(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内側に設けられた傾斜面にリング部材を係合させて傾斜面に沿わせることで前記リング部材の径を拡大してディスクの中央開口部側面あるいはその周面を押圧して前記ディスクをチャックし、前記傾斜面に沿わせて前記リング部材の径を縮小することで前記ディスクを開放するディスクチャック機構において、
前記リング部材が分割されリング状に配置された複数の独立のピースにより構成されるものであって、各前記ピースに係合して各前記ピースにより形成されるリングの径を縮小させる方向に付勢する弾性リングと、前記形成されるリングの径の拡大縮小に従って前記中央開口部に対して進退する各前記ピースの進退を前記形成されるリングの半径方向に放射状に延びる複数のフィンによりガイドするガイド部材とを備えることを特徴とするディスクチャック機構。
【請求項２】
前記フィンは、分割された前記ピースの間の空間において前記弾性リングの上側に配置される請求項１記載のディスクチャック機構。
【請求項３】
前記ピースには、前記フィンが遊嵌する溝が前記弾性リングの上側に設けられている請求項１記載のディスクチャック機構。
【請求項４】
ディスクを受ける先端表面の周辺部に設けられた前記ディスクの中央開口部の径である内径と実質的に等しいかこれより少し大きい円形溝、この円形溝の内側に設けられた円錐状の凸部、そして中心部に設けられた貫通孔とを有するするシリンダと、前記貫通孔を貫通しこの貫通孔に沿ってスライドするロッドと、このロッドの前記円錐状の凸部側に突出する側の先端に設けられ前記ディスクの内径に対応する径の円板と、前記円板と前記円錐状の凸部との間に設けられ前記円錐状の凸部の傾斜面に背面が係合して径が拡大し前記ディスクの中央開口部側面あるいはその周面を押圧して前記ディスクをチャックし、前記傾斜面に沿って径が縮小することで前記ディスクを開放するリング部材と、前記ロッドを前記シリンダの後部から引き出す方向に付勢する付勢部材とを備えるディスクチャック機構において、
前記リング部材が分割されリング状に配置された複数の独立のピースにより構成されるものであって、各前記ピースに係合して各前記ピースにより形成されるリングの径を縮小させる方向に付勢する弾性リングと、前記形成されるリングの径の拡大縮小に従って前記中央開口部に対して進退する各前記ピースの進退を前記形成されるリングの半径方向に放射状に延びる複数のフィンによりガイドするガイド部材とを備えることを特徴とするディスクチャック機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディスクのチャック機構に関し、詳しくは、磁気ディスク、光ディスク等の検査装置のディスク駆動機構として、径が小さく厚さが薄い高速回転のディスクをチャックするのに適し、かつ、ディスク面に歪みが発生し難く、スムースなチャック，アンチャック動作が可能なディスクチャック機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報記憶に使用される磁気ディスクや光ディスクなどは、記憶媒体の物理的欠陥と、その電気的な記憶性能の良否が、ディスク検査装置により検査される。この種の検査装置にはスピンドルとその回転機構が設けられていて、検査対象となるディスクは、スピンドルの頭部に設けたチャック機構によりチャックされて回転する。
ディスクは、ロボットハンドによりスピンドルの頭部に自動装着されるが、ディスクの径は、現在では、磁気ディスクでは１．８インチから１インチ程度まで縮小化され、光ディスクにあっても３．５インチと小型化されてきている。しかも、これらディスクの回転速度は、より高速化される方向にあって、これに適応する小型のディスクチャック機構が開発され、使用されている。
【０００３】
図５は、径の小さい厚さの薄いディスクをチャックするのに適するＣ字のラジアルチャックリングを用いたディスクチャック機構であり、これは、出願人により特開平１１−２７３２０６号「ディスクチャック機構」として出願されたものである。
図５は、中央部より左側が断面図となっていて、その内部構造を示している。この図５において、ディスクチャック機構１０は、ヘッド円板１１と、結合ロッド１２、円形の一部が切断された弾性体のチャックリング１３（いわゆるＣリングで図６参照）、シリンダ１４、コイルスプリング１６、押圧円板１７、ダイアフラム１８、そして、当てリング１９よりなる。一点鎖線で示すディスク１をこれの先端部で受け、ディスク１の内径側面をチャックリング１３の外側面により押圧してディスク１をチャックする。
【０００４】
シリンダ１４は、内部が空洞のシリンダ本体１４ａと、このシリンダ本体１４ａの内壁から２段に順次突出したフランジ部１４ｂ、１４ｃ、シリンダ本体１４ａの前側の空洞に配置されフランジ部１４ｂに係合して装填されたコーンボス１５ａ、コーンボス１５ａとは反対側において同様に空洞に配置されフランジ部１４ｃに係合し、シリンダ本体１４に装填された円筒ブロック１５ｂとからなる。なお、前記の当てリング１９の外形は、シリンダ本体１４ａの後端部の内径と一致していて、ダイアフラム１８を均一に保持する役割を果たす。また、シリンダ１４は、後端部においてスピンドルに結合される。これによりディスクチャック機構１０は高速回転させられる。
【０００５】
ここで、コーンボス１５ａは、円錐状に突出した傾斜面１５を有していて、図７に示すように、チャックリング１３の先端部２４の内側面に形成された傾斜面１３ａが傾斜面１５に接触する。
図５に戻り、結合ロッド１２は、シリンダ１４の後部に装着されている圧縮状態のコイルスプリング１６により下側に付勢されていて、このコイルスプリング１６の押下げ付勢力によりヘッド円板１１が下側に押下げられ、これによりチャックリング１３が下側に押下げられて傾斜面１５を下ることでその径が拡大し、ディスク１の内径側面１ｂ（図７参照）をチャックリング１３の外周側面が押圧してディスク１がチャックされる。
ディスク１のチャック解除は、結合ロッド１２が上へと押上げられることで行われる。この押上げは、エアを供給することによりダイアフラム１８を押し上げることで、ダイアフラム１８を介して結合ロッド１２が押し上げられることによる。そこで、ディスク１をチャックするときには、エアを供給を断てばよい。
【０００６】
チャックリング１３は、図６，図７に示すように、一部に開口２１を有するナイロン等，合成樹脂製のリング部２０とスプリング２５とからなる。このリング部２０は、その周面において縦方向に３ヶ所に縦溝２２が形成され、その部分が切り取られ、チャックリング１３のこの部分の厚さが薄くなっている。さらに、チャックリング１３は、図７の部分断面を示すように、高さ方向のほぼ中央部分で内側において円周方向に沿って横溝２３が形成されていて、この部分の厚さも薄くなっている。図７に一点鎖線で示すように、ディスク１に対しては、横溝２３の下側にある先端部２４の外側の側面がディスク１の内径側面１ｂに係合する押圧面となっており、先端部２４の内側にはコーンボス１５ａの傾斜面１５に対応する傾斜の傾斜面１３ａが形成されている。またさらに、上面にもスプリング収納溝２６が円周方向に沿って形成され、Ｃ型のスチールリングのスプリング２５がこれに挿着されるている。
【０００７】
チャックリング１３とコーンボス１５ａとシリンダ１４との関係について、図５、図７を参照して説明すると、シリンダ本体１４は、ディスク１を受ける先端側の表面周辺部に段差部１４０が設けられている。この段差部１４０がコーンボス１５ａの側面との間でディスク１の内径と実質的に等しいかこれより少し大きい円形溝１４１を形成する。さらに、段差部１４０の奥には内壁から内側に突出しているフランジ部１４ｂが設けられている。そして、ディスクチャック状態では、前記の円形溝１４１にチャックリング１３の先端部２４が嵌合する状態においてその先端部２４によりディスク１の内径側面１ｂを押圧する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
さて、図６に示すような一カ所が開放しているＣ字型のチャックリングでディスク１をチャックするには、アンチャック時の径の縮小が１〜２ｍｍ程度は必要である。先に説明したように、チャックする媒体の外径の縮小化に伴い、その内径もますます小さくなってきている。しかし、内径が小さくなればなるほど、縮小時の曲げ応力が増加してチャックリングがクリープを起こし、正常なチャックができなくなる問題がある。また、チャックリングを縮小させるばねリング（タイトナ）の縮小力は、逆に大きくなって、チャック，アンチャック動作がスムースに行えない問題が発生する。
このような問題を回避するために、チャックリングを複数のチャックピースに分割配置することが考えられるが、分割したチャックピースに位置ずれが生じ低チャックピースの空間配置がアンバランスとなる。その上、ばねリングの縮小力が大きいので、その分、ディスク内周側面への押圧力が不均一となる問題を生じる。これによりチャックされた径が小さく厚さが薄いディスクは、表面に歪みが発生してテストに悪影響を与える。
この発明の目的は、このような問題点を解決したものであって、径が小さく厚さが薄い高速回転のディスクをチャックするのに適し、かつ、ディスク面に歪みが発生し難く、スムースなチャック，アンチャック動作が可能なディスクチャック機構を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するためのこの発明のディスクチャック機構の特徴は、その内側に設けられた傾斜面にリング部材を係合させて傾斜面に沿わせることでリング部材の径を拡大してディスクの中央開口部側面あるいはその周面を押圧してディスクをチャックし、傾斜面に沿わせてリング部材の径を縮小することでディスクを開放するディスクチャック機構において、
リング部材が分割されリング状に配置された複数の独立のピースにより構成されるものであって、各ピースに係合して各ピースにより形成されるリングの径を縮小させる方向に付勢する弾性リングと、形成されるリングの径の拡大縮小に従って中央開口部に対して進退する各ピースの進退を形成されるリングの半径方向に放射状に延びる複数のフィンによりガイドするガイド部材とを備えるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
このように、この発明は、ディスクチャック用のリング部材が複数のチャックピースに分割されて構成され、これに対して各ピースの間の空間あるいはチャックピースに形成されたガイド溝に挿入される、ラジアル方向に配置されたフィン（鍔）を有するガイド部材を設けることで、ディスクの中央開口部に対して進退する各ピースの進退をガイド部材でガイドするようにする。このことにより、各ピースの位置ずれがほとんどなく、ディスク内径が小さい径のディスクに対して弾性リングの縮小力を大きくしなくてもディスクに対して均等に内径側面を押圧してディスクをチャックすることができる。
その結果、ディスクをチャックしたときにディスク面に歪みが発生し難く、厚さが薄い小さい径で高速回転のディスクをチャックするのに適し、かつ、スムースなチャック，アンチャック動作が可能なディスクチャック機構を容易に実現できる。
【００１１】
【実施例】
図１は、この発明を適用した一実施例のディスクチャック機構のディスクチャック状態とアンチャック状態の部分拡大断面図であり、図２は、チャックピースとガイド部材の斜視図、図３は、ヘッド板を外して内部状態を見えるようにしたディスクチャック機構の平面図、図４は、他の実施例のディスクチャック機構のガイド部材とラジアルチャックピースとの関係の説明図である。なお、図５〜図７と同一の構成要素は、同一の符号で示し、それらの説明を割愛する。
図１において、ディスクチャック機構２は、図５のヘッド円板１１とコーンボス１５ａとの間にガイド部材３が挿着されているものである。そして、図６，図７のＣ型のスチールリングのスプリング２５が挿着されるているチャックリング１３は、ここでは、これに換えて、４つのチャックピース４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに４分割されたピースからなるラジアルチャック４で構成されている。また、図２（ａ）に示すように、Ｃ型のスチールリングのスプリング２５に換えて合成ゴム等のＯリングの弾性リング５がチャックピース４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの各外周側面の挿着溝６を介してこれらに挿着されている。挿着溝６は、各チャックピース４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの外周側面のほぼ中間部分に設けられている。
【００１２】
図１に示されるディスクチャック機構２は、図５に示すディスクチャック機構１０に対してさらに小径のディスクに対応するために、シリンダ１４の先端側が絞り込まれている。すなわち、図１、図３に示すように、図５のシリンダ本体１４ａに対応する外径の胴部１４４に対してその先端部の外径が絞り込まれた胴部１４３を有している。これにより、ディスク１を受ける先端側の表面周辺部に形成される段差部１４０と、円形溝１４１の径をさらに小さなものとしている。その結果、ディスク１の内周面を受ける周面１４２がより小さな径となっている。また、より高速回転のスピンドルに結合するために、胴部１４４の後部には大きな径のフランジ部１４５（図３参照）が形成されている。
【００１３】
ここで、ガイド部材３は、図２（ｂ）に示すように、基部が矩形のブロック３０の周囲に４辺の側面中央において外側に向かって横方向に十字に突出した板状の４個のフィン３１、３２、３３、３４を有している。これらフィン３１、３２、３３、３４は、板面は図示するように垂直になっていて、ガイド部材３の中央部には結合ロッド１２が貫通する遊嵌孔３５が開けられている。
このガイド部材３は、図３のようにヘッド円板１１とコーンボス１５ａとの間でラジアルチャック４の上に挿着される。このとき、各フィン３１、３２、３３、３４は、分割された４つのチャックピース４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの間の空間４０に配置される。
なお、図３は、中央部から左側は、ディスクをチャックした状態の断面図であり、右側は、ディスクを開放した状態の断面図である。点線で示す円が弾性リング５であり、図１，図２（ａ）に示すように、弾性リング５は、ガイド部材３の下側に位置する。
【００１４】
図２（ａ）に示す各チャックピース４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、図６の３ヶ所の縦溝２２の部分を形成せずに、この溝部分を切断して排除して切り離したものと実質的に同様な形態をしている。ただし、チャックリング１３の横溝２３は、これには形成されておらず、その背面は、一様の傾斜面１３ａとなっている。これにより、図３に示すように、各フィン３１、３２、３３、３４が挿着される分割空間４０ができる。
このように、ラジアルチャック４（リング部材）を４つのチャックピース４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに分割して構成することで、弾性リング５による圧縮力が各チャックピースに均等に加わり、かつ、各ピースは小さく、分割空間が作用してあまり大きな収縮力を必要としないで各チャックピースを後退させることができる。一方、各チャックピースがディスク１の内径側面１ｂに対して前進したときには、大きな力を均等に発揮して内径側面１ｂを押圧する。
その結果、弾性リング５に大きな収縮力が要求されないで済む。さらに、ガイド部材３を設けてそのフィン３１、３２、３３、３４をチャックピース４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの分割空間４０に配置することで、チャックピース４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの進退をフィン３１、３２、３３、３４によりガイドさせることができる。これにより、ディスクチャック状態においてはチャックピース４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに位置ずれがほとんどなく、ディスク内周側面に対して均等な押圧力を発生させることができる。ディスクが高速回転してもチャック状態が外れることもない。
【００１５】
図４は、他の実施例のディスクチャック機構のガイド部材とラジアルチャックピースとの関係の説明図である。
図１のチャックピース４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、チャックピース４１として示すように、外周の中央部に弾性リング５より上で底面となる深さのガイド溝４２がそれぞれ設けられていて、ガイド部材４３は、基部が円板４４となっていて、９０°間隔で均等に配置されたフィン４５がガイド溝４２に遊嵌する構造となっている。他の構成は、図１と同様である。
なお、図４において、４６は、結合ロッド１２が貫通する遊嵌孔であり、４７は、弾性リング５が挿着される挿着溝である。
そこで、この実施例では、チャックピース４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに換えて、４個のチャックピース４１がガイド部材４３の下側に設けられ、各フィン４５が各チャックピース４１のガイド溝４２に遊嵌してこれにより各チャックピース４１の進退がガイドされる。
【００１６】
以上説明してきたが、実施例では、ラジアルチャック４を４つのチャックピース４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに分割した例を示しているが、その分割数は２以上であればよい。
また、実施例では、ディスクの中央開口部の側面を押圧することでディスクをチャックしているが、チャックは、中央開口部の周面を押圧するものであってもよく、さらにチャックされるディスクは、磁気ディスクや光ディスクに限定されるものではなく、例えば、これらのサブストレートであってもよい。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、この発明にあっては、ディスクチャック用のリング部材が複数のチャックピースに分割されて構成され、これに対して各ピースの間の空間あるいはチャックピースに形成されたガイド溝に挿入される、ラジアル方向に配置されたフィン（鍔）を有するガイド部材を設けることで、ディスクの中央開口部に対して進退する各ピースの進退をガイド部材でガイドするようにする。
その結果、ディスクをチャックしたときにディスク面に歪みが発生し難く、厚さが薄い小さい径で高速回転のディスクをチャックするのに適し、かつ、スムースなチャック，アンチャック動作が可能なディスクチャック機構を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明を適用した一実施例のディスクチャック機構のディスクチャック状態とアンチャック状態の部分拡大断面図である。
【図２】図２は、チャックピースとガイド部材の説明図であって、（ａ）は、チャックピースの斜視図、（ｂ）は、ガイド部材の斜視図である。図２は、ガイド部材の斜視図である。
【図３】図３は、ヘッド板を外して内部状態を見えるようにしたディスクチャック機構の平面図である。
【図４】図４は、他の実施例のディスクチャック機構のガイド部材とラジアルチャックピースとの関係の説明図である。
【図５】図５は、従来のディスクチャック機構の一部断面説明図である。
【図６】図６は、ディスクチャック機構のチャックリングの説明図である。
【図７】図７は、ディスクチャック機構のチャック部分の拡大説明図である。
【符号の説明】
１…ディスク、２，１０…ディスクチャック機構、
３，４３…ガイド部材、４…ラジアルチャック、
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４１…チャックピース、
５…Ｏ型の弾性リング、
６…挿着溝、１１…ヘッド円板、１２…結合ロッド、
１３…チャックリング、１４…シリンダ、
１３ａ，１５…傾斜面、
１４ａ…シリンダ本体、１４ｂ，１４ｃ…フランジ部、
１５ａ…コーンボス、
１５ｂ…円筒ブロック、１６…コイルスプリング、
１７…押圧円板、１８…ダイヤフラム、
１９…当てリング、２０…リング部、２１…開口、
２２…縦溝、２３…横溝、２４…先端部、
２５…スプリング、
２６…スプリング収納溝、
３０…ブロック、３１，３２，３３，３４，４５…フィン、
４０…分割空間、４２…ガイド溝、４４…円板。
【図１】
0004018891.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004018891.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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