專利名稱：主軸轂和護鐵組件的制作方法
本申請要2002年6月21日提出的美國臨時申請序列號60/390,387(名為“Spindle Hub With Uniform Thermal Distortion”，代理案卷號為STL3185)的優(yōu)先權(quán)。前述的申請轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人，并完整地援引于此。
背景技術(shù)：
通常將計算機信息寫入旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)或從其讀出。以磁轉(zhuǎn)變的形式記錄在磁盤的同心磁道中。磁盤安裝在一主軸上，通過一執(zhí)行機構(gòu)來獲取信息，該執(zhí)行機構(gòu)在磁盤的表面之上徑向移動一磁變換器，并使該磁變換器與同心磁道對準(zhǔn)。磁盤和主軸安裝成在一支承軸上旋轉(zhuǎn)，并且磁盤借助于電機高速旋轉(zhuǎn)。
對于磁盤文件的重要要求是能快速獲取數(shù)據(jù)且同時還要具有很高的數(shù)據(jù)傳輸率。實現(xiàn)這兩個要求的一個關(guān)鍵是磁盤的高轉(zhuǎn)速。平均來說，在執(zhí)行機構(gòu)已將變換器定位在所要的磁道之后，所要數(shù)據(jù)要到達(dá)變換器就要磁盤旋轉(zhuǎn)半圈。因此，磁盤旋轉(zhuǎn)的速度越快，獲取所要數(shù)據(jù)的速度也越快。類似地，較快的磁盤旋轉(zhuǎn)使更多的數(shù)據(jù)經(jīng)過變換器，從而增加了變換器處的數(shù)據(jù)傳輸率。
增加容量也是重要的，并通過增加每一磁盤的數(shù)據(jù)密度和在給定空間中的磁盤數(shù)量兩種方法來實現(xiàn)。通過將多個磁盤安裝得更近來增加能裝入給定空間的磁盤數(shù)量。
較高的主軸速度和較多的磁盤數(shù)量的結(jié)合使高容量、高性能的磁盤驅(qū)動器的工作溫度升高。溫度的改變會產(chǎn)生復(fù)合的效應(yīng)，轉(zhuǎn)子溫度升高使電動機的效率降低，還會增加電阻率，從而使溫度由于繞組電阻的增加而升高得更多。
在應(yīng)用磁盤驅(qū)動器的場合通常使用帶有分開的轉(zhuǎn)子組件和定子組件的主軸電動機。轉(zhuǎn)子一般帶有多極磁體，該多極磁體安裝在轉(zhuǎn)子的下周緣的附近。定子通常包括徑向定向的磁體，且該磁體各區(qū)域的極性是根據(jù)多極磁體在轉(zhuǎn)子中的位置而交替設(shè)置的。
在典型的具有分開的轉(zhuǎn)子/定子結(jié)構(gòu)的組件中，定子安裝在磁盤驅(qū)動器底板上，而轉(zhuǎn)子組件則安裝在軸承上，所述軸承又安裝在圓柱形軸的周圍。
轉(zhuǎn)子/定子組件的各種零件包括轉(zhuǎn)子軸、軸承、套筒、轂、定子和定子磁體、護鐵以及至少一個磁盤。磁盤環(huán)境中的溫度上升可能會影響到所有的轉(zhuǎn)子/定子組件的零件。此外，因為各種零件是用具有不同膨脹系數(shù)的不同材料制成的，所以溫度的上升可能會影響諸零件相對彼此布置或彼此相互作用的方式。實際上，相鄰零件中的不同熱膨脹程度可能會使轉(zhuǎn)子/定子組件以及磁盤扭曲變形，導(dǎo)致頭/驅(qū)動器接口(HDI)問題。
因此，在本技術(shù)領(lǐng)域中人們很關(guān)注研制一種能在高溫下較少地扭曲變形的轉(zhuǎn)子/定子組件問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種用于磁盤驅(qū)動器的轂和護鐵組件，該組件在溫度發(fā)生變化時的扭曲變形減少。因此，本發(fā)明提供一種用于磁盤驅(qū)動器的轂和護鐵組件，其中磁盤驅(qū)動器有一主軸和至少一個磁盤，所述組件包括一環(huán)形轂，該轂具有靠近主軸的一內(nèi)側(cè)壁、靠近磁盤的一外側(cè)壁、一頂表面以及一底表面。底表面設(shè)有由一分隔部分形成的至少兩個凹槽——內(nèi)凹槽和外凹槽。內(nèi)凹槽容納一定子，外凹槽容納一護鐵。此外，分隔部分有一外側(cè)壁。轂和護鐵組件還包括設(shè)置在轂的外凹槽內(nèi)的一護鐵。護鐵有靠近主軸并接合至轂的分隔部分的外表面的一內(nèi)表面、和靠近至少一個磁盤且不接合至轂的外側(cè)壁的一外側(cè)壁。可以通過任意數(shù)量的措施、包括但并不局限于膠合或壓配來將轂接合至護鐵。
此外，本發(fā)明提供一種磁盤驅(qū)動器，該磁盤驅(qū)動器包括一基底；一主軸；一環(huán)形轂，該轂具有靠近主軸的一內(nèi)側(cè)壁、靠近至少一個磁盤的一外側(cè)壁、一頂表面以及一底表面，所述底表面設(shè)有由一分隔部分形成的內(nèi)和外凹槽。內(nèi)凹槽容納一定子，外凹槽容納一護鐵。此外，分隔部分有一外側(cè)壁。并且，磁盤驅(qū)動器包括設(shè)置在轂的外凹槽內(nèi)的一護鐵，護鐵有靠近主軸并接合至轂的分隔部分的外表面的一內(nèi)表面、和靠近至少一個磁盤且不接合至轂的外側(cè)壁的一外側(cè)壁。此外，磁盤驅(qū)動器包括至少支承環(huán)形轂的一端的一軸；一流體動力軸承系統(tǒng)，該系統(tǒng)在軸和套筒以及環(huán)形轂和套筒之間的間隙中包括流體；一定子；以及適于與基底連接的一蓋子。


圖1是磁盤驅(qū)動器的俯視示意圖。
圖2是轂、護鐵以及磁體組件的橫截面圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)的轂、護鐵以及磁體組件的橫截面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的轂、護鐵以及磁體組件的橫截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)請詳細(xì)參見本發(fā)明的示例性實施例，在附圖中示出了它們的例子。盡管結(jié)合這些實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)予理解，所描述的實施例并非想要將本發(fā)明只是特定地僅局限于這些實施例，或者只是在所圖示的磁盤驅(qū)動器中使用本發(fā)明。相反，本發(fā)明應(yīng)覆蓋可以包括在如所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明精神和包含范圍之內(nèi)的替換形式、修改以及等效。此外，硬盤驅(qū)動器也是為本技術(shù)領(lǐng)域的人們所熟知的。為了避免混淆且同時使熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們能實現(xiàn)所要求保護的發(fā)明，本說明書省略與這樣的已知項目有關(guān)的細(xì)節(jié)。
圖1示出了其中可采用本發(fā)明的一磁盤驅(qū)動器的例子。在一主軸10上安裝了至少一個磁盤60，這些磁盤設(shè)有用于記錄信息的多個同心磁道。主軸安裝在主軸支承軸25上，以繞一中心軸線旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電動機旋轉(zhuǎn)諸磁盤時，安裝在一執(zhí)行機構(gòu)端部65上的一變換器64由一音圈電動機66有選擇地定位，該音圈電動機繞一樞軸線67旋轉(zhuǎn)，以橫越磁盤60表面在磁道間移動變換器64。磁盤驅(qū)動器的零件安裝在一殼體70中的底板40上，所述殼體70通常密封以防受到污染(沒有示出殼體70的頂部或蓋子)。磁盤60安裝在主軸10上。圖2是一示例性轂、護鐵以及磁體組件的橫截面圖。磁盤驅(qū)動器包括轂102(包括轂區(qū)域120和122)、磁盤60、間隔件106和磁體108。磁通108在其頂部與轂120相鄰，在其外緣與護鐵118相鄰，并在其內(nèi)緣與定子組件110相鄰。圖2還示出了接合到一主軸10的套筒116和流體動力軸承錐體114。護鐵118具有一內(nèi)表面124和一外表面126。靠近主軸10的零件的區(qū)域或表面被稱為內(nèi)部或內(nèi)側(cè)，而靠近磁盤60的零件的區(qū)域或表面被稱為外部和外側(cè)。
轂102在其外徑122處的熱膨脹必須與磁盤60的熱膨脹緊密配合。由于護鐵通常是膠合、收縮或壓配在轂102上的，護鐵118與轂102的相互作用會改變轂外徑122膨脹的方式。在現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，護鐵118的外區(qū)126與轂102的區(qū)域122的內(nèi)表面接合。在這樣的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)中，在轂外徑122中的任何膨脹都會趨向于使磁盤60發(fā)生扭曲變形，磁盤60的這樣的扭曲變形導(dǎo)致HDI問題。在圖3中示出了現(xiàn)有技術(shù)情況中護鐵118對轂102的附接。
如圖2所示，在本發(fā)明中，護鐵118僅在其內(nèi)表面124的上部區(qū)域和轂102的小區(qū)域120的外表面處接合至轂102。可以通過本技術(shù)領(lǐng)域中已知的措施、包括使用膠水或其它粘合劑、壓配或其它接合方式來實現(xiàn)這樣的接合。護鐵118在其外表面126處不接合到轂102。由于護鐵118至轂102的接合在遠(yuǎn)離磁盤60的一接合處，所以護鐵118中的任何扭曲變形或結(jié)構(gòu)變化不太可能會影響到磁盤60，或者至少對磁盤60的影響作用較小。
例子圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)的轂、護鐵和磁體組件。在該圖中，繪出了套筒116、轂102、磁體108和護鐵119?？勺⒁獾剑o鐵119的結(jié)構(gòu)呈倒置的“L”形，轂102的區(qū)域123沿著區(qū)域125接觸護鐵119。在這種結(jié)構(gòu)中，以及在任何護鐵接合至轂外壁的結(jié)構(gòu)中，護鐵119中的扭曲變形都將會影響轂102的區(qū)域123。區(qū)域123是轂102與磁盤(未示出)相鄰的區(qū)域。因此，護鐵119對轂區(qū)域123所產(chǎn)生的扭曲變形會影響到磁盤(未示出)。圖3中轂/護鐵/磁體組件的陰影示出由于受熱所引起的膨脹。如果組件的膨脹是均勻的，則陰影將是垂直的“條帶”。角度示出隨著溫度的上升轂的頂部比轂的底板移動得更多?？勺⒁獾?，接合至護鐵(通常用鋼制成)的轂區(qū)域123(通常用鋁制成)有若干陰影——表示不均勻膨脹。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的轂、護鐵以及磁體結(jié)構(gòu)的一個實施例?？勺⒁獾剑?02和護鐵118的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)不同。可注意到，護鐵118不附接到轂區(qū)域122。而是，護鐵118在接合處124附接至轂區(qū)域120的內(nèi)表面。在這樣的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)發(fā)生扭曲變形時，護鐵118影響轂102的區(qū)域120，而不影響轂102的區(qū)域122。因此，區(qū)域122、即轂與磁盤(未示出)相鄰的區(qū)域不會受到護鐵118的扭曲變形的影響。轂/護鐵/磁體組件在圖4中的陰影與圖3中類似地示出了由于受熱而產(chǎn)生的膨脹。不過，可注意到，盡管仍成角度，但其中沒有那么多的膨脹不相同的變化區(qū)域。在圖4中，接合至護鐵(通常用鋼制成)的轂區(qū)域123(通常用鋁制成)僅有兩個陰影，并且轂123的大部分區(qū)域僅有一個陰影。
權(quán)利要求
1.一種用于磁盤驅(qū)動器的轂和護鐵組件，其中磁盤驅(qū)動器有一主軸和至少一個磁盤，所述組件包括-一環(huán)形轂，該轂具有靠近主軸的一內(nèi)側(cè)壁、靠近所述至少一個磁盤的一外側(cè)壁、一頂表面以及一底表面，所述底表面設(shè)有內(nèi)凹槽和外凹槽且有一分隔部分位于其間，并且內(nèi)凹槽容納一定子，外凹槽容納一護鐵，分隔部分有一外側(cè)壁；以及-設(shè)置在轂的外凹槽內(nèi)的一護鐵，其中所述護鐵有靠近主軸并接合至轂的分隔部分的外表面的一內(nèi)表面，和靠近所述至少一個磁盤且不接合至轂的外側(cè)壁的一外側(cè)壁。
2.如權(quán)利要求1所述的轂和護鐵組件，其特征在于，還包括一軸、一套筒以及用于將軸支承成可相對套筒旋轉(zhuǎn)的流體軸承。
3.如權(quán)利要求1所述的轂和護鐵組件，其特征在于，轂的分隔部分比轂的外側(cè)壁短。
4.如權(quán)利要求1所述的轂和護鐵組件，其特征在于，還包括設(shè)置在轂的內(nèi)凹槽內(nèi)的一定子。
5.如權(quán)利要求4所述的轂和護鐵組件，其特征在于，在分隔部分下方、定子和護鐵之間設(shè)置一永久磁體。
6.如權(quán)利要求1所述的轂和護鐵組件，其特征在于，護鐵通過膠水接合至轂。
7.如權(quán)利要求1所述的轂和護鐵組件，其特征在于，護鐵通過壓配接合至轂。
8.一種磁盤驅(qū)動器，該磁盤驅(qū)動器包括-一基底；-一主軸；-一環(huán)形轂，該轂具有靠近主軸的一內(nèi)側(cè)壁、靠近至少一個磁盤的一外側(cè)壁、一頂表面以及一底表面，所述底表面設(shè)有內(nèi)和外凹槽且一分隔部分位于其間，并且內(nèi)凹槽容納一定子，外凹槽容納一護鐵，分隔部分有一外側(cè)壁；以及-設(shè)置在轂的外凹槽內(nèi)的一護鐵，其中所述護鐵有靠近主軸并接合至轂的分隔部分的外表面的一內(nèi)表面，和靠近至少一個磁盤且不接合至轂的外側(cè)壁的一外側(cè)壁；-至少支承環(huán)形轂的一端并鄰近一套筒的一軸；-一定子；以及-適于與基底連接的一蓋子。
9.如權(quán)利要求8所述的磁盤驅(qū)動器，其特征在于，包括用于軸的一流體動力軸承，以支承其相對套筒的旋轉(zhuǎn)。
10.如權(quán)利要求8所述的磁盤驅(qū)動器，其特征在于，轂的分隔部分比轂的外側(cè)壁短。
11.如權(quán)利要求8所述的磁盤驅(qū)動器，其特征在于，定子設(shè)置在轂的內(nèi)凹槽中。
12.如權(quán)利要求11所述的磁盤驅(qū)動器，其特征在于，在分隔部分下方、定子和護鐵之間設(shè)置一磁體。
13.如權(quán)利要求8所述的磁盤驅(qū)動器，其特征在于，護鐵通過膠水接合至轂。
14.如權(quán)利要求8所述的磁盤驅(qū)動器，其特征在于，護鐵通過壓配接合至轂。
15.一種磁盤驅(qū)動器，該磁盤驅(qū)動器包括-一基底；-支承在一環(huán)形轂一端上的一軸；-鄰近所述軸的一套筒；-所述環(huán)形轂具有靠近套筒的一內(nèi)側(cè)壁、靠近至少一個磁盤的一外側(cè)壁、一頂表面以及一底表面，所述底表面設(shè)有內(nèi)和外凹槽且一分隔部分位于其間，并且內(nèi)凹槽容納一定子，外凹槽容納一護鐵，分隔部分有一外側(cè)壁；-設(shè)置在轂的外凹槽內(nèi)的一護鐵，其中所述護鐵有靠近軸并接合至轂的分隔部分的外表面的一內(nèi)表面，和靠近至少一個磁盤且不接合至轂的外側(cè)壁的一外側(cè)壁；-一定子；以及-適于與基底連接的一蓋子。
16.如權(quán)利要求15所述的磁盤驅(qū)動器，其特征在于，定子設(shè)置在轂的內(nèi)凹槽中。
17.如權(quán)利要求16所述的磁盤驅(qū)動器，其特征在于，在分隔部分下方、定子和護鐵之間設(shè)置一磁體。
18.如權(quán)利要求15所述的磁盤驅(qū)動器，其特征在于，護鐵通過膠水接合至轂。
19.如權(quán)利要求15所述的磁盤驅(qū)動器，其特征在于，護鐵通過壓配接合至轂。
20.如權(quán)利要求15所述的磁盤驅(qū)動器，其特征在于，還包括一流體動力軸承系統(tǒng)，該系統(tǒng)在軸和套筒以及環(huán)形轂和套筒之間的間隙中包括流體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁盤驅(qū)動器轂/護鐵結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可抵抗在磁盤驅(qū)動器的溫度發(fā)生變化時的扭曲變形。從而轂/護鐵結(jié)構(gòu)可防止磁盤發(fā)生扭曲變形，減少HDI問題。
文檔編號G11B25/04GK1675702SQ03819705
公開日2005年9月28日 申請日期2003年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月21日
發(fā)明者N·帕森尼奧特 申請人:西加特技術(shù)有限責(zé)任公司