| 【発明の名称】 |
自動バランス補正手段を有するスピンドルモータ |
| 【発明者】 |
【氏名】山口 忠男
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| 【要約】 |
【課題】簡単な最小部品点数からなる部材構成でコストを犠牲にしないで回転時のバランスがとれているときはその位置を維持すると共に、アンバランス状態の時は遠心力の差を補正するために少ない遠心力でも径方向に可動でき、低姿勢なものにする。
【解決手段】ロータケース（２、２２）の上面部（２ｂ、２２ｂ）を中心の軸支部から外方に溝（２２ｃ）などを有する逆上がる緩いテーパに形成し、この上面部にバランス補正部材（１、１１、１２）を配し、このバランス補正部材が飛びでないようにカバー部材（３、３３）を取り付けると共に前記バランス補正部材が径方向に飛び出ないようにした手段（３ａ，３３ａ、Ｒ、ＲＲ）を設けた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 モータ自体で回転系のアンバランスを補正するようにした自動バランス補正手段を有するスピンドルモータにおいて、ロータケース上面を中心の軸支部から外方に逆上がる緩いテーパを形成し、この上面にバランス補正部材を配し、このバランス補正部材が飛びでないようにカバー部材を取り付けると共に前記バランス補正部材が径方向に飛び出ないようにした手段を設けた自動バランス補正手段を有するスピンドルモータ。
【請求項２】 前記バランス補正部材は複数個のボールであって前記カバー部材はターンテーブルで構成され、前記ボールが径方向に飛び出ないようにした手段の少なくとも一部はターンテーブルの外周から垂下させた袴部である請求項１に記載の自動バランス補正手段を有するスピンドルモータ。
【請求項３】 前記ロータケース上面に放射状に前記ボールより小幅の複数本の溝を設け、この溝に前記ボールの一部を格納した請求項１または請求項２に記載の自動バランス補正手段を有するスピンドルモータ。
【請求項４】 前記ロータケース上面外周部に弾力性のあるＯリングを配した請求項１または請求項２に記載の自動バランス補正手段を有するスピンドルモータ。
【請求項５】 前記Ｏリングを介してロータケース上面とカバー部材を密閉し、この密閉した空間にバランス補正部材として密度３以上の高密度流動部材を配した請求項４に記載の自動バランス補正手段を備えたスピンドルモータ。
【請求項６】 前記Ｏリングを配置する空間は駆動用マグネットを配置するときにできる段差部を利用した請求項４または請求項５に記載の自動バランス補正手段を有するスピンドルモータ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなどの光メディアを駆動させるスピンドルモータの改良に係り、特にメディアを含む回転体のアンバランスによる振動を補正させるようにした自動バランス補正手段を備えたスピンドルモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、モータのメディアを含む回転系のアンバランスによる高速回転時の振動を防ぐためにターンテーブルの下方にこれらのアンバランスを矯正するオートバランサーを備えたスピンドルモータが知られるようになってきた。この技術の原型は、Ｔｈｅａｒｌの自動平衝装置（理工学社出版の機械力学ｐ１４６，１４７参照）があるが、最近においてはこの技術を利用した種々のオートバランサー方式が提案されている。例えば、図５に示すように浅い円筒ケースＫ１に複数個の小さなボールＢ１を格納し、このボールＢ１の自由可動を利用して回転時の遠心力アンバランスを矯正するようにしたものがある。
【０００３】ところが、上記のような構成ではボールがケース内を自在に動くため、バランサーとして効果が不安定である。すなわち、静止状態のときには、ボールの位置が一定となっていないため不安定であった。また、この静止状態のときにボールの位置が外側にある場合はイナーシャが大となって立ち上がり時が遅れたり、回転系がバランスがとれている場合は逆作用が問題になったり、不必要にモータのパワーを上げざるを得なかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このため、図６に示すように回転軸Ｓの周りにマグネットＭを配し、静止時あるいはバランスがとれているときは、ボールＢ１はマグネットＭ１に吸着させておき、回転スタート時にアンバランスがある場合は、ボールＢはマグネットＭの磁力に逆らって外方に離れ遠心力アンバランスを矯正するようにした構成も考えられている。（たとえば、特開平１０−３４０５２８号など参照）しかしながら、このような構成ではマグネットＭ１のコストが今度は問題となってくる。また、上記いずれの構成でも、ボールＢ１が鉄製のものでは、この浅い円筒ケースＫの上部に配したターンテーブルＴにメディアチャック用マグネットｍを接近して配したものでは、このメディアチャック用マグネットｍの磁力の影響を無視できなくなる。さらに、上記のような構成では、オートバランサー部分がかなり厚みがあるためモータ全体の姿勢が高くなる嫌いがあり、姿勢を低くするには、モータ本体部が押さえ込まれ、必然的にモータの性能が悪化する。
【０００５】この姿勢を犠牲にしないようにするには、薄い偏心円盤あるいは偏心リングを利用すればよい。このような偏心円盤あるいは偏心リングを用いた先行技術としては特開平１１−４５５８号、特開平１０−２５７７１０号及び特開平１１−６９７０６号などに開示されている。しかしながら、これらの薄い偏心円盤あるいは偏心リングは、配置時にモータが静止時に回転中心と重心が必ずしも一致するようになっていないため、低速時あるいはメディアを含む回転系のバランスがとれている場合は、かえってこの薄い偏心円盤あるいは偏心リングの偏心の影響が出てしまう問題点がある。
【０００６】この発明の第１の目的は、簡単な最小部品点数からなる部材構成でコストを犠牲にしないで回転時のバランスがとれているときはその位置を維持すると共に、アンバランス状態の時は遠心力の差を補正するために少ない遠心力でも径方向に可動できるようにすることにある。この発明の第２の目的は、自動バランス補正手段を有しながらも低姿勢なものにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の基本的な課題を解決するには、請求項１に示す発明のようにモータ自体で回転系のアンバランスを補正するようにした自動バランス補正手段を有するスピンドルモータにおいて、ロータケース上面を中心の軸支部から外方に逆上がる緩いテーパを形成し、この上面にバランス補正部材を配し、このバランス補正部材が飛びでないようにカバー部材を取り付けると共に前記バランス補正部材が径方向に飛び出ないようにした手段を設けたもので達成できる。具体的な第２の課題解決手段としては、請求項２に示す発明のように前記バランス補正部材は複数個のボールであって前記カバー部材はターンテーブルで構成し、前記ボールが径方向に飛び出ないようにした手段の少なくとも一部はターンテーブルの外周から垂下させた袴部であるもので達成できる。具体的な第３の課題解決手段としては、請求項３に示す発明のように前記ロータケース上面に放射状に前記ボールより小幅の複数本の溝を設け、この溝に前記ボールの一部を格納したもので達成できる。第４の具体的な課題解決手段としては、請求項４に示す発明のように前記ロータケース上面外周部に弾力性のあるＯリングを配したもので達成できる。第４の課題解決手段としての具体的な構造は、請求項５示す発明のように前記Ｏリングを介してロータケース上面とカバー部材を密閉し、この密閉した空間にバランス補正部材として密度３以上の流動部材を配したものでもよい。そして、より具体的な課題解決手段としては、請求項６に示す発明のように前記Ｏリングを配置する空間は駆動用マグネットを配置するときにできる段差部を利用したものにするとよい。
【０００８】上記請求項１に示す課題達成手段によれば、テーパによってバランス補正部材は静止時あるいは低速時は中央に集まっていてバランスがとれ、回転時に回転系に偏心があったときは反偏心の方向に移動するのでバランスがとれることになる。請求項２に示す課題達成手段によれば、ボールはロータケース上面で転動して径方向に移動し、さらに回動するので回転系の偏心量が大であっても反重心の方向に集まり、アンバランスを補正できる。請求項３に示す課題達成手段によれば、ボールの一部は溝にはいるので、この部分だけボールのサイズの大なものを用いることができ、ボールのサイズが同じなら全体として薄型にできる。請求項４に示す課題達成手段によれば、バランス補正部材がボールであれば、遠心力で外周に移動したときの衝撃音がＯリングで受け止められるので、外部に発生しない。請求項５、６に示す課題達成手段によれば、タングステン粉末などを混合したオイルなどの高密度流動性部材を封入し流出が防止できる。請求項６に示す課題達成手段によれば、デットスペースを利用することになるので低姿勢にでき、Ｏリングの配置が容易にできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す各実施の形態に基づき本発明の構成を説明する。図１は本発明の自動バランス補正手段を有するスピンドルモータの第１の実施の形態を示す縦断面図、図２は第２の実施の形態を示す要部縦断面図、図３は図２のロータケース部分の同ボールの動作を説明する要部平面図、そして図４は同モータの第３の実施の形態を示す要部縦断面図である。
【００１０】図１において、１は本願の特徴であるアンバランス補正部材としての直径３ミリ程度の鋼球（ボール）で、中心の軸支部２ａから外方に逆上がる緩いテーパを形成したロータケース２の上面部２ｂに複数個配置される。前記ロータケース２の中央の軸支部２ａから回転軸Ｓが突き出され、鋼球１が飛び出さないようにカバー部材としての樹脂製のターンテーブル３が取り付けられる。このターンテーブル３は外周に前記ロータケース上面２ｂの外周部に袴部３ａで受け止められる。このため、鋼球の転動する範囲の円盤部３ｂは薄手にできる。このように構成すると、鋼球１は、静止時は自重によって中央部分に集まり、このモータ、ターンテーブルおよびメディアディスクなどを含む回転系に偏心があると高速時に遠心力振動が発生するが、鋼球１が遠心力によって緩いテーパを逆上がって反偏心方向に集まり、相殺しあって重心と回転軸中心が一致し振動が外部に発生しない。また、鋼球１は高速回転時に転動してターンテーブル３の袴部３ａに当たるが、袴部３ａは樹脂で形成してあるので衝撃音が問題とならない。この構成は、バランス補正手段として鋼球だけの部材ですむので、コスト的に極めて有利となる。図中、Ｂは前記鉄心４に巻回した電機子コイル５を軸受けハウジングＨを介して支持するステータベースで、中逃げ軸受けＪを介して前記回転軸Ｓを回転自在に支承させている。Ｍは前記電機子コイル５によって駆動されるマグネットである。
【００１１】図２、図３に示すものは、より低姿勢なものにするのを目的とするもので、ロータケース２２の上面部２２ｂにボール１１の一部が入る溝孔２２ｃを軸支部２２ａから図示するように法線方向に放射状、あるいは回転方向にあわせた三日月型放射状でに設けたものである。もちろん、この場合も図１と同様なテーパを形成しておくことには変わりがない。ボールが径方向に飛び出さないようにする手段としては、右半身に図示するように前記のターンテーブル３の袴部３ａしても、図３と図２の左半身に示すようにロータケース２２から切り起こした舌片２２ｄにしてＯリングＲを介在させたものでもよい。ＯリングＲを介在させたものは衝撃音が出ないようになる。このようにすると、ロータケースの板厚分だけ低姿勢にでき、低姿勢が要求されないものではボールのサイズを図示のように大にできる。なお、滑りをよくするため、ロータケース２，２２や溝２２ｃはフッ素樹脂でコーティングするのがよい。このように構成すれば、ボール１１は、静止時は自重によって中央部分に集まり、このモータ、ターンテーブルおよびメディアディスクなどを含む回転系に偏心Ａがあると高速時に遠心力振動が発生するが、ボール１１が遠心力によって緩いテーパを逆上がって反偏心方向に集まり、相殺しあって重心と回転軸中心が一致し振動が外部に発生しない。
【００１２】図４はバランス補正部材としてボールに代わってタングステン粉末、微小鋼球鉛粉などの高比重材をオイルなどの流動体に混合した密度５程度の高密度流動体１２を用いるもので、すなわち、ロータケース２の上面部２ｂをテーパにするのは変わらないが、傾きをやや強くするのがよい。そして外周を内蔵した駆動用マグネットＭを受ける段差部２ｅにしてここにＯリングＲＲを装着し、高密度流動体１２を注入して前記のようなターンテーブル３３の袴部３３ａでＯリングＲＲを押さえ込んで密閉したものである。なお、高密度流動体１２は、密度が大のほど偏心量が大きいものに対応できるが、回転系の偏心量はあまり大ではないので、流動性を確保した密度３以上あれば十分である。このようにすると、高密度流動体１２は、静止時は自重によって中央部分に集まり、このモータ、ターンテーブルおよびメディアディスクなどを含む回転系に偏心があると高速時に遠心力振動が発生するが、高密度流動体１２が想像線で示すように遠心力によって緩いテーパを逆上がって反偏心方向に集まり、相殺しあって重心と回転軸中心が一致し振動が外部に発生しないようになる。なお、前記ＯリングＲＲは、流出を防ぐために撥液処理をするのが望ましい。図中、図１と同一部材は同一符号を付してその説明を省略する。
【００１３】なお、上記アンバランス補正部材（ボールおよびボール飛び出し防止手段、高密度流動体１２およびＯリング等）は、この発明の技術的思想、要旨を逸脱しない範囲、すなわち特許請求の範囲内において種々の数量、形状及び材質のものが採用できる。
【００１４】
【発明の効果】この発明による小型振動モータは、上記のように、簡単な最小部品点数からなる部材構成でコストを犠牲にしないで構成しており、回転時のバランスがとれているときはその位置を維持すると共に、少ない遠心力でも径方向に可動できるので、アンバランス状態の時は回転系の合成偏心方向と反対側に移動して遠心力の差を補正することになる。
【００１５】さらに具体的には次のような効果が発揮できる。請求項１に示す発明によれば、テーパによってバランス補正部材は静止時あるいは低速時は中央に集まっていてバランスがとれ、回転時に回転系に偏心があったときは反偏心の方向に移動して回転中心と重心が一致してバランスがとれることになる請求項２に示す発明によれば、ボールはロータケース上面で転動して径方向に移動し、さらに回動するので回転系の偏心量が大であっても反重心の方向に集まり、アンバランスを補正できる。請求項３に示す発明によれば、ボールの一部は溝に入るので、この部分だけボールのサイズの大なものを用いることができ、ボールのサイズが同じなら全体として薄型にできる。請求項４に示す発明によれば、バランス補正部材がボールであれば、遠心力で外周に移動したときの衝撃音がＯリングで受け止められるので、外部に発生しない。請求項５に示す発明によれば、タングステン粉末などを混合したオイルなどの高密度部材を封入でき、流出も防止できる。請求項６に示す発明によれば、デットスペースを利用することになるので低姿勢にでき、Ｏリングの配置が容易にできる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２０１２５
【氏名又は名称】東京パーツ工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年７月６日（１９９９．７．６） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２１００４（Ｐ２００１−２１００４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１月２６日（２００１．１．２６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１９２３７１ |
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