JP2004030744A - スピンドルモータのクランプ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造であるが堅牢で生産性が良く、尚かつ、高精度のあるセンタリングと高信頼性のあるクランプを行えるスピンドルモータのクランプ機構を提供する。
【解決手段】クランプ機構のターンテーブル１０は、ターンテーブル本体２０とマグネット３０およびセンタリング部材４０で形成され、スピンドルモータの回転軸６０に固着されている。なお、このターンテーブル本体２０の凸状部２５の一方端面に環状のマグネット３０が固着され、他端の外周縁面にディスク載置部２８が形成されたフランジ部２６が形成されている。また、センタリング部材４０は、磁性金属材料からなり凸状部２５の大径部２２に昇降自在に配置されている。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク駆動装置のスピンドルモータに取り付けられ、メディアディスク等を駆動するスピンドルモータのクランプ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスク駆動装置のスピンドルモータのクランプ機構において、ディスクを載置して駆動させるときは、先ず、ターンテーブルのディスク載置面にディスクを確実にセンタリングして載置し、次に、このディスクが回転中一方向の外力、または、ディスク自体の偏心量に起因する偏倚力によりセンターずれが生じないように強固にクランプしておく必要がある。これは、ディスクのトラックから情報を読み取ったり、ディスクのトラックへ情報を記録する光学ピックアップが、このトラックより離脱してトレースしないようにするものである。
【０００３】
上記のセンタリングは、ターンテーブルのディスク載置面の中央に設けられたセンタリング部材で行い、また、上記のクランプは、前記センタリング部材の更に中央に設けられた環状のマグネットと、そのマグネットに接近して配置され、載置されたディスクを挟持するクランパのヨークを磁気吸引することにより行われる。
【０００４】
この種のスピンドルモータのクランプ機構は、従来、例えば、特開平９−２６５７０３号公報および特開平１０−１２２２５１号公報特開平に開示の技術がある。
特開平９−２６５７０３号公報に開示の技術は、ディスクのセンタリングを行う昇降自在に、コイル状の復帰バネにより弾性付勢されたセンタリング部材（リング部材）を、スピンドルモータの回転軸を圧入せしめるターンテーブルの筒上部の外周面に沿って摺動自在となるように組み込むとともに、このセンタリング部材の脱落を防止するストッパ部材を前記筒状部に外嵌させることにより、回転軸に対するターンテーブルの直角度を確保しつつリング部材の偏心が防止できるようにし、もって装填されたディスクの傾き防止やセンタリング精度の向上が図れるようにしたものである。
【０００５】
しかしながら、特開平９−２６５７０３号公報に開示の技術においては、センタリング部材の弾性付勢させる前記復帰バネの線材の断面形状は円形のため、コイルスバネが圧縮されるとき、巻き始め部や巻き終わり部が滑ったり、または、次巻き部の重なりにより軸線方向と別方向の力が働きセンタリング部材が斜めに成ろうとする分力が働き、センタリング部材が途中で傾いて止まってしまうときがあったり、また、摺動摩擦が大きくなったりし、センタリング部材がスムーズな動きができず、センタリングが悪くなるような問題があった。
【０００６】
かかる問題を解決したものが、特開平１０−１２２２５１号公報特に開示の技術である。これによると、前記復帰バネの線材の断面積を矩形、または三日月状、または半円形に形成し用いれば、前記復帰バネの線材同士が重なり合ってもお互いに滑ることがなく前記の問題は解決できるとしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したスピンドルモータのクランプ機構は、復帰バネやストッパ部材等の補助的な部品点数の増加や、それを組み付けする煩雑な作業性の問題があった。
また、クランプ力を向上させるために前記マグネットの前記クランパのヨーク側と反対側端面にバックヨークを用いるときがあるが、このときはその取付作業の発生やターンテーブル自体が厚くなるとの問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は前述の問題を解決して、簡単な構造であるが堅牢で生産性が良く、薄型化され、尚かつ、高精度のあるセンタリングと高信頼性のあるクランプを行えるスピンドルモータのクランプ機構を提供しようというものである。
【０００９】
【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、ディスクを載置するターンテーブル本体と、該ターンテーブル本体に昇降自在に取り付けられ、前記ディスクに当接してセンタリングを行うセンタリング部材と、該ターンテーブルに載置された該ディスクを挟持するクランパーを吸引する、該ターンテーブル本体の中央の環状の穴部に固着されたマグネットとを備えたスピンドルモータのクランプ機構において、前記センタリング部材は、少なくとも磁性材料で形成し、前記マグネットにより磁気付勢させることにより達成できる。
【００１０】
なお、請求項２に記載の発明のように、前記センタリング部材を、前記マグネットのバックヨークとすればあらたにバックヨーク部材を用いなくてもよい。
【００１１】
【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スピンドルモータのクランプ機構におけるターンテーブルの断面図である。
図１において、ターンテーブル１０は、ターンテーブル本体２０、環状のマグネット３０、筒状のセンタリング部材４０および滑り止め部材５０で形成され、スピンドルモータ（図示しない）の回転軸６０に固着されている。
【００１２】
このターンテーブル本体２０は、黄銅等の非磁性金属材料からなり、中央に回転軸６０に固着される側面を有する中央孔２１と、この回転軸６０を取り囲むように大径部２２、小径部２３および段部２４を有する凸状部２５と、大径部２２の周縁部にフランジ部２６が形成され、このフランジ部２６との間の大径部２２の基部周辺に環状溝２７が形成されている。また、フランジ部２６の環状溝２７で区分された周縁部にディスク載置部２８が形成され、滑り止め部材５０が貼付られてている。
【００１３】
また、小径部２３には、大径部２２の径より大きい外径のラジアル方向面に単極が着磁されたマグネット３０が、段部２４に係止されるように圧入または接着剤などで固着されている。なお、環状溝２７は、凸状部２５と底面２７ａおよび側面２７ｂで形成されているが、側面２７ｂについては図１のようなテーパ状でなくてもよく、例えば、筒状にしてもよい。
【００１４】
一方、センタリング部材４０は、鉄またはステンレス鋼等の磁性金属材料からなり、筒状部４１と、その筒状部４１の一方端に中央孔４２を有する底部４３と、またその他端の外周縁に２段のテーパ部を有するフランジ部４４が形成されている。なお、この２段のテーパ部は、第１のテーパ部４４ａと、この第１のテーパ部４４ａに連続して、第１のテーパ部４４ａよりも傾斜角の大きい第２のテーパ部４４ｂで形成されている。
【００１５】
なお、筒状部４１の内径はマグネット３０の外径より大きく設定されている。また、底部４３の中央孔４２の孔径はターンテーブル本体２０の大径部２２の径に対して数マイクロ・メートルのクリアランスをもってガタなくスムーズに動けるようになっている。
【００１６】
図２は、図１に示すターンテーブル１０の組立を説明する分解斜視図である。図２において、まず、（１）ターンテーブル本体２０の大径部２２にセンタリング部材４０の中央孔４２を嵌入する。次に、（２）ターンテーブル本体２０の小径部２３と段部２４に孔３１を有するマグネット３０を圧入または接着材などを用いて固着する。その後、（３）滑り止め部材５０をターンテーブル本体２０のディスク載置面２８に貼り付ける。
【００１７】
このように組み立てられているので、図１において、センタリング部材４０はターンテーブル本体２０の中央の凸状部２５より抜けることはない。また、このセンタリング部材４０に力が加わらなければ、センタリング部材４０の底部４３はマグネット３０に磁力により吸着され続け、更に、センタリング部材４０に外力が加わったときは、ターンテーブル本体２０の大径部２２をスムーズに降下可能となる。
なお、前記（３）の滑り止め部材５０の貼付は、前記（１）の前に行ってもよい。
【００１８】
次に、本発明に係るクランプ機構にディスクをセンタリングしてクランプする一連の動作を図３および図４に基づいて示す。図３はディスクＤをセンタリングする直前を示すクランプ機構の断面図であり、図４はこのディスクＤをクランプした状態を示すクランプ機構断面図である。
【００１９】
図３のように、ディスクＤがディスク駆動装置のトレイ（図示しない）に装填され操作開始され、このディスクＤはその装置のスピンドルモータの回転軸６０に固着されたターンテーブル１０に平行に移動を開始し、このディスクＤの中心孔Ｄ１の中心がターンテーブル１０の軸線上に位置すると、平行移動が終了し、今度はディスクＤがターンテーブル１０に接近し始め、ディスクＤの中心孔Ｄ１はターンテーブル１０のセンタリング部材４０のフランジ４４の第２のテーパ部４４ｂのテーパ面に接触する。次に、この装置のクランパ支持アングル７０に支持されたクランパ８０がターンテーブル１０に接近してきて、ディスクＤを押圧し始める。
【００２０】
図４において、センタリング部材４０は、第１のテーパ部４４ｂのテーパ面にディスクＤの中心孔Ｄ１が接触しながら環状溝２７の底面２７ａ方向に押し下げられている。また、クランパ８０のディスク押圧部８１は、強くディスクＤを押圧している。これにより、ディスクＤは、センタリング部材４０のテーパ面で精度良くセンタリングがされた状態で、ターンテーブル本体２０のディスク載置部２８に載置されていることになる。また、クランパ８０の押圧部８１がディスクＤを押圧すると同時に、このクランパ８０のヨーク８２はターンテーブル１０のマグネット３０に磁気吸引されるので、ディスクＤはターンテーブル１０とクランパ８０に強固に挟持されることになる。
【００２１】
次に、本発明に係るクランプ機構の磁気回路を図５（ａ）乃至（ｂ）に示し説明をする。図５（ａ）は、ターンテーブル１０のディスク載置前（待機状態）における磁気回路を示したものである。ここにおいて、マグネット３０のＮ極より出た磁束Ｆ１は、センタリング部材４０の筒状部４１を通り、底部４３を経由してマグネット３０のＳ極に戻る磁気回路を形成することにより、センタリング部材４０の底部４３はマグネット３０に吸着される。
【００２２】
図５（ｂ）は、ディスクがターンテーブルにセンタリングされクランプされた状態における磁気回路を示したものである。ここにおいて、マグネット３０のＮ極より出た磁束Ｆ２は、クランパ８０のヨーク８２を通りセンタリング部材４０の筒状部４１から底部４３を経由してマグネット３０のＳ極に戻る磁気回路を形成することにより、センタリング部材４０はクランパヨーク８２を強い力で吸引し続ける。また、このセンタリング部材４０はマグネット３０のバックヨークの機能を持たせることができる。すなわち、マグネット３０によるクランパヨーク８２の磁気吸引において、側面への漏磁束を減少して磁気効率が向上させることができるので、更に強い吸引力を得ることができたり、マグネット３０を従来品より小さくすることができる。
【００２３】
次に、図５（ｃ）は駆動装置の操作を終了しディスクがターンテーブルより離脱するときの磁気回路を示したものである。ここにおいて、マグネット３０のＮ極より出た磁束Ｆ３は、センタリング部材４０の筒状部４１から底部４３を経由してマグネット３０のＳ極に戻る磁気回路が形成される。このとき、この回路には空隙が多分に含まれているので、磁力はこの空隙を減らすように働き、ターンテーブルからディスクの離脱とともに、センタリング部材４０はマグネット３０に向かって移動し、やがてセンタリング部材４０はマグネットのＳ極に吸引され図５（ａ）の待機の状態に戻るのである。
【００２４】
なお、図５（ｃ）の状態より図５（ａ）の待機の状態に戻る復帰力が弱いときは、図６（ａ）に示すように、コイルバネ、ゴム、合成樹脂等からなる円筒状の弾性部材９０をセンタリング部材３０のフランジ部４４の凹溝部４４ｃに用いて、前記復帰時にセンタリング部材４０をマグネット３０方向に付勢してもよい。図６（ｂ）は、前記の弾性部材９０を用いたターンテーブル１０の待機状態を示したものである。図６（ｂ）において、この状態においては弾性部材９０はフランジ部４４の凹溝部４４ｃの面と空隙があるように設けられている。このように設定してあるとこの弾性部材９０はセンタリング開始時は作動しないので、従来技術で説明したコイルバネによる重なりや滑り等の問題は発生することはない。
【００２５】
前述のターンテーブル本体およびセンタリング部材は、ＮＣ旋盤による切削加工で行うことができるので加工寸法のバラツキが生じることは少ない。すなわち、加工寸法誤差の少ない寸法精度の良いものを得ることができることになる。　なお、本発明に係るターンテーブルについて、寸法精度よりも更に安価で軽量重視する場合は、ターンテーブル本体をポリカーボネート樹脂等の合成樹脂で成形加工して用いてもよい。
【００２６】
図７および図８は、本発明に係るセンタリング部材の変形例を示したものである。図７の変形においては、センタリング部材２４０は本体部２４５とヨーク部２４６で形成されている。この本体部２４５は黄銅、ステンレス鋼、アルミニウム等の非磁性体金属、または合成樹脂等でできており、また、ヨーク部２４６は鉄、ステンレス鋼等の磁性材金属材料で形成され、圧入、接着またはインサート成形等で組立られている。この変形においては、本体部２４５はメッキ等の表面処理を必要としなく、またヨーク部２４６は、切削加工の他、プレス等で簡単に得ることができる。なお、この部分は、粉末磁性材金属材料を焼結して形成することができる。
【００２７】
図８の変形は、センタリング部材３４０は、薄板鉄板等の磁性薄板をプレス形成したものである。この形態においては亜鉛メッキ鋼板、錫メッキ鋼板等素材に事前に表面処理をした材料を用いることができ、また絞りやしごきのプレス作業によるので安価で寸法精度の優れたものを得ることができる。
【００２８】
このように、本発明に係るセンタリング部材についても、寸法精度よりも更に安価で軽量化を重視する場合は、ターンテーブル本体をおよびセンタリング部材の一部をポリカーボネート樹脂等の合成樹脂で成形加工して用いてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、ターンテーブル本体と、該ターンテーブル本体に昇降自在に取り付けられ、前記ディスクのセンタリングを行うセンタリング部材と、該ターンテーブル本体の中央の環状の穴部に固着され該ターンテーブルに載置された該ディスクを挟持するクランパーを吸引するマグネットとを備えたスピンドルモータのクランプ機構において、該センタリング部材は少なくとも一部を磁性材料で形成し、該マグネットにより磁気付勢させることにより、簡単な構造であるが堅牢で生産性が良く、薄型化され、尚かつ、高精度のあるセンタリングと高信頼性のあるクランプを行えるスピンドルモータのクランプ機構を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すターンテーブルの断面図である。
【図２】図１に示したターンテーブルの分解斜視図である。
【図３】本発明に係るクランプ機構のディスクセンタリング開始直前の状態を示す断面図である。
【図４】本発明に係るクランプ機構ののディスククランプの状態を示す断面図である。
【図５】図１に示したターンテーブルの磁気回路の説明図である。
【図６】図１に示したターンテーブルの改良を説明する要部断面図である。
【図７】本発明に係るセンタリング部材の変形を示す断面図である。
【図８】本発明に係るセンタリング部材の他の変形を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　ターンテーブル
２０　ターンテーブル本体
２８　ディスク載置部
３０　マグネット
４０　センタリング部材
４４　フランジ部
５０　滑り止め部材
６０　回転軸

Claims (2)

1. ディスクを載置するターンテーブル本体と、該ターンテーブル本体に昇降自在に取り付けられ、前記ディスクに当接してセンタリングを行うセンタリング部材と、該ターンテーブルに載置された該ディスクを挟持するクランパーを吸引する、該ターンテーブル本体の中央の環状の穴部に固着されたマグネットとを備えたスピンドルモータのクランプ機構において、
   前記センタリング部材は、少なくとも磁性材料で形成され、前記マグネットにより磁気付勢されてなることを特徴とするスピンドルモータのクランプ機構。
2. 前記センタリング部材は、前記マグネットのバックヨークとなる請求項１または請求項２に記載のスピンドルモータのクランプ機構。

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