(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクを載置するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、溝を有し前記スピンドルモータのシャフトと共に回転するハウジング部材と、前記溝に配置され、前記スピンドルモータ静止状態から第一の回転状態には前記スピンドルモータの回転軸方向に移動しかつ前記第一の回転よりも高速回転である第二の回転状態では前記スピンドルモータの回転軸から離れる方向に移動するバランサー部材と、を備え、前記バランサー部材が金属ボールであり、前記溝の溝中心側面の直径をｄ２、前記溝の外径側面の直径をｄ１、前記金属ボールの直径をｄ３、前記金属ボールの個数をｎ(ｎは１以上の整数)個とした場合、ｎ≦(ｄ１−ｄ３)・π／２／ｄ３、ｄ２≧ｄ３・(ｎ／π−１)
を満たし、前記溝は溝中心側面から溝外径側面方向へ水平方向に角度を有し、静止状態ではバランサー部材が重力により外径から中心方向に、回転時には遠心力により中心から外径方向に移動可能としたことを特徴とするディスク起動装置。
【請求項２】
溝を有しディスクを載置するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、前記溝に配置され、前記スピンドルモータ静止状態から第一の回転状態には前記スピンドルモータの回転軸方向に移動しかつ前記第一の回転よりも高速回転である第二の回転状態では前記スピンドルモータの回転軸から離れる方向に移動するバランサー部材と、を備え、前記バランサー部材が金属ボールであり、前記溝の溝中心側面の直径をｄ２、前記溝の外径側面の直径をｄ１、前記金属ボールの直径をｄ３、前記金属ボールの個数をｎ(ｎは１以上の整数)個とした場合、ｎ≦(ｄ１−ｄ３)・π／２／ｄ３、ｄ２≧ｄ３・(ｎ／π−１)を満たし、前記溝は溝中心側面から溝外径側面方向へ水平方向に角度を有し、静止状態ではバランサー部材が重力により外径から中心方向に、回転時には遠心力により中心から外径方向に移動可能としたことを特徴とするディスク起動装置。
【請求項３】
ディスクを載置するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、溝を有し前記スピンドルモータのシャフトと共に回転するクランプと、前記溝に配置され、前記スピンドルモータ静止状態から第一の回転状態には前記スピンドルモータの回転軸方向に移動しかつ前記第一の回転よりも高速回転である第二の回転状態では前記スピンドルモータの回転軸から離れる方向に移動するバランサー部材と、を備え、前記バランサー部材が金属ボールであり、前記溝の溝中心側面の直径をｄ２、前記溝の外径側面の直径をｄ１、前記金属ボールの直径をｄ３、前記金属ボールの個数をｎ(ｎは１以上の整数)個とした場合、ｎ≦(ｄ１−ｄ３)・π／２／ｄ３、ｄ２≧ｄ３・(ｎ／π−１)を満たし、前記溝は溝中心側面から溝外径側面方向へ水平方向に角度を有し、静止状態ではバランサー部材が重力により外径から中心方向に、回転時には遠心力により中心から外径方向に移動可能としたことを特徴とするディスク起動装置。
【請求項４】
ディスクを載置するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、溝を有し前記スピンドルモータのシャフトと共に回転するハウジング部材と、前記溝に配置され、前記スピンドルモータ静止状態から第一の回転状態には前記スピンドルモータの回転軸方向に移動しかつ前記第一の回転よりも高速回転である第二の回転状態では前記スピンドルモータの回転軸から離れる方向に移動するバランサー部材と、を備え、前記バランサー部材が液体または粉体であり、前記溝の溝容積に対し、液体または粉体の容積は１／２以下であり、前記溝または前記溝の蓋に径方向に延びる突起を複数配置したことを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項５】
溝を有しディスクを載置するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、前記溝に配置され、前記スピンドルモータ静止状態から第一の回転状態には前記スピンドルモータの回転軸方向に移動しかつ前記第一の回転よりも高速回転である第二の回転状態では前記スピンドルモータの回転軸から離れる方向に移動するバランサー部材と、を備え、前記バランサー部材が液体または粉体であり、前記溝の溝容積に対し、液体または粉体の容積は１／２以下であり、前記溝または前記溝の蓋に径方向に延びる突起を複数配置したことを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項６】
ディスクを載置するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、溝を有し前記スピンドルモータのシャフトと共に回転するクランプと、前記溝に配置され、前記スピンドルモータ静止状態から第一の回転状態には前記スピンドルモータの回転軸方向に移動しかつ前記第一の回転よりも高速回転である第二の回転状態では前記スピンドルモータの回転軸から離れる方向に移動するバランサー部材と、を備え、前記バランサー部材が液体または粉体であり、前記溝の溝容積に対し、液体または粉体の容積は１／２以下であり、前記溝または前記溝の蓋に径方向に延びる突起を複数配置したことを特徴とするディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明はアンバランスのある回転体のバランス調整機構に関し、特にディスクを載置し回転するスピンドルモータに最適なバランス調整機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＤ−ＲＯＭ等に代表されるディスクのスピンドルモータは、モータ軸にディスクを装着するためのターンテーブルが固定されており、このターンテーブル上にディスクを搭載し、ターンテーブル又はクランプに設けられた磁石と高透磁率材料から成る金属板の吸着力を利用してターンテーブルとクランプで挟み込みディスクを固定していた。ディスクは重心に関する規格項目が無く真円度誤差や厚さの不均一、貼り付けられたラベルなどの不均一などが重なり、かなり大きな重心ずれのあるディスクも存在している。情報記録機器は処理能力の高速化のためディスクを高速回転で使用している。そのため重心ずれによる回転のアンバランスの増大により大きな回転振動を引き起こし、読み取り信号品質の劣化や軸受寿命の低下を引き起こしている。この問題を解決するため、例えば特開平９−２５９５１７のように回転振動量を検出してモータのロータ部分を移動してバランスをとり振動量を低減する方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の振動量を検出してモータのロータを移動してバランスをとる方法においては、モータ構造やロータを移動させるための機構が通常のものに比べ複雑となり高価となるばかりか信頼性の低下をまねく。また、バランスをとらなければ振動を押さえるために、ドライブを耐震構造にしたりモータの軸受剛性を上げる等の方策を取らなければならないが、耐震構造にするためにはドライブ構造が複雑化して高価となってしまう。また、剛性の高い動圧軸受などを使えば同様であるばかりか信頼性の低下も招く。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決するもので、アンバランスの大きなディスクを高速回転で使用しても、アンバランスを打ち消して回転振動を起こさず読み取り信号品質を向上と軸受に加わる荷重を低減させ高価な高剛性の軸受を用いなくても安価で高信頼性の得られるディスク駆動装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るディスク起動装置は、ディスクを載置するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、溝を有し前記スピンドルモータのシャフトと共に回転するハウジング部材と、前記溝に配置され、前記スピンドルモータ静止状態から第一の回転状態には前記スピンドルモータの回転軸方向に移動しかつ前記第一の回転よりも高速回転である第二の回転状態では前記スピンドルモータの回転軸から離れる方向に移動するバランサー部材と、を備え、前記バランサー部材が金属ボールであり、前記溝の溝中心側面の直径をｄ２、前記溝の外径側面の直径をｄ１、前記金属ボールの直径をｄ３、前記金属ボールの個数をｎ(ｎは１以上の整数)個とした場合
ｎ≦(ｄ２−ｄ３)・π／２／ｄ３
ｄ１≧ｄ３・(ｎ／π−１)
を満たすことを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、アンバランスのあるディスクを載置して回転するスピンドルモータに共に回転しながらディスクのアンバランスを打ち消すバランシング手段を設けたことにより、回転振動を防止でき読み取り信号品質が向上するばかりかモータの軸受けへの負荷が減り安価な軸受けでも長寿命化が図れ信頼性が向上する。また、ドライブに特別な耐震機構が不要となり経済性にも優れる。更に、バランスをとるバランシング部材を径方向及び円周方向に自在に移動可能なことにより、各々ディスク毎に異なるアンバランスに対し対応が可能という効果を有する。また上記構成によれば、ディスクの近くでバランスをとることができる。また、既存のスピンドルモータのモータとターンテーブルの間の空間に容易に取り付けできることからモータやターンテーブルに手を加えることなく経済性に優れるという効果を有する。また上記構成によれば、ハウジング部材の寸法やバランサー部材である金属ボールの大きさや数といた条件が任意に決めることができアンバランスに対する設定条件自由度が大きいという効果を有する。
【０００７】
また本発明に係るディスク起動装置は、溝を有しディスクを載置するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、前記溝に配置され、前記スピンドルモータ静止状態から第一の回転状態には前記スピンドルモータの回転軸方向に移動しかつ前記第一の回転よりも高速回転である第二の回転状態では前記スピンドルモータの回転軸から離れる方向に移動するバランサー部材と、を備え、前記バランサー部材が金属ボールであり、前記溝の溝中心側面の直径をｄ２、前記溝の外径側面の直径をｄ１、前記金属ボールの直径をｄ３、前記金属ボールの個数をｎ(ｎは１以上の整数)個とした場合
ｎ≦(ｄ２−ｄ３)・π／２／ｄ３
ｄ１≧ｄ３・(ｎ／π−１)
を満たすことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、アンバランスのあるディスクを載置して回転するスピンドルモータに共に回転しながらディスクのアンバランスを打ち消すバランシング手段を設けたことにより、回転振動を防止でき読み取り信号品質が向上するばかりかモータの軸受けへの負荷が減り安価な軸受けでも長寿命化が図れ信頼性が向上する。また、ドライブに特別な耐震機構が不要となり経済性にも優れる。更に、バランスをとるバランシング部材を径方向及び円周方向に自在に移動可能なことにより、各々ディスク毎に異なるアンバランスに対し対応が可能という効果を有する。また上記構成によれば、よりディスクの近くでバランスをとることができるため回転振動がより低減できる。また、ターンテーブルと一体にしたことからスピンドルモータ全体の薄型化が図れポータブル機器に適するという効果を有する。また上記構成によれば、ハウジング部材の寸法やバランサー部材である金属ボールの大きさや数といた条件が任意に決めることができアンバランスに対する設定条件自由度が大きいという効果を有する。
【０００９】
また本発明に係るディスク装置は、ディスクを載置するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、溝を有し前記スピンドルモータのシャフトと共に回転するクランプと、前記溝に配置され、前記スピンドルモータ静止状態から第一の回転状態には前記スピンドルモータの回転軸方向に移動しかつ前記第一の回転よりも高速回転である第二の回転状態では前記スピンドルモータの回転軸から離れる方向に移動するバランサー部材と、を備え、前記バランサー部材が金属ボールであり、前記溝の溝中心側面の直径をｄ２、前記溝の外径側面の直径をｄ１、前記金属ボールの直径をｄ３、前記金属ボールの個数をｎ(ｎは１以上の整数)個とした場合
ｎ≦(ｄ２−ｄ３)・π／２／ｄ３
ｄ１≧ｄ３・(ｎ／π−１)
を満たすことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、アンバランスのあるディスクを載置して回転するスピンドルモータに共に回転しながらディスクのアンバランスを打ち消すバランシング手段を設けたことにより、回転振動を防止でき読み取り信号品質が向上するばかりかモータの軸受けへの負荷が減り安価な軸受けでも長寿命化が図れ信頼性が向上する。また、ドライブに特別な耐震機構が不要となり経済性にも優れる。更に、バランスをとるバランシング部材を径方向及び円周方向に自在に移動可能なことにより、各々ディスク毎に異なるアンバランスに対し対応が可能という効果を有する。また上記構成によれば、ディスクの近くでバランスをとることができるばかりでなく、既存のクランプを本発明のクランプに交換するだけで回転振動が防止でき経済的であるという効果をも有する。また上記構成によれば、ハウジング部材の寸法やバランサー部材である金属ボールの大きさや数といた条件が任意に決めることができアンバランスに対する設定条件自由度が大きいという効果を有する。
【００１１】
また本発明に係るディスク起動装置は、前記溝は溝中心側面から溝外径側面方向へ水平方向に角度を有し、静止状態ではバランサー部材が重力により外径から中心方向に、回転時には遠心力により中心から外径方向に移動可能としたことを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、簡易な構成で停止〜回転〜停止によりバランサー部材の配置が初期化され各々異なるアンバランスを持つディスクに対応できるという効果を有する。
【００１３】
また本発明に係るディスク装置は、前記ターンテーブル、または前記クランプは永久磁石を備えることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、簡易な構成で停止〜回転〜停止によりバランサー部材の配置が初期化され各々異なるアンバランスを持つディスクに対応できるという効果を有する。
【００１５】
また本発明に係るディスク装置は、ディスクを載置するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、溝を有し前記スピンドルモータのシャフトと共に回転するハウジング部材と、前記溝に配置され、前記スピンドルモータ静止状態から第一の回転状態には前記スピンドルモータの回転軸方向に移動しかつ前記第一の回転よりも高速回転である第二の回転状態では前記スピンドルモータの回転軸から離れる方向に移動するバランサー部材と、を備え、前記バランサー部材が液体または粉体であり、前記溝の溝容積に対し、液体または粉体の容積は１／２以下であることを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、アンバランスのあるディスクを載置して回転するスピンドルモータに共に回転しながらディスクのアンバランスを打ち消すバランシング手段を設けたことにより、回転振動を防止でき読み取り信号品質が向上するばかりかモータの軸受けへの負荷が減り安価な軸受けでも長寿命化が図れ信頼性が向上する。また、ドライブに特別な耐震機構が不要となり経済性にも優れる。更に、バランスをとるバランシング部材を径方向及び円周方向に自在に移動可能なことにより、各々ディスク毎に異なるアンバランスに対し対応が可能という効果を有する。また上記構成によれば、ディスクの近くでバランスをとることができる。また、既存のスピンドルモータのモータとターンテーブルの間の空間に容易に取り付けできることからモータやターンテーブルに手を加えることなく経済性に優れるという効果を有する。また上記構成によれば、アンバランスを打ち消すバランサー部材の釣合い量の最大値はバランサー部材を溝容積の１／２でありこれ以下の範囲内に設定すればよい。従って溝寸法や容積を変えることによりアンバランスに対する設定条件自由度が大きいという効果を有する。
【００１７】
また本発明に係るディスク装置は、溝を有しディスクを載置するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、前記溝に配置され、前記スピンドルモータ静止状態から第一の回転状態には前記スピンドルモータの回転軸方向に移動しかつ前記第一の回転よりも高速回転である第二の回転状態では前記スピンドルモータの回転軸から離れる方向に移動するバランサー部材と、を備え、前記バランサー部材が液体または粉体であり、前記溝の溝容積に対し、液体または粉体の容積は１／２以下であることを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、アンバランスのあるディスクを載置して回転するスピンドルモータに共に回転しながらディスクのアンバランスを打ち消すバランシング手段を設けたことにより、回転振動を防止でき読み取り信号品質が向上するばかりかモータの軸受けへの負荷が減り安価な軸受けでも長寿命化が図れ信頼性が向上する。また、ドライブに特別な耐震機構が不要となり経済性にも優れる。更に、バランスをとるバランシング部材を径方向及び円周方向に自在に移動可能なことにより、各々ディスク毎に異なるアンバランスに対し対応が可能という効果を有する。また上記構成によれば、よりディスクの近くでバランスをとることができるため回転振動がより低減できる。また、ターンテーブルと一体にしたことからスピンドルモータ全体の薄型化が図れポータブル機器に適するという効果を有する。また上記構成によれば、アンバランスを打ち消すバランサー部材の釣合い量の最大値はバランサー部材を溝容積の１／２でありこれ以下の範囲内に設定すればよい。従って溝寸法や容積を変えることによりアンバランスに対する設定条件自由度が大きいという効果を有する。
【００１９】
また本発明に係るディスク装置は、ディスクを載置するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、溝を有し前記スピンドルモータのシャフトと共に回転するクランプと、前記溝に配置され、前記スピンドルモータ静止状態から第一の回転状態には前記スピンドルモータの回転軸方向に移動しかつ前記第一の回転よりも高速回転である第二の回転状態では前記スピンドルモータの回転軸から離れる方向に移動するバランサー部材と、を備え、前記バランサー部材が液体または粉体であり、前記溝の溝容積に対し、液体または粉体の容積は１／２以下であることを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、アンバランスのあるディスクを載置して回転するスピンドルモータに共に回転しながらディスクのアンバランスを打ち消すバランシング手段を設けたことにより、回転振動を防止でき読み取り信号品質が向上するばかりかモータの軸受けへの負荷が減り安価な軸受けでも長寿命化が図れ信頼性が向上する。また、ドライブに特別な耐震機構が不要となり経済性にも優れる。更に、バランスをとるバランシング部材を径方向及び円周方向に自在に移動可能なことにより、各々ディスク毎に異なるアンバランスに対し対応が可能という効果を有する。また上記構成によれば、ディスクの近くでバランスをとることができるばかりでなく、既存のクランプを本発明のクランプに交換するだけで回転振動が防止でき経済的であるという効果をも有する。また上記構成によれば、アンバランスを打ち消すバランサー部材の釣合い量の最大値はバランサー部材を溝容積の１／２でありこれ以下の範囲内に設定すればよい。従って溝寸法や容積を変えることによりアンバランスに対する設定条件自由度が大きいという効果を有する。
【００２１】
また本発明のディスク装置は、前記溝は溝中心側面から溝外径側面方向へ水平方向に角度を有し、静止状態ではバランサー部材が重力により外径から中心方向に、回転時には遠心力により中心から外径方向に移動可能としたことを特徴とする。
【００２２】
上記構成によれば、簡易な構成で停止〜回転〜停止によりバランサー部材の配置が初期化され各々異なるアンバランスを持つディスクに対応できるという効果を有する。
【００２３】
また本発明のディスク装置は、前記ターンテーブル、または前記クランプは永久磁石を備えることを特徴とする。
【００２４】
上記構成によれば、簡易な構成で停止〜回転〜停止によりバランサー部材の配置が初期化され各々異なるアンバランスを持つディスクに対応できるという効果を有する。
【００２５】
また本発明のディスク装置は、前記溝または前記溝の蓋に径方向に延びる突起を複数配置したことを特徴とする請求項６および８のいずれかに記載のディスク起動装置。
【００２６】
上記構成によれば、バランサー部材に液体や粉末を用いた場合バランサー部材が円周方向への動きを規制することによりバランスをとることができるという効果を有する。
【００２７】
また本発明のディスク装置は、ディスクを載置するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、溝を有し前記スピンドルモータのシャフトと共に回転するハウジング部材と、前記溝に配置され、弾性体を介して前記ハウジング部材と接合されたバランサー部材と、を備え、静止状態ではバランサー部材の重心と前記スピンドルモータの回転中心を略一致させ、回転時には遠心力により前記回転中心より外径方向に移動可能としたことを特徴とする。
【００２８】
上記構成によれば、アンバランスのあるディスクを載置して回転するスピンドルモータに共に回転しながらディスクのアンバランスを打ち消すバランシング手段を設けたことにより、回転振動を防止でき読み取り信号品質が向上するばかりかモータの軸受けへの負荷が減り安価な軸受けでも長寿命化が図れ信頼性が向上する。また、ドライブに特別な耐震機構が不要となり経済性にも優れる。更に、バランスをとるバランシング部材を径方向及び円周方向に自在に移動可能なことにより、各々ディスク毎に異なるアンバランスに対し対応が可能という効果を有する。また上記構成によれば、ディスクの近くでバランスをとることができる。また、既存のスピンドルモータのモータとターンテーブルの間の空間に容易に取り付けできることからモータやターンテーブルに手を加えることなく経済性に優れるという効果を有する。また上記構成によれば、簡易な構成で停止〜回転〜停止によりバランサー部材の配置が初期化され各々異なるアンバランスを持つディスクに対応できるという効果を有する。
また本発明のディスク装置は、溝を有しディスクを載置するターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるスピンドルモータと、前記溝に配置され、弾性体を介して前記ハウジング部材と接合されたバランサー部材と、を備え、静止状態ではバランサー部材の重心と前記スピンドルモータの回転中心を略一致させ、回転時には遠心力により前記回転中心より外径方向に移動可能としたことを特徴とする。
上記構成によれば、アンバランスのあるディスクを載置して回転するスピンドルモータに共に回転しながらディスクのアンバランスを打ち消すバランシング手段を設けたことにより、回転振動を防止でき読み取り信号品質が向上するばかりかモータの軸受けへの負荷が減り安価な軸受けでも長寿命化が図れ信頼性が向上する。また、ドライブに特別な耐震機構が不要となり経済性にも優れる。更に、バランスをとるバランシング部材を径方向及び円周方向に自在に移動可能なことにより、各々ディスク毎に異なるアンバランスに対し対応が可能という効果を有する。上記構成によれば、よりディスクの近くでバランスをとることができるため回転振動がより低減できる。また、ターンテーブルと一体にしたことからスピンドルモータ全体の薄型化が図れポータブル機器に適するという効果を有する。また上記構成によれば、簡易な構成で停止〜回転〜停止によりバランサー部材の配置が初期化され各々異なるアンバランスを持つディスクに対応できるという効果を有する。
また本発明のディスク装置は、前記弾性体は金属、樹脂またはゴムであることを特徴とする。
上記構成によれば、簡易な構成で停止〜回転〜停止によりバランサー部材の配置が初期化され各々異なるアンバランスを持つディスクに対応できるという効果を有する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
【００３０】
（実施例）
図１は、本発明のディスク搭載用のスピンドルモータの断面図であり、モータ１は軸受３に軸支されるシャフト２と、軸受３をベースプレート６に固定するスリーブ４と、スリーブ４に固定されたステータ７と、ステータ７に対向して配置された円筒状の永久磁石９と、永久磁石７を保持し高透磁率材料から成り磁気回路を構成しシャフト２に固定されたロータ１０と、軸受３の下方に有りスリーブ４に固定されシャフトの下方方向の力を受けながら位置決めを行う支持板５と、ステータ７に巻かれたコイル８より構成されている。モータ１の上方にはシャフト２にターンテーブル１１が固定され、ターンテーブル１１にはディスク１３が装着され、クランプ１２により挟み込まれ固定される。
【００３１】
モータ１とターンテーブル１１の間には、ディスク１３のアンバランスを自動的に調整するバランシング手段が配置されている。シャフト２に固定されロータ１０、ターンテーブル１１と同軸で回転されるハウジング部材５０の溝内面５９には角度θの傾きをもつ溝５２が設けられ、溝内面５９と平行に配置した蓋５１により溝５２は閉じられ、その空間内にはバランサー部材であるバランス調整用の金属から成るボール５３が移動可能な状態で複数個配置されている。図１ではボール配置が分かり易いように中心から左側では停止状態、右側は回転状態を示している。モータが停止状態では溝内面５９は鉛直方向に対し角度θの傾きがあるためボール５３は、重力により最下点であるハウジング部材５０の溝中心側面５６に移動し接触状態である。一方、モータが回転時には遠心力により外側（径方向）に移動し、ハウジング部材５０の溝外径側面５７に接触状態で安定して回転する。
【００３２】
ディスクに半径ｒ１、重量ｗ１の偏加重がありモータが回転した場合、溝中心側面５６にあったボール５３は遠心力により外側に移動しながら動的な平衡を維持するように円周方向にも移動し溝外径側面５７の任意の位置で安定して止り、全体としてはバランスが取れた状態になる。ボール１個の重さをｗｂ、個数をｎ、ボール位置の半径距離をｒ２とすれば、
ｒ１・ｗ１＝ｗｂ・ｎ・ｒ２    ・・・  （１）
となりバランスが保たれる。バランス調整をするためのボールの最大個数は、ハウジング部材５０の溝の外径側面５６に沿って半周に配置した場合であり、ボール１個の重さ、個数とボール位置半径距離によりバランス調整可能な範囲が決まる。逆に予測される最大偏加重に対し前記３つの項目を適当に選択することができる。最大偏加重よりも偏加重が小さな場合、ボールは全て反対側に移動するのではなくボールは偏加重を平衡状態にする必要な数だけ反対側に移動し、残りはボール同士互いが平衡状態を保つ位置で安定するため、偏加重は０〜予測最大値までバランスを取ることができる。
【００３３】
次にボールの個数、ボール接触面径について図２を参照しながら説明する。ハウジング部材５０の溝外径側面５７の内径をｄ１、溝中心側面５６の外径をｄ２、ボール５３の直径をｄ３、ボールの個数をｎとした時、ボールの最大個数は溝中心側面５６の内周の半周分にわたって配列した状態であり、ボール５３の中心位置での１／２の円周長さとボール個数ｎとボール直径ｄ３の積が等しいかまたは以下とすればボール最大個数ｎは次式となる
ｎ≦（ｄ１―ｄ３）・π／２／ｄ３   ・・・  （２）
停止状態では、中心方向に移動し溝中心側面５６に接触し一様にボール５３は並ぶから、溝中心側面５６の外径ｄ２は（２）により求められたｎとボール５３の直径ｄ３により同様に次のように与えられる。
【００３４】
ｄ２≧ｄ３・（ ｎ／π−１）    ・・・ （３）
例えばｄ１＝２５ｍｍ、ｄ３＝３ｍｍとすればｎ＝１１．５となりｎは整数でなければならないからｎ＝１１、ｄ２≧７．５となる。ボールを鉄材とすればｗｂ≒０．１ｇであるから（１）式よりｒ１・ｗ１＝０．１＊１１＊（２５−３）／２＝１．２ｇｃｍのアンバランスまでバランスをとることができる。
【００３５】
尚、上記条件は一例であり、溝外側面外径やボールの個数を調整することにより所望のアンバランスに対し任意に対応ができる。
【００３６】
以上述べた構成により、静止時にはバランサー部材であるボール５３は溝内径側面５６に並んでいる。回転時には遠心力により溝外側面５７に向かって移動すると同時にアンバランスを打ち消すように円周方向にも移動し溝外側面５７に沿って各々の位置で並ぶ。並び方はアンバランスによって異なり無い場合は各々ボール５３は円周方向に等ピッチで並びボール自身がアンバランスとなることを防止する。一方大きなアンバランスに対しては片側に集中して並び釣合いを取ることになる。回転状態から停止までは前述と逆の動作となり、ボール５３は溝内径側面５６に重なることなく並び、起動〜停止では以上の動作を繰り返す。
【００３７】
ディスク１３を取り替えた場合アンバランスの量や位置等の条件が変わってしまうが、本発明によればバランサー部材はアンバランスを打ち消しバランスをとるように径方向と円周方向に動くことにより変化に対応ができる。
【００３８】
第３図は、本発明の第２の実施例の断面図であり、バランシング手段をディスク装着のターンテーブルと一体にしたものである。モータ１のシャフト２に固定されるターンテーブル１１の下面にバランス調整用のボール５３が入る溝があり、その中にボール５３が複数個入れられ蓋５１によって閉じられている。蓋５１の内面５８は角度θの傾きをもって組み付けられ、ハウジング部材５０の溝溝内面５９は蓋５１の内面５８と平行になっている。
【００３９】
本発明は、実施例１と同様な効果を有するほかバランシング手段をターンテーブル１１内に一体に組込むことによりアンバランスのあるディスクとバランシング手段とが近接していることから、より低振動化が可能となるばかりか上下方向の厚さが薄くなりモータを組込む機器の薄型化が図れる。
【００４０】
次に本発明の第３の実施例について図４、５に基づき説明する。本発明では、バランス部材に液体を用いた例である。モータ１のシャフト２に固定されるターンテーブル１１の下面にバランス部材の水や植物油、鉱油や水銀等の液体が入る溝５２があり、蓋５１は液体シールのパッキン６１を挟み固定され、液体５４が封入されている。蓋５１の表面５８には径方向に延びる突起６０が円周方向に複数本形成されている。突起６０は回転時に液体５３を突起で囲まれた空間内に保持することにより偏加重に対してバランスよく平衡させることと、径方向に踊ることを防止するために設けられている。突起６０は、外径側面５７に接する位置からモータが停止状態での液体の端くらいの長さが好ましく、概ね外径側面５７と中心側面５６の中間位である。
【００４１】
尚、図４では中心の左半分はモータ停止状態、右半分は回転状態での液体５４の様子を示す。図５では蓋に突起を設けた例で説明したが、突起をハウジング部材の溝５２に設けても、また、蓋を下部側でなくディスク装着面側に設けても同等の効果を有することは言うまでもない。
【００４２】
また、バランス部材に液体の変わりに、例えばＦｅ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｃｒ等の金属粉末を用いても単独、または液体と金属粉末を組合わせて用いても同様な効果を有する。
【００４３】
金属粉末は製法により、アトマイズ粉、粉砕分、カーボニール粉等が有り、何れでも構わないが、粒径が大きく流動性のあるアトマイズ粉がより好ましい。
【００４４】
次に本発明の第４の実施例について説明する。図６はターンテーブルの断面図であり、シャフト２と同心的に円筒状の永久磁石１５が配置されている。永久磁石１５は、バランサー部材が入れられる溝５２の際まで伸ばされ、静止時に傾き角度θにより中心部に集まるバランサー部材である磁性流体５５に対し磁気的吸引力を与え、中心部に保持している。
【００４５】
回転時には前の実施例でも述べたように遠心力により磁性流体５５は外周側面５７方向に移動しながら且つアンバランスを打ち消すように円周方向にも移動して安定状態になる。
【００４６】
尚、図示してないが本実施例でも蓋５１またはハウジング部材に前の実施例と同様に突起を設ければより好ましい。
【００４７】
磁性流体は強磁性コロイド粒子を界面活性剤を介して溶媒中に分散させたものであり、見かけ上液体でありながら永久磁石に吸引される磁気的性質を持つ流体である。磁性流体には強磁性コロイド粒子にフェライト系酸化物磁性体やコバルト、ニッケル等の金属磁性体を有機系やフッ素系の溶媒、または水に分散させたものが一般的に知られている。この中で例えばアルキルナフタリン中にマグネタイトを分散させたものや、パーフルオロポリエーテル中にＭｎＺｎフェライト酸化物を分散させた磁性流体を用いた。尚、磁性流体としてはできるだけ比重の大きい方が望ましい。
【００４８】
本実施例では中心部に永久磁石を配置したことにより、バランサー部材が磁性材料であれば静止時には磁気的吸引力により溝中心側面に吸引されることから磁性流体や金属粉末または液体と金属粉末の組合わせのものならばどれでもよい。また、図示しないが角度θは０でも上述のように磁気的吸引力が働くため同様な効果を有している。
【００４９】
次に本発明の第５の実施例について説明する。図７はターンテーブルとディスクを固定するクランプの断面図であり、クランプ１２の中央部に配置された永久磁石１５はターンテーブルの中央部上面に設けられた軟磁性材料からなる鉄材系の吸着板１６と磁気吸引力によりディスク１３をターンテーブル１１に固定する。
【００５０】
永久磁石１５の外周部にはバランサー部材５２を入れるために溝５２が設けられ蓋１４により密閉されその空間内にはバランサー部材として磁性流体５５が封入されている。本発明では溝５２には傾きを設けていないが、磁性流体は永久磁石１５の吸引力により静止時は中心部の中心側面５６に集まり、回転時には遠心力により外周側面５７方向に移動しながら且つ円周方向にも移動して安定状態となりディスクのアンバランスを打ち消す。
【００５１】
以上述べてきたバランサー部材に液体や粉末または液体と粉末の混合物を用いた場合、アンバランスを打ち消すためにバランサー部材をハウジング部材に入れられる量はハウジング部材の溝の容積の半分以下であるからこの範囲内で所望のアンバランスを打ち消すための条件を決めればよい。
【００５２】
次に図８から１０に基ずき第６の実施例を説明する。図８は本発明のターンテーブルの断面図であり、ハウジング部材であるターンテーブル１１のディスク装着面の下方側にバランサー部材が入る溝５２を設け、その中に円筒状の金属板６２と、金属板６２の内径側とターンテーブルの溝内径側面５６を繋ぐ弾性体６３を設け蓋５１により溝内に収められている。金属板６２は複数個設けられた弾性体６３により静止時には回転中心にあり、力が加われば任意な径方向に自由に移動可能となっている。また回転時にはアンバランスが無ければ回転中心と金属板６２の中心は一致して回転し、一方アンバランスがある状態ではアンバランスの遠心力によりアンバランスと反対方向に移動しアンバランスを打ち消す。
【００５３】
図９及び図１０は金属板６２の動きを説明するハウジング部材と金属板の平面図であり、図９は静止時を、図１０はアンバランスのある回転時を示している。複数個設けられた弾性体６３は夫々均一の力でバランサー６２を引張ることにより静止時にはテーブル１１の中心と金属板６２の中心０は一致する。回転時にはアンバランスをバランスさせるようにバランサーの中心は０から０’にＬ移動し、金属板６２の重量をｗとすればｗＬのアンバランスをバランスさせることができる。
【００５４】
弾性体６３は金属バネ、ゴムや弾力のある樹脂をバネとして用いることや図示しないが海綿状の発泡性の樹脂を溝中心側面５６と金属板６２の中に全面または一部分に入れてもよい。弾性体６３は静止時に金属板６２を中心に持ってこれる力を有すればよく、逆に強すぎれば回転時にアンバランスを打ち消すための遠心力を減じさせるためできる限り弱い方が望ましい。本実施例ではバネの数を４本で説明したがこれ以外の数でも、また、本発明ではバネをターンテーブルの内径側面５６と金属板６２の内径側の設けたが逆にターンテーブル１１の外径側面５７と金属板６２の外径側に設けても同様な効果を有することは言うまでもない。
【００５５】
金属板６２の動きをスムーズにさせるため金属板６２と蓋５１の接触面はきれいに仕上げておく必要がある。また、接触面に固体潤滑材や樹脂等の潤滑材を設ければより望ましい。
【００５６】
以上ディスクを装着した場合について説明したが、本発明はこれに限れるものではなく回転体のバランスを必要とするものに全てに適応できるものである。また、本実施例で説明したようにモータとバランス機構を一体にしたことから小型安価で振動のない汎用モータが広い範囲に適応できる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、各々ディスク毎に条件の異なるアンバランスをもつディスクを装着し高速回転するディスク装置に、アンバランスを打ち消すバランス機構をディスクを装着するターンテーブルまたはクランプまたはスピンドルモータとターンテーブル間に設けたことにより、アンバランスによる回転振動を防止し信号読み取り品質の向上と機器の低騒音化や信頼性の向上が図れるという効果を有する。また、ドライブ装置は耐震構造が不要となるばかりか高価な高剛性の軸受けを使わなくてもよく安価となる。また、更なる高速化の要求に対し対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスピンドルモータの断面図。
【図２】条件を説明する図。
【図３】本発明の第２のスピンドルモータの断面図。
【図４】本発明のターンテーブルの断面図。
【図５】本発明の蓋の斜視図。
【図６】本発明の第２のターンテーブルの断面図。
【図７】本発明のターンテーブルとクランプの断面図。
【図８】本発明のターンテーブルの断面図。
【図９】説明のためのハウジング部材と金属板の平面図。
【図１０】説明のためのハウジング部材と金属板の平面図。
【符号の説明】
１・・・モータ
２・・・シャフト
３・・・軸受
４・・・スリーブ
５・・・支持板
６・・・ベースプレート
７・・・ステータ
８・・・コイル
９・・・永久磁石
１０・・・ロータ
１１・・・ターンテーブル
１２・・・クランプ
１３・・・ディスク
１４・・・蓋
１５・・・永久磁石
１６・・・吸着板
５０・・・ハウジング部材
５１・・・蓋
５２・・・溝
５３・・・ボール
５４・・・液体
５５・・・磁性流体
５６・・・溝中心側面
５７・・・溝外径側面
５８・・・蓋内面
５９・・・溝内面
６０・・・突起
６１・・・パッキン
６２・・・金属板
６３・・・弾性体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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