CN1076849C - 用于旋转磁鼓装置的轴向谐振衰减装置 - Google Patents

用于旋转磁鼓装置的轴向谐振衰减装置 Download PDF

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Abstract

一种轴向谐振衰减装置，包括：一个圆盘形的固定部件(10)，安装于旋转磁鼓装置的旋转轴或固定在旋转轴两端的其中一个块状物；一个位于固定部件外侧的环形平衡块(20)；和一个连接部件(30)，它由许多直线型但可弯曲的支撑杆(31)形成，用来部分连接平衡块(20)和固定部件(10)。相应各部件由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)制成为一个整体。

Description

用于旋转磁鼓装置的轴向谐振衰减装置
本发明涉及一种用于抑制由于旋转轴的旋转而产生的轴向谐振的轴向谐振衰减装置，该旋转轴用在磁记录和再现设备的旋转磁鼓装置中，在该设备中块状物被固定在旋转轴的两端。
图7A和图7B分别为旋转磁鼓装置50和用于螺旋扫描系统的磁记录和再现设备中环绕部件的局部剖面侧视图和底部视图。磁记录和再现设备的旋转磁鼓装置50包括一个上磁鼓51和一个下磁鼓52，上磁鼓51安装有一个磁头51a，下磁鼓包括一个磁带的导向槽52a。磁带绕上磁鼓51和下磁鼓52缠绕。旋转磁鼓装置50还包括一个用来转动上磁鼓51的磁鼓马达53，和一个用来把磁头上读上到的信号传送给定时电路的旋转变压器55。磁鼓马达53的固定部件53a被安装到下磁鼓52。
上磁鼓51被安装到驱动轴53c的一端，驱动轴53c与磁鼓马达53的转子53b的旋转中心连接。驱动轴53c被下磁鼓52支承，通过轴承54自由旋转。
轴向谐振衰减装置60与磁鼓马达53的转子53b连接，当驱动轴53c转动时，该装置抑制在驱动轴53c中产生的轴向谐振。
图8A和8B是一个平面图和一个侧面剖视图，相应地示出了轴向谐振衰减装置60的结构。图9是轴向谐振衰减装置60的透视图。轴向谐振衰减装置60由下列部件组成：一个通过螺钉固定到磁鼓马达53的转子53b的圆盘形连接部件61，一个环形的金属平衡块62，一个作为连接部件连接金属平衡块62和固定部件61的橡胶环63。橡胶环63还具有衰减轴向谐振的作用。固定部件61和金属平衡块62通过胶粘剂彼此粘合，把橡胶环63夹在中间。固定部件61具有一个孔61a，驱动轴53c的下部从这里穿入，螺纹孔61b和定位孔61c用来安装转子53b形成的凸起。
图10A是旋转磁鼓装置50没有安装轴向谐振衰减装置60时的结构简图。在图10A中，上磁鼓51作为一个块状物被固定在被磁鼓马达53旋转的驱动轴53c的一端，而转子53b被固定在驱动轴53c的另一端。从而，驱动轴53c的旋转允许这两个块状物产生轴向扭矩。图10B是表示谐振的频率特性的曲线，这种谐振是由于这两个块状物引起的轴向扭矩所所造成的。
图11是没有安装轴向谐振衰减装置60的旋转磁鼓装置50的谐振频率实际测量数据。由图11可知，旋转磁鼓装置50的谐振水平在+6.27dBV时，谐振频率为925Hz。
图12A是安装了轴向谐振衰减装置60的旋转鼓装置50的结构简图。橡胶环63连接安装在转子53b上的固定部件61和金属平衡块62。橡胶环63可以用一个阻尼63a和一个衰减期限63b来表示。
当驱动轴53c旋转时，轴被三个块状物扭转，即上磁鼓51，转子53b和金属平衡块62。图12B是由于这三个块状物产生的轴向扭矩所造成的谐振的频率特性曲线。这种谐振的频率特性曲线通常有两个波峰。
在三个块状物都被刚性体，例如轴，连接的情况下可以在图12B中用一个虚线来表示，在两个波峰的谐振水平与没有安装轴向谐振衰减装置60的旋转磁鼓装置50中产生的谐振水平(见图10B)相同。
然而，当一个块状物(金属平衡块62)被一个具有阻尼63a和衰减期限63b的部件连接时，例如橡胶环63，例如在轴向谐振衰减装置60中，在两个波峰的谐振水平减小，如图12B中的实线所示。这就是说，轴向谐振衰减装置60的效果在于削弱了两个波峰的谐振水平。
图12C是在轴向谐振衰减装置60与旋转磁鼓装置50的谐振频率不同的情况下的频率特性曲线。当轴向谐振衰减装置60的谐振频率向着比旋转磁鼓装置50的谐振频率高的一边移动时，频率特性曲线如图12C中实线所示，同样，图12C中虚线所示为当轴向谐振衰减装置60的谐振频率向旋转磁鼓装置50的谐振频率低频边移动时频率特性曲线，两个峰值中的一个被增加，其本身也削弱了衰减轴向谐振的效果。
图13所示为安装有轴向谐振衰减装置60的旋转磁鼓装置50的谐振频率的实际测量数据。从实际测量的数据可知，安装有轴向谐振衰减装置60的旋转磁鼓装置50在谐振频为865HZ时的谐振水平为-4.98dBV，这就意味着比旋转磁鼓装置50在没有安装轴向谐振衰减装置60时轴向谐振衰减了11.25dBV。然而，由只有一个谐振峰值的事实可知，轴向谐振衰减装置60的谐振频率与旋转磁鼓装置50的谐振频率有一点不同，因此轴向谐振衰减装置60不能充分显示轴向谐振衰减的效果。
因此，为了进一步抑制旋转磁鼓装置50之类的旋转部件的谐振，有必要使轴向谐振衰减装置的谐振频率与旋转部件的谐振频率相匹配。
如上所述，轴向谐振衰减装置的谐振频率需要与旋转部件的谐振频率相匹配，以便安装在旋转部件如旋转磁鼓装置50上的轴向谐振衰减装置能够充分显示轴向谐振衰减的效果。
然而，如上所述的轴向谐振衰减装置60要求橡胶环63完全连接固定部件61和金属平衡块62。由于这个原因，为了调节轴向谐振衰减装置60的谐振频率，这里只有一种方法，它要求改变橡胶环63的内外直径和/或刚度，这是一种要求改变橡胶环63的内外直径和/或材料的方法。因此，不可能精确地使轴向谐振衰减装置60的谐振频率与旋转磁鼓装置50的谐振频率相匹配。
进一步说，由于轴向谐振衰减装置60是通过胶粘剂彼此连接的橡胶环63，金属平衡块62和固定部件61组成，部件的数量和安装步骤多，这就增加了制造费用。更进一步说，由于粘接后橡胶环63可能会从金属平衡块62或固定部件61脱离下来，或由于胶粘剂胶环63的橡胶硬度发生变化，产品的可靠性不能保证。
本发明的第一种情况目的在于提供一种轴向谐振衰减装置，用在螺旋扫描系统的磁记录和再现设备的旋转磁鼓装置中，抑制当旋转轴旋转时在所说的旋转磁鼓装置中产生的轴向谐振，所说的轴向谐振衰减装置包括：一个自由旋转磁鼓，它包括一个在所说的磁记录和再现设备中用磁带来传输和接受信号的磁头；一个旋转轴，其一端安装有所说的磁鼓；和一个马达的转子，用来转动所说的磁鼓，所说的转子连接所说的旋转轴的另一端；减装置的特征在于包括一个带有圆盘状固定基片的圆盘状固定部件，该固定基片带有一个由固定其上的所说的转子或旋转轴穿入其中的孔；一个在所说的固定部件之外并与其具有一个间隙的环形平衡块；和一个具有一定挠度的连接部件，其挠度通过局部连接所说的固定部件和所说的平衡块形成；从而轴向谐振衰减装置的轴向谐振频率与旋转磁鼓装置中除轴向谐振衰减装置以外的部件的主要谐振频率相匹配。
根据本发明的第二种情况，在根据第一种情况用于旋转磁鼓装置的轴向谐振衰减装置中，连接部件最好由在固定部件和平衡块之间直线延伸的支撑杆形成。
另一方面，根据本发明的第三种情况，连接部件由在固定部件和平衡块之间呈弯曲形状延伸的支撑杆形成。
根据本发明的第四种情况，在根据第一，第二和第三种情况用于旋转磁鼓装置的轴向谐振衰减装置中，固定部件、平衡块和连接部件最好由橡胶或热塑性树脂形成。
根据本发明的第五种情况，在根据第一、第二、第三和第四种情况用于旋转磁鼓装置的轴向谐振衰减装置中，固定部件、平衡块和连接部件最好作为一个整体形成。
根据本发明的第六种情况，在根据前面五种情况用于旋转磁鼓装置的轴向谐振衰减装置中，平衡块最好由比重比固定部件和连接部件大的材料形成。
根据本发明的第七种情况，在根据第六种情况用于旋转磁鼓装置的轴向谐振衰减装置中，固定部件最好由抗蠕变强度比平衡块和连接部件大的材料形成。
在根据第一种情况用于旋转磁鼓装置的轴向谐振衰减装置中，由于通过改变连接部件的形状、数量和材料可随意改变轴向谐振衰减装置的谐振频率，旋转磁鼓装置的谐振频率与轴向谐振衰减装置的谐振频率精确匹配，这同样也允许轴向谐振衰减装置最大限度地充分显示衰减轴向谐振的效果。
在根据第二种情况用于旋转磁鼓装置的轴向谐振衰减装置中，由于连接部件由直的支撑杆形成，即使当连接部件由刚性材料形成时连接部件也可以象橡胶一样灵活。这就扩大了选择材料的范围。
在根据第三种情况用于旋转磁鼓装置的轴向谐振衰减装置中，由于连接部件由弯曲的支撑杆形成，甚至当固定部件和支撑杆之间隔开一定的距离时支撑杆也足够长。这就不再需要去增加连接部件的外直径来调节最佳谐振频率。因此，装置的总体尺寸被减小。
在根据第四种情况用于旋转磁鼓装置的轴的谐振衰减装置中，由于固定部件，平衡块和连接部件由橡胶或热塑性树脂制成，相应各部件容易制造，这就提高了生产效率。
在根据第五种情况用于旋转磁鼓装置的轴向谐振衰减装置中，由于固定部件，平衡块和连接部件作为一个整体形成，部件的数目和安装步骤减少，这就减少了制造费用。
在根据第六种情况用于旋转磁鼓装置的轴向谐振衰减装置中，由于平衡块由比重比固定部件和连接部件大的材料形成，平衡块就比较小，因此整个装置比较小。
在根据第七种情况用于旋转磁鼓装置的轴向谐振衰减装置中，由于固定部件由抗蠕变强度比平衡块和连接部件大的材料形成，固定部件比其他部件更不容易变形，因此固定部件与块状物或旋转轴连接得更可靠。
相应地，本发明的一个目的是提供一种用于旋转磁鼓装置的可靠的轴向谐振衰减装置，它能够精确地匹配旋转磁鼓装置的谐振频率，并利用廉价材料在短时间内可以很方便地制造。
本发明的这些和其他的目的、性能、情形和优越性通过下面结合附图的详细描述将会变得更清楚。
图1A和1B是根据本发明的第一优选实施例的轴向谐振衰减装置当其被安装到磁记录设备的旋转磁鼓装置时的视图；
图2A和2B所示为第一优选实施例的零件图；
图3-5所示为该装置根据第一优选实施例，当其被安装到磁记录设备的旋转磁鼓装置时，在其谐振频率下实际测量数据的曲线图；
图6A和6B是本发明的第二优选实施例的零件图；
图7A和7B所示为现有轴向谐振衰减装置当其被安装到磁记录设备的旋转磁鼓装置时的视图；
图8A和8B是现有轴向谐振衰减装置的零件图；
图9是没有组装的现有轴向谐振衰减装置的透视图；
图10A是磁记录设备的旋转磁鼓装置作为一个旋转部件时的模型图；
图10B是图10A中旋转部件的谐振频率大体趋势的曲线图；
图11是图10A旋转磁鼓装置的谐振频率实际测量数据的曲线图
图12A是现有轴向谐振衰减装置当其被安装到磁记录设备的旋转磁鼓装置时的模型图；
图12B和12C是图12A中旋转部件的谐振频率大体趋势的曲线图；和
图13是在现有轴向谐振衰减装置被安装到磁记录设备的旋转磁鼓装置时所得谐振频率实际测量数据的曲线图。
下面将参照附图详细描述优选实施例。由于这里所描述的旋转磁鼓装置中的轴向谐振衰减装置被用作为安装到已在背景技术的描述中描述过的磁记录和再现设备的旋转磁鼓装置中，而不再描述旋转磁鼓装置，在附图中给定了相同的标号并删去了多余的描述。
(第一优选实施例)
图1A和1B是轴向谐振衰减装置1当其被安装到旋转磁鼓装置5时相应的局部剖面侧视图和底部视图。图2A是轴向谐振衰减装置1的底部视图，图2B是沿图2A中X-X线剖开的截面图。
如图2A和2B所示，轴向谐振衰减装置1由下列部件组成：一个圆盘状固定部件10，一个安装在固定部件10的外面并环绕固定部件10的环形平衡块20，和一个部分连接平衡块20和固定部件10的连接部件30。相应各部件由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(以下称″ABS树脂″)形成为一个整体。
固定部件10包括一个圆盘形的固定基片11，它被安装到旋转磁鼓装置50的磁鼓马达53的转子53b上。在固定基片11的中心有一个孔12，磁鼓马达53的驱动轴53c的下端部穿入其中。
固定基片11还包括两个位于孔12周围的螺纹孔13，和一个用来安装并固定转子53b的凸起53d的定位孔14。在固定基片11的周缘部分有一向下凸起的加强肋15，起加固的作用。
平衡块20是由内向外朝上倾斜的环形平板部件。在平衡块20的内缘和固定基片11的外缘之间有一个特定的间隙。
连接部件30由六个沿径向从固定基片11的外缘向平衡块20的内缘延伸的直的支撑杆31组成，各杆间有60°的相等间隔。连接部件30具有预定的灵活性。
如图1A和1B所示，磁鼓马达53的驱动轴53c穿过固定基片11上的孔12，磁鼓马达53的一个连接螺钉53e穿过螺纹孔13并拧紧到转子53b上，同时转子53b的凸起53d与定位孔14啮合，具有上述这种结构的轴向谐振衰减装置1借此安装到旋转磁鼓装置50上。
设计轴向谐振衰减装置1时重要的一点是与前面提到的普通轴向谐振衰减装置60的橡胶环63相一致的连接部件30的形状、数量和材料的设定，和与轴向谐振衰减装置60的金属平衡块62相一致的块状平衡块20的设定。也就是说，通过适当设定连接部件30的形状、数量和材料，可使轴向谐振衰减装置1的谐振频率与安装有轴向谐振衰减装置装置(即，本实施例中的旋转磁鼓装置50)的旋转部件的谐振频率精确地匹配，并通过调节平衡块20的重量可调节轴向谐振衰减装置1的轴向谐振衰减量。
图3所示为安装有调节到最佳状态的轴向谐振衰减装置1的旋转磁鼓装置50的谐振频率实际测量数据。由此可知，与没有安装轴向谐振衰减装置1的旋转磁鼓装置50的谐振频率的实测数据(见图11)相比，轴向谐振衰减了11.98dBV。
然而，当轴向谐振衰减装置1的谐振频率不同于旋转磁鼓装置50的谐振频率时，如图4和图5所示，在两峰值之间产生不平衡，也就是其中一个峰值变大。尽管这样削弱了没有安装轴向谐振衰减装置1的旋转磁鼓装置50的谐振点处轴向谐振衰减效果，如上所述，通过调节连接部件30的形状、数量和材料，这种情况可以被纠正成为如图3所示的情况。由于这里有比普通例子中更多的调节参数，普通例子仅橡胶环63的内外径和/或材料(硬度)可以被改变，因此可以得到很好的调节。
此外，由于在轴向谐振衰减装置1中固定部件10和平衡块20被连接部件30部分地连接，即使在连接部件由衰减效果比橡胶小的刚性材料制成时，例如ABS树脂，连接部件具有与橡胶类似的灵活性，这又有利于扩大选择材料的范围。
而且，由于形成轴向谐振衰减装置1的各部件用ABS树脂制成一个整体，而不象在普通轴向谐振衰减装置60中，在安装各部件的过程中不需使用胶粘剂，因此也就不会产生由于与胶粘剂的硬化联系的橡胶环63的硬度变化而造成的性能恶化，粘后橡胶环63的脱落，等等这减少了零部件的数目和安装步骤，结果在制造费用方面带来了好处。
(第二优选实施例)
图6A是轴向谐振衰减装置2的结构的底部视图，图6B是沿图6A中Y-Y线的剖面视图。轴向谐振衰减装置2近似与第一实施例中的轴向谐振衰减装置相同。因此，对于同样的元件设定了相同的标号，并且有关这些元件的描述将被省略。只描述结构不同的元件。
轴向谐振衰减装置2和轴向谐振衰减装置1的区别在于连接部件30。简单地说，轴向谐振衰减装1要求连接部件30由直的支撑杆31形成，而轴向谐振衰减装置2要求支撑杆32弯曲成字母″S″的形状。
当支撑杆32弯曲成字母″S″的形状时，无需增加固定部件10和平衡块20之间的间隙使之大于在直线支撑杆31中的，就能增加连接部件30的长度。因此，这就阻止了装置整体上变大，甚至当该装置要求一个长的连接部件来调节谐振频率到最佳值的时候。
支撑杆32的形状可以不是S形的。相反地，支撑杆32可适当弯曲以便与旋转部件的谐振频率相适应。
(第三优选实施例)
虽然上述两个优选实施例都要求用ABS树脂将各部件形成一个整体，但是也可以不用ABS树脂。相反地，可以使用其它热塑性树脂或橡胶。
(第四优选实施例)
上述三个优选实施例都要求使用同一种材料将各部件制成一个整体，例如树脂或橡胶。代之以，可以用金属粉末或类似的具有较大密度的材料与树脂或橡胶混合来制成平衡块20，即制成平衡块20的材料可能比制成固定部件10和连接部件30的材料的比重大，各部件形成一个整体。当采用这样的结构时，无须把平衡埠20制成比需要的更大，以保证轴向谐振的衰减效果，这本身也就阻止了整个装置被制成为一个大的装置。
(第五优选实施例)
在第四优选实施例中，形成一个整体的各部件中，制成平衡块20的树脂或橡胶材料不同于固定部件10和连接部件30。而且，相应各部件形成一个整体时，固定部件10也最好由树脂或橡胶制成，这些材料由于混合了金属粉末或玻璃粉末等，增加了抗蠕变强度，或者由具有较大抗蠕变强度的树脂制成，例如聚亚苯硫。当采用这种结构时，固定部件10比其他部件更不容易变形，其与旋转部件的连接不会被损坏，因此提高了产品本身的可靠性。
(第六优选实施例)
上述实施例要求轴向谐振衰减装置被安装到旋转磁鼓装置50的磁鼓马达53的转子53b上，轴向谐振衰减装置并非总是需要被安装到固定在旋转轴的两端的旋转部件的其中一个块状物上。相反地，轴向谐振衰减装置可以直接安装到依赖于旋转磁鼓装置的旋转轴上。
本发明已经被详细描述，先前描述都是为了说明而非限定。可以理解，在不脱离本发明的范围的情况下可以做出无数的改进和变形。

Claims (7)

1.一种轴向谐振衰减装置，用在螺旋扫描系统的磁记录和再现设备的旋转磁鼓装置(50)中，抑制当旋转轴旋转时在所说的旋转磁鼓装置中产生的轴向谐振，所说的轴向谐振衰减装置包括：
一个自由旋转磁鼓(51)，它包括一个在所说的磁记录和再现设备中用磁带来传输和接受信号的磁头(51a)；
一个旋转轴(53c)，其一端安装有所说的磁鼓(51)；
和一个马达(53)的转予(53b)，用来转动所说的磁鼓(51)，所说的转子连接所说的旋转轴(53c)的另一端；
其特征在于，包括一个带有圆盘状固定基片(11)的圆盘状固定部件(10)，该固定基片带有一个由固定其上的所说的转子(53b)或旋转轴(53c)穿入其中的孔(12)；一个在所说的固定部件(10)之外并与其具有一个间隙的环形平衡块(20)；和一个具有一定挠度的连接部件(30，32)，其挠度通过局部连接所说的固定部件和所说的平衡块形成；从而轴向谐振衰减装置的轴向谐振频率与旋转磁鼓装置(50)中除轴向谐振衰减装置以外的部件的主要谐振频率相匹配。
2.根据权利要求1用在旋转磁鼓装置中的轴向谐振衰减装置，其特征在于，所说的连接部件(30，32)由直线地延伸在所说的固定部件和平衡块之间的支撑杆(30)形成。
3.根据权利要求1用在旋转磁鼓装置中的轴向谐振衰减装置，其特征在于，所说的连接部件(30，32)由弯曲延伸在所说的固定部件和所说的平衡块之间的支撑杆(32)形成。
4.根据权利要求1，2或3的用在旋转磁鼓装置中的轴向谐振衰减装置，其特征在于，所说的固定部件(10)，所说的平衡块(20)和所说的连接部件(30，32)由橡胶或热塑性树脂制成。
5.根据权利要求1，2或3的用在旋转磁鼓装置中的轴向谐振衰减装置，其特征在于，所说的固定部件(10)，所说的平衡块(20)和所说的连接部件(30，32)形成一个整体。
6.根据权利要求1，2或3的用在旋转磁鼓装置中的轴向谐振衰减装置，其特征在于，所说的平衡块(20)由比重比所说的固定件(10)和所说的连接部件(30，32)大的材料制成。
7.根据权利要求6的用在旋转磁鼓装置中的轴向谐振衰减装置，其特征在于，所说的固定部件(10)由抗蠕变强度比所说的平衡块(20)和所说的连接部件(30)大的材料制成。
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