KR100509296B1

KR100509296B1 - 이방성댐퍼

Info

Publication number: KR100509296B1
Application number: KR1019970053050A
Authority: KR
Inventors: 마사유키 이타쿠라; 유키히로 키도코로
Original assignee: 폴리머텍크 가부시키가이샤
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1997-10-16
Publication date: 2005-11-08
Also published as: TW350901B; KR19980063523A; DE69729844T2; EP0847057A1; EP0847057B1; JP3734233B2; JPH10172272A; DE69729844D1; US5915662A

Abstract

광디스크 등의 회전부 및 광학 픽업을 장착한 메카니칼 섀시를 지지하고, 평행방향의 진동을 감쇠시키는 부분에, 수직방향의 진동을 감쇠시키는 탄성부재의 E값의 2배 이상의 탄성부재를 사용하고, 평행방향의 진동을 제지하고, 광학 픽업과 디스크와의 상대거리 변동을 억제하는 2종류의 탄성부재로 이루어지는 이방성 댐퍼.

Description

이방성 댐퍼

본 발명은, 음향기기, 영상기기, 정보기기, 각종 정밀기기, 특히 CD, CD-ROM 광디스크·광자기디스크 등의 광학디스크미디어를 이용한 장치용 탄성체를 이용하여 진동제어·진동방지에 의해 진동을 감소시키는 댐퍼에 관한 것이다.

종래의 광디스크장치 등의 메카니칼 섀시를 지지하는 댐퍼는, 도 5 또는 도 6에 나타내는 바와 같이, E값 1.0×10⁴㎏/㎠ 이하의 한 종류의 탄성체로 이루어진 부시형 댐퍼이고, 도 7에 나타내는 바와 같은 미디어용 디스크(3)의 회전부(8) 및 광학발신기 또는 광학수신기(이하 광학 픽업(4))를 장착한 메카니칼 섀시(2)를 측면에서 지지하고, 박스(5)에 나사못(6) 등으로 고정하는 탄성체로 이루어지는 댐퍼가 일반적이다.

종래의 한 종류의 탄성체로 이루어지는 부시 댐퍼는, 디스크(3)의 평면에 대하여 수직방향과 평행방향의 각각의 방향의 스프링 정수의 비는, 도 5 또는 도 6에 나타내는 바와 같은 형상으로 하고 스프링 정수를 바꾼다 하더라도 대략 0.5~2배의 범위이다.

종래, 댐퍼에 요구되는 특성은, 디스크(3)와 광학 픽업(4)과의 상대거리를 일정하게 유지할 수 있도록 진동을 제어하는 것으로, 구체적으로는 문제로 하는 진동수에 대하여 댐퍼에 의한 고유진동수를

이하로 하는 것으로, 진동가속도의 전달율을 작게 하는 효과를 발생시키는 것이고, 메카니칼 섀시(2), 디스크(3), 및 광학 픽업(4) 등의 총중량에 대한 스프링 정수를 요구하고 있다.

그러나, 회전하는 디스크(3)는, 회전축에 대하여, 치수공차, 기계가공오차 등에 기인하는 중량 불균형에 의한 회전축의 수직방향, 즉, 디스크평행방향으로 진동이 발생한다. 이 진동에 대해서는 댐퍼가 낮은 탄성만 갖고 있으면, 메카니칼 섀시 자체가 크게 흔들려서 움직이게 된다. 이것을 멈추게 하기 위해서는, 중량 불균형에 의한 회전모멘트보다 큰 힘으로 억제할 필요가 발생한다. 그러기 위해서는 박스(5)에 메카니칼 섀시를 고정하는 방법이 좋지만, 디스크(3) 평면에 대하여 수직방향과 평행방향의 각 방향의 댐퍼의 스프링 정수의 비가 0.5~2배 정도면, 진동을 제지할 수 없고, 그 반대로 댐퍼에 의한 고유진동수에 가까운 진동, 즉 공진을 일으켜서, 더 나쁜 결과가 된다.

그러므로 본 발명은, 메카니칼 섀시를 지지하는 댐퍼의 일부분 혹은 전부분을 저탄성체로 하는 것에 의해, 디스크회전에 의해 발생하는 디스크평행방향의 자기발생진동을 제지하는 것으로, 디스크평면에 대한 수직방향의 데이터입력 또는 데이터판독을 행하는 광학장치와 디스크와의 상대거리변동을 억제하는 것이 가능하도록 한 것이다.

본 발명은 종래의 댐퍼형상을 크게 변화시키는 일이 없이 메카니칼 섀시를 지지하는 부시형상을 한 댐퍼로 했다.

도 1, 도 2에 나타내는 실시예에 따라서 본 발명을 설명한다.

디스크(3) 평면에 대하여 수직방향을 지지하는 부분에 사용하는 탄성체로서는, E값 1.0×10⁴㎏/㎠ 이하의 고무형상 탄성체(이하 저탄성체(1))를 사용했다. 이 E값 1.0×10⁴㎏/㎠ 이하는 JIS 고무경도 A등급에서 70도 이하이고, 일반적인 고무탄성을 갖는다. 그리고, 디스크평행방향을 지지하는 부분인 메카니칼 섀시, 또는 박스섀시에 대한 부착부분의 원통형상의 전부분(7a), 또는 일부분(7b)에 사용하는 탄성체를, 저탄성체의 E값의 2배 이상의 E값을 갖는 탄성체(이하 고탄성체(7))로 했다.

본 발명의 댐퍼는, E값이 다른 저탄성체(1)와 고탄성체(7)를 복합 일체화한 것에 의해, 디스크(3) 평면에 대하여 수직방향의 데이터입력 또는 판독시에, 광학 픽업(4)과 디스크(3)와의 상대거리변동을 일으키는 메카니칼 외부로부터 메카니칼 내부로의 진동 및 디스크면 고유진동에 의해 발생하는, 똑같이 디스크평면에 대한 수직방향의 메카니칼 내부로부터 메카니칼 외부로의 진동을 저탄성체로 방진을 실시하고, 그리고 디스크회전에 의해 발생하는 디스크평행방향의 자기발생진동을 고탄성체(7)로 감쇠시키는 것을 특징으로 한 댐퍼이다. 이것에 사용하는 고탄성체는, 손실계수 tanδ=0.01 이상인 내부감쇠성이 높은 소재가 보다 효과적이다.

도 3에 나타내는 다른 실시예에서는, 저탄성체로 광디스크장치의 메카니칼섀시(2)에 설치한 구멍에 밀어 넣어져서 결합하도록, 상하부(1a,1b)가 대경이 되고 중앙부(1c)가 소경이 된 중공원통형상으로 하고, 디스크평면에 대하여 수직방향의 스프링 정수를 낮추어 수직방향의 방진성능을 향상시키고, 중앙소경부(1c)의 축측에 고탄성체(7b)를 배치하는 것으로 디스크평면에 대한 평행방향의 방진성능을 높인 복합탄성체로 한 것을 특징으로 한다.

도 4에 디스크(3) 평면에 대하여 평행방향을 지지하는 부분인 메카니칼 섀시 또는 박스 섀시에 대한 부착부분인 측면 중앙소경부(1c)의 전체 부분 혹은 일부분에 사용하는 고탄성체를, 두개 이상의 복수로 분할하고, 저탄성체(1) 안에 방사상으로 배치하는 것에 의해, 부시축 수직방향의 누르기를 용이하게 할 수 있게 하고, 각 섀시의 부착구멍으로의 결합을 간단히 실시할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 댐퍼이다.

본 발명의 복합댐퍼의 제작은, 열경화성 부재, 혹은 열가소성 부재에 의해, 공지의 기술인 금형에 의해서 저탄성체, 고탄성체를 각각 형성한 후에 접착하는 방법, 금형에 의해 저탄성체 또는 고탄성체중 하나를 형성하고, 그 후 그 나머지 탄성체의 성형용 금형에 삽입하는 방법, 혹은 저탄성체 및 고탄성체를 열가소성 부재를 사용해서, 주입형성에 의한 삽입성형 또는, 2색성형의 방법으로 실시된다.

(실시예)

상하부(1a,1b)를 대경으로 하고, 중앙부(1c)를 소경으로 한 형상으로 하고, 그 중앙부(1c)의 내측을 대경의 상하부의 탄성체의 E값의 2배 이상의 E값인 고탄성체(7b)를 사용하고, 먼저 고탄성체(7b)를 사출성형으로 링형상으로 형성하고, 그 링형상 고탄성체를 저탄성체 성형용 금형에 삽입한 후에, 저탄성체 상하부(1a,1b)를 사출형성으로 댐퍼를 제작하였다.

탄성체 소재로서는, 대경부(1a,1b)의 저탄성체 소재에 스티렌계 열가소성 엘라스토머 JISA Hs=40도, E=50㎏/㎠을 사용했다.

기타 소재로서는, 천연고무·클로로플렌고무·부틸고무·실리콘고무·우레탄고무·열가소성 엘라스토머(스티렌계·올레핀계·폴리에스테르계·우레탄계) 등의 재질을 들 수 있고, E값을 1.0×10⁴㎏/㎠ 이하인 엘라스토머를 사용한다.

소경부(7b)의 고탄성체인 소재는, 폴리프로필렌(PP) E=2.0×10⁴㎏/㎠으로 하고, 그리고 tanδ=0.005, tanδ=0.01, 및 tanδ=0.05의 3종류를 사용해서 제작하였다.

기타 고탄성체 소재로서는, 상기 엘라스토머, 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 아크릴로니트릴·스티렌·아크릴레이트수지(ASA), 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌수지(ABS), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리페닐렌옥시드(PRO), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 에폭시수지(EP), 실리콘수지(SI), 폴리우레탄(PUR) 등의 수지를 들 수 있다.

이상과 같이 제작한 복합탄성체인 본 발명 제1실시예품 내지 제4실시예품과, 전부 동일탄성체인 제1비교예(종래 제품)를 사용해서 진동시험을 했다.

또한, 제1비교예는 부틸고무소재로 하고, 도 2와 동일형상인 도 5의 형상으로 했다.

진동시험은, 150g의 메카니칼 섀시를 댐퍼로 4점 지지하고, 디스크가 공진하는 진동수였던 100㎐의 진동에서 가진하고, 그 진동의 가진 가속도에 대한 메카니칼 섀시상의 가속도를 측정하여, 그 가진 가속도에 대한 메카니칼 섀시상의 가속도를 비율(%)로 구했다.

[표 1]

표 1의 측정결과에 의해, 디스크 수직방향에 있어서의 진동전달율은, 제1비교예와 제1, 2, 3실시예에서 같았다. 그러나 제4실시예의 도 3의 형상인 것은, 저탄성체를 방사상으로 분할해서 배치되어 있는 곳으로부터, 고유진동수가 낮아지고, 그것에 따라 진동전달율도 낮아져서 방진효과가 향상되었다.

디스크평행방향에서의 메카니칼편향시험에 의한 가속도(G값)측정에서는, 비교예의 종래예 댐퍼에서는 디스크평행방향의 스프링 정수가 낮기 때문에 메카니칼편향을 일으켜 큰 G값이 되었다. 제1실시예에서는 스프링 정수가 높기 때문에 메카니칼편향이 억제되어 G값은 종래 댐퍼의 G값의 약 1/3로 저감할 수 있고, 제2, 3, 4실시예의 것으로는 고탄성체부에 손실계수를 높게 한 재료를 사용한 것에 따라 저감이 가능하게 되었다.

또한, 도 2의 형상에서의 고탄성체 E값 및 저탄성체 E값의 비를 2배, 20배, 200배로 했을 때의 디스크평행방향의 G값을 측정했다. 비교예2로서 동일형상으로 고탄성체 E값 및 저탄성체 E값의 비를 1.5배로 한 것을 사용했다.

[표 2]

이 표 2로부터, 제2비교예의 G값은, 제1비교예의 모두 동일탄성체로 이루어진 것과 동일하게 큰 G값이고, 메카니칼의 편향이 커서 디스크를 정확히 판독할 수 없다.

고탄성체 E값을 2배로 한 제5실시예에서는 메카니칼편향의 G값은 제2비교예에 비해 반감되고, 동작불량 등은 볼 수 없었다. 또한, 20배(제6실시예), 30배(제7실시예)로 한 것의 G값은 보다 저감되어 양호한 결과를 얻었다.

이 결과로부터, 고탄성체의 E값을 저탄성체의 E값의 2배 이상으로 함으로써, 메카니칼편향을 저감할 수 있고, 고배속 메카니칼의 자동진동을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예를 상술하였으나, 이것은 어디까지나 한 예이고, 본 발명은 상대측의 형상(보스·핀·부착)에 따라서 기타 다른 여러 가지 형상으로 할 수 있다.

본 발명의 댐퍼에 의해 디스크평면에 대하여 수직방향의 방진효과는 종래의 댐퍼와 동등한 방진효과를 얻을 수 있고, 또한 고탄성체(7)와의 복합구조에 의해 디스크평행방향의 진동을 억제할 수 있었다. 저탄성체는 댐퍼에 의한 고유진동수를 낮추기 위해 고무형상 탄성체 E값 1.0×10⁴㎏/㎠ 이하로 하는 것에 의해 효과를 얻을 수 있다. 고탄성체는 저탄성체의 E값의 2배 이상으로 하는 것에 의해서, 디스크평행방향의 진동과 공진하는 일없이, 진동을 억제하도록 하는 힘, 즉 제진성의 효과가 얻어진다. 예를 들면, 형상에 의한 스프링 정수비가 2배, E값이 2배이면, 총합 스프링 정수비는 4배가 됨으로써, 고유진동수는 평방근으로 구해지는 것보다 2배가 되고, 그것으로 문제로 하는 진동수를 사이에 두고 디스크평면에 대하여 수직방향의 고유진동수를 낮게 디스크평면의 고유진동수를 높게 할 수 있게 된다.

또한, 그 고탄성체의 tanδ를 0.01 이상으로 하는 것으로 자기발생진동을 그 고탄성체의 내부에서도 감쇠할 수 있고 진동제어효과도 높일 수 있다.

더욱이 저탄성체를 중공원통체로 하는 것으로 용이하게 스프링 정수를 낮추는 것이 가능해지고, 고탄성체에 의한 디스크평행방향의 진동제어효과를 떨어뜨리는 일없이 디스크평면에 대하여 수직방향의 진동특성을 높일 수 있다.

따라서, 본 발명에 의한 댐퍼는, 음향기기, 영상기기, 정보기기, 각종 정밀기기, 특히 CD, CD-ROM 광디스크·광자기디스크 등의 광학디스크미디어를 이용한 장치용 진동제어·진동방지에 최적인 것이다.

또한, 실제로 장착할 때에 있어서, 고탄성체를 방사선 방향으로 복수개로 분할해서 배치하는 것으로, 댐퍼축 수직방향의 누르는 스프링이 저탄성체의 변형이 되기 때문에, 분할되어 있지 않은 것에 비해 작은 힘으로 끝내고, 장착하기 쉽게 되어 있다.

더욱이 또한, 본 발명의 댐퍼는 저탄성체 및 고탄성체 소재로서 열가소성 부재를 사용하는 것에 의해, 일반적인 주입성형기로 삽입성형, 또는 복수의 금형을 사용한 2색성형이 가능하고, 자동화·소성화를 도모할 수 있고, 그렇게 함으로써 제작공정수를 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 부착부 전 부분이 고탄성체로 구성되는 이방성 댐퍼의 종단면도.

도 2는 본 발명의 부착부의 한 부분이 고탄성체로 구성되는 이방성 댐퍼의 종단면도.

도 3은 본 발명의 도 2중 디스크평면에 대하여 수직방향의 지지부를 소경으로 한 이방성 댐퍼의 단면도.

도 4는 본 발명의 부착부의 일부가 고탄성체로 구성되고, 그것이 방사상으로 복수개 분할된 이방성 댐퍼의 부착부의 횡단면도.

도 5는 종래의 부시형 댐퍼의 종단면도.

도 6은 종래의 디스크평면에 대하여 수직방향의 지지부를 소경으로 한 푸시형 댐퍼의 종단면도.

도 7은 메카니칼 섀시를 댐퍼로 지지한 종단면도.

Claims

광디스크, 광자기디스크 등의 비접촉에 의한 디스크정보미디어에 데이터를 기억 또는 재생하는 장치의 진동대책으로서 미디어용 디스크회전부 및 광학발신기 또는 광학수신기로 구성되어 있는 메카니칼 섀시를 지지하는 부시형 댐퍼(이하 댐퍼)에 있어서,

디스크평면에 대하여 수직방향을 지지하고, 수직방향의 진동을 감쇠시키는 탄성체의 E값(동적 압축탄성율)에 대하여, 디스크평면에 대하여 평행방향을 지지하고, 메카니칼 섀시 또는 박스 섀시에 대한 부착부분의 일부분 또는 전체 부분에 사용하는, 평행방향의 진동을 감쇠시키는 탄성체의 E값이 2배 이상인, E값이 다른 2종류 이상의 탄성체의 복합에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 이방성 댐퍼.
제1항에 있어서, 디스크평면에 대하여 수직방향을 지지하는 부분에 사용하는 탄성체의 E값이, 1.0×10⁴㎏/㎠ 이하이고, 그 탄성체의 손실계수가 0.01 이상인 것을 특징으로 하는 이방성 댐퍼.
제1항 또는 제2항에 있어서, 중공원통체이고, 그 측면중앙이 소경부가 되어, 디스크평면에 대하여 평행방향을 지지하는 메카니칼 섀시 또는 박스 섀시에 대한 부착부로 되어 있는 것을 특징으로 하는 이방성 댐퍼.
제1항 또는 제2항에 있어서, 디스크평면에 대하여 평행방향을 지지하는 탄성체가, 하나의 원통체 또는 방사선상으로 복수개를 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이방성 댐퍼.
제1항 또는 제2항에 있어서, 양 탄성체가, 열경화성 부재 혹은 열가소성 부재인 것을 특징으로 하는 이방성 댐퍼.