JP2004185701A

JP2004185701A - Disk centering holder

Info

Publication number: JP2004185701A
Application number: JP2002350196A
Authority: JP
Inventors: Takashi Haraguchi; 隆原口
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2004-07-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a disk centering holder which allows stable loading/unloading operations of a disk. <P>SOLUTION: The disk centering holder 1 is equipped with a disk clamping unit 21, a piston 40, a center boss 11 and a pin 14. The disk clamping unit 21 has the main body 20 of the disk clamping unit, a cap 7, a disk mounting face 6 for holding a disk 2 and a pin hole 10. The piston 40 and the center boss 11 are arranged so as to be slidable in a hole 22. The pin 14 is slidable in the pin hole 10 by being engaged with the center boss 11. As a result, the pin 14 can pressurize the disk 2 held on the mounting face 6. Moreover, the disk clamping unit 21 has an extraction hole 45 which is communicated with the part of the hole 22 of a side rather than an "O" ring 42 when the piston 40 is located in the top dead-point C and which is opened to the outer surface of the unit 21. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスククランプユニット上に載置された光ディスク等の孔あきディスクの中心を上記ディスククランプユニットの回転中心に一致させる芯出し保持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
記録された情報の読み出しを高精度に行なうため、光ディスクのガイドトラックや磁気ディスクのサーボトラックは、ディスクの中心とトラックの中心とが一致するように記録される必要がある。この要求を満足させるため、ディスクに対する情報の記録時に、ディスク取付面上に載置されたディスクを芯出しして、ディスククランプユニットの中心にディスクの中心を一致させて保持する必要がある。
【０００３】
図６は従来の一のディスクの芯出し保持装置を示す断面図である。
図６を参照して、ディスクの芯出し保持装置１０１は、スピンドル１２０とディスククランプユニット１２１とセンターボス１２４とクランプピン１２６とを主に有している。ディスククランプユニット１２１はスピンドル１２０に取付けられている。ディスククランプユニット１２１の中心軸上にはシリンダ室１２２が開口されていて、また、ディスククランプユニット１２１の中心軸と平行に延びるとともに、取付面の吸引溝１２８に開口する吸引通路１２９がディスククランプユニット１２１に形成されている。シリンダ室１２２内には、上部にテーパ部１２５を有しているセンターボス１２４が上下にスライド自在に挿入されている。給気通路１２３は、シリンダ室１２２の下部へ連通するように形成されている。
【０００４】
ディスククランプユニット１２１は上部にキャップ１３１を有している。キャップ１３１の半径方向には複数のピン孔１３０が開口されていて、この複数のピン孔１３０には複数のクランプピン１２６がディスク１０２の半径方向にスライド自在に各々挿入されている。クランプピン１２６は、弾性体１２７により回転中心方向に付勢されており、それにより一端がテーパ部１２５と接触している。これにより、クランプピン１２６はセンターボス１２４の上下の動きに連動してディスク１０２の半径方向に動作可能となっている。
【０００５】
次に、従来の一のディスクの芯出し保持装置の動作について説明する。
ディスク１０２の中心孔１０３がディスククランプユニット１２１の上部のキャップ１３１に嵌められた後に、給気通路１２３に圧縮空気が供給されることにより、センターボス１２４が上方に移動する。センターボス１２４が上方に移動すると、テーパ部１２５に押されることによって、複数のクランプピン１２６がディスククランプユニット１２１の内周方向から外周方向に向って各々移動する。そして、クランプピン１２６の端部がディスク１０２の中心孔１０３の内周面を押圧する。これにより、ディスク１０２は半径方向に保持される。一方、吸引通路１２９から空気が吸引され、吸引溝１２８に付与された吸引力によりディスク１０２は下方向へ保持される。
【０００６】
ディスク１０２の芯出し保持が解除される場合には、給気通路１２３への圧縮空気の供給が停止されることと弾性体１２７の復元力とにより、センターボス１２４が下方へ移動し、また、複数のクランプピン１２６がディスククランプユニット１２１の回転中心方向に向って各々移動する。これにより、ディスク１０２の半径方向への保持が解除される。一方、吸引通路１２９からの空気の吸引が停止されることにより、ディスク１０２の下方向への保持が解除される。
【０００７】
しかしながら、上記従来の一のディスクの芯出し保持装置では、複数のクランプピン１２６はディスク１０２を半径方向に保持する機能しか有していない。このため、ディスククランプユニット１２１に吸引溝１２８と吸引通路１２９とをさらに形成し、吸引通路１２９から吸引溝１２８に付与する吸引力によりディスク１０２を吸着して下方向に保持する必要がある。このように、給気系統と吸気系統との２つの空気系統を必要とするため、構成が複雑であるという問題があった。そこでこの問題を解決する従来例を次に示す。
【０００８】
図７は従来の他のディスクの芯出し保持装置を示す断面図である。
図７を参照して、ディスクの芯出し保持装置２０１は、ディスククランプユニット２２１とピストン２３５とセンターボス２２４とクランプピン２２６とを主に備えている。ディスククランプユニット２２１は、本体２２０とキャップ２３１とを有している。
【０００９】
ディスククランプユニット２２１の本体２２０の上面中心部に、キャップ２３１がボルト２０８により固定されている。キャップ２３１は、ディスク２０２の中心孔に嵌合可能である。また、ディスククランプユニット２２１には、ディスク２０２を保持するためのディスク取付面２０６が形成されている。ディスククランプユニット２２１の内部には孔２１９が形成されている。孔２１９は、本体２２０の下端に開口する大径部のピストン空間２１９ａと、ピストン空間２１９ａに連通して上方へ延びる小径部のシリンダ室２１９ｂと、シリンダ室２１９ｂに連通するキャップ２３１内部の収納空間２１９ｃとを有している。孔２１９の内部には、センターボス２２４とピストン２３５とが配置されていて、弾性体２３４、２４１の各々によりそれぞれ保持され、上下にスライド自在に挿入されている。このピストン２３５によりピストン空間２１９ａの内部は、ピストン上空間２３６とピストン下空間２３７とに区画されている。
【００１０】
センターボス２２４は、シリンダ室２１９ｂ内で摺動する摺動部２２４ｂと、摺動部２２４ｂから上方へ突出するテーパ部２２４ｃとからなる。また、センターボス２２４はセンターボス連通孔２３８を有していて、これにより収納空間２１９ｃとピストン上空間２３６とが連通されている。
【００１１】
ピストン２３５は、ピストン空間２１９ａで摺動する摺動部２３５ｂと、摺動部２３５ｂから上方へ突出する突出部２３５ｃとからなる。突出部２３５ｃの上部はシリンダ室２１９ｂ内に挿入されていて、ピストン２３５の上端部２３５ａは、センターボス２２４の下端面２２４ａと接触している。なお、ディスククランプユニット２２１のフランジ部２４４はボルト２０５によってスピンドル２０３に固定されている。
【００１２】
キャップ２３１には、収納空間２１９ｃに連通してキャップ２３１の外周面に開口するピン孔２３０が形成されている。ピン孔２３０内にはクランプピン２２６がディスク２０２の半径方向にスライド自在に挿入されている。弾性体２２７はクランプピン２２６を回転中心方向に押し戻す作用をする。また、クランプピン２２６の一端はテーパ部２２４ｃと係合されている。収納空間２１９ｃと外部とは、クランプピン２２６とピン孔２３０との隙間により連通されている。
【００１３】
次に、従来の他のディスクの芯出し保持装置の動作について説明する。
ディスク２０２の中心孔がキャップ２３１に嵌められた後に、ピストン下空間２３７への圧縮空気の供給が停止される。そして弾性体２４１の復元力により、ピストン２３５が下方へ移動する。ピストン２３５が下方へ移動すると、弾性体２３４の復元力とバランスを保ちながらセンターボス２２４が押し下げられる。センターボス２２４が押し下げられて下方に移動すると、テーパ部２２４ｃに押されることによって、複数のクランプピン２２６がディスククランプユニット２２１の内周方向から外周方向に向って各々移動する。そして、クランプピン２２６の他端の係合面２１７がディスク取付面２０６上に載置されたディスク２０２を押圧する。
【００１４】
図８はピンがディスクを押圧する部分（図７のＡ部分）の拡大断面図である。図８を参照して、クランプピン２２６は、ディスク取付面２０６に保持されたディスク２０２の中心孔側の面取部２０２ａを押圧可能である。このため、クランプピン２２６は、係合面２１７によりディスク２０２の面取部２０２ａに対して力Ｆ_１で押圧する。これによりディスク２０２は、力Ｆ_１の半径方向の分力Ｆ_２により半径方向に保持され、下方向の分力Ｆ_３により下方向に保持される。これにより、ディスク２０２は半径方向および下方向に保持される。
【００１５】
ディスク２０２の芯出し保持が解除される場合には、ピストン下空間２３７に圧縮空気が供給される。これにより、ピストン２３５が上方へ移動する。ピストン２３５が上方へ移動すると、ピストン２３５の上端部２３５ａがセンターボス２２４の下端面２２４ａを押す力により、センターボス２２４が押し上げられる。センターボス２２４が押し上げられて上方に移動すると、ピン孔２３０に挿入されているクランプピン２２６に対してテーパ部２２４ｃからの押圧力がなくなり、弾性体２２７の復元力により複数のクランプピン２２６がディスククランプユニット２２１の回転中心方向に向って各々移動する。これにより、ディスク２０２の保持が解除される。
【００１６】
また、上記以外にディスクをチャッキングする機構は、たとえば特開平８−２８７５６８号公報、特開平１０−２０８３７６号公報、特開平１１−３９７５７号公報に開示されている（特許文献１〜３参照）。
【００１７】
【特許文献１】
特開平８−２８７５６８号広報
【００１８】
【特許文献２】
特開平１０−２０８３７６号公報
【００１９】
【特許文献３】
特開平１１−３９７５７号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ピストン２３５およびセンターボス２２４が上昇する場合には、ピストン上空間２３６および収納空間２１９ｃの空気が圧縮されることにより圧力が増加する。ピストン上空間２３６および収納空間２１９ｃの空気が圧縮されることにより圧力が増加すれば、ピストン２３５およびセンターボス２２４の上昇の妨げとなる。これを防ぐために、ピストン上空間２３６および収納空間２１９ｃの空気が、ピストン上空間２３６、収納空間２１９ｃ、クランプピン２２６とピン孔２３０との隙間という経路を通って外部へ放出されるように、センターボス連通孔２３８が設けられている。しかし、ピン孔２３０はクランプピン２２６を配置するためのものであるので、空気を十分に外部に放出するためにクランプピン２２６とピン孔２３０との隙間を大きくすれば、クランプピン２２６が十分に案内保持されなくなり、ディスク２０２の芯出し保持精度が悪化する。したがって、クランプピン２２６とピン孔２３０との隙間を大きくすることはできない。この結果、ピストン上空間２３６および収納空間２１９ｃの空気を十分に外部に放出することができず、ピストン上空間２３６および収納空間２１９ｃの圧力は増加してしまう。また、ピストン２３５が下降する場合には、これとは逆に、ピストン上空間２３６および収納空間２１９ｃの圧力はピストン下空間２３７より圧力の低い状態（以下、負圧）となり、ピストン２３５の下降を妨げる。ピストン２３５が下降したとき、クランプピン２２６とピン孔２３０との隙間から流入する空気は、ピストン２３５の下降によって増加する空間容積と比べて小さいため、ピストン上空間２３６および収納空間２１９ｃの圧力が負圧となる。ピストン上空間２３６および収納空間２１９ｃの圧力が増加することおよび負圧となることにより、ピストン２３５の上下方向の動作が妨げられ、ディスク２０２の着脱動作が不安定となるという問題があった。
【００２１】
したがって本発明の目的は、芯出し保持精度が高く、かつ安定したディスクの着脱動作が可能であるディスク芯出し保持装置を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明のディスクの芯出し保持装置は、ディスククランプユニットとピストン部とセンターボス部とピンとを備えている。ディスククランプユニットは、ディスクの中心孔に嵌合可能なキャップ部と、ディスクをキャップ部に嵌合した状態でディスクを保持するための取付面と、内部に延びる第１の孔と、第１の孔に連通してキャップ部外周面に開口する第２の孔とを有している。ピストン部は、第１の孔内でスライド可能に配置されている。センターボス部は、第１の孔内をピストン部とともにスライド可能で、かつピストン部よりもキャップ部側に位置している。ピンは、センターボス部との係合により第２の孔内をスライド可能で、それにより、取付面に保持されたディスクの中心孔側の面取部を押圧可能である。ディスククランプユニットは、ピストン部が上死点に位置したときにおいて、ピストン部の摺動部のシール部よりもキャップ側の第１の孔の部分に連通し、かつディスククランプユニットの外面に開口する抜き孔を有している。
【００２３】
本発明のディスクの芯出し保持装置によれば、ピストン部およびセンターボス部が上昇する場合には、ピストン部と第１の孔とにより区画される空間およびセンターボス部と第１の孔とにより区画される空間は、空間容積が減少し、空気が圧縮される方向の空間となる。しかし、この空間容積の減少分の空気は抜き孔により外部へ放出される。これにより、ピストン部と第１の孔とにより区画される空間およびセンターボス部と第１の孔とにより区画される空間の圧力が増加することが防止され、ピストン部およびセンターボス部の上昇が妨げられることが防止される。ピストン部およびセンターボス部が下降する場合には、ピストン部と第１の孔とにより区画される空間およびセンターボス部と第１の孔とにより区画される空間の容積が増加する。このとき、これらの空間は圧力が負圧となる方向の空間となる。しかし、この空間容積の増加分の空気が、外部から抜き孔により流入される。これにより、ピストン部と第１の孔とにより区画される空間およびセンターボス部と第１の孔とにより区画される空間の圧力が負圧になることが防止され、ピストン部およびセンターボス部の下降が妨げられることが防止される。
【００２４】
ここで、抜き孔はピストン部が上死点に位置したときにおいて、ピストン部の摺動部のシール部よりもキャップ側の第１の孔に連通し、かつディスククランプユニットの外面に開口している。このため、ピストン部の上下方向の動作の際にピストン部およびシール部によりふさがれることなく、抜き孔を通じて空気の放出および流入が常時可能である。加えて、抜き孔はピンを配置するためのものではないので、空気の放出および流入に必要な径で開口可能であり、十分な空気の放出および流入が可能である。
【００２５】
以上により、本発明のディスク芯出し保持装置は、芯出し保持精度が高く、かつ安定したディスクの着脱動作が可能である。
【００２６】
上記本発明のディスクの芯出し保持装置において好ましくは、抜き孔は、第１の孔内においてピストン部とディスククランプユニットとで区画されるピストン上空間に連通している。
【００２７】
これにより、センターボス部は抜き孔よりもキャップ部側の位置に配置される。一方、ディスクはセンターボス部と係合するピンにより保持されている。したがって、抜き孔はセンターボス部を挟んでディスクとは離れて開口している。これにより、抜き孔から放出される空気が含んでいるホコリ等によってディスクが汚染されることが防止される。
【００２８】
上記本発明のディスクの芯出し保持装置において好ましくは、ピストン部とセンターボス部とピンとの各々は、スライド可能なように弾性体により保持されている。
【００２９】
これにより、ピストン部とセンターボス部とは、簡易な構成で第１の孔内をスライド可能となる。また、ピンは、簡易な構成で第２の孔内をスライド可能となる。
【００３０】
上記本発明のディスクの芯出し保持装置において好ましくは、ディスクの中心孔側の面取部と接触するピンの部分は球面である。
【００３１】
これにより、取付面に保持されたディスクの中心孔側の面取部に対して、ピンが簡易な構成で保持可能となる。
【００３２】
上記本発明のディスクの芯出し保持装置において好ましくは、センターボス部は、センターボス部とキャップ部とで区画されるセンターボス上空間と、ピストン上空間とを連通する孔を有している。
【００３３】
これにより、ピストン上空間およびセンターボス上空間の空気が圧縮されることにより圧力が増加した場合には、ピストン上空間およびセンターボス上空間の空気は抜き孔を通じて外部へ放出されるとともに、ピストン上空間、センターボス上空間、ピンと第２の孔との隙間、という経路を通って外部へ放出される。一方、ピストン上空間およびセンターボス上空間の容積が増加することにより圧力が負圧になった場合には、抜き孔を通じて外部からピストン上空間およびセンターボス上空間へ空気が流入されるとともに、ピンと第２の孔との隙間、センターボス上空間、ピストン上空間、という経路を通って外部からピストン上空間およびセンターボス上空間へ空気が流入される。したがって、空気の放出および流入の経路が増え、さらに、主として抜け孔から空気を放出および流入させる構成とすることにより、一層効率よく空気の放出および流入が可能である。
【００３４】
上記本発明のディスクの芯出し保持装置において好ましくは、センターボス部と第１の孔の内壁との摺動面には油脂が塗布されているまたは摩擦特性の良い表面処理が施されている。
【００３５】
これにより、センターボス部が第１の孔内をスライドする際の摺動性が向上する。
【００３６】
上記本発明のディスクの芯出し保持装置において好ましくは、センターボス部は、下方に向って連続的に寸法が小さくなっているテーパ部をピンと係合する部分に有している。
【００３７】
これにより、ディスクが保持される場合には圧縮空気の供給が停止され、ディスクの保持が解除される場合には圧縮空気が供給されることにより、ディスクの保持および保持の解除が容易に制御可能となる。
【００３８】
上記本発明のディスクの芯出し保持装置において好ましくは、センターボス部は、上方に向って連続的に寸法が小さくなっているテーパ部をピンと係合する部分に有している。
【００３９】
これにより、ディスクが保持される場合には圧縮空気が供給され、ディスクの保持が解除される場合には圧縮空気の供給が停止されることにより、ディスクの保持および保持の解除が容易に制御可能となる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるディスクの芯出し保持装置を示す上部平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、図２の要部拡大図である。
【００４１】
図１〜図４を参照して、本実施の形態におけるディスクの芯出し保持装置１は、ディスククランプユニット２１とピストン４０とセンターボス１１とクランプピン１４とを主に備えている。ディスククランプユニット２１は、本体２０とキャップ７とディスク取付面６とを有している。
【００４２】
ディスククランプユニット２１の内部には孔２２が形成されている。孔２２は、本体２０の下端に開口する大径部のピストン空間２２ａと、ピストン空間２２ａに連通して上方へ延びる小径部であるシリンダ室２２ｂと、シリンダ室２２ｂに連通するキャップ７内部の収納空間２２ｃ（センターボス上空間）とを有している。ピストン空間２２ａとシリンダ室２２ｂとの接合部およびシリンダ室２２ｂと収納空間２２ｃとの接合部において孔２２の径は不連続に変化している。孔２２の内部には、センターボス１１とピストン４０とが配置されており、ピストン４０よりもキャップ７側にセンターボス１１が配置されている。ピストン４０によりピストン空間２２ａの内部は、ピストン上空間１８とピストン下空間４７とに区画されている。
【００４３】
センターボス１１は、シリンダ室２２ｂ内で摺動する摺動部１１ｂと、摺動部１１ｂから上方へ突出するテーパ部１１ｃとを有している。テーパ部１１ｃは下方に向って連続的に横方向寸法（径）が小さくなっている。また、センターボス１１はセンターボス連通孔４６を有していて、これにより収納空間２２ｃとピストン上空間１８とが連通されている。
【００４４】
ピストン４０は、ピストン空間２２ａで摺動する摺動部４０ｂと、摺動部４０ｂから上方へ突出する突出部４０ｃとを有している。突出部４０ｃの上部はシリンダ室２２ｂ内に挿入されていて、ピストン４０の上端部４０ａは、センターボス１１の下端面１１ａと接触している。さらに、センターボス１１とピストン４０とは弾性体１２、４１に各々接続され、センターボス１１はピストン４０とともに孔２２内をスライド可能となっている。
【００４５】
また、センターボス１１と、センターボス１１が配置されるシリンダ室２２ｂとの各摺動面には油脂が塗布されていたり、または、摩擦特性の良い表面処理が施されている。摩擦特性の良い表面処理としては、たとえば無電解ニッケルめっき、硬質クロムめっき、アルマイト処理、テフロン（Ｒ）や二硫化モリブデンを含んだ処理、カーボンやセラミクスを使用した処理などが挙げられる。ピストン４０は、ディスククランプユニット２１の孔２２の内壁面との間の摺動部にＯリング４２（シール部）を有している。なお、ディスククランプユニット２１のフランジ部４４はボルト５によってスピンドル３に固定されている。
【００４６】
ディスククランプユニット本体２０の上部には、キャップ７がボルト８に固定されている。キャップ７はディスク２の中心孔に嵌合可能となるように円柱形状に形成されている。また、ディスクを保持するためのディスク取付面６はディスククランプユニット本体２０に設けられている。
【００４７】
キャップ７には、収納空間２２ｃに連通してキャップ７の外周面に開口するピン孔１０が形成されている。ピン孔１０にはクランプピン１４が配置されている。クランプピン１４は円柱状であり、両方の端面が球状に形成されている。クランプピン１４は弾性体１５によりキャップ７の回転中心方向に付勢されており、それによりクランプピン１４の一端がセンターボス１１のテーパ部１１ｃと係合している。これにより、クランプピン１４はピン孔１０内をスライド可能となる。また、このスライドにより、クランプピン１４の他端は、キャップ７の外周面から突出してディスク２の中心孔側の面取部（チャンファ一部）２ａ（図８）を押圧可能である。
【００４８】
本実施の形態において最も注目すべき点は、ディスククランプユニット２１が抜き孔４５を有していることである。この抜き孔４５は、ピストン４０が上死点Ｃに位置したときにおいて、ピストン４０のＯリング４２よりもキャップ７側（図中上側）でピストン上空間１８に連通し、かつディスククランプユニット２１の外面に開口している。ここで、本明細書中において上死点Ｃとは、ピストン４０が最も上に上がった際のピストン４０のピストン空間２２ａと摺動する部分（摺動部４０ｂ）の上端Ｃを意味している。
【００４９】
次に、本実施の形態におけるディスク芯出し保持装置の動作について説明する。
【００５０】
ディスク２が芯出し保持される場合には、ピストン下空間４７への圧縮空気の供給が停止される。そして弾性体４１の復元力により、ピストン４０が下方へ移動する。ピストン４０が下方へ移動すると、連動して弾性体１２の復元力によりセンターボス１１が押し下げられる。センターボス１１が押し下げられて下方に移動すると、テーパ部１１ｃに押されることによって、複数のクランプピン１４がディスククランプユニット２１の内周方向から外周方向に向って各々移動する。そして、クランプピン１４の他端の係合面１７がディスク取付面６上に載置されたディスク２を押圧する。これにより、ディスク２は半径方向および下方向に保持される。
【００５１】
図８はピンとディスクとの係合部分（図２のＢ部分）の拡大断面図である。
図８を参照して、クランプピン１４は、係合面１７によりディスク２の面取部２ａに対して力Ｆ_１で押圧する。これによりディスク２は、力Ｆ_１の半径方向の分力Ｆ_２により半径方向に保持され、下方向の分力Ｆ_３により下方向に保持される。したがってクランプピン１４は、ディスク取付面６に保持されたディスク２の中心孔側の面取部２ａを押圧可能である。
【００５２】
ディスク２の芯出し保持が解除される場合には、ピストン下空間４７に圧縮空気が供給される。これにより、ピストン４０が上方へ移動する。ピストン４０が上方へ移動すると、ピストン４０の上端部４０ａがセンターボス１１の下端面１１ａを押す力により、センターボス１１が押し上げられる。センターボス１１が押し上げられて上方に移動すると、ピン孔１０に挿入されているクランプピン１４に対してテーパ部１１ｃからの押圧力がなくなり、弾性体１５の復元力により複数のクランプピン１４がディスククランプユニット２１の回転中心方向に向って各々移動する。これにより、ディスク２の保持が解除される。
【００５３】
本実施の形態では、ピストン４０およびセンターボス１１が上昇する場合、ピストン上空間１８および収納空間２２ｃは、空間容積が減少し、空気が圧縮される方向の空間となる。しかし、この空間容積の減少分の空気は抜き孔４５により外部へ放出される。これにより、ピストン上空間１８および収納空間２２ｃの圧力が増加することが防止され、ピストン４０およびセンターボス１１の上昇が妨げられることが防止される。ピストン４０およびセンターボス１１が下降する場合には、ピストン上空間１８および収納空間２２ｃの容積が増加する。このとき、ピストン上空間１８および収納空間２２ｃは、空間容積が増加し、負圧となる方向の空間となる。しかし、この空間容積の増加分の空気が外部から抜き孔４５により流入される。これにより、ピストン上空間１８および収納空間２２ｃの圧力が負圧となることが防止され、ピストン４０およびセンターボス１１の下降が妨げられることが防止される。
【００５４】
ここで、抜き孔４５はピストン４０が上死点Ｃに位置したときにおいて、ピストン４０の摺動部のシ−ル部であるＯリング４２よりもキャップ７側の孔２２に連通し、かつディスククランプユニット２１の外面に開口している。このため、ピストン４０の上下方向の動作の際にピストン４０によりふさがれることなく、抜き孔４５を通じて空気の放出および流入が常時可能である。加えて、抜き孔４５はクランプピン１４を配置するためのものではないので、空気の放出および流入に必要な径で開口可能であり、十分な空気の放出および流入が可能である。
【００５５】
以上により、本発明のディスク芯出し保持装置は、安定したディスクの着脱動作が可能である。
【００５６】
本実施の形態においては、抜き孔４５は孔２２内においてピストン上空間１８に連通している。したがって、抜き孔４５はセンターボス１１を挟んでディスク２から離れて開口している。これにより、抜き孔４５から放出される空気が含んでいるホコリ等によってディスク２が汚染されることが防止される。
【００５７】
本実施の形態においては、ピストン４０とセンターボス１１とクランプピン１４との各々は、スライド可能なように弾性体４１、１２、１５により保持されているので、ピストン４０とセンターボス１１とは、簡易な構成で孔２２内をスライド可能となる。また、クランプピン１４は、簡易な構成でピン孔１０内をスライド可能となる。
【００５８】
本実施の形態においては、ディスク２の中心孔側の面取部２ａと接触するクランプピン１４の部分は球面であるので、ディスク取付面６に保持されたディスク２の中心孔側の面取部２ａに対して、クランプピン１４が簡易な構成で保持可能となる。
【００５９】
本実施の形態においては、センターボス１１は、収納空間２２ｃとピストン上空間１８とを連通するセンターボス連通孔４６を有している。これにより、ピストン上空間１８および収納空間２２ｃの空気が圧縮されることにより圧力が増加した場合には、ピストン上空間１８および収納空間２２ｃの空気は、抜き孔４５を通じて外部へ放出されるとともに、ピストン上空間１８、収納空間２２ｃ、クランプピン１４とピン孔１０との隙間、という経路を通って外部へ放出される。一方、ピストン上空間１８および収納空間２２ｃの容積が増加することにより圧力が負圧になる場合には、抜き孔４５を通じて外部からピストン上空間１８および収納空間２２ｃへ空気が流入されるとともに、クランプピン１４とピン孔１０との隙間、収納空間２２ｃ、ピストン上空間１８、という経路を通って外部からピストン上空間１８および収納空間２２ｃへ空気が流入される。したがって、より効率よく空気の放出および流入が可能である。
【００６０】
本実施の形態においては、センターボス１１のシリンダ室２２ｂとの摺動面には油脂が塗布されているまたは摩擦特性の良い表面処理が施されているので、センターボス１１がシリンダ室２２ｂをスライドする際の摺動性が向上する。
【００６１】
本実施の形態においては、センターボス１１は、下方に向って連続的に寸法が小さくなっているテーパ部１１ｃをクランプピン１４と係合する部分に有しているので、ディスク２が保持される場合には圧縮空気の供給が停止され、ディスク２の保持が解除される場合には圧縮空気が供給されることにより、ディスク２の保持および保持の解除が容易に制御可能となる。
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２におけるディスクの芯出し保持装置の断面図である。
【００６２】
図５を参照して、本実施の形態では、クランプピン１４と係合するためにセンターボス１１の上部に形成されているテーパ部１１ｃは、上方に向って連続的に横方向寸法（径）が小さくなっている。
【００６３】
なお、これ以外の構成については図１〜図４および図８に示す実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６４】
次に、本実施の形態におけるディスク芯出し保持装置の動作について説明する。
【００６５】
ディスク２が芯出し保持される場合には、ピストン下空間４７に圧縮空気が供給される。これにより、ピストン４０が上方へ移動する。ピストン４０が上方へ移動すると、ピストン４０の上端部４０ａがセンターボス１１の下端面１１ａを押す力により、センターボス１１が押し上げられる。センターボス１１が押し上げられて上方に移動すると、テーパ部１１ｃに押されることによって、複数のクランプピン１４がディスククランプユニット２１の内周方向から外周方向に向って各々移動する。そして、クランプピン１４の他端の係合面１７がディスク取付面６上に載置されたディスク２を押圧する。これにより、図８に示す実施の形態１と同様の原理によりディスク２は半径方向および下方向に保持される。
【００６６】
ディスク２の芯出し保持が解除される場合には、ピストン下空間４７への圧縮空気の供給が停止される。そして弾性体４１の復元力により、ピストン４０が下方へ移動する。ピストン４０が下方へ移動すると、連動して弾性体１２の復元力により、センターボス１１が押し下げられる。センターボス１１が押し下げられて下方に移動すると、ピン孔１０に挿入されているクランプピン１４に対してテーパ部１１ｃからの押圧力がなくなり、弾性体１５の復元力により複数のクランプピン１４がディスククランプユニット２１の内周方向に向って各々移動する。これにより、ディスク２の保持が解除される。
【００６７】
本実施の形態においては、センターボス１１は、上方に向って連続的に寸法が小さくなっているテーパ部１１ｃをクランプピン１４と係合する部分に有している。これにより、ディスク２が保持される場合には圧縮空気が供給され、ディスク２の保持が解除される場合には圧縮空気の供給が停止されることにより、実施の形態１の効果に加えて、圧縮空気の供給および供給の停止に関して実施の形態１と逆の操作により、ディスク２の保持および保持の解除が容易に制御可能となる。
【００６８】
本実施の形態においては、キャップ７は円柱形状であったが、本発明はこのような形状に限定されるものではなく、ディスクの中心孔に嵌合可能な形状であればよい。また、孔２２については、孔の内部の径が不連続に異なっている場合について示したが、径は一定でもよい。クランプピン１４は円柱状であり両方の端面が球状であり、テーパ部１１ｃと接触することによりセンターボスと連動する場合について示したが、ピンがセンターボス部との係合によりスライド可能で、それにより、取付面に保持されたディスクの中心孔側の面取部を押圧可能であればよい。
【００６９】
また、本実施の形態は、ピストン４０とセンターボス１１とクランプピン１４とは各々が弾性体４１、１２、１５によりそれぞれ保持されている場合について示したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、ピストン部とセンターボス部とピンとがスライド可能に配置されればよい。本実施の形態は、クランプピン１４におけるディスク２の中心孔側の面取部２ａとの接触部分が球面である場合について示したが、ディスクの中心孔側の面取部を押圧可能な形状であればよい。
【００７０】
なお、抜き孔４５は、ピストン４０の上死点Ｃより上方のピストン空間１８に連通している場合について説明したが、ピストン４０の上死点Ｃより上方であり、かつ孔２２内の空気の放出および流入が十分に可能であれば、シリンダ室２２ｂまたは収納空間２２ｃに連通していてもよい。
【００７１】
本実施の形態においては、摩擦特性の良い表面処理として、無電解ニッケルめっき、硬質クロムめっき、アルマイト処理、テフロン（Ｒ）やニ硫化モリブデンを含んだ処理、カーボンやセラミクスを使用した処理が挙げられているが、これらの処理に限定されるものではなく、摩擦特性が良くなるような処理であればよい。
【００７２】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものと意図される。
【００７３】
【発明の効果】
以上のように、本発明のディスクの芯出し保持装置によれば、ピストン部およびセンターボス部が上昇する場合には、ピストン部と第１の孔とにより区画される空間およびセンターボス部と第１の孔とにより区画される空間は、空間容積が減少し、空気が圧縮される方向の空間となる。しかし、この空間容積の減少分の空気は抜き孔により外部へ放出される。これにより、ピストン部と第１の孔とにより区画される空間およびセンターボス部と第１の孔とにより区画される空間の圧力が増加することが防止され、ピストン部およびセンターボス部の上昇が妨げられることが防止される。ピストン部およびセンターボス部が下降する場合には、ピストン部と第１の孔とにより区画される空間およびセンターボス部と第１の孔とにより区画される空間の容積が増加する。このとき、これらの空間は圧力が負圧となる方向の空間となる。
【００７４】
しかし、この空間容積の増加分の空気が、外部から抜き孔により流入される。これにより、ピストン部と第１の孔とにより区画される空間およびセンターボス部と第１の孔とにより区画される空間の圧力が負圧になることが防止され、ピストン部およびセンターボス部の下降が妨げられることが防止される。ここで、抜き孔はピストン部が上死点に位置したときにおいて、ピストン部の摺動部のシール部よりもキャップ側の第１の孔に連通し、かつディスククランプユニットの外面に開口している。このため、ピストン部の上下方向の動作の際にピストン部およびシール部によりふさがれることなく、抜き孔を通じて空気の放出および流入が常時可能である。加えて、抜き孔はピンを配置するためのものではないので、空気の放出および流入に必要な径で開口可能であり、十分な空気の放出および流入が可能である。
【００７５】
したがって、本発明のディスク芯出し保持装置は、芯出し保持精度が高く、かつ安定したディスクの着脱動作が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるディスクの芯出し保持装置を示す上部平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図２の要部拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態２におけるディスクの芯出し保持装置の断面図である。
【図６】従来の一のディスクの芯出し保持装置を示す断面図である。
【図７】従来の他のディスクの芯出し保持装置を示す断面図である。
【図８】図７のＡ部および図２のＢ部拡大図である。
【符号の説明】
１，１０１，２０１ディスクの芯出し保持装置、２，１０２，２０２ディスク、２ａ，２０２ａ面取部、３，２０３スピンドル、５，８，２０５，２０８ボルト、６，２０６ディスク取付面、７，１３１，２３１キャップ、１０，１３０，２３０ピン孔、１１，１２４，２２４センターボス、１１ａ，２２４ａセンターボス下端面、１１ｂ，２２４ｂセンターボス摺動部、１１ｃ，１２５，２２４ｃテーパ部、１２，１５，４１，１２７，２２７，２３４，２４１弾性体、１４，１２６，２２６クランプピン、１７，２１７係合面、１８，２３６ピストン上空間、２０，２２０ディスククランプユニット本体、２１，１２１，２２１ディスククランプユニット、２２，２１９孔、２２ａ，２１９ａピストン空間、２２ｂ，１２２，２１９ｂシリンダ室、２２ｃ，２１９ｃ収納空間、４０，２３５ピストン、４０ａ，２３５ａピストン上端部、４０ｂ，２３５ｂピストン摺動部、４０ｃ，２３５ｃピストン突出部、４２Ｏリング、４４，２４４フランジ部、４５抜き孔、４６，２３８センターボス連通孔、４７，２３７ピストン下空間、１０３中心孔、１２０スピンドル、１２３給気通路、１２８吸引溝、１２９吸引通路。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a centering / holding device for aligning the center of a perforated disk such as an optical disk placed on a disk clamp unit with the rotation center of the disk clamp unit.
[0002]
[Prior art]
In order to read recorded information with high accuracy, it is necessary that the guide tracks of the optical disk and the servo tracks of the magnetic disk be recorded such that the center of the disk coincides with the center of the track. In order to satisfy this requirement, it is necessary to center the disk placed on the disk mounting surface and record the information on the disk so that the center of the disk is aligned with the center of the disk clamp unit.
[0003]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional disk centering holding device.
Referring to FIG. 6, disk centering and holding device 101 mainly includes spindle 120, disk clamp unit 121, center boss 124, and clamp pin 126. The disk clamp unit 121 is mounted on the spindle 120. A cylinder chamber 122 is opened on the central axis of the disk clamp unit 121, and a suction passage 129 extending parallel to the central axis of the disk clamp unit 121 and opening to a suction groove 128 on the mounting surface is formed in the disk clamp unit 121. 121. A center boss 124 having a tapered portion 125 at the top is slidably inserted into the cylinder chamber 122 up and down. The air supply passage 123 is formed so as to communicate with a lower part of the cylinder chamber 122.
[0004]
The disc clamp unit 121 has a cap 131 on the upper part. A plurality of pin holes 130 are opened in the radial direction of the cap 131, and a plurality of clamp pins 126 are inserted into the plurality of pin holes 130 slidably in the radial direction of the disk 102. The clamp pin 126 is urged by the elastic body 127 in the direction of the center of rotation, so that one end thereof is in contact with the tapered portion 125. Thus, the clamp pin 126 can move in the radial direction of the disk 102 in conjunction with the vertical movement of the center boss 124.
[0005]
Next, the operation of one conventional centering holding device for a disk will be described.
After the center hole 103 of the disk 102 is fitted into the cap 131 on the upper part of the disk clamp unit 121, the compressed air is supplied to the air supply passage 123, so that the center boss 124 moves upward. When the center boss 124 moves upward, the plurality of clamp pins 126 move from the inner circumferential direction to the outer circumferential direction of the disc clamp unit 121 by being pressed by the tapered portion 125. Then, the end of the clamp pin 126 presses the inner peripheral surface of the center hole 103 of the disk 102. Thus, the disk 102 is held in the radial direction. On the other hand, air is sucked from the suction passage 129, and the disc 102 is held downward by the suction force applied to the suction groove 128.
[0006]
When the centering of the disc 102 is released, the supply of the compressed air to the air supply passage 123 is stopped and the restoring force of the elastic body 127 moves the center boss 124 downward. The plurality of clamp pins 126 move toward the rotation center of the disk clamp unit 121, respectively. Thus, the holding of the disk 102 in the radial direction is released. On the other hand, when the suction of the air from the suction passage 129 is stopped, the downward holding of the disc 102 is released.
[0007]
However, in the above-described conventional disk centering / holding device, the plurality of clamp pins 126 only have a function of holding the disk 102 in the radial direction. For this reason, it is necessary to further form a suction groove 128 and a suction passage 129 in the disk clamp unit 121, and to hold the disk 102 by sucking the disk 102 by a suction force applied to the suction groove 128 from the suction passage 129. As described above, since two air systems, that is, the air supply system and the intake system, are required, there is a problem that the configuration is complicated. Therefore, a conventional example for solving this problem will be described below.
[0008]
FIG. 7 is a sectional view showing another conventional centering holding device for a disk.
Referring to FIG. 7, disk centering and holding device 201 mainly includes disk clamp unit 221, piston 235, center boss 224, and clamp pin 226. The disk clamp unit 221 has a main body 220 and a cap 231.
[0009]
A cap 231 is fixed to the center of the upper surface of the main body 220 of the disc clamp unit 221 with a bolt 208. The cap 231 can be fitted into the center hole of the disk 202. The disk clamp unit 221 has a disk mounting surface 206 for holding the disk 202. A hole 219 is formed inside the disc clamp unit 221. The hole 219 has a large-diameter portion piston space 219a opened at the lower end of the main body 220, a small-diameter portion cylinder chamber 219b extending upward in communication with the piston space 219a, and a storage space inside the cap 231 communicating with the cylinder chamber 219b. 219c. Inside the hole 219, a center boss 224 and a piston 235 are arranged, respectively held by the elastic bodies 234 and 241 and inserted slidably up and down. The inside of the piston space 219a is partitioned into a piston upper space 236 and a piston lower space 237 by the piston 235.
[0010]
The center boss 224 includes a sliding portion 224b that slides in the cylinder chamber 219b, and a tapered portion 224c that projects upward from the sliding portion 224b. Further, the center boss 224 has a center boss communication hole 238, and thereby the storage space 219c and the space 236 above the piston communicate with each other.
[0011]
The piston 235 includes a sliding portion 235b that slides in the piston space 219a and a projecting portion 235c that projects upward from the sliding portion 235b. The upper part of the protrusion 235c is inserted into the cylinder chamber 219b, and the upper end 235a of the piston 235 is in contact with the lower end surface 224a of the center boss 224. The flange 244 of the disk clamp unit 221 is fixed to the spindle 203 by bolts 205.
[0012]
The cap 231 is formed with a pin hole 230 communicating with the storage space 219c and opening on the outer peripheral surface of the cap 231. A clamp pin 226 is slidably inserted in the pin hole 230 in the radial direction of the disk 202. The elastic body 227 acts to push the clamp pin 226 back in the direction of the center of rotation. One end of the clamp pin 226 is engaged with the tapered portion 224c. The storage space 219c and the outside are communicated by a gap between the clamp pin 226 and the pin hole 230.
[0013]
Next, the operation of another conventional centering holding device for a disk will be described.
After the center hole of the disk 202 is fitted in the cap 231, the supply of the compressed air to the space 237 below the piston is stopped. Then, the piston 235 moves downward by the restoring force of the elastic body 241. When the piston 235 moves downward, the center boss 224 is pushed down while maintaining the restoring force and balance of the elastic body 234. When the center boss 224 is pushed down and moves downward, the plurality of clamp pins 226 move from the inner circumferential direction to the outer circumferential direction of the disk clamp unit 221 by being pressed by the tapered portion 224c. Then, the engaging surface 217 at the other end of the clamp pin 226 presses the disk 202 placed on the disk mounting surface 206.
[0014]
FIG. 8 is an enlarged sectional view of a portion where the pin presses the disk (A portion in FIG. 7). Referring to FIG. 8, clamp pin 226 can press chamfered portion 202 a on the center hole side of disk 202 held on disk mounting surface 206. For this reason, the clamp pin 226 applies a force F to the chamfered portion 202a of the disk 202 by the engagement surface 217. ₁ Press with. As a result, the disc 202 ₁ Radial component force F ₂ And is held in the radial direction by the downward component force F ₃ Is held downward. Thus, the disk 202 is held in the radial direction and the downward direction.
[0015]
When the centering and holding of the disk 202 is released, compressed air is supplied to the piston lower space 237. As a result, the piston 235 moves upward. When the piston 235 moves upward, the center boss 224 is pushed up by the force of the upper end 235a of the piston 235 pressing the lower end surface 224a of the center boss 224. When the center boss 224 is pushed upward and moved upward, the pressing force from the tapered portion 224c is not applied to the clamp pin 226 inserted into the pin hole 230, and the plurality of clamp pins 226 are displaced by the restoring force of the elastic body 227. The clamp units 221 move toward the rotation center. Thus, the holding of the disk 202 is released.
[0016]
Further, mechanisms for chucking a disk other than the above are disclosed in, for example, JP-A-8-287568, JP-A-10-208376, and JP-A-11-39557 (see Patent Documents 1 to 3). .
[0017]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-287568
[0018]
[Patent Document 2]
JP-A-10-208376
[0019]
[Patent Document 3]
JP-A-11-39775
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the piston 235 and the center boss 224 rise, the pressure increases due to the compression of the air in the upper piston space 236 and the storage space 219c. If the pressure is increased by compressing the air in the piston upper space 236 and the storage space 219c, the piston 235 and the center boss 224 are prevented from rising. In order to prevent this, the air in the piston upper space 236 and the storage space 219c is discharged to the outside through the path of the piston upper space 236, the storage space 219c, and the gap between the clamp pin 226 and the pin hole 230. A boss communication hole 238 is provided. However, since the pin hole 230 is for disposing the clamp pin 226, if the gap between the clamp pin 226 and the pin hole 230 is increased to sufficiently release air, the clamp pin 226 will be sufficiently small. The guide is no longer held, and the centering and holding accuracy of the disk 202 is deteriorated. Therefore, the gap between the clamp pin 226 and the pin hole 230 cannot be increased. As a result, the air in the piston upper space 236 and the storage space 219c cannot be sufficiently released to the outside, and the pressure in the piston upper space 236 and the storage space 219c increases. On the other hand, when the piston 235 descends, the pressure in the piston upper space 236 and the storage space 219c is lower than the pressure in the piston lower space 237 (hereinafter, negative pressure), and the piston 235 descends. Hinder. When the piston 235 descends, the air flowing from the gap between the clamp pin 226 and the pin hole 230 is smaller than the space volume that increases due to the lowering of the piston 235, so that the pressure in the piston upper space 236 and the storage space 219c becomes negative. Pressure. When the pressure in the piston upper space 236 and the storage space 219c increases and the pressure becomes negative, the vertical movement of the piston 235 is hindered, and there is a problem that the attaching / detaching operation of the disk 202 becomes unstable.
[0021]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a disk centering / holding device which has high centering / holding accuracy and enables a stable disk mounting / removing operation.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The disk centering and holding device of the present invention includes a disk clamp unit, a piston portion, a center boss portion, and a pin. The disc clamp unit includes a cap portion that can be fitted into the center hole of the disc, a mounting surface for holding the disc with the disc fitted to the cap portion, a first hole extending inside, A second hole communicating with the hole and opening to the outer peripheral surface of the cap portion. The piston is slidably disposed in the first hole. The center boss is slidable in the first hole together with the piston, and is located closer to the cap than the piston. The pin is slidable in the second hole by engagement with the center boss portion, thereby being able to press the chamfered portion on the center hole side of the disc held on the mounting surface. When the piston is located at the top dead center, the disc clamp unit communicates with the first hole on the cap side with respect to the seal of the sliding portion of the piston and opens to the outer surface of the disc clamp unit. It has a hole.
[0023]
According to the disk centering and holding device of the present invention, when the piston and the center boss rise, the space defined by the piston and the first hole and the center boss and the first hole define the space. The space to be partitioned becomes a space in a direction in which the space volume is reduced and the air is compressed. However, the air corresponding to the reduced space volume is discharged to the outside through the vent hole. This prevents the pressure in the space defined by the piston and the first hole and the space defined by the center boss and the first hole from increasing, and prevents the piston and the center boss from rising. The hindrance is prevented. When the piston and the center boss descend, the volumes of the space defined by the piston and the first hole and the space defined by the center boss and the first hole increase. At this time, these spaces become spaces in the direction in which the pressure becomes negative. However, the air corresponding to the increase in the space volume flows from the outside through the hole. This prevents the pressure in the space defined by the piston portion and the first hole and the space defined by the center boss portion and the first hole from becoming negative pressure. Prevention of lowering is prevented.
[0024]
Here, when the piston portion is located at the top dead center, the hole communicates with the first hole closer to the cap than the seal portion of the sliding portion of the piston portion, and opens to the outer surface of the disc clamp unit. I have. For this reason, air can always be discharged and flowed in through the hole without being blocked by the piston and the seal during the vertical movement of the piston. In addition, since the holes are not for disposing the pins, the holes can be opened with a diameter necessary for discharging and flowing air, and sufficient discharging and flowing of air can be performed.
[0025]
As described above, the disk centering / holding device of the present invention has a high centering / holding accuracy and can perform a stable disk mounting / removing operation.
[0026]
Preferably, in the disk centering and holding device of the present invention, the hole is communicated with the space above the piston defined by the piston portion and the disk clamp unit in the first hole.
[0027]
Thus, the center boss is disposed at a position closer to the cap than the hole. On the other hand, the disk is held by pins that engage with the center boss. Therefore, the hole is opened apart from the disk with the center boss portion interposed therebetween. This prevents the disc from being contaminated by dust and the like contained in the air released from the holes.
[0028]
In the disk centering and holding device of the present invention, each of the piston, the center boss, and the pin is preferably held by an elastic body so as to be slidable.
[0029]
Thereby, the piston portion and the center boss portion can slide in the first hole with a simple configuration. Further, the pin can slide in the second hole with a simple configuration.
[0030]
In the disk centering and holding device of the present invention, preferably, the portion of the pin that comes into contact with the chamfered portion on the center hole side of the disk is spherical.
[0031]
Thus, the pin can be held in a simple configuration with respect to the chamfered portion on the center hole side of the disc held on the mounting surface.
[0032]
In the disk centering and holding device of the present invention, preferably, the center boss has a hole communicating with a space above the center boss defined by the center boss and the cap, and a space above the piston.
[0033]
As a result, when the pressure in the space above the piston and the space above the center boss is increased due to compression, the air in the space above the piston and the space above the center boss is discharged to the outside through the vent hole, and The air is discharged to the outside through a space, a space above the center boss, and a gap between the pin and the second hole. On the other hand, when the pressure becomes negative due to an increase in the volume of the space above the piston and the space above the center boss, air flows into the space above the piston and the space above the center boss from the outside through the vent hole, and the pin and Air flows from the outside into the space above the piston and the space above the center boss through a gap between the second hole, the space above the center boss, and the space above the piston. Therefore, the number of paths for discharging and flowing in air is increased, and further, by adopting a configuration in which air is discharged and flows in mainly from the through hole, it is possible to discharge and flow in air more efficiently.
[0034]
In the above-described disk centering and holding device of the present invention, the sliding surface between the center boss portion and the inner wall of the first hole is preferably coated with oil or fat or subjected to a surface treatment having good friction characteristics.
[0035]
Thereby, the slidability when the center boss slides in the first hole is improved.
[0036]
Preferably, in the disk centering and holding device of the present invention, the center boss has a tapered portion having a continuously decreasing size at a portion engaging with the pin.
[0037]
With this, the supply of compressed air is stopped when the disk is held, and the compressed air is supplied when the disk is released, so that the holding and release of the disk can be easily controlled. It becomes.
[0038]
Preferably, in the disk centering and holding device of the present invention, the center boss portion has a tapered portion whose size is continuously reduced upward in a portion engaging with the pin.
[0039]
As a result, when the disk is held, the compressed air is supplied, and when the disk is released, the supply of the compressed air is stopped. Thus, the holding and releasing of the disk can be easily controlled. It becomes.
[0040]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a top plan view showing a disk centering holding device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG.
[0041]
With reference to FIGS. 1 to 4, the disk centering and holding device 1 according to the present embodiment mainly includes a disk clamp unit 21, a piston 40, a center boss 11, and a clamp pin 14. The disk clamp unit 21 has a main body 20, a cap 7, and a disk mounting surface 6.
[0042]
A hole 22 is formed inside the disc clamp unit 21. The hole 22 has a large-diameter piston space 22a opening at the lower end of the main body 20, a small-diameter cylinder chamber 22b communicating with the piston space 22a and extending upward, and a housing inside the cap 7 communicating with the cylinder chamber 22b. And a space 22c (space above the center boss). The diameter of the hole 22 varies discontinuously at the joint between the piston space 22a and the cylinder chamber 22b and at the joint between the cylinder chamber 22b and the storage space 22c. The center boss 11 and the piston 40 are disposed inside the hole 22, and the center boss 11 is disposed closer to the cap 7 than the piston 40. The interior of the piston space 22a is partitioned by the piston 40 into an upper piston space 18 and a lower piston space 47.
[0043]
The center boss 11 has a sliding portion 11b that slides in the cylinder chamber 22b, and a tapered portion 11c that projects upward from the sliding portion 11b. The lateral dimension (diameter) of the tapered portion 11c continuously decreases downward. Further, the center boss 11 has a center boss communication hole 46, and thereby the storage space 22c and the space 18 above the piston communicate with each other.
[0044]
The piston 40 has a sliding portion 40b that slides in the piston space 22a and a projecting portion 40c that projects upward from the sliding portion 40b. The upper portion of the protrusion 40c is inserted into the cylinder chamber 22b, and the upper end portion 40a of the piston 40 is in contact with the lower end surface 11a of the center boss 11. Further, the center boss 11 and the piston 40 are connected to the elastic bodies 12 and 41, respectively, and the center boss 11 can slide in the hole 22 together with the piston 40.
[0045]
The sliding surfaces of the center boss 11 and the cylinder chamber 22b in which the center boss 11 is disposed are coated with oil or fat, or are subjected to a surface treatment having good friction characteristics. Examples of the surface treatment having good friction characteristics include electroless nickel plating, hard chromium plating, alumite treatment, treatment containing Teflon (R) or molybdenum disulfide, and treatment using carbon or ceramics. The piston 40 has an O-ring 42 (seal) at a sliding portion between the piston 40 and the inner wall surface of the hole 22 of the disc clamp unit 21. Note that the flange portion 44 of the disc clamp unit 21 is fixed to the spindle 3 by bolts 5.
[0046]
A cap 7 is fixed to a bolt 8 on the upper part of the disc clamp unit main body 20. The cap 7 is formed in a cylindrical shape so that it can be fitted into the center hole of the disk 2. The disc mounting surface 6 for holding the disc is provided on the disc clamp unit main body 20.
[0047]
The cap 7 is formed with a pin hole 10 that communicates with the storage space 22c and opens on the outer peripheral surface of the cap 7. A clamp pin 14 is arranged in the pin hole 10. The clamp pin 14 has a cylindrical shape, and both end faces are formed in a spherical shape. The clamp pin 14 is urged toward the center of rotation of the cap 7 by the elastic body 15, whereby one end of the clamp pin 14 is engaged with the tapered portion 11 c of the center boss 11. Thereby, the clamp pin 14 can slide in the pin hole 10. Further, by this sliding, the other end of the clamp pin 14 can protrude from the outer peripheral surface of the cap 7 and press the chamfered portion (part of chamfer) 2a (FIG. 8) on the center hole side of the disk 2.
[0048]
The most notable point in the present embodiment is that the disc clamp unit 21 has a hole 45. When the piston 40 is located at the top dead center C, the hole 45 communicates with the piston upper space 18 on the cap 7 side (upper side in the drawing) with respect to the O-ring 42 of the piston 40, and Open to the outside. Here, the top dead center C in the present specification means the upper end C of a portion (sliding portion 40b) of the piston 40 that slides with the piston space 22a when the piston 40 rises to the uppermost position. .
[0049]
Next, the operation of the disk centering and holding device according to the present embodiment will be described.
[0050]
When the disk 2 is centered and held, the supply of compressed air to the piston lower space 47 is stopped. Then, the piston 40 moves downward by the restoring force of the elastic body 41. When the piston 40 moves downward, the center boss 11 is pushed down by the restoring force of the elastic body 12 in conjunction therewith. When the center boss 11 is pushed down and moves downward, the plurality of clamp pins 14 move from the inner circumferential direction to the outer circumferential direction of the disk clamp unit 21 by being pressed by the tapered portion 11c. Then, the engaging surface 17 at the other end of the clamp pin 14 presses the disk 2 placed on the disk mounting surface 6. Thus, the disk 2 is held in the radial direction and the downward direction.
[0051]
FIG. 8 is an enlarged sectional view of an engaging portion (a portion B in FIG. 2) between the pin and the disk.
Referring to FIG. 8, clamp pin 14 applies a force F to chamfered portion 2 a of disc 2 by engagement surface 17. ₁ Press with. As a result, the disk 2 has the force F ₁ Radial component force F ₂ And is held in the radial direction by the downward component force F ₃ Is held downward. Therefore, the clamp pin 14 can press the chamfer 2 a on the center hole side of the disk 2 held on the disk mounting surface 6.
[0052]
When the centering of the disk 2 is released, compressed air is supplied to the piston lower space 47. Thereby, the piston 40 moves upward. When the piston 40 moves upward, the center boss 11 is pushed up by the force of the upper end portion 40 a of the piston 40 pressing the lower end surface 11 a of the center boss 11. When the center boss 11 is pushed upward and moves upward, the pressing force from the tapered portion 11c is removed from the clamp pin 14 inserted into the pin hole 10, and the plurality of clamp pins 14 Each of them moves toward the rotation center of the clamp unit 21. Thereby, the holding of the disk 2 is released.
[0053]
In the present embodiment, when the piston 40 and the center boss 11 are raised, the space 18 above the piston and the storage space 22c have a reduced space volume and become a space in a direction in which air is compressed. However, the air corresponding to the reduced space volume is discharged to the outside through the vent hole 45. This prevents the pressure in the piston upper space 18 and the storage space 22c from increasing, and prevents the piston 40 and the center boss 11 from being raised. When the piston 40 and the center boss 11 descend, the volumes of the space 18 above the piston and the storage space 22c increase. At this time, the space 18 above the piston and the storage space 22c are spaces in which the space volume increases and the pressure becomes negative. However, the air corresponding to the increase in the space volume flows from the outside through the vent hole 45. Thus, the pressure in the piston upper space 18 and the storage space 22c is prevented from becoming negative pressure, and the lowering of the piston 40 and the center boss 11 is prevented.
[0054]
Here, when the piston 40 is located at the top dead center C, the hole 45 communicates with the hole 22 closer to the cap 7 than the O-ring 42, which is a seal portion of the sliding portion of the piston 40, and It is open on the outer surface of the clamp unit 21. For this reason, air can always be discharged and flowed in through the vent hole 45 without being blocked by the piston 40 when the piston 40 moves in the vertical direction. In addition, since the hole 45 is not for arranging the clamp pin 14, the hole 45 can be opened with a diameter necessary for discharging and flowing air, and sufficient discharging and flowing of air can be performed.
[0055]
As described above, the disk centering / holding device of the present invention enables a stable disk mounting / removing operation.
[0056]
In the present embodiment, the hole 45 communicates with the space 18 above the piston in the hole 22. Therefore, the hole 45 is opened apart from the disk 2 with the center boss 11 interposed therebetween. This prevents the disc 2 from being contaminated by dust or the like contained in the air released from the hole 45.
[0057]
In the present embodiment, each of the piston 40, the center boss 11, and the clamp pin 14 is held by the elastic members 41, 12, and 15 so as to be slidable. The inside of the hole 22 can be slid with a simple configuration. Further, the clamp pin 14 can slide in the pin hole 10 with a simple configuration.
[0058]
In the present embodiment, since the portion of the clamp pin 14 that comes into contact with the chamfered portion 2a on the center hole side of the disk 2 is spherical, the chamfered portion on the center hole side of the disk 2 held on the disk mounting surface 6 2a, the clamp pin 14 can be held with a simple configuration.
[0059]
In the present embodiment, the center boss 11 has a center boss communication hole 46 that communicates the storage space 22c and the space 18 above the piston. Accordingly, when the pressure in the upper piston space 18 and the storage space 22c is increased by being compressed, the air in the upper piston space 18 and the storage space 22c is discharged to the outside through the vent hole 45, It is discharged to the outside through the path of the upper piston space 18, the storage space 22c, and the gap between the clamp pin 14 and the pin hole 10. On the other hand, when the pressure becomes negative due to an increase in the volume of the upper piston space 18 and the storage space 22c, air flows from the outside into the upper piston space 18 and the storage space 22c through the vent hole 45, and Air flows from the outside into the upper piston space 18 and the storage space 22c through a gap between the pin 14 and the pin hole 10, the storage space 22c, and the upper space 18 of the piston. Therefore, the air can be discharged and flow more efficiently.
[0060]
In the present embodiment, the center boss 11 slides in the cylinder chamber 22b because the sliding surface of the center boss 11 with the cylinder chamber 22b is coated with oil or fat or subjected to a surface treatment having good friction characteristics. The slidability when performing is improved.
[0061]
In the present embodiment, since the center boss 11 has a tapered portion 11c whose size is continuously reduced downward in a portion engaging with the clamp pin 14, the disk 2 is held. In this case, the supply of the compressed air is stopped, and when the holding of the disk 2 is released, the compressed air is supplied, so that the holding and the release of the holding of the disk 2 can be easily controlled.
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a sectional view of a disk centering and holding apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
[0062]
Referring to FIG. 5, in the present embodiment, a tapered portion 11c formed on the upper portion of center boss 11 for engaging with clamp pin 14 is continuously dimensioned in the horizontal direction (diameter) upward. Is getting smaller.
[0063]
The remaining structure is substantially the same as the structure of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 and FIG. 8, and thus the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0064]
Next, the operation of the disk centering and holding device according to the present embodiment will be described.
[0065]
When the disk 2 is centered and held, compressed air is supplied to the piston lower space 47. Thereby, the piston 40 moves upward. When the piston 40 moves upward, the center boss 11 is pushed up by the force of the upper end portion 40 a of the piston 40 pressing the lower end surface 11 a of the center boss 11. When the center boss 11 is pushed upward and moves upward, the plurality of clamp pins 14 move from the inner circumferential direction to the outer circumferential direction of the disk clamp unit 21 by being pushed by the tapered portion 11c. Then, the engaging surface 17 at the other end of the clamp pin 14 presses the disk 2 placed on the disk mounting surface 6. Thus, the disk 2 is held in the radial direction and the downward direction according to the same principle as in the first embodiment shown in FIG.
[0066]
When the centering of the disk 2 is released, the supply of the compressed air to the piston lower space 47 is stopped. Then, the piston 40 moves downward by the restoring force of the elastic body 41. When the piston 40 moves downward, the center boss 11 is pushed down by the restoring force of the elastic body 12 in conjunction therewith. When the center boss 11 is depressed and moves downward, the pressing force from the tapered portion 11c to the clamp pin 14 inserted in the pin hole 10 disappears, and the plurality of clamp pins 14 Each of them moves toward the inner circumferential direction of the clamp unit 21. Thereby, the holding of the disk 2 is released.
[0067]
In the present embodiment, the center boss 11 has a tapered portion 11c whose size continuously decreases upward in a portion that engages with the clamp pin 14. Thus, when the disk 2 is held, the compressed air is supplied, and when the disk 2 is released, the supply of the compressed air is stopped. In addition to the effects of the first embodiment, By the operation reverse to that of the first embodiment with respect to the supply and the stop of the supply of the compressed air, the holding and release of the holding of the disk 2 can be easily controlled.
[0068]
In the present embodiment, the cap 7 has a cylindrical shape, but the present invention is not limited to such a shape, and any shape may be used as long as it can fit into the center hole of the disk. In addition, the hole 22 has a case where the diameter inside the hole is discontinuously different, but the diameter may be constant. The clamp pin 14 has a cylindrical shape and both end surfaces are spherical, and the case where the clamp pin 14 is interlocked with the center boss by contacting the tapered portion 11c has been described. Accordingly, the chamfered portion on the center hole side of the disk held on the mounting surface can be pressed.
[0069]
In the present embodiment, the case where the piston 40, the center boss 11, and the clamp pin 14 are respectively held by the elastic bodies 41, 12, and 15 is shown, but the present invention is limited to such a configuration. Instead, the piston, the center boss, and the pin may be slidably disposed. Although the present embodiment has shown the case where the contact portion of the clamp pin 14 with the chamfered portion 2a on the center hole side of the disk 2 is spherical, the clamp pin 14 has a shape capable of pressing the chamfered portion on the center hole side of the disk. I just need.
[0070]
Although the case where the hole 45 communicates with the piston space 18 above the top dead center C of the piston 40 has been described, the hole 45 is above the top dead center C of the piston 40 and If the discharge and the inflow are sufficiently possible, they may communicate with the cylinder chamber 22b or the storage space 22c.
[0071]
In the present embodiment, examples of surface treatment having good friction characteristics include electroless nickel plating, hard chromium plating, alumite treatment, treatment containing Teflon (R) and molybdenum disulfide, and treatment using carbon and ceramics. However, the present invention is not limited to these processes, and may be any process that improves the friction characteristics.
[0072]
The embodiments disclosed above are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the embodiments described above, and is intended to include any modifications or variations within the meaning and range equivalent to the terms of the claims.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the disk centering and holding device of the present invention, when the piston and the center boss rise, the space defined by the piston and the first hole and the space between the center boss and the first boss. The space defined by the one hole has a reduced space volume and becomes a space in the direction in which air is compressed. However, the air corresponding to the reduced space volume is discharged to the outside through the vent hole. This prevents the pressure in the space defined by the piston and the first hole and the space defined by the center boss and the first hole from increasing, and prevents the piston and the center boss from rising. The hindrance is prevented. When the piston and the center boss descend, the volumes of the space defined by the piston and the first hole and the space defined by the center boss and the first hole increase. At this time, these spaces become spaces in the direction in which the pressure becomes negative.
[0074]
However, the air corresponding to the increase in the space volume flows from the outside through the hole. This prevents the pressure in the space defined by the piston portion and the first hole and the space defined by the center boss portion and the first hole from becoming negative pressure. Prevention of lowering is prevented. Here, when the piston portion is located at the top dead center, the hole communicates with the first hole closer to the cap than the seal portion of the sliding portion of the piston portion, and opens to the outer surface of the disc clamp unit. I have. For this reason, air can always be discharged and flowed in through the hole without being blocked by the piston and the seal during the vertical movement of the piston. In addition, since the holes are not for disposing the pins, the holes can be opened with a diameter necessary for discharging and flowing air, and sufficient discharging and flowing of air can be performed.
[0075]
Therefore, the disk centering / holding device of the present invention has a high centering / holding accuracy and can perform a stable disk mounting / removing operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top plan view showing a disk centering and holding device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2;
FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG. 2;
FIG. 5 is a sectional view of a disk centering and holding device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing one conventional centering holding device for a disk.
FIG. 7 is a sectional view showing another conventional centering holding device for a disk.
8 is an enlarged view of a part A of FIG. 7 and a part B of FIG. 2;
[Explanation of symbols]
1, 101, 201 disk centering and holding device, 2, 102, 202 disk, 2a, 202a chamfer, 3, 203 spindle, 5, 8, 205, 208 bolt, 6, 206 disk mounting surface, 7, 131 , 231 cap, 10, 130, 230 pin hole, 11, 124, 224 center boss, 11a, 224a center boss lower end surface, 11b, 224b center boss sliding portion, 11c, 125, 224c taper portion, 12, 15, 41 , 127, 227, 234, 241 elastic body, 14, 126, 226 clamp pin, 17, 217 engagement surface, 18, 236 space above piston, 20, 220 disk clamp unit body, 21, 121, 221 disk clamp unit, 22,219 holes, 22a, 219a Piston space, 22b, 12 , 219b Cylinder chamber, 22c, 219c Storage space, 40, 235 piston, 40a, 235a Piston upper end, 40b, 235b Piston sliding part, 40c, 235c Piston protrusion, 42 O-ring, 44, 244 Flange, 45 punch Hole, 46,238 Center boss communication hole, 47,237 Space under piston, 103 Center hole, 120 spindle, 123 Air supply passage, 128 suction groove, 129 suction passage.

Claims

ディスクの中心孔に嵌合可能なキャップ部と、前記ディスクをキャップ部に嵌合した状態で前記ディスクを保持するための取付面と、内部に延びる第１の孔と、前記第１の孔に連通して前記キャップ部外周面に開口する第２の孔とを有するディスククランプユニットと、
前記第１の孔内でスライド可能に配置されるピストン部と、
前記第１の孔内を前記ピストン部とともにスライド可能で、かつ前記ピストン部よりも前記キャップ部側に位置するセンターボス部と、
前記センターボス部との係合により前記第２の孔内をスライド可能で、それにより、前記取付面に保持された前記ディスクの中心孔側の面取部を押圧可能なピンとを備え、
前記ディスククランプユニットは、前記ピストン部が上死点に位置したときにおいて、前記ピストン部の摺動部のシール部よりも前記キャップ側の前記第１の孔の部分に連通し、かつ前記ディスククランプユニットの外面に開口する抜き孔を有する、ディスクの芯出し保持装置。A cap portion that can be fitted in the center hole of the disc, a mounting surface for holding the disc in a state where the disc is fitted in the cap portion, a first hole extending inward, and a first hole. A disc clamp unit having a second hole communicating with and opening to the outer peripheral surface of the cap portion;
A piston portion slidably disposed in the first hole;
A center boss portion slidable in the first hole together with the piston portion and located closer to the cap portion than the piston portion;
A pin slidable in the second hole by engagement with the center boss portion, whereby a pin capable of pressing a chamfer on the center hole side of the disc held on the mounting surface,
The disc clamp unit communicates with the first hole on the cap side of the seal portion of the sliding portion of the piston when the piston is located at the top dead center, and the disc clamp includes A centering and holding device for a disc, which has a hole opening on the outer surface of the unit.

前記抜き孔は、前記第１の孔内において前記ピストン部と前記ディスククランプユニットとで区画されるピストン上空間に連通する、請求項１に記載のディスクの芯出し保持装置。The disk centering and holding device according to claim 1, wherein the punching hole communicates with a space above the piston defined by the piston portion and the disk clamp unit in the first hole.

前記ピストン部と前記センターボス部と前記ピンとの各々は、スライド可能なように弾性体により保持されている、請求項１または２のいずれかに記載のディスクの芯出し保持装置。3. The disk centering and holding device according to claim 1, wherein each of the piston portion, the center boss portion, and the pin is slidably held by an elastic body.

前記ディスクの中心孔側の面取部と接触する前記ピンの部分は球面である、請求項１から３のいずれかに記載のディスクの芯出し保持装置。The centering holding device for a disk according to any one of claims 1 to 3, wherein a portion of the pin that comes into contact with a chamfered portion on a center hole side of the disk has a spherical surface.

前記センターボス部は、前記センターボス部と前記キャップ部とで区画されるセンターボス上空間と、前記ピストン上空間とを連通する孔を有する、請求項１から４のいずれかに記載のディスクの芯出し保持装置。5. The disk according to claim 1, wherein the center boss has a hole communicating between a space above the center boss defined by the center boss and the cap and the space above the piston. 6. Centering device.

前記センターボス部と前記第１の孔の内壁との摺動面には油脂が塗布されているまたは摩擦特性の良い表面処理が施されている、請求項１から５のいずれかに記載のディスクの芯出し保持装置。The disk according to any one of claims 1 to 5, wherein a sliding surface between the center boss portion and an inner wall of the first hole is coated with oil or fat or subjected to a surface treatment having good friction characteristics. Centering and holding device.

前記センターボス部は、下方に向って連続的に寸法が小さくなっているテーパ部を前記ピンと係合する部分に有している、請求項１から６のいずれかに記載のディスクの芯出し保持装置。The centering holding of the disk according to any one of claims 1 to 6, wherein the center boss portion has a tapered portion having a continuously decreasing size at a portion engaging with the pin. apparatus.

前記センターボス部は、上方に向って連続的に寸法が小さくなっているテーパ部を前記ピンと係合する部分に有している、請求項１から６のいずれかに記載のディスクの芯出し保持装置。7. The centering holding of a disk according to claim 1, wherein the center boss has a tapered portion having a continuously decreasing size in an upward direction at a portion engaging with the pin. apparatus.