CN101675475A - 磁盘旋转驱动器的夹板 - Google Patents

Abstract

用于磁盘旋转驱动器的稳定并可靠地将磁盘支承在磁盘旋转驱动器内的夹板。用于磁盘旋转驱动器1的夹板7具有中央部和环向设置有接触部13的边缘部，中央部固定在被旋转的毂盘5上，接触部13被压向附装在毂盘5上的可记录磁盘3以沿旋转轴线方向向磁盘3施加压紧力并将磁盘3稳定的支承在毂盘5上，夹板7包括：从边缘部延伸并沿旋转轴线方向定向以形成接触部13的壁部25，使得当接触部13与磁盘3接触时接触部13和磁盘3之间产生的、抵制作用在接触部13并径向向外偏离接触部13的移动力Fx的摩擦力μFy等于或大于移动力Fx。

Description

磁盘旋转驱动器的夹板

技术领域

本发明涉及一种磁盘旋转驱动器的夹板，比如用于信息处理单元(如计算机)的硬盘驱动器。

背景技术

用于磁盘旋转驱动器的常规夹板在图9和10以及日本未审专利申请公开No.2004-295962中示出。

附图9和10部分地示出磁盘旋转驱动器的剖视图，其中图9示出支承单片磁盘101的磁盘驱动器，图10示出支承两片磁盘101的磁盘旋转驱动器。

在图9和10的每一个中，夹板103具有用螺丝105固定在毂盘107上的中央部和沿夹板103的边缘部形成的接触部109。接触部109与隔片111或磁盘101接触。

夹板103在旋转轴线方向上向磁盘101施加压紧力，由此将磁盘101固定地支承在毂盘107上。

然而，常规夹板103存在的问题是作用于磁盘101上的压紧力是不稳定的。

即，当夹板103用螺丝105固定到毂盘107上时，夹板103的中央部从图11中实线所示的固定前状态转换到图11中点划线所示的固定后状态。由于夹板103的中央部的移动，使得夹板103的接触部109发生移位并径向向外扩展。

因此，作用于磁盘101上的夹板103的压紧力扩散而无法有效的压住磁盘101。

也就是说，按压磁盘101的夹板103的压紧力有所削弱，如果有外力(比如震动)施加，则磁盘101将移动导致数据写入或读取错误。

抵制使接触部109扩展的力的摩擦力的变化取决于夹板103和磁盘101之间的分界面的状态。这使得作用于磁盘101上的夹板103的压紧力不够稳定，恶化了夹板103的磁盘支承性能。

发明内容

发明所要解决的问题

本发明所要解决的是按压磁盘的夹板的压紧力减弱和不稳定的问题。

解决问题的方法

为了确定并稳定地支承磁盘，本发明的主要特征在于，用于磁盘旋转驱动器的夹板具有中央部和环向设置有接触部的边缘部，中央部固定在被旋转的旋转部件上，接触部被压向附装到旋转部件上的可记录磁盘，以沿旋转轴线方向向磁盘施加压紧力并将磁盘稳定的支承在旋转部件上，该夹板包括：从边缘部延伸并沿旋转轴线方向定位以形成所述接触部的壁部，使得当接触部与磁盘接触时接触部和磁盘之间产生且抵制作用在接触部上的并径向向外偏离接触部的移动力的摩擦力等于或大于该移动力。

发明的效果

本发明包括中央部和环向设置有接触部的边缘部，中央部固定在被旋转的旋转部件上，接触部被压向附装到旋转部件上的可记录磁盘，以沿旋转轴线方向向磁盘施加压紧力并将磁盘稳定的支承在旋转部件上，该夹板包括：从边缘部延伸并沿旋转轴线方向定位以形成所述接触部的壁部，使得当接触部与磁盘接触时接触部和磁盘之间产生且抵制作用在接触部上的并径向向外偏离接触部的移动力的摩擦力等于或大于该移动力。因此，能防止接触部径向向外运动。

即，夹板能防止接触部作用于磁盘上的压紧力分散、保持大的压紧力并可靠地支承磁盘。

由于夹板防止接触部径向向外移位，因此接触部和磁盘之间的摩擦力没有发生变化。即，接触部和磁盘之间没有发生移位。因此，夹板能将磁盘稳定地支承在磁盘旋转驱动器内。

附图说明

图1是部分地示出磁盘旋转驱动器的剖视图(实施例1)。

图2是示出夹板的剖视图(实施例1)。

图3是示出夹板的剖视图(实施例1)。

图4是说明测量摩擦系数的方法的视图(实施例1)。

图5是部分地示出根据另一个改进的夹板的剖视图(实施例1)。

图6是示出穿过圆周部、第一和第二弯曲和凸缘的厚度中心的节段的梗概示意图(实施例1)。

图7是说明角度θ和夹紧力F之间关系的视图。

图8是示出压紧力作用下夹板的剖视图(实施例1)。

图9是部分地示出磁盘旋转驱动器的剖视图(相关技术)。

图10是部分地示出磁盘旋转驱动器的剖视图(相关技术)。

图11是示出紧固夹板之后发生在夹板中发生移位的放大的剖视图(相关技术)。

附图标记说明

1磁盘旋转驱动器，3磁盘，5毂盘(旋转部件)，7、7A、7B夹板，13接触部，25、25A、25B壁部，Fx移动力，μFy摩擦力

实施本发明的最佳方式

本发明通过沿旋转轴线方向定向并设置接触部实现确定且稳定地支承磁盘的目的。

实施例1

磁盘旋转驱动器

图1是部分地示出采用根据本发明的实施例1的夹板的磁盘旋转驱动器的剖视图。

根据图1所示的实施例1，磁盘旋转驱动器1结合在硬盘驱动器内以转动可记录和读取信息的磁盘3。

磁盘旋转驱动器1具有用作被旋转的旋转部件的毂盘5。磁盘3被来自于夹板7沿旋转轴线方向的压紧力固定地支承在毂盘5上。

毂盘5具有用于支承磁盘3的环向突出部9。突出部9的内侧具有结合轴11。

夹板7由比如板簧制成并环向形成。夹板7具有中央部15和接触部13环向设置的边缘部。中央部15用螺丝17稳定的固定在毂盘5的结合轴11上。夹板7的接触部13与磁盘3接触并沿旋转轴线方向向磁盘3施加压紧力，以将磁盘3稳定的支承在毂盘5上。

夹板

夹板7设置成如图2的剖视图所示。夹板7大致具有类似帽子的截面形状。夹板7的中央部15具有直径D1，并相对于夹板7的圆周部19下陷。中央部15具有用于使螺丝17通过的直径为D2的通孔21。

圆周部19向中央部15稍稍的倾斜。圆周部19具有沿圆周方向按一定间隔形成的通孔23。通孔23用于定位的目的和减轻夹板7的重量。圆周部19可以是平的，没有倾斜。

沿圆周部19的外圆周，也就是沿夹板7的边缘部，是在旋转轴线方向上定向并提供接触部13的壁部25。壁部25在环向上是连续的。如果可确保壁部25的足够刚度，则壁部25在环向上可以是不连续的。

圆周部19通过具有半径R1的第一圆形弯曲27与壁部25相连续，壁部25通过具有半径R2第二圆形弯曲31与凸缘29相连续。接触部13在第二弯曲31的部分处形成与磁盘3接触的接触圆。接触圆所在的平面与旋转轴线方向垂直。凸缘29从接触部13向圆周部19偏移，因此接触部13设置成得以确保与磁盘3接触。可以沿接触部13的接触圆所在的平面使凸缘29平齐。

壁部25的直径D3和高度H1可根据比如结合轴11来确定，并设计成使得当紧固夹板7并用螺丝17将其固定到结合轴11上时接触部13向磁盘3施加适当的压紧力。壁部25的直径D3在与磁盘3接触的接触部13接触圆处测定。壁部25的高度H1在壁部25和圆周部19的外表面的延长部的交点与同磁盘3接触的接触部13的接触圆之间沿旋转轴线方向上测定。

壁部25沿旋转轴线方向定位以具有接触部13，并设计成使得接触部13和磁盘3之间的摩擦力抵制接触部13与磁盘3接触时作用在接触部13上并径向向外偏离接触部13的移动力。也即，壁部25设计成使得这种摩擦力等于或大于所述移动力。

根据本实施例，壁部25形成相对于旋转轴线方向的角度θ1，接触部13和磁盘3之间的摩擦系数μ满足条件“μ≥tanθ1”。另外，角度θ1为4°。

图3示出根据一种改进的用于磁盘旋转驱动器的夹板。

在图3中，夹板7A具有相对于旋转轴线方向形成角度θ2＝37°的壁部25A。壁部25A具有比高度H1高的高度H2。根据本申请人实施的随后说明的测试，壁部25、25A相对于旋转轴线方向形成的角度θ必须满足条件“0≤θ≤85°”。图3所示的改进满足该条件。

根据本申请人所作的研究，在现有一般磁盘旋转驱动器中，夹板相对于磁盘具有在0.12到0.15范围内摩擦系数。

图4是说明测量摩擦系数μ的方法的视图。图4中，夹板放置在磁盘上，磁盘渐渐倾斜。当夹板开始在磁盘上移动时，测量磁盘的角度。

在图4中，建立以下关系：

Wsina＝μWcosα

其中W是夹板的重量。

然后，摩擦系数μ按下式计算：

M＝tanα

由于θ＜tan-1μ，因此，如果满足条件“0≤θ≤6.8°到8.5°”，夹板的接触部不会径向向外移动，夹板将有效的支承磁盘。

图5是部分示出根据另一种改进的用于磁盘旋转驱动器的夹板的剖视图。

根据本改进的夹板7B具有相对于旋转轴线方向形成角度“0≤θ3≤8.5°”的壁部25B。与图2和3所示的壁部不同，壁部25B没有线性部分。即，壁部25B具有通过拐点彼此连续的第一和第二弯曲部分27和31。

在图2和3中，壁部25、25A具有线性部分，因此壁部25、25A相对于旋转轴线方向的角度θ1、θ2定义为线性部分和旋转轴线方向之间的角度。另一方面，图5的夹板7B没有线性部分，因此壁部25B相对于旋转轴线方向的角度θ3如下定义。

图6是示出穿过圆周部19、第一和第二弯曲27和31以及凸缘29的厚度中心的节段的梗概示意图。第一和第二弯曲27和31分别具有半径R1和R2，并通过拐点P彼此直接延伸。通过拐点P的倾斜节段L是第一和第二弯曲27和31的圆周切线。

因此，旋转轴线方向和没有线性部分的壁部25B之间的角度θ3定义为节段L和旋转轴线方向之间的角度。

夹板操作

图7是说明角度θ(θ1、θ2)和夹紧力F之间关系的视图。

夹板7用螺丝17紧固并固定到毂盘5上，接触部13压向磁盘3以向磁盘3施加压紧力。

此时，作用于接触部13上的力如图7所示。接触部13上的力F分成分力Fx和Fy，其中Fx是作用于接触部13上的移动力，Fy是沿旋转轴线方向的压紧力。μFy是抵制Fx的摩擦力。

力Fx和Fy如下表示：

Fx＝Fsinθ

Fy＝Fcosθ

如果满足以下条件，接触部13不会沿径向向外方向移动：

μFy≥Fx

即，如果满足以下条件，接触部13不会沿径向向外方向移动并稳定且可靠地支承磁盘3：

μFcosθ≥Fsinθ

μ≥tanθ

实验结果

本发明的夹板和图9中常规产品的夹板之间的对比已根据压紧力来进行。

压紧力如图8所示的测定。即，夹板7放置在平台33上，夹板7随着5.1mm直径的杆35而受到沿轴向的0.25mm的挠曲。测得作用于杆35上的反作用力。测量结果如下：

	挠曲	压紧力	板厚
				图9(常规产品)	0.25mm	230N	0.55mm
图2(实施例产品)	0.25mm	243N	0.38mm
				图3(实施例产品)	0.25mm	156N	0.335mm

比较起来，图9的常规产品和图2的实施例产品提供几乎相同的压紧力。然而，图2的实施例产品比图9的常规产品薄。

已知，板簧的弹簧常数与其厚度的增加成立方比例关系。比较起来，图2和3的实施例产品得出下式：

(0.38mm/0.335mm)³×156N＝228N

类似板簧的情况，图2和3的夹板7和7A的弹簧常数与其厚度基本上成立方比例增长。

如果图2的实施例产品具有与图9的常规产品相同的厚度，则获得下式：

(0.55mm/0.38mm)3×243N＝866N

即，图2的实施例产品能产生大约为由常规产品提供的力的3.8倍的压紧力Fy。

图5的实施例产品提供与图2和3的实施例产品的效果相似的结果。

实施例的效果

根据本发明的实施例，用于磁盘旋转驱动器1的夹板7(7A)具有中央部和环向设置有接触部13的边缘部。中央部固定于被旋转的毂盘5上，接触部13压住附装在毂盘5上的可记录磁盘3，以沿旋转轴线方向向磁盘3施加压紧力Fy并将磁盘3稳定的支承在毂盘5上。夹板7(7A)还包括从边缘部延伸并沿旋转轴线方向定向以形成接触部13的壁部25(25A)，使得当接触部13与磁盘3接触时接触部13和磁盘3之间产生的、抵制作用在接触部13并径向向外偏离接触部13的移动力Fx的摩擦力μFy等于或大于移动力Fx。因此，接触部13不会沿径向向外方向移动。

该结构防止接触部13在磁盘3上的压紧力分散，保持大的压紧力并可靠地支承磁盘3。

由于防止了接触部13沿径向向外方向的移位，因此摩擦力μFy没有发生变化，随着摩擦力μFy变化的接触部13移位状态也没有发生变化。因此，夹板7(7A)能稳定地支承磁盘3。

壁部25(25A)形成相对于旋转轴线方向的角度θ，接触部13和磁盘3之间的摩擦系数μ满足条件“μ≥tanθ”。这确保防止接触部13沿径向向外方向滑移。

壁部25(25A)相对于旋转轴线方向的角度θ设置为满足条件“0≤θ≤8.5°”。这确保防止接触部13沿径向向外方向运动。

Claims (3)

1.一种用于磁盘旋转驱动器的夹板，具有中央部和环向设置有接触部的边缘部，所述中央部固定在被旋转的旋转部件上，所述接触部被压向附装到所述旋转部件上的可记录磁盘，以沿旋转轴线方向向磁盘施加压紧力并将磁盘稳定地支承在所述旋转部件上，所述夹板包括：

壁部，所述壁部从所述边缘部延伸并沿旋转轴线方向定位以形成所述接触部，使得当所述接触部与所述磁盘接触时在所述接触部和所述磁盘之间产生且抵制作用在所述接触部上并径向向外偏离所述接触部的移动力的摩擦力等于或大于所述移动力。

2.如权利要求1所述的夹板，其中

所述接触部和所述磁盘之间的摩擦系数μ满足条件“μ≥tanθ”，其中“θ”是由壁部相对于所述旋转轴线方向所形成的角度。

3.如权利要求1或2所述的夹板，其中

所述由壁部相对于所述旋转轴线方向所形成的角度θ满足条件“0≤θ≤8.5°”。

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