディスク媒体の中央に設けられた孔と嵌合するチャッキングリングと、チャッキングリングが軸に沿って押し込まれる際に対抗する付勢力をチャッキングリングに与えるバネと、モータの軸の先端に固定され、バネによって付勢されるチャッキングリングのストッパとなるボスとを備えるスピンドルモータにおいて、ボスには、チャッキングリングの摺動のガイドが形成されているものである。
【００１５】
また、本発明は、ディスク媒体を回転させる軸を備えたモータと、モータの軸に対して摺動可能に取り付けられ、ディスク媒体の中央に設けられた孔と嵌合するチャッキングリングと、チャッキングリングとの間でディスク媒体を押圧して挟持するため、チャッキングリングと対向して配置されるクランパと、クランパからの押圧力によってチャッキングリングが軸に沿って押し込まれる際に対抗する付勢力をチャッキングリングに与えるバネと、モータの軸の先端に固定され、バネによって付勢されるチャッキングリングのストッパとなるボスとを備えるディスク媒体駆動装置において、ボスには、チャッキングリングの摺動のガイドが形成されているものである。
【００１６】
このようなスピンドルモータおよびディスク媒体駆動装置では、上記本発明のディスク媒体保持装置と同様にボスに設けられたガイドによってチャッキングリングの摺動安定性を高めることができるようになり、ディスク媒体の確実な調芯およびチャッキングを実現できるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
したがって、本発明によれば、ディスク調芯動作時に、チャッキングリングがモータの軸に対して引っ掛かり難いので、チャッキングリングの摺動性もよく、ディスク調芯動作も安定させることが可能となる。そのため、チャッキング誤動作の少ない信頼性の高いディスク調芯機構になり、調芯精度も大幅に向上できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１は、本実施形態に係るディスク媒体保持装置を説明する模式断面図である。すなわち、このディスク媒体保持装置は、ディスク（ディスク媒体）４０を回転させるモータの軸１３に対して摺動可能に取り付けられ、ディスク４０の中央に設けられた孔と嵌合するチャッキングリング１２と、チャッキングリング１２との間でディスク４０を押圧して挟持するため、チャッキングリング１２と対向して配置されるクランパ３０と、クランパ３０からの押圧力によってチャッキングリング１２が軸１３の方向へ押し込まれる際に対抗する付勢力をチャッキングリング１２に与えるチャッキングバネ１４と、モータの軸１３の先端に固定され、チャッキングバネ１４によって付勢されるチャッキングリング１２のストッパとなるボス１１とを備えている。
【００１９】
このうち、本実施形態に係るディスク媒体保持装置は、チャッキングリング１２を外挿するボス１１の外周面にチャッキングリング１２の摺動をサポートするガイド１８が設けられている点に特徴がある。
【００２０】
チャッキングリング１２の外周面には角度の異なるテーパ部分が設けられており、ディスク４０の孔と嵌合する際の呼び込み作用を得ることができるようになっている。チャッキングリング１２はモータの軸１３に対して摺動可能に取り付けられ、モータロータ１７との間に組み込まれたチャッキングバネ１４によって図中上方向へ付勢されている。
【００２１】
モータの軸１３の先端に固定されるボス１１は、例えば焼結金属材料によって形成されている。これにより、クランパ３０との間の磁力によってディスク４０を挟み込んでチャッキングできるようになっている。また、ボス１１は、チャッキングバネ１４によって図中上方向へ付勢されるチャッキングリング１２のストッパの役目も果たしている。
【００２２】
ボス１１は、チャッキングリング１２を外挿する状態になっており、ボス１１の外周面でチャッキングリング１２と接触している。このボス１１の外周面における軸１３の方向に沿った一部をガイド１８として利用する。これにより、チャッキングリング１２がクランパ３０から押圧力によって押し込まれる際、ガイド１８に沿った移動によってチャッキングリング１２の片押し状態を回避でき、チャッキングリング１２の安定かつスムーズな動きを実現できる。
【００２３】
ここで、本実施形態のディスク媒体保持装置におけるディスクチャッキング動作は次のようになる。先ず、クランパ３０に対してスピンドルモータが下がった状態でクランパ３０とチャッキングリング１２との間にディスク４０が配置される。なお、ディスク４０は、例えばトレーに載置された状態で搬送されてくる。
【００２４】
次に、スピンドルモータが上昇してチャッキングリング１２がディスク４０の中央孔に嵌合する状態となる。この際、ディスク４０の上面はクランパ３０で押さえられ、下からチャッキングリング１２がディスク４０の中央孔に嵌合することになる。また、チャッキングリング１２の外周面には呼び込みテーパが付けられているため、チャッキングリング１２を基準としてディスク４０の中央孔が呼び込まれ、正確な位置合わせが成される。
【００２５】
そして、さらにスピンドルモータが上昇すると、ディスク４０の中央孔の位置がチャッキングリング１３の外周面の最終テーパに到達する。この状態ではディスク４０の中央孔の誤差分を吸収した深さまでチャッキングリング１２が入り込むことになる。これとともにボス１１とクランパ３０との間の磁力によってクランパ１５とボス１１とが吸着状態となり、クランパ３０とチャッキングリング１２とでディスク４０を挟持する状態となる。
【００２６】
チャッキングリング１２とディスク４０の中央孔とが完全に嵌合された状態からさらにスピンドルモータが上昇していくと、チャッキングバネ１４の付勢力に打ち勝ってチャッキングリング１２が押し込まれる状態となる。チャッキングリング１２は軸１３に沿って摺動し、ディスク４０がターンテーブル１６の位置まで達するとクランパ３０とターンテーブル１６とでディスク４０を挟持する状態となる。
【００２７】
これによりディスク４０のチャッキングが完了し、スピンドルモータを回転させることでモータロータ１７が回転して、これに取り付けられたターンテーブル１６およびチャッキングリング１２が回転し、クランパ３０との間で挟持されたディスク４０も回転することになる。
【００２８】
このようなディスクチャッキング動作でチャッキングリング１２がチャッキングバネ１４の付勢力に打ち勝って押し込まれる際、軸１３との間で引っ掛かりなくスムーズに摺動し、正確にディスク４０を調芯できることになる。
【００２９】
図２は、本実施形態に係るディスク媒体保持装置の各部の寸法一例を説明する模式断面図である。チャッキングリング１２の最外形（最終テーパ部分）はディスクの中央孔のサイズを基準として形成されている。また、ボス１１は焼結金属材料によって成形され、チャッキングリング１２を外挿するため、チャッキングリング１２の中央部に設けられた凹部と僅かな公差で組み込まれるようになっている。なお、ガイド１８の部分におけるボス１１とチャッキングリング１２との隙間は、チャッキングリング１２と軸１３との隙間以下にしておく。これにより、チャッキングリング１２の傾きをガイド１８で確実に抑制できるようになる。
【００３０】
また、ボス１１とチャッキングリング１２とが接触するガイド１８には表面に潤滑処理を施しておくことが望ましい。すなわち、チャッキングリング１２が摺動する際、ボス１１のガイド１８と接触することから、この接触によってチャッキングリング１２の摺動抵抗が増加してしまうとスムーズな移動に悪影響を及ぼすことになる。したがって、ガイド１８の表面に潤滑処理（例えば、バレル処理、ポアレス処理、フッ素コート）を施しておく。
【００３１】
本実施形態では、チャッキングリング１２の摺動長（チャッキングリング１２が軸１３と接触する部分の軸方向の長さ）が１〜２ｍｍ、ガイド１８の軸方向長さが２．６ｍｍとなっている。なお、この寸法は一例であり、種々の規格や周辺部品との関係で他の値となることもある。
【００３２】
図３は、チャッキングリングの軸摺動長と片押し力との関係を説明する図で、■プロットはガイド無し（従来例）、▲プロットはガイド有り（本発明）の例である。この図で横軸はチャッキングリングの摺動長、縦軸は片押し力である。ここで片押し力とは、チャッキングリング１２の片側のみに力を加え、チャッキングリング１２の摺動が始まった時の力である。
【００３３】
図３に示すように、同じ摺動長の場合、ガイド無しの場合に比べてガイド有りの方が片押し力が弱く、片押しがあってもより小さな力でチャッキングリングの摺動が開始されることが分かる。これは、ガイドがあることで片押し時のチャッキングリングの傾きが抑制されているためである。
【００３４】
また、ガイドが無い場合には片押し力を小さくするために摺動長を長くとる必要があるのに対し、ガイドを設けることで摺動長を短くしても片押し力を小さくできることが分かる。このことから、ガイドを設けることで摺動長を短くでき、チャッキングリングを薄くすることが可能となる。これに伴い、同じスペースであっても周辺部品の配置スペースを広くとることができ、例えばスピンドルモータを大きくすることも可能となる。したがって、大きな回転力および安定した駆動を得ることが可能となる。
【００３５】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。図４は、他の実施形態に係るディスク媒体保持装置を説明する模式断面図、図５は、他の実施形態に係るディスク媒体保持装置の主要部模式断面図である。
【００３６】
この実施形態に係るディスク媒体保持装置は、先に説明したものと同様にボス１１にガイド１８が設けられているが、チャッキングリング１２をボス１１に内挿している点で相違する。すなわち、ボス１１の内側にチャッキングリング１２が入り込む構造となっており、したがってボス１１の内周面にガイド１８が形成されている。
【００３７】
ボス１１にチャッキングリング１２が内挿される構造のため、ボス１１の外周には呼び込みテーパが設けられており、ディスクチャック時にディスクの中央孔の呼び込みを行うことができるようになっている。また、ボス１１の呼び込みテーパと連続する状態でチャッキングリング１２の外周面に最終テーパが設けられており、ディスクの最終的な調芯を行うようになっている。
【００３８】
チャッキングリング１２はモータの軸１３に対して摺動可能に取り付けられ、モータロータ１７との間に組み込まれたチャッキングバネ１４によって図中上方向へ付勢されている。ボス１１は軸１３の先端に固定され、チャッキングバネ１４によって図中上方向に付勢されるチャッキングリング１２のストッパの役目を果たしている。
【００３９】
本実施形態では、ボス１１がチャッキングリング１２を内挿する状態に形成されているため、ボス１１の下面（チャッキングリング１２側）にはチャッキングリング１２が入り込むための凹部が設けられており、チャッキングリング１２の上面（ボス１１側）にはボス１１の凹部に入り込むための凸部が設けられている。このボス１１の凹部にチャッキングリング１２の凸部が入り込んだ際、軸１３の方向に沿って接触する面にガイド１８が形成されている。
【００４０】
ガイド１８は、軸１３の方向に沿った長さ（ガイド長）を長くとるため、ボス１１側には凹部よりさらに深く窪みが形成され、凹部の外周縁には突出部が形成されている。一方、チャッキングリング１２にはボス１１の窪みおよび突出部と対応した形状が設けられ、窪みおよび突出部の分だけガイド長を長くとれるようになっている。
【００４１】
このような構成により、チャッキングリング１２に片押し力１９が働いた際、チャッキングリング１２の傾きをガイド１８によって抑制し、チャッキングリング１２の動き出しでの引っ掛かりをなくしてスムーズな摺動を実現している。
【００４２】
ここで、ボス１１のガイド１８と、このガイド１８に対向するチャッキングリング１２の面との間には微小なクリアランスが設けられている。このクリアランスは、チャッキングリング１２と軸１３とのクリアランス以下にしておく。これにより、チャッキングリング１２に片押し力１９が働き、チャッキングリング１２が傾こうとした際、ガイド１８に対向するチャッキングリング１２の面が、ボス１１のガイド１８に接触し、チャッキングリング１２の傾きを抑制することができる。
【００４３】
チャッキングリング１２の傾きが抑えられると、摺動部２０において、軸１３との接点で下向きの力が摩擦力に勝りチャッキングリング１２はスムーズに摺動することになる。ガイド１８によってチャッキングリング１２の傾きが抑えられ、チャッキングリング１２の摺動性がよくなると、チャッキングリング１２の摺動長２１を短くできる。
【００４４】
摺動長２１を短く出来ると、チャック部にスペースができ、チャッキングリング１２が軸１３を直接摺動する構造を設計することが可能となる。これにより、ディスク調芯精度は良好となる。
【００４５】
本発明では、チャッキングリング１２の摺動部２０における軸１３との引っ掛かりは、著しく改善されるが、同時に、片押し力１９が働く際、ボス１１のガイド１８とチャッキングリング１２の対向面との摩擦に注意しなければならない。このため、ボス１１のガイド１８の表面に潤滑処理（例えば、バレル処理、ポアレス処理、フッ素コート）を施すことが望ましい。
【００４６】
本実施形態によってディスクの調芯精度が向上すると、光ディスクドライブにおいては、記録再生時に、信号の読み書きのエラーが低減され、信頼性の高い光ディスクドライブ装置が構成できる。
【００４７】
なお、上記説明した実施形態および他の実施形態に係るディスク媒体保持装置はチャッキングリング１２、チャッキングバネ１４、ターンテーブル１６およびボス１１を含むスピンドルモータとして構成してもよい。また、このディスク媒体保持装置は、ディスク媒体の記録、再生を行う装置のドライブ機構（ディスク媒体駆動装置）として適用され、ブルーレイディスク（ソニー社登録商標）等の大容量記録媒体のドライブ機構として安定したチャッキングおよび精度の高いディスク調芯を行うことが可能となる。特に、縦型ドライブ（ディスクを縦方向にチャッキングするドライブ）では、ディスクチャック時に大きな片押し力が発生するため、本実施形態のディスク媒体保持装置を適用することで片押しに対抗できる良好なディスクチャックを実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態に係るディスク媒体保持装置を説明する模式断面図である。
【図２】本実施形態に係るディスク媒体保持装置の各部の寸法一例を説明する模式断面図である。
【図３】チャッキングリングの軸摺動長と片押し力との関係を説明する図である。
【図４】他の実施形態に係るディスク媒体保持装置を説明する模式断面図である。
【図５】他の実施形態に係るディスク媒体保持装置の主要部模式断面図である。
【図６】従来のディスク媒体保持装置を説明する模式断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１１…ボス、１２…チャッキングリング、１３…軸、１４…チャッキングバネ、１６…ターンテーブル、１７…モータロータ、１８…ガイド、３０…クランパ、４０…ディスク
【図１】
2007213660.tif 000003
【図２】
2007213660.tif 000004
【図３】
2007213660.tif 000005
【図４】
2007213660.tif 000006
【図５】
2007213660.tif 000007
【図６】
2007213660.tif 000008