DE60123908T2

DE60123908T2 - Dynamischer Schwingungsdämpfer für Platteneinheit

Info

Publication number: DE60123908T2
Application number: DE60123908T
Authority: DE
Inventors: Jun-min Kangnam-gu Park; Young-won Paldal-gu Suwon-city Lee; Young-sun Bundang-gu Sungnam-city Seo
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2021-10-30
Also published as: EP1207532B1; KR100419232B1; US20020085478A1; EP1207532A2; CN1184641C; TWI244074B; CN1353420A; KR20020037846A; DE60123908D1; US6859933B2; JP2002208269A; EP1207532A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen dynamischen Vibrationsabsorber für einen Diskspieler und insbesondere einen dynamischen Vibrationsabsorber für einen Diskspieler, der Vibrationen verringert, die erzeugt werden, wenn sich ein Aufzeichnungsmedium dreht.
Im Allgemeinen ist ein Diskspieler eine Vorrichtung, die Informationen auf eine Disk aufnimmt und/oder von einer Disk wiedergibt, wie eine Kompaktdisk (CD), eine CD-ROM, eine digitale Videodisk (DVD), eine DVD-ROM, eine CD-RW und eine Combodisk. Diese Vorrichtung muss die Disk und einen optionalen Tonabnehmer darin sowohl vor äußeren Stößen als auch inneren Vibrationen schützen.
Ein herkömmlicher Diskspieler umfasst im Allgemeinen eine Tragbasis, die in einem Gehäuse des Diskspielers angeordnet ist, eine Tragplatte, die beweglich an der Tragbasis angeordnet ist, einen Spindelmotor, der auf der Tragplatte angeordnet ist, um Energie zu erzeugen, um die Disk zu drehen, eine Drehplattform, die mit einer Drehwelle des Spindelmotors verbunden ist, um die Disk zu tragen, eine Klemmeinrichtung, die an dem oberen Teil des Gehäuses korrespondierend zu der Drehplattform angeordnet ist, um die Disk auf die Drehplattform zu klemmen, und einen optionalen Tonabnehmer, der bewegbar mit der Tragplatte verbunden ist, um sich radial quer über die Disk zu bewegen, um Informationen auf die Disk aufzunehmen und/oder von der Disk wiederzugeben. In dem vorstehenden Aufbau ist ein Pufferelement zwischen der Tragbasis und der Tragplatte angeordnet, um die Disk und den optische Tonabnehmer vor einem äußeren Stoß zu schützen.
Jedoch resultiert, da die Drehachse und der Schwerpunkt einer herkömmlichen Disk nicht immer aufgrund von Fabrikationsfehlern übereinstimmen, entsteht eine innere Vibration und erzeugt ein Wirbeln. Aufgrund der inneren Vibration ist es schwierig, die Erzeugung einer Leerdrehung einer Rotationswelle des Spindelmotors zu verhindern.
Aufgrund dieses Problems wurde eine automatische Kugelausgleichseinrichtung entwickelt, um eine exzentrische Masse durch Ausrichten von Kugeln an gegenüberliegenden Seiten der exzentrischen Masse auszugleichen. Die automatische Kugelausgleichseinrichtung umfasst einen kreisförmigen, aufnehmenden Teil in einem sich drehenden Körper, wie die Drehplattform und der Spindelmotor, und die automatische Kugelausgleichseinrichtung wird durch Anordnen der Kugeln mit einer vorbestimmten Masse in dem aufnehmenden Teil realisiert. Jedoch ist die automatische Kugelausgleichseinrichtung nur effektiv für das Ausgleichen einer exzentrischen Disk. Zusätzlich verursacht, wenn die automatische Kugelausgleichseinrichtung für die exzentrische Disk angewendet wird, die automatische Kugelausgleichseinrichtung auch ein Problem durch Erhöhen der Vibration in einem Resonanzband.
Zusätzlich besitzt diese, obwohl eine Tragplatte gut ausgeglichen ist, eine natürliche Frequenz in Übereinstimmung mit ihrer Auslegung und ihres Materials. Somit besteht, wenn Vibrationen um die natürliche Frequenz erzeugt werden, ein Problem einer erhöhten Vibration aufgrund eines Resonanzeffekts. In diesem Fall ist es schwierig für den optischen Tonabnehmer, Daten auf die Disk aufzunehmen und/oder von der Disk wiederzugeben. Aufgrund dieses Problems besteht eine Begrenzung beim Erhöhen der Aufzeichnungsdichte der Disk. Darüber hinaus kann die Vibration dramatisch die umgebenden Einrichtungen wie ein Festplattenlaufwerk (hard disk drive – HDD) und ein Diskettenlaufwerk (floppy disk drive – FDD) beeinflussen.
Eine Lösung für dieses Problem wurde in EP-A-0,884,731 vorgeschlagen. Dieses Dokument offenbart einen dynamischen Dämpfer zur Verwendung in einem Diskspieler. Ein zylindrisches Gewicht ist sandwichartig zwischen einem Paar an Gelelementen angeordnet. Ein Stab ist durch Löcher, die in den Gelelementen ausgebildet sind, die an beiden Seiten des Gewichtes angeordnet sind, eingefügt. Das Gewicht wird durch einen Halter über die Gelelemente getragen, welcher an dem Substrat des Diskspielers installiert ist, so dass die Mittelachse des Gewichtes orthogonal zu der Bewegungsrichtung eines optischen Tonabnehmers ausgebildet ist. Der dynamische Dämpfer weist dabei einen Vibrationsdämpfungseffekt auf.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen dynamischen Vibrationsabsorber für einen Diskplayer zu schaffen, um effektiv eine Vibration zu reduzieren, die erzeugt wird, wenn sich eine Disk dreht. Zusätzliche Ziele und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung beschrieben, und teilweise werden diese offenkundig anhand der Beschreibung oder können durch die praktische Lehre der Erfindung erkannt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung bereitgestellt, wie sie in den beigefügten Ansprüchen beschrieben wird. Bevorzugte Eigenschaften der Erfindung werden anhand der abhängigen Ansprüche und der folgenden Beschreibung erkennbar.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dort ein dynamischer Vibrationsabsorber für einen Diskspieler bereitgestellt, der Daten auf eine Disk aufzeichnet und/oder von einer Disk wiedergibt, der eine Tragplatte aufweist, die bewegbar von einer Tragbasis getragen wird, um einen Spindelmotor, der eine Disk dreht, zu tragen, wobei der Absorber einen Massekörper, der um die Tragplatte herum angeordnet ist und ein flexibel deformierbares Verbindungselement, das die Tragplatte und den Massekörper verbindet, umfasst, um so eine wechselseitige Wirkung (action) zwischen dem Massekörper und der Tragplatte zu ermöglichen, und wobei die wechselseitige Wirkung des Massekörpers und des Verbindungselements eine Vibration verringert, die während der Verwendung erzeugt wird, wenn die Disk sich dreht, dadurch gekennzeichnet, dass: das flexibel deformierbare Verbindungselement einen Körper umfasst, der durch eine externe Kraft flexibel deformierbar ist und der zwischen der Tragplatte und dem Massekörper eine interne Kavität aufweist, die ausgebildet ist, um die Steifigkeit des Verbindungselements festzulegen.
In einem Ausführungsbeispiel sind Tragelemente bereitgestellt, um die Tragplatte an vorbestimmten Tragpunkten, die eine geometrische Figur festlegen, zu tragen, und der Massekörper ist an einem äußersten Punkt von dem geometrischen Zentrum der geometrischen Figur, welche durch die Tragpunkte festgelegt ist, angeordnet. Alternativ ist der Massekörper an einer vorbestimmten Stelle auf der Tragplatte angeordnet, welche einen größten Vibrationsversatz von einem geometrischen Zentrum der Figur, welche durch die Tragpunkte festgelegt ist, aufweist.
Bevorzugt umfasst das Verbindungselement weiter: einen ersten Flanschteil, der sich von dem Körper erstreckt, um den Massekörper zu tragen, und einen zweiten Flanschteil, der sich von dem Körper erstreckt, um in die Tragplatte zu passen, um durch die Tragplatte getragen zu werden.
Bevorzugt weist die Tragplatte ein Verbindungsloch auf, durch welches sich der zweite Flanschteil erstreckt, um durch die Tragplatte getragen zu werden. Bevorzugt umfasst der Massekörper einen Metallring, der ein Verbindungsloch mit einer Größe aufweist, die kleiner ist, als eine Größe des ersten Flanschteils, um so durch den ersten Flanschteil getragen zu werden. Alternativ umfasst der Massekörper eine Metallplatte mit einer Verbindungsöffnung, die von einem Ende ausgeschnitten ist, um ein Einfügen über dem ersten Flansch zu ermöglichen.
Bevorzugt ist der Massekörper über oder unter der Tragplatte angeordnet, um eine Schwingung in einer oberen und einer unteren Richtung relativ zur Tragplatte zu reduzieren. Alternativ ist der Massekörper an einer Seite der Tragplatte angeordnet, um eine Vibration in einer Richtung senkrecht zu der Seite der Tragplatte zu reduzieren.
Der dynamische Vibrationsabsorber kann zusätzlich(e) Massekörper und korrespondierende Verbindungselemente umfassen, die an der Tragplatte befestigt sind.
Bevorzugt sind dort ein Tragelement, um die Tragplatte an einem Tragpunkt zu tragen, und ein viskoelastisches Element, das an dem Tragpunkt der Tragplatte angeordnet ist, vorgesehen, um eine Wirkung eines äußeren Stoßes, der zwischen die Tragplatte und die Tragbasis übertragen wurde, zu reduzieren.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen der Massekörper und das Verbindungselement ein gemeinsames Element unter Verwendung eines Spritzgussprozesses.
Bevorzugt bewegen sich das Verbindungselement und der Massekörper relativ zu der bewegbaren Platte, um so eine Vibration, die erzeugt wird, wenn sich die Disk dreht, zu absorbieren.
In einem Ausführungsbeispiel bewegen sich das Verbindungselement und der Massekörper in einer nicht parallelen Richtung zu einer Rotationsachse der Disk, um eine Vibration entlang der Rotationsachse der Disk zu absorbieren. In einem anderen Ausführungsbeispiel bewegen sich das Verbindungselement und der Massekörper in eine Richtung senkrecht zu der Rotationsachse der Disk. Bevorzugt weist der dynamische Absorber etwa eine gleiche natürliche Resonanzfrequenz wie die bewegbare Platte auf.
Bevorzugt weisen der Massekörper eine Masse und das Verbindungselement eine Federkonstante auf, so dass der dynamische Absorber etwa die gleiche natürliche Resonanzfrequenz wie die bewegbare Platte aufweist.
Bevorzugt umfasst die Aufnahme- und/oder Wiedergabevorrichtung ein Gehäuse, eine Tragplatte, die bewegbar in dem Gehäuse getragen ist, einen optischen Kopf, der bewegbar in dem Gehäuse getragen ist, um die Daten auf die Disk aufzunehmen und/oder von der Disk wiederzugeben, und einen Spindelmotor, der durch die Tragplatte getragen ist und welcher die Disk dreht.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie die Ausführungsbeispiele derselben effektiv ausgeführt werden, wird nun beispielhaft auf die begleitenden diagrammartigen Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
1 eine schematische, perspektivische Ansicht ist, die einen dynamischen Vibrationsabsorber für einen Diskspieler gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 eine geschnittene Ansicht des Diskspielers ist, die entlang der Linie I-I nach 1 geschnitten ist,
3 eine perspektivische Ansicht des Massekörpers nach 2 ist,
4 eine perspektivische Ansicht ist, die den Massekörper nach 3 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
5 eine geschnittene, perspektivische Ansicht von einem Ende ist, welche das Verbindungselement nach 2 zeigt,
6A eine schematische Draufsicht ist, welche den dynamischen Vibrationsabsorber nach 2 zeigt,
6B eine schematische Draufsicht ist, die eine Vielzahl der dynamischen Vibrationsabsorber gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
7 und 8 Graphen sind, die das Vibrationsfrequenzvolumen eines Diskspielers, der den dynamischen Vibrationsabsorber verwendet, unter Verwendung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung und eines herkömmlichen Diskspielers zeigt,
9A ein Graph ist, der einen theoretischen Vibrationsabsorptionseffekt eines dynamischen Vibrationsabsorbers gemäß einem im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
10 ein Graph ist, der die Geräusche, die aus einem Experiment, welches ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet, und die Geräusche, die von einem herkömmlichen Diskspieler erzeugt werden, vergleicht, und
11 eine Schnittansicht ist, die einen dynamischen Vibrationsabsorber für einen Diskspieler eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
In Bezug auf 1 umfasst ein Diskspieler eine Tragbasis 10, die in einem Gehäuse 1 angeordnet ist, eine Tragplatte 20, die an der Tragbasis 10 angeordnet ist und einen dynamischen Vibrationsabsorber, der in der Tragplatte 20 umfasst ist. Verschiedene elektrische Umgebungseinrichtungen einschließlich einer Platine 3 und einem Konnektor 5 sind ebenfalls in dem Gehäuse 1 angeordnet.
Die Tragbasis 10 ist eine Gestellstruktur (dd. h. eine Metallplatte, die in dem Gehäuse 1 fixiert ist) und weist einen aufnehmende Teil 11 auf, um bewegbar die Tragplatte 20 zu halten und zu tragen. Der aufnehmende Teil 11 ist ein vorbestimmter Raum, der durch teilweises (Aus-)Schneiden der Tragbasis 10 ausgebildet ist.
Wie in 2 dargestellt, ist der dynamische Vibrationsabsorber an der Tragplatte 20 befestigt und umfasst einen Massekörper 30, der unter der Tragplatte 20 angeordnet ist, und ein Verbindungselement 40, welches die Tragplatte 20 und den Massekörper 30 verbindet. Die Tragplatte 20 ist bewegbar in dem aufnehmenden Teil 11 der Tragbasis 10 angeordnet. Die Tragbasis 10 weist Tragteile 12, 13, 14 auf, die korrespondierend zu vorbestimmten Tragpunkten P1, P2, P3 angeordnet sind, um die Tragplatte 20 zu tragen. An diesen Tragpunkten P1, P2, P3 ist ein Dämpfelement 15 angeordnet, um zu verhindern, dass ein äußerer Stoß zu der Tragplatte 20 durch die Tragbasis 10 übertragen wird. Das Dämpfelement 15 ist im Allgemeinen ein viskoelastisches Gummi oder eine Feder und wird zwischen der Tragbasis 10 und der Tragplatte 20 eingefügt. Die Tragplatte 20 bewegt sich relativ zu der Tragbasis 10 unter Verwendung der Flexibilität des Dämpfelements 15.
Zusätzlich sind ein Spindelmotor 53 und ein optischer Tonabnehmer 55 an der Tragplatte 20 angeordnet. Eine Drehplattform 51, auf welcher eine Disk D aufgelegt ist, ist drehbar auf einer Rotationswelle des Spindelmotors 53 ausgebildet. Der optische Tonabnehmer 55 ist in radiale Richtung der Disk D bewegbar, während diese sich auf der Drehplattform 51 befindet, unter Verwendung eines Transfermechanismus, und Informationen werden aufgezeichnet und/oder wiedergegeben durch Projizieren von Licht von dem optischen Tonabnehmer 55 zu und durch Detektieren des reflektierten Lichtes von der Disk D.
Die Disk D wird in das Gehäuse 1 in ein Diskfach (nicht dargestellt) eingefügt, und dann wird die Disk D auf der Drehplattform 51 abgelegt und durch eine Klemmeinrichtung 57, die an dem oberen Teil des Gehäuses 1 angeordnet ist, geklemmt. Jedoch ist zu beachten, dass es dort viele Wege gibt, die Disk D auf die Drehplattform 51 einzulegen und zu klemmen. Zum Beispiel kann die Disk D durch Anheben der Drehplattform 51 und des Spindelmotors 53 oder durch Anheben oder Absenken des Diskfaches auf die Drehplattform 51 eingefügt werden.
Die Tragplatte 20 ist eine metallische oder Kunststoffplatte und weist eine natürliche Resonanzfrequenz auf. Der Massekörper 30 verringert diese Resonanz, die durch die Resonanzfrequenz der Tragplatte 20 erzeugt wird, wenn die Disk D sich dreht, durch eine wechselseitige Wirkung unter Verwendung des Verbindungselements 40. Es ist bevorzugt, dass der Massekörper 30 über oder unter der Tragplatte 20 angeordnet ist, welches effektiv die Vibration in einer Auf-und-ab-Richtung reduziert. Die Auf-und-ab-Richtung ist eine fokussierende Richtung des optischen Tonabnehmers 55, der bewegbar an der Tragplatte 20 montiert ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in 3 dargestellt ist, ist der Massekörper 30 eine metallische, kreisförmige Platte, mit einer vorbestimmten Dicke und Masse. Darüber hinaus weist der Massekörper 30 eine Verbindungsöffnung 31 auf, die in einer U-Form von einer Seite eingeschnitten ist. Die Verbindungsöffnung 31 ermöglicht es dem Massekörper 30, leicht mit dem Verbindungselement 40 verbunden zu werden. Deshalb ist unter Verwendung der Verbindungsöffnung 31 der Massekörper 30 mit dem Verbindungselement 40 sehr leicht durch Einfügen der Verbindungsöffnung 31 in das Verbindungselement 40 verbunden.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt in 4, wird anstelle des Massekörpers 30, der in 3 dargestellt ist, ein ringartiger Massekörper 30' mit einem Verbindungsloch 31' verwendet. In diesem Fall kann, da das Verbindungsloch 31' eingebettet in dem Massekörper 30' verbunden ist, wenn das Verbindungselement 40 einmal eingefügt ist, eine leichte Trennung verhindert werden.
Für die Massekörper 30 und 30' wird das Gewicht und die Dicke des Massekörpers 30 und 30' später detaillierter beschrieben. Jedoch sind das Gewicht und die Dicke mit einem geeigneten Wert unter Berücksichtigung der Masse (M) der Tragplatte 20, der Federkonstante K des Verbindungselements 40 und der Vibrationsfrequenz, die in dem Diskantrieb problematisch ist, ausgewählt.
Wie dargestellt in 5, ist das Verbindungselement 40 mit dem Massekörper 30, der unter der Tragplatte 20 angeordnet ist, verbunden. Das Verbindungselement 40 weist die Form einer Sanduhr auf und umfasst einen Körper 41 mit einem vorbestimmten Raum 41a, der ein Spiel in Übereinstimmung mit einem internen Druck aufweist. Das Verbindungselement 40 weist auch erste und zweite Flanschteile 45 und 46 auf, die sich von ersten und zweiten Halsteilen 42 und 43 erstrecken, welche sich symmetrisch an beiden Seiten des Körpers 41 erstrecken. Der Raum 41a innerhalb des Körpers 41 ist mit der Außenseite durch eine Öffnung 40a verbunden, die sich durch die Flanschteile 45 und 46 erstreckt.
In der vorstehenden Konstruktion ist der Körper 41 ein Zylindertyp und die Wirkung des internen Drucks und des Spiels können wiederholt ausgeführt werden, wenn deren Flexibilität sich durch eine externe Kraft verändert. Insbesondere die Luft in dem Raum 41a wird extern ausgelassen und intern eingesogen durch die Öffnung 40a, welches den Stoß und die Vibration von der Außenseite absorbiert. Der Massekörper 30 wird in den ersten Halsteil 42 eingefügt und wird durch den ersten Flanschteil 45 getragen.
Der Massekörper 30 wird davor bewahrt, von dem ersten Halsteil 42 getrennt zu werden. Somit ist es bevorzugt, dass die Länge und der Durchmesser des ersten Halsteils 42 eine Größe korrespondierend zu der Verbindungsöffnung 31 des Massekörpers 30 und der Dicke des Massekörpers 30 aufweisen. Darüber hinaus ist das Verbindungselement 40 mit der Tragplatte 20 unter Verwendung eines Verbindungslochs 20a, das an der Tragplatte 20 ausgebildet ist, um den zweiten Halsteil 43 aufzunehmen, verbunden. Der zweite Flanschteil 46 erstreckt sich von dem zweiten Halsteil 43, um das Verbindungselement 40 zurück zuhalten und um zu verhindern, dass das Verbindungselement 40 von dem Verbindungsloch 20a getrennt wird.
Es ist bevorzugt, dass das Verbindungselement 40 aus einem viskoelastischen Silikon mit einer vorbestimmten Federkonstante K, die zu der natürlichen Vibrationsfrequenz der Tragplatte 20 korrespondiert, hergestellt ist. Jedoch ist es offensichtlich, dass das Verbindungselement auch aus einer Feder hergestellt werden kann. Zusätzlich ist es empfehlenswert, dass das Verbindungselement 40 einen ausreichenden Grad an Steifigkeit unter Berücksichtigung der Faktoren wie elastische Deformation und Lebensdauer aufweist.
Wie in 6A gezeigt, sind der Massekörper 30 und das Verbindungselement 40 an dem Punkt der größten Amplitude der Vibration der Tragplatte 20 gemäß den Positionen der Tragpunkte P1, P2, P3 angeordnet. Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Massekörper 30 und das Verbindungselement 40 an dem äußersten Punkt D der Tragplatte 20 angeordnet sind, dort wo der äußerste Punkt D der entfernteste Punkt von einem geometrischen Zentrum C einer vorbestimmten Figur S ist, die durch die Tragpunkte P1, P2, P3 gebildet ist. In dem dargestellten Beispiel in 6A ist die vorbestimmte Fig. S ein Dreieck. Durch Anordnen des Massekörpers 30 und des Verbindungselements 40 an dem Punkt D sind der Massekörper 30 und das Verbindungselement 40 an dem weitest entferntesten Punkt von dem Zentrum C angeordnet, um Vibrationen und Stöße an dem Punkt D, an dem die größte Vibration und der größte Stoß erwartet werden, zu reduzieren.
Gemäß einem andern Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in 6B dargestellt ist, ist eine Vielzahl an Massekörpern 30 und korrespondierenden Verbindungselementen 40 um die Tragplatte 20 angeordnet. Die Vielzahl an Massekörpern 30 und Verbindungselementen 40 kann an anderen Punkten außerhalb des Punktes D ausgebildet sein. Zum Beispiel können diese an einem gegenüberliegenden Punkt zu dem Punkt D ausgebildet sein, so dass das Zentrum C in der Mitte liegt. Weiter kann die Vielzahl an Massekörpern 30 und Verbindungselementen 40 an den Punkten in absteigender Reihenfolge von Distanzen von dem Zentrum C angeordnet sein.
Zusätzlich ist es offensichtlich, während der Massekörper 30 als unter der Tragplatte 20 angeordnet dargestellt ist, dass der Massekörper 30 über der Tragplatte 20 angeordnet werden kann. Weiter kann der Massekörper 30 an dem Punkt des größten Vibrationsversatzes von dem geometrischen Zentrum C angeordnet werden. Da der Punkt des größten Vibrationsversatzes der Tragplatte 20 nicht der weitest entfernteste Punkt von dem Zentrum C sein muss, kann dies durch separate Messung des Vibrationsversatzes der Tragplatte 20 herausgefunden werden. Es ist weiter offensichtlich, dass der Massekörper 30 und das Verbindungselement 40 als ein kombiniertes Element durch Techniken wie Spritzgießen gebildet sein können.
Der Betrieb eines dynamischen Vibrationsabsorbers für einen Diskspieler eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird im Detail unter Verwendung der 7 bis 10 beschrieben.
7 und 8 zeigen die Vibrationseigenschaft des Diskspielers mit und ohne den dynamischen Vibrationsabsorber der vorliegenden Erfindung. 7 ist ein Graph, der die Frequenz einer flatternden Disk zeigt, welche eine Rotationsgeschwindigkeit aufweist, die von 0 bis 10.000 ansteigt unter Verwendung des Spindelmotors 53 ausschließlich der Tragplatte 20. Wie in 7 dargestellt, fehlt im Vergleichsbeispiel A1 der dynamische Vibrationsabsorber und es werden Resonanzen bei 60 Hz erzeugt, welche die Tragplatte 20 und den optischen Tonabnehmer 55 nicht beeinflussen. Auf der anderen Seite ist in einem experimentellen Beispiel A2, welches den dynamischen Vibrationsabsorber aufweist, die Resonanz 60 Hz größtenteils reduziert bei. Mit andern Worten wird durch wiederholte wechselseitige Aktion des Verbindungselements 40 und des Massekörpers 30 die Vibration bei etwa der Resonanzfrequenz der Disk D effektiv reduziert.
8 ist ein Graph, der das Vibrationsvolumen der Tragplatte 20 unter den gleichen Bedingungen wie die der Tragplatte 20 in der 7 misst. Wie in 8 dargestellt, weist das Vergleichsbeispiel B1, bei welchem der dynamische Vibrationsabsorber fehlt, ein Vibrationsvolumen auf, das bei etwa 60 Hz ansteigt. Das Vibrationsvolumen der Tragplatte 20 hat einen großen Einfluss auf den Betrieb des optischen Tonabnehmers 55 aufgrund der Verstärkung der Vibration der Disk D. Für das experimentelle Beispiel B3, welches den dynamischen Vibrationsabsorber aufweist, wurde das Vibrationsvolumen der Resonanzfrequenz der Tragplatte 20 effektiv reduziert. Das reduzierte Volumen der Vibrationsenergie, welches das Volumen der Vibrationsenergie aufzeigt, das durch die wechselseitige Aktion des Verbindungselements 40 und des Massekörpers 30 absorbiert wird, ist der Bereich, der durch Kreuzschraffierung in 8 gekennzeichnet ist. Somit ist nicht nur, wenn der dynamische Vibrationsabsorber verwendet wird, die starke Vibration durch Resonanz der Tragplatte 20 verhindert, sondern auch das Vibrationsgeräusch (structural noise), das durch die Vibration erzeugt wird, kann verhindert werden.
Durch das vorstehende Experiment kann dann, selbst wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der Disk D erhöht wird, falls die Disk den dynamischen Vibrationsabsorber mit einer Resonanzfrequenz korrespondierend zu der problematischen Vibrationsfrequenz verwendet, die Erzeugung oder Verstärkung von Vibration der Tragplatte 20 effektiv verhindert werden.
Auf der anderen Seite wird, um den dynamischen Vibrationsabsorber korrespondierend zu der Tragplatte 20 auszulegen, die Resonanzfrequenz aufgrund der wechselseitigen Wirkung des Verbindungselements 40 und des Massekörpers 30 durch Messen der Masse des Massekörpers 30 und Bestimmen der Federkonstante K des Verbindungselements 40 herausgefunden. Diese Werte werden unter Verwendung einer Computersimulation durch ein bekanntes FEM (Finite-Elemente-Verfahren) bestimmt. Zum Beispiel beträt für den dynamischen Vibrationsabsorber, der die natürliche Vibrationsfrequenz von etwa 60 Hz aufweist, die Federkonstante K des Verbindungselements 40 etwa 466 (kg/Sek.²) und die Masse des Massekörpers 30 beträgt etwa 3,28 g, entsprechend der FEM (Finite-Elemente-Methode). In diesem Fall kann der Massekörper 30 als eine kreisförmige Platte mit einer Dicke von 2 mm und einem Durchmesser von 18 mm hergestellt werden. Der vibrationsreduzierende Effekt kann unter Verwendung des theoretischen dynamischen Vibrationsabsorbers, der unter Verwendung dieses Ergebnisses erhalten wird, leicht durch einen experimentellen Wert durch eine Simulation, wie in 9 dargestellt, überprüft werden. Mit anderen Worten kann durch Verwendung einer Computersimulation ein theoretischer dynamischer Vibrationsabsorber ausgelegt werden, um effektiv die Vibration der Tragplatte 20 mit einer Resonanzfrequenz bei etwa 60 Hz zu absorbieren.
Darüber hinaus, wie in Tabelle 1 und 10 dargestellt, erzeugt das Vergleichsbeispiel C1, welchem der dynamische Vibrationsabsorber fehlt, ein Vibrationsgeräusch aufgrund der Vibration durch Resonanz bei 16-facher Geschwindigkeit (62 Hz, etwa 3600 Umdrehungen pro Minute). Dieses führt zu dem Geräusch, das in 10 dargestellt ist. Als solches, kann gefolgert werden, dass die natürliche Vibrationsfrequenz der flatternden Disk und die harmonische natürliche Vibrationsfrequenz über der dreifachen Geschwindigkeit die gleichen sind, was bewirkt, dass Vibrationsgeräusche erzeugt werden. In diesem Fall wurde ein Geräusch von etwa 41 bis 42 dBA detektiert.
Tabelle 1
Dagegen ist in dem experimentellen Beispiel C2, welches den dynamischen Vibrationsabsorber verwendet, dargestellt, dass der dynamische Vibrationsabsorber die meiste Vibration aufgrund der Resonanz absorbiert hat. Somit ist das Vibrationsvolumen der Tragplatte 20 und der Disk D bemerkenswert verringert und das Vibrationsgeräusch ist im Wesentlichen verringert. In diesem Fall wurde ein Geräusch von etwa 35 bis 36 dBA detektiert, welches geringer ist als der des Vergleichsbeispiels C1. Der ermittelte Wert ist etwa 5,5 dBA geringer als das Geräusch, das bei dem Vergleichsbeispiel C1 ermittelt wurde. Als solches weist der dynamische Vibrationsabsorber einen großen Effekt beim Verringern des Vibrationsgeräusches (struktural noise) auf.
Deshalb kann, wenn die Resonanzfrequenz in Übereinstimmung mit der Vibration in dem Modell der Tragplatte 20 verändert wird, durch Einstellen der Resonanzfrequenz durch wechselseitige Wirkung des Verbindungselements 40 und des Massekörpers 30 mit der FEM (Finite-Elemente-Methode), um zu der Resonanzfrequenz der unterschiedlichen Tragplatte 20 zu korrespondieren, der geeignete dynamische Vibrationsabsorber hergestellt und verwendet werden.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in 11 dargestellt ist, befindet sich die Disk D in einem Diskspieler von einem vertikalen Typ, der die Disk D aufnimmt, während er auf einer Stützseite G steht. Eine Tragplatte 200 ist vertikal aufgenommen und umfasst einen Massekörper 210 und ein Verbindungselement 230. Der Massekörper 210 ist unter einer unteren Seite 201 der Tragplatte 200 angeordnet. Das Verbindungselement 230 verbindet den Massekörper 210 mit der Seite 201. Im Hinblick auf die vorstehende Beschreibung wird eine detaillierte Beschreibung des Massekörpers 210 und des Verbindungselements 230 weggelassen. Wenn ein Spindelmotor 250, welcher an der Tragplatte 200 angeordnet ist, sich dreht, kann die erhöhte Vibration für die Erhöhung der natürlichen Frequenz der Tragplatte 200 und die natürliche Frequenz der Disk D effektiv auf die gleiche Weise wie zuvor beschrieben verringert werden. Zusätzlich sind ein anderer Massekörper 310 und ein anderes Verbindungselement 330 geeignet, um sich in einer Links- und Rechts-Richtung der Tragplatte 200 zu bewegen.
Wie zuvor beschrieben ist der dynamische Vibrationsabsorber der vorliegenden Erfindung ausgelegt mit einer einfachen Struktur und wird so verwendet, dass wenn die Disk sich dreht, die Vibration durch die Resonanzfrequenz der Tragplatte effektiv reduziert werden kann. Weiter kann durch Anordnen des Massekörpers an einem vorbestimmten Punkt korrespondierend zu der größten Vibrationsamplitude der Tragplatte der vibrationsabsorbierende Effekt des dynamischen Vibrationsabsorbers maximiert werden. Deshalb kann durch Stabilisieren der dynamischen Eigenschaft der Tragplatte und der Disk der Betrieb des optischen Tonabnehmers sanft durchgeführt werden und eine Servosteuerung kann leicht realisiert werden. Zusätzlich ist eine Ampereverschwendung durch Reduzieren der Last des Spindelmotors reduziert, welches auch die Lebensdauer der Vorrichtung verlängert. Darüber hinaus kann der Benutzer das Produkt mit einer angenehmen Atmosphäre mit einem geringen Geräusch und Vibration verwenden, was weiter die Qualität des Produktes verbessert.
Derweil ist, während der dynamische Vibrationsabsorber der vorliegenden Erfindung als verschiedene Ausführungsbeispiele mit verschiedenen Ausbildungen und Strukturen realisiert werden kann, wie dargestellt und beschrieben wurde, es für den Fachmann offensichtlich, dass Veränderungen in diesem Ausführungsbeispiel vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien der Erfindung abzuweichen, deren Geltungsbereich in den Ansprüchen festgelegt ist.

Claims

Dynamischer Vibrationsabsorber für einen Diskspieler, der Daten auf eine Disk aufzeichnet und/oder von einer Disk wiedergibt, der eine Tragplatte (20) aufweist, die bewegbar von einer Tragbasis (10) getragen wird, um einen Spindelmotor, der die Disk dreht, zu tragen, umfassend: einen Massekörper (30), der um die Tragplatte (20) herum angeordnet ist, und ein flexibel deformierbares Verbindungselement (40), das die Tragplatte (20) und den Massekörper (30) verbindet, um so eine wechselseitige Aktion zwischen dem Massekörper (30) und der Tragplatte (20) zu ermöglichen, wobei die wechselseitige Aktion des Massekörpers (30) und des Verbindungselements (40) eine Vibration verringert, die während des Gebrauchs erzeugt wird, wenn die Disk sich dreht, dadurch gekennzeichnet, dass: das flexibel deformierbare Verbindungselement (40) einen Körper (41) umfasst, der durch eine externe Kraft flexibel deformierbar ist, und der zwischen der Tragplatte (20) und dem Massekörper (30) eine interne Kavität (41a) aufweist, die ausgebildet ist, um die Steifigkeit des Verbindungselements (40) festzulegen.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach Anspruch 1, umfassend Tragelemente (12, 13, 14), um die Tragplatte (20) an vorbestimmten Tragpunkten, die eine geometrische Figur festlegen, zu tragen, wobei der Massekörper (30) an einem äußersten Punkt von dem geometrischen Zentrum der geometrischen Figur, welche durch die Tragpunkte (12, 13, 14) festgeleget ist, angeordnet ist.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach Anspruch 1, umfassend Tragelemente (12, 13, 14), um die Tragplatte (20) an vorbestimmten Tragpunkten, die eine geometrische Figur festlegen, zu tragen, wobei der Massekörper (30) an einer vorbestimmten Stelle auf der Tragplatte (20) angeordnet ist, die einen größten Vibrationsversatz von einem geometrischen Zentrum der geometrischen Figur, welche durch die Tragpunkte (12, 13, 14) festgeleget ist, aufweist.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Verbindungselement (40) weiter umfasst: einen ersten Flanschteil (45), der sich von dem Körper (41) erstreckt, um den Massekörper (30) zu tragen, und einen zweiten Flanschteil (46), der sich von dem Körper (41) erstreckt, um in die Tragplatte (20) zu passen, um durch die Tragplatte getragen zu werden.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach Anspruch 4, wobei die Tragplatte (20) ein Verbindungsloch (20a) aufweist, durch welches sich der zweite Flanschteil (46) erstreckt, um durch die Tragplatte (20) getragen zu werden.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach Anspruch 4, wobei der Massekörper einen Metallring (30') umfasst, der ein Verbindungsloch (31') mit einer Größe aufweist, die kleiner ist, als eine Größe des ersten Flanschteils (45), um so durch den ersten Flanschteil getragen zu werden.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach Anspruch 4, wobei der Massekörper (30) eine Metallplatte mit einer Verbindungsöffnung (31), die von einem Ende ausgeschnitten ist, umfasst, um ein Einfügen über dem ersten Flansch (45) zu ermöglichen.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Massekörper (30) über oder unter der Tragplatte (20) angeordnet ist, um eine Schwingung in einer oberen und einer unteren Richtung relativ zu der Tragplatte zu reduzieren.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Massekörper (30) an einer Seite der Tragplatte (20) angeordnet ist, um eine Vibration in einer Richtung senkrecht zu der Seite der Tragplatte zu reduzieren.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend zusätzliche Massekörper (30) und korrespondierende Verbindungselemente (40), die an der Tragplatte (20) befestigt sind.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend ein Tragelement (12, 13, 14), um die Tragplatte an einem Tragpunkt zu tragen, und ein viskoelastisches Element (15), das an dem Tragpunkt der Tragplatte angeordnet ist, um eine Wirkung eines äußeren Stoßes, der zwischen die Tragplatte (20) und die Tragbasis (10) übertragen wurde, zu reduzieren.
Dynamischer Vibrationsabsorber für einen Diskspieler nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Massekörper (30) und das Verbindungselement (40) ein gemeinsames Element unter Verwendung eines Spritzgussprozess umfassen.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verbindungselement und der Massekörper sich relativ zu der bewegbaren Platte bewegen, um so eine Vibration, die erzeugt wird, wenn sich die Disk dreht, zu absorbieren.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verbindungselement (40) und der Massekörper (30) sich in einer nicht-parallelen Richtung zu einer Rotationsachse der Disk bewegen, um eine Vibration entlang der Rotationsachse der Disk zu absorbieren.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verbindungselement und der Massekörper sich in einer Richtung senkrecht zu der Rotationsachse der Disk bewegen.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der dynamische Absorber etwa eine gleiche natürliche Resonanzfrequenz wie die bewegbare Platte (20) aufweist.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach Anspruch 16, wobei der Massekörper (30) eine Masse aufweist und das Verbindungselement (40) eine Federkonstante aufweist, so dass der dynamische Absorber etwa die gleiche natürliche Resonanzfrequenz wie die bewegbare Platte aufweist.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach einem der Ansprüche 4 bis 17, wobei der Körper (41) Halsteile (42, 43) aufweist, welche den Körper (41) und die Flansche (45, 46) verbinden, wobei der Massekörper (30) mit dem Verbindungselement an einem der Halsteile verbunden ist, und wobei das Verbindungselement (40) ausgebildet ist, mit dem Loch (20a) in der bewegbaren Platte (20) an einem anderen der Halsteile verbunden zu werden.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach Anspruch 18, wobei der Körper (41) weiter ist als die Halsteile.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach einem der Ansprüche 4 bis 19, wobei der Körper (41) in sich eine Öffnung festlegt und die Flansche (45, 46) Löcher umfassen, welche die Öffnung mit einem Bereich außerhalb des dynamischen Absorbers verbinden.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach Anspruch 16 bis 20, wobei der Massekörper (30) eine Masse aufweist und das Verbindungselement (40) eine Federkonstante aufweist, so dass der dynamische Absorber etwa die gleiche natürliche Resonanzfrequenz wie die Tragplatte aufweist.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der dynamische Absorber (30, 40) an der Tragplatte (20) an einem Punkt befestigt ist, an dem die Tragplatte eine maximale Vibrationsamplitude erfährt.
Dynamischer Vibrationsabsorber nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der dynamische Absorber (30, 40) das größte Vibrationsvolumen bei etwa einer natürlichen Frequenz der Tragplatte absorbiert.
Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabevorrichtung umfassend einen dynamischen Vibrationsabsorber nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend: ein Gehäuse (10), eine Tragplatte (20), die bewegbar in dem Gehäuse getragen ist, ein optischer Kopf (55), der bewegbar in dem Gehäuse getragen ist, um die Daten von und zu der Disk aufzuzeichnen und/oder wiederzugeben, und ein Spindelmotor (53), der durch die Tragplatte getragen ist und der die Disk dreht.