专利名称：自动换盘机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动换盘机，这种自动换盘机把一张所需要的盘取到一组如所谓高密度盘(CD)和小型盘(MD)(以下统称之为“盘”)之类的光盘或磁光盘的外面来进行对该盘的重放、记录和/或抹除。
日本待审公开专利JP61-156563中已经披露了这种类型的自动换盘机的一个例子，这种自动换盘机包括一个盘存放架和一个配置在外壳内的拖架。在盘存放架上按预定的间隔放置有多张盘，拖架可沿盘存放架前后移动。拖架具有用来把所要求的盘从盘架存放上稍微提升一点的盘提升机构；把这样提升的盘装载到拖架上的装载机构；把该盘安装到设置在拖架上的播放机上的装盘机构；以及用来防止盘从盘存放架上跌落下来的机构(下称“防盘跌落机构”)。
防盘跌落机构有一个带有螺旋弹簧的挡盘棒，该挡盘棒铺设在拖架和设置在外壳的两个侧壁上的托辊之间，用来防止盘从盘存放架上意外地被跌落下来。
上述的这种自动换盘机的缺点是该防盘跌落机构结构复杂、零件数量多，相应地，造价就高。
鉴于上述的情况，本发明的目的是提供一种结构简单造价低廉的自动换盘机。
为实现上述的目的，本发明所提供的自动换盘机包括其前壁上具有开口的外壳，通过该开口可以把盘放入外壳内或从外壳内把盘取出来；盘存放架，其上按预定间隔放置有多张通过开口放在外壳内的盘；可沿盘存放架前后移动的拖架；用来把所要求的盘取到放置在盘存放架上的多张盘的外面并把它放到拖架上的装载机构；用来把这样放置在拖架上的盘安装到播放机上的装盘机构；以及用来开启和关闭外壳的开口的盖，当该盖被开启的时候，它被定位于放置在盘存放架上的盘的后面。
附图简要说明
图1是构成本发明的优选实施例的自动换盘机的垂直剖面图。
图2是图1所示的自动换盘机的水平剖面图。
图3是自动换盘机被局部剖切的侧视图。
图4是为自动换盘机设置外壳的盖的分解透视图。
图5是自动换盘机中的盘存放架的后段的横剖面图。
图6是图5所示的后段的垂直剖面图。
图7是自动换盘机内的锁定销及其相关的元件的横剖面图。
图8是图7所示的元件的平面图。
图9是装盘之前自动换盘机内的装载机构的侧视图。
图10是图9所示的装载机构的平面图。
图11是已经把盘夹住的装载机构的侧视图。
图12是图11所示的装载机构的平面图。
图13是是在一组盘中没有所指定的盘的情况下的装载机构的状态的平面图。
图14是正在装载盘的装载机构的侧视图。
图15是自动换盘机内即将把盘安装到播放机上的装盘机构的平面图。
图16是图15所示的装盘机构的侧视图。
图17是正在把盘安装到播放机上的装盘机构的平面图。
图18(a)，18(b)和18(c)是概略表示自动换盘机内的凸轮的平面图。
图19是用来说明自动换盘机的运行的时序图。
图20是用来说明自动换盘机的运行的流程图。
图21是自动换盘机的立体图。
以下将参照附图来说明构成本发明的优选实施例的自动换盘机。图21表示按照该实施例的自动换盘机。如图21所示，在外壳1的前壁的上部有一个开口3，通过该开口可以把盘放入到外壳内，或从外壳内把盘取出来；该开口有一个盖2，摆动盖2就能开启和关闭开口3。在前壁的下部，外壳1还有一个显示器4和各种操作开关，如电源开关5a和盘指定开关5b等。
如图1和图2所示，其上按预定的间隔放置了多张盘D的盘存放架6和可以沿盘存放架6按箭头a和b移动的拖架7被设置在外壳1内。拖架7有一个装载机构8和一个装盘机构10，装载机构8把盘存放架6上所要用的一个盘D取出来放在拖架7上，装盘机构10把盘D安装在设置在拖架7的播放机9上。用来驱动上述的两个机构8和10的凸轮11被旋转地设置在拖架7上，另外，在外壳1内还有一个锁定销12，该锁定销12由凸轮11驱动，以便使它与盘存放架6(或与其相啮合的预定件)脱离啮合，这样，拖架7就被锁定在一个预定的位置。然而，凸轮停止开关13被设置在拖架7与凸轮11之间，用来在凸轮11沿向前方向或相反转过方向预定的角度而达到预定的停止位置时进行检测。
如图1和图2所示，盘存放架6由前段6a和后段6b构成，两者相互平行并相互间隔预定的距离，这两段6a和6b沿箭头a和b的方向按预定的间隔配置有多个槽15，盘D就插在这样配置的槽15中。
如图3和图4所示，盘罩2包括一个截面基本上呈L形的前板2a、从前板2a的上沿延伸的顶板2b以及分别从前板2a和顶板2b的左右延伸的左右侧板2c。在左右侧板2c的每一个外表面上，形成有一个转动支撑突台75，该突台有一个大直径突台75a和一个小直径突台75b构成，小直径突台75b形成在大直径突台75a上，而且大直径突台75a与小直径突台75b同轴。另一方面，与盘罩2的转动支撑突台75相对应，在正对盘罩2的侧板2c的外壳1的侧板1a的内表面上形成有两个转动支撑凹槽76，更具体地说，每一个转动支撑凹槽76有一个大直径凹槽76a和一个小直径凹槽76b构成，小直径凹槽76b形成在大直径凹槽76a内，而且大直径凹槽76b同轴。转动支撑突台75分别与凹槽76相啮合，这样，盘罩2就能绕转动支撑突台75和凹槽76的轴01转动。
在每一个大直径凹槽76a内形成有一对啮合槽77和78，它们之间形成预定的角度θ(在该实施例中是115°)，对应于啮合槽77和78，在每一个大直径突台75a上形成有啮合突台79，当盘罩2被关闭的时候，啮合突台79就与啮合槽77相啮合；而当把盘罩2打开的时候，啮合突台79就与啮合槽78相啮合。这样，盘罩2就能被保持关闭(如图3的实线所示)，或被保持开启(如图3的双点划线所示)。当盘罩2被打开时，前板2a的下端部被顶靠在从外壳的顶壁的下表面延伸出来的挡块82上，所以，就防止了盘罩2进一步转动到外壳1内。
侧板2c之一有一个从其下端部延伸出来的突出片80，该突出片80正对着由限位开关等构成的关闭检测器81，因此，挡着被关闭时，突出片80就被顶靠在关闭检测器81的检测段上，从而，检测出盘罩2已经被完全关闭。
按照这样构成的自动换盘机，当盘罩2被打开时，如图3中的双点划线所示，它被定位在安放在盘存放架6上的多张盘D在后面，从而就防止了盘D从盘存放架6上跌落下来。也就是说，盘罩2是被用作一个防止盘D从盘存放架6上跌落下来的机构(以下把它称之为“盘跌落防止机构”)。因此，与现有的自动换盘机相比较，简化了结构，而且降低了制造成本。
如图3所示，盘罩2的转动轴01从盘存放架6上的盘D的轴心02向上移动预定的距离L，因此，在这种情况下，与转轴01和轴心02同高度的情况相比较，盘罩2的转动半径小，而且盘罩2同样能够关闭盘D，也就是说，为了打开盘罩2把盘D装到外壳1内或从外壳1中把盘D取出来，就必须在盘D的上端和盘罩2的前板2a的前沿之间留有一些间隙，另一方面，要求盘罩2的顶板2b和邻接顶板2b的部分要被定位得尽可能地靠近盘D的后端。如上说述，在本实施例中，是把盘罩2的转轴01从盘D的轴心02向上移动，这个特征所导致的优点是，既得到了上述的间隙，同时又能够把盘罩2的顶板2b和邻接顶板2b的部分定位得靠近盘D的后端，从而防止了盘D向后跌落。
如图1和图2所示，拖架7被设置在固定于外壳1上的上基板17a和下基板17b之间，并通过轮18安装在下基板17b上。另外，拖架7具有水平震动防止辊19，水平震动防止辊19分别从拖架7的上下部分延伸出去，它们分别可以滚靠在形成在上下基板17a和17b上的加长了的孔20中。支撑轴21垂直地穿通拖架7，并具有一对固定安装在它的两端部的小齿轮22，小齿轮22分别与上下基板17a和17b的一对齿条23相啮合。下部小齿轮22经无接头皮带24链接到与下基板17b的齿条26相啮合的小齿轮25上，因此，当安装在拖架7上部的拖架马达27驱动时，小齿轮22和25就沿向前或向后的方向转动，从而，就能使拖架7沿箭头a和b的方向移动。
如图1和图2所示，凸轮11被安装在拖架7上的轴21上，它可以沿箭头c和d的向前和相反的方向转动，因此，一旦安装在拖架7的下部的凸轮马达30被驱动，凸轮11就经齿轮机构31、蜗杆32以及形成在凸轮11的外圆周上的齿轮33沿向前方向或相反的方向转动。
如图5和图6所示，中间板35从前述的后段6b的下表面中间向下延伸，多个槽口36在箭头a和b的方向上按预定间隔形成在中间板35上。另外，由光发射单元和光接收单元构成的光检测器37设置在拖架7上，中间板35夹在这两单元之间。另一方面，在中间板35上形成槽口36时，相应地在其间形成突片35a，因此，当拖架7沿箭头a和b的方向移动时，从光发射单元向光接收单元发射的光束被中间板35的突片35a遮挡，对光检测器37输出的脉冲信号进行计数，就能检测出拖架7的位置，光束一被遮挡住，光检测器37就输出一个脉冲信号。
如图7和图8所示，大致呈L形的可动板39设置在拖架7上，它可沿箭头e和f的向前的方向或相反的方向转动，并且前述的锁定销12从可动板39的升起部分39a突出来，它沿箭头e和f的方向延伸。另外，在可动板39的后端部的上表面上，有一个凸轮销40，该凸轮销40与形成在凸轮11的下表面的锁定销凸轮槽41相啮合，进一步如图7和图8所示，在后段6b的后板42上沿箭头a和b的方向以与槽15相等的间隔设置有多个锁定孔43(它们可选择地与锁定销相啮合)，张力弹簧44把可动板39向后拉紧。
按照这样构成的自动换盘机，当把拖架7停在所指定的盘D处，并且凸轮11沿箭头c向前的方向转动时，然后如图18(b)和图19所示，从凸轮11由零位置(0°)达到位置A(21°)的时刻开始向前移动(沿箭头e的方向)，并且，当凸轮11转动到位置B(45°)时，凸轮销40的向前移动(沿箭头e的方向)被中止，把锁定销12插入到锁定孔43内(如图7和图8中用虚线所表示的)，这样，拖架7就被锁定在所要求的位置上。与此相反，当凸轮11沿相反的方向(沿箭头d的方向)转动时，凸轮销40被退回(沿箭头f的方向)，由此而使锁定销12与锁定孔43脱离啮合(如图7和图8中实线所示)，因此，凸轮11就可以沿箭头a和b的方向移动。
如图9和图10所示，前述的装载机构8包括一个面对盘D下沿的下装载杆47和一个面对盘D的一个侧沿的侧装载杆48。装载杆47和48分别包括盘夹持壁47a和48a、盘夹持片47b和48b、以及连接杆47c和48c。该夹持臂47a和48a相互呈90°夹角，它们都有经支撑转轴49安装在拖架7上的基端部，夹持臂47a和48a能绕支撑转轴49摆动；盘夹持片47b和48b是圆弧形的，并分别连接到夹持臂47a和48a的端部；连接杆47c和48c被支撑在拖架7上，它们可沿箭头e和f的方向移动。连接杆47c和48c在其端部有垂直加长的孔50，孔50分别与臂47a和48a的基端部相啮合，凸轮销52a和52b嵌镶在连接杆7c和48c的后端部的上表面，该凸轮销52a和52b与形成在凸轮11的下表面的装载槽53相啮合，把连接杆48c向后拉紧的弹簧54和由限位开关等构成的盘检测器55被连接到侧装载杆48的连接片48c上；而把连接杆47c向前拉紧的弹簧56和面对盘检测器55的检测单元55a及55b的突出片57被连接到下装载杆47的连接杆47c上。
在盘D用装载机构8夹持住之前，如图9和图10所示，盘夹持片47b和48b离开盘D，因此，当拖架7沿箭头a和b的方向移动时，盘夹持片47b和48b不会与盘D相碰。
然后，当拖架7停在指定盘D的位置，并且凸轮11向前方向(箭头c)转动时，如图18(c)和图19所示，在凸轮11被从零位置(0°)转动到位置(95°)之前，盘夹持臂47a和48a一直被保持离开盘D(如图9和图10所示)，而且，当凸轮11从位置D(105°)转动到位置E(115°)时，凸轮槽53压凸轮销52a和52b，结果，如图11的实线所表示的和如图12所示，下装载杆47的连接杆47c就朝前(箭头e方向)移动，而侧装载杆48的连接杆48c就朝后(箭头f方向)移动，从而由盘夹持臂47a和48a把盘D夹住。
在凸轮槽53的外壁上形成有凹缺53a，该凹缺从位置E延伸到位置F(250°)，因此，在盘D被夹持臂47a和48a夹住的情况下，凸轮销52b就沿与凹缺53a无关的双点划线59移动。另一方面，当没有被指定的盘D的情况下，即盘夹持臂47a和48a不可能夹持住盘的情况下，如图11的双点划线所示的那样，侧装载板48的盘夹持臂48a向前摆动，相应地，连接杆48c向后移动(箭头f的方向)，而且，凸轮销52b沿凹缺53a移动。因此，如图13所示，盘检测器55的检测单元55a和55b顶靠在突出片57上，这样，盘检测器55动作，检测出盘不存在。
当凸轮11带着用盘夹持臂47a和48a夹住的盘转到位置G(290°)时，两个凸轮销52a和52b受凸轮槽53推押，从而，如图12所示，使两个连杆47c和48c朝前移动(箭头e方向)。这样这两个臂47a和48a就绕转动支撑轴49向后摆动，盘D就被放在装盘机构10上。
当凸轮11转到位置H(320°)时，凸轮销52a和52b受凸轮槽53的推押，从而，把盘夹持臂47a和48a开启使之相互离开，这样就把盘D释放。
上述装盘机构10被设计为图15和图16所示的构形，即该结构有一对可摆动框架61和62，它们可以绕轴21开启和闭合。包括转盘9a和光拾取器等的播放机9被安装在可摆动框架61上，而盘保持件63被安装在可摆动框架62上，以便把盘D可卸下地装在转盘9a上。操作板64设置在摆动框架61和62的下方，可沿箭头e和f的方向移动。操作板64的中部有一个与支撑轴21啮合的加长孔65，该操作板64呈叉子形，有两条腿，该操作板64的两条腿上有一对通孔66，分别弯曲成两段(以下称“弯孔66”)，弯孔66分别与从可摆动框架61和62延伸的啮合销67啮合。另一方面，掩没在操作板64的基端部的凸轮销68与形成在凸轮11上表面的凸轮槽69啮合，弯孔66的前端之间的距离α比其后端之间的距离β小，即α＜β。
这样构成的装盘机构10运行之前，摆动框架61和62闭合(如图2所示)，在这种条件下，凸轮11朝前转动(箭头c方向)，当凸轮11从零位置(0°)转动到位置I(55°)时，凸轮销借助于凸轮槽69朝前移动(箭头e方向)，这样，弯孔66的后端就与啮合销67啮合，因此，可摆动框架61和62就沿支撑轴21摆动而被打开，在凸轮11从位置J(85°)转动到位置K(260°)(参照图18(a)和图19)之前，一直维持可摆动框架的这种条件不变。在这期间，如图15所示，装载机构8使盘D处在可摆动框架61和62之间，接下来，当凸轮11转到位置L(285°)时，凸轮槽69使凸轮销68向后移动(箭头f方向)从而使弯孔66的前段与啮合销67啮合，这样，可摆动框架61和62绕支撑轴21摆动而闭合。结果，如图17所示，转盘9a和盘保持件63从两侧压住盘，从而把盘D夹住，并把它安装在播放机9上。
如图1所示，前述的凸轮停止开关13由一个拨杆开关构成，其检测杆13a与凸轮11的啮合段71相啮合(参照图18a)，该啮合段有两个啮合沿71a和71b。
让我们来考虑凸轮11向前转动的情况(沿箭头c方向)，在凸轮11从零位置(0°)转到位置M(335°)时刻，检测杆13a与凸轮11的啮合段71的啮合沿71a相啮合，从而使检测杆13a动作，输出一个检测信号，响应该检测信号，凸轮11的转动被中止；另一方面，在凸轮11沿相反方向(箭头d的方向)从位置M被转动达到位置N(25°)的时刻，检测杆13a与凸轮11的啮合段71的另一个啮合沿71b相啮合，从而使检测杆13a动作，输出一个检测信号，响应该检测信号，凸轮11的转动被中止。
在这样组成的自动换盘机中，只用一个凸轮11来操作装载机构8、装盘机构10、锁定销12以及凸轮停止开关13，这就大大地简化了自动换盘机的结构，并大大地降低了制造成本。
上述的装载机构8、装盘机构10、锁定销12等都由控制单元(未示出)来控制，该控制单元例如可以由微机构成，该控制单元的功能如图20的流程图所示。
也就是说，当接通电源开关5a时，播放机9工作，并确定它的光学拾取器是否处在盘D的TOC数据读取位置(步骤S1)；在光学拾取器不处在TOC数据读取位置的情况下，驱动播放机9的进给马达，直到光学拾取器达到TOC数据读取位置为止(步骤S2)；接着，确定凸轮11是否处在零位置(0°)(步骤S3)；当它不处在零位置时，就驱动凸轮马达30，直到凸轮11处于零位置为止(步骤S4)；此后，确定拖架7是否处于起始位置(步骤S5)；如果不处在起始位置，就驱动拖架马达27，直到拖架7达到起始位置为止(步骤S6)；然后，从盘存放架6上的多张盘D中确定所要求的一张盘，并根据该盘的确定来使盘指定开关5b动作，输出一个指定盘号的指定信号(步骤S7)；响应该指定信号，控制单元驱动拖架马达27使拖架7移动到所要求的盘D处(步骤S8)。结果，如图9和图10所示，装载机构8的盘夹持臂47a和48a对正所指定的盘D。
在这种条件下，凸轮11朝前转动(沿箭头c的方向(步骤S9))，以便使锁定销12、装盘机构10、装载机构8以凸轮停止开关13按照图19的时序图顺序地运行，下面将予以详述。
首先，借助于凸轮销40和凸轮槽41使锁定销12向前移动(沿箭头e方向)，从而把它插入到锁定孔43内(参照图7和图8)，这样，拖架7就被固定地定位(步骤S10)。
接着，装盘D(步骤11)，即用装盘机构10的凸轮销68和凸轮槽69把可摆动框架61和62打开之后(如图15所示)，借助于装载机构8的凸轮销52a和52b使下装载杆47的连接杆47c向前移动(沿箭头e方向)，而侧装载杆48的连接杆48c则朝后移动(沿箭头f方向)，以便用夹持臂47a和48a把盘夹住(用图11和图12中的实线表示)；此后，连接杆47c和48c朝前移动(沿箭头e方向)，以便把用盘夹持臂47a和48a夹住的盘D放到拖架7上(参照图14)并插入到装盘机构10的可摆动框架61和62之间的空间中(参照图15)。
在上述的装盘操作期间，确定是否在一组盘中有所指定的盘D(步骤S12)；在不存在盘D并因此盘夹持臂47a和48a不可能夹持住盘D的情况下，如图11中的虚线所表示的那样，则装载杆48的盘夹持臂48a就向前摆动，而与装载臂48a的向前摆动联动，连接杆48c向后移动(沿箭头f方向)，以便使盘检测器55的检测单元55a和55b顶靠在突出片57上；即盘检测器55动作而输出一个检测信号。响应于该检测信号，来决定上述的运行，以便使拖架7转到预备位置。
如上所述，当盘D被插入到装盘机构10的可摆动框架61和62之间的空间时(参照图15)，可摆动框架61和62闭合，这样，盘D就被盘保持件63和转盘9a夹持住，从而被放到播放机9上(步骤S13)；此后，凸轮停止开关13的检测杆13a与啮合段71的一个啮合沿71a相啮合，以便使凸轮停止开关13动作而输出一个检测信号，响应于该检测信号，凸轮11的转动被中止(步骤S14)。
在这种条件下，播放机9从盘D上重放数据，数据重放之后，按相反的顺序执行上述的运行，以便把该盘D返回到盘存放架6上的它的初始位置，并且，拖架7也返回到预备位置上。
这样构成的自动换盘机具有如下的效果或优点当盘罩被打开时，它被定位在安放在盘存放架上的多张盘在后面，从而就防止了盘从盘存放架上向后跌落下来。也就是说，盘罩被用作一个防止盘从盘存放架上跌落下来的机构。因此，与现有的自动换盘机相比较，简化了结构，而且降低了制造成本。
权利要求
1.一种自动换盘机，包括在其前板上具有一个开口的外壳，通过该开口把盘放到所述外壳中或从外壳内把盘取出来；其上按预定的间隔安放有从所述开口放到所述外壳内的多张盘的盘存放架，可沿所述盘存放架前后移动的拖架；设置在所述拖架上的用来把所要求的盘取出到所述盘存放架上的多张盘的外面，并把所要求的盘放到所述拖架上的装载机构；设置在所述拖架上的用来把这样放置在拖架上的所述的盘安装到播放机上的装盘机构；以及用来开启和关闭所述外壳的所述开口的盘罩，当所述盘罩被打开时，所述盘罩被定位于所述盘存放架上放置的盘的后面。
2.根据权利要求1的自动换盘机， 其特征在于所述盘罩包括一个截面基本上呈L形的前板、从前板的上沿延伸的顶板以及分别从前板和顶板的左右延伸出来的左右侧板。
3.根据权利要求2的自动换盘机，其特征在于在所述侧板的每一个外表面上形成有转动支撑突台，在所述外壳的侧板的正对所述盘罩的所述侧板的每一个内表面上形成有转动支撑凹槽，所述转动支撑突台与所述转动支撑凹槽相啮合，以使所述盘罩可绕所述转动支撑突台和所述转动支撑凹槽的轴摆动。
4.根据权利要求3的自动换盘机，其特征在于在所述转动支撑凹槽中形成有一对啮合槽，它们形成有预定的角度，对应于所述啮合槽，在所述转动支撑突台上形成有啮合突台，当所述盘罩被关闭时，所述啮合突台与啮合槽的一个相啮合，而当所述盘罩被打开时，所述啮合突台与另一个啮合槽相啮合。
5.根据权利要求3的自动换盘机，其特征在于所述盘罩的转轴从所述盘存放架上安放的盘的轴心向上移动。
全文摘要
一种自动换盘机，它的外壳在其前壁上具有一个开口，并且容纳有一个盘存放架和可沿盘存放架前后移动的拖架，在盘存放架上按预定的间隔安放有多张盘；拖架具有用来把所要求的盘取出到所述盘存放架上的一组盘的外面并把所要求的盘放到拖架上的装载机构以及用来把这样放置在拖架上的盘安装到播放机上的装盘机构。在该自动换盘机中，外壳有一个盘罩，用来把开口开启和关闭，当开启时，盘罩就被定位在盘存放架上的盘的后面。
文档编号G11B17/26GK1159053SQ9612245
公开日1997年9月10日 申请日期1996年9月20日 优先权日1995年9月20日
发明者坂东孝良 申请人:船井电机株式会社