(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部クランパホルダと、前記上部クランパホルダに結合された下部クランパホルダと、前記上部クランパホルダと前記下部クランパホルダ間に遊動自在に設けられ、ターンテーブル上に置かれたディスクを密着して固定させるクランパと、前記上部クランパホルダと前記下部クランパホルダ間に設けられる第１磁力部材と、前記ターンテーブルに設けられ、前記第１磁力部材と対向すべく位置して前記第１磁力部材との間に磁気力が作用する第２磁力部材と、前記上部クランパホルダと前記クランパ間に介在して前記クランパに前記ディスク方向に弾性力を提供する弾性部材とを備えることを特徴とするディスククランピング装置。
【請求項２】
前記弾性部材は、ウェーブ板スプリング、コイルスプリング及びゴムよりなるグループのうち選択された一つであることを特徴とする請求項１に記載のディスククランピング装置。
【請求項３】
前記第１及び第２磁力部材のうち一つは磁束を生じるマグネットであり、他の一つは磁性体であることを特徴とする請求項１に記載のディスククランピング装置。
【請求項４】
前記第１磁力部材と第２磁力部材間に作用する磁気力が前記弾性部材による弾性力より強いことを特徴とする請求項１に記載のディスククランピング装置。
【請求項５】
前記上部クランパホルダと前記下部クランパホルダとは一体よりなることを特徴とする請求項１に記載のディスククランピング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクドライブにおいて記録再生媒体のディスクを固定させるディスククランピング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、ディスクに情報を記録し、ディスクから情報を再生する装置のディスクドライブはディスクの回転が安定化すべくそのディスクを固定させるディスククランピング装置を備える。
【０００３】
図１は従来のディスクドライブを示した分解斜視図であり、図２は従来のディスククランピング装置の垂直構造を示した断面図である。
【０００４】
図１のように、ディスクドライブ１はディスクカートリッジ１０、トレイ２０、デッキ３０、ディスククランピング装置４０及び覆い５０を備える。ディスクカートリッジ１０は上下ケース１１，１２を備え、その上下ケース１１，１２よりなる内部空間にはディスクＤが収納される。デッキ３０にはディスクＤが置かれるターンテーブル３１と、ディスクＤに記録された情報を検出するピックアップ３２などが設けられる。ディスククランピング装置４０は、図２に示されたように、ターンテーブル３１上に置かれたディスクＤを固定させるクランパ４１と、このクランパ４１が遊動できるように支持するクランパプレート４７と、クランパ４１に結合されるクランパホルダ４２と、クランパ４１とクランパホルダ４２間に設けられるマグネット４４と、ターンテーブル３１に設けられ、マグネット４４との間に磁気的引力が作用するプレート３３を備える。一方、４５はマグネット４４から生じた磁束を集束するためのマグネットバックヨークを示す。
【０００５】
上記の通りに構成された従来のディスクドライブにおいて、ディスククランピング装置によりディスクが固定される過程を図１及び図２を参照して説明すれば次の通りである。
【０００６】
ディスクＤが収納されたディスクカートリッジ１０がトレイ２０に載せられてデッキ３０に収められる時、トレイ２０の一側に設けられた突起部２１がクランパプレート４７の干渉部４７ａを押し上げ、ディスククランピング装置４０をディスクＤを固定させる方向に回動させる。また、トレイ２０の引入れ動作によりターンテーブル３１が上昇し、これによりディスクＤはターンテーブル３１上に置かれる。次に、クランパ４１はマグネット４４とプレート３３間の磁引力によりターンテーブル３１方向に移動してディスクＤをターンテーブル３１に固定させる。従って、ディスクＤはクランパ４１の固定力により遊動または離脱しない。そして、ディスクＤがクランパ４１により固定された状態で、ターンテーブル３１の回転によりクランパ４１とディスクＤとは共に回転する。
【０００７】
トレイ２０がデッキ３０から引き出される時には、ターンテーブル３１がクランパ４１に対して反対方向に動くことによりクランパ４１がディスクＤから落ちる。
【０００８】
前述のような従来のディスククランピング装置によっては固定させられるディスクの厚さが定形化されている。従って、定形化されたものより薄いかまたは厚いディスクを固定させようという場合、ディスクの固定自体がなされなかったりディスクが不完全に固定されてディスクの回転が不安定になったりする。
【０００９】
最近、高密度記録技術の発展により、記録再生媒体のディスクはますます小型化及び薄型化していく趨勢にあり、またディスクドライブのスリム化に対する需要者の要求に応えるためにディスクは一層薄くなると予想される。
【００１０】
しかし、従来のように定形化された厚さのディスクだけを固定させられるディスククランピング装置では、今後開発される多様な厚さのディスクを固定できないので、ディスクの厚さが変わるにつれてディスククランピング装置を新しく備えなければならないという問題点がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の必要性を勘案して案出されたものであり、厚さが異なった多様な種類のディスクを安定してクランピングできるディスククランピング装置を提供するところにその目的がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明は、上部クランパホルダと、前記上部クランパホルダに結合された下部クランパホルダと、前記上部クランパホルダと前記下部クランパホルダ間に遊動自在に設けられ、ターンテーブル上に置かれたディスクを密着して固定させるクランパと、前記上部クランパホルダと前記下部クランパホルダ間に設けられる第１磁力部材と、前記ターンテーブルに設けられ、前記第１磁力部材と対向すべく位置して前記第１磁力部材との間に磁気力が作用する第２磁力部材と、前記上部クランパホルダと前記クランパ間に介在して前記クランパに前記ディスク方向に弾性力を提供する弾性部材とを備えることを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記第１磁力部材と第２磁力部材間に作用する磁気力は前記弾性部材が前記クランパに提供する弾性力より強いことが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるディスククランピング装置の望ましい実施例を添付された図を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図３は本発明の実施例によるディスククランピング装置を示した分解斜視図であり、図４は図３に示されたディスククランピング装置の垂直構造を示した断面図である。示されたように、本発明のディスククランピング装置１４０は、ターンテーブル１３１上に置かれたディスクＤを密着して固定させるクランパ１４１を備える。クランパ１４１はクランパプレート１４７により遊動さるべく支持される。また、クランパ１４１は後述する弾性部材１４６の圧縮または伸張により上部クランパホルダ１４２に対して相対運動ができるよう、上部クランパホルダ１４２と下部クランパホルダ１４３間に遊動自在に設けられる。上部クランパホルダ１４２と下部クランパホルダ１４３間には第１磁力部材１４４が設けられ、ターンテーブル１３１には第１磁力部材１４４と対向すべく第２磁力部材１３３が設けられ、第１磁力部材１４４と第２磁力部材１３３間には磁気的引力が作用する。上部クランパホルダ１４２とクランパ１４１間に介在された弾性部材１４６はクランパ１４１にディスクＤ方向に弾性力を提供する。ここで、第１及び第２磁力部材１４４，１３３のうち一つは磁束を生じるマグネットであり、他の一つは磁性体であることが望ましい。上部クランパホルダ１４２と下部クランパホルダ１４３とは結合されている。また、上部クランパホルダ１４２と下部クランパホルダ１４３とは一体状に構成されもする。弾性部材１４６としては、クランパ１４１がディスクＤを固定できるように、弾性変形後にクランパ１４１にディスクＤ方向に復原力、すなわち弾性力を提供するものとして、図３及び図４に示されたように、ウェーブ板スプリングを使用でき、その他にもコイルスプリング、ゴムなどで代替使用が可能である。一方、１４５は磁束を集束させるマグネットバックヨークを示す。
【００１６】
上記の通りに構成された本発明によるディスククランピング装置１４０の作用を詳細に説明すれば次の通りである。ただし、説明の便宜のために、図４に示された本発明のディスククランピング装置１４０にて上部クランパホルダ１４２とクランパ１４１間の間隙Ｈを０．９ｍｍとする。そして、ディスクＤの厚さが０．９ｍｍ以下の場合と０．９ｍｍ以上の場合とに分け、それらディスクＤをそれぞれ固定させる場合について説明する。もちろん、固定させられるディスクＤの最大厚さは上部クランパホルダ１４２とクランパ１４１間の間隙Ｈを変化させることにより調整可能である。
【００１７】
まず、図５及び図６は本発明のディスククランピング装置により０．９ｍｍ以下の厚さを有したディスクＤが固定された状態を示したものであり、図５は０．６ｍｍ厚さのディスクＤが固定された状態を示し、図６は０．９ｍｍ厚さのディスクＤが固定された状態を示す。そして、図７は本発明のディスククランピング装置１４０により０．９ｍｍ以下の厚さを有したディスクＤが固定された状態の力学関係を簡略に示した図である。
【００１８】
図５に示されたように、０．６ｍｍ厚さのディスクＤが固定される場合、第１磁力部材１４４と第２磁力部材１３３との間に作用する磁気力により下部クランパホルダ１４３とスピンドルモータ１３１とは磁気的に結合される。そして、クランパ１４１は上部クランパホルダ１４２に対して相対運動をしてディスクＤの厚さに該当する０．６ｍｍだけ押し上げられる。これにより、クランパ１４１と上部クランパホルダ１４２間に介在する弾性部材１４６はクランパ１４１の上部クランパホルダ１４２に対する相対運動距離である０．６ｍｍだけ圧縮される。それにより、圧縮された弾性部材１４６の復原力の弾性力によりクランパ１４１はターンテーブル１３１に置かれたディスクＤ方向に密着されてそのディスクＤを固定する。
【００１９】
図６に示されたように、０．９ｍｍ厚さのディスクＤが固定される場合、クランパ１４１は上部クランパホルダ１４２に対して相対運動をしてディスクＤの厚さに該当する０．９ｍｍだけ押し上げられる。それにより、クランパ１４１と上部クランパホルダ１４２間に介在する弾性部材１４６はクランパ１４１の上部クランパホルダ１４２に対する相対運動道の０．９ｍｍだけ圧縮され、このように圧縮された弾性部材１４６の弾性力によりクランパ１４１はターンテーブル１３１に置かれたディスクＤ方向に密着されてそのディスクＤを固定する。この時、上部クランパホルダ１４２とクランパ１４１は互いにぶつかり、弾性部材１４６はそれ以上圧縮されない。
【００２０】
一方、固定されるディスクＤの厚さが０．９ｍｍ以下の場合、圧縮された弾性部材１４６の弾性力により下部クランパホルダ１４３とターンテーブル１３１間の磁気的結合が分離されないように、第１磁力部材１４４と第２磁力部材１３３間に作用する磁気力は圧縮された弾性部材１４６の弾性力より十分に強くなければならない。
【００２１】
図５及び図６のように、０．９ｍｍ以下の厚さのディスクＤが本発明のディスククランピング装置１４０により固定された状態の力学関係を図７を参照して表すと、次に式（１）で表現される。
【００２２】
Ｆｍ＞Ｆｄ＝Ｆｓ＝Ｋ・△Ｓ
Ｆｍ＝Ｆｓ＋Ｆｃ                      （１）
△Ｓ＝（Ｓｐ＋Ｓｄ）
ここで、Ｆｍは第１磁力部材１４４と第２磁力部材１３３間に作用する磁気力、Ｆｄはクランパ１４１がディスクＤを密着して固定させる固定力、Ｆｓは弾性部材１４６によりクランパ１４１に作用する弾性力を示し、Ｆｃは下部クランパホルダ１４３とターンテーブル１３１の接触面間に作用する力であり、下部クランパホルダ１４３とターンテーブル１３１間の磁気的結合を分離させるならば、外部から提供さるべき外力と同一である。そして、Ｓｐは弾性部材１４６の初期圧縮距離、ＳｄはディスクＤにより弾性部材１４６が圧縮された圧縮距離、△Ｓは弾性部材１４６の前圧縮距離を示し、Ｋは弾性部材１４６のスプリング定数を示す。
【００２３】
上部クランパホルダ１４２とクランパ１４１間の間隙Ｈを０．９ｍｍとし、固定されたディスクＤの厚さが０．９ｍｍ以下の場合、式（１）からクランパ１４１がディスクＤを密着して固定させる固定力は弾性部材１４６がクランパ１４１に提供する弾性力と同一であり、これは第１磁力部材１４４と第２磁力部材１３３間に作用する磁気力よりは弱い。
【００２４】
次に、図８は本発明のディスククランピング装置１４０により固定されるディスクＤの厚さが０．９ｍｍ以上の場合であり、１．２ｍｍ厚さのディスクＤが固定された状態を示した断面図である。そして、図９は本発明のディスククランピング装置１４０により０．９ｍｍ以上の厚さを有したディスクＤが固定された状態の力学関係を簡略に示した図である。
【００２５】
図８に示されたように、ディスクＤによりクランパ１４１が上部クランパホルダ１４２に直接ぶつかり、弾性部材１４６は０．９ｍｍを限界にそれ以上圧縮されず、上部クランパホルダ１４２と結合された下部クランパホルダ１４３はターンテーブル１３１から０．３ｍｍ持ち上げられる。この状態にて、第１磁力部材１４４と第２磁力部材１３３間の磁気力ＦｍとディスクＤの固定力Ｆｄとが平衡状態を保持する。すなわち、ディスクＤの固定力Ｆｄは弾性部材１４６による弾性力に上部クランパホルダ１４２が弾性部材１４６を媒介せずに直接クランパ１４１を押さえる力が過度になり、それは第１磁力部材１４４と第２磁力部材１３３間に作用する磁気力Ｆｍと同一である。
【００２６】
図８のように、０．９ｍｍ以上の厚さよりなるディスクＤが本発明のディスククランピング装置により固定された状態の力学関係を図９を参照して表すと次の式（２）に表現される。
【００２７】
Ｆｍ＝Ｆｄ＝Ｆｓ＋Ｆｃ＝Ｋ・△Ｓ＋Ｆｃ
△Ｓ＝（Ｓｐ＋Ｓｄ）                          （２）
ここで、Ｆｃは上部クランパホルダ１４２が弾性部材１４６を媒介せずに、直接クランパ１４１を押さえる力であり、上部クランパホルダ１４２とターンテーブル１３１間の磁気的結合を分離させるならば、外部から提供すべき外力と同一である。
【００２８】
以下、前記の如く作用する本発明のディスククランピング装置１４０をさらに一層詳細に説明するために、最大１．２ｍｍの厚さを有するディスクＤを固定できるディスククランピング装置の具体的な設計例を提示する。ここで、１．２ｍｍより薄いディスクＤの厚さとしては、０．９，０．６，０．３ｍｍなどを考慮できる。ただし、従来ディスクＤの厚さを１．２ｍｍに定形化したディスククランピング装置の場合、ディスクＤの固定力はほぼ３．５Ｎ程度であるので、本発明のディスククランピング装置１４０により厚さが１．２ｍｍｍのディスクＤに作用する固定力も３．５Ｎとする。それにより、厚さが１．２ｍｍより薄い０．９，０．６，０．３ｍｍなどの厚さを有するディスクＤに対する固定力は、ディスクＤが安定に回転できるように、３．５Ｎより小でなければならない。そして、便宜上、弾性部材１４６の初期圧縮距離は０．３ｍｍと定める。
【００２９】
まず、ディスクＤの厚さが１．２ｍｍの場合、図９及び式（２）を参照すれば、ディスクＤの固定力Ｆｄと磁気力Ｆｍとは同一なので、磁気力Ｆｍは固定力Ｆｄと同一に３．５Ｎになる。そして、磁気力Ｆｍは弾性部材１４６による復原力Ｆｓと上部クランパホルダ１４２が弾性部材１４６を媒介せずに直接クランパ１４１を押さえる力Ｆｃとの和になる。ここで、上部クランパホルダ１４２が直接クランパ１４１を押さえる力Ｆｃは下部クランパホルダ１４３とターンテーブル１３１間の磁気的結合を分離させるならば外部から提供すべき外力と同一なので、便宜上下部クランパホルダ１４３とターンテーブル１３１間の磁気的結合を容易に分離させることができる最小限界として、０．５Ｎと定める。それにより、弾性部材１４６による復原力Ｆｓは磁気力Ｆｍと上部クランパホルダ１４２が直接クランパ１４１を押さえる力Ｆｃとの差として３．０Ｎになる。従って、弾性部材１４６のスプリング定数Ｋは２．５Ｎ／ｍｍとなる。
【００３０】
次に、図７及び式（１）を参照すれば、ディスクＤの厚さが０．９ｍｍの場合のディスク固定力Ｆｄは３．０Ｎになり、順番にディスクＤの厚さが０．６ｍｍの場合は２．２５Ｎになり、ディスクＤの厚さが０．３ｍｍの場合は１．５Ｎになる。
【００３１】
一般的に一定の回転速度にて、ディスクが厚くなったり直径が大きくなればディスクの固定力も強くなければならず、反対にディスクが薄くなったり直径が小さくなるならばディスクの固定力も弱くなることが望ましい。
【００３２】
ところで、図３ないし図９に示されたように、本発明によるディスククランピング装置１４０はディスクＤ厚さによりその固定力も適切に変更され、従来のディスククランピング装置と同じ空間を占めつつも多様な厚さのディスクＤを固定できる。
【００３３】
また、従来のディスククランピング装置（図２の４０）によれば、クランパ（図２の４１）とターンテーブル（図２の３１）間の磁気的結合を分離させるためには一定の外力が提供されねばならないが、本発明によるディスククランピング装置１４０によれば、そのディスククランピング装置１４０により固定されるディスクＤが厚くなるにつれて下部クランパホルダ１４３とターンテーブル１３１間の磁気的結合を分離させるための外力Ｆｃが次第に弱まる。従って、本発明のディスククランピング装置１４０によれば、よりスムースに下部クランパホルダ１４３とターンテーブル１３１間の磁気的結合を分離させられる。
【００３４】
【発明の効果】
前述の如く、本発明によるディスククランピング装置によれば、厚さが異なったさまざまな種類のディスクを固定できるので、今後開発される多様な厚さのディスクに対して弾力的に対処できる。また、ディスクの厚さに比例してディスクの固定力が変わるので、ディスクの厚さに対応して適切なディスク固定力を付与できる。
【００３５】
本発明は前述の通り説明されて図に例示されたところにより限定されるのではなく、次に記載される特許請求の範囲内でさらに多くの変形及び変容例が可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のディスクドライブを示した分解斜視図である。
【図２】図１に示されたディスククランピング装置の垂直構造を示した断面図である。
【図３】本発明の実施例によるディスククランピング装置を示した分解斜視図である。
【図４】図３に示されたディスククランピング装置の垂直構造を示した断面図である。
【図５】図３に示されたディスククランピング装置により、０．６ｍｍ厚さのディスクが固定された状態を示した断面図である。
【図６】図３に示されたディスククランピング装置により、０．９ｍｍ厚さのディスクが固定された状態を示した断面図である。
【図７】図３に示されたディスククランピング装置により、０．９ｍｍ以下の厚さを有したディスクが固定される時の力学関係を簡略に示した図である。
【図８】図３に示されたディスククランピング装置により、１．２ｍｍ厚さのディスクが固定された状態を示した断面図である。
【図９】図３に示されたディスククランピング装置により、０．９ｍｍ以上の厚さを有したディスクが固定される時の力学関係を簡略に示した図である。
【符号の説明】
１３１  ターンテーブル
１３３  第２磁力部材
１４０  ディスククランピング装置
１４１  クランパ
１４２  上部クランパホルダ
１４３  下部クランパホルダ
１４４  第１磁力部材
１４５  マグネットバックヨーク
１４６  弾性部材
１４７  クランパプレート
Ｄ      ディスク
【図１】
0003764415.tif 000002
【図２】
0003764415.tif 000003
【図３】
0003764415.tif 000004
【図４】
0003764415.tif 000005
【図５】
0003764415.tif 000006
【図６】
0003764415.tif 000007
【図７】
0003764415.tif 000008
【図８】
0003764415.tif 000009
【図９】
0003764415.tif 000010