JPS5986713A - キヤリツジ支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直線運動するキャリッジの支持装置に関する
ものである。

移動体であるキャリッジを所定行程量、直線的に往復動
させろ装置をｌ、例えば、ビデオディスク等の記録媒体
を用いたｆｆｒ報記録・再生装置に使用さＪｌている。

斯る装備°において、情＠記録・再生用のへノドをビデ
オディスク等のトラックに正しく追従運動させるために
は、このようなヘッドの積載さ′１１たキャリッジを、
極めて高精度に直線移動させねばならな（・。このよう
なキャリノンを高精度に移動させる場合に最も問題とな
るところはキャリッジの支持機構に関してである。

このようなキャリッジの支持ＨＰとして、小型で微振動
を生じない非接触式の勤王気体軸受を用いたものが提案
さ旧ている（特願昭５７−３３００８７号）。この勤王
気体軸受は、回転駆動されるｄ伯と、こねに嵌挿さＪす
るキャリンジ舗受面との相対的なすべり運動によって、
軸と軸受との微少間隙に流体を誘い込み、こ矛１によっ
て発生した流体膜圧力で軸上の負荷を支持するものであ
る。

このような動圧気体軸受を、キャリッジの支持機構に適
用した場合、軸が所定回転数に達して前ＲＬ：流体膜田
力によって負荷？与えるに至るまでの間、輔と軸受面と
＆’ｊ接触する仲間となっていて、このドＦ触がなさＪ
また場合、両者に摩擦摩耗が発生し、キャリッジＶＣ微
少振動を生じる上；それがあった。このような現象は装
管が停止しようとするとき、即ち軸が停止しようとする
までの間でも生じていた。

従来においては、このような装置の稼動開始および停止
時に発生する摩擦摩耗に対しては、その球耗に耐え得る
軸や軸受の材料を選Ｘ７で（・た。このためには材料選
定に関し極めて大きな制約を受け、また、コストの上昇
をきたすとともに、号産注にも障害をなしていた。

本発明は、上記従来欠点を除去した、軸と軸受面との相
互の摩擦摩耗が防止される、こわらの材料に限定な与え
ない、キャリッジの支持装置な提供することを目的とす
る。

以下、図面参照して本発明を具体的かつ詐細に説明する
。

”Ａ□　１図は本発明の一適用例である光ディスク装置
な示しており、ディスク１は駆動モータ２によって回転
部ｉ仙さねるようになっていて、一方、後述する光ビノ
クアノプユ二ットを具備したキャリア　シ３　＆１．　
、　　リニアモータ４の駆動によりディスク］のトラッ
クと直交する方向即ちディスクのラジアル方向に移送さ
違１、トラッキングが行なわねろと共に、そのリニアモ
ータ４により１トラツキ７グ補正も同時に行ｔ、ｒわね
るようになっている。

ここで、本発明を良好に理解するために、従来のキャリ
ッジ支持１ｆｉＦＫついてＨ；１．明するに、オ・２図
はその従叱のキャリッジ支持装置の一例を示す本のであ
る。同図において、キャリ、ノン３け、対物レンズ５や
図示さねない光源や受ゲＣ部やフォーカス調整用モータ
等を格納した光ビノクアノプユニノ）３ａ’％ｊ有して
いて、キャリッジ３０本体には、才３図に示す如く軸支
持スリーブ６が両１４１１に２箇、固く嵌め込まねてい
る。そして、このスリーブ６の内径はキャリア３に相通
した軸穴を構成しており、今こび）軸穴を便宜上、符号
６ａ　　で示１−０各軸穴６ａ　　Ｖｃは、キャリッジ
３の往復動方向（符号Ｂで示す）に配設さね互に平行す
る軸７゜７が微少間隙をもってそわぞネｕ°通していて
、この軸７目：、副・２図に示す如く、この両軸端部が
わを、ランアルとスラスト方向の力を受ける軸受８゜９
によって［１１転自在にす持さねでいる。

両軸７．７は、駆動モータ１１．弾はカップリング］２
．ブー！Ｊ］３．　　伝達ベルト］４およびプーリ１５
を介して回転駆動されるようになっていて、斯る部組１
１手段により、軸７が回転すると１才３図に示す軸穴６
ａ　　と軸７との間の微少間隙に介在する、空気に対し
てラジアル方向のカが発生し、この方によって負荷、即
ち、キャリッジ３が支持されるようになっている。この
ような軸受は動圧気体軸受と呼ばＪｌており、キャリッ
ジ３がリニアモータ４のような往復駆動手段によって矢
印Ｂ方向に駆動サワル際、斯る動圧気体軸受によってキ
ャリッジ３は支持されるのである。

このような動圧気体軸受によるキャリッジ支持方式は、
キャリッジの軸穴が、こねを貫通し所定の、回転数で回
転する軸に対し、無接触で移動するようになっているか
ら、振動等を生じないで、高精度にキャリアを往復動せ
しめることかできる。

この従来装置は、１対の動圧気体軸受を用いるようにし
たものであり、このような方式においては、１１１１７
がある規定値の回転数で回っている場合はよいが、＋１
Ｍｌ＋　７が所定のｌｉ：、ｉｉ転数以下の回転状態で
あるとき、例えば、軸７の駆動開始時あるいは駆りηノ
停止移行時、ｍｈ圧圧気軸軸受しては負荷を支持するだ
けの支持方を得ることができず、このため、軸と軸穴と
が相互に接触し、このため、摩擦による摩耗が発生し、
ｉｌ＋若しくは軸穴の表面に傷等を生じて、キャリッジ
に撮動を発生する間頼があった。従来は、このような廓
に対処するために、軸や軸支持スリーブを摩耗に耐え得
るような材料で構成していたのであるが、このためコス
ト高になる欠虞があった。

本発明は、このような間匪を解決し、たものである。

本発明の’ｌ’！ｉ’　Ｒとするところは、キャリノン
を支持するための＋１１＋受として、Ｑ＋圧圧気軸軸受
、静子気体軸受とを用い、動圧気体軸受の一つな構成す
る軸の回転数が所定値以下となったとき、後者の静圧気
体軸受を作１Ｔｈせしめることにある。

このように４１′♂を成すると、軸と軸穴面との間の相
互の接触か防止さ」１、こｆ）ため、当然、そわらの摩
耗が防止されることになる。従ってこねに伴なうキャリ
ッジ振動が防止さね、かつ、軸や軸支持スリーブ等の材
料選定上の制約を解消することができる。

川・４図Ｋ、本発明一実施例のキャリッジ支持装置が示
されており、この装置においては、便宜上、従来例の符
号と同一の符号を用いた。この実施例と従来例との相違
、ぐは、キャリッジ３に、静圧気体軸受のためのを気性
入口Ｊ７．］、７が設けらねでいる点にある。この空気
注入口１．７．１７は軸７と、軸支持スリーブ６との間
の微少間隙に連通している。なお、このような構成は、
矛２図において、２本のＭ７にそねぞね適用されている
。

壜・４図において、軸７は前記駆動モータ１１（第２図
参照）によって回転駆動せられるが、この場合、軸７が
所定の回転数に達し、ている状態で、ギヤＩＪ　、ジ３
（ま、前記動圧気体軸受により支持され乍ら、矢印Ｂ方
向に駆動さねる。

こ罎１に対し、例えば、光デイスク装置が稼動なｉＦ４
始する場合には、まず、駆動モータ］１が回転を始める
ことにｔ「る。この場合には軸の１１１転Ｅｆが所定の
回転数以下とｔ、ｒつでおり、このとぎ、静圧気体軸受
を作動する。即ち、刀・４図に示す空気注入口］７から
、圧縮さ第１た空気を注入し、軸支持スリーブ６と軸７
とσ）間隙にその圧縮空気を供給して、その空気下方で
キ、トリソジ３を支持させるようにする。そして、前配
駆１助モータ］Ｊの回転数が所定値に達した場合、ｌ：
Ｅ　ｆｌｉｉ　９気の供給を途絶して静圧気体軸受の作
動を停止せしめる。

才５図は本発明装置の作動を制御するためσ）回路図例
を示すものであって、図中符号１８で示すものはコンパ
レータである。

ここで、目標値（軸７の所望の設定回転材）と、実際の
駆動モータの回転数とを比較し、当該時ルの軸７０回転
数が目標値以下であわば、駆抑１モータな増速するよう
に電流を供給する。従って、ヲｒ、分、時間が経過した
後は、膓帥モータの回転−７！…所定の目標値に達する
。

コンパレータ１８は、組型ＩＩモータの実際の回転数が
所定のＩＬ！１転数に達したか否かを判定する。そして
、その判定により、駆動モータが所定の回転数以下であ
わば、空気弁駆動回路を作動し、突気弁】９　な開放駆
動する。

ここで、空気弁Ｊ９は、矛７図に示すような空気供給径
路中に設げられでいて、コンプレッサからの圧縮空気を
空気注入口】７へ送り込んでそねを前８１：間隙内に供
給し、たり、あるいはその供給を途絶停止したりする。

そして、前記空気弁部ｉｉＪ＋回路が作％ｊ＋　Ｌだ場
合には、空気弁１９が開かね、圧縮空気が墾気江入口へ
導びかＪｌ、この状ｐ目で、静圧気体軸受は作動した状
歴となる。

以上の説明から明らかなように、１ｌ１１１７が所定回
転数以下であって、キャリノンの軸穴が軸７に接触傾向
にあるとぎには、静圧気体軸受が作動するようになり℃
いろので、軸と軸穴面との相互の摩擦接触は回避さ牙１
、従って、その摩擦摩耗に起因するキャリッジの微振動
を防止することができる。

また、軸や軸支持スリーブ等の材料選定上の制約も取り
除かＪｌ、広汎な材料の選択が可能となり、量産上の問
題も除去される。

なお、コンプレーサは、オ・６図に例示さＪするような
構成となっていて、モータによりポツプをＪｊｌノ動し
、空気をアキュムレータ（蓄圧器）へ送り込む。こねに
よりアキュムレータの出力口には一定圧の空気が噴出さ
第１ることになる。

出力口かＣ）のり、“′気晴および？ｇ気ＩＥ（流量）
はアキュムレータの大きさおよび出力口の径の大ぎさ等
によって決定される。この場合、流、量が大きい程、モ
ータのパワーが必要となり、こわに従ってモータは大き
くなる。

なお、この実施例で使用されるコンプレッサからの全空
気１１１゛は、ギヤリッジを静圧気体軸受だけで支持ず
Ｚ７　ＪＡ合よりも非常に少なくて済む。こＪｌは、前
述したように、動圧軸（符号７）と軸受面（符号６ａ　
　）との相対速度が、所定の回転数以下の場合の速度と
なっている場合だけ、静圧気体軸受を作動すｔ＋、　１
７よいからである。

このことを、訓・７図や：’ｌ−３０図を用いて説明す
る。

才」０図は時間の経過に伴なう動圧軸の回転数立ち上が
り特上曲線な示しており、静圧気体［１？ｔ＋受が作動
する区間は、所定の回転数ｎ１　　以下の区間、即ち、
時刻ｔｏ　　からｔｌ　　までの区間である。従って、
勤王軸が時刻ｔＱ　　から時刻ｔ１　　まで１Ｍ１転す
る間、静圧気体軸受が作動するようになっていわばよく
、このため、コンプレッサの空気量としては非常に小さ
いもので済むのである。

２７５図に示す回路例は、駆動源の回転数を制御するも
のである。こｆｌは該駆動源に連結部材を介し、て連結
さセた動Ｅ軸の回転数を制御するようにしたものである
が、こ場１に対し、該駆動源に一定πｆ１圧を印加して
動圧軸の回転数な得る場合もある。

この場合に、駆動源の回転数が才】０図に示す如く立ち
上がったとする。

ここで、静圧気体軸受が作匍１する最小領域は、所定の
１ｉ：ｌＩｉ転数ｎ１　　以下の領域、つまり、時刻ｔ
。

より時刻ｔ１　　までの時間の範囲である。従って、駆
動モータヘ一定電圧を供給してから、少なくともｔｌ　
　時間以上、静圧気体軸受を作動すわば良い３なお、斯
る静圧気体軸受の作動は、勤王軸がこの回転を停止する
までの間、即ち、その回転数か所ところで、Ａ７７図に
示す空気供給系は、コンプレッサからの’Ｆ、　ＩＪｒ
ｉ空気を劣′気弁Ｊ９を介し、て空気注入口Ｊ７へ送り
込むようにしたものであるが、この場合に、空気弁る・
自動開閉させることなく、マニュアルでその開閉を行な
うようにしてもよい。

オ・８図に示す′！ト気供給系（１１、コンプレッサ部
分を蓄圧器としたものであるが、この方式では、蓄圧器
として（Ｉ、マニュアルにより輩気を蓄えることが可能
で、蓄圧器からは脈動のない略−２ぜ王のψ気が噴出さ
矛する。このように構味、すると、蓄田部を小型かつ低
１１゛Ｃにすることかで敦ろ。

田・９図に示ず空気供給系は、さらに、この構成な簡易
化したものであり、前記時刻ｔＱ　　から時刻ｔ１　　
までの間、蓄圧器より空気注入口へ直接、空気を送り込
むものである。

以上、本発明は、キャリッジに貫通する軸が所定回転数
以上のとき、そのキャリッジを動圧気体軸受にて支持せ
しめ、所定−１転数以下のとき、そのキャリッジを静圧
気体軸受にて支持せしめるようにしたものであるから、
軸とキャリノン軸穴との相互の摩擦接触が回避さね、こ
のため、摩擦摩耗に起因するキャリッジの微振動を防止
することができると共に、こゎらの材料の選定に関し所
定の制約を受けないようにすることかでと、この種の装
置の量産にも充分に対処し得るものである。

【図面の簡単な説明】

オ・１図は本発明の一適用例である光デイスク装置の正
面図、第２図は従来のキャリノン支持装貨の平面図、層
・３図は同上キャリッジ支持装貨の斜視図、３・４図は
本発明一実施例のキャリッジ支持装置の部分破断正面図
、３・５図は同上キャリ、ジ支持製置の作動制御回路図
、オフ６図はコンプレッサの構成ブロック図５オフ図及
至矛９図は空気供給系を各実確例につき示す図、調・］
（１図は動Ｉ＋Ｅ軸の、畦１間の経過に伴なう回転数立
ち上がり特注曲線図である。 、３・・・キャリノン、６ａ・・・軸穴、７・・軸馬　
ｂ。 ｌ７Ｐ）ｅ、Ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. キャリッジに設けた軸穴に微少間隙をもって貫通する軸
   を回転させる構成の動圧気体軸受で、軸方向に移動する
   キャリッジを支持せしめ、かつ、前記間隙に圧縮空気を
   供給しこの空気圧力でキャリッジを支持する構成の静圧
   気体軸受で、前記軸σ）回転数が所定値以下になったと
   ぎ、前記キャリノンを支持せしめることな特徴とするキ
   ャリッジ支持装置。