CN1273667A - 磁盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁盘装置,它能在高速旋转时稳定地抑制由磁盘不均衡引起的自振,并能在转速迅速转变时防止出现不必要的噪声,或排除导致错误的因素。这种磁盘装置包括:一个均衡器,能与放置的磁盘成一体地旋转,并具有一个包含一块磁性材料13的中空环状部件;及一个磁场发生装置,用于通过吸力固定住该磁性材料13;其中该磁场发生装置包括一块磁铁27,该磁铁的外周围面是中空环状部分的内壁。该磁盘装置还包括一个用于防止磁性材料13直接与磁铁27接触的阻挡装置。该磁盘装置还包括一个在球运动表面上的导向槽,从而可防止出现噪声并减小磁性球13碰撞时的撞击力,还能防止磁铁27对磁性球13产生磁化作用。

Description

磁盘装置

技术领域

本发明涉及一种磁盘装置(disk apparatus)，它具有一个能抑制由于作为记录介质的磁盘的不均衡造成的自振的抗振装置，并能进行稳定的记录和重放。

背景技术

在近几年，记录和重放数据的磁盘装置，如CD-ROM驱动器等的数据传输速度变得越来越快。数据的高速传输需要磁盘的高速旋转。许多传统的磁盘是不均衡磁盘，它们由于例如厚度不均匀等因素而造成质量的失衡。这种磁盘在高速旋转时会出现如下问题：例如由于磁盘的不均衡力造成了磁盘自振，并使自振传到整个装置，从而使数据不能稳定地重放，或者该振动会产生噪声或会缩短电机的使用寿命，另外，当计算机内具有一个驱动装置时，这种振动将传输到外围设备并对外围设备造成恶性干扰。因此，通过磁盘的高速旋转来高速传输数据就需要抑制由于磁盘的不均衡造成的自振。因此为消除不均衡而采取了各种措施。

下文将对具有消除不均衡功能的传统磁盘装置进行说明。

图4是设有一个均衡器以消除不均衡的磁盘装置的透视图。标号“1”表示一个磁盘，它被放置在一个转台9上并由一个主轴电机2驱动旋转。光拾取器3读取记录在磁盘1上的数据，或将数据写入磁盘1中。利用光拾取器驱动系统5的功能可将光拾取器驱动电机4的旋转转换成线性运动，从而使光拾取器3沿磁盘1的径向摩擦移动。上述这些机械系统都安装在底座6上，该底座6通过一个低刚度的弹性绝缘件7与主基座8相连，其中该绝缘件7可减轻从外部传入的振动。磁盘1在旋转时处在转台9与夹持器10之间，转台9与夹持器10与主轴电机2成一体旋转。在磁盘1高速旋转期间，由于绝缘件7的变形，所以将底座6振动的共振频率调整到比磁盘1高速旋转时的频率低的程度。

图5是主轴电机2附近部位的剖视图，它表示出与磁盘装置上方的夹持器10装配成一体的均衡器的细部。由金属磁性材料制成的磁轭11固定在转台9上，以使其与主轴电机2成一体地旋转。夹持器10含有一块磁铁27，磁盘1受产生于磁铁27与磁轭11之间的磁通的磁吸附力作用，所以磁盘1可与它们成一体地旋转。为了使生产过程简化及应用简单起见，磁铁27的磁化表面28通常是偶极磁化的。标号“15”是金属磁性材料的后磁轭并通过吸附方式固定在一个磁铁27的非磁化表面29上，以阻断从磁化表面28以外的其它地方漏出的磁通，从而提高了磁盘1的吸力效率。夹持器10至少包含了两个可以滚动的磁性球13。标号“13a”和“13b”分别表示在高速旋转过程中和低速旋转过程中球13的位置，该球在附图中分成右部分和左部分。这些构成均衡器的部件安装在通过绝缘件7与主基座8相连的底座6上。如上所述，在磁盘1高速旋转期间，由于绝缘件7的变形，应将底座6振动的共振频率调整到比磁盘1高速旋转时的频率低的程度。

图6是表示在磁盘高速旋转过程中，由于设置在夹持器10内的球13的运动而消除了不均衡的情况的视图，并且该图是从上方看去的剖视图。

参照图5和图6，这两幅图对不均衡的磁盘1在低速旋转过程中有关球13的状态作了解释。并且还对磁盘1在高速旋转过程中有关不均衡的消除作了解释。

对于CD-ROM驱动器来说，磁盘1以高速(8倍速模式，最大转速约4,200rpm)旋转，以便在读数据时实现数据快速传输。另一方面，例如，为了进行音频播放，磁盘通过以标准转速(约200-500rpm)旋转。因此，高速旋转范围，如数据读取，以及低速旋转范围，如音频播放是同时存在的。

当不均衡的磁盘1在其自轴上以高速旋转时，不均衡力18，即离心力作用于磁盘1的重心17，并且该作用方向沿磁盘1旋转。该不均衡力18使绝缘件7变形，以使底座6旋转，同时以磁盘1的旋转频率摆动。如上所述，由于底座6振动的共振频率被调整到低于磁盘1的旋转频率，所以底座6的位移方向总是与不均衡力的方向相反。因此，在夹持器10内至少设置2个球13，滚动时会产生运动力22，它是离心力19与趋向于离开滚动面20方向的阻力21的合力，该合力推动球13在滚动面上滚动。结果使球13以离开摆动-旋转中心23的方向运动，并汇聚在与不均衡力18的相反方向，最后，由于汇聚后的球13a的总质量，使磁盘1的不均衡量被抵消。

另一方面，在低速旋转范围，如标准转速，球13的离心力19不够大，以致不能使球13被推到滚动面20上并在滚动面上定位，从而造成球的不稳定，于是会发出不必要的噪声，如球13的滚动声、球13与夹持器10的内表面部分之间的摩擦运动声及球13之间的碰撞声。为了避免这些情况发生，用金属磁性材料制作球13。另外，利用磁铁27的漏磁通24或从磁化表面28至后磁轭15的磁通25，以使磁铁27或后磁轭15的外周缘26能直接吸附球13，从而使它们稳定地定位在球13b的位置上，这样可防止发生上述不必要的噪声。

然而，当磁盘1从高速旋转迅速转变到低速旋转时，上述结构具有如下问题：

对于某些CD-ROM磁盘来说，通常数据和声音是同时存在于磁盘内的。当这种磁盘重放时，会出现如下情况：在刚以高速读取数据之后，转速便降到标准转速，以便播放声音。也就是说，磁盘在以高速旋转时迅速地转变到低速旋转，紧接着必须进行声音的播放。

如上所述，在高速时，球13与夹持器10成一体旋转，同时被推到滚动面20上，以抵消磁盘1的不均衡。但是，当转速降到预定转速时，由于磁铁27的漏磁通24的作用，或由于从磁化表面28到后磁轭15的磁通25的作用，使作用于球13上的离心力不够大，以致这些球13被磁铁27的外周缘26或后磁轭15吸附。但是，如上所述，磁铁27的磁化表面28是偶极磁化的。在这种偶极磁化的情况下，具有如下特征：漏磁通24较大，同时磁通25的磁通密度较小。因此，当磁盘1从低速旋转转变到高速旋转时，球13很难与磁铁27的外周缘26分离。相反，当磁盘1从高速旋转转换成低速旋转时，磁铁27的外周缘26难于吸附球13，这是由于球13不能与滚动面20分离，除非作用到球13上的离心力19非常小。如上所述，当磁盘通过高速旋转来读取数据后马上转变成音频播放时，由于上述的球13难于分离和吸附等特性，球13在开始读取音频数据后被磁铁27的外周缘26所吸附。吸附时的碰撞传递给磁盘1，从而造成读取错误。

此外，如图6所示，在使用处于垂直状态及低速旋转范围的磁盘装置的情况下，当球13本身的重量大于作用在它上面的离心力19时，图5中的夹持器10在球13被磁铁27的外圆周部分吸附的状态下旋转，所以产生不必要的噪声，如球13的滚动声和球13之间的撞击声等(如图6所示)，从而会降低商品的质量。

发明的公开

发明目的

考虑到上述问题，本发明的目的是对具有上述平衡机构的磁盘装置进行改进，其中，在高速旋转时，或在迅速改变转数时，甚至在使用处于垂直状态下的磁盘装置时，球的定位也是稳定的，这样有助于球的运动，从而可防止出现不必要的噪声及在起动旋转时引起的错误。

发明概述

为了解决上述问题，本发明的磁盘装置包括：一个均衡器，该均衡器调整到能与装配的磁盘成一体地旋转，并具有一个包含一块磁性材料的中空环状部件；及一个磁场发生装置，它用于通过吸力固定住该磁性材料。这种磁盘装置还包括下列结构(a)和(b)中的至少一种结构：

(a)该磁场发生装置包括一块磁铁，该磁铁的外圆周面是中空环状部分的内壁，并且该磁盘装置还包括一个用于防止磁性材料直接与磁铁接触的阻挡装置；

(b)该磁盘装置还包括一个用于引导磁性材料在中空环状部分的下面运动的导向槽。

上述结构(a)或(b)可减小由于在起动旋转或迅速改变磁盘的转数时磁性球与滚动表面或与磁铁的外圆周面附近碰撞时产生的撞击力。

即使在在磁盘装置中使用了用作抵消磁盘的不平衡力的装置的磁性球，并且在从高速迅速转变到标准速度的磁盘内的音频播放时音频数据的读取与球的撞击同时发生，球的碰撞产生的撞击力也会由于有上述阻挡装置或导向槽而减小，这样便可防止造成例如读取错误等错误，从而可进行稳定的重放。

附图的详细说明

图1是本发明的一个实施例的磁盘装置的主轴电机附近的侧剖视图；

图2是本发明的另一个实施例的磁盘装置的主轴电机附近的侧剖视图；

图3是球运动槽的布置结构的水平剖视图；

图4是传统磁盘装置的透视图；

图5是具有均衡器的传统磁盘装置的主轴电机附近的侧剖视图；

图6是表示传统磁盘装置的均衡器的功能的水平剖视图。

本发明的详细说明

下面参照附图将对本发明的几个实施例进行说明。另外，对于图1-3的实施例的组成来说，与图4-6的传统装置相同的部件采用与传统装置相同的标号。

(阻挡装置)

图1表示本发明的第一实施例，标号“13”是磁性材料制成的球，有多个球被放置在夹持器10内，使这些球能滚动，以抵消磁盘1的不均衡。标号“13a”表示球13处于高或低速旋转时的位置，而标号“13b”表示球13处于停止时的位置。标号“27”是一块磁铁，它的磁化表面28是被偶极磁化的，通过形成通向磁轭11的磁路并从而吸引该磁轭11而使磁盘1处于磁铁27与转台9之间。标号“35”是设置在磁铁27外圆周面上的凸肋，它是防止磁性球13电磁铁外圆周面直接被磁铁27吸附的阻挡装置。标号“24”表示从磁铁27漏出的磁通。

在具有上述结构的本发明的第一实施例中解释了磁盘1在高速旋转或在迅速改变转速时的有关机构。如图6所示，如果磁盘1在高速旋转过程中，例如在数据读取过程中表现出不均衡时，来自摆动-旋转中心的离心力19作用在球13上，从而将球13推向滚动表面20，同时进行滚动，然后汇聚在沿与磁盘1的不均衡方向相反的方向上，并停止在用来平衡不均衡力的的位置上，然后与夹持器10成一体地旋转，从而抵消了磁盘1的不均衡。

另一方面，当磁盘1的旋转从高速迅速转变到低速时，磁性球13以较高的速度从滚动表面20碰撞到设置在磁铁27的外圆周面附近的凸肋35上。然而，与磁性球13由磁铁外圆周面直接吸附的情况相比，对凸肋35的撞击和发出的不必要的噪声大大减轻了。由于与磁性球13直接吸附的情况相比撞击力得到较大程度的减缓，所以导致错误的因素，如伺服滑动也能减轻许多。此外，利用凸肋35在球13与磁铁27的外圆周面之间存在的一定厚度，使磁性球13被吸附在与磁铁27外圆周面相隔开的位置上，所以磁性球13比它们被磁铁27的外圆周面直接吸附的情况更难于磁化。(球运动槽)：

图2和3表示本发明的第二实施例。

图2是均衡器的细部剖视图，图3是从上面看去的夹持器10的内部剖视图。标号“37”是一个球运动槽，它用于在磁盘1的旋转迅速从高速向低速转变或从低速向高速转变时引导球13的运动，槽设在夹持器10的下表面。球运动槽37以涡旋形或螺旋形从内圆周侧延伸到外圆周侧，而且，延伸方向是在内圆周侧沿磁铁27的外圆周面的切线方向及沿外圆周侧的滚动表面20的内圆周面的切线方向上。

对于具有上述结构的本发明的第二实施例来说，当磁盘1以高速旋转时，球13由于球运动槽37最外处的斜坡38的作用而使其浮起并与夹持器10成一体地旋转，同时球被推到滚动表面20上(图2的左侧)。当磁盘1的旋转迅速从高速转变到标准转速时，由于球13的旋转惯性，使球13有沿滚动表面继续旋转的趋势，但由于球本身的重量，使球13进入球运动槽37。然后，球13被引入球运动槽37，从而沿该槽迅速接近内圆周侧，于是被磁铁27吸附(图2的右侧)。

在这种情况下，与在图5的传统装置内的平运动表面相比，球13能迅速运动，并且与磁铁27碰撞的时间也比在音频数据读取的初始阶段早，所以可防止在吸附时由于碰撞而造成的错误。

此外，在起动旋转时，球13沿球运动槽37运动，从而在滚动表面20的切线方向上发生碰撞。所以，与另一种情况下的球沿径向的碰撞相比，碰撞力可抑制到非常小的程度，并且可抑制由起动旋转时的碰撞引起的错误。

在产业上的应用

如上所述，本发明的磁盘装置在快速改变转速过程中，能减小磁性球碰撞的撞击力，所以可防止发生错误，如读取错误和起动旋转时间过长等。此外，磁性球具有难以被磁铁磁化的结构，这样，球能稳定地运动，以抵消不均衡，从而使磁盘装置能实现稳定的重放和数据读取。

Claims (2)

1.一种磁盘装置，包括：一个均衡器，能与放置的磁盘成一体地旋转，并具有一个包含一块磁性材料的中空环状部件；及一个磁场发生装置，用于通过吸力固定住该磁性材料；

其中该磁场发生装置包括一块磁铁，该磁铁的外圆周面是中空环状部分的内壁，

并且该磁盘装置还包括一个用于防止磁性材料直接与磁铁接触的阻挡装置。

2.一种磁盘装置，包括：一个均衡器，能与放置的磁盘成一体地旋转，并具有一个包含一块磁性材料的中空环状部件；及一个磁场发生装置，用于通过吸力固定住该磁性材料；

其中该磁盘装置还包括一个用于引导磁性材料在中空环状部分的下表面运动的导向槽。

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