JP2722346B2 - 耐振片持アーム型高密度情報処理装置 - Google Patents

耐振片持アーム型高密度情報処理装置

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JP2722346B2
JP2722346B2 JP63110541A JP11054188A JP2722346B2 JP 2722346 B2 JP2722346 B2 JP 2722346B2 JP 63110541 A JP63110541 A JP 63110541A JP 11054188 A JP11054188 A JP 11054188A JP 2722346 B2 JP2722346 B2 JP 2722346B2
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健文 藤本
泰志 恒成
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  • Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)
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  • Holding Or Fastening Of Disk On Rotational Shaft (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、コンパクト・ディスク(CD)、コンパクト
・ディスク・ビデュアル(CDV)、レザー・ディスク(L
D)、フロッピー・ディスク・ドライブ装置(FDD)、ハ
ード・ディスク・ドライブ装置(HDD)等における片持
アーム型クランパーないし片持アーム型ヘッドの共振を
抑制した耐振片持アーム型高密度情報処理装置に関す
る。
据え付け型から小型軽量化とともに携帯ないし移動可
能型装置として使用環境の影響を少なくすることでその
普及可能範囲の拡大を促進し装置の市場価値と使用の高
効率利便をより高めることが出来る。
[従来の技術] 各装置に備えるフローディング機構ないしサスペンシ
ョン機構により外来振動から装置機能の保護を行い、振
動を原因とする機能トラブルの発生防止が図られる。こ
れだけでは不十分である。上記各種の高密度情報処理装
置が車両等移動体の中で使用される機会が増えるように
なって、振動に対する対策強化の検討とともにこれまで
不問にされて来た片持アーム型クランパーないし片持ア
ーム型ヘッド構造部に起こる共振問題の解決は装置の一
層の普及の為に不可欠である。
この問題は身近なコンパクト・ディスク プレヤーの
音飛び防止対策検討中に浮上し、軽視し難い重要性を理
解し、多様に設計されている各種片持アーム型クランパ
ーないし片持アーム型ヘッドの共振実態を究明する一
方、これに対する対策を用意しなかった従来技術の盲点
の重大性を確認した。
[発明が解決しようとする問題点] 装置におけるクランパーは、情報保持体を回転等の駆
動系上に安定支持する補助装置を有し、片持アームの自
由端に装着されたこの補助装置と一体で構成される構造
部である。また、装置において用いられる情報取り出し
・書き入れのためのヘッドには、片持アームの自由端に
装着された構造を有するものがあってこれを片持アーム
型ヘッド若しくは単にヘッドとここでは云い、クランパ
ーもヘッドもその片持アーム構造を有する以上、片持支
持端が固定端であれ回転を許容する支持端であってもそ
の反対側に自由端を有することで振動を起こす。
このような片持アーム構造部は上述の通り情報処理装
置では重要な機能部であるから各種装置の片持アーム構
造部を広範に調べ、これを可能として実用された片持ア
ーム構造部について振動に関与するアーム長と自重及び
材質を整理した結果、片持アームに起こる有害共振実態
としてコンピュータ・シミュレイションを含めた総括に
より50〜800Hzの振動範囲における共振が、ミクロンレ
ベル、更にはサブミクロンレベルの高密度情報の書込若
しくは読取り動作に障害を与え得ることを知見した。
片持梁状の振動に関しては一般力学的理解があるもの
の、実用化条件の設定が容易でないためにダイナミック
・ダンパーの経験を利用して寧ろこれを無視できる実用
化条件を求め、現行の片持アーム型装置が多種開発され
た経緯がある。
実用上障害を招かないとされて来たにも拘らず、ここ
に究明された上記50〜800Hzにおける共振は、例えば移
動車両上で使う時に装置に機能障害を与え得るから、こ
の新しい課題に対するその解決手段を開発する。
[問題を解決するための手段] 本発明は、片持アーム構造を有する高密度情報処理装
置において、該片持アームに取り付ける耐振制御部をダ
イナミック・ダンパー系で記述する質量M0、剛性K0およ
び減衰率C0の範囲: 質量M0(gr):1〜70 剛性K0(109dyn/cm):0.01〜0.85 減衰率C0(dynsec/cm):20〜7000 で構成し、50〜800Hzにおける共振を抑制したことを特
徴とし、また該片持アームの可動質量Mに対して、上記
耐振制御部に用いる上記質量M0が0.10〜0.65倍の範囲で
あることを特徴とするもので、更にはこの片持アームの
可動質量M、剛性Kおよび減衰率Cに対して、上記耐振
制御部に用いる上記質量M0、剛性K0および減衰率C0がそ
れぞれ1倍未満から1/10倍以上の範囲であることを特徴
とするものであって、達成される耐振効果は特異的な機
能性質を示す。
この特質的耐振機能は、下記の説明で明らかにされる
通りである。
各種の実用片持アームは、断面方向及び軸長方向に特
異形状を与えて一般力学的に観察される片持梁状振動の
振幅を抑えて見掛の耐振性を持たせる方法を取るため、
このために現実の装置に障害を与える共振実態も多様に
変化して有害共振周波数を発見し特定することも難しく
させる固有設計を個々に内包することになるため、斯か
る内容不明の固有設計を乗越えて求めようとする耐振制
御部2の設計有効値は一般力学的な常識予知ないし経験
予知を甚だしく困難にする。即ち、片持梁状振動を表現
するヤング率、線密度、断面係数、比重量、減衰係数等
は本件課題に対するアプローチのための基礎データとし
て適さず、ダイナミック・ダンパーに集約するアプロー
チ法を可能にするために、予備的準備として収集サンプ
ル・データと独自のコンピュータ・シミュレイション結
果から関係定数を第3図のダイナミック・ダンパー系で
表現するために集中定数系化し、耐振制御部2の機能を
ダイナミック・ダンパー系で記述する質量M0、剛性K0
減衰率C0について次のようにその有効値を特定した。
質量M0(gr):1〜70 剛性K0(109dyn/cm):0.01〜0.85 減衰率C0(dynsec/cm):20〜7000 第1図のグラフは、従来のダイナミック・ダンパーの
盲点を裏付けるもので、サンプルのプラスチック製片持
アーム1の可動重量35g、剛性0.13および減衰率5000
(両定数とも破壊を伴う実数値表示が出来ないため実数
値近似の標準値表示)から得た耐振機能を持たない場合
の振幅の周波数応答曲線V1が示す最大共振々幅20dBとそ
の周波数520Hzに対して、振動吸収のための副振動系部
(ダイナミック・ダンパー)として同じ条件の同質量35
g(制御荷重5)、同剛性0.13および同減衰率5000を以
て構成した耐振制御部2を該サンプルアーム1の自由端
に装着して得た振幅周波数特性V2は、その520Hzで相反
転し振幅は−18dBとなる反面240Hzで+20dBの共振を起
こし共振周波数を移転しただけで耐振能力が見掛けに過
ぎないことを示す。
更に、1/10の条件とした質量3.5g(制御荷重5)、剛
性0.013および減衰率500で構成した場合の振幅周波数特
性V3は、520Hzの共振を2dBに抑える反面450Hzで15dBの
共振を起こすからこの場合も共振周波数を移転しただけ
で耐振能力が見掛けに過ぎないことを示す。
一方、同振幅周波数特性V4は、1/2質量17.5g、同減衰
率5000、1/2倍剛性0.065の場合で520Hzの共振が−5dBと
なり、370Hzで+15dBの共振を起こして多少の耐振効果
を示し、またV5は、1/2質量17.5g、1/10減衰率500およ
び1/2倍剛性0.065とした場合に対して、520Hzの共振を
−25dBに相反転させても370Hzの共振は振動吸収無しの2
0dBとなることを示し、同様に共振周波数が移転しただ
けで耐振能力は見掛けに過ぎないことを明らかにする。
なお、V1〜V5に対応しているp1〜p5はV1〜V5の測定
点、即ちダイナミックダンパー取付点における位相の周
波数特性である。
上記V1〜V5特性は膨大な量の実測値データの性格を把
握するために作成したコンピュータ・・シミュレーショ
ンの出力グラフで、実測値データを用いた場合の第6図
のような複雑なグラフより効果判定に役立つクリアーな
耐振特性を示す。
[作用及び実施例] 第5図の例示耐振制御部2を構成する振動部材4の減
衰率C0と剛性K0を変化させ、制御荷重5の質量M0を変化
させる。軸支端1bを持つサンプルの第1図示CD用片持ク
ランパー1に対するこれらの変数群は大きいので記述は
省略される。代表的な有効数値は第2図のグラフを与え
たもので、 質量M0(gr)=6 剛性K0(109dyn/cm)=0.013 減衰率C0(dynsec/cm)=2000 である。クランパー1の可動質量M=35に対して質量M0
はその約14%に相当し、クランパー剛性K=0.13に対し
剛性K0は10%、クランパー減衰率C=5000に対し減衰率
C0は40%に相当する。この定数バランスはその近傍値を
含めて相当の範囲に拡張出来、有効耐振制御部2の設計
条件の要件となる。例えば、10〜30%の質量M0、5〜30
%の剛性K0、20〜60%の減衰率C0は設計の初期条件とな
り得る。
振幅周波数特性曲線Vdは、400〜600Hzの拡大された範
囲に対して10dB共振に抑えており、耐振効果として10dB
減を示す。
50〜800Hz領域では、減衰中に位相のずれた振動が加
わることが予想される一方、車両の環境では本発明で特
定される耐振制御部2を不明挙動させることはないと推
測され、また航空機用・宇宙機器では特に引出された調
和性の良い制振機能がより有効性を示すと推定される。
耐振制御部2を構成する。
質量M0(gr):1〜70 剛性K0(109dyn/cm):0.01〜0.85 減衰率C0(dynsec/cm):20〜7000 の範囲は汎用的制振機能を与え、更に片持アームの可動
質量Mに対する0.10〜0.65倍質量M0の範囲は簡便な耐振
制御部の的確な製作に有効であり、また、片持アームの
可動質量M、剛性Kおよび減衰率Cに対して、耐振制御
部に与える記質量M0、剛性K0および減衰率C0をそれぞれ
1倍未満から1/10倍以上とする範囲は、通常の環境にお
いては有害とならない多少の反転相を持つが、耐振効果
の大きさがストレートに働いて機能障害から装置を保護
する。
上記定数は使用したサンプル材質に対応させるとおよ
そ次のようになる。
減衰率C0=500・・・・燐青銅系 2000・・・アルミ系 5000・・・ナイロン系プラスチック 第6図のグラフV0は、可動重量35g、剛性0.13および
減衰率5000の上記サンプルプラスチック製片持アーム1
の400〜600Hzでの共振実測データによるもので、例えば
500Hzにおいては約0.2Gの外部からの外乱振動によりク
ランパー1の自由振動がCDプレヤーの再生を停止させた
ことを示している。
該可動質量Mの約57%に相当する質量M0=20の制御荷
重5、10%剛性K0=0.013および40%減衰率C0=2000の
アルミ振動部材4で構成した耐振制御部2を、クランパ
ー1の自由端1aに取り付け部材3で装着した時の実測デ
ータグラフVrを示し、装置の耐振力が0.15Gから2.5Gに
上がったことを証す。
[発明の効果] 本発明は、高密度情報処理装置が汎用的に採用する片
持アーム構造について不問の共振問題が50〜800Hz領域
で起こることを解明し、ランダム事象的性格を持ち最適
値予測の困難なダイナミック・ダンパーについて当該50
〜800Hzにおいて優れた振動吸収機能を発揮する要件を
解明するとともに耐振片持アーム型高密度情報処理装置
を構成し、多様な環境から受けるこの50〜800Hz振動の
共振から装置が機能障害を受けることを防止して、高密
度情報処理装置の使用分野を拡張しその高効率機能の普
及を可能にした。
【図面の簡単な説明】
第1図A〜Eは本発明の実施例を含む対数座標の振動の
周波数応答線図(ボード線図)、第2図は本発明の一実
施例の対数座標の振動の周波数応答線図(ボード線
図)、第3図はダイナミック・ダンパー系の説明図、第
4図は本発明実施例を示す斜視図、第5図は要部の耐振
制御部構成例を示す斜視図、第6図はサンプルアームと
これに耐振制御部を取り付けた時のそれぞれの耐振効果
を普通座標で示すグラフである。 1:サンプルクランパー 2:耐振制御部 3:取り付け部 4:振動部材 5:制御荷重 V0〜V5、Vd、Vr:振幅周波数応答特性p1〜p5、pd:位相の
周波数応答

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一方端が装置本体に取り付けされ他方端が
    自由端である片持式のアームの自由端に、高密度情報保
    持体をターンテーブルと共に情報処理用の所定位置に位
    置決めクランプするためクランパー又は高密度情報保持
    体の情報のアクセスを行うヘッドが保持され、高密度情
    報保持体から情報をアクセスして情報処理を行う耐振片
    持アーム型高密度情報処理装置において、 上記アームのクランパー又はヘッドを保持する部位の近
    傍に、振動部材とその振動部材の一方端に載置固定され
    た制御荷重からなり、クランパーの除振性と耐振性を向
    上させるための耐振制御部が、前記振動部材の他方端で
    取り付け部材を介して取り付けられ、 上記アームが振動を受け、周波数が50〜800Hzの範囲で
    共振する際に、上記振動部材の剛性及び減衰率をそれぞ
    れK0及びC0、上記制御荷重をM0とすると、M0を1〜70
    (gr)の範囲、K0を0.01〜0.85(109dyn/cm)の範囲、C
    0を20〜7000(dynsec/cm)の範囲としたことを特徴とす
    る耐振片持アーム型高密度情報処理装置。
JP63110541A 1988-05-09 1988-05-09 耐振片持アーム型高密度情報処理装置 Expired - Lifetime JP2722346B2 (ja)

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