专利名称：一种适于制造两种尺寸光盘的冷却装置及其调节方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造光盘的装置，尤其涉及一种适于制造光学数据载体如CD、DVD盘(CD、CDR、DVD-ROM、DVD9、DVD-R/RW、DVD+R/RW和其它DVD格式)，以及其它数字光盘盘片或其它光学数据载体的不同尺寸盘片的冷却装置。
背景技术：
根据国际行业标准，CD(R)/DVD(R)类光盘的外形尺寸有两种规格，即直径为Φ120mm和Φ80mm两种。在生产这两种不同尺寸的CD(R)/DVD(R)光盘的时候，需要设计不同的生产线，或进行专门的设计，通过更换大量相关零件来生产这两种不同尺寸规格的光盘。
对于CD(R)/DVD(R)生产过程，通常，将一边有复制的信息的模具放到注塑站里时，热的熔融材料(如聚碳酸酯)被注射到该模具限定的注塑腔。熔融材料在几十吨的压力作用下形成模具上的沟槽形貌，这样就可制作出一个复制模具信息的复制体，它在后续的工序中被继续加工，直到在生产过程结束得到完成的CD(R)/DVD(R)等。盘片从注塑机注塑出来的温度通常是很高的，典型地在100℃以上，对于CDR和DVDR盘片生产来说，染料涂布和溅镀金属反射层等后续工艺都要求在常温下进行，因此，注塑出来的盘片首先要做的处理工序就是要将盘片冷却到规定的温度，通常在30℃左右。
已知常用的盘片冷却方法有垂直冷却和水平冷却两种。水平冷却就是在冷却过程中盘片呈水平放置，在盘片表面通以一定流量的冷风，从而带走热量，达到降低温度的效果。水平冷却的缺点是刚注塑出来的盘片水平放置，由于盘片温度较高，而盘片的材质一般是聚碳酸酯，所以盘片比较软，在重力的作用下会发生变形，产生翘曲，这就会影响后续工艺的正常进行，最终影响盘片的质量。垂直冷却就是在冷却过程中盘片垂直放置，其可以轴向旋转，也可以静止。垂直冷却过程中，冷却气流垂直流过盘片表面，带走热量降低温度。由于盘片垂直放置，避免了重力作用带来的盘片翘曲变形，所以现在一般采用垂直冷却方式。
已知的垂直式冷却装置采用的是螺杆渐进式垂直冷却。即利用三根平行设置的螺杆构成一个支架，螺杆具有相同的导程和螺距，盘片垂直放在螺杆上，利用螺杆的旋转来带动盘片前进。在螺杆的正上方通入经过过滤器处理的洁净冷空气。螺杆两端的支承轴承设置在固定的螺杆座中。设有专门的传动机构带动螺杆转动，使盘片前进。
螺杆渐进式垂直冷却的优点在于盘片垂直放置于螺杆上，洁净冷空气从上方垂直吹向盘片，这样，盘片的两面都能流过相同的冷空气，从而使盘片冷却均匀，减少了盘片因为温度差而带来的翘曲；在螺杆上可同时放置多张盘片同时冷却，每张盘片都可以得到足够的时间来冷却，又因为通过螺杆的旋转来带动盘片前进，这样，就既保证了盘片的充分冷却，又保证盘片旋转过程中，盘片外缘各点都能接触螺杆，避免盘片总是同一点接触螺杆带来的冷却不均匀。螺杆的转动通过专门的电机带动。
对于采用螺杆渐进式垂直冷却的光盘生产线，在Φ120mm和Φ80mm两种规格盘片生产转换的过程中，传统的方法采用把现有的螺杆座整套全部拆卸下来，包括电机、带轮、同步带，再重新安装一套适合另一种规格的螺杆座。这样，就大大浪费了人力和时间，也对生产光盘的厂商产生了一定的限制，因为只有配备两种规格的螺杆座才有可能生产两种规格的光盘。
也有采取设置四根或更多螺杆的方法，通过不同的分组来实现承载不同直径尺寸的盘片。但这样冷却装置就变得比较复杂，而且不同螺杆组承载的不同直径的盘片的中心不在相同的水平面上，相应的前段和后段工序要做相应的调整，以适应取放盘片机械手工作位置的变化。
发明内容
本发明的目的是提供一种冷却装置，其能够兼容冷却两种不同直径尺寸规格的光学数据可读载体的光盘，也就是不需要改造措施即可冷却不同直径的盘片。
本发明中的冷却装置是利用不定心轴承支承的三根螺杆构成一个支架，当盘片从注塑机中出来时，垂直地放置在由所述螺杆限定的支架上，而且在螺杆的正上方通入经过高效过滤器和离子吹风机的洁净冷空气，这样盘片在螺杆通过电机同步带的带动下旋转前进时，盘片的两面都可以得到均匀的冷却，减少了盘片因为温度差而产生的翘曲。同时，由于螺杆在电机的带动下的旋转运动，盘片外缘与螺杆滚动接触，从而盘片的外缘不会总是接触螺杆相同的位置。
当进行一种尺寸(Φ120mm)的光盘转换到生产另一种尺寸(Φ80mm)的光盘时，不需要把轴承取出来，也不需要把螺杆上的带轮取下来，只需要改变不定心轴承的几个固定螺丝的位置，更换一个同步带就可以了。利用不定心轴承在轴承槽里作一点旋转移动，使三根螺杆变换到新的位置，从而使螺杆分别支承两种直径规格的盘片，而且保证了两种直径规格的盘片的中心高度完全一致，这样对于前后工序的操作位置和其它的操作机构以及电机带轮、电机同步带等都没有改动。这样，就大大的减少了转换周期，提高了转换效率。
具体来说，本发明采用以下的技术方案一种适于制造两种尺寸光盘的冷却装置，包括二个间隔开设置的螺杆座和可旋转地连接在该二个螺杆座之间的三根螺杆，所述螺杆座固定在一基板上，所述三根螺杆相互平行地设置以共同限定一个用于容纳光盘的支架，其中，该冷却装置还包括分别设置在所述二个螺杆座上的相对应的二个第一不定心轴承、二个第二不定心轴承和二个第三不定心轴承，所述三根螺杆的两端分别支承在相应的所述第一、第二和第三不定心轴承内，所述第一和第二不定心轴承的一端固定，而另一端可在所述螺杆座上的轴承槽内从其第一位置移动到其第二位置，从而分别构成第一和第二不定心轴承的第一操作位置和第二操作位置，第三不定心轴承的两端可在所述螺杆座上的轴承槽内分别从其第一位置平行地移动到其第二位置，从而构成第三不定心轴承的第一操作位置和第二操作位置。
当所述第一、第二和第三不定心轴承分别处于其第一操作位置时，所述三根相互平行设置的螺杆共同限定一个用于容纳Φ120mm光盘的第一支架，当所述第一、第二和第三不定心轴承分别处于其第二操作位置时，所述三根螺杆共同限定一个用于容纳Φ80mm光盘的第二支架。
优选地，光盘在所述第一支架和第二支架中的中心位置是相同的。
三根螺杆通过电机被同步地驱动，从而使光盘沿着螺杆前进。
一种调节上述冷却装置以适于两种尺寸的光盘的方法，其中，当该冷却装置的第一、第二和第三不定心轴承分别处于其第一操作位置时，该冷却装置用于Φ120mm光盘，其中，调节该冷却装置以用于Φ80mm光盘的步骤包括1)把第一不定心轴承的可活动的一端从其第一位置旋转到其第二位置，并用紧固件加以固定，从而使第一不定心轴承处于其第二操作位置；2)把第二不定心轴承的可活动的一端从其第一位置旋转到其第二位置，并用紧固件加以固定，从而使第二不定心轴承处于其第二操作位置；3)把第三不定心轴承的可活动的两端分别从其第一位置向上平移到其第二位置，并用紧固件加以固定，从而使第三不定心轴承处于其第二操作位置；4)更换螺杆同步带和电机同步带，从而由电机同步地驱动三个螺杆旋转，以使容纳在由该三个螺杆限定的支架内的光盘前进，从而使光盘在冷却气流的作用下被冷却。
上述调节过程是可逆的，从而冷却装置可容易地转化应用于Φ120mm和Φ80mm两种尺寸的光盘。
图1所示为根据本发明的制造Φ120mm光盘的冷却装置的螺杆座的示意图；图2所示为根据本发明的制造Φ80mm光盘的冷却装置的螺杆座的示意图；图3(a)-3(b)是本发明的冷却装置的侧面示意图，其中图3(a)示出了用于Φ120mm光盘的冷却装置，图3(b)示出了用于Φ80mm光盘的冷却装置。
附图标示说明1第一不定心轴承1 2第二不定心轴承23第三不定心轴承3 4Φ120mm盘片5Φ80mm盘片 6螺杆同步带7螺杆座 8基板9带轮 10电机同步带11螺杆12紧固螺母13第一支架14第二支架具体实施方式
首先参见图3(a)、图(b)，从图3(a)和图3(b)中可以清楚地看到，本发明的冷却装置的左、右螺杆座部分是对称的，且结构上一样，因此在下面的描述中仅仅对左边的结构进行描述，应该理解到，下文中所述的任何结构、部件的变化等均对应地适合于右边的结构。还应该理解到，在本发明的冷却装置中，对本领域内已知的结构比如吹送冷空气的装置、驱动电机等由于其不构成本发明的创造性之处而不做详细说明。
参见图1，本发明的冷却装置包括螺杆座7、三根螺杆11、以及设置在螺杆座7上的第一不定心轴承1、第二不定心轴承2和第三不定心轴承3。三根螺杆座11的两端分别容纳在第一不定心轴承1、第二不定心轴承2和第三不定心轴承3中，从而可旋转地连接在螺杆座7上。螺杆座7通过紧固螺母12固定在基板8上。三根螺杆11相互平行地设置以共同限定一个用于容纳光盘4，5的支架13，14。三个螺杆座11通过螺杆同步带6相互连接，然后通过带轮9、电机同步带10由电机同步地驱动旋转，从而使容纳在支架内的光盘前进，同时朝向前进的光盘吹送经过高效过滤器和离子吹风机的洁净冷空气，以进行冷却。
很显然，由于结构上的对称，本发明的冷却装置应该包括两个螺杆座7、两个第一不定心轴承1、两个第二不定心轴承2和两个第三不定心轴承3。
第一不定心轴承1的一端固定地设置在螺杆座7上的位置A1处，另一端可在螺杆座7上的轴承槽内以位置A1为圆心从第一位置A2旋转移动到第二位置A3，从而构成第一不定心轴承1的第一操作位置和第二操作位置。第二不定心轴承2的一端固定地设置在螺杆座7上的位置A8处，另一端可在螺杆座7上的轴承槽内以位置A8为圆心从其第一位置A9旋转移动到第二位置A10，从而构成第二不定心轴承的第一操作位置和第二操作位置。第三不定心轴承3的一端可以从螺杆座7上的第一位置A4移动到位置第二A5，另一端可以从螺杆座7上的第一位置A6移动到第二位置A7，从而构成第三不定心轴承的第一操作位置和第二操作位置，其中，第三不定心轴承3的这种移动是平行移动的，即图1中的第一位置点A4与A6的连线平行于第二位置点A5与A7的连线。应该理解到，上述的位置A1与A8，A2与A9，A3与A10，A4与A6，A5与A7相对于螺杆座7的纵向轴线是对称的。
参见图1，当所述第一、第二和第三不定心轴承1，2，3分别处于其第一操作位置时，三根相互平行设置的螺杆11共同限定了一个用于容纳Φ120mm光盘4的第一支架13。参见图2，当所述第一、第二和第三不定心轴承分别处于其第二操作位置时，三根螺杆共同限定了一个用于容纳Φ80mm光盘5的第二支架14。在一个优选的实施例中，光盘在所述第一支架13和第二支架14中的中心位置是相同的，即光盘的中心相对于基板8的高度是相向的。当然，可选择地，其中心位置也可以不相同。在光盘在第一支架和第二支架中的中心位置相同的情况下，对于本领域的技术人员来说，通过简单的计算很容易确定出各个不定心轴承的相应第二位置A3，A10，A5，A7，这里不再描述。
本发明中的冷却装置是利用不定心轴承1、2和3支承的三根螺杆构成一个支架，当所述第一、第二和第三不定心轴承1，2，3分别处于其第一操作位置时，其构成第一支架13，用于Φ120mm盘片4。当需要用于冷却Φ80mm盘片5时，只需要使所述第一、第二和第三不定心轴承1，2，3分别处于其第二操作位置，形成第二支架14即可。进行从Φ120mm盘片4转换到Φ80mm盘片5时，不需要把轴承取出来，也不需要把螺杆上的带轮9取下来，只需要改变不定心轴承1、2、和3的几个固定螺丝的位置，把不定心轴承在轴承槽里作一点旋转移动，使三根螺杆11变换到新的位置，然后更换螺杆同步带6和电机同步带10就可以了。由于不定心轴承2和3之间由螺杆同步带6相连，因此保证了三根螺杆同步地转动。这样就可以使螺杆11从支承Φ120mm盘片转换到支承Φ80mm直径规格的盘片，而且转换前后螺杆可以使两种直径规格的盘片的中心高度完全一致，这样对于前后工序的操作位置和其它的操作机构以及电机带轮9，电机同步带10都没有改动。从而大大的减少了转换周期，提高了转换效率。
从图1和图2所示的分别用于冷却Φ120mm盘片4和Φ80mm盘片5的示意图中，可以看到，两者之间的不同之处只在于第一、第二和第三不定心轴承1、2和3的位置不同，其它部分没有变化。
通过图3(a)和图3(b)的对比可以看出螺杆11位置的上升，以及第一、二和三不定心轴承的位置改变。其中图3(a)示出了用于Φ120mm光盘的冷却装置，图3(b)示出了用于Φ80mm光盘的冷却装置。
采用本发明的冷却装置，可以兼容两种直径尺寸的光盘的冷却，而且不需更换复杂的部件就可以达到此目的，其操作简单、转换方便，整个转更换过程可以在很短的时间内完成，因此具有明显的优点。
本发明进一步提出了一种调节上述冷却装置以适于两种尺寸的光盘的方法，如上所述，当该冷却装置的第一、第二和第三不定心轴承1，2和3分别处于其第一操作位置时，形成第一支架13，用于Φ120mm光盘(如图1)，当该冷却装置的第一、第二和第三不定心轴承1，2和3分别处于其第二操作位置时，形成第二支架，用于Φ80mm光盘(如图2)。在本发明中，进行这两种状态之间的转换的调节非常简单，具体来说，调节该冷却装置从用于Φ120mm盘片4的状态转换到用于Φ80mm盘片5的状态包括以下的步骤1)把第一不定心轴承1的可活动的一端在轴承槽里以图中的位置点A1为圆心，从其第一位置A2按箭头方向旋转到其第二位置A3，并用紧固件加以固定，从而使第一不定心轴承处于其第二操作位置；2)把第二不定心轴承2的可活动的一端在轴承槽里以图中的位置点A8为圆心，从其第一位置A9按箭头方向旋转到其第二位置A10，并用紧固件加以固定，从而使第二不定心轴承处于其第二操作位置；3)把第三不定心轴承3的可活动的两端分别从其第一位置A4、A6向上平移到其第二位置A5，A7，并用紧固件加以固定，从而使第三不定心轴承处于其第二操作位置；4)更换螺杆同步带和电机同步带，从而由电机同步地驱动三个螺杆旋转，以使容纳在由该三个螺杆限定的支架内的光盘前进，从而使光盘在冷却气流的作用下被冷却。
这样，就完成了整个转换工作，形成了图2所示的用于Φ80mm盘片的冷却装置。
上述调节过程是可逆的，即采用相反的操作就可以使用于Φ80mm盘片的冷却装置转换到用于Φ120mm盘片的冷却装置。
以上对本发明做了示例性的描述，应该理解到的是，在不脱离本发明的精神和附属权利要求保护的范围的情况下，任何变型、修改或等同替换均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种适于制造两种尺寸光盘的冷却装置，包括二个间隔开设置的螺杆座和可旋转地连接在该二个螺杆座之间的三根螺杆，所述螺杆座固定在一基板上，所述三根螺杆相互平行地设置以共同限定一个用于容纳光盘的支架，其特征在于该冷却装置还包括分别设置在所述二个螺杆座上的相对应的二个第一不定心轴承、二个第二不定心轴承和二个第三不定心轴承，所述三根螺杆的两端分别支承在相应的所述第一、第二和第三不定心轴承内，所述第一和第二不定心轴承的一端固定，另一端可在所述螺杆座上的轴承槽内从其第一位置移动到其第二位置，从而分别构成第一和第二不定心轴承的第一操作位置和第二操作位置，第三不定心轴承的两端可在所述螺杆座上的轴承槽内分别从其第一位置平行地移动到其第二位置，从而构成第三不定心轴承的第一操作位置和第二操作位置。
2.如权利要求1所述的适于制造两种尺寸光盘的冷却装置，其特征在于当所述第一、第二和第三不定心轴承分别处于其第一操作位置时，所述三根相互平行设置的螺杆共同限定一个用于容纳Φ120mm光盘的第一支架，当所述第一、第二和第三不定心轴承分别处于其第二操作位置时，所述三根螺杆共同限定一个用于容纳Φ80mm光盘的第二支架。
3.如权利要求1或2所述的适于制造两种尺寸光盘的冷却装置，其特征在于光盘在所述第一支架和第二支架中的中心位置是相同的。
4.如权利要求1或2所述的适用于制造两种尺寸光盘的冷却装置，所述三根螺杆通过电机被同步地驱动，从而使光盘沿着螺杆前进。
5.如权利要求3所述的适于制造两种尺寸光盘的冷却装置，所述三根螺杆通过电机被同步地驱动，从而使光盘沿着螺杆前进。
6.一种调节上述任一权利要求中的冷却装置以适于两种尺寸的光盘的方法，其中，当该冷却装置的第一、第二和第三不定心轴承分别处于其第一操作位置时，该冷却装置用于Φ120mm光盘，其特征在于，调节该冷却装置以用于Φ80mm光盘的步骤包括1)把第一不定心轴承的可活动的一端从其第一位置旋转到其第二位置，并用紧固件加以固定，从而使第一不定心轴承处于其第二操作位置；2)把第二不定心轴承的可活动的一端从其第一位置旋转到其第二位置，并用紧固件加以固定，从而使第二不定心轴承处于其第二操作位置；3)把第三不定心轴承的可活动的两端分别从其第一位置向上平移到其第二位置，并用紧固件加以固定，从而使第三不定心轴承处于其第二操作位置；4)更换螺杆同步带和电机同步带，从而由电机同步地驱动三个螺杆旋转，以使容纳在由该三个螺杆限定的支架内的光盘前进，从而使光盘在冷却气流的作用下被冷却。
7.如权利要求6所述的的方法，其特征在于上述调节过程是可逆的，从而冷却装置可容易地应用于Φ120mm和Φ80mm两种尺寸的光盘。
全文摘要
一种适于制造两种尺寸光盘的冷却装置，其中，该冷却装置包括分别设置在二个间隔开的螺杆座上的相对应的二个第一不定心轴承、二个第二不定心轴承和二个第三不定心轴承，当所述第一、第二和第三不定心轴承分别处于其第一操作位置时，分别支承在其内的相互平行设置的三根螺杆共同限定一个用于容纳Φ120mm光盘的第一支架，当第一、第二和第三不定心轴承分别处于其第二操作位置时，所述三根螺杆共同限定一个用于容纳Φ80mm光盘的第二支架。本发明还涉及一种调节该冷却装置以适用于两种尺寸的光盘的方法。采用本发明的装置和方法可以低成本地、容易地实现Φ120mm和Φ80mm光盘之间的冷却装置的转换。
文档编号G11B7/26GK101071593SQ20061007873
公开日2007年11月14日 申请日期2006年5月10日 优先权日2006年5月10日
发明者范继良, 杨明生 申请人:东莞宏威数码机械有限公司