带有心轴的盘载运器 相关申请
本申请要求于2001年7月31日提交的美国临时申请60/309195的优先权，该临时申请这里作为参考引入。
【发明领域】
本发明涉及一种容器，该容器构造成保持一个特定物品或者一组物品或材料。特别地，本发明涉及一种具有一个心轴的盘载运器或容器，用于在制造或运输过程中容纳和保护计算机元件如磁盘。
【发明背景】
用于磁盘的容器在储存和运输过程中保护磁盘免受损坏。常规容器中的一种包括一个盒部分，一个顶盖，和一个底盖，它们分别通过注塑模制成。盒部分由硬塑料如聚碳酸酯一体制成。它具有细长的侧壁，侧壁在上部垂直延伸并在底部向内弯曲到打开的底部，一个具有U形轮廓顶部的垂直端壁，及一个敞开的顶部和敞开的底部。该顶盖可由聚碳酸酯，或者多种相似的注塑级聚合物制成。它成形为符合盒部分的轮廓并与侧壁和端壁连续对准，且一般搭锁在一个插销上，或者置于端壁中U形轮廓的底端上。底盖可由与顶盖相似的聚合物制成，一般为矩形和盘状。它与盘盒的敞开底部接合并由其摩擦保持。从美国专利4557382和美国专利5253755中可发现这种容器的例子。
这些种类的载运器通过接合盘的周边边缘而固定盘。因此，当容纳盘的容器受到摇晃或震动时盘会发生损坏。另外，盒与盘之间的接触会促使塑料颗粒或其它微粒转移到盘上。因此作为一个替换方案，可用第二种容器容纳和保护盘，该容器使用穿过盘的中心孔的心轴。
在Tajima的名称为“信息记录介质地包装”的美国专利No.4826005中公开了一种特别简单的盘载运器的例子，其中使用一个细长元件如管。其它盘载运器使用固定结构的心轴，心轴中安装垫片将盘彼此分离，这些垫片既可与心轴连接也可与心轴脱离，或者是永久连接到心轴上。在Keohan的名称为“盘容器”的美国专利4253571中、Hennessy等人的名称为“用于计算机盘的保护罐”的美国专利4577756中以及VanSant的名称为“多盘心轴”的美国专利4754447中公开了这些类型心轴的例子。一般地，这些垫片是装配在心轴上的同心环。除了分隔盘之外，这些垫片还可贴合地装配在盘的中心孔的边缘上，使心轴的尺寸可确定为自由穿过孔。
为了将分隔装置安装到心轴上，同时允许需要时心轴自由穿过孔或者贴合地装配在中心孔的边缘上，设计了复杂的机械装置并安装到心轴上，用于在直径方向伸缩它们。这些心轴的例子是Benz的名称为“用于环状磁性记录盘的支承结构”的美国专利4779724，Hansen的名称为“磁性硬盘运输系统和方法”的美国专利6116416，Hyakusoku等人的名称为“硬盘载运器”的美国专利6138824，以及Nakamura等人的名称为“盘保持器和盘储存装置”的美国专利6382413B1。简言之，Benz等人公开了两个细长的轴向对准的凸轮致动元件，用于使两个细长的、直径方向相对的弧形支承元件彼此分开。Hansen等人首先公开了一种凸轮杆，该凸轮杆具有椭圆形横向轮廓，当沿其纵轴线旋转时，该椭圆形横向轮廓伸展或收缩两个径向相对的锁位桥(capturebridge)，其次公开了一个四件心轴，该心轴具有一个内部提升杆，当在提升杆下面推动楔块时使外部件向外伸展。Nyakusoku等人公开了用包括夹头和卷簧的释放装置扩张在直径方向相对的半个圆柱体。Nakamura等人公开了用一个凸轮致动器扩张两个直径方向相对的具有U形横向轮廓的互连杆。在这些专利中的每一个中，用于伸缩心轴的装置都是一个机械装置如螺纹或旋转装置、滑动凸轮致动器或者可插入的楔块或夹头。这些装置既制造复杂又更易于在腐蚀性的环境中退化。另外，通过摩擦工件进行研磨是产生附着到盘上的微粒的一个重要原因。
因此有这样一种盘载运器将是有利的，该盘载运器具有一个伸缩心轴并易于制造。同样有利的是，心轴足够简单，由相对不受腐蚀性环境影响的材料制成。进一步有利的是，心轴具有最少数量的工作部件，从而将由容器产生的微粒数量减少到最少。
发明概述
带有心轴的盘载运器包括一个外壳，该外壳包括一个上部和一个下部，它们连接在一起而形成一个腔室，该腔室用于封闭盘并将心轴约束在腔室中的位置上。心轴还包括由铰链接合在一起的细长部分或部分圆柱形区段，使心轴可移动进入一个收缩位置，从而自由穿过盘的中心孔，或者进入一个伸展位置而接触盘的内部周边并固定盘。
本发明提供一种带有心轴的盘载运器或容器，用于容纳和保护具有限定了中心孔的内部周边的盘。盘载运器可构造成使容纳于盘载运器中的盘保持自由并与盘载运器的壁保持间隙，即使当盘载运器摇晃或者震动时，从而减小对于盘外部边沿的损坏量，以及从容器外壳传递来的，或者被吸引到盘上的微粒量。心轴可收缩而穿过一个或多个盘的中心孔，或者伸展而将盘固定到位。由于心轴使用铰链而不是更复杂的机械装置，容易以显著降低的成本制造，并可由例如在腐蚀性环境中耐受劣化的模制塑料制成。另外，由于铰链是心轴上唯一的工作部件，在工作部件之间很少或者没有磨蚀而产生可能转移到盘中的微粒。
盘载运器的优选实施例包括一个外壳和一个心轴。外壳还包括一个上部和一个下部，该上部具有一个限定了一个上部开口的底部边沿，该下部具有一个限定了一个下部开口的顶部边沿，该上部和下部构造和设置成连接在一起而形成一个腔室，该腔室用于封闭盘并将心轴支承在腔室中。固定在心轴上的盘还可靠在盘载运器的外壳上，虽然优选地载运器构造和设置成使盘保持自由并与外壳保持间隙，即使在载运器受到摇晃或震动时也是如此。
盘载运器心轴还包括至少两个细长部分，每个细长部分具有一个纵向尺寸和一个外表面。它还可具有至少一个沿纵向尺寸的边缘。用至少一个铰链来接合该至少两个细长部分。该心轴具有一个收缩位置和一个伸展位置，使得当心轴位于收缩位置时心轴可自由穿过盘的中心孔，当心轴位于伸展位置时该至少两个细长部分的至少一部分外表面接触盘的内部周边。心轴可以没有外壳地使用。
优选地，心轴具有两个由一个活动铰链接合的细长部分，伸展位置使细长部分的横向轮廓形成一个打开的圆，使细长部分的外表面均匀地向接触心轴的内部周边施加压力，从而使外表面与内部周边之间的接触最大，并将固定盘所需的压力以及盘损坏的可能性降到最小。同样优选地，每个细长部分的横向轮廓为凸起的，当细长部分由铰链接合时这些凸起的横向轮廓朝彼此打开。如果存在多对细长部分，则用铰链将多对细长部分接合在一起。
操作中，通过收缩心轴使心轴自由穿过至少一个盘的中心孔而使用盘载运器，该盘载运器包括一个具有一个下部内侧的下部，和一个具有一个上部内侧的上部，及一个具有一个铰链和多个接收区域的心轴。每个盘与心轴上的一个接收区域成串地对准，心轴伸展而将每个盘固定在心轴上。心轴位于外壳的下部或上部上，这些部分连接在一起而形成一个腔室，该腔室用于封闭至少一个盘并将心轴约束在所述上部和下部中。本领域技术人员知道，这些步骤还可以其它顺序有效完成。
附图简介
图1是根据本发明的优选实施例的盘载运器的透视图。
图2是图1中盘载运器的底部的透视图。
图3是图1中盘载运器的心轴的透视图。
图4是图1中盘载运器的切开视图，其中展现了心轴和一个盘。
图5是一个心轴的顶部平面图。
图6是在线A-A处所取的图5的剖视图。
图7是图5和6中心轴的底部视图。
图8是在线B-B处所取的图7中心轴的剖视图。
图9是图3-8中部分圆柱形区段的侧视图。
图10是位于收缩位置的图3-9中心轴的端部视图。
图11是位于伸展位置的图3-9中心轴的端部视图。
图12是用于从盘上取出心轴的停放系统的透视图。
优选实施例的说明
优选实施例涉及根据本发明的一种具有心轴的盘载运器以及使用该盘载运器的方法。如图3和4中所示，盘载运器用于容纳和保护盘100，盘100具有限定了一个中心孔102的内部周边104。
盘载运器10的优选实施例包括一个外壳和一个主轴或心轴。如图1、2和4中所示，外壳20包括一个下部22和一个上部28。下部22具有一个下部内侧23，一个限定了下部开口27的顶部边沿26，相对的下部端部34，和一个底面24。上部28具有一个上部内侧29，一个限定了上部开口31的底部边沿30，以及相对的上部端部36。当下部22和上部28正确连接时，它们一起形成一个腔室32，该腔室32用于以成串地或轴向对准方式容纳或封闭盘。虽然外壳20可以是任何形状，但优选地它大致为圆柱形，具有一个用于设定在平面上的平的底面24。两部分都有凹凸结构来加强这些部分，凹凸结构由聚合物如聚碳酸酯、聚丙烯、聚酯或本领域技术人员公知的其它适当聚合物注塑模制成。本领域技术人员还知道，有许多方式来连接下部22和上部28，如将底部边沿30摩擦装配在顶部边沿26内部，或者使用闩锁。下部端部34或上部端部36或者二者具有一个用于将心轴锁位或夹持或约束在腔室32中的结构。优选地，该结构是一个V形楔块38，该楔块38位于靠近顶部边沿26的各下部端部34上，指向下部开口27或上部28。可用重力和/或与心轴40配合而将心轴40保持在楔块38上，或者上部28可具有如接片这样的结构，用于在这些部分连接后将心轴40保持在楔块38上。可替换地，楔块38可相似地位于上部28上。另一个替换方案是用下部22和上部28上的薄片结合将心轴40夹持或锁位到位。另一个替换方案是在一个或两个部分中设置凹槽。
如图3-10中所示，心轴40是圆柱形，还包括两个细长部分或者部分圆柱形区段42和44。虽然心轴40上的盘也可置于外壳上，但优选地，在心轴40上容纳于其上的盘保持自由并与外壳保持间隙，即使当盘载运器摇晃或者受到震动或受力的状态时。这些区段同样是由聚合物如聚碳酸酯、聚丙烯、聚酯或其它本领域技术人员公知的适当聚合物注塑模制而成的。优选实施例中的这些区段是中空的，虽然它们也可以是实心的或者具有增强结构。每个部分的圆柱形区段42和44具有一个纵向尺寸46，一个凸起的横向轮廓48，至少两个沿纵向尺寸46的边缘50，和一个外表面52。优选地，心轴40还具有多个肋54，用于间隔或分离心轴40上的盘，并接收断续地位于将盘固定在心轴40上的相继的肋54之间的区域56。
一个活动铰链58沿每个区段的边缘将部分的圆柱形区段42和44连接起来，使区段的凸起横向轮廓48朝彼此开放。本领域技术人员知道，也可使用其它类型的铰链，如可能具有一个塑料销的常规铰链，或者钢琴铰链。跨越每个区段的距离d1 59和d2 61是这样，当心轴40关闭到一个收缩位置60时，心轴自由地穿过盘的中心孔；当心轴40打开到一个伸展位置62时，心轴40的外表面52贴合地装配在盘的内部周边104上，从而将盘摩擦地固定在心轴40上。优选地，当心轴40位于伸展位置62时，心轴40的横向轮廓48形成一个开放的圆64，类似于少了一块的蛋糕，在外表面52和内部周边104之间提供了连续和最大的接触，从而减小了将盘固定所需的压力以及盘损坏的可能性。为了将心轴40定位在优选实施例的外壳20中，将心轴40置于下部22的上方并向下推到下部22的楔块38上，从而在心轴端部66与楔块38接合，这样将心轴40推入扩张位置，从而固定任何置于心轴40上的盘。心轴40可以导电，从而将静电荷运载离开盘。至少位于心轴40及其底面24之间的下部22也可是导电的，从而通过底面24将静电荷从心轴40运送到接地表面。可替换地，可在心轴40上使用导电条，用于将电荷从盘和/或下部22运送离开，将电荷从心轴40运送到底面24和接地表面。铰链和细长部分可以是一体模制的元件。
可用多种方式中的一种将心轴从盘上取下。可将心轴和盘从外壳提升并移动到一个支承件，该支承件允许从盘取出心轴。可替换地，如图12中所示，外壳的下部可具有用于停放盘的肋，使心轴能够从楔块升起并下降到外壳下部中，收缩并通过外壳侧部中的一个孔眼从盘上取出。
操作中，通过收缩心轴使心轴自由穿过至少一个盘的中心孔而使用盘载运器，该盘载运器包括一个具有活动铰链的心轴以及多个肋和接收区域。每个盘与心轴上的一个接收区域成串地对准，心轴伸展而将每个盘固定在心轴上。心轴位于外壳下部的楔块上，下部和上部连接在一起而形成一个腔室，该腔室用于封闭至少一个盘并将心轴约束在腔室中。
虽然这里描述了带有心轴的载运器的优选实施例，但可进行多种修改和变化，本发明的范围由这里的权利要求限定。