Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP3755233B2 - Rotation drive mechanism - Google Patents

Rotation drive mechanism Download PDF

Info

Publication number
JP3755233B2
JP3755233B2 JP11242697A JP11242697A JP3755233B2 JP 3755233 B2 JP3755233 B2 JP 3755233B2 JP 11242697 A JP11242697 A JP 11242697A JP 11242697 A JP11242697 A JP 11242697A JP 3755233 B2 JP3755233 B2 JP 3755233B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotation
balance member
balance
drive mechanism
case body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP11242697A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10309058A (en
Inventor
祐司 宍戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP11242697A priority Critical patent/JP3755233B2/en
Publication of JPH10309058A publication Critical patent/JPH10309058A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3755233B2 publication Critical patent/JP3755233B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転駆動機構の技術分野に属し、詳しくは、重量的にアンバランスな合成回転体を回転させたときに生じる振動を抑制すると共に、振動を抑制した状態での使用回転数域を拡大する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
産業用機械、家庭用電化製品或いはコンピュータ等には、モータ等によって回転される回転部材を備えるものが多く見うけられる。例えば、コンピュータに使用されるディスクドライブ装置(回転駆動装置)は、信号記録媒体である光ディスクや光磁気ディスク等をディスク回転駆動機構によって回転させながら光学ピックアップ装置や磁気ヘッド装置により情報信号の再生及び/又は記録を行う。かかるディスクドライブ装置にあっては、ディスク回転駆動機構によって回転される光ディスクも合成回転体の一部に含まれる。
【0003】
ディスクドライブ装置は、上記ディスク回転駆動機構により回転される光ディスクにレーザ光を照射する光学ピックアップ装置を備えている。そして、上記ディスク回転駆動機構は、光ディスクが装着されるディスクテーブルとこのディスクテーブルを回転させるためのスピンドルモータとを備えている。
【0004】
上記光学ピックアップ装置は、光ディスクにレーザ光を照射するための光源と、光ディスクの信号記録面上で反射されたレーザ光の反射光を受光する光検出器とを備えている。そして、光学ピックアップ装置とディスク回転駆動機構とは、例えば、サブシャーシに搭載されている。サブシャーシは、これに固定支持したディスク回転駆動機構に対して接離する方向に移動可能に光学ピックアップ装置を支持している。
【0005】
このように構成されるディスクドライブ装置は、スピンドルモータにより回転される光ディスクに光学ピックアップ装置から出射されるレーザ光を照射して、情報信号の記録及び/又は再生を行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光ディスクの如き記録ディスクは、製造時等に重量的なアンバランスが生じることがある。そして、重量的なアンバランスがある記録ディスクを回転させると、回転中心と重心とが一致していないため、この記録ディスクは、ディスクテーブルと共に振動する。このような振動が生じると、光学ピックアップ装置による記録ディスクの信号記録面に対するフォーカシング及びトラッキングや、磁気ヘッド装置による記録ディスクへの追従が良好に行われなくなる。
【0007】
また、通常、記録ディスクに生じるアンバランスの量は記録ディスクによって差がある。即ち、記録ディスクの基板厚さが不均一であったり或いは密度が不均一であったりして、記録ディスクの中心に該記録ディスクの重心が位置せず、記録ディスクそれぞれについて、重量的なアンバランスが生ずる。
【0008】
さらに、近時、記録ディスクへのデータの記録又は再生を高速回転で行うことが可能になっており、回転速度の増加と共に記録ディスクの振動は大きくなってしまうという問題もある。
【0009】
従って、記録ディスクごとにこれらの重量的なアンバランスの量或いは回転速度に応じて随時対応可能な振動抑制手段がなければ、記録ディスクの振動を抑えることができない。
【0010】
そこで、本発明回転駆動機構は、上記した問題点を克服し、回転駆動手段によって行われる回転が回転中心の偏心を生じない状態で為されるようにすることを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明回転駆動機構は、上記した課題を解決するために、回転駆動手段により支軸を介して回転され、軸方向に直交する方向の断面形状が円環状を為す移動空間を有するケース体と、該ケース体の移動空間内に移動可能に配設されたバランス部材とを有し、該バランス部材を回転駆動手段の回転に伴い合成回転体の他の部分に対して相対的に移動させて、合成回転体の合成重心を回転軸上に位置させることにより調芯する自動調芯機構を備え、回転加速時において、所定の回転数になるまでバランス部材をケース体の中心部に保持するバランス部材保持手段と、上記所定回転数以上になって外周部に移動されたバランス部材を、その回転減速時においては上記所定回転数よりも低い回転数になるまでケース体の中心部に戻って来ないようにするバランス部材戻り抑制手段を設けたものである。
【0012】
従って、本発明回転駆動機構にあっては、自動調芯機構を備えたので、合成回転体に偏重心があったとしても、合成回転体を調芯した状態で回転させることができ、しかも、バランス部材保持手段を設けたので、回転加速時において、高速回転になってからバランス部材を開放するため、バランス部材の回転とケース体の回転との相対的な速度が「0」となるまでが早く、調芯作用が迅速に為されるとともに、バランス部材戻り抑制手段を設けたので、回転減速時において、上記調芯状態を低速回転まで維持することができるため、回転駆動機構の使用回転数域を拡大することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明回転駆動機構の詳細を添付図面に示した実施の形態に従って説明する。
【0014】
先ず、本発明回転駆動機構における自動調芯機構の原理について説明する。
【0015】
かかる自動調芯機構ついては、Thearlの自動平衡装置により説明されている。Thearlの自動平衡装置についての詳細は、理工学社出版「機械力学」(昭和57年3月)P146、147を参照されたい。
【0016】
本明細書において、Thearlの自動平衡装置1を簡単に、図1により説明する。Thearlの自動平衡装置1とは、回転円板2と該回転円板2の溝3の中に自在に動くことができるように配された2個の鋼球(バランス部材)4、4と回転軸5とから構成されており、回転円板2の回転数が、回転軸5の固有円振動数(危険速度)を超えたときに、Me=2mr・cosα(M:回転円板2と回転軸5のロータ部質量、e:ロータ部偏心量、m:鋼球4の質量、r:鋼球起動半径、α:偏心方向と鋼球4のなす角度)を満足する位置に鋼球4、4が自動的に位置され、回転円板2の偏心を無くし、ロータ部の振動を軽減する装置である。
【0017】
ここで、Thearlの自動平衝装置1が、回転軸5の固有円振動数を超えたときに作動する理由を簡単に述べれば、回転円板2の重心Gの運動と鋼球4、4の運動が逆位相となり、偏心方向とは逆方向に鋼球4、4が移動して位置されるためである。
【0018】
そして、本発明回転駆動機構6はこのようなThearlの自動平衡装置1の原理に基づく自動調芯機構7を有する。尚、上記Thearlの自動平衡装置1において、バランス部材として2つの鋼球4、4を用いて説明されているが、本発明の回転駆動機構6の自動調芯機構7におけるバランス部材は、これに限らず、本出願人が既に平成9年3月7日に出願した平成9年特許願第53704号の明細書に記載したすべてのバランス部材を含むものである。
【0019】
回転駆動機構6は、回転駆動手段8と、該回転駆動手段8の支軸9に固定された自動調芯機構7とを備え、回転駆動機構6は装置本体に固定されたベースシャーシ10に弾性部材11を介して支持されたサブシャーシ12に固定されている(図2参照)。これにより、サブシャーシ12がベースシャーシ10に対してフローティング支持されて、サブシャーシ12、これに搭載されるもの(回転駆動機構6など)及び弾性部材11により振動系13が構成される。尚、かかる振動系13は後述するように、本発明回転駆動機構6の自動調芯機構7において重要な役割をする。
【0020】
自動調芯機構7は、円環状の移動空間14を有したケース体15と、該ケース体15の移動空間14内に移動自在に配置された複数のバランス部材16、16、・・・とを備える(図3参照)。このケース体15は上記Thearlの自動平衡装置1における回転円板2に、また、バランス部材16、16、・・・はその鋼球4、4にそれぞれ相当する。
【0021】
尚、このような自動調芯機構7は、回転駆動手段8の支軸9に固定されていれば良く、その位置は例えば、回転駆動手段8の機構内部であっても良く、また、後述する実施例で説明するディスクテーブルの内部、或いは、チャッキング部材の内部に内蔵するようにしてもよい。
【0022】
上記ケース体15の中心部には、バランス部材16、16、・・・を所定の回転数(以下、「離脱回転数」という。)になるまでその中心部に保持しておくバランス部材保持手段17が設けられ、バランス部材16、16、・・・を、回転加速時において、回転駆動手段8が離脱回転数になるまで、バランス部材保持手段17とともに回転させる。これにより、離脱回転数を超えて遠心力により外周部に移動されたバランス部材16、16、・・・は、早期にケース体15との相対的な速度がほぼ「0」となる。
【0023】
これは、若し、回転駆動手段8の回転開始時からバランス部材16、16、・・・を移動空間14内で移動自在にしておくと、その慣性により、ケース体15が回転してもバランス部材16、16、・・・が停止した状態又はケース体15の回転に対して遅延した状態が生じてしまい、ケース体15とバランス部材16、16、・・・との相対的な速度が「0」となるまで時間がかかり、後述するように、調芯が遅延するからである。従って、上記離脱回転数は、できるだけ高回転数でかつ上記振動系13の共振周波数よりもやや低く設定することが望ましい。
【0024】
また、ケース体15には、該ケース体15の外周部に移動されたバランス部材16、16、・・・が、上記離脱回転数よりも低い回転数になるまでケース体15の中心部に戻って来ないようにするバランス部材戻り抑制手段18が設けられ、回転減速時において、上記離脱回転数よりも低い回転数(以下、「戻り回転数」という。)になるまで、バランス部材16、16、・・・をケース体15の外周部に位置させる。これにより、上記離脱回転数よりも低くなっても戻り回転数になるまで調芯状態が維持される。戻り回転数とは、当該バランス部材戻り抑制手段18を有しない場合において、例えば、後述する実施例において説明するバランス部材保持手段17がマグネットである場合、該マグネットのバランス部材16、16、・・・に対する吸引力がバランス部材16、16、・・・にかかる遠心力よりも大きくなる回転数よりも低い回転数を意味する。
【0025】
従って、バランス部材16、16、・・・は、回転加速時においては、高速回転(上記離脱回転数)にならなければ外周部へ移動せず、かつ、回転減速時においては、低速回転(戻り回転数)にならなければ中心部に戻って来ないようになり、広い回転数域においてバランス部材16、16、・・・を外周部に位置させ、調芯状態を維持することができる。
【0026】
弾性部材11の弾性係数は弾性部材11とサブシャーシ12の質量(サブシャーシ12に搭載するものの質量も含める。)とにより決定され、これらにより構成される振動系13の共振周波数を回転駆動機構6の使用回転数よりも低く設定する。尚、弾性部材11には、あらゆる弾性部材を用いることができ、天然ゴム、合成ゴム、軟質合成樹脂のほかバネ等でも良い。
【0027】
回転駆動手段8には、スピンドルモータ等の駆動源の他、モータドライバー等の制御系等、回転制御に係る一切の構成物が含まれる。
【0028】
合成回転体19には、回転駆動手段8により回転されるすべての部材、例えば、後述する実施例において説明するディスクドライブ装置におけるディスクテーブル、チャッキング部材や自動調芯機構7のほか、回転駆動手段8に含まれる回転する部材であるロータ20及び支軸9やディスクテーブルに装着される記録ディスクが含まれる。
【0029】
上記振動系13は、本発明回転駆動機構6の自動調芯機構7において以下のような機能を有する。
【0030】
即ち、自動調芯機構7においては、本来、回転駆動手段8の回転数がいわゆる危険速度(軸ブレが増大する速度)を超えたときに、バランス部材16、16、・・・が合成回転体19の有する重量的アンバランスを打ち消すような位置に移動する(以下、「引込み現象」という。)ため、調芯作用が為されるが、このような回転駆動手段8において軸ブレが生ずる回転数(危険速度)とは、数10Hzぐらいであり、通常の使用回転数(約1000〜6000rpm)では、上記危険速度には遙かに及ばない。そのため、上記振動系13を構成することにより、本来の危険速度に達しなくても、振動系13の共振により、バランス部材16、16、・・・の引込み現象を生じさせることができる。
【0031】
【実施例】
以下に、本発明回転駆動機構の各実施例を添付図面に従って説明する。尚、以下に示した各実施例は、本発明を光ディスクや光磁気ディスクの如き記録ディスクに対する再生や記録を行う12倍速のディスクドライブ装置の回転駆動機構に適用したものである。
【0032】
図4乃至図9は第1の実施例に係る回転駆動機構を用いたディスクドライブ装置21を示す。
【0033】
記録ディスク22は、例えば、ポリカーボネートの如き合成樹脂材料によって直径120mmの円盤状に形成された透明基板に信号記録面が形成されて構成されている。そして、記録ディスク22には、その中心部に円形開口部(チャッキング孔)22aが設けられている。記録ディスク22は円形開口部22aに後述するディスクテーブルの位置決め突起が嵌合されることにより位置決めされる。
【0034】
ディスクドライブ装置21は回転駆動手段となるスピンドルモータ23及び光学ピックアップ装置24が載置されるメカシャーシ25と、ベースシャーシ26に対してメカシャーシ25をフローティング支持する複数のダンパ27、27、・・・とを備えて構成されている(図4参照)。尚、メカシャーシ25は上記サブシャーシ12に相当し、また、ダンパ27は上記弾性部材11に相当する。
【0035】
光学ピックアップ装置24は上記メカシャーシ25にガイドシャフト28、28を介してディスクテーブルに装着された記録ディスク22の半径方向に移動自在に支持されている。そして、光学ピックアップ装置24は、レーザダイオードの如き図示しない光源及び光検出器を有し、光源より発せられるレーザ光を対物レンズ29を介して記録ディスク22に照射し、また、レーザ光の記録ディスク22よりの反射光を光検出器によって検出するように構成されている。
【0036】
回転駆動機構30は、上記スピンドルモータ23と該スピンドルモータ23によって回転される支軸(スピンドル軸)31の上端寄りの位置に固定されたケース体32と同じくスピンドル軸31の上端部に固定されたディスクテーブル(ターンテーブル)33とを備えている(図5参照)。
【0037】
スピンドル軸31はメカシャーシ25上に固定されたモータ基板34に対して、回転軸受け35、35を介して軸回りに回転可能に支持されている。スピンドル軸31にはスピンドルモータ23を構成するモータロータ36が取り付けられ、該モータロータ36は略円筒状に形成され内面部に駆動マグネット37が固定されている。即ち、スピンドル軸31はスピンドルモータ23の支軸(駆動軸)となっている。また、駆動マグネット37は、モータ基板34上に固定されたステータコイル38に対向している(図5参照)。
【0038】
ディスクテーブル33は略円板状に形成され、中央部に形成された支軸圧入孔にスピンドル軸31の先端部が圧入されることにより、該スピンドル軸31に固定されている。そして、ディスクテーブル33はその中央部に記録ディスク22の位置決めを行うための位置決め突起33aが設けられている。位置決め突起33aは略円錐台形状に突出して設けられ、記録ディスク22の円形開口部22aに嵌合して記録ディスク22を位置決めする。
【0039】
また、位置決め突起33a内には磁石が内蔵されており、磁性材料を有する図示しないチャッキング部材(クランパ)が吸着されるようになっている。即ち、記録ディスク22は位置決め突起33aがチャッキング部材を吸着することでディスクテーブル33とチャッキング部材との間に挟まれて確実に保持される。そして、スピンドルモータ23のステータコイル38に駆動電流が供給されてモータロータ36が回転すると、該モータロータ36と共にスピンドル軸31、ケース体32、ディスクテーブル33、チャッキング部材及びディスクテーブル33に装着された記録ディスク22が一体的に回転され、また、各バランス球43、43、・・・も移動空間32a内でスピンドル軸31の回転軸回りに回転される。即ち、スピンドルモータ23に含まれる回転する部材(モータロータ36、スピンドル軸31)、スピンドルモータ23により回転する回転部材(ディスクテーブル33、チャッキング部材、記録ディスク22、自動調芯機構7)が合成回転体39を構成する(以下、これらの各部材の全体の重心、即ち、合成回転体39の重心を「合成重心」という。)。
【0040】
そして、上記ダンパ27、27、・・・及びメカシャーシ25(スピンドルモータ23、光学ピックアップ装置24などメカシャーシ25に搭載されるすべてのもの(ディスクテーブル33とチャッキング部材等)も含む。)により、振動系40が構成される。かかる振動系40は上記実施の形態で説明した振動系13に相当する。
【0041】
かかる振動系40の共振周波数は、当該ディスクドライブ装置21が12倍速のものである場合には、例えば、75Hz(4500rpm)になるように上記ダンパ27、27、・・・の弾性係数が設定される。これは、12倍速ディスクドライブ装置21の使用回転数域が約3000〜6000rpmであり、現在多くあるディスクドライブ装置にあっては、回転駆動開始直後、最内周側の情報信号を読みに行くのが一般的で、その最内周の情報信号を読みに行った時が最大回転数(6000rpm)となるため、この最大回転数になるまでに調芯作用が為されていれば良いことによる。
【0042】
尚、上記振動系40の共振周波数をもっと最大回転数6000rpmに近づけても良い。このようにすると、振動系40の共振周波数よりやや低い回転数に設定する離脱回転数を高く設定することでき、ケース体32とバランス球43、43、・・・との相対的な速度が早期に「0」となり、その分、引込み現象を早期に実現することが可能となる。
【0043】
ケース体32は、例えば、合成樹脂材料により形成され、モータロータ36とディスクテーブル33との間にスピンドル軸31に固定された状態で位置されている。そして、ケース体32は収容部41と該収容部41を覆う天板部42とから成り、収容部41の中心部分がスピンドル軸31に該スピンドル軸31と同軸状に固定されている。
【0044】
そして、ケース体32の内部空間(以下、「移動空間」という。)32aは円環状になっており、その移動空間32a内には、バランス部材となる、例えば、6個のバランス球43、43、・・・が収納されて上記自動調芯機構7を構成している。
【0045】
バランス球43、43、・・・は、鉄やニッケルの如き磁性材料により球状に形成され、それぞれ移動空間32a内において、その半径方向にも、周方向にも移動自在になっている。
【0046】
移動空間32a内の中央部には、磁界発生手段となるマグネット(永久磁石)44が配設されている。マグネット44は、円環状を為し、その厚さ方向(回転軸方向と平行な方向)に2極着磁されていて、上記収容部41の内周壁に外嵌状に設けられて、スピンドル軸31に対して同軸状に配設されている。そして、スピンドルモータ23が回転していないとき又は低回転のときは、バランス球43、43、・・・はマグネット44に吸着されて、移動空間32a内の内周部側に位置されている。これにより、マグネット44は、所定回転数(離脱回転数)になるまでバランス球43、43、・・・を吸着し、上記バランス部材保持手段17として機能する。
【0047】
また、上記バランス球43、43、・・・はマグネット44に吸着された状態で、その隣り合うもの同士が同じ方向に磁化され、互いに反発し合うため、6つのバランス球43、43、・・・は周方向に等間隔に位置されている。このため、バランス球43、43、・・・があることによる偏重心はなく、回転開始から離脱されるまでの間の回転にバランス球43、43、・・・に起因するにブレが生ずるようなことはない。
【0048】
マグネット44の上面及び下面には該マグネット44よりもやや大きな直径の円環状をしたヨーク45、45が吸着されており、これにより、マグネット44の磁界は一方のヨーク45と他方のヨーク45とのそれぞれの外周縁間に主に形成され、磁束が集中するため吸引力が増加するとともに、磁力がケース体32の外周部まで及びにくくなっている。
【0049】
これにより、ヨーク45、45は、上記マグネット44のバランス部材保持手段としての機能を増強するとともに、ケース体32の外周部に移動されたバランス球43、43、・・・にマグネット44の磁力をあまり及ばせず、バランス球43、43・・・にかかる遠心力が小さくなるまで、即ち、回転数が低く(戻り回転数)なるまで、バランス球43、43・・・がマグネット44の磁力により戻って来るのを抑制するバランス部材戻り抑制手段として機能する。
【0050】
尚、この実施例においてはヨーク45、45を円環状のマグネット44の上面及び下面に設けたが、本発明はこれに限らず、上面のみ又は下面のみに設けるようにしても良い。また、この実施例において、ヨーク45、45はマグネット44よりもやや大きな直径をしたものを用いたが、このようにすると、ヨーク45と45とのそれぞれの外周縁間に磁束を集中させることができ、マグネット44の吸着力を高めるとともにケース体32の外周部に及ぼす磁力の影響を少なくすることができる。また、ヨーク45、45の直径をマグネット44と同一にするようにしても良く、かかる場合、マグネット44のバランス球43、43、・・・に対する吸着力が弱まりケース体32の外周部に及ぼす磁力を大きくすることができる。
【0051】
このように、ヨーク45、45の大きさを適宜に選択することにより、マグネット44のバランス球43、43・・・に対する吸着力を設定することができ、これにより、バランス球43、43、・・・をマグネット44から離脱させる離脱回転数及び戻って来る戻り回転数を適宜設計することができる。また、マグネット44の吸着力は、ヨーク45、45の形状(直径、厚さなど)のほか、マグネット44そのものの磁力、バランス球43、43・・・の大きさ、材質などによっても、適宜変更することができる。従って、マグネット44及び/又はヨーク45、45による吸着力を適宜選定することにより、ディスクドライブ装置21において、回転加速時におけるバランス球43、43、・・・の離脱回転数、或いは、回転減速時におけるバランス球43、43、・・・の戻り回転数を適宜設計することができる。
【0052】
次に、上記ディスクドライブ装置21の回転駆動機構30における自動調芯機構7のバランス球43、43、・・・の動きについて、図10及び図11に従って説明する。図10及び図11は(偏重心)アンバランス量が1g・cmの記録ディスク22をディスクドライブ装置21に装着したときのメカシャーシ25のラジアル方向における加速度(G)とスピンドルモータ23の回転数(rpm)との関係を表わしたグラフ図である。
【0053】
尚、図12及び図13は、ヨーク45、45を有しない回転駆動機構におけるメカシャーシの加速度とスピンドルモータの回転数との関係を表わしたグラフ図であり、本実施例と比較する意味で併せて説明する。
【0054】
また、ヨーク45、45を備えたこの回転駆動機構30は、その自動調芯機構7のバランス球43、43・・・の離脱回転数が4000rpmに、戻り回転数が1500rpmに、振動系40の共振周波数が75Hz(4500rpm)に、それぞれ設定されている。尚、ヨークを有しない回転駆動機構は、ヨークを有しない分、バランス球43、43、・・・の離脱回転数が3000rpmと低く、また、ケース体の外周部まで磁界が強く及ぶため、バランス球43、43、・・・の戻り回転数が2000rpmとなっている。
【0055】
しかして、回転駆動機構30のスピンドルモータ23が回転し始めると(回転加速時)、約1500rpmまではほとんど振動がなく、1500rpmを超えると振動が徐々に増加する(図10参照)。
【0056】
回転駆動機構30はそのスピンドルモータ23が4000rpmになったときに、バランス球43、43、・・・がマグネット44から離脱する。この離脱された瞬間ではバランス球43、43、・・・の回転数はマグネット44とほゞ同じとなっているが、離脱された瞬間にバランス球43、43、・・・の慣性によりその回転数はケース体32の回転数に対して遅延する。即ち、バランス球43、43、・・・はその離脱した瞬間では、ケース体32の加速度について行けず、一瞬、相対的な速度が「負」になる。
【0057】
その後、移動空間32a内でバランス球43、43、・・・はその半径方向及び周方向にも移動して暴れるが、ケース体32の内底面及び外周壁内面との摩擦抵抗などにより、スピンドルモータ23の回転力がバランス球43、43、・・・に伝達されるため、約4500rpm直前で、ケース体32との間の相対的な速度がほぼ「0」となる。この状態では、バランス球43、43・・・はケース体32の外周部に位置され、遠心力によりその外周壁内面に押し付けられた状態となる。
【0058】
回転数が4500rpm付近においては振動系40の共振が生じ、バランス球43、43、・・・の引込み現象が生ずる。尚、4500rpm付近において、図10にはその振動が特に大きくなったことが現れていないが、これは、それまでの状態がバランス球43、43、・・・が暴れているため、共振がグラフ上現われないものと考えられるが、ケース体32の運動とバランス球43、43、・・・の運動とは逆位相となって、バランス球43、43、・・・が合成回転体39のアンバランスの方向とは逆方向に移動して引込み現象が生じる(図7参照)。
【0059】
そして、ほゞ4500rpmで引込み現象が生ずると、調芯作用が為され、これにより、メカシャーシ25の振動が減少し、その加速度はほゞ0.5Gぐらいとなる。
【0060】
このように、各バランス球43、43、・・・はアンバランスを有する記録ディスク22が回転された場合、いわゆる自動調芯作用により自己が適宜に移動し、これにより、合成重心の位置が回転軸上に位置する。従って、合成回転体39は振動することなく回転し、従って、アンバランスを有する記録ディスク22を装着してもこれらの合成重心を回転軸上に位置させた状態で回転させることができる。
【0061】
その後、スピンドルモータ23の回転数が増加しても、振動は若干増加するものの、大きく増加することはなく、使用回転数域のうち最大使用回転数である6000rpmでもその加速度は0.7〜0.8G以内となっている。
【0062】
尚、重量的なアンバランス(偏重心)がない記録ディスク22をディスクドライブ装置21に装着した場合には、もともと振動系40の振動が小さいため、バランス球43、43、・・・の離脱回転数を超えたところで、バランス球43、43、・・・が移動空間32a内でやや暴れるが、もともとアンバランスがないため、早期に調芯作用が為され、バランス球43、43、・・・は移動空間32a内において、図8及び図9に示すように、スピンドル軸31の回転軸回りにほゞ等角度間隔となるように位置する。
【0063】
これに対して、ヨーク45、45を有しない回転駆動機構にあっては、3000rpmまで、上記回転駆動機構30とほゞ同じグラフ(図12)を描くが、3000rpmでバランス球がマグネットから離脱してケース体内でバランス球が暴れる。そして、回転数が低い段階でバランス球が離脱されると、ケース体との相対的な速度がほぼ「0」になるまで、やや時間を要す。このグラフ図には現れていないが、実際には、回転の加速度を小さく(グラフ図の傾きを緩やかにする。)しなければならない。
【0064】
そして、かかる回転駆動機構においても4500rpm直前でケース体とバランス球との相対的な速度がほぼ「0」となり、4500rpm付近においては振動系40の共振が生じ、バランス球43、43、・・・の引込み現象を生じ、調芯が為される。また、6000rpmは上記回転駆動機構30と同様に回転数の増加と共に、やや振動が増加する。
【0065】
次に、本実施例に係る回転駆動機構30における回転減速時の作用について説明する。
【0066】
6000rpmからスピンドルモータ23の回転を減速して行くと、その振動は大きく変化することなく、徐々に減少して、3000rpm付近でほゞ振動がなくなる。この回転減速時に振動が少ないのは、一旦、調芯作用が実行されると、バランス球43、43、・・・がマグネット44に吸着されるまで、即ち、その自動調芯機構7における戻り回転数になるまでその調芯状態が維持されるためである(図11参照)。
【0067】
そして、回転数が1500rpmになったときに、マグネット44のバランス球43、43、・・・に対する吸引力が遠心力に優り、バランス球43、43、・・・はマグネット44に引き寄せられて吸着される。このような低回転域においては、多少の偏重心があってもこれによる振動は小さく、仮りに、この範囲の回転数域においても記録ディスク22の信号情報の読み書きをする場合であっても影響はない。
【0068】
このように、ヨーク45、45を設けた自動調芯機構7を備えたディスクドライブ装置21にあって、その使用回転数域(3000〜6000rpm)において、重量的なアンバランスを有する記録ディスク22を回転させても自動調芯作用により合成回転体39に振動を生ずることがなく、このような記録ディスク22であってもその信号記録面に対して良好に情報信号の書き込み又は読み出しができる。
【0069】
尚、上記した使用回転数域は12倍速のディスクドライブ装置21の通常の使用回転数域であるが、このように高速型のディスクドライブ装置にあっては、高速モードと低速モードとを設定できるようになっているものがある。例えば、12倍速の高速モードと、4倍速の低速モードとを有するディスクドライブ装置があり、その使用回転数域は高速モードのときが3000〜6000rpmで、低速モードのときが1000〜2000rpmとなっている。更にこの種のディスクドライブ装置は、1倍速でも使用できるようになっており、この場合、その使用回転数域は約200〜500rpmとなっている。
【0070】
そして、上記したディスクドライブ装置21にあっては、1500rpmまで調芯状態を維持することができ、しかも、このように低速回転域においては調芯状態を解消しても振動は少ないため、上記した4倍速や1倍速における使用回転数域は勿論、すべての回転数域0〜6000rpmにおいて、記録ディスクの読み書きに障害をもたらす振動が発生することはない。
【0071】
これに対して、ヨークを有しない上記回転駆動機構にあっては、6000rpmから減速して行くと、約2000rpmでバランス球がマグネットに引き付けられてしまい、これにより、調芯状態が解消されて合成回転体のアンバランスがそのまま振動系を振動させてしまうことになり、ほゞ2000rpmでメカシャーシの加速度値がやや上昇しているのが解る(図13参照)。
【0072】
このように、ヨークを有しない回転駆動機構にあっては、回転減速時において、調芯状態が早くに解消されてしまい予期せぬ振動が発生する。
【0073】
要するに、マグネットの磁力のみによりバランス球の離脱及び戻りを行う場合、マグネットの磁力を大きくすると、離脱回転数を高くすることができるが、戻り回転数も高くなってしまい、また、マグネットの磁力を小さくすると、戻り回転数を低くすることができるが、離脱回転数も低くなってしまうことになる。
【0074】
そこで、本発明の上記実施例のように、ヨーク45、45を設けると、マグネット44の磁力の大きさを大きくすることなく吸引力を増すことができ、同じ磁力のマグネット44を使用した場合、離脱回転数を高くすることができ、しかも、磁束が集中するため、周囲への磁力の影響を小さくすることができ、戻り回転数を低くすることができる。
【0075】
尚、上記実施例において、離脱回転数を振動系40の共振周波数4500rpmに比較的近い4000rpmとしたので、上述のようにケース体32の回転数とバランス球43、43、・・・との相対的な速度を早く「0」にすることができる。
【0076】
また、上記実施例においては、振動系40の共振周波数をディスクドライブ装置21の使用回転数域(3000〜6000rpm)内に設定することにより、この共振周波数より高次の共振周波数が使用回転数域内に存在することなく、回転駆動機構30の回転数が振動系40の高次の共振周波数と一致したならば生ずるであろう振幅の大きな振動が生ぜず、更に安定した回転を得ることができる。
【0077】
このように、回転駆動機構の使用回転数域内に振動系の高次の共振周波数を含めないようにするためには、最大使用回転数をRとし、振動系の1次共振周波数をfrとすると、
R/2<fr<R
の関係を有するようにすれば良い。
【0078】
例えば、上記本実施例にかかる12倍速のディスクドライブ装置21の場合には、振動系40の1次共振周波数を50Hz(3000rpm)乃至100Hz(6000rpm)の範囲内に設定する。このようにすることにより、振動系40の2次共振周波数は100Hz乃至200Hzの範囲内となって、使用回転数域に2次共振周波数が含まれず、使用回転数域内において2次共振による振幅の大きな振動が生じることがない。
【0079】
更に、上記実施例にかかる回転駆動機構30における振動系40の共振周波数を最大使用回転数よりも大きく設定し、一旦、上記共振周波数を超える回転数まで、スピンドルいモータ23の回転を上げて、自動調芯作用を生じさせた後、回転数を減じて使用回転数域で回転駆動機構30を使用することもできる。
【0080】
即ち、上記回転駆動機構30において、振動系40の共振周波数を116Hz(7000rpm)に設定し、スピンドルモータ23の回転数を7000rpm以上にして調芯作用を生じさせ、その後、回転を減じて使用回転数域である3000〜6000rpmで使用する。
【0081】
このように一旦、自動調芯作用を生じさせた後に、減速することにより合成回転体39の回転を安定させることができ、しかも、上記実施例にかかる回転駆動機構30のようにバランス部材保持手段17及びバランス部材戻り抑制手段18を備えたディスクドライブ装置21にあっては、広い回転数域において調芯状態を維持することができるため、更に、安定した合成回転体39の回転を使用回転数域で実現することができる。
【0082】
図14は本発明回転駆動機構の第2の実施例を示すものである。
【0083】
この第2の実施例が前記第1の実施例と比較して相違する点は、バランス部材戻り抑制手段がヨークでなく、マグネットの着磁方法であるので、図面には要部のみを示し、また、その説明は上記相違点についてのみ行い、他の部分については図面の各部に前記第1の実施例に係る回転駆動機構における同様の部分に付した符号と同じ符号を付することによりその説明を省略する。
【0084】
図14は、第2の実施例にかかる回転駆動機構30Aの自動調芯機構7Aの水平断面を示すものであり、ケース体32内の中心部には周方向に多極着磁されたマグネット46が配置されている。
【0085】
このように周方向に多極着磁されたマグネット46は、周方向に12極に着磁されており、それぞれの各極間に発生する磁界は周方向に隣り合う極間において生ずる。このため、ここに発生する磁界は、マグネットの厚さ方向に2極着磁されたものと比較して狭く、これにより、ケース体32の外周部に及ぶ磁力が少なくなる。
【0086】
従って、マグネット46そのものが、バランス部材保持手段17及びバランス部材戻り抑制手段18として機能する。
【0087】
また、マグネット46のケース体32の外周部に及ぼす影響は、その多極着磁された各極の外周面の周方向における長さによるため、マグネット46の周方向の着磁数を多くして各極の外周面の周方向の長さを短くすることにより、外周部への磁力の影響を少なくすることができ、従って、バランス部材戻り抑制手段18としての機能を増大させることができる。
【0088】
尚、上記した各実施例において、バランス部材戻り制御手段として、ヨーク45、45を用いたり、バランス部材保持手段としてのマグネットの着磁方法を工夫したりしたものを示したが、本発明回転駆動機構はこれに限らず、例えば、ケース体の外周部にリング状のマグネットを設けても良い。かかる場合、バランス部材制御手段としてのマグネットの磁力を弱くしておけばよい。
【0089】
また、上記した各実施例においては、アンバランスを有する記録ディスク22をディスクテーブルに装着したときに、合成回転体39に対して自動調芯作用を実行させる例を示したが、合成回転体39のうちの記録ディスク22以外の部材がアンバランスを有する場合においても、回転駆動機構30によって自動調芯作用を実行させて回転時の振動を抑制することができる。
【0090】
更に、、上記した各実施例においては、本発明に係る回転駆動機構をディスクドライブ装置21の回転駆動機構30に適用したものを説明したが、本発明に係る回転駆動機構は、産業用機械や他の電化製品に備えられるものに適用することもできる。
【0091】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、請求項1に係る発明によれば、自動調芯機構を備える回転駆動機構において、回転加速時において、所定の回転数になるまでバランス部材をケース体の中心部に保持するバランス部材保持手段と、上記所定回転数以上になって外周部に移動されたバランス部材を、その回転減速時においては上記所定回転数よりも低い回転数になるまでケース体の中心部に戻って来ないようにするバランス部材戻り抑制手段を設けたので、合成回転体に偏重心があったとしても、合成回転体を調芯した状態で回転させることができ、しかも、バランス部材保持手段を設けたので、高速回転になってからバランス部材を開放するため、バランス部材の回転とケース体の回転との相対的な速度が早期にほぼ「0」となり、調芯作用が迅速に為されるとともに、バランス部材戻り抑制手段を設けたので、上記調芯状態を低速回転まで維持することができ、回転駆動機構の使用回転数域を拡大することができる。
【0092】
請求項2に係る発明によれば、バランス部材を磁性材料により形成し、ケース体の中心部には軸方向に着磁された円環状のマグネットを配設して、バランス部材保持手段を構成するとともに、該マグネットの軸方向の少なくとも一方の端面に円環状のヨークを設けて、外周部に移動されたバランス部材に上記バランス部材保持手段の磁力が及びにくくし、低速回転になるまでバランス部材が中心部に戻って来ないようにしてバランス部材戻り抑制手段を構成したので、簡単な構造で、バランス部材保持手段及びバランス部材戻り抑制手段を構成することができ、しかも、バランス部材保持手段の機能を増強することができる。
【0093】
請求項3に係る発明によれば、バランス部材を磁性材料により形成し、ケース体の中心部には周方向に多極着磁された円環状のマグネットを配設して、バランス部材保持手段を構成するとともに、上記バランス部材保持手段としてのマグネットを周方向に多極着磁したことが、外周部に移動されたバランス部材に上記バランス部材保持手段の磁力を及びにくくして、低速回転時においてもバランス部材が中心部に戻って来ないようにしたバランス部材戻り抑制手段として機能するようにしたので、簡単な構造で、バランス部材保持手段及びバランス部材戻り抑制手段を構成することができる。
【0094】
尚、上記した各実施例において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際しての具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る回転駆動機構に用いられる自動調芯機構の原理を説明するための概念図である。
【図2】図3と共に、本発明に係る回転駆動機構の基本構成を概念的に示すもので、本図は全体の概略側面図である。
【図3】自動調芯機構の基本構成を概念的に示す概略縦断面図である。
【図4】図5乃至図9と共に、本発明回転駆動機構の第1の実施例を示すものであり、本図は本発明に係る回転駆動機構を使用したディスクドライブ装置を概略的に示す斜視図である。
【図5】合成回転体を示す拡大縦断面図である。
【図6】バランス球がマグネットに吸着されている状態を示す拡大水平断面図である。
【図7】自動調芯作用が実行された状態を示すケース体の拡大水平断面図である。
【図8】バランス球がケース体の外周部に移動された状態を示す拡大水平断面図である。
【図9】ケース体が回転された状態を示す拡大縦断面図である。
【図10】図11と共に、本発明回転駆動機構におけるメカシャーシの加速度と回転数との関係を表わすもので、本図は回転加速時のグラフ図である。
【図11】回転減速時のグラフ図である。
【図12】図13と共に、ヨークがない場合の回転駆動機構におけるメカシャーシの加速度と回転数との関係を表わすもので、本図は回転加速時のグラフ図である。
【図13】回転減速時のグラフ図である。
【図14】本発明回転駆動機構の第2の実施例を示す要部の拡大水平断面図である。
【符号の説明】
6…回転駆動機構、7…自動調芯機構、8…回転駆動手段、9…支軸、14…移動空間、15…ケース体、16…バランス部材、17…バランス部材保持手段、18…バランス部材戻り抑制手段、19…合成回転体、23…スピンドルモータ、30…回転駆動機構、31…スピンドル軸、32…ケース体、32a…移動空間、39…合成回転体、43…バランス球、44…マグネット、45…ヨーク、7A…自動調芯機構、30A…回転駆動機構、46…マグネット
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of a rotational drive mechanism, and more specifically, suppresses vibrations generated when a synthetic rotating body that is unbalanced in weight is rotated. It relates to expanding technology.
[0002]
[Prior art]
Many industrial machines, household appliances, computers, and the like are provided with a rotating member that is rotated by a motor or the like. For example, a disk drive device (rotary drive device) used in a computer reproduces an information signal by an optical pickup device or a magnetic head device while rotating an optical disk or a magneto-optical disk as a signal recording medium by a disk rotation drive mechanism. / Or record. In such a disk drive device, an optical disk rotated by a disk rotation drive mechanism is also included in a part of the composite rotating body.
[0003]
The disk drive device includes an optical pickup device that irradiates the optical disk rotated by the disk rotation driving mechanism with a laser beam. The disk rotation drive mechanism includes a disk table on which an optical disk is mounted and a spindle motor for rotating the disk table.
[0004]
The optical pickup device includes a light source for irradiating the optical disk with laser light, and a photodetector for receiving the reflected light of the laser light reflected on the signal recording surface of the optical disk. The optical pickup device and the disk rotation drive mechanism are mounted on, for example, a subchassis. The subchassis supports the optical pickup device so as to be movable in a direction in which the subchassis is moved toward and away from the disk rotation driving mechanism fixedly supported by the subchassis.
[0005]
The disk drive device configured as described above records and / or reproduces an information signal by irradiating an optical disk rotated by a spindle motor with a laser beam emitted from an optical pickup device.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a recording disc such as an optical disc may be unbalanced in weight during manufacturing. When a recording disk having a heavy imbalance is rotated, the center of rotation does not coincide with the center of gravity, and the recording disk vibrates with the disk table. When such vibration occurs, focusing and tracking on the signal recording surface of the recording disk by the optical pickup device and tracking of the recording disk by the magnetic head device cannot be performed satisfactorily.
[0007]
In general, the amount of imbalance that occurs in a recording disk varies depending on the recording disk. That is, the substrate thickness of the recording disk is non-uniform or the density is non-uniform, and the center of gravity of the recording disk is not located at the center of the recording disk. Will occur.
[0008]
Furthermore, recently, it has become possible to record or reproduce data on a recording disk at a high speed, and there is also a problem that the vibration of the recording disk increases as the rotational speed increases.
[0009]
Therefore, if there is no vibration suppression means that can respond at any time according to the amount of weight imbalance or the rotational speed of each recording disk, the vibration of the recording disk cannot be suppressed.
[0010]
Accordingly, an object of the rotational drive mechanism of the present invention is to overcome the above-described problems and to perform the rotation performed by the rotational drive means in a state in which the eccentricity of the rotational center does not occur.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the rotational drive mechanism of the present invention is rotated by a rotational drive means via a support shaft, and a case body having a moving space in which a cross-sectional shape in a direction orthogonal to the axial direction forms an annular shape, A balance member movably disposed in the movement space of the case body, and the balance member is moved relative to the other part of the synthetic rotator along with the rotation of the rotation driving means, Balance member that has an automatic alignment mechanism that aligns the center of gravity of the combined rotating body by positioning it on the rotation axis, and holds the balance member at the center of the case body until a predetermined number of rotations is achieved during rotation acceleration The holding means and the balance member that has been moved to the outer peripheral portion at a speed equal to or higher than the predetermined rotational speed do not return to the center of the case body until the rotational speed is lower than the predetermined rotational speed at the time of rotational deceleration. Like It is provided with a balancing member detent means.
[0012]
Therefore, in the rotation drive mechanism of the present invention, since the automatic alignment mechanism is provided, even if there is an eccentric center of gravity in the combined rotating body, the combined rotating body can be rotated in an aligned state, Since the balance member holding means is provided, when the rotation is accelerated, the balance member is released after the high speed rotation. Since the centering action is performed quickly and the balance member return restraining means is provided, the centering state can be maintained up to the low speed rotation at the time of rotational deceleration, so that the rotational speed of the rotational drive mechanism is used. The area can be expanded.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Details of the rotational drive mechanism of the present invention will be described below in accordance with an embodiment shown in the accompanying drawings.
[0014]
First, the principle of the automatic alignment mechanism in the rotation drive mechanism of the present invention will be described.
[0015]
Such an automatic alignment mechanism is described by Theear's automatic balancing device. For details on the automatic balancing apparatus of Thear, refer to “Mechanical Mechanics” (March 1982) P146, 147 published by Rigaku Corporation.
[0016]
In the present specification, the automatic balancing apparatus 1 of Thear will be briefly described with reference to FIG. The automatic balancing device 1 of Thearl is a rotating disk 2 and two steel balls (balance members) 4 and 4 arranged so as to freely move in a groove 3 of the rotating disk 2 and rotation. When the rotational speed of the rotating disk 2 exceeds the natural circular frequency (dangerous speed) of the rotating shaft 5, Me = 2 mr · cos α (M: rotating with the rotating disk 2). Rotor ball mass of shaft 5, e: rotor part eccentricity, m: mass of steel ball 4, r: steel ball starting radius, α: angle formed by eccentric direction and steel ball 4) 4 is an apparatus which is automatically positioned, eliminates the eccentricity of the rotating disk 2, and reduces the vibration of the rotor portion.
[0017]
Here, the reason why the automatic automatic collision device 1 of Theear operates when the natural frequency of the rotating shaft 5 is exceeded will be briefly described. The movement of the center of gravity G of the rotating disk 2 and the steel balls 4, 4 This is because the movement is in the opposite phase and the steel balls 4 and 4 are moved and positioned in the direction opposite to the eccentric direction.
[0018]
The rotational drive mechanism 6 of the present invention has an automatic alignment mechanism 7 based on the principle of the Theearl automatic balancing apparatus 1. In the above-mentioned Theearl automatic balancing apparatus 1, two steel balls 4 and 4 are used as the balance member. However, the balance member in the automatic alignment mechanism 7 of the rotary drive mechanism 6 of the present invention is described here. The present invention includes all balance members described in the specification of 1997 Patent Application No. 53704 filed on March 7, 1997 by the present applicant.
[0019]
The rotation driving mechanism 6 includes a rotation driving means 8 and an automatic alignment mechanism 7 fixed to a support shaft 9 of the rotation driving means 8. The rotation driving mechanism 6 is elastic to a base chassis 10 fixed to the apparatus main body. It is fixed to the subchassis 12 supported via the member 11 (see FIG. 2). As a result, the sub chassis 12 is floatingly supported with respect to the base chassis 10, and the vibration system 13 is configured by the sub chassis 12, the components (rotation drive mechanism 6 and the like) mounted on the sub chassis 12, and the elastic member 11. As will be described later, the vibration system 13 plays an important role in the automatic alignment mechanism 7 of the rotational drive mechanism 6 of the present invention.
[0020]
The automatic alignment mechanism 7 includes a case body 15 having an annular movement space 14 and a plurality of balance members 16, 16,..., Which are movably arranged in the movement space 14 of the case body 15. Provide (see FIG. 3). The case body 15 corresponds to the rotating disk 2 in the Automatic automatic balancing device 1 of the above-mentioned, and the balance members 16, 16, ... correspond to the steel balls 4, 4 respectively.
[0021]
Note that such an automatic alignment mechanism 7 only needs to be fixed to the support shaft 9 of the rotation driving means 8, and the position thereof may be, for example, inside the mechanism of the rotation driving means 8, and will be described later. You may make it incorporate in the inside of the disk table demonstrated in an Example, or the inside of a chucking member.
[0022]
In the central part of the case body 15, balance member holding means for holding the balance members 16, 16,... At the central part until a predetermined rotational speed (hereinafter referred to as “separation rotational speed”) is reached. .. Are provided, and the balance members 16, 16,... Are rotated together with the balance member holding means 17 until the rotational drive means 8 reaches the separation rotational speed at the time of rotational acceleration. Thereby, the relative speed with respect to the case body 15 of the balance members 16, 16,...
[0023]
If the balance members 16, 16,... Are allowed to move freely in the moving space 14 from the start of rotation of the rotation drive means 8, the inertia balances even if the case body 15 rotates. A state where the members 16, 16,... Are stopped or a state delayed with respect to the rotation of the case body 15 occurs, and the relative speed between the case body 15 and the balance members 16, 16,. This is because it takes time to reach “0”, and as described later, the alignment is delayed. Therefore, it is desirable to set the separation rotation speed as high as possible and slightly lower than the resonance frequency of the vibration system 13.
[0024]
Further, the balance member 16, 16,... Moved to the outer peripheral portion of the case body 15 is returned to the central portion of the case body 15 until the rotation speed is lower than the above-described separation rotation speed. Balance member return suppression means 18 is provided to prevent the balance members 16 and 16 from rotating until the rotational speed is lower than the above-mentioned separation rotational speed (hereinafter referred to as “return rotational speed”) during rotational deceleration. Are positioned on the outer peripheral portion of the case body 15. Thereby, even if it becomes lower than the said separation | separation rotation speed, an alignment state is maintained until it becomes a return rotation speed. In the case where the balance member return suppressing means 18 is not provided, for example, when the balance member holding means 17 described in the embodiment described later is a magnet, the return rotational speed is the balance members 16, 16,. · Means a rotational speed lower than the rotational speed at which the suction force against the centrifugal force applied to the balance members 16, 16,.
[0025]
Therefore, the balance members 16, 16,... Do not move to the outer periphery unless they are rotated at a high speed (the above-mentioned separation rotational speed) during rotation acceleration, and rotate at a low speed (return) during rotation deceleration. If the rotational speed does not reach the center, the balance does not return to the central portion, and the balance members 16, 16,...
[0026]
The elastic coefficient of the elastic member 11 is determined by the elastic member 11 and the mass of the sub-chassis 12 (including the mass of the sub-chassis 12 mounted), and the resonance frequency of the vibration system 13 constituted by these is determined as the rotational drive mechanism 6. Set lower than the number of rotations used. The elastic member 11 can be any elastic member, and may be a natural rubber, a synthetic rubber, a soft synthetic resin, or a spring.
[0027]
The rotation drive means 8 includes all components related to rotation control such as a drive system such as a spindle motor and a control system such as a motor driver.
[0028]
The composite rotator 19 includes all members rotated by the rotation driving means 8, such as a disk table, a chucking member, and an automatic alignment mechanism 7 in the disk drive device described in the embodiments described later, as well as rotation driving means. 8 includes a rotor 20 that is a rotating member and a recording disk mounted on the support shaft 9 and a disk table.
[0029]
The vibration system 13 has the following functions in the automatic alignment mechanism 7 of the rotary drive mechanism 6 of the present invention.
[0030]
That is, in the self-aligning mechanism 7, when the rotational speed of the rotation driving means 8 exceeds a so-called dangerous speed (speed at which shaft shake increases), the balance members 16, 16,. 19 is moved to a position that cancels the weight imbalance of 19 (hereinafter referred to as “retraction phenomenon”), and therefore, the centering action is performed. (Dangerous speed) is several 10 K At the normal rotation speed (about 1000 to 6000 rpm), the above critical speed is far below. Therefore, by constructing the vibration system 13, the retraction of the balance members 16, 16,... Can be caused by the resonance of the vibration system 13 without reaching the original critical speed.
[0031]
【Example】
Embodiments of the rotational drive mechanism of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In each of the embodiments shown below, the present invention is applied to a rotational drive mechanism of a 12 × speed disk drive device that performs reproduction or recording on a recording disk such as an optical disk or a magneto-optical disk.
[0032]
4 to 9 show a disk drive device 21 using a rotational drive mechanism according to the first embodiment.
[0033]
The recording disk 22 is configured by forming a signal recording surface on a transparent substrate formed into a disk shape having a diameter of 120 mm using a synthetic resin material such as polycarbonate. The recording disk 22 is provided with a circular opening (chucking hole) 22a at the center thereof. The recording disk 22 is positioned by fitting a positioning projection of a disk table, which will be described later, into the circular opening 22a.
[0034]
The disk drive device 21 includes a mechanical chassis 25 on which a spindle motor 23 and an optical pickup device 24 serving as rotational driving means are mounted, and a plurality of dampers 27, 27 for floatingly supporting the mechanical chassis 25 with respect to the base chassis 26,. (See FIG. 4). The mechanical chassis 25 corresponds to the sub chassis 12, and the damper 27 corresponds to the elastic member 11.
[0035]
The optical pickup device 24 is supported on the mechanical chassis 25 via guide shafts 28 and 28 so as to be movable in the radial direction of the recording disk 22 mounted on the disk table. The optical pickup device 24 includes a light source and a photodetector (not shown) such as a laser diode, irradiates the recording disk 22 with laser light emitted from the light source via the objective lens 29, and also records the laser light recording disk. The reflected light from 22 is detected by a photodetector.
[0036]
The rotary drive mechanism 30 is fixed to the upper end portion of the spindle shaft 31 in the same manner as the case body 32 fixed to the spindle motor 23 and a position near the upper end of the spindle (spindle shaft) 31 rotated by the spindle motor 23. And a disk table (turn table) 33 (see FIG. 5).
[0037]
The spindle shaft 31 is supported by a motor substrate 34 fixed on the mechanical chassis 25 so as to be rotatable around an axis via rotation bearings 35 and 35. A motor rotor 36 constituting the spindle motor 23 is attached to the spindle shaft 31. The motor rotor 36 is formed in a substantially cylindrical shape, and a drive magnet 37 is fixed to the inner surface portion. That is, the spindle shaft 31 is a spindle (drive shaft) of the spindle motor 23. Further, the drive magnet 37 faces the stator coil 38 fixed on the motor substrate 34 (see FIG. 5).
[0038]
The disk table 33 is formed in a substantially disc shape, and is fixed to the spindle shaft 31 by press-fitting the tip end portion of the spindle shaft 31 into a support shaft press-fitting hole formed in the center portion. The disk table 33 is provided with a positioning projection 33a for positioning the recording disk 22 at the center thereof. The positioning projection 33 a is provided so as to protrude in a substantially truncated cone shape, and is positioned in the circular opening 22 a of the recording disk 22 to position the recording disk 22.
[0039]
Further, a magnet is built in the positioning protrusion 33a, and a chucking member (clamper) (not shown) having a magnetic material is attracted. That is, the recording disk 22 is securely held by being sandwiched between the disk table 33 and the chucking member by the positioning projection 33a attracting the chucking member. When a drive current is supplied to the stator coil 38 of the spindle motor 23 and the motor rotor 36 rotates, the spindle mounted on the spindle shaft 31, the case body 32, the disk table 33, the chucking member, and the disk table 33 together with the motor rotor 36. The disk 22 is rotated integrally, and the balance balls 43, 43,... Are also rotated around the rotation axis of the spindle shaft 31 in the moving space 32a. That is, a rotating member (motor rotor 36, spindle shaft 31) included in the spindle motor 23 and a rotating member (disk table 33, chucking member, recording disk 22, automatic alignment mechanism 7) rotated by the spindle motor 23 are combined and rotated. The body 39 is configured (hereinafter, the center of gravity of each of these members, that is, the center of gravity of the combined rotating body 39 is referred to as “combined center of gravity”).
[0040]
.. And the mechanical chassis 25 (including everything mounted on the mechanical chassis 25 such as the spindle motor 23 and the optical pickup device 24 (including the disk table 33 and the chucking member)). The vibration system 40 is configured. Such a vibration system 40 corresponds to the vibration system 13 described in the above embodiment.
[0041]
The elastic coefficients of the dampers 27, 27,... Are set so that the resonance frequency of the vibration system 40 is, for example, 75 Hz (4500 rpm) when the disk drive device 21 has a 12-times speed. The This is because the rotational speed range of the 12 × disk drive device 21 is about 3000 to 6000 rpm, and in the case of many disk drive devices at present, the information signal on the innermost circumference side is read immediately after the start of rotational drive. This is because, when the information signal on the innermost circumference is read, the maximum rotational speed (6000 rpm) is obtained, and therefore it is sufficient that the alignment operation is performed before the maximum rotational speed is reached.
[0042]
Note that the resonance frequency of the vibration system 40 may be made closer to the maximum rotational speed of 6000 rpm. In this way, the separation rotational speed set to a rotational speed slightly lower than the resonance frequency of the vibration system 40 can be set high, and the relative speed between the case body 32 and the balance balls 43, 43,. It becomes possible to realize the pull-in phenomenon at an early stage.
[0043]
The case body 32 is formed of, for example, a synthetic resin material, and is positioned in a state of being fixed to the spindle shaft 31 between the motor rotor 36 and the disk table 33. The case body 32 includes a housing portion 41 and a top plate portion 42 that covers the housing portion 41, and the central portion of the housing portion 41 is fixed to the spindle shaft 31 coaxially with the spindle shaft 31.
[0044]
An internal space (hereinafter referred to as “moving space”) 32a of the case body 32 has an annular shape, and, for example, six balance balls 43, 43 serving as balance members are provided in the moving space 32a. Are accommodated to constitute the automatic alignment mechanism 7.
[0045]
The balance spheres 43, 43,... Are formed in a spherical shape from a magnetic material such as iron or nickel, and are movable in the radial direction and the circumferential direction in the moving space 32a.
[0046]
A magnet (permanent magnet) 44 serving as a magnetic field generating means is disposed at the center in the moving space 32a. The magnet 44 has an annular shape, is magnetized in two poles in the thickness direction (a direction parallel to the rotation axis direction), and is provided on the inner peripheral wall of the housing portion 41 so as to be fitted onto the spindle shaft. 31 is arranged coaxially. When the spindle motor 23 is not rotating or is rotating at a low speed, the balance balls 43, 43,... Are attracted to the magnet 44 and are positioned on the inner peripheral side in the moving space 32a. As a result, the magnet 44 attracts the balance balls 43, 43,... Until it reaches a predetermined rotation speed (separation rotation speed), and functions as the balance member holding means 17.
[0047]
In addition, the balance balls 43, 43,... Are attracted to the magnet 44, and the adjacent ones are magnetized in the same direction and repel each other, so that the six balance balls 43, 43,.・ Are located at equal intervals in the circumferential direction. For this reason, there is no eccentric center of gravity due to the presence of the balance balls 43, 43,... There is nothing wrong.
[0048]
The upper and lower surfaces of the magnet 44 are attracted by an annular yoke 45, 45 having a slightly larger diameter than the magnet 44, so that the magnetic field of the magnet 44 is generated between one yoke 45 and the other yoke 45. It is mainly formed between the outer peripheries, and the magnetic force is concentrated, so that the attractive force increases and the magnetic force hardly reaches the outer peripheral portion of the case body 32.
[0049]
As a result, the yokes 45, 45 enhance the function of the magnet 44 as the balance member holding means, and also apply the magnetic force of the magnet 44 to the balance balls 43, 43,... Moved to the outer peripheral portion of the case body 32. Until the centrifugal force applied to the balance balls 43, 43... Is reduced, that is, until the rotation speed is low (return rotation speed), the balance balls 43, 43. It functions as a balance member return suppression means that suppresses returning.
[0050]
In this embodiment, the yokes 45, 45 are provided on the upper surface and the lower surface of the annular magnet 44, but the present invention is not limited to this and may be provided only on the upper surface or only the lower surface. In this embodiment, the yokes 45 and 45 having a diameter slightly larger than that of the magnet 44 are used. However, in this way, the magnetic flux can be concentrated between the outer peripheral edges of the yokes 45 and 45. It is possible to increase the attractive force of the magnet 44 and reduce the influence of the magnetic force on the outer peripheral portion of the case body 32. Further, the diameter of the yokes 45, 45 may be the same as that of the magnet 44. In such a case, the attractive force of the magnet 44 against the balance balls 43, 43,. Can be increased.
[0051]
Thus, by appropriately selecting the size of the yokes 45, 45, the attractive force of the magnet 44 against the balance spheres 43, 43... Can be set, and thus the balance spheres 43, 43,. ... Can be appropriately designed for the separation rotation speed for separating the magnet 44 from the magnet 44 and the return rotation speed for returning. Further, the attractive force of the magnet 44 is appropriately changed depending on the shape (diameter, thickness, etc.) of the yokes 45, 45, the magnetic force of the magnet 44 itself, the size of the balance balls 43, 43. can do. Therefore, by appropriately selecting the attracting force by the magnet 44 and / or the yokes 45, 45, in the disk drive device 21, when the rotational speed of the balance balls 43, 43,. The return rotation speed of the balance balls 43, 43,.
[0052]
Next, the movement of the balance balls 43, 43,... Of the automatic alignment mechanism 7 in the rotational drive mechanism 30 of the disk drive device 21 will be described with reference to FIGS. 10 and FIG. 11 show (acceleration center of gravity) acceleration (G) in the radial direction of the mechanical chassis 25 when the recording disk 22 having an unbalance amount of 1 g · cm is mounted on the disk drive device 21 and the rotational speed of the spindle motor 23 ( rpm).
[0053]
FIGS. 12 and 13 are graphs showing the relationship between the acceleration of the mechanical chassis and the rotation speed of the spindle motor in the rotary drive mechanism that does not have the yokes 45, 45, and are combined for the purpose of comparison with the present embodiment. I will explain.
[0054]
Further, this rotational drive mechanism 30 provided with the yokes 45, 45 has a separation rotational speed of the balancing balls 43, 43... Of the automatic alignment mechanism 7 to 4000 rpm, a return rotational speed to 1500 rpm, and a vibration system 40. The resonance frequency is set to 75 Hz (4500 rpm). In addition, the rotational drive mechanism without the yoke has a low balance rotational speed of the balance balls 43, 43,... As low as 3000 rpm, and the magnetic field extends strongly to the outer periphery of the case body. The return rotation speed of the balls 43, 43,... Is 2000 rpm.
[0055]
Thus, when the spindle motor 23 of the rotation drive mechanism 30 starts rotating (during rotation acceleration), there is almost no vibration up to about 1500 rpm, and the vibration gradually increases after exceeding 1500 rpm (see FIG. 10).
[0056]
In the rotation drive mechanism 30, when the spindle motor 23 reaches 4000 rpm, the balance balls 43, 43,. At the moment of separation, the rotation speed of the balance balls 43, 43,... Is almost the same as that of the magnet 44. However, the rotation of the balance balls 43, 43,. The number is delayed with respect to the number of rotations of the case body 32. That is, when the balance balls 43, 43,... Are detached, the balance balls 43, 43,.
[0057]
After that, the balance balls 43, 43,... Move in the radial direction and the circumferential direction in the moving space 32a, but become unclear, but due to frictional resistance between the inner bottom surface of the case body 32 and the inner surface of the outer peripheral wall, the spindle motor Since the rotational force of 23 is transmitted to the balance balls 43, 43,..., The relative speed between the case body 32 and the case body 32 is about 4500 rpm. Almost “0”. In this state, the balance balls 43, 43... Are positioned on the outer peripheral portion of the case body 32 and are pressed against the inner surface of the outer peripheral wall by centrifugal force.
[0058]
When the rotational speed is around 4500 rpm, resonance of the vibration system 40 occurs, and the balance spheres 43, 43,. Note that, in the vicinity of 4500 rpm, the vibration does not appear to be particularly large in FIG. 10, but this is because the balance spheres 43, 43,. Although the movement of the case body 32 and the movement of the balance spheres 43, 43,... Are in opposite phases, the balance spheres 43, 43,. Retraction occurs by moving in the direction opposite to the balance direction (see FIG. 7).
[0059]
When the pull-in phenomenon occurs at about 4500 rpm, a centering action is performed, whereby the vibration of the mechanical chassis 25 is reduced and the acceleration is about 0.5 G.
[0060]
As described above, when the recording disk 22 having an unbalance is rotated, the balance spheres 43, 43,... Located on the axis. Accordingly, the combined rotating body 39 rotates without vibration. Therefore, even when the recording disk 22 having unbalance is mounted, the combined center of gravity can be rotated with the combined center of gravity positioned on the rotation axis.
[0061]
Thereafter, even if the rotation speed of the spindle motor 23 increases, the vibration increases slightly, but does not increase greatly. The acceleration is 0.7 to 0 even at the maximum use speed of 6000 rpm in the use speed range. It is within 8G.
[0062]
When the recording disk 22 having no weight imbalance (eccentric center of gravity) is attached to the disk drive device 21, the vibration of the vibration system 40 is originally small, so that the balance balls 43, 43,. When the number is exceeded, the balance spheres 43, 43,... Are somewhat out of order in the moving space 32a, but since there is no unbalance from the beginning, the centering action is performed early, and the balance spheres 43, 43,. In the moving space 32a, as shown in FIG. 8 and FIG.
[0063]
On the other hand, in the rotary drive mechanism without the yokes 45, 45, a graph (FIG. 12) almost the same as that of the rotary drive mechanism 30 is drawn up to 3000 rpm, but the balance sphere is detached from the magnet at 3000 rpm. The balance ball is exposed in the case body. And when the balance ball is detached at a low rotation speed, the relative speed with the case body Almost It takes some time to reach “0”. Although it does not appear in this graph, in practice, the acceleration of rotation must be reduced (the gradient of the graph is made gentle).
[0064]
And even in such a rotational drive mechanism, the relative speed between the case body and the balance ball is just before 4500 rpm. Almost In the vicinity of 4500 rpm, resonance of the vibration system 40 occurs, causing the pulling phenomenon of the balance spheres 43, 43,... Further, at 6000 rpm, the vibration slightly increases as the number of rotations increases as in the case of the rotation drive mechanism 30.
[0065]
Next, the operation at the time of rotational deceleration in the rotary drive mechanism 30 according to the present embodiment will be described.
[0066]
When the rotation of the spindle motor 23 is decelerated from 6000 rpm, the vibration does not change greatly and gradually decreases, and the vibration is almost eliminated at around 3000 rpm. The reason for little vibration during the rotation deceleration is that once the alignment operation is executed, the balance balls 43, 43,... Are attracted to the magnet 44, that is, the return rotation in the automatic alignment mechanism 7 is performed. This is because the alignment state is maintained until the number reaches (see FIG. 11).
[0067]
When the rotational speed reaches 1500 rpm, the attractive force of the magnet 44 against the balance balls 43, 43,... Is superior to the centrifugal force, and the balance balls 43, 43,. Is done. In such a low rotation range, even if there is a slight eccentric gravity center, the vibration due to this is small, and even if the signal information of the recording disk 22 is read and written even in the rotation speed range of this range. There is no.
[0068]
As described above, in the disk drive device 21 having the automatic alignment mechanism 7 provided with the yokes 45, 45, the recording disk 22 having a weight imbalance in the use rotation speed range (3000 to 6000 rpm) is provided. Even if it is rotated, vibration does not occur in the synthetic rotating body 39 due to the automatic aligning action, and even with such a recording disk 22, information signals can be written or read satisfactorily on the signal recording surface.
[0069]
The above-described rotational speed range is a normal rotational speed range of the 12 × disk drive device 21. In such a high-speed disk drive device, a high-speed mode and a low-speed mode can be set. There is something that looks like this. For example, there is a disk drive device having a high speed mode of 12 × speed and a low speed mode of 4 × speed, and the rotation speed range is 3000 to 6000 rpm in the high speed mode and 1000 to 2000 rpm in the low speed mode. Yes. Further, this type of disk drive device can be used even at a single speed, and in this case, the rotation speed range is about 200 to 500 rpm.
[0070]
In the disk drive device 21 described above, the alignment state can be maintained up to 1500 rpm, and since the vibration is small even if the alignment state is canceled in the low-speed rotation region as described above, In all of the rotation speed ranges of 0 to 6000 rpm as well as the use rotation speed range at 4 × speed and 1 × speed, vibrations that impede reading and writing of the recording disk do not occur.
[0071]
On the other hand, in the rotational drive mechanism having no yoke, when decelerating from 6000 rpm, the balance sphere is attracted to the magnet at about 2000 rpm, thereby eliminating the alignment state and synthesizing. It can be seen that the unbalance of the rotating body vibrates the vibration system as it is, and the acceleration value of the mechanical chassis slightly increases at about 2000 rpm (see FIG. 13).
[0072]
As described above, in a rotational drive mechanism that does not have a yoke, the alignment state is quickly eliminated during rotation deceleration, and unexpected vibration occurs.
[0073]
In short, when the balance ball is detached and returned only by the magnetic force of the magnet, if the magnetic force of the magnet is increased, the separation rotational speed can be increased, but the return rotational speed is also increased, and the magnetic force of the magnet is reduced. If it is reduced, the return rotational speed can be lowered, but the separation rotational speed is also lowered.
[0074]
Therefore, when the yokes 45 and 45 are provided as in the above-described embodiment of the present invention, the attractive force can be increased without increasing the magnitude of the magnetic force of the magnet 44. When the magnet 44 having the same magnetic force is used, The separation rotational speed can be increased, and the magnetic flux is concentrated, so that the influence of the magnetic force on the surroundings can be reduced, and the return rotational speed can be decreased.
[0075]
In the above embodiment, since the separation rotational speed is set to 4000 rpm which is relatively close to the resonance frequency 4500 rpm of the vibration system 40, the rotational speed of the case body 32 and the balance balls 43, 43,. Speed can be quickly set to “0”.
[0076]
Further, in the above embodiment, by setting the resonance frequency of the vibration system 40 within the use rotation speed range (3000 to 6000 rpm) of the disk drive device 21, the resonance frequency higher than this resonance frequency is within the use rotation speed range. Therefore, if the rotational speed of the rotary drive mechanism 30 matches the higher order resonance frequency of the vibration system 40, a vibration with a large amplitude that would be generated does not occur, and a more stable rotation can be obtained.
[0077]
Thus, in order not to include the high-order resonance frequency of the vibration system in the use rotation speed range of the rotation drive mechanism, assuming that the maximum use rotation speed is R and the primary resonance frequency of the vibration system is fr. ,
R / 2 <fr <R
It is sufficient to have a relationship of
[0078]
For example, in the case of the 12 × speed disk drive device 21 according to the present embodiment, the primary resonance frequency of the vibration system 40 is set within a range of 50 Hz (3000 rpm) to 100 Hz (6000 rpm). By doing in this way, the secondary resonance frequency of the vibration system 40 is in the range of 100 Hz to 200 Hz, the secondary resonance frequency is not included in the use rotation speed region, and the amplitude due to the secondary resonance is within the use rotation speed region. Large vibration does not occur.
[0079]
Furthermore, the resonance frequency of the vibration system 40 in the rotary drive mechanism 30 according to the above embodiment is set to be larger than the maximum use rotation speed, and once the rotation of the spindle motor 23 is increased to the rotation speed exceeding the resonance frequency, After the automatic centering action is produced, the rotational drive mechanism 30 can be used in the operating rotational speed range by reducing the rotational speed.
[0080]
That is, in the rotational drive mechanism 30, the resonance frequency of the vibration system 40 is set to 116 Hz (7000 rpm), the rotation speed of the spindle motor 23 is set to 7000 rpm or more to cause a centering action, and then the rotation is reduced and used. It is used at 3000-6000 rpm which is several ranges.
[0081]
In this way, once the automatic centering action is generated, the rotation of the synthetic rotating body 39 can be stabilized by decelerating, and the balance member holding means as in the rotation driving mechanism 30 according to the above embodiment. In the disk drive device 21 provided with the balance member return restraining means 18 and the balance member return suppressing means 18, the alignment state can be maintained in a wide rotational speed range. Can be realized.
[0082]
FIG. 14 shows a second embodiment of the rotational drive mechanism of the present invention.
[0083]
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the balance member return suppressing means is not a yoke, but a magnet magnetizing method. Further, the description will be given only for the above-mentioned differences, and the other parts will be explained by attaching the same reference numerals to the same parts in the rotary drive mechanism according to the first embodiment to the respective parts of the drawings. Is omitted.
[0084]
FIG. 14 shows a horizontal cross section of the automatic alignment mechanism 7A of the rotary drive mechanism 30A according to the second embodiment, and a magnet 46 magnetized in the circumferential direction at the center in the case body 32. Is arranged.
[0085]
The magnet 46 magnetized in the circumferential direction in this way is magnetized to 12 poles in the circumferential direction, and a magnetic field generated between the respective poles is generated between the poles adjacent in the circumferential direction. For this reason, the magnetic field generated here is narrower than that magnetized in the thickness direction of the magnet, and the magnetic force reaching the outer periphery of the case body 32 is reduced.
[0086]
Accordingly, the magnet 46 itself functions as the balance member holding means 17 and the balance member return suppressing means 18.
[0087]
Further, the influence of the magnet 46 on the outer peripheral portion of the case body 32 depends on the circumferential length of the outer peripheral surface of each multipolar magnetized pole, so the number of magnets 46 in the circumferential direction is increased. By shortening the circumferential length of the outer peripheral surface of each pole, the influence of the magnetic force on the outer peripheral portion can be reduced, and therefore the function as the balance member return suppressing means 18 can be increased.
[0088]
In each of the above-described embodiments, yokes 45 and 45 are used as the balance member return control means, or the magnet magnetization method as the balance member holding means is devised. The mechanism is not limited to this, and for example, a ring-shaped magnet may be provided on the outer periphery of the case body. In such a case, the magnetic force of the magnet as the balancing member control means may be weakened.
[0089]
Further, in each of the above-described embodiments, an example in which the automatic alignment operation is performed on the synthetic rotator 39 when the recording disk 22 having unbalance is mounted on the disc table has been described. Even when the members other than the recording disk 22 are unbalanced, the rotation driving mechanism 30 can execute the automatic alignment action to suppress vibration during rotation.
[0090]
Further, in each of the above-described embodiments, the rotation drive mechanism according to the present invention is applied to the rotation drive mechanism 30 of the disk drive device 21. However, the rotation drive mechanism according to the present invention is an industrial machine, It can also be applied to those provided in other electrical appliances.
[0091]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the invention according to claim 1, in the rotational drive mechanism including the automatic alignment mechanism, the balance member is attached to the case body until the predetermined rotational speed is reached during the rotation acceleration. The balance member holding means that holds the central portion and the balance member that has been moved to the outer peripheral portion at a speed equal to or higher than the predetermined rotational speed are reduced until the rotational speed is lower than the predetermined rotational speed when the rotational speed is reduced. Since the balance member return suppression means is provided so that it does not return to the center, even if there is an eccentric center of gravity in the composite rotator, the composite rotator can be rotated in an aligned state, and the balance Since the member holding means is provided, the relative speed between the rotation of the balance member and the rotation of the case body is increased in order to release the balance member after high-speed rotation. Almost “0” is achieved, and the alignment operation is performed quickly, and the balance member return suppression means is provided, so that the alignment state can be maintained up to the low-speed rotation, and the use rotation speed range of the rotation drive mechanism is expanded. can do.
[0092]
According to the second aspect of the present invention, the balance member is formed of a magnetic material, and an annular magnet magnetized in the axial direction is disposed at the center of the case body to constitute the balance member holding means. At the same time, an annular yoke is provided on at least one end face in the axial direction of the magnet so that the balance member moved to the outer peripheral portion is less likely to receive the magnetic force of the balance member holding means, and the balance member is rotated until it rotates at low speed. Since the balance member return suppressing means is configured so as not to return to the center, the balance member holding means and the balance member return suppressing means can be configured with a simple structure, and the function of the balance member holding means Can be strengthened.
[0093]
According to the third aspect of the present invention, the balance member is formed of a magnetic material, and an annular magnet that is multipolarly magnetized in the circumferential direction is disposed at the center of the case body, and the balance member holding means is provided. When the magnet as the balance member holding means is multipolarly magnetized in the circumferential direction, the magnetic force of the balance member holding means is less likely to be exerted on the balance member moved to the outer peripheral portion, and at low speed rotation Since the balance member functions as a balance member return suppressing means that prevents the balance member from returning to the center, the balance member holding means and the balance member return suppressing means can be configured with a simple structure.
[0094]
It should be noted that the specific shapes and structures of the respective parts shown in each of the above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and as a result, the technical scope of the present invention. Should not be interpreted in a limited way.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the principle of an automatic alignment mechanism used in a rotary drive mechanism according to the present invention.
2 conceptually shows the basic configuration of the rotational drive mechanism according to the present invention together with FIG. 3, and this figure is a schematic side view of the whole. FIG.
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view conceptually showing the basic structure of an automatic alignment mechanism.
4 shows a first embodiment of the rotational drive mechanism of the present invention together with FIGS. 5 to 9, and FIG. 4 is a perspective view schematically showing a disk drive device using the rotational drive mechanism according to the present invention. FIG.
FIG. 5 is an enlarged longitudinal sectional view showing a synthetic rotating body.
FIG. 6 is an enlarged horizontal sectional view showing a state where a balance sphere is attracted to a magnet.
FIG. 7 is an enlarged horizontal cross-sectional view of the case body showing a state in which the automatic alignment action is performed.
FIG. 8 is an enlarged horizontal sectional view showing a state in which the balance sphere has been moved to the outer periphery of the case body.
FIG. 9 is an enlarged vertical sectional view showing a state where the case body is rotated.
FIG. 10 together with FIG. 11 represents the relationship between the acceleration of the mechanical chassis and the rotational speed in the rotational drive mechanism of the present invention, and this figure is a graph at the time of rotational acceleration.
FIG. 11 is a graph at the time of rotational deceleration.
FIG. 12 shows the relationship between the acceleration of the mechanical chassis and the rotation speed in the rotation drive mechanism when there is no yoke together with FIG. 13, and this figure is a graph at the time of rotation acceleration.
FIG. 13 is a graph at the time of rotational deceleration.
FIG. 14 is an enlarged horizontal sectional view of an essential part showing a second embodiment of the rotational drive mechanism of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 6 ... Rotation drive mechanism, 7 ... Automatic centering mechanism, 8 ... Rotation drive means, 9 ... Support shaft, 14 ... Moving space, 15 ... Case body, 16 ... Balance member, 17 ... Balance member holding means, 18 ... Balance member Return restraining means, 19: Synthetic rotating body, 23: Spindle motor, 30 ... Rotation drive mechanism, 31 ... Spindle shaft, 32 ... Case body, 32a ... Moving space, 39 ... Synthetic rotating body, 43 ... Balance ball, 44 ... Magnet 45 ... Yoke, 7A ... Automatic alignment mechanism, 30A ... Rotation drive mechanism, 46 ... Magnet

Claims (3)

回転駆動手段により回転される回転部材及び回転駆動手段に含まれる回転する部材(以下、これらの回転する部材を総称して「合成回転体」という。)の重心(以下、「合成重心」という。)を回転中に自動的に回転軸上に位置させる自動調芯機構を備えた回転駆動機構であって、
自動調芯機構は、回転駆動手段により支軸を介して回転され、軸方向に直交する方向の断面形状が円環状を為す移動空間を有するケース体と、該ケース体の移動空間内に移動可能に配設されたバランス部材とを有し、該バランス部材を回転駆動手段の回転に伴い合成回転体の他の部分に対して相対的に移動させて、合成回転体の合成重心を回転軸上に位置させるものであるとともに、
回転加速時において、所定の回転数になるまでバランス部材をケース体の中心部に保持するバランス部材保持手段と、上記所定回転数以上になって外周部に移動されたバランス部材を、回転減速時において上記所定回転数よりも低い回転数になるまでケース体の中心部に戻って来ないようにするバランス部材戻り抑制手段とを設けた
ことを特徴とする回転駆動機構。
The center of gravity (hereinafter referred to as “synthetic center of gravity”) of the rotating member rotated by the rotation driving means and the rotating members included in the rotation driving means (hereinafter, these rotating members are collectively referred to as “synthetic rotating body”). ) Is a rotary drive mechanism equipped with an automatic alignment mechanism that automatically positions on the rotation axis during rotation,
The automatic centering mechanism is rotated by a rotation drive means via a support shaft, and a case body having a moving space in which a cross-sectional shape in a direction perpendicular to the axial direction forms an annular shape, and can move within the moving space of the case body And the balance member is moved relative to the other parts of the synthetic rotating body along with the rotation of the rotation driving means, so that the composite center of gravity of the synthetic rotating body is on the rotation axis. As well as
During rotation acceleration, the balance member holding means for holding the balance member at the center of the case body until the predetermined number of rotations is reached, and the balance member that has been moved to the outer peripheral part at the above-mentioned predetermined number of rotations or more during rotation deceleration. And a balance member return suppressing means for preventing the case from returning to the center of the case body until the rotational speed is lower than the predetermined rotational speed.
請求項1に記載した回転駆動機構において、
バランス部材を磁性材料により形成し、
ケース体の中心部には軸方向に着磁された円環状のマグネットを配設して、バランス部材保持手段を構成するとともに、
該マグネットの軸方向の少なくとも一方の端面に円環状のヨークを設けて、外周部に移動されたバランス部材に上記バランス部材保持手段の磁力が及びにくいようにし、低速回転時になるまでバランス部材が中心部に戻って来ないようにしてバランス部材戻り抑制手段を構成するようにした
ことを特徴とする回転駆動機構。
In the rotary drive mechanism according to claim 1,
The balance member is made of a magnetic material,
An annular magnet magnetized in the axial direction is arranged at the center of the case body to constitute a balance member holding means,
An annular yoke is provided on at least one end surface of the magnet in the axial direction so that the magnetic force of the balance member holding means is not easily applied to the balance member moved to the outer peripheral portion, and the balance member is centered until the low speed rotation is reached. A rotation drive mechanism characterized in that the balance member return suppressing means is configured so as not to return to the section.
請求項1に記載した回転駆動機構において、
バランス部材を磁性材料により形成し、
ケース体の中心部には周方向に多極着磁された円環状のマグネットを配設して、バランス部材保持手段を構成するとともに、
上記バランス部材保持手段としてのマグネットを周方向に多極着磁したことが、外周部に移動されたバランス部材に上記バランス部材保持手段の磁力が及ばないようにして低速回転時においてもバランス部材が中心部に戻って来ないようにしたバランス部材戻り抑制手段として機能するようにした
ことを特徴とする回転駆動機構。
In the rotary drive mechanism according to claim 1,
The balance member is made of a magnetic material,
In the center of the case body, an annular magnet magnetized in the circumferential direction is arranged to constitute a balance member holding means,
When the magnet as the balance member holding means is multipolarly magnetized in the circumferential direction, the balance member does not reach the balance member moved to the outer peripheral portion so that the magnetic force of the balance member holding means does not reach even at low speed rotation. A rotation drive mechanism characterized by functioning as a balance member return restraining means that prevents return to the center.
JP11242697A 1997-04-30 1997-04-30 Rotation drive mechanism Expired - Fee Related JP3755233B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11242697A JP3755233B2 (en) 1997-04-30 1997-04-30 Rotation drive mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11242697A JP3755233B2 (en) 1997-04-30 1997-04-30 Rotation drive mechanism

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10309058A JPH10309058A (en) 1998-11-17
JP3755233B2 true JP3755233B2 (en) 2006-03-15

Family

ID=14586352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11242697A Expired - Fee Related JP3755233B2 (en) 1997-04-30 1997-04-30 Rotation drive mechanism

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3755233B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108282053A (en) * 2018-01-02 2018-07-13 美的集团股份有限公司 Balanced component, electric machine assembly and broken wall cooking machine
CN112379117B (en) * 2020-11-16 2021-12-07 北京理工大学 Magnetoelectric rotation angular velocity and angular acceleration integrated sensor
CN112379118B (en) * 2020-11-16 2021-12-07 北京理工大学 Rotational angular velocity and rotational angular acceleration integrated measuring device
CN113437816B (en) * 2021-07-20 2022-09-23 珠海格力电器股份有限公司 Rotor subassembly and have its motor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10309058A (en) 1998-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6005749A (en) Rotation drive apparatus
JP4038911B2 (en) Disk rotation drive mechanism and disk drive device
JPH1083622A (en) Disk drive device
JP3843526B2 (en) Rotary operation device
JP3755233B2 (en) Rotation drive mechanism
JP3974393B2 (en) Rotation drive mechanism
CN1330078C (en) Rotary drivers
JP2002359947A (en) Automatic balancing equipment
JP4730221B2 (en) Automatic balancing device, rotating device and disk drive device
JPH11339379A (en) Disk rotation driving mechanism
JP3747571B2 (en) Rotation drive mechanism
JP3721702B2 (en) Rotation drive mechanism and disk device
JPH10208374A (en) Disk device
JP3716544B2 (en) Rotation drive mechanism
JP2000040281A (en) Disk device
JP2000102211A (en) Rotation drive mechanism
JP3594284B2 (en) Spindle motor
JPH10309059A (en) Rotation driving mechanism
JPH10290540A (en) Rotationally driving device
JP3822772B2 (en) Automatic balancing device
JP3833037B2 (en) Automatic balancing device
JPH1141857A (en) Rotator
JP2000082254A (en) Rotary driving device
JPH10309057A (en) Rotation driving mechanism
JP2013008407A (en) Disk drive

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20051129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20051212

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100106

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100106

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110106

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120106

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130106

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees