CN1017574B - 盘存储装置 - Google Patents

Abstract

本发明的盘存储装置在利用插入和脱卸机构可将卡盒从一面翻转向另一面、并向录放装置插入或从上述录放装置取出的盘存储装置中，设有具有开放端和闭塞端的C形结构的保持装置和可在上述保持装置的开放端与闭塞端之间移动的移动装置，利用设在上述移动装置上的夹持机构可将上述卡盒侧面的缺口夹住，并依靠设在上述移动装置上的第一导引构件和设在上述保持装置上的第二导引构件可将上述卡盒可靠地夹持着进行导引。

Description

本发明是关于利用插入和脱卸机构有选择地将存放在储藏器内的卡盒取出、并将它插入录放装置或从录放装置取出的盘存储装置。

图13是先有的、例如日本实开昭61-170157号公报公布的盘存储装置整体结构的斜视图，图14是卡盒的插入和脱卸机构的主要部分的具体结构的斜视图，图15是可使插入和脱卸机构移动的支撑架的斜视图。

在图13中，（1）是装有信息记录媒体即盘的卡盒，沿横向整齐地竖放在储藏器（2）内的搁板上;（3）是录放装置，用来读写卡盒（1）内的盘上的信息;（4）是插入和脱卸机构，它包括设置在可上下移动的支撑架（6）上的横向移动台（5）和通过设置在该横向移动台（5）上的转动机构装配成可自由转动的、将卡盒（1）向储藏器（2）或录放装置插入或取出的机构;（7）是圆柱状的导轨，左右两根平行地安装，与安装在支撑架（6）上的滑块（8）嵌合，并可以滑动，用来导引支撑架（6）的升降;（9）是传动带，与支撑架（6）和平衡器（11）连接，用来传送驱动升降的电机（10）的动力。

在图15中，（12）是将传动带（9）与支撑架（6）连接起来的连接器;（13）是使横向移动台（5）沿箭头B所示的方向左右移动的电机，通过安装支架（14）安装在支撑架（6）上;（15）是装配在电机（13）上的蜗杆;（16）是与蜗杆（15）啮合的蜗轮;（17）是将旋转力从蜗轮（16）传送给皮带轮（18）的转轴;（19）是皮带，与皮带轮（18）啮合，并且其环状部分通过皮带固定架（22）装配在横向移动台（5）上;（20）是圆柱状的导轨，上下两根平行地安装，与安装在横向移动台（5）上的滑块（21）嵌合，并可以滑动，该导轨（20）的两端安装在支撑架（6）上;（23）是用来使通过安装支架（24）安装在横向移动台（5）上的使插入和脱卸机构（4）转动的电机;（25）是安装在电机（23）的轴上的蜗杆，与通过设置在横向移动台（5）上的轴承座（27）装配成可自由转动的蜗轮（26）啮合。

另外，蜗轮（26）沿轴线（A）方向安装在插入和脱卸机构（4）的保持装置（28）上。因此，电机（23）的转动可以使保持装置（28）随之转动。

在图14中，（29）是移动装置，在其下面有安装在保持装置（28）的前后的导引轴（30）和可以滑动的滑块（图中未示出），在其上面安装有用来使该移动装置（29）前后移动的机构和卡盒（1）的夹持机构（39）;（31）是使移动装置（29）前后移动的电机，安装在移动装置（29）上的轴承座（32）上;（34）是安装在电机（31）上的蜗杆;（35）是与蜗杆（34）啮合的蜗轮，安装在同步转轴（36）上。同步转轴（36）安装在移动装置（29）两侧设置的轴承座（32）和（33）上，并能自由转动。另外，同步转轴（36）的两端分别设有可在保持装置（28）上的用来导引卡盒（1）的导引槽（28c）内转动的滚轮（38）和与导引槽（28c）侧面上的齿条（28d）啮合的小齿轮（37）。因此，移动装置（29）可以随着在卡盒（1）的导引槽（28c）内滚动的滚轮（38）和导引轴（30）以一定的姿势移动。（40）是一对可在厚度方向上开闭、用来夹持卡盒（1）的夹钳;（41）是支撑一对夹钳（40）和凸轮轴（42）、并使之可以转动的支撑台;（43）是用来安装一对夹钳（40）和凸轮轴（42）、并使之可以转动的轴承 座，该轴承座（43）上同时还安装着电机（44）;（45）和（46）是将电机（44）的转动传送给凸轮轴（42）的齿轮;（47）是提供夹持力的拉伸弹簧，与一对夹钳（40）相连接。图示的凸轮轴（42）的状态对应一对夹钳（40）张开的状态，如果凸轮轴（42）从图示的状态转动90°，就会变成靠弹簧（47）的作用力夹持住卡盒（1）的状态。

另外，（28e）是卡盒（1）的引入口;（28f）是夹钳（40）的出入孔;（48）是与卡盒（1）的正面接触的挡块，它依靠弹簧（49）的弹性力支持着。

下面说明该装置的工作。

该装置的工作是将存放在储藏器（2）内的卡盒（1）有选择地取出、并插入录放装置，或者做反向动作，把卡盒（1）放回原来的位置。作为一个例子，下面，按照向录放装置（3a）提供图13所示的卡盒（1a）的情况进行说明。

开始，先向该装置输入将上述卡盒（1a）取出并插入上述录放装置（3a）的指令，于是，便利用装在该装置内的控制器（图中未示出），驱动使支撑架（6）升降的电机（10）、使横向移动台（5）横向移动的电机（13）及使保持装置（28）转动的电机（23），从而使插入和脱卸机构（4）移动到使设在构成插入和脱卸机构（4）的保持装置（28）上的卡盒引入口（28c）对准储藏器（2）内的卡盒（1a）的位置。然后，凸轮轴（42）在电机（44）的驱动下转动，使夹钳（40）成为张开的状态。接着，便驱动电机（31），使具有夹持机构（3a）的移动装置（29）前进到夹钳（40）可以夹持储存器（2）内的卡盒（1a）的位置。接下去，再驱动电机（44），使凸轮轴（42）转动90°，依靠拉伸弹簧（47）的作用力用夹钳（40）夹持住卡盒（1a）的前部。然后，反向驱动电机（31），将卡盘（1a）沿着设在保持装置（28）上的导引槽（28c）内进行导引。导引一结束，卡盒（1a）的保持装置（28）根据选择卡盒（1a）的正、反面的指令，在电机（23）的驱动下转动90°，与此同时，并驱动电机（13）和电机（10），使插入和脱卸机构（4）移动到使录放装置（3a）的插入口（3b）与设在保持装置（28）上的卡盒引入口（28e）对准的位置。然后，再使驱动电机（31）正转，使夹钳（40）前进，插入录放装置（3a）。当插入动作结束后，便向录放装置（3a）输入插入动作结束的信号，并同时驱动电机（44），使夹钳（40）张开，接着，再反向驱动电机（31），使夹钳（40）后退。另外，被插入的卡盒（1a）由设在录放装置（3a）内的引入装置（图中未示出）再引入到在录放装置（3a）内可以录放信息的位置。当录放工作结束后，再将卡盒（1a）放回储藏器（2）内原来的位置。这时，可以按照以上说明的动作反向进行。

先有的盘存储装置中的卡盒插入和脱卸机构是夹持着卡盒的两侧边滑动边导引的机构，所以，插入和脱卸机构的体积大而笨重，转动的惯性矩也很大，这样，就要求轴承结构坚固，电机的功率也必须大。另外，由于插入和脱卸机构所需要的零部件对于悬臂结构的转动轴很难装配得平衡，所以，不仅转动时会发生振动，而且升降和横向移动时也会发生振动，从而影响插入和脱卸机构高速度地移动。

本发明就是为了解决上述问题而提出来的，目的在于提供一种可以高速而平稳地输送及插入和脱卸卡盒、并在限定的空间内存放尽可能多的卡盒的盘存储装置。

本发明的盘存储装置在保持为可以转动的C形保持装置的开放端与闭塞端之间设置可移动的移动装置，利用设在该移动装置上的夹持机构可以夹持住卡盒侧面的缺口，该缺口的深度比卡盒的厚度大，利用第一导引构件导引卡盘的前部，利用设在保持装置开放端的第二导引构件将卡盒插入。

本发明的盘存储装置，将卡盒保持在C形保持装置内，利用夹持机构夹持住卡盒侧面的缺口，由第一导引构件和第二导引构件夹住卡盒的正反面进行插入，即使保持构件发生转动，也能可靠地保持住卡盒。

下面，参照附图说明本发明的一个实施例。在图1中，（1）是装有信息记录媒体即盘的卡盒，如图所示，它们整齐地平放在储藏器（2）内的搁板（图中未示出）上;（3）是录放装置，用来读写卡盒（1）内盘上的信息，如图所示，该录放装置（3）安装在底座（55）上设置的框架（54）上。另外，储藏器（2）安装在该框架（54）的上部。

本盘存储装置还在储藏器（2）的上部设有可从本装置外部放入卡盒（1）的送入装置，但本说明从略。

（4）是卡盒（1）的插入和脱卸机构，后面将详细介绍，它主要由可转动的C形结构的保持装置（28）构成。该保持装置（28）由用于反向转动的支持构件（28c）和一对C形结构的构件（28a）及（28b）构成，其开放端对着卡盒（1），闭塞端安装在横向移动动台（5）上，可反向转动。横向移动台（5）通过滑块（21）和导轨（20）以悬臂支持的状态安装在支撑架（6）上，可以移动。另外，支撑架（6）通过两套滑块（8）和安装在立框（57）上的导轨（7）装配成可上下移动的形式。在立框（57）的下端，安装有使支撑架（6）升降的电机（10），支撑架（6）与使安装在该电机（10）的转轴上的皮带轮（58）和安装在立框（57）上端的可自由转动的皮带轮（59）相联系的转动的皮带（9）连接，以此来带动该支撑架（6）的升降。（11）是为了减小电机（10）的负载量而设置的平衡器，它安装在皮带（9）上。另外，如图所示，插入和脱卸机构以及移动装置均安装在立框（57）上。下面，根据图2和图3说明插入和脱卸机构（4）的夹持移动装置、插入和脱卸机构（4）的横向移动装置及反转装置。

在图2中，储藏器（2）和录放装置（3）各设置了两套，是为了更多更快地录放信息。因此，插入和脱卸机构必须进行横向移动。（13）是驱动横向移动的电机，直接安装在支撑架（6）的一端，把横向移动台（5）与将安装在该电机（13）的转轴一端的皮带轮（18）和安装在支撑架（6）的另一端可自由转动的皮带轮（18a）相联系的转动的皮带（19）连接，以此带动横向移动台（5）沿横向移动。在该横向移动台（5）的中央位置，固定有使插入和脱卸机构（4）反转所需要的主轴（后面介绍）和齿轮（26）。该主轴通过十字滚珠轴承（后面介绍）支持着构成C形结构的保持装置（28）的闭塞端构件（28c），可以反转。另外，在该构件（28c）上安装有反转所需要的电机（23），该电机（23）的转轴一端安装有与齿轮（26）啮合的小齿轮（25）。也就是说，电机（23）边自转边绕齿轮（26）公转。采用这种构造的理由是为了保持反转时平衡和将电机（23）的接线与插入和脱卸机构（4）集中在一起便于进行布线。另外，确认反转的传感器（后面介绍）也设置在反转的一边。

下面，说明保持机构的移动方法。保持机构就是设置在移动装置（29）上的C形结构的保持装置（28），电机（31）直接安装在构成该保持装置（28）的C形结构的构件（28a）的闭塞端，设在移动装置（29）下部的支持台（63）与将安装在电机（31）的转轴一端的皮带轮（60）和安装在C形结构的构件（28a）开放端的可自由转动的皮带轮（61）相联系并转动的皮带（62）连接，以此带动该移动装置（29）对准储藏器（2）沿前后方向移动。另外，如图1所示，在支持台（63）上设有滑块（51），该滑块（51）沿着安装在保持装置（28）的C形结构的构件（28b）上的导轨（50）移动;（64）是安装在移动装置（29）上的传感器，用来检测卡盒（1）的正面;（65）是安装在储藏器（2）的后面、用来检测卡盒（1）的反面的传感器;（87）是设置在储藏器（2）的各个搁板两侧、用来使卡盒（1）在储藏器（2）内保持稳定的保持弹簧。

图3表示移动装置（29）和安装在其上的夹持机构从图2所示的状态前进到将卡盒（1）插入储藏器（2）内的状态。

图4是为了容易理解本装置整体结构的斜视图。

图5是卡盒（1）的外观图，在其前部的两侧设有缺口（1a），而其后部的两个侧面加工成容易插入储藏器（2）和录放装置（3）的平缓的曲线形状。另外，在上述两侧曲线处设有用来使录放装置（3）将卡盒（1）引入本体内的半圆形缺口（1b。这一形状是各公司共同采用的规格化形状。

下面说明图6。（53）是安装在保持装置（28）上用来沿卡盒（1）的厚度方向导引的导引构件，由板簧构成，当其前端张开，引入卡盒（1）时，如果接触到卡盒（1）的前部的棱角，则可起到缓冲的作用;（52）是安装在由两块薄板构成的移动装置（29）上的导引构件，其前端和导引构件（53）一样，是张开的，由板簧制成，由于该导引构件（52）在引入卡盒（1）时具有防止卡盒（1）以导引构件（53）为支点向前倒的作用，并且在夹持排列在储藏器（2）的搁板上的卡 盒（1）时，由于先由导引构件（52）夹住卡盒（1）的前部，所以，即使升降装置未能确定准确的上下位置，也可以很容易地夹持住卡盒（1）并将它取出来。（66）是摇动控制杆，后面将要介绍，它的两端与连杆（77）连接，该连杆（77）与夹钳（40）连接，依靠摇动控制杆（66）的摇动使夹钳（40）开闭。摇动控制杆（66）围绕装配在支持台（63）和移动装置（29）上的穿钉（67）转动。另外，该摇动控制杆（66）的转动是与设在摇动电机（44）的转盘上的止动销钉（44a）配合进行的。摇动电机（44）是磁电式电机，通电之后，只转动一定的角度，在本实施例中，只转动33°。另外，如果切断电源，则可依靠装在电机内的发条盘簧退回到原来的位置。摇动电机（44）通过支持螺杆（68）安装在移动装置（29）上。（28c）是构成保持装置（28）的构件，它通过轴承压板（70）安装在十字滚珠轴承（69）的外环上。十字滚珠轴承（69）的内环装配在主轴（71）上的法兰盘（72）内，固定为不可转动的状态。另外，主轴（71）安装在横向移动台（5）上，横向移动台（5）安装在装有滑块（21）的平板（73）上。在该安装平板（73）上，装有皮带托台（74），依靠皮带压板（75）把用来横向移动的皮带（19）的一部分夹紧，从而使插入和脱卸机构（4）与具有反转轴的横向移动台（5）沿着安装在支持架（6）上的导轨（20）平稳地移动。

另外，设置在移动装置（29）下部的支持台（63）上安装有滑块（51），依靠该滑块（51）和安装在保持装置（28）的C形结构的构件（28b）上的导轨（50），可以使移动装置（29）和夹持装置前后移动。

在图7中，M点是反转中心，N点是反转后的所有部件的综合重心位置，该点在图中稍微偏左，在图示状态下，不反转的部件只有横向移动台（5）和齿轮（26）。图示是安装在电机（23）的转轴上的小齿轮（25）转动并与齿轮（26）啮合使插入和脱卸机构（4）沿箭头P所示的方向反转的状态。安装在保持装置（28）的构件（28c）上的制动器（78）依靠安装在横向移动台（5）上的调整螺栓（82）保持其位置。这时，借助于调整螺栓（81）将安装在该制动器（78）上的传感器（79）调整到恰好可以检测反转位置的状态。

下面，说明反转装置的重心位置N点比反转中心M稍微偏左的原因。因为重心位置如果在右边，就会一直有使反转装置沿箭头P所示的方向转动的力作用，从而使调整螺栓（82）一直与平板（78）接触，例如，在将卡盒（1）向储藏器（2）插入的动作阶段，如果有来自装置以外的振动，反转位置就会移动，从而卡盒（1）的前端就会与储藏器（2）发生碰撞。为了防止这种现象，所以，本装置将重心位置设计成图示偏离反转中心的位置。

图8是表示从图7反转后的状态简图，反转之后，由于重心位置就到了反转中心的右边，所以，平板（78）一直与调整螺栓（82）接触。

下面，参照图9说明设置在移动装置（29）上的夹持机构（40a）。图示是夹钳（40）闭合并夹持着卡盒（1）的状态，夹钳（40）的结构相对于摇动控制杆（66）是左右对称的。这样，不仅能够尽可能地减小如图示所示的尺寸S，从而缩小保持装置（28）的结构并减轻悬臂支持的负荷，而且还可以使本发明的整个装置的体积减小。

图中，一对夹钳（40）是由薄板构成的，将移动装置（29）夹在其间，呈犬牙形状，通过销钉（85）安装在移动装置（29）上，并可以自由转动，图示夹钳（40）的后端通过销钉（84）与连杆（77）连接，可以自由转动。该连杆（77）通过销钉（83）与摇动控制杆（66）连接，图中是摇动控制杆（66）在摇动电机（44）的弹力作用下沿箭头G所示的方向转动到与制动器（86）接触的状态，这时，摇动控制杆（66）的转动中心与销钉（83）的中心及销钉（84）的中心排列在一条直线上，这就是肘臂连杆结构，可以使左右夹钳（40）同时对称地开闭，采用这一结构，即使横移机构使移动装置（29）沿箭头K所示的方向很快地移动，夹钳（40）也不会因夹持的卡盒（1）的惯性力而打开。也就是说，依靠设在保持装置（28）开放端的导引构件（53）和设在移动装置（29）上的导引构件（52）与夹钳（40），可以将卡盒（1）可靠地夹持住。

图10表示使摇动控制杆（66）沿箭头J所示的方向只转动一空角度、使夹钳（40）张开的状态。（76）是压板，利用该压板（76）的前面压住 卡盒（1）的正面，将卡盒（1）插入储藏器（2）及录放装置（3）内。

图11和图12所示的直线导引机构，对于插入和脱卸机构所必需的升降移动、横向移动和前后移动，都可以使用。

图中，由于安装高度Z比较小，对于箭头x方向和y方向的负荷由于强度大，并且依靠循环的滚珠相联系，所以，可以获得精度高、动作平稳并且即使高速移动也不会发生振动以及驱动功率小的机构。

下面，说明本装置的动作。本装置的主要动作是将存放在储藏器（2）内的卡盒（1）有选择地取出、并插入录放装置（3）内，或者反向动作，将卡盒（1）放回原来的位置。本装置的重要作用是正确地保存卡盒（1）内盘上的信息，所以，在输送过程中不会发生冲击或强烈的振动。另外，在短时间内读取更多的信息也很重要，所以，提高输送速度即缩短卡盒（1）的存取时间也是它的重要功能。下面，作为一个例子，说明将图4所示的卡盒（1a）取出并插入录放装置（3a）内的动作。

首先，向本装置输入将卡盒（1a）取出并插入录放装置（3a）的指令。然后，由装在本装置内的控制器（图中未示出）驱动升降用的电机（10）和横向移动用的电机（31），使插入和脱卸机构（4）移动到插入和脱卸机构（4）的导引中心与储藏器（2）内的卡盒（1a）正面的中心一致的位置。利用带狭缝的刻度盘和光电传感器（图中未示出）确认这时的位置。另外，电机全部使用脉冲电机，使插入和脱卸机构（4）的前端以无振动的速度方式移动。接着，设置在移动装置（29）上的夹持机构的摇动电机（44）工作，使夹钳（40）张开，与此同时，驱动电机（31），使移动装置（29）向卡盘（1a）前进，先由设在该移动装置（29）前部的导引构件（52）与卡盒（1a）的厚度方向接合，然后，当传感器（64）检测到卡盒（1a）的正面后，便停止前进。接着，便切断摇动电机（44）的电源，于是，夹钳（40）在摇动电机（44）内的发条盘簧的弹力作用下闭合，从而夹住卡盒（1a）两侧的缺口，并夹持住卡盒（1a）前部的两个侧面，这种状态如图9所示。然后，当传感器（图中未示出）确认了夹钳的闭合状态后，电机（31）便逆向转动，从而将卡盒（1a）从保持装置（28）的开放端向闭塞端引入。这时，由设在该保持装置（28）开放端的导引构件（53）保持着卡盒（1a）的水平位置而移动，当卡盒（1a）被引入到图2的双点划线所示的位置时，便驱动电机（10）和电机（13），使插入和脱卸机构（4）移动到插入和脱卸机构（4）的引入中心与录放装置（3a）的插入口中心一致的位置。在移动过程中发出选择卡盒（1a）的正反面的指令，如果必要，便驱动电机（23），使插入和脱卸机构（4）转动180°。当全部移动结束后，便驱动电机（31），使卡盒（1a）前进。这时，依靠设在移动装置（29）上部的压板（76）将卡盒（1a）压住，使夹钳（40）的突出部与卡盒（1a）的缺口之间留有一定的间隙。这样，利用较小的力便可使夹钳（40）张开，从而使摇动电机（44）的负载量减小。当卡盒（1a）前进到插入录放装置（3a）内时，装在录放装置（3a）内的传感器（图中未示出）便开始工作，从而使驱动电机（31）停止。与此同时，将摇动电机（44）的电源接通，使夹钳（40）张开。当夹钳（40）张开之后，便使电机（31）逆转，从而使夹持机构后退。然后，切断摇动电机（44）的电源，使夹钳（40）闭合，成为等待状态。当录放装置（3a）的录或放结束之后，则发出将卡盒（1a放回储藏器（2）内原来位置的指令。这时，可按与上述相反的动作进行。不过，所不同的是，当把卡盒（1a）插入储藏器（2）时，由设在该储藏器（2）后部的传感器（65）检测卡盒（1a）的后部，使电机（31）停止驱动时。另外，卡盒（1a的位置由设在储藏器（2）上的保持弹簧（87）所保持，不会由于振动等原因从储藏器（2）内掉出来。

在上述实施例中，是用板簧来做插入和脱卸机构的导引构件（53）的，但是也可以采用滚轮与板簧组成的结构。另外，导引构件（52）是安装在移动装置上的，但是也可以安装在夹持机构的夹钳上。

此外，上述实施例介绍的是盘存储装置，但是，也可以用于音频盒式磁盘插入和脱卸装置以及自动仓库的整理装置。并且，插入和脱卸机构还可以作为机器人的机械手使用。

按照本发明，是利用设置在可在C形结构的 保持装置的开放端与闭塞端之间移动的移动装置上的夹持装置夹持住卡盒的侧面，并由设在该移动装置上的第一导引构件和设在保持装置上的第二导引构件保持住卡盒，然后通过使保持装置转动而使卡盒的正反面翻转的，所以，能够高速而稳定地工作。

图1是本发明盘存储装置的一个实施例的整体侧视图，图2是其整体平面图，图3是图2的动作说明图，图4是其整体的斜视图，图5是卡盒的斜视图，图6是沿图2的Ⅵ-Ⅵ线的剖面图，图7是沿图2的Ⅶ-Ⅶ线的剖面图，图8是图7的动作说明图，图9是说明夹持机构的平面图，图10是图9的动作说明图，图11是将本装置所有移动轴使用的导引机构画出一部分剖示的正面图，图12是图11的侧视图，图13是先有的盘存储装置的斜视图，图14是图13的插入和脱卸机构的斜视图，图15是图13的支撑架的斜视图。

图中，（1）是卡盒，（2）是储藏器，（3）是录放装置，（23）是电机，（28）是保持装置，（29）是移动装置，（52）是第一导引构件，（53）是第二导引构件。

此外，各图中相同的符号表示相同或相当的部分。

Claims (2)

1、一种盘存储装置，利用插入和脱卸机构可将卡盒从一面翻向另一面、并向录放装置插入或从上述录放装置取出该卡盒，其特征在于，上述插入和脱卸机构将开放端与存放在储藏器内的上述卡盒的前侧面相对、且在夹着卡盒的厚度方向上形成的C形结构的保持装置安装在指向上述卡盒的转轴上，并可以转动；并设有可在上述保持装置的开放端与闭塞端之间移动的移动装置，利用设在上述移动装置上的夹持装置可将上述卡盒侧面的缺口夹住；在上述移动装置上设有可张开得比上述卡盒的宽度大、并用来导引上述卡盒前部的第一导引构件，而在上述保持装置的开放端设有可夹住上述卡盒的第二导引构件，从而可将上述卡盒可靠地夹持着进行导引。

2、按权利要求所述的盘存储装置的特征是：保持装置利用十字滚珠轴承支持着C形结构的闭塞端，并可以转动。

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