JP2000040281A

JP2000040281A - ディスク装置

Info

Publication number: JP2000040281A
Application number: JP10203836A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Eguchi; 勝則江口; Masaaki Kikukawa; 正明菊川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2000-02-08
Also published as: TW509934B; KR20010023980A; CN1273668A; WO2000004542A1

Abstract

(57)【要約】【課題】球体を利用してディスクのアンバランスをキ
ャンセル技術において、アンバランスのキャンセルが効
率良く行え、不要雑音の発生を防ぎ、速度切換時やスピ
ンアップ時にエラー発生を誘発しないディスク装置を提
供する。【解決手段】サブベース６やメインベース８、ターン
テーブル９とともに、マグネツト２７や球体１３などか
らなるバランサを備え、球体１３の運動を利用してディ
スク１のアンバランスをキャンセルする装置において、
ディスク１を保持するためクランパ１０に内蔵されたマ
グネット２７として、回転方向に４極以上に分極着磁さ
れたもの、回転軸方向に分極着磁されたもの、半径方向
に分極着磁されたものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体であるディス
クのアンバランスによる自己振動を抑制する振動抑制装
置を搭載して、安定した記録や再生を可能にするディス
ク装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＤ−ＲＯＭドライブやＣＤ−Ｒ
ドライブなどデータを記録・再生するディスク装置でデ
ータ転送速度の高速化が進んでおり、データを高速転送
させるためにはディスクを高遠で回転させることが必要
である。一般に存在するディスクにはその厚みむらなど
により質量パランスに偏りのあるアンバランスデイスク
が多くあり、そのようなデイスクを高速回転させるとデ
イスクのアンバランス力が作用して自己振動が発生し、
その振動が装置全体に伝わって安定したデータ再生がで
きなくなったり、振動による騒音の発生やモータ寿命を
短命化するばかりでなく、コンピュータにドライブ装置
を内蔵した時に他の周辺機器に振動が伝達して悪影響を
及ぼすなどの間題が生じている。そのためデイスクの高
速回転によるデータ転送の高速化においては、ディスク
のアンバランスによる自己振勤を抑制する必要があり、
アンバランスをキヤンセルするため種々の手段が講じら
れている。

【０００３】以下に従来知られている、アンバランスを
キヤンセルする機能を有するデイスク装置について説明
する。図７はアンバランスをキャンセルするためのバラ
ンサを搭載したデイスク装置を示す斜視図である。１は
ディスクでターンテーブル９に載置され、スピンドルモ
ータ２により回転駆動され、光ピックアップ３はディス
ク１に記録されてているデータを読みとったり、ディス
ク１にデータの書き込みを行う。光ピックアツプ駆動モ
ータ４の回転は光ピックアップ駆動系５の作用により直
線運動に変換され、光ピックアップ３はディスク１の半
径方向に摺動する。これら前記機構系は全てサブベース
６に搭載され、サブベース６は剛性の低い弾性体のイン
シュレータ７によりメインベース８に連結されており、
外部から伝達される振動はインシュレ一タ７により減衰
される．ディスク１はスピンドルモータ２と一体にて回
転するターンテーブル９とクランパ１０により挟持され
回転する。前記ディスク１の高速回転時の前記インシュ
レータ７の変形による前記サブベース６の振勤の共振周
波数はディスク１の高速時の回転周波数より低く設定し
ている。

【０００４】図８は前記ディスク装置のクランパ１０に
一体的に構成されるバランサの詳紬を示したスピンドル
モータ２の近傍の断面図である．ターンテーブル９には
磁性体で金属製のヨーク１１が固定されておりスピンド
ルモータ２と一体的に回転する。クランパ１０にはマグ
ネット２７が内蔵されており、マグネット２７とヨーク
１１との問の磁束による磁気吸着力にてディスク１が挟
持され一体で回転する。通常マグネット２７の着磁面２
８は製法上の簡便さと単純な使用用途のため２極着磁さ
れる。１５は金属製磁性体のバックヨークでマグネット
２７の非着磁面２９に吸着固定されて着磁面２８以外か
らの漏洩磁束を遮断することでディスク１への吸引力の
効率をあげている。クランパ１０には複数個の磁性の球
体１３が転動可能に収納されている。１３ａは高速回転
時の球体１３の位置を示し、１３ｂは低速回転時の球体
１３の位置を示しており、図中左右に分けて図示してい
る。これらのバランサ構成部品はサブベース６に搭載さ
れ、サブベース６はインシュレータ７を介してメインベ
ース８に連結され、前述の通り前記ディスク１の高速回
転時の前記インシュレータ７の変形による前記サブベ一
ス６の振動の共振周波数はディスク１の高速時の回転周
波数より低く設定している。

【０００５】図９は前記クランパ１０の内部に収納され
た球体１３の動きによりディスクの高速回転時にアンバ
ランスがキャンセルされることを示した図で、クランパ
１０を上から見た断面図である。図８と図９とを参考に
しながらアンバランスのあるディスク１を低速で回転さ
せたときの球体１３の状態と、高速で回転させたときの
ディスク１のアンバランスのキャンセルについて説明す
る。

【０００６】通常ＣＤ−ＲＯＭドライプではデータリー
ド時にはその転送速度を早くするためディスク１を高速
（８倍遠モードで最高約４２００rpm ）で回転させ、一
方オーディオプレイなどでは通常標準速（約２００〜５
００rpm ）を使用する。このようにデータリードなどの
高速回転域とオーディオプレイなどの低速回転域が混在
する。

【０００７】アンバランスのあるディスク１を高速で自
転させると、ディスク１の重心１７に遠心力であるアン
バランス力１８が作用し、その作用方向はディスク１と
ともに回転する。このアンバランス力１８によってイン
シュレータ７が変形し、サブベース６はディスク１の回
転周波数で振れ回ることになる。前記のようにサブベー
ス６の振動の共振周波数はディスク１の回転周波数より
低く設定しているためサブベース６の変位の方向とアン
バランス力の方向は常に逆になる。このためクランパ１
０に転動可能に収納された複数個の球体１３には、遠心
力１９と、球体１３が押しつけられて転動する転動面２
０からの抗力２１の合力である移動力２２が作用し、球
体１３は振れ回り中心２３から離れる方向に移動し、ア
ンバランス力１８の方向と正反対の方向に集まり、最終
的にはその集まってきた球体１３ａの総質量によってデ
ィスク１のアンバランス量がキヤンセルされることにな
る。

【０００８】一方、標準速などの低速回転域では球体１
３の遠心力１９が不足して球体１３が転動面２０に押し
つけられなくて球体１３の所在が不安定になり球体１３
の転動音や球体１３とクランパ１０の内面部との摺動音
や球体１３同士の衝突音など不要雑音が発生する。その
防止のため球体１３は金属製の磁性体を使用し、マグネ
ット２７の漏洩磁束２４や着磁面２８からバックヨーク
１５への磁束２５を利用して球体１３をマグネット２７
の外周面２６やバックヨーク１５に直接吸着させて球体
１３ｂの位置にてその所在を安定させることで前記不要
雑音の発生を防止している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成においては、ディスク１の回転が高速から急
遠に低速回転に変化したときに以下のよう問題が発生す
る。一般にＣＤ−ＲＯＭのディスクにはデータとオーデ
ィオが１枚のデイスクの中に混在するものがあり、その
ようなディスクを再生すると高速でデータリードしてす
ぐ標準速に回転数を落としてオーディオを再生するとい
うパターンが生じる。すなわちディスクが高速にて回転
中に急に低速に切り替わり、その直後オーディオプレイ
をしなけれぱならない。

【００１０】前述の通り、高速時にはディスク１のアン
バランスをキャンセルするため球体１３は転動面２０に
押しつけられながらクランパ１０と一体的に回転してい
るが、回転数が所定の回転数まで落ちると球体１３に作
用する遠心力が不足し、マグネット２７の漏洩磁束２４
や着磁面２８からバックヨーク１５への磁束２５の作用
により球体１３はマグネット２７の外周面２６やバック
ヨーク１５に吸着する。しかし前述の通りマグネット２
７の着磁面２８は２極に着磁されており、この２極着磁
の場合、漏洩磁束２４が大きく磁束２５の磁束密度は小
さいという特性がある．そのため球体１３はディスク１
が低速回転から高速回転に変化するときマグネット２７
の外周面２６から離れ難く、逆に高速回転から低遠回転
に変化するとき球体１３に作用している遠心力１９が相
当小さくならないと転動面２０から離れないためマグネ
ット２７の外周面２６に吸着し難くなる。前述のように
高速回転でデータリードした直後にオーディオプレイに
移った場合、この球体１３の離れ難く吸着し難い特性に
よりオーディオデータのリード開始後に球体１３がマグ
ネット２７の外周面２６に吸着して、その吸着時の衝撃
がデイスク１に伝わりリードエラーを誘発する要因とな
る。

【００１１】またディスク回転開始時、すなわちスピン
アップのとき、大きい漏洩磁束２４の作用で球体１３が
マグネット２７の外周面２６から離れ難いという特性に
よって回転数が十分に高くなった後、球体がマグネット
から離れ転動面に衝突するためその衝撃が大きくなりス
ピンアップタイムオーバーなどの不良を誘発する要因と
なる。

【００１２】本発明は上記問題点に鑑み、ディスクのア
ンバランスが問題となる高速回転時には球体の遠心力を
利用してディスクのアンバランスを効率よくキャンセル
し、オーディオプレイなど低速回転時には球体の所在を
安定させて不要雑音の発生を防ぎながら、ディスクの回
転数が高速回転から低速リードに急変したときや、スピ
ンアップのときにエラー発生を誘発しないディスク装置
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のディスク装置は、ディスクのアンバランスを
効率よくキャンセルする手段として、装着されたディス
クと一体的に回転可能に設けられ、磁性体が収容された
中空環状部を有するバランサーと、前記磁性体を吸引保
持するための磁界発生手段とを具備するディスク装置で
あって、以下の構成(1) 〜(3) の少なくとも一つを備え
ている。

【００１４】(1) 磁界発生手段が、中空環状部の内周側
に配置され回転方向に４極以上に分極着磁されたマグネ
ットである。 (2) 磁界発生手段が、中空環状部の内周側に配置され回
転軸方向に分極着磁されたマグネットである。 (3) 磁界発生手段が、前記中空環状部の内周側に配置さ
れ半径方向に分極着磁されたマグネットである。

【００１５】この発明では、磁界発生手段となるマグネ
ットに、回転方向に４極以上に分極着磁されたもの、回
転軸方向に分極着磁されたもの、半径方向に分極着磁さ
れたものを用いることで、磁性体がマグネットから受け
る漏洩磁束の影響を減少させて、ディスクのアンバラン
スを効率よくキャンセルする。この発明では、低速回転
でディスクを回転時、磁性体に作用する遠心力が小さく
マグネットの漏洩磁束により不安定な磁性体移動を引き
起こす場合でも、磁性体が漏洩磁束の影響を受け難いの
で、安定的にディスクのアンバランス力をキヤンセルす
ることが出来る。

【００１６】

【発明の実施形態】以下本発明の実施形態を、図面を参
照しながら説明する。なお、以下に示す各実施形態の構
成のうち、前記した従来の装置と同一構成部品には同一
番号を付している．〔４極着磁〕図１は本発明の第１の実施形態を示した図
であり、図１ａは断面図、図１ｂはマグネットの平面図
を表す。

【００１７】１３は金属製磁性体の球体でデイスク１の
アンバランスをキャンセルするため複数個がクランパ１
０の内部に転動可能に収納されている。１３ａは高速回
転時の球体１３の位置を示し、１３ｂは低速回転時と停
止時の球体１３の位置を示している。２７はマグネット
でその着磁面２８は４極に分極して着磁されており、ヨ
ーク１１の方向に磁路を構成してヨーク１１を吸引する
ごとによりターンテーブル９とでデイスク１を挟持して
いる。前記２極着磁の構造を示す図９においては、マグ
ネット２７の円周をＳ極とＮ極とで１８０°づつに分割
しているのに対し、４極着磁では、図１ｂに示すよう
に、Ｓ極とＮ極とが円周方向に９０°づつに交互に４極
に分割されて配置される。ヨーク１１に対するマグネッ
ト２７の磁気吸引力は２極着磁のときと同等に設定され
ている。１５はバックヨークでマグネット２７の非着磁
面２９に吸着固定されその外径はマグネット２７の外径
より十分大きく取られている。２４はマグネット２７か
らの漏洩磁束、２５は着磁面２８からバックヨーク１５
への磁束を示す。

【００１８】以上のように構成された本発明の第１の実
施形態において、ディスク１が高速で回転したときと、
低速で回転したときの動作を説明する。前記図９に示す
従来のディスク装置と同様に、データリードなど高遠回
転時にアンバランスのあるディスク１を回転させると球
体１３には振れ回り中心からの遠心力１９が作用し転動
面２０に押しつけられ転がりながら移動し、ディスク１
のアンバランス方向と正反対の方向に集まってアンバラ
ンス力と釣り合った所で停止し、クランパ１０と一体と
なって回転することでディスク１のアンバランスをキャ
ンセルする。

【００１９】一方、オーディオプレイ時などディスク１
が高速回転から低速回転に変化するとき、球体１３に作
用する遠心力１９が不足してきて球体１３は転動面２０
から離れ、マグネット２７の漏洩磁束２４やマグネット
２７からバックヨーク１５への磁束２５の作用により球
体１３はマグネット２７の外周面２６やバックヨーク１
５に吸着する。

【００２０】ここで、前記実施形態では、マグネット２
７の着磁面２８を４極着磁しているので、磁束の状態は
２極着磁の場合に比ベ、マグネット２７の外周面２６付
近の漏洩磁束２４が非常に小さくなり、着磁面２８から
バックヨーク１５への磁束２５の磁束密度は大きくな
る。その結果、球体１３の動きは、２極着磁に比べて、
マグネット２７に対して離れ易く吸着し易くなる。この
特性によってディスク１が高速回転から急激に低速回転
になる場合、球体１３を早いタイミシグでマグネット２
７に吸着させることができる。すなわちオーディオデー
タのリードに移る前に球体１３が吸着するので吸着時の
衝撃によるデータリードエラーは発生しない。また漏洩
磁束２４も小さいので球体１３の吸着時の衝撃も小さく
なる。

【００２１】またスピンアップ時には球体１３はマグネ
ット２７から離れ易いので早いタイミングで離れ、その
転動面への衝突による衝撃は２極着磁に比べはるかに小
さくなるのでサーボ外れなどのエラー誘発要因が大幅に
減少できる。図２は第１の実施形態の機能を実証したグ
ラフを表している。図の上側の（Ａ）は前記実施形態の
４極に着磁したマグネットを使用したバランサを使用し
た場合の特性であり、図の下側の（Ｂ）は従来の２極着
磁のマグネットを使用したバランサの特性を示してい
る．各図において３３はオーディオのデータリード（Re
ad Signal ）の開始点、３４は球体１３のマグネット２
７への衝突時のトラッキングエラー信号（Tracking Err
or Signal ）の暴れを示している。３５はスピンドルモ
ータ２の電圧変動（Spindle Motor V_MSignal）を示
し、この３５の落差部分が高速から低速への切替時期を
示している。これら３３、３４、３５の位置関係よりデ
ィスク１の回転数が急変したときの球体１３のマグネッ
ト２７への衝突時点とオーディオデータのリード開始点
とのタイミング関係がわかる。

【００２２】図２のグラフ（Ａ）と（Ｂ）とを比較して
みると（Ｂ）の２極着磁のバランサでは高速から急激に
低速に切り替わったときに球体１３がマグネット２７に
吸着するタイミングが遅いため、データリードを開始し
てから後に球体１３がマグネット２７に衝突している．
このためオーディオデータ再生時にエラー発生を誘発す
る要因となるトラッキングエラー信号が大きく暴れてい
る。一方（Ａ）の４極着磁のバランサでは、ディスク１
の回転が高速から低速に切り替わると同時に球体１３が
転動面２０から離れマグネット２７に吸着している。し
たがって、トラッキングエラー信号の暴れはオーディオ
データリード開始より前に発生するためエラーは発生し
ない。〔軸方向分極着磁、半径方向分極着磁〕図３〜６は本発
明の第２、第３の実施形態を示す。前記実施形態と共通
する構造には同一の符号を付け、重複する詳細な説明は
省く。

【００２３】図３に示す実施形態では、複数個の球体１
３がクランパ１０の内部に転動可能に収納されている。
１３ａは高速及ぴ低速回転時の球体１３の位置を示し、
１３ｂは停止時の球体１３の位置を示している。マグネ
ット２７の着磁面２８は、全面が同じ極（図ではＳ極）
を呈し、非着磁面２９は全面が着磁面２８と反対の極
（Ｎ極）を呈す。言い換えると、マグネット２７がクラ
ンパ１０の上下の回転軸方向に分極されて着磁されてい
ることになる。その結果、ヨーク１１の方向に磁路を構
成してヨーク１１を吸引することによりターンテーブル
９とでディスク１を挟持している。ヨーク１１に対する
マグネット２７の磁気吸引力は２極着磁のときと同等に
設定されている。２４はマグネット２７からの漏洩磁束
を示している。

【００２４】図４〜６に示す実施形態では、マグネット
２７を半径方向に分極着磁している。図５に示すよう
に、マグネット２７のうち、上面すなわち非着磁面２９
側の平面形状においては、内周側にＮ極、外周側にＳ極
が同心状に配置される。図６ａに模式的に示すように、
マグネット２７の表側と裏側とは逆の極になるから、着
磁面２８では、内周側にＮ極、外周側にＳ極が同心状に
配置されることになる。なお、図６ｂに示すように、Ｓ
極とＮ極とを逆に配置しても同様の機能が達成される。

【００２５】このように、マグネット２７を軸方向ある
いは半径方向に分極させておいた場合、マグネット２７
の転動面２０付近の漏洩磁束２４は非常に小さくなる。
そのため球体１３は、遠心力が減少した場合でも漏洩磁
束の影響をほとんど受けないため、高速回転時と同様に
アンバランスをキヤンセルすることができる。またスピ
ンアッブ時には球体１３は早いタイミングで転動面２０
を転がり始めるため、その転動面への衝突による衝撃は
２極着磁に比べはるかに小さくなるのでサーボ外れなど
のエラー誘発要因が大幅に減少できる。

【００２６】図１０は従来のディスク装置において、２
極着磁のマグネット２７が球体１３に与える影響を示し
たものであり、ＤＶＤ２倍速など低速回転時にアンバラ
ンスのあるディスクを回転した時（図１０ａ）、高速回
転時に比べ球体１３に作用する遠心力１９が減少するた
め、球体１３はアンバランスをキヤンセルする方向に移
動しづらくなる。さらに、マグネット２７の漏洩磁束２
４が大きいため、図１０ｂに示す高速回転時には、球体
１３が磁束の関２４ａを乗り越えて移動することができ
ず、アンバランスをキヤンセルすることができなくな
る。

【００２７】これに対し、半径方向分極あるいは軸方向
分極を行った場合には、漏洩磁束２４が小さくなるた
め、上記のような問題が解消される。また、マグネット
２７の全周において漏洩磁束２４が均等に存在している
ため、前記した２極着磁の場合のような磁束の関２４ａ
（図１０ｂ参照）が発生せず、球体１３は周方向にスム
ーズに移動することができる。

【００２８】なお、本発明による軸方向分極着磁あるい
は半径方向分極着磁の技術を採用することにより、前記
図２(a) に示す４極着磁の実施形態と同様の効果が得ら
れる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明のディスク装置によ
れば、アンバランスのあるディスクを高速回転させたと
きでも安定したデータの再生や記録ができ、オーディオ
プレイなどの低速回転時には不要雑音の発生を押さえる
ことができるうえ、回転数急変時の球体のマグネットや
転動面への衝突のタイミングを早くしたり、衝突による
衝撃の大きさを押さえることでリードエラーやスピンア
ップタイムオーバーなどのエラー発生を防止できるデイ
スク装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を表す、ディスク装置のス
ピンドルモータ近傍を示す側面断面図(a) およびマグネ
ットの平面図(b)

【図２】球体の移動とリード開始とのタイミングを比
較したグラフ図

【図３】別の実施形態を表す、ディスク装置のスピン
ドルモータ近傍の側面断面図

【図４】別の実施形態を表す、ディスク装置のスピン
ドルモータ近傍の側面断面図

【図５】図４の装置におけるクランパの水平断面図

【図６】図４の装置におけるクランパの模式的垂直断
面図

【図７】従来のディスク装置を示す斜視図

【図８】従来のバランサを具備したディスク装置のス
ピンドルモータ近傍の側面断面図

【図９】バランサの作用を示す平面断面図

【図１０】２極着磁のディスク装置における球体に対
する漏洩磁束の影響を示す平面断面図

【符号の説明】

１ディスク２スピンドルモータ３光ピックアップ４光ピックアップ駆動モータ５光ピックアップ駆動系６サブベース７インシュレータ８メインベース９ターンテーブル１０クランパ１１ヨーク１３球体１５バックヨーク１７ディスクの重心１８アンバランス力１９遠心力２０転動面２１抗力２２移動力２３振れ回り中心２４漏洩磁束２５磁束２６マグネットの外周面２７マグネット２８着磁面２９非着磁面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装着されたディスクと一体的に回転可能に
設けられ、磁性体が収容された中空環状部を有するバラ
ンサーと、前記磁性体を吸引保持するための磁界発生手
段とを具備するディスク装置であって、前記磁界発生手段が、前記中空環状部の内周側に配置さ
れ、回転方向に４極以上に分極着磁されたマグネットで
あるディスク装置。
【請求項２】装着されたディスクと一体的に回転可能に
設けられ、磁性体が収容された中空環状部を有するバラ
ンサーと、前記磁性体を吸引保持するための磁界発生手
段とを具備するディスク装置であって、前記磁界発生手段が、前記中空環状部の内周側に配置さ
れ、回転軸方向に分極着磁されたマグネットであるディ
スク装置。
【請求項３】装着されたディスクと一体的に回転可能に
設けられ、磁性体が収容された中空環状部を有するバラ
ンサーと、前記磁性体を吸引保持するための磁界発生手
段とを具備するディスク装置であって、前記磁界発生手段が、前記中空環状部の内周側に配置さ
れ、半径方向に分極着磁されたマグネットであるディス
ク装置。