CN1189232A - 盘片驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种能抑制由一装入之盘片的不平衡引起的不希望有的振动,并且能实现高速数据传输的盘片驱动装置,该装置包括一其内部容纳有多个球体(24)或一种液体(26)的中空环形元件(23),从而形成一平衡件。所述平衡件设置成和装入的盘片一起旋转,借以抑制当一不平衡盘片旋转时所产生的振动。
Description
技术领域
本发明涉及一种盘片驱动装置，它可以消除因作为一可取出记录媒体的盘片的不平衡性而产生的不希望有的振动和噪声，从而能稳定地对盘片进行记录和回放。
背景技术
近年来，在用于驱动作为可取出记录媒体的盘片的盘片驱动装置中(例如CD-ROM)，一直在依靠增大盘片的转速来提高数据的传输速度。然而，由于盘片厚度不均匀等因素的影响，所以盘片存在着质量不平衡。如果这样的盘片高速旋转，就会对盘片的旋转中心施加一不均匀的离心力(不平衡力)，从而使因不平衡力而产生的振动传递给整个装置。由于不平衡力的大小是随着转动频率的平方递增，所以振动会随着盘片转速的增加而迅速增大。因此，高速旋转的盘片涉及因振动而产生噪声的问题，并涉及用于驱动盘片的旋转电机的轴承被损坏的问题，还涉及难以稳定地进行记录和回放的问题。另一个重要问题是，当一盘片驱动装置是安装在一计算机或类似物中时，振动会传递给其它外围设备，从而导致不良后果。
因此，为了通过提高盘片转速来加快数据的传输速度，必需消除因盘片的不平衡而产生的不希望有的振动。
下面将结合附图来描述一个传统的盘片驱动装置的例子。
图24是传统的盘片驱动装置的立体图。在图24中，一盘片1由一旋转电机2驱动旋转，一读写头3可读取记录在盘片1上的数据，或将数据写录到盘片1上。一读写头驱动机构5是由齿条和小齿轮之类组成，它可以将读写头驱动电机4的旋转运动转换成直线运动并传送至读写头3。读写头3可以借助读写头驱动机构5的作用沿径向穿过盘片1。旋转电机2、读写头驱动电机4和读写头驱动机构5都是安装在一个副基板6上。从外界传递至副基板6的振动和冲击由一隔离件7(弹性元件)予以衰减；副基板6是通过该隔离件7安装在一主基板8上。该盘片驱动装置的主要部分的构造使其借助于一和主基板相连的框架9就可以安装到一计算机装置或类似物中。
图25是一个横剖侧视图，示出了在该传统盘片驱动装置内的旋转电机2周围的结构。一转台110固定于旋转电机2的轴21，并以可转动的方式支承着盘片1的夹持区域11。在转台110上一体形成了一个与盘片1的夹持孔12相配合的凸台14。借助盘片1和凸台14的配合，可以使盘片1实现中心定位。在凸台14的上部形成了一个定位孔113，并且还固定了一个反轭铁15。
夹持件116具有一用来中心定位的中心凸起17，它与形成在转台110内的定位孔113相配合，围绕中心凸起17固定了一个环形磁铁18。在夹持件116的下表面上形成了一个与盘片1接触的平的接触部分19。
在这样一种结构的传统的盘片驱动装置中，当装载盘片1时，盘片1被置于转台110上，盘片的夹持孔12与凸台14相配合。此时，通过安装在夹持件116内的磁铁18和固定在转台110上的反轭铁15之间的吸力作用，就可以把盘片1夹持在位。被夹持的盘片1与转台11和夹持件116一起由旋转电机2驱动旋转。当要取出盘片1时，夹持件116和转台110受到一盘片装载电动机(未示)的驱动力的作用而沿相互离开的方向移动，这样就让盘片1处于一种可取出的状态。
然而，在上述传统的盘片驱动结构中，如果盘片1存在着因厚度不均等原因造成的质量不平衡，那么当盘片1高速旋转时，会有一个离心力(不平衡力)F作用在盘片1的质心G1上(如图25所示)。其作用方向随着盘片1的旋转而转动。这一不平衡力F通过转台110和旋转电机2传递至副基板6；由于副基板6是支承在由弹性元件组成的隔离件7上，所以不平衡力在令隔离件变形的同时，使副基板6产生很大的抖动。由于不平衡力F的大小是和其不平衡量(用gcm表示)与转动频率的平方的乘积成正比，副基板6的振动加速度也迅速增大，近似与盘片1的转动频率的平方成正比。于是便由于副基板6本身和安装在副基板6上的读写头驱动机构5的共振而产生噪声，而盘片1和读写头3的较大振动则会导致不能进行稳定的写入和回放。
为了解决这一问题，在传统的盘片驱动装置内采取了这样一种办法来减小副基板6的振动幅度，即，增大隔离件7的弹性常数，或是在副基板6和主基板8之间插设例如一个片簧之类的弹性元件。然而，增大副基板6和主基板8之间的结合部分的刚度会产生这样的问题：当有外界振动或冲击施加于这种装置时，这种振动或冲击会直接传递给安装有盘片1、读写头3等元件的副基板6，因而不能稳定地进行记录和回放，并且会降低装置的抗振、抗冲击特性。
上述的方法还涉及这样的问题：由于由不平衡力F引起的副基板6的振动会通过主基板8和框架9传递至盘片驱动装置以外，所以会对安装在计算机装置内的、除盘片驱动装置外的其它装置产生不良作用。此外，还有一个问题是：不平衡力F在旋转电机2的轴承上施加了一个较大的侧压力，从而增大了轴承的损坏力矩并导致轴承损坏，最终缩短轴承的使用寿命。
鉴于存在上述问题，本发明提供了一种即使当不平衡的盘片高速旋转时也能确保进行稳定的记录和回放的盘片驱动装置，该装置能可靠地反抗来自装置外侧的冲击和振动，并能使盘片高速旋转而实现高速的数据传输。发明概要
为解决上述问题，在本发明的盘片驱动装置内设置了一平衡件，该平衡件具有一其内装有多个球体或一种液体的中空环形元件，以便与被装入所述盘片驱动装置的盘片一体地旋转，下文将详细说明这种特别的装置。
根据本发明的一种盘片驱动装置包括：
一副基板，一用来驱动一装入的盘片旋转的旋转电机固定在该副基板上；
一主基板，所述副基板通过一弹性元件安装在该主基板上；以及
一平衡件，它安装成能与装入的盘片一体旋转，并具有一其内装有多个球体的中空环形元件。
因此，按照本发明可以实现一种具有高度抗振和抗冲击性能、并且能高速传输数据的盘片驱动装置。
根据本发明的一种盘片驱动装置包括：
一副基板，一用来驱动一装入的盘片旋转的旋转电机固定在该副基板上；
一主基板，所述副基板通过一弹性元件安装在该主基板上；以及
一平衡件，它安装成能与装入的盘片一体旋转，并具有一其内封装了一种液体的中空环形元件。
因此，按照本发明的盘片驱动装置，能有效地抑制由装入之盘片的不平衡引起的副基板的振动。
根据本发明的一种盘片驱动装置包括：
一副基板，一用来驱动一装入的盘片旋转的旋转电机固定在该副基板上；
一主基板，所述副基板通过一弹性元件安装在该主基板上；以及
一具有多个中空环形元件、安装成能与装入的盘片一体旋转的平衡件，
其中，在所述多个中空环形元件中，至少一个中空环形元件内装有若干个球体，而其余中空环形元件内封装有一种液体。
因此，按照本发明的盘片驱动装置，无论装入盘片的不平衡程度是大是小，均能可靠地抑制副基板的振动。
根据本发明的一种盘片驱动装置包括：
一转台，用以可转动地支承装入之盘片的夹持区域；以及
一夹持件，该夹持件与所述平衡件形成一体，用以与所述转台协作夹持盘片。
因此，按照本发明的盘片驱动装置可以抑制由装入盘片的不平衡引起的副基板的振动。
根据本发明的一种盘片驱动装置包括：
一转台，该转台与所述平衡件形成一体，用以可转动地支承装入之盘片的夹持区域；以及
一夹持件，用以与转台协作夹持所述盘片。
因此，按照本发明的盘片驱动装置可以抑制由装入盘片的不平衡引起的副基板的振动，从而实现稳定的记录和回放。
在根据本发明的一种盘片驱动装置中，所述平衡件是与旋转电机的转子设置成一体。
因此，按照本发明的盘片驱动装置可以抑制由装入盘片的不平衡引起的副基板的振动。
在根据本发明的一种盘片驱动装置中，因所述弹性元件的变形而产生的副基板的共振频率低于盘片的转动频率。
因此，按照本发明的盘片驱动装置，可以实现一种能确保进行稳定的记录或回放、能高速旋转、并且不会降低抗振、抗冲击性能的盘片驱动装置。
在根据本发明的一种盘片驱动装置中，因所述弹性元件的变形而产生的、在平行于盘片记录表面的方向上的副基板之机械振动的主共振频率设定为低于盘片的转动频率。
因此，按照本发明的盘片驱动装置，由于不管盘片的不平衡程度有多大均可以可靠地抑制副基板的振动，所以可实现一种能确保进行稳定的记录或回放、能高速旋转、并且不会降低抗振、抗冲击性能的盘片驱动装置。
在根据本发明的一种盘片驱动装置中，因所述弹性元件的变形而产生的、在平行于所述盘片记录表面的方向上的副基板之机械振动的主共振频率设定为低于所述盘片的最大转动频率。
因此，按照本发明的盘片驱动装置，可以实现一种能确保进行稳定的记录或回放、能高速旋转、并且不会降低抗振、抗冲击性能的盘片驱动装置。
根据本发明的一种盘片驱动装置包括：
一转台，用以可转动地支承装入之盘片的夹持区域，该转台上设有一与所述旋转电机的转轴相配合的定位孔；以及
一夹持件，用以与所述转台协作夹持所述盘片，该夹持件上设有一与所述定位孔相配合的中心轴，
其中，所述中空环形元件是成形为与所述夹持件的中心轴线同心，并且所述平衡件是与所述夹持件形成一体。
因此，按照本发明的盘片驱动装置，无论装入盘片的不平衡程度是大是小，均能进一步地抑制副基板的振动。
根据本发明的一种盘片驱动装置包括：
一转台，用以可转动地支承装入之盘片的夹持区域，该转台上设有一与所述旋转电机的转轴相配合的定位孔；以及
一夹持件，用以与所述转台协作夹持所述盘片，该夹持件上设有一与转轴相配合的中心孔，
其中，所述中空环形元件是成形为与夹持件上的中心孔的中心轴线同心，并且所述平衡件是与夹持件形成一体。
因此，按照本发明的盘片驱动装置，无论装入之盘片的不平衡程度是大是小，均能可靠地抑制副基板的振动。
在根据本发明的一种盘片驱动装置中，在所述中空环形元件内装有交替布置的两种由不同材料制成的球体。
因此，本发明的盘片驱动装置能抑制由平衡件本身所产生的噪声。
在根据本发明的一种盘片驱动装置中，在所述中空环形元件内装有交替布置的多个金属球体和塑料球体。
因此，本发明的盘片驱动装置能抑制由平衡件本身所产生的噪声。
根据本发明的一种盘片驱动装置包括：
一在其所述中空环形元件内装有若干磁性球体的平衡件；以及磁场发生装置，用以藉吸引力来保持所述各磁性球体。
因此，本发明的盘片驱动装置能抑制由平衡件本身所产生的噪声。
根据本发明的一种盘片驱动装置包括：
一转台，用以可转动地支承装入之盘片的夹持区域，该转台上固定了一作为反轭铁的磁铁板；以及
一夹持件，它具有一内装的磁铁，借助所述磁铁和所述反轭铁之间的吸力就能夹持所述盘片，所述夹持件上还一体地设置了一平衡件，该平衡件具有容纳在所述中空环形元件内的若干磁性球体。
因此，按照本发明的盘片驱动装置，不但能可靠地抑制由装入盘片的不平衡引起的副基板的振动，而且能抑制由平衡件本身所产生的噪声，同时能把构件数量减至最低限度。
在根据本发明的一种盘片驱动装置中，在吸附着所述若干磁性球体的所述磁铁的外周面上刚性地围绕了一弹性元件。
因此，本发明的盘片驱动装置能抑制由平衡件本身所产生的振动和噪声。
在本发明的一种盘片驱动装置中，在一背轭铁上刚性地连接了一弹性元件，所述背轭铁是一块固定在所述磁铁的与面对着所述反轭铁的那一侧相反的一侧上的磁铁板，所述各磁性球体附着于所述背轭铁的弹性元件。
因此，本发明的盘片驱动装置能抑制由平衡件本身所产生的振动和噪声。
根据本发明的一种盘片驱动装置包括：
一转台，用以可转动地支承装入之盘片的夹持区域，该转台上固定有一磁铁；以及
一夹持件，它具有一内装的反轭铁，借助所述磁铁和所述反轭铁之间的吸力就能夹持所述盘片，所述夹持件上还一体地设置了一平衡件，该平衡件具有容纳在所述中空环形元件内的若干磁性球体。
因此，按照本发明的盘片驱动装置，不但能可靠地抑制由装入之盘片的不平衡引起的副基板的振动，而且能抑制由平衡件本身所产生的噪声，同时能把构件数量减至最低限度。
在根据本发明的盘片驱动装置中，在内装于所述夹持件内的反轭铁上刚性地连接了一弹性元件，并且各磁性球体附着于所述弹性元件。
因此，本发明的盘片驱动装置能抑制由平衡件本身所产生的振动和噪声。
在根据本发明的一种盘片驱动装置中，所述容纳有若干球体的中空环形元件是由一上壳体和一下壳体构造而成，所述上壳体的下侧有一开口，而所述下壳体的上侧有一开口，设置的平衡件具有一夹设在所述上壳体的外周侧壁和所述下壳体的外周侧壁之间的弹性元件。
因此，本发明的盘片驱动装置能抑制由平衡件本身所产生的噪声。
在根据本发明的一种盘片驱动装置中，所述容纳有若干球体的中空环形元件是由一上壳体和一下壳体构造而成，所述上壳体的下侧具有一开口，而所述下壳体的上侧具有一开口，设置的平衡件具有一夹设在所述上壳体的外周侧壁和所述下壳体的底部上表面之间的弹性元件。
因此，本发明的盘片驱动装置能抑制由平衡件本身所产生的振动和噪声。
附图简要说明
图1是一横剖侧视图，示出了根据本发明第一实施例的盘片驱动装置内的一旋转电机2周围的结构；
图2是一横剖平面图，示出了图1所示第一实施例的盘片驱动装置内设置在一夹持件16a上的一个中空环形元件23；
图3是一说明性的示意图，示出了一外周壁25的中心轴线P2偏离旋转电机的转动中心轴线P0的情况；
图4示出了副基板6的振动加速度的测量值，以便说明本发明第一实施例的效果；
图5是一横剖侧视图，示出了根据本发明第二实施例的盘片驱动装置内的一旋转电机2周围的结构；
图6是一横剖平面图，示出了图5所示的第二实施例的盘片驱动装置内设置在一夹持件16a上的一个中空环形元件23；
图7是一横剖侧视图，示出了根据本发明第三实施例的盘片驱动装置内的一旋转电机2周围的结构；
图8是一横剖平面图，示出了图7所示的第三实施例的盘片驱动装置内设置在一夹持件16b上的中空环形元件23a和23b；
图9是所述中空环形元件23a和23b的横剖平面图，说明了在图7所示的第三实施例中，当盘片1的质量不平衡较小时，各球体24和液体26的位置；
图10是一横剖侧视图，示出了根据本发明第四实施例的盘片驱动装置内的一旋转电机2周围的结构；
图11是一横剖平面图，示出了根据本发明第五实施例的盘片驱动装置内设置在一夹持件上的一个中空环形元件23；
图12是一横剖侧视图，示出了根据本发明第六实施例的盘片驱动装置内的一旋转电机2周围的结构；
图13是一横剖侧视图，示出了根据本发明第七实施例的盘片驱动装置内的一旋转电机2附近的不同状况；
图14是一横剖侧视图，示出了根据本发明第八实施例的盘片驱动装置内的一旋转电机2周围的结构；
图15是一横剖侧视图，示出了根据本发明第九实施例的盘片驱动装置内的一旋转电机2周围的结构；
图16是一横剖平面图，示出了如图14所示的第九实施例的盘片驱动装置内设置在一转台10c上的一个中空环形元件23和一个电磁铁40；
图17是一横剖侧视图，示出了根据本发明第十实施例的盘片驱动装置内的一转台110周围的结构；
图18是一放大的横剖侧视图，示出了根据本发明第十一实施例的盘片驱动装置内的夹持件16d和转台110周围的结构；
图19是一横剖侧视图，示出了根据本发明第十二实施例的盘片驱动装置内的一旋转电机2周围的结构；
图20是一横剖侧视图，示出了根据本发明第十三实施例的盘片驱动装置内的转台10c周围的结构；
图21是一横剖侧视图，示出了根据本发明第十四实施例的盘片驱动装置内的转台110周围的结构；
图22是一横剖侧视图，示出了根据本发明第十五实施例的盘片驱动装置内的转台110周围的结构；
图23是一横剖侧视图，示出了根据本发明第十六实施例的盘片驱动装置内的旋转电机2周围的结构；
图24是一传统盘片驱动装置的立体图；
图25一横剖侧视图，示出了该传统盘片驱动装置内的旋转电机2周围的结构；
本发明的较佳实施方式
<第一实施例>
下面将结合附图来描述根据本发明第一实施例的盘片驱动装置。
图1是一横剖侧视图，示出了根据本发明第一实施例的盘片驱动装置内的一旋转电机2周围的结构。图2是一横剖平面图，示出了图1所示的第一实施例的盘片驱动装置内设置在一夹持件16a上的一个中空环形元件23。图3是一说明性的示意图，示出了一外周壁25的中心轴线P2偏离旋转电机的转动中心轴线P0的情况。图4示出了副基板6的振动加速度的测量值，以便说明本发明第一实施例的效果。在此，凡是和图24及25所示的盘片驱动装置相同的零部件都用相同的标号来表示，并且不再赘述。
在图1中，第一实施例的盘片驱动装置是构造成：由夹持件16a把转台110上的盘片1夹持在一个固定的位置，并借助旋转电机2的转动来驱动盘片旋转。在该盘片驱动装置中，是借助一读写头来读取记录在盘片1上的数据或将数据写到盘片1上。旋转电机2、读写头驱动电机、读写头驱动机构等都是安装在一副基板6上。从装置外传递至副基板6的振动或冲击由隔离件7(弹性元件)予以衰减；盘片驱动装置的本体是构造成；借助一与主基板8相连的框架即可将该装置安装到一计算机装置或类似物中。
转台110固定于旋转电机2的轴21，并以可转动的方式支承着盘片1的夹持区域11。在转台110上一体形成了一个与盘片1的夹持孔12相配合的凸台14。借助盘片1和凸台14的相互配合，就可以实现盘片1的对中定位。在凸台14的上部嵌设了一反轭铁15。
夹持件16a具有一用于对中定位的中心凸起17，它与形成在转台110内的定位孔13相配合，围绕中心凸起17固定了一个环形磁铁18。在夹持件16a的下表面上形成了一个与盘片1接触的平的接触部分19。
在本发明第一实施例的盘片驱动装置中，在夹持件16a上形成有一球平衡件22a。如图1和2所示，第一实施例的夹持件16a上形成有使其与转台110相互定位的中心凸起(中心轴线)17，与中心凸起17同心地形成了中空的环形元件23。中空的环形元件23内容纳了多个球体(例如6个球体)。中空环形元件23和球体24一起构成了球平衡件22a，该球平衡件22a是和夹持件16a形成一体。
另一方面，转台110上设有一穿通转台110的定位孔13，定位孔13与作为旋转电机2的转动中心轴线P0的转轴21相配合。因此，转台110与转轴21相固定，从而转台110可以和旋转电机2一起转动。
当盘片1被夹持件16a夹持时，盘片1就像先前图25所示的传统的盘片驱动装置那样，借助夹持孔12和凸台14的配合而保持在转台110上。然后，借助固定于夹持件16a的磁铁18和固定于转台110的反轭铁15之间的吸引力，可以把盘片1夹持并保持在位。此时，由于定位是依靠夹持件16a上的中心凸起(中心轴线)17与转台110上的定位孔13之间的配合而实现的，所以和中心凸起(中心轴线)17同心设置的中空环形元件23基本上和旋转电机2的转动中心轴线P0同轴。于是，通过旋转电机2驱动夹持件16a、盘片1和转台110一起旋转。当需要取出盘片1时，借助一盘片装载电动机(未示)的驱动力驱动夹持件16a和转台110向相互离开的方向移动，这样就使盘片1可被取出。
此外，在第一实施例的盘片驱动装置中，采用了刚度较低的隔离件(弹性元件)7把副基板6和主基板8结合起来，并将因隔离件7的变形而产生的副基板6的机械振动沿平行于盘片1之记录表面方向的主共振频率设定为低于盘片1的转动频率。更具体地说，盘片1的转动频率大约是100Hz，而副基板6在读写头驱动机构驱动读写头的方向(读写方向)以及在和该方向垂直的方向上发生振动的主共振频率设定为大约60Hz。
下面将结合图1和2来描述一不平衡程度比较大的盘片1在根据本发明第一实施例的盘片驱动装置内以100Hz的频率转动时的工作情况。
首先，在盘片1上，有一个作用在其质心G1上的离心力(所谓不平衡力)F，其作用方向随盘片1的旋转而转动。隔离件7因不平衡力F的作用而发生变形，副基板6和安装在副基板6上的整个构件组合在盘片1的转动频率下发生抖动。在此，由于隔离件7的变形而产生的副基板6的共振频率(大约60Hz)是设定成低于盘片1的转动频率(大约100Hz)。于是，副基板6的偏移方向总是大致与不平衡力F的作用方向相反。因此，如图2所示，在副基板6上方旋转的盘片1的抖动中心轴线P1、不平衡力F作用所在的盘片1的质心G1、以及旋转电机的转动中心轴线P0都基本上排列在一直线上，盘片1的抖动中心轴线P1和盘片1的质心G1处在旋转电机的转动中心轴线P0的同一侧。
在上述状态下，由于设置在夹持件16a上的中空环形元件23的中心是对准旋转电机2的转动中心轴线P0，所以中空环形元件的中心，也就是外周壁25的中心P2是和旋转电机2的转动中心轴线P0重合，中空环形元件23是围绕着抖动中心轴线P1抖动。
此时，容纳在中空环形元件内的每一球体24均受到一离心力q的作用，该离心力的方向是在抖动中心轴线P1和球体24质心的连线上。而且，由于每一球体的运动均受到中空环形元件23的外周壁25的限制，所以外周壁25会对球体24施加一反作用力N。来自外周壁25的反作用力N是作用在朝着外周壁25的中心P2的方向上。于是，离心力q和反作用力N合成的移动力R沿以外周壁25的中心P2为中心、通过各球体24之质心的一个圆的切线方向作用在每一球体24上，而且是作用在离开抖动中心轴线P1的方向上。各球体24可借助该移动力R沿外周壁25移动，并聚集在越过抖动中心轴线P1、大致和盘片1的质心G1沿直径方向相对的位置上。
于是，作用在聚集在一起的一串球体24上的离心力Q几乎与作用在盘片1的质心G1上的不平衡力F相对，这样就可以用离心力Q来抵消不平衡力F，从而减小作用在副基板6上的力。于是可以抑制由不平衡盘片的旋转引起的副基板振动。
此外，在如第一实施例那样把中空环形元件23设置在夹持件16a上的情况下，由于利用了盘片1上方几乎没有零部件的空间，所以可将中空环形元件23做成有很大的直径，以便增大每一球体24的质量或球体24的数量；因此，可以充分地抑制由具有较大不平衡量的盘片引起的振动。
在第一实施例中，是将因隔离件7的变形而产生的副基板6的机械振动沿平行于盘片1之记录表面的方向的主共振频率设定为低于盘片1的转动频率。这样就使因不平衡力而产生的盘片的振动偏移的方向变得大致与不平衡力的作用方向相反。
通常，在由弹簧和质块组成的机械振动系统中，在介于作用于质块的外力的频率和因外力而产生的位移的频率之间的共振频率附近开始发生相移。在足够高于共振频率的频率处，相移大约是180度电角度，在这一状态下，外力的作用方向与位移的方向相反。也就是说，如上所述，当把副基板6的共振频率设定为低于盘片1的转动频率时，因为在这一频率下振动位移的方向近乎和不平衡力的作用方向相反，所以各球体24聚集在一个基本上和盘片1的质心G1沿直径方向相对的位置上，而作用在各球体24上的离心力Q的作用方向则变得大致和不平衡力的作用方向相反。因此，希望的是，应在考虑盘片1的转动频率下的不平衡力引起的振动位移方向的情况下，设定副基板6的共振频率。
下面，我们将讨论设计为在一个用恒定的线速度进行记录或回放(即在盘片的内外周之间改变驱动频率旋转)的盘片驱动装置内或者是在一个设计为用恒定的角速度进行记录或回放的盘片驱动装置内(不是以单一的频率，而是以多个频率转动盘片)，如何设定副基板6的共振频率。
因盘片1不平衡而产生的振动和噪声随盘片1的转动频率增加而增大，因此，用第一实施例的球形平衡件22a不可能获得充分改善的效果，除非把副基板6的共振频率设定为至少低于盘片1的最大转动频率。
此外，当振动比较小并且不会影响盘片驱动装置工作时，或者是当噪声已被充分地抑制时，不必把副基板6的共振频率设定成过分低于转动频率，但最好是将共振频率设定为足够低于因不平衡力而造成的振动和噪声开始引起问题的那一转动频率(例如100Hz)。
在本发明的第一实施例中，如前所述，通过把因隔离件(弹性元件)7的变形而产生的副基板6的主共振频率设定为低于盘片1的转动频率，将因不平衡力而产生的盘片1的振动位移的方向设定成几乎和不平衡力的作用方向相反。从理论上说，通过把由不平衡力引起的转轴的挠曲振动的主共振频率(临界速度)设定为低于盘片1的转动频率，就可以将因不平衡力而产生的盘片1的振动位移的方向设定成几乎和不平衡力的作用方向相反。然而，如果令转轴的挠曲振动的主共振频率低于因不平衡力而导致的振动和噪声开始产生问题的那一转动频率(例如100Hz)，就必需把转轴的刚度设定为低于盘片驱动装置所需的水平，而若用这样一种转轴来带动盘片驱动装置旋转就可能产生问题。当采用一刚度较低的转轴时，可能会发生问题，例如，在转轴内发生的扭转振动会导致盘片1发生共振。
另一方面，在本发明的第一实施例中，由于如前所述的那样把因隔离件(弹性元件)7的变形而造成的副基板6的主共振频率设定成低于盘片1的转动频率，所以能把因不平衡力而产生的盘片1的振动位移的方向设定成几乎和不平衡力的作用方向相反。因此，可以在不减小转轴21刚度的情况下，充分显示出球平衡件22a的消振作用。
在本发明的第一实施例中，是通过把设置在夹持件16a上的中心凸起(中心轴线)17配合到装配有旋转电机2的转轴21的孔内实现定位，也就是说，该孔同时是定位孔。于是，在第一实施例的盘片驱动装置内，与夹持件16a的中心凸起(中心轴线)同心形成的中空环形元件23的中心是和旋转电机2的中心轴线P0相重合；结果，各球体24聚集在沿直径方向和盘片1的质心G1相对的位置上，从而可增大消振效果。
和图24所示的传统的盘片驱动装置中一样，如果与夹持件116相配合的孔不同于刚性支承着转轴21的孔，或者如果是构造成定位是通过设置在转台110上的一锥部和设置在夹持件116上的一锥部之间的配合来实现，那末，由于两孔的轴线之间的偏差和锥部的尺寸误差等因素的影响，中空环形元件23的中心和旋转电机2的转动中心轴线P0之间的定位偏差可能进一步增大。如果把本实施例的中空环形元件23设置在这样一个盘片驱动装置的夹持件上，会产生以下问题。
下面将结合图2和图3来描述当中空环形元件23的中心(即外周壁25的中心P2)与旋转电机2的转动中心轴线P0偏离时的工作情况。
图2示出了外周壁25的中心轴线P2与旋转电机2的转动中心轴线P0重合的情况；另一方面，图3示出了两者之间有一偏移的情况。在图2中，抖动是在外周壁25的中心P2与旋转电机2的转动中心轴线P0保持在同一位置的情况下进行，外周壁25的中心P2是绕中心轴线P1抖动，抖动半径为X1。
在图3中，外周壁25的中心P2处在和旋转电机2的转动中心轴线P0偏离ΔX的位置上，因而外周壁25的中心P2是以半径X2进行抖动。在这种情况下，当球体24的质量保持相同时，作用在每一球体24上的移动力R随着作用在球体24上的离心力q的方向和来自外周壁25的反作用力的方向之间的夹角θ的增大而增大，而夹角θ是随着抖动的转动半径X2的增大而增大。就量而言，移动力R的大小与抖动的转动半径和转动频率的乘积成正比。因此，如图3所示，当由于外周壁25的中心轴线P2与旋转电机的转动中心轴线P0偏离ΔX而使抖动的转动半径减小时，移动力R也减小。当移动力R减小时，由于球体24沿着外周壁25及中空环形元件23的底面受到摩擦阻力和滚动阻力的作用，各球体24的移动会受到阻碍，从而导致各球体24不能聚集在沿直径方向和盘片1的质心相对的位置上。如上所述，当中空环形元件23和旋转电机2的转动中心轴线P0之间的位置偏移较大时，会削弱各球体24的消振效果。
为解决这一问题，在本发明的第一实施例的构造中，是通过把夹持件16a上的中心凸起(中心轴线)17配合在装配有旋转电机2的转轴21的孔(也就是和定位孔13是同一孔)内来实现夹持件16a的定位。因此，这种构造基本上可以防止与夹持件16a的中心凸起(中心轴线)17同心设置的中空环形元件23和旋转电机2的转动中心轴线P0之间发生偏移。因此，在第一实施例的盘片驱动装置中，各球体24可以成功地聚集在沿直径方向与盘片1的质心G1相对的位置上，这样就增强了消振效果。
图4示出了对第一实施例的盘片驱动装置的效果进行检测而获得的实验结果，该实验中采用了一个不平衡量为1gcm的盘片1。
在该实验中，在盘片1于100Hz下进行旋转时实测了副基板6的振动加速度。图4的(a)部分示出了未配备球平衡件的传统盘片驱动装置的情况。如图4的(a)部分所示，在传统的盘片驱动装置中，副基板6是以大约8G的最大加速度进行振动。图4的(b)部分示出了根据本发明第一实施例的盘片驱动装置的情况；其振动加速度减小至约为3G。
用这种方法，在第一实施例的盘片驱动装置中，由于振动加速度减小了，由不平衡力F施加于旋转电机2之轴承的侧压力也减小了，从而能解决对轴有害的、会使其使用寿命缩短的轴承损坏力矩增加的问题。
如上所述，在根据本发明第一实施例的盘片驱动装置的构造中，能在不必增大隔离件7的刚度的情况下，可靠地抑制由装入的盘片1的不平衡引起的副基板6的振动。因此，第一实施例的盘片驱动装置能进行稳定的记录或回放，即使在不平衡量很大的盘片1以高速旋转的情况下也行，可以在不降低抗振、抗冲击性能的情况下获得一种能够高速旋转的盘片驱动装置。
<第二实施例>
下面将结合附图来描述根据本发明第二实施例的盘片驱动装置。图5是一横剖侧视图，示出了根据本发明第二实施例的盘片驱动装置内一旋转电机2周围的结构。图6是一横剖平面图，仅示出了在第二实施例的盘片驱动装置内设置在一夹持件16a上的一个中空环形元件23。这里，与图1所示的第一实施例的盘片驱动装置或图24和25所示的已有技术的盘片驱动装置基本相同的各个元件都是用相同的标号来表示，并且不再赘述。
在本发明第二实施例的盘片驱动装置中，在前述第一实施例中设置在夹持件16a上的中空环形元件23内的各球体24被一种封装在环形元件内的液体所代替，从而形成了一个液体平衡件27。第二实施例的其余构造和前述第一实施例相同。水、油、甚至其内悬浮有细小颗粒的流体都可以用作所述液体。
在第二实施例的盘片驱动装置的构造中，和第一实施例的情况一样，当具有较大不平衡量的盘片1以100Hz的频率转动时，副基板6和安装在副基板6上的整个构件组合都由于作用在盘片1的质心G1的不平衡力的作用而以盘片1的转动频率抖动。在第二实施例的盘片驱动装置中，把因隔离件7的变形而造成的副基板6的共振频率(大约60Hz)设定成低于盘片1的转动频率(100Hz)，也就是因不平衡力而产生的振动频率。于是，盘片1的抖动中心轴线P1是位于有不平衡力F作用的盘片1的质心G1和旋转电机的转动中心轴线P0之间。在这种情况下，由于从抖动中心轴线P1沿径向朝外周壁25作用的离心力Q的作用，密封在设置于夹持件16a上的中空环形元件23内的液体26形成一半径为S、圆心在抖动中心轴线P1上的自由水表面28。这样，液体26便聚集在沿直径方向和盘片的质心G1相对的位置上。因此，与前述采用各球体24的第一实施例的情况一样，作用在盘片质心G1上的不平衡力F受到作用在聚集于沿直径方向和盘片的质心相对的位置上的液体26的离心力Q的抵消。于是，在第二实施例的盘片驱动装置中，能可靠地抑制由盘片1的不平衡引起的副基板6的振动。
在第二实施例中，用液体26代替第一实施例中充当平衡件的球体24；若拿第二实施例中所采用的液体26和第一实施例中所采用的各球体24(假设球体24都是钢球)作比较，由于通常液体具有较小的比重，所以作用在液体26上的离心力较小。因此，在第二实施例的盘片驱动装置中，如果要把不平衡力完全抵消，就需要有较大体积的液体。因此，当采用液体时，希望能充分利用装置内允许平衡件占用的空间，尽可能产生最大的离心力Q。
作用在液体26上的离心力Q的大小是随着中空环形元件23的外周壁25的半径以及其内封装的液体26的体积的增大而增大；当两者都受到限制时，可通过液体26的比重和自由水表面28的半径S来确定离心力的大小。自由水表面28的半径S是随着中空环形元件23的中心和盘片1的抖动中心轴线P1之间的距离的增大而增大，也就是说是随着抖动的转动半径X1而变化。因此，如果中空环形元件23的中心P2和旋转电机的转动中心轴线P0如图3所示的那样偏离ΔX，则自由水表面28的半径S相应减小。
然而，第二实施例的盘片驱动装置也和前述的第一实施例一样，也是采用了通过把设置在夹持件16a上的中心凸起(中心轴线)17配合在装配有旋转电机2的转轴21的孔(也就是同一孔作为定位孔)内来实现定位的结构，从而基本消除了中空环形元件23的中心P2和旋转电机2的转动中心轴线P0之间的定位偏差。在这种构造下，第二实施例的盘片驱动装置可以防止抖动的转动半径增大，并允许自由水表面28的半径S增大，这样就可以在一定的体积内产生较大的离心力Q。
此外，在第二实施例中用液体26代替第一实施例中所采用的球体24来作为平衡件，在采用液体的情况下，由于阻碍其运动的因素较少，所以平衡件能可靠地聚集在与质心G1相对的位置上，这样就可以藉第二实施例的盘片驱动装置获得比较稳定的效果。更具体地说，当不平衡量相对较小时，或者是当需要增加稳定性时，像第二实施例中那样采用液体平衡件可以达到较佳的效果。
在第二实施例中描述了一个用液体作平衡件的例子，但应该理解的是，若采用粉末或液体和球体的混合流体，也可以获得和第二实施例相同的效果。
<第三实施例>
下面将结合附图来描述本发明的第三实施例。图7是一横剖侧视图，示出了根据本发明第三实施例的盘片驱动装置内一旋转电机2周围的结构。图8是一横剖平面图，只示出了在第三实施例的盘片驱动装置内设置在一夹持件16b上的中空环形元件23a和23b。这里，与第一、第二实施例的盘片驱动装置或图24和25所示的盘片驱动装置基本相同的各零部件都是用相同的标号来表示，并且不再赘述。
在第三实施例的盘片驱动装置中，设置了两个和夹持件16b上的中心凸起(中心轴线)17同心的空心环形元件23a和23b，它们和转台110相对定位。在内侧的第一环形元件23a的内部以可移动的方式容纳了多个球体24，而在外侧的第二中空环形部分内则容纳了一种液体26。
第一中空环形元件23a内的各球体24和第二中空环形元件23b内的液体一起构成了平衡件29。平衡件29是和夹持件16b形成一体。该结构中的其它构造和第一实施例相同，因而不再赘述。
在第三实施例的盘片驱动装置的构造中，和第一实施例的情况一样，当具有较大不平衡量的盘片1以100Hz的频率转动时，由于作用在盘片1的质心G1上的不平衡力F使隔离件7变形，所以使副基板6和安装在副基板6上的整个构件组合都在盘片1的转动频率下发生抖动。
在第三实施例中，把因隔离件7的变形而造成的副基板6的共振频率(大约60Hz)设定成低于盘片1的转动频率(100Hz)，这样就使副基板6总是沿大致与不平衡力F的作用方向相反的方向变形。于是，在副基板6上方旋转的盘片1的抖动中心轴线P1是位于有不平衡力F作用的盘片1的质心G1和旋转电机的转动中心轴线P0之间，如图8所示。
在第三实施例的盘片驱动装置中，设置在夹持件16b上的第一中空环形元件23a和第二中空环形元件形成为同心，它们的中心P2基本上处在和旋转电机2的转动中心轴线P0重合的位置上。于是，第一中空环形元件23a的外周壁25a和第二中空环形元件23b的外周壁25b的中心P2重合于旋转电机2的转动中心轴线P0，并围绕抖动中心轴线P1抖动。
第一中空环形元件23a内的多个球体24由于离心力qa和来自外周壁25a的反作用力所形成的合力即移动力R的作用而沿外周壁25a移动，并朝大致沿直径方向、穿过抖动中心轴线P1、与盘片1的质心G1相对的位置聚集，这样就能像第一实施例那样产生离心力Qa。
另一方面，密封在第二中空环形元件23b内的液体26也由于离心力Qb的作用而像第二实施例那样形成一个以抖动中心轴线P1为圆心、半径为S的自由水表面28。因此，液体26便聚集在大致沿直径方向与盘片质心G1相对的位置上。
于是，作用在盘片质心G上的不平衡力受到分别作用在聚集于大致沿直径方向与盘片质心G1相对的位置上的多个球体24和液体26上的离心力Qa和Qb的抵消作用，这样就可以抑制不平衡盘片1转动时引起的副基板6的振动。
如上述第三实施例所述，装在第一中空环形元件23a内的各球体24和装在第二中空环形元件23b内的液体26，可以补偿球平衡件和液体平衡件各自的缺陷，这样就能获得较佳的消振效果。
下面将结合图8和9来描述球平衡件和液体平衡件的互补作用。图9示出了当一个平衡程度较佳的理想的盘片旋转时，各球体24和液体26的位置。
当一个严重不平衡的盘片1旋转时，球体24和液体26聚集在大致沿直径方向和盘片质心G1相对的位置上，不平衡力F主要由作用在比重较大的各球体24上的离心力Qa来抵消。
另一方面，当一个平衡程度较佳、较为理想的盘片1旋转时，各球体24和液体26则不均匀地分布在各个位置上。这种不均匀的位置分布会增加夹持件16b因球体24或液体26的作用而失去平衡的可能性。因此，希望多个球体24能移动到相互平衡的各个位置上，而液体26则能够均匀地分布，就像图9(a)所示的那样。
然而，由于各球体24受到沿外周壁25a及第一中空环形元件23a之底面的摩擦阻力和滚动阻力的作用，如果作用在各球体24上的移动力R小于这些阻力，那么各球体24的移动就会受到阻碍。在第一实施例中描述过，作用在各球体24上的移动力R是和抖动的半径X1成正比(如图3所示)，而抖动的半径X1则随不平衡力F的增大而增大。因此，在盘片1几乎没有质量不平衡的情况下，各球体24不会移动到如图9(a)所示的相互平衡的位置上，除非由各球体24本身所造成的不平衡的量大于一定的水平，例如当各球体24暂时聚集在一个位置上时会导致一种不平衡状态。相反，即使在不平衡量较小时，密封在第二中空环形元件23b内的液体26移动起来也不会有困难，这是因为阻碍其移动的因素很少。因此，如图9(b)所示，即使各球体24不能移动到各所需位置，液体26也会聚集在能抵消各球体24本身所造成的不平衡的位置上，从而实现消振。
如上所述，在根据本发明第三实施例的构造中，无论高速旋转的盘片1的质量是严重不平衡还是非常平衡的，都可以抑制副基板6的运动；因此，第三实施例的盘片驱动装置可以确保在不产生噪声的情况下进行稳定的记录或回放，从而实现一种能高速旋转的盘片驱动装置。
<第四实施例>
下面将结合附图来描述根据本发明第四实施例的一盘片驱动装置。图10是一个横剖侧视图，示出了根据本发明第四实施例的盘片驱动装置内的旋转电机2周围的结构。在此，凡是和第一、第二实施例的盘片驱动装置或图24和25所示的盘片驱动装置相同的零部件都用相同的标号来表示，对这些零部件将不再赘述。
在本发明第四实施例的盘片驱动装置中，转轴21是装配在转台110上的定位孔13内，并穿过定位孔13。穿过转台110上的定位孔13的转轴21还装配在形成于夹持件16c中心的中心孔117内，夹持件16c是处在能让转轴21穿过的位置上。
中空环形元件23是和夹持件16c内的中心孔117同心地设置，在中空环形元件23内容纳有多个球体24。中空环形元件23和各球体24一起构成了一个球平衡件22b，球平衡件22b是和夹持件16c形成一体。本实施例中的其它结构和前述第一实施例相同。
在第四实施例的盘片驱动装置中，和图2所示的第一实施例的情况一样，当一个具有较大不平衡量的盘片1以100Hz的频率旋转时，在副基板6上转动的盘片1的抖动中心轴线P1是位于盘片1的质心G1(不平衡力F的作用点)和旋转电机的转动中心轴线P0之间。
如图10所示，设置在第四实施例的盘片驱动装置的夹持件16c上的中空环形元件23是和中心孔117同心设置的。而且，设置中心孔117是为了直接装配到旋转电机2的转轴21即转动中心轴线上。因此，和图3所示的第一实施例的情况类似，中空环形元件23的外周壁25的中心P2相对旋转电机2的转动中心轴线P0的偏移AX是设定成大致为零。由于中空环形元件23的中心P2和旋转电机2的转动中心轴线PO之间不存在位置偏差，所以能像前述的第一实施例那样避免各球体24的消振效果被削弱的问题。
如上所述，采用本发明第四实施例的结构，可以进一步地增强利用各球体24的平衡件的消振效果。
<第五实施例>
下面将结合附图来描述本发明的第五实施例。图11是一个横剖平面图，示出了设置在第五实施例的盘片驱动装置内的夹持件上的中空环形元件23。在此，凡是和第一、第二实施例的盘片驱动装置或图24和25所示的盘片驱动装置相同的零部件都用相同的标号来表示，对这些零部件将不再赘述。
第五实施例的盘片驱动装置旨在减弱因平衡件本身产生的噪声的幅度，与图1所示的第一实施例的情况一样，球平衡件22c是和夹持件形成为一体。
如图11所示，在第五实施例的盘片驱动装置中，在中空环形元件23内以交替布置的方式放置了金属球体24c和塑料球体24d。该实施例中的其它结构和前述的第一实施例相同。
在第五实施例的盘片驱动装置的结构中，当一个不平衡量大的盘片1以100Hz的频率旋转时，和第一实施例的情况一样，金属球体24c和塑料球体24d都由于作用于各球体的移动力R而聚集在大致沿直径方向与盘片质心G1相对的位置上。由于作用在各球体上的离心力的合力能抵消作用于盘片质心的不平衡力F，第五实施例的盘片驱动装置中的副基板的振动就被抑制了。
下面来描述各球体在以下各种状态下的运动，即，在盘片1处于停止状态时，或者当盘片在从停止状态向目标转动频率加速的过程中或在为了停止下来而减速的过程中以低的频率转动时，各球体的运动。
在盘片1处于停止状态时，当然没有离心力作用于各球体；在盘片的转动频率很低时，作用于各球体的离心力也就很小，于是可能出现各球体不压抵在中空环形元件23之外周壁25上的情况。因此，当在运输过程中有外界振动施加于盘片驱动装置，或者是当盘片1处于加速阶段的早期或减速过程的末期时，各球体会在中空环形元件23的内部自由移动，它们相互之间或者是和中空环形元件23的内表面之间发生碰撞。于是，若所有的球体都是由例如金属之类的硬质材料制成的，那么在上述情况下就会产生碰撞噪声，噪声可以达到一种不能接受的程度。
因此，如图11所示，在本发明的第五实施例中，于中空环形元件23内放置的各刚度较高的金属球体24c之间交替地布置了塑料球体24d，这样至少可以避免硬的金属球体24c之间发生直接碰撞的可能性。在这种构造下，第五实施例的盘片驱动装置能减小盘片1处于停止状态、或加速阶段的早期、或减速过程的末期时所发生的噪声的幅度。
在此，各塑料球体24d可以整个由塑料制成，但如果用包覆了塑料或隔振橡胶的金属球体，也可以达到相同的效果。
如上所述，在本发明第五实施例的构造下，可以获得这样一种盘片驱动装置：它即使在一个严重不平衡的盘片高速旋转时也能确保进行稳定的记录或回放，并且在盘片高速旋转、加速或减速、甚至是装置的运输过程中都不会产生不希望有的噪声。
<第六实施例>
下面将结合附图来描述本发明的第六实施例的一盘片驱动装置。图12是一个横剖侧视图，示出了根据本发明第六实施例的盘片驱动装置内旋转电机2周围的结构。在此，凡是和第一、第二实施例的盘片驱动装置或图24和25所示的盘片驱动装置相同的零部件都用相同的标号来表示，对这些零部件将不再赘述。
在本发明第六实施例的盘片驱动装置中，是将在第一实施例中设置在夹持件16上的中空环形元件23设置在转台10上。在第六实施例中，在中空环形元件23内以可移动的方式放置了多个球体24。第六实施例中所采用的夹持件116与图24和25所示的盘片驱动装置所采用的夹持件相同；第六实施例的其余结构与前述的第一实施例相同。
在第六实施例的盘片驱动装置中，在中空环形元件23内以可移动的方式放置了多个球体24。因此，由于是把中空环形元件23设置在始终和旋转电机2的转轴21构成一体的转台10上，所以能很方便地形成中空环形元件的中心轴线，使之与旋转电机转动中心轴线P0同轴。于是，实际上可以消除中空环形元件23的外周壁25的中心轴线P2与旋转电机的转动中心轴线P0之间的偏差，因而可以使球平衡件22稳定且一致地发挥作用。在第六实施例中，是将多个球体24放置在设置于转台10上的中空环形元件23内，但应该理解，如果在中空环形元件内封装液体来代替各球体24，也可以达到相同的效果。
<第七实施例>
下面将结合附图来描述根据本发明的第七实施例的一盘片驱动装置。图13的(a)部分和(b)部分是两个横剖侧视图，示出了第七实施例的盘片驱动装置内旋转电机2周围的结构。图13的(a)部分示出了盘片1处于固定不动状态或低速旋转状态的情况，而图13的(b)部分示出了盘片1处于高速旋转状态的情况。在此，凡是和第一、第二实施例的盘片驱动装置或图24和25所示的盘片驱动装置相同的零部件都用相同的标号来表示，对这些零部件将不再赘述。
本发明的第七实施例涉及一种能减小由平衡件本身产生的噪声的盘片驱动装置。如图13的(a)部分和(b)部分所示，中空环形元件23c是设置在转台10a上，在中空环形元件23c内放置了多个磁性球体24e。由中空环形元件23c和各磁性球体24e组成的球平衡件22d是和转台10a形成一体。
在第七实施例的盘片驱动装置中，在中空环形元件23c的内周侧设置了一个环形磁铁30。此外，第七实施例的盘片驱动装置所采用的夹持件116与传统盘片驱动装置所采用的相同。第七实施例的其余结构和前述的第一实施例相同。
在第七实施例的盘片驱动装置中，由于中空环形元件23c内容纳有多个磁性球体24e，并且在中空环形元件23c的内周侧设置了环形磁铁30，所以磁铁30的吸力可作用于各磁性球体24e，从而使各磁性球体24e总是被迫与中空环形元件23c的内周壁31相接触。于是，当盘片1固定不动，或者是当盘片1因处于加速阶段的早期或减速过程的末期而以较低频率旋转时，作用在磁性球体24e上的离心力较小，因而各磁性球体24e都因为磁铁30的吸力而附着在中空环形元件23c的内周壁31上，如图13的(a)部分所示。
因此，在盘片驱动装置在运输过程中受到来自外界的振动时，或者是当盘片1处于加速阶段的早期或减速阶段的末期时，如第五实施例所述的那样，可以防止各球体相互碰撞或与中空环形元件23c的内壁碰撞，从而避免发生不希望有的噪声。
另一方面，当盘片1的转动频率增加到能使由盘片1的不平衡引起的振动变得不可接受地大时，各磁性球体24e在离心力的作用下压抵到中空环形元件23c的外周壁25c，如图13的(b)部分所示。
例如，当盘片1加速旋转，并且盘片1的转动频率增加到能使作用于各磁性球体24e的离心力变得大于磁铁30的吸力时，附着于内周壁31的各磁性球体24e被甩向外周壁25c。
用fs表示能导致各磁性球体24e被甩向外周壁25c的转动频率，fh表示能产生一足以令各磁性球体24e压抵到并保持在外周壁25c上的离心力的转动频率，fn表示由盘片1的不平衡引起的振动变得不可接受地大时的转动频率，希望这三者之间的关系是fh＜fs＜fn。也就是说，希望把fs设定成足够高于fh，因此，即使当盘片1的转动频率低于fh时有来自外界的振动或冲击，也可以让各磁性球体24e被吸引并牢牢地保持在外周壁上，并且最好是把磁铁30的吸力大小设定成能让fs低于fn，这样就能显示出球平衡件22c的消振效果。
此外，在第七实施例的盘片驱动装置中，由于是将中空环形元件设置在固定于旋转电机2之转轴21的转台10a上，所以能很方便使中空环形元件23c的中心轴线与它的旋转电机的转动中心轴线P0同轴。
因此，例如前面图3所示的外周壁25的中心P2和旋转电机的转动中心轴线P0之间的偏差几乎被消除了，这样就可以避免如第一实施例所述的因中空环形元件23的中心和旋转电机2的转动中心轴线P0的位置偏差而造成的各球体24的消振效果被削弱的问题。
而且，如果采用比重较大的磁性钢球作为放置在中空环形元件23c内的各球体，还可以进一步增强对不平衡力产生的振动的消振效果。
如上所述，在本发明第七实施例的构造下，可以实现这样一种盘片驱动装置：它即使在一个严重不平衡的盘片高速旋转时也能确保进行稳定的记录和回放，并且无论是在盘片高速旋转还是在盘片旋转的加速或减速过程中，甚至在装置的运输过程中，都不会产生不希望有的噪声。
<第八实施例>
下面将结合附图来描述根据本发明第八实施例的一盘片驱动装置。图14是一横剖侧视图，示出了第八实施例的盘片驱动装置内旋转电机2周围的结构。在此，凡是和第一、第二实施例的盘片驱动装置或图24和25所示的盘片驱动装置相同的零部件都用相同的标号来表示，对这些零部件将不再赘述。
在第八实施例的盘片驱动装置中，如图14所示，中空环形元件23c是设置在转台10b上，在中空环形元件23c内放置了多个磁性球体24e，由中空环形元件23c和各磁性球体24e组成的球平衡件22d是和转台10b形成一体。
在第八实施例的盘片驱动装置中，环形磁铁30是设置在中空环形元件23c的外周侧。第八实施例的其余结构和前述第七实施例相同。
在第八实施例的结构中，和前述第七实施例的情况一样，各磁性球体24e都受到磁铁30的吸力作用，因而各磁性球体24e总是被迫与中空环形元件23c的外周壁25c相接触。于是，当盘片1固定不动，或者是当盘片1因处于加速阶段的早期或减速过程的末期而以较低频率转动时，作用在磁性球体24e上的离心力较小，因而各磁性球体24e都由于磁铁30的吸力而附着在中空环形元件23c的外周壁25c上。因此，与前述第七实施例的情况一样，当盘片驱动装置在运输过程中受到来自外界的振动时，或者是当盘片1处于加速阶段的早期或减速阶段的末期时，可以防止各球体相互碰撞或与中空环形元件23c的内壁碰撞，从而避免发生不希望有的噪声。
在第八实施例的盘片驱动装置中，与前述第七实施例不同的是，无论盘片1的转动频率如何，甚至当盘片1是固定不动时，都可以让各磁性球体24e保持接触并附着于外周壁25c。因此，在第八实施例的盘片驱动装置中，只要将磁铁30磁化成能使其作用于各磁性球体24e的吸力不会变得过大并且沿外周壁25c的整个外周侧还是均匀的，磁铁30的吸力就不会阻止各磁性球体移动至与盘片质心G1相对的位置，于是能获得足够的消振效果。较佳的是，将磁铁30进行单极磁化，例如沿外周壁25c的中心轴线方向进行磁化。
如上所述，在本发明第八实施例的构造下，可以实现这样一种盘片驱动装置：它即使在一严重不平衡的盘片高速旋转时也能确保进行稳定的记录和回放，并且无论是在盘片高速旋转的还是在盘片旋转的加速或减速过程中，甚至在装置的运输过程中，都不会产生不希望有的噪声。
<第九实施例>
下面将结合附图来描述根据本发明第九实施例的一盘片驱动装置。图15是一横剖侧视图，示出了第九实施例的盘片驱动装置内的旋转电机周围的结构。图16是一横剖平面图，仅示出了第九实施例的盘片驱动装置内设置在转台10c上的中空环形元件23c周围的结构。在此，凡是和第一、第二实施例的盘片驱动装置或图24和25所示的盘片驱动装置相同的零部件都用相同的标号来表示，对这些零部件将不再赘述。
如图15和16所示，在本发明的第九实施例中，中空环形元件23c是设置在转台10c上，中空环形元件内设置有多个磁性球体24e，构成了球平衡件22d。在中空环形元件23c的外壁43的外侧安装了一个电磁铁40，电磁铁40包含一铁芯41和一绕在铁芯41中部的线圈42。铁芯41的内端面面对中空环形元件23c之外壁43，其间设有一规定的间隙，铁芯41固定于副基板6。该实施例的其余结构和前述第七实施例相同。
在第九实施例的构造中，通过给线圈42通电可以产生一个磁场，于是能对各磁性球体施加一吸力。在该吸力的作用下，各磁性球体24e总是被迫与中空环形元件23c的外周壁25c相接触。于是，当盘片1固定不动，或者是当盘片1因处于加速阶段的早期或减速过程的末期而以较低频率转动时，作用在磁性球体24e上的离心力较小，因而各磁性球体24e能借助给线圈42通电产生的吸力而附着于中空环形元件23c的外周壁25c。因此，本发明第九实施例的盘片驱动装置可以防止各球体相互碰撞或与中空环形元件23c的内壁碰撞。
此外，在第九实施例的盘片驱动装置中，当盘片1以一个能产生足以让各磁性球体24e附着于外周壁25c的离心力的频率旋转时，可以切断供给线圈42的电流。在这种方式下，各磁性球体24e可以像前述第一实施例中那样移动至与盘片质心G1相对的位置上。
在第九实施例的构造下，通过控制供给线圈42电流，可以控制作用于各磁性球体24e的吸力的大小，通过接通或切断供给线圈42的电流，可以让各磁性球体在被吸引状态和可移动状态之间切换。因此，当需要吸引时，可以给线圈42供给足够大的电流，这样就能可靠地防止因各磁性球体的撞击而产生的噪声。而且，当盘片1高速旋转，以及由不平衡引起的振动增大时，切断供给线圈42的电流，从而允许各磁性球体移动至与盘片质心G1相对的位置上，于是能充分实现消振效果。
如上所述，在本发明第九实施例的构造下，可以实现这样一种能高速旋转的盘片驱动装置：它即使在一个严重不平衡的盘片高速旋转时也能确保进行稳定的记录和回放，并且无论是在盘片高速旋转还是在盘片旋转的加速或减速过程中，都不会产生不希望有的噪声。
<第十实施例>
下面将结合附图来描述根据本发明第十实施例的一盘片驱动装置。图17是一横剖侧视图，示出了第十实施例的盘片驱动装置内转台110周围的结构。在此，凡是和第一、第二实施例的盘片驱动装置或图24和25所示的盘片驱动装置相同的零部件都用相同的标号来表示，对这些零部件将不再赘述。
如图17所示，在本发明的第十实施例中，中空环形元件23d是围绕一内装在夹持件16d内的磁铁18的外周而设置的，中空环形元件23d内放置了多个磁性球体24e。由中空环形元件23d和各磁性球体24e组成的球平衡件22e是和夹持件16d形成一体。
如图17所示，在第十实施例的盘片驱动装置中，在磁铁18的上表面上固定有一个背轭铁50。背轭铁50的外径大于磁铁18的外径。绕磁铁18的外周面51附有一弹性元件52，例如一层隔振橡胶。该实施例的其余结构与前述第一实施例相同。
在第十实施例的结构中，各磁性球体24e是被能产生一吸力而将盘片1夹持在位的磁铁18吸引和保持，而不是用如图13所示的第七实施例中的磁铁30。
各磁性球体24e受磁铁18的吸力作用，总是被迫与磁铁18的外周面51接触。这样，当盘片1固定不动，或者是当盘片的转动频率较低时，作用在磁性球体24e上的离心力较小，因而各磁性球体24e都借助磁铁18的吸力而附着于磁铁18之外周面51的弹性元件52上。因此，如前述第七实施例那样，当盘片驱动装置在运输过程中受到来自外界的振动时，或者是当盘片1处于加速阶段的早期或减速阶段的末期时，可以防止各球体相互碰撞或与中空环形元件23d的内壁碰撞，从而避免发生不希望有的噪声。
磁铁18是沿垂直方向磁化的，以便产生足够的吸力来夹持盘片1。因此，各磁性球体24e是借助磁铁18漏向侧面的磁通而受到吸引和保持，作用在各磁性球体24e上的吸力远小于磁铁18和轭铁15之间的吸力。
另一方面，如果磁铁18和轭铁15之间的吸力过大，欲将盘片1从转台110上卸下来时，就需要很大的力来克服这个吸力。于是不得不增大装载电机(未示)用于卸载的电流消耗，在某些情况下，还可能导致一些故障，例如不能把盘片卸下来。因此，不希望把由磁铁18产生的磁场强度增大到超过需要，如果要从磁铁18获得一个足够的吸力来吸引并保持各磁性球体24e，必须充分地利用磁铁18侧壁的漏磁通。
正因为如此，在第十实施例的盘片驱动装置中，固定于磁铁18上表面的背轭铁50的外径制成为大于磁铁18的外径。在第十实施例的盘片驱动装置的构造下，当盘片1的转动频率较低时，各磁性球体24e能可靠地附着于贴在磁铁18外周面51上的弹性元件52上。也就是说，当盘片1的转动频率较低时，若各磁性球体24e由于离心力而试图离开弹性元件52，由于磁路是从背轭铁50的外周边经过各磁性球体24e至磁铁18的底面，所以磁铁的吸力连续地作用于各磁性球体24e。
因此，在第十实施例的盘片驱动装置中，各磁性球体24e可以一直被吸引和保持，直至到达一个较高的转动频率。也就是说，第十实施例的盘片驱动装置能可靠地保持被吸引在弹性元件52上的磁性球体24e，直至到达一个能产生足以让各磁性球体24e附着于中空环形元件23d的外周壁25d的离心力的转动频率。
当盘片1的转动频率下降时，附着在外周壁25d上的各磁性球体24e将被磁铁18的吸力吸到磁铁18的外周面51上。这时，由于在磁铁18的外周面51上围绕有弹性元件52，所以各磁性球体24e不会直接碰撞磁铁18，它们是与能吸收冲击的弹性元件52相碰撞。因此，第十实施例的盘片驱动装置可以避免产生不希望有的噪声，并且能避免在盘片1停止转动过程中或者是在进行记录或回放时因降低盘片1的转动频率产生的冲击而引发的问题。
此外，根据本发明的第十实施例，由于利用了能产生一用来夹持盘片1的吸力的磁铁8来吸引和保持各磁性球体24e，所以就不必用另外的磁铁来吸引和保持它们，因而减少了构件数量。
在此，附着在磁铁18上的弹性元件52可以用例如一种隔振材料覆盖构成，或者可以通过在磁铁18的外周面51上涂覆一层隔振材料来形成。
如上所述，在本发明第十实施例的构造下，可以实现这样一种盘片驱动装置：它即使在一个严重不平衡的盘片以高速旋转时也能确保进行稳定的记录和回放，并且无论是在盘片高速转旋还是在盘片旋转的加速或减速过程中，甚至在根据需要改变转速进行记录和回放时，都不会产生不希望有的噪声。
<第十一实施例>
下面将结合附图来描述根据本发明第十一实施例的一盘片驱动装置。图18是一横剖侧视图，示出了第十一实施例的盘片驱动装置内夹持件16d和转台110周围的结构。在此，凡是和第一、第二实施例的盘片驱动装置或图24和25所示的盘片驱动装置相同的零部件都用相同的标号来表示，对这些零部件将不再赘述。
在前述第十实施例的结构中，弹性元件52是由隔振橡胶或类似物制成，并且仅围绕在磁铁18的外周面51上；而在本发明第十一实施例的盘片驱动装置中，还有由隔振橡胶或类似物制成的弹性元件53围绕附着于从磁铁18的外周面51向外伸出的背轭铁50的端面和下表面部分。该实施例中的其余结构与前述第十实施例相同。
在第十一实施例的盘片驱动装置的结构中，由于还在背轭铁50上设置了弹性元件53，所以更加能避免因冲击而造成的不希望有的噪声和故障。
当盘片1的转动频率在盘片减速过程中降低时，各磁性球体24e会被磁铁18的吸力吸到磁铁18的外周面51上，即使磁性球体24e撞击背轭铁50的端面或下表面部分，而不是撞击围绕附着在磁铁18外周面51上的弹性元件52，也可以避免发生不希望有的噪声和故障。
当把盘片1置于水平位置时，由于重力的作用，各磁性球体24e几乎不可能碰撞背轭铁50，但是，特别是当盘片1处于垂直位置时，在纵向放置的盘片驱动装置中，各磁性球体24e被吸往背轭铁50的可能性大增。
如上所述，在本发明第十一实施例的构造下，可以实现这样一种极佳的盘片驱动装置：它即使在一个严重不平衡的盘片高速旋转时也能确保进行稳定的记录和回放，并且无论盘片驱动装置是在水平位置还是在垂直位置，都不会产生不希望有的噪声。
<第十二实施例>
下面将结合附图来描述根据本发明第十一实施例的盘片驱动装置。图19是一横剖侧视图，示出了第十二实施例的盘片驱动装置内旋转电机周围的结构。在此，凡是和第一、第二实施例的盘片驱动装置或图24和25所示的盘片驱动装置相同的零部件都用相同的标号来表示，对这些零部件将不再赘述。
如图19所示，在本发明第十二实施例的盘片驱动装置中，以可转动的方式支承着盘片1之夹持区域11的转台10c是固定于旋转电机2的转轴21。此外，在转台10c的凸台114的侧面形成有一定位锥60，在凸台114内还嵌设了一个环形磁铁61。
在夹持件16e上形成有一锥形孔63，它与形成在转台10c上的定位锥60相配合，用以使夹持件16e中心定位。锥形孔63的上部固定了一环形反轭铁64。
在夹持件16e的下表面上形成有一个与盘片1接触的平面接触部19。此外，夹持件16e上设有一与锥形孔63同轴的中空环形元件23e。在中空环形元件23e内以可运动的方式容纳了多个磁性球体24e，由中空环形元件23e和各磁性球体24e组成的球平衡件24e与夹持件16e形成一体。
当盘片1由夹持件16e夹持时，借助盘片1上的夹持孔12与转台10c上的凸台1 14的配合，可使盘片1在转台10c上中心定位并被保持。随后，借助固定于夹持件16e的反轭铁64和固定于转台10c的磁铁61之间的吸引力把盘片1夹持在位。此时，由于定位是借助形成在夹持件16e内的锥形孔63和设置在转台10c上的定位锥60的配合而完成的，与锥形孔63的中心轴线同心设置的中空环形元件23e就位于基本上和旋转电机2的中心轴线P0同心的位置上。可通过旋转电机2带动以上述方式夹持着盘片1的夹持件16e和盘片1以及转台10c一体地旋转。
此外，和前述第一实施例一样，第十二实施例的盘片驱动装置采用了一个刚度较低的隔离件(弹性元件)7将副基板6连结于主基板8。在第十二实施例的盘片驱动装置中，因隔离件7的变形而造成的沿平行于盘片1之记录表面方向的副基板6的机械振动的主共振频率是设定为大约60Hz，这个频率低于盘片1的转动频率(大约100Hz)。
在第十二实施例的结构中，和先前结合图2所描述的第一实施例的情况一样，当一个具有较大不平衡量的盘片1以大约100Hz的频率转动时，各磁性球体24e在移动力R的作用下聚集在大致沿直径方向与盘片质心G1相对的位置上。于是，作用在盘片质心G1上的不平衡力F便可由作用在各磁性球体24e上的离心力Q予以抵消，这样就能抑制副基板6的振动。
在第十二实施例的盘片驱动装置中，各磁性球体24e受到反轭铁64和磁铁61的漏磁通产生的吸力的作用而总是受到朝向反轭铁64外端面的力的作用。因此，当盘片1固定不动，或者是当盘片1的转动频率较低，作用在各磁性球体24e上的离心力较小时，各磁性球体24e在来自反轭铁64的吸力的作用下附着在反轭铁64的外端面上。
如上所述，在第十二实施例的盘片驱动装置中，与前面第七实施例一样，当盘片驱动装置在运输过程中受到来自外界的振动时，或者是当盘片1处于加速阶段的早期或减速阶段的末期时，可以防止各球体相互碰撞或与碰撞中空环形元件23c的内壁面，从而可以避免发生不希望有的噪声。
如上所述，在本发明第十二实施例的盘片驱动装置中，提供了一种盘片装载机构，它是由设有反轭铁64的夹持件16e和设有磁铁61的转台10c构成。采用这样的盘片装载机构还能实现这样一种盘片驱动装置：它即使在严重不平衡的盘片1高速旋转时也能确保进行稳定的记录和回放，并且能防止产生不希望有的噪声。
<第十三实施例>
下面将结合附图来描述根据本发明第十三实施例的一盘片驱动装置。图20是一横剖侧视图，示出了第十三实施例的盘片驱动装置内的转台110周围的结构。在此，凡是和第一、第二实施例的盘片驱动装置或图24和25所示的盘片驱动装置相同的零部件都用相同的标号来表示，对这些零部件将不再赘述。
如图20所示，在本发明第十三实施例的结构中，围绕前述第十二实施例之结构中的反轭铁64的外周设置了一由隔振橡胶或类似物制成的弹性元件65，该实施例中的其余结构与前述第十二实施例相同。
在第十三实施例的结构中，当盘片1的转动频率在盘片旋转的减速过程中降低时，各磁性球体24e被反轭铁64的吸力吸到反轭铁64的外端面上，在反轭铁64上设置弹性元件65是为了防止各磁性球体24e直接碰撞反轭铁64，各磁性球体24e是碰撞能吸收冲击的弹性元件65，致使各磁性球体附着于弹性元件65。这样就可以避免由冲击引起的不希望有的噪声。
如上所述，在本发明第十三实施例的盘片驱动装置中，提供了一种由设有反轭铁64的夹持件16e和设有磁铁61的转台10c构成的盘片装载机构。采用这样的盘片装载机构能实现这样一种盘片驱动装置：它即使在严重不平衡的盘片1高速旋转时也能确保进行稳定的记录和回放，并且能防止产生不希望有的噪声。
<第十四实施例>
下面将结合附图来描述根据本发明第十四实施例的盘片驱动装置。图21是一横剖侧视图，示出了第十三实施例的盘片驱动装置内的转台110周围的结构。在此，凡是和第一、第二实施例的盘片驱动装置或图24和25所示的盘片驱动装置相同的零部件都用相同的标号来表示，对这些零部件将不再赘述。
在本发明第十四实施例的盘片驱动装置中，夹持件16f包括一上壳体70和一下壳体71。上壳体70和下壳体71相互装配在一起，下壳体71的外周侧壁73在上壳体70的外周侧壁72之外。在上壳体70的外周侧壁72和下壳体71的外周侧壁73之间，紧密接触地夹设了一弹性元件74。
如图21所示，中空环形元件23f是由夹持件16f之上壳体70的内上表面、外周侧壁72的内表面、下壳体71的内底表面、磁铁18的外周面组成，并且有多个磁性球体24e容纳在中空环形元件23f内。在第十四实施例的盘片驱动装置中，由中空环形元件23f和各磁性球体24e组成的球平衡件22g是和夹持件16f形成一体。
此外，在第十四实施例的盘片驱动装置中，与前述第十一实施例一样，背轭铁50固定于磁铁18的上表面，并且有弹性元件53刚性地附着在背轭铁50上。此外，弹性元件52刚性地附着于磁铁18的外周面51。本实施例中的其它结构与前述第一实施例相同。
在第十四实施例的盘片驱动装置中，与前述第十一实施例一样，当盘片1固定不动，或者是当盘片1在减速过程中转动频率较低，作用在磁性球体24e上的离心力较小时，各磁性球体24e在磁铁18的吸力作用下附着于弹性元件52或弹性元件53。在这种状态下，当盘片1加速旋转，并且其转动频率增加到能使作用于各磁性球体24e的离心力变得大于磁铁18的吸力时，附着于弹性元件52或弹性元件53的各磁性球体24e就被甩向外周壁25f，并碰撞到外周壁25f上。
与前述第七实施例一样，用fs表示能导致各磁性球体24e被甩向外周壁25f的转动频率，fh表示能产生一足以令各磁性球体24e附着于外周壁25f的离心力的转动频率，fn表示由盘片1的不平衡引起的振动变得不可接受地大时的转动频率，希望这三者之间的关系是fh＜fs＜fn。也就是说，希望增大磁铁18的吸力，并把fs设定成足够高于fh，这样，即使在盘片1的转动频率低于fh时有来自外界的振动或冲击，也可以将各磁性球体24e牢牢地吸引并保持住。然而，fs设置得越高，各磁性球体24e碰撞外周壁25f的速度也越高，这样就会出现由磁性球体的碰撞引起的冲击传递到盘片1的可能性，从而使盘片1发生振动并对记录和回放工作造成不良影响，还会使碰撞噪声增大到不可接受的程度。
为解决这一问题，在第十四实施例的盘片驱动装置中，在上壳体70的外周壁72和下壳体71的外周壁73之间了夹设了弹性元件74。用弹性元件74的缓冲作用，可以吸收各磁性球体74碰撞外周壁25f而产生的冲击，从而防止冲击传递至盘片1，同时可减小碰撞噪声的幅度。因此，即使增大作用于各磁性球体24e的磁铁18的吸力，以使各磁球体24e在盘片1的转动频率较低时被牢牢地吸引并保持住，仍可以防止故障发生，避免因各磁性球体24e在盘片1的加速转动过程中碰撞外周壁25f而产生的噪声对记录或回放工作有任何不良的影响，还可避免碰撞噪声增大至不可接受的程度。
如上所述，用本发明第十四实施例的构造，可以实现这样一种盘片驱动装置：它即使在一个严重不平衡的盘片高速旋转时也能确保进行稳定的记录和回放，并且即使在盘片驱动装置固定不动或低速旋转情况下对盘片驱动装置施加振动或冲击时，也能防止产生不希望有的噪声。
<第十五实施例>
下面将结合附图来描述根据本发明第十五实施例的盘片驱动装置。图22是一横剖侧视图，示出了第十五实施例的盘片驱动装置内的的转台110周围的结构。在此，凡是和第一、第二实施例的盘片驱动装置或图24和25所示的盘片驱动装置相同的零部件都用相同的标号来表示，对这些零部件将不再赘述。
与前述第十四实施例一样，在本发明第十五实施例的盘片驱动装置中，中空环形元件23f由上壳体70的内上表面、外周侧壁72的内表面、下壳体71的内底表面、以及磁铁18的外周面组成。如图22所示，在第十五实施例的盘片驱动装置中，在上壳体70的外周侧壁72的下端面和下壳体71的内底表面之间以紧密接触的方式夹设了一弹性元件75。该实施例的其余结构与前述第十四实施例相同。
在第十五实施例的盘片驱动装置中，与前述第十四实施例一样，借助于夹设在上壳体70的外周侧壁72和下壳体71的底部上表面之间的弹性元件75，可以缓冲因各磁性球体74碰撞外周壁25f而产生的外周侧壁72的振动，因而能防止将振动传递至盘片1，同时可减小碰撞噪声的幅度。因此，即使将作用于各磁性球体24e的磁铁18的吸力增大到这样的水平，即，当盘片1固定不动或低速转动时，若有振动或冲击施加于盘片1，各磁性球体仍能被牢牢地吸引并保持住，仍可以防止故障的发生，可以避免因各磁性球体24e碰撞外周壁25f而产生的冲击对记录或回放工作有任何不良的影响，还可避免碰撞噪声增大至不可接受的程度。
此外，在第十五实施例的盘片驱动装置中，与前述第十四实施例相比，夹持件16f的上壳体70和下壳体71可以很方便地组装到一起。这是因为在第十五实施例的盘片驱动装置中，没有设在上壳体70的外周侧壁72和下壳体71的外周侧壁73之间的弹性元件74，因而只要把上壳体70的外周侧壁72压抵住处于下壳体71的内底表面上的弹性元件75就可以完成装配。
如上所述，与前述第十四实施例一样，用本发明第十五实施例的构造，可以实现这样一种盘片驱动装置：它即使在一个严重不平衡的盘片高速旋转时也能确保进行稳定的记录和回放，并且即使在盘片驱动装置固定不动或低速旋转情况下对盘片驱动装置施加振动或冲击时，也能防止产生不希望有的噪声。
<第十六实施例>
下面将结合附图来描述根据本发明第十六实施例的一盘片驱动装置。图23是一横剖侧视图，示出了第十六实施例的盘片驱动装置内的旋转电机2周围的结构。在此，凡是和第一、第二实施例的盘片驱动装置或图24和25所示的盘片驱动装置相同的零部件都用相同的标号来表示，对这些零部件将不再赘述。
在本发明第十六实施例的盘片驱动装置中，中空环形元件23g是设置在旋转电机2的转子80上。在第十六实施例的中空环形元件23g中以可移动的方式放置了多个球体24，中空环形元件23g和各球体24一起构成了一个球平衡件22f。夹持件116和转台110与传统盘片驱动装置所采用的一样；该实施例的其余结构和前述第一实施例相同。
与前述第一(图1)、第四(图10)和第七(图13)实施例的情况一样，本发明第十六实施例旨在解决中空环形元件23g的外周壁25g的中心轴线P2偏离旋转电机的转动中心轴线P0的问题，通过预先使中空环形元件23g的中心与旋转电机的转动中心轴线重合，就可以始终如一地获得球平衡件22f的稳定的作用效果。在第十六实施例中，若在设置于转子80上的中空环形元件23g内封装一种液体26来代替各球体24，也能获得相同的效果。
在如图23所示的第十六实施例中，以可移动的方式容纳有多个球体24的中空环形元件23g是设置在沿旋转电机2的转动轴线方向与不平衡的盘片1隔开一定距离的位置上。在这种情况下，副基板6和安装在副基板6上的整个组件的质心用G2来表示。当把因作用在盘片1的质心G1上的不平衡力而形成的围绕整个组件的质心G2的力矩F·L1与因作用在聚集于不平衡力F之相反方向上的各球体24的离心力Q而形成的围绕质心G2的力矩Q·L2作比较时，若离心力Q和不平衡力的大小相等，则由于L1大于L2，不平衡力F的力矩F·L1大于离心力的力矩Q·L2。副基板6将由于它们的合成力矩M而产生旋转振动。因此，当旋转振动成为问题时，若将中空环形元件23设置在靠近盘片1的一个构件上，例如夹持件116或转台110上，并在中空环形元件内放置球体24或液体26，那么就可以减小力矩F·L1和力矩Q·L2之差。
此外，若中空环形元件在尺寸上有所限制，并且容纳在中空环形元件23g内的各球体24或液体26的质量不能做得足够大，或者如果盘片1的不平衡量极大，离心力Q就变得小于不平衡力F，这样就增大了力矩F·L1和力矩Q·L2之差。然而，在这样的情况下，通过把中空环形元件例如设置在夹持件116的上部，就可以令离心力Q的作用点和质心G2之间的距离L2变大。于是可以减小力矩F·L1和力矩Q·L2的差，从而减小合成力矩M。因此，即使在沿平行于盘片1的盘片表面方向的振动不能被很好地抑制的情况下，也可以减小由合成力矩M引起的旋转振动。
在第一至第十六实施例中，已经描述了当盘片1不平衡时的工作情况和效果，但是假如由旋转电机2驱动旋转的任何构件，例如转台110、旋转电机2的转子或夹持件116有任何的不平衡，由这种不平衡引起的振动也可以被抑制。
如上所述，在根据本发明的各盘片驱动装置中，通过设置一个包含多个球体或液体的平衡件与盘片一同旋转，就能可靠地抑制由盘片的不平衡引起的副基板的振动，从而可获得这样一种盘片驱动装置：它在一不平衡的盘片以高速旋转时也能确保进行稳定的记录或回放，其工作时非常安静，并且具有极佳的抗振、抗冲击性能，能进行高速的数据传输。
工业应用
本发明的盘片驱动装置可以抑制由盘片或类似物的质量不平衡引起的振动，本发明可以应用于在盘片旋转的同时将数据记录在盘片上或读取记录在盘片上的数据的各种盘片驱动装置。例如，通过将本发明的技术构思应用于只进行回放的CD、CD-ROM等光盘驱动装置，或者是在光头和盘片轨迹之间需要更为精确的距离控制(轨迹控制)的可记录装置，就可以获得一种更加可靠的装置。
此外，不但在采用光头进行非接触式记录或回放的装置中，而且在采用接触型的磁头或浮动型的磁头进行记录或回放的装置中，都可以抑制由盘片的不平衡引起的不希望有的振动。
根据条约第19(1)条修改的声明
作出这一修改是为了进一步澄清本发明之盘片驱动装置的权利要求的范围，并且也为了增加用于该盘片驱动装置的平衡件、用于该盘片驱动装置的电动机、用于 该盘片驱动装置的夹持件、以及用于该盘片驱动装置的转台的权利要求，这些内容 都已在原始申请的说明书和附图中作了揭示。
在这些修改的权利要求中，权利要求1至22涉及盘片驱动装置，权利要求1 至22对原先提出的权利要求所限定的盘片驱动装置作了进一步的澄清。权利要求 23至33涉及用于该盘片驱动装置的平衡件。权利要求31至33涉及用于该盘片驱 动装置的电动机。权利要求34和35涉及用于该盘片驱动装置的夹持件。权利要求 36和37涉及用于该盘片驱动装置的转台。权利要求23至37是新增加的权利要求。
权利要求书
按照条约第19条的修改
1.一种盘片驱动装置，包括：一平衡件，它安装成能与装入的盘片一体地旋转，并具有一其内部容纳有一平衡元件的中空环形元件。
2.如权利要求1所述的盘片驱动装置，其特征在于，所述平衡元件是一球体。
3.如权利要求1所述的盘片驱动装置，其特征在于，所述平衡元件是一种液体。
4.一种盘片驱动装置，包括：一平衡件，它安装成能与装入的盘片一体地旋转，并具有多个中空环形元件，
其中，所述多个中空环形元件中，至少一个中空环形元件内放置有若干个球体，而其余的中空环形元件内放置有一种液体。
5.一种盘片驱动装置，包括：
一转台，一装入的盘片放置在其上，并且该转台可旋转地支承着所述盘片；
一平衡件，它具有一其内部容纳有一平衡元件的中空环形元件；以及
一夹持件，用以将所述盘片夹持到所述转台上，该夹持件是与所述平衡件形成为一体。
6.一种盘片驱动装置，包括：
一平衡件，它具有一其内部容纳有一平衡元件的中空环形元件；以及
一转台，一装入的盘片放置在其上，该转台可旋转地支承着所述盘片，并且该转台是与所述平衡件形成一体。
7.一种盘片驱动装置，包括：
一平衡件，它具有一其内部容纳有一平衡元件的中空环形元件；以及
一旋转电机，用以驱动一装入的盘片旋转，该旋转电机具有一与所述平衡件形成一体的转子。
8.一种盘片驱动装置，包括：
一平衡件，它具有一其内部容纳有一平衡元件的中空环形元件；以及
一旋转电机，用以驱动一装入的盘片旋转，该旋转电机具有一与所述平衡件形成一体的转轴。
9.一种盘片驱动装置，包括：
一平衡件，它安装成能和一装入的盘片一体地旋转，并具有一其内部容纳有一平衡元件的中空环形元件，
其中所述盘片被驱动旋转的频率高于所述盘片的抖动的主共振频率。
10.一种盘片驱动装置，包括：
一副基板，一用来驱动一盘片旋转的旋转电机固定于该副基板，
一主基板，所述副基板通过一弹性元件安装在该主基板上；以及
一安装成能与装入的盘片一体旋转的平衡件，该平衡件具有一其内部容纳有一平衡元件的中空环形元件。
11.如权利要求10所述的一种盘片驱动装置，其特征在于，所述盘片被驱动旋转的频率高于因所述弹性元件的变形而造成的所述副基板的抖动的主共振频率。
12.一种盘片驱动装置，包括：
一副基板，一用来驱动一盘片旋转的旋转电机固定于该副基板，
一主基板，所述副基板通过一弹性元件安装在该主基板上；以及
一安装成能与装入的盘片一体旋转的平衡件，该平衡件具有一其内部容纳有一平衡元件的中空环形元件，
其中，所述盘片的转动频率高于因所述弹性元件的变形而产生的、所述副基板在平行于所述盘片记录表面的方向上的机械振动的主共振频率。
13.一种盘片驱动装置，包括：
一平衡件，它安装成能与一装入的盘片一体地旋转，并具有一其内部容纳有若干个磁性体的中空环形元件；以及
磁场发生装置，用以藉吸力来保持所述各磁性体。
14.一种盘片驱动装置，包括：
一平衡件，它安装成能与一装入的盘片一体地旋转，并具有一其内部容纳有若干个磁性体的中空环形元件；以及
磁场发生装置，用以藉吸力来保持所述各磁性体，该磁场发生装置安装成与所述平衡件一体地旋转。
15.一种盘片驱动装置，包括：
一平衡件，它安装成能与一装入的盘片一体地旋转，并具有一其内部容纳有包含若干个磁性体的中空环形元件；
磁场发生装置，用以藉吸力来保持所述各磁性体；以及
一弹性元件，它刚性地附着于所述磁场发生装置的面对着所述各磁性体的那一侧，
其中所述各磁性体能直接附着于所述弹性元件。
16.一种盘片驱动装置，包括：
一平衡件，它安装成能与一装入的盘片一体地旋转，并具有一其内部容纳有若干个磁性体的中空环形元件；
一磁铁，用以藉吸力来保持所述各磁性体；以及
一由一磁铁板形成的背轭铁，该背轭铁与所述磁铁接触，而且该背轭铁的一部分在所述各磁性体附近延伸。
17.一种盘片驱动装置，包括：
一转台，用以安装一装入的盘片，并以可旋转的方式支承所述盘片，该转台上固定了一反轭铁；以及
一夹持件，它具有一内装的磁铁，用于借助所述磁铁和所述反轭铁之间的吸力来夹持所述盘片，而且所述夹持件包括一与之形成一体的平衡件，该平衡件具有一其内部容纳若干个磁性体的中空环形元件，
其中，所述各磁性体是由所述各磁性体和所述磁铁之间的吸力来保持住。
18.一种盘片驱动装置，包括：
一转台，用以安装一装入的盘片，并以可旋转的方式支承所述盘片，该转台上固定了一反轭铁；以及
一夹持件，它具有一内装的磁铁，用于借助所述磁铁和所述反轭铁之间的吸力来夹持所述盘片，所述夹持件与一平衡件形成一体，该平衡件具有一其内部容纳有若干个磁性体的中空环形元件，
其中，在所述磁铁的面对着所述各磁性体的表面上刚性地贴附了一弹性元件，并且各磁性体能直接附着于所述弹性元件。
19.如权利要求17或18所述的盘片驱动装置，其特征在于，作为所述背轭铁的一磁铁板是附着于所述磁铁的与面对着所述反轭铁的那一侧相反的一侧。
20.一种盘片驱动装置，包括：
一转台，用以在其上安放一装入的盘片，并以可旋转的方式支承所述盘片，该转台上固定了一磁铁；以及
一夹持件，它具有一内装的反轭铁，用于借助所述磁铁和所述反轭铁之间的吸力来夹持所述盘片，所述夹持件与一体平衡件形成一体，该平衡件具有一其内容纳有若干个磁性体的中空环形元件，
其中，所述各磁性体是由所述各磁性体和所述磁铁之间的吸力来保持的。
21.一种盘片驱动装置，包括：
一转台，用以在其上安放一装入的盘片，并以可旋转的方式支承着所述盘片，该转台具有一与用来驱动盘片旋转的一旋转电机的转轴相配合的定位孔；
一夹持件，用以与所述转台协作夹持所述盘片，该夹持件具有一与所述定位孔相配合的中心轴；以及
一平衡件，它具有一其内部容纳有一平衡元件的中空元件，所述中空环形元件与所述夹持件的中心轴同心地安装，所述平衡件与所述夹持件形成为一体。
22.一种盘片驱动装置，包括：一平衡件，该平衡件具有一与用来驱动盘片旋转一旋转电机的转轴相配合的中心孔，还设有一其内部容纳有一平衡元件的中空环形元件，该中空环形元件是与所述中心孔同心设置。
23.一种用于盘片驱动装置的平衡件，它安装成能与一装入的盘片一体地旋转，并具有一其内部容纳有一平衡元件的中空环形元件。
24.一种用于盘片驱动装置的平衡件，包括：
一中空环形元件，其内部容纳有若干个磁性体；以及
磁场发生装置，用以借助吸力来保持所述各磁性体。
25.一种用于盘片驱动装置的平衡件，包括：
一中空环形元件，其内部容纳有若干个磁性体；
磁场发生装置，用以借助吸力来保持所述各磁性体；以及
一弹性元件，它刚性地贴附着于所述磁场发生装置的面对着所述各磁性体的那一侧，所述各磁性体能直接附着于所述弹性元件。
26.一种用于盘片驱动装置的平衡件，包括：
一中空环形元件，其内部容纳有若干磁性体；
一磁铁，用以借助吸力来保持所述各磁性体；以及
一由磁铁板构成的背轭铁，该背轭铁与所述磁铁接触，并且该背轭铁的一部分延伸至所述各磁性体的附近。
27.一种用于盘片驱动装置的平衡件，其中，一容纳有一平衡元件的中空环形元件由一上壳体和一下壳体组成，所述上壳体的下侧具有一开口，而所述下壳体的上侧具有一开口，以及
在所述上壳体的侧壁和所述下壳体的侧壁之间夹设了一弹性元件，所述上壳体的侧壁形成了所述中空环形元件的一外周面，所述弹性元件夹设在所述上、下壳体的侧壁之间。
28.一种用于盘片驱动装置的平衡件，其中，一容纳有一平衡元件的中空环形元件由一上壳体和一下壳体组成，所述上壳体的下侧具有一开口，而所述下壳体的上侧具有一开口，以及
在所述上壳体之侧壁的下端面和所述下壳体的侧壁之间夹设了一弹性元件，所述上壳体的侧壁形成了所述中空环形元件的一外周面，所述弹性元件夹设在所述上、下壳体之间。
29.一种用于盘片驱动装置的平衡件，它具有一中空环形元件，在所述中空环形元件内容纳有交替布置的由不同材料制成的若干个球体。
30.一种用于盘片驱动装置的平衡件，它具有一中空环形元件，在所述中空环形元件内容纳有交替布置的若干个金属球体和塑料球体。
31.一种用于盘片驱动装置的电动机，包括：
一平衡件，它安装成能与一转子一体地旋转，并具有一其内部容纳有一平衡元件的中空环形元件。
32.一种用于盘片驱动装置的电动机，包括：
一平衡件，它具有一其内部容纳有一平衡元件的中空环形元件，该平衡件是安装成与一转子形成一体。
33.一种用于盘片驱动装置的电动机，包括：
一平衡件，它具有一其内部容纳有一平衡元件的中空环形元件，该平衡件是安装成与一转轴形成一体。
34.一种用于盘片驱动装置的夹持件，用以可旋转地支承一安装在一转台上的盘片，所述夹持件上与之一体地设置了一个平衡件，该平衡件具有一其内部容纳有一平衡元件的中空环形元件。
35.一种用于盘片驱动装置的夹持件，用以可旋转地支承一安装在一转台上的盘片，该夹持件包括：
一平衡件，它具有一其内部容纳有若干个磁性体的中空环形元件；以及
磁场发生装置，用以藉吸力来保持各磁性体。
36.一种用于盘片驱动装置的转台，用以在其上安放一装入的盘片，并可旋转地支承所述盘片，所述转台上设有一与之形成为一体的平衡件，并具有一其内部容纳有一平衡材料的中空环形元件。
37.一种用于盘片驱动装置的转台，用以在其上安装一装入的盘片，并可旋转地支承所述盘片，该转台包括：
一平衡件，它具有一其内部容纳有若干个磁性体的中空环形元件；以及
磁场发生装置，用以藉吸力来保持各磁性体。
Claims (21)
1.一种用于可取出的盘片的盘片驱动装置，包括：
一副基板，一用来驱动一装入盘片旋转的旋转电机固定在该副基板上；
一主基板，所述副基板通过一弹性元件安装在该主基板上；以及
一平衡件，它安装成能与装入的盘片一体旋转，并具有一内部装有多个球体的中空环形元件。
2.一种用于可取出的盘片的盘片驱动装置，包括：
一副基板，它固定于用来驱动一装入的盘片旋转的一旋转电机；
一主基板，所述副基板通过一弹性元件安装在该主基板上；以及
一安装成能与装入的盘片一体旋转的平衡件，该平衡件具有一内部封装有一种液体的中空环形元件。
3.一种用于可取出的盘片的盘片驱动装置，包括：
一副基板，它固定于用来驱动一装入的盘片旋转的一旋转电机；
一主基板，所述副基板通过一弹性元件安装在该主基板上；以及
一具有多个中空环形元件、安装成能与装入的盘片一体旋转的平衡件，
其中，在所述多个中空环形元件中，至少一个中空环形元件内装有多个球体，而其余中空环形元件内封装有一种液体。
4.如权利要求1、2或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，它具有：
一转台，用以可转动地支承装入之盘片的夹持区域；以及
一夹持件，该夹持件与所述平衡件形成一体，用以与所述转台协作夹持所述盘片。
5.如权利要求1、2或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，它具有一转台，该转台与所述平衡件形成一体，用以可转动地支承装入之盘片的夹持区域。
6.如权利要求1、2或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，所述平衡件是与所述旋转电机的转子一体地设置。
7.如权利要求1、2或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，因所述弹性元件的变形而产生的所述副基板的共振频率低于所述盘片的转动频率。
8.如权利要求1、2或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，因所述弹性元件的变形而产生的、所述副基板在平行于所述盘片记录表面的方向上的机械振动的主共振频率低于所述盘片的转动频率。
9.如权利要求1、2或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，因所述弹性元件的变形而产生的、所述副基板在平行于所述盘片记录表面的方向上的机械振动的主共振频率低于所述盘片的最大转动频率。
10.如权利要求1、2或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，它包括：
一转台，用以可转动地支承装入之盘片的夹持区域，该转台上设有一与所述旋转电机的转轴相配合的定位孔；以及
一夹持件，用以与所述转台协作夹持所述盘片，该夹持件上设有一与所述定位孔相配合的中心轴，
其中，所述中空环形元件是形成为与所述夹持件的中心轴线同心，并且所述平衡件是与所述夹持件形成为一体。
11.如权利要求1、2或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，它包括：
一转台，用以可转动地支承装入之盘片的夹持区域，该转台上设有一与所述旋转电机的转轴相配合的定位孔；以及
一夹持件，用以与所述转台协作夹持所述盘片，该夹持件上设有一与所述转轴相配合的中心孔，
其中，所述中空环形元件是形成为与所述夹持件内的中心孔的中心轴线同心，并且所述平衡件是与所述夹持件形成为一体。
12.如权利要求1或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，在所述中空环形元件内容纳并交替放置有由不同材料制成的两种球体。
13.如权利要求1或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，在所述中空环形元件内容纳并交替放置有多个金属球体和塑料球体。
14.如权利要求1或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，它还包括：
一带有装在所述中空环形元件内的若干磁性球体的平衡件；以及
磁场发生装置，用以藉吸力来保持所述各磁性球体。
15.如权利要求1或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，它还包括：
一转台，用以可转动地支承装入之盘片的夹持区域，该转台上固定有一作为反轭铁的磁铁板；以及
一夹持件，它具有一内装的磁铁，用于借助所述磁铁和所述反轭铁之间的吸力来夹持所述盘片，所述夹持件上还与之一体地形成有一平衡件，该平衡件具有容纳在所述中空环形元件内的若干磁性球体。
16.如权利要求1或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，它还包括：
一转台，用以可转动地支承装入之盘片的夹持区域，该转台上固定了一作为反轭铁的磁铁板；以及
一夹持件，它具有一内装的磁铁，用于借助所述磁铁和所述反轭铁之间的吸力来夹持所述盘片，所述夹持件与一平衡件形成为一体，该平衡件具有容纳在所述中空环形元件内的若干磁性球体。
其中，围绕所述磁铁的外周面刚性地贴附了一弹性元件，所述各磁性球体附着于该弹性元件。
17.如权利要求1或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，它还包括：
一转台，用以可转动地支承装入之盘片的夹持区域，该转台上固定有一作为反轭铁的磁铁板；以及
一夹持件，它具有一内装的磁铁，用于借助所述磁铁和所述反轭铁之间的吸力来夹持所述盘片，所述夹持件与一平衡件形成为一体，该平衡件具有容纳在所述中空环形元件内的若干磁性球体，
其中，在一背轭铁上刚性地贴附了一弹性元件，所述背轭铁是固定在所述磁铁的与其面对着所述反轭铁的那一侧相反的一侧上的一个磁铁板，所述各磁性球体附着于所述背轭铁的弹性元件。
18.如权利要求1或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，它还包括：
一转台，用以可转动地支承装入之盘片的夹持区域，该转台上固定有一磁铁；以及
一夹持件，它具有一内装的反轭铁，用于借助所述磁铁和所述反轭铁之间的吸力来夹持所述盘片，所述夹持件与一平衡件形成为一体，该平衡件具有容纳在所述中空环形元件内的若干磁性球体。
19.如权利要求1或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，它还包括：
一转台，用以可转动地支承装入之盘片的夹持区域，该转台上固定有一磁铁；以及
一夹持件，它具有一内装的反轭铁，用于借助所述磁铁和所述反轭铁之间的吸力来夹持所述盘片，所述夹持件与一平衡件形成为一体，该平衡件具有容纳在所述中空环形元件内的若干磁性球体，
其中，在内装于所述夹持件的所述反轭铁上刚性地附着有一弹性元件，并且所述各磁性球体附着于所述弹性元件。
20.如权利要求1或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，所述容纳有若干球体的中空环形元件是由一上壳体和一下壳体构造而成，所述上壳体的下侧具有一开口，而所述下壳体的上侧具有一开口，设置的平衡件具有一夹设在所述上壳体的外周侧壁和所述下壳体的外周侧壁之间的弹性元件。
21.如权利要求1或3所述的盘片驱动装置，其特征在于，所述容纳有若干球体的中空环形元件是由一上壳体和一下壳体构造而成，所述上壳体的下侧具有一开口，而所述下壳体的上侧具有一开口，设置的平衡件具有一夹设在所述上壳体的外周侧壁的下端面和所述下壳体的底部上表面之间的弹性元件。
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