专利名称：光盘夹紧装置及采用该光盘夹紧装置的光盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光盘驱动器，更特别地，涉及一种将光盘夹紧到转台上的光盘夹紧装置，该转台由主轴电动机旋转，以及一种采用光盘夹紧装置的光盘驱动器，以使将光盘夹紧到由主轴电动机旋转的转台上。
本申请要求2004年3月30日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请No.10-2004-0021571的优先权，在此将该专利申请的公开内容整体结合作为参考。
背景技术：
通常，光盘驱动器将光束照射到记录媒体如光盘(CD)和数字多用途光盘(DVD)上，从而将信息写入记录媒体，或从该记录媒体中读出信息。该光盘驱动器包括光盘夹紧装置，该光盘夹紧装置将光盘夹紧到转台上。
图1是具有通常的光盘夹紧装置的光盘驱动器的透视图。图2是图1的光盘驱动器的截面图，其中，通过通常的光盘夹紧装置将光盘D夹紧到转台40上。
参照图1和2，该光盘驱动器包括主框架10，与该主框架10的上部连接的上盖70，以及托盘60，该托盘将光盘D移动到光盘驱动器的内部。将由托盘60移动的光盘D设置在主轴电动机30上的转台40上。该转台40与主轴电动机30的旋转轴31连接，并且与该旋转轴31一起旋转，从而旋转光盘D。主轴电动机30安装在拾取板(pickup deck)20上，该拾取板与主框架10接合。拾取板20包括光学拾取器50，该拾取器将信息写入光盘D，以及从该光盘D中读出信息。
该光盘驱动器进一步包括夹紧装置，该夹紧装置将光盘D夹紧到转台40上，以使当转台40旋转时，阻止光盘D从转台40滑落。该夹紧装置包括在上盖70上的夹持器80，夹持器80允许光盘D固定地接触转台40的上表面。形成空心部分71，以使穿过上盖70的中心部分，并且沿该空心部分71的边缘，安装从上盖70向下突出的支承件72。将支持器80插入空心部分71而由支承件72支撑。空心部分71的上部由盖板73覆盖。摩擦垫41附着于转台40的外表面，该摩擦垫将摩擦力施加于光盘D。将磁体42安装在转台40中，并且，将金属板82安装在夹持器81中，以使对应磁体42。
当光盘D设置在托盘60上，该光盘D插入光盘驱动器，并且设置在转台40上。当转台40上升，由于在转台40中的磁体42和夹持器80中的金属板81之间形成磁力，因而夹持器80在垂直方向上对光盘D施压力，从而将光盘D夹紧到转台40上。
然而，如图1和2的通常的光盘夹紧装置需要一些构成元件，如磁体42，金属板82，夹持器80，以及盖板73。因此，增加了制造和管理通常光盘夹紧装置的费用。并且，制造上盖70中的空心部分71和支承件72相对困难，而使上盖70的强度易于削弱。
发明内容
本发明提供一种具有简单结构的光盘夹紧装置，其中，使用转台旋转引起的离心力将光盘夹紧到转台上，以及一种采用该具有简单结构的光盘夹紧装置的光盘驱动器，其中，使用转台旋转引起的离心力将光盘夹紧到转台上。
根据本发明的一个方面，一种将一光盘夹紧到由光盘驱动器内的主轴电动机旋转的转台上的光盘夹紧装置，包括沿毂(hub)的外圆周形成的多个凹槽，所述毂设置在所述转台的中心部分；插入所述多个凹槽的多个球，所述多个球由于转台的旋转而引起的离心力向所述凹槽的外侧移动，以使对所述光盘加压；以及，与所述毂的上部结合的覆盖元件，以使阻止所述球从所述凹槽分离。
此外，该光盘夹紧装置可以进一步包括附着于所述转台的外部上表面的摩擦垫，以使对光盘提供摩擦力。以相等的间隔沿所述毂的外圆周形成至少三个凹槽。可以设置所述覆盖元件覆盖所述凹槽的上部，以使使所述凹槽的开口小于所述球的直径。所述凹槽的底面可以是朝着所述毂的中心部分向下倾斜的，或者具有平面。当所述底面具有平面时，所述覆盖元件的外圆周可以是向下倾斜的。所述覆盖元件可以通过粘合剂粘着于所述毂的上部，或者通过螺钉与所述毂的上部结合。
根据本发明的另一个方面，一种光盘驱动器，包括旋转光盘的主轴电动机，与所述主轴电动机的旋转轴结合的转台，光学拾取器，所述光学拾取器将光束照射到所述光盘的记录表面上，以使将信息记录到所述光盘，或从所述光盘重现信息，以及将所述光盘夹紧到所述转台上的光盘夹紧装置。根据本发明的这个方面，所述光盘夹紧装置包括在毂的外圆周形成的多个凹槽，所述毂设置在所述转台的中心部分；插入所述多个凹槽的多个球，所述多个球由于所述转台旋转而引起的离心力向所述凹槽的外侧移动，以使对所述光盘加压；以及，与所述毂的上部结合的覆盖元件，以使阻止所述球从所述凹槽分离。
本发明附加和/或其它方面以及优点将部分地在下面的说明书中阐述，而部分地是从说明书中显而易见的，或者是可以通过本发明的实践而认知的。
从下面结合图对实施方式的描述中，本发明的这些和/或其它方面以及优点将变得显而易见，并且更容易理解，其中图1是具有通常的光盘夹紧装置的光盘驱动器的透视图；图2是图1的光盘驱动器的截面图，其中，使用通常的光盘夹紧装置将光盘夹紧到转台上；图3是具有根据本发明实施方式的光盘夹紧装置的光盘驱动器的透视图；图4是图3的光盘夹紧装置的分解透视图；图5A和5B是表示使用图3的光盘夹紧装置将光盘夹紧到转台上的过程的截面图；图6是根据本发明另一个实施方式的光盘夹紧装置的截面图；以及图7是根据本发明又一个实施方式的光盘夹紧装置的截面图。
具体实施例方式
现在将对本发明的实施方式进行详细地介绍，所述实施方式的实施例在附图中举例说明，其中，相似的附图标记全文指代相似的元件。下面通过参照附图描述实施方式，从而解释本发明。
参照图3至5B，光盘驱动器包括主框架110，以及与主框架110的上部连接的上盖170。托盘10可滑动地安装在主框架110上，以使将光盘D移动到光盘驱动器内。转台(tunable)140设置在主框架110上，光盘D通过托盘160移动到该转台上。主轴电动机130旋转转台140，并且拾取板(pickupdeck)120支撑着光学拾取器150。光学拾取器150将信息写入光盘D，以及从该光盘D读取信息。将转台140，主轴电动机130和拾取板120安装在主框架110内。拾取板120的末端铰链到主框架110，这样，主轴电动机130和转台140可以上升和下降。转台140连接到主轴电动机130的旋转轴131。如图5A和5B所示，当转台140与旋转轴131旋转时，该转台旋转光盘D。这样，如图5A和5B所示，旋转轴插入孔143在垂直方向上穿过转台140的中心部分。
如图4，5A和5B所示，转台140包括光盘夹紧装置180，该夹紧装置牢固地将光盘D固定到转台140上，以使当转台140旋转时，阻止光盘D从该转台140滑落。在本实施方式中，光盘夹紧装置180包括多个凹槽181，所述凹槽沿转台140的毂142的外圆周形成，多个插入相应凹槽181的球182，以及与毂142的上部连接的覆盖元件183。
毂142从转台140的中心部分突出预定高度。沿毂142的外圆周在该毂142中形成凹槽181。以大致相等的间隔地形成至少三个凹槽181。该凹槽181是向着毂142的上表面和外圆周表面开口的。如图4所示，可以沿毂142的外圆周以大致相等的间隔地形成八个凹槽181。
当转台140旋转时，由于转台140旋转引起的离心力，迫使插入相应凹槽181的球182向该凹槽181的外侧移动。球182的移动对设置在转台140上的光盘D在向下的方向上施压，以使将光盘D夹紧到转台140上。由球182的移动引起的影响将在后面详细地描述。
可以将作用于球182的离心力用公式mrcω2表示。在该公式中，m表示单个球182的质量，r表示回转的半径，即，回转中心和球182的质量中心之间的距离，ω表示球182旋转的角速度，该球与转台140和毂142一起旋转。因此，作用于球182的离心力与质量m，回转的半径r，以及旋转角速度ω的平方成比例。在本实施方式中，由于已经确定了毂142的外径，因而也限制了回转的半径r。同样，旋转角速度ω由光盘驱动器的速度因素所确定。
因此，在没有加速转台的旋转的情况下，不可能任意地增加作用于球182的离心力。因此，为了增加作用于球182的离心力，球182的质量是相对最简单的因素。
在本发明的实施方式中，一种增加球182的质量的方法是使用高密度的金属材料如钢，或者更优选地不锈钢，来形成球182。因为不锈钢具有相对优秀的防腐属性，因而不锈钢是有利的。
将覆盖元件183连接到毂142的上部。特别地，该覆盖元件183可以通过预定的粘合剂，例如双面带184，粘着于毂142的上部。该覆盖元件183允许球182与凹槽181分离。详细地，设置覆盖元件183覆盖凹槽181的顶部，以使凹槽181的开口小于球182的直径。
进一步，该凹槽181可以是倾斜的，这样，它们的底面181a向着毂142的中心部分变低。凹槽181的底面181a的形状提供球182在不接触覆盖元件183的情况下就可以移动的空间。因此，当转台140的旋转引起离心力时，球182可以在不受干扰的情况下向着凹槽181的外侧移动。
在本实施方式中，该光盘夹紧装置进一步包括摩擦垫141，该摩擦垫附着于转台140的外侧上部，从而提供对光盘D的摩擦力。当转台140以低速旋转时，摩擦垫141的安装阻止了光盘D从该转台140滑落。
现在描述图5A和5B的光盘夹紧装置180的操作。参照图5A，当转台140不旋转时，插入到凹槽181中的球182没有受到离心力。因此，球182由于重力位于凹槽181内侧的最低部。
其次，如图5B所示，当主轴电动机130开始旋转转台140时，离心力作用于球182，从而使它们向着凹槽181的外侧移动，所述离心力与旋转角速度的平方成比例。因此，球182接触光盘D内圆周的上部边缘。
当球182接触光盘D时，并且当转台以低速旋转时，作用于球182的离心力微弱，由球182施加于光盘D的压力同样微弱。在这种情况下，将由摩擦垫141对光盘D施加摩擦力。然而，由于光盘D是以低速旋转的，因而该摩擦力可以阻止光盘D从转台140滑落。
如果转台140的旋转速度达到设计的旋转速度，则增加作用于球182的离心力，以使增加球182施加于光盘D的压力。因此，光盘D牢固地固定在转台140上。通常，当光盘D以1X速度旋转时，已知需要大约100gw的力将光盘D与转台140坚固地夹紧。实验显示，将根据本发明的光盘夹紧装置安装到光盘驱动器中向光盘D施加了大约200gw的力。如果光盘D以高速，例如50X速度旋转，则作用于球182的离心力进一步增加，结果，因此而加强了将光盘D夹紧到转台140上的力。自然地，由于本发明，甚至当光盘D以高度旋转时，也可以稳定地将光盘D夹紧到转台140上。
如上所述，根据本实施方式的光盘夹紧装置允许使用由转台140的旋转引起的离心力将光盘D夹紧到该转台140上。因此，根据本实施方式的光盘夹紧装置包括比通常的光盘夹紧装置更简单的结构。特别地，如图3所示，将根据本实施方式的光盘夹紧装置安装到光盘驱动器上不需要在上盖170中形成空心部分和支承件。
图6是根据本发明另一个实施方式的光盘夹紧装置280的截面图。在本实施方式中，光盘夹紧装置280具有与根据在前的实施方式的光盘夹紧装置180相同的结构，除了本实施方式另外包括将覆盖元件183与毂142结合的结合部之外。因此，将就该结合部来描述该光盘夹紧装置280。
参照图6，覆盖元件183通过螺丝钉284与毂142的上部结合。为了该结合，将螺纹部分244形成在旋转轴插入孔143的内侧，所述旋转轴插入孔形成在毂142的中心部分。这样，在没有粘合剂的情况下，该覆盖元件183可以通过螺钉284和螺纹部分244容易地与毂142结合。同样，该螺钉284和螺纹部分244允许覆盖元件183容易地与毂142分离，或与该毂重新结合。
可选择地，除了螺钉284或粘合剂之外，该覆盖元件183也可以通过其它装置，例如钩，与毂142结合。
图7是根据本发明又一实施方式的光盘夹紧装置380的截面图。在本实施方式中，光盘夹紧装置380具有与根据在前的实施方式的光盘夹紧装置180相同的结构，除了覆盖元件383的形状和插入球182的凹槽381的底面381a的形状不同之外。
参照图7，凹槽381相应的底面381a包括平面。具有平底面381a的凹槽与根据在前的实施方式的具有倾斜底面181a的凹槽181相比，可以相对容易地制造。此外，根据本发明的该实施方式，覆盖元件383的外圆周表面向下倾斜，所述覆盖元件与毂142的上部结合以覆盖该凹槽381的上部。将覆盖元件383的底部与底面381a之间的距离确定为大于插入凹槽381的球182的直径，所述覆盖元件的底部不包括倾斜的圆周。
覆盖元件383的结构提供了在不接触覆盖元件383的情况下，球182可以在凹槽381内移动的空间。同样，由于凹槽381的开口小于球182的直径，因而可以阻止球182与凹槽381分离。
如上所述，根据本发明的光盘夹紧装置的优点在于，该光盘夹紧装置使用由转台的旋转引起的离心力使光盘夹紧到该转台上。这样，该光盘夹紧装置具有比通常的光盘夹紧装置更简单的结构。进一步，也可以减少该光盘夹紧装置的制造和管理的费用。
同样，采用根据本发明的光盘夹紧装置的光盘驱动器不需要在上盖中形成空心部分和支承件。这样，简化了制造该上盖以及保持该上盖的强度的过程。
虽然已经展示和描述了本发明的几个实施方式，但是，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的原理和精神，以及权利要求及其等价物限定的范围内，可以对这些实施方式进行变化。
权利要求
1.一种将光盘夹紧到一转台上的光盘夹紧装置，所述转台由光盘驱动器内的主轴电动机旋转，所述光盘夹紧装置包括沿一毂的外圆周形成的多个凹槽，所述毂设置在所述转台的中心部分；插入所述多个凹槽中的多个球，所述多个球由于所述转台的旋转引起的离心力向所述凹槽的外侧移动，以对光盘加压；以及与所述毂的上部结合的一覆盖元件，以使阻止所述球从所述凹槽分离。
2.如权利要求1所述的光盘夹紧装置，其中，进一步包括附着于所述转台的外部上表面的摩擦垫，以对光盘提供摩擦力。
3.如权利要求1所述的光盘夹紧装置，其中，以大致相等的间隔沿所述毂的外圆周形成至少三个凹槽。
4.如权利要求1所述的光盘夹紧装置，其中，设置所述覆盖元件覆盖所述凹槽的上部，以使所述凹槽的开口小于所述球的直径。
5.如权利要求1所述的光盘夹紧装置，其中，所述凹槽的底面向下且向着所述毂的中心部分倾斜。
6.如权利要求1所述的光盘夹紧装置，其中，所述凹槽底面具有平面。
7.如权利要求6所述的光盘夹紧装置，其中，所述覆盖元件的外圆周是向下倾斜的。
8.如权利要求1所述的光盘夹紧装置，其中，所述覆盖元件通过粘合剂粘着于所述毂的上部。
9.如权利要求1所述的光盘夹紧装置，其中，所述覆盖元件通过螺钉与所述毂的上部结合。
10.一种光盘驱动器，所述光盘驱动器包括旋转光盘的一主轴电动机，与所述主轴电动机的旋转轴相结合的一转台，一光学拾取器，所述光学拾取器将光束照射到光盘的记录表面上，以使将信息记录到光盘，或从光盘重现信息，以及将所述光盘夹紧到所述转台上的一光盘夹紧装置，其中，所述光盘夹紧装置包括在毂的外圆周形成的多个凹槽，所述毂设置在所述转台的中心部分；插入所述多个凹槽的多个球，所述多个球由于所述转台旋转而引起的离心力向所述凹槽的外侧移动，以使对所述光盘加压；以及与所述毂的上部结合的覆盖元件，以阻止所述球从所述凹槽分离。
11.如权利要求10所述的光盘驱动器，其中，所述光盘夹紧装置进一步包括附着于所述转台的外部上表面的摩擦垫，以使对光盘提供摩擦力。
12.如权利要求10所述的光盘驱动器，其中，以大致相等的间隔沿所述毂的外圆周形成至少三个凹槽。
13.如权利要求10所述的光盘驱动器，其中，设置所述覆盖元件覆盖所述凹槽的上部，以使所述凹槽的开口小于所述球的直径。
14.如权利要求10所述的光盘驱动器，其中，所述凹槽向下且向着所述毂的中心部分倾斜。
15.如权利要求10所述的光盘驱动器，其中，所述凹槽的底面具有平面。
16.如权利要求15所述的光盘驱动器，其中，所述覆盖元件的外圆周是向下倾斜的。
17.如权利要求10所述的光盘驱动器，其中，所述覆盖元件通过粘合剂粘着于所述毂的上部。
18.如权利要求10所述的光盘驱动器，其中，所述覆盖元件通过螺钉与所述毂的上部相结合。
19.一种将光盘夹紧到可旋转的转台上的光盘夹紧装置，所述可旋转的转台具有设置在其中心部分的毂，所述光盘夹紧装置包括位于所述毂的外圆周的多个大致径向的凹槽，这样，每个所述凹槽的下部边缘与所述光盘的上表面大致共面；多个球，将所述多个球之一插入所述多个凹槽中的每一个，每一个所述球的直径小于相应的凹槽的直径并且大于相应的凹槽的开口，使得当所述转台旋转时，每一个球移动到每个球接触光盘的位置。
20.如权利要求19所述的光盘夹紧装置，其中，所述凹槽以大致相等的间隔隔开。
21.如权利要求19所述的光盘夹紧装置，其中，所述凹槽是向着所述毂的上表面以及外圆周开口的。
22.如权利要求19所述的光盘夹紧装置，其中，进一步包括覆盖每个所述凹槽的开口的覆盖元件，这样，在每个所述凹槽中的每个所述球具有大于所述凹槽的开口的直径。
23.如权利要求22所述的光盘夹紧装置，其中，所述覆盖元件通过双面带粘着于所述毂。
24.如权利要求19所述的光盘夹紧装置，其中，当所述转台旋转时，每个所述球由所述转台的旋转引起的离心力而动作，并且当所述球接触所述光盘时，所述球将所述离心力转变为在光盘上向下的力。
25.如权利要求19所述的光盘夹紧装置，其中，所述凹槽是向着所述毂的中心倾斜的，以使当所述转台未旋转时，所述球向着所述毂的中心移动。
26.如权利要求22所述的光盘夹紧装置，其中，所述凹槽的底面与光盘的上表面共面。
27.如权利要求26所述的光盘夹紧装置，其中，所述覆盖元件是向着所述凹槽的开口向下倾斜的。
28.如权利要求19所述的光盘夹紧装置，其中，以大致相等的间隔沿所述毂的外圆周形成至少三个凹槽。
29.如权利要求22所述的光盘夹紧装置，其中，所述覆盖元件与所述毂整体地结合。
全文摘要
本发明公开一种将光盘夹紧到转台上的光盘夹紧装置，该转台由主轴电动机旋转，以及一种采用该光盘夹紧装置的光盘驱动器。该光盘夹紧装置包括将光盘夹紧到转台上的光盘夹紧装置，该转台由光盘驱动器内的主轴电动机旋转，该光盘夹紧装置包括沿毂的外圆周形成的多个凹槽，该毂设置在该转台的中心部分；插入该多个凹槽的多个球，该多个球由于转台旋转引起的离心力而向该凹槽的外侧移动，以使对该光盘加压。可以与该毂的上部结合的覆盖元件，以阻止该球从该凹槽分离。
文档编号G11B17/028GK1677532SQ20051000935
公开日2005年10月5日 申请日期2005年2月17日 优先权日2004年3月30日
发明者郑永善, 赵珌济, 李珪炯, 金忠雄, 李星勋, 许荣佑 申请人:三星电子株式会社