CN1235224C - 采用共振器的盘片托架和带有该托架的盘片驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于盘片驱动器的盘片托架，其包括至少一个安装在盘片托架的下表面上的共振器，以便可选择地减小预定频率的噪声，所述盘片托架安装在盘片驱动器上，以便能够滑进或滑出。这样，可有效地减小和消除在盘片驱动器所产生的噪声中的峰值声压级出现处的最主要共振噪声频率。并且，通过用多孔元件填充共振容器，可减小高频噪声频带和整个噪声能级。

Description

采用共振器的盘片托架 和带有该托架的盘片驱动器

技术领域

本发明涉及一种盘片驱动器，尤其涉及一种采用共振器的盘片托架，以便减小噪声和振动，尤其是在盘片转动期间所产生的噪声。

背景技术

图1为示出传统盘片驱动器的优选实施例的透视图。通常，盘片驱动器为用于在具有同心轨道的盘片的记录表面上记录信息和从记录表面上读取信息的设备。也就是说，盘片驱动器是利用可在盘片60的径向上滑动的数据记录/再现单元，在以线速度方式转动盘片60的记录表面上记录数据或从盘片60的记录表面上读取数据的设备。

盘片驱动器通常包括盘片托架10，盘片可安装并承载于其上。盘片托架10具有窗口11，其形成为穿过盘片托架10，以便于盘片夹持装置30和数据记录/再现单元(如光学拾取器装置40)的操作。

为了精确将数据记录在盘片60的记录表面上或从盘片60的记录表面上读取数据，从光学拾取器装置40发出的光束必须精确地入射到盘片的记录表面的轨道上，并在记录表面和由光学拾取器装置40发出的光束的光轴之间保持预定的角度。然而，由于转动的盘片而产生振动，着会恶化盘片驱动器的记录和再现特性。此外，随着盘片驱动器的转速更快，在盘片转动期间所产生的振动对数据的读取和再现的可靠性影响很大。同样，在盘片转动期间所产生的噪声对使用者来说是令人讨厌的。因此，减小和消除噪声和振动是很重要的。

在盘片转动期间所产生的噪声和振动源于盘片表面和周围空气之间的摩擦、盘片周围的压差、空气与转动盘片和盘片驱动器的盘片托架和内表面的碰撞、以及围绕盘片形成的湍流。

下面将描述在盘片驱动器中所采用的减小噪声和振动的传统技术。

韩国专利公开No.2000-75152公开了一种减小噪声和振动的技术，这是通过用隔音材料或吸音材料填充盘片驱动器中各构件之间的产生噪声的缝隙，以便防止噪声排放到外部，或通过相应于盘片的外周表面在盘片夹持装置的夹板部分上(也就是说，在夹板的外周上)以预定间隔形成沟槽，及利用汽车中的消声器效应来实现的。

同样，韩国专利公开No.2001-16753公开了一种减小噪声和振动的技术，其采用如下的自动平衡方法，即将球插入到盘片转台内设置的多个滚道中，并通过转台转动过程中产生的离心力使球在径向上移动，以便补偿转台的偏心。

同样，韩国专利公开No.1999-80545公开了一种减小噪声装置，以在盘片转动期间减小因盘片的形状而形成的空气阻力、盘片的上和下表面上的空气磨擦、由于在盘片前端的分离现象而造成的空气与侧壁表面碰撞、因高速湍流产生的噪声。在减小噪声装置中，多个叶片安装在盘片托架的上表面上，以便分离成预定的距离，螺旋形或漩涡形沟槽或波纹形成于其上。这样，可消除在盘片的上和下表面上的边界面的速度梯度并可防止盘片前端的高速气流的撞击，因此，可减小因高速湍流而产生的噪声和振动。

然而，传统技术仅针对整体噪声程度的减小。因此，不仅通过减小整体噪声水平而且通过减小和消除在盘片驱动器的噪声中最主要的噪声频率，可得到高效噪声减小效果。

发明内容

为了解决上述和其它问题，本发明提供了一种具有减小和消除盘片驱动器噪声中出现峰值声压级处的最主要噪声频率的结构的盘片驱动器，在盘片驱动器的噪声中，还可减小噪声的整体水平。

根据本发明的一个方面，用于盘片驱动器的盘片托架包括至少一个安装在盘片托架的下表面上的共振器，以便可选择地减小预定频率的噪声，所述盘片托架安装在盘片驱动器上，以便能够滑进或滑出。

根据本发明的另一方面，盘片驱动器包括盘片托架，其安装在盘片驱动器上，以便能够滑进或滑出，其上放置盘片；盘片驱动部分，其以预定的速度转动所述盘片托架和盘片；用来夹持盘片的盘片夹持装置；及数据记录/再现单元，其可将数据记录在盘片上或从盘片上再现数据，盘片驱动器还包括至少一个安装在盘片托架下表面上的共振器，以便可选择地减小预定频率的噪声。

共振器包括至少一个通孔，其穿过盘片托架并作为共振器的入口和瓶颈；及具有预定容积的共振容器，其中，预定频率取决于通孔的剖面的面积、通孔的瓶颈的长度和共振容器的内部空间的容积来确定。

共振器还包括多孔元件，其填充在共振容器中，在共振器中，共振容器的底表面是敞开的。

附图说明

参照附图，通过对本发明优选实施例的详细描述，本发明的上述特点将变得更加清楚。其中：

图1是示出传统盘片驱动器的示例的透视图；

图2是示出根据本发明优选实施例的采用共振器的用于盘片驱动器的盘片托架和采用该盘片托架的盘片驱动器的透视图；

图3是示出在根据本发明盘片驱动器中声压级(SPL)相对于盘片转动期间所产生的噪声频率的分布曲线，其中盘片转动速度、每秒的转数用作参数；

图4是示出根据本发明优选实施例的盘片驱动器中用来减小噪声所采用的共振器的视图；

图5是示出根据本发明另一优选实施例的盘片驱动器中用来减小噪声所采用的共振器的视图；

具体实施方式

参照图2，根据本发明的盘片驱动器包括盘片托架110、盘片驱动部分120、盘片夹持装置(未示出)、数据记录/再现单元(如光学拾取器装置)140及光学拾取器装置驱动部分150。

盘片托架110安装成能够从盘片驱动器的前侧部分滑进和滑出，而盘片(未示出)放置在其上，以便装载或卸载。盘片驱动部分120包括放置盘片的转台(未示出)，及主轴电机(未示出)，该电机安装在转台下，以转动转台，从而以预定速度转动盘片。盘片夹持装置130包括磁性部件(未示出)，其可选择地吸附到位于转台中心的磁体(未示出)上，以便将盘片固定到转轴(未示出)上。数据记录/再现单元将数据记录在盘片的表面上或从盘片的记录表面上再现数据。尤其是，在光盘驱动器中，记录/再现单元可通过光学拾取器装置140来实现。光学拾取器装置140包括作为光源的激光二极管、使从激光二极管发出的光束变为平行光束的准直透镜、偏振棱镜、反射器和物镜。光学拾取器装置140在转动的盘片的径向上滑动的同时发射激光束，以便在盘片记录表面上记录数据或从盘片的记录表面读数据。同样，光学拾取器装置驱动部分150包括电机、齿轮或传动带，并使光学拾取器装置140在转动盘片的径向上滑动。

根据本发明的盘片驱动器包括至少一个共振器170，其可选择地减小特定噪声频率的噪声。

在盘片(未示出)转动期间，噪声由转动盘片的表面和周围空气之间的摩擦、盘片周围的压差、在转动盘片与盘片驱动器的盘片托架110和内表面之间所产生的空气的碰撞、在盘片托架110的窗口111中所产生的涡流及在转动盘片周围所产生的湍流产生。也就是说，盘片驱动器的构件，如盘片托架110、盘片驱动部分120、和光学拾取器装置160成为噪声源。因此，噪声的声压级和噪声频率由盘片驱动器的内部结构和构件的布置来确定。再者，根据盘片驱动器的具体内部结构，在盘片转动期间产生的噪声中存在形成峰值声压级的主要噪声频带。

图3是示出在根据本发明的盘片驱动器中，声压级(SPL)相对于盘片转动期间所产生的噪声频率的分布曲线，其中盘片转动速度、每秒的转数用作参数。在曲线中，根据作为参数的盘片转动速度(rps)的声压级的差异是任意表示的，以防止曲线重叠。因此，在图3中，在盘片转动速度之间的声压级的比较是无意义的。然而，相对于一个盘片转数，在数据中出现峰值声压级处的噪声频率的大小是重要的。减小与该噪声频率相对应的声压级是本发明的基本概念。

参照图3，可以看出，甚至当盘片转动速度发生变化时，由峰值声压级表示的噪声频率出现在1000Hz和1700Hz左右。所广泛采用的盘片驱动器的转速为160rps或173rps。然而，如图所示，可以看出，不仅在转速为160rps或173rps中，而且在从93rps至186rps的所有转速中，在峰值声压级出现处的噪声频率在1000Hz和1700Hz左右。这样，可通过安装共振器来吸收或减小峰值声压级出现处的噪声频带来减小噪声。

发明的用于减小盘片驱动器中噪声的传统技术来减小盘片驱动器中产生的噪声的整体能级。然而，本发明针对搜寻盘片驱动器中产生的峰值声压级处的主噪声频带并选择性地减小在该噪声频率处的噪声。

图4是示出在根据本发明优选实施例的盘片驱动器中用来减小噪声所采用的共振器的视图。下面将描述在本发明中所采用的用来选择减小或消除特定噪声频率的噪声的共振器170。

在具有任意几何形状和特定容积的盒体中，随着声压级在特定噪声频率下，即在共振频率下放大，会发生共振现象。在此，产生共振现象的任意几何形状成为共振器。

例如，当你吹充满水的瓶子时，你可看到声音的音调与你吹空瓶时不同。音调由底部的空气空间和瓶颈的大小来确定。也就是说，由于瓶子的空气空间因瓶子中装有水而减小，共振频率增加，因此音调变高。

称作亥姆霍兹(helmholtz)共振器的噪声吸收器可利用上述原理制得。亥姆霍兹共振器表明容器的瓶颈比所考虑的波长短并具有特定的容积。

当声波输入共振器170时，瓶颈中的空气开始振动而压缩和振荡。然而，声波不进入瓶子的封闭空间中，而是经瓶颈被推回到瓶子之外。在此，由于输入声压级而由封闭空间和瓶颈排斥力振荡的频率与输入到瓶颈入口的输入声波的频率相同，但具有相反的相位，因此在二者之间发生了抵消干涉。这样，瓶颈周围的空气粒子进行强烈的作用，从而使声能转换为热能，从而减小共振频率的声压级并提供频率选择吸收特点。

这里，如图4所示，作为共振器170的瓶颈部分的通孔172的空气可作为质量，同时共振容器174的体积作为弹簧。这样，机械系统的固有频率可由质量和弹性来确定，共振器170的共振频率由作为瓶颈的通孔172的体积和共振容器174的容积来确定。也就是说，共振器170的共振频率可由方程1确定。

$f=\frac{c}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{A}{l\·V}}$ [方程1]

在此，f是共振频率，c是声速，A是共振器入口的面积，l是作为共振器瓶颈的通孔的长度，而V是共振容器的体积。

对应于固有频率的共振器共振噪声频率可由A、l和V来确定。这里，共振器的具体形状不影响共振频率。若共振器的形状不是圆形的，而共振器入口的面积A、瓶颈的等效长度1及共振器的体积V是相同的，可得到相同的共振噪声频率。也就是说，共振器的入口、瓶颈部分和共振容器的形状不必是圆形的。

通常，公知的是亥姆霍兹共振器对减小中频带或低频带噪声具有上乘作用，而不是对于高频带。然而，当充满噪声吸收元件，如多孔元件时，公知的是亥姆霍兹共振器可减小高频带的噪声。这样，通过在共振容器中充满多孔元件如海绵，亥姆霍兹共振器可覆盖根据方程1所吸收的噪声频率和根据方程1所吸收的噪声频率周围的相对大的频带内的噪声频率。换句话说，如图3所示，由于峰值声压级出现在相对低频带中，在如此低的频带中的峰值声压级可通过共振器170而减小。再者，通过用多孔元件180填充共振器170，可有效地减小高频带的噪声和相对大频带内的噪声。

图5是示出根据本发明另一优选实施例的盘片驱动器中用来减小噪声所采用的共振器的视图。参照附图，共振器容器174′的底表面是敞开的，经历适当加工的多孔元件180可通过底表面填充共振容器174′。多孔元件180作用为共振容器174′的底表面，同时可以减小相对大的频带内的噪声。

如上所述，根据本发明的采用共振器的用于盘片驱动器的盘片托架和具有该盘片托架的盘片驱动器，可有效减小或消除盘片驱动器中所产生的噪声中的峰值声压级出现处的最主要的共振噪声频率。

同样，通过在共振容器中填充多孔元件，可减小高频噪声频带和整个噪声能级。

Claims (6)

1.一种用于盘片驱动器的盘片托架，其安装在盘片驱动器上，以便能够滑进或滑出，所述盘片托架包括至少一个安装在盘片托架下表面上的共振器，以可选择地减小预定频率的噪声，

其中，共振器包括：

至少一个通孔，其穿过盘片托架并作为共振器的入口和瓶颈；以及

具有预定容积的共振容器，

其中预定频率是根据通孔剖面的面积、通孔的瓶颈的长度和共振容器的内部空间的容积来确定。

2.如权利要求1所述的盘片托架，其中，共振器还包括多孔元件，其填充在共振容器中。

3.如权利要求2所述的盘片托架，其中，在共振器中，共振容器的底表面是敞开的。

4.一种盘片驱动器，包括盘片托架，其安装在盘片驱动器上，以便能够滑进或滑出，盘片可放置在其上；盘片驱动部分，其以预定的速度转动盘片托架上的盘片；用来夹持盘片的盘片夹持装置；以及数据记录/再现单元，其可将数据记录在盘片上或从盘片上再现数据，盘片驱动器还包括至少一个安装在盘片托架下表面上的共振器，以便可选择地减小预定频率的噪声，

其中，共振器包括：

至少一个通孔，其穿过盘片托架并作为共振器的入口和瓶颈；和

具有预定容积的共振容器，

其中所述预定频率是根据通孔剖面的面积、通孔的瓶颈的长度和共振容器的内部空间的体积来确定的。

5.如权利要求4所述的盘片驱动器，其中，共振器还包括多孔元件，其填充在共振容器中。

6.如权利要求5所述的盘片驱动器，其中，在共振器中，共振容器的底表面是敞开的。

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