專利名稱：用于硬盤驅(qū)動器的軸承設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及硬盤驅(qū)動器(HDD),且更具體地涉及一種用于把樞軸 軸承安裝到HDD的致動器臂的改進裝置。
背景技術(shù)：
在過去的若干年內(nèi)，數(shù)據(jù)存儲方法遵循一種趨勢，即存儲容量增加而存 儲容量所占據(jù)的物理尺寸縮減。更強大的計算機硬件和軟件的引入導致尋求 磁盤驅(qū)動器中的更便宜、更大容量和更小封裝的增長的市場壓力。存儲裝置
制造商致力于實現(xiàn)可被合理地實現(xiàn)而不損失技術(shù)性能和可靠性的任何可能 的增值成本節(jié)省。
用于硬盤驅(qū)動器的磁頭磁盤組件(head disk assembly )使用旋轉(zhuǎn)致動設(shè) 備，該設(shè)備包括限定致動器旋轉(zhuǎn)軸線的樞軸。HDD是高度精密制造的裝置。 使用了用于把零件保持在一起的多種固定方法。通常，例如螺釘?shù)墓潭?用來使得成品在有缺陷時可維修。但是，如預期，業(yè)界內(nèi)的趨勢僅是丟棄有 缺陷的組件而不是對它們進行維修，從而導致使用粘接劑的不同固定方法。 這導致一系列新的涉及粘接劑的仍在評估中的處理問題。這些問題中的一些 是硬盤驅(qū)動器中的材料的釋氣作用和長期效應、粘接劑連接強度、固化時間 和粘接劑疲勞。
簡言之，硬盤驅(qū)動器的單磁頭設(shè)計典型地是"削減的，，多磁頭設(shè)計。圖 1示出了多磁頭磁盤驅(qū)動器100，其具有繞軸線101旋轉(zhuǎn)的多個磁性硬盤。 支架裝置102把每個磁頭滑移器107定位在每個盤的軌道上。支架裝置包括 能繞軸線103旋轉(zhuǎn)的樞轉(zhuǎn)致動器支架104和主致動器線圈105,該主致動器 線圈例如是用于驅(qū)動樞轉(zhuǎn)致動器組件104旋轉(zhuǎn)的音圈馬達。支架104包括一 個或多個懸臂，這些懸臂由最頂部懸臂106代表。
單磁頭的削減設(shè)計在圖2a-2d中示出，示出了當今實際應用的固定硬盤 驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)軸承的多種方法。圖2a中示出的軸承111通過在外軸承套筒 112和致動器臂113之間使用粘接劑或者通過外軸承套筒和致動器臂之間的干涉配合而被固定。在圖2b中， 一組螺釘固定件被示出定位在致動器115 的側(cè)部，以使得螺釘固定件壓靠外軸承套筒筒116。在圖2c中示出另一方法， 其中定位環(huán)117位于布置在外軸承套筒118的上端部處的凹部中。軸承套筒 118的下端部包括具有更大外直徑的凸緣，由此，外軸承套筒固定在致動器 臂119中。圖2d示出了又一方法，其類似于圖2c，其中外軸承套筒120不 是在其上端部處具有凹槽而是在其下端部處具有凸緣，螺紋部分被設(shè)置以利 用螺母固定件122把外軸承套筒固定到致動器臂121。

發(fā)明內(nèi)容
制造成本。此外，本發(fā)明降低致動器組件中的公差同時改善驅(qū)動器可靠性和 耐用性。磁盤驅(qū)動器的零件和裝配成本是驅(qū)動設(shè)備的總成本的相當大一部 分。
本發(fā)明的目的是提供一種用于制造硬盤驅(qū)動器的改進的方法。 本發(fā)明的另一目的是提供一種硬盤驅(qū)動器，其具有更少和更便宜的零 件，同時降低了總制造成本且提高了性能。
本發(fā)明的又一 目的是簡化硬盤驅(qū)動器的總的裝配操作。 本發(fā)明的又一 目的是降低制造公差而又改善驅(qū)動器可靠性和耐用性。 本發(fā)明的又一目的是提供一種硬盤驅(qū)動器，其不增加驅(qū)動系統(tǒng)的質(zhì)量，
由此減少^磁頭對旋轉(zhuǎn)盤的被選擇數(shù)據(jù)軌道的訪問時間。
本發(fā)明的又一目的是不把外來材料引入到磁盤驅(qū)動器中。其不釋氣、腐
蝕、磨損或使懸掛部分下降。
幾何學和運動學設(shè)計原理的新穎應用是本發(fā)明的中心。使用這些原理同
時整合零件形成組件并改善樞轉(zhuǎn)致動器的可靠性。這些設(shè)計原理為零件的裝
配提供完全自然的公差和約束。作為零應力點(zero-stress location)的組件，
生產(chǎn)的零件更容易制造且功能更好。
參考以下說明、權(quán)利要求和附圖，可更好地理解本發(fā)明的前述內(nèi)容以及
其它目的特征和優(yōu)點。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)的典型多磁頭磁驅(qū)動器組件的透視圖。圖2a、 2b、 2c和2d示出了用于把軸承附連到致動器臂的各種現(xiàn)有技術(shù) 方法。
圖3a是本發(fā)明的外軸承套筒的剖切頂部透S見圖。
圖3b是本發(fā)明的外軸承套筒組件的剖切頂部透視圖。
圖4是本發(fā)明的外軸承套筒的分解剖切頂部透視圖，該外軸承套筒用于
使用定位環(huán)的傳統(tǒng)組件。
圖5a是本發(fā)明的外軸承套筒的分解頂部圖，該外軸承套筒用于使用螺
母固定件的傳統(tǒng)組件。
圖5b是圖5a所示的外軸承套筒的裝配后的底部視圖。
具體實施例方式
用于硬盤驅(qū)動器的磁頭磁盤組件使用旋轉(zhuǎn)致動器設(shè)備，該設(shè)備包括限定 致動器旋轉(zhuǎn)軸線的樞軸。在硬盤驅(qū)動器中，磁頭懸浮組件把磁頭滑移器定位 在磁盤上方，以便于讀取和寫入信息到盤。從網(wǎng)絡(luò)服務器到個人電腦和桌面 工作站到筆記本系統(tǒng)的范圍內(nèi)，對于硬盤驅(qū)動器的容量需求比以往更快地增 加。由于還期望每兆字節(jié)的成本更低，增加^茲盤和^茲頭的傳統(tǒng)方法越來越不 合適。作為替代，主要的工程挑戰(zhàn)是要持續(xù)改善驅(qū)動器可靠性、成本和使用 壽命。
描述了一種改進的樞軸軸承組件20。參考圖3a和3b,示出了優(yōu)選實施 例的剖切透一見圖，其中圖3a示出了樞軸軸承組件20的分解一黃截面視圖，該 樞軸軸承組件包括懸臂21和具有質(zhì)量減少的外套筒23的樞軸軸承座22。本 發(fā)明允許多種新穎的低成本設(shè)計的改進，用于將樞軸軸承座22附連到懸臂 21。首先，懸臂由金屬沖壓(stamp)而成，該金屬為鋁或鋼，同時形成其 周邊。內(nèi)螺紋24加工在懸臂的沖出孔內(nèi)。其次，匹配的外螺紋25形成在套 筒26上，以使得懸臂20和樞軸軸承座22可拆卸地裝配。樞軸軸承座22具 有形成在其中的內(nèi)部間隔件27，用于在雙軸岸義28a和28b之間維持一空間， 主要使得僅與每個軸承的外圈接觸。傳統(tǒng)的帶內(nèi)螺紋的襯套29包括第一端 外軸直徑以緊密配合軸承28a和28b的內(nèi)圈，還包括具有肩部的第二端以提 供對下軸承28b的內(nèi)圈的支承。所述優(yōu)選實施例減少了外套筒的質(zhì)量，由此 導致更低的材料成本，同時螺紋組件減少了總零件數(shù)，因此，簡化了制造過 程還降低了成本。參考圖4、 5a和5b,示出了本發(fā)明的替換實施例，其可被用于傳統(tǒng)的附 連方法，以通過減少用于組件的零件數(shù)來降低裝配成本。
在圖4中示出了外軸承套筒31的橫截面分解視圖，其設(shè)置在腔孔32中 以使得凸緣表面33擱置在懸臂34的頂表面上。傳統(tǒng)的定位環(huán)34通過使用 工具(未示出)迫使孔35a和35b分開而被脹開且被插入到溝槽36中，該 溝槽被設(shè)置為使得溝槽的頂邊緣與懸臂的底表面鄰接，在那里，把外軸承套 筒牢固地固定到懸臂34。
參考圖5a和5b，其中5a是外軸承套筒41的橫截面分解視圖，其具有 形成在外套筒表面上的外螺紋42a。外軸承套筒41被放置在腔孔43中，以 使得凸緣表面44擱置在懸臂45的表面的頂部上。具有匹配螺紋42b的傳統(tǒng) 螺母固定件46被放置、轉(zhuǎn)動和緊固，以把外軸承套筒41固定到懸臂45。圖 5b是圖5a的倒轉(zhuǎn)視圖，僅出于清楚的目的而示出。
總之，軸承組件，其連接到硬盤驅(qū)動器的致動器懸臂，該組件包括致動 器懸臂，該懸臂由金屬沖壓而成，具有頂表面和底表面以及限定致動器旋轉(zhuǎn) 軸線的螺紋孔結(jié)構(gòu)。軸承座包括質(zhì)量減少的外套筒，該外套筒具有上柱形構(gòu) 件并帶有帶凸緣的下構(gòu)件，上柱形構(gòu)件具有螺紋以與懸臂的螺紋孔結(jié)構(gòu)相配 合。質(zhì)量減少的外套筒具有內(nèi)部間隔構(gòu)件，以把傳統(tǒng)的雙軸承的外圈隔開。
雖然本發(fā)明參考其優(yōu)選實施例而被具體地示出和描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員 應理解，可進行各種形式和細節(jié)的改變而不離開本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種軸承組件，其被連接到硬盤驅(qū)動器的致動器懸臂，該組件包括致動器懸臂，其由金屬沖壓而成，所述懸臂具有頂表面和底表面以及限定致動器旋轉(zhuǎn)軸線的螺紋孔結(jié)構(gòu)；軸承座，其具有質(zhì)量減少的外套筒，所述外套筒具有上柱形構(gòu)件并帶有帶凸緣的下構(gòu)件，所述上柱形構(gòu)件具有螺紋以與所述懸臂的所述螺紋孔結(jié)構(gòu)相配合；所述外套筒具有內(nèi)間隔構(gòu)件。
2. 如權(quán)利要求1所述的軸承組件，其中，所述致動器懸臂由金屬沖壓而 成，該金屬選自包括鋁或鋼的組。
3. 如權(quán)利要求1所述的軸承組件，其中，所述外套筒的所述下凸緣是在 所述外套筒的配合期間對所述致動器懸臂的限位止擋部。
4. 如權(quán)利要求1所述的軸承組件，其中，所述內(nèi)間隔構(gòu)件把傳統(tǒng)雙軸承 的外圈隔開。
5. 如權(quán)利要求1所述的軸承組件，其中，傳統(tǒng)內(nèi)襯套被用于接收傳統(tǒng)樞 軸，該樞軸限定所述致動器旋轉(zhuǎn)軸線。
6. 如權(quán)利要求5所述的軸承組件，其中，所述傳統(tǒng)樞軸成為使所述軸承 組件固定到所述樞軸的有效結(jié)構(gòu)。
7. 如權(quán)利要求1所述的軸承組件，其中，所述組件能獲得用于低成本入 門級硬盤驅(qū)動器的低成本結(jié)構(gòu)。
8. —種軸承組件，其連接到硬盤驅(qū)動器的致動器懸臂，該組件包括 致動器懸臂，其由金屬沖壓而成，所述懸臂具有與底表面隔開的頂表面以及限定致動器旋轉(zhuǎn)軸線的孔結(jié)構(gòu)；軸承座，其具有質(zhì)量減少的外套筒，所述外套筒具有上凸緣端和下柱形端；所述下柱形端具有形成在其直徑上的溝槽；所述下柱形端滑動配合到所述孔結(jié)構(gòu)中，此后，所述上凸緣端擱置在所 述致動器懸臂的所述頂表面上；定位環(huán)，其被插入到所述溝槽中，在其中把所述軸承固定到所述致動器懸臂， —所述外套筒具有內(nèi)間隔構(gòu)件。
9. 如權(quán)利要求8所述的軸承組件，其中，所述致動器懸臂由金屬沖壓而成，該金屬選自包括鋁或鋼的組。
10. 如權(quán)利要求8所述的軸承組件，其中，所述外套筒的所述上凸緣是 在所述外套筒的配合后對所述致動器懸臂的所述頂表面的限位止擋部。
11. 如權(quán)利要求8所述的軸承組件，其中，所述內(nèi)間隔構(gòu)件把傳統(tǒng)雙軸 承的外圏隔開。
12. 如權(quán)利要求8所述的軸承組件，其中，傳統(tǒng)內(nèi)襯套被用于接收傳統(tǒng) 樞軸，該樞軸限定所述致動器旋轉(zhuǎn)軸線。
13. 如權(quán)利要求12所述的軸承組件，其中，所述傳統(tǒng)樞軸成為使所述軸 承組件固定到所述樞軸的有效結(jié)構(gòu)。
14. 如權(quán)利要求12所述的軸承組件，其中，所述組件能獲得用于低成本 入門級硬盤驅(qū)動器的低成本結(jié)構(gòu)。
15. —種軸承組件，其連接到硬盤驅(qū)動器的致動器懸臂，該軸承組件包括致動器懸臂，其由金屬沖壓而成，所述懸臂具有與底表面隔開的頂表面 以及限定致動器旋轉(zhuǎn)軸線的孔結(jié)構(gòu)；軸承座，其具有質(zhì)量減少的外套筒，所述外套筒具有上凸緣端部和下柱 形端；所述下柱形端具有形成在其直徑上的螺紋；所述下柱形端滑動配合到所述孔結(jié)構(gòu)中，此后，所述上凸緣端擱置在所 述致動器懸臂的所述頂表面上；傳統(tǒng)螺母固定件把所述質(zhì)量減少的外套筒固定到所述致動器懸臂， 所述外套筒具有內(nèi)間隔構(gòu)件。
16. 如權(quán)利要求15所述的軸承組件，其中，所述致動器懸臂由金屬沖壓 而成，該金屬選自包括鋁或鋼的組。
17. 如權(quán)利要求15所述的軸承組件，其中，所述外套筒的所述上凸緣是 在所述外套筒的配合后對所述致動器懸臂的所述頂表面的限位止擋部。
18. 如權(quán)利要求15所述的軸承組件，其中，所述間隔構(gòu)件把傳統(tǒng)雙軸承 的外圏隔開。
19. 如權(quán)利要求15所述的軸承組件，其中，傳統(tǒng)內(nèi)襯套被用于接收傳統(tǒng)樞軸，該樞軸限定所述致動器旋轉(zhuǎn)軸線。
20. 如權(quán)利要求19所述的軸承組件，其中，所述傳統(tǒng)樞軸成為使所述軸 承組件固定到所述樞軸的有效結(jié)構(gòu)。
21. 如權(quán)利要求15所述的軸承組件，其中，所述組件能獲得用于低成本 入門級硬盤驅(qū)動器的低成本結(jié)構(gòu)。
22. —種用于把軸承附連至單磁頭硬盤驅(qū)動器的方法，該方法包括步驟 提供由金屬沖壓而成的致動器懸臂，所述懸臂具有頂表面和底表面以及限定致動器旋轉(zhuǎn)軸線的螺紋孔結(jié)構(gòu)；提供具有質(zhì)量減少的外套筒的軸承座，所述外套筒具有上柱形構(gòu)件并帶 有帶凸緣的下構(gòu)件，所述上柱形構(gòu)件具有螺紋以與所述懸臂的所述螺紋孔結(jié) 構(gòu)配合；所述外套筒具有內(nèi)間隔構(gòu)件。
23. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述致動器懸臂由金屬沖壓而成， 該金屬選自包括鋁或鋼的組。
24. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述外套筒的所迷上凸緣提供在 所述外套筒的配合后對所述致動器懸臂的所述頂表面的限位止擋部。
25. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述內(nèi)間隔構(gòu)件提供傳統(tǒng)雙軸承 的外圈之間的分隔。
26. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，提供傳統(tǒng)內(nèi)襯套用于接收傳統(tǒng)樞 軸，該樞軸限定所述致動器旋轉(zhuǎn)軸線。
27. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述組件能獲得用于低成本入門 級硬盤驅(qū)動器的低成本結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于硬盤驅(qū)動器的軸承設(shè)備。還涉及一種把致動器臂組件附連至單磁頭硬盤驅(qū)動器的低成本方法，該硬盤驅(qū)動器具有減少的零件數(shù)。該致動器臂組件包括由金屬沖壓而成的懸臂和由質(zhì)量減少的外套筒容納的樞軸軸承座。
文檔編號G11B19/20GK101577130SQ200910137130
公開日2009年11月11日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者布賴恩·菲利普斯, 馬克·S·西摩 申請人:Sae磁學(香港)有限公司