CN1205610C - 盘驱动装置 - Google Patents

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Abstract

用于稳定地驱动容纳在盘盒中的盘的盘驱动装置，其中以与在盘转动期间夹持盘的力相同的方向由盘盒中的气压差产生力的方式设定盘的垂直位置，一个支撑装置将盘定位在盘盒一半高度之上，从而使盘转动期间的振动最小，确保了记录和重放信号的质量。

Description

盘驱动装置
技术领域
本发明涉及盘驱动装置，特别是适合稳定地驱动容纳在盘盒中的盘的盘驱动装置。
背景技术
通常，高密度盘，特别是可重写盘对诸如灰尘，指纹等之类的污染，和诸如划痕之类的物理损伤非常敏感。因此，为保护盘面免受污染和物理损伤，通常将盘容纳在由塑料材料等制成的盘盒中。
盘盒设置有一个用于露出一部分信息记录面的开口。通过与开口相匹配的挡板打开和关闭开口。当盘盒插入盘驱动装置时，由挡板开启器开启挡板，从而以露出一部分盘的方式转动盘。鉴于此，在盘在其中转动的盘盒中，在盘的转动轴周围产生非对称气流。由于非对称气流而使盘盒中出现压差，以致盘盒中转动的盘以特定周期恒定振动。特别是，盘的转速越快和盘的厚度越薄，出现的这种盘振动越严重。
如上所述，盘在盘盒中转动时出现的盘振动造成盘驱动装置的信息记录和重放操作不稳定，以致引起降低信息可靠性的问题。另外，当盘振动严重时，盘的记录面与盘盒内表面碰撞，以致在记录面出现受到诸如划伤等物理损伤的严重问题。为解决这些问题，已经研究了降低盘振动的策略。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种盘驱动装置，该装置能够稳定地驱动盘盒中的盘，以确保记录和重放信息的可靠性。
为实现本发明上面和其它的目的，根据本发明的一个方面，提供一种盘驱动装置，包括：
一个托架，用于将盘盒支撑在该盘驱动装置内；以及
一个主轴电机，用于装载和旋转容纳在所述盘盒中的盘，
所述主轴电机由转子部分和定子部分构成，所述转子部分包括一个转盘，用来支撑盘盒中的盘，
其中，所述转盘的装载表面被提高，使所述盘的与所述盘的记录区对应的上表面位于盘盒一半高度之上的位置。
根据本发明的另一方面，提供一种盘驱动装置，包括：
一个托架，用于将盘盒支撑在该盘驱动装置内；以及
一个主轴电机，用于装载和旋转容纳在所述盘盒中的盘，
所述主轴电机由转子部分和定子部分构成，所述转子部分包括一个转盘，用来支撑盘盒中的盘，
其中，所述托架具有一个用于装载所述盘盒的装载表面，所述装载表面被降低，使得所述盘盒中的所述盘的、与所述盘的记录区对应的上表面位于盘盒一半高度之上的位置。
根据本发明的再一方面，提供一种盘驱动装置，包括：
一个托架，包括一个盘盒支撑部件，用于将盘盒支撑在该盘驱动装置内；以及
一个主轴电机，用于装载和旋转容纳在盘盒中的盘，
所述主轴电机由转子部分和定子部分构成，所述转子部分包括一个转盘，用来支撑盘盒中的盘，
其中，所述盘盒支撑部件的高度被降低，使得所述盘盒中的所述盘的、与所述盘的记录区对应的上表面位于盘盒一半高度之上的位置。
根据本发明的又一方面，提供一种盘驱动装置，包括：
一个托架，用于将盘盒支撑在该盘驱动装置内；以及
一个盘支撑部件，包括一个主轴电机，用于装载和旋转容纳在所述盘盒中的盘，
所述主轴电机由转子部分和定子部分构成，所述转子部分包括一个转盘，用来支撑盘盒中的盘，
其中，所述盘支撑部件的高度被提高，使所述盘的与所述盘的记录区对应的上表面位于盘盒一半高度之上的位置。
附图说明
从下面参考附图对本发明实施例的详细描述中将使本发明的这些和其它目的显而易见，其中：
图1是表明盘的振动幅度与盘在盘盒中垂直位置的关系的特性曲线；
图2A至2C是磁光盘盘盒的截面图；
图3是表明磁光盘的振动幅度根据盘的转速与磁光盘在图2A至2C所示盘盒中的垂直位置的关系曲线；
图4A至4C是数字多能盘(DVD)盘盒的截面图；
图5是表明DVD的振动幅度根据盘的转速与DVD在图4A至4C所示盘盒中的垂直位置的关系曲线；和
图6是表明根据本发明实施例的盘驱动装置结构的截面图。
具体实施方式
在说明本发明实施例之前，描述产生本发明技术构思的背景。本发明的技术构思产生于观察盘在盘盒中旋转的振动幅度趋势时认识到的盘振动幅度与盘在盘盒中垂直位置的关系。图1示出盘的振动幅度与盘相对于盘盒高度的位置的关系。如图1所示，盘的振动幅度随着盘的位置从盘盒一半高度之下的位置向其一半高度之上的位置行进而明显降低。图1中，被称为″盘的位置偏移″的δ是通过从盘在盘盒中的高度减去盘盒的一半高度获得的。
图2A至2C是容纳一个磁光盘的盘盒的纵向截面图。在图2A至2C所示的盘盒中，假设磁光盘12的中心平面是″Y平面″12a；与盘盒10内部的一半高度对应的垂直平面是″X平面″。另外，W表示盘盒10的高度或盘盒10的整个厚度，W1和W2是从盘盒10的X平面10a到盘盒10的顶面和底面的距离；t表示盘12的厚度；u表示从盘12的下表面到外部底面的距离。在此，磁光盘12的Y平面12a确定夹紧区12b的中心表面，所形成的夹紧区12b在其作为基准的内圆周比磁光盘的Y平面高。由于磁光盘12必须总是使其上表面接近磁头以进行记录，磁光盘包括与诸如密致盘(CD)和数字多能盘(DVD)之类的其它光盘相比厚度设定得相对薄的记录区12c(即0.6mm)，并且考虑到与其它盘的可更换性，设定夹紧区12b的厚度等于其它盘的厚度(即1.2mm)，以便在该盘的上部设置记录层。磁光盘12转动时，磁光盘12的振动随着磁光盘12的Y平面12a位于比盘盒10的X平面高的位置而降低，如图2A和2B所示；同时随着磁光盘12的Y平面12a位于比盘盒10的X平面10a低的位置而逐渐增加，如图2c所示。例如，在盘盒10的高度W为8mm从盘盒10的X平面10a到盘盒10外表面的距离W1和W2是4mm磁光盘12的厚度t是0.6mm的情况下，当盘12的下表面和盘盒10的外底表面之间的距离u变为大于3.4mm时，盘的振动幅度减小。
图3是表明随着盘12旋转速度的变化磁光盘12中的Y平面12a相对于图2A至2C所示的盘盒10中X平面10a的位置与盘12的振动幅度的关系曲线图。图3示出一组实验数据，该组数据证明磁光盘12中的Y平面12a相对于盘盒10中X平面10a的位置与盘12的振动幅度的关系保持与盘12的旋转速度无关。
图3中，以盘盒10的X平面10a为基础，正(+)位置偏移值表明磁光盘12的Y平面12a何时处在上部位置，如图2A所示；负(-)偏移值表明何时处在下部位置，如图2C所示；′0′偏移值表明何时处在相等位置，如图2B所示。从图3可以看出，即使盘12的转速变得不同时，随着磁光盘12的Y平面12a以盘盒10的X平面10a为基础从下部位置(即-1mm)向上部位置(即+1mm)行进，磁光盘12在盘盒10中的振动幅度越来越小。换句话说，当磁光盘12转速改变为1500rpm、1800rpm、2100rpm、2400rpm或3000rpm时，磁光盘12的振动幅度与盘12的Y平面12a相对于盘盒10的X平面10a的位置的关系保持原状。
另外，从图4A至图5可以看出，即使盘的厚度t、盘盒的厚度W等改变时，该盘相对于盘盒中垂直轴的位置与盘的振动幅度的关系保持其原状。
图4A至4C是容纳常规DVD32的盘盒30的纵向截面图，图5是表明随着DVD32转速的不同，DVD32的振动幅度与DVD32的Y平面32a相对于图4A至4C所示盘盒30的X平面30a的位置的关系曲线图。
图4A至4C所示DVD32的厚度(即1.2mm)与图2所示磁光盘12的厚度不同，并具有完全的平坦形状。假设作为DVD32中心平面的Y平面32是相对于DVD32一半高度的中心平面。如图5所示，在盘盒30中，即使DVD32转速变得不同时，DVD32的振动幅度随着DVD32的Y平面32a从图4C的下部位置(即-0.8mm)向图4A的上部位置(即+0.8mm)行进，DVD32的振动幅度越来越小。
当盘盒中的盘如上所述设置在上部位置时造成盘的振动越来越小的主要原因的实例如下。在常规的盘驱动装置中，通过一个夹紧装置将盘盒中的盘安全地装载在一个转盘上，因而从盘的上部位置向其下部位置作用夹紧力。此时，当向上调整盘时，由盘的上侧和下侧产生的压差引起的力的方向相加，从而减小了盘的振动。
本发明的技术构思是从这样一个事实得出的，即如果将一张盘设置在盘盒的一半高度之上，从盘的振动幅度与盘相对于盘盒高度的位置的关系可明显减小盘振动。
通过增加盘支撑部件的高度和相对降低盘盒支撑部件的高度的方法实现本发明的该技术构思。
现在参考图6，示出根据本发明优选实施例的盘驱动装置。盘驱动装置包括一个托架14，用于在驱动装置内支撑图2A至2C所示的盘盒10；和一个主轴电机16，用于安全装载和旋转容纳在盘盒10中的盘12。托架14以允许其在机壳前和后方向直线运动的方式设置在盘驱动装置中，并在装载和卸载操作中用来把盘盒10传送到驱动位置或驱动装置内部。主轴电机16由包括安全地装载盘盒10中的盘12的转盘16b的转子部分，和包括产生驱动力的磁路的定子部分构成。为了安全地装载盘12，转盘16b包括一条环形带状橡胶带，其上表面摩擦系数大，以防止盘12滑移。另外，主轴电机16包括一个与转盘16b成一体并插入盘12内径的中心芯。将中心芯16a和转盘16b压入并插入转轴(未示出)。安装主轴电机16以便在平台24上允许上和下方向的回转运动，从而在装载或卸载托架14的过程中妨碍托架14中装载的盘盒10。
为此，盘驱动装置包括一个可回转地安装以支撑主轴电机14的滑动基座18，一个在滑动基座18回转运动时起铰链作用的滑动支杆20，和作为滑动支杆20铰链轴的铰链轴22。当传送托架14装载盘盒10时，滑动基座18与装载电机(未示出)的驱动力耦合，以便以铰链轴22为基础回转，从而升高或降低主轴电机。
在如上所述的盘驱动装置中，假设基准面A是平台24的最低面，a表示从基准表面A延伸到铰链轴22中心的高度；b表示从基准表面A到盘盒10底面的高度；c表示从基准表面A到盘12的Y平面12a的高度；d表示从基准表面A到盘盒10内部顶表面的高度；1是盘盒10内部顶表面和盘12的Y平面之间的距离。在该假设条件下，描述本发明的实施方法，该方法允许盘12的Y平面12a位于盘盒10的X平面10a之上。
根据本发明第一实施例，在图6的盘驱动装置中，盘支撑部件，即装载盘12的转盘16b的装载表面升高，使盘12的Y平面12a位于盘盒10的X平面10a之上的位置。
具体地说，将转盘16a的装载表面升高，以便与现有技术相比使盘盒10内部顶表面和盘12的Y平面12a之间的距离1减小Δa。升高转盘16b装载表面的方法的一个实例是把从基准表面A到铰链轴22中心的高度升高Δa。这是通过把支撑主轴电机16的滑动基座18安装在高出Δa的位置实现的。作为替换，通过在第一次压制转盘16b期间形成更密的转盘16b可将转盘16b的装载表面升高Δa。根据另一种方法，通过使转盘16b的厚度与现有技术中的相同，并且同时延长压入和插入转盘16b的主轴电机16的转轴(未示出)以支撑转盘16b可将转盘16b的装载表面升高Δa。因此，如果从基准表面A到盘盒10内部顶表面的高度d与从基准表面A到盘12的Y平面12a的高度c之差d-c等于现有技术中盘盒10内部顶表面与盘12的Y平面12a之间的距离1，在本发明中将其设定为1-Δa。
根据本发明的第二实施例，在图6所示的盘驱动装置中，相对降低安全装载盘盒10的托架14的装载表面，以使盘12的Y平面12a位于盘盒10a的X平面10a之上。
具体地说，从基准表面A到盘盒10底表面的高度b降低Δb。为此，把安全装载盘盒10的托架14的装载表面降低Δb，因此，从基准表面A延伸到盘盒10底表面的高度变为b-Δb，从盘盒10内部顶表面延伸到盘12的Y平面12a的距离变为1-Δb。
结果是，本发明的盘驱动装置调节用于支撑盘12的支撑部件或用于支撑盘盒10的支撑部件的高度，以便降低从盘盒10内部顶表面到盘12的Y平面12a的距离，从而使作为盘12中心平面的Y平面12a位于与盘盒10一半高度对应的X平面10a之上。
作为替换，与图6所示的托架装载方法不同，在根据允许用户直接将盘盒插入装载到盘驱动装置的插入方法的盘驱动装置中，通过降低盘盒支撑部件，即框的高度，或通过升高盘支撑部件，即转盘、主轴电机或主轴电机的高度，可将盘12的Y平面12a定位在盘盒10的X平面10a之上。
如上所述，如果把盘盒装载到本发明的盘驱动装置中，作为盘中心平面的Y平面位于与盘盒的一半高度对应的X平面之上，以便可使盘旋转期间的振动减小。
上面仅描述了可与盘驱动装置啮合或释放的盘盒，但本发明的技术精神可应用于盘容纳装置固定到驱动装置的情况，这对本领域技术人员来说是显而易见的。换句话说，在盘容纳装置固定到驱动装置的情况下，以使盘位于盘容纳装置的垂直轴中心的方式，通过建立盘容纳装置和驱动装置，即主轴电机之间的位置关系可得到相同效果。
如上所述，在根据本发明的盘驱动装置中，以盘盒中的盘位于盘盒的一半高度之上的方式安排用于支撑盘或盘盒的支撑部件，以便在盘旋转期间使盘的振动最小。此外，在根据本发明的盘驱动装置中，使盘的振动最小以稳定地转动盘，从而确保记录和重放信息的可靠性。
虽然已通过上述附图中所示的实施例说明的本发明，本领域技术人员应该理解，本发明不限于这些实施例，而是可在不脱离本发明精神的情况下对本发明进行各种变化或改进。因此，本发明的范围将仅由所附权利要求和其等同物确定。

Claims (17)

1.一种盘驱动装置，包括：
一个托架，用于将盘盒支撑在该盘驱动装置内；以及
一个主轴电机，用于装载和旋转容纳在所述盘盒中的盘，
所述主轴电机由转子部分和定子部分构成，所述转子部分包括一个转盘，用来支撑盘盒中的盘，
其中，所述转盘的装载表面被提高，使所述盘的与所述盘的记录区对应的上表面位于盘盒一半高度之上的位置。
2.根据权利要求1所述的盘驱动装置，其中，所述盘的中心平面位于盘盒一半高度之上的位置。
3.根据权利要求1所述的盘驱动装置，其中，所述盘的下表面位于盘盒一半高度之上的位置。
4.根据权利要求1所述的盘驱动装置，其中所述盘盒的整个厚度约为8mm，从盘盒外底表面到盘的下表面的距离超过3.4mm。
5.根据权利要求1所述的盘驱动装置，其中，所述转盘的盘装载表面位于盘盒一半高度之上的位置。
6.一种盘驱动装置，包括：
一个托架，用于将盘盒支撑在该盘驱动装置内；以及
一个主轴电机，用于装载和旋转容纳在所述盘盒中的盘，
所述主轴电机由转子部分和定子部分构成，所述转子部分包括一个转盘，用来支撑盘盒中的盘，
其中，所述托架具有一个用于装载所述盘盒的装载表面，所述装载表面被降低，使得所述盘盒中的所述盘的、与所述盘的记录区对应的上表面位于盘盒一半高度之上的位置。
7.根据权利要求6所述的盘驱动装置，其中，所述盘的中心平面位于盘盒一半高度之上的位置。
8.根据权利要求6所述的盘驱动装置，其中，所述盘的下表面位于盘盒一半高度之上的位置。
9.根据权利要求6所述的盘驱动装置，其中所述盘盒的整个厚度约为8mm，从盘盒外底表面到盘的下表面的距离超过3.4mm。
10.一种盘驱动装置，包括：
一个托架，包括一个盘盒支撑部件，用于将盘盒支撑在该盘驱动装置内；以及
一个主轴电机，用于装载和旋转容纳在盘盒中的盘，
所述主轴电机由转子部分和定子部分构成，所述转子部分包括一个转盘，用来支撑盘盒中的盘，
其中，所述盘盒支撑部件的高度被降低，使得所述盘盒中的所述盘的、与所述盘的记录区对应的上表面位于盘盒一半高度之上的位置。
11.根据权利要求10所述的盘驱动装置，其中，所述盘的中心平面位于盘盒一半高度之上的位置。
12.根据权利要求10所述的盘驱动装置，其中，所述盘的下表面位于盘盒一半高度之上的位置。
13.根据权利要求10所述的盘驱动装置，其中，所述盘盒的整个厚度约为8mm，从盘盒外底表面到盘的下表面的距离超过3.4mm。
14.一种盘驱动装置，包括：
一个托架，用于将盘盒支撑在该盘驱动装置内；以及
一个盘支撑部件，包括一个主轴电机，用于装载和旋转容纳在所述盘盒中的盘，
所述主轴电机由转子部分和定子部分构成，所述转子部分包括一个转盘，用来支撑盘盒中的盘，
其中，所述盘支撑部件的高度被提高，使所述盘的与所述盘的记录区对应的上表面位于盘盒一半高度之上的位置。
15.根据权利要求14所述的盘驱动装置，其中，所述盘的中心平面位于盘盒一半高度之上的位置。
16.根据权利要求14所述的盘驱动装置，其中，所述盘的下表面位于盘盒一半高度之上的位置。
17.根据权利要求14所述的盘驱动装置，其中，所述盘盒的整个厚度约为8mm，从盘盒外底表面到盘的下表面的距离超过3.4mm。
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