CN1198374C - 旋转驱动机构 - Google Patents

Abstract

一种旋转驱动机构，具有安装在构成电动机(10)的转轴(18)上的旋转体(30)；在旋转体(30)形成的中空环状部(35)内容纳有多个平衡构件(46)。在比中空环状部(35)再往里的半径方向内周侧，设有容纳使振动衰减的吸振体(50)的环形部(39)。吸振体(50)具有环状的重锤部(52)和该重锤部(52)安装在旋转体(30)的弹性部(54)而构成，吸振体(50)的共振频率的设定低于应吸振的外部振动频率。

Description

旋转驱动机构

技术领域

本发明涉及一种旋转驱动CD、DVD、或者CD-ROM、DVD-ROM、其它各种信息记录盘(以下称「旋转体」或「圆盘」)的旋转驱动机构，尤其，涉及一种可以减少在旋转时因圆盘的质量偏心距而产生的轴的跳动及振动的旋转驱动机构。

背景技术

一般，旋转驱动圆盘的主轴电动机等的旋转驱动机构，是在轴的一端嵌合转台，在该转台上装置圆盘。在转台的中心具有圆锥台状或半球状的突起，由圆盘的中心孔套入该突起而决定中心位置。

电动机驱动转台一旋转，圆盘就和转台一起旋转，记录在圆盘的记录磁道上的信号经光放大器的读出部读出。能改写或能写入的圆盘也可改写或写入信息信号。如在近年的CD-ROM驱动装置等上所见，为了提高圆盘的读写处理速度，圆盘的旋转有趋于高速化的倾向，而要求主轴电动机能对应高速化。

可是，圆盘的旋转一高速化，由于圆盘微小的质量偏心距，在圆盘旋转时产生的离心力的不平衡加大，而因该离心力的不平衡，出现主轴边跳动边旋转的问题。主轴边跳动边旋转，振动一增大，就出现不能在读出部或写入部正确读出或写入记录在圆盘上的信息信号的问题。

一般，因圆盘的质量偏心距产生的离心力与旋转速度的平方成比例，转速越高，轴的跳动及振动就越发增大。因此由圆盘的质量偏心距产生的轴的跳动及振动就成为圆盘旋转高速化的一大弊病。

这里，如日本专利公开第2824250号公报所记载，提出一种旋转驱动机构，所述旋转机构具有：形成容纳平衡构件的中空环状部的平衡器；设有与该平衡器一体地形成的转子或轴并旋转驱动装有圆盘的主轴电动机。

根据所述日本专利公开公报记载的圆盘驱动装置，虽然可以消除沿圆盘面方向的平面上的不平衡，但无法就取得同步平衡进行对应。即，在圆盘驱动装置的结构上，平衡器不能配置在与圆盘面同一面上，所以配置在轴向偏离圆盘面的位置上的平衡器，不能同时消除圆盘质量偏心距引起的振动和轴向的振动。换言之，即使在转台或圆盘夹持器设置不平衡消除器，但这些不平衡消除器不能安装在与圆盘面同一面上，所以力偶发生，不能完全消除旋转振动。

这里，如日本专利公开特开平10-309057号公报所记载的，以从两侧夹住圆盘的方式配置在转台的近旁下部和圆盘夹持器上的不平衡消除器已为人所知。

但是，根据所述公报记载的发明，圆盘的质量偏心距的高度方向并不是一定，所以不能完全消除力偶(力矩)。另外，不平衡消除器必须设在2处，成本高。由圆盘产生的力和不平衡消除器产生的力的高度位置(轴向的位置)偏移，存在使力偶(力矩)发生的难点。

再者，包括前述专利公报记载的发明在内，不平衡消除器对于发挥其效果之前的低频带的振动，不仅没有消除振动效果，反而成为恶化的主要因素。

发明内容

为了解决以上传统技术的问题，本发明的目的在于：提供一种旋转驱动机构，所述旋转驱动机构既可以消除传统的不平衡消除器不能消除的振动，又可以消除圆盘的质量偏心距的位置偏移而在旋转时的振动，而且旋转体能组装在转台内，实现小型化，同时可减少零件数量。此外，对于低频带的振动也具有消除振动的效果。

技术方案1的发明是一种旋转驱动机构，所述旋转驱动机构用于使安装于旋转体上的旋转构件作一体旋转，所述旋转驱动机构具有：由电动机带动旋转的上述旋转体，安装在该旋转体上的多个平衡构件，在所述旋转体上与所述旋转体同心形状地设置使振动衰减的吸振体，所述振动系由旋转体及旋转构件的偏置重心而发生，所述吸振体藉由与上述旋转体的一起旋转而使上述振动衰减。

技术方案2的发明是一种旋转驱动机构，所述旋转驱动机构具有：安装在构成电动机部的转轴上的旋转体，和收纳于所述旋转体上所形成的中空环状部内的多个平衡构件；其特征在于，在所述旋转驱动机构中，在比所述中空环状部再往里的半径方向内周侧，设有容纳使振动衰减的吸振体的环形部。

技术方案3的发明的特征在于：在技术方案1或2的发明中，所述吸振体具有环状的重锤部和将该重锤部安装在旋转体上的弹性部而构成，吸振体的共振频率的设定低于应吸振的外部振动频率。

技术方案4的发明的特征在于，在技术方案1或2的发明中，所述旋转体的构成可保持具有质量偏心距的旋转构件。

技术方案5的发明是一种旋转驱动机构，所述旋转驱动机构具有：由电动机带动旋转的旋转体，和安装在该旋转体上的多个平衡构件；其特征在于，所述多个平衡构件是在所定转速以上，藉由通过改变其位置进行调整平衡的，在所述旋转体上设置使振动衰减、且调整平衡达到所定转速以上的吸振体。

技术方案6的发明的特征在于，在技术方案1、2或5的发明中，平衡构件由球体构成。

技术方案7的发明的特征在于，在技术方案1、2或5的发明中，平衡构件由旋转自如地设在旋转体的旋转中心轴的周围，随着所述旋转体的旋转而旋转的偏心构件构成。

附图说明

图1是表示本发明旋转驱动机构的实施形态的剖视图。

图2是表示上述实施形态的吸收体的立体图。

图3是对在上述实施形态中使用的多个平衡构件的减少振动原理进行模式化说明的俯视图。

图4是说明在本发明使用的吸振体的减少振动原理的模式图。

图中，10为电动机，18为转轴，30为旋转体，35为中空环状部，39为环状部，46为平衡构件，50为吸振体，52为重锤部，54为弹性部，60为旋转构件。

具体实施方式

以下，结合附图说明本发明旋转驱动机构的实施形态。

图1所示的实施形态是作为CD、DVD、或者CD-ROM、DVD-ROM、其它各种圆盘的旋转驱动机构而构成的一例，旋转体30由电动机10驱动旋转，装在旋转体30上的旋转构件60和旋转体30一起被驱动旋转，在这里，上述旋转体30是转台，旋转构件60是圆盘。

在图1中，底座12经过去毛刺加工，具有圆筒部15，有底圆筒形的轴承外套14其底部朝下，通过压入等嵌入该圆筒部15，使轴承外套14与底座12形成一体。在轴承外套14在其底部嵌入止推盘20，同时沿内周壁嵌入一个轴承16。轴承16由烧结合金构成，在通过烧结产生的无数的孔中浸渗着润滑油。在轴承16的内周侧插入转轴18。转轴18的下端与止推盘20抵接，施加在转轴18上的轴向负荷由止推盘20支承。浸渗到轴承16内的润滑油在转轴18旋转时加以润滑。

在轴承外套14的外周侧，在底部12的上方，定子铁心22其内周孔通过套入轴承外套14的外周而固定。定子铁心22呈放射状地具有多个凸极，各凸极卷绕有驱动线圈24。由定子铁心22和驱动线圈24构成电动机10的定子。

转轴18的上侧约二分之一从轴承16及轴承外套14的上端突出，在该转轴18的突出部，首先嵌入杯形的转子壳体26与转轴18，使其一体。转子壳体26围绕所述定子部分而配置，在转子壳体26的周壁内周面固定有圆筒形的转子磁铁28。转子磁铁28被磁化，在圆周方向以等间隔交互形成N极和S极。转子磁铁28的内周面与定子铁心22的所述各凸极的顶端面，间隔所定间隙而相对。包括转子壳体26和转子磁铁28的部分构成电动机10的转子。

在从转子壳体26再往上方突出的转轴18的上端部，旋转体30，即，转台，将其中心孔通过压入或其它适当的方法进行一体地固定。旋转体30由树脂的成形体等制成。旋转体30具有：承接作为旋转构件的旋转构件60的平坦部，由该平坦部突出的圆柱形部分，即，旋转构件60的中心孔应嵌入的部分，以及与该部分连接的圆锥形部分，即，在安装旋转构件60时导向的部分。在所述平坦部贴有盘托构件32。

在旋转构件60的中心孔应嵌入部分的半径方向内侧，以同心的环状形成凹陷部，在该凹陷部嵌入圆盘形的轭铁42，从其上方嵌入环形的磁铁44，通过粘结或其它适当的方法固定在旋转体30上。磁铁44是用于保持无图示的夹持器的，靠磁铁44的磁吸引力保持在所定位置的夹持器将旋转构件60推压到盘托构件32上，藉此，使旋转构件60能和旋转体30一体地旋转而构成。

所述旋转体30，在下面侧的最外侧具有外周壁34，由于在其内周侧具有隔壁36，而在外周壁34和隔壁36之间形成中空环状部35。比所述隔壁36再往里的内周侧具有中间壁38，在中间壁38的内周侧具有内周壁40。这些外周壁34、中空环状部35、隔壁36、中间壁38、内周壁40都在同心圆上形成。在内周壁40形成的中心孔内嵌入所述转轴18。

在所述中空环状部35内，由多个球体组成的平衡构件46移动自如地容纳在中空环状部35内。平衡构件46最好用单位体积质量大的坯料制作，再有，钢球等最好用磁性材料制作。沿着所述隔壁36的内周壁，固定有利用磁性吸引平衡构件46的磁铁56。如将在后面说明，当旋转体30旋转时，平衡构件46稳定地保持与旋转构件60的质量偏心距相对应的位置，但在旋转停止时的位置不定，所以利用磁铁56的磁性吸引平衡构件46，以使平衡构件46不随便移动。容纳平衡构件46的中空环状部35的下方是开放的，用端盖58堵塞中空环状部35，以避免平衡构件46脱落。

具有所述平衡构件46的圆盘旋转驱动装置或者旋转驱动装置，实质上与前述日本专利公开第2824250号公报、特开平10-309057号公报一样。如已说明的那样，只是不能得到充分减振的效果。因此，图示的实施形态附加了使振动衰减的吸振体50。在图1中，所述吸振体50设置在同心圆状的环形部39内，所述环形部39夹在比容纳平衡构件46的中空环状部35再往里的内周侧的中间壁38和内周壁40之间。吸振体50，也如图2所示，具有环状的弹性部54；通过粘结等固定在该弹性部54的下面的短圆筒形的重锤部52而构成。所述弹性部54固定在所述环形部39的平顶面上，吸振体50与作为旋转体的旋转体30是同心形状，而且是固定在同心位置上。

按照所述转子磁铁28的旋转方向的位置，通过向各驱动线圈24的通电，并利用在定子铁心22的凸极和中间壁38之间产生的磁性吸引排斥力，在圆周方向吸引转子磁铁28，这样，与转子磁铁28一起可以连续地驱动转子壳体26旋转。而转子壳体26的旋转力经过转轴18传递给旋转体30，就可以驱动实质上与旋转体30一体地被夹紧的旋转构件60。

由电动机10驱动旋转体30开始旋转的当初，多个平衡构件46在中空环状部35内处于不特定的位置。随着旋转体30的旋转速度上升，由圆盘构成的旋转构件60的旋转速度也变成高速。而在旋转构件60具有质量偏心距，该质量偏心距即使很小，由于旋转构件60的旋转速度为高速，所以离心力的不平衡加大，假设没有多个平衡构件46，旋转体30及旋转构件60的跳动会增大。

可是，将在某个瞬间旋转构件60的质量偏心距的方向设为如图3所示的箭头α的方向，多个平衡构件46夹着转轴18在与旋转构件60的质量偏心距的方向相反侧移动，并占据各自的位置。旋转构件60的质量偏心距的不平衡如果大，多个平衡构件46终结在狭小的范围内，而如果不平衡小，多个平衡构件46则分散开。这样，多个平衡构件46在与旋转构件60的质量偏心距的方向相反侧移动，一边维持抵消由旋转构件60的质量偏心距产生的离心力的不平衡的位置，一边与旋转体30、旋转构件60一起旋转。

通过采用多个平衡构件46，即使驱动旋转构件60高速旋转也可以减少旋转体30及旋转构件60的跳动。该效果与前述日本专利公开第2824250号公报、特开平10-309057号公报记载的发明效果无变化。然而，在高速旋转时，采用平衡构件46的减振装置，如前所述，不是完全取得同步平衡，而是残留有质量偏心距的振动。对此，如采用图示的实施形态，由吸振体50吸收剩余的振动，可降低振动度。

另外，平衡构件46在低速旋转时，不但不发挥该效果反而会自然而然地发生振动。然而，采用图示的实施形态，即使这样的低速旋转也可以利用吸振体50有效地吸收振动。

由于吸振体50与旋转体30以同心形状设置，所以可以消除、吸收传统技术不能消除、吸收的低频带的振动、即所述多个平衡构件46在离心力甩开前的频率带的振动。

图4是说明通过设置吸振体50得到的减振效果的模式图。在4图中，M1表示整个旋转体的质量、M2表示重锤部的质量、用弹簧符号表示弹性部。正弦波状的波形表示由外部施加的振动。如图4所示，旋转体受到的振动靠重锤的摆动吸收振动能，来降低振动度。由重锤部和弹性部构成的吸振体的共振频率的设定，低于从外部施加的振动频率，重锤M2相对于本体M1是以反相位摆动而构成。由此，M1和M2的相对运动大，由弹性部构成的吸振体的减振系统消耗的能量大，低频区域的减振效果就大。

如以上说明，采用图示的实施形态，通过设置由多个球体构成的多个平衡构件46、以同心形状设在旋转体30的吸振体50，消除许多振动成分的比较高的频率区域的振动，利用具有重锤部52和弹性部54而构成的吸振体50，吸收、消除剩余的比较低的频率区域的振动。这样，由圆盘等构成的旋转构件60而产生的重心变位量、重心高度等各种各样的偏移，即使有各种各样的质量偏心距也可以充分降低振动度。

此外，不必象传统技术那样，夹着旋转体在上下设置不平衡消除器，只要将吸振体50组装在旋转体内即可，并且吸振体50是由重锤部52和弹性部54构成的简单结构，所以成本低，而且结构紧凑，可以充分降低振动度。

再有，平衡构件不一定象图示的实施形态那样由球体构成，譬如，有关在本申请人申请的日本专利申请平10-96133号的说明书及附图所记载的，也可以由旋转自如地设在旋转体的旋转中心轴的周围，随着旋转体旋转的偏心构件而构成。该偏心构件，譬如可以设为圆盘形的构件，在其偏心位置形成通过轴的孔，也可以设为树叶形的板，在其一端部形成通过轴的孔。总之，重心位置偏离开旋转中心即可。另外，所述偏心构件既可以是一个，也可以是多个。

根据本发明，通过在旋转体安装多个平衡构件，消除许多振动成分的比较高的频率区域的振动，利用与所述旋转体以同心形状而设置的吸振体，吸收、消除剩余的比较低的频率区域的振动。这样，由圆盘等构成的旋转构件60而产生的重心变位量、重心高度等各种各样的偏移，即使有各种各样的质量偏心距也可以充分降低振动度。

此外，吸振体只要组装在旋转体内即可，并且吸振体，譬如是由重锤部和弹性部构成的简单结构也无任何不妥，所以成本低，而且结构紧凑，可以充分降低振动度。

Claims (7)

1.一种旋转驱动机构，所述旋转驱动机构用于使安装于旋转体上的旋转构件作一体旋转，所述旋转驱动机构具有：由电动机带动旋转的上述旋转体，安装在该旋转体上的多个平衡构件，其特征在于：

在所述旋转体上与所述旋转体同心形状地设置使振动衰减的吸振体，所述振动系由旋转体及旋转构件的偏置重心而发生，所述吸振体藉由与上述旋转体的一起旋转而使上述振动衰减。

2.一种旋转驱动机构，所述旋转驱动机构用于使安装于旋转体上的旋转构件一体旋转，所述旋转驱动机构具有：安装在构成电动机的转轴上的上述旋转体，在旋转体形成的中空环状部内容纳有多个平衡构件，其特征在于：

所述旋转驱动机构在比所述中空环状部再往里的半径方向内周侧，设有容纳使振动衰减的吸振体的环形部。

3.根据权利要求1或2所述的旋转驱动机构，所述吸振体具有环状的重锤部和用于将该重锤部安装在旋转体上的弹性部而构成，所述吸振体的共振频率的设定低于应吸振的外部振动频率。

4.根据权利要求1或2所述的旋转驱动机构，所述旋转体的构成使其能保持具有质量偏心距的旋转构件。

5.一种旋转驱动机构，所述旋转驱动机构用于使安装于旋转体上的旋转构件一体旋转，所述旋转驱动机构具有：由电动机带动旋转的所述旋转体，安装在该旋转体上的多个平衡构件，其特征在于，

所述多个平衡构件是在所定转速以上通过改变其位置进行调整平衡的，

在所述旋转体上设置使振动衰减的吸振体，并且是调整平衡达到所述所定转速以上的吸振体。

6.根据权利要求1、2或5述的旋转驱动机构，平衡构件由球体构成，

7.根据权利要求1、2或5所述的旋转驱动机构，平衡构件由旋转自如地设在旋转体的旋转中心轴的周围，随着所述旋转体的旋转而旋转的偏心构件构成。

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