Патент на изобретение №2183359

(54) ЗАГРУЗОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ ВВЕДЕНИЯ И ВЫВЕДЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ДИСКА В/ИЗ УСТРОЙСТВА ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к загрузочному механизму для введения и выведения информационного диска из устройства информационной технологии. Для кромки диска предусмотрены первая и вторая направляющие с канавками. Вторая направляющая содержит транспортное колесо для загрузки и разгрузки информационного диска. Первая направляющая и вторая направляющая поддерживаются с возможностью их перемещения. Их канавки имеют прижимные поверхности, которые наклонены относительно плоскости загрузки, причем внутренняя высота каждой канавки меньше толщины информационного диска, чтобы в процессе загрузки внешняя кромка информационного диска не контактировала с внутренними поверхностями канавок, а между поверхностью информационного диска и прижимными поверхностями обеспечивалось фрикционное зацепление. Такое выполнение загрузочного механизма позволяет изготовить его с минимальными размерами и обеспечивает возможность введения и выведения информационного диска без касания его информационной поверхности, что снижает интенсивность износа информационных дисков. 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к загрузочному механизму для введения и выведения информационного диска в/из устройства информационной технологии, причем для кромки диска предусмотрены первая направляющая и вторая направляющая, каждая из которых имеет канавку, а вторая направляющая содержит транспортное колесо с возможностью приведения его во вращательное движение, которое вводит информационный диск в и выводит его же из устройства с целью загрузки и разгрузки.

Подобный загрузочный механизм известен из патента США 5163040. В этом известном загрузочном механизме информационный диск направляется на одной своей стороне жестким изогнутым и снабженным канавкой первым направляющим элементом в качестве первого направляющего, а на другой своей стороне направляется транспортным колесом с канавкой в качестве второго направляющего. Чтобы ввести информационный диск в устройство, он вручную вставляется в загрузочную прорезь устройства и вводится в зацепление с канавками первого направляющего и транспортного колеса. В процессе загрузки транспортное колесо приводится в действие электромотором и информационный диск устанавливается в устройстве между транспортным колесом и первым направляющим вдоль изогнутой траектории загрузки в устройстве. Каждая из канавок первого направляющего и транспортного колеса выполнена V-образной формы.

Однако конструкция подобного типа имеет ряд недостатков. Из-за использования первого изогнутого направляющего информационный диск можно вводить в устройство только вдоль изогнутой траектории загрузки и с помощью первого направляющего, однако исключается возможность введения вдоль прямой траектории. По сравнению с прямолинейной траекторией введения информационного диска это предусматривает обязательное использование более широкого загрузочного механизма, а следовательно, и устройства. В частности, при автоматических применениях это является довольно серьезным недостатком по причине ограниченности имеющегося пространства в помещении для установки такого устройства.

Как правило, информационные диски имеют центральное позиционное отверстие. Чтобы избежать повреждения поверхности диска, пользователь должен касаться информационного диска только на кромочной части позиционного отверстия и по периферии информационного диска.

По уже известному устройству центр информационного диска должен устанавливаться вручную по меньшей мере в точке расположения центра транспортного колеса в позиции, которую ниже будем называть промежуточной позицией, и только после этого загрузочный механизм выполняет операцию автоматического вставления информационного диска. В этой промежуточной позиции позиционное отверстие больше уже не располагается вне передней части корпуса, а пользователь не может удержать информационный диск желаемым образом на кромке позиционного отверстия и на периферии информационного диска. В результате этого пользователь вынужден касаться поверхности информационного диска, чтобы установить информационный диск в промежуточной позиции. Это приводит к более интенсивному износу информационных дисков.

В основу настоящего изобретения положена задача создания загрузочного механизма типа, описанного в введении, который имеет минимальные размеры и который дает возможность вводить и выводить информационный диск без касания поверхности диска.

Согласно изобретению задача решается за счет того, что первая направляющая и вторая направляющая поддерживаются таким образом, чтобы они могли перемещаться, что канавка первой направляющей и канавка второй направляющей имеют прижимные поверхности, которые наклонены относительно плоскости загрузки, что канавка первой и канавка второй направляющих имеют внутреннюю поверхность, простирающиеся по существу перпендикулярно плоскости загрузки, и что соответствующая внутренняя высота канавки выбрана с таким расчетом, чтобы она была меньше толщины информационного диска, а следовательно, в процессе загрузки внешняя кромка 2d информационного диска не будет контактировать с внутренними поверхностями канавок.

Способность к перемещению первой направляющей и второй направляющей дает возможность этим направляющим перемещаться в соответствии с контуром информационного диска и тем самым направлять кромку диска информационного диска гибким образом. Это также дает возможность нагружать информационный диск по существу вдоль произвольно определяемых траекторий загрузки. С помощью этого загрузочного механизма в устройстве можно будет также устанавливать информационные диски, не имеющие круглой дисковой кромки (а имеющие, например, овальные или другие дисковые кромки). Чтобы добиться подвижности первой направляющей и второй направляющей, существует широкое разнообразие конструктивных решений. Например, первая направляющая и вторая направляющая могут направляться по направляющим прорезям, а могут быть вынуждены под воздействием силы пружины или иных исполнительных механизмов застревать напротив дисковой кромки информационного диска в этих же направляющих прорезях. Более того, первая направляющая и вторая направляющая могут располагаться на поворотных рычагах, которые удерживаются на одном конце.

Канавки первой и второй направляющих выполнены по существу U-образной формы, а по меньшей мере один лимб будет наклонен относительно плоскости загрузки, а следовательно, имеет по меньшей мере одну наклоненную прижимную поверхность для информационного диска. Плоскость загрузки определяется как плоскость, в которой информационный диск вводится в устройство с помощью первой и второй направляющих. В процессе загрузки первая и вторая направляющие прижимаются к кромке информационного диска. Усилие, которое прикладывается на поверхность информационного диска наклонными прижимными поверхностями, затем направляется перпендикулярно плоскости загрузки. Внутренняя высота канавки, т.е. высота канавки на внутренней периферийной поверхности канавки, выбрана с таким расчетом, чтобы она была меньше толщины информационного диска. Если загрузочный механизм предназначается для использования для введения или выведения информационных дисков различной толщины в/из устройств информационной технологии, то внутренняя высота канавки выбирается с таким расчетом, чтобы она была меньше толщины самого тонкого информационного диска. Благодаря этому достигается ситуация, когда в процессе загрузки внешняя кромка информационного диска не будет касаться внутренних кромок канавок. Информационный диск находится в точечном контакте с канавками только в точке расположения наклонных прижимных поверхностей.

По сравнению с канавкой V-образной формы канавка по существу U-образной формы имеет то преимущество, что угол наклона прижимных поверхностей может быть значительно меньше. Это дает то преимущество, что в данном случае значительно повышается усилие, прикладываемое на поверхность информационного диска в точке расположения прижимных поверхностей в направлении, перпендикулярном плоскости загрузки. Более того, U-образная канавка может иметь значительно меньшую глубину в направлении загрузочной плоскости для информационных дисков одинаковой толщины.

Еще одним преимуществом варианта по изобретению является то, что как канавка первой направляющей, так и канавка второй направляющей имеет прижимные поверхности, которые наклонены относительно плоскости загрузки на верхней стороне и на нижней стороне канавки.

При использовании канавки этой формы появляется возможность приложить силу, направленную перпендикулярно плоскости загрузки, на поверхность информационного диска как сверху с помощью прижимной поверхности на верхней стороне, так и снизу с помощью прижимной поверхности на нижней стороне.

Еще одно преимущество варианта по изобретению характеризуется тем, что информационный диск фиксируется и зажимается в канавках первого направляющего и второго направляющего.

Загрузочный механизм согласно изобретению дает возможность реализовать подобное зажимающее действие вполне удовлетворительным образом благодаря именно наличию канавки по существу U-образной формы. Поскольку для прижимных поверхностей можно будет выбрать очень небольшой угол наклона, то сила, которую можно прикладывать на поверхность информационного диска в точке расположения прижимных поверхностей в направлении, перпендикулярном плоскости загрузки, будет очень большой, а следовательно, можно добиться эффективного зажимающего действия.

Еще одним преимуществом варианта по изобретению является то, что в позиции выброса информационный диск выжимается в канавках первой направляющей и второй направляющей таким образом, чтобы пользователь прикладывал минимальное усилие в 0,7 Н, для удаления информационного диска рукой из канавок.

В позиции выброса первая направляющая и вторая направляющая надавливают на поверхность информационного диска своими прижимными поверхностями и прочно удерживают диск, исключая тем самым возможность несакционированного выброса информационного диска из устройства. Чтобы удалить информационный диск из устройства, пользователь должен вынуть информационный диск из канавок первой и второй направляющих с минимальным усилием в 0,7 Н. Подобное минимальное усилие особенно полезно в том случае, когда загрузочный механизм используется в устройстве информационной технологии в автомобилях. Подобное минимальное усилие также гарантирует, что информационный диск не будет выпадать из устройства даже в случае ударов при езде на плохой дороге.

Еще одно преимущество варианта по изобретению характеризуется тем, что первая направляющая содержит опорный сегмент. По этому предпочтительному варианту изобретения углы наклона прижимных поверхностей первой направляющей лежат в диапазоне между 4 и 8^o, а углы наклона прижимных поверхностей второй направляющей лежат в диапазоне между 3 и 7^o.

Уже доказано, что выбор именно таких углов наклона для прижимных поверхностей является очень удачным. Если угол наклона прижимных поверхностей будет больше 7 и 8^o соответственно, то в этом случае обычная сила, которая может быть приложена на поверхность информационного диска в точке расположения прижимных поверхностей, будет очень небольшой. Если же угол наклона выбирается меньше 3 и 4^o соответственно, тогда загрузочный механизм становится очень чувствительным к допускам толщины информационного диска для какой-то конкретной радиальной глубины канавки.

Является предпочтительным выбирать угол наклона прижимных поверхностей опорного сегмента с таким расчетом, чтобы он был больше угла наклона прижимных поверхностей транспортного колеса по той простой причине, что транспортное колесо выполняет активную роль в обеспечении движения информационного диска, тогда как опорный сегмент выполняет роль пассивной опоры.

Еще одно преимущество варианта по изобретению характеризуется тем, что первая направляющая содержит транспортное колесо с возможностью приведения его во вращательное движение.

Если как первая направляющая, так и вторая направляющая содержат транспортное колесо с возможностью приведения его во вращательное движение, тогда появляется возможность вводить и выводить информационный диск в и из устройства без вращения самого информационного диска. Если геометрические размеры канавки транспортного колеса первой направляющей и канавки транспортного колеса второй направляющей будут точно одинаковыми, тогда информационный диск будет перемещаться в и выходит из устройства без самовращения, когда транспортное колесо первой направляющей и транспортное колесо второй направляющей вращаются в противоположных направлениях и с одинаковой скоростью вращения.

Еще одно преимущество варианта по изобретению характеризуется тем, что модуль упругости поверхностей прижимных поверхностей будет больше модуля упругости самого информационного диска, что поверхности прижимных поверхностей имеют такую шероховатость, а информационный диск прижимается к прижимным поверхностям с такой силой, что в процессе загрузки между поверхностью информационного диска и прижимными поверхностями будет возникать фрикционное зацепление.

По предпочтительному варианту изобретения поверхность имеет какую-то конкретную шероховатость. Поскольку модуль упругости поверхности будет больше модуля упругости информационного диска, то поверхность информационного диска будет частично зацепляться с шероховатыми прижимными поверхностями, в результате чего между поверхностью информационного диска и прижимными поверхностями образуется фрикционное зацепление.

Еще одно преимущество варианта по изобретению характеризуется тем, что основным исходным материалом изготовления транспортного колеса является сталь, а сама сталь покрывается слоем карбида хрома по меньшей мере в точке расположения прижимных поверхностей.

Базовый профиль транспортного колеса можно, например, вытачивать из стали. Такое вытаченное из стали транспортное колесо снабжено слоем карбида хрома в точке расположения каждой прижимной поверхности. Карбид хрома имеет очень высокую твердость, которая в случае соответствующей композиции может достигать значений свыше 800D PN (число твердости по Виккерсу). Модуль упругости карбида хрома будет очень высоким и легко достигает значений свыше 300 ГПа. Более того, карбид хрома обладает очень хорошими адгезивными свойствами по отношению к поликарбонату, из которого по технологии изготовления компакт-дисков изготавливают также и информационные диски.

Высокая твердость слоя из карбида хрома обеспечивает очень низкую степень износа как самого слоя из карбида хрома, так и поверхности информационного диска. Благодаря хорошей адгезии между карбидом хрома в поликарбонатом происходит образование очень высоких статических фрикционных сил между поверхностью информационного диска и прижимными поверхностями из карбида хрома, в результате чего появляются возможности приложения больших тяговых и удерживающих сил в направлении плоскости загрузки. 3a счет высокого модуля эластичности слоя ив карбида хрома можно добиться частичного взаимного зацепления поверхности информационного диска с шероховатой поверхностью слоя из карбида хрома, благодаря чему образуется фрикционное зацепление.

Еще одно преимущество варианта изобретения характеризуется тем, что базовым материалом изготовления транспортного колеса является сталь, а сама сталь покрывается слоем из вольфрама-углерода-водорода по меньшей мере в точке расположения прижимных поверхностей.

Базовый профиль транспортного колеса можно, например, выточить из стали. Выточенное из стали транспортное колесо покрывается слоем вольфрам-углерод-водорода в точке расположения каждой прижимной поверхности. Сплав вольфрам-углерод-водород обладает очень высокой твердостью, которая в случае соответствующей композиции может достигать значений свыше 800 DPN. Модуль эластичности сплава вольфрам-углерод-водород будет очень высоким и легко можно добиться модуля упругости свыше 300 ГПа. Более того, сплав вольфрам-углерод-водород обладает очень хорошими адгезивными свойствами по отношению к поликарбонату, из которого по технологии изготовления компакт-дисков изготавливают также информационные диски.

Высокая твердость сплава вольфрам-углерод-водород гарантирует очень низкую степень износа как самого слоя из вольфрама-углерода-водорода, так и поверхности информационного диска. Благодаря хорошей адгезии между вольфрам-угдерод-водород и поликарбонатом между поверхностью информационного диска и прижимными поверхностями ив вольфрам-углерод-водорода возникают очень большие статические фрикционные силы, в результате чего появляется возможность приложения больших тяговых и удерживающих сил в направлении плоскости загрузки. За счет высокого модуля эластичности слоя из вольфрам-углерод-водорода достигается частичное взаимное зацепление поверхности информационного диска с шероховатой поверхностью слоя из вольфрама-углерода-водорода, благодаря чему и образуется фрикционное зацепление.

Еще одно преимущество варианта изобретения характеризуется тем, что основным исходным материалом изготовления первой направляющей является сталь, а сама сталь покрывается слоем из карбида хрома или из вольфрам-углерод-водорода по меньшей мере в точке расположения прижимных поверхностей.

Благодаря отмеченным положительным характеристикам слоя из карбида хрома или вольфрама-углерода-водорода именно эти соединения используют как для первой направляющей, так и для второй направляющей.

По предпочтительному варианту изобретения максимальная шероховатость поверхности R_t прижимных поверхностей лежит в диапазоне между 2 и 15 мкм, а средняя арифметическая шероховатость R_а лежит в диапазоне между 0,2 и 1,5 мкм.

Если средняя арифметическая шероховатость становится больше 1,5 мкм, тогда шероховатость поверхности распределяется слишком неравномерно, а сила, прикладываемая на поверхность информационного диска с помощью прижимных поверхностей, подвергается вокальным колебаниям. Это может привести к неравномерной установке информационного диска, в частности, к возникновению прерывистого движения диска. Если же максимальная шероховатость поверхности R_t прижимных поверхностей превышает 15 мкм, то это вызывает слишком большой износ поверхности информационного диска и поверхностное покрытие информационного диска будет истираться. Если максимальная поверхностная шероховатость R_t прижимных поверхностей будет меньше 2 мкм, тогда статическое трение между прижимными поверхностями и поверхностью информационного диска становится очень небольшим, в результате чего сила, которая может быть приложена на информационный диск в плоскости загрузки, может также оказаться слишком небольшой.

Является предпочтительным образовывать слой карбида хрома или вольфрам-углерод-водорода в процессе вакуумного напыления. Процесс вакуумного напыления имеет то преимущество, что карбид хрома или вольфрам-углерод-водород сами адаптируются к поверхностной структуре стали. Если в точке расположения прижимных поверхностей стали уже придана желаемая поверхностная шероховатость, тогда эта поверхностная шероховатость будет сохраняться и после вакуумного напыления слоя карбида хрома или слоя вольфрам-углерод-водорода. В качестве процесса вакуумного напыления слоя карбида хрома наиболее приемлемым будет процесс CVD (химическое осаждение из паровой фазы), а в качестве процесса вакуумного напыления слоя вольфрам-углерод-водорода наиболее приемлемым будет процесс PVD (конденсация из паровой фазы).

Загрузочный механизм согласно изобретению можно использовать в магнитофонах, в устройствах информационной технологии, включающих в себя магнитофон, или в автомобильных радиоприемниках, включающих в себя магнитофон.

Ниже в качестве примера более детально опишем некоторые варианты настоящего изобретения со ссылками на чертежи.

Фиг.1 изображает вид в плане первого варианта загрузочного механизма для введения и выведения информационного диска в/из устройства информационной технологии, при этом загрузочный механизм содержит снабженный канавкой опорный сегмент в качестве первой направляющей и снабженное канавкой транспортное колесо в качестве второй направляющей для кромок информационного диска; загрузочный механизм показан в позиции выброса, когда информационный диск зажат в канавках и удерживается стабильным образом направляющими, что дает возможность удалить диск руками пользователя.

Фиг.2 изображает показанный на фиг.1 загрузочный механизм в промежуточной позиции, когда пользователь уже вставил информационный диск вплоть до точки, от которой загрузочный механизм начинает автоматическую загрузку информационного диска.

Фиг. 3 изображает показанный на фиг.1 загрузочный механизм в позиции введения, когда информационный диск полностью находится в первом направлении загрузки.

Фиг.4 изображает разрез транспортного колеса второй направляющей, причем основным материалом изготовления транспортного колеса будет сталь.

Фиг.5 изображает разрез транспортного колеса второй направляющей, причем основным материалом изготовления транспортного колеса будет сталь, а сама сталь покрывается слоем карбида хрома в точке расположения канавки.

Фиг. 6 изображает опорный сегмент первой направляющей, причем базовый исходный материал изготовления опорного сегмента является сталь, а сама сталь покрыта слоем карбида хрома в точке расположения канавки.

Фиг. 7 изображает взаимодействие опорного сегмента первой направляющей и транспортного колеса второй направляющей с информационным диском в процессе загрузки, причем информационный диск зажат в канавках транспортного колеса, но опорный сегмент не находится в контакте с внутренними сторонами канавок.

Фиг. 8 изображает вид в плане второго варианта загрузочного механизма, причем как первая направляющая, так и вторая направляющая содержат снабженное канавкой транспортное колесо, а сам загрузочный механизм находится в позиции выброса, в которой информационный диск зажат в канавках и удерживается стабильным образом направляющими, что дает возможность пользователю руками удалить информационный диск.

На фиг.1 изображен первый вариант загрузочного механизма по изобретению в позиции выброса. Загрузочный механизм расположен в корпусе 1. Загрузочный механизм выполняет функцию продвижения информационного диска 2 в корпус 1 вдоль линейной траектории загрузки 4 в первом загрузочном направлении 5 и для продвижения информационного диска 2 вдоль линейной загрузочной траектории 4 в направлении, противоположном первому загрузочному направлению 5. Информационный диск 2 имеет круглую кромку 2а, а также круглое позиционное отверстие 3 с кромкой 3а. Корпус 1 имеет переднюю стенку 6а, заднюю стенку 6b, боковые стенки 6с и 6d, а также нижнюю пластинку 6е и крышку корпуса 6f. Поворотный шпиндель 8 установлен на нижней пластинке 6е в непосредственной близости от боковой стенки 6с, причем вокруг упомянутого шпинделя может вращаться первый поворотный рычаг 7. Шпиндель 10 установлен на нижней пластинке 6е в непосредственной близости от боковой стенки 6d, вокруг которой может вращаться второй поворотный рычаг 9. Первый поворотный рычаг 7 имеет ось поворота рычага 11 и опорный сегмент 12, снабженный канавкой 13 в качестве первой направляющей. Второй поворотный рычаг 9 имеет ось поворота рычага 14. Транспортное колесо 16 установлено на втором поворотном рычаге 9 так, чтобы оно могло вращаться вокруг шпинделя 17. Транспортное колесо 16 имеет канавку 18. Мотор 19, чей вал 19а снабжен шнеком 20, установлен на нижней пластинке 6е корпуса 1. Мотор 19 может вращаться в двух направлениях. Зубчатое колесо 21 может приводиться в движение шнеком 20; зубчатое колесо установлено с возможностью вращения на шпинделе 21а, который поддерживается нижней пластинкой 6е. Зубчатое колесо 21 находится в зацеплении с зубчатым колесом 22, которое установлено с возможностью вращения на шпинделе 10 второго поворотного рычага 9. Второе зубчатое колесо 22 находится в зацеплении с третьим зубчатым колесом 23, которое установлено с возможностью вращения на шпинделе 23а на втором поворотном рычаге 9. Третье зубчатое колесо 23 зацепляется с зубчатым кольцом 24 на транспортном колесе 16. Следовательно, транспортное колесо 16 может вращаться в двух направлениях с помощью мотора 19, вала мотора 19а, червячного колеса (шнека) 20, первого зубчатого колеса 21, второго зубчатого колеса 22 и третьего зубчатого колеса 23.

Т-образная соединительная тяга 26 имеет первую канавку соединительной тяги 27, которая простирается перпендикулярно первому направлению загрузки 5, вторую канавку соединительной тяги 28, которая простирается перпендикулярно первому направлению загрузки 5, первый штифт соединительной тяги 29 и второй штифт соединительной тяги 30. Первый штифт соединительной тяги 29 и второй штифт соединительной тяги 30 входят в зацепление с канавкой на крышке корпуса 31, образованной в крышке корпуса 6f и простирающейся в первом загрузочном направлении 5. Ось поворота рычага 11 первого поворотного рычага 7 входит в зацепление с первой канавкой соединительной тяги 27, а ось поворота рычага 14 второго поворотного рычага 9 входит в зацепление с второй канавкой соединительной тяги 28.

Первый поворотный рычаг 7 натягивается в направлении, указанном стрелкой 32, и вокруг поворотного шпинделя 8 за счет действия пружины (не показана). Второй поворотный рычаг натягивается в направлении, указанном стрелкой 33, и вокруг поворотного шпинделя 10 за счет действия пружины (не показана). Возможно также натяжение только одного из двух поворотных рычагов.

На задней стенке 6b корпуса 1 расположены два упора 34 и 35.

На боковой стенке 6с корпуса 1 расположена вспомогательная направляющая 36. Эта вспомогательная направляющая 36 имеет нижнюю опорную поверхность 36а, которая простирается в плоскости загрузки 25, и верхнюю направляющую поверхность 36b, которая простирается в плоскости загрузки 25. Плоскость загрузки является плоскостью, в которой информационный диск 2 перемещается в устройство в первом загрузочном направлении 1 и на фиг.1 эта плоскость определена координатными осями Х-У. Верхняя направляющая поверхность 36b будет длиннее нижней опорной поверхности 36а в первом загрузочном направлении 5.

В показанной на фиг.1 позиции выброса пользователь рукой вводит информационный диск 2 в зацепление с канавкой 13 опорного сегмента 12 и с канавкой 18 транспортного колеса 16. Для этого пользователь удерживает информационный диск 2 за кромку 2а диска 2 и с помощью кромки 3а позиционного отверстия 3. Удерживаемый таким образом информационный диск 2 отходит от показанной на фиг.1 позиции выброса и занимает показанную на фиг.2 промежуточную позицию. В процессе движения от показанной на фиг.1 позиции выброса до показанной на фиг. 2 промежуточной позиции первый поворотный рычаг 7 будет поворачиваться вокруг шпинделя 8, а второй поворотный рычаг 9 будет поворачиваться вокруг шпинделя 10. Необходимое для этого усилие обеспечивает сам пользователь. После этого информационный диск 2 направляется вбок канавкой 13 опорного сегмента 12 на одной стороне и канавкой 18 транспортного колеса 16 на другой стороне. Пользователь не касается поверхности информационного диска 2.

В показанной на фиг.2 промежуточной позиции загрузочного механизма информационный диск 2 выступает из передней части 6а корпуса 1 загрузочного механизма примерно на 2/3 своего диаметра. Как ясно из фиг.2, на передней стенке 6а корпуса 1 можно установить панель управления 38. В качестве панели управления 38 может выступать, например, панель управления для автомобильного радиоприемника, которая включает в себя устройство для записи и/или воспроизведения информации на/с информационного диска 2. Позиционное отверстие 3 информационного диска 2 выступает от передней боковой стороны 38а панели управления 38. Следовательно, пользователь может также удерживать информационный диск 2 с помощью кромки За позиционного отверстия 3 и с помощью кромки 2а информационного диска 2 в этой промежуточной позиции.

После того, как пользователь рукой уже вставил информационный диск 2 в корпус 1 до промежуточной позиции, происходит включение электромотора 19 с помощью переключателя (не показан), а загрузочный механизм автоматически заканчивает процедуру загрузки.

Переключатель может быть представлен, например, механическим переключателем или оптическим переключателем (барьер для света). Электромотор можно также выпускать в работу и на более ранней стадии.

Теперь электромотор 19 начинает вращаться, чтобы обеспечить вращение транспортного колеса 16 по часовой стрелке, причем в этом участвуют вал электромотора 19а, шнек 20, первое зубчатое колесо 21, второе зубчатое колесо 22 и третье зубчатое колесо 23. Транспортное колесо 16, которое вращается по часовой стрелке, прикладывает на кромку 2а информационного диска 2 тангенциальную силу, в результате чего информационный диск 2, который удерживается между опорным сегментом 21 и транспортным колесом 16, будет автоматически вкатываться в корпус 1 вдоль прямой загрузочной траектории 4. После этого первый поворотный рычаг 7 вращается вокруг шпинделя 8, а второй поворотный рычаг 9 – вокруг шпинделя 10.

На фиг.3 загрузочный механизм показан в позиции “вкатывания” (roll-in), в которой информационный диск 2 уже продвинулся вплоть до упоров 34 и 35 в первом загрузочном направлении 5. Поворотные рычаги 7 и 9 уже отошли от кромки диска 2а с помощью транспортного колеса 16, а опорный сегмент 12 и нижняя опорная поверхность 36а вспомогательной направляющей 36 больше не воздействуют на информационный диск 2, чтобы с помощью опускающего механизма (не показан) можно было опустить информационный диск вместе с его позиционным отверстием 3 на зажимное устройство 40 поворотного стола 41 (фиг.3) в позицию воспроизведения (не показана). В этой позиции воспроизведения информационный диск 2 может вращаться с помощью поворотного стола 41, который может приводиться в движение с помощью привода (не показан), и можно будет воспроизводить хранимую на информационном диске информацию, например музыкальную информацию.

Теперь более подробно остановимся на переходе от показанной на фиг.2 промежуточной позиции к показанной на фиг.3 позиции вкатывания.

Транспортное колесо 16, которое вращается по часовой стрелке, прилагает на кромку 2а информационного диска 2 тангенциальную силу, в результате чего информационный диск 2, который удерживается между опорным сегментом 12 и транспортным колесом 16, вкатывается в корпус 1 вдоль прямолинейной траектории загрузки 4 в первом загрузочном направлении 5. В процессе движения от промежуточной позиции в позицию воспроизведения кромка 2а информационного диска 2 частично направляется вспомогательной направляющей 36, которая в качестве третьей направляющей и в дополнении к опорному сегменту 12, образующему первую направляющую, и транспортному колесу 16, образующему вторую направляющую, гарантирует более надежное направление движения информационного диска. В первой части 42 вспомогательной направляющей 36, показанной на фиг. 2 и 3, кромка информационного диска 2 направляется как нижней опорной поверхностью 36а вспомогательной направляющей 36, так и верхней направляющей поверхностью 36b вспомогательной направляющей 36. Во второй части 43 вспомогательной направляющей 36 информационный диск направляется только верхней направляющей поверхностью 36b вспомогательной направляющей 36. В процессе движения информационного диска 2 в первом загрузочном направлении 5 достигается “вкатывание” вдоль прямой загрузочной траектории 4, при этом первый штифт соединительной тяги 29 и второй штифт соединительной тяги 30 направляются в первом загрузочном направлении 5 по образованной в крышке корпуса канавке 31.

Процесс загрузки в первом загрузочном направлении 5 заканчивается в тот момент, когда информационный диск 2 приходит в непосредственный контакт с упорами 34 и 35 на задней стенке 6b корпуса 1. После продвижения информационного диска 2 непосредственно до упоров 34 и 35 в первом загрузочном направлении 5 приводится в действие приводной механизм (не показан) способом (не показан), в соответствии с которым механизм воздействует на первый поворотный рычаг 7 таким образом, чтобы этот рычаг поворачивался по часовой стрелке вокруг поворотного шпинделя 8, и на второй поворотный рычаг 9 таким образом, чтобы этот рычаг поворачивался против часовой стрелки вокруг шпинделя 10. В результате этого канавка 18 транспортного колеса 16 и канавка 13 опорного сегмента 12 выходят из зацепления с кромкой 2а информационного диска 2. В этой позиции информационный диск 2 уже больше не направляется нижней опорной поверхностью 36a вспомогательной направляющей 36. Это дает возможность информационному диску 2 опуститься на зажимное устройство 40 поворотного стола 41 способом (не показан) и с помощью опускающего механизма (не показан) во второе загрузочное направление 45, перпендикулярное плоскости загрузки 25. Процесс разгрузки повторяет точно все операции, но в обратной последовательности.

На фиг.4 показан разрез первого варианта транспортного колеса 16. Транспортное колесо 16 изготовлено из стали и снабжено кольцевой канавкой 18. Кольцевая канавка 18 имеет внутреннюю кольцевую поверхность 50. На своей внутренней кольцевой поверхности 50 канавка 18 имеет внутреннюю высоту канавки 51. Кольцевая канавка 18 имеет прижимную поверхность 52 на своей верхней стороне и прижимную поверхность 53 на своей нижней стороне. Прижимная поверхность 52 имеет угол наклона 52а относительно плоскости загрузки 25, а прижимная поверхность 53 имеет угол наклона 53а относительно плоскости загрузки 25. Канавка 18 транспортного колеса 16 вместе с наклонными прижимными поверхностями 52 и 53 и внутренней кольцевой поверхностью 50 имеет по существу U-образную форму.

На фиг. 5 изображен разрез второго варианта транспортного колеса 16. Транспортное колесо 16 содержит базовый элемент 72, изготовленный из стали. Базовый профиль 55 базового элемента 72 можно выполнить из неочищенной стали, например, методом вытачивания. Стальной базовый профиль 55 базового элемента 72 покрывается слоем 56 из карбида хрома в точке расположения канавки 18. Слой карбид хрома 56 можно образовывать, например, методом осаждения из паровой фазы. Наиболее приемлемым способом осаждения из паровой фазы является способ CVD (химическое осаждение из паровой фазы). Образованный методом осаждения из паровой фазы слой карбид хрома 56 простирается параллельно базовому профилю 55. Кольцеобразная канавка 18 имеет внутреннюю кольцеобразную поверхность 57, имеющую внутреннюю высоту канавки 58. Кольцеобразная канавка 18 имеет наклонную прижимную поверхность 59 на своей верхней стороне и наклонную прижимную поверхность 60 на своей нижней стороне. Наклонная прижимная поверхность 59 имеет угол наклона 61 относительно плоскости загрузки 25, а наклонная прижимная поверхность 60 имеет угол наклона 62 относительно плоскости загрузки 25.

В качестве альтернативы образованному осаждением из паровой фазы слою карбид хрома 56 можно использовать слой из вольфрама-углерода-водорода.

На фиг.6 изображен разрез опорного сегмента 12. Опорный сегмент 12 содержит базовый элемент 73, изготовленный из стали и имеющий базовый профиль 63. Базовый профиль 63 покрывается слоем 64 из карбида хрома в точке расположения канавки 13. Кольцеобразная канавка 13 опорного сегмента 12 имеет внутреннюю кольцеобразную поверхность 65, имеющую внутреннюю высоту канавки 66. Слой карбид хрома 64 образуется способом осаждения из паровой фазы и простирается параллельно базовому профилю 63 из стали. Канавка 13 имеет наклонную прижимную поверхность 67 на своей верхней стороне и наклонную прижимную поверхность 68 на своей нижней стороне. Наклонная прижимная поверхность 67 имеет угол наклона 69 относительно плоскости загрузки 25, а наклонная прижимная поверхность 68 имеет угол наклона 70 относительно плоскости загрузки 25.

На фиг.7 схематически показано взаимодействие между транспортным колесом 16, показанным на фиг.5, опорным сегментом 12, показанным на фиг.6, и информационным диском 2. Информационный диск 2 изготовлен из поликарбоната и имеет первую поверхность диска 2b, вторую поверхность диска 2с и окружную кромку 2d. В процессе загрузки информационный диск 2 зажимается в канавке 18 транспортного колеса 16 и в канавке 13 опорного сегмента 12. Первая поверхность диска 2Ь информационного диска 2 зацепляется напротив прижимной поверхности 59 транспортного колеса 16 и напротив прижимной поверхности 67 опорного сегмента 12. Вторая поверхность диска 2с информационного диска 2 зацепляется напротив прижимной поверхности 60 транспортного колеса 16 и напротив прижимной поверхности 68 опорного сегмента 12. Благодаря наклону прижимных поверхностей 59 и 60 транспортного колеса 16 и прижимных поверхностей 67 и 68 опорного сегмента 12 поверхности 2b и 2с информационного диска 2 и прижимные поверхности 59, 67 и 60, 68 соответственно находятся по существу в точечном контакте в месте расположения кромки диска 2а. Как правило, в зоне кромки диска 2а на информационном диске вообще не хранится никакой информации. Зона информационного диска 2, в которой хранится информация, вообще не будет контачить ни с канавкой 18 транспортного колеса 16, ни с канавкой 13 опорного сегмента 12, что гарантирует сохранность информации на диске и целостность самого информационного диска. В процессе загрузки внешняя кромка 2d транспортного диска 2 не будет контачить и касаться ни внутренней кольцеобразной поверхности 57 транспортного колеса 16, ни внутренней кольцеобразной поверхности 65 опорного сегмента 12. Внутренняя высота канавки 58 транспортного колеса 16 и внутренняя высота канавки 66 опорного сегмента 12 выбираются с таким расчетом, чтобы они были меньше толщины 71 информационного диска 2.

Углы наклона 61 и 62 соответствующих прижимных поверхностей 59 и 60 транспортного колеса 16 лежат в диапазоне между 3 и 7^o. Углы наклона 69 и 70 соответствующих прижимных поверхностей 67 и 68 опорного сегмента 12 лежат в диапазоне между 4 и 8^o. Благодаря этим небольшим углам наклона на поверхности 2b и 2с информационного диска 2 могут воздействовать нормальные высокие силы, которые образуют прижимные поверхности 59, 60 и 67, 68 соответственно. Это гарантирует образование эффективного зажимающего действия.

Карбид хрома обладает очень высокой твердостью, которая может достигать значений свыше 800 DPN (число твердости по Виккерсу). Модуль упругости карбид хрома также очень высок и довольно часто превышает 300 ГПа. Высокая твердость слоя карбид хрома 56 транспортного колеса 16 и слоя карбид хрома 64 опорного сегмента 12 обеспечивают очень низкую степень износа упомянутых слоев 56 и 64, а также и самих поверхностей 2b и 2с информационного диска 2. Поскольку карбид хрома обладает очень хорошими адгезивными свойствами по отношению к поликарбонату, то между поверхностями 2b и 2с информационного диска 2 и прижимными поверхностями 59, 60 и 67, 68 соответственно могут возникать очень большие статические фрикционные силы. Модуль упругости слоев карбид хрома 56 и 64 будет значительно больше модуля упругости информационного диска 2, изготовленного из поликарбоната. В результате этого часто бывает так, что поверхности 2b и 2с информационного диска 2 частично входят во взаимное зацепление с прижимными поверхностями 59, 60 и 67, 68 соответственно с конечным образованием фрикционного зацепления между информационным диском 2 и слоями из карбид хрома 56 и 64. Максимальная поверхностная шероховатость R_t прижимных поверхностей 59, 60 и 67, 68 лежит в диапазоне между 2 и 15 мкм, а среднеарифметическая шероховатость R_а лежит в диапазоне между 0,2 и 1,5 мкм.

Благодаря наклонным прижимным поверхностям 59, 60 и 67, 68 загрузочный механизм также способен загружать информационные диски 2 различных толщин 71.

На фиг.8 изображен второй вариант загрузочного механизма в позиции выброса. Помимо конструкции первой направляющей во всем остальном второй вариант изобретения идентичен первому.

Первый поворотный рычаг 7 снабжен транспортным колесом 75 в качестве первой направляющей, установленной так, чтобы она могла вращаться вокруг шпинделя 76. Транспортное колесо 75 снабжено канавкой 77. На нижней пластинке 6е корпуса 1 установлен электромотор 78, вал которого снабжен шнеком 79. Электромотор 78 может вращаться в двух направлениях. Зубчатое колесо 80 может приводиться в действие шнеком 79; зубчатое колесо устанавливается с возможностью вращения на шпинделе 80а около нижней пластинки 6е. Зубчатое колесо 80 зацепляется с зубчатым колесом 81, которое установлено с возможностью вращения на шпинделе 8 первого поворотного рычага 7. Зубчатое колесо 81 находится в зацеплении с зубчатым колесом 82, которое установлено с возможностью вращения на шпинделе 82с на первом поворотном рычаге 7. Зубчатое колесо 82 зацепляется с зубчатым кольцом 83, расположенным на транспортном колесе 75. Следовательно, транспортное колесо 75 может вращаться в двух направлениях с помощью электромотора 78, вала электромотора 78а, шнека (червячного колеса) 79, зубчатого колеса 80, зубчатого колеса 81 и зубчатого колеса 82.

Геометрические размеры канавки 77 транспортного колеса 75 первой направляющей и канавки 18 транспортного колеса 16 второй направляющей будут абсолютно одинаковыми. Транспортное колесо 75 первой направляющей и транспортное колесо 16 второй направляющей вращаются в противоположных направлениях с одинаковой скоростью вращения, в результате чего информационный диск 2 входит в и выходит из устройства без самовращения.

Процесс загрузки от позиции выброса до промежуточной позиции и до позиции “вкатывания” происходит точно так же, как и в первом варианте изобретения.

Формула изобретения

1. Загрузочный механизм для введения и выведения информационного диска из устройства информационной технологии, причем для кромки диска предусмотрены первая направляющая и вторая направляющая, снабженные канавками, а вторая направляющая содержит транспортное колесо, выполненное с возможностью приведения его во вращательное движение и вкатывания информационного диска в устройство информационной технологии и из него, для загрузки и разгрузки соответственно, отличающийся тем, что первая направляющая и вторая направляющая поддерживаются с возможностью их перемещения, канавка первой направляющей и канавка второй направляющей, каждая, имеет прижимную поверхность, которая наклонена относительно плоскости загрузки, при этом каждая из упомянутых канавок имеет внутреннюю поверхность, простирающуюся перпендикулярно плоскости загрузки, а соответствующая внутренняя высота канавки меньше толщины информационного диска, чтобы в процессе загрузки внешняя кромка информационного диска не контактировала с внутренними поверхностями канавок.

2. Загрузочный механизм по п.1, отличающийся тем, что канавка первой направляющей и канавка второй направляющей, каждая, имеет прижимные поверхности, которые наклонены относительно плоскости загрузки на верхней стороне и на нижней стороне канавки.

3. Загрузочный механизм по п.1 или 2, отличающийся тем, что информационный диск выполнен с возможностью зажима в канавках первой направляющей и второй направляющей в процессе загрузки.

4. Загрузочный механизм по п.3, отличающийся тем, что информационный диск выполнен с возможностью зажима в канавках первой направляющей и второй направляющей в позиции выброса таким образом, чтобы пользователь имел возможность для удаления информационного диска из канавок рукой, при минимальном усилии в 0,7Н.

5. Загрузочный механизм по любому одному из пп.2-4, отличающийся тем, что углы наклона прижимных поверхностей первой направляющей лежат в диапазоне между 4 и 8^o, а углы наклона прижимных поверхностей второй направляющей лежат в диапазоне 3 и 7^o.

6. Загрузочный механизм по любому одному из пп.1-5, отличающийся тем, что первая направляющая содержит опорный сегмент.

7. Загрузочный механизм по любому одному из пп.1-5, отличающийся тем, что первая направляющая содержит транспортное колесо, выполненное с возможностью приведения его во вращательное движение.

8. Загрузочный механизм по любому одному из пп.1-7, отличающийся тем, что модуль упругости прижимных поверхностей больше модуля упругости информационного диска, а шероховатость прижимных поверхностей и сила прижима информационного диска к прижимным поверхностям выбраны такими, что в процессе загрузки между поверхностью информационного диска и прижимными поверхностями существует фрикционное зацепление.

9. Загрузочный механизм по любому одному из пп.1-8, отличающийся тем, что материалом основы транспортного колеса является сталь, а сама сталь покрыта слоем карбида хрома по крайней мере в месте расположения прижимных поверхностей.

10. Загрузочный механизм по любому одному из пп.1-8, отличающийся тем, что материалом основы транспортного колеса является сталь, а сама сталь покрыта слоем вольфрам-углерод-водорода по крайней мере в месте расположения прижимных поверхностей.

11. Загрузочный механизм по любому одному из пп.1-10, отличающийся тем, что материалом основы первой направляющей является сталь, а сама сталь покрыта слоем карбида хрома или вольфрам-углерод-водорода по крайней мере в месте расположения прижимных поверхностей.

12. Загрузочный механизм по любому одному из пп.1-11, отличающийся тем, что максимальная поверхностная шероховатость R_t прижимных поверхностей лежит в диапазоне между 2 и 15 мкм, а среднеарифметическая шероховатость R_а лежит в диапазоне между 0,2 и 1,5 мкм.

13. Загрузочный механизм по любому одному из пп.9-12, отличающийся тем, что слой карбида хрома или слой вольфрам-углерод-водорода образован методом осаждения из паровой фазы.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 01.05.2008

Извещение опубликовано: 7.07.2010 БИ: 21/2010