专利名称：吸振装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种吸振装置，特别是关于一种应用在光盘机的吸振装置。
背景技术：
继蓝光HD-DVD(高密度多功能数字激光视盘)之后，预估光盘储存技术朝更高密度的存储媒体发展，例如近场储存、3D储存技术等等，在此发展趋势下，光盘机的读写头与盘片的距离随之更小，故光盘机的读写头对于盘片因旋转导致振动的干扰就更加敏感。由于盘片在旋转下会产生极大的振动，光盘机内的光机模块会依读写状况调整盘片转速以适合盘片数据的读、写或擦除，所以光盘机的运转并非处于固定转速下，产生主要振动的频率也不是一定值。
目前光盘机应用的吸振装置(Dynamic Vibration Absorber)只能针对某特定转速下产生的振动进行减振处理，如建兴、华硕(ASUS)及先锋(Pioneer)等厂商已经成功地将吸振装置应用在光盘机上。如图1所示，它是现有吸振装置11应用在光盘机1上的平面示意图，该吸振装置11由多个第二弹性体111以及与该第二弹性体111结合的制振体112构成，该吸振装置11结合在该光盘机1的光机模块13上，该光机模块13设置在一结合有第一弹性体12的承载件14上，且该第一弹性体12连接在该光盘机1的壳体15上，由该第一弹性体12的设置可减小该光机模块13运转过程中产生的振动，该吸振装置11的设置可吸收该光机模块13的振动达到减振的效果。
该吸振装置11设置在该光盘机1光机模块13上的理论架构如图2所示，该光机模块13的运动方程式表示为m1x1+c1x1+c2(x1-x2)+k1x1+k2(x1-x2)＝F(t)＝pω2ejωtm2x2+c2(x2-x1)+k2(x2-x1)＝Of
其中，该m1是光机模块13的质量，m2是制振体112的质量，x1是光机模块13的振动位移，x2是制振体112的振动位移，F(t)是旋转不平衡力相对于时间的函数，p是旋转不平衡量，ω是转速，k1是第一弹性体12的弹性系数，k2是第二弹性体111的弹性系数，c1是第一弹性体12的阻尼，c2是第二弹性体111的阻尼。
由上述运动方程式简化转换，该光机模块13的振动位移x1可写为|X1|={[k2-ω2m2]ΔR+c2ωΔI}2+{c2ωΔR-[k2-ω2m2]ΔI}2ΔR2+ΔI2pω2]]>由此可知，当该吸振装置11的共振频率等于外力的频率时，即k2/m2=ω,]]>可使该光机模块13的振动位移最小。但该第二弹性体111的弹性系数k2与该制振体112的质量m2均为固定值，因此只能针对特定频率的外力吸振(即某特定转速)，因此当光机模块13的转速改变时就没有吸振功能，有时会造成更大的振动。
因此，如何克服上述现有技术的缺失，提供一种吸振装置，抑制光机模块在各种转速中产生的振动，实为目前亟待解决的课题。
发明内容
为克服上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种吸振装置，抑制光盘机的光机模块在各种转速中产生的振动。
为达上述目的，本发明提供一种吸振装置，设置在光盘机的光机模块上，抑制光机模块在各转速运转中产生的振动，该吸振装置包括本体，固设在该光机模块上；制振体，可弹性升降地设置在该本体；致动元件，设置在该本体并连接在该制振体，提供推动该制振体升降的推力；以及控制器，根据该光机模块的转速变化，控制该致动元件输出的推力，进而改变该制振体的升降弹性，吸收并减小该光机模块的位移与相对的振动。
上述该本体可呈工形结构，该本体可以是具有二个水平部与一个垂直部的工形结构，该致动元件可以相对于该垂直部升降位移，该制振体位于该垂直部的至少一侧连接在该致动元件一侧。该制振体可以是具有质量或惯性矩的物体，例如金属板或金属块，该制振体可呈H形结构，较佳地可设置两个制振体在该本体上。
该本体上还可设有一引导杆供套设该弹性体，该弹性体可以是例如弹簧、弹片、橡胶或其它具有刚性与阻尼的等效结构。该致动元件可以例如是音圈马达(VCM)、陶瓷式致动器(PZT)、电磁式致动器或气动式致动器。
该控制器控制该致动元件的推力与致动元件的工作电流成正比，旋转不平衡力与光机模块的转速的平方成正比，该吸振装置与光机模块的运动方程式可表示为m1x1+c1x1+C2(x1-x2)+k1x1+k2(x1-x2)+iKf＝F(t)＝pω2ejωtm2x2+c2(x2-x1)+k2(x2-x1)-iK＝Of其中，该m1是光机模块的质量，m2是制振体的质量，x1是光机模块因振动产生位移，x2是制振体的振动位移，F(t)是旋转不平衡力相对于时间的函数，p是旋转不平衡量，ω是转速，k1是第一弹性体的弹性系数，k2是弹性体的弹性系数，c1是第一弹性体的阻尼，c2是弹性体的阻尼，Kf是致动元件的力常数，i是致动元件的工作电流。
当i＝b(x1-x2)时，该光机模块振动产生的位移x1可表示为|X1|={[(k2+bKf)-ω2m2]ΔR+c2ωΔI}2+{c2ωΔR-[(k2+bKf)-ω2m2]ΔI}2ΔR2+ΔI2pω2,]]>其中b为电流常数。由此可知令b=ω2m2-k2Kf]]>时，使该光机模块振动的位移最小，当该光机模块转速或外力频率改变时，该吸振装置可调整电流常数b，使得该光机模块的位移最小。本发明的吸振装置具有架构简单、元件少及易组装的优点，达到抑制光盘机的光机模块在各种转速中产生的振动，让读、写或擦除盘片数据的过程更为顺利稳定。
因此本发明的吸振装置，可解决现有光盘机的光机模块当转速改变时就无法进行有效的吸振的问题。
图1是现有吸振装置应用在光盘机上的平面示意图；图2是现有单一转速吸振装置的理论架构示意图；图3是本发明吸振装置的立体架构示意图；图4是本发明吸振装置应用在光盘机的光机模块上的平面示意图；图5是本发明吸振装置的理论架构示意图；图6A是本发明吸振装置的系统参数图；图6B是的光机模块振动仿真分析图；以及图6C是在光盘机上设置本发明的吸振装置、没有设置本发明的吸振装置以及设置传统吸振装置的光机模块振动的仿真与实验结果图。
具体实施例方式
实施例请参阅图3及图4，分别显示本发明吸振装置21的立体架构图以及该吸振装置21应用在光盘机2的光机模块23上的平面示意图，如图所示，该吸振装置21设置在光盘机2的光机模块23上，抑制光机模块23在各转速运转中产生的振动，该吸振装置21包括本体214、制振体212、弹性体211、致动元件213以及控制器216。
本实施例中，以吸振装置21结合在一光盘机2的光机模块23上为例，该光机模块23设置在一结合有第一弹性体22的承载件24上，且该第一弹性体22连接在该光盘机2的壳体25，由该第一弹性体22的设置可减小该光机模块23在运转过程中产生的振动。
吸振装置21的本体214可供固设在该光机模块23上，该本体214呈工字形结构，具有二个水平部2141与一垂直部2143，该致动元件213可相对于该垂直部2143升降位移，该制振体212位于该垂直部2143的至少一侧，连接在该致动元件213一侧。在本实施例中，该本体214两侧各具有一引导杆215，该致动元件213贯穿且升降位移地滑动设置在该垂直部2143。
该制振体212可弹性升降地设置在该本体214，该制振体212是具有质量或惯性矩的物体，例如可以是金属板或金属块。在本实施例中，具有两个呈H形结构的制振体212，分别设置在本体214的垂直部2143两侧，分别与该致动元件213的两侧固接，可随该致动元件213升降位移。
该弹性体211设置在该本体214，提供该制振体212的升降弹性，且该弹性体211可以是例如弹簧、弹片、橡胶或其它具有刚性与阻尼的等效结构。在本实施例中，包括二个弹性体211分别套设在该本体214两侧的引导杆215上，且结合在该制振体212。
该致动元件213设置在该本体214，并连接在该制振体212，提供推动该制振体212升降的推力。在本实施例中，该致动元件213贯穿且升降位移地滑动设置在该垂直部2143，该致动元件213由线圈2131及磁性体2132构成一音圈马达(VCM)，当然在其它实施例中，该致动元件213也可例如是陶瓷式致动器(PZT)、电磁式致动器或气动式致动器。
该控制器216根据该光机模块23的转速变化控制该致动元件213输出的推力，改变该制振体212的升降弹性，吸收并减小该光机模块23振动产生的位移与相对振动。
请参阅图5，该控制器216控制该致动元件213的推力是与致动元件213的工作电流成正比，旋转不平衡力是与光机模块23转速的平方成正比，且该吸振装置21与光机模块23的运动方程式表示为m1x1+c1x1+C2(x1-x2)+k1x1+k2(x1-x2)+iKf＝F(t)＝pω2ejωtm2x2+C2(x2-x1)+k2(x2-x1)-iK＝Of其中，该m1是光机模块23的质量，m2是制振体212的质量，x1是光机模块23的振动位移，x2是制振体212的振动位移，F(t)是旋转不平衡力相对于时间的函数，p是旋转不平衡量，ω是转速，k1是第一弹性体22的弹性系数，k2是弹性体211的弹性系数，c1是第一弹性体22的阻尼，c2是弹性体211的阻尼，Kf是致动元件213的力常数，i是致动元件213的工作电流。
当i＝b(x1-x2)时，该光机模块23振动的位移x1可表示为|X1|={[(k2+bKf)-ω2m2]ΔR+c2ωΔI}2+{c2ωΔR-[(k2+bKf)-ω2m2]ΔI}2ΔR2+ΔI2pω2]]>其中b为电流常数；由此可知令b=ω2m2-k2Kf]]>时，该光机模块23的振动位移最小，当该光机模块23转速或外力频率改变时，该吸振装置21可调整b，使得该光机模块23的振动最小。因此，本发明的吸振装置21具有架构简单、元件少及易于组装的优点，实现光盘机2的光机模块23在各种转速下均能有效地减振，读写盘片的过程更顺利、稳定。
请参阅图6A至图6C，图6A是本发明吸振装置21的系统参数图，图6B是在光盘机上设置本发明的吸振装置、没有设置本发明的吸振装置以及设置传统吸振装置的光机模块振动仿真分析图，图6C是在光盘机上设置本发明的吸振装置、没有设置本发明的吸振装置以及设置传统吸振装置的光机模块振动的仿真与实验的结果图。如图所示，可知传统吸振装置(实线)只能在某个固定频率附近有效地吸振，利用本发明则可随转速或外力频率移动曲线波谷(图6B以6000rpm点线与10000rpm虚线作为本发明实施例)，且本发明吸振装置21在6000rpm与10000rpm转速下分别比采用传统吸振装置增加38％与42％的吸振效率。
综上所述，本发明的吸振装置21由一本体214、致动元件213、制振体212、弹性体211与控制器216构成，该弹性体211的刚性与阻尼可视为系统的k2与c2，该制振体212的质量视为系统的m2，因该致动元件213的推力是由电流i与力常数Kf相乘，由上述理论与方程式可知通过调整电流控制该致动元件213，使该光盘机2的光机模块23在不同转速下的该光机模块23的振动为最小，达到吸振的效果，并解决现有技术的种种缺失，已具备高度产业利用价值。
权利要求
1.一种吸振装置，设置在光盘机的光机模块上，抑制光机模块在各转速运转过程中产生的振动，其特征在于，该吸振装置包括本体，固设在该光机模块上；制振体，可弹性升降地设置在该本体；致动元件，设置在该本体并与该制振体连接，提供推动该制振体升降的推力；以及控制器，根据该光机模块的转速变化控制该致动元件输出的推力，进而改变该制振体的升降弹性，吸收并减小该光机模块的位移与相对的振动。
2.如权利要求1所述的吸振装置，其特征在于，该弹性体选自至少由一弹簧、弹片或橡胶组成群组中的一个。
3.如权利要求1所述的吸振装置，其特征在于，该制振体是具有质量的金属板或金属块。
4.如权利要求1所述的吸振装置，其特征在于，该制振体具有惯性矩的金属板或金属块。
5.如权利要求1所述的吸振装置，其特征在于，该制振体呈H形结构。
6.如权利要求1所述的吸振装置，其特征在于，该制振体的数量是两个。
7.如权利要求1所述的吸振装置，其特征在于，该本体呈工形结构。
8.如权利要求1所述的吸振装置，其特征在于，该本体是具有二个水平部与一垂直部的工字形结构，该致动元件可相对于该垂直部升降位移，该制振体位于该垂直部的至少一侧，连接该致动元件的一侧。
9.如权利要求1所述的吸振装置，其特征在于，该本体上还设有一引导杆用于套设该弹性体。
10.如权利要求1所述的吸振装置，其特征在于，该致动元件选自音圈马达、陶瓷式致动器、电磁式致动器或气动式致动器组成群组中的一个。
全文摘要
本发明是一种吸振装置，该吸振装置设置在光盘机的光机模块上，抑制光机模块在各转速运转中产生的振动，该吸振装置包括本体，固设在该光机模块上；制振体，可弹性升降地设置在该本体；致动元件，设置在该本体并连接在该制振体，提供推动该制振体升降的推力；以及控制器，根据该光机模块的转速变化控制该致动元件输出的推力，进而改变该制振体的升降弹性吸收，并减小该光机模块的位移与相对的振动；本发明的一种吸振装置可抑制光盘机的光机模块在各种转速中产生的振动。
文档编号F16F15/00GK1979677SQ20051012748
公开日2007年6月13日 申请日期2005年12月9日 优先权日2005年12月9日
发明者张啟伸, 郑尊仁, 王世杰 申请人:财团法人工业技术研究院