專利名稱：用于硬磁盤驅(qū)動器的改進(jìn)的冷縮配合的磁盤夾的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有至少一個轉(zhuǎn)動的存儲器磁盤的磁盤驅(qū)動器。更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及一種用來把一個或多個轉(zhuǎn)動的存儲器磁盤夾緊在一個主軸電機(jī)的輪轂上以形成一個磁盤組的磁盤夾。
常規(guī)的磁盤驅(qū)動器一般包括一個以上的磁盤組合在一個輪轂上。設(shè)置在各磁盤之間的是一個隔離圈。磁盤和隔離圈一般被稱作磁盤組。該術(shù)語磁盤組也適用于只具有一個磁盤并且沒有隔離圈的磁盤驅(qū)動器。該磁盤夾在磁盤組上提供一個壓縮載荷以便把磁盤固定就位。該壓縮載荷作用在磁盤組中的一個或多個磁盤的內(nèi)徑上并且其方向與輪轂的軸線相平行。該壓縮載荷由于它沿著軸向作用故可以稱為一個軸向載荷。
常規(guī)的磁盤具有各種各樣的構(gòu)形。一種已知的磁盤夾型式使用了螺釘，這些螺釘穿過一個圓板并且擰入輪轂內(nèi)的螺紋孔中，從而提供了軸向載荷。遺憾的是，圓板和螺釘增加了磁盤組的高度，而這對于制造較小、較短的磁盤驅(qū)動器來說常常是不合要求的。此外，這些單個螺釘將在較薄的磁盤中產(chǎn)生局部應(yīng)力并且還具有使磁盤在內(nèi)徑處發(fā)生變形的作用。實際上磁盤可能在內(nèi)徑處變成波紋形。這種現(xiàn)象通常稱為“馬羚薯片”，因為該磁盤的形狀類似馬羚薯的形狀。通常，磁盤中的每個螺釘將在該磁盤的表面上造成一個凸起，從而產(chǎn)生一個不均勻或變形的磁盤表面。當(dāng)磁盤表面產(chǎn)生這種方式的變形時，就很難在磁頭組合件移過該磁盤表面時保持轉(zhuǎn)換器(即讀/寫轉(zhuǎn)換器)的均勻的飛行高度。因此，當(dāng)馬羚薯片在磁盤上發(fā)生時，飛行高度就發(fā)生變化并且數(shù)據(jù)通道常常用來補償來自轉(zhuǎn)換器的信號變化。
第二種已知的磁盤夾型式包括一個象彈簧那樣工作的鐘形件。通常，螺釘穿過該鐘形件中央的孔并且擰入輪轂內(nèi)的螺紋孔。遺憾的是，為螺紋孔提供一個具有足夠材料的輪轂需要高度。此外，當(dāng)擰緊螺釘時，把螺釘固定在輪轂的中央將使該鐘形件變平。在擰緊螺釘時，與磁盤接觸的鐘形件的邊緣將沿徑向向外的方向移過磁盤的表面。磁盤夾相對于磁盤的移動將引起使磁盤的形狀變成錐形的變形，并且還將在磁盤上產(chǎn)生一個徑向載荷。這種現(xiàn)象通常稱為磁盤下降。
第三種已知的磁盤夾型式是一個不用螺釘而固定在輪轂頂部的熱收縮環(huán)。這種類型的磁盤夾通常稱為冷縮配合磁盤夾。把一個環(huán)加熱使它膨脹到其內(nèi)徑大于輪轂的外徑。然后用一個工具把該已加熱環(huán)轉(zhuǎn)移到該磁盤組的頂部并且在該已加熱環(huán)上作用一個夾緊力。隨著該環(huán)的冷卻，該夾緊力就保持在該環(huán)上。雖然這種已知的冷縮配合磁盤夾可以設(shè)計成使磁盤表面的變形最小和使為適應(yīng)磁盤夾所需要的高度最小，但這種冷縮配合磁盤夾由于它們沒有用螺釘固定很可能從輪轂上滑脫。滑脫通常發(fā)生在磁盤夾與輪轂之間的摩擦力小于在磁盤夾上的軸向載荷(或由該磁盤夾作用的殘留的組合載荷)的情況下。因此，當(dāng)使用冷縮配合磁盤夾時，在輪轂與磁盤夾之間的摩擦系數(shù)必須大到足以防止滑脫的發(fā)生。此外，當(dāng)磁盤組的質(zhì)量增加和當(dāng)主軸電機(jī)需要經(jīng)受較大的沖擊載荷時，滑脫可能會常常發(fā)生。


圖1a-b示出了一個常規(guī)的N型冷縮磁盤夾1的兩個視圖。圖1a是磁盤夾1的頂視圖，圖中示出了磁盤夾1的環(huán)形。磁盤夾1包括一個內(nèi)徑部分或內(nèi)支承6，一個外徑部分或外支承8以及一個柔性部分或橫構(gòu)件7。橫構(gòu)件7把內(nèi)支承6和外支承8相連接從而形成磁盤夾1的N型。圖1b示出了磁盤夾1的一個剖視圖。該內(nèi)徑部分包括一個輪轂夾緊部分2。該外徑部分或外支承8包括一個磁盤接觸部分4和一個自由端5。橫構(gòu)件或柔性部分7從靠近磁盤接觸部分4的外支承8部分向內(nèi)支承6傾斜一個角度。由于磁盤夾1的預(yù)加載和冷卻時發(fā)生收縮，磁盤夾1的輪轂夾緊部分2與輪轂3相接觸。該內(nèi)支承6不與磁盤接觸。磁盤夾1的外支承8的磁盤接觸部分4與磁盤相接觸。可以通過改變橫構(gòu)件7的厚度和在橫構(gòu)件7與內(nèi)支承6(或外支承8)之間的一個角度9來改變橫構(gòu)件7的柔性(或剛度)，以使軸向載荷使磁盤的變形減至最小。
如上所述，在輪轂3與磁盤夾1的輪轂夾緊部分2之間的摩擦系數(shù)必須足夠大以防止磁盤夾1從輪轂3上滑脫。由一種鋁合金制成并能提供250磅夾緊力的一個常規(guī)的磁盤夾1，為了防止從也由鋁合金制成的輪轂3上滑脫，可能需要摩擦系數(shù)大于0.4。為了在磁盤夾1與輪轂3之間提供足夠大的摩擦系數(shù)，應(yīng)對磁盤夾1進(jìn)行精密準(zhǔn)備的氧化(例如5000-10000)，以便在磁盤夾1上形成一個氧化鋁的表面涂層。在磁盤夾1被氧化后，雖然在磁盤夾1與輪轂3之間的摩擦系數(shù)是增加了并且滑脫的可能性也減至最小了，但是磁盤夾1的氧化可能造成對磁盤表面的污染以及對磁盤驅(qū)動器的性能的不利影響。更準(zhǔn)確地說，來自磁盤夾1的氧化微粒將跌落在磁盤表面上。這樣就可能導(dǎo)致儲存在該磁盤驅(qū)動器中數(shù)據(jù)損失。
最好提供一種能在主軸電機(jī)的輪轂上形成一個局部化的夾緊力的磁盤夾。
最好提供一種還能在磁盤夾與輪轂之間的摩擦系數(shù)較低的情況下形成一個增加夾緊力的磁盤夾。
另一個要求是提供一種可以不需要精密準(zhǔn)備的氧化來增加在磁盤夾與輪轂之間的摩擦系數(shù)的磁盤夾。
本發(fā)明描述了一種用于把至少一個磁盤固定在主軸電機(jī)的輪轂上的環(huán)形的磁盤夾。該磁盤夾包括一條中性彎曲軸線，一個內(nèi)環(huán)形區(qū)和一個外環(huán)形區(qū)。該內(nèi)環(huán)形區(qū)包括一個頂面和一個內(nèi)周邊表面。一個輪轂接觸區(qū)設(shè)置在該頂面與該中性彎曲軸線之間的內(nèi)周邊表面上。該輪轂接觸區(qū)設(shè)置用來在該輪轂上提供一個局部化的夾緊力。該外環(huán)形區(qū)包括一個磁盤接觸區(qū)。
本發(fā)明還描述了一種環(huán)形磁盤夾的制造方法。提供一個具有一個頂面、一個底面和一個內(nèi)周邊表面的圓環(huán)。決定了該環(huán)的中性彎曲軸線。在中性彎曲軸線與環(huán)的頂面之間的內(nèi)周邊表面上形成一個輪轂接觸區(qū)，以在輪轂上提供一個局部化的夾緊力。在環(huán)的底面上形成一個磁盤接觸區(qū)。
本發(fā)明的其他目的、特點和優(yōu)點通過下面的附圖及詳細(xì)說明將一目了然。
本發(fā)明將通過實例進(jìn)行說明，但并不受附圖中的形狀的限制，在附圖中同樣的標(biāo)號表示同樣的部件，附圖中圖1a示出了一個常規(guī)的磁盤夾的頂視圖；圖1b示出了一個常規(guī)的磁盤夾的放大的剖視圖；圖2示出了結(jié)合有本發(fā)明磁盤夾的一個實施例的一個磁盤驅(qū)動器的分解圖；圖3示出了結(jié)合有本發(fā)明磁盤夾的一個實施例的一個磁盤組的分解圖；圖4a示出了本發(fā)明磁盤夾的一個實施例的頂視圖；圖4b示出了本發(fā)明磁盤的一個實施例的側(cè)視剖面圖；圖4c示出了本發(fā)明磁盤夾的一個實施例的放大的剖視圖；圖5a示出了插入在磁盤組的輪轂上的一個膨脹的磁盤夾的一個實施例的側(cè)視剖面圖；圖5b示出了在完全裝配在磁盤組上以后的磁盤夾的一個實施例的側(cè)視剖面圖；圖6a示出了插入在磁盤組上的一個膨脹的磁盤夾的一個實施例的放大的剖視圖；圖6b示出了在完全裝配在磁盤組上以后的磁盤夾的一個實施例的放大的剖視圖；以及圖7-11示出了在裝配到磁盤組上以后的磁盤夾的各種各樣的實施例的放大的剖視圖。
本發(fā)明的各種實施例可以與不同機(jī)械構(gòu)形的磁盤驅(qū)動器或者直接存取存儲設(shè)備(“DASD”)一起使用。圖2是一個磁盤驅(qū)動器10的分解圖。應(yīng)當(dāng)指出，雖然圖中示出的是一個旋轉(zhuǎn)式致動裝置，但本文所描述的本發(fā)明也適用于用直線致動裝置的磁盤驅(qū)動器。磁盤驅(qū)動器10包括一個外殼12和一個在裝配后被固定在機(jī)架16內(nèi)的外殼蓋14。在致動軸18上可轉(zhuǎn)動地固定在外殼12上的是致動臂組件20。致動臂組件20的一端包括一個具有多個臂23的E形部分或梳狀結(jié)構(gòu)22。連接在梳狀結(jié)構(gòu)或E形部分的單獨的臂23上的是加載彈簧24。連接在每個加載彈簧24的這一端的是一個攜帶著一個磁換能器(未示出)的滑動器26。在致動臂組件20的另一端，與加載彈簧24和滑動器26相對置處是一個音圈28。
安裝在外殼12內(nèi)的是一對磁鐵30。這對磁鐵30和音圈28是音圈電機(jī)的一部分，該音圈電機(jī)在致動組件20上施加一個力，可使該組件圍繞致動軸18轉(zhuǎn)動。固定在外殼12內(nèi)的還有一個主軸32。可轉(zhuǎn)動地固定在主軸32上的是一個輪轂33。固定在輪轂33上的是多個磁盤40。在圖2中，8個磁盤以相互隔開的關(guān)系固定在輪轂33上。應(yīng)當(dāng)指出，在本申請書中所述的磁盤夾適用于具有任何數(shù)量的磁盤40的磁盤組38。圖2中還示出了一條向致動臂組件20傳輸電信號的軟電纜36。
圖3示出了磁盤組38的一個分解圖。輪轂33包括一個其上裝有一個第一磁盤40的輪轂33的凸緣34。然后，把一個隔離環(huán)42放在該第一磁盤40上。磁盤組38通過交替地安裝磁盤40和隔離環(huán)42，直到所需數(shù)量的磁盤形成了磁盤組38為止而構(gòu)成。隔離環(huán)42在磁盤組38中使磁盤40之間保持一個間距。圖3示出的磁盤組具有3個磁盤40。在磁盤組38的最后一個磁盤40上，一個磁盤夾44用來夾緊在輪轂33的凸緣34與磁盤夾44之間的磁盤40和隔離環(huán)42。應(yīng)當(dāng)指出，一個只具有一個磁盤40的磁盤組38將沒有隔離環(huán)42并且在一個單磁盤組中的輪轂33將是較短的。
圖4a-4c示出了一個磁盤夾400的實施例。在圖4a中示出了磁盤夾400的頂視圖，磁盤夾400的側(cè)視圖在圖4b中示出，以及在圖4c中示出了磁盤夾400的一個放大的剖視圖。磁盤夾400基本上為環(huán)形并且包括一個內(nèi)環(huán)形區(qū)408和一個外環(huán)形區(qū)409。內(nèi)環(huán)形區(qū)408包括一個用來夾緊輪轂33的外周邊表面的輪轂接觸區(qū)406而外環(huán)形區(qū)409包括一個磁盤接觸區(qū)407。
輪轂接觸區(qū)406的位置影響磁盤夾400從輪轂上的滑脫并且通常位于在磁盤夾400的頂面411與磁盤夾400的中性彎曲軸線之間。此外，輪轂接觸區(qū)406應(yīng)足夠小，以便在輪殼33上提供一個局部化的夾緊力。通過將由磁盤夾400提供的夾緊力，局限地作用在最佳位置上，可以使磁盤夾400增加其總夾緊力。因此，磁盤夾400即使處在比現(xiàn)有技術(shù)的磁盤夾1的摩擦系數(shù)更低的情況下也多半不會滑脫。該中性彎曲軸線是指當(dāng)外部軸向載荷作用在磁盤夾400的頂面403上時，磁盤400上具有最小徑向運動處的軸線。該中性彎曲軸線的位置取決于磁盤夾400的幾何形狀。
磁盤接觸區(qū)407的最佳位置(即能給出最大的殘留組合載荷而不發(fā)生滑脫的位置)通常位于比磁盤夾400的中性彎曲軸線略高的位置上。影響磁盤接觸區(qū)407的最佳位置的因素包括磁盤夾400與輪轂在輪轂接觸區(qū)406處的摩擦系數(shù)和磁盤夾400的轉(zhuǎn)動剛度，該轉(zhuǎn)動剛度也取決于磁盤夾400的幾何形狀。通常，隨著在磁盤夾400與輪轂之間的摩擦系數(shù)的增加，輪轂接觸區(qū)406的最佳位置就從該中性彎曲軸線向上移動。一般，當(dāng)輪轂接觸區(qū)406的位置接近頂面411時，與該區(qū)位于或接近于中性彎曲軸線并且具有較小的摩擦系數(shù)的情況相比，此時的磁盤夾400即便具有較大的摩擦系數(shù)也更有可能會打滑。關(guān)于磁盤夾400如何工作的詳細(xì)討論下面還將進(jìn)行。
對于本發(fā)明的一個實施例來說，輪轂接觸區(qū)406在由A1-2024制成的鋁合金輪轂33與由A1-7075制成的鋁合金磁盤夾400的摩擦系數(shù)情況下為最佳。對于另外的實施例，鋁輪轂33和磁盤夾400的摩擦系數(shù)可能通過磁盤夾400的氧化而增加，從而把輪轂接觸區(qū)406的最佳位置移到更接近頂面411處。一般說來，輪轂接觸區(qū)406愈接近頂面411，由于輪轂接觸區(qū)406沿徑向向內(nèi)移動，來自磁盤夾400的轉(zhuǎn)動的徑向夾緊力也愈大。該徑向力加上由于熱收縮配合產(chǎn)生的力將使磁盤夾400的總夾緊力增加，對于另外的實施例，輪轂33和磁盤夾400可能不是由某種類型的鋁合金材料制成的，例如用鋼代替了該鋁合金。
外環(huán)形區(qū)409包括磁盤接觸區(qū)407。對于示于圖4C的實施例，磁盤接觸區(qū)407位于磁盤夾400的底面410上并且在一個否則為基本上平的或平面的底面410上形成一個階形區(qū)。該隊形區(qū)的尺寸是可以變化的。與示于圖1中的現(xiàn)有技術(shù)的N形磁盤夾1不同，磁盤夾400在底面410上不包括一個環(huán)形凹槽。對于示于圖4c中的該實施例來說，該環(huán)形凹槽已被填滿以增加磁盤夾400的剛度。
對于本發(fā)明的一個實施例來說，磁盤夾400的頂面411包括一個環(huán)形錐面405，一個環(huán)形頂面403，一個環(huán)形凹槽402，一個環(huán)形項面401以及一個環(huán)形錐面404。錐面405、頂面403和環(huán)形凹槽402都形成在內(nèi)環(huán)形區(qū)408上，而頂面401和錐面404則形成在外環(huán)形區(qū)409上。
圖5a-b更詳細(xì)地示出了磁盤夾400是如何工作的。磁盤夾400通常又稱作冷縮配合磁盤夾。在通過把磁盤40和隔離環(huán)42組合在輪轂33上形成磁盤組38以后，磁盤夾400就被用來完成磁盤組38。在把磁盤夾400插在磁盤組38中以前，先加熱磁盤夾400使它膨脹，從而使磁盤夾400的內(nèi)徑大于輪轂33的外徑，如圖5a中所示。然后把已加熱的磁盤夾400放在磁盤組38中的上部磁盤40的頂面上，如圖5b中所示。然后把一個夾緊載荷(又稱作外部軸向載荷)通過一個加載機(jī)構(gòu)(未示出)在點415位置作用在磁盤夾400上。磁盤夾400的質(zhì)量比包括輪轂33和多個磁盤40的磁盤組38的質(zhì)量小很多。因此，通過將磁盤夾400的熱量經(jīng)由輪轂33和磁盤40散失，使磁盤夾400很快冷卻。磁盤夾400的冷卻和作用在點415處的外部軸向載荷使得磁盤夾400冷縮配合(即收縮)在輪轂33上。更準(zhǔn)確地說，在輪轂接觸區(qū)406的一個夾緊力(即在軸向載荷卸去并且磁盤夾400冷縮以后作用在輪轂33上的力)作用在輪轂接觸區(qū)406處的輪轂33上。
圖6a示出了在冷縮配合在輪轂33上以前的磁盤夾400的一個放大的視圖，圖6b示出了在冷縮配合在輪轂33上以后的磁盤夾400的一個放大的視圖。當(dāng)該已加熱的磁盤夾400裝在包括磁盤40和輪轂33的磁盤組38上時，磁盤夾400的內(nèi)周邊表面413的直徑大于輪轂33的外徑414。由于在磁盤夾400被加熱后在磁盤夾400與輪轂33之間的間隙，磁盤夾400可以方便地插入在磁盤40的上表面上而不會與輪轂33發(fā)生任何干涉。應(yīng)注意頂面401和403同磁盤40的頂面基本上是共面或者平行的。
在磁盤夾400冷卻并且外部軸向載荷作用在磁盤夾400上以后，磁盤夾400將如圖60中所示轉(zhuǎn)動一個轉(zhuǎn)角417。當(dāng)磁盤夾400由于冷卻而發(fā)生收縮時，輪轂接觸區(qū)406就與輪轂33相接觸。作用在415處的外部載荷與該收縮一起使磁盤夾400沿徑向向內(nèi)轉(zhuǎn)動(如由轉(zhuǎn)角417所示)并且使頂面401和403發(fā)生傾斜(如由距離416所示)以及磁盤夾400在磁盤接觸區(qū)406處在輪轂33上作用一個夾緊力。當(dāng)磁盤夾400插入后，就立即卸下在415處的外部作用載荷。一般說來，只要在輪轂33與磁盤夾400之間的摩擦力大于由殘留的組合載荷形成的力，磁盤夾400將正當(dāng)?shù)貖A緊輪轂33和將所有磁盤400夾緊在一起形成磁盤組38，否則，磁盤夾400很可能從輪轂33滑脫。由殘留的組合載荷形成的力是指在該外部作用載荷卸去以后保持在磁盤組38內(nèi)的殘余力。通常，該摩擦力除了在輪轂接觸區(qū)406處的任何徑向作用力外，主要取決于在輪轂33與磁盤夾400之間的摩擦系數(shù)。通過把輪轂接觸區(qū)406設(shè)置在局限于接近最佳位置處，磁盤夾400就能提供一個較大的夾緊力，當(dāng)需要在輪轂33與磁盤夾400之間有較小的摩擦系數(shù)以及減少磁盤夾400從輪轂33滑脫的可能性時，該夾緊力就可以在磁盤組38上產(chǎn)生較大的夾緊力。此外，如果磁盤夾400不進(jìn)行氧化來增加在輪轂與磁盤夾400之間的摩擦系數(shù)的話，與鋁的氧化有關(guān)的缺點就不會影響磁盤驅(qū)動器的性能，即磁盤40不會受到從磁盤夾400落下來的氧化微粒的污染。
如上所述，使輪轂接觸區(qū)406處于最佳位置可以在防止滑脫的同時提供較大的殘留的組合載荷。一般，在磁盤組38的質(zhì)量增加時(例如，當(dāng)磁盤組38包括大量磁盤時)需要較大的殘留的組合載荷。輪轂接觸區(qū)406一般是一個較小的面積，它可以使作用在輪轂33上的夾緊力集中在該最佳位置的周圍。如上所述，輪轂接觸區(qū)406的最佳位置的周圍。如上所述，輪轂接觸區(qū)406的最佳位置一般位于比磁盤夾400的中性彎曲軸線稍高的位置并且取決于磁盤夾400的摩擦系數(shù)和轉(zhuǎn)動剛度。通過提供一個較小的輪轂接觸區(qū)406，由磁盤夾400作用在輪轂33上的夾緊力就能局限于接近該最佳位置(即，非常接近于考慮了在輪轂33與磁盤夾400之間的摩擦系數(shù)和磁盤夾400的轉(zhuǎn)動剛度的中性彎曲軸線的位置)處。對于本發(fā)明的一個實施例來說，中性彎曲軸線和輪轂接觸區(qū)406的最佳位置可以通過使用有限元模似的軟件進(jìn)行模擬試驗來決定。
對于本發(fā)明的一個實施例來說，磁盤夾400的內(nèi)徑約為24.2毫米，其外徑約為32毫米，其高度約為1.91毫米。此外，在頂面401與403之間形成的凹槽具有一個近似57°的角度。該凹槽的深度大約為1.15毫米。對于該實施例來說，輪轂接觸區(qū)406大致位于頂面401下面約0.45毫米處并且可提供約1300磅夾緊力。該中性彎曲軸線大致位于頂面401下面約1毫米處。對于一個用A1-2024制成的輪轂33和一個用A1-7075制成的磁盤夾400來說，摩擦系數(shù)約為0.25。
其上形成有輪轂接觸區(qū)406的磁盤夾400的內(nèi)周邊表面413可以具有能產(chǎn)生一個較小的輪轂接觸區(qū)406的多種不同的構(gòu)形。圖6b示出了在一個錐面419與一個比較平的平面420之間形成在磁盤夾400的內(nèi)周邊表面413上的輪轂接觸區(qū)406。錐面421在平面420的下面形成。
圖7示出了在磁盤夾700的內(nèi)周邊有面713上形成的一個臺階面723。臺階面723位于臺階面720與臺階面721之間。輪轂接觸區(qū)706設(shè)置在臺階面723的上拐角上。錐面719位于臺階面720的上面而錐面722則位于臺階面720的下面。
圖8示出了通過一個形成在磁盤夾800的內(nèi)周邊表面813上的半圓形面822所形成的一個輪轂接觸區(qū)825。該半圓形面822設(shè)置在比較平的平面821與823之間。位于平面821上面的是錐面819，而位于平面823下面的是錐面824。圖9示出了形成在磁盤夾900的內(nèi)周邊表面913上的一個輪轂接觸區(qū)914。該輪轂接觸區(qū)914是由一個上錐面919和一個下錐面920所形成。
圖10示出了在錐面1019與1020之間形成在磁盤夾1000的內(nèi)周邊表面1013上的一個輪轂接觸區(qū)1014。在錐面1020下面的是一個比較平的平面1021和另一個錐面1022。
圖11示出了在比較平的平面1120與1121之間形成在內(nèi)周邊表面1113上的一個輪轂接觸區(qū)1106。位于平面1120上面的是一個錐面1119而位于平面1121下面的是一個錐面1122。
在圖6-11中的實施例中示出了輪轂接觸區(qū)在磁盤夾與輪轂之間提供的比較小的接觸區(qū)。應(yīng)當(dāng)指出，圖6-11中示出的輪轂接觸區(qū)通常都在磁盤夾的中性彎曲軸線與磁盤夾的頂面之間形成。一般輪轂接觸區(qū)的最佳位置都稍高于磁盤夾的中性彎曲軸線。通過在磁盤夾的內(nèi)周邊表面上形成比較小的輪轂接觸區(qū)，可使作用在輪轂上的夾緊力集中在局部區(qū)域。因此，本發(fā)明的磁盤夾可以在磁盤組上提供一個較大的夾緊力。一個較大的夾緊力在某些情況下是合乎需要的，以便在磁盤組受到?jīng)_擊載荷(例如跌落在地上)時，能防止在磁盤組中的磁盤從該磁盤組的中心軸線處移開(即，從該磁盤組的中心軸線沿徑向向內(nèi)或向外移動)。
在上述的說明中，本發(fā)明已經(jīng)參照其某些特定的典型的實施例進(jìn)行了說明。然而，很明顯，只要不脫離在附屬的權(quán)利要求書中所規(guī)定更概括的精神或范圍，可以對本發(fā)明作出各種改進(jìn)和變化。因此，本說明書和附圖只能看做是說明性的而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種用于把至少一個磁盤固定在主軸電機(jī)的輪轂上的環(huán)形的磁盤夾，包括一條中性彎曲軸線；一個內(nèi)環(huán)形區(qū)，該區(qū)具有一個頂面和一個帶有一個位于該中性彎曲軸線與該頂面之間的輪轂接觸區(qū)的內(nèi)周邊表面，該輪轂接觸區(qū)設(shè)置用來在該輪轂上提供一個局部化的夾緊力；以及一個具有一個磁盤接觸區(qū)的外環(huán)形區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形磁盤夾，其特征在于，使該輪轂接觸區(qū)的該位置處于最佳位置，以便減少取決于在該輪轂與該環(huán)形磁盤夾之間的摩擦系數(shù)和該環(huán)形磁盤夾的轉(zhuǎn)動剛度的該環(huán)形磁盤夾從該輪轂上的滑脫。
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形磁盤夾，其特征在于，該中性彎曲軸線通過計算機(jī)模擬的有限元模型決定。
4.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形磁盤夾，其特征在于，該內(nèi)周邊表面包括形成該輪轂接觸區(qū)的至少一個錐面和至少一個平面。
5.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形磁盤夾，其特征在于，該內(nèi)周邊表面包括至少兩個形成該輪轂接觸區(qū)的錐面。
6.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形磁盤夾，其特征在于，該內(nèi)周邊表面包括形成該輪轂接觸區(qū)的至少一個臺階面和至少一個平面。
7.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形磁盤夾，其特征在于，該內(nèi)周邊表面包括形成一個臺階區(qū)的至少兩個臺階面，該輪轂接觸區(qū)由該臺階區(qū)的上面部分形成。
8.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形磁盤夾，其特征在于，該內(nèi)周邊表面包括一個形成該輪轂接觸區(qū)的半圓形表面。
9.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形磁盤夾，其特征在于，該外環(huán)形區(qū)還包括一個項面，該外環(huán)形區(qū)的該頂面與該內(nèi)環(huán)形區(qū)的該頂面通過一個凹槽分開。
10.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形磁盤夾，其特征在于，該磁盤接觸區(qū)由一個臺階區(qū)所形成。
11.一種磁盤驅(qū)動系統(tǒng)，包括一個包括一個安裝在主軸上的輪轂的主軸電機(jī)，該輪轂包括一個外圓柱形表面；至少一個磁盤，該磁盤具有一個固定在該輪轂的該外圓柱形表面上的內(nèi)徑；一個環(huán)形的磁盤夾，包括一條中性彎曲軸線；一個內(nèi)環(huán)形區(qū)，該區(qū)具有一個頂面和一個帶有一個位于該中性彎曲軸線與該頂面之間的輪轂接觸區(qū)的內(nèi)周邊表面，該輪轂接觸區(qū)設(shè)置用來在該輪轂上提供一個局部化的夾緊力；以及一個具有一個磁盤接觸區(qū)的外環(huán)形區(qū)。
12.如權(quán)利要求11所述的磁盤驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，使該輪轂接觸的該位置處于最佳位置，以便減少取決于在該輪轂與該環(huán)形磁盤夾之間的摩擦系數(shù)和該環(huán)形磁盤夾的轉(zhuǎn)動剛度的該環(huán)形磁盤夾從該輪轂上的滑脫。
13.如權(quán)利要求11所述的磁盤驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，該中性彎曲軸線通過計算機(jī)模擬的有限元模型試驗決定。
14.如權(quán)利要求11所述的磁盤驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，該內(nèi)周邊表面包括形成該輪轂接觸區(qū)的至少一個錐面和至少一個平面。
15.如權(quán)利要求11所述的磁盤驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，該內(nèi)周邊表面包括至少兩個形成該輪轂接觸區(qū)的錐面。
16.如權(quán)利要求11所述的磁盤驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，該內(nèi)周邊表面包括形成該輪轂接觸區(qū)的至少一個臺階面和至少一個平面。
17.如權(quán)利要求11所述的磁盤驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，該內(nèi)周邊表面包括形成一個臺階區(qū)的至少兩個臺階面，該輪轂接觸區(qū)由該臺階區(qū)的上面部分形成。
18.如權(quán)利要求11所述的磁盤驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，該內(nèi)周邊表面包括一個形成該輪轂接觸區(qū)的半圓形表面。
19.如權(quán)利要求11所述的磁盤驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，該外環(huán)形區(qū)還包括一個頂面，該外環(huán)形區(qū)的該頂面與該內(nèi)環(huán)形區(qū)的該頂面通過一個凹槽分開。
20.如權(quán)利要求11所述的磁盤驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，該磁盤接觸區(qū)由一個臺階區(qū)所形成。
21.一種環(huán)形磁盤夾的制造方法，該磁盤夾用于把一個磁盤組固定在主軸電機(jī)的輪轂上，該方法包括以下步驟(a)提供一個具有一個頂面、一個底面和一個內(nèi)周邊表面的圓環(huán)；(b)決定該環(huán)的該中性彎曲軸線；(c)在中性彎曲軸線與該頂面之間的該內(nèi)周邊表面上形成一個輪轂接觸區(qū)，以便在該輪轂上提供一個局部化的夾緊力；以及(d)在該底面上形成一個磁盤接觸區(qū)。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，該方法還包括在該頂面上形成一個凹槽的步驟。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，該步驟(c)包括使該輪轂接觸區(qū)的位置處于最佳位置的步驟，以便減少取決于在該輪轂與該環(huán)形磁盤夾之間的摩擦系數(shù)和該環(huán)形磁盤夾的轉(zhuǎn)動剛度的該環(huán)形磁盤夾從該輪殼上的滑脫。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，該步驟(b)包括進(jìn)行有限元模型試驗的步驟。
全文摘要
一種用于把一個磁盤組固定在主軸電機(jī)上的環(huán)形的磁盤夾。該環(huán)形磁盤夾又稱作冷縮配合磁盤夾。該環(huán)形磁盤夾包括一個頂面、一個用來與磁盤組相接觸的底面以及一個用來與輪轂相接觸的內(nèi)周邊表面。內(nèi)周邊表面在一個處于最佳位置的輪轂接觸區(qū)與輪轂接觸,以便在輪轂上形成一個局部化的夾緊力。通過使輪轂接觸區(qū)的位置處于最佳位置,該磁盤夾可以在磁盤夾與輪轂之間處于小摩擦系數(shù)的情況下提供較大的夾緊力。
文檔編號G11B17/02GK1203413SQ9810788
公開日1998年12月30日 申請日期1998年4月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月29日
發(fā)明者A·米斯拉, E·G·科特 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司