JP2007040348A - 粘性流体封入ダンパー - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の粘性流体封入ダンパーでは、その内壁面に対する攪拌筒部の衝突による衝撃発生を回避できる程度の可動容積をダンパー内に確保する必要があり、単純には小型化・薄型化できない。
【解決手段】 粘性流体封入ダンパー10の密閉容器11が中空板状であるため、従来の粘性流体封入ダンパーよりも薄型化される。しかも密封容器11の内部には粘性流体12が密封されており、振動により天面部13ａと蓋部14が相対変位すると、連動する攪拌突起14ａが粘性流体12を攪拌し、粘性流体12の攪拌による優れた振動減衰効果が発揮される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車載用、民生用を含めた音響機器、映像機器、情報機器等に用いられる光ディスク装置、ハードディスクドライブ装置などのディスク状記録媒体（以下「ディスク」という。）に記録された情報を再生するディスク装置の振動減衰手段として、また衝撃吸収手段として用いる粘性流体封入ダンパーに関する。

ディスク装置は、偏芯ディスクの回転によって生じる内乱振動やディスク装置の外側から伝わってくる外乱振動によって誤動作を起こし易い。このため図13で示すように、従来一般的なディスク装置1では筐体2とメカニカルシャーシ3との間に振動減衰用の粘性流体封入ダンパー4が取付けられる。粘性流体封入ダンパー4は、例えば図14で示すように、ゴム状弾性体でなる可撓部5の攪拌筒部5aでメカニカルシャーシ3の取付軸3aを保持し、蓋部6の孔6aに取付ネジＮを通して筐体2に固定して取付けられる。また筐体2とメカニカルシャーシ3との間には支持バネ2aが取付けられる。このようにディスク装置1では、粘性流体封入ダンパー4と支持バネ2aを併用することでメカニカルシャーシ3を浮動状態で弾性支持している。そしてメカニカルシャーシ3に振動が加わると、取付軸3aと一体の攪拌筒部5aが三次元方向に連動して高粘度の粘性流体7を攪拌し、その粘性抵抗によって優れた振動減衰効果が発揮される（特許文献１）。
特開２００２−２４２９７７号公報

ところでディスク装置1についてはより一層の小型化・薄型化が追求されているため、粘性流体封入ダンパー4もそれに追随できるように小型化・薄型化が求められている。しかしながら、粘性流体封入ダンパー4を小型化・薄型化すると、攪拌筒部5aが粘性流体封入ダンパー4の内壁面に衝突し、その衝撃によってディスク装置1に誤動作を誘発することがある。したがって、粘性流体封入ダンパー4には、かかる衝突を回避できる程度に攪拌筒部5aの可動容積を確保する必要があることから、単純には小型化・薄型化できないという制約がある。

以上のような従来技術を背景になされたのが本発明である。その目的は、機器本体の小型化・薄型化の要請に対応できるよう新たな粘性流体封入ダンパーを提供することにある。

上記目的を達成すべく本発明は、密閉容器と密閉容器に封入した粘性流体とを備え、支持体と被支持体との間に取付けられて支持体と被支持体との間に伝達する振動を減衰する粘性流体封入ダンパーについて、密閉容器を、環状周壁部と、環状周壁部の各端部を閉塞するとともに相対変位可能な一対の板状封止部と、を有する中空板状に形成し、少なくとも何れか一方の板状封止部の内面に粘性流体を攪拌する攪拌突起を設けたことを特徴とする粘性流体封入ダンパーを提供する。

本発明では、密閉容器が中空板状であるため、従来の粘性流体封入ダンパーと比べて一層の薄型化が可能である。そして、薄型化しながらも、密封容器の内部に粘性流体を密封して備えるため、粘性流体の攪拌による優れた振動減衰効果を発揮できる。すなわち振動により対向する板状封止部どうしが相対変位すると、それと連動する攪拌突起が粘性流体を攪拌するため、これにより振動が減衰される。したがって本発明であれば、薄型化と粘性流体の攪拌による優れた振動減衰効果とを同時に達成することができる。

本発明は前記粘性流体封入ダンパーについて、前記一方の板状封止部の内面に柱状の前記攪拌突起を設け、他方の板状封止部の内面に該攪拌突起を受け入れる攪拌室を画成する隔壁を設けたものである。

本発明によれば、隔壁によって形成される攪拌室に柱状の攪拌突起が入り込み、狭い攪拌室の内部で粘性流体を攪拌するので、攪拌される粘性流体の流動領域が制約される分、粘性流体の攪拌抵抗を大きくすることができ、振動減衰効果をより高めることができる。

本発明は、前記粘性流体封入ダンパーについて、各板状封止部の外周縁に樹脂材でなる接合部を設けたものである。

本発明によれば、接合部によって板状封止部どうしを接合できるため、粘性流体を確実に密封することができる。この場合、接合部どうしの接合形態は接着剤を利用する接着接合、超音波融着による融着接合とすることができる。なお、超音波融着による融着接合であれば、瞬時に且つ分離不能な強固な接合が可能である。

本発明の粘性流体封入ダンパーによれば、薄型化と粘性流体の攪拌による優れた振動減衰効果とを同時に達成することができるため、優れた振動減衰性能を発揮しつつ光ディスク装置、ハードディスク装置など各種ディスク装置の小型化・薄型化に大きく寄与することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

第1実施形態〔図1〜図4〕
第1実施形態の粘性流体封入ダンパー10は、密閉容器11と密閉容器11に封入した粘性流体12とを備えている。

密閉容器11は、本体部13と蓋部14とを組み合わせた中空板状に形成される。本実施形態の本体部13と蓋部14は何れもゴム状弾性体の成形体にて形成されている。本体部13は断面ハット型の形状であり、円板状の天面部13ａと、円筒状の周壁部13ｂと、外向きに突出するフランジ部13ｃとで構成される。蓋部14は円板状であり、本体部13のフランジ部13ｃと整合する外形となっている。また蓋部14には多数の攪拌突起14ａが形成されている。本実施形態における攪拌突起14ａは円柱状である。そして本体部13に粘性流体12を充填してから、接着剤を使って本体部13のフランジ部13ｃに蓋部14を接合する。こうして密閉容器11に粘性流体12を封入した粘性流体封入ダンパー10が得られることとなる。

本体部13と蓋部14の素材となるゴム状弾性体の材質としては、減衰効果を有する合成ゴム、熱可塑性エラストマーが使用される。例えば合成ゴムとしては、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム等を使用できる。熱可塑性エラストマーとしてはスチレン系、オレフィン系、ウレタン系、エステル系、塩化ビニル系の各熱可塑性エラストマーを使用できる。

粘性流体12は、液体、または液体に反応、溶解しない固体粒子を添加した液体が使用される。具体的には耐熱性、信頼性、防振特性・制振特性などの要求性能によりシリコーンオイル、またはシリコーンオイルに反応、溶解しない固体粒子を添加したシリコーンオイルを使用できる。シリコーンオイルとしてはジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等が使用される。シリコーンオイルに反応、溶解しない固体粒子としては、例えばシリコーンレジン粉末、ポリメチルシルセスキオキサン粉末、湿式シリカ粒、乾式シリカ粒、ガラスビーズ、ガラスバルーン等またはそれらの表面処理品等が使用可能であり、それらを単独又は複数種組み合わせて用いることができる。

次に粘性流体封入ダンパー10の取付形態を説明する。図3で示すような様々な粘性流体封入ダンパー10の取付構造によって、小型化・薄型化について大きな利点のあるディスク装置15を実現することができる。

分図（Ａ）のディスク装置15は、筐体2とメカニカルシャーシ3の対向側面の間に粘性流体封入ダンパー10を取付けている。取付けに際しては、粘性流体封入ダンパー10の天面部13ａの外面と蓋部14の外面に両面テープ16の一方面を貼り付けて、それぞれ対向するメカニカルシャーシ3の側面と筐体2の側面に両面テープ16の他方面を貼り付けるようにする。また、粘性流体封入ダンパー10だけではメカニカルシャーシ3の重量を支持することは不可能であり、振動を受けない初期状態で変形してしまうため、支持バネ2ａで吊り下げるようにメカニカルシャーシ3を浮動支持しておく。この取付形態では、円板状の粘性流体封入ダンパー10が従来のドーム形の粘性流体封入ダンパー4（図14参照）と比べて薄型であるため、筐体2とメカニカルシャーシ3の側面間の隙間が僅かであっても取付け可能である。逆にいえば側面間の隙間をより狭く設計できるため、筐体2を全体的に小型化できる利点がある。また、筐体2とメカニカルシャーシ3の底面間に粘性流体封入ダンパー10を取付けないため、底面間の隙間を小さく設計できることから、筐体2を全体的に薄型化できる利点もある。

分図（Ｂ）のディスク装置15は、筐体2とメカニカルシャーシ3の対向底面の間に両面テープ16を介して粘性流体封入ダンパー10を取付けている。この場合、分図（Ａ）の取付形態と同様に、支持バネ2ａで吊り下げるようにメカニカルシャーシ3を浮動支持する。この取付形態では、円板状の粘性流体封入ダンパー10が従来のドーム形の粘性流体封入ダンパー4（図14参照）と比べて薄型であるため、筐体2とメカニカルシャーシ3の底面間の隙間が僅かであっても取付け可能である。逆にいえば、底面間の隙間をより狭く設計できるため、筐体2を全体的に薄型化できる利点がある。また、筐体2とメカニカルシャーシ3の側面間に粘性流体封入ダンパー10を取付けないため、側面間の隙間を小さく設定できることから、筐体2を全体的に小型化できる利点もある。

分図（Ｃ）のディスク装置15は、筐体2とメカニカルシャーシ3の対向天面の間と対向底面の間との双方に、両面テープ16を介して粘性流体封入ダンパー10を取付けている。この場合には、メカニカルシャーシ3の重量を天面側の粘性流体封入ダンパー10と底面側の粘性流体封入ダンパー10とで支持することが可能である。したがってこの取付形態では、メカニカルシャーシ3の重量を支持する支持バネ2ａの使用を廃止できる利点がある。また、筐体2とメカニカルシャーシ3の側面間には粘性流体封入ダンパー10を取付けないため、側面間の隙間を小さく設定できることから、筐体2を全体的に小型化できる利点がある。

以上のような各取付状態で、メカニカルシャーシ3に振動が加わると、メカニカルシャーシ3は筐体2に対して三次元方向で相対変位する。このとき粘性流体封入ダンパー10は、メカニカルシャーシ3と筐体2との三次元方向での相対変位に応じて天面部13ａと蓋部14とが周壁部13ｂの弾性変形を介して三次元方向で相対変位し、これによって密閉容器11の内部では攪拌突起14ａが粘性流体12を攪拌させる。この粘性流体12の攪拌による粘性抵抗と弾性変形する周壁部13ｂのゴム状弾性によって、メカニカルシャーシ3に作用する振動が減衰されることとなる。

上記のような第1実施形態における円柱状の攪拌突起14ａは、例えば図4の分図（Ａ）で示す楕円柱状の攪拌突起14ｂ、分図（Ｂ）の円錐台状の攪拌突起14ｃ、分図（Ｃ）の円錐状の攪拌突起14ｄ、分図（Ｄ）の十字柱状の攪拌突起14ｅといった形態としても実施可能であり、前述と同様の作用・効果を達成できる。なお、これらの攪拌突起14ｂ〜14ｅの各種形態は、以降の実施形態についても同様に適用できる。

第2実施形態〔図5〜図8〕
第2実施形態の粘性流体封入ダンパー20は、第1実施形態の粘性流体封入ダンパー10の本体部13の構成を変更したものであり、残余の構成と作用・効果及び取付形態は同一である。

本体部21は、第1実施形態と同様に天面部21ａ、周壁部21ｂ、フランジ部21ｃを有するが、本実施形態の天面部21ａの内面には図4で示すような格子状の隔壁21ｄが形成されている。そして、本体部21と蓋部14とを合わせると、攪拌突起14ａはそれぞれ隔壁21ｄによって形成される攪拌室21ｅに入り込むようになっている。天面部21ａの内面から突出する隔壁21ｄの高さは、本体部21と蓋部14とを組み合わせた際に、蓋部14の内面との間に隙間が形成される高さとして設定される。隔壁21ｄが蓋部14の内面と当接して、各攪拌室21ｅが完全に又はそれに近い状態で閉鎖されてしまうと、攪拌を受ける粘性流体12の逃げ場がなくなってしまい、粘性抵抗が大きくなりすぎてしまう。そこで隔壁21を前述の隙間が形成される高さに設定することで、ディスク装置15に用いる粘性流体封入ダンパー20として適切な粘性抵抗を発揮できるようにしている。

そして、メカニカルシャーシ3に振動が加わると、メカニカルシャーシ3と筐体2とが三次元方向で相対変位し、密閉容器11の内部では攪拌突起14ａが粘性流体12を攪拌させる。このとき各攪拌突起14ａはそれぞれ対応する攪拌室21ｅの内部で粘性流体12を攪拌するものの、第1実施形態と比べて攪拌を受けた粘性流体12の流動域が狭いため、発生する攪拌抵抗（粘性抵抗）は大きくなる。本実施形態ではこの大きな攪拌抵抗によって優れた減衰効果を発揮することができ、メカニカルシャーシ3に作用する振動を確実に減衰することができる。

第2実施形態の隔壁21と攪拌室21ｅは前者が格子状であり後者が矩形状である例を示したが、例えば図8で示すように複数本の直線状の隔壁21ｆとして形成し、隣接する隔壁21ｆどうしの間を攪拌室21ｇとして形成してもよい。これは他の実施形態の隔壁21ｆについても同様である。また、図7では各攪拌突起14ａごとに攪拌室21ｅを形成する例としたが、複数本について一つの攪拌室を形成するものとしてもよい。なお、攪拌室の容積が大きくなればなるほど、攪拌により生じる粘性流体12の攪拌抵抗は小さくなることから、ディスク装置15の実際の用途に応じた減衰効果を達成できるように各攪拌室を形成することとなる。

第3実施形態〔図9，図10〕
第3実施形態の粘性流体封入ダンパー30は、第2実施形態の粘性流体封入ダンパー20の本体部21と蓋部14の構成を部分的に変更したものであり、残余の構成と作用・効果及び取付形態は同一である。

第2実施形態の本体部21は全体がゴム状弾性体の成形体である例を示したが、本実施形態の本体部31は天面部31ａと周壁部31ｂと内側フランジ部31ｃがゴム状弾性体の成形体であり、内側フランジ部31ｃの外縁に硬質樹脂の成形体でなる「接合部」としての外側フランジ部31ｄを一体に設けている。また、蓋部32も同様に、円形の内側部32ａがゴム状弾性体の成形体であり、内側部32ａの外側に硬質樹脂の成形体でなる「接合部」としての外縁部32ｂを一体に設けている。そして、外縁部32ｂには取付突起32ｃが形成されており、各取付突起32ｃには取付ネジＮの挿通孔32ｄが貫通形成されている。以上の本体部31と蓋部32のように内側をゴム状弾性体で形成し、外側を硬質樹脂で一体成形する方法は、二色成形、インサート成形などによって実現することが可能であり、例えば素材としては内側を熱可塑性エラストマーとし、外側を硬質樹脂として選択することができる。

このような粘性流体封入ダンパー30では、本体部31の内部に粘性流体12を充填して蓋部32を接合する際に、本体部31の外側フランジ部31ｄと蓋部32の外縁部32ｂとを硬質樹脂どうしの超音波融着により液密に且つ強固に接合可能であり、また振動を受けても硬質樹脂どうしの接合部位は変形しないので接合品質の信頼性を向上できる利点がある。

第4実施形態〔図11〕
第4実施形態の粘性流体封入ダンパー40は、第3実施形態の粘性流体封入ダンパー30の変形形態であり、内外でゴム状弾性体及び硬質樹脂とした蓋部32ではなく、硬質のゴム状弾性体や硬質樹脂などの硬質材のみからなる単色の成形体として蓋部41を構成した点が異なっている。残余の構成と作用・効果及び取付形態は同一である。

蓋部41を硬質材とした場合、蓋部41に形成する攪拌突起41ａもまた硬質材となることから、攪拌突起41ａに剛性を付与することが可能となり、蓋部41と本体部31との相対変位に基づく攪拌突起41ａによる粘性流体12の攪拌効果を高めることができ、減衰性能を向上できる利点がある。また、本体部31がゴム状弾性体であるため、攪拌突起41ａが隔壁21ｄや天面部31ａに対して接触するとしても、柔軟に接触して衝撃の発生を緩和することができる。

なお第4実施形態では、蓋部41を硬質材としたが、本体部31を硬質材で形成し、蓋部41をゴム状弾性体の単色の成形体として又はゴム状弾性体と硬質樹脂による二色の成形体として形成することもできる。

第5実施形態〔図12〕
第5実施形態の粘性流体封入ダンパー50は、本体部51の天面部51ａに係止突起51ｂを形成した点が第4実施形態の粘性流体封入ダンパー40の本体部31と異なっている。残余の構成と作用・効果及び取付形態は同一である。

係止突起51ｂは天面部51ａの同心円上位置に４つ形成してある。それらの係止突起51ｂの小径部分を取付対象となる例えばメカニカルシャーシ3に形成した係合孔に対して嵌め込み、小径部分の両端にある大径部分で係合孔を形成したメカニカルシャーシ3の側面板を挟持することで、粘性流体封入ダンパー50をメカニカルシャーシ3に対して取付ける。したがって、両面テープ16の使用を廃止して部品点数を削減することができ、また押込みによるワンタッチで取付けることが可能である。

なお、本体部51に係止突起51ｂを設ける例を示したが、本体部51ではなく蓋部32だけに同様の係止突起を設けてもよく、また本体部51と蓋部32の双方に設けてもよい。

第1実施形態による粘性流体封入ダンパーの密閉容器の分解斜視図。 第1実施形態による粘性流体封入ダンパーの中央縦断面図。 第1実施形態による粘性流体封入ダンパーのディスク装置への取付形態を示す説明図。 図1で示す攪拌突起の各種変形例を示す外観斜視図。 第2実施形態による本体部を示す外観斜視図。 第2実施形態による粘性流体封入ダンパーの中央縦断面図。 第2実施形態による粘性流体封入ダンパーの横断面図。 図7で示す隔壁及び攪拌室の変形例を示す粘性流体封入ダンパーの横断面図。 第3実施形態による粘性流体封入ダンパーの密閉容器の分解斜視図。 第3実施形態による粘性流体封入ダンパーの中央縦断面図。 第4実施形態による粘性流体封入ダンパーの中央縦断面図。 第5実施形態による粘性流体封入ダンパーの中央縦断面図。 一従来例によるディスク装置の内部構造を模式的に示す説明図。 図13で示す粘性流体封入ダンパーの中央縦断面図。

符号の説明

1 ディスク装置
2 筐体
2ａ 支持バネ
3 メカニカルシャーシ
3ａ 取付軸
4 粘性流体封入ダンパー（従来例）
5 可撓部
5ａ 攪拌筒部
6 蓋部
6ａ 孔
7 粘性流体
10 粘性流体封入ダンパー（第1実施形態）
11 密閉容器
12 粘性流体
13 本体部（密閉容器）
13ａ 天面部
13ｂ 周壁部
13ｃ フランジ部
14 蓋部（密閉容器）
14ａ 攪拌突起
15 ディスク装置
16 両面テープ
20 粘性流体封入ダンパー（第2実施形態）
21 本体部（密閉容器）
21ａ 天面部
21ｂ 周壁部
21ｃ フランジ部
21ｄ 隔壁
21ｅ 攪拌室
21ｆ 隔壁
21ｇ 攪拌室
30 粘性流体封入ダンパー（第3実施形態）
31 本体部（密閉容器）
31ａ 天面部
31ｂ 周壁部
31ｃ 内側フランジ部
31ｄ 外側フランジ部
32 蓋部（密閉容器）
32ａ 内側部
32ｂ 外縁部
32ｃ 取付突起
32ｄ 挿通孔
40 粘性流体封入ダンパー（第4実施形態）
41 蓋部（密閉容器）
41ａ 攪拌突起
50 粘性流体封入ダンパー（第5実施形態）
51 本体部（密閉容器）
51ａ 天面部
51ｂ 係止突起
Ｎ 取付ネジ

Claims (3)

1. 密閉容器と密閉容器に封入した粘性流体とを備え、支持体と被支持体との間に取付けられて支持体と被支持体との間に伝達する振動を減衰する粘性流体封入ダンパーにおいて、
   密閉容器を、環状周壁部と、環状周壁部の各端部を閉塞するとともに相対変位可能な一対の板状封止部と、を有する中空板状に形成し、
   少なくとも何れか一方の板状封止部の内面に粘性流体を攪拌する攪拌突起を設けたことを特徴とする粘性流体封入ダンパー。
2. 前記一方の板状封止部の内面に柱状の前記攪拌突起を設け、他方の板状封止部の内面に該攪拌突起を受け入れる攪拌室を画成する隔壁を設けた請求項１記載の粘性流体封入ダンパー。
3. 各板状封止部の外周縁に樹脂材でなる接合部を設けた請求項１又は請求項２記載の粘性流体封入ダンパー。

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