盤旋轉驅動裝置的製作方法
2023-11-30 18:48:46 3
專利名稱：盤旋轉驅動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於旋轉驅動諸如光碟或磁光碟的盤形記錄介質的盤旋轉驅動裝置。
背景技術：
傳統上，諸如光碟和磁光碟的光記錄介質用作信息信號的記錄介質。用於向/從此類盤中記錄/再現信息信號的記錄/再現設備已經生產並廣泛應用。
在此類型的記錄/再現設備中，配置用於定位、保持和旋轉地驅動盤的盤旋轉驅動裝置。該盤旋轉驅動裝置具有馬達103，包括其中接納轉子的殼體101、以及連接到轉子並部分從殼體101向外突出的旋轉軸102，如圖1所示。
在從殼體101突出的旋轉軸102的馬達軸的末梢部分安裝整體結構的轉盤104。該轉盤104實際上為圓形盤狀，並在其中心部分具有中心孔。通過使旋轉軸102壓入中心孔將轉盤104安裝在旋轉軸102的一端。在轉盤104的中心，配置突出的對中部分105。該對中部分105與設置在盤201的中心位置的定位孔202相嚙合，並使盤201的旋轉中心與轉盤104的旋轉中心對準，由此使盤201處於轉盤104的中心位置上。由於將定位孔202的內圓周置於轉盤104的對中部分105的圓周表面上，所以將盤201定位並由此保持。在這種狀態下，通過驅動馬達103，盤201與轉子、旋轉軸102和轉盤104一起被旋轉驅動。
在具有該種盤旋轉驅動裝置的記錄/再現設備中，配置光拾取裝置203面對由旋轉的盤旋轉驅動裝置旋轉地驅動的盤201，並且由該光拾取裝置203發射的光掃描信號記錄區，從而記錄/再現信息信號。
在具有上述盤旋轉驅動裝置的記錄/再現設備中，在轉盤104支承的盤201和馬達103的殼體101的一面、即從殼體101突出的旋轉軸102的接近末端的一面之間必須形成預定的間隔，因為包括將盤201從外部攜進記錄/再現設備的盤墊(tray)的盤裝載機構、光拾取裝置203、可以在盤201的徑向方向上移動用於支承光拾取裝置203的導向軸204等配置於此。
因此，馬達103的旋轉軸102必須從殼體101突出預定的長度。轉盤104必須安裝在旋轉軸102的末梢。
由於轉盤104安裝在旋轉軸的末梢，所以在接納於馬達103的殼體101中的轉子和由轉盤104支承的盤201之間存在一段較長的距離，並且馬達103的轉子和盤201僅通過旋轉軸102彼此連接。因此，整個系統的抗扭剛度很低，並且扭矩諧振的諧振頻率在低頻帶產生。
如果如上所述扭矩諧振的諧振頻率在低頻帶產生，則在旋轉驅動盤201時可能在旋轉軸102等上產生扭矩諧振。因此，此諧振幹擾了盤201的準確旋轉。
發明內容
鑑於現有技術的上述情況，本發明的目的是提供一種盤旋轉驅動裝置，當驅動源旋轉地驅動盤時能夠抑制在馬達的旋轉軸上產生的扭矩諧振，並能夠使盤的旋轉穩定準確。
根據本發明的盤旋轉驅動裝置包括馬達，其中配置從殼體突出的、與接納在殼體中的轉子連接的旋轉軸；以及轉盤，具有用於放置其上的盤的放置部分(setting portion)，並安裝在從殼體突出的旋轉軸的接近末端部分，以便覆蓋旋轉軸的接近末端部分。
在該裝置中，用於定位盤的定位部分配置在旋轉軸的末梢部位。
根據本發明的另一種盤旋轉驅動裝置包括馬達，包含連接到轉子、具有比盤的直徑小的直徑的旋轉軸；以及轉盤，具有用於放置其上的盤的放置部分和配置成向內突出的圓柱體部分，並安裝在旋轉軸的接近末端部分，以便由該圓柱體部分覆蓋旋轉軸的接近末端部分。
從下面對實施例的描述中，本發明的其它目的和優點將進一步得到說明。
圖1是表示傳統的盤旋轉驅動裝置示例的縱截面圖。
圖2是表示根據本發明的盤旋轉驅動裝置的縱截面圖。
圖3是表示盤旋轉驅動裝置的動態模型的側視圖。
圖4是表示根據本發明的盤旋轉驅動裝置的動態模型的側視圖。
圖5是表示在圖4所示的動態模型中連接部分的結構的側視圖。
圖6是表示在根據本發明的盤旋轉驅動裝置中伺服環特性的圖。
圖7是表示在傳統的盤旋轉驅動裝置中伺服環特性的圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖描述根據本發明的盤旋轉驅動裝置的具體結構。
根據本發明的盤旋轉驅動裝置是在使用諸如光碟或磁光碟之類的盤形記錄介質作為記錄介質的盤記錄/再現設備中使用的一種裝置，並適用於定位、保持和旋轉驅動所述的盤。
如圖2所示，該盤旋轉驅動裝置具有馬達3，包括其中接納轉子的殼體1、以及連接到轉子並部分從殼體1向外突出的旋轉軸2。
轉盤4安裝在旋轉軸2從殼體1突出的部分上。轉盤4例如用合成樹脂材料製成，並形成為實質上的圓錐底座形狀或實質上的鐘形形狀。轉盤4具有從實質上的圓錐底座形狀的上邊部分的內側、或者從實質上的鐘形形狀的內側向內突出的圓柱體中心部分4a，並且中心部分4a具有中心孔4b。通過將旋轉軸2壓入中心孔4b，轉盤4安裝在旋轉軸2上。結果，圓柱體中心部分4a覆蓋旋轉軸2接近末端部分的外圓周。轉盤4的中心部分4a被支承在從殼體1突出的旋轉軸2部分的、在軸向上從中心位置開始的接近末端部分上，即支承在從殼體1突出的旋轉軸2的接近末端部分。在這種情況下，實質上形成為鐘形形狀的或實質上形成為圓錐底座形狀的轉盤4將倒轉過來，從而具有較大直徑的面位於上部。也就是說，轉盤4以圓周部分4c朝著旋轉軸2的末梢延展的方式安裝，如圖2所示。轉盤4的圓周部分4c的具有較大直徑的末端部分是盤放置部分4d，如圖2的上半部分所示。
在從殼體1突出的旋轉軸2的末梢部分，以將對中調節機構部分5的一部分接納在轉盤4中的方式安裝對中調節機構部分5。換句話說，對中調節機構部分5以被轉盤4的圓周部分4c環繞的方式裝配在馬達3的旋轉軸2上。使用例如合成樹脂材料，使對中調節機構部分5形成為具有實質上圓錐底座狀突出的圓盤狀形狀。對中調節機構部分5具有在其中心是中心孔5d的圓柱體突出5c，並通過將旋轉軸2的末梢壓入中心孔5d將對中調節機構部分5安裝在旋轉軸2上。也就是說，圓柱體突出5c覆蓋馬達3的旋轉軸2的末梢上的外圓周部分。在對中調節機構部分5的中心具有圓錐底座形狀的對中部分5a。該圓錐底座形狀的對中部分5a與配置在盤201的中心處的定位孔202相嚙合，並使盤201的旋轉中心與轉盤4的旋轉中心對準，從而使盤201位於轉盤4的中心位置上。在對中部分5a的外圓周面上，配置多個片簧部分5b，當對中部分5a進入盤201的定位孔202時，從內側向外壓緊定位孔202的內圓周邊緣。對中調節機構部分5形成為與轉盤4相互獨立的部件。
當盤201的定位孔202的圓周放置在轉盤4的盤放置部分4d上時，盤201由盤放置部分4d支承，並且定位孔202的內圓周面緊靠在對中部分5a的外圓周斜面上，並在該斜面上移動。由此，通過對中部分5a將盤201定位並保持在旋轉驅動裝置上。通過旋轉驅動這種狀態下的馬達3，盤201與轉子、旋轉軸2和轉盤4一起被旋轉驅動。
在具有上述盤旋轉驅動裝置的盤記錄/再現設備中，配置光拾取裝置203面對所裝載的並由盤旋轉驅動裝置旋轉地驅動的盤201。該光拾取裝置203將光束髮射到所裝載的並由盤旋轉驅動裝置旋轉地驅動的盤201的信號記錄區，並用該光束掃描信號記錄區，從而向盤201上記錄信息信號或從盤201上再現信息信號。
通過導向軸204，光拾取裝置203可以在定位並保持在轉盤4中的光碟201的徑向方向上移動。
包括將盤201從外部攜進記錄/再現設備的盤墊的盤裝載機構(未示出)配置在由轉盤4支承的盤201和從殼體1突出的馬達3的旋轉軸2的接近末端部分之間。也就是說，盤201由盤裝載機構引入盤記錄/再現設備，並且圖2所示的盤旋轉驅動裝置和盤裝載機構彼此可以相對移動，從而將盤201放置到圖2所示的轉盤4上。
根據本發明的盤旋轉驅動裝置通過轉盤4的結構實現了比馬達3的旋轉軸2的彈簧常數(spring constant)大的彈簧常數，並提高了馬達3的轉子側和盤201之間的整個連接部分的彈簧常數。具體地說，如圖2所示，由於轉盤4具有足夠大的直徑，也就是說，轉盤4具有比旋轉軸2的幾何轉動慣量足夠大的轉動慣量，所以馬達3的整個扭矩傳輸路徑的剛度增加，並且彈簧常數提高。
馬達3的轉子側和盤201之間的整個連接部件的總長度，即，馬達3的殼體1和盤201之間的距離不能定製為預先確定的距離或更短，因為這是因為在它們之間設置光拾取裝置203和導向軸204等。因此，為了在該距離內延長由具有較大彈簧常數的轉盤4佔據的部分，將轉盤4的安裝位置設定在從殼體1突出的旋轉軸2部分更接近殼體1的大致末端。
由此，根據本發明的盤旋轉驅動裝置可以提高特別是在高速數據讀取時可能出現問題的、低頻段的扭矩諧振的諧振頻率。
下面將說明在上述的根據本發明的盤旋轉驅動裝置中扭矩諧振的諧振頻率能夠提高的原因。包括盤在內的旋轉系統可以用如圖3所示的動態模型結構替代，其中馬達3的轉子3a和盤201通過長度為L的旋轉軸2彼此連接。在該動態模型中，在扭矩方向上的固有振動頻率ωn可以用下式表示，其中k表示旋轉軸2的彈簧常數，I1表示轉子3a的轉動慣量，I2代表盤201的轉動慣量。n=k(I1+I2)/I1I2]]>節點(nodal point)的位置用下式表示，其中保持L1+L2＝L的關係。
L1＝L{I2/(I1+I2)}L2＝L{I1/(I1+I2)}簡而言之，可以認為固有振動頻率ωn是由連接盤201的轉動慣量I2和轉子3a的轉動慣量I1的連接部件(旋轉軸2)的彈簧常數決定的。多數情況下，盤201的轉動慣量I2大於轉子的轉動慣量I1，因為盤201的直徑大於馬達3的轉子3a的直徑。因此，固有振動頻率ωn基本上由連接部件，即本發明中的旋轉軸2的彈簧常數和轉子3a的轉動慣量I1決定。
在根據本發明的上述盤旋轉驅動裝置中，通過增加兩個轉動慣量I1、I2之間的連接部件(旋轉軸2)的彈簧常數提高固有振動頻率。
具體地說，通過使用旋轉軸2和轉盤4構成連接部件，不用改變旋轉軸2的形狀而得以控制整個連接部件的彈簧常數。在這種情況下的動態模型結構如圖4所示，其中轉子3a和盤201通過長度為L的旋轉軸2彼此連接，並且轉盤4，即圓柱體中心部分4a覆蓋旋轉軸2在盤201一側的部分。在這種情況下連接部件的彈簧常數k用下式表示，其中k1代表旋轉軸2的彈簧常數，k2代表轉盤4的彈簧常數。
k＝k1·k2/(k1+k2)因此，在這種情況下的固有振動頻率ωn用下式表示。n=((I1+I2)/I1I2)(k1k2/(k1+k2))]]>下面將說明使該模型中連接部件的彈簧常數k高於傳統模型中的條件。在所用的動態模型中，L2代表轉盤4的長度，L1代表旋轉軸2在轉盤4和轉子3a之間的部分的長度(L1+L2＝L)，G2代表轉盤4的彈力剪切模量，Jp2代表轉盤4的幾何轉動慣量，G1代表旋轉軸2在轉盤4和轉子3a之間的部分的彈力剪切模量，Jp1代表旋轉軸2在轉盤4和轉子3a之間的部分的幾何轉動慣量，如圖5所示。通過使下式滿足，使得連接部件的彈簧常數和固有振動頻率高於僅將旋轉軸2用作連接部件的情形。
k＝k1·k2/(k1+k2)＞G1Jp1/(L1+L2)下面將說明滿足上述公式的條件。
k-G1Jp1/(L1+L2)＝(1/L)·(L2(G2Jp2-G1Jp1)/(G1Jp1L2+G2Jp2L1))所以，G2Jp2＞G1Jp1因此，連接部件的彈簧常數k表示如下。
k＝k1·k2/(k1+k2)＝G1Jp1G2Jp2/(G1Jp1L2+G2Jp2L1)L1是單調遞增函數。可以看出對於較小的L1能夠獲得較高的彈簧常數k。簡而言之，通過構建轉盤4的結構使得具有比旋轉軸2的彈簧常數高的彈簧常數，從而可以使彈簧常數比僅將旋轉軸2用於構建連接部件的情況下高。並且，通過延長轉盤4具有高彈簧常數的部分，即圖2的圓柱體中心部分4a，並縮短構成旋轉軸2的部分的長度，可以提高整個連接部件的彈簧常數。
圖6示出在根據圖2所示的本發明的盤旋轉驅動裝置中的伺服環特性。將圖7所示的傳統盤旋轉驅動裝置中的伺服環特性與根據本發明的盤旋轉驅動裝置中的伺服環特性相比較，可以看出扭矩諧振的諧振頻率從傳統裝置的660Hz提高到如圖6所示的本發明的864Hz。
工業可利用性如上所述，在根據本發明的盤旋轉驅動裝置中，裝配在從殼體突出的旋轉軸的突出部分上的轉盤被安裝在從殼體突出的旋轉軸的突出部分、旋轉軸的軸向上從中心位置開始的接近末端的部分。因此，連接部件與盤的扭矩振動的固有振動頻率超出伺服帶的範圍，並且伺服特性得以改善。
因此，在該旋轉驅動裝置中，即使將包括使用該盤旋轉驅動裝置將盤從外部攜進記錄/再現設備的盤墊在內的盤裝載機構，設置在由轉盤支承的盤和從殼體突出的旋轉軸的接近末端部分之間，也能夠實現盤旋轉的精確控制，並且可以容易地構建用於執行高速數據讀取的系統。也就是說，即使為了安裝盤裝載機構必須增加盤和轉子之間的距離，本發明也能夠實現高自由度的機械設計，而不會破壞伺服特性。
本發明提供的盤旋轉驅動裝置能夠在驅動源旋轉驅動盤時防止馬達旋轉軸上產生扭矩諧振，並能夠精確地旋轉盤。
權利要求
1.一種盤旋轉驅動裝置，包括馬達，其中配置從殼體突出的、與接納在殼體中的轉子連接的旋轉軸；以及轉盤，具有用於放置其上的盤的放置部分，並安裝在從殼體突出的旋轉軸的接近末端部分，以便覆蓋旋轉軸的接近末端部分。
2.如權利要求1所述的盤旋轉驅動裝置，其特徵在於，用於定位盤的定位部分配置在旋轉軸的末梢部位。
3.如權利要求2所述的盤旋轉驅動裝置，其特徵在於，將定位部分安裝在旋轉軸上，使得其在轉盤的內側由放置部分圍繞。
4.如權利要求1所述的盤旋轉驅動裝置，其特徵在於，轉盤形成為實質上的圓錐底座形狀、並在其中心具有圓柱體中心部分，所形成的圓柱體中心部分向轉盤的內側突出、並具有在其中形成的用於壓入旋轉軸的中心孔。
5.一種盤旋轉驅動裝置，包括馬達，包含連接到轉子、具有比盤的直徑小的直徑的旋轉軸；以及轉盤，具有用於放置其上的盤的放置部分和配置成向內突出的圓柱體部分，並安裝在旋轉軸的接近末端部分，以便由該圓柱體部分覆蓋旋轉軸的接近末端部分。
6.如權利要求5所述的盤旋轉驅動裝置，其特徵在於，通過按壓圓柱體部分將轉盤安裝進旋轉軸中。
7.如權利要求5所述的盤旋轉驅動裝置，其特徵在於，轉盤形成為實質上的圓錐底座形狀、並在該實質上的圓錐底座形狀中形成圓柱體部分，所形成的圓柱體部分從轉盤的頂面向內側突出，在該以實質上的圓錐底座形狀形成的轉盤的底面的圓周部分為放置部分。
8.如權利要求5所述的盤旋轉驅動裝置，其特徵在於，用於定位盤的定位部分配置在旋轉軸的末梢部位。
9.如權利要求8所述的盤旋轉驅動裝置，其特徵在於，將定位部分安裝在旋轉軸上，使得其在轉盤的內側由放置部分圍繞。
全文摘要
本發明提供了一種用於旋轉地驅動盤形記錄介質的盤驅動裝置,包括:馬達(3),其中配置與存放在殼體(1)中並且安裝成從該殼體突出的轉子相連接的旋轉軸(2);以及轉盤(4),具有允許將盤(201)放置在其上的放置部分(4d)以及配置成向內突出的圓柱體部分(4a),並安裝在旋轉軸(2)的接近末端部分,以使圓柱體部分(4a)覆蓋旋轉軸(2)的接近末端部分。
文檔編號G11B19/20GK1386266SQ01802213
公開日2002年12月18日 申請日期2001年7月27日 優先權日2000年7月28日
發明者長坂英夫, 長田靖夫, 田村志 申請人:索尼公司