(57)【要約】【課題】アンバランスによる回転ディスクの振動を効果的に除去する回転ディスクの振動防止方法およびカラーホイールモジュールの振動防止装置を提供する。【解決手段】この方法は、回転ディスクの容器に硬化性の液体を収容することを伴う。ディスクが回転すると、硬化性の液体はディスクのバランスをとるように流れ、その後、液体は、このバランス位置で硬化させられる。この結果、本発明によれば、カラーホイールモジュールのような回転ディスクの振動を効果的に除去することができる。【選択図】            図２
2004197922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンバランスによって生じる回転ディスクの振動を除去するための回転ディスクの振動防止方法であって、
前記回転ディスク上に容器を形成するステップと、
当該容器に選択された量の硬化性の液体と略球状のボールとを入れるステップと、
前記液体と前記ボールとが、こぼれることなく前記容器の側壁に維持されつつ、前記回転ディスクの回転から生じる振動力によって前記回転ディスクの外周方向に向かって流れるように、前記回転ディスクのバランスがとられるまで前記回転ディスクを回転させるステップと、
前記硬化性の液体を硬化させるステップと、
を有する回転ディスクの振動防止方法。
【請求項２】
前記容器は、前記回転ディスクに接合している、環状部材または皿によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の回転ディスクの振動防止方法。
【請求項３】
前記環状部材または前記皿は、付着、ネジ止め、ラッチ、および結合よりなる群から選択される手段によって接合させられることを特徴とする請求項２に記載の回転ディスクの振動防止方法。
【請求項４】
前記硬化性の液体の硬化は、光エネルギの供給、熱エネルギの供給、および触媒の供給よりなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の回転ディスクの振動防止方法。
【請求項５】
前記硬化性の液体は、感光性の硬化性の液体、感熱性の硬化性の液体、および二重剤の硬化性のゲルよりなる液体の群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の回転ディスクの振動防止方法。
【請求項６】
前記容器と前記回転ディスクとは同軸であることを特徴とする請求項１に記載の回転ディスクの振動防止方法。
【請求項７】
アンバランスによって生じる回転ディスクの振動を除去するための回転ディスクの振動防止装置であって、
回転力を供給するためのモータと、
当該モータに収容され、前記回転ディスクを回転駆動するため前記回転ディスクに前記回転力を伝達するために前記回転ディスクと結合させられる軸と、
前記回転ディスク上に形成された容器と、
当該容器に収容された硬化性の液体とを有し、
前記モータは、前記軸によって前記回転ディスクに伝達される前記回転力を供給し、前記回転ディスクの前記液体は、前記回転ディスクのバランスをとるように前記液体が分散するように、こぼれることなく前記容器の側壁に維持されつつ、振動力を受けて前記容器の外周側に流れ、前記バランスが得られた後に前記液体は硬化させられる回転ディスクの振動防止装置。
【請求項８】
前記容器は、前記回転ディスクに接合している、環状部材または皿によって形成されることを特徴とする請求項７に記載の回転ディスクの振動防止装置。
【請求項９】
前記硬化性の液体は、感光性の硬化性の液体、感熱性の硬化性の液体、および二重剤の硬化性のゲルよりなる液体の群から選択されることを特徴とする請求項７に記載の回転ディスクの振動防止装置。
【請求項１０】
前記硬化性の液体の硬化は、光エネルギの供給、熱エネルギの供給、および触媒の供給よりなる群から選択されることを特徴とする請求項９に記載の回転ディスクの振動防止装置。
【請求項１１】
前記容器は、当該容器の側壁の上端に設けられ内側に延出されたつばを備えることを特徴とする請求項７に記載の回転ディスクの振動防止装置。
【請求項１２】
前記容器と前記回転ディスクとは同軸であることを特徴とする請求項７に記載の回転ディスクの振動防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーホイールモジュールのような回転ディスクに用いられる回転ディスクのための振動防止方法およびその装置に関し、特に、回転ディスクによって発生させられる振動を除去するために硬化性の液体を用いる方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
理論的には、回転ディスクは、バランスのとれた姿勢で安定して回転軸を中心に回転する。しかし、実際には、固有の製造上の欠点または組立の問題により、実物の回転ディスクは、平らには分布しない。この結果、回転ディスクが回転するとき振動が生じる。この振動の振幅は、いくつかの状況において重要ではないかもしれないが、精密な光学器械においては、要求される精密性が達成されるかどうかの重大な要因となる。
【０００３】
カラーホイールモジュールを例にとる。カラーホイールモジュールは、映像表示装置に広く利用されてきている。カラーホイールは、互いに接合された複数の着色されたフィルターフィルムからなる。映像表示装置が要求された映像形態を描くことができるように、カラーホイールの回転は、速い周波数で変化させられた連続的な色を伴う光線を供給するために、入射光の色を変調する。カラーホイールは、回転によって入射光の色を変化させるので、バランスは重要な点になる。
【０００４】
従来のバランスをとるための方法の大部分は、ディスク１１を実際に駆動することによって、アンバランスな部分を特定しようとするものである。図７（Ａ）に示されるとおり、ディスク１１は、モータ１２によって回転駆動される。ディスクのアンバランス物質Ｍは、回転している間、遠心力を発生させ、当該遠心力は振動を招く。加速度計のようなセンサは、振動の振幅および位相角を検知するために使用される。振動の振幅および位相角に基づいて、アンバランス物質Ｍおよびその位相角θが特定される。さらに、ディスク１１が駆動されるテーブル面のような載置平面によって生じる干渉を回避するために、ディスク１１およびモータ１２は、バネ１４によって支持された懸架面１３上に設置される。
【０００５】
図７（Ｂ）は、アンバランス状態を計算するための図である。ディスク１１のアンバランス物質Ｍおよび位相角が既知のとき、問題解決のためには、対応する物質を加えるか除くかの２つのありふれたアプローチがある。製造者は、振動を除去するために、アンバランス物質Ｍに対して１８０度反対の位置に対応する物質を加えることを選択できる。また、振動を除去するために、アンバランス物質Ｍの位置において対応する物質を除くことも可能である。しかし、実際は、望まれるほど正確には、アンバランス物質Ｍの位置および量を計算することはできない。最も多い状況では、近い値だけが得られる。そこで、補正を行うために、試行錯誤のアプローチが採用される。たとえば、物質を取り除くためにドリルアウト方法が採用される。ディスク１１のアンバランス物質Ｍが得られたとき、選択された物質量を取り除くために、アンバランス物質Ｍが位置する場所に小さな穴があけられる。その後、試運転がなされる。その結果が満足のいくものでない場合、他の小さな穴があけられる。一つの側にあまりにも多くの穴があけられた場合には、対象線の側に小さな穴があけられる。この処理は、ディスク１１が平衡になるまで、繰り返し行われる。このようなバランス方法は、能率が上がらない。得られた最終的なバランスでさえ、完全には望ましいものではない。ただ、測定や計算の公差の範囲内のバランスに達することができるだけである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主要な目的は、上述の問題点を解決することである。本発明は、回転中のアンバランスによって引き起こされる振動からカラーホイールモジュールや回転ディスクが開放されるようにカラーホイールモジュールや回転ディスクの振動を除去するための回転ディスクの振動防止方法およびその装置を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る回転ディスクの振動防止方法およびその装置は、回転ディスクに形成された硬化性の液体を収容するための容器を含む。回転ディスクが回転すると、その液体は、振動力によってバランス位置に自動的に流れて分布する。その後、当該液体は硬化させられる。このようにして、回転ディスクのバランスをとることができる。液体の流れは振動によって生じるので、振動がなくなるまで液体は流動性を保つのがよい。このような方法および構造によれば、構成を簡単化できるだけでなく、より精密なバランスを得ることができる。
【０００８】
請求項１の発明は、アンバランスによって生じる回転ディスクの振動を除去するための回転ディスクの振動防止方法であって、前記回転ディスク上に容器を形成するステップと、当該容器に選択された量の硬化性の液体と略球状のボールとを入れるステップと、前記液体と前記ボールとが、こぼれることなく前記容器の側壁に維持されつつ、前記回転ディスクの回転から生じる振動力によって前記回転ディスクの外周方向に向かって流れるように、前記回転ディスクのバランスがとられるまで前記回転ディスクを回転させるステップと、前記硬化性の液体を硬化させるステップとを有する。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の回転ディスクの振動防止方法において、容器が回転ディスクに接合しており、環状部材または皿によって形成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の回転ディスクの振動防止方法において、前記環状部材または前記皿は、付着、ネジ止め、ラッチ、および結合よりなる群から選択される手段によって接合させられることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１の回転ディスクの振動防止方法において、前記硬化性の液体の硬化は、光エネルギの供給、熱エネルギの供給、および触媒の供給よりなる群から選択されることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４の回転ディスクの振動防止方法において、前記硬化性の液体は、感光性の硬化性の液体、感熱性の硬化性の液体、および二重剤の硬化性のゲルよりなる液体の群から選択されることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１の回転ディスクの振動防止方法において、前記容器と前記回転ディスクとは同軸であることを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明は、アンバランスによって生じる回転ディスクの振動を除去するための回転ディスクの振動防止装置であって、回転力を供給するためのモータと、当該モータに収容され、前記回転ディスクを回転駆動するため前記回転ディスクに前記回転力を伝達するために前記回転ディスクと結合させられる軸と、前記回転ディスク上に形成された容器と、当該容器に収容された硬化性の液体とを有し、前記モータは、前記軸によって前記回転ディスクに伝達される前記回転力を供給し、前記回転ディスクの前記液体は、前記回転ディスクのバランスをとるように前記液体が分散するように、こぼれることなく前記容器の側壁に維持されつつ、振動力を受けて前記容器の外周側に流れ、前記バランスが得られた後に前記液体は硬化させられる。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項７の回転ディスクの振動防止装置において、前記容器は、前記回転ディスクに接合している、環状部材または皿によって形成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項７の回転ディスクの振動防止装置において、前記硬化性の液体は、感光性の硬化性の液体、感熱性の硬化性の液体、および二重剤の硬化性のゲルよりなる液体の群から選択されることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項９の回転ディスクの振動防止装置において、前記硬化性の液体の硬化は、光エネルギの供給、熱エネルギの供給、および触媒の供給よりなる群から選択されることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１の発明は、請求項７の回転ディスクの振動防止装置において、前記容器は、当該容器の側壁の上端に設けられ内側に延出されたつばを備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２の発明は、請求項７の回転ディスクの振動防止装置において、前記容器と前記回転ディスクとは同軸であることを特徴とする。
【００２０】
上述した点は、本発明の追加の目的、特徴、および効果と同様に、添付図面を参照する以下の詳細な説明から、より容易に明らかになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）、（Ｂ）を参照して、振動を除去するためにカラーホイールや回転ディスクに用いられる回転ディスクの振動防止方法を説明する。この図に示されるとおり、アンバランス物質Ｍを有する容器２１がある。容器２１は、さらに、複数の鋼鉄ボール２２を有する。容器２１が選択された角速度ωで回転するとき（図１（Ｃ）参照）、アンバランス物質Ｍは、遠心力のため、振動変位ｅを招く。この振動変位ｅは、鋼鉄ボール２２に力Ｆｅ（Ｆｅ＝ｍｅω２，ここで、ｍは鋼鉄ボールの質量である。）を生じさせる。力Ｆｅの接線方向成分の力Ｆｔ（Ｆｔ＝Ｆｅ・ｃｏｓ（α），ここで、αは半径方向と反対の内角である。）は、バランス状態に達するまで、アンバランス物質Ｍの反対方向に周囲に沿って、鋼鉄ボール２２を移動させる。鋼鉄ボール２２と容器２１との間の摩擦のため、鋼鉄ボール２２が完全にバランス状態に到達することは困難である。液体は摩擦の問題を有しないので、硬化性の液体は、完全なバランス状態を達成するために、鋼鉄ボール２２に取って代わることができる。
【００２２】
図２（Ａ）を参照して、上述の原理を採用する本発明の実施の形態を説明する。回転ディスク３１の上には、硬化性液体３３を収容するための容器を形成する皿３２が設けられている。回転ディスク３１の一方側にアンバランス物質Ｍがある場合には、上述の原理により、液体３３は、振動力に従い、周囲に沿って他方側の方向に流れる。しかし、図２（Ｂ）に示されるとおり、容器の側壁の束縛のため、液体３３は容器に保持される。例として、図３（Ａ）を参照する。図２（Ｃ）に示されるとおり、アンバランス物質Ｍは右側に位置するので、液体３３は、皿３２の左側に、最終的に蓄積する。理想的な状態では、図３（Ａ）に示されるとおり、すべての液体は完全に左側に蓄積する。しかし、粘性、表面張力、および遠心力のため、実際の液体の分布は、図２（Ｃ）に示されるようになる。このような状態において、左側に蓄積された液体は、右側のアンバランス物質Ｍを相殺し、回転ディスク３１はバランス状態に到達する。これにより、アンバランスによって引き起こされる振動を防止することができる。いったんバランス状態が得られると、液体３３は硬化させられる。分散状態は、永久的なバランス状態を維持するために、固定される。
【００２３】
さらに、同じ原理の下で動作するので、図２（Ｃ）への図１（Ａ）の適用は可能である。大きなアンバランスを減少させる能力を高めるために、上述の液体の中に鋼鉄ボールを置くことは可能である。
【００２４】
従来の方法と比較すると、バランス分布を達成するために液体３３を用いることにより、試行錯誤の時間を省くことができるだけでなく、より正確なバランス状態を得ることができる。硬化性の液体３３は、ＵＶジェルのような感光性の硬化性の液体、感熱性の硬化性の液体、または二重剤の硬化性のジェル（double agent curable gel）から選択されることができる。液体３３の硬化は、光エネルギ、熱エネルギ、触媒、またはそのようなものを供給することによってなされることができる。なお、上述した硬化性の液体や硬化の方法は、単なる例示であって、他のタイプの硬化性の液体もまた選択されることができる。
【００２５】
図３（Ａ）は、回転ディスク３１の上に皿３２を設置することによって形成される容器の実施形態を示す。この設置は、付着、ネジ止め、結合、ラッチ、または他の従来より知られている固着手段によって、なされることができる。回転の間に液体３３がこぼれることを防止するため、ボール３２の側壁の上端には突出したつばが形成される。もちろん、図３（Ｂ）に示されるように、環状部材３４が、液体３３を収容する目的で回転ディスク３１上に容器を形成するために、回転ディスク３１上に設置されてもよい。一方、液体３３の量が多くない場合、または、皿３６や環状部材３５がより高い側壁を有する場合は、突出したつばは、省略されてもよい（図３（Ｃ）、図３（Ｄ）参照）。
【００２６】
実践的な状況におけるバランスを果たすために、回転ディスク３１は、モータ４１の軸４２に搭載され、回転駆動されてもよい。同様に、干渉や不正確な計量を防止するため、図４に示されるように、バネ４４によって支持された懸架板４３が、全体の構造物を固定するために使用されてもよい。
【００２７】
図５、６を参照して、カラーホイールモジュールに用いられた本発明について説明する。カラーホイールモジュールは、モータ５４、軸５４１、容器５２、およびカラーホイール５１からなる。モータ５４は、軸５４１を回転駆動する。容器５２は、カラーホイール５１の内側の周縁に形成され、カラーホイール５１と同軸である。さらに、容器５２とカラーホイール５１とは、互いに連結され、軸５４１上にしっかりと取り付けられ、モータ５４によって回転駆動される。
【００２８】
容器５２は、カラーホイール５１の内側の周縁に接合される。接合方法は、直接的な接合またはそのような方法とすることができる。容器５２は、硬化性の液体３３を収容するための上記の皿、環状部材等のような任意の具体化物で形成されることができる。さらに、カラーホイール５１は、通過する光線の色を変調および変化させるため、複数の透明なカラーフィルターフィルム５１１からなる。カラーフィルターフィルム５１１は、たいてい、赤、緑、青、および白色を含む。カラーフィルターフィルム５１１は、それぞれ、互いに結合して円形のカラーホイール５１を形成するために、扇形に形成されている。
【００２９】
いったん、容器５２がカラーホイール５１に結合されると、バランスは独立してなされてもよい。バランスは、上記の方法によって得られてもよく、図４に示される装置の手段によって得られてもよい。バランスが得られた後、容器５２は、軸５４１の上に取り付けられる。この軸５４１は、かわるがわる光線の色を変調するために、モータ５４によって駆動される。一方、軸５４１に容器５２とカラーホイール５１とを取り付け、それからバランスをとり、硬化させることもまた許容される。液体の硬化はもとの精度に影響を与えないので、硬化はバランスが得られた後になされてもよい。
【００３０】
要するに、本発明に係る回転ディスクのための振動防止方法およびカラーホイールや回転ディスクのための振動防止装置は、高速回転下でのバランス位置や分布に達するために液体を使用し、また、液体を凝固させるための硬化特性を用いる。これにより、より容易にバランスが得られ、そのバランスはより精密である。
【００３１】
開示のために、発明の好ましい実施の形態が示されたが、開示された実施の形態の変更も他の実施の形態も当業者に考えられる。よって、特許請求の範囲は、本発明の思想や範囲から外れないすべての実施の形態を含むように意図されたものである。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の方法および構造によれば、回転ディスクが回転すると、液体は、振動力によってバランス位置に自動的に流れて分布し、その後、当該液体は硬化するので、構成を簡素にできるだけでなく、より精密な回転ディスクのバランスをとることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は自動的にバランスをとる原理を示す本発明の概略図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）はバランスをとる過程を示す本発明の概略図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の概略図である。
【図４】バランス構造を示す本発明の概略図である。
【図５】本発明の一応用例の略図である。
【図６】本発明の一応用例の略図である。
【図７】（Ａ）は回転ディスクのアンバランス状態を測定するための従来の構造の概略図であり、（Ｂ）はアンバランス状態にある従来の回転ディスクの概略図である。
【符号の説明】
２１…容器、
２２…鋼鉄ボール、
３１…回転ディスク、
３２、３６…皿、
３３…硬化性の液体、
３４、３５…環状部材、
４１、５４…モータ、
４２、５４１…軸、
４３…懸架板、
４４…バネ、
５１…カラーホイール、
５１１…カラーフィルターフィルム、
５２…容器。
【図１】
2004197922.tif 000003
【図２】
2004197922.tif 000004
【図３】
2004197922.tif 000005
【図４】
2004197922.tif 000006
【図５】
2004197922.tif 000007
【図６】
2004197922.tif 000008
【図７】
2004197922.tif 000009