专利名称：自动平衡装置、转动装置和盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种保持转动平衡的自动平衡装置、装备有这种自动平衡装置的转动装置以及装备有这种自动平衡装置的盘驱动器。
背景技术：
近年来，公知的是在用于记录和复制数据的例如光盘驱动器或磁盘驱动器的盘驱动器内，盘在转台上转动过程中，盘的转动变得不平衡，使得记录和复制的稳定性下降。
在专利文件1(日本专利出版号2824250(段落 ，图1和6))中，披露一种改善盘转动平衡的技术，其中自动平衡装置结合到盘驱动器内。该盘驱动器具有转动盘的马达。马达通过辅助底盘支承，并且辅助底盘通过弹性构件支承在主底盘上。自动平衡装置包括用于夹紧盘的夹紧件，并且夹紧件具有环形中空部分，例如多个钢球或液体的平衡件可运动地容纳其中。在此构造中，在盘转动过程中，钢球或液体在偏离盘转动中心方向的大致相反方向上运动，由此改善转动平衡。
在专利文件2(日本专利申请特开平号HEI4-312244(段落 ，图1))，披露另一种改善盘转动平衡的技术，其中具有可以容纳磁性流体的空间或腔室的盘形构件设置成和马达轴一起转动。盘形构件具有突起部分，并且环形磁体设置在凸起部分的周边侧表面上。在此构造中，当转动轴的转动速度低时，磁性流体吸引到环形磁体上，以便防止盘失去转动平衡。
发明内容
但是，通常，在盘转动期间振动幅度很小，并且难以通过平衡件获得很大的力来保持盘的转动平衡。因此，盘的平衡状态难以通过小幅度振动来确保。例如，虽然质量为m(＝1g)的水以偏心e(＝0.1mm)以及转动半径r(＝15mm)转动，改善转动平衡能力的大约值C(＝me)是0.1(g.mm)。对于该值来说，难以改善例如具有12cm直径的DVD(数字通用盘)的转动平衡。
另外，如果钢球或液体通过离心力在与偏离盘转动中心方向相反的方向上运动，会出现钢球或液体沿着环形中空部分的外周边流动的问题，使得钢球或液体的偏移消失，并且难以改善盘转动平衡。在专利文件2披露的领域中，当盘驱动器位于垂直状态时，即例如盘的记录表面垂直于地面定位，在盘形构件的底部聚积的磁性流体难以朝着环形磁体返回。这造成盘驱动器定位在某一方位时难以确保盘的转动平衡的问题。
考虑到所述的问题进行了本发明，并且本发明旨在提供一种能够改善转动平衡而不考虑方位的自动平衡装置，装备有这种自动平衡装置的转动装置和装备有这种自动平衡装置的盘驱动器。
按照本发明优选实施例的自动平衡装置包括由流体制成的平衡件、构造成通过平衡件内产生的表面张力保持平衡件的保持构件以及可转动地设置并且其中容纳平衡件和保持构件的容纳构件，使得通过保持构件保持在容纳构件内周侧上的平衡件能够通过转动产生的离心力朝着容纳构件的外周侧运动。
按照本发明的优选实施例，自动平衡装置包括保持构件，由此通过使用表面张力平衡件可保持在保持构件的内周侧上，而不考虑自动平衡装置的方位。由此，自动平衡装置可开始转动，其中平衡件通过保持构件保持，而不考虑自动平衡装置的方位，由此可以稳定的方式改善转动平衡。
按照本发明的优选实施例，自动平衡装置还包括设置在容纳构件的外周侧上并可操作以便在容纳构件转动时限制平衡件周向运动的限制构件。按照本发明的优选实施例，平衡件保持在保持构件的内周侧上，而不考虑自动平衡装置的方位，并且当自动平衡装置开始转动时，防止限制构件妨碍平衡件运动，由此自动平衡装置可稳定转动。另外，当自动平衡装置转动时，平衡件沿着容纳构件的内表面流动可以通过限制构件来限制。由此，例如即使盘转动期间振动幅度非常小，也可以按照本发明的优选实施例，通过由限制构件局部聚积的平衡件来确保盘转动的平衡状态。另外，可以通过有效使用少量平衡件来显著改善自动平衡装置的转动平衡。
按照本发明的另一优选实施例，保持构件具有设置成在转动的轴向上以预定间隔叠置的多个板。按照此构造，在平衡件内由相邻板形成的间隙内可以有效地产生表面张力，以便保持平衡件。另外，保持平衡件的保持构件的能力可以进一步通过增加板的数量或减小板之间的间隙来改善。每个间隙最好不大于几百μm。
按照本发明的另一优选实施例，保持构件形成流动路径，该路径形成为从外周侧朝着内周侧变得更窄，并且通过其中循环平衡件。按照此构造，保持构件通过表面张力吸引平衡件的力可以从保持构件的外周侧朝着内周侧变大，由此保持构件可更加可靠地保持平衡件。术语“变得更窄”或“窄”指的是“步进地或连续地变窄。流动路径连续变窄的情况是例如用于流动路径的壁形成锥形的情况。
按照本发明的另一优选实施例，流动路径形成为在容纳构件转动的转动轴线的方向上具有宽度，该宽度形成为从外周侧朝着内周侧变窄。按照此构造，保持构件通过表面张力吸引平衡件的力从保持构件的外周侧朝着内周侧变大，由此保持构件可更加可靠地保持平衡件。
按照本发明的另一优选实施例，流动路径形成为在容纳构件转动的转动轴线的方向上具有宽度，该宽度形成为从外周侧朝着内周侧变窄。按照此构造，保持构件通过表面张力吸引平衡件的力从保持构件的外周侧朝着内周侧变大，由此保持构件可更加可靠地保持平衡件。
按照本发明的另一优选实施例，自动平衡装置还包括设置在容纳构件的内周侧上的永磁体，并且平衡件磁化。按照此构造，平衡件不仅通过平衡件的表面张力而且通过磁力保持在保持构件上。因此，保持构件保持平衡件的能力可以改善以便可以更加稳定的方式改善转动平衡。
按照本发明的另一优选实施例，保持构件在一个表面上具有多个突出部。按照此构造，保持构件的表面区域尽可能制成很大，以便增加通过表面张力吸引平衡件的力，由此保持构件可更加可靠地保持平衡件。如果例如冲击或类似作用施加在自动平衡装置上，平衡件朝着内周侧运动，使得如果例如在平衡件聚积在外周侧时盘开始转动，自动平衡装置不能在转动的开始期间稳定转动平衡。但是按照本发明的优选实施例，由于多个突出部设置在保持构件上，当冲击施加在自动平衡装置时，可以尽可能防止平衡件轻易流向保持构件的外周侧，由此自动平衡装置可避免所述问题。
按照本发明的另一优选实施例，突出部形成为在表面区域上从保持构件的外周侧朝着内周侧逐渐变大。按照此构造，突出部之间的表面区域的差别可用来从保持构件的外周侧朝着内周侧增加保持构件通过表面张力吸引平衡件的力，由此保持构件可更加可靠地保持平衡件。术语“逐渐”指的是“连续”、“步进”或“连续”和“步进”相结合。在下面描述中，术语“逐渐”的含义类似地进行考虑。
按照本发明的另一优选实施例，保持构件具有第一表面、具有从第一表面伸出的多个第一突出部的第一板、与第一表面相对的第二表面以及具有设置成从第二表面朝着第一表面伸出并设置成在第二突出部的伸出方向上与第一突出部重叠的多个第二突出部的第二板。按照此构造，第一突出部和第二突出部设置成每个第一突出部与各自一个第二突出部重叠。由此，平衡件的表面张力增加，并且例如当冲击或加速施加在自动平衡装置上时，突出部可更加可靠地防止平衡朝着保持构件的外周侧轻易流动。
按照本发明的另一优选实施例，容纳构件具有设置在容纳构件内侧上并大致垂直于转动轴线方向的表面、设置在该内侧的外周侧上并大致平行于转动轴线方向的横向表面以及弯曲表面，该弯曲表面设置成从该表面延伸到弯曲表面。弯曲表面的存在不容易使得平衡件保持在该表面和横向表面之间，由此当保持构件的转动速度降低时平衡件可返回到保持构件。术语“表面”指的是保持构件内侧的顶部表面或底部表面。术语“弯曲表面”指的是专门形成以便不容易使得平衡件保持在该表面和横向表面之间的弯曲表面。如果容纳构件的内直径例如在大约2-5cm级别时，弯曲表面最好不小于0.5mm并不大于2mm。
按照本发明的另一优选实施例，保持构件具有设置在保持构件内侧并大致垂直于转动轴线方向的顶部表面、设置在内侧并与顶部表面相对的底部表面和设置在外周侧上并设置成从顶部表面朝着底部表面延伸的弯曲表面。按照此构造，不容易使得平衡件保持在外周侧上，使得当保持构件的转动速度降低时平衡件可快速返回到保持构件上。
按照本发明的另一优选实施例，限制构件具有大致平行于保持构件的转动轴线方向的限制表面，并且保持构件具有设置在外周侧上上的横向表面和设置成从限制表面朝着横向表面延伸的弯曲表面。此弯曲表面的存在不容易使得平衡件保持在限制构件的限制表面和保持构件的横向表面之间。因此，当保持构件的转动速度降低时平衡件可快速返回到保持构件上。
按照本发明的另一优选实施例，保持构件具有设置在保持构件内侧并大致垂直于转动轴线方向的表面、设置在内侧的外周侧上并大致平行于转动轴线方向的横向表面以及设置成从该表面延伸到横向表面使得容纳构件的内部容积从内周侧朝着外周侧逐渐减小的倾斜表面。此倾斜表面的存在不容易使得平衡件保持在该表面和横向表面之间。另外，在该表面位于保持构件的底部的情况下，即例如在保持构件的转动轴线方向大致垂直于地面(此后称为“水平方位”)定位的情况下使用自动平衡装置时，当容纳构件的转动速度降低时，由于其本身重量，平衡件通过倾斜表面快速返回到保持构件。
按照本发明的另一优选实施例，保持构件具有形成为从外周侧延伸到内周侧的多个凹槽。由此，平衡件可容易返回到内周侧。
按照本发明的另一优选实施例，至少一个凹槽设置成从外周侧朝着内周侧逐渐变薄。由此，可以使得作用在平衡件上的表面张力从外周侧朝着内周侧逐渐变大。
按照本发明的另一优选实施例，至少一个凹槽在不同于保持构件的转动半径方向的方向上延伸。当例如容纳构件的转动速度降低时，平衡件试图通过转动方向上的惯性来运动，并且在此变型中，由于至少一个凹槽在尽可能靠近转动方向的方向上延伸，平衡件可以可靠地返回到保持构件上。
按照本发明的另一优选实施例，凹槽相对于保持构件设置在外周侧上。由此，聚积在外周侧上的平衡件容易返回到保持构件上。
按照本发明的另一优选实施例，保持构件和限制构件相互邻靠。即使例如在保持构件的转动轴线方向大致平行于地面(此后称为“垂直方位”)定位的情况下使用自动平衡装置，当容纳构件的转动速度降低时，平衡件可以可靠地返回到保持构件上。术语“邻靠”指的是例如在保持构件和限制构件在保持构件的转动半径方向上相互重叠的情况下邻靠的状态。
按照本发明优选实施例的转动装置包括由流体制成的平衡件、构造成通过平衡件内产生的表面张力保持平衡件的保持构件、其中容纳平衡件和保持构件的容纳构件以及能够和保持构件一起整体转动容纳构件的驱动部分，使得通过保持构件保持在容纳构件内周侧上的平衡件能够通过转动产生的离心力朝着容纳构件的外周侧运动。
按照本发明的优选实施例，自动平衡装置可通过使用表面张力将平衡件保持在保持构件的内周侧上，而不考虑转动装置的方位。由此，自动平衡装置可开始转动，其中平衡件通过保持构件保持，而不考虑自动平衡装置的方位，由此，可以稳定的方式改善转动平衡。
一种按照本发明的优选实施例的盘驱动器包括构造成转动驱动可以记录数据的盘的驱动部分和自动平衡装置，自动平衡装置具有由流体制成的平衡件、构造成通过平衡件内产生的表面张力保持平衡件的保持构件、设置成通过驱动部分转动并且其中容纳平衡件和保持构件的容纳构件，使得通过保持构件保持在容纳构件内周侧上的平衡件能够通过转动产生的离心力朝着容纳构件的外周侧运动。
在本发明中，术语“盘”可包括例如CD(质密盘)、DVD(数字通用盘)以及蓝光(商标)盘的光盘、例如MO(磁光盘)和MD(小型盘，商标)的磁光盘以及例如硬盘的磁盘。术语“盘驱动器”指的是可至少在盘进行数据记录以及在对盘上记录的数据进行复制的装置。
按照本发明另一优选实施例的自动平衡装置包括由磁性流体制成的平衡件、保持平衡件的磁体、可转动地设置并且其中容纳平衡件的磁体的容纳构件，使得通过磁体保持在容纳构件内周侧上的平衡件能够通过转动产生的离心力朝着容纳构件的外周侧运动，以及设置在容纳构件的外周侧上并可操作以便在容纳构件转动时限制平衡件周向运动的限制构件。
按照本发明的优选实施例，平衡件通过平衡件的磁性保持在保持构件的内周侧上，而不考虑自动平衡装置的方位，由此盘可以转动，其中平衡件通过保持构件保持，而不考虑自动平衡装置的方位。另外，设置限制构件，由此即使例如盘的振动幅度很小，在本发明中可以通过限制构件局部聚积的平衡件来确保盘转动的平衡状态。
如上所述，按照本发明的优选实施例，自动平衡装置可开始转动，其中平衡件通过平衡件的磁性保持在保持构件的内周侧上，而不考虑自动平衡装置的方位，由此可以改善转动平衡。
结合附图，从以下本发明当前优选的示例性实施例的说明中将明白本发明的所述和其他目的、特征和优点，附图中图1是表示按照本发明第一优选实施例的自动平衡装置的水平截面图(沿着图2的线B-B截取的自动平衡装置的截面图)；图2是图1所示的自动平衡装置的垂直截面图(沿着图1线A-A截取)；图3是按照本发明第一优选实施例的盘转动装置的垂直截面图；图4是表示按照本发明第二优选实施例的自动平衡装置的水平截面图(沿着图5的线E-E截取的自动平衡装置的截面图)；图5是图4所示的自动平衡装置的垂直截面图(沿着图4线C-C截取)；图6是表示按照本发明第三优选实施例的自动平衡装置的水平截面图(沿着图7的线J-J截取的自动平衡装置的截面图)；图7是图6所示的自动平衡装置的垂直截面图(沿着图6线F-F截取)；图8是沿着图6的线H-H截取的图6所示自动平衡装置的截面图；图9是表示按照本发明第四优选实施例的自动平衡装置的水平截面图(沿着图10的线L-L截取的自动平衡装置的截面图)；图10是图9所示的自动平衡装置的垂直截面图(沿着图9线K-K截取)；图11是按照本发明第五实施例的自动平衡装置的垂直截面图；图12是按照本发明第六实施例的自动平衡装置的保持构件的板的放大截面图；图13是按照本发明第七实施例的自动平衡装置的保持构件的板的放大截面图；图14是按照本发明第八实施例的自动平衡装置的保持构件的板的放大截面图；图15是表示图4和5所示的自动平衡装置的变型的截面图；
图16是表示图4和5所示的自动平衡装置的变型的截面图；图17是表示按照本发明第九优选实施例的自动平衡装置的截面图；图18是表示图17所示的自动平衡装置的变型的截面图；图19是表示按照表面的第十优选实施例的自动平衡装置的截面图；图20是表示图19所示自动平衡装置的变型的截面图；图21是图19和20所示自动平衡装置的变型的截面图；图22是表示按照本发明第十一优选实施例的自动平衡装置的截面图；图23是沿着图22的线M-M截取的截面图；图24是表示图22所示自动平衡装置的变型的截面图；图25是表示图22所示的自动平衡装置的变型的截面图；以及图26是表示图22所示的自动平衡装置的变型的截面图。
具体实施例方式
下面参考附图描述本发明的优选实施例。
图1和2分别表示按照本发明第一优选实施例的自动平衡装置的水平和垂直截面图。图3是表示按照本发明第一优选实施例的盘转动装置的垂直截面图。
如图1和2所示，按照本发明第一实施例的自动平衡装置10包括流体平衡件11、通过表面张力保持平衡件11的保持构件17以及其中容纳平衡件11和保持构件17的容纳构件13。
容纳构件13具有带有中空部分的盘形形状，并且平衡件11和保持构件17容纳在此中空部分内。平衡件11例如使用水或油。图3所示的马达61的转动轴16穿过其中设置在容纳构件13上的通孔13a设置在容纳构件13的中心。容纳构件13的构成材料例如使用金属或合成树脂。
保持构件17具有多个板17a，板设置成在与保持构件17的转动轴线方向上以预定间隔h叠置。间隔h最好设置成不大于例如几百μm，由此使得平衡件11内出现的表面张力始终较大。每个板17a具有大致相同尺寸的盘形形状。用作平衡件11的流动路径的间隙G形成在每个板17a之间，并且当马达61例如在静止状态时，平衡件11保持在间隙G内。保持构件17可通过用树脂材料整体模制而成，或者也可以通过将构成突起部分的柱形构件插入各自具有通孔的多个盘形构件中来形成。间隙M形成在保持构件17的外周表面和容纳构件13的外侧壁的内周表面N之间。保持构件17的构成材料例如是金属或合成树脂。
盘转动装置60具有马达61，并且转台65设置在马达6的转动轴16的顶端部分上。马达61具有设置有其中例如流动驱动电流的线圈61d的定子61b、通过轴承61a可转动支承的转子61c以及转动轴16。自动平衡装置10设置在转动轴16上。自动平衡装置10构造成与转动轴16一起整体转动。马达61通过辅助底盘63支承，并且辅助底盘63通过弹性部分62支承在主底盘64上，弹性部分各自包括例如橡胶的聚合材料、金属制成的构件和类似物，由此构成振动系统。例如，取决于弹性部分62的变形的振动系统的共振频率设置成低于盘D的转动频率。
下面参考
自动平衡装置10的操作。
当盘D设置在转台65上并且马达61开始转动时，振动系统开始振动。虽然马达61以低速转动，离心力低于保持构件17通过表面张力、摩擦力或类似力保持平衡件11的力，并且平衡件11保持在保持构件17的内周侧上。
当马达61的转动速度增加并且马达61的转动频率超过振动系统的共振频率时，振动系统振动的方向A1变得与盘D偏离马达61的转动中心的方向A2大致相反。此时，平衡件11在振动系统振动的方向A1上运动，由于振动系统的振动而加速，并且平衡件11运动的方向A1以及盘D偏离的方向A变得大致相反，由此确保盘D的转动平衡。
当马达61的转动速度进一步增加时，保持构件17保持平衡件11的力超过离心力，并且如图1虚线所示，平衡件11通过离心力朝着保持构件17的外周侧运动。平衡件11的运动通过容纳构件13限制。当然，此时也确保了转动平衡。
当马达61转动速度减小时，离心力减小，并且当离心力减小到保持构件17保持平衡件11的力以下时，平衡件11再次保持在保持构件17的内周侧上。
最好是设置马达61的转动速度(例如复制记录在盘D上的信号时的转动速度)以及弹性部分62的材料和类似物，使得方向A1和方向A2以大致180度相反。
按照第一优选实施例，由于自动平衡装置10包括保持构件17，平衡件11可通过表面张力保持在保持构件17的内周侧上，而不考虑自动平衡装置10的方位。因此，自动平衡装置10可开始转动，其中平衡件11通过保持构件17保持，而不考虑自动平衡装置10的方位，由此可以改善自动平衡装置10的转动平衡。
在第一优选实施例中，保持构件17具有多个板17a，板在Z方向上以预定间隔叠置。按照此构造，平衡件11可有效地保持在间隙G内。另外，如果板17a的数量增加或者间隔h减小，保持构件17保持平衡件11的能力可以改善，由此平衡件11可更加可靠地通过保持构件17保持。间隔h最好设置成不大于例如几百μm。
在第一优选实施例中，流体用作平衡件11。因此，由于平衡件11的冲击可在盘转动装置60的操作过程中减小，盘转动装置60可以减小的噪声和小的振动操作。
图4和5分别表示按照本发明第二优选实施例的水平和垂直截面图。
按照本发明第二优选实施例的自动平衡装置20包括(代替容纳构件13)具有限制平衡件11在周向W流动的多个限制构件15的容纳构件23。限制构件15设置成从容纳构件23的外侧壁的内周表面S朝着容纳构件23的中心伸出。每个限制构件15在周向W上以大致均匀间隔与其相邻的限制构件隔开。每个限制构件15设置在容纳构件23的中空部分内，以便在Z方向上延伸通过中空部分的整个厚度。另外，限制构件15的数量、形状、材料或类似特性不是限定性的。例如，限制构件15可通过将用作限制构件15的平构件与第一优选实施例的容纳构件13分开制备并将平构件焊接到容纳构件13的内周表面N上来构成(参考图2)。另外，限制构件15还可通过用树脂材料整体模制来形成。
在第二优选实施例中，通过容纳构件23的内周侧S临时限制平衡件11由于自动平衡装置20的转动而朝着外周侧运动，并且通过限制构件15限制平衡件11在周向W上沿着内周侧S流动。因此，即使例如在盘D转动期间振动幅度很小，通过由限制构件15局部聚积的平衡件11来确保盘D的转动平衡状态。当自动平衡装置20例如用于垂直状态时，平衡件11容易通过离心力或重力向下垂直偏移。但是，由于在马达61的转动开始时平衡件11通过保持构件17保持在内周侧上，设置限制构件15不造成任何问题。换言之，在设置限制构件15的情况下，如果平衡件11通过重力在容纳构件11的底部保持聚积，自动平衡装置20的平衡性能将在马达61的转动随后开始时减小。
图6和7分别表示按照本发明第三优选实施例的水平和垂直截面图。图8是沿着图6的线H-H截取的图6所示自动平衡装置的截面图。
在第三优选实施例中，自动平衡装置30具有(代替第二优选实施例的保持构件17)形成其中循环平衡件31的流动路径R1的保持构件37。流动路径R1在Z方向上的宽度T1从保持构件37的外周侧朝着内周侧变窄。保持构件37形成流动路径R2，路径各自在周向W上具有宽度T2，宽度T2设置成从保持构件37的外周侧朝着内周侧变窄。每个流动路径R2具有图8所示的大致V形形状。流动路径R1设置成围绕容纳构件23在周向W上延伸。流动路径R2布置成例如一个流动路径R2设置在每个限制构件15之间。
在第三实施例中，由于流动路径R1和R2形成为各自从保持构件37的外周侧朝着内周侧变窄，可以加强保持构件37通过表面张力或类似力将平衡件31保持在保持构件37的内周侧上，由此平衡件31可更加可靠地保持，以便改善自动平衡装置30的转动平衡。
形成流动路径R1和R2的保持构件37的倾斜或歪斜表面的倾斜角度以及流动路径R2的数量不受限制。例如，一个流动路径R2可设置在每个交替的限制构件15之间，或者多个流动路径R2可设置在每个限制构件15之间。另外，可以只设置流动路径R1，并且可以省略流动路径R2。因此，与流动路径R1和R2均设置在保持构件37内的情况相比，可以实现低成本构造。
图9和10分别表示按照本发明的第四优选实施例的水平和垂直截面图。
按照本发明第四优选实施例的自动平衡装置40具有设置在容纳构件23的内周侧上的永磁体42。永磁体42由多个小永磁体制成，小永磁体各自具有弯曲形状并设置成其内周侧围绕容纳构件23的侧周壁45。每个小磁体磁化以便例如在Z方向上的一侧具有N极并在另一侧具有S极。例如铁流体(IBM公司的商标)或磁性流变流体(MR流体)的磁性流体用来代替平衡件31。
按照第四优选实施例，平衡件41可不仅通过平衡件41的表面张力而且通过磁力保持在保持构件47上。因此，可以改善保持构件47保持平衡件41的能力，以便以更加稳定的方式改善位于垂直方位上或类似方向上的自动平衡装置40的转动平衡。
图11是表示本发明第五优选实施例的自动平衡装置的垂直截面图。
在第五优选实施例中，自动平衡装置50的保持构件57具有设置成在Z方向上叠置的多个楔形板57a，并且在Z方向上具有从容纳构件23的外周侧朝着内周侧变窄的宽度T3的流动路径R3形成在每个板57a之间。换言之，各自在Z方向上具有从内周侧朝着外周侧变窄的宽度(厚度)的楔形构件用作板57a。因此，从容纳构件23的外周侧朝着内周侧变大的表面张力和类似力可用来增加保持构件57保持平衡件51的力，由此平衡件51可有效地保持在流动路径R3内。另外，通过增加板57a的数量或通过减小各自流动路径R3在Z方向上的宽度T3也可增加保持构件57保持平衡件51的能力。
图12是按照本发明第六优选实施例的自动平衡装置的保持构件的板的放大截面图。
在第六优选实施例中，具有形成为在Z方向上从保持构件67的每个板17a的每个表面17b伸出的突出部17c的保持构件67用来代替第一优选实施例的保持构件17。因此，可以改善保持构件67保持平衡件的能力，由此可以改善较早期间自动平衡装置的转动稳定性。另外，在冲击或加速施加在自动平衡装置上时，突出部17c可以尽可能防止平衡件容易朝着保持构件67的外周侧流动。
图13是按照本发明第七优选实施例的自动平衡装置的保持构件的板的放大截面图。
在第七优选实施例中，不同于第六优选实施例，突出部17d设置成在Z方向上从每个板17a的每个表面17b伸出，使得每个表面17b上的突出部17d与相对表面上的突出部17d重叠。因此，平衡件的表面张力增加，并且例如在冲击或加速施加在自动平衡装置上时，突出部17d可更加可靠地防止平衡件容易朝着保持构件77的外周侧流动。
图14是按照本发明第八优选实施例的自动平衡装置的保持构件的板的放大截面图。
在第八优选实施例中，不同于第七优选实施例，多个突出部17e设置成其表面区域从容纳构件23的外周侧朝着内周侧逐渐变大。换言之，各自突出部17e在Z方向上的长度设置成从容纳构件23的内周侧朝着外周侧逐渐变得更小。因此，突出部17e之间的表面区域的差别可用来从保持构件87的外周侧朝着内周侧增加保持构件87通过表面张力保持平衡件11的力，由此保持构件87可更加可靠地保持平衡件11。
虽然参考附图描述了本发明的优选实施例，应该理解到本发明不局限于所述的实施例。本领域普通技术人员将理解根据结构要求和其他因素可以进行多种改变、变型、组合、分组合以及改型，这是由于它们在所附权利要求或其等同概念的范围内。
虽然在每个第二和第三优选实施例中，对于其中间隙形成在保持构件17(37)的外周表面和容纳构件23的外侧壁的内周表面S之间的实例进行参考，保持构件17(37)的外周表面可以定位成与容纳构件23的外侧壁的内周表面S接触。此构造使其可以从容纳构件23的最外边的周向侧吸引平衡件31。
在第五实施例中，如图11虚线所示，永磁体52还可设置在容纳构件23的内周侧上，与第四优选实施例的情况类似。在此构造中，平衡件51可不仅通过表面张力而且通过磁力保持在保持构件57上。
虽然在每个第六到第八优选实施例中，对于其中多个突出部17c(17d和17e)设置在每个板的每个相对表面17b上以便增加每个板17a的表面区域的实例进行参考。但是保持构件还可制成多孔，以便增加保持构件保持平衡件的能力。另外，突出部17c、17d或17e还可设置在形成图7所示流动路径R1的倾斜表面上，或者设置在图11所示的每个板57a的倾斜表面上。
第一到第五优选实施例的任何自动平衡装置10-50以及盘转动装置60可结合到光盘驱动器、磁盘驱动器、使用光盘作为记录介质的摄像机或类似物中。如果任何的自动平衡装置10-50以及盘转动装置60结合到便携式摄像机内时，可以改善摄像机内盘的转动平衡，以便改善记录和复制数据(回放)的稳定性。
图9和10所示的永磁体42还可设置在按照第一优选实施例的自动平衡装置10内设置的容纳构件13的内周侧上。永磁体42还可具有环形形状，而不是分成图9所示的四个部件。永磁体42的磁性方向可设置成容纳构件13或23的任何转动轴线方向、转动周向和转动半径方向上。
在图4和5，表示出其中设置在容纳构件23内的保持构件17的各自板17a的外周部分和限制构件15的内端部分在容纳构件23的转动轴线方向上相互重叠的构造。但是，代替该重叠构造，还可以采用图15所示的保持构件17的各自板17a的外周部分17a-1和各自限制构件15的内端15a设置成相反并相互邻靠。另外，如图16所示，间隙x可形成在保持构件17的各自板17a的外周部分17a-1和限制构件15的内端15a之间。间隙x选择成变成如下的间隙，该间隙不妨碍在容纳构件23的转动速度减小时由容纳构件23的外周侧(即限制构件15)限制的平衡件通过平衡件的粘度、表面张力和类似作用进行动作以便大致返回到保持构件17上。
图15和16所示的构造的描述可类似地用于图7和9-11所示的保持构件37、47、57和67。
图17是表示按照本发明第九优选实施例的自动平衡装置的截面图。将在下面提到的每个优选实施例的附图只表示自动平衡装置的一部分。
在自动平衡装置110中，限制构件115在容纳构件113内侧从外周横向表面113a伸出(大致平行于转动轴16的轴向的平面)，并与保持构件117邻靠。此保持构件117的板117a的形状例如类似于图1和2所示的板17a，但是此构造不是限制性的，并且通过实例，板117a还可具有图6-14所示的形状。类似的描述适用于将在后面提到的图18所示保持构件117的形状。
如图17所示，从每个限制构件115的限制表面115a(大致平行于转动轴16的轴向的平面)延伸到容纳构件113的横向表面113a的部分形成弯曲表面113b的形状。如果容纳构件113的内直径例如是大约2-5cm的等级，弯曲表面113b的曲率半径r不小于0.5mm并不大于2mm。弯曲表面113b的存在不容易使得平衡件保持在任何限制表面115a和横向表面113a之间。因此，即使自动平衡装置110位于垂直方位，当容纳构件113的转动速度减小时，平衡件可快速返回到保持构件117。术语“垂直方位”指的是造成转动轴16大致平行于地面的自动平衡装置110的方位。
图18是表示图17所示自动平衡装置110的变型的截面图。在自动平衡装置120中，容纳构件123具有各自由弯曲表面123a均匀形成的限制构件125。在此构造中，由于每个限制构件125之间的整个部分具有弯曲表面的形状，与图17所示的构造相比，可更容易防止平衡件保持在限制构件125之间。
图19是表示按照本发明第十优选实施例的自动平衡装置的截面图。每个图19、20和21只表示转动轴16一侧上的自动平衡装置的半个截面。自动平衡装置130具有弯曲表面133c，每个弯曲表面从容纳构件133的内侧的各自一个顶部和底部表面133a(大致垂直于转动轴16的轴向的表面)延伸到外周横向表面133b(大致平行于转动轴16轴向的表面)。按照此构造，当容纳构件133的转动速度减小时，靠近限制构件135的平衡件可快速返回到保持构件117的板117a之间的部分上。
图20是表示图19所示自动平衡装置130的变型的截面图。自动平衡装置140具有弯曲表面143c，弯曲表面从容纳构件143内侧的顶部表面143a延伸到底部表面143b。按照此构造，当容纳构件143的转动速度降低时，靠近限制构件145定位的平衡件可快速返回到保持构件117的板117a之间的部分上。
图21是表示图19和20所示每个自动平衡装置130和140的变型的截面图。自动平衡装置150具有倾斜表面153d和153e，该倾斜表面各自形成从容纳构件153的内侧的顶部表面153a和底部表面153b朝着外周横向表面153c延伸，以便从内周侧朝着外周侧逐渐减小容纳构件153的内部容积。因此，即使例如自动平衡装置150位于水平方位，当容纳构件153的转动速度降低时，平衡件可通过其本身重量快速返回到保持构件117的板117a之间的部分上。术语“水平方位”指的是造成转动轴16大致垂直于地面的自动平衡装置150的方位。
在图21所示的构造中，如果自动平衡装置150位于倒转水平方位，平衡件通过其本身重量沿着顶部表面153a侧部上的倾斜表面153d返回到保持构件117的板117a之间的部分上。尽管在图21所示的构造中，倾斜表面153d和153e各自形成在顶部和底部侧上，任一倾斜表面153d和153e还可形成在顶部和底部侧中的一个上。另外，图19-21所示的任一构造可和图1718所示的任一构造相结合。
图22是表示按照本发明第十一优选实施例的自动平衡装置的截面图。图23是沿着图22的线M-M截取的截面图。
在自动平衡装置160中，多个凹槽163b在其外周侧形成在容纳构件163的底部表面163a上。每个凹槽163b设置在保持构件117的外周侧上并形成从容纳构件163的外周侧朝着内周侧逐渐变薄。特别是，通过实例，每个凹槽163b形成为从外周侧朝着内周侧逐渐变窄，如图22所示。另外，通过实例，每个凹槽163b形成为从外周侧朝着内周侧逐渐变浅，如图22所示。每个凹槽163b形成为使其纵向沿着转动半径方向延伸。按照此构造，作用在平衡件上的表面张力从外周侧朝着内周侧逐渐变大，由此当容纳构件163的转动速度减小时，平衡件可容易返回到保持构件117上。
图24是表示图22所示自动平衡装置160的变型的截面图。在自动平衡装置170中，多个凹槽173b在其外周侧形成在容纳构件173的底部表面173a上，使得每个凹槽173b形成使其纵向沿着转动的半径方向延伸。特别是，每个凹槽173b形成为在位于内周侧上的一端173b-1在位于外周侧上的另一端173b-2之前运动同时容纳构件173在转动方向W上转动的方向上延伸。当例如容纳构件173的转动速度减小时，外周侧上聚积的平衡件试图通过惯性在转动方向W上运动，并且在此变型中，由于凹槽173b形成为在尽可能靠近转动方向W的方向上延伸，平衡件可以可靠地返回到保持构件117。
图25是表示图22所示自动平衡装置160的变型的截面图。在自动平衡装置180中，多个凹槽183b形成在容纳构件183的底部表面183a上，并且其它多个凹槽183c形成在凹槽183b的内周侧上。设置凹槽183c使其可以根据表面张力将保持力给予通过保持构件117保持的平衡件上。
图26是表示图22所示自动平衡装置160的变型的截面图。自动平衡装置190具有其中图18所示的自动平衡装置120和图22所示的自动平衡装置160相结合的构造。
特别是，在容纳构件193的每个限制构件195之间的部分内，凹槽193b形成在容纳构件193的底部表面193a上。按照此构造，当容纳构件193的转动速度降低时，平衡件可以可靠地返回到保持构件117。
每个图22-26表示其中凹槽163b等形成为从外周侧朝着内周侧逐渐变薄的构造，但是具有恒定宽度或深度的凹槽也可形成为凹槽163b等。凹槽163b等不仅可以形成在容纳构件163的底部表面163a上，而且可以形成在与底部表面163a相对的顶部表面上。凹槽163b等的形状不局限于所示实例。
另外，可以将从按照第一到第十一实施例的自动平衡装置以及按照变型的自动平衡装置中选出的至少两个进行组合。
虽然在每个所述的优选实施例中，对于其中通过产生表面张力的保持构件17保持平衡件的构造进行参考。但是，可以不使用保持构件17，并且永磁体还可设置在容纳构件的内周侧上，以便保持平衡件。构造成不仅通过表面张力而且通过磁力保持平衡件的容纳构件还可设置图4所示的限制构件15。构造成通过永磁体保持平衡件的容纳构件还可具有例如图17-26所示的任何构造。
权利要求
1.一种自动平衡装置，包括流体平衡件；通过在平衡件上产生表面张力来保持平衡件的保持构件；可转动设置的容纳构件，容纳构件容纳平衡件和保持构件，使得通过保持构件保持在其内周侧上的平衡件通过转动造成的离心力朝着容纳构件的外周侧运动。
2.如权利要求1所述的自动平衡装置，其特征在于，还包括设置在容纳构件的外周侧上以便在容纳构件转动时限制平衡件周向运动的限制构件。
3.如权利要求1所述的自动平衡装置，其特征在于，保持构件包括在转动轴线方向上以一定间隔叠置的多个板。
4.如权利要求1所述的自动平衡装置，其特征在于，保持构件形成流动路径，流动路径设置成从外周侧朝着内周侧变窄，并且平衡件流过其中。
5.如权利要求4所述的自动平衡装置，其特征在于，流动路径形成为在容纳构件转动的转动轴线方具有宽度，该宽度形成为从外周侧朝着内周侧变窄。
6.如权利要求4所述的自动平衡装置，其特征在于，流动路径形成为在容纳构件转动的转动轴线方具有宽度，该宽度形成为从外周侧朝着内周侧变窄。
7.如权利要求1项所述的自动平衡装置，其特征在于，还包括设置在容纳构件的内周侧上的永磁体，其中平衡件是磁性流体。
8.如权利要求1所述的自动平衡装置，其特征在于，保持构件包括其上具有多个突出部的表面。
9.如权利要求8所述的自动平衡装置，其特征在于，突出部设置成具有从保持构件的外周侧朝着内周侧逐渐增加的表面区域。
10.如权利要求1所述的自动平衡装置，其特征在于，保持构件包括第一表面；具有从第一表面伸出的多个第一突出部的第一板；与第一表面相对的第二表面；以及包括多个第二突出部的第二板，第二突出部设置成从第二表面朝着第一表面伸出，并沿着其伸出方向与第一突出部重叠。
11.如权利要求1所述的自动平衡装置，其特征在于，保持构件包括设置在其内部并大致垂直于转动轴线方向的表面；设置在内部的外周侧上并大致平行于转动轴线方向的横向表面，以及弯曲表面，该弯曲表面设置成从该表面延伸到弯曲表面。
12.如权利要求1所述的自动平衡装置，其特征在于，保持构件包括设置在其内部并大致垂直于转动轴线方向的顶部表面；设置在内部内并与顶部表面相对的底部表面，以及设置在外周侧以便从顶部表面朝着底部表面延伸的弯曲表面。
13.如权利要求2所述的自动平衡装置，其特征在于，限制构件包括大致平行于保持构件的转动轴线方向的限制表面；以及保持构件具有设置在外周侧上的横向表面；以及设置成从限制表面延伸到横向表面的弯曲表面。
14.如权利要求1所述的自动平衡装置，其特征在于，保持构件包括设置在其内部并大致垂直于转动轴线方向的表面；设置在保持构件内部的外周侧上并大致平行于转动轴线方向的横向表面；以及设置成从该表面延伸到横向表面的倾斜表面，使得容纳构件的内部容积从内周侧朝着外周侧逐渐减小。
15.如权利要求1所述的自动平衡装置，其特征在于，保持构件包括形成为从外周侧朝着内周侧延伸的多个凹槽。
16.如权利要求15所述的自动平衡装置，其特征在于，至少一个凹槽设置成从外周侧朝着内周侧逐渐变薄。
17.如权利要求15所述的自动平衡装置，其特征在于，至少一个凹槽在不同于保持构件的转动半径方向的方向上延伸。
18.如权利要求1所述的自动平衡装置，其特征在于，该凹槽相对于保持构件设置在外周侧上。
19.如权利要求1所述的自动平衡装置，其特征在于，保持构件和限制构件相互邻靠。
20.一种转动装置，包括流体平衡件；通过在平衡件上产生表面张力来保持平衡件的保持构件；容纳平衡件和保持构件的容纳构件；以及驱动器，该驱动器能够整体转动容纳构件和保持构件，使得通过保持构件保持在容纳构件的内周侧上的平衡件通过转动造成的离心力朝着容纳构件的外周侧运动。
21.一种盘驱动装置，包括用于转动驱动数据记录盘的驱动器；以及自动平衡装置，包括；流体平衡件；通过在平衡件上产生表面张力来保持平衡件的保持构件；可转动设置的容纳构件，容纳构件容纳平衡件和保持构件，使得通过保持构件保持在其内周侧上的平衡件通过转动造成的离心力朝着容纳构件的外周侧运动。
全文摘要
一种自动平衡装置包括流体平衡件；通过在平衡件上产生表面张力来保持平衡件的保持构件；可转动设置的容纳构件，容纳构件容纳平衡件和保持构件，使得通过保持构件保持在其内周侧上的平衡件通过转动造成的离心力朝着容纳构件的外周侧运动。
文档编号G11B33/08GK1691193SQ20051006721
公开日2005年11月2日 申请日期2005年4月19日 优先权日2004年4月19日
发明者宍户祐司, 持田贵志, 阿部祯宽 申请人:索尼株式会社