CN1233045A

CN1233045A - 盘驱动器

Info

Publication number: CN1233045A
Application number: CN99105013A
Authority: CN
Inventors: 宍户祐司; 持田贵志
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 1999-10-27
Also published as: SG80621A1; JPH11306656A; EP0952585A1; US6314077B1; JP3744199B2; KR19990083434A

Abstract

一种盘驱动器包括一个驱动单元,该驱动单元包括一机械底盘、一用于转动一转盘的主轴马达和一读取器,转盘上支撑有一记录媒介盘,读取器可以沿转盘支撑的记录媒介盘的径向移动以从该记录媒介盘上复制信号和/或将信号记录于该记录媒介盘上;一用于通过一弹性体支撑驱动单元的基础底盘;一自对齐机构,该自对齐机构包括一可与主轴马达的一转子部分一起转动的保持器和一可在该保持器内移动的平衡构件;及一平衡重,该平衡重配置于一适于允许驱动单元的重心与主轴马达的转动中心相重合或相接近的位置。

Description

盘驱动器

本发明涉及一种新的盘驱动器，特别是涉及如此一种盘驱动器，该驱动器内在一用于转动记录媒介盘的转动驱动部分上设置有一个用于抵消记录媒介盘之不平衡的自对齐机构，该自对齐机构的性能被提高以可靠地达到其应有功能。

图1和2示出了现有技术盘驱动器的一个实施例的示意性结构。

一种盘驱动器“a”包括一个机械底盘“b”，该机械底盘“b”上安装有必需的构件和部件。

在该机械底盘“b”的一端部上设置有一个用于转动转盘“c”的主轴马达“d”。转盘“c”上支撑有一个光盘“e”，该光盘“e”与转盘“c”一起由主轴马达“d”转动。在机械底盘“b”上还设置有一个光学读取器“g”，该读取器“g”由一带马达”f”驱动沿着支撑在转盘“c”上的光盘“e”的径向移动。机械底盘“b”构成了一个驱动单元“h”，如上所述其上设置有必要的构件和部件。该驱动单元“h”通过弹性体“i”安装在基础底盘“j”上。此时，光盘“e”处于一种非平衡状态，也即，处于一种其重心不在机械底盘“b”中心的状态，因此当光盘“e”高速转动时，就会发生震动。驱动单元“h”与基础底盘“j”之间设置弹性体“i”的目的在于防止光盘“e”高速转动产生的这种震动传到盘驱动器“a”外面。

一块平衡重“k”相对于穿过光盘“e”的旋转中心也即主轴马达“d”的转动中心O的水平线H-H装在机械底盘“b”设置光学读取器“g”和带马达“f”的一侧。

主轴马达“d”具有一自对齐机构。

主轴马达“d”的该自对齐机构基于以下原理发挥作用：

图3示出了一种自平衡装置I，作为自动自对齐机构的一个实施例。该自平衡装置“I”包括一个保持器“m”和若干可在该保持器“m”上自由移动的球“n”，保持器“m”具有一个环形轨道部分。

当支撑于转盘“c”上处于非平衡状态的光盘“e”以一高于驱动单元“h”和弹性体“i”构成的震动系统的共震频率的频率转动时，驱动单元“h”的震动相位比光盘“e”的非平衡相位滞后约180°。由于球“n”自动地沿着驱动单元“h”的震动方向移动，也即在光盘“e”的非平衡反向相位侧移动，从而通过球“n”的移动驱动单元“h”的平衡被自动保持。

如果驱动单元“h”由于处于非平衡状态的光盘“e”的转动而发生震动时，不仅从光盘“e”读取信号或向光盘“e”写入信号可能变得不够顺畅，而且一旦震动传到盘驱动器“a”外面就会给周围装置带来负面影响，例如可能诱发周围设备如一硬盘驱动器也发生震动，从而导致其出现故障。然而，设置于主轴马达“d”上的自对齐机构可以避免上述不利效应。

现有技术盘驱动器“a”中偶尔在机械底盘“b”上相对穿过光盘“e”的转动中心也即主轴马达“d”的转动中心O的水平线H-H在设置光学读取器“g”和带马达“f”的一侧装有平衡重“k”。其用心之处如下：

整个驱动单元“h”的重心G的位置由光学读取器“g”、带马达“f”和安装在该驱动单元“h”上的其它类似装置的布置方式以及机械底盘“b”本身的形状决定。

当该重心G不处于驱动单元“h”的中心时，就会产生一种不良效应，即如果机械底盘“b”由一种刚性较差的树脂材料制造，那么处于不平衡状态的光盘“e”的高速转动产生的震动就会导致机构底盘“b”产生很大变形，结果光学读取器“g”就不能正确地读出储存在光盘“e”上的信息。这是由于下述原因造成的，重心G偏离机械底盘“b”的中心造成机械底盘“b”之右左两侧的震幅和震动相位发生差异，从而使机械底盘“b”被扭曲。因此，为了使驱动单元“h”之重心G与驱动单元“h”自身的中心重合，在上述位置设置了平衡重“k”。

但是，当驱动单元“h”的重心G偏离光盘“e”之转动中心O较大时，如现有技术驱动器“a”中发生的，光盘“e”的不平衡导致的震动，也即由此导致的轴线的震动轨迹就会变成一个如图2中O所代表的椭圆轨迹。原因如下，由于震动输入偏离重心，所以导致两自由度的震动，即平行震动和旋转震动。

若轴之震动轨迹变成一椭圆轨迹，则自对齐机构之操作就会变得不稳定，从而不能充分达到其应有的效能。

再有，在盘驱动器“a”中，甚至不设置平衡重“k”时，驱动单元“h”的重心有时也会从主轴马达“d”的转动中心偏离到设置光学读取器“g”、带马达“f”及类似装置的一侧，结果处于非平衡状态的光盘“e”的高速转动导致的震动轨迹也会变成一椭圆轨迹，从而也会使自对齐机构不能充分达到其应有的效能。

因此，在现有技术盘驱动器中，不论是否设置平衡重“k”，自对齐机构都不能充分地发挥其作用。这样，为了更快地传输数据而提高记录媒介盘转速就变得很困难。

本发明的一个目的是提供一种盘驱动器，该盘驱动器通过使驱动单元的重心靠近记录媒介盘之转动中心而允许自对齐机构充分发挥其功用。

为了达到上述目的，根据本发明，提供了一种盘驱动器，该盘驱动器包括：一个驱动单元，该驱动单元包括一个机械底盘、一个用于转动一转盘的主轴马达和一读取装置，该转盘上支撑着一个记录媒介盘，读取装置可以沿支撑在转盘上的记录媒介盘的径向移动以从该记录媒介盘上复制信号或将信号记录在该记录媒介盘上；一个用于通过一弹性体支撑驱动单元的基础底盘；一个自对齐机构，该自对齐机构包括一个可以与主轴马达的转子部分一同转动的保持器和一可在该保持器内移动的平衡构件；及一个平衡重，该平衡重设置在一适当位置以使得驱动单元的重心与主轴马达的转动中心重合或接近主轴马达的转动中心。

因此，在本发明盘驱动器中，由于驱动单元的重心与主轴马达的转动中心重合或接近主轴马达的转动中心，所以记录媒介盘之转动中心的震动轨迹变成一基本为圆形的轨迹。结果，驱动单元震动产生的力在任何相位方向都是恒定的，因此平衡构件可以自如地移动到抵消不平衡力的位置，也即移动到一平衡位置。

这样就可容易地抵消或减小处于非平衡状态的记录媒介盘的高速转动导致的震动，从而允许该记录媒介盘以一很高的速度转动，进而使数据传输更快。

上述平衡重最好设置在机械底盘上。采用这种结构后，就可以自如地设置平衡重，从而使驱动单元的重心容易靠近主轴马达的转动中心。

最好，自对齐机构的保持器是一个环状壳，平衡构件是一些可移动地设置在该壳内的平衡球。采用该结构后，自对齐机构的结构就可得到简化。

图1是现有技术盘驱动器的示意性透视图；

图2是现有技术盘驱动器的示意性平面图；

图3是一幅示出一自平衡装置之工作原理的图；

图4是本发明盘驱动器的一个实施例的示意性透视图；

图5是本发明盘驱动器的一转动驱动部分的放大纵剖图；

图6是本发明盘驱动器的示意性平面图；

图7是示出施加于一自对齐机构上的震动的轨迹效果的图表。

下面将结合附图描述本发明盘驱动器的一个实施例。

在附图所示的实施例中，本发明实施于一个用于向一光盘记录信息或从一光盘上复制信息的光盘驱动器。

如图4所示，光盘驱动器1被做成如此结构，驱动单元3包括一个机械底盘2，该机械底盘2上安装有一些必要的构件和部件，驱动单元3通过弹性体(缓冲器)4装在一个基础底盘5上。

主轴马达6通过定子板7固定在机械底盘2的一端部上。

如图5所示，圆柱状的轴支撑部分8固定在定子板7上，主轴9经轴承10由轴支撑部分8可转动地支撑。主轴9的下端由一安装在轴支撑部分8上的一止推轴承11支撑。定子线圈12固定在定子板7上围绕轴支撑部分8。

由一种磁性材料制成的转子轭13固定主轴9上，其外周壁部分包围定子线圈12的外侧。转子磁铁14固定在转子轭13之外周壁部分的内表面上面对定子线圈12。采用如此结构后，当电流施加在定子线圈12上后，转子轭13被转动，从而使转子轭13所固定于的主轴9被转动。

转盘15固定在主轴9的上端部上。

转子轭13和转盘15之间设置有一个自对齐机构16。该自对齐机构16包括一个壳17和一些可移动包容在壳17内的平衡球18。壳17由一固定在主轴9上的碟装构件形成，壳17的上表面为转盘15封闭。

机械底盘2上放置有一个光学读取器19，此光学读取器19由导向装置21和22支撑可以在支撑于转盘15上的光盘20的径向移动。

光学读取器19上设置有一个齿条23。该齿条23由一小齿轮25驱动，该小齿轮25又由一固定在机械底盘2上的带马达24转动，从而使光学读取器19在导向装置21和22的引导下沿支撑于转盘15上的光盘20的径向移动。

机械底盘2相对主轴马达6之转动中心O与设置光学读取器19、带马达24及类似装置一侧相对的另一侧上设置有一平衡重26。该平衡重26的设置使得驱动单元3的重心G’与主轴马达6的转动中心O重合或相接近。

平衡重26最好由一高密度构件形成，例如由层叠钢板或烧结金属构件形成。平衡重26不必一定设置在机械底盘2上，其还可设置在其它部分，例如设置在支撑主轴马达6的定子板7上。同样，如果平衡重26的部分从主轴马达6的转动中心O向设置光学读取器19及类似装置一侧突出时，就不存在迄今为止平衡重26自身重心置于设置光学读取器19及类似装置一侧相对的一侧的问题。平衡重26本身的形状并不作特殊的限定。尽管在本实施例中只提供了一个平衡重26，但是还可以提供其它许多种平衡重。

此外，为了构成驱动单元3，在机械底盘2上除上述这些装置外还要安装其它一些必要的构件和部件。

支撑在转盘15上的光盘20在主轴马达6的驱动下与转盘15一起转动，光学读取器19向光盘20的径向移动，从而将信号记录于光盘20或从光盘20复制信号。

此时，如果支撑于转盘20上的光盘20的震动导致震动发生时，自对齐机构16的平衡球18就会移动到抵消光盘20之不平衡的位置，从而消除或减小上述震动。

如上所述，在本发明光盘驱动器1中，由于平衡重26设置在机械底盘2之相对主轴马达6的转动中心O与设置光学读取器19、带马达24及类似装置一侧相对的另一侧上，驱动单元3的重心G’，如图6所示，与主轴马达6的转动中心O相重合或相接近。因此，光盘20之不平衡导致的震动的轨迹变成一圆形轨迹，从而使得自对齐机构16可以自如且可靠地达到其对齐的功能。

下面将结合图7描述自对齐机构16能自如且可靠达到其对齐功能的原因。

平衡球18受到壳17转动导致的离心力，此离心力可表示为Fr=mrω²，及驱动单元3震动导致的力，此力可表示为Fe=meω²。

在上述公式中，“m”代表平衡球18的质量；“r”是平衡球18置于壳17底部上时的转动半径；“e”是驱动单元3的震幅；及ω是主轴马达6的转速。

在只有主轴马达6转动的情况下，只离心力Fr施加在平衡球18上，因此平衡球18只是被压在壳17之外壁的内周表面上。但是，如果此时驱动单元3被震动产生力Fe，就会形成一个偏离离心力Fr一偏离角度α的合力F。结果，平衡球18就会沿圆周方向移动，从而调节平衡。

但是，在实际中，由于平衡球18与壳17之间存在一个滚动磨擦系数μ，因此平衡球18在偏离角α满足关系μ＜α之前不能移动。

这里，偏离角α可以表达为α=sin^-1(Fe sinθ/F)(θ:Fr与Fe之间形成的夹角)。

因此，随着驱动单元3的震动产生的力Fe变大，允许的滚动磨擦系数μ也变大。

对于现有技术盘驱动器，当驱动单元“h”的重心G从光盘“e”的中心偏离较大时，轴震动的轨迹会变成椭圆轨迹O。结果，椭圆主方向上的力Fe应变得更大以增大允许的滚动磨擦系数，从而使球“n”更易移动，进而使自平衡装置I的操作更容易；但是，由于椭圆主方向上的力Fe变得更小以减小允许的滚动磨擦系数，球“n”难于移动，从而使自平衡装置I的操作变困难。

相反，在光盘驱动器1中，由于平衡重26设置在机械底盘2之相对主轴马达6的转动中心O与设置光学读取器19、带马达24及类似装置一侧相对的另一侧上，因此驱动装置3的重心G’与光盘20的转动中心也即主轴9的中心O相重合或相接近。所以，光盘20之转动中心的震动轨迹可以由椭圆变为一基本为圆形的轨迹27，从而使力Fe在任何相位方向上均保持恒定，进而使自对齐机构16的操作更容易。

在上述实施例中，自对齐机构16包括环状壳17和一些可移动地设置于该壳17内的平衡球18；但是，该自对齐机构并不限于此，其还可具有任何形式的结构，只要其具有一个平衡构件，一旦转动体的非平衡重心导致震动发生，该平衡构件就会沿补偿该非平衡重心的方向移动。

在上述实施例中本发明实施于一个用于将信息记录于一光盘或从一光盘复制信息的光盘驱动器，但是，本发明并不限于此，其还可以实施于采用另一种记录媒介盘的盘驱动器上。

应注意，上述实施例中对各部件之形状及结构的描述仅仅出于实施本发明的举例性目的，因此本发明的技术范围不必严格地依照上述具体的术语解释。

Claims

1．一种盘驱动器包括：

一个驱动单元，该驱动单元包括一个机械底盘、一用于转动一转盘的主轴马达和一读取器，在所述转盘上支撑有一个记录媒介盘，所述读取器可以沿由所述转盘支撑的记录媒介盘的径向移动以将信号记录于所述记录媒介盘和/或从所述记录媒介盘复制信号；

一个用于通过一弹性体支撑所述驱动单元的基础底盘；

一个自对齐机构，该自对齐机构包括一个随所述主轴马达的一转子部分一起转动的保持器和一个可在该保持器内移动的平衡构件；及

一平衡重，该平衡重配置于一适于允许所述驱动单元的重心与所述主轴马达之转动中心相重合或相接近的位置。

2．如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于：所述平衡重配置于所述机械底盘上。

3．如权利要求1所述的盘驱动器，其特征在于：所述自对齐机构的保持器是一个环状壳，所述平衡构件是一些可移动地配置于该壳内的平衡球。