NL1004485C2

NL1004485C2 - Radial damping mechanism for turntable in CD player.

Info

Publication number: NL1004485C2
Application number: NL1004485A
Authority: NL
Inventors: Fred Bouwmeester; Cor Verburg; Nico Josef Marie Hermans
Original assignee: Hollandse Signaalapparaten Bv
Priority date: 1996-11-11
Filing date: 1996-11-11
Publication date: 1998-05-14
Also published as: JP2001505347A; AU5222398A; WO1998021720A1; TW379321B; EP0937298A1; AR009412A1; ZA979779B

Description

Radiaal dempinasmechanisme voor draaitafel in CD spelerRadial damper mechanism for turntable in CD player

De uitvinding heeft betrekking op een draaitafel voor toepassing in een CD speler of recorder, omvattende een 5 gelagerde as en een daaraan bevestigd plateau waarop een CD kan worden geplaatst. Meer in het bijzonder betreft het hier een draaitafel voor toepassing in zogenaamde referentiespelers. Referentiespelers worden gebruikt voor het testen van Compact Disks (CD's), nadat deze in een 10 matrijs zijn geperst. Het doel hiervan is om de kwaliteit van de matrijs te testen, daar deze door het persen onderhevig is aan slijtage. Met name worden referentiespelers gebruikt om de radiale afwijking van het spoor van de geperste CD ten opzichte van een nominaal spoor te 15 meten, de zogenaamde radiale ruis. Deze mag niet meer dan enkele tot een tiental nanometers bedragen. De radiale ruis kan worden gemeten door het spoor op normale wijze af te tasten met behulp van een lichtstraal welke is verbonden met een aftast arm. Uit de afwijking van de positie van de 20 aftast arm kan de radiale ruis op het spoor worden gemeten. Het frequentiespectrum van de radiale ruis ligt in de orde van 500 tot 10.000 Hz in single speed mode.The invention relates to a turntable for use in a CD player or recorder, comprising a bearing shaft and an attached platform on which a CD can be placed. More specifically, this concerns a turntable for use in so-called reference players. Reference players are used to test Compact Disks (CDs) after they have been pressed into a die. The purpose of this is to test the quality of the mold, since it is subject to wear due to pressing. In particular, reference players are used to measure the radial deviation of the track of the pressed CD from a nominal track, the so-called radial noise. This should not be more than a few to ten nanometers. The radial noise can be measured by scanning the track normally using a light beam connected to a scanning arm. The radial noise on the track can be measured from the deviation of the position of the scanning arm. The frequency spectrum of the radial noise is in the order of 500 to 10,000 Hz in single speed mode.

Een probleem dat zich bij referentiespelers voordoet, is 25 dat de lagering van de as van de draaitafel een zekere hoeveelheid extra ruis introduceert, die niet te onderscheiden is van de radiale ruis van de CD, doordat het frequentiespectrum dat van de radiale ruis van de CD overlapt. Een bekende oplossing van dit probleem wordt 30 gevonden in het toepassen van een vloeistoflager, dat een veel lagere ruis introduceert dan de radiale ruis van de CD. Hiervan is het nadeel dat vloeistoflagers duur zijn ten opzichte van kogellagers. De draaitafel volgens de uitvinding beoogt een veel goedkopere oplossing, waarbij 35 een kogellager toegepast kan blijven worden.A problem that occurs with reference players is that the bearing of the turntable shaft introduces a certain amount of extra noise, indistinguishable from the radial noise of the CD, because the frequency spectrum is that of the radial noise of the CD overlaps. A known solution to this problem is found in the use of a fluid bearing, which introduces a much lower noise than the radial noise of the CD. The disadvantage of this is that fluid bearings are expensive compared to ball bearings. The turntable according to the invention aims for a much cheaper solution, whereby a ball bearing can continue to be used.

1004485 21004485 2

Zij heeft daartoe het kenmerk, dat de bevestiging tussen de gelagerde as en het plateau een dempingsmechanisme omvat voor het uitdempen van radiale trillingen van de as ten opzichte van het plateau.To this end it is characterized in that the mounting between the bearing shaft and the platform comprises a damping mechanism for damping out radial vibrations of the shaft relative to the platform.

55

Een gunstige simpele en betrekkelijk goedkope uitvoeringsvorm heeft het kenmerk, dat het dempingsmechanisme een eerste althans in hoofdzaak loodrecht op de rotatie as aangebracht loopvlak en een tweede althans in hoofdzaak 10 parallel aan het eerste loopvlak aangebracht aan het object verbonden tweede loopvlak, een aantal met de loopvlakken contact makende rolelementen en een aantal tussen het plateau en de rotatie as aangebrachte verende elementen omvat.A favorable simple and relatively inexpensive embodiment is characterized in that the damping mechanism has a first tread arranged at least substantially perpendicular to the axis of rotation and a second second tread connected at least substantially parallel to the first tread, a number of which are connected to the object. treads contacting rolling elements and a number of resilient elements arranged between the platform and the rotary axis.

1515

Het dempingsmechanisme volgens de uitvinding zal nu worden beschreven aan de hand van de bijgevoegde figuren, waarin Fig IA een dwarsdoorsnede van het dempingsmechanisme volgens de uitvinding weergeeft; 20 Fig 1B een bovenaanzicht van een gedeelte van Fig IA weergeeft.The damping mechanism according to the invention will now be described with reference to the accompanying figures, in which Fig 1A shows a cross-section of the damping mechanism according to the invention; Fig 1B shows a top view of a part of Fig 1A.

In de figuur is een dwarsdoorsnede van een draaitafel 1 weergegeven die verbonden is met een draaibare as 2, die 25 gelagerd is een kogellager 3 en aangedreven wordt door aandrijfmotor 4. De draaitafel 1 is voorzien van een althans nagenoeg cylindrische uitstulping 5, concentrisch met de as 2. Op de draaitafel 1 kan een niet in de figuur aangegeven CD, die in het midden is voorzien van een gat, 30 worden vastgeklemd door het gat over een klemmechanisme 6 te schuiven. Het klemmechanisme 6 omvat een op zich bekend in hoofdzaak cylindrisch omwentelingslichaam, geschoven over de cylindrische uitstulping 5, met aan de omtrek een aantal verende lippen 7, die in het gat kunnen aangrijpen 35 en daardoor de CD kunnen vastklemmen. De CD wordt verder op 1004485 3 zijn plaats gehouden door middel van een dop 8, die bovenop de CD wordt geplaatst en magnetisch wordt vastgeklemd aan de uitstulping 5 in het midden van de draaitafel 1.The figure shows a cross-section of a turntable 1 which is connected to a rotatable shaft 2, which is mounted on a ball bearing 3 and is driven by drive motor 4. The turntable 1 is provided with an at least substantially cylindrical protrusion 5, concentric with the shaft 2. On the turntable 1, a CD not shown in the figure, which is provided with a hole in the middle, can be clamped by sliding the hole over a clamping mechanism 6. The clamping mechanism 6 comprises a substantially cylindrical revolution body known per se, slid over the cylindrical protrusion 5, with a number of resilient lips 7 on the circumference, which can engage in the hole and thereby clamp the CD. The CD is further held in place at 1004485 3 by means of a cap 8, which is placed on top of the CD and is magnetically clamped to the bulge 5 in the center of the turntable 1.

5 Tijdens het ronddraaien van de as 2 ontstaan in het kogellager 3 radiale trillingen, weergegeven met de dubbele pijl 9, die doorgegeven worden aan de as 2. Het doel van het dempingsmechanisme is om deze radiale trillingen optredend in de as 2 niet door te laten werken in de 10 draaitafel 1. Daartoe is een eerste loopvlak 10 in hoofdzaak loodrecht verbonden aan de as 2 en een tweede loopvlak 11 verbonden aan de draaitafel 1. De loopvlakken in het voorbeeld vormen een cirkelvormige band rond de as 2. Het tweede loopvlak 11 wordt op afstand gehouden van het 15 eerste loopvlak 10 door middel van een aantal, bij voorkeur drie, gelijke kogels of anderszins rollende elementen 12, die in hoofdzaak equidistant in een cirkel rond de as 2 zijn geplaatst en waarvan er een in de figuur is weergegeven. De kogels maken hierbij contact met de 20 loopvlakken 10 en 11, welke bij voorkeur zijn gefabriceerd van hardmetaal. De kogels kunnen door middel van een niet aangegeven kooi op afstand van elkaar worden gehouden. Tegelijkertijd worden de loopvlakken 10 en 11 naar elkaar toe getrokken met behulp van een aantal, bij voorkeur zes, 25 spiraalveren 13, welke eveneens in een cirkel rond de as 2 zijn aangebracht en waarvan er een in de figuur is aangegeven. Bij voorkeur zijn de veren 13 direct aan weerszijden van een kogel aangebracht. Door deze constructie heeft het tweede loopvlak 11 een zekere radiale 30 bewegingsvrijheid ten opzichte van de roterende as 2.5 During the rotation of the shaft 2 radial vibrations, represented by the double arrow 9, are generated in the ball bearing 3, which are transmitted to the shaft 2. The purpose of the damping mechanism is to prevent the radial vibrations occurring in the shaft 2 from being transmitted. working in the turntable 1. For this purpose, a first tread 10 is connected substantially perpendicular to the shaft 2 and a second tread 11 is connected to the turntable 1. The treads in the example form a circular band around the shaft 2. The second tread 11 is spaced from the first tread 10 by a plurality, preferably three, of equal balls or otherwise rolling members 12, which are arranged substantially equidistantly in a circle about axis 2 and one of which is shown in the figure . The balls hereby contact the treads 10 and 11, which are preferably made of carbide. The bullets can be kept at a distance from one another by means of a cage not shown. At the same time, the running surfaces 10 and 11 are pulled together by means of a number, preferably six, coil springs 13, which are likewise arranged in a circle around the axis 2, one of which is shown in the figure. The springs 13 are preferably arranged directly on either side of a ball. Due to this construction, the second tread 11 has a certain radial freedom of movement relative to the rotating shaft 2.

Tevens is er een zekere bewegingsvrijheid in rotatie van de draaitafel 1 ten opzichte van de as 2. In axiale richting is de verbinding star doordat de veren 13 de loopvlakken tegen de kogels 12 aantrekken.There is also a certain freedom of movement in rotation of the turntable 1 with respect to the shaft 2. In the axial direction, the connection is rigid because the springs 13 attract the running surfaces against the balls 12.

35 1004485 435 1004485 4

De werking van het dempingsmechanisme is als volgt. Indien er een radiale trilling in de as 2 voorkomt, dan zal de draaitafel 1, door de massatraagheid van de draaitafel, de CD en de dop 8 en overige aan de draaitafel verbonden 5 onderdelen, de radiale trilling praktisch niet volgen, omdat deze in radiale richting verend is verbonden met de as 2. De kogels 12 zorgen voor een wrijvingsarme translatie van de loopvlakken ten opzichte van elkaar. De demping zal sterker zijn naarmate de massatraagheid van de draaitafel 10 in combinatie met de daarop aangebrachte CD groter is. Daarnaast is in de praktijk altijd enige hoeveelheid visceuze en/of Coulombse wrijving aanwezig, of meer algemeen een kracht die een beweging van de draaitafel tegenwerkt en bij voorkeur groter is naarmate de bewegings-15 snelheid van de draaitafel in radiale zin ten opzichte van de as groter is. De visceuze demping ten opzichte van de draaitafelmassa en de totale veerconstante van de aangebrachte veren wordt bij voorkeur zodanig gekozen dat de draaitafel meer dan kritisch gedempt is, zodat geen 20 oscillaties optreden. De bandbreedte van het totale systeem van veren en draaitafel met daaraan verbonden massa's bedraagt bij voorkeur niet meer dan 100 hz. Dit geeft een voldoende scheiding van de frequentieband van de radiale ruis op het spoor van de CD. Een geschikte visceuze demping 25 kan bijvoorbeeld worden verkregen door het kiezen van een juiste materiaalsoort voor loopvlakken 10 en 11.The damping mechanism operates as follows. If there is a radial vibration in the shaft 2, the turntable 1, due to the mass inertia of the turntable, the CD and the cap 8 and other parts connected to the turntable, will practically not follow the radial vibration, because it is radially direction is resiliently connected to the shaft 2. The balls 12 ensure a low-friction translation of the treads relative to each other. The damping will be stronger the greater the mass inertia of the turntable 10 in combination with the CD mounted thereon. In addition, in practice some amount of viscous and / or Coulombse friction is always present, or more generally a force which opposes a movement of the turntable and preferably is greater as the speed of movement of the turntable in radial sense relative to the axis. is bigger. The viscous damping relative to the turntable mass and the total spring constant of the applied springs is preferably chosen such that the turntable is more than critically damped, so that no oscillations occur. The bandwidth of the total system of springs and turntable with masses connected thereto is preferably not more than 100 Hz. This provides sufficient separation of the frequency band from the radial noise on the CD track. For example, a suitable viscous damping 25 can be obtained by choosing a correct material type for treads 10 and 11.

De veren zijn bij voorkeur in hoofdzaak evenwijdig aan de as 2 aangebracht. In deze positie zijn de doorgegeven 30 radiale krachten althans in de rustpositie in theorie gelijk aan nul. Pas bij enige uitwijking van de draaitafel ten opzichte van de rustpositie zullen de veren iets uitrekken, zodat de draaitafel met een betrekkelijk zwakke radiale veerkracht weer naar de rustpositie wordt 35 getrokken. Op deze wijze wordt onder toepassing van een 1004485 5 overigens stijve veer in radiale richting een zwakke terugstelkracht bewerkstelligd. Een hoge veerstijfheid is immers nodig om de loopvlakken tegen de kogels aan te trekken, waartegenover staat dat een lage veerstijfheid een 5 betere trillingsdemping geeft. Door de veren parallel aan de as 2 aan te brengen wordt dit doel bereikt.The springs are preferably arranged substantially parallel to the shaft 2. In this position, the transmitted radial forces are theoretically equal to zero at least in the rest position. Only with some deviation of the turntable from the rest position will the springs stretch slightly, so that the turntable is pulled back to the rest position with a relatively weak radial spring force. In this way a weak restoring force is effected using an otherwise rigid spring in the radial direction. After all, a high spring stiffness is necessary to attract the treads against the balls, while a low spring stiffness provides better vibration damping. This object is achieved by arranging the springs parallel to the shaft 2.

Naast de geschetste uitvoeringsvorm is tevens een uitvoeringsvorm denkbaar, waarbij het tweede loopvlak 11 10 zich onder het eerste loopvlak 10 bevindt, zodat de draaitafel in de gebruikstoestand aan de veren is opgehangen.In addition to the sketched embodiment, an embodiment is also conceivable, in which the second tread 11 10 is located under the first tread 10, so that the turntable is suspended from the springs in the operating condition.

10044851004485

Claims

Turntable for use in a CD player or recorder, comprising a bearing shaft and a platform attached to it on which a CD can be placed, characterized in that the attachment between the bearing shaft and the platform comprises a damping mechanism for damping out radial vibrations of the shaft relative to the platform.

2. Turntable according to claim 1, characterized in that the damping mechanism comprises a first tread arranged at least substantially perpendicular to the axis of rotation and a second tread connected at least substantially parallel to the first tread, a number of which are connected to the object. treads contacting rolling elements and a number of resilient elements arranged between the platform and the rotary axis.

3. Damping mechanism for damping out radial vibrations of a rotary axis relative to an object rotatable about the rotary axis, for instance a turntable, characterized by a first tread arranged at least substantially perpendicular to the rotary axis and a second at least substantially parallel second tread connected to the first tread connected to the object, a number of rolling elements contacting the treads and a number of resilient elements arranged between the object and the rotation axis.

Damping mechanism according to claim 3, characterized in that the rolling elements comprise spherical elements.

Damping mechanism according to claim 3, characterized in that the resilient elements comprise spiral springs. 35 1004485

Damping mechanism according to claim 3, characterized in that the resilient elements are mounted substantially parallel to the rotary axis.

Deroping mechanism according to claim 3, characterized in that the resilient elements are arranged at least substantially equidistant and at least substantially in a circle concentrically with the axis.

A damping mechanism according to claim 3, characterized in that a cage is further provided in which the rolling elements are arranged such that they can move at least substantially equidistantly and at least substantially in a circle concentrically with the axis of rotation. 1004485