CN1081379C - 光盘机 - Google Patents
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Abstract
一种光盘机，包括底板座，与底板座弹性连接的底板，放置在底板座和底板之间的减震元件，安装在底板上带定子、转子和旋转轴的主轴马达，安装在旋转轴上的转台，压紧器，用来在光盘上录制或从光盘中再现信息资料的光学头，以及一个与主轴马达相连接的自补偿式动态环形平衡器。在光盘旋转期间平衡器的重心与光盘的重心相对于旋转轴互相对置。因此，减小了光盘重心偏心而引起的主轴马达旋转轴的回转。
Description
本发明涉及一种光盘机，特别是涉及一种为了限制由于光盘重心偏心产生内部振动而装备了自补偿式动态环形平衡器的光盘机。
光盘机可以在录制媒介上录制和(或)从录制媒介如CD、CD ROM或DVD等中再现信息资料。该光盘机还应能保护光盘和光学头不受外部冲击和内部振动的干扰。
如图1所示，传统的光盘机包括一个与壳体铰接(图中未表示出)并可在垂直方向内绕枢轴转动的底板座10，一块与底板座10相连接的底板20，一个安装在底板20上向光盘1提供旋转动力的主轴马达21，一个与主轴马达21的转轴22相连接的用来托住光盘1的转台23，一块安装在壳体内与转台23对置的用来将光盘1压紧并定位在转台23上的压紧器40，以及一个与底板20相连接的可跨越光盘1移动的用来完成录制或播放程序的光学头25。
这种光盘机在其底板座10和底板20之间还装有减震元件30用来防止外部的振动通过底盘座10直接传递到底板20、主轴马达21以及光学头25。该减震元件是由软橡胶或聚氨酯一类材料制成以便充分地衰减外来的振动。
具有上述结构的光盘机可以有效地保护光盘1和光学头25免受外部振动的干扰。然而它并未解决内部振动的衰减问题，该振动是在主轴马达21旋转期间由于光盘重心偏心而引起的。这里，光盘重心偏心是由于光盘1在制造过程的误差使得在光盘1的旋转中心和重心之间产生不重合而造成的。这样一来，主轴马达21的旋转轴22就会因快速旋转而出现回转。
在低转速模式如像1倍速或2倍速模式时，主轴马达旋转轴的这种回转还不至于引起多大的问题。但是在高转速模式如6倍、8倍、12倍或24倍速模式的情况下，主轴马达这种回转产生的影响就会变得严重起来，甚至难以对信息进行录制和再现。
考虑到上述问题，在传统的高转速光盘机中通常采用增加安装主轴马达底板的质量或者增加减震元件的刚度等办法来减小由于光盘重心偏心而引起的底板运动。可是，增加底板质量对于高速旋转并无效果。而且，当减震元件的刚度增加时就不可能有效地衰减来自外部的振动或冲击。
本发明的目的是提供一种光盘机，在该机中由于光盘重心偏心而引起的内部振动可以采用一种自补偿式动态环形平衡器从根本上予以清除。
为了达到上述目的，按照本发明所提供的光盘机包括底板座，与底板座弹性连接的底板，放置在底板座和底板之间以保护底板免受外部冲击的减震元件，安装在底板上向光盘提供旋转动力的主轴马达，该马达有固定在底板上的定子，并安装有通过与定子之间的相互电动作用力而推动旋转的转子，旋转轴便从转子上延伸出来。该光盘机还包括安装在旋转轴上用来托住光盘的转台，将光盘压紧并定位到转台上的压紧器，安装在底板上的光学头，它能跨越光盘移动以便在光盘上录制或从光盘中再现信息资料，以及与主轴马达相连接的自补偿式动态环形平衡器，在光盘旋转期间该平衡器的重心与光盘的重心相对于旋转轴互相对置，结果减小了由于光盘重心偏心而引起的主轴马达旋转轴的回转。
本发明的上述目的和优点将通过参照附图对优选实施例作详细说明而变得更加明显。这些附图是：
图1是传统的光盘机的分解透视图；
图2是一按照本发明实施例的光盘机的分解透视图；
图3a至3c分别表示光盘重心的偏心与其回转中心之间在不同的转速时相对于光盘旋转轴的位置关系图；
图4是按照本发明的一个优选实施例的自补偿式动态环形平衡器的剖视图；
图5是图4所示未装有转台的自补偿动态环形平衡器的透视示意图；
图6是按照本发明的另一优选实施例的自补偿式动态环形平衡器的剖视图；
图7是按照本发明的又一优选实施例的自补偿式动态环形平衡器的剖视图；以及
图8a和8b分别表示按照本发明带有自补偿式动态环形平衡器的光盘机在不同的转速下光盘重心的偏心与其回转中心之间相对于光盘旋转轴的位置关系图。
如图2所示，按照本发明优选实施例的光盘机包括底板座50，与底板座50弹性连接的底板60，放置在底板座50和底板60之间的减震元件70，安装在底板60上的主轴马达90，转台63，光学头65，将光盘1保持在转台63上的压紧器80，以及自补偿式动态环形平衡器200，它被用来限制由光盘重心的偏心引起的主轴马达90的旋转轴92的回转。
底板座50与壳体(图中未表示出)的一侧铰接，并可绕枢轴上下转动。底板60受到产生于底板座50以外的冲击力的作用，该冲击力被减震元件70减弱。因此，最好减小减震元件70的刚度和降低底板60的重心。主轴马达90可提供驱动光盘旋转的旋转力。转台63与主轴马达90的旋转轴92同心安装，在运行时光盘1置于转台63的上表面上。压紧器80正对着转台63以防止光盘1就位后产生不必要的移动。这里，主轴马达90包括定子(图中未表示出)和与定子配对的转子(图中未表示出)，并有一旋转轴92。转子由外部电流驱动旋转。当转子转动时固定在旋转轴92上的转台63也跟着转动，从而带动光盘1和压紧器80一起转动。
参照图3a至3c，将对不同光盘转速下光盘重心偏心与其回转中心之间的关系作一说明。
图3a所表示的是当主轴马达90的旋转轴92的转数等于或小于底板60的自然频率时光盘1的轨道运动和旋转运动。这里，自然频率的大小取决于减震元件70的弹性模数和底盘60的质量以及安装在底板60上的其他元件63，65和90的质量。自然频率表征了水平方向(即平行于光盘平面的方向)的振动频率。如图所示，当光盘1的偏心的重心me处在与其旋转中心C1分开一预定距离的P1位置时，光盘1的旋转中心C1绕着回转中心C转动到位置C2，C3和C4。对应于每一个旋转中心C2，C3和C4光盘1的偏心的重心me的位置分别处在P2，P3和P4。这里，回转中心C与光盘1偏心的重心me的各个位置P1，P2，P3和P4相对于光盘1的各个旋转中心C1，C2，C3和C4来说是互相对置的。
图3b所表示的是当主轴马达90的旋转轴92的转数与上述自然频率相近似时光盘1的轨道运动和旋转运动。如图所示，回转中心C与光盘1偏心的重心me的各个位置P1，P2，P3和P4相对于光盘1的各个旋转中心C1，C2，C3和C4来说是互相垂直的。
图3c所表示的是当主轴马达90的旋转轴92的转数大于上述自然频率时光盘1的轨道运动和旋转运动，在光盘上录制和从光盘上再现信息资料的正常旋转速度就属于这种情况。这时回转中心C与光盘1偏心的重心me的各个位置P1，P2，P3和P4相对于光盘1的各个旋转中心C1，C2，C3和C4来说处在相同方向。
本发明的特征在于，自补偿式动态环形平衡器200通过利用回转中心与偏心的光盘重心之间的关系来减小偏心率。
自补偿式动态环形平衡器200安装在主轴马达90的旋转元件即转子93(见图4)或旋转轴92上，它在旋转时有变化的重心。
如图4所示，安装在底板60上的主轴马达90推动与旋转轴92相连接的转台63(见图2)旋转。
主轴马达90包括马达底座91，旋转轴92，转子93，定子97以及轴承101和102。马达底座91与底板60相连接，其上有一通孔91a。旋转轴92与轴承101和102装配在通孔91a内。
转子93固定在旋转轴92的一端，它有一个围绕着定子97的外壳94，磁铁95固定在外壳94的内表面上。这里，在外壳94和旋转轴92之间的连接部分有一个固定元件96，用来防止旋转轴92从外壳92内滑出或空转。
定子97固定在马达底座91的底面上，它包括一个面向磁铁95的铁芯98。线圈99环绕着铁芯98。轴承101和102安装在通孔91a和旋转轴92之间并在径向和轴向支承着旋转轴。这一对轴承101和102在通孔91a内安装时隔开一预定距离。即，第一轴承101有一个紧套在旋转轴92上的内圈和压配在通孔91a内的外圈，因此旋转轴92的径向和轴向运动就受到限制。第二轴承102镶嵌在通孔91a内可以滑动，从而防止旋转轴92倾斜。弹性元件103被放置在第一轴承101和第二轴承102之间的通孔91a内用来衰减从转子93传到马达底座91的旋转振动。考虑到高速旋转所需要的定位精度，轴承101和102最好选用金属轴承。不过，也可以选用不同形式的轴承，如滚球轴承或空气动压轴承。
现在将参照图4至6对按照本发明的自补偿式动态环形平衡器的第一个
实施例作一说明。
如图4和5所示，自补偿式动态环形平衡器至少包括一对环绕旋转轴92的环210。每一个环210都是圆形的，当旋转轴92在旋转期间由于内部的振动而产生回转时，环210便按照回转速度绕着旋转轴92旋轴，这时旋转轴的回转便受到限制。关于回转的原理稍后将要讨论。每一个环210都是套在旋转轴92上，并处在底板60和转台63之间，其内径小于转台63的直径，以防止在运转时环210从旋转轴92上甩出。
另外，如图6所示，自补偿式动态环形平衡器200还可以包括一个固定在旋转轴92上的为了保护环210的保护元件。该保护元件可防止环210在旋转时与固定部分(如底板60)相接触。如图所示，保护元件最好是一个外罩220，它安装在旋转轴92上并包围着环210。外罩220有一个安装在旋转轴92上的罩体221和一个与罩体221的开口部分相配合的罩盖222。另外，保护元件也可以是一个安装在旋转轴92上的托座(图中未表示出)用来托住环220的下部。
再参照图7，对按照本发明的自补偿式动态环形平衡器的第二个实施例作一说明。
如该图所示，该自补偿式动态环形平衡器200包括一对插在壳体94内的可围绕转子93运动的环210，以及一个支承着环210的保护元件。该保护元件安装在壳体94上以防止环210从壳体上甩出。
保护元件最好是一个包围着环210的外罩230，如图所示。外罩230有一个安装在壳体94上的罩体231和一个与罩体231的开口部分相配合的罩盖232。另外，保护元件也可以是一个安装在壳体94上的托座(图中未表示出)用来托住环210的下部。
虽然在图4至图7中示出的自补偿式动态环形平衡器200是一对环，但是也可以采用三个或更多的环。
如上所述，这种自补偿式动态环形平衡器200最好是采用非磁性材料制成从而可排除平衡器附近的磁吸引力的影响。这就是说，环和保护元件可以从下列一组材料中选取一种来加工制造。这些材料是：碳化钨WC，铜铍合金钢CuBe，镍基合金C-276，氮化硅Si3N4，氧化锆ZrO2，奥式体系列钢YHD50，非磁性金属如SUS300，SUS304和SUS316，以及陶瓷或合成树脂。
此外，环和(或)保护性元件最好采用不会被氧化的物质如像SUS300，陶瓷，以及合成树脂或者具有抗氧化涂层的材料来制造。这种有抗氧化涂层的材料可以选用以碳钢或铬钢为基底并镀上锌或镍铬镀层的材料。
下面将参照图2，8a和8b对按照本发明的减小光盘重心偏心影响的运行机制作一说明。
当光盘1的转数等于或小于自然频率时，如图8a所示，光盘1的偏心的重心me的位置Pi(i＝1，2，3和4)以及补偿重心mc，即环210的重心的位置P′i(i＝1，2，3和4)与回转中心C相对于旋转轴92的位置Ci(i＝1，2，3和4)来说是互相对置的。这时，旋转轴92的回转半径将变大。
然而当光盘1按正常速度旋转其转数比自然频率要大很多时，如图8b所示，回转中心C和光盘1的偏心的重心me的位置Pi(i＝1，2，3和4)相对于旋转轴92的位置Ci来说是处于同侧，而补偿重心mc的位置P′i(i＝1，2，3和4)由于离心力的作用则处在另一侧。这样一来，由于光盘1的重心偏心而产生的不平衡状态便能得到补偿，旋转轴92的回转半径将大幅度减小。因此，由于光盘1的重心me的偏心引起的底板60的内部振动力就被衰减。
如上所述，按照本发明的采用了自补偿式动态环形平衡器的光盘机，当它所使用的光盘的重心呈现出大的偏心时可有效地限制内部的振动。另外，在光盘机中采用刚性较弱的减震元件也能有效地缓和外部的冲击。
Claims (8)
1.一种光盘机，有底板座，与底板座弹性连接的底板，放置在所述的底板座和所述的底板之间以保护所述的底板免受外来冲击的减震元件，安装在所述底板上向光盘提供旋转动力的主轴马达，所述的主轴马达有一个固定在所述底板上的定子，并安装有通过与所述定子之间的相互电动作用力而推动旋转的转子，从所述的转子上延伸出来的旋转轴，安装在所述的旋转轴上用来托住光盘的转台，将光盘压紧并定位在所述转台上的压紧器，安装在所述底板上的光学头，它能跨越光盘移动以便在光盘上录制或从光盘中再现信息资料，其特征在于，该光盘机包括与所述的主轴马达相连接的自补偿式动态环形平衡器，在光盘旋转期间平衡器的重心与光盘的重心相对于所述的旋转轴互相对置，减小了由于光盘重心的偏心而引起的所述主轴马达的所述旋转轴的回转。
2.按照权利要求1所述的光盘机，其特征在于，所述的自补偿式动态环形平衡器至少有一对套在所述的旋转轴上并可绕着所述旋转轴运动的环。
3.按照权利要求2所述的光盘机，其特征在于，所述的自补偿式动态环形平衡器还包括一个与所述的旋转轴相连接的保护元件，以防止所述的环与所述的定子或所述的底板相接触。
4.按照权利要求1所述的光盘机，其特征在于，所述的自补偿式动态环形平衡器包括：
至少一对套在所述的转子上并能绕着转子运动的环；以及
与所述转子相连接的用来支承所述环并防止所述环从所述的转子上甩出的保护元件。
5.按照权利要求1至4中任一权利要求所述的光盘机，其特征在于，所述的自补偿式动态环形平衡器由不会被氧化的物质制成，而不会被腐蚀。
6.按照权利要求5所述的光盘机，其特征在于，所述的自补偿式动态环形平衡器是用SUS300，陶瓷及合成树脂这组材料中选取的一种材料制成。
7.按照权利要求1至4中任一权利要求所述的光盘机，其特征在于，所述的自补偿式动态环形平衡器在其外表面上镀有抗氧化镀层。
8.按照权利要求7所述的光盘机，其特征在于，所述的有抗氧化镀层的材料可以选用以碳钢或铬钢为基底并镀上锌或镍铬镀层。
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Also Published As
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|---|---|
| KR100219630B1 (ko) | 1999-09-01 |
| CN1191367A (zh) | 1998-08-26 |
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