ДИСКОВЫЙ НОСИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ Российский патент 1995 года по МПК G11B17/00 

Изобретение относится к накоплению информации, в частности к носителям информации, и может быть использовано для хранения звуковой и/или видеоинформации, а также в вычислительной технике.

Известен носитель информации, имеющий первую сторону, которая ориентирована в сторону приводного средства, и противоположную сторону, и содержащий по меньшей мере один диск, снабженный информационной поверхностью и имеющий центральную часть из пространственного стабильного материала, сформированного с центральным отверстием, и по меньшей мере одну втулку для центрирования и зажимания носителя информации на приводном шпинделе приводного средства, втулку, которая содержит первое центрирующее средство, приспособленное взаимодействовать с внутренней стенкой центрального отверстия для центрирования втулки относительно центра диска, и второе центрирующее средство для центрирования втулки, и, следовательно, носителя информации относительно приводного шпинделя, втулку, которая содержит фланцевый элемент на первой стороне носителя информации, фланцевый элемент, который опирается на центральную часть диска [1].

Носители информации этого типа используются, например, для постоянного и временного хранения звуковой и/или видеоинформации или цифровой информации, предназначенной для вычислительных машин или выдаваемой ими. Диск может иметь намагничиваемую поверхность, на которой можно делать запись и с которой можно воспроизводить соответствующим средством с магнитной головкой.

В носителях информации типа, определенного выше, втулка должна гарантировать высокую точность центрирования носителя относительно оси вращения. Более того, втулка должна быть надежно закреплена таким путем, чтобы носитель информации мог бы набирать скорость и в последствии тормозиться в приемлемое, предпочтительно очень короткое время. Установка втулки не должна вредно воздействовать на высокое качество носителя информации, в частности на диск или диски и информацию, записанную на них. Предпочтительно, чтобы втулки устанавливались по возможности малым количеством средств и как можно скорее, таким путем, чтобы втулки центрировались очень точно относительно информационной структуры, уже присутствующей на информационной поверхности диска или дисков, а также относительно центра массы носителя информации.

Цель изобретения - увеличение скорости и эффективности фиксации обеих втулок к центру диска, уменьшение количества деталей втулок и повышение точности центрирования носителя информации относительно его центра вращения.

Для достижения цели в дисковом носителе информации, содержащем центральную часть из стабильного по размерам материала с центральным отверстием, втулку на каждой стороне, неподвижно закрепленную в центре диска, каждая втулка включает в себя центрирующие средства для взаимодействия с внутренней стенкой центрального отверстия и центрирования втулки относительно диска, каждая втулка включает в себя фланцевый элемент, который опирается на центральную часть диска и имеет центральное отверстие в его центре, центрирующие средства каждой втулки выполнены в виде множества радиально-упругих центрирующих элементов, расположенных от фланцевого элемента перпендикулярно в одном направлении и отделенных один от другого расстоянием большим, чем толщина центрирующих элементов, каждый центрирующий элемент сопряжен с внутренней стенкой центрального отверстия и содержит свободный конец в виде крюка, который зацепляется за диск на стороне, отдаленной от фланца втулки, при этом центрирующие элементы одной втулки расположены в промежутках между центрирующими элементами другой втулки.

С носителем информации в соответствии с изобретением втулка может быть установлена быстро и легко простой вставкой ее аксиально в центровое отверстие. Радиально упругие центрирующие элементы с их крюкообразными концами автоматически прикрепляют втулку к диску или дискам. Таким образом, установка втулки упрощена присоединением втулки к диску или дискам посредством того, что может быть названо как защелкивающееся соединение. Тем не менее, радиально-упругое центрирующее средство гарантирует надежное центрирование втулки относительно диска.

Таким образом, носитель информации в соответствии с изобретением использует эффект встроенной пружины. Точное размещение может быть получено посредством множества радиально-упругих центрирующих элементов, которые взаимодействуют с точно отцентрированной цилиндрической стенкой, даже если эти центрирующие элементы сами являются простыми и невысокоточными. Первоначально любая неправильность центрирующего элемента или цилиндрической стенки только дает увеличение отклонения местного центрирующего элемента. Отклонение дает в результате определенное увеличение эластичной силы, оказывающей давление на стенку центрирующим элементом. Эта сила воспринимается множеством лицевых центрирующих элементов. Таким образом, каждый из этих элементов испытывает меньшую силу и, следовательно, меньшую деформацию. Этим путем прежде всего достигается, что неправильность центрирующего средства или местная неправильность цилиндрической стенки могут только дать увеличение эксцентриситета меньше, чем размер неправильности самой. Во-вторых, достигается, что неправильности, имеющиеся по окружности центрирующего средства или по окружности цилиндрической стенки, могут быть компенсированы в определенном смысле неправильностями на противоположной стороне. Это предстает в виде интеграции положительных и отрицательных эффектов эксцентриситета.

На фиг.1 представлен вид кассеты в перспективе, содержащей носитель информации; на фиг.2 - вид, подобный тому, который показан на фиг.1, причем заслонка кассеты показана в открытом положении; на фиг.3 - центральная часть носителя информации, вид сверху; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.3, причем приводной шпиндель приводного устройства также показан в сечении; на фиг.5 - вид сечения составляющей целое пластиковой части, используемой в носителе информации, показанном в предшествующих фигурах; на фиг.6 - вид сечения через центр носителя информации в другом примере выполнения; на фиг.7 - аналогичный вид сечения еще одного примера выполнения; на фиг.8 - вид сечения центральной части другого примера выполнения изобретения; на фиг.9 - вид установочного кольца в направлении, указанном стрелкой Р на фиг.5; на фиг. 10 - сечение Б-Б на фиг.9.

Кассета содержит первую и вторую кассетные секции 1 и 2 соответственно, которые вместе составляют ограждение для носителя 3 информации. Носитель информации имеет определенный зазор внутри кассеты так, что он может вращаться внутри кассеты с помощью приводного средства после того, как открыта сдвигаемая заслонка 4. Заслонка 4 закрывает щель в стенке кассеты, давая возможность приводному шпинделю взаимодействовать с носителем информации и с записывающим и/или воспроизводящим средством, таким как, например, магнитные головки или оптическая головка.

Носитель 3 информации имеет первую сторону 5, которой он направлен к приводному средству, и противоположную сторону 6. Он содержит два диска 7 и 8, выполненных из прозрачного пластикового материала, и каждый содержит информационную поверхность 9 и 10 соответственно. Носитель информации является, например, оптически воспроизводимым и способен воспринимать запись. Информационные поверхности покрываются оптическим слоем, поддающимся изменению. Два диска контактируют друг с другом только вблизи центральной области 11 и ближе к окружности. В центральной области центровое отверстие 12 проходит через два диска.

С целью центрирования и зажимания носителя 3 информации предусмотрены две втулки 13 и 14. Втулки служат для центрирования и зажимания носителя информации на приводном шпинделе 15. Втулки снабжаются центрирующими средствами, которые приспособлены для взаимодействия с внутренней стенкой 16 центрального отверстия для центрирования втулок относительно центральной оси дисков, как указано линией 17 разрыва. Вторые центрирующие средства 18 и 19 предусмотрены для центрирования втулок и, следовательно, носителя информации относительно приводного шпинделя 15. Со стороны носителя информации каждая втулка содержит фланцевый элемент 20 и 21 соответственно, который касается центральной области 11.

Первые центрирующие средства содержат радиально-упругие центрирующие элементы 22 и 23 соответственно, которые действуют против внутренней стенки 16 центрального отверстия. Каждая из втулок имеет центрирующие средства 24 и 25 соответственно, которые размещены в центральном отверстии 12 и которые давят на объединенные фланцевые элементы 20 и 21 каждой втулки против дисков 7 и 8 соответственно. Центрирующие средства 24 и 25 содержат радиально-упругие центрирующие элементы, концы 26 и 27 которых соответственно выполнены в виде крюков, которые сцепляются сзади диска 8 и диска 7 соответственно.

Центрирующие элементы 22 и центрирующее средство 24 образуют часть единой составляющей целое пластиковой части 28. Аналогично центрирующие элементы 23 и центрирующее средство 25 принадлежат к единой составляющей целое пластиковой части 29. Составляющая целое часть 28 содержит фланцевый элемент 30, который является эластично гибким в осевом направлении и который опирается на первую сторону 5 носителя информации по периферии. Центрирующие средства 24 размещаются в осевых направлениях и расположены на некотором расстоянии от периферии фланцевого элемента 28, так что они являются аксиально подвижными в конечное положение (см. фиг.4). В смонтированном состоянии зажимающие элементы подвергнуты давлению растягивающей силы как результат эластичности фланцевого элемента. Таким же образом составляющая целое часть 29 снабжается гибким фланцевым элементом 31, и в смонтированном состоянии зажимающие элементы 25 подвергаются действию растягивающей силы. Таким образом, два диска 7 и 8 притягиваются один к другому двумя втулками, которые помогают удерживать два диска один над другим. Каждая из втулок 13 и 14 содержит намагничиваемое зажимающее кольцо в виде вышеупомянутых фланцевых элементов 20 и 21. Те зажимаются между составляющими целое частями 28, 29 и дисками 7, 8 соответственно как отдельные части.

Две втулки 13 и 14 содержат идентичные части. Составляющая целое часть 28, идентичная составляющей целое части 29, и намагничиваемые зажимающие кольца 20 и 21 также идентичны. Составляющая целое часть дана в такой форме, что центрирующие средства 24 втулки 13 размещены между центрирующими средствами 25 втулки 14. Центрирующие элементы 22 втулки 13 взаимодействуют исключительно с той частью внутренней стенки 16 центрального отверстия 12, которая расположена в диске 7. Это означает, что втулка 13 центрируется только относительно диска 7. Более того, втулка 14 центрируется только относительно диска 8. Если оси вращения двух дисков не совпадают точно, то тем не менее гарантируется, что во время воспроизведения диска 7 этот диск располагается оптимальным образом относительно приводного шпинделя 15. Это также применимо к другой стороне носителя информации.

Каждая из втулок имеет центрирующее отверстие 32 или 33 во вторых центрирующих средствах 18 и 19 (металлических гильзах) соответственно, которые устанавливаются в составляющих целое частях 28 и 29 соответственно. Центрирующие отверстия служат для принятия центрирующего участка 34 приводного шпинделя 15. Этот центрирующий участок определяется краевым участком двигательного вала, на котором установлен опорный диск 35. Опорный диск имеет углубленный центральный участок 36 с круговой стенкой 37, верхняя сторона которой несет фрикционное кольцо 38, например выполненное из резины. Кольцо 39 из постоянного магнита надежно прикреплено к дну углубления 36.

Во время работы центрирующий участок 34 располагается в центрирующем отверстии 32 или 33 и фрикционное кольцо 38 накладывается на один из дисков 7 или 8. Составляющая целое часть 29 и фланцевый элемент 20 располагаются в углублении 36, причем магнит 39 отделяется от зажимающего кольца воздушным зазором, чтобы гарантировать, что полное давление передается носителю информации фрикционным кольцом 38.

Пример выполнения, показанный на фиг.6, отличается лишь незначительно от того, который показан в предшествующих фигурах. В этом примере выполнения носитель информации содержит только один диск 40, например магнитный диск, и опять несет втулки 41 и 42 на обеих сторонах. Втулки содержат пластиковую составляющую целое часть 43 и 44 и фланцевый элемент в виде магнитного зажимающего кольца 45 и 46 соответственно. Центрирующие средства 47 и 48 расположены на радиально-упругих центрирующих элементах 49 и 50. Радиально-упругие центрирующие элементы определяются участками 51 и 52 соответственно, которые расположены ближе к центру. Эти участки имеют концы в виде крюков 53 и 54, которые, в противовес примеру осуществления, описанному выше, не накладываются непосредственно на диск 40 с другой стороны центрального отверстия 55, но взаимодействуют с лежащей сверху составляющей целое пластиковой частью в месте окон 56 и 57. Это главное отличие от примера осуществления, описанного прежде, по сравнению, в частности, с фиг.4. Как очевидно из фиг.4, составляющие целое части 28 и 29 могут с трудом быть удалены, если они однажды были установлены в центровое отверстие носителя информации. Это потому, что радиально-упругие центрирующие средства 24 и 25 практически недоступны. В примере осуществления, показанном на фиг.6, концы в виде крюков 53 и 54 все же недоступны после установки. Втулки в этом примере осуществления могут быть удалены, если необходимо. Втулки имеют центрирующие отверстия 58 и 59 меньшего диаметра, чем центральное отверстие 55 диска 40, и содержат металлические гильзы 60 и 61 соответственно. Носитель информации, показанный на фиг. 6, спроектирован, чтобы взаимодействовать с приводным шпинделем 15, показанным на фиг.4.

Фиг. 7 показывает пример выполнения, который отличается существенно от предыдущих. Диск 62 несет втулку 63 только на одной стороне. Опять втулка содержит единую составляющую целое часть 64 и намагничиваемое зажимающее кольцо 65, помещенное между этой частью и диском. Опять центрирующее отверстие 66 образовано в металлической гильзе 67. В этом примере осуществления конец в виде крюка составляющей целое части 64 содержит кольцо 69. Разноцентрирующее кольцевое средство 69 давит на внутреннюю стенку 70 центрального отверстия диска при радиальной эластичной деформации. Эластичное отклонение фланцевого элемента 71 составляющей целое части 64 гарантирует, что зажимающее кольцо 65 туго затягивается.

Носитель информации на фиг.8 имеет первую сторону 72, которая должна быть направлена к приводному средству и противоположную вторую сторону 73. Носитель информации предназначен для использования с двух сторон, так что сторона 73 также может быть обращена к приводному средству. Следовательно, носитель информации содержит два идентичных прозрачных диска 74 и 75, каждый из которых имеет центральное отверстие. Каждый диск имеет отдельную втулку 76 и 77 соответственно для центрирования и зажимания носителя информации на приводном шпинделе. Каждая втулка снабжается первыми центрирующими средствами, которые приспособлены для взаимодействия с внутренней стенкой центрального отверстия объединенного диска для центрирования втулки относительно центра объединенного диска. Вторые центрирующие средства 78 и 79 предусмотрены для центрирования каждой втулки и, следовательно, для объединенного диска относительно приводного шпинделя приводного средства (не показано). Вторые центрирующие средства содержат металлические гильзы. Первые центрирующие средства 80 и 81 могут радиально отклоняться и действовать на внутреннюю стенку центрального отверстия объединенного диска с помощью центрирующих элементов 82 и 83, предусмотренных для этой цели. Каждая втулка снабжается зажимающим средством, которое расположено в центральном отверстии и которое прижимает фланцевый элемент 84 или 85 к диску при взаимодействии с лицевой стороной носителя информации. Зажимающее средство содержит концы в виде крюков 86 и 87 соответственно, которые сцепляются сзади части носителя информации, расположенной ближе к вышележащей стороне. Центрирующие элементы 82 и 83 и центрирующие средства 80 и 81 образуют часть единой составляющей целое части 88 и 89.

Между составляющей целое частью и объединенным диском посажено без зазора пластиковое установочное кольцо 90 или 91. Каждая втулка снабжается магнитопритягиваемым зажимающим кольцом 92 или 93 соответственно, выполненным из листового магнитного материала. Эти кольца установлены на поверхности объединенной составляющей целое части 88 и 89. Они имеют центральные расточные отверстия 94 и 95 соответственно диаметра большего, чем у указанных гильз 78 и 79, включая пластиковый материал составляющей целое части 88 и 89, расположенный вокруг гильз. Таким образом, зажимающие кольца не соединены с составляющими целое частями ближе их центров. На их перифериях зажимающие кольца слегка изогнуты и соединены с установочными кольцами 90 и 91 соответственно эластичными защелкивающимися соединениями.

Установочное кольцо содержит множество клинообразных элементов 96 вблизи их периферии. Окружность замыкающих колец 92 и 93 является кольцевой. Эти кольца могут быть присоединены просто к объединенным установочным кольцам приложением осевого давления, заставляя периферийную стенку 97 установочного кольца слегка деформироваться в радиально-наружном направлении, так что по периферии зажимающего кольца оно прижимается вниз клинообразных элементов 96, когда они зафиксированы однажды, периферийная стенка 97 освобождается.

Пример выполнения, показанный на фиг.8-10, имеет некоторые особые преимущества. Три части, составленные во втулке вместе, образуют одну сборку, когда зажимающее кольцо однажды установлено. Таким образом, возможно простой защелкивающей установкой заранее собирать втулки до того, как они установлены на носитель информации, опять простой защелкивающей установкой на последней ступени. Этот последний упомянутый способ установки возможен при радиальном отклонении центрирующих средств 80. Другое преимущество в том, что зажимающее кольцо имеет очень простую форму и может быть легко отштамповано из листового материала. Дополнительное преимущество в том, что зажимающее кольцо покрывает осевой торец втулки по большей области. Это значит, что магнитное зажимающее действие втулки критично не зависит от положения и/или типа конфигурации постоянного магнита, предусмотренного в устройстве опорного диска приводного средства. С этой стороны может быть также выгодным выбирать толщину листового материала таким образом, что, если магниты устройства опорного диска сильнее, чем строго необходимо, то магнитная зажимающая сила не становится нежелательно большой, потому что материал зажимающего кольца тогда магнитно насыщается. Подходящий выбор параметров по крайней мере автоматически ведет к тому, что магнитная зажимающая сила ограничивается. На практике это подразумевает сравнительно малую толщину зажимающего кольца. Это легко получается посредством показанного примера осуществления. Облегчается проектирование устройства опорного диска с постоянным магнитом. В случае подходящего преувеличения силы магнитов существенно большие допуски в магнитных свойствах и размерах воздушного зазора между зажимающим кольцом и магнитами не требуются в результате превышения в максимально допустимой магнитной зажимающей силе.

Несмотря на то, что часто выгодно употреблять единую составляющую целое часть, можно сконструировать втулку из множества частей, сохраняя преимущества изобретения. Существенно для изобретения то, что оно обеспечивает конструкцию втулки, которая может быть быстро установлена защелкивающей установкой и которая тем не менее гарантирует качественное центрирование, обязанное присутствию радиально-упругого центрирующего средства, которое приспособлено для взаимодействия со стенкой центрального отверстия диска. Центровое отверстие каждого диска само центрируется с высокой точностью относительно информационной структуры носителя информации или по крайней мере относительно центра массы в отсутствие информационной структуры.

Использование: накопление информации, хранение звуковой и/или видеоинформации, вычислительная техника. Сущность изобретения: носитель информации содержит по крайней мере один диск, имеющий объемно-стабильную центральную часть, которая выполнена с центральными отверстием и имеет одну втулку, посредством которой носитель центрируется и зажимается на приводном шпинделе. Втулка содержит первое центрирующее средство для взаимодействия с внутренней стенкой центрального отверстия и второе центрирующее средство для центрировки втулки относительно приводного шпинделя. Первое центрирующее средство воздействует радиально-упруго на внутреннюю стенку центрального отверстия, и втулка снабжается центрирующим элементом, установленным в центральном отверстии для взаимодействия с лежащей вверху центральной частью диска. Диск зажимается и центрируется за счет центрирующих элементов, имеющих концы в виде крюков. 10 ил.

ДИСКОВЫЙ НОСИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ, содержащий центральную часть из стабильного по размерам материала с центральным отверстием, втулку на каждой стороне, неподвижно закрепленную в центре диска, каждая втулка включает в себя центрирующие средства для взаимодействия с внутренней стенкой центрального отверстия и центрирование втулки относительно диска, каждая втулка включает в себя фланцевый элемент, который опирается на центральную часть диска и имеет центральное отверстие в его центре, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости и эффективности фиксации обеих втулок к центру диска, уменьшения количества деталей втулок и повышения точности центрирования носителя информации относительно его центра вращения, центрирующие средства каждой втулки выполнены в виде множества радиально-упругих центрирующих элементов, расположенных от фланцевого элемента перпендикулярно в одном направлении и отделенных один от другого расстоянием, большим, чем толщина центрирующих элементов, каждый центрирующий элемент сопряжен с внутренней стенкой центрального отверстия и содержит свободный конец в форме крюка, который зацепляется за диск на стороне, отдаленной от фланца втулки, при этом центрирующие элементы одной втулки расположены в промежутках между центрирующими элементами другой втулки.