JPH077521B2 - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば信号を読みとる光ピックアップのア
クチュエータの駆動方式に関するものである。

［従来の技術］ 従来、信号を読みとる光ピックアップのアクチュエータ
の駆動装置、特にスライド軸まわりに回転及び摺動を行
う対物レンズによりレーザ光のトラック位置決め、焦点
合せを行う対物レンズ駆動装置は、第５図のごとく対物
レンズ（１）を取りつけるレンズホールドターンテーブ
ル（以下ターンテーブルという）（２）、ターンテーブ
ル（２）の上下動及び回動の中心となるスライド軸
（３）ターンテーブル（２）に配設され、ターンテーブ
ル（２）の駆動を行うコイル（４）、スライド軸（３）
を支持し、かつ磁気回路を構成するベースヨーク
（５）、ベースヨーク（５）の上に設けられたマグネッ
ト（６）、マグネット（６）とコイル（４）との間に磁
気回路を構成するためのマグネット（６）上に設けられ
たヨーク（７）によって構成されていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の如く構成された従来の対物レンズ駆動装置は、回
転、摺動を行うために、ターンテーブルとスライド軸と
の嵌合部に微小な隙間（８）を必要とし、しかも、抵抗
が小さく、円滑な動きを必要とした。

このため、ターンテーブルの軸受部とスライド軸の寸法
精度が非常に重要となり、この嵌合部の隙間が適正でな
い場合や摩耗により隙間が増大した場合には、第６図の
ごとくターンテーブルの軸受部がスライド軸に対して傾
いて片当りをしたり、また衝突によって適正な線形の動
きが出来ず、強いてはターンテーブルのあばれ出しの現
象を生ずるなどの問題があった。これらは単に装置の早
期劣化をもたらすばかりでなく、この装置により得られ
る動作精度及びそれに伴う各種の作動精度を劣化させる
ことにもなっている。

そこで、ターンテーブルとスライド軸との嵌合部の隙間
の磁性流体を充填したり、ターンテーブルとスライド軸
の両対向面の少なくとも一方にフッ素系樹脂をコーティ
ングして、スライド軸に対するターンテーブルの部分片
当りや衝突を防止するようにしたものが提案されている
が、このようなものにあっても以下のような問題があっ
た。

すなわち、ターンテーブルとスライド軸との嵌合部の隙
間に磁性流体を充填する前者の場合、長期にわたって精
度を維持させるためには磁性流体を人手によって定期的
に補給する必要がある。

また、ターンテーブルとスライド軸の両対向面の少なく
とも一方にフッ素樹脂をコーティングする後者の場合、
フッ素樹脂膜を高い精度で形成するのに非常な困難を伴
い、量産ができない。

この発明は叙上の点に鑑み、ターンテーブルとスライド
軸との嵌合部の隙間に充填される粘性流体の補給を自動
的に行うことができる、またはターンテーブルのスライ
ド軸と接触している部位の摩擦低減が図れ、かつターン
テーブルとスライド軸との嵌合い寸法の高精度化が容易
な対物レンズ駆動装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明の請求項１の発明に係る対物レンズ駆動装置
は、スライド軸またはターンテーブルの該スライド軸と
の嵌合部のいずれか一方を、これらの間に形成される隙
間に作動時に滲出して該隙間を充足する粘性流体が予め
含浸された素材から構成するとともに、粘性流体とし
て、その分子の剪断強度エネルギEsと、そのターンテー
ブルとスライド軸との接触面における各々の表面接触エ
ネルギEt,Ejとの相関関係がEt＞Es＞Ejとなる性質を有
する油脂、合成油添加剤入水溶液、エマルジョン、磁性
流体のいずれかを用いたものである。

また、この発明の請求項２の発明に係る対物レンズ駆動
装置は、ターンテーブルのスライド軸との嵌合部に、予
め固体潤滑剤が分散添加されて円筒状に形成された熱硬
化性樹脂軸受を一体化して設けるとともに、ターンテー
ブルを熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂で構成したもので
ある。

［作 用］ この発明の請求項１の発明においては、スライド軸また
はターンテーブルのスライド軸との嵌合部のいずれか一
方が、これらの間に形成される隙間に作動時に滲出して
該隙間を充足する粘性流体を予め含浸された素材から構
成されているので、作動時には常に素材から粘性流体が
隙間内に滲出して隙間内を充足し、隙間における粘性流
体の保持、補給が長期にわたって円滑に行われる。

更に、素材に含浸させる粘性流体としては、その分子の
剪断強度エネルギEsと、そのターンテーブルとスライド
軸との接触面における各々の表面接触エネルギEt,Ejと
の相関関係がEt＞Es＞Ejとなる性質を有する油脂、合成
油添加剤入水溶液、エマルジョン、磁性流体のいずれか
を用いたので、ターンテーブルの上下方向の摺動や重力
により自然流下により、隙間より持ち去られる粘性流量
の量を抑えることができる。

また、この発明の請求項２の発明においては、ターンテ
ーブルのスライド軸との嵌合部に、予め固体潤滑剤、例
えば４弗化エチレン樹脂が分散添加されて円筒状に形成
された成形収縮率の小さな熱硬化性樹脂軸受を一体化し
て設けているので、軸受部の精度の確保が容易で、ター
ンテーブルすなわち対物レンズの上下動、回動を部分片
当りや衝突などを生ずることなく、円滑に行わせること
ができる。

更に、ターンテーブルは安価な熱可塑性樹脂、例えばポ
リカーボネート、PPS等で成形することができるので、
装置製作コストを低く抑えることができる。

［発明の実施例］ 第１図はこの発明の請求項１の発明に係る対物レンズ駆
動装置で用いられる粘性流体を説明するための概略断面
図である。なお、ここでは粘性流体はスライド軸または
ターンテーブルから既に滲出たものとし、この粘性流体
の性質を中心に説明する。（１）は対物レンズ、（２）
は対物レンズ（１）を取りつけるターンテーブル、
（３）はターンテーブル（２）の上下動及び回動の中心
となるスライド軸、（４）はターンテーブル（２）に装
着され、ターンテーブル（２）の駆動を行うコイル、
（５）はスライド軸（３）を支持し、かつ磁気回路を構
成するベースヨーク、（６）はベースヨーク（５）の上
に設けられたマグネット、（７）はマグネット（６）と
コイル（４）との間に磁気回路を構成するためのマグネ
ット上に設けられたヨーク、（81）はスライド軸（３）
とターンテーブル（２）の軸受け部との間に形成された
隙間に充足された粘性流体である。

この駆動装置は、コイル（４）に外部より電流を流すこ
とによりヨーク（７）とベースヨーク（５）の隙間に生
じている磁束から駆動力を受け、この磁束とマグネット
（６）、ベースヨーク（５）及びヨーク（７）を一体と
して磁気回路が構成され、ターンテーブル（２）をスラ
イド軸（３）に対し、上下方向に移動することができ
る。またターンテーブル（２）の回動については説明を
省略したが、同様の手段により駆動することができる。

従って、上記の構成により上下動及び回動されるターン
テーブル（２）は、スライド軸（３）との間に適度な隙
間を設けることが必要であり、またこのことは、その隙
間により惹起されるターンテーブル（２）の倒れ、片当
り、衝撃などの要因ともなる。この隙間にスライド軸
（３）またはターンテーブル（２）から滲出た適度の粘
性をもつ粘性流体を充填し、片当りや衝撃を緩衝すると
同時に、ターンテーブル（２）とスライド軸（３）との
距離を均一に保つように作用させ、ターンテーブル
（２）とスライド軸（３）との固体接触による摩擦抵抗
の増大、摩耗の増加等を防止しようとするものである。

ところで、粘性流体は隙間においてターンテーブル
（２）の上下動及び回動に対して、隙間内に十分保持さ
れている必要があり、また、隙間の条件は、例えば隙間
の平均大きさ、最大最小値嵌合部の長さ、粗さ等の表面
状態、ターンテーブル（２）の摺動速度さらには温度な
どの関数として与えられ、粘性流体はこの隙間条件に対
して十分保持能力をもつ性能の粘性流体である必要があ
る。

この粘性流体には、油脂、合成油添加剤入水溶液、エマ
ルジョン、駆動用磁気又は別に設けられた磁気装置の磁
気を使用して制御される磁性流体などを用いることが出
来る。また流体の性質によっては、粘性流体のターンテ
ーブル（２）又はスライド軸（３）面との接触面におけ
る各々の表面接触エネルギ（親和力）Et,Ejと、粘性流
体分子の剪断強度エネルギEsとの相関関係により、摺
動、特に上下動により粘性流体が容易に持ち去られた
り、重力により自然流下したりする。したがって、Et＞
Es＞Ejであることが好ましい。

また、粘性流体の油脂を用いる場合、これらは一義的に
動粘度により代表させることが可能であり、実験の結果
によれば ISO粘度グレード:35以下 粘度cSt:30以下（40℃） 粘度cSt:8以下（100℃） 粘度指数:140以下 が最良であることがわかった。

第２図はこの発明の請求項１の発明に係る対物レンズ駆
動装置の第１の具体例を示す概略断面図である。図中、
（31）は含油素材により構成されたスライド軸を示し、
その他は上述の第１図と同様の構成要素を示す。

すなわち、この実施例の対物レンズ駆動装置は、粘性流
体として上述の第１図で説明した性質を有する油脂を用
い、この油脂を予め含浸された素材によりスライド軸
（31）を構成したものであり、作動時には常にスライド
軸（31）から上述の性質を有する油脂が滲出し、滲出し
た油脂によって、スライド軸（31）とターンテーブル
（２）との間の隙間が充足され、隙間における油脂の保
持、補給が長期にわたって円滑に行われるようにしたも
のである。

この実施例においては、作動時には常にスライド軸（3
1）より油脂が隙間内に滲出して隙間内を充足し、隙間
における油脂の保持、補給が長期にわたって円滑に行わ
れるため、油脂補給の繁雑さが解消され、長期にわたる
精度維持を図ることができる。

また、素材に含浸させる油脂は、上述したようにその分
子の剪断強度エネルギEsと、そのターンテーブル（２）
とスライド軸（31）との接触面における各々の表面接触
エネルギEt,Ejとの相関関係がEt＞Es＞Ejとなる性質を
有するものを用いているので、ターンテーブル（２）の
上下方向の摺動や重力による自然流下によって隙間から
持ち去られる量を抑えることができる。

第３図はこの発明の請求項１の発明に係る対物レンズ駆
動装置の第２の具体例を示す概略断面図である。図中、
（21）はターンテーブル（２）のスライド軸（３）との
嵌合部に一体化して設けた含油軸受を示し、その他は上
述の第１図と同様の構成要素を示す。

すなわち、この実施例の対物レンズ駆動装置は、粘性流
体として上述の実施例と同様の油脂を用い、この油脂を
予め含浸された素材によりターンテーブル（２）のスラ
イド軸（３）との嵌合部となる軸受を構成したものであ
り、作動時には常にこの含油軸受（21）から上述の性質
を有する油脂が滲出し、滲出した油脂によって、ターン
テーブル（２）とスライド軸（31）との間の隙間が充足
され、隙間における油脂の保持、補給が長期にわたって
円滑に行われるようにしたものである。

この実施例においては、作動時には常に含油軸受（21）
より油脂が隙間内に滲出して隙間内を充足し、隙間にお
ける油脂の保持、補給が長期にわたって円滑に行われる
ため、上述の実施例と同様に、油脂補給の繁雑さが解消
され、長期にわたる精度維持を図ることができるととも
に、ターンテーブル（２）の上下方向の摺動や重力によ
り自然流下によって隙間から持ち去られる量を抑えるこ
とができる。

なお、上述の各実施例において粘性流体に磁性流体を用
いる場合、前記のEt、Es、Ejの値を磁気条件を制御する
ことにより好ましい関係に維持することが可能である。

第４図はこの発明の請求項２の発明に係る対物レンズ駆
動装置の具体例を示す概略断面図である。（22）はほゞ
均一肉厚で円筒状に成形された熱硬化性樹脂軸受部（以
下軸受部という）で、材料には、フッ素系等（例えば４
弗化エチレン樹脂）の固体潤滑剤を分散添加しているの
で、スライド軸（３）と接触しているところの摩擦係数
が小さくなり、ターンテーブル（２）の回転、摺動がき
わめてスムーズに行なわれる。

前記分散含有される固体潤滑剤の粒子の大きさ、分散割
合、分散分布状態等は実質的な荷重、予想使用頻度等に
より実験的に設定されるもので、分散分布の状態はスラ
イド軸（３）との接触部のみを多密度化することも可能
である。なお、軸受部（22）以外の部分については第１
図と同じである。

この実施例においては、 ａ）．軸受部（22）の形状を単純な円筒状とし、均一な
肉厚で形成されており、このため、軸受部内面がひけに
よる変形がなく、また、形成時も均一に冷却されるので
寸法安定性にすぐれ、寸法精度の確保ができる。

ｂ）．軸受部（22）は熱可塑性樹脂に比べて、成形収縮
率の小さな熱硬化性樹脂例えばエポキシ樹脂で成形され
ているので、寸法安定性、及び精度確保が容易に行なえ
る。

ｃ）．軸受部の材料には４弗化エチレン樹脂等のフッ素
系等の固体潤滑剤が分散添加されており、スライド軸
（３）との接触摩擦が小さくなり回転、摺動が円滑とな
る。

ｄ）．固体潤滑剤を含有する高価な材料は軸受部（22）
のみに使用し、他のターンテーブル本体は安価な熱可塑
性樹脂、例えばポリカーボネート、PPS等で成形される
ので全体として廉価となる。

ｅ）．軸受部（22）はあらかじめ成形された熱硬化樹脂
を使用するため、ターンテーブルはそれをインサート成
形することが可能となり、寸法も安定し、生産的にも優
れている。

なお、この実施例においては軸受部（22）をインサート
するインサート成形によってターンテーブルを構成する
場合を示したが、成形ターンテーブルに接着又は、圧入
により固定しても性能上は同様の効果をうることとがで
きる。また、この実施例では主としてターンテーブルを
熱可塑性樹脂で成形した場合を示したが、熱硬化性樹脂
を用いてもよい。

上記各実施例においては、その対象を対物レンズによっ
てレーザ光のトラック位置決め焦点合せを行う対物レン
ズ駆動装置について述べたが、この発明の主旨より、こ
れらに限定されるものではなく、その他の回動又は、摺
動を行う機器に利用できることはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上述べたように、この発明の請求項１の発明によれ
ば、スライド軸またはターンテーブルのスライド軸との
嵌合部のいずれか一方を、これらの間に形成される隙間
に作動時に滲出して該隙間を充足する粘性流体が予め含
浸された素材から構成したので、作動時には常に素材か
ら滲出す粘性流体によって隙間内を充足させることがで
き、隙間における粘性流体の保持、補給を長期にわたっ
て円滑に行わせることができる。

更に、素材に含浸させる粘性流体として、その分子の剪
断強度エネルギEsと、そのターンテーブルとスライド軸
との接触面における各々の表面接触エネルギEt,Ejとの
相関関係がEt＞Es＞Ejとなる性質を有する油脂、合成油
添加剤入水溶液、エマルジョン、磁性流体のいずれかを
用いたので、ターンテーブルの上下方向の摺動や重力に
よる自然流下により、隙間より持ち去られる粘性流体を
量を抑えることができる。

また、この発明の請求項２の発明によれば、ターンテー
ブルのスライド軸との嵌合部に、予め固体潤滑剤が分散
添加されて円筒状に成形された成形収縮率の小さな熱硬
化性樹脂軸受を一体化して設けたので、軸受部の精度の
確保が容易で、ターンテーブルすなわち対物レンズの上
下動、回動を部分片当りや衝突などを生ずることなく、
円滑に行わせることができる。

更に、ターンテーブルは安価な熱可塑性樹脂で成形する
ことができるようにしたので、装置製作コストを低く抑
えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の請求項１の発明に係る対物レンズ駆
動装置で用いられる粘性流体を説明するための概略断面
図、第２図はこの発明の請求項１の発明に係る対物レン
ズ駆動装置の第１の具体例を示す概略断面図、第３図は
この発明の請求項１の発明に係る対物レンズ駆動装置の
第２の具体例を示す概略断面図、第４図はこの発明の請
求項２の発明に係る対物レンズ駆動装置の具体例を示す
概略断面図、第５図は従来の装置を示す概略断面図、第
６図は第５図においてターンテーブル（２）が隙間によ
り傾いた状態を示す説明図である。 図において、（１）：対物レンズ、（２）：ターンテー
ブル、（３）：スライド軸、（４）：コイル、（５）：
ベースヨーク、（６）：マグネット、（７）：ヨーク、
（８）：隙間、（21）：含油軸受、（22）：熱硬化性樹
脂軸受部、（31）：含油素材にて構成されたスライド
軸、（81）：粘性流体を示す。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対物レンズが固定され電磁的に上下動及び
   回動するターンテーブルと、該ターンテーブルを嵌合支
   承するスライド軸とを備えた対物レンズ駆動装置におい
   て、 上記スライド軸または上記ターンテーブルの該スライド
   軸との嵌合部のいずれか一方を、これらの間に形成され
   る隙間に作動時に滲出して該隙間を充足する粘性流体が
   予め含浸された素材から構成するとともに、 上記粘性流体として、その分子の剪断強度エネルギEs
   と、そのターンテーブルとスライド軸との接触面におけ
   る各々の表面接触エネルギEt,Ejとの相関関係がEt＞Es
   ＞Ejとなる性質を有する油脂、合成油添加剤入水溶液、
   エマルジョン、磁性流体のいずれかを用いたことを特徴
   とする対物レンズ駆動装置。
2. 【請求項２】対物レンズが固定され電磁的に上下動及び
   回動するターンテーブルと、該ターンテーブルを嵌合支
   承するスライド軸とを備えた対物レンズ駆動装置におい
   て、 上記ターンテーブルの上記スライド軸との嵌合部に、予
   め固体潤滑剤が分散添加されて円筒状に形成された熱硬
   化性樹脂軸受を一体化して設けるとともに、上記ターン
   テーブルを熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂で構成したこ
   とを特徴とする対物レンズ駆動装置。