(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記側部弾性片は、前記支持軸の基部側から前記支持軸の先部側へ延びており、前記側部弾性片の自由端部に、前記支持軸に向かう突部が形成されている請求項1記載の動力伝達装置。
【背景技術】
【0002】
CDやDVDなどが装填されるディスク装置は、モータの動力によって搬送ローラが回転してディスクが筐体の内部に送り込まれ、また再生動作や記録動作が完了した後に、ディスクが搬送ローラの回転力によって筐体の外部に排出される。そのため、筐体の内部に、モータの動力を搬送ローラに伝達するための複数の歯車を有する動力伝達装置が収納されている。
【0003】
ディスク装置以外の電子機器でも、例えば液晶表示パネルなどの表示パネルが筐体から突出し、または車室内のダッシュボードなどから突出する車載用表示装置などにおいても、モータと、複数の歯車を有する動力伝達装置とが搭載されている。
【0004】
前記動力伝達装置では、合成樹脂製の歯車が少なくとも1つ使用されていることが好ましい。合成樹脂製の歯車を含むことにより、歯車の噛み合い音を低減させることが可能である。また、合成樹脂製の歯車は廉価であるため、量産時のコストを低減しやすくなる。
【0005】
ただし、合成樹脂製の歯車は、射出成型時の寸法公差が比較的大きく、また温度による体積の変化を考慮することが必要である。そのため、歯車に形成された軸受け部と、これを支持する支持軸との間に予め隙間を形成しておくことが必要であるが、この隙間により、歯車の軸受け部と支持軸との間にがたつきが発生しやすい。
【0006】
例えば、ディスク装置の筐体内にディスクが存在していない状態で搬送ローラが空回転させられているときなどのように、合成樹脂製の歯車に作用する負荷が小さいときに、歯車のがたつきが発生しやすい。あるいはアイドル歯車が遊星移動して、合成樹脂製の歯車に選択的に噛み合う動力伝達装置においては、アイドル歯車が離れているときに合成樹脂製の歯車の負荷が急激に低下して、がたつきを発生しやすい。
【0007】
これらを原因とするがたつき音が筐体の外部に漏れると、製品の品位を損ね、または故障が発生しているのではないか、との誤解を招きかねない。
【0008】
以下の特許文献1には、シャフト部にギヤ部が装着され、シャフト部とギヤ部との間にばねが介在した発明が開示されている。このばねによりアイドリング時の騒音を防止しようとしている。
【0009】
しかし、特許文献1に記載された動力伝達装置は、シャフト部とギヤ部との間に別体のばねが介在しているため、部品数が多く、組立も煩雑である。またこの発明は、シャフト部がギヤ部と一体に回転する構造にしか適用することができず、シャフト部にギヤ部が回転自在に支持されている構造には使用できない。
【0010】
特許文献2に記載された歯車は、軸受けとなるボスの外側にリムが設けられ、リムの外周に歯が形成されている。ボスとリムとの間の空間にばね部が一体に形成されている。この歯車は、ボスが第1の相手部材に圧接させられ、リムが第2の相手部材に圧接させられることで、軸方向のがたつきを防止するというものである。
【0011】
しかし、特許文献2に記載された歯車は、内側のボスと外側のリムの双方が相手部材に圧接させられるため、回転負荷が非常に大きくなる。また歯車の半径方向(ラジアル方向)での支持軸とボスとの隙間は解消されないので、歯車がラジアル方向へがたつきやすい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、合成樹脂製の歯車の軸受け部と支持軸との間に隙間が形成されても、歯車のラジアル方向のがたつきを防止でき、しかも歯車以外のばねなどを不要とした動力伝達装置およびこれを使用するディスク装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明は、モータの動力を伝達する複数の歯車が設けられた動力伝達装置において、
複数の歯車のうちの少なくとも1つが合成樹脂製の負荷歯車であり、
前記負荷歯車の回転中心部に設けられた軸受け部は、支持軸が挿入される円筒内面を囲む外周壁部を有しており、前記外周壁部の一部に側部弾性片が形成されて、前記側部弾性片が前記支持軸に弾圧されて
おり、
前記軸受け部には、前記支持軸の先部に対向する位置に延びる頂部弾性部が形成されており、前記頂部弾性部が、前記支持軸の前記先部に対向する対向面に圧接し、その反力で、前記歯車が、前記支持軸が突出する基板の表面に弾圧されていることを特徴とするものである。
【0015】
本発明の動力伝達装置は、合成樹脂製の負荷歯車を有し、この負荷歯車は軸受け部に側部弾性片を有しているので、比較的に低負荷で歯車のラジアル方向のがたつきを防止できる。よって、温度変化による軸受け部の体積変化や軸受け部の射出成型時の寸法公差を考慮して、軸受け部の円筒内面と支持軸との間に予め隙間を形成しておいても、負荷歯車がラジアル方向へがたつくのを防止できるようになる。
また、負荷歯車がラジアル方向とスラスト方向の双方へ付勢されているため、支持軸に対して双方へのがたつきが発生しにくくなる。また、軸受け部の構造のみでラジアル方向とスラスト方向の双方の負荷を発生できるので、小型の負荷歯車であっても双方の負荷を効果的に発生させることができる。
【0016】
本発明は、前記側部弾性片は、前記支持軸の基部側から前記支持軸の先部側へ延びており、前記側部弾性片の自由端部に、前記支持軸に向かう突部が形成されているものが好ましい。
【0017】
この構造では、側部弾性片と支持軸との弾圧摺動箇所が突部に限定されるので、支持軸に与えられる負荷を機器間でばらつきが少なくなるように設定できる。また、側部弾性片が小さい寸法で且つ弾性力が弱くても、歯車の負荷を効率よく発生させることができる。
【0020】
本発明の動力伝達装置には、太陽歯車に噛み合って遊星移動するアイドル歯車が設けられ、前記アイドル歯車が前記負荷歯車に選択的に噛み合う。
【0021】
アイドル歯車が負荷歯車から離れると、負荷歯車の動力負荷が非常に軽くなるが、この状態でも負荷歯車ががたつくのを防止しやすくなる。
【0022】
また、本発明は、ディスクの中心部が設置される回転駆動部と、ディスクを前記回転駆動部に搬送する搬送ローラとが設けられたディスク装置において、
モータから前記搬送ローラへ回転動力を伝達する伝達経路に、前記動力伝達装置が設けられていることを特徴とするものである。
【0023】
本発明のディスク装置では、ディスクが存在していない状態で搬送ローラが空回転したときなどに、動力伝達装置のそれぞれの歯車に作用する動力負荷が低減するが、この場合であっても、負荷歯車が軽い負荷を発生することで、それぞれの歯車のがたつきを防止しやすくなる。
【発明の効果】
【0024】
本発明の動力伝達装置は、合成樹脂製の歯車の温度変化による体積の変化や射出成型時の公差などを考慮して、軸受け部と支持軸との間に予め隙間を形成しておくことが必要なときであっても、歯車のがたつきを防止できる。また、歯車の軸受け部の構造によって、支持軸に対して適度な回転負荷を効果的に作用させることができる。
【0025】
また、動力伝達装置を使用したディスク装置では、それぞれの歯車に対して常に軽い負荷が作用しているので、ディスクが存在しない状態で搬送ローラが駆動されたときや、回転している搬送ローラがディスクから離れたときのように、搬送ローラの負荷が急激に低下したとしても、動力伝達装置を構成している歯車のがたつきを防止しやすくなる。
【発明を実施するための形態】
【0027】
図1と
図2に示すディスク装置1は、Y1方向が前方でY2方向が後方または奥側である。X1方向が右側でX2方向が左側である。
図3と
図4では、Z1方向が上方でZ2方向が下方である。
【0028】
図1に示すディスク装置1は、金属製の筐体2を有しており、筐体2のY1方向に向く前面2aに操作パネル3が固定されている。筐体2は1DINなどの大きさの直方体であり、自動車の車室内のインストルメントパネルなどに埋設される。操作パネル3は、インストルメントパネルの表面に露出するように設置される。
【0029】
操作パネル3のY1方向に向く前面には、横方向に細長く延びる挿入口4が開口している。挿入口4は、筐体2の内部に通じている。操作パネル3の前面には、液晶表示パネルなどのディスプレイと操作部6,7,8とが設けられている。
【0030】
筐体2の内部に機構部10が収納されている。機構部10は、金属板で形成された機構シャーシ11を有している。筐体2の内部で、機構シャーシ11が、複数のダンパー12によって弾性支持されている。
【0031】
機構シャーシ11の中央部に回転駆動部13が設けられている。
図2に示すように、回転駆動部13は、機構シャーシ11に固定されたスピンドルモータの回転軸14と、回転軸14に固定されたターンテーブル15とを有している。ターンテーブル15は、装填されたディスクDの下面が設置される設置面15aと、設置面15aの中央部から上方へ突出する位置決め凸部15bとを有している。
【0032】
図1に示すように、機構シャーシ11に、クランプアーム16が支持されている。クランプアーム16は金属板で形成されており、装置奥側(Y2側)の両側部に設けられた軸受部16a,16aが、機構シャーシ11に固定された支持軸に回動自在に支持されている。クランプアーム16の先部にクランパ17が回転自在に支持されている。
【0033】
図1に示すように、クランプアーム16の左側(X2側)の側部にトーションばねで構成されたクランプばね18が設けられている。クランプばね18の一方の腕部18aがクランプアーム16に掛けられ、他方の腕部18bが機構シャーシ11に掛けられて、クランプアーム16は、クランパ17がターンテーブル15に圧接させられる方向へ付勢されている。
【0034】
図1に示すように、操作パネル3と回転駆動部13との間に、搬送機構20が設けられている。搬送機構20は、ローラ軸21と、ローラ軸21の外周部に設けられた合成ゴム製の搬送ローラ22,22を有している。筐体2の天井部に、搬送ローラ22,22の上方(Z1方向)に対向する合成樹脂製の挟持部材(図示せず)が設けられており、ローラ軸21が、図示しない搬送ばねによって挟持部材に圧接する方向へ付勢されている。
【0035】
このディスク装置1には、CD,DVDなどの直径12cmのディスクDが装填される。
【0036】
図1に示すように、筐体2の内部では、左側(X2側)に、切換え部材25が前後方向(Y1−Y2方向)へ往復移動自在に支持されている。切換え部材25に、クランプ制御突起26が上方(
図1の紙面手前方向)に向けて突出している。
図1に示すように、切換え部材25がY2方向へ移動しているときには、クランプ制御突起26によって、クランプアーム16の左側部に一体に形成されている持ち上げ部16bが持ち上げられて、クランパ17がターンテーブル15から上方に離れるクランプ解除状態が設定される。
【0037】
このとき、ローラ軸21が、図示しない搬送ばねによって挟持部材に圧接する方向へ付勢されて、ディスクDが、搬送ローラ22,22と挟持部材とで挟持され、搬送ローラ22,22の回転力でY2方向へ搬入し、あるいはY1方向へ搬出することが可能になっている。
【0038】
ディスクDが、
図1に示す装填完了位置(i)に搬入されると、切換え部材25がY1方向へ移動させられる。切換え部材25の移動力によってローラ軸21が下降させられ、搬送ローラ22,22と共にディスクDが下降させられて、ディスクDの中心穴Daがターンテーブル15に設置される。また、切換え部材25がY1方向へ移動すると、クランプ制御突起26が持ち上げ部16bから外れ、クランプばね18によってクランプアーム16が下向きに回動させられ、クランパ17とターンテーブル15とで、ディスクDが挟持されてクランプ状態に設定される。
【0039】
筐体2の内部では、ダンパー12によって弾性支持されている機構シャーシ11に、
図2に示す光ヘッド27が搭載されている。
【0040】
光ヘッド27の内部に、レーザ光を発生する発光素子と、受光素子とが設けられている。光ヘッド27は対物レンズ27aを有しており、ターンテーブル15に設置されてクランプされるディスクDの記録面に前記対物レンズ27aが対向している。レーザ光は対物レンズ27aによって記録面に集光され、記録面からの反射光は受光素子によって読みとられる。
【0041】
機構シャーシ11に一対のガイド軸28が平行に設けられ、光ヘッド27が、ガイド軸28に沿って、ディスクDの内周側(S1側)と外周側(S2側)へ移動自在に支持されている。なお、
図2では、一対のガイド軸28のうちの一方のみが図示されている。
【0042】
図2に、ディスク装置1の筐体2の内部に装備された動力伝達装置30が示されている。
【0043】
動力伝達装置30では、前記光ヘッド27の側部にラック部材31が固定されており、ラック部材31にラック歯31aが一体に形成されている。
【0044】
動力伝達装置30では、機構シャーシ11にモータ32が搭載されており、モータ32の回転軸32aにウオーム歯車33が固定されている。機構シャーシ11の下面には支持軸35が固定され、この支持軸35に移送歯車34が回転自在に支持されている。移送歯車34は、ピッチ円が大径のハス歯歯車34aとピッチ円が小径のピニオン歯車34bとが一体に形成されている。ハス歯歯車34aがウオーム歯車33と噛み合っており、ピニオン歯車34bがラック歯31aと噛み合っている。
【0045】
図4に示すように、筐体2の内部では、機構シャーシ11の下側(Z2側)に一定の間隔を空けて補助シャーシ19が設けられている。補助シャーシ19は図示しないスペーサを介して機構シャーシ11に固定されている。
【0046】
補助シャーシ19には、
図2に示す支持軸36が固定されており、支持軸36に伝達歯車37が回転自在に支持されている。伝達歯車37は、ピッチ円が大径のハス歯歯車37aと、ピッチ円が小径の太陽歯車37bとが一体に形成されている。
【0047】
図2に示すように、伝達歯車37の太陽歯車37bにアイドル歯車39がかみ合っている。太陽歯車37bとアイドル歯車39は、共に平歯車である。アイドル歯車39を支持する遊星軸38は図示しないガイド機構によって、伝達歯車37の支持軸36を中心とする円弧軌跡で遊星移動できるように支持されている。補助シャーシ19には選択機構が設けられており、この選択機構によって、アイドル歯車39が、
図2において、実線と破線で示す2つのポジションに切換えが可能である。
【0048】
アイドル歯車39は、破線の位置が選択ポジションであり、この選択ポジションで負荷歯車50と噛み合う。
【0049】
負荷歯車50は大径歯車51と小径歯車52が一体化されたものであり、大径歯車51と小径歯車52は、共に平歯車である。選択ポジションのアイドル歯車39は、大径歯車51と噛み合う。
【0050】
負荷歯車50の小径歯車52は、切換え歯車41と噛み合っている。切換え歯車41は補助シャーシ19に固定された支持軸42に回転自在に支持されている。切換え歯車41は、平歯車である大径歯車41aとピッチ円が小径のピニオン歯車41bとが一体に形成されたものであり、ピニオン歯車41bが、
図1と
図2の双方に示す切換え部材25に形成されたラック歯25aと噛み合っている。
【0051】
図2に示すように、切換え歯車41の大径歯車41aは、中間歯車43と噛み合っている。中間歯車43は補助シャーシ19に固定された支持軸44に回転自在に支持されている。中間歯車43は、大径歯車43aと、それよりもピッチ円が小径のハス歯歯車43bとが一体に形成されている。
【0052】
中間歯車43は、ローラ駆動歯車45に噛み合っている。ローラ駆動歯車45は、補助シャーシ19に回転自在に支持された駆動軸45cに、ウオーム歯車45aと駆動歯車45bとが一体に形成されている。ウオーム歯車45aはハス歯歯車43bと常に噛み合っている。
【0053】
ローラ軸21の左側(X2側)には従動歯車47が固定されている。ローラ軸21が上昇し、搬送ローラ22,22と挟持部材とでディスクDが挟持されているときに、従動歯車47が中間歯車46を介して駆動歯車45bと噛み合う。
【0054】
図3と
図4に負荷歯車50の詳細が示されている。負荷歯車50は全体が合成樹脂材料で一体に形成されている。アイドル歯車39が選択的に噛み合う大径歯車51は上部に形成され、切換え歯車41の大径歯車41aと噛み合う小径歯車52は下部に形成されている。
【0055】
負荷歯車50の回転中心部に軸受け部53が一体に形成されている。
図4に示すように、軸受け部53には軸穴54が形成されている。軸穴54は、外周壁部55の内面である円筒内面56に囲まれている。
【0056】
図3に示すように、外周壁部55に切欠き部55aが形成されており、外周壁部55の一部が切欠き部55aで分離された側部弾性片57となっている。側部弾性片57は下端部が、歯車本体50aと一体の基端部57aであり、上端部が自由端部57bであり、基端部57aを固定支点として弾性的に曲げ変形可能である。
図4に示すように、側部弾性片57の自由端部57bには、軸穴54に向けて突出する突部57dが一体に形成されている。
【0057】
図3に示すように、軸受け部53の上部に頂部壁部58が形成されており、前記軸穴54の上部が頂部壁部58で覆われている。頂部壁部58には、上下に貫通する貫通部58aが複数個所に形成されており、貫通部58aが形成されていない部分が頂部弾性部58bとなっている。また頂部弾性部58bの中央部に上向きに突出する頂部突起59が一体に形成されている。
【0058】
図4に示すように、負荷歯車50の下端面には、摺動突起61が一体に形成されている。
【0059】
図4に示すように、筐体2の補助シャーシ19に支持軸19aが一体に形成されている。補助シャーシ19は金属板で形成されており、その一部を上方に向けて突出加工させることで支持軸19aが形成されている。支持軸19aは基部19bが基板となる補助シャーシ19に連続し、先部19cが上方(Z1方向)へ垂直に立ち上がっており、軸の内部が空洞である。
【0060】
負荷歯車50は、支持軸19aに回転自在に取り付けられる。軸穴54が支持軸19aに挿通されると、負荷歯車50の側部弾性片57の基端部57aが、支持軸19aの基部19b側に位置し、側部弾性片47の自由端部57bが、支持軸19aの先部19cに向けて垂直に配置される。
【0061】
側部弾性片57の自由端部57bに設けられた突部57dは、支持軸19aの外周面に圧接され、または
図4に示すように、突部57dが、支持軸19aの先部19cにおいて外周面と上端部との境界部に圧接されている。突部57dが支持軸19aに圧接することで、側部弾性片57が支持軸19aに当接する場所ならびに当接面積を、機器ごとに同じ条件に設定でき、負荷歯車50が回転するときのラジアル負荷を、設計通りに設定でき、負荷のばらつきを抑制できるようになる。
【0062】
図4に示すように、補助シャーシ19が機構シャーシ11の下側に一定の間隔を空けて取り付けられた状態で、負荷歯車50の頂部突起59が機構シャーシ11の下面である対向面11aに突き当てられ、頂部弾性部58bが下向き(Z2向き)に変形させられる。その変形時の弾性力によって、負荷歯車50の下端面の摺動突起61が補助シャーシ19の上面に突き当てられ、負荷歯車50のスラスト方向への負荷が与えられる。これにより、負荷歯車50のスラスト方向のがたつきを抑制することが可能である。
【0063】
負荷歯車50の下端面の摺動突起61は、
図4に示すように、断面形状が下向きの突曲線形状である。摺動突起61は、負荷歯車50の回転中心線を中心とする円弧に沿うリング形状として連続して形成されている。または前記円弧に沿って間欠的に配列された複数の突起によって構成されている。摺動突起61が、円弧に沿う形状であるため、負荷歯車50の回転負荷を最小にでき、且つ負荷歯車50のスラスト方向のがたつきを防止することができる。
【0064】
次に、
図2に示す動力伝達装置30の動作を説明する。
図2には、ディスクDの中心穴Daがターンテーブル15に装着されてクランパ17でクランプされたディスク駆動モードが示されている。
【0065】
ディスク駆動モードでは、図示しない選択機構によって、アイドル歯車39が実線で示す非選択ポジションに保持されている。モータ32の動力は、ウオーム歯車33から移送歯車34に伝達され、移送歯車34に設けられたピニオン歯車34bからラック歯31aに動力が伝達されて、光ヘッド27が内周方向(S1方向)と外周方向(S2方向)へ駆動される。スピンドルモータによってターンテーブル15と共にディスクDが回転させられ、光ヘッド27によってデータが読み取られ、またはデータが記録される。
【0066】
図2に示すように、アイドル歯車39が実線で示す非選択ポジションにあるとき、負荷歯車50に動力が作用しておらず、負荷歯車50は停止している。負荷歯車50が合成樹脂で形成されていることにより、金属歯車である切換え歯車41との間の噛み合い音、および同じく金属歯車であるアイドル歯車39との噛み合い音を低減できるようになっている。
【0067】
合成樹脂材料で形成された歯車は、射出成型時の寸法公差が金属製の歯車よりも大きく、さらに合成樹脂の線膨張係数が金属よりも大きいために、温度変化に伴う体積変動も大きい。そのため、合成樹脂製の歯車の軸穴と支持軸との間に、金属製の歯車よりも大きめの隙間を予め形成しておくことが必要である。そのため、負荷が作用していないとき、または低負荷が作用しているときに、外部からの振動によって歯車ががたつき音を発生しやすくなる問題が生じる。特に、車載用の電子機器では、歯車のがたつき音が車室内に漏れると、製品の品位を損ない、また故障したのではないか、との誤解を生じさせることもある。
【0068】
ただし、
図3と
図4に示す負荷歯車50は、支持軸19aに対して、ラジアル方向とスラスト方向の負荷を自らが発生しているので、負荷歯車50が合成樹脂製であってもがたつきを防止することが可能となっている。
【0069】
次に、挿入口4から挿入されたディスクDが筐体2の内部に搬入されるとき、およびターンテーブル15へのクランプが解除されたディスクDが挿入口4から筐体2の外部に排出されるときは、動力伝達装置30が搬送モードに切り替えられる。
【0070】
搬送モードへ切換えるときは、モータ32の動力がラック部材31に伝達され、光ヘッド27が内周方向(S1方向)の最終端へ移動させられる。このとき、図示しないクラッチ機構によって、ピニオン歯車34bからラック歯31aへの動力伝達が断たれる。
【0071】
これと同時に、選択機構によってアイドル歯車39が、
図2において破線で示す選択ポジションに切換えられる。モータ32の回転動力は、アイドル歯車39を介して負荷歯車50に伝達され、さらに切換え歯車41のピニオン歯車41bからラック歯25aに伝達される。その結果、モータ32の回転方向に応じて、切換え部材25を前方(Y1方向)または後方(Y2方向)へ移動させることが可能になる。
【0072】
さらに、切換え歯車41の回転力は中間歯車43に与えられ、ウオーム歯車45aと共にローラ駆動歯車45bが回転駆動され、従動歯車47と共にローラ軸21が回転させられる。モータ32の回転方向に応じて、搬送ローラ22,22をディスク搬入方向または搬出方向へ回転させることが可能になる。
【0073】
切換え部材25の移動力により、クランプアーム16が持ち上げられて、ターンテーブル15に対するディスクDのクランプが解除され、さらに切換え部材25の移動力によって、ローラ軸21が持ち上げられ、搬送ローラ22,22からディスクに搬送力を与えることが可能になる。
【0074】
ディスクDが搬送ローラ22,22と挟持部材とで挟持されて、ディスクDが搬送されているときは、ローラ軸21に搬送負荷が作用しているため、負荷歯車50に常に回転負荷が作用している。そのため、負荷歯車50にがたつきが生じることはない。
【0075】
これに対し、ディスクDが搬送されていない状態で、ローラ軸21が空回転しているときは、ディスクDの搬送中に比べて負荷歯車50の負荷が小さくなり、負荷歯車50ががたつきを生じやすい状態になる。ただし、
図3と
図4に示す負荷歯車50は自らががたつきを防止できる程度の軽い負荷を発生しているため、ローラ軸21が空回転しても、負荷歯車50ががたつきを発生することがない。