专利名称：数据存储盘的高速驱动与读取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数据存储盘的高速驱动与读取装置，特别是一种具有振动阻尼器以便在数据存储盘高速旋转时可精确存取数据的存储盘驱动装置。
数据存储盘，如光学压缩盘(optical compact disks,CD)，由于其可储存大量数据且储存每单位数据的成本较低，所以已经成为普遍的数据储存媒介。一般的光盘存储器(CD-ROM)大约可储存640MB的数据，而新式的通用数字盘(Digital Versatile Disks,DVD)，则更可储存超过2.5GB的数据。通常一个存储器驱动装置(diskdrive)中包含一个用以读取压缩数据的读取头(data pickup head)，数据读取头必须很精确地对准记录磁轨，才能精确读取。
一般压缩盘最大的缺点在于其驱动装置的数据传输速度过于缓慢，早期的CD-ROM驱动装置只有大约150KB/sec的速率，而藉着增加光学压缩盘驱动装置的旋转速度，可有效增加数据传输速度。近来，已发展出32倍速的CD-ROM驱动装置，所谓的32倍速CD-ROM驱动装置即其转动盘片的速度可达传统声音CD(audio CD)的32倍。然而，当一盘片以高速度旋转时，任何盘片本身的不平衡，都将导致驱动装置产生更大的振动。
较好盘片的质量中心应该与其几何中心交于同一点，然而由于制造上的误差，CD-ROM盘片的质量中心一般皆与其几何中心相差约0到6g-mm(此处1g-mm相当于1g的质量位于距离其几何中心1mm处)。对于16倍或速度更小的CD-ROM驱动装置，这个问题还可以忍受，但是对32倍速或是盘片转速约8000rpm(revolutionsper minite)的更高倍速CD-ROM驱动装置，由不平衡而产生的振动，将导致数据读取头无法精确对准盘片上的记录磁轨而发生读取数据错误。此外，这种振动并会传递至CD-ROM驱动装置的外壳，甚至传递至整个电脑的外壳，而产生使人厌烦的振动噪音。
传统技术中用来降低此种振动的方法之一，即使用一较重的金属架，以稳定读取头及数据存储盘。当该盘片驱动装置速度增加时，该盘片驱动电动机的基座的重量也需要随之增加。然而，为了将振动降低至可接受的程度，对于32倍速的盘片驱动装置，其所需重量大约为一般盘片驱动装置的三倍。
所提出的另一个方法则是使用振动吸收器，诸如软橡皮垫，用以吸收这种振动。如
图1所示的，为一现有技术中盘片驱动装置的阻尼装置(damping mechanism)示意图，其中盘片驱动装置100包括一中央基座102及一支架104。中央基座102用以支撑电动机及数据读取头，而支架104则用以连接外壳。至于在支架104与中央基座102之间，则插入橡皮垫106，以吸收并降低振动(该电动机及读取头并未显示在图中)幅度。
当振动吸收器具有不同的阻尼系数时，可发现其阻尼特性亦不相同，一般而言，较软的橡皮垫常用来抑制较高频率的振动，而相对地，较硬的橡皮垫则用来抑制较低频率的振动。
如图2(a)所示，其为在一现有技术中的盘片驱动装置上使用软阻尼垫时，于不同的电动机放置频率下，中央基座的振动幅度。图2(b)为在一现有技术中的盘片驱动装置上使用软阻尼垫时，于不同的电动机旋转频率下，该支架的振动幅度(其中“f0”表示盘片驱动装置的正常操作频率)。其中该软阻尼垫所使用材料的共振频率，应低于电动机驱动装置的频率，如同在图中所见，使用软阻尼垫时，尽管支架振动幅度有缩减，但中央基座的振动幅度仍较大(其中曲线任一点的垂直高度，为在现有技术中盘片驱动装置的操作频率为f0时，对应于该中央基座独自的振幅(即不与支架发生耦合时))。
请参照图2(c)，该图显示在一现有技术中的盘片驱动装置上使用硬阻尼垫时，在不同的电动机旋转频率下，该中央基座的振动幅度。图2(d)为在一现有技术中的盘片驱动装置上使用硬阻尼垫时，在不同的电动机旋转频率下，该支架的振动幅度。其中硬阻尼垫所用材料的共振频率，应高于电动机驱动装置的频率。如同在图中所见，使用硬阻尼垫时，虽然中央基座振动减小一些，但支架的振动仍较高。可见使用阻尼方式仍无法完全消除振动，由于高速旋转的盘片的质量中心与几何中心总存在有一段差距。
本发明的目的在于提供一种可降低振动幅度且不增加总重量的高速盘片驱动装置。
为达到上述目的，本发明采取如下方案本发明盘片驱动装置，用以自数据存储盘读取数据，驱动装置至少包括中央基座，支架，振动吸收器，数个第一振动转移阻尼器，以及数个第二振动转移阻尼器。其中，中央基座用以支撑电动机及数据存储盘，支架用来支撑振动吸收器及中央基座。另外，第一振动转移阻尼器与支架及振动吸收器耦合，用以抑制并转移振动，振动转移阻尼器与中央基座及该振动吸收器耦合，用以抑制并转移中央基座的振动至振动吸收器，并由此降低中央基座的振动。
本发明的具体结构如下本发明的一种数据存储盘的高速驱动装置，包括一支架；一振动吸收器；至少二个第一振动转移阻尼器，与支架及振动吸收器耦合，用以抑制并转移振动；一中央基座，用以支撑一电动机驱动装置及数据存储盘；其特征在于，还包括至少二个第二振动转移阻尼器，与中央基座及振动吸收器耦合，用以抑制并转移中央基座的振动至振动吸收器。
所述的驱动装置，其特征在于所述第一振动转移阻尼器是由橡皮垫构成。
所述的驱动装置，其特征在于所述第一振动转移阻尼器是由弹簧构成。
所述的驱动装置，其特征在于所述第一振动转移换阻尼器总体阻尼系数远大于所述第二振动转移阻尼器的总体阻尼系数。
所述的驱动装置，其特征在于所述驱动装置为一光盘驱动装置，且数据存储盘为一光盘。
所述的驱动装置，其特征在于所述驱动装置为一磁盘驱动装置，且数据存储盘为一磁盘。
所述的装置，其特征在于所述驱动装置为一磁光驱动装置，数据存储盘为一磁光数据存储盘。
所述的驱动装置，其特征在于更包括一数据读取头，用以自数据存储盘读取数据。
所述的驱动装置，其特征在于更包括一数据写入头，用以将数据写入数据存储盘。
所述的驱动装置，其特征在于，所述振动吸收器包括至少二个散热用的扇叶。
所述的驱动装置，其特征在于，所述扇叶由于空气阻力而产生抑制作用。
一数据处理系统，用以处理储存于一数据存储盘中的数据，其包括一数据读取头，用以自数据存储盘读取数据；一电动机，用以驱动数据存储盘旋转；一中央基座，用以支撑数据读取头及电动机；一支架；
一振动吸收器，用以吸收中央基座的振动；至少二个第一振动转移阻尼器，与中央基座及振动吸收器耦合，用以抑制并转移中央基座的振动至振动吸收器；其特征在于，还包括至少二个第二振动转移阻尼器，与支架及振动吸收器耦合，用以抑制振动吸收器的振动；一微处理器，经由一数据总线与数据读取头耦合，用以处理藉由数据读取头所读取的数据；中央基座的振动转移至振动吸收器，由此降低中央基座的振动，且中央基座的振动是由于数据存储盘旋转所导致。
一种数据读取系统，用以自一数据存储盘读取数据，其包括数据读取装置，用以自数据存储盘读取数据；一电动机，用以驱动数据存储盘旋转；支撑装置，用以支撑电动机及数据读取装置；振动吸收装置；第一振动转移阻尼装置，耦合于支撑装置与振动吸收装置之间，用以抑制并转移支撑装置的振动至振动吸收装置；支架装置，用以支持支撑装置及振动吸收装置；至少二个第二振动转移阻尼装置，耦合于支架装置与振动吸收装置之间，用以抑制并转移该支架装置的振动至振动吸收装置；其中支撑装置的振动转移至振动吸收装置，由此降低支撑装置的振动。
本发明的驱动装置与现有技术相比具有如下效果本发明由于在中央基座上设置第二振动转移阻尼器，使操作中所产生的振动幅度可大大降低，并进而获得精确的读/写操作。
本发明并可降低外壳的振动噪音，由于在盘片驱动装置操作时，可减少总体振动噪音的程度。
结合附图及实施例1对本发明的特点详细说明如下附图简单说明图1为现有技术中的压缩盘驱动装置的示意图。
图2由(a)-(d)显示在一现有技术盘片驱动装置使用不同阻尼系数的阻尼垫时，中央基座与支架的振动幅度随操作频率变化的示意图。
图3为本发明驱动装置的实施例的立体示意图。
图4A-C为本发明实施例中的振动吸收器及中央基座随电动机驱动装置的频率变化的示意图。
如图3所示，其为本发明的一较佳实施例的示意图，其中，一驱动装置300，包括支架302，振动吸收器304，数个第一振动转移阻尼器308，中央基座306，以及数个第二振动转移阻尼器310。其中，第一振动转移阻尼器308可由数个橡皮垫或数个弹簧构成，且驱动装置300包括一数据读取头及一电动机驱动装置(在图中并未显示)。一般情况下，数据读取头与电动机驱动装置都设置于中央基座306上，且一夹盘(clamp)与电动机配合，以支撑并固定数据储存盘(在图中并未显示)。则当电动机运转时，数据存储盘亦随着旋转，同时，该数据读取头移至该数据存储盘上，进行读取(或写入)。由于自数据存储盘上读取(或写入)数据的操作，为现有技术中所熟悉的过程，在此不再赘述。
中央基座306最好使用塑料支架，以支撑该数据存储盘及电动机驱动装置。且中央基座306与振动吸收器304，藉由数个第二振动转移阻尼器310发生耦合。一般而言，数个第二振动转移阻尼器310包括四个橡皮垫，且所使用的材料的共振频率应低于电动机驱动装置的频率，同理，该数个第二振动转移阻尼器310亦可以弹簧构成。
振动吸收器304最好是使用比中央基座306重的金属材料制作，由电动机驱动装置与数据存储盘运转时所产生的振动，会经由第二振动转移阻尼器310而传递至振动吸收器304，其中部份振动将被数个第二振动转移阻尼器310所阻尼。
此外，振动吸收器304与支架302，藉由数个第一振动转移阻尼器308而发生耦合。一般而言，该数个第一振动转移阻尼器308包括四个橡皮垫，且所使用材料的共振频率应高于电动机驱动装置的频率。
如图4A所示，其为当电动机驱动装置的操作频率为6000rpm时，支架302的振动幅度与电动机驱动装置的运转频率关系示意图。其中垂直座标为1时，代表其振幅和中央基座独自操作，没有接振动吸收器时的振幅一样。藉着使用振动吸收器及振动转移阻尼组合(vibration transfer-damper assembly)，支架302的振动幅度将可降低至中央基座独自振幅的10％以下。须注意的是，操作频率为6000rpm只是其中的一个例子，实际上对于其他的操作频率来说，其振动幅度皆可藉由此法降低。
如图4B所示，其为振动吸收器304的振幅与电动机驱动装置的运转频率关系示意图。同样，其中垂直座标为1时，代表其振幅和中央基座独自操作，没有接振动吸收器时的振幅一样。而振动吸收器304的振幅在操作频率为6000rpm时，几乎是中央基座独自振幅的两倍。中央基座306的振动则可转移至振动吸收器304。
如图4C所示，其为中央基座306的振幅与电动机驱动装置的运转频率关系示意图，其中垂直座标为1时，代表其振幅和中央基座独自操作，没有接振动吸收器时的振幅一样。藉着使用振动吸收器及振动转移阻尼器的组合，中央基座306的振幅在操作频率为6000rpm时，几乎减少至40％以下。
表1为使用本发明的CD-ROM驱动装置(例如由宏基公司(AcerIncorporated)所制造的Aopen CD-932E)其中央基座所产生的振动，与其他CD-ROM驱动装置(例如TEAC CD-532E以及NEC CDR-1900A)其中央基座振动的分析与比较。对于在Z轴方向的振动强度而言，该Aopen CD-932E在6900rpm及8000rpm时，分别为0.472m/s2及0.622m/s2。而相对地，在6900rpm时，TEAC CD-532E的振动强度为0.911m/s2且NEC CDR-1900A的振动强度为2.220m/s2。其中，Z轴方向即对应于数据存储盘的垂直方向，则藉降低Z轴方向的振动，将可使位于数据读取头及数据存储盘之间的距离保持定值而使读取数据更加的精确与容易。另外，藉使用本发明，该Aopen CD-932E将可以8000rpm的速度进行操作，并进而获得将近34倍声音CD的数据传输速率。相对地，基他盘片驱动装置的数据传输速率大约只有音乐CD(音乐光盘片)的31倍。
表1
>*经由CD-Certify Pro测试(12/3/1997)本发明虽以一较佳实例阐明如上，但其作用并非用以限定本发明构思。例如位于振动吸收器与中央基座间的振动转移阻尼器的材料皆可加以变换，且中央基座，振动吸收器及支架的材料与重量皆可根据实际需要考虑而作调整。
权利要求
1.一种数据存储盘的高速驱动与读取装置，包括一支架；一振动吸收器；至少二个第一振动转移阻尼器，与支架及振动吸收器耦合，用以抑制并转移振动；一中央基座，用以支撑一电动机驱动装置及数据存储盘；其特征在于，还包括至少二个第二振动转移阻尼器，与中央基座及振动吸收器耦合，用以抑制并转移中央基座的振动至振动吸收器。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述第一振动转移阻尼器是由橡皮垫构成。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述第一振动转移阻尼器是由弹簧构成。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述第一振动转移换阻尼器总体阻尼系数远大于所述第二振动转移阻尼器的总体阻尼系数。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述驱动装置为一光盘驱动装置，且数据存储盘为一光盘。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述驱动装置为一磁盘驱动装置，且数据存储盘为一磁盘。
7.根据要求权利1所述的装置，其特征在于所述驱动装置为一磁光驱动装置，数据存储盘为一磁光数据存储盘。
8.根据要求权利1所述的装置，其特征在于更包括一数据读取头，用以自数据存储盘读取数据。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于更包括一数据写入头，用以将数据写入数据存储盘。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述振动吸收器包括至少二个散热用的扇叶。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述扇叶由于空气阻力而产生抑制作用。
12.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，更包括一激光信号读取头，与所述中央基座可移动式地耦合，用以自所述数据存储盘读取数据。
13.一种盘片驱动装置，用以写入数据至一数据存储盘，该盘片驱动装置包括一支架；一振动吸收器；数个第一振动转移阻尼器，与所述支架及振动吸收器耦合，用以抑制并转移振动；一中央基座，用以支撑数据读取头及电动机；至少二个第一振动转移阻尼器，与中央基座及振动吸收器耦合，用以抑制并转移中央基座的振动至振动吸收器；其中中央基座的振动转移至振动吸收器，由此降低中央基座与支架的振动，中央基座的振动是由数据存储盘旋转所导致，数据存储盘的旋转是由电动机驱动装置所驱动。
14.一数据处理系统，用以处理储存于一数据存储盘中的数据，其包括一数据读取头，用以自数据存储盘读取数据；一电动机，用以驱动数据存储盘旋转；一中央基座，用以支撑数据读取头及电动机；一支架；一振动吸收器，用以吸收中央基座的振动；至少二个第一振动转移阻尼器，与中央基座及振动吸收器耦合，用以抑制并转移中央基座的振动至振动吸收器；其特征在于，还包括至少二个第二振动转移阻尼器，与支架及振动吸收器耦合，用以抑制振动吸收器的振动；一微处理器，经由一数据总线与数据读取头耦合，用以处理藉由数据读取头所读取的数据；中央基座的振动转移至振动吸收器，由此降低中央基座的振动，且中央基座的振动是由于数据存储盘旋转所导致。
15.根据权利要求14所述的数据处理系统，其特征在于，所述振动吸收器的质量及第一与第二振动转移阻尼器的阻尼系数的设计，应使得振动吸收器的振动强度大于所述中央基座的振动强度。
16.一种数据读取系统，用以自一数据存储盘读取数据，其包括数据读取装置，用以自数据存储盘读取数据；一电动机，用以驱动数据存储盘旋转；支撑装置，用以支撑电动机及数据读取装置；振动吸收装置；第一振动转移阻尼装置，耦合于支撑装置与振动吸收装置之间，用以抑制并转移支撑装置的振动至振动吸收装置；支架装置，用以支持支撑装置及振动吸收装置；至少二个第二振动转移阻尼装置，耦合于支架装置与振动吸收装置之间，用以抑制并转移该支架装置的振动至振动吸收装置；其中支撑装置的振动转移至振动吸收装置，由此降低支撑装置的振动。
17.根据权利要求16所述的数据读取系统，其特征在于，所述数据读取装置为一光学读取头且数据存储盘为一光学数据存储盘。
18.根据权利要求16所述的数据读取系统，其特征在于，所述数据读取装置为一磁性读取磁头且所述数据存储盘为一磁性数据存储盘。
19.根据权利要求16所述的数据读取系统，其特征在于，所述数据读取装置为一磁光读取头。
20.根据权利要求16所述的数据读取系统，其特征在于，所述第一振动转移阻尼装置的总体阻尼系数远大于所述第二振动转移阻尼装置的总体阻尼系数。
全文摘要
一种数据存储盘的高速驱动与读取装置,包括:一支架;一振动吸收器;至少二个第一及第二振动转移阻尼器,与支架及振动吸收器耦合,用以抑制并转移振动;一中央基座,用以支撑一电动机驱动装置及数据存储盘;第二振动转移阻尼器与中央基座及振动吸收器耦合,用以抑制并转移中央基座的振动至振动吸收器;第一振动转移阻尼器是由橡皮垫或弹簧构成;第一振动转移阻尼器总体阻尼系数远大于第二振动转移阻尼器的总体阻尼系数。
文档编号G11B19/20GK1224896SQ9810224
公开日1999年8月4日 申请日期1998年6月9日 优先权日1998年1月27日
发明者高铭熙, 余振贤, 李宗翰 申请人:宏碁电脑股份有限公司