專利名稱：均勻加載的減震磁盤夾的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及磁盤驅(qū)動器，更具體地說，涉及用于保持旋轉(zhuǎn)電動機上的一或多個數(shù)據(jù)存儲盤的夾緊機構(gòu)。
借助致動器臂末端處的若干彎曲部分別安裝這些磁頭，所述致動器臂從致動器本體或“E”擋塊徑向向外突伸。致動器本體通常圍繞一軸樞轉(zhuǎn)，該軸安裝于緊靠磁盤外端部位處的磁盤驅(qū)動器殼體。樞軸與旋轉(zhuǎn)電動機和磁盤的旋轉(zhuǎn)軸線平行，可使磁頭在與磁盤表面平行的一平面內(nèi)移動。
該種致動器組件通常使用一音圈電動機相對于磁盤表面來定位磁頭。音圈電動機通常包括一平面線圈，該線圈水平地安裝在與致動器臂相對的致動器本體的側(cè)面。線圈處于磁路的垂直磁場中，該磁路包括一或多個永久磁鐵以及若干垂直隔開分布的、可透磁的極片。當(dāng)受控的直流電(DC)通過線圈時，產(chǎn)生一電磁場，該電磁場與磁路的磁場相互作用，導(dǎo)致線圈按照眾所周知的洛倫茲關(guān)系進行移動。當(dāng)線圈運動時，致動器本體圍繞樞軸旋轉(zhuǎn)，并使磁頭橫移過磁盤表面。致動器因而可使磁頭在磁盤的內(nèi)徑與外徑之間以弧形方式來回移動。
現(xiàn)代的磁盤驅(qū)動器通常包括一或多個安裝于旋轉(zhuǎn)電動機的磁盤。隔圈用于提供磁盤之間的間隔，該間隔是致動器臂相對于磁盤表面可移動地定位磁頭所必需的。磁盤和隔圈共同地形成一磁盤堆疊組件或疊式磁盤，即安裝在旋轉(zhuǎn)電動機轂套上并且用一片簧磁盤夾結(jié)合在一起。
可以沖壓或銑制出磁盤夾。雖然銑制的夾子剛性較好，并且不易于使鄰接的磁盤表面偏轉(zhuǎn)，但它們的生產(chǎn)成本相對較貴。因此，相當(dāng)廉價的沖壓的片簧磁盤夾變得十分普遍。夾子通常是一圓形彈簧鋼的片材結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有一中心部分以及位于或靠近夾子外徑的一肋部分，夾子的邊緣部分中形成一環(huán)形肋。片簧磁盤夾的中心部分具有一局部孔，該孔朝夾子的中心彎曲或偏轉(zhuǎn)，形成環(huán)形肋的平面上方的一片簧，并且包括多個對稱地分布在夾子的中心部分周圍的螺紋孔。在緊固螺釘時，螺釘用于安裝使夾子的中心部分朝電動機主軸的頂面彈性地彎曲和偏轉(zhuǎn)的磁盤夾，藉此迫使環(huán)形肋牢固地與磁盤的最上面接觸，并且向磁盤堆施加夾緊力。
該種磁盤夾不是沒有問題的。使用周向分布在夾子的中心周圍的多個螺釘(通常是3個)來固定磁盤夾?？拷葆斘恢玫睦卟糠质┘恿舜蟛糠謯A緊力，螺釘位置之間的肋部分施加夾緊力的程度明顯降低，經(jīng)常根本沒有夾緊力。夾緊力中的這種變化可以用機械方式扭曲磁盤，該現(xiàn)象有時被稱為“土豆片(potato chipping)”現(xiàn)象，含義是最靠近夾緊螺釘?shù)拇疟P部分的位移大于螺釘之間的磁盤部分。
磁盤驅(qū)動器會受到外部震動，并且必須將其設(shè)計成滿足某些特定的震動要求。來自現(xiàn)有的磁盤夾設(shè)計的不均勻夾緊力需要更高的夾緊力以防止磁盤驅(qū)動器的外部震動使磁盤滑動，并且更高的夾緊力增加了“土豆片”現(xiàn)象的扭曲程度。
“土豆片”現(xiàn)象的一種解決方法是增加將磁盤夾固定于旋轉(zhuǎn)電動機轂套的安裝螺釘?shù)臄?shù)量。在使用更多的、間隔更近的螺釘時，夾緊力中的差異得以減少，但并未消除。該方法的缺點是使用另外的螺釘會使制造和裝配過程復(fù)雜，并且使成本增加。
磁盤表面的機械扭曲則會導(dǎo)致磁盤驅(qū)動器的磁頭檢測和寫的讀/寫信號中具有不符合要求的變化。由于磁頭在試圖跟隨扭曲的磁盤的同時，在磁盤的周長周圍的不同高度處飛動，因此用來在磁盤上讀寫數(shù)據(jù)的信號不足以保證可靠的數(shù)據(jù)儲存和恢復(fù)。
現(xiàn)有的磁盤夾遇到的又一問題是振動從磁盤向夾子傳遞?，F(xiàn)有的磁盤夾無法減弱來自磁盤驅(qū)動器震動的振動，振動會使磁盤夾共振或?qū)⑵湓O(shè)置成“振鳴”。然后該“振鳴”將向磁盤傳遞。磁盤中的振動是磁頭檢測和寫的讀/寫信號中的不符合要求的變化的另一來源。
因此，需要一種可將來自磁盤夾的、分布更均勻的力施加于磁盤表面，還可減弱磁盤夾中的振動的機構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
對照該背景形成了本發(fā)明。使用大致呈三角形的中心孔可增強磁盤夾的性能。該種磁盤夾展現(xiàn)基本上更均勻的夾緊力分布，并減少磁盤的“土豆片”現(xiàn)象。還可以確定的是，接觸數(shù)據(jù)磁盤的邊緣部分附近的加強肋還會導(dǎo)致夾緊力的分布更均勻。本發(fā)明具有超過其它機構(gòu)的優(yōu)點，即不需要另外的螺釘、其它零件或者制造過程中的顯著變化。
因此，本發(fā)明的一方面是使用由三個螺釘緊固的磁盤夾中的大致呈三角形的中心孔，以使夾緊力更均勻地分布在磁盤上。
本發(fā)明的另一方面是提供環(huán)形接觸表面附近的加強肋，以使接觸表面的硬度增加，并且使夾緊力的分布更為均勻。
本發(fā)明的又一方面是將一減震環(huán)緊固于磁盤夾以使磁盤夾中的振動量減少。
閱讀下面的詳細敘述和參閱附圖
將使本發(fā)明的這些及多種其它特征和優(yōu)點更為清楚。
在尋道操作期間，使用音圈電動機(VCM)124來控制磁頭118的磁道定位，音圈電動機一般包括一附連于致動器組件110的線圈126，以及一或多個可在線圈126上建立磁場的永久磁鐵128。控制施加在線圈126上的電流可引起永久磁鐵128和線圈126之間磁力的相互作用，以使線圈126按照眾所周知的洛倫茲關(guān)系進行移動。在線圈126運動時，致動器組件110圍繞軸承組件112旋轉(zhuǎn)，并使磁頭118橫移過磁盤108的表面。
當(dāng)磁盤驅(qū)動器100并未用于延長時間周期時，主軸電動機106通常會被去激勵。當(dāng)驅(qū)動器電動機被去激勵時，磁頭118在磁盤108的內(nèi)徑附近的停放區(qū)域上方移動。使用致動器鎖定裝置122將磁頭118固定在停放區(qū)域120的上方，在停放磁頭時，該鎖定裝置可防止致動器組件110在無意中旋轉(zhuǎn)。
在操作期間，彎曲組件130為致動器組件110提供必要的電氣連接通路，同時允許致動器組件110的樞軸運動。彎曲組件130包括一印刷線路板132，該印刷線路板與磁頭導(dǎo)線(圖中未示出)相連；磁頭導(dǎo)線沿致動器臂114和彎曲部116通向頭部118。印刷線路板132通常包括在寫操作期間用于控制施加于磁頭118的寫電流的電路，以及在讀操作期間用于放大磁頭118產(chǎn)生的讀信號的前置放大器。彎曲組件130終止于彎曲托架134，該彎曲托架通過基板102與磁盤驅(qū)動器的印刷電路板(圖中未示出)連通，該印刷電路板安裝于磁盤驅(qū)動器100的底面。
以隔開分布的方式將磁盤108固定于旋轉(zhuǎn)電動機106的轂套230。如圖2所示，三個磁盤108交替地與隔圈220堆疊在一起，所述隔圈可提供垂直的間隔，該間隔為致動器組件的功能所必需(下文將敘述)。借助一磁盤夾210將磁盤108和隔圈220的堆疊組安裝于旋轉(zhuǎn)電動機106。典型的磁盤夾210呈盤狀，它具有一外邊緣部分、一金屬片本體以及一形成片簧型磁盤夾的中心彈簧部分?？梢詫⒋疟P108和隔圈220與磁盤夾210一起稱為磁盤組件或疊式磁盤。最好使用三個安裝螺釘(圖中未示出)將磁盤夾210固定于使用轂套230中的螺紋孔222的旋轉(zhuǎn)電動機轂套230。
圖2示出了本發(fā)明的較佳實施例的磁盤夾210。磁盤夾210具有一弓形的中心片簧部分218，該片簧具有三角形中心孔216。夾子210還具有環(huán)形邊緣部分240，該邊緣部分具有一環(huán)形接觸肋330以及一靠近該肋的同心的環(huán)形加強部分332(在圖6和7的剖視圖中可以較好地看到)。如下文所述，環(huán)形肋330最好提供磁盤夾210與最上層磁盤108的頂面之間的接觸面。鄰近的加強部分332是靠近環(huán)形接觸肋330的同心肋334。
如圖3所示，磁盤夾210的本體大致呈圓盤狀，該本體具有一中心部分218以及一周緣呈環(huán)狀的邊緣部分240，該邊緣部分形成一環(huán)形肋330以及一靠近肋330的同心的環(huán)形加強部分332。中心部分218具有一貫穿其中的三角形中心孔216以及若干螺釘安裝孔212，所述螺釘安裝孔等距離地分布在磁盤夾210的中心孔216的周圍。螺釘安裝孔212各自容納一螺釘(圖中未示出)以使磁盤夾210緊固于旋轉(zhuǎn)電動機106的轂套230。磁盤夾210還包括一轉(zhuǎn)角214，該轉(zhuǎn)角位于磁盤夾210的中心部分218內(nèi)的每兩個相連的螺釘安裝孔212之間。中心孔216的每一轉(zhuǎn)角均被倒圓。
中心孔216的三角形狀增加了抵靠于磁盤108的環(huán)形肋330施加的夾緊力的均衡化，這將減少磁盤108的“土豆片”現(xiàn)象，即磁盤夾210可使磁盤108由于夾緊力產(chǎn)生的扭曲減少。圖4示出了具有三角形中心孔216的磁盤夾210的夾緊力分布的計算機模型的結(jié)果的圖解示意圖。使用疊加在磁盤夾210的視圖上的峰值高度來顯示環(huán)形肋330周圍的夾緊力的數(shù)量。峰值越高，環(huán)形肋330的夾緊力越大。圖4示出了中心孔216的三角形狀以兩種方式完成均衡作用。第一，與一般的磁盤夾相比，三角形孔216使夾緊力更均勻地分布在環(huán)形接觸肋330的周圍。第二，由于夾緊力的分布更為均勻，因此磁盤夾210減少了為防止磁盤108滑動所需夾緊力的數(shù)量并且滿足特定的震動要求。這將進一步地使施加于磁盤108的力減少，并且進一步地減少歸因于夾子210的磁盤扭曲。
計算機模型化進一步地確定用于三角形孔216的最佳操作范圍。如圖5所示，對于典型尺寸(即，外徑為1.22英寸、接合面或接觸直徑為1.125英寸)的磁盤夾210來說，如同從孔的轉(zhuǎn)角通過磁盤夾210的中心到相對的螺釘安裝孔212的最遠邊所測得的那樣，用于三角形孔216的直徑的最佳范圍是從0.7至0.78英寸。在最佳范圍內(nèi)，模型表明0.77英寸的直徑可實現(xiàn)基本上最均勻的夾緊力分布。
下面將結(jié)合圖6中的磁盤夾的剖視圖來敘述本發(fā)明的另一方面。磁盤夾210的環(huán)形邊緣部分240具有一加強部分332。加強部分332具有一加強肋334，該加強肋靠近并且位于接觸肋330的內(nèi)部。加強肋334的目的在于增加接觸肋330的剛度，從而在與磁盤108接觸的同時進一步地減少夾緊力的不均勻分布。
圖7中的磁盤夾210的剖視圖示出了本發(fā)明的第三方面。加強肋334的內(nèi)部或下方含有粘彈性材料制成的減震環(huán)400。減震環(huán)400的目的在于消耗來自磁盤驅(qū)動器100的外部震動或來自磁盤驅(qū)動器運行的磁盤夾210中的振動能量。通過減弱包括磁盤夾的共振諧波在內(nèi)的各種頻率的振動，減震環(huán)400消除磁盤夾210中的“鳴振”。圖7示出了一具有圓形橫截面的環(huán)形或O形環(huán)狀的減震環(huán)400。然而，可使用任何適當(dāng)?shù)臋M截面形狀。
總之，可將本發(fā)明的一較佳實施例看成用于將數(shù)據(jù)磁盤(例如108)緊固于磁盤的旋轉(zhuǎn)電動機的轂套(例如230)的一磁盤夾(例如216)。磁盤夾(例如210)具有一大致呈圓盤狀的本體，該本體具有一同心的中心部分(例如218)以及一環(huán)形邊緣部分(例如240)。中心部分(例如218)形成一大致呈三角形的、貫穿其中的中心孔(例如216)，該中心部分具有若干在中心孔(例如216)周圍隔開的孔(例如212)，以使磁盤夾(例如210)安裝于旋轉(zhuǎn)電動機轂套(例如230)。邊緣部分(例如240)形成一環(huán)形接觸肋(例如330)，分布式夾緊力通過該接觸肋施加于數(shù)據(jù)磁盤(例如108)。
磁盤夾(例如210)最好具有三個在中心孔(例如216)周圍隔開的孔(例如212)。在較佳實施例中，三角形中心孔(例如216)通常具有等邊三角形的形狀，其中中心孔(例如216)的轉(zhuǎn)角是彎曲的，其半徑基本上與磁盤夾(例如210)的半徑相等。磁盤夾(例如210)具有1.22英寸的外徑、直徑為1.125英寸的接合面或環(huán)形接觸肋(例如330)以及直徑在0.7至0.78英寸之間的三角形孔(例如216)，如同從孔的轉(zhuǎn)角通過磁盤的中心到相對的螺釘安裝孔(例如212)的最遠邊所測得的那樣，三角形孔的最佳直徑為0.77英寸。
還可將本發(fā)明看成一具有大致呈圓盤狀的本體的磁盤夾(例如210)，該本體具有一環(huán)形邊緣部分(例如240)，該邊緣部分具有一環(huán)形接觸肋(例如330)、一靠近肋(例如330)的同心的環(huán)形加強部分(例如332)以及一中心部分(例如218)。加強部分(例如332)最好形成一第二環(huán)形肋(例如334)，以加強邊緣部分(例如240)。在一較佳實施例中，中心部分(例如218)具有一貫穿其中的中心孔(例如216)，該中心孔大致呈三角形，中心孔(例如216)周圍的三個隔開的孔(例如212)各自用于容納三個緊固件中的一個。
或者，還可將本發(fā)明看成一具有大致呈圓盤狀的本體的磁盤夾(例如210)，該本體具有環(huán)形邊緣部分(例如240)以及一中心部分(例如218)，其中一減震環(huán)(例如400)固定于環(huán)形邊緣部分(例如240)以減弱磁盤夾(例如210)中的振動。較佳的減震環(huán)(例如400)呈環(huán)狀、由粘彈性材料制成并且抵靠于加強部分(例如240)，以便吸收磁盤夾(例如210)中的振動。在較佳實施例中，減震環(huán)(例如400)固定地保持在磁盤夾(例如210)的邊緣部分(例如240)中的加強肋(例如334)內(nèi)。
應(yīng)當(dāng)清楚的是本發(fā)明較好地適于獲得所述的以及其中固有的目標(biāo)和優(yōu)點。在為了本公開文本而敘述本較佳實施例時，本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員可對其提出許多改變。例如，在另一實施例中，減震環(huán)400可以接觸磁盤108的表面或者放置在接觸肋330而不是加強肋334中。使用任何裝置(包括但不限于粘合劑)將其壓配或模制就位，以使減震環(huán)400固定就位。三角形中心孔216的轉(zhuǎn)角214可作為扳手的狹縫，以協(xié)助磁盤夾210與主軸電動機106的就位和安裝。加強肋334或另一加強肋334可位于環(huán)形接觸肋330的外部。本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練人士還將容易地提出許多其它的變化，這些變化都包括在所公開的本發(fā)明精神中，并被所附的權(quán)利要求書所限定。
權(quán)利要求
1.一種用于將數(shù)據(jù)存儲磁盤緊固于磁盤驅(qū)動器中的磁盤旋轉(zhuǎn)電動機轂套的磁盤夾，所述磁盤夾包括一大致成圓盤狀的本體，所述本體具有一環(huán)形邊緣部分和一同心的中心部分，所述邊緣部分具有一用于壓在所述數(shù)據(jù)磁盤上的環(huán)形肋，所述中心部分形成一大致呈三角形的、貫穿其中的中心孔以及若干位于所述中心孔周圍、用于容納緊固件的隔開的安裝孔，以將所述磁盤夾緊固于旋轉(zhuǎn)電動機轂套并且通過所述環(huán)形肋將分布的夾緊力施加于由所述旋轉(zhuǎn)電動機轂套承載的所述數(shù)據(jù)儲存磁盤。
2.如權(quán)利要求1所述的磁盤夾，其特征在于，所述三角形中心孔大致呈等邊三角形形狀。
3.如權(quán)利要求1所述的磁盤夾，其特征在于，大致呈三角形的中心孔的轉(zhuǎn)角是彎曲的。
4.如權(quán)利要求3所述的磁盤夾，其特征在于，所述中心孔的周圍有三個隔開的孔，每一所述孔用于容納三個緊固件中的一個。
5.如權(quán)利要求4所述的磁盤夾，其特征在于，所述中心孔的每一彎曲轉(zhuǎn)角具有一半徑。
6.如權(quán)利要求5所述的磁盤夾，其特征在于，所述中心孔的每一彎曲轉(zhuǎn)角的半徑基本上與三個隔開的孔的半徑相同。
7.如權(quán)利要求5所述的磁盤夾，其特征在于，所述中心孔的轉(zhuǎn)角的半徑基本上與所述磁盤夾的半徑相等。
8.如權(quán)利要求1所述的磁盤夾，其特征在于，所述中心孔的轉(zhuǎn)角被定位成從所述中心孔的最外邊到所述磁盤夾的邊緣的距離基本上與從所述安裝孔的最外邊到所述磁盤夾的邊緣的距離相同。
9.如權(quán)利要求5所述的磁盤夾，其特征在于，如同從所述孔的轉(zhuǎn)角通過所述磁盤的中心到相對的螺釘安裝孔的最遠邊所測得的那樣，所述磁盤夾具有約1.22英寸的外徑、1.125英寸的接合面或接觸直徑以及0.7至0.78英寸的三角形孔的直徑。
10.如權(quán)利要求9所述的磁盤夾，其特征在于，如同從所述孔的轉(zhuǎn)角通過所述磁盤的中心到相對的螺釘安裝孔的最遠邊所測得的那樣，所述磁盤夾具有0.77英寸的三角形孔的直徑。
11.一種用于將數(shù)據(jù)磁盤緊固于磁盤驅(qū)動器中的旋轉(zhuǎn)電動機轂套的磁盤夾，所述磁盤夾包括一大致呈圓盤狀的本體，所述本體具有一中心部分；一圍繞所述中心部分的環(huán)形邊緣部分，所述邊緣部分具有一環(huán)形肋，所述環(huán)形肋具有一用于接觸所述數(shù)據(jù)磁盤的環(huán)形表面；以及一同心的環(huán)形加強部分，所述加強部分靠近所述肋以形成加強所述邊緣部分的第二環(huán)形肋，所述中心部分具有若干位于所述磁盤夾的中心周圍、用于容納貫穿其中的緊固件的隔開的安裝孔，以使所述磁盤夾緊固于所述旋轉(zhuǎn)電動機轂套。
12.如權(quán)利要求11所述的磁盤夾，其特征在于，所述中心部分具有一貫穿其中的中心孔。
13.如權(quán)利要求12所述的磁盤夾，其特征在于，所述中心孔大致呈三角形。
14.一種用于將數(shù)據(jù)磁盤緊固于磁盤驅(qū)動器中的旋轉(zhuǎn)電動機轂套的磁盤夾，它包括一大致呈圓盤狀的本體，所述本體具有一環(huán)形邊緣部分和一中心部分，所述中心部分具有若干分布在所述磁盤夾的中心周圍、用于容納緊固件的隔開的安裝孔，以使所述磁盤夾緊固于所述旋轉(zhuǎn)電動機轂套；以及一減震環(huán)，所述減震環(huán)適于配合在所述環(huán)形邊緣部分與所述數(shù)據(jù)磁盤之間。
15.如權(quán)利要求14所述的磁盤夾，其特征在于，所述減震環(huán)由粘彈性材料制成，抵靠于所述加強部分以吸收磁盤夾中的振動。
16.如權(quán)利要求14所述的磁盤夾，其特征在于，所述減震環(huán)呈環(huán)狀。
17.如權(quán)利要求14所述的磁盤夾，其特征在于，所述減震環(huán)牢固地保持在所述磁盤夾的邊緣部分中的一肋內(nèi)。
18.一種用于將數(shù)據(jù)磁盤緊固于驅(qū)動器電動機轂套的磁盤夾裝置，它包括一盤狀本體；以及位于所述磁盤夾上的一裝置，所述裝置用于將離散分布的夾緊力大致均勻地施加于所述數(shù)據(jù)儲存磁盤。
全文摘要
使用大致呈三角形的中心孔可增強片簧磁盤夾的性能。該種磁盤夾呈現(xiàn)出在數(shù)據(jù)磁盤上的基本更均勻的夾緊力分布，并藉此減少磁盤的扭曲。還可以確定的是，接觸數(shù)據(jù)磁盤的邊緣部分附近的加強肋還會導(dǎo)致夾緊力的分布更均勻。最后，使用粘彈性材料制成的減震環(huán)可以減少來自外部震動或驅(qū)動器運行的片簧磁盤夾中的振動?？梢詫p震環(huán)緊固于磁盤夾的表面或者放置在磁盤夾上的一肋內(nèi)。
文檔編號G11B17/028GK1468432SQ00814077
公開日2004年1月14日 申請日期2000年10月5日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月12日
發(fā)明者S·D·喬希, T·M·杜朗, D·S·湯普森, J·R·斯塔杰斯, P·A·貝蒂, S D 喬希, 斯塔杰斯, 杜朗, 湯普森, 貝蒂 申請人:西加特技術(shù)有限責(zé)任公司