(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピンドルモータの回転軸に固着されたターンテーブルのディスククランプ機構において、バーリングを有する磁性体で構成された支持アングルと、前記バーリングの外周側に固定されたマグネットと、前記支持アングルのバーリング内を貫通する円筒部の端部にストッパーを有し前記円筒部の他方の端部に光ディスク押圧面があるクランパーと、前記クランパーの円筒部の外周にあって前記支持アングルのバーリング内に置かれた圧縮可能なバネ部材と、前記バネ部材により押圧されて前記ストッパーで止められるように前記クランパーの円筒部に装着された磁性金属部を含むバネ押え部材とを有し、
前記マグネットの厚さは、前記支持アングルの前記バーリング高さより小さく、
前記ターンテーブルがディスクをチャッキングしていないときは、前記バーリングが前記バネ押え部材に接触して、
前記ターンテーブルが前記ディスクをチャッキングしたときは、前記バーリングが前記バネ押え部材と非接触吸引状態になるように前記マグネットの磁力と前記バネ部材のバネ定数が設定されており、前記ディスクは前記マグネットの磁気吸引力に抗して作用する前記バネ部材の弾性力より前記ターンテーブルに押圧され、前記ディスクがクランプされることを特徴とするディスククランプ機構。
【請求項２】
スピンドルモータの回転軸に固着されたターンテーブルのディスククランプ機構において、貫通穴を有する磁性体で構成された支持アングルと、
前記支持アングルの貫通穴を貫通する円筒部の端部にストッパーを有し円筒部の他方の端部に光ディスク押圧面があるクランパーと、前記クランパーの円筒部の外周にあって前記支持アングルの貫通穴内に置かれた圧縮可能なバネ部材と、前記バネ部材により押圧されて前記ストッパーで止められるように前記クランパーの円筒部に装着された磁性金属部を含むカップ状のバネ押え部材と、前記ストッパーの反対側にありカップ状の前記バネ押え部材の立ち上げ部内周に固定されたマグネットとを有し、
前記マグネットの厚さは、前記バネ押え部材の立ち上げ部の高さより小さく、前記ターンテーブルがディスクをチャッキングしていないときは、前記バネ押え部材の立ち上げ部が前記支持アングルに接触して、
前記ターンテーブルが前記ディスクをチャッキングしたときは、前記バネ押え部材の立ち上げ部が前記支持アングルと非接触吸引状態になるように前記マグネットの磁力と前記バネ部材のバネ定数が設定されており、前記ディスクは前記マグネットの磁気吸引力に抗して作用する前記バネ部材の弾性力より前記ターンテーブルに押圧され、前記ディスクがクランプされることを特徴とするディスククランプ機構。
【請求項３】
前記バネ部材は、コイルバネまたは板バネで形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のディスククランプ機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク記録媒体とくに光ディスクの記録再生装置などに用いられるディスククランプ機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、光ディスクを利用した記録再生装置は、この装置に備えられたスピンドルモータのシャフトにターンテーブルを固着し、このターンテーブルに光ディスクを載置して回転させ、このディスク対して情報を書き込み又は読み出しをしている。
【０００３】
しかし、ターンテーブルに載置された光ディスクに僅かな面内の重心のずれや反りなどが有ると、近年光ディスクは高速回転で使用されるので、遠心力により光ディスクがターンテーブル上を僅かに移動してその回転中心ずれが発生し、または光ディスク自体の浮き上がりが発生し、これにより回転中の光ディスクのトラックから光学ピックアップが逸脱し、情報の読み取りや記録が不可能になると言う不具合が発生していた。
【０００４】
従来、前記の光ディスク自体の回転中心ずれに対しては、回転中常に光ディスクをターンテーブルの載置面に強固に保持しておく方法が取られていた。この方法としては、ターンテーブルの中央部にリング状穴部を設け、その穴部にリング状のマグネットを備え、このマグネットで、この記録再生装置の支持アングルに吊り下げ状に設けられた鉄板等の磁性金属薄板からなるクランパーを磁気吸引して載置された光ディスクを挟持することにより、光ディスクをターンテーブルのディスク載置面の方向に強固に保持していた。
【０００５】
また、もう一方の前記光ディスク自体の浮き上がりに対しては、スピンドルモータのロータ側またはステータ側に吸引マグネットを取付け、これに間隙対峙するステータ側又はロータ側に磁性材を取り付け磁気的に吸引し合うことにより、光ディスクが載置されたターンテーブルを固着するロータ部がステータ部から回転中に浮き上がらないようにする方法が取られていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の光ディスクの回転中心ずれの防止方法は、厚目の光ディスクを載置した時、このディスクを挟持するリング状のマグネットとクランパーの磁気吸引力が著しく低下する場合があり、依然として光ディスクの回転中心ずれの問題が発生している。
【０００７】
従来から光ディスクは原盤に基づき作られたスタンパを成型機に取り付け、アクリル樹脂等の樹脂成形工程により透明なディスク本体が作られる。
その後、このディスク本体はアルミ反射膜蒸着工程および保護膜塗布工程を経て、最後にタイトルがラベルの貼付や印刷で表示され、光ディスクとして完成される。しかし、このような製造工程を経て量産されるので、各仕上がり寸法にバラツキが生じるのは避けられない。特に光ディスクで重要になる厚さ寸法は、ＪＩＳ規格によると、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ用の光ディスクでは厚さの規格は１．２０ｍｍ許容公差は＋０．３ｍｍ／−０．１ｍｍ、ＤＶＤ用の光ディスクでは厚さの規格は１．２０ｍｍ許容公差は＋０．３ｍｍ／−０．０６ｍｍと規定されている。
【０００８】
前記のような製造工程で生産される光ディスクの厚さ寸法は、ＪＩＳ規格内で管理されていても上限値の厚さのものと下限値のものでは、このディスクを挟持するリング状のマグネットとクランパーの磁気吸引による保持力が大幅に変化する場合がある。これはクーロンの法則における磁極に作用する力は距離の二乗に反比例するとの減衰特性に従うものであり、この特性の変化の激しい所で前記の磁気吸引機構が設定されている場合光ディスクの回転中心ずれと言う前記の問題が顕著に発生する。
【０００９】
一方、前述の光ディスクの浮き上がりの防止方法は、吸引マグネットや磁性体の部品点数の増加と、これに伴う組み立て作業の増加の問題がある。
また、このような部品構成においては、スピンドルモータ自体の構造が大きくなり、市場の薄型化の動向に対応することはできない問題がある。
更に、リング状マグネットに加えて吸引マグネットの追加により漏洩磁束も多くなり磁気ノイズ増大の問題もある。
【００１０】
そこで、本発明は上記の問題点を解決して、光ディスクの厚さ寸法が変動しても回転中心ずれが発生せず、また高速回転においても光ディスクが浮き上がらないような押圧力を有し、磁気ノイズが小さく、薄型モータに対応したディスククランプ機構を提供しようと言うものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するには、請求項１に記載の発明のように、スピンドルモータの回転軸に固着されたターンテーブルのディスククランプ機構において、バーリングを有する磁性体で構成された支持アングルと、前記バーリングの外周側に固定されたマグネットと、前記支持アングルのバーリング内を貫通する円筒部の端部にストッパーを有し前記円筒部の他方の端部に光ディスク押圧面があるクランパーと、前記クランパーの円筒部の外周にあって前記支持アングルのバーリング内に置かれた圧縮可能なバネ部材と、前記バネ部材により押圧されて前記ストッパーで止められるように前記クランパーの円筒部に装着された磁性金属部を含むバネ押え部材とを有し、
前記マグネットの厚さは、前記支持アングルの前記バーリング高さより小さく、
前記ターンテーブルがディスクをチャッキングしていないときは、前記バーリングが前記バネ押え部材に接触して、
前記ターンテーブルが前記ディスクをチャッキングしたときは、前記バーリングが前記バネ押え部材と非接触吸引状態になるように前記マグネットの磁力と前記バネ部材のバネ定数が設定されており、前記ディスクは前記マグネットの磁気吸引力に抗して作用する前記バネ部材の弾性力より前記ターンテーブルに押圧され、前記ディスクがクランプされることを特徴とするディスククランプ機構を備えることにより達成できる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明のように、スピンドルモータの回転軸に固着されたターンテーブルのディスククランプ機構において、貫通穴を有する磁性体で構成された支持アングルと、
前記支持アングルの貫通穴を貫通する円筒部の端部にストッパーを有し円筒部の他方の端部に光ディスク押圧面があるクランパーと、前記クランパーの円筒部の外周にあって前記支持アングルの貫通穴内に置かれた圧縮可能なバネ部材と、前記バネ部材により押圧されて前記ストッパーで止められるように前記クランパーの円筒部に装着された磁性金属部を含むカップ状のバネ押え部材と、前記ストッパーの反対側にありカップ状の前記バネ押え部材の立ち上げ部内周に固定されたマグネットとを有し、
前記マグネットの厚さは、前記バネ押え部材の立ち上げ部の高さより小さく、前記ターンテーブルがディスクをチャッキングしていないときは、前記バネ押え部材の立ち上げ部が前記支持アングルに接触して、
前記ターンテーブルが前記ディスクをチャッキングしたときは、前記バネ押え部材の立ち上げ部が前記支持アングルと非接触吸引状態になるように前記マグネットの磁力と前記バネ部材のバネ定数が設定されており、前記ディスクは前記マグネットの磁気吸引力に抗して作用する前記バネ部材の弾性力より前記ターンテーブルに押圧され、前記ディスクがクランプされることを特徴とするディスククランプ機構を備えることにより達成できる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明のように、前記バネ部材は、コイルバネまたは板バネで形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のディスククランプ機構を備えることにより達成できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、本発明の実施の形態を示すディスククランプ機構のディスクをクランプする直前の状態を示す要部断面説明図である。図２は図１に説明した要部を更に拡大して示す断面図である。図１および図２において、記録再生装置のモータ固定アングル１に固定されたスピンドルモータ２の回転軸３の端部にターンテーブル４が固着されている。なお、モータ固定アングル１は回転軸３の軸線方向に可動となるよう記録再生装置に図示せぬ機構で取り付けられている。また、スピンドルモータ２のステータ部に対峙するロータ部に含まれる回転軸３の端部と間隙Ａをおいてこの回転軸３の軸線と同軸になるように、クランパーが記録再生装置に固定された支持アングル６に吊り下げ状に支持されている。
【００１５】
この支持アングル６は記録再生装置に固定され、鉄板等の磁性金属材料からなり、そのクランパーを挿通する孔部６ａはバーリングにより形成されその外周６ｂにはバーリング高さ寸法Ｂより小さい厚さ寸法を有し、回転軸３の軸線方向に帯磁したリング状のマグネット７が圧入または接着などにより固着されている。なお、支持アングル６は非磁性材として、磁性材などを介してマグネット７を装着してもよい。こうすると、それぞれに必要な材料特性を適切に選択することが可能となる。
また図２において、ターンテーブル４の４ａはディスク１１を載置する時のセンタリング用の半球体突起部であり、４ｂは載置された光ディスク１１の滑り止め部材である。
【００１６】
また、クランパーは、クランパー本体５とバネ押え部材８とコイルバネ９およびストッパー１０から構成されている。なお、クランパー本体５は円盤状の弾性を有する成形樹脂等から形成されている。バネ押え部材８は、鉄板等の磁性材金属材料からなり、クランパー本体５の端部の外周部５ａに挿着され、その外径部は支持アングル６のバーリングの外周６ｂの径より大きく形成されている。このバネ押え部材８と、それが抜けないようにクランパー５の端部に固着されたストッパー１０と、このように構成されたバネ押え部材８とクランパー本体５の光ディスク押圧面５ｂと反対側の凸面５ｃの間に、内径がクランパー本体５の外周径部５ａより大きくまた外径が支持アングル６の孔部６ａの直径より小さい寸法を有する圧縮式のコイルバネ９を設けて構成されている。
【００１７】
ディスクをクランプしていないこの状態においては、支持アングル６のバーリングの端面６ｃは常にバネ押え部材８に接触しており、クランパー５の押圧面５ｂは軸線方向に弾性を有している。なお、マグネット７を支持アングル６のバーリング高さ寸法Ｂより小さい厚さ寸法に設定し、バネ押え部材８と支持アングル６のバーリングの端部６ｃとの間隙を所定値に設定して、その磁気吸引力の強さを調整する。このような磁気吸引力の調整を必要とするものでは、他の方法として、支持アングル６のバーリング高さ寸法Ｂはマグネット７の厚さ寸法以下として、バネ押え部材８を吸引するマグネット７の上面に薄い非磁性材板を取り付けてその厚さ寸法を調整してもよい。
【００１８】
図３は、本発明の実施の形態を示すディスククランプ機構のディスクをクランプした状態を示す要部断面説明図である。図４は図３に説明した要部を更に拡大して示す要部断面説明図である。前述図１の状態より、ターンテーブル４がクランパー本体５側に接近して行くと、ターンテーブル４は光ディスク１１を載置し、やがてクランパー本体５の押圧面５ｂがディスク１１に接し始めて、続いてコイルスプリング９は圧縮を始め、クランパー本体５はディスク１１をターンテーブル４と挟持するように押圧を開始する。
【００１９】
さらに、所定の位置までターンテーブル４が移動すると、図３および図４に示すようにクランパー本体５はコイルバネ９を強く圧縮し、ターンテーブル４に載置されたディスク１１を強く押圧し、ターンテーブル４とクランパー本体５は光ディスク１１を挟持し保持する。なお、このとき、支持アングル６のバーリングの端面６ｃとバネ部材８の磁気吸引部が間隙Ｃを持って非接触になるようマグネット７の磁力とコイルバネ９のバネ定数が設定されている。
【００２０】
前記の光ディスク１１を保持した状態において、バネ押え部材８は支持アングル６のバーリングの端面６ｃは間隙Ｃで離れて回転するが、端面６ｃおよびマグネット７とバネ押え部材８との間には磁気吸引力が相互に作用するので、ターンテーブル４とクランパー本体５は強固にディスク１１を保持し、またクランパー本体５はディスク１１およびターンテーブル４を介して回転軸３を含むロータ部をこの装置のモータ固定アングル１方向に強く押圧するので、高速回転においても光ディスクを載置したロータ部はステータ部より浮き上がることはない。
【００２１】
図５は、ターンテーブル４とクランパーに挟持されたディスク１１の保持特性を表した図である。図５において、Ｘ軸はディスクの厚さ寸法、Ｙ軸はディスクの保持力を表したものである。また、Ｄは従来方式の磁気吸引力によるディスククランプ機構の特性、Ｅは本発明に係るディスククランプ機構の特性を示したものである。従来機構の特性Ｄは、減衰曲線的の特性を持ち、ディスク１１の厚さがＪＩＳ規格内であっても、ｔ１からｔ２になった時にこのディスクの保持力は（ｆ２−ｆ１）と大きく変化する。
【００２２】
これに対して、本発明に係るディスククランプ機構における支持アングル６のバーリングの端面６ｃとマグネット７とがバネ押え部材８に作用する磁気吸引力は、該光ディスクの厚さが０．４ｍｍ程度変化（ＪＩＳ規格の厚さ寸法の許容範囲）しても変化しない特性近辺を利用しているので、ターンテーブル４とクランパー５に挟持されるディスク１１の厚さが変化してもその保持特性は特性Ｅのようにフラットに近い直線になる。
【００２３】
例えば、ディスク１１の厚さが前記のようにｔ１からｔ２に変化した場合、コイルバネ９は更に圧縮されるので、そのたわみ量は（ｔ２−ｔ１）と増加されディスク１１に対する押圧力は増大されることになるが、この増大した力分により支持アングル６のバーリングの端面６ｃとマグネット７とが磁気吸引関係にあるバネ押え部材８は、前述のように構成されているので位置的に（ｔ２−ｔ１）更に離れる方向に押しやられる。これは、すなわち前記間隙Ｃは（ｔ２−ｔ１）程増大させられることで、その結果として、前記のコイルバネ９の圧縮増加分（ｔ２−ｔ１）はキャンセルされコイルバネ９たわみ量はほぼ変化しないことになり、該光ディスク１１の厚さがｔ１の時とｔ２の時のクランパーによる押圧力は変わらずそれに伴う挟持した該ディスク１１の保持力はほぼ変わらないことになるのである。
【００２４】
また、この状態においては、回転軸３の先端はクランパー本体５のガイド穴５ｄにガタ無く嵌挿されているのでターンテーブル４およびディスク１１の回転中におけるクランパーＢ自体の回転中心ずれは生じない。
また、リング状のマグネット７と支持アングル６およびバネ押え部材８等は平行面で組立されるのでターンテーブル４に保持されるディスク１１は常に光ピックアップに対して平行に対応できる。
なお、クランパー本体５を押圧するバネ部材はコイルバネの他、板バネにしてもよい。
【００２５】
図６は、本発明に係るクランパーの変形として、クランパー本体５をディスクの押圧部５ｂ側より示す斜視図である。図６において、クランパー本体５の押圧部５ｂは、スリット部５ｈにより小部分５ｆと大部分５ｇに複数個分割されている。このような構成においては、載置光ディスク１１を押圧するときクランパー本体５の各分割部が単独で接触させることができるので、載置光ディスク１１を片当りさせずに全周に渡ってを押圧することができる。
【００２６】
図７は、本発明の実施の形態の変形を示すディスククランプ機構を示す要部断面説明図である。図８は図７に説明した要部を更に拡大して示す要部断面説明図である。この構成は基本的に図１と同じであるが、異なる所は光ディスク１１を押圧するマグネット１７が周囲に立ち上げ部１８ａを有してカップ状に形成されたバネ押え部材１８の内周側に固着されていることである。この機能は前述したものと同じであるが光ディスク１１を押圧するマグネット１７のサイズを小さくすることができる利点がある。
また、マグネット１７の慣性を利用したフライホール効果も得られる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るディスククランプ機構によれば、クランパーのディスクのチャッキング時には、マグネットの磁気吸引力に抗して作用する前記クランパーの弾性力により、前記ディスクをターンテーブルに押圧し、前記ディスクをクランプすることができ、また、前記ディスクのチャッキング時には、ステータ部にロータ部を押圧することができ、ディスクの厚さ寸法が変動しても回転中心ずれが発生せず、また高速回転においてもディスクが浮き上がらないように図ることができる。
【００２８】
また、ターンテーブルの中央部にリング状のマグネットやロータとステータ間に吸引用マグネットなどを備える必要がないので、漏洩磁束が少なくなり磁気ノイズを低減し、モータの薄型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】  本発明の実施の形態におけるディスク装着前を示す要部断面説明図である。
【図２】  図１に示す要部を更に拡大して示す要部断面説明図である。
【図３】  本発明の実施の形態におけるディスク装着時を示す要部断面説明図である。
【図４】  図３に示す要部を更に拡大して示す要部断面説明図である。
【図５】  本発明に係るディスククランプ機構と従来方式のクランプ機構のディスクの保持特性を示す説明図である。
【図６】   本発明に係るクランパー本体の変形を示す斜視図である。
【図７】  本発明の実施の形態の変形を示す要部断面説明図である。
【図８】  図７に示す要部を更に拡大して示す要部断面説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  モータ固定アングル
２  スピンドルモータ
３  回転軸
４  ターンテーブル
５  クランパー本体
６  支持アングル
７  マグネット
８  バネ押え部材
９  コイルバネ
１０  ストッパー
１１  光ディスク
１２  トレー
【図１】
0003751558.tif 000002
【図２】
0003751558.tif 000003
【図３】
0003751558.tif 000004
【図４】
0003751558.tif 000005
【図５】
0003751558.tif 000006
【図６】
0003751558.tif 000007
【図７】
0003751558.tif 000008
【図８】
0003751558.tif 000009