JP3683424B2 - バランス補正装置及びこれを備えた回転装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
モータ等の回転装置に取り付けられ、その回転時におけるアンバランスを修正するバランス補正装置及びこれを備えた回転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、モータには各種のものがあり、そのひとつにデータの記録・再生を行うための記録ディスク駆動用のものがある。そして、その記録ディスクには、ＣＤ、ＦＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＤＶＤ等種々のものがある。これらの記録ディスクは、記録・再生方式やデータ容量、回転速度、記録密度等の仕様あるいはディスクの材料、価格が異なるため、各ディスクごとにそれを駆動するモータとして種々のものが存在する。
【０００３】
近年、電子情報が文字から画像へと移行し、それに伴う情報の高度化、大容量化によって、その情報を大量にかつ素早く記録・再生ができること、更には低コストであることなどが記録ディスク及びこれを駆動する駆動装置に対して要求されている。
【０００４】
例えばＣＤの場合、当初は音楽再生用として登場したが、その利点を生かしＣＤ−ＲＯＭとしてコンピュータ用へと用途が拡大した。これにより、データ容量が増大し、動作時間（シークタイム）の短縮化と共に記録ディスク側を速く回転させること、即ち記録ディスク駆動用モータが高速化されるに至り、最近では音楽用ＣＤを基準速度として、２０倍速を超えるものが実現化されている。
【０００５】
ところで、従来の記録ディスク駆動用モータの具体的構成について図８を参照して説明する。
【０００６】
図８に示すように、シャーシ等の固定部材１に形成された開口にほぼ円筒状を成す静止部材としての保持部材２の下端部が嵌着され、保持部材２の底面開口部が閉塞板３により閉塞され、スラスト受４が閉塞板３上に載置されて保持部材２内の底部に配設され、滑り軸受５が保持部材２の内側に嵌着されている。
【０００７】
更に、保持部材２の外側にはコア７ａが嵌着され、このコア７ａに巻線７ｂが巻装され静止部材であるステータ７を構成している。また、回転部材であるシャフト８が滑り軸受５に嵌入され、その下端がスラスト受け４に当接し上端部が保持部材２の上方に突出して配設されている。シャフト８の上端部にはアルミニウム等の非磁性材から成る回転部材としてのハブ部材９が嵌着され、鉄等の磁性材から成る回転部材であるヨーク部材１０がハブ部材９に取り付けられている。
【０００８】
このヨーク部材１０は、ほぼ円板状の基部とこの基部の周縁に下方に垂下して一体形成された垂下部とにより構成され、その基部の中央部に形成された開口の周りの部分がハブ部材９の下端部に加締めにより取り付けられている。更に、駆動用マグネット１１がヨーク部材１０の垂下部の内側に嵌入され、ステータ７に相対向する位置に配設されている。
【０００９】
また図８に示すように、ハブ部材９の外側にターンテーブル部１３が形成され、このハブ部材９の中央にこの上面とほぼ同一面を形成するようにクランプマグネット１４が埋設され、このクランプマグネット１４により図示しない駆動装置側のディスク押圧手段が磁気吸引されて記録ディスクＤが固定される。そして、ステータ７の巻線７ｂへの電流の通流方向が制御されてステータ７が回転磁界を発生し、この回転磁界と駆動用マグネット１１との静磁界との吸引及び反発の繰り返しによって、静止状態のステータ７に対して駆動用マグネット１１、ヨーク部材１０、ハブ部材９及びシャフト８が回転し、これによりターンテーブル部１３及び記録ディスクＤが一定方向に回転する。
【００１０】
ところで、モータの高速化は、それまで問題にはならなかったような各部の寸法誤差等による重量バランスの偏り（アンバランス）を招来し、このようなアンバランスを修正するバランス補正装置として、従来例えば図８、図９に示すように、ハブ部材９におけるターンテーブル部１３の下面とヨーク部材１０の基部とで環状空間の収容部１６を形成し、この収容部１６に複数個の球体１７を周方向に移動自在に収容して成るバランス補正装置１８をモータに組み込むことが行われている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録ディスクＤでは、その記録面と反対側の面に様々な印刷がなされ、印刷に使用されるインクの重量に起因して記録ディスクＤに微少なアンバランスが生じるが、このアンバランスが極めて少なければ上記した環状空間の収容部１６とそこに収容された複数個の球体１７とから成るバランス補正装置１８では完全に補正することができず、極めてアンバランスが少ない記録ディスクＤ等を搭載して回転したモータでは、上記したバランス補正装置１８を備えていない場合よりもむしろバランス補正装置１８を備えた場合の方が、回転振れが大きくなるという問題が生じる。
【００１２】
また、アンバランスが少ない記録ディスクＤ等を搭載して回転したモータでは、上記したバランス補正装置１８を備えていると、同じモータであっても起動毎に回転振れの振動値が変化するといった問題もある。
【００１３】
これらの問題の原因として考えられるのは、モータ回転時に、バランス補正装置１８内のバランス修正子である球体１７が、例えば摩擦力等によってバランス補正点に正確に移動できずにこの点を含むある範囲内でバラツキを持って分布してしまうことが挙げられる。
【００１４】
この発明が解決しようとする課題は、微少アンバランスを確実に補正できるようにすることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明のバランス補正装置は、回転部材に連動して回転する連動部材と、回転部材の回転軸心を中心にして前記連動部材に所定中心角毎に区画して形成された複数の移動路と、前記各移動路内に当該移動路内のみを移動自在となるように収容されたバランス体とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
このような構成によれば、バランス体は、連動部材に均等位置に区画して形成された各移動路内において移動するだけでその移動範囲は著しく制限され、バランス体を殆ど拘束状態に保持できる。そのため、アンバランスの少ないディスクを搭載してモータを回転する場合、バランス体の移動によるアンバランスの発生を極力抑えることができると共に、バランス体が移動路内を移動することによって微少なアンバランスが確実に補正される。
【００１７】
このとき、連動部材は、全体の外形がほぼ多角形状で各頂点に相当する部分が曲線によりほぼ円弧状を成しているのが望ましい。そして、ほぼ円弧状を成す各頂点部分にそれぞれ移動路を形成すれば、回転部材の回転軸心を中心にして所定中心角毎に区画して移動路を形成できて、バランス体を移動路内で円滑にかつ静かに移動させることが可能になる。
【００１８】
また、本発明のバランス補正装置は、前記各移動路が、隔壁または仕切壁により形成されていることを特徴としている。こうすると、全体の外形がほぼ多角形状の壁面を有する連動部材を用いることで、その各頂点部分の壁面と隔壁または仕切壁とにより各移動路を簡単に形成することができる。
【００１９】
更に、本発明のバランス補正装置は、前記各移動路が、前記連動部材に前記所定中心角毎に加工された溝、穴等の凹部から成ることを特徴としている。こうすれば、全体の外形がほぼ多角形状を成す連動部材の、各頂点部分に溝または穴を形成することで、所定中心角毎に各移動路を容易に形成できる。
【００２０】
また、本発明のバランス補正装置は、前記バランス体が、転動体から成ることを特徴としている。この場合、転動体であれば移動路内を移動する際の摩擦が小さくて済み、しかも移動路内に収容する際の取り扱いが容易になるという利点がある。
【００２１】
更に、本発明の回転装置は、静止部材及びこの静止部材に対して回転自在に設けられた回転部材によって構成され、前記回転部材に連動して回転する連動部材と、前記回転部材の回転軸心を中心にして前記連動部材に所定中心角毎に区画して形成された複数の移動路と、前記各移動路内に当該移動路内のみを移動自在となるように収容されたバランス体とから成るバランス補正装置を備えていることを特徴としている。
【００２２】
このような構成によれば、回転部材の回転に伴う連動部材の回転時に、バランス体の移動に起因するアンバランスの発生を極力少なくすることができると共に、バランス体がアンバランスの補正点に移動路内で分配されて微少なアンバランスが確実に補正される。従って、安定した回転性能を有するモータ等の回転装置を提供することが可能になる。
【００２３】
また、本発明の回転装置は、前記各移動路が、隔壁または仕切壁により形成されていることを特徴としている。こうすることで、全体の外形がほぼ多角形状の壁面を有するような連動部材を用いれば、その各頂点部分の壁面と隔壁または仕切壁とにより各移動路を簡単に形成でき、微少なアンバランスを補正可能なバランス補正装置付の回転装置を提供することができる。
【００２４】
更に、本発明の回転装置は、前記各移動路が、前記連動部材に前記所定中心角毎に加工された溝、穴等の凹部から成ることを特徴としている。こうすると、全体の外形がほぼ多角形状を成す連動部材の、各頂点部分に溝または穴を形成することで、所定中心角毎に各移動路を形成でき、微少なアンバランスを補正可能なバランス補正装置付の回転装置を提供することができる。
【００２５】
また、本発明の回転装置は、前記バランス体が、転動体から成ることを特徴としている。この場合、転動体であれば移動路内を移動する際の摩擦が小さくて済み、しかも移動路内に収容する際の取り扱いが容易になり、微少なアンバランスを補正可能なバランス補正装置付の回転装置を提供することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
この発明の第１の実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。本実施形態は、バランス補正装置を備えた回転装置としての記録ディスク駆動用モータの例であり、図１は概略構成を示す側面図、図２は一部の概略図、図３及び図４はそれぞれ一部の変形例の概略図である。
【００２７】
本実施形態において、モータの基本的構成は上記した従来のものとほぼ同じであり、次の点だけが大きく相違している。即ち本実施形態では、図１に示すように、図８、図９における環状空間から成る収容部１６及びこれに収容された複数個の球体１７により構成されるバランス補正装置１８と同様、環状空間から成る収容部及び複数の球体から成る大きなアンバランスを補正するための第１のバランス補正装置２１に加えて、微少なアンバランスを補正するための第２のバランス補正装置２２を設けている。
【００２８】
このとき、回転部材であるシャフト８に連動して回転する連動部材を別途設け、この連動部材に第１及び第２のバランス補正装置２１、２２を形成している。つまり、図１に示すように、外形は円形状で断面コ字状で周壁２３ａを有する連動部材２３を準備し、その中心をシャフト８が貫通するように連動部材２３をシャフト８に取り付ける。
【００２９】
この連動部材２３の周面２３ａ内側に、リング状の仕切壁２４を立設して連動部材２３の周壁２３ａと仕切壁２４とにより環状空間から成る収容部２５を構成し、この収容部２５内に複数個の鋼球等の球体２６を収容して第１のバランス補正装置２１を形成する。
【００３０】
更に図２に示すように、仕切壁２４の内側に、外形がほぼ三角形を成し３つの頂点に相当する部分がほぼ円弧状を成す仕切壁２８を立設すると共に、仕切壁２８の円弧状を成す部分の内側にほぼ円弧状の仕切壁２９をそれぞれ立設し、仕切壁２８の円弧状を成す部分とその内側の各仕切壁２９とにより、ほぼ円弧状を成す移動路３０を１２０゜の中心角毎に区画して形成すると共に、これら各移動路３０内にバランス体として１個或いは複数個の転動体である球体３１を周方向に移動自在にそれぞれ収容して第２のバランス補正装置２２を形成する。
【００３１】
このように、三角形の各頂点部分に相当する位置にそれぞれほぼ円弧状の移動路３０を形成してそこに球体３１を収容して第２のバランス補正装置２２を構成したことにより、各球体３１は各移動路３０各移動路内において移動するだけでその移動範囲は著しく制限される。
【００３２】
そのため、印刷等に起因して微少にバランスがとれていない記録ディスクＤを搭載してモータを回転したときに、各球体３１は即座に移動路３０内のアンバランスの補正点に移動する。従って、第２のバランス補正装置２２により微少なアンバランスが補正される。
【００３３】
従って、上記した第１の実施形態によれば、第１のバランス補正装置２１により大きなアンバランスを補正することができるのみならず、第２のバランス補正装置２２により微少なアンバランスをも補正することができるため、非常に安定した回転性能を有する記録ディスク駆動用モータを提供できる。
【００３４】
また、モータの構成部材とは別に設けた連動部材２３に第１、第２のバランス補正装置２１、２２を形成してユニット化したため、記録ディスク駆動用モータやその他の回転装置に対して、必要に応じてこれらユニット化した両バランス補正装置２１、２２を着脱自在に装着することが可能になる。
【００３５】
尚、第２のバランス補正装置２２の変形例として、図２に示す仕切壁２８に代えて、例えば図３に示すように、外形が同じ三角形であっても各辺が曲線状を成し３つの頂点に相当する部分が放物線の一部によるほぼ円弧状を成す仕切壁３３を立設し、この仕切壁３３の内側にほぼ円形の仕切壁３４をそれぞれ立設し、仕切壁３３の円弧状を成す部分とその内側の各仕切壁３４とによりほぼ円弧状を成す移動路３５を１２０゜の中心角毎に区画して形成すると共に、これら各移動路３５内にバランス体として１個或いは複数個の転動体である球体３６を周方向に移動自在にそれぞれ収容して第２のバランス補正装置２２を形成してもよい。
【００３６】
また、第２のバランス補正装置２２の変形例として、図２に示す仕切壁２８に代えて、例えば図４に示すように、円形の仕切壁３８を仕切壁２４（図１参照）の内側に立設し、これら両仕切壁２４、３８の間に楕円の一部によるほぼ円弧状を成す仕切壁３９を中心角６０゜毎に立設し、仕切壁３８と各仕切壁３９との間にほぼ円弧状を成す移動路４０を６０゜の中心角毎に区画して形成すると共に、これら各移動路４０内にバランス体として１個或いは複数個の転動体である球体４１を周方向に移動自在にそれぞれ収容して第２のバランス補正装置２２を形成してもよい。
【００３７】
（第２の実施形態）
この発明の第２の実施形態について図５を参照して説明する。本実施形態において、上記した第１の実施形態と相違するのは、図５に示すように、図１のように第１及び第２のバランス補正装置２１、２２の２つのバランス補正装置を設けずに、微少なアンバランスを補正するためのバランス補正装置４５だけを設けたことである。
【００３８】
この場合のバランス補正装置４５は、基本的には図１における第２のバランス補正装置２２と同様の構成を有する。即ち、モータのシャフト８に連動して回転する連動部材４６に仕切壁４７等により所定中心角毎にほぼ円弧状の移動路４８が形成され、これら各移動路４８内にバランス体としての球体４９が収容されてバランス補正装置４５が構成されている。このときの移動路４８は、図２ないし図４のいずれかに示すような形状にすればよい。
【００３９】
従って、上記した第２の実施形態によれば、記録ディスクＤの持つアンバランスが極めて微少であるようなときに有効で、このバランス補正装置４５によりバランス補正を行うことができ、安定したモータの回転特性を得ることが可能になる。
【００４０】
なお、この発明の第３の実施形態として、図１ないし図４の第２のバランス補正装置２２におけるほぼ円弧状の各移動路３０、３５、４０、及び図５のバランス補正装置４５におけるほぼ円弧状の各移動路４８に代え、図６に示すように、複数の円弧状の隔壁５１を所定中心角（例えば１２０゜）毎に円周上に配置し、各隔壁５１間に円弧状の移動路５２を１２０゜の中心角毎に区画してそれぞれ形成し、これら各移動路５２内にバランス体としての１個或いは複数の球体５３を収容して微少なアンバランスを補正するバランス補正装置５４を構成してもよい。
【００４１】
更に、この発明の第４の実施形態として、図７に示すように、円板状の連動部材５５の上面に所定中心角（例えば１２０゜）毎にほぼ円弧状の溝、穴等の凹部から成る移動路５６を１２０゜の中心角毎に区画して形成し、これら各移動路５６内にバランス体としての１個或いは複数の球体５７を収容して微少なアンバランスを補正するバランス補正装置５８を構成してもかまわない。
【００４２】
また、上記した各実施形態では、モータの構成部材とは別の連動部材にバランス補正装置を形成してユニット化した場合について説明したが、モータの構成部材であるハブ部材９のターンテーブル部１３及びヨーク部材１０の基部（図８参照）にバランス補正装置を形成し、モータにバランス補正装置を一体的に組み込んでもよい。この場合、ハブ部材９のターンテーブル部１３が連動部材に相当する。
【００４３】
更に、図１に示すような第１、第２のバランス補正装置２１、２２を設ける場合に、一方のバランス補正装置をモータに一体的に組み込み、他方のバランス補正装置をユニット化してモータに着脱自在に装着するようにしてもよい。
【００４４】
また、図１ないし図４における第２のバランス補正装置２２及び図５におけるバランス補正装置４５では、ほぼ三角形や六角形等の多角形の各頂点部分にほぼ円弧状の移動路を形成した場合について説明したが、三角形や六角形以外の多角形であってもよいのは勿論であり、各頂点に形成する移動路も特に円弧状である必要もなく、要するにバランス体をその頂点部分に殆ど拘束状態に保持して微少範囲でのみ移動できるような形状の移動路を形成すればよい。
【００４５】
更に、上記した各実施形態では、バランス体を球体３１、３６、４１、５３、５７とした場合について説明したが、バランス体は必ずしも球体である必要はなく、樽型や円錐型等のその他の転動体であってもよく、流動体や半流動体であってもよい。
【００４６】
また、上記した各実施形態では、シャフト８が回転するタイプのモータにこの発明を適用した場合について説明したが、その他にインナーロータタイプのモータやシャフトが固定されたタイプのモータにもこの発明を適用することができるのは勿論である。
【００４７】
更に、この発明は、上記した各実施形態のようにモータに対して適用できるのに留まらず、回転軸を有し回転時にアンバランスを生じ得る全ての回転装置に対しても適用することが可能である。
【００４８】
また、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、バランス体の移動範囲を所定中心角毎に区画して形成された各移動路内に制限してバランス体を殆ど拘束状態に保持できるため、アンバランスの少ない回転部材の回転に伴う連動部材の回転時に、バランス体の移動に起因するアンバランスの発生を抑えることができると共に、バランス体が移動路内を移動することで回転部材の微少アンバランスを打ち消すことができるようになり、精度の高いバランス補正により回転装置の回転のいっそうの安定化を図ることが可能になる。
【００５０】
また、請求項２に記載の発明によれば、各移動路を簡単に形成することができる。
【００５１】
また、請求項３に記載の発明によれば、所定中心角毎に各移動路を容易に形成することができる。
【００５２】
また、請求項４に記載の発明によれば、バランス体が転動体であるため、移動路内を移動する際の摩擦が小さくて済み、移動路内に収容する際の取り扱いも容易になる。
【００５３】
また、請求項５に記載の発明によれば、微少なアンバランスであっても確実に補正することができ、安定した回転性能を有するモータ等の回転装置を提供することが可能になる。
【００５４】
また、請求項６に記載の発明によれば、各移動路を簡単に形成でき、微少なアンバランスを補正可能なバランス補正装置付の回転装置を容易に提供することが可能になる。
【００５５】
また、請求項７に記載の発明によれば、所定中心角毎に各移動路を容易に形成でき、簡易な構成の微少バランス補正用のバランス補正装置を備えた回転装置を提供することができる。
【００５６】
また、請求項８に記載の発明によれば、移動路内における移動の際の摩擦が小さくて済み、移動路内に収容する際の取り扱いが容易なバランス補正装置を得ることができ、微少バランス補正用のバランス補正装置付の回転装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態の概略構成を示す側面図である。
【図２】第１の実施形態の一部の概略図である。
【図３】第１の実施形態の一部の変形例の概略図である。
【図４】第１の実施形態の一部の他の変形例の概略図である。
【図５】この発明の第２の実施形態の外略構成を示す側面図である。
【図６】この発明の第３の実施形態の一部の概略図である。
【図７】この発明の第４の実施形態の一部の概略図である。
【図８】従来例の切断正面図である。
【図９】従来例の一部の平面図である。
【符号の説明】
２ 保持部材（静止部材）
７ ステータ（静止部材）
８ シャフト（回転部材）
９ ハブ部材（回転部材）
１０ ヨーク部材（回転部材）
１３ ターンテーブル部（連動部材）
２２ 第２のバランス補正装置
２３、４６、５５ 連動部材
２４、２８、２９、３３、３４、３８、３９、４７ 仕切壁
３０、３５、４０、５２、５６ 移動路
３１、３６、４１、５３、５７ 球体（バランス体）
５１ 隔壁
５４、５８ バランス補正装置

Claims (8)

1. 回転部材に連動して回転する連動部材と、
   回転部材の回転軸心を中心にして前記連動部材に所定中心角毎に区画して形成された複数の移動路と、
   前記各移動路内に当該移動路内のみを移動自在となるように収容されたバランス体と
   を備えたことを特徴とするバランス補正装置。
2. 前記各移動路が、隔壁または仕切壁により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバランス補正装置。
3. 前記各移動路が、前記連動部材に前記所定中心角毎に加工された溝、穴等の凹部から成ることを特徴とする請求項１に記載のバランス補正装置。
4. 前記バランス体が、転動体から成ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のバランス補正装置。
5. 静止部材及びこの静止部材に対して回転自在に設けられた回転部材によって構成され、
   前記回転部材に連動して回転する連動部材と、
   前記回転部材の回転軸心を中心にして前記連動部材に所定中心角毎に区画して形成された複数の移動路と、
   前記各移動路内に当該移動路内のみを移動自在となるように収容されたバランス体とから成るバランス補正装置を備えていることを特徴とする回転装置。
6. 前記各移動路が、隔壁または仕切壁により形成されていることを特徴とする請求項５に記載の回転装置。
7. 前記各移動路が、前記連動部材に前記所定中心角毎に加工された溝、穴等の凹部から成ることを特徴とする請求項５に記載の回転装置。
8. 前記バランス体が、転動体から成ることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の回転装置。

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