专利名称：光盘保护盒子的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字式光盘，诸如具有中心圆形定位孔的只读光盘(CD)及录像光盘(DVD)，特别是用于保护性地包装这种光盘以便存放它的装置。
数字式光盘，诸如只读光盘及录像光盘，一般具有大量的数字式存贮信息，这些信息可在光盘旋转期间利用移动式读头透过透明的光盘底层以光学方式读取。信息分布在一个或更多的磁道中，磁道被光盘的薄保护性顶层所覆盖，顶层上标有诸如丝网工艺做的标签。通常操作光盘可能造成其底层的划伤，导致由于光路干扰，诸如聚焦不正及/或图象横移，而丢失数据。还有，数据可因划伤通常很薄、大约20微米的保护层而丢失，导致信息从仅约0.1微米厚的气化沉积金属层上消失。通常使用的光盘保护盒子具有一个通过与中心孔结合来支持性地夹住光盘而不接触光盘两侧任一侧数据存贮区域的中心支座。这种盒子一般具有与光盘外圆周部分接触的凸缘以使光盘稳定在支座上而不倾翻。光盘装入盒中，是通过把它落在支座上而夹住相对的圆周部分，与支座的结合一般是通过手指压力同时作用于紧靠中心孔的光盘上。光盘的取出是同样地通过手指压力作用在支座上并同时提起光盘的圆周部分。Kuitems等人的美国专利NO.5,685,427公开了一种光盘的盒子，它具有从台肩面凸出的中心支架，该支架具有用于夹住与台肩面相对的光盘的朝外凸脊。支架造有螺旋槽以便依据手指压力使其分片部分收缩。Kuitems的那种盒子的缺点是为使分片部分收缩需要过大的手指压力而难于使用；相反地，如果为使分片部分在合理的手指压力下收缩而做成足够长和薄，则它们太脆弱无法有效地支承光盘。
Deja的美国专利NO.5,526,926公开了一种具有分片的中心销的光盘存贮盒子，该分片的中心销制成带有向外凸的环以夹持光盘的中心孔，当销子在中心按钮上的压力作用下而收缩时，销子就与一组朝上支承在轴上并朝外凸的提升指形件相接触。Deja的那种盒子的缺点是该提升指形件效果不好，因为它们必须有足够的弹性以便在实际提升光盘之前允许压下按钮，而它们未保持能可靠地提升光盘的足够弹性强度，还因为提升指形件的凸出部分的长度有限。Fraser等人的英国专利申请NO.2,291,640(及美国专利NO.5,788,068)公开了一种具有分叉的钮形件的激光盘盒子，该分叉的钮形件支承在各个朝内凸的弹簧臂上，在一些实施例中钮形件的分片部分用活页互相联接。还有一些实施例具有一组分布在钮形件周围向内凸的光盘弹射弹簧臂，用以在压下钮形件时提升光盘。其它的实施例依靠外缘来支持光盘，在钮形件被压下时，光盘发生挠曲，当钮形件被压下到足以脱开时，利用光盘的弹力使光盘的中央部分被提升起来。Fraser等人的那种盒子有一些缺点。例如1、弹射弹簧臂容易因绊住物体，例如使用者的衣服，而损伤；2、光盘由于弹射弹簧臂的磨擦而损伤；和3、当没有弹射弹簧臂时，光盘的挠曲不能使它可靠地从钮形件上完全脱开。
因此需要一种克服已有技术缺点的保护光盘的盒子。
本发明通过提供一种模压的光盘盒子结构来满足这一需求，该盒子的结构元件在正常使用和操作中不大可能被绊住或受到损伤，而且盒子特别有效和容易使用。本发明的一个方面是，一种用于盛放具有中心孔及正、背面表面，表面上具有向内延伸至约为中心孔直径两倍的数据区域，的光盘的盒子包含有一个具有平坦的板面部分的底面；一个沿着支座轴线从底面向上凸出的支座，该支座包含一个中心钮形部分，该钮形部分具有一组径向外凸的定位器构件及一组轴向延伸的心柱构件；支承着钮形部分的定位器构件和心柱构件的一组臂构件，臂构件与底面呈悬空状态，该臂构件从底面的板面起径向朝内并轴向朝上倾斜，各臂构件共同地具有一种松驰位置，即结合位置，以便利用紧靠中心孔的定位器通过正面表面的贴合来使光盘保持不动，臂构件自由末端的端部可依据施加到钮形部分的作用力从其伸展位置轴向地朝下偏移至压下位置，以便定位器构件及心柱构件产生足够的相应径向朝内和轴向朝下的位移来使定位器部分及心柱部分能穿过光盘中心孔；以及具有一组圆周形弹簧部分的环状结构，其用途是当臂构件处于压下位置时倾斜地接触数据区域内的光盘背面表面，以便相对于定位器部分轴向朝上地取出光盘，由于臂构件移向压下位置，光盘就被弹簧部分移向上。
最好每个弹簧部分具有可偏移的弓形件，该弓形件的相对两端支持在底面上，以便在与光盘没有磨擦接触的情况下允许光盘轴向移动而使弹簧部分偏移。该弓形件可在圆周上分布于相邻的臂构件之间。最好环状结构进一步含有从紧靠弓形件处向内凸的裙部以保护弓形件。
心柱部分和相应的定位器构件中的一个可一体地形成钮形分片。最好定位器构件的朝下的结合平面具有朝外和朝上延伸的端部，以使光盘的安放变得容易。最好是钮形表面的朝上表面从定位器构件的外端部分到钮形分片的各个朝上端部朝上并朝内倾斜，朝上的端部受到足够的约束以便在臂构件处于伸展位置时，该端部与中心孔倾斜结合。
臂构件可由环状结构来支承，并从该处向内延伸。臂构件的根端最好用各个弹簧活页与环状结构相联接，这样允许臂构件主要在弹簧活页处偏移，因此减小了定位器构件的轴向移动，这是定位器构件产生足够的向内径向位移所需要的，以便它穿过光盘的中心孔。环状结构最好进一步含有一组在相邻的臂构件对之间延伸并在该处紧密分布的裙部，以便保护臂构件。
底面部分可能进一步含有边缘支承件，该边缘支承件从板面部分向上凸，并具有与紧靠光盘圆周端部的光盘背面接触的台肩表面，台肩表面向上、与支座轴线同轴延伸的支承构件部分，以便保护光盘的边缘部分，边缘支承件在支座轴线的相对侧还有一对手指凹陷，用于当光盘放至紧靠台肩表面时，能让使用者的手指夹住光盘。该台肩表面可被手指凹陷所隔断。最好在臂构件的结合位置光盘与台肩表面有间隔以避免在光盘中产生应变。
在参考下列描述、所附的权利要求及附图时，将能更好地理解本发明的这些及其它特点、见解及优点。
图1是根据本发明的保护光盘盒子的透视图，盒子处于开启状态；图1A是图1的A部分详细透视图；图1B是图1的B部分详细透视图；图2是图1的盒子的中心支座部分的详细透视图，该支座部分处于松弛状态；图3是图2的支座部分的俯视图；图4是沿图3的4-4线的剖视图；图5是一个局部的剖视正视图，表示光盘处于准备和图2的支座部分相结合的位置；图6是如图5的详图，表示该光盘被按压进入与支座的第一结合阶段；图7是如图5的详图，表示该光盘进一步被按压进入与支座的第二结合阶段；图8是如图5的详图，表示该光盘被按压进入与支座的第三结合阶段；图9是如图5的详图，表示该光盘与支座的最终结合情况；图10是如图4的详图，表示该光盘与支座的第一脱开阶段情况；图11是如图9的详图，但其视向如图10，表示该光盘与支座的第二脱开阶段情况；图12是如图9的详图，表示该光盘与支座的第三脱开阶段情况；
图13是如图12的详图，但其视向如图10；图14是如图13的详图，表示该光盘与支座的第四脱开阶段情况；图15是如图13的详图，表示该光盘与支座的最终脱开阶段情况；和图16是图1的盒子的剖视正视图，盒子处于闭合状态；支座如图9那样支承着光盘。
本发明指向一种光盘盒子，它对保护贮存诸如CDs和DVD光盘特别有效。参考附图的图1-15，一个DVD盒子10含有一个具有其上粘合有用来展示印刷品(图中未示出)的透明套13的外壳12，外壳具有底面部分14、盖子部分16，以及活动地连接底面和盖子部分的合叶部分18。在一示范性结构中，外壳12是一体地形成的模压构件，所谓的“活页”是沿着合叶部分18的相对两边缘形成的。该底面和盖子部分14和16包括有各自的板面部分17和19，以及各自的周边部分17S和19S，在关闭盒子10的情况下17S和19S可沿边相靠闭合在一起，合叶部分18及周边部分17S和19S一起构成外壳12的四个边壁，盖子板面部分17构成上壁，底面板面部分19构成下壁。套13沿着板面部分17和19各自对着合叶部分的周边部分粘合在板面部分17和19上，套13是开口的，以便于插入印刷材料，该印刷材料的配置基本上覆盖了板面部分17及19和合叶部分18的所有外表面。为了对外壳12进一步描述，术语“前”和“朝前”在盒子10闭合状态下对于底面是指朝向盖子部分16的方向；反之，“后”、“朝后”及“背”是指背离盖子部分的方向。
盒子的支座20从底面14的板面部分19起沿支座轴线21向上凸起，用于可支承地与具有正及背面表面23及24、圆形中心孔25及圆周26的数字录像光盘22相结合，该数字录像光盘还具有从圆周附近向内延伸的其内径略大于中心孔25的光盘数据区域27。外壳12的边缘支承部分28也是从紧靠光盘22的圆周26的板面部分19朝上凸出并与支座轴线21同轴。边缘支承部分28形成有边缘台肩30以使光盘22稳定而抗倾翻，台肩30的向上凸起一个沿部32，以便光盘与支座20结合时保护圆周26附近的光盘22。该边缘支承部分还形成有至少一对指形凹陷34以便光盘22的相对的圆周部分能被盒子10的使用者所夹住，边缘台肩30及圆周定位表面32都被指形凹陷34所隔断。
根据本发明，支座20造有一组心柱部分36，用于与光盘中心孔25相结合，而定位器部分38从心柱部分36处向外凸出以便与孔25处的上表面23相结合，各自的一个心柱部分36及定位器部分38一体地形成相应的钮形分片39。钮形分片39绕着支座轴线21倾斜地分布并支承在各自的臂构件40的自由端上，该臂构件40在环状结构41内向内呈悬空状态。环状结构41从底板部分19起向上凸起，以便在与底板部分19成平行分布状态下支承在光盘22的数据区域27的内侧。臂构件40具足够的挠性以便在松驰位置与环状结构41之间移动，在松驰位置时，光盘是被固定在各定位器部分38之间而不动的；心柱部分36凸起穿过中心孔25，如图9所示，而在被压下位置时，定位器部分38和心柱部分36在轴向朝下及径向朝内移动而脱离中心孔25，如图6及11所示。
臂构件40的与环状结构41相联的根端部最好是凹进去的，以便形成各自的弹簧活页42，使臂构件在该位置上向心地挠曲。利用这种方法，获得了为使定位器部分38穿过光盘中心孔所需的钮形分片39的足够径向位移，同时减小了其它方法将需要的轴向位移。每个钮形分片部分39具有延伸至心柱和定位器部分36及38的外端部的锥形倒角表面43，以使定位器38容易进入光盘22的中心孔25。环状结构41也含有多个倾斜分布的朝上凸出的挠性弓形件44，该弓形件44具有各自的接触部分45以根据作用在后表面24上的手指压力使光盘22轴向朝下地向着底板19移动，以便使定位器38容易进入中心孔25，环状结构还含有刚性的棱面46，以限制光盘向下移动。钮形分片定位器部分38的外端具有斜面轮廓47，以使定位器部分与光盘正表面23的结合及脱开进一步变得容易，如下所述。
利用从近似于与臂构件40共平面的环状结构41起向内延伸的一组裙形构件48。也可保护臂构件40免于发生破裂和永久变形，每个裙形构件48从相邻的臂构件对40起沿边紧密地分布。在支座20的松驰状态下，与裙形构件48结合的臂构件40形成支座20的一个有利的平滑的一般平坦的上表面，它从环形结构41向内延伸至心柱部分36。于是当盖16敞开而取出光盘22时，在正常操作盒子10期间，臂构件40就受到保护而不会被冲击或被外物(例如衣服)绊住。
详细参考图5-9，装置10的光盘放置步骤包含光盘22放置到钮形分片39的初始或第一阶段，以中心孔25与钮形分片的倒角表面43接触，如图5所示。结合的第二阶段是在环状结构41内部的位置上，对光盘施加如图6中标示PUSH1的箭头所示的手指压力，如向内指的箭头所示，钮形分片39的定位器部分发生收缩并穿过中心孔25。在结合的第三阶段，随着如图7中的标示PUSH2的箭头所示进一步施加手指压力，在定位器部分38继续收缩期间，如向下指的箭头所示，光盘背面接触弓形件44并开始使它倾斜，定位器部分38的外端完全地穿过孔25。在这时刻，就到达了结合的第四阶段，其中在弓形件44继续倾斜期间，如图8中指向外的箭头所示，定位器部分38就可向外移动。在结合的第四阶段中，弓形件44的向下倾斜被与环状结构41的刚性棱面46接触的光盘22所限制，该环状结构41在弓形件44之间延伸。在结合的最终阶段，当手指压力从光盘上撤去时，如图9中向上指的箭头所示，弓形件41处于松驰状态，因此至少是光盘的中央部分抬升起来。当以定位器部分38对光盘的正面23进行定位而把光盘22锁定在支座20上面时，光盘背面24靠在或贴近弓形件44的接触部分45，光盘最好是呈现松驰状态，在此时它能在支座20上自由地转动。
详细参考图10-15，装置10的光盘取出步骤包含第一阶段，其中钮形分片39被手指压力所压下，如图10中标示PUSH3的箭头所示，光盘22的向下移动被弓形件44所阻挡。由于钮形分片39被压下，如上所述它们开始收缩，而斜面47在光盘正面23与中心孔相交处向内滑动到光盘22上，直至定位器部分的外端进入孔25。图11表示取出光盘的第二阶段，其中根据作用的如标示PUSH4的箭头所示的手指压力的增大，定位器部分38已进入并穿过中心孔25；如图12及13中所示，正进入第三阶段，其中定位器部分38的最外端从中心孔25的底面露出，根据弓形件44的退出情况，光盘被轻微地抬升。在取出光盘的第四阶段，随着作用的手指压力的减小，钮形分片朝上移动，如图14中标示UP的箭头所示，随着弹簧活页42的卸载，光盘就被定位器部分38抬升起来。在如图15所示的最终取出阶段，光盘靠在钮形分片39上、停在抬升位置上，臂构件40充分地退回到它们的松驰位置。
一般，本发明的光盘盒子10是为普通光盘而构造的，该光盘的外径为120mm，内径为15mm，而其厚度在1.2mm至1.3mm之间。在这种用途中，心柱部分36的内切直径最好略小于光盘的内径，从14.5mm至14.8mm为合适，相应地，定位器部分38的内切直径为16mm至17.4mm。在各附图所示的示范及优选实施例中，定位器部分38的工作直径约为16.4mm，斜面47被完全倒圆，其圆角半径约为0.25mm，倒角面43与光盘22的平面约成30°，其适宜范围为10°-45°。如图5所示，弓形件44凸出在环状结构41的刚性棱面46上方的距离为A，支承部分28的边缘台肩30在棱面46上方的距离为B，而定位器部分38在其松驰位置时，分布在弓形件44上方的距离为C。距离C最好稍大于光盘22的厚度，以便在光盘取出的第一阶段，上文结合图10描述过的，于弓形件44开始倾斜之前，能使钮形分片39显著地被压下。事实上，光盘取出的第二阶段(图11)最好是不需以弓形件44的显著地颂斜来达到。因此，对于普通外形光盘22的应用，距离C最好不小于1.4mm。还有，距离B最好是小于距离A，以使结合在支座20上的光盘22不会触到边缘台肩30以及没有很大的磨擦阻力就而可转动，如迹象表明此时光盘不会产生不希望有的应变。应该明白的是，距离B可能是负值，如当刚性棱面46凸出在底面板部分19上方高出边缘台肩30时的情况。
光盘盒子10的合适材料是聚丙烯塑料，在这种条件下，当环状结构41具有约32mm的外径、约30mm的内径时，弓形件44就可获得合适的结构，弓形件44被限定于那些直径之间，并且具有冕状剖面的全圆形顶部轮廓，在环状结构41的刚性部分之间具有约13mm的非支承长度。应该理解的是，上面列举的合适的变量是经仔细考虑的；例如，环状结构41的外径可为约20mm至约38mm，其内径约小2mm。同样，弓形件44的非支承长度约为12mm至20mm。在接触部分45处，弓形件剖面的深度大约等于1mm，弓形件的下边是斜的，其厚度大于环状结构41的外边，以便在承载时阻止接触部分45向外倾斜。具体地说，在如附图所示的弓形件44示范结构中，具有20°的倾斜角的下边，倾斜面的外端厚度为1.06mm，比接触部分45的上端部更接近底面板部分的厚度(这一角度的合适范围从大约3°至大约20°)。还有，弓形件44的前端虽圆周状弓形，其圆弧半径约为49.19mm，而倾斜面呈弓形，其圆角半径较小，约为34.62mm。
虽然参照某些最佳型式对本发明作了相当详尽的描述，但还可能有其它的型式。因此，所附的权利要求的精神及范围当然不应局限于本文所包括的最佳型式的描述。
权利要求
1．一种用于放置光盘的盒子，该光盘具有中心孔及正、背面表面、数据区域，该区域从光盘外圆周附近向内延伸至大约两倍于中心孔的直径部分，该盒子含有(a)具有板面部分的底面；(b)从底面起沿支座轴线向上凸起的支座，该支座包括(ⅰ)具有一组径向朝外凸的定位器构件及一组轴向延伸的心柱构件的中央钮形部分；(ⅱ)悬空于底面上支承着钮形部分的定位器构件及心柱构件的一组臂构件，该组臂构件共同地具有一种松驰位置，即结合位置，以便通过贴近中心孔的定位器构件与光盘正面表面的结合来使光盘定位，以及一种压下位置，在该处根据作用在钮形部分的压力，使臂构件的自由端从松驰位置起轴向朝下地偏斜，同时定位器构件及心柱构件产生足够的径向朝内及轴向朝下的运动，以使定位器构件和心轴构件穿过光盘的中心孔；和(ⅲ)从底面朝上凸起并具有一组圆周地延伸的用以在中心孔与数据区域之间偏斜地接触光盘的背面表面的弹簧部分的环状结构，以便当定位器构件与光盘的正面表面结合以及臂构件朝压下位置移动时，促使光盘相对于定位器部分轴向朝上地移动。由此当臂构件到达被压下的位置时，光盘就被弹簧部分轴向朝上地推动。
2．如权利要求1所述的盒子，其特征在于环状结构的每一个弹簧部分包括可偏移的弓形件，其相对的端部以底面为基准进行支承。
3．如权利要求2所述的盒子，其特征在于各弓形件是圆周地位于相邻的臂构件之间。
4．如权利要求3所述的盒子，其特征在于环状结构还包括一组裙形构件，该裙形构件从贴近各弓形件的各个件处开始向内凸，在相邻的臂构件对之间并紧挨着相邻的臂构件对。
5．如权利要求1所述的盒子，其特征在于心柱部分与定位器构件中的相应一个一体地构成钮形分片。
6．如权利要求5所述的盒子，其特征在于定位器构件的朝下结合表面具有朝外及朝上延伸的端部，以便易于与光盘脱开。
7．如权利要求5所述的盒子，其特征在于钮形表面的朝上表面从定位器构件的外端朝上及朝内向钮形分片各自的朝上端部倾斜，在臂构件的松驰位置上，该朝上端部足以确定与中心孔的倾斜接触。
8．如权利要求1所述的盒子，其特征在于臂构件由环状结构来支承，并从环状结构起向内凸伸。
9．如权利要求8所述的的盒子，进一步包括各个弹簧活页，它们把臂构件的相应根端和环状结构联接起来，臂构件主要在弹簧活页上偏移。
10．如权利要求8所述的盒子，其特征在于环状结构还包含一组裙形构件，该裙形构件在相邻的臂构件对之间延伸并紧挨着臂构件分布，以便保护臂构件。
11．如权利要求1所述的盒子，其中底面部分还包括从底板部分起朝上凸的边缘支承件，该边缘支承件具有台肩表面，用以接触光盘紧靠圆周端的背面表面，台肩表面的向上延伸的边缘支承件的部分与支座轴线同轴，以保护光盘的边缘部分，边缘支承件具有一对造在其上的指形凹陷，位于支座轴线的相对两侧，以便当光盘延伸到台肩表面附近时，能让使用者的手指夹住光盘。
12．如权利要求11的盒子，其中台肩表面被指形凹陷所隔断。
13．如权利要求11的盒子，其中当光盘放置在支座时，台肩表面与光盘有一距离，以免在光盘中产生应变。
14．一种用于放置光盘的盒子，该光盘具有中心孔及正、背面表面、数据区域，该区域从光盘外圆周附件向内延伸至大约两倍于中心孔的直径部分，该盒子包括有(a)具有平坦板面部分的底面和从板面部分向上凸的边缘支承件，该边缘支承件具有用于与光盘的圆周端部附近背面接触的台肩表面；(b)从板面部分向上沿支座轴线凸起的支座，该支座包含(ⅰ)具有一组圆周分布的钮形分片的中央钮形部分，该钮形分片一体地构成各个轴向延伸的心柱构件及相应的径向向外凸的定位器构件；(ⅱ)与底面呈悬空状态并支承着钮形部分的定位器构件及心柱构件的一组臂构件，各臂构件共同地具有一个松驰位置，即结合位置，以便通过光盘的正面表面与中心孔附件的定位器构件的结合来使光盘定位；以及一个压下位置，在该位置根据作用在钮形部分的压力，臂构件的自由端端部从松驰位置轴向向下地偏移，同时定位器构件及心柱构件产生足够的径向朝内及轴向朝下的移动，以使定位器构件及心柱构件能穿光盘的中心孔；和(ⅲ)从底面向上凸起并具有一组圆周地延伸、可偏转的弓形件的环状结构，弓形件圆周地分布于相邻的臂构件之间，弓形件的相对端以底面为基准来支承，以在中心孔与数据区域之间与光盘的背面表面倾斜接触，以便当定位器构件与光盘的正面表面结合以及臂构件朝压下位置移动时，促使光盘相对于定位部分轴向朝上移动，由此当臂构件达到压下位置时，光盘就会被弹簧部分推动轴向朝上移动；通过各自的弹簧活页，臂构件与环状结构倾斜接触，该臂构件主要在弹簧活页处产生偏转，该环状结构还含有从每个弓形件的附近向内凸出的一组裙形构件，位于相邻的臂构件对之间并紧挨着相邻的臂构件对；其中边缘支承件的台肩表面，当光盘被放置在支座上时，离开光盘一个距离，以免在光盘中产生应变。
全文摘要
一种光盘盒子含有:底面板;从底面向上凸起并具有环状结构的支座,该环状结构具有用于倾斜地接触光盘的一组圆周状弹簧弓形件;具有带着定位器及心柱元件分片的中央钮形部分;各个臂构件与环状结构呈悬空状态地支承钮形分片,定位器元件的后表面具有朝外及朝上延伸的端部,使光盘容易结合。臂构件具有弹簧活页,减小了定位器元件的轴向位移但足以穿过光盘的中心孔。台肩表面分布在环状结构的下面,以避免光盘内产生应变。
文档编号G11B33/04GK1323038SQ0012990
公开日2001年11月21日 申请日期2000年10月13日 优先权日2000年5月11日
发明者留国典 申请人:精密实业有限公司