专利名称：具有开口直接在紧固件径向外侧的磁盘夹的磁盘驱动器的制作方法
技术领域：
背景技术：
典型的硬盘驱动器包括头盘组件(HDA)和连接到HDA的磁盘驱动器基底的印刷电路板(PCB)。头盘组件包括至少ー个盘(例如磁盘、磁光盘或光盘)，其被夹到主轴马达的旋转轮毂上。磁头悬臂组件(HSA)被致动以将磁头定位在(多个)磁盘的主表面附近，从而读取其上存储的信息和将信息写入其上。印刷电路板组件包括电子器件和固件，用于控制主轴马达的旋转、用于控制HSA的致动和定位以及用于提供在磁盘驱动器和其主机之间的数据传输通道。磁头悬臂组件一般包括致动器、至少ー个磁头万向节组件(HGA)以及伸縮电缆组件。每个HGA包括用于从邻近的磁盘表面读取数据和向邻近的磁盘表面写入数据的磁头。在磁性记录应用中，磁头一般包括气浮滑块和包含写入元件与读取元件的磁换能器。磁换能器的写入器可以是纵向设计的或垂直设计的，并且磁换能器的读取元件可以是感应性的 或磁阻性的。在光学和磁光学记录应用中，磁头可以包括反射镜和用于将激光聚焦到邻近的磁盘表面上的物镜。主轴马达一般包括旋转轮毂(环状磁盘被安装和夹在轮毂上)、连接到轮毂的磁体以及定子。选择性地激励定子的不同线圈以形成拉动/推动磁铁的电磁场，从而旋转轮毂。主轴马达轮毂的旋转导致安装的磁盘旋转。许多当前的磁盘夹通过在主轴马达轴(例如非旋转轴)周围布置成圆形的螺栓连接到主轴马达。当紧固螺栓时，会引起夹紧压力不均匀，因此靠近每个螺栓的区域施加较高的夹紧压カ并且在螺栓之间的区域施加较低的夹紧压力。这种不均匀的夹紧压カ可能使被夹的(多个)磁盘产生不理想的较大正弦翘曲变形。由此导致的磁盘表面曲率被称为“磁盘凸度(disk crown) ”。由于不均匀的夹紧而导致的磁盘凸度可以调整和影响在磁盘表面和邻近的读取/写入磁头之间的微间距。这种微间距影响磁头的读取和写入的性能，因此过度的磁盘凸度可能不利地影响与磁盘驱动器操作相关联的性能和信噪比(SNR)。因此，本领域中需要具有磁盘夹的磁盘驱动器设计，该磁盘夹在(多个)磁盘上施加更均匀的夹紧压力。连接当前的磁盘夹和主轴马达轮毂的螺栓一般不会迫使磁盘夹对着每个螺栓周围区域内的主轴马达轮毂的顶表面平放。关于为什么如此设计存在较好的原因；在许多设计中在夹具和主轴马达轮毂的顶表面之间需要存在有限的垂直间隙或倾斜间隙，以便于螺栓上的转矩可以改变施加于环状磁盘的夹紧压力。然而，可能期望的是降低夹紧压カ对螺栓转矩的灵敏性，例如降低夹紧压力的制造变化。因此，本领域中需要ー种磁盘驱动器设计，其具有可以降低夹紧压カ对螺栓转矩的灵敏性的磁盘夹。而且，某些微粒和其他污染物可能经由先前描述的在夹具和主轴马达轮毂的顶表面之间的有限垂直间隙或倾斜间隙从螺栓和主轴马达轮毂中的螺孔中逃脱。如果过量的话，这些污染物可能引起磁头爆裂，或者如果污染物在头盘组件内散布(例如被与主轴轮毂旋转相关联的离心カ分散开)则会降低磁盘驱动器的可靠性。因此，本领域中需要ー种磁盘驱动器设计，其具有可以更好地容纳可能从螺栓和主轴马达轮毂中的螺孔逃脱的污染物的磁盘夹
发明内容
图I是根据本发明的实施例的磁盘驱动器的分解透视图。图2是根据本发明的实施例的磁盘夹的顶部透视图。图3是根据现有技术的主轴马达轮毂、磁盘夹、紧固件、磁盘和间隔环的一部分的径向剖视图。图4是根据本发明的实施例的主轴马达轮毂、磁盘夹、紧固件、磁盘和间隔环的一 部分的径向剖视图。
具体实施例方式图I是根据本发明的实施例的磁盘驱动器100的分解透视图。磁盘驱动器100包括头盘组件(HDA) 104和印刷电路板组件(PCBA) 102。PCBA 102包括用于处理信号和控制磁盘驱动器100的操作的常规电路。HDA 104包括基底108和连接到基底108的盖子110，从而共同地容纳至少ー个环状磁盘150、旋转连接到基底108的磁头悬臂组件(HSA) 120以及连接到基底108的主轴马达130。主轴马达130绕主轴旋转轴134旋转轮毂132，因为轮毂132可以是圆柱形的并且以恒定角速度旋转。环状磁盘150被安装在轮毂132上，夹在轮毂132上，并且与轮毂132 —起旋转。在某些实施例中，图I的磁盘驱动器100可以包括安装在主轴130的轮毂132上的多个环状磁盘150。例如，环状磁盘150可以是顶部磁盘，在顶部磁盘下方一个或更多个额外磁盘可以被安装在主轴130的轮毂132上。(多个)磁盘150可以包含铝、玻璃或陶瓷衬底，例如该衬底涂覆有NiP下层、薄膜磁层、类金刚石无定形碳保护层以及非常薄的润滑剂层。在图I的实施例中，HSA 120包含摇摆类型的致动器或旋转致动器122。至少ー个致动器臂124可以从致动器122悬出。旋转致动器122可以由诸如铝、不锈钢、镁、铍或其合金的金属材料通过铸造和/或锻造加工而成。HSA 120也包括至少ー个磁头万向节组件(HGA) 126、伸缩电缆127和固定到基底108上的伸缩电缆支架128。HGA 126支撑邻近环状磁盘150的磁头(在该图中不可见)，用于向环状磁盘150写入数据和从环状磁盘150中读取数据。在磁性记录硬盘驱动器应用中，磁头可以包括用于从磁盘150读取数据的磁阻传感器以及用于向磁盘150写入数据的纵向型感应换能器或垂直型感应换能器。在光记录应用或磁光记录应用中，磁头可以包括用于将激光聚集到记录介质表面上的物镜。通过使用额外环状磁盘150并且通过HSA 120相应地具有由多个致动器臂124支撑的更多HGA 126，可以增加磁盘驱动器100的存储容量。在图I的实施例中，音圈马达(VCM)可以包括安装在基底108上的顶部VCM板182和底部VCM板184。这些VCM板中的ー个或二者可以包括永磁体(例如永磁体180)。VCM板182、184形成轭状物以传送来自(多个)永磁体的磁通量。致动器122的线圈233可以设置在顶部VCM板182和底部VCM板184之间，从而使得HSA 120响应于流过线圈123的电流而绕枢轴线121旋转。以此方式，VCM可控地相对于环状磁盘150定位HSA 120的(多个)磁头，以便写入数据和/或读取数据。HSA转动的角范围可以由ー个或更多个挡块限制，并且HSA可以通过插销(例如致动器插销168)被保持在邻近挡块的位置。在某些实施例中，盖子110可以包括用于呼吸过滤器116的开口和在向环状磁盘150伺服写入中使用的更大开ロ的覆盖物118。基底108可以通过螺栓或其他常规紧固方法连接到盖子110。图2是根据本发明的实施例的磁盘夹152的顶部透视图。夹具152包括从其中穿过的多个第一开ロ 210、212、214、216。夹具152还包括从其中穿过的多个第二开ロ 220、222、224、226。多个第二开ロ 220、222、224、226中的每个开ロ均具有在夹具152内的封闭外边缘。夹具152可以包含诸如钢、铝和/或其合金的金属。例如，钢可以是不锈钢、弹簧钢等。 在图2的实施例中，多个第一开ロ 210、212、214、216中的每个开ロ均直接设置在夹具152的中心240和多个第二开ロ 220、222、224、226中的相应开ロ之间。在这ー背景下，“直接在…之间”意味着径向地在其之间并且圆周地对齐。也就是说，从夹具152的中心240延伸并且与多个第一开ロ 210、212、214、216中的一个开ロ相交的任何半径也将与多个第二开ロ 220、222、224、226中的相应开ロ相交。反之则不一定成立；例如，在图2的实施例中，多个第一开ロ 210、212、214、216中的每个开ロ均小于多个第二开ロ 220、222、224、226中的相应开ロ。注意到在图2的实施例中，夹具152的中心240位于可选的中心孔242中。在某些实施例中，多个第二开ロ 220、222、224、226相对于多个第一开ロ 210、212、214、216的这种布置大体上可以提高由夹具152施加于夹紧的环状磁盘(例如图I的环状磁盘150)的夹紧压力的均匀性。在图2的实施例中，多个第二开ロ 220、222、224、226中的每个开ロ均足够大到可以包括(在其轮廓内包围)绕多个第一开ロ 210、212、214、216中的相应开ロ横跨至少50°的弧。优选但非必须地，多个第二开ロ 220、222、224、226中的每个开ロ足够大到可以包括(在其轮廓内包围)绕多个第一开ロ 210、212、214、216中的相应开ロ横跨70°到120°的弧。在某些实施例中，这些弧形空间范围可以进ー步提高由夹具152施加于夹紧的环状磁盘(例如图I的环状磁盘150)的夹紧压力的均匀性。在图2的实施例中，夹具152包括夹具外边缘260和夹具内区域270。多个第一开ロ 210、212、214、216中的每个开ロ均设置在夹具内区域270中。夹具外边缘260通过设置在多个第二开ロ 220、222、224、226中的两个开ロ之间的多个轮辐而连接到夹具内区域270。例如，轮辐280被设置在开ロ 220和226之间，并且轮辐282被设置在开ロ 220和222之间。在图2的实施例中，夹具外边缘260、夹具内区域270以及多个轮辐(例如轮辐280和282)均是具有材料连续性的单个部件而非子部件的组装件。图I的分解图描述了图2的夹具152可以如何与磁盘驱动器(例如磁盘驱动器100)的其他部件进行组装。现在同时參考图I和图2，夹具152接触轮毂132的顶表面，并且夹具152通过多个紧固件136连接到轮毂132。多个紧固件136中的每个紧固件均穿过多个第一开ロ 210、212、214、216中的ー个开ロ。例如，多个紧固件136中的每个紧固件可以是延伸进入轮毂132中相应的螺孔的螺栓。现在參考图I和图2，多个第一开ロ 210、212、214、216中的每个开ロ均直接设置在主轴旋转轴134和多个第二开ロ 220、222、224、226中的相应开ロ之间。在这ー背景下，“直接在…之间”意味着径向地在其之间并且圆周地对齐。也就是说，从主轴旋转轴134正交延伸并且与多个第一开ロ 210、212、214、216中的一个开ロ相交的任何半径也将与多个第ニ开ロ 220、222、224、226中的相应开ロ相交。仍參考图I和图2，多个第二开ロ 220、222、224,226中的每个开ロ沿着从主轴旋转轴134延伸的半径被直接设置在多个紧固件136中的相应紧固件外侧。现在再次參考图1，所示的轮毂132也可选地包括多个平衡配重接收器(例如注意到轮毂的顶表面具有八个边缘孔，而非仅有对齐以接收紧固件136的四个孔)。在图2的实施例中，夹具152可选地包括多个第三开ロ 230、232、234、236，其中每个开ロ优选地与轮毂132中多个平衡配重接收器中的相应平衡配重接收器对齐。这种对齐可以允许在夹具152已经紧固到轮毂132上之后将平衡配重经由多个第三开口中的ー个开ロ插入所选的平 衡配重接收器中。在本发明的某些实施例中，多个第二开ロ 220、222、224、226中的每个开ロ可以与轮毂132中多个平衡配重接收器中的相应平衡配重接收器对齐。即使夹具缺少多个第三开ロ，这种对齐也可以允许在夹具被紧固到轮毂132上之后将平衡配重经由多个第二开ロ220、222、224、226中的ー个开ロ插入轮毂132中的所选平衡配重接收器中。图3是根据现有技术的主轴马达轮毂132、常规磁盘夹300、紧固件136、环状磁盘150,350以及间隔环354、356的一部分的径向剖视图。紧固件136是穿过常规磁盘夹300中的第一开ロ 310并延伸进入轮毂132的螺孔382的螺栓。常规夹具300的内部区域370接收来自紧固件136的向下作用力，该向下作用カ进而提供在常规夹具300的外边缘360和顶部磁盘150之间的夹紧压力。然而，来自紧固件136的向下作用力并不总是足够引起常规夹具300的内部区域370和轮毂132的顶表面380接触。例如，在常规夹具300的内部区域370和轮毂132的顶表面380之间存在垂直间隙或倾斜间隙390。螺孔382以及在紧固件136与螺孔382之间的交互作用可能是污染物(例如微粒污染物)的来源。垂直间隙或倾斜间隙390可能促进污染物在磁盘驱动器内扩散，这可能会引起磁头爆裂或降低磁盘驱动器的可靠性。图4是根据本发明实施例的主轴马达轮毂132、新颖的磁盘夹400、紧固件136、环状磁盘150、350以及间隔环354、356的一部分的径向剖视图。在图4的实施例中，紧固件136是穿过新颖的磁盘夹400中的第一开ロ 410并延伸进入轮毂132的螺孔382的螺栓。在图4的实施例中，轮毂132的顶表面380限定了与主轴旋转轴(例如图I的主轴旋转轴134)平行并且与轮毂132中的螺孔382的螺栓纵轴平行的表面法线。在图4的实施例中，夹具400在第一开ロ 410周围连续地接触轮毂132，以便于第ー开ロ 410被这种接触连续环绕。例如，夹具内区域470接触轮毂132的顶表面380。夹具外边缘460接触环状磁盘150并将夹紧压カ施加于环状磁盘150，但是夹具外边缘460并不接触轮毂132的顶表面。注意到在图4的实施例中，在夹具外边缘460处平行于主轴旋转轴测量的夹具400的第一厚度优选但非必须地大于在夹具内区域470中平行于主轴旋转轴测量的夹具400的第二厚度。在某些实施例中，这种不等可以提高由外边缘460施加于环状磁盘150的夹紧压力的均匀性。在图4的实施例中，第一开ロ 410被直接设置在夹具400的中心(如所示的图4的左边)和穿过夹具400的第二开ロ 420之间。也就是说，从图4中的紧固件136外侧直接设置第二开ロ 420。该布置可以提高由夹具400施加于夹紧的环状磁盘(例如环状磁盘150)的夹紧压カ的圆周均匀性。在前述说明书中，參考具体的示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，本发明并不限于这些具体的示例性实施例。可以预期的是，可以在不同的环境或 应用中単独或共同地使用本发明的不同特征和不同方面。因此，说明书和附图被视为说明性的和示例性的而非限制性的。例如，本文中同义地使用词语“优选地”和短语“优选但非必须地”，其一致地包括“非必须”或“可选”的含义。“包含”、“包括”和“具有”均是开放式的术语。
权利要求
1.ー种磁盘驱动器，其包含 磁盘驱动器基底； 连接到所述磁盘驱动器基底的主轴马达，所述主轴马达包括绕主轴旋转轴旋转的轮毂； 安装在所述轮毂上的环状磁盘； 接触所述轮毂的顶表面的夹具，所述夹具包括从其中穿过的多个第一开口和从其中穿过的多个第二开ロ，所述夹具通过多个紧固件连接到所述轮毂，所述多个紧固件中的每个紧固件穿过所述多个第一开口中的一个开ロ； 其中所述多个第二开口中的每个开ロ具有在所述夹具内的封闭外边缘，并且所述多个第一开ロ中的每个开ロ被直接设置在所述主轴旋转轴和所述多个第二开ロ中的相应开ロ之间。
2.根据权利要求I所述的磁盘驱动器，其中所述多个第一开口中的每个开ロ小于所述多个第二开口中的相应开ロ。
3.根据权利要求I所述的磁盘驱动器，其中所述多个紧固件中的每个紧固件是延伸进入所述轮毂中的相应螺孔的螺栓。
4.根据权利要求3所述的磁盘驱动器，其中所述轮毂的顶表面限定与所述主轴旋转轴平行的表面法线，并且每个所述螺孔限定与所述主轴旋转轴平行的螺栓纵轴。
5.根据权利要求I所述的磁盘驱动器，其中所述夹具在所述多个第一开口中的每个开ロ周围连续接触所述轮毂，以便所述多个第一开ロ中的每个开ロ被这种接触连续环绕。
6.根据权利要求I所述的磁盘驱动器，其中所述磁盘驱动器包括邻近所述环状磁盘设置的读磁头。
7.根据权利要求I所述的磁盘驱动器，其中所述轮毂的形状是大体圆柱形。
8.根据权利要求I所述的磁盘驱动器，其中所述轮毂包括多个平衡配重接收器，并且所述多个第二开ロ中的每个开ロ与所述多个平衡配重接收器中的相应平衡配重接收器对齐。
9.根据权利要求I所述的磁盘驱动器，其中所述轮毂包括多个平衡配重接收器，并且所述夹具进ー步包括多个第三开ロ，所述多个第三开ロ中的每个开ロ与所述多个平衡配重接收器中的相应平衡配重接收器对齐。
10.根据权利要求I所述的磁盘驱动器，其中从所述主轴旋转轴正交延伸并与所述多个第一开ロ中的ー个开ロ相交的第一半径与所述多个第二开ロ中的相应开ロ相交。
11.根据权利要求I所述的磁盘驱动器，其中对于所述多个第一开口中的每个开ロ，限定在所述多个第一开ロ中的该开ロ之外并且围绕所述多个第一开ロ中的该开ロ横跨至少50°的弧被包括在所述多个第二开ロ的相应开口内。
12.根据权利要求I所述的磁盘驱动器，其中所述弧绕所述多个第一开口中的该开ロ横跨70。到120°。
13.根据权利要求I所述的磁盘驱动器，其中所述夹具包括夹具外边缘和夹具内区域，所述多个第一开ロ中的每个开ロ被设置在所述夹具内区域中，并且其中所述夹具外边缘通过多个轮辐连接到所述夹具内区域，所述多个轮辐中的每个轮辐被设置在所述多个第二开口中的两个开ロ之间。
14.根据权利要求13所述的磁盘驱动器，其中在所述夹具外边缘处测量的所述夹具的第一厚度大于在所述夹具内区域中测量的所述夹具的第二厚度。
15.根据权利要求13所述的磁盘驱动器，其中所述夹具外边缘、所述夹具内区域以及所述多个轮辐均是具有材料连续性的单个部件而非子部件的组装件。
16.根据权利要求15所述的磁盘驱动器，其中所述夹具内区域接触所述轮毂的顶表面，并且所述夹具外边缘不接触所述轮毂的顶表面。
17.根据权利要求I所述的磁盘驱动器，其中所述夹具包含钢。
18.ー种磁盘驱动器，其包含 磁盘驱动器基底； 连接到所述磁盘驱动器基底的主轴马达，所述主轴马达包括绕主轴旋转轴旋转的轮毂； 安装在所述轮毂上的环状磁盘； 接触所述轮毂的顶表面的夹具，所述夹具包括从其中穿过的多个第一开口和从其中穿过的多个第二开ロ，所述夹具通过多个紧固件连接到所述轮毂，所述多个紧固件中的每个紧固件穿过所述多个第一开口中的一个开ロ ； 其中所述多个第二开口中的每个开ロ具有在所述夹具内的封闭外边缘，并且所述多个第二开口中的每个开ロ沿着从所述主轴旋转轴延伸的半径被直接设置在所述多个紧固件中的相应紧固件的外侧。
19.根据权利要求18所述的磁盘驱动器，其中所述多个第二开口中的每个开ロ包括限定在所述多个第一开ロ中的相应开ロ之外并且绕所述多个第一开ロ中的该开ロ横跨至少50°的弧。
全文摘要
本发明涉及一种具有开口直接在紧固件径向外侧的磁盘夹的磁盘驱动器。本发明的磁盘驱动器包括连接到磁盘驱动器基底的主轴马达。该主轴马达包括绕主轴旋转轴旋转的轮毂。环状磁盘被安装在轮毂上。夹具接触轮毂的顶表面。该夹具包括从其中穿过的多个第一开口和多个第二开口。该夹具通过多个紧固件连接到轮毂，多个紧固件中的每个紧固件穿过多个第一开口中的一个开口。多个第二开口中的每个开口具有在夹具内的封闭外边缘。多个第一开口中的每个开口被直接设置在主轴旋转轴和多个第二开口中的相应开口之间。
文档编号G11B5/60GK102693730SQ20121007657
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月21日 优先权日2011年3月22日
发明者T·A·特克林德 申请人:西部数据技术公司