JP4283932B2 - 記録媒体駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ、ＤＶＤ、ＭＯ、ＨＤ、ＦＤのような光・磁気を利用したデイスク状の高容量記録媒体を使用した記録装置に関し、より詳細には当該記録媒体を高速回転する記録媒体駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、種々のデイスク状記録媒体が発表されており、これに伴い記録容量の目覚ましい発展が見られている。これは特に記録媒体自体の改良、例えば記録面素材の改良に伴う記録密度の向上によるところが大きい。しかし、これまでの記録媒体駆動装置における筺体は、記録媒体における記録容量の著しい上昇にもかかわらず、例えば図８及び図９に示すような旧来とあまり変化していない形状を有している。即ち、従来の記録媒体駆動装置の筺体１０は、概ね矩形断面を有する立方体形状を有しており、前面にはデイスクトレー１１（図９参照）の出入りを可能とするための開口が形成され、ここよりデイスクトレー１１が筺体１０内部へ移動可能となっている。筺体１０は、図９に示すように、金属製のカバー１２と、同様に好ましくは金属製のベース１３と、ベース１３へ固定されている防振ゴム１４によって支持されているシャーシ１５と、ピックアップ１６と、シャーシ１５へ固定されている駆動モータ１７と、デイスクトレー１１へ搭載されるデイスク１８と、該デイスク１８を保持するクランプ１９と、を有している。そしてデイスクは通常筺体内部へほぼ密閉状態に保持されている。このディスク１８はＣＤ−ＲＯＭである。
【０００３】
又、図１０に示すような記録媒体駆動装置の筺体２０も知られている（特開平７−３２６１８２号）。この筺体２０は、筺体２０内の温度が駆動装置からの熱で上昇しデイスク等の耐環境温度に接近することにより当該デイスクの寿命を短くすることを防止するために、筺体の対向する側壁に空気流通開口２１、２２を形成し、筺体２０内の空気の温度上昇を阻止する空冷手段を配設したものである。しかし、このような公知の筺体においても、流通空気によるデイスク表面の汚染を防止するため、ほとんどの場合、デイスクは筺体内部へほぼ密閉状態に保持されている。なお、同様の目的を有する空冷手段を対向する側壁以外の部位に配設したものも多々発表されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかして、現今の技術は、該記録媒体に対する新なる記録容量の増大を図るため、記録媒体を一層高速度で回転する技術を追及している。しかしながら、このような回転速度の極端な上昇化は、図１０に示すような単純な筺体内の温度上昇とは全く異質の、高速回転体と空気との間の回転摩擦に関連する種々の課題を記録媒体に対してもたらすことが判明した。これは、記録媒体即ちディスクを筺体内で高速で回転したとき、該デイスクを取り囲む空気流の影響によりデイスクが大きなうねり又は羽ばたきを生じて振動する等の現象が顕著に現れ、特にＣＤ−ＲＯＭにおいては約毎分１００００回転において１〜５ｍｍ ｐ−ｐ程の大きなうねりが見られ、更に回転数を上昇したときデイスクが筺体内で浮き上がること、デイスクが筺体内で反り返ること、がわかった。かかる現象は、図１０に示すような公知の空冷手段を配設した筺体においても全く同様に発生したのである。また、ＣＤ−ＲＯＭに限らず他の記録媒体でもほぼ同じ構成であり回転速度等の発生条件は若干異なるが同様の現象が発生した。
【０００５】
即ち、デイスクを筺体内でこれまでよりも高速で回転したとき、該デイスクを取り囲む空気流の影響によりデイスクが大きなうねり又は羽ばたきを生じて振動すること、回転数を上昇したときデイスクが筺体内で浮き上がること、デイスクが筺体内で反り返ること、等の不具合の対策が必要とされたのである。このような不具合は、ＣＤ−ＲＯＭのように樹脂即ち軟質材からなる剛性が低い材質の場合に、或いは装置が薄く記録媒体と筐体間の距離が少ない場合に発生しやすい傾向があることを確認した。勿論、このような回転は記録容量の増大化を阻害するものである。
【０００６】
そこで出願人はこれらの課題が発生するメカニズムについて鋭意研究した結果、以下の理由によりかかる問題が発生することを解明した。即ち、例えば、図１１に示すような公知の筺体１０においては、デイスク媒体１８が上述のような高速で回転したとき、デイスク周辺の空気が、デイスク表面付近でデイスク表面に沿って回転しながら、遠心力によってデイスク表面を外向きに流れる（図１１の符号２３参照）。かかる場合に、図１１に示すような従来構造の筺体１０においては、カバー１２によって回転中央部が外部から密閉された構造になっているため、デイスク表面とは逆にカバー表面近くでは、高圧であるデイスク周縁部から、低圧であるデイスク中心部へ向かう空気流が発生する。このため、デイスクの回転中心部とその周縁部とに気圧差が発生し、更にデイスク周縁の最も筺体に近接した部分では高圧になり空気の流れが周方向で等しくならず、さらにこれらの部分で流れが乱れ、この乱れによる気圧変動にディスクの剛性が耐えきれず任意に変形してデイスクは回転が不安定となりこれがデイスク振動の原因となることを解明した。
【０００７】
更には、図９及び図１０に示すような筺体においては、デイスク下部には駆動モータ等があり、これが空気の流れを阻止する障害物となっており、デイスクを挟み込む上下の壁面とデイスクとの間の間隔が異なっている。即ちモータ側よりクランプ側において低圧になり、このためデイスクを挟み込む壁面の形状が回転中心に対して対称ではなくなり、デイスクを挟んだ上下位置で空気の流速、風向きが変動し、デイスクが上向きの力を受けて浮上するように変形することを解明した。
【０００８】
これらの要因がデイスクを挟んだ上下間で圧力差又は圧力分布差を発生し、ディスクの剛性が耐えきれず、その結果、上記のようなデイスクの振動、浮上、変形等が発生するという知見を得たのである。
【０００９】
かかる知見は、これまでの回転数で回転する駆動装置においては全く予想も出来ないものであった。なぜなら、これまでは、デイスクと空気との相互作用が問題となるほどデイスクが高速で回転するということが無かったからである。従って、本件発明は、極めて速い速度で回転する駆動装置を搭載した記録媒体駆動装置によってデイスクを回転したときに、該デイスクが振動、浮上又は変形するというこれまでに無かったような新たな課題を解消するための全く新規な記録媒体駆動装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
筐体内部の空間に、モータと、該モータの軸方向一方側に位置し該モータにより駆動されるディスクと、を有する記録媒体駆動装置において、
前記ディスクの一方側の面に対向する筐体の壁面に、
前記ディスクの回転軸について対称な配置を取って複数の一方側開口が形成されており、
該一方側開口を通じて筐体内部と外部との間で空気が流通可能となっており、
前記ディスクの周囲を取り囲む側壁面に、複数の側壁側開口が形成され、
該側壁側開口は少なくとも前記ディスクの一方側の空間に対応する位置に形成されており、
該側壁面部開口を通じて筐体内部と外部との間で空気が流通可能となっている事を特徴とする記録媒体駆動装置。
【００１１】
前記開口とは、記録媒体の回転表面における気圧を筐体外部と実質的に同一にするものであればよい。ディスク状の記録媒体とは、光学的或いは磁気的に記録する媒体、例えばＣＤ、ＦＤ、ＭＯ、ＨＤ等である。
【００１２】
このように構成すれば、記録媒体が高速回転しても媒体全面が常にほぼ大気圧と同一の圧力を受けて気圧変動が解消されるようになり、大きなうねり又は羽ばたきを生じて振動すること、更に媒体に浮き上がりが生じること、媒体が反り返ること等の現象を防止できる。
【００１３】
また、上記開口は、記録媒体の回転中心付近に対応した筐体に設けるとよい。このように構成すれば、周辺空気の流量、風向が筺体内で媒体の回転中心に
対してほぼ対称となるように筺体内の空気が流動しながら媒体全面がほぼ大気圧と同一の圧力を受けるようになるので記録媒体はより安定して回転する。
【００１４】
また、上記開口は、記録媒体の円周方向外周部付近に対応した筐体に設けるとよい。このように構成しても、周辺空気の流量、風向が筺体内で媒体の回転中心に対してほぼ対称となるように筺体内の空気が流動しながら媒体全面がほぼ大気圧と同一の圧力を受けるようになるので記録媒体はより安定して回転する。なお、この通気手段は、上記の記録媒体の回転中心付近に設けるものと組み合わせてもよい。
【００１５】
また、上記記録媒体の回転速度が毎分１００００回転以上であると、上記効果がより顕著に得られる。
【００１６】
また、上記記録媒体は、樹脂（例えばポリカーボネイト）のような軟質材からなる媒体であると、金属やガラスのように硬質材に比べて剛性がないため気圧の影響を受けて記録媒体の変形といった現象が発生しやすいが、本発明の構成とすることでその影響を防止することができる。樹脂製の媒体とは、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ、大容量ＦＤ等をいう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本件発明の具体例について述べる。図１は本件発明に関する筺体３０の斜視図であり、図２は図１の線２−２矢視図であり、それぞれ公知の記録媒体駆動装置及びその筺体を示している図８及び図９に対応している。本件発明の筺体３０は、概ね矩形断面を有する立方体形状を有しており、前面部分にはデイスクトレー３１（図２参照）の出入りを可能とするための開口５０が形成され、ここよりデイスクトレー３１が筺体３０内部へ挿入及びそこからの引き出し可能となっている。筺体３０は、金属製のカバー３２と、同様に好ましくは金属製のベース３３と、ベース３３へ固定されている防振ゴム３４によって支持されているシャーシ３５と、ピックアップ３６と、シャーシ３５へ固定されている駆動モータ３７と、デイスクトレー３１へ搭載されるデイスク３８と、該デイスク３８を保持するクランプ３９と、を有している。
【００１８】
カバー３２は、概ね矩形形状を有している上面の天板部分４０と、該天板部分４０の四方の周縁からそれぞれ下方へ向かって垂下している側壁部分４１、４２、４３、４４と、を有している。ここで側壁部分４１は、筺体３０の前方の側壁部分を形成しており、かつこの前方側壁部分４１の中央にはデイスクトレー３１（図２参照）の出入りを可能とするための開口５０が形成されている。側壁部分４２は前方側壁部分４１に対向して配置しており、筺体３０の後方の側壁部分を形成している。また、側壁部分４３、４４は、筺体３０における左右の側方の側壁部分を形成している。
【００１９】
天板部分４０には、側方側壁部分４３と側方側壁部分４４とのほぼ中間位置であって前方側壁部分４１へ幾分接近した位置でディスク３８に対しては回転中心と同軸上の位置に、天板部分４０を打ち抜いた開口として形成されている上面通気手段４５が配置されている。この上面通気手段４５は、一定の半径方向幅（ｗ）を有する一連（図示の例では６個）の扇形群がほぼ円形をなすように連接して配置されている開口群より形成されている。ここでこれらの扇形群の内径寸法をｒとし、外形寸法をＲとすると、Ｒとｒとｗとの間には（Ｒ−ｒ＝ｗ）の関係がある。またこの円形状をなす上面通気手段４５の中心位置は、図２に示すように、クランプ３９の中心位置とほぼ一致しており、従って、上面通気手段４５の中心とクランプ３９の中心とは互いに一軸Ｘ−Ｘ上にて整合している。更に、クランプ３９の直径をＬとすると、上記Ｒとｒとの間には、好ましくは、２Ｒ≧Ｌ≧２ｒの関係を有しており、更に、該クランプ３９の上面と天板４０の下面との間の寸法をｃとしたとき、ｃとｗとの間には、（ｗ≧ｃ）の関係を有していることが望ましい。これは、デイスク３８が極めて大きい速度で回転したとき、該上面通気手段４５を介して十分な空気量が筺体３０内へ吸引されかつデイスク３８の面上を流動して、デイスク３８面を大気圧に維持しこうしてデイスク３８のうねりを解消するためである。
【００２０】
ここで、上面通気手段４５を形成する扇形群は、６個以上であっても良いし、それ以下であってもよい。また、この上面通気手段４５は一連の扇形群以外に、例えば、三角形を交互に向きを上下反対に配置しこれらを円形状に配列して形成することも出来る（図３参照）。即ちこの上面通気手段４５は、上記目的を満たすような十分な空気量を筺体内へ送り込めるような空気通路を確定するものであれば形状は問わない。なおこの上面通気手段４５を画定するとき、天板部分４０へ別の部品等を搭載した際に、該上面通気手段４５が当該部品等により打ち抜かれ、筺体内部のデイスク３８等が傷つけられないように気をつける必要がある。
【００２１】
また、この上面通気手段４５は、筺体内へ吸い込まれる外気中に含まれている塵芥が直接デイスク表面へ触れることによりデイスクを破損することがないように、外気中の塵芥を除去するため適当なフィルタを、該上面通気手段４５の内側に装着することが望ましい。
【００２２】
図示の例においては、上面通気手段４５は天板部分４０に１個だけ配置しているが、天板部分の強度を損失しない範囲において、より多くの付属的な上面通気手段を天板部分へ設けることも出来る。この場合にはそれらの付属的な上面通気手段は、単なる円形打ち抜き体により構成することが出来る。
【００２３】
前方側壁部分４１に設けた開口５０へ差し込まれているデイスクトレー３１の前方立上壁４６には前面通気手段４７が設けてある。この前面通気手段４７は、上下２列の通気口群４８、４９から構成されている。各列の通気口群４８、４９は、図示の例においては、横方向に長い矩形形状を有する５個の通気口により形成されているが、形状及び数等はこれに限定されるものではない。これらの通気口群４８、４９は上下方向に所定の間隔をおいて配置してある。ここで、上方の通気口群４８はデイスク３８の上面と同一レベル又はそれより多少上方のレベルに位置するように配置されており、一方、下方の通気口群４９はデイスク３８の下面と同一レベル又はそれより多少下方のレベルに位置するように配置されている。これにより、各通気口群４８、４９は、デイスク３８の上面及び下面に沿って流動する空気が迅速に筺体外部へ流出するよう案内することが出来るのである。この前面通気手段４７は、図示の例のように、上下２列の通気口群４８、４９から構成することは必須事項ではなく、前記デイスクトレー３１の前方立上壁４６に、例えば、図示した上下の通気口を上下に連続した矩形形状の縦に長い５個の通気口とし、これらを横方向に並置することも可能である。また、後者の場合、その空気口の形状を矩形形状の替わりに円形又は楕円形状、その他の多角形状等とすることも可能である。
【００２４】
更に、後方側壁部分４２、側方側壁部分４３及び４４には、同様に側面通気手段５１が設けられている。これらの側面通気手段５１は、各側壁部分４２、４３及び４４上に形成されている連続した一連の矩形形状を有する開口からなる通気口群５２、５３、５４により提供されている（図２には通気口群５２のみを、図１には通気口群５３のみを示す）。これらの通気口群５２、５３、５４からなる側面通気手段５１を有している側壁部分は高速回転するデイスク３８の円周方向外周部から幾分離れており、デイスク３８の上面及び下面に沿って流動する空気が筺体外部へ流出する際には、それらの空気は実質的に一体化して外方へ流動するため、前記前方立上壁４６に設けたように、デイスク３８の上面及び下面に沿って流動する空気を上下別々に筺体外部へ流出させる必要は無く、そのため、該通気口群５２、５３、５４は、それぞれ横方向に一列に連続配置する一連の開口により形成することが出来る。しかしこれらの開口の高さ寸法ｂは、前記前方立上壁４６に設けた上下２列に配置した各開口の高さ寸法ａよりは大きい寸法とすることが望ましい。勿論、これらの通気口群５２、５３、５４を、前記通気口群４８、４９と同様に上下２列に形成することも可能である。
【００２５】
図３は、通気手段４５、４７、５１を構成する各開口即ち通気口の別の表面形状を示している。この図から分かるように、これらの通気口は、図１に示すような矩形形状以外に円形形状、更には楕円形状、その他の多角形形状とすることも可能であることを示している。
【００２６】
図４は、通気口群４８、４９、５２、５３、５４を構成する各開口即ち通気口の断面（筺体壁断面）形状を示している。この図から分かるように、これらの通気口は、筺体壁面に対して直交する方向（Ｙ−Ｙ方向）に伸びる以外に、それら筺体壁面に対して所定の角度（ｄ）を形成するように傾斜する方向に伸びる形態に配設することも出来る。この形態は、特に、筺体内部の要素の都合により、これらの通気口をデイスク３８の回転面レベルと同一のレベルへ配置することが出来ず、例えば該回転面レベルの幾分上方又は下方位置へ配設しなければならないような時に、該回転面に沿って移動して来た空気流を通気口が邪魔することなく、該空気流の流れ角度を維持したまま円滑かつ迅速に当該空気流を筺体外部へ流出させるために特に有効である。更に、装置内外の空気流通によって風切り音が大きく発生する場合、この音を減少する為にも有効である。勿論図４に記載の断面形状は、図３に記載の表面形状と互いに組み合わせて使用すことも可能であることは当業者に明らかな所である。
【００２７】
図５は更に別の形状を有する通気手段を備えた筺体の全体斜視図を示す。この実施例においては、天板部分４０に設けた上面通気手段４５は、該天板部分全体にわたり平均的に分散配置されている複数の小孔５５から構成されている。これは、天板部分へディスプレー装置や外付け装置等を搭載する時などに、天板部分全体にわたり強度を維持することが出来るため有利である。同様に、側壁部分へ設けた側面通気手段５１は、各側面部分へ配列した複数の小孔５６の群から構成することが出来る。
【００２８】
図６は更に上面通気手段４５に関する別の実施例を示す。図５の実施例においては上面通気手段４５は、天板部分４０全体にわたり平均的に分散配置されている複数の小孔５５から構成されているが、図６の実施例においてはクランプ３９の回転中心の周りに規則的に小孔５７が配置されている。これによりクランプ３９の回転に伴う筺体内部の減圧を迅速に補償するようにしている。
【００２９】
図７は更に別の実施例について示している。この実施例においては、天板部分の一部と各側壁部分の一部とをくりぬいて、そこにそれぞれ上面通気手段と側面通気手段とを形成したものである。この実施例は、筺体の製造が容易であるが、筺体へ他の装置を積載することが困難であるという不利がある。
【００３０】
本件発明は、記録媒体駆動装置を構成する筺体には記録媒体収容空間内の気圧が筺体外部の気圧と実質的に同一になるように空気流通可能な開口が設けてあることを特徴とする。しかしてこの通気口は記録媒体の回転中心を基準に規則的に、例えば筺体上面であれば、放射状（図１、図３、図６、図７参照）に、又は複数列に併置した状態（図５）に、配列し、また筺体側面であれば、記録媒体の円周方向外周部に均一に分布するように（図１、図３、図５、図７）配列してある。更に、本件発明は、記録媒体を高速度回転したときでも該媒体表面にうねりやフラッタ即ち羽ばたきを発生することのないような、換言すると、デイスクを毎分１０，０００回転又はそれ以上の非常に速い速度で回転したときに、該デイスクの回転周縁方向において均一な空気流を発生するようにしたものである。このことは、単に、記録媒体収容空間を筺体外部へ通じるということではなく、上述の特許請求の範囲に記載した構成を有することによってのみ達成することが出来るものである。
【００３１】
これは、図９又は図１０に示すような記録媒体収容空間を筺体外部と通じている公知の放熱用開口を備えた公知の筺体においても、デイスクを上記のような高速度回転をしたときにはデイスク表面にうねり、フラッタ即ち羽ばたきを発生したことからも明らかである。この発明では、当該開口は、筺体の上面又は下面、又は側面の少なくとも一つに、十分大量の空気を吸引することが出来るような寸法に形成すれば良いが、できればこの開口は、空気流入口と空気流出口として、例えば、筺体の上面と下面、又は上面と側面、又は下面と側面とにそれぞれ設けることが望ましい。また本件発明は特にＣＤ−ＲＯＭのような軟質材である樹脂からなる記録媒体に適用すると回転速度が毎分１００００回転以上からその効果が顕著となる。ＨＤのような硬質材である金属やガラスからなる記録媒体でも効果は得られるが顕著となる回転速度は、軟質材の場合よりも高くなる。
【００３２】
なお、上記の実施例において、いずれも上面通気手段と側面通気手段と又は下面即ちベース部分に設けた場合の下面通気手段には、空気中の塵芥が筺体内部へ流入を阻止し、かつ空気の自由な流出入を阻害しないようなフィルターを装備することが望ましい。
【００３３】
【発明の効果】
本願発明の記録媒体駆動装置によれば、記録媒体が高速回転しても媒体全面が常にほぼ大気圧と同一の圧力を受けて気圧変動が解消されるようになり、大きなうねり又は羽ばたきを生じて振動すること、更に媒体に浮き上がりが生じること、媒体が反り返ること等の現象を防止できる。よって、従来より回転速度を高速にしたとしても記録媒体は不具合なく回転する。
【００３４】
本願発明の請求項１に記載の記録媒体駆動装置によれば、周辺空気の流量、風向が筺体内で媒体の回転中心に対してほぼ対称となるように筺体内の空気が流動しながら媒体全面がほぼ大気圧と同一の圧力を受けるようになるので記録媒体はより安定して回転する。
【００３５】
本願発明の請求項１に記載の記録媒体駆動装置によれば、周辺空気の流量、風向が筺体内で媒体の回転中心に対してほぼ対称となるように筺体内の空気が流動しながら媒体全面がほぼ大気圧と同一の圧力を受けるようになるのでより記録媒体はより安定して回転する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本件発明にかかる記録媒体駆動装置を示す全体斜視図である。
【図２】図１に示す筺体の線２−２にて見た断面図である。
【図３】側面通気手段の通気口群の別の実施例を示す表面図である。
【図４】側面通気手段の通気口群の別の実施例を示す断面図である。
【図５】本件発明にかかる記録媒体駆動装置の別の実施例を示す全体斜視図である。
【図６】本件発明にかかる記録媒体駆動装置の更に別の実施例の天板部を示す図である。
【図７】本件発明にかかる記録媒体駆動装置の更に別の実施例を示す全体斜視図である。
【図８】公知の記録媒体駆動用装置を示す全体斜視図である。
【図９】図８に示す筺体の線９−９にて見た断面図である。
【図１０】公知の別の記録媒体駆動装置を示す側方断面図である。
【図１１】図９に示す筺体内における空気流動状態を示す図である。
【符号の説明】
３０ 筺体
３１ デイスクトレー
３２ カバー
３５ シャーシ
３８ デイスク
４０ 天板部分
４１ 前方側壁部分
４２ 後方側壁部分
４３、４４ 側方側壁部分
４５ 上面通気手段
４６ 前方立上壁
４７ 前面通気手段
４８、４９ 通気口群
５０ 開口
５１ 側面通気手段
５２、５３、５４ 通気口群
５５、５６、５７ 小孔

Claims (1)

1. 筐体内部の空間に、モータと、該モータの軸方向一方側に位置し該モータにより駆動されるディスクと、を有する記録媒体駆動装置において、
   前記ディスクの一方側の面に対向する筐体の壁面に、
   前記ディスクの回転軸について対称な配置を取って複数の一方側開口が形成されており、
   該一方側開口を通じて筐体内部と外部との間で空気が流通可能となっており、
   前記ディスクの周囲を取り囲む側壁面に、複数の側壁側開口が形成され、
   該側壁側開口は少なくとも前記ディスクの一方側の空間に対応する位置に形成されており、
   該側壁面部開口を通じて筐体内部と外部との間で空気が流通可能となっている事を特徴とする記録媒体駆動装置。

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