專(zhuān)利名稱:磁盤(pán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種磁盤(pán)裝置(disk apparatus),它具有一個(gè)能抑制由于作為記錄介質(zhì)的磁盤(pán)的不均衡造成的自振的抗振裝置,并能進(jìn)行穩(wěn)定的記錄和重放。
背景技術(shù):
在近幾年,記錄和重放數(shù)據(jù)的磁盤(pán)裝置,如CD-ROM驅(qū)動(dòng)器等的數(shù)據(jù)傳輸速度變得越來(lái)越快。數(shù)據(jù)的高速傳輸需要磁盤(pán)的高速旋轉(zhuǎn)。許多傳統(tǒng)的磁盤(pán)是不均衡磁盤(pán),它們由于例如厚度不均勻等因素而造成質(zhì)量的失衡。這種磁盤(pán)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)如下問(wèn)題例如由于磁盤(pán)的不均衡力造成了磁盤(pán)自振,并使自振傳到整個(gè)裝置,從而使數(shù)據(jù)不能穩(wěn)定地重放,或者該振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生噪聲或會(huì)縮短電機(jī)的使用壽命,另外,當(dāng)計(jì)算機(jī)內(nèi)具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置時(shí),這種振動(dòng)將傳輸?shù)酵鈬O(shè)備并對(duì)外圍設(shè)備造成惡性干擾。因此,通過(guò)磁盤(pán)的高速旋轉(zhuǎn)來(lái)高速傳輸數(shù)據(jù)就需要抑制由于磁盤(pán)的不均衡造成的自振。因此為消除不均衡而采取了各種措施。
下文將對(duì)具有消除不均衡功能的傳統(tǒng)磁盤(pán)裝置進(jìn)行說(shuō)明。
圖4是設(shè)有一個(gè)均衡器以消除不均衡的磁盤(pán)裝置的透視圖。標(biāo)號(hào)“1”表示一個(gè)磁盤(pán),它被放置在一個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)9上并由一個(gè)主軸電機(jī)2驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。光拾取器3讀取記錄在磁盤(pán)1上的數(shù)據(jù),或?qū)?shù)據(jù)寫(xiě)入磁盤(pán)1中。利用光拾取器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5的功能可將光拾取器驅(qū)動(dòng)電機(jī)4的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng),從而使光拾取器3沿磁盤(pán)1的徑向摩擦移動(dòng)。上述這些機(jī)械系統(tǒng)都安裝在底座6上,該底座6通過(guò)一個(gè)低剛度的彈性絕緣件7與主基座8相連,其中該絕緣件7可減輕從外部傳入的振動(dòng)。磁盤(pán)1在旋轉(zhuǎn)時(shí)處在轉(zhuǎn)臺(tái)9與夾持器10之間,轉(zhuǎn)臺(tái)9與夾持器10與主軸電機(jī)2成一體旋轉(zhuǎn)。在磁盤(pán)1高速旋轉(zhuǎn)期間,由于絕緣件7的變形,所以將底座6振動(dòng)的共振頻率調(diào)整到比磁盤(pán)1高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的頻率低的程度。
圖5是主軸電機(jī)2附近部位的剖視圖,它表示出與磁盤(pán)裝置上方的夾持器10裝配成一體的均衡器的細(xì)部。由金屬磁性材料制成的磁軛11固定在轉(zhuǎn)臺(tái)9上,以使其與主軸電機(jī)2成一體地旋轉(zhuǎn)。夾持器10含有一塊磁鐵27,磁盤(pán)1受產(chǎn)生于磁鐵27與磁軛11之間的磁通的磁吸附力作用,所以磁盤(pán)1可與它們成一體地旋轉(zhuǎn)。為了使生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)化及應(yīng)用簡(jiǎn)單起見(jiàn),磁鐵27的磁化表面28通常是偶極磁化的。標(biāo)號(hào)“15”是金屬磁性材料的后磁軛并通過(guò)吸附方式固定在一個(gè)磁鐵27的非磁化表面29上,以阻斷從磁化表面28以外的其它地方漏出的磁通,從而提高了磁盤(pán)1的吸力效率。夾持器10至少包含了兩個(gè)可以滾動(dòng)的磁性球13。標(biāo)號(hào)“13a”和“13b”分別表示在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中和低速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中球13的位置,該球在附圖中分成右部分和左部分。這些構(gòu)成均衡器的部件安裝在通過(guò)絕緣件7與主基座8相連的底座6上。如上所述,在磁盤(pán)1高速旋轉(zhuǎn)期間,由于絕緣件7的變形,應(yīng)將底座6振動(dòng)的共振頻率調(diào)整到比磁盤(pán)1高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的頻率低的程度。
圖6是表示在磁盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,由于設(shè)置在夾持器10內(nèi)的球13的運(yùn)動(dòng)而消除了不均衡的情況的視圖,并且該圖是從上方看去的剖視圖。
參照?qǐng)D5和圖6,這兩幅圖對(duì)不均衡的磁盤(pán)1在低速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中有關(guān)球13的狀態(tài)作了解釋。并且還對(duì)磁盤(pán)1在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中有關(guān)不均衡的消除作了解釋。
對(duì)于CD-ROM驅(qū)動(dòng)器來(lái)說(shuō),磁盤(pán)1以高速(8倍速模式,最大轉(zhuǎn)速約4,200rpm)旋轉(zhuǎn),以便在讀數(shù)據(jù)時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速傳輸。另一方面,例如,為了進(jìn)行音頻播放,磁盤(pán)通過(guò)以標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速(約200-500rpm)旋轉(zhuǎn)。因此,高速旋轉(zhuǎn)范圍,如數(shù)據(jù)讀取,以及低速旋轉(zhuǎn)范圍,如音頻播放是同時(shí)存在的。
當(dāng)不均衡的磁盤(pán)1在其自軸上以高速旋轉(zhuǎn)時(shí),不均衡力18,即離心力作用于磁盤(pán)1的重心17,并且該作用方向沿磁盤(pán)1旋轉(zhuǎn)。該不均衡力18使絕緣件7變形,以使底座6旋轉(zhuǎn),同時(shí)以磁盤(pán)1的旋轉(zhuǎn)頻率擺動(dòng)。如上所述,由于底座6振動(dòng)的共振頻率被調(diào)整到低于磁盤(pán)1的旋轉(zhuǎn)頻率,所以底座6的位移方向總是與不均衡力的方向相反。因此,在夾持器10內(nèi)至少設(shè)置2個(gè)球13,滾動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)力22,它是離心力19與趨向于離開(kāi)滾動(dòng)面20方向的阻力21的合力,該合力推動(dòng)球13在滾動(dòng)面上滾動(dòng)。結(jié)果使球13以離開(kāi)擺動(dòng)-旋轉(zhuǎn)中心23的方向運(yùn)動(dòng),并匯聚在與不均衡力18的相反方向,最后,由于匯聚后的球13a的總質(zhì)量,使磁盤(pán)1的不均衡量被抵消。
另一方面,在低速旋轉(zhuǎn)范圍,如標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速,球13的離心力19不夠大,以致不能使球13被推到滾動(dòng)面20上并在滾動(dòng)面上定位,從而造成球的不穩(wěn)定,于是會(huì)發(fā)出不必要的噪聲,如球13的滾動(dòng)聲、球13與夾持器10的內(nèi)表面部分之間的摩擦運(yùn)動(dòng)聲及球13之間的碰撞聲。為了避免這些情況發(fā)生,用金屬磁性材料制作球13。另外,利用磁鐵27的漏磁通24或從磁化表面28至后磁軛15的磁通25,以使磁鐵27或后磁軛15的外周緣26能直接吸附球13,從而使它們穩(wěn)定地定位在球13b的位置上,這樣可防止發(fā)生上述不必要的噪聲。
然而,當(dāng)磁盤(pán)1從高速旋轉(zhuǎn)迅速轉(zhuǎn)變到低速旋轉(zhuǎn)時(shí),上述結(jié)構(gòu)具有如下問(wèn)題對(duì)于某些CD-ROM磁盤(pán)來(lái)說(shuō),通常數(shù)據(jù)和聲音是同時(shí)存在于磁盤(pán)內(nèi)的。當(dāng)這種磁盤(pán)重放時(shí),會(huì)出現(xiàn)如下情況在剛以高速讀取數(shù)據(jù)之后,轉(zhuǎn)速便降到標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速,以便播放聲音。也就是說(shuō),磁盤(pán)在以高速旋轉(zhuǎn)時(shí)迅速地轉(zhuǎn)變到低速旋轉(zhuǎn),緊接著必須進(jìn)行聲音的播放。
如上所述,在高速時(shí),球13與夾持器10成一體旋轉(zhuǎn),同時(shí)被推到滾動(dòng)面20上,以抵消磁盤(pán)1的不均衡。但是,當(dāng)轉(zhuǎn)速降到預(yù)定轉(zhuǎn)速時(shí),由于磁鐵27的漏磁通24的作用,或由于從磁化表面28到后磁軛15的磁通25的作用,使作用于球13上的離心力不夠大,以致這些球13被磁鐵27的外周緣26或后磁軛15吸附。但是,如上所述,磁鐵27的磁化表面28是偶極磁化的。在這種偶極磁化的情況下,具有如下特征漏磁通24較大,同時(shí)磁通25的磁通密度較小。因此,當(dāng)磁盤(pán)1從低速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變到高速旋轉(zhuǎn)時(shí),球13很難與磁鐵27的外周緣26分離。相反,當(dāng)磁盤(pán)1從高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成低速旋轉(zhuǎn)時(shí),磁鐵27的外周緣26難于吸附球13,這是由于球13不能與滾動(dòng)面20分離,除非作用到球13上的離心力19非常小。如上所述,當(dāng)磁盤(pán)通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)來(lái)讀取數(shù)據(jù)后馬上轉(zhuǎn)變成音頻播放時(shí),由于上述的球13難于分離和吸附等特性,球13在開(kāi)始讀取音頻數(shù)據(jù)后被磁鐵27的外周緣26所吸附。吸附時(shí)的碰撞傳遞給磁盤(pán)1,從而造成讀取錯(cuò)誤。
此外,如圖6所示,在使用處于垂直狀態(tài)及低速旋轉(zhuǎn)范圍的磁盤(pán)裝置的情況下,當(dāng)球13本身的重量大于作用在它上面的離心力19時(shí),圖5中的夾持器10在球13被磁鐵27的外圓周部分吸附的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn),所以產(chǎn)生不必要的噪聲,如球13的滾動(dòng)聲和球13之間的撞擊聲等(如圖6所示),從而會(huì)降低商品的質(zhì)量。
發(fā)明的公開(kāi)發(fā)明目的考慮到上述問(wèn)題,本發(fā)明的目的是對(duì)具有上述平衡機(jī)構(gòu)的磁盤(pán)裝置進(jìn)行改進(jìn),其中,在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),或在迅速改變轉(zhuǎn)數(shù)時(shí),甚至在使用處于垂直狀態(tài)下的磁盤(pán)裝置時(shí),球的定位也是穩(wěn)定的,這樣有助于球的運(yùn)動(dòng),從而可防止出現(xiàn)不必要的噪聲及在起動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)引起的錯(cuò)誤。
發(fā)明概述為了解決上述問(wèn)題,本發(fā)明的磁盤(pán)裝置包括一個(gè)均衡器,該均衡器調(diào)整到能與裝配的磁盤(pán)成一體地旋轉(zhuǎn),并具有一個(gè)包含一塊磁性材料的中空環(huán)狀部件;及一個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生裝置,它用于通過(guò)吸力固定住該磁性材料。這種磁盤(pán)裝置還包括下列結(jié)構(gòu)(a)和(b)中的至少一種結(jié)構(gòu)(a)該磁場(chǎng)發(fā)生裝置包括一塊磁鐵,該磁鐵的外圓周面是中空環(huán)狀部分的內(nèi)壁,并且該磁盤(pán)裝置還包括一個(gè)用于防止磁性材料直接與磁鐵接觸的阻擋裝置;(b)該磁盤(pán)裝置還包括一個(gè)用于引導(dǎo)磁性材料在中空環(huán)狀部分的下面運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向槽。
上述結(jié)構(gòu)(a)或(b)可減小由于在起動(dòng)旋轉(zhuǎn)或迅速改變磁盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)磁性球與滾動(dòng)表面或與磁鐵的外圓周面附近碰撞時(shí)產(chǎn)生的撞擊力。
即使在在磁盤(pán)裝置中使用了用作抵消磁盤(pán)的不平衡力的裝置的磁性球,并且在從高速迅速轉(zhuǎn)變到標(biāo)準(zhǔn)速度的磁盤(pán)內(nèi)的音頻播放時(shí)音頻數(shù)據(jù)的讀取與球的撞擊同時(shí)發(fā)生,球的碰撞產(chǎn)生的撞擊力也會(huì)由于有上述阻擋裝置或?qū)虿鄱鴾p小,這樣便可防止造成例如讀取錯(cuò)誤等錯(cuò)誤,從而可進(jìn)行穩(wěn)定的重放。
附圖的詳細(xì)說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的磁盤(pán)裝置的主軸電機(jī)附近的側(cè)剖視圖;圖2是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的磁盤(pán)裝置的主軸電機(jī)附近的側(cè)剖視圖;圖3是球運(yùn)動(dòng)槽的布置結(jié)構(gòu)的水平剖視圖;圖4是傳統(tǒng)磁盤(pán)裝置的透視圖;圖5是具有均衡器的傳統(tǒng)磁盤(pán)裝置的主軸電機(jī)附近的側(cè)剖視圖;圖6是表示傳統(tǒng)磁盤(pán)裝置的均衡器的功能的水平剖視圖。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明下面參照附圖將對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。另外,對(duì)于圖1-3的實(shí)施例的組成來(lái)說(shuō),與圖4-6的傳統(tǒng)裝置相同的部件采用與傳統(tǒng)裝置相同的標(biāo)號(hào)。
(阻擋裝置)圖1表示本發(fā)明的第一實(shí)施例,標(biāo)號(hào)“13”是磁性材料制成的球,有多個(gè)球被放置在夾持器10內(nèi),使這些球能滾動(dòng),以抵消磁盤(pán)1的不均衡。標(biāo)號(hào)“13a”表示球13處于高或低速旋轉(zhuǎn)時(shí)的位置,而標(biāo)號(hào)“13b”表示球13處于停止時(shí)的位置。標(biāo)號(hào)“27”是一塊磁鐵,它的磁化表面28是被偶極磁化的,通過(guò)形成通向磁軛11的磁路并從而吸引該磁軛11而使磁盤(pán)1處于磁鐵27與轉(zhuǎn)臺(tái)9之間。標(biāo)號(hào)“35”是設(shè)置在磁鐵27外圓周面上的凸肋,它是防止磁性球13電磁鐵外圓周面直接被磁鐵27吸附的阻擋裝置。標(biāo)號(hào)“24”表示從磁鐵27漏出的磁通。
在具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的第一實(shí)施例中解釋了磁盤(pán)1在高速旋轉(zhuǎn)或在迅速改變轉(zhuǎn)速時(shí)的有關(guān)機(jī)構(gòu)。如圖6所示,如果磁盤(pán)1在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,例如在數(shù)據(jù)讀取過(guò)程中表現(xiàn)出不均衡時(shí),來(lái)自擺動(dòng)-旋轉(zhuǎn)中心的離心力19作用在球13上,從而將球13推向滾動(dòng)表面20,同時(shí)進(jìn)行滾動(dòng),然后匯聚在沿與磁盤(pán)1的不均衡方向相反的方向上,并停止在用來(lái)平衡不均衡力的的位置上,然后與夾持器10成一體地旋轉(zhuǎn),從而抵消了磁盤(pán)1的不均衡。
另一方面,當(dāng)磁盤(pán)1的旋轉(zhuǎn)從高速迅速轉(zhuǎn)變到低速時(shí),磁性球13以較高的速度從滾動(dòng)表面20碰撞到設(shè)置在磁鐵27的外圓周面附近的凸肋35上。然而,與磁性球13由磁鐵外圓周面直接吸附的情況相比,對(duì)凸肋35的撞擊和發(fā)出的不必要的噪聲大大減輕了。由于與磁性球13直接吸附的情況相比撞擊力得到較大程度的減緩,所以導(dǎo)致錯(cuò)誤的因素,如伺服滑動(dòng)也能減輕許多。此外,利用凸肋35在球13與磁鐵27的外圓周面之間存在的一定厚度,使磁性球13被吸附在與磁鐵27外圓周面相隔開(kāi)的位置上,所以磁性球13比它們被磁鐵27的外圓周面直接吸附的情況更難于磁化。(球運(yùn)動(dòng)槽)圖2和3表示本發(fā)明的第二實(shí)施例。
圖2是均衡器的細(xì)部剖視圖,圖3是從上面看去的夾持器10的內(nèi)部剖視圖。標(biāo)號(hào)“37”是一個(gè)球運(yùn)動(dòng)槽,它用于在磁盤(pán)1的旋轉(zhuǎn)迅速?gòu)母咚傧虻退俎D(zhuǎn)變或從低速向高速轉(zhuǎn)變時(shí)引導(dǎo)球13的運(yùn)動(dòng),槽設(shè)在夾持器10的下表面。球運(yùn)動(dòng)槽37以渦旋形或螺旋形從內(nèi)圓周側(cè)延伸到外圓周側(cè),而且,延伸方向是在內(nèi)圓周側(cè)沿磁鐵27的外圓周面的切線方向及沿外圓周側(cè)的滾動(dòng)表面20的內(nèi)圓周面的切線方向上。
對(duì)于具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的第二實(shí)施例來(lái)說(shuō),當(dāng)磁盤(pán)1以高速旋轉(zhuǎn)時(shí),球13由于球運(yùn)動(dòng)槽37最外處的斜坡38的作用而使其浮起并與夾持器10成一體地旋轉(zhuǎn),同時(shí)球被推到滾動(dòng)表面20上(圖2的左側(cè))。當(dāng)磁盤(pán)1的旋轉(zhuǎn)迅速?gòu)母咚俎D(zhuǎn)變到標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速時(shí),由于球13的旋轉(zhuǎn)慣性,使球13有沿滾動(dòng)表面繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì),但由于球本身的重量,使球13進(jìn)入球運(yùn)動(dòng)槽37。然后,球13被引入球運(yùn)動(dòng)槽37,從而沿該槽迅速接近內(nèi)圓周側(cè),于是被磁鐵27吸附(圖2的右側(cè))。
在這種情況下,與在圖5的傳統(tǒng)裝置內(nèi)的平運(yùn)動(dòng)表面相比,球13能迅速運(yùn)動(dòng),并且與磁鐵27碰撞的時(shí)間也比在音頻數(shù)據(jù)讀取的初始階段早,所以可防止在吸附時(shí)由于碰撞而造成的錯(cuò)誤。
此外,在起動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí),球13沿球運(yùn)動(dòng)槽37運(yùn)動(dòng),從而在滾動(dòng)表面20的切線方向上發(fā)生碰撞。所以,與另一種情況下的球沿徑向的碰撞相比,碰撞力可抑制到非常小的程度,并且可抑制由起動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)的碰撞引起的錯(cuò)誤。
在產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用如上所述,本發(fā)明的磁盤(pán)裝置在快速改變轉(zhuǎn)速過(guò)程中,能減小磁性球碰撞的撞擊力,所以可防止發(fā)生錯(cuò)誤,如讀取錯(cuò)誤和起動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等。此外,磁性球具有難以被磁鐵磁化的結(jié)構(gòu),這樣,球能穩(wěn)定地運(yùn)動(dòng),以抵消不均衡,從而使磁盤(pán)裝置能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的重放和數(shù)據(jù)讀取。
權(quán)利要求
1.一種磁盤(pán)裝置,包括一個(gè)均衡器,能與放置的磁盤(pán)成一體地旋轉(zhuǎn),并具有一個(gè)包含一塊磁性材料的中空環(huán)狀部件;及一個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生裝置,用于通過(guò)吸力固定住該磁性材料;其中該磁場(chǎng)發(fā)生裝置包括一塊磁鐵,該磁鐵的外圓周面是中空環(huán)狀部分的內(nèi)壁,并且該磁盤(pán)裝置還包括一個(gè)用于防止磁性材料直接與磁鐵接觸的阻擋裝置。
2.一種磁盤(pán)裝置,包括一個(gè)均衡器,能與放置的磁盤(pán)成一體地旋轉(zhuǎn),并具有一個(gè)包含一塊磁性材料的中空環(huán)狀部件;及一個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生裝置,用于通過(guò)吸力固定住該磁性材料;其中該磁盤(pán)裝置還包括一個(gè)用于引導(dǎo)磁性材料在中空環(huán)狀部分的下表面運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向槽。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁盤(pán)裝置,它能在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定地抑制由磁盤(pán)不均衡引起的自振,并能在轉(zhuǎn)速迅速轉(zhuǎn)變時(shí)防止出現(xiàn)不必要的噪聲,或排除導(dǎo)致錯(cuò)誤的因素。這種磁盤(pán)裝置包括:一個(gè)均衡器,能與放置的磁盤(pán)成一體地旋轉(zhuǎn),并具有一個(gè)包含一塊磁性材料13的中空環(huán)狀部件;及一個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生裝置,用于通過(guò)吸力固定住該磁性材料13;其中該磁場(chǎng)發(fā)生裝置包括一塊磁鐵27,該磁鐵的外周?chē)媸侵锌窄h(huán)狀部分的內(nèi)壁。該磁盤(pán)裝置還包括一個(gè)用于防止磁性材料13直接與磁鐵27接觸的阻擋裝置。該磁盤(pán)裝置還包括一個(gè)在球運(yùn)動(dòng)表面上的導(dǎo)向槽,從而可防止出現(xiàn)噪聲并減小磁性球13碰撞時(shí)的撞擊力,還能防止磁鐵27對(duì)磁性球13產(chǎn)生磁化作用。
文檔編號(hào)G11B17/028GK1273667SQ99801118
公開(kāi)日2000年11月15日 申請(qǐng)日期1999年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月17日
發(fā)明者菊川正明, 江口勝則 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社