专利名称：记录盘装置及其压紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种记录盘装置，如用作计算机系统外部存储器的磁盘装置。
例如一种代表磁盘装置的硬盘驱动单元(HDD)，其使用一磁盘，该磁盘环绕着由一主轴电动机驱动的转轴。当记录或读取信息时，驱动磁盘相对于磁头旋转。
磁盘被固定于一压紧装置和一凸缘之间，该凸缘形成于转轴上的底端附近。压紧装置固定于转轴的顶端以便将磁盘推靠在凸缘上。
在将压紧装置固定到转轴上时，用多个螺钉将压紧装置的平面主体(plane body)固定在转轴的顶端。螺钉分布于一假想圆上，该假想圆与转轴同心。在螺钉孔区域内将平面主体牢固地压靠在转轴上，而在沿假想圆的螺钉孔区域之间的中间区域内压靠力被削弱。
沿假想圆的紧固压强变化将引起沿假想圆的平面主体上的不平整，原因在于螺钉孔区域上的平面主体比螺钉孔区域之间中间区域上的平面主体凹陷得更多。平面主体的这种不平整被转移给与平面主体的周边接触的磁盘，以致磁盘也产生不平整。当磁头要将信息记录到磁盘上或从磁盘读出信息时，磁盘的不平整产生不良影响。尤其是，例如最近降低HDD中磁盘之上磁头浮动高度(flying height)的趋势，很难防止磁头与磁盘相互影响。
本发明的一个目的在于提供一种记录盘装置，它能通过防止与记录盘相接触的压紧装置变形来消除记录盘的不平整。本发明的另一目的在于提供一种压紧装置，它能实现上述这种记录盘装置。
根据本发明第一方面，提供一种记录盘装置，它包括一带有凸缘的转轴；一围绕该转轴的记录盘；一压紧装置，它将记录盘推靠在该凸缘上；一些螺钉，沿一与转轴同心的假想圆设置，以便将压紧装置的平面主体固定在转轴的顶端；和一刚度减小机构，它相对于螺钉孔区域减小中间区域处平面主体的刚度，所述中间区域限定于沿假想圆的诸螺钉孔区域之间。
当用螺钉把压紧装置固定在转轴顶端时，紧固压强作用于螺钉孔区域处的压紧装置上。由于平面主体在中间区域的刚度相对于以上记录盘装置中螺钉孔区域有所减小，所以紧固压强可以同等作用于中间区域，以致压紧装置在螺钉孔和中间区域处同等朝向转轴的顶端下陷。因此可防止压紧装置变形，从而抑制与压紧装置相接触的盘中发生不平整现象。
前述刚度减小机构可以包括一环形壁和一凹槽，该环形壁从平面主体的表面上升高，而该凹槽形成于所述中间区域处该环形壁的顶面上。该平面主体的刚度作为一个整体可由环形壁加强，而中间区域处的刚度可由凹槽相对减小。因此，如上所述，可防止压紧装置变形。
凹槽可以包括一斜削面，它从顶面向下延续。使用顶面与凹槽之间的斜削面允许在制作压紧装置时使用压制法。在这种情况下，可以由金属材料如铝或不锈钢制成压紧装置。优选考虑压紧装置的强度与刚度以及热膨胀系数来选择金属材料。
凹槽可以由一弯曲表面限定。例如，在凹槽底部和斜削面之间形成弯曲表面，并在环形壁的顶面与斜削面之间形成弯曲表面，这起到了在这些交界区域中避免应力集中的作用。因此，用来将压紧装置固定在转轴上的螺钉可以在较长的时间内保持紧固压强。
另外，刚度减小机构可以包括一环形壁和一凹槽，该环形壁从平面主体的表面上升高，而该凹槽形成于所述中间区域处该环形壁的侧(外侧或内侧)面上。该平面主体的刚度作为一个整体可由环形壁加强，而中间区域处的刚度可以由凹槽相对减小。因此，同样可以防止压紧装置变形。此外，环形壁保持连续的内表面或外表面，以便使环形壁的内部空间能与压紧装置周围的外部空间可靠地隔离。因此，环形壁内部空间内所设置的配重无法从压紧装置落向环绕的记录盘。
还有，刚度减小机构可以包括一通孔，该通孔形成于中间区域内的平面主体中。该通孔同样用来减小中间区域处的刚度，以便抑制压紧装置使其不变形。
刚度减小机构可以包括一大通孔和一小通孔，大通孔在一对螺钉孔的中间，而小通孔设置于大通孔与螺钉孔之间的区域中，小通孔的直径小于大通孔的直径。通孔直径的变化使平面主体的刚度能沿周边方向变化，导致微调压紧装置的变形。
另外，根据本发明的第二方面，提供一种记录盘装置，它包括一带有凸缘的转轴；一围绕该转轴的记录盘；一压紧装置，它将记录盘推靠在凸缘上；一些螺钉，沿一与转轴同心的假想圆设置，以便将压紧装置的平面主体固定在转轴的顶端；和一环形壁，它从围绕螺钉孔的平面主体表面上升高，以具有大于平面主体的厚度。
对于以上记录盘装置来说，可以用围绕螺钉孔区域的环形壁来加强压紧装置的刚度，而在平面主体内螺钉孔区域处的刚度被相对减小。因此，当螺钉产生紧固压强时，该紧固压强在平面主体内螺钉孔区域周围受到缓冲。可防止平面主体在围绕螺钉孔区域的形成有环形壁的外围发生变形。这样，可保持记录盘的盘面平整。
应指出的是，配置前述压紧装置可与一记录盘装置有关或无关。
根据以下结合附图对优选实施例的描述，本发明的以上及其它目的、特征和优点将变得很明显，其中
图1是表示一硬盘驱动单元(HDD)的透视图；图2是表示HDD内部结构的平面图；图3是沿图2中线3-3所取的局部放大断面图；图4是表示本发明第一实施例的压紧装置的透视图；图5表示磁头的浮动滑块(flying slider)与磁盘盘面之间的关系；图6是表示压紧装置中凹槽改型的透视图；图7是表示环形壁中凹槽另一改型的侧视图；图8是表示磁盘不平整轮廓的曲线图；图9是表示本发明第二实施例的压紧装置的透视图；图10是表示环形壁的局部放大图；图11是表示本发明第三实施例的压紧装置的透视图；图12是表示平面主体的局部放大平面图；图13是表示本发明第四实施例的透视图；图14是沿图13中线14-14所取的局部放大断面图。
图1表示作为记录盘装置一个例子的硬盘驱动单元(HDD)10。HDD10包括一外壳11，其通过箱形壳体12和限定于壳体12内用以关闭与打开的盖13相结合构成。例如，可以将HDD10组装在计算机外壳内，或将其用作与计算机外壳无关的外部存储设备。
如图2所示，外壳11用来容纳磁盘16和磁头17，磁盘16围绕转轴15，而磁头17与磁盘16的盘面相对。磁头17被安装在承载臂19的末端，承载臂19能绕摆动轴18摆动。当将信息记录到磁盘16中或从中读取信息时，包括一磁路的执行机构20驱动承载臂19摆动，以便将磁头17定位于磁盘16盘面上的目标记录磁道(recording track)上。
如从图3看到的那样，主轴电动机22磁连接到转轴15上。主轴电动机22的固定轴23被固定在外壳11上。螺钉24用来将固定轴23的底端固定到壳体12的底壁上。当盖13耦合到壳体12上时，用螺钉25将固定轴23的顶端连接到盖13上。
转轴15经由滚珠轴承26连接在固定轴23上，以便在其间产生相对转动。在转轴15的底端形成一外凸缘27，以便接纳交替叠放的磁盘16和隔离圈28。隔离圈28用来使磁盘16沿轴向以等间隔设置。
压紧装置31固定于转轴15的顶端。压紧装置31用来将交替叠放的磁盘16和间隔图28推靠在外凸缘27上。多个螺钉32用于将压紧装置31的平面主体33固定在转轴15的顶端。螺钉32以等间距分布于与转轴15同心的假想圆上。
图4表示本发明第一实施例的压紧装置31。压紧装置31的平面主体33上设有沿假想圆分布的多个螺钉孔36。各个螺钉孔36接纳相应的螺钉32。
压紧装置31上设有刚度减小机构37，它用来减小平面主体33上沿假想圆35(各螺钉孔之间的)中间区域相对于螺钉孔区域的刚度。刚度减小机构37包括环形壁38和凹槽39，环形壁38从平面主体33的表面周边升高，用以加强平面主体33的刚度，而凹槽39形成于中间区区域中环形壁38的顶面上。
凹槽39用来减小该刚度减小机构37中中间区域处环形壁38的刚度。因此，即使来自螺钉32的紧固压强在中间区域处产生向上的力，这种向上的力也可由中间区域处的弹性所缓冲。因此，可防止压紧装置31变形，从而避免了与压紧装置31周边相接触的磁盘16不平整或变形。
如图5所示，磁头17的浮动滑块17a其浮动高度W由浮动滑块17a的中心处浮动量决定。若可以避免磁盘16a的不平整，则不太可能在浮动滑块17a后部发生磁盘16a与磁头部件17a之间相互影响的现象。另一方面，若磁盘16b不平整，则浮动滑块17a足够大的浮动高度W无法可靠地防止磁头部件17b与磁盘16b相互影响。
具体地说，磁盘16b应在距压紧装置31最近的内区处有更大的不平整。由于圆周速度会在内区变得更低，以致浮动滑块17a的浮动高度W会变得更小，所以增大了相互影响的可能性。刚度减小机构37用来减小浮动滑块17a的浮动高度W，而不会在磁头部件17b与磁盘16a之间产生相互影响。
可以通过压制铝板或不锈钢板、通过冷锻(cold forging)杜拉铝(注册商标)块等方法来制成压紧装置31。最好考虑到成型压紧装置31的强度与刚度以及热膨胀系数来为压紧装置31选择材料。例如，若磁盘16采用铝盘衬底，则可选用铝；若磁盘16采用玻璃盘衬底，则可选用不锈钢。
若采用压制法来制成压紧装置31，则例如在凹槽39中形成斜削面40，以便如图6所示从环形壁38的顶面向下延续。斜削面40适于用压制法促进形成凹槽39。另外，如图7所示，可以在凹槽39底部与斜削面40的交界处和在环形壁38顶面与斜削面40的交界处形成弯曲表面41。弯曲表面41用来防止凹槽39底部与斜削面40之间交界处周围和环形壁38顶面与斜削面40之间交界处周围的应力集中。因此，当把压紧装置31固定到转轴15上时，可使来自螺钉32的紧固压强更长时间地保持恒定。
图8表示由压紧装置31推靠的铝磁盘16的不平整轮廓，铝磁盘16的厚度为0.8mm。垂直轴定义由来自螺钉32的紧固压强在磁盘16上所产生的下陷量。从零起点开始测量下陷量，由未受压紧装置31的紧固压强作用的磁盘16盘面水平定义零起点。在压紧装置31周边测量磁盘16的不平整轮廓。水平轴定义周边位置，将这些位置绕磁盘16上压紧装置31的周边等间距分开。
如从图8中看到的那样，在用环形壁中无凹槽的已有技术压紧装置固定磁盘16的情况下，磁盘不平整，在螺钉孔区域和中间区域之间的不平整幅度约为25微米。相反，在用如图6所示环形壁38中有凹槽39的压紧装置31固定磁盘16的情况下，可将不平整缩减到约3微米，尽管磁盘16绕整个压紧装置31周边产生25微米恒定下陷。因此，证明凹槽39起到减小环形壁38刚度以便保持磁盘16盘面平整的作用。
图9表示本发明第二实施例的压紧装置31a。在该实施例中，刚度减小机构37包括凹槽45，凹槽45形成于中间区域处环形壁38的侧面或外侧面。凹槽45用来以与前述第一实施例相同的方式减小中间区域处环形壁38的刚度，以使磁盘16的盘面保持平整。将相同的参考标号或字符赋予实现与前述第一实施例作用或功能相同的结构，这里省略对其的详细描述。
如图10所示，可将一配重46装到压紧装置31a上用以使旋转磁盘16有均匀的离心力，以便抑制旋转磁盘16的振动。通过将不锈钢层47和粘合层48叠合在一起，可以形成配重46。粘合剂49用来将配重46固定到环形壁38的内表面上。不考虑凹槽45，环形壁38有一连续的内表面，以便使环形壁38的内部空间与周围的外部空间相隔离，从而使刚好从环形壁38落下的配重46无法脱离压紧装置31a朝向磁盘16的周围盘面。
图11表示本发明第三实施例的压紧装置31b。在第三实施例中，刚度减小机构37包括通孔51，它们形成于限定在沿假想圆35分布螺钉孔区域之间的中间区域处平面主体33中。可以在每个中间区域中设置一个通孔51，或可如图11所示在每个中间区域中设置多个通孔51。压紧装置31b用来以与前述第一和第二实施例相同的方式减小中间区域处平面主体33的刚度，以使磁盘16的盘面保持平整。将相同的参考标号或字符赋予实现与前述第一和第二实施例相同作用或功能的结构，这里省略对其的详细描述。
在每个中间区域中形成多个通孔51的情况下，可以如图12所示形成不同直径的通孔51a、51b。具体地说，在一对螺钉孔36中间形成大通孔51a，而在大通孔51a与螺钉孔35之间的区域中设置直径比大通孔51a小的小通孔51b。通孔51a、51b用来改变周边方向上平面主体33的刚度，以便可以精确地调整平面主体33的变形。
图13表示本发明第四实施例的压紧装置31c。在第四实施例中，形成环形壁55，它从平面主体33的外围升高。如图14所示，环形壁55的壁厚D大于平面主体33的厚度。在平面主体外围与磁盘16相接触之处，平面主体33的刚度得以加强，而在螺钉孔36周围的区域中刚度相对减小。因此，当螺钉32作用以紧固压强时，紧固压强在螺钉孔处受到缓冲，从而可以由更厚的环形壁55来抑制平面主体33在外围的变形。磁盘16的盘面保持平整。可以通过磨削一金属材料块来制成压紧装置31C。将相同的参考标号或字符赋予实现与前述第一实施例相同作用或功能的结构，这里省略对其的详细描述。
权利要求
1．一种记录盘装置，包括；一带有凸缘的转轴；一围绕该转轴的记录盘；一压紧装置，它将记录盘推靠在该凸缘上；一些螺钉，沿一与转轴同心的假想圆设置，以便将压紧装置的平面主体固定在转轴的顶端；和一刚度减小机构，它相对于螺钉孔区域减小中间区域处平面主体的刚度，所述中间区域限定于沿假想圆的诸螺钉孔区域之间。
2．根据权利要求1的记录盘装置，其中所述刚度减小机构包括一环形壁和一凹槽，该环形壁从平面主体的表面上升高，而该凹槽形成于所述中间区域处该环形壁的顶面上。
3．根据权利要求1的记录盘装置，其中所述刚度减小机构包括一环形壁和一凹槽，该环形壁从平面主体的表面上升高，而该凹槽形成于所述中间区域处该环形壁的侧面上。
4．根据权利要求1的记录盘装置，其中所述刚度减小机构包括一通孔，该通孔形成于所述中间区域内的平面主体中。
5．一种记录盘装置用的压紧装置，包括一平面主体，它带有沿一假想圆分布的许多螺钉孔；和一刚度减小机构，它相对于螺钉孔区域减小中间区域处平面主体的刚度，所述中间区域限定于沿假想圆的螺钉孔区域之间。
6．根据权利要求5的压紧装置，其中所述刚度减小机构包括一环形壁和一凹槽，该环形壁从平面主体的表面上升高，而该凹槽形成于所述中间区域处该环形壁的顶面上。
7．根据权利要求6的压紧装置，其中所述凹槽由一弯曲表面限定。
8．根据权利要求6的压紧装置，其中所述凹槽包括一斜削面，它从所述顶面向下延续。
9．根据权利要求8的压紧装置，其中所述凹槽由一弯曲表面限定。
10．根据权利要求5的压紧装置，其中所述刚度减小机构包括一环形壁和一凹槽，该环形壁从平面主体的表面上升高，而该凹槽形成于所述中间区域处该环形壁的侧面上。
11．根据权利要求5的压紧装置，其中所述刚度减小机构包括一通孔，该通孔形成于所述中间区域内的平面主体中。
12．根据权利要求5的压紧装置，其中所述刚度减小机构包括一大通孔和一小通孔，大通孔在一对所述螺钉孔的中间，而小通孔设置于大通孔与螺钉孔之间的区域中，小通孔的直径小于大通孔的直径。
13．一种记录盘装置用的压紧装置，包括一平面主体，它带有沿一假想圆分布的许多螺钉孔；一刚度减小机构，它相对于螺钉孔区域减小中间区域处平面主体的刚度，所述中间区域限定于沿假想圆的螺钉孔区域之间；和一环形壁，它从围绕螺钉孔的平面主体表面上升高，它的厚度大于平面主体的厚度。
全文摘要
一种记录盘装置,包括由一转轴支撑的记录盘。用螺钉将一压紧装置固定在转轴的顶端,以便将记录盘推靠在转轴底端的凸缘上。沿一与转轴同心的假想圆设置螺钉,以便将压紧装置的平面主体固定在转轴的顶端。一刚度减小机构相对于螺钉孔区域减小中间区域处平面主体的刚度,其中中间区域限定于沿假想圆的螺钉孔区域之间。该刚度减小机构用来抑制磁盘的不平整。
文档编号G11B25/04GK1236168SQ9910127
公开日1999年11月24日 申请日期1999年1月27日 优先权日1998年5月18日
发明者吉田满彰, 泉光洋 申请人:富士通株式会社