JPH0118511B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般にデイスクに記憶された情報の再
生のためのデイスク装置の分野に関する。特に、
本発明はデイスク駆動装置における駆動スピンド
ルにデイスクをクランプするための自動機構に関
する。

磁気デイスクのためのデイスク駆動装置は電子
工学的コンピユータのデータ記憶の分野で良く知
られている。慣用のフオノグラフレコードはデイ
スク型式に記憶された情報の他の例である。最近
多数の高密度技術はデイスクのオーデイオ又はビ
デオ情報の記憶を可能とした。デイスクからの情
報をレーザービームが読み取る光学的デイスクシ
ステムは１つの好ましい方法である。何故ならば
デイスク表面には摩滅も引裂きもないからであ
る。

現在では、自動的位置決め機構により受け入れ
られるようにデイスクが挿入されるスリツトを有
する種類の自動デイスクプレーヤーが開発され
た。位置決め機構はデイスクを回転する駆動スピ
ンドルとデイスクを係合させるために必要であ
り、更にデイスクの中心孔が心合せハブと係合す
るとき駆動スピンドルにデイスクをクランプする
ため更に他の手段が必要である。駆動スピンドル
にデイスクをクランプすることは特に困難な問題
を与える。何故ならば、クランプ機構はデイスク
プレーヤーへのデイスクの挿入を妨害してはなら
ないからである。更に、デイスクは典型的には分
あたり200−1800回転の程度で高速で回転され、
そしてクランプ機構は駆動スピンドルに対して回
転するデイスクを確実に保持することは特に重要
である。

本発明の主な目的は、クランプ装置がデイスク
プレーヤーからのデイスクの挿入及び排出を妨害
するのを防止するために可動部品又は電子工学的
制御を必要としないデイスクプレーヤーのための
デイスククランプ装置を提供することである。

本発明の他の目的は、増加した信頼性及び減少
した保守要求を有するデイスク駆動クランプ装置
を提供することである。

本発明の更に他の目的は、デイスクの極めて重
要な表面がスクラツチされないかさもなければ損
傷されないようにフエイルセーフ動作を有するデ
イスク駆動クランプ装置を提供することである。

更に、本発明の目的は、固有に簡単であり、製
造にとつて経済的であるデイスク駆動クランプ装
置を提供することである。

本発明に従えば、その最も広い観点において
は、デイスクプレーヤーのための磁気クランプ装
置は、プレーヤーハウジング及びスピンドルがデ
イスク挿入に向けられると静止位置へと動きそし
て静止位置に保持され、そしてプレーヤー及びハ
ウジングがデイスクプレイングに向けられるとク
ランプ位置に動きそして保持される。磁気クラン
プ装置は、スピンドルの心合せハブがデイスクの
中心開口と係合する時間の間その位置を変える。

本発明の他の目的及び利点は添付図面をみると
明らかになるであろう。

本発明を好ましい態様に関して説明するが、本
発明は示された発明の特定の形態に限定されるも
のではなくて反対に特許請求の範囲の精神及び範
囲内に包含された種々の他の構成及び均等な構成
を含むことを意図するものである。

本発明を実施するための最善の態様 スピンドルと係合させるためデイスクを上下さ
せるハウジングを具備するデイスクプレーヤーの
構成部品に対する詳細及び他の態様は参照番号第
891045号、第891649号及び第893023号でベルギー
特許付与された本出願人の特許に説明されてい
る。

第１図に戻ると、本発明の好ましい態様に従う
磁気クランプ装置２２の詳細断面図が示されてい
る。磁気クランプ装置２２は、ハウジング３０が
スピンドル２５に関してその上部位置にあるとき
静止位置へと空中浮揚されている（levitated）。
磁気クランプ装置２２はその頂部に磁束短絡ワツ
シヤ７７を有する環状永久磁石７６を具備する。
磁石７６からの磁束Ｆは磁石７６と同心であり且
つハウジング３０の上部部分３２に取付けられた
空中浮揚リング７８と相互作用する。好ましく
は、空中浮揚リング７８はハウジング３０の上部
部分の下部表面と同じ高さに取付けられている。
空中浮揚リング７８は、磁束Ｆが永久磁石７６と
空中浮揚リング７８との間で結合される
（linked）ように軟鉄の如き磁性的に透過性の強
磁性体材料からつくられる。更に、空中浮揚リン
グ７８及び磁石７６の寸法はハウジング３０がス
ピンドル２５に関してその上部位置にあるとき磁
石７６がその自重の力に抗して空中浮揚されるよ
うに第１図に示された如く選ばれる。

デイスク２０がハウジング３０に十分に挿入さ
れると、ハウジング３０はスピンドル２５に対し
て降下される。中心ハブ３４は第２図に示された
如くデイスク２０の穴３３と係合する。デイスク
２０をスピンドル２５にデイスクする目的で、デ
イスク駆動プレート３５は磁石７６からの磁束Ｆ
と相互作用する軟鉄の如き磁力的に透過性材料か
らつくられる。ハウジング３０がスピンドル２５
に関して降下するにつれて、磁束Ｆは、磁石７６
がデイスク駆動プレート３５に向かつて動きそし
てデイスク駆動プレート３５上にデイスク２０を
クランプにより取付けるように、空中浮揚リング
７８により空中浮揚される代わりにデイスク駆動
プレート３５に磁石７６が引きつけられるように
デイスク駆動プレート３５と連結する。

磁石７６のための磁束Ｆの空間分布は第３図乃
至第６図により明白に示されている。自由空間に
隔離された磁石７６はは最初、その円周に配置さ
れた北Ｎ及び南Ｓ磁極の多数の対を有する環状タ
イプで第３図に示される如き磁束分布Ｆを有す
る。磁石７６は好ましくは、４〜５ミリメートル
の厚さ寸法ｔ、15ミリメートルの内径Di、28ミ
リメートルの外径D₀を有する。磁石７６の断面
は第４図に示されており、第４図は磁束Ｆの大部
分が磁石の頂部及び底部で反対磁極Ｎ、Ｓをブリ
ツジングによりリンクすることを示している。

第５図に示された如く、磁石７６の頂部におけ
る磁束短絡ワツシヤ７７の付加は磁石７６から上
向きに放射された磁束の拘束（containment）を
与える。かくして、自由空間を透過する磁束Ｆ
は、磁石の底部で北極及び南極から主として放射
される。永久磁石、磁力的に透過性材料及びエア
ーギヤツプより成る磁性回路又はシステムにおい
て、該システムは全ポテンシヤルエネルギーが最
小である状態（comfiguration）をとることは良
く知られている。このポテンシヤルエネルギーは
たとえば、重力ポテンシヤルg∫h dm＋磁位エネ
ルギー1/2∫Ｂ→・Ｈ→dv、式中ｇは重力による加速
度であり、dmは微分質量要素であり、ｈは高さ
であり、Ｂ→は磁束密度であり、Ｈ→は磁場強度であ
り、dvは微分体積要素である、の和である。実
際にはこの正確な式は、エネルギーの最も重要な
変化が磁性回路のエアーギヤツプにおける磁場エ
ネルギー −１／2μ₀∫Ｂ→／²dv（μ₀は自由空間の磁力透過性
で ある）によると仮定して簡単にすることができ
る。一般に磁性回路における成分は、磁石７６と
空中浮揚リング７８又は第２図の場合に、デイス
ク駆動プレート３５間にエアーギヤツプに存在す
る最小量の磁束が存在する幾何学的位置へと動く
であろう。

その磁束短絡ワツシヤ７７を有する磁石７６は
第６図における空中浮揚リング７８に関して空中
浮揚した位置をとることが直感でわかることがで
きる。何故ならば、磁石７６と空中浮揚リング７
８間のエアーギヤツプに存在する磁束密度の自乗
の体積積分は最小であるからである。磁束は切替
わるので、デイスク駆動ハウジングがその挿入／
排出位置にあるとき、デイスク駆動プレート３５
は空中浮揚リング７８による磁石７６の空中浮揚
の妨害をせず、逆に、デイスク駆動装置がプレイ
の位置にありそして磁石７６がそのクランプ位置
にあるとき、空中浮揚リング７８は磁石７６とデ
イスク空中プレート３５間の磁性相互作用を妨害
しない。

その回転運動に拘わりなく、磁石７６のクラン
プ位置及び静止又は空中浮揚位置を正確に規定す
る手段が設けられている。

特に、ハウジング３２の上部部分は磁性クラン
プ装置２２を取囲む一体的保持器部分８１を有す
る。保持器部分８１は、空中浮揚した磁性クラン
プ装置２２の上部限界位置を正確に規定するよう
に磁石７６及び磁束短絡ワツシヤ７７を含むギヤ
ツプ８０の周辺縁部分８３と共同動作する上部リ
ツプ８２を有する。

第１図乃至第６図に示された磁性クランプ装置
２２は特有に簡単で経済的であるけれども、一見
してむしろ複雑な機械的又は電気的制御構成部品
を必要とするという多くの問題を解決することは
留意すべきである。磁性クランプ装置２２は、特
有に、その運動を行なうために、磁性クランプ装
置２２とハウジング３０との間の機械的手段もし
くは機械的接続部なしでその静止位置とクランプ
位置との間をハウジング３０に関して特有に動
く。運動はデイスク２０の中心孔３３を有する心
合せハブ３４の係合又は脱係合期間中厳密な瞬間
に起こる。特に磁性クランプ装置２２の空中浮揚
は、機械的又は電気的手段で達成することは特に
困難であろう。更に、それは高度に信頼性があ
り、そしてフエイルセーフ動作を与える。

本発明のクランプ機構は、クランプ機構がデイ
スクプレーヤーからのデイスクの挿入および排出
を妨害することを防止するための可動部品または
電子工学的制御を必要としないし、磁力によつて
クランプ要素が移動させられるので、クランプ機
構の信頼性が高く、補修を減少でき、更に、デイ
スクの表面をスクラツチあるいは損傷しないフエ
イルセーフ動作を有し、部品点数が少なく、低コ
ストで製造でき、クランプ要素がハウジングと機
械的に接続されていないのでクランプ要素に摩耗
が発生しない、という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はデイスクの挿入期間中その静止又は空
中浮揚した位置において示された本発明に従う磁
気クランプ装置の好ましい態様の部分断面詳細正
面図である。第２図はデイスクのプレー期間中そ
のクランプ位置で示された本発明に従う磁気クラ
ンプ装置の好ましい態様の部分断面詳細正面図で
ある。第３図は第１図及び第２図に示された磁気
クランプ装置において使用されそして磁束の磁力
線が示されている永久磁石の斜視図である。第４
図は第３図に示された磁石の断面図である。第５
図は磁束短絡ワツシヤーが磁石の頂部に置かれて
いるときの磁束分布を示す、第３図に示された磁
石の断面図である。第６図は空中浮揚リングによ
り磁石が空中浮揚されているときの磁力線及び磁
石の断面図である。 図において、２２……磁気クランプ装置、２５
……スピンドル、３０……ハウジング、３５……
デイスク駆動プレート、７６……環状永久磁石、
７８……空中浮揚リングである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 強磁性材料を含む、デイスク回転スピンドル
   と、 該スピンドルの一端に隣接した磁性クランプ要
   素とを具備し、 該クランプ要素とスピンドルは、該クランプ要
   素がスピンドル上の該デイスクと係合し該デイス
   クをクランプする第１の位置と、該クランプ要素
   が該スピンドルから軸線方向に離れそしてスピン
   ドルの軸線を横切る方向にクランプ要素とスピン
   ドルの間でデイスクを自由に動かせるように〓間
   を与える第２の位置との間で、該スピンドルの軸
   線方向に相対的に可動であり、 該クランプ要素は、該第１の位置にあるとき、
   該スピンドルに向かつて軸線方向に該クランプ要
   素を駆動するように作用する磁気クランプ力を与
   える磁束の発生源を含む、 デイスク駆動装置におけるクランプ機構であつ
   て、 該クランプ要素に隣接して、該クランプ要素と
   スピンドルが第２の位置にあるときの該磁束発生
   源からの磁束の径路中に、強磁性材料を含む部材
   をさらに具備し、該部材は、該〓間を保持するよ
   うに該スピンドルから軸線方向に離れる方向に該
   クランプ要素を駆動するように作用する磁気浮揚
   力を与えるようにしたことを特徴とするクランプ
   機構。 ２ 該スピンドル、デイスクおよびクランプ要素
   が該第１の位置にあるとき妨害なしに自由に回転
   するように、該クランプ要素に隣接している該部
   材が該クランプ要素から間隔を置いて配置されて
   おり、該部材は、該クランプ要素中および該スピ
   ンドル中の強磁性材料を結合する該磁束の径路か
   ら実質的に外れるように該クランプ要素に対する
   クランプ位置を有しそして該磁気空中浮揚力を与
   えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のクランプ機構。 ３ 該スピンドルおよびクランプ要素はスピンド
   ル軸線上に整列され、そして該部材は、該クラン
   プ要素と同心の強磁性材料のリングからなり、該
   部材は、該クランプ要素とスピンドルが該第２の
   位置にあるとき、磁気浮揚力を与えるように、該
   クランプ要素中の該強磁性材料と磁束によつて結
   合される特許請求の範囲第１項または第２項に記
   載のクランプ機構。 ４ 該スピンドルの軸線方向に該クランプ要素を
   駆動するように作用する磁力は、該クランプ要素
   およびスピンドルが該第１の位置と第２の位置と
   の間を移動するにつれて方向を変える特許請求の
   範囲第１項記載のクランプ機構。 ５ 該スピンドルの軸線方向に該クランプ要素を
   駆動するように作用する該磁力の大きさは、該ク
   ランプ要素とスピンドルの間の軸線方向の分離距
   離に反比例する関数であり、該クランプ要素は、
   該スピンドルおよびクランプ要素が互いに相対的
   に離れるように動くとき、第１の位置から第２の
   位置へ動く傾向にあり、そして該クランプ要素
   は、該スピンドルおよびクランプ要素が互いに相
   対的に接近するように動くとき、第１の位置に動
   く傾向にある特許請求の範囲第４項記載のクラン
   プ機構。 ６ クランプ要素の強磁性材料の少なくとも一部
   は永久に磁化されそして該磁束発生源を与え、 そして該クランプ要素の永久磁化により形成さ
   れた磁束の実質的部分は、該クランプ要素および
   スピンドルが間隔を置かれた該第２の位置にある
   とき、該部材の強磁性材料と結合し、 そして該磁束の実質的部分は、該クランプ要素
   およびスピンドルが該第１の位置にあるとき、該
   スピンドルの強磁性材料と結合し、 該スピンドルおよびクランプ要素の相対的な軸
   線方向の動きは、スピンドルの強磁性材料と該部
   材の強磁性材料との間で磁束の結合を切替え、そ
   して該スピンドルおよびクランプ要素の相対的な
   軸線方向の位置の変化に応答して、該第１の位置
   と該第２の位置との間で該クランプ要素を急激に
   動かすように働く特許請求の範囲第１項乃至第５
   項に記載のクランプ機構。 ７ 該クランプ要素およびスピンドルが、該スピ
   ンドルが横方向に動かされるデイスクより下方に
   ありそして該クランプ要素が横方向に動かされる
   デイスクより上にある、間隔をあけられた、該第
   ２の位置にあるとき、該部材は該クランプ要素を
   磁気的に空中浮揚させる特許請求の範囲第６項記
   載のクランプ機構。 ８ クランプ要素を軸線方向に移動させる磁気手
   段では、該スピンドルと反対側の挿入されたデイ
   スクの側のハウジングに取付けられた強磁性材料
   を含む部材からなり、該ハウジングは、スピンド
   ル軸線に略垂直なデイスク挿入径路を規定する予
   め規定された範囲の軸線方向の位置内にデイスク
   を保持する手段を含み、それによつて、該クラン
   プ要素の磁石および該ハウジング内に取付けられ
   た強磁性材料を結合する磁束は、ハブおよびスピ
   ンドルがデイスクから脱係合されるときデイスク
   の挿入径路から外れてクランプ要素を保持する特
   許請求の範囲第１項乃至第７項の何れかに記載の
   クランプ機構。 ９ その係合した位置からその脱係合した位置ま
   でクランプ要素を軸線方向に移動させる磁性手段
   は、該スピンドルの軸およびクランプ要素が互い
   に離れて位置しているとき、その間隔を置いた位
   置への重力の力に抗して磁力により該クランプ要
   素を空中浮揚させるのに有効である特許請求の範
   囲第８項記載のクランプ機構。 １０ 磁性保持磁束は、磁性クランプ要素におけ
   る永久磁石の永久磁化により主として形成される
   特許請求の範囲第６項記載のクランプ機構。 １１ 磁性クランプ要素を移動し保持する手段
   は、ハウジングの第２の部分に取付けられた強磁
   性材料の環状リングよりなる特許請求の範囲第１
   ０項記載のクランプ機構。