JP2003151259A

JP2003151259A - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP2003151259A
Application number: JP2001344693A
Authority: JP
Inventors: Hironori Saito; 裕典斉藤; Hisahiro Miki; 久弘三木; Seiji Hamaya; 誠二濱家; Kohei Takita; 耕平滝田; Ikuo Nishida; 育雄西田; Kenji Watabe; 賢司渡部; Yoichi Narui; 陽一成井
Original assignee: Hitachi LG Data Storage Inc
Current assignee: Hitachi LG Data Storage Inc
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2003-05-23

Abstract

(57)【要約】【課題】光ディスク装置において、冷却ファンを用いず
に、効率的な冷却が可能で、塵埃の進入も抑えられる技
術を提供する。【解決手段】装置外面を形成するカバー部材の面のうち
装置パネルに対向する側の面内に開口部を設け、ディス
ク回転により、装置内の空気を該開口部から排気して装
置内を冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク装置の冷
却技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスク装置においては、光ヘ
ッドの光学系部品への塵埃付着を防ぐため、比較的気密
性が高い構造としている。また、近年の高記録密度化、
書き込み機能の付加、回転速度及びアクセス速度向上等
の市場要求により、デバイス駆動用ＬＳＩ、又はディス
ク回転用ディスクモータ、光ヘッド移動用送りモータ、
光ヘッド等の発熱量が増大し、装置内部の温度上昇によ
って、各デバイス、部品が、限界温度を越えてしまうこ
ともあり、問題になりつつある。この対策としては、従
来、冷却用ファンにより強制的に、装置の吸気穴より外
気を装置内に取り込み、装置内冷却で温度上昇した空気
を排気穴から外部に排気する方法や、装置の小形化、低
騒音化、省電力化、高信頼化、低価格化等の点から、冷
却ファンを設けずに、例えばディスクの回転を利用して
装置冷却を行う方法等がある。該ディスク回転を利用す
る技術としては、例えば、特開２００１−１５５４７９
号公報に記載されたものがある。該公報には、ディスク
搬送方向に対し両側の装置カバーに開口部を設け、一方
を吸気用開口部、他方を排気用開口部とし、回転ディス
クによって、該吸気用開口部から装置内に空気を吸い入
れ、装置内を流動させて冷却を行った後、該排気用開口
部から装置外に排気する構成が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公報記載の技術で
は、吸気用開口部から装置内に外気を取り入れる構成の
ため、吸気開口部の流速が速くなり、外気中に浮遊して
いる塵埃が空気とともに装置内に流入してしまい、光ヘ
ッドの対物レンズや光学系のミラー等に付着して、ディ
スクからのデータ読み出しのときに読み出しエラーを起
させるおそれがある。また、吸気用開口部と排気用開口
部とが、ディスク搬送方向に対し両側の装置カバー面に
形成されているため、該光ディスク装置がパソコン内等
に組込まれる場合は、該両側の装置カバー面の外側に組
込み用部材が設けられ、該両開口部が該部材によって塞
がれてしまい、吸気と排気とを十分に行えなくなる可能
性が高い。本発明の課題点は、光ディスク装置を、冷却
ファンを設けない構成において、効率的に装置内を冷却
でき、かつ、塵埃の影響を受けにくくできるようにする
ことである。本発明の目的は、かかる課題点を解決でき
る技術の提供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題点を解決するた
めに、本発明では、（１）装置外面を形成するカバー部
材の面のうち装置パネルに対向する側の面内に開口部を
設け、ディスク回転により、装置内の空気を該開口部か
ら排気する。（２）装置外面を形成するカバー部材の面
のうち装置パネルに対向する側の面内に開口部を設け、
ディスク回転により、該カバー部材を含む外装部品の合
わせ面隙間から外気を装置内に吸入し、装置内の空気を
上記開口部から排気する。（３）ディスクの回転時は該
開口部を開放し、非回転時は該開口部を閉鎖する開閉部
材を設ける。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例につき、図
面を用いて説明する。図１〜図６は、本発明の光ディス
ク装置の第１の実施例を説明する図である。図１は本発
明の第１の実施例としての光ディスク装置の外観図で、
装置パネルに対向する側の斜視図、図２は装置パネルか
ら見た前方斜視図、図３は、図１、図２の光ディスク装
置の分解斜視図、図４はディスク回転時における装置内
空気の流れの説明図、図５はディスク回転時における装
置内空気の流れの説明図であって装置パネル面に平行な
断面における装置内空気の流れの説明図、図６はディス
ク回転時における装置内空気の流れの説明図であって装
置パネル面に直角な断面における装置内空気の流れの説
明図である。図１、図２において、１はトップカバー、
１ａは排気用開口部としてのトップカバー排気穴、１ｂ
はトップカバー側面、２はメカブロックベース、８はボ
トムカバー、１３は装置パネルとしてのフロントパネ
ル、Ｓ１はトップカバー１とボトムカバー８間の合わせ
面隙間、Ｂ１はメカブロックベース２と回路基板（図
３）及びボトムカバー８間の合わせ面隙間、Ｆ１はフロ
ントパネル１３とトップカバー１及びボトムカバー８間
の合わせ隙間である。上記メカブロックベース上には、
トレイ等のディスク搬送機構や、ディスク回転駆動用の
モータや、ターンテーブル等のディスク回転機構や、光
ヘッドなどの光学系部品等が配されている。上記回路基
板には、信号処理回路や上記モータの駆動回路を含む回
路部が形成されている。上記トップカバー排気穴１ａ
は、トップカバー１の装置後方の右上端側面位置に設
け、ここから装置内の空気を、ディスク回転により装置
の外部に排出する。

【０００６】図３は、上記図１、図２の光ディスク装置
の分解斜視図である。図３において、２ａはメカブロッ
クベース排気穴、３はディスクモータ、４は光ヘッド、
５は光ヘッド送りモータ、６はシャシ、６ａはシャシ中
央開口部、７は回路基板、１０はクランパ、１１はゴム
ダンパ、１２はトレイ、１２ａはトレイ中央開口部であ
る。トレイ１２は、ディスク（図示なし）を搬送する。
メカブロックベース排気穴２ａは、メカブロック内部の
空気の流路上にあって、トップカバー１のトップカバー
排気穴１ａに対応した位置に、切り欠き状の形態で設け
られる。装置内に搬送されたディスクは、ディスクモー
タ３に直結されたターンテーブル上に載置され、クラン
パ１０により該ターンテーブルに密着固定され、ディス
クモータ３によって回転される。光ヘッド４は、この回
転しているディスクにレーザ光線を照射し、その反射光
よりディスク面に記録されている情報（ピット情報）を
読み取ったり、あるいは、記録用ディスク面上にレーザ
光線を高出力で照射することで情報（ピット情報）を書
き込んだりする。また、光ヘッド４は、光ヘッド移動用
送りモータ５によりディスクの内周側から外周側へ、あ
るいは外周側から内周側へと、ディスクの半径方向に搬
送され、ディスク面に書き込まれた情報を読み取った
り、ディスク面に情報を書き込んだりする。また、トレ
イ１２の中央部には、該光ヘッド４が、ディスクに対し
て半径方向に移動するための開口部（トレイ中央開口
部）１２ａが設けられている。ディスクモータ３、光ヘ
ッド４、及び光ヘッド移動用送りモータ５は、シャシ６
上に搭載されており、シャシ６は、振動吸収用のゴムダ
ンパ１１を介してメカブロックベース２に取付けられて
いる。また、シャシ６は、上記トレイ中央開口部１２ａ
と同様、光ヘッド４がディスクの半径方向に移動するた
めの開口部６ａを有する。さらに、メカブロックベース
２は、ディスク搬送用のトレイ１２とトレイ駆動用の機
構部（図示なし）とを備え、上部をトップカバー１、下
部を回路基板７及びボトムカバー８、前面部がフロント
パネル１３で囲まれた構造とされ、外部から塵埃の進入
を防ぐため、外装部品相互の合わせ面及びメカブロック
ベース２と各パーツ合わせ面は、気密性の点から、極力
隙間が生じないような形状となっている。

【０００７】図４はディスク回転時における装置内空気
の流れの説明図であって、装置上面側（ディスク上面）
から見た図である。図４において、９はディスクであ
る。

【０００８】図５はディスク回転時における装置内空気
の流れの説明図であって、フロントパネル１３の面に平
行な断面（トレイ挿入・排出方向（ディスク搬送方向）
に直角な断面）における装置内空気の流れの説明図であ
る。図５において、７ａは上記回路部としてのデバイス
駆動用ＬＳＩである。

【０００９】図６はディスク回転時における装置内空気
の流れの説明図であって、フロントパネル面に直角な断
面（トレイ挿入・排出方向（ディスク搬送方向）の断
面）における装置内空気の流れの説明図である。

【００１０】以下、上記図１から図６を用いて、本発明
の第１の実施例における冷却につき説明する。ディスク
モータ３により搭載されたディスク９が回転すると、装
置内には、上記図４〜図６に示すような空気の流れが発
生する。図４において、ディスク９の回転方向は時計方
向である。従って、メカブロック内部に発生する空気の
流れは、トレイ１２の上側の空間部においては、ディス
ク９の回転方向に沿い時計方向に生じる。メカブロック
内部の空気は、図４中の矢印のように、メカブロックベ
ース排気穴２ａ及びトップカバー排気穴１ａを通って装
置の外部に排出される。装置内からの空気排出に伴い、
逆に、装置内への外気の流入も発生する。本第１の実施
例では、特にこの装置内への外気取り込みを目的とした
吸気用開口は設けない構成である。このため、外気は、
外装部品相互の合わせ面部の隙間より流入する。該隙間
は、装置各部にわたって存在し、全体として、冷却用と
して必要な大きさの空気流路断面積が確保される。該隙
間の主なものとしては、トップカバー１とボトムカバー
８間の合わせ面隙間Ｓ１、メカブロックベース２と回路
基板７とボトムカバー８間の合わせ面隙間Ｂ１、及びフ
ロントパネル１３とトップカバー１及びボトムカバー８
間の合わせ面隙間Ｆ１がある。これらの隙間によって、
冷却用として必要な流入空気量が確保される。該隙間は
主に、部品の反り、ゆがみ等によって形成されるもので
あり、通常、該隙間の大きさは１００μｍ程度となる場
合が多い。これよりも大きくても、または小さくても実
用上は差し支えない。また、該微小な隙間から流入する
外気（外部空気）の流入量及び流速は、数ｍｍ〜数十ｍ
ｍ程度の大きさの隙間または開口の吸気穴を備える構成
の場合に比べて極めて小さく、流入空気中に含まれる塵
埃なども該微小な隙間を空気が通過する間に、該隙間を
形成しているカバー等諸構体の壁面に吸着されるなどし
て、メカブロック内に進入する分は極めて少なく、問題
にならないレベルとなる。また、トップカバー１は、平
板状のカバー素材を折り曲げて製作し、該折り曲げ部を
その左右両側面（ディスク搬送方向に対し両側の面）と
したコの字状構造としてあるため、この部分からの空気
の進入はほとんどなく、装置の左右両側面部における外
気の進入は、装置下部のボトムカバー８との合わせ面隙
間Ｓ１から行われる。図５及び図６に記載するように、
装置下部の合わせ隙間Ｓ１、Ｆ１より流入した外気は、
回路基板７の外周端の隙間より回り込み、回路基板７の
上面を通り、シャシ６下面からシャシ６の中央部の光ヘ
ッド可動部開口部６ａや、シャシ６上面とトレイ１２下
面の間などを通って、トレイ１２の中央開口部１２ａを
通り、ディスク９とトレイ１２の間を、ディスク９の回
転方向に沿いディスク外周側へと流れ、最終的には、装
置上端部に設けたメカブロックベース排気用穴２ａ及び
トップカバー排気穴１ａを通って装置外部に排出され
る。かかる装置内空気の流れ状態からもわかるように装
置内に流入した外気の一部は、回路基板７の下部に搭載
された駆動用ＬＳＩ７ａ、該駆動用ＬＳＩ７ａにより熱
せられる回路基板７の上面部、メカブロック内に装備さ
れたディスクモータ３、光ヘッド４、光ヘッド移動用送
りモータ５等発熱源の周りを流れ、メカブロックベース
排気用穴２ａ及びトップカバー排気穴１ａを通って、装
置外部に排出される。ディスク９の回転による空気流の
一部は、ディスク９の近くからトレイの中央開口部１２
aあるいはシャシ６のヘッド可動部開口部６aを通ってメ
カブロック下部に向かう流路を形成する。該流路の空気
は回路基板７の上面に沿って流れる。かかる空気流れに
よって、メカブロック内の温度は平均化される。空気流
による冷却効果は、装置内を通過する空気の流量に依存
し、該空気の流量は、ポンプのように作用する回転ディ
スクの直径と、開口部の大きさと、流路中の壁の構造な
どにより影響される。装置内の空気流に関し、吸気用開
口部も排気用開口部も設けないサンプル装置を用い、塵
埃を混入させた空気を装置内でディスク回転により流動
させる実験を行った結果、フロントパネル１３に対向す
る側のカバー面においてディスクの回転方向の隅部とそ
の近傍、特に、図１のトップカバー排気穴１ａの位置の
側に塵埃が多く付着した。この結果、少なくとも、フロ
ントパネル１３に対向する側のカバー面に排気用開口部
を設ける本発明の妥当性が検証された。

【００１１】光ディスク装置において、発熱が大きいの
は、ディスクが高速回転する高速処理の場合である。本
実施例では、ディスクの回転速度が高いと空気流量も大
きくなって、冷却効果も高まる。一方、ディスクが高速
回転する場合、空気の流速も高くなるため、塵埃の影響
が大きくなって問題になる可能性がある。しかし、実験
によれば、１００回転毎秒を越える回転速度の場合であ
っても、塵埃の影響は、問題ないレベルにあることが確
かめられた。また、冷却効果については、上記実験と同
じ回転速度の場合、排気穴を設けることによりメカブロ
ック内部で略３゜Ｃの温度低減がされるという結果が得
られた。

【００１２】上記実施例構成によれば、流速は緩やかで
はあるが、光ディスク装置内の発熱源を直接冷却するた
め、冷却の効果が高い。また、実施例構成においては冷
却に用いた空気を排気するための排気穴を装置上端部に
設けているため、装置内の発熱源で熱せられ、膨張して
密度が小さくなって装置上方向に上昇する空気を、効率
的に装置外に排気できる。また、本実施例の光ディスク
装置をパソコン等に内蔵する場合、その取付け部として
は、装置左右両側面（１ｂ面）あるいは、底面部に、パ
ソコンへの取付け用パネルを設け、所定の取付け位置に
ねじ締めなどして固定することになるが、実施例構成に
おいては冷却に用いた空気の排気穴を、装置後方側面に
設けているため、排気上の不都合は生じない。排気穴の
寸法としては、例えば、高さ略２．５ｍｍ×幅略３０ｍ
ｍとすることで、塵埃進入及び装置冷却効果において適
切な空気流量及び流速が装置内で得られることが実験的
に確認できた。場合によっては、これよりも大きくて
も、またはこれよりも小さくてもよい。さらに、ディス
ク回転時は、装置内の空気流れの方向が一定しかつ上記
排気穴からは空気の流出のみが行われるため、上記排気
穴からの塵埃の進入はほとんどない。また、ディスクが
回転していないときは、上記排気穴からは空気の流出は
ないが、該排気穴が装置の側面部に形成されているた
め、装置上方からの塵埃が該排気穴を通して装置内に進
入する危険性は極めて低い。

【００１３】図７は、本発明の光ディスク装置の第２の
実施例の説明図である。本第２の実施例は、トップカバ
ー排気穴１ａの部分に、風圧によって変位する開閉部材
を設ける場合の構成例である。ディスクが回転しない装
置非動作時において、装置外部から塵埃を含んだ空気
が、トップカバー排気穴１ａを通って装置内に流入しな
いようにするために、該トップカバー排気穴１ａの部分
に、空気流入防止用の開閉部材を設ける。この場合、該
開閉部材としては、流速が極めて低く風圧が極めて低い
ときでも排気穴を閉鎖でき、かつ、ディスク回転時にけ
る排気時の空気流れの抵抗を小さくできるものであるこ
とが必要条件とされる。図７において、１４は開閉部材
としてのプラスチックシートである。他の部分の構成
は、上記第１の実施例の場合と同様であり、同じ構成要
素には該第１の実施例の場合と同じ符号を付した。トッ
プカバー排気穴１ａの寸法よりも大きい平面積の上記プ
ラスチックシート１４を、トップカバー１の外側におい
て該トップカバー排気穴１ａを開閉可能なように、該ト
ップカバー１に固定してある。ディスクが回転している
時は、図７（ａ）のように、ディスク回転によって生じ
た空気流の圧力（風圧）によって、シート１４が反るよ
うに変位してトップカバー排気穴１ａに続く部分に排気
用の開口を形成する。ディスクの回転が停止すると、内
部の圧力がなくなるため、図７（ｂ）のように、プラス
チックシート１４は上記変位がなくなって平らな状態に
なり、トップカバー排気穴１ａを塞いで外部からの空気
が装置内に進入するのを阻止する。上記第２の実施例構
成によれば、簡易な構成によって、ディスク回転停止状
態時も、装置内への塵埃などの進入を防止できる。

【００１４】図８は、本発明の光ディスク装置の第３の
実施例の説明図である。本第３の実施例は、トップカバ
ー排気穴１ａの部分に、温度差によって変位する開閉部
材を設ける場合の構成例である。温度上昇が問題になる
状態では、装置内部の温度の方が、トップカバー排気穴
１ａ付近の装置外部の温度よりも高くなると考えられ
る。このため、開閉部材として、熱膨張率の異なる２枚
のシートを貼り合わせて成り該トップカバー排気穴１ａ
の寸法よりも大きい平面積を有するシート１５を、上記
第２の実施例の場合と同様、トップカバー１の外側にお
いて該トップカバー排気穴１ａを開閉可能なように、該
トップカバー１に固定する。装置の内部温度の方が外部
温度よりも高い場合は、図８（ａ）に示すように、シー
ト１５は外側に向かって反るように変位し、トップカバ
ー排気穴１ａに続く部分に排気用の開口を形成して、内
部の温度上昇した空気が外部に排気されるようにする。
逆に、装置の内部温度の方が外部温度よりも低い場合
は、図８（ｂ）に示すように、シート１５は上記の場合
とは逆方向に変位してトップカバー排気穴１ａを塞ぎ、
装置外部の温度上昇した空気が装置内に流入しないよう
にする。該シート１５は、変位状態において、中央部が
浮かない程度に剛性を適正化するとよい。上記第３の実
施例構成によれば、簡易な構成によって、装置外部の温
度が装置内部の温度よりも高い場合には、外部の空気が
装置内に流入するのを阻止でき、内部の温度上昇を防止
できる。空気流入の阻止に伴い、塵埃などの進入も防止
できる。

【００１５】なお、上記各実施例では、装置内への空気
の吸入を外装部品の合わせ面隙間から行う構成とした
が、この他、吸気穴（吸気用開口部）を設けた構成であ
ってもよく、例えば、装置パネル側に該吸気穴を設け、
そこから装置内に吸気するようにしてもよい。また、上
記各実施例では、排気穴（排気用開口部）を１個設ける
構成としたが、本発明はこれに限定されず、排気穴を複
数個設けてもよい。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、冷却ファンを用いずに
簡易な構成によって装置内の冷却を行うことができる。
装置内への塵埃の流入も抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例としての光ディスク装置
の装置パネルに対向する側の外観図である。

【図２】本発明の第１の実施例としての光ディスク装置
の装置パネル側の外観図である。

【図３】図１、図２の光ディスク装置の分解斜視図であ
る。

【図４】ディスク平面に平行な平面におけるディスク回
転時の装置内空気の流れの説明図である。

【図５】装置パネル面に平行な断面におけるディスク回
転時の装置内空気の流れの説明図である。

【図６】装置パネル面に直角な断面におけるディスク回
転時の装置内空気の流れの説明図である。

【図７】本発明の光ディスク装置の第２の実施例の説明
図である。

【図８】本発明の光ディスク装置の第３の実施例の説明
図である。

【符号の説明】

１…トップカバー、１ａ…トップカバー排気穴、１
ｂ…トップカバー側面、２…メカブロックベース、
２ａ…メカブロックベース排気穴、３…ディスクモー
タ、４…光ヘッド、５…光ヘッド送りモータ、６
…シャシ、６ａ…シャシ中央開口部、７…回路基
板、７ａ…デバイス駆動用ＬＳＩ、８…ボトムカバ
ー、９…ディスク、１０…クランパ、１２…トレ
イ、１２ａ…トレイ中央開口部、１３…フロントパ
ネル、１４、１５…シート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者濱家誠二東京都港区虎ノ門一丁目26番５号株式会社日立エルジーデータストレージ内 (72)発明者滝田耕平東京都港区虎ノ門一丁目26番５号株式会社日立エルジーデータストレージ内 (72)発明者西田育雄東京都港区虎ノ門一丁目26番５号株式会社日立エルジーデータストレージ内 (72)発明者渡部賢司横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立画像情報システム内 (72)発明者成井陽一東京都港区虎ノ門一丁目26番５号株式会社日立エルジーデータストレージ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスクに対し光信号を記録または再生す
る光ディスク装置であって、ディスクの搬送及びモータによる回転を行う機構部と、ディスク面に対し光の照射または受光を行う光学系と、信号処理回路及び上記モータの駆動回路を含む回路部
と、上記機構部、上記光学系、及び上記回路部を覆って装置
外面を形成し、装置パネルに対向する側のカバー面内に
開口部を有するカバー部材と、を備え、上記ディスク回転により、装置内の空気を上記
開口部から排気して、装置内の冷却を行う構成を特徴と
する光ディスク装置。
【請求項２】ディスクに対し光信号を記録または再生す
る光ディスク装置であって、ディスクをモータにより回転させるディスク回転機構部
と、ディスク面に対し光の照射または受光を行う光学系と、信号処理回路及び上記モータの駆動回路を含む回路部
と、上記ディスク回転機構部、上記光学系、及び上記回路部
を覆って装置外面を形成し、装置パネルに対向する側の
カバー面内に開口部を有したカバー部材と、を備え、上記ディスク回転により、装置内に空気流を発
生させ、上記カバー部材を含む外装部品の合わせ面隙間
から外気を装置内に吸入し上記開口部から排気して、装
置内の冷却を行う構成を特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】上記カバー部材の開口部は、装置パネルに
対向する側のカバー面内において上端部側に設けられる
請求項１または請求項２に記載の光ディスク装置。
【請求項４】上記カバー部材の開口部は、装置パネルに
対向する側のカバー面内において上記ディスクの回転方
向側にある隅部側に寄せて設けられる請求項１、２また
は３に記載の光ディスク装置。
【請求項５】上記カバー部材の開口部は、ディスクの回
転方向に長く伸びた形状を有する請求項１から４のいず
れかに記載の光ディスク装置。
【請求項６】ディスクに対し光信号を記録または再生す
る光ディスク装置であって、ディスクをモータにより回転させるディスク回転機構部
と、ディスク面に対し光の照射または受光を行う光学系と、信号処理回路及びモータ駆動回路を含む回路部と、上記ディスク回転機構部、上記光学系及び上記回路部を
覆って装置外面を形成し、装置パネルに対向する側のカ
バー面内に開口部を有したカバー部材と、上記ディスクの回転時は該開口部を開放し、非回転時は
該開口部を閉鎖する開閉部材と、を備え、上記ディスク回転時は、ディスク回転により、
上記カバー部材を含む外装部品の合わせ面隙間から空気
を装置内に吸入し上記開口部から排気して、装置内の冷
却を行い、ディスク非回転時は、上記開閉部材により上
記開口部を閉鎖することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項７】上記開閉部材は、上記ディスク回転により
生ずる空気流の、上記開口部における風圧、または、装
置内と装置外の温度差によって変位する構成である請求
項６に記載のディスク装置。