JP2010055698A - ディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
ディスク駆動装置１に衝撃力が作用するとスピンドルモータ２０部に変形が生じて、スピンドルモータ２０に装着されたディスク２と光学ヘッド７間の相対傾きが発生し、記録再生性能が劣化した。
【解決手段】
半円形の板形状を有するスピンドルモータ２０の取付け板２１において、該半円形状の両側の角部２６，２７を結ぶ直線に対して、該直線をまたぐ領域に厚み方向の段差構造を備えた。これにより、該スピンドルモータ２０の取付け板２１の曲げ変形を抑えることができ、ディスク２と光学ヘッド７間の相対傾きを低減してディスク駆動装置１の記録再生性能の劣化を防止する。
【選択図】図７

Description

本発明は、モバイルＰＣ等に用いられているディスク駆動装置であって、特に高い耐衝撃性能が要求されるディスク駆動装置に関する。

モバイルＰＣに搭載されるディスク駆動装置は、装置厚の薄型化と軽量化が要求されており、装置を構成する部品の薄型・軽量化構造が必須となっている。このため、各部品の剛性は低下の傾向にある。一方、ディスク駆動装置には高い耐衝撃性能が要求され、衝撃力が印加した後においても記録再生性能などの高い信頼性確保が必要となる。

記録再生性能劣化の要因の一つに光学ヘッドとディスク間の相対的な傾きがある。これは衝撃力により装置内部の構造部品に生じた塑性変形によるものが支配的となる。特に装置内部でディスクを装着しているスピンドルモータは、内部筐体となるユニットメカシャシ部へスピンドルモータ取付け板に備えた３箇所の固定位置で取付けられている。したがって、固定部となる支持点とスピンドルモータの重心点の位置関係により、衝撃時にモータ重心位置にモーメント力が作用してスピンドルモータ取付け板の変形が発生し、スピンドルモータとともに装着されたディスクが傾くことになる。

上記の問題に対応するためには、衝撃力が印加したときのスピンドルモータ取付け板の変形を低減すべく、曲げ剛性の向上を図る構造が必要である。

特許文献１には、筐体構造を兼用するベースで、ディスクを回転駆動するモータを保持する該ベースにおいてモータ取付け部の周りに環状のリブを設けることで、モータ取付け部の剛性を高め、変形を防止する構造が開示されている。

特開２０００−２９８９２９号公報

特許文献１に記載された技術のうち、モータを保持する該ベースにおいて、モータ取付け部の周りに環状のリブを設ける構造は、モータに装着されたディスク下面に配置され、ディスク半径方向に内周から外周まで移動可能な走行手段を持たせた光学ヘッドを備えたディスク駆動装置では構造的に困難であり、少なくとも光学ヘッド方向で該光学ヘッド走行範囲にはベース部の切り欠き部が必要となる。

また、該ベースは筐体構造と一体成形されると、装置を組み立てる過程において光学ヘッドとディスクの相対傾き量の初期調整をモータ側で行うことができず、モータに起因する不良選別などの対応も困難となる。したがって、装置の組立性の問題以外に装置コストが増すという問題も生じる。

本発明の目的は、スピンドルモータ部の変形を防止し、衝撃力印加によるディスク装置の記録再生性能の劣化を抑えことにより高い信頼性のディスク駆動装置を提供することにある。

上記目的は、ディスクを保持して回転させるスピンドルモータと、該ディスク上に情報の記録か再生の少なくとも一方を行う光学ヘッドと、光学ヘッドをディスク半径方向に移動させる駆動手段と、これらを支持固定するユニットメカシャシによって構成された光ディスク駆動装置用のユニットメカにおいて、該スピンドルモータは磁気回路から成る回転駆動手段と、回転体となるロータ部と回転軸と、これらを保持するスピンドルモータ取付け板から構成され、該スピンドルモータ取付け板の一部には光学ヘッド設置方向で略ロータ外径に合わせた半円形の板形状を持ち、該半円形状の両側の角部とを結ぶ線上に対して、半円形状の領域で、かつ該線上をまたぐ領域に、板の厚み方向の段差構造を備えたスピンドルモータを用いたことにより達成される。

また上記目的は、スピンドルモータのロータ外径に合わせた半円形状の板部を持ったスピンドルモータ取付け板であって、該半円形状の角部を含む範囲に板の厚み方向の段差構造を備えたスピンドルモータを用いることにより達成される。

また上記目的は、スピンドルモータのロータ外径に合わせた半円形状の板部を持ったスピンドルモータ取付け板であって、該スピンドルモータ取付け板はユニットメカシャシに少なくとも２箇所以上で固定支持されており、該固定支持部のうちディスク半径方向に走行可能な光学ヘッドの該走行方向で光学ヘッドに近い２箇所の固定支持部を結んだ線上をまたぐ領域に該スピンドルモータ取付け板の厚み方向の段差構造を備えたスピンドルモータを用いることにより達成される。

本発明によれば、スピンドルモータ部の変形を防止し、衝撃力印加によるディスク装置の記録再生性能の劣化を抑えことにより高い信頼性のディスク駆動装置を提供できる。

以下、本発明の一実施例を図にしたがって説明する。

以下、添付図面を参照しながら、本発明のディスク駆動装置１を実施するための形態を説明する。図１から図７は、本発明の実施の形態や、実施の形態を説明するための図であり、これらの図において同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成及び動作は同様であるものとする。

まず、本発明の一実施形態に係るディスク駆動装置１の構成について説明する。

図１は、本実施形態におけるディスク駆動装置１の分解斜視図である。
図１において、ディスク駆動装置１は、直径１２０mm，厚さ１.２mmの寸法を有するＣＤ，ＤＶＤ，ＢＤ（ブルーレイ・ディスク）やＨＤ ＤＶＤ等の記録媒体（以下、ディスク２と呼ぶ）の記録面に対して情報の記録再生を行うディスク駆動装置１であり、装置の寸法は約幅１３０mm，奥行き１３０mm，装置厚１２.７mm（あるいは、９.５mm）の薄厚箱型形状でモバイル型パーソナルコンピュータに装備されているスリム型（あるいは、スーパスリム型）ドライブと呼ばれているディスク駆動装置１である。

ディスク駆動装置１は、トップカバー３とボトムカバー４を嵌合及びネジ締結により組み立てて成形された筐体で構成されている。トップカバー３とボトムカバー４は、薄板鋼板をプレス成形することにより製造されている。該筐体内（ディスク駆動装置内）には、樹脂成形品のディスクトレイ５が配置されている。ディスクトレイ５の前端には、図示していないフロントパネルが装着されている。

ディスクトレイ５の下面にユニットメカ６が装着されている。ユニットメカ６は、弾性部材からなる複数のインシュレータ９を介してディスクトレイ５に取付けられている。該インシュレータ９によって、装置外部からユニットメカ６へ伝わる振動や衝撃、あるいは、ユニットメカ６から外部へ伝わる振動や衝撃を減衰している。

ユニットメカ６は、ベースとなる図示していないユニットメカシャシ８を有し、ユニットメカシャシ８に、ディスク２を回転駆動するスピンドルモータ２０，ディスク２を支持するターンテーブル，ディスク２の記録面の情報を再生し、又は、記録面に情報を記録するための光学ヘッド７，光学ヘッド７をディスク２の半径方向に沿って移動させるための駆動手段、これらの部品への接触防止や電気的なノイズを防止するユニットカバー１４が装着されている。

ディスクトレイ５の中央には、ディスク２の外径より僅かに大きな円形溝が形成されている。この円溝の底面の一部は切り取られ、ユニットメカ６のユニットカバー１４，光学ヘッド７，スピンドルモータ２０が露出している。ディスクトレイ５の該切り取り部により、ディスク２とユニットメカ６に搭載された光学ヘッド７との間の空間を確保している。

本発明では、このようなディスク駆動装置１において、衝撃力などの外力が加わった時に装置内部の構造部品の一つであるスピンドルモータ２０の取付け板２１の変形を防止するために、該スピンドルモータ２０の取付け板２１に生じる曲げ応力の低減，分散を図るための曲げ補強構造２８を備えた。

以下、添付図面を参照しながら、本発明のディスク駆動装置１を実施するための形態を説明する。

図２は、ディスク駆動装置１のユニットメカ６部の外観構造を示す図である。
図２において、本図ではユニットメカ６構造について説明するために、ユニットメカ６に取付けたユニットカバー１４を外した状態とした。ユニットメカ６のベースとなるユニットメカシャシ８は、鋼板材のプレス加工により成形した枠構造である。外周部はほぼ全周にわたって下側に折り曲げることでユニットメカシャシ８の曲げ剛性を高めた構造となっている。

該ユニットメカシャシ８には、装着したディスク２を回転駆動させるためのスピンドルモータ２０がスピンドルモータ２０の取付け板２１を介して、嵌合結合、あるいは、ネジ締結にて固定されている。また、スピンドルモータ２０に装着されたディスク２へ情報を記録、あるいは、情報の再生を行う光学ヘッド７が、該ディスク２の半径方向に移動する移動手段を介して支持されている。

光学ヘッド７は左右に備えた軸受け部によってユニットメカシャシ８部に固定されたメインガイドバー１０やサブガイドバー１１を介してディスク２半径方向に摺動支持されている。光学ヘッド７のディスク２半径方向への走行駆動力は、ユニットメカ６に備えたステップモータ１２の回転力を図示されていない歯車を介して光学ヘッド７の走走行方向となる直線方向へ駆動力変換して該光学ヘッド７へ伝えている。ユニットメカ６はユニットメカシャシ８外周部に備えた３つのインシュレータ９により、先に説明したディスクトレイ５に弾性支持されている。

図３は従来のスピンドルモータ２０とスピンドルモータ２０の取付け板２１構造を示したものである。
図３（ａ）はスピンドルモータ２０の外観図を示したものである。スピンドルモータ２０は磁気回路から成る回転駆動手段と、回転体となるロータ部２２と回転軸と、これらを保持するスピンドルモータ２０の取付け板２１から構成されている。該スピンドルモータ２０の取付け板２１は薄型鋼板を用いており、回転部となる円柱状のロータ部２２および、ロータ内部に備えられた回転軸などが該スピンドルモータ２０の取付け板２１に固定されている。スピンドルモータ２０の取付け板２１の表面、あるいは裏面には図に示していないが一般的にはスピンドルモータ２０を回転させるための電子部品を備えた基板が貼り付けられている。

図３（ｂ）は該ロータ部２２を削除したスピンドルモータ２０の取付け板２１を示したものである。該スピンドルモータ２０の取付け板２１にはほぼ中央部に円形孔が備えられ、該円形孔部にロータ部２２の回転しない固定部（駆動磁気回路の一部や、回転軸支持手段）がかしめ構造にて固定されている。また、スピンドルモータ２０の取付け板２１の一部は、図２で示す光学ヘッド７側に該光学ヘッド７がディスク２最内周位置にあっても接触干渉しないようにロータ外径とほぼ同等の半円形状の板部を有している。そして、スピンドルモータ２０はスピンドルモータ２０の取付け板２１に備えた３つの小孔部（固定支持Ａ部，固定支持Ｂ部，固定支持Ｃ部）２３，２４，２５を備えており、該部位にてユニットメカシャシ８に固定される。

図４は、本発明が解決する衝撃力が加わった場合のスピンドルモータ２０の変形挙動について説明する図である。
図４（ａ）はディスク２を装着した状態のユニットメカ６部のスピンドルモータ２０中心と光学ヘッド７を結ぶ線上の断面（図２に示したＧ−Ｇ断面）を示したもの、図４（ｂ）はスピンドルモータ２０の取付け板２１の断面を示したものである。ディスク駆動装置１に印加される衝撃力の方向は図中矢印で示した上下方向であり、この時のユニットメカ６部の変形に至る挙動を説明する。

ディスク２を装着したスピンドルモータ２０はスピンドルモータ２０の取付け板２１の固定支持Ａ部２３，固定支持Ｂ部２４，固定支持Ｃ部２５でユニットメカシャシ８部に固定されている。該ディスク２を装着したスピンドルモータ２０の重心位置はほぼロータ部２２の中央付近に存在する。スピンドルモータ２０の３箇所による固定では、支持の中心は、図に示すよう該スピンドルモータ２０の取付け板２１の断面上では固定支持Ａ部２３，固定支持Ｂ部２４と固定支持Ｃ部２５の間に存在することになる。

すなわち、スピンドルモータ２０の重心位置に対して、支持位置が完全に片寄った位置となり、片持ち支持に近い支持形態となる。従って、上下方向に衝撃力が加わるとスピンドルモータ２０は支持位置に対して図に示すように重心部にモーメント力が発生する。これにより、スピンドルモータ２０の取付け板２１の変形が発生してロータ部２２が傾き、装着されたディスク２もこれに伴って傾くことになる。

この現象によって、光学ヘッド７とディスク２間の相対傾きが生じ、ディスク駆動装置１としての記録再生性能が劣化することになる。本発明では衝撃力が加わった時のスピンドルモータ２０の取付け板２１の変形を低減させて、記録再生性能の劣化を抑え信頼性の高いディスク駆動装置１を提供することにある。

図５は、スピンドルモータ２０における固定支持位置と重心位置によって衝撃力が加わった時のスピンドルモータ２０の取付け板２１に発生する曲げ応力の分布状態を示したものである。
図５（ａ）はスピンドルモータ２０の取付け板２１の上面図であり、質量体となるロータ部２２を点線で示している。また、ユニットメカシャシ８への固定位置は固定支持Ａ部２３，固定支持Ｂ部２４，固定支持Ｃ部２５の位置である。先に説明したように衝撃力が作用するとほぼロータ部２２中心に位置する重心に瞬間的な慣性力が作用する。

これにより、ロータ部２２を質点としたスピンドルモータ２０の取付け板２１の曲げ変形が発生する。該スピンドルモータ２０はユニットメカシャシ８に該固定支持Ａ部２３，固定支持Ｂ部２４，固定支持Ｃ部２５で固定されており、スピンドルモータ２０の曲げ剛性がユニットメカシャシ８の曲げ剛性と比較して低い場合は、該スピンドルモータ２０の取付け板２１が大きく変形することとなる。この変形は図に示した固定支持Ａ部２３と固定支持Ｂ部２４を結んだ線上近傍で発生する。

図５（ｂ）は衝撃力が作用した時のスピンドルモータ２０の取付け板２１に生じる曲げ応力の分布を応力の等高線として示したものである。曲げ変形を低減させるためには応力が集中している箇所において、剛性を高める、あるいは、応力を分散させる構造が必要となる。

図では、応力集中箇所がロータ外径に合わせた半円形状部の両角部となる角部Ｄ部２６と角部Ｅ部２７、また、固定支持Ａ部２３，固定支持Ｂ部２４，固定支持Ｃ部２５であることがわかる。前者はスピンドルモータ２０の取付け板２１の半円形状部の端部Ｈが大きく変位し、ロータ部２２の傾きに影響を与えるスピンドルモータ２０の取付け板２１の曲げ変形となる。後者は局所的に応力は集中するがロータ部２２の傾きに影響を与える変形にはならない。本発明は前者の角部Ｄ部２６と角部Ｅ部２７の応力低減，応力分散構造に関するものである。

図６は本発明によるスピンドルモータ２０の取付け板２１の構造を説明する図であり、前述した該スピンドルモータ２０の取付け板２１の角部Ｄ部２６と角部Ｅ部２７の応力低減，応力分散構造を示したものである。

図６において、衝撃力が加わるとスピンドルモータ２０の取付け板２１の角部Ｄ部２６と角部Ｅ部２７の曲げ応力が集中することから、該スピンドルモータ２０の取付け板２１にはこれらの両角部２６，２７を結ぶ線上近傍に大きく曲げ変形が生じている。該スピンドルモータ２０の取付け板２１の半円形状部と該両角部２６，２７を結ぶ線上で囲まれた領域を領域Ｆとする。この領域Ｆの曲げ変形を抑えるためには、スピンドルモータ２０の取付け板２１においてこの領域との境界領域近傍の曲げ剛性の向上が必要であり、図に示すようにロータ部２２のかしめ部となる円形孔の両側で、該境界領域をまたぐように曲げ補強構造２８を備えた。

この構造により角部Ｄ部２６と角部Ｅ部２７の曲げ応力を低減と同時に応力の分散ができ、スピンドルモータ２０の取付け板２１の曲げ変形を抑えることが可能となる。これにより、衝撃力が加わった場合でもスピンドルモータ２０の装着されたディスク２の傾きを抑えることで光学ヘッド７，ディスク２間の相対傾きを低減することができ、記録再生性能の劣化を防止することができる。

図７は、本発明によるスピンドルモータ２０の取付け板２１に備えた曲げ補強構造２８の一実施例である。
図７（ａ）はスピンドルモータ２０の取付け板２１において、角部Ｄ部２６と角部Ｅ部２７に備えた曲げ補強構造２８である。スピンドルモータ２０の取付け板２１は薄板鋼板による型抜き成形品であり、曲げ補強構造２８は該両角部２６，２７にプレス加工によるしぼり構造，ハーフピアス構造、あるいは端部に曲げ構造などの段差構造とした。

図７（ｂ）は角部Ｄ部２６と角部Ｅ部２７を結ぶ直線、あるいは固定支持Ａ部２３と固定支持Ｂ部２４を結ぶ直線上近傍をまたぐ領域に曲げ補強構造２８を備えたものである。該曲げ補強構造２８は、スピンドルモータ２０の取付け板２１にプレス加工によるしぼり構造，ハーフピアス構造などの段差構造とした。図７（ａ），図７（ｂ）ともにロータ部のかしめ部となる円形孔の両側に曲げ補強構造２８を備えているがこれに限ることなく、片側に備えてもよい。また、これらの曲げ補強構造２８はスピンドルモータ２０の取付け板２１の一体構造とは限らず、別部材などを接着することで構成してもよい。

以上のごとく、本発明によればディスク駆動装置に衝撃力が加わった時のユニットメカシャシに組み込まれたスピンドルモータの取付け板部の塑性変形が低減できる。また、スピンドルモータ取付け板の高剛性化による変形振幅の減少によって繰り返し応力が作用しても疲労破壊などの防止もできる。さらに、固有モードの高域化により振動特性の良好な部品を提供でき、サーボ特性などへの外乱要因を低減することもできる。これによって、スピンドルモータに装着されたディスクと光学ヘッド間の相対傾きを抑えることができるため、前記相対傾きによって生じる記録再生性能の劣化問題を解決できる。以上により、信頼性の高いディスク駆動装置が提供できる。

本発明によるディスク駆動装置の概略構成を示す図である。 一般的なディスク駆動装置のユニットメカ部の構成を示す図である。 従来のスピンドルモータと取付け板を説明する図である。 本発明が解決するスピンドルモータの倒れ込みモードを説明する図である。 スピンドルモータの取付け位置（固定支持部）と取付け板にかかる曲げ応力の分布を示す図である。 本発明によるスピンドルモータ取付け板備えた曲げ補強構造説明図である。 本発明によるスピンドルモータ取付け板に備えた曲げ補強構造図である。

符号の説明

１ ディスク駆動装置
２ ディスク
３ トップカバー
４ ボトムカバー
５ ディスクトレイ
６ ユニットメカ
７ 光学ヘッド
８ ユニットメカシャシ
９ インシュレータ
１０ メインガイドバー
１１ サブガイドバー
１２ ステップモータ
１４ ユニットカバー
２０ スピンドルモータ
２１ モータ取付け板
２２ ロータ部
２３ 固定支持Ａ部
２４ 固定支持Ｂ部
２５ 固定支持Ｃ部
２６ 角部Ｄ部
２７ 角部Ｅ部
２８ 曲げ補強構造

Claims (3)

1. ディスクを保持して回転させるスピンドルモータと、このディスク上に情報の記録か再生の少なくとも一方を行う光学ヘッドと、この光学ヘッドをディスク半径方向に移動させる駆動手段と、これらを支持固定するユニットメカシャシによって構成された光ディスク駆動装置用のユニットメカにおいて、
   前記スピンドルモータは磁気回路から成る回転駆動手段と、回転体となるロータ部と回転軸と、これらを保持するスピンドルモータ取付け板から構成され、
   このスピンドルモータ取付け板の一部には光学ヘッド設置方向で略ロータ外径に合わせた半円形の板形状を持ち、この半円形状の両側の角部とを結ぶ線上に対して半円形状の領域で、かつこの線上をまたぐ領域に板の厚み方向の段差構造を備えたスピンドルモータを用いたことを特徴とするディスク駆動装置。
2. 請求項１記載のディスク駆動装置において、
   前記スピンドルモータのロータ外径に合わせた半円形状の板部を持ったスピンドルモータ取付け板であって、前記半円形状の角部を含む範囲に板の厚み方向の段差構造を備えたスピンドルモータを用いたことを特徴とするディスク駆動装置。
3. 請求項１記載のディスク駆動装置において、
   前記スピンドルモータのロータ外径に合わせた半円形状の板部を持ったスピンドルモータ取付け板であって、このスピンドルモータ取付け板はユニットメカシャシに少なくとも２箇所以上で固定支持されており、この固定支持部のうちディスク半径方向に走行可能な光学ヘッドの該走行方向で光学ヘッドに近い２箇所の固定支持部を結んだ線上をまたぐ領域に前記スピンドルモータ取付け板の厚み方向の段差構造を備えたスピンドルモータを用いたことを特徴とするディスク駆動装置。

Images