CN104246880B

CN104246880B - 带有有槽侧壁的公差环

Info

Publication number: CN104246880B
Application number: CN201380020991.3A
Authority: CN
Inventors: B·尼阿斯; A·R·斯莱恩; S·A·休斯
Original assignee: Saint Gobain Performance Plastics Rencol Ltd
Current assignee: Saint Gobain Performance Plastics Rencol Ltd
Priority date: 2012-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2018-08-28
Anticipated expiration: 2033-04-30
Also published as: KR101635729B1; US20130315655A1; CN104246880A; JP5923216B2; MY186198A; WO2013164608A1; EP2845192A1; US9022683B2; KR20150029619A; JP2015518552A; PL2845192T3; EP2845192B1

Abstract

公开了一种公差环(122)，并且该公差环(122)可包括具有侧壁的大致呈圆柱形的本体(302)。该侧壁可包括围绕本体以规则的间隔从所述侧壁延伸的多个波状结构(322)、位于第一对相邻的波状结构之间的第一未成形区段、和位于第二对相邻的波状结构之间的第二未成形区段。该第一未成形区段包括间隙(314)，该间隙(314)沿本体的整个长度L延伸以便在该本体中形成缝隙。该第二未成形区段中可包括槽孔(342)。该槽孔可具有长度L_s，并且L_s>80％L。

Description

带有有槽侧壁的公差环

技术领域

本公开涉及公差环，并且尤其涉及用于硬盘驱动器内的致动臂的公差环。

背景技术

本公开涉及公差环组件，其中，公差环在组件的元件之间提供了过盈配合，在该组件中，第一元件具有定位在第二元件的圆柱形镗孔中的圆柱形部分。此外，本公开尤其涉及具有公差环的组件，该公差环在诸如轴或轴承之类的圆柱形部件与用于该轴的壳体之间提供过盈配合。

改良的工程技术已导致对于机器元件的较高精度的需要，从而提高了制造成本。在将压配合、花键、销钉或键槽用于在诸如滑轮、飞轮或传动轴之类的应用中传递扭矩的情况下需要非常紧密的公差。

公差环可用于在传递扭矩所需的元件之间提供过盈配合。公差环提供了一种在可以不被机加工成精确尺寸的元件之间提供过盈配合的低成本的方法。公差环具有多个其它可能的优点，例如对元件之间的不同的线性膨胀系数进行补偿，从而允许实现快速的设备装配和耐用性。

公差环主要包括弹性材料条带，例如诸如弹簧钢之类的金属，该条带的两端被聚集在一起以形成环。突起的卡箍(band)从该环径向向外延伸，或者朝向环的中心径向向内延伸。通常，突起是形成物，可能地为规则的形成物，例如褶皱、脊或波状部。

当环定位在位于例如轴与该轴定位在其中的壳体中的镗孔之间的环形空间中时，突起被压缩。每一个突起均起到弹簧的作用并且向该轴和该镗孔的表面上施加径向力，从而在轴与壳体之间提供过盈配合。当通过公差环来传递扭矩时，壳体或轴的旋转将在轴或壳体中的另一个上产生相似的旋转。通常，突起的卡箍被该环的没有形成物的环形区段(在本领域中称之为公差环的“未成形区段”)轴向地侧部包围住。

尽管公差环通常包括弹性材料条带，该弹性材料条带被弯曲以使得环能够通过叠置该条带的两端而容易地形成，但是公差环还可被制成为环形卡箍。下文中所使用的术语“公差环”包括这两种类型的公差环。下文中所使用的术语“轴”包括带有诸如轴或轴承之类的圆柱形部分的任一装配部件。

因此，该工业仍需要公差环中的改进，尤其是安装在硬盘驱动器内的公差环中的改进。

附图说明

通过参照附图进行说明，本公开可得到更好地理解，并且其多个特征和优点对于本领域技术人员而言变得明显。

图1包括根据实施例的硬盘驱动组件的分解透视图。

图2包括根据实施例的硬盘驱动组件的截面图。

图3包括根据实施例的公差环的透视图。

图4包括根据实施例的公差环的沿图3中的线4-4获取的截面图。

图5包括根据另一实施例的公差环的透视图。

图6包括根据再一实施例的公差环的透视图。

图7包括根据又一实施例的公差环的局部透视图。

图8包括根据再一实施例的公差环的局部透视图。

图9包括用于对轴上轴向刚度进行检测的锤击试验装置。

图10A和图10B示出了用于对离轴刚度进行检测的锤击试验。

图11A和图11B包括多种公差环的轴上轴向刚度和离轴轴向刚度的检测结果。

图12包括多种公差环的径向刚度的检测结果。

图13包括多种公差环的峰值装配力(PAF)、初始转差率(IS)、和IS/PAF的比率的检测结果。

不同附图中的相同的附图标记的使用表明相似或相同的物品。

具体实施方式

下列说明涉及公差环，并且尤其涉及可被安装在硬盘驱动器内、处于形成在致动臂中的镗孔与支柱(post)之间的公差环。在一个方面中，可将公差环装配在枢转件的周围并随后可将该枢转环组件插入到该镗孔中。作为选择，可将该公差环插入到该镗孔中并可将该枢转件插入到该公差环中。

在常规公差环中，最接近间隙的波状部倾向于是最弱的，即最不刚硬的，这是由于该波状部在一侧上具有间隙并且在另一侧上具有材料，并且该公差环中的其余波状部在两侧上都被材料侧部包围住。刚度方面的该变化会导致诸如共振和校直之类的性能变量完全依赖于该间隙在该硬盘驱动组件中的位置。尝试对用于一个性能参数的间隙位置进行优化会负面地影响其它性能参数。这又会损害总体性能。

根据本文中所述的实施例中的一个或多个的公差环可包括多个槽孔，这多个槽孔在公差环的未成形区段内的指定位置处延伸通过公差环的侧壁，以便将受控的弱点(weakness)给予邻近于一个或多个波状部的侧壁中。例如，槽孔(slot)可沿侧壁的几乎整个长度在两个相邻的波状结构之间延伸以移除侧壁的位于波状结构之间的几乎所有的未成形区段。移除侧壁的位于波状结构之间的未成形区段可降低相邻波状部的刚度，这是由于未成形区段为波状结构提供了加固的基座。

本文中所公开的有槽公差环可提供公差环，该公差环具有在该公差环的周围在圆周方向上基本上并不改变的共振频率和刚度。同样，该公差环可将支柱(post)在镗孔内维持成处于一直线中，并且可基本上防止该支柱在该镗孔内在正常的运行负载下沿几乎任一径向方向发生任何摇摆(rocking)。

最初参照图1，示出了硬盘驱动组件，并且该硬盘驱动组件被主要表示为100。该硬盘驱动组件100可包括用于硬盘驱动器的致动臂102和枢转组件104。

如所示，致动臂102可包括近侧端110和远侧端112。多个读取/书写头114可从致动臂102的远侧端112延伸。此外，致动臂102可在致动臂102的近侧端110的附近形成镗孔116。

图1还表明该枢转组件104可包括枢转件120和公差环122。枢转件120可包括内部构件124和外部构件126，并且该外部构件126可相对于该内部构件124旋转。

在具体方面中，公差环122可装配在该枢转件120的周围，并且随后，该枢转组件104可被安装在镗孔116内。在另一方面中，公差环122可被放置在镗孔116内并且该枢转件120可被插入到公差环122中。该公差环122可在该枢转件120的外部构件126与致动臂102的镗孔116之间形成过盈配合。同样，致动臂102可围绕该枢转件120的内部构件124与该枢转件120的外部构件126一起旋转。

因此，如图2中所示，公差环122可被安装在镗孔116内、处于外部部件——致动臂102与内部部件——枢转件120之间。在具体方面中，当安装时，公差环122没有任何一部分延伸超出镗孔的顶部或底部，并且公差环122可被完全容纳在镗孔116内。在另一方面中，公差环122的诸如顶部、底部、顶部上的结构、底部上的结构、或其组合之类的一部分可从该镗孔延伸。

如在图2中所示，并且如在下文中更为详细地描述的那样，公差环122可构造成接合镗孔116的内壁与枢转件120的外壁，以便将枢转件120在致动臂102内维持成处于过盈配合中。公差环122可通过在将它安装在枢转件120上并随后在安装期间在镗孔116内至少部分变形或压缩而围绕枢转件120扩张来为尺寸偏差负责。

现在参照图3、图4和图5进行说明，示出了与公差环122相关的细节。如所描绘的那样，公差环122可包括大致呈圆柱形的本体302，该本体302具有大致呈圆柱形的侧壁304。侧壁304可包括顶部306和底部308。此外，该侧壁304可包括第一端310和第二端312。而且，间隙314可形成在侧壁304的第一端310与第二端312之间。间隙314可沿本体302的整个长度延伸并且间隙314可在本体302中形成缝隙。

如在图3中所示，公差环122的本体302可还包括从侧壁304的顶部306延伸的上部凸缘316和从侧壁304的底部308延伸的下部凸缘318。

公差环122可包括中央轴线320，并且如在图2和图3中所示，在具体方面中，凸缘316、318可被沿相对于公差环122的中央轴线320向外的方向倾斜。将会明白的是，凸缘316、318可沿相对于中央轴线320向内的方向倾斜。在任一种情况中，凸缘316、318可与中央轴线320成角度α。在具体方面中，α可≥5°，例如≥10°，或者≥15°。在另一方面中，α可≤30°，例如≤25°，或者≤20°。在另一方面中，α可处于位于上文中所公开的数值中的任一个之间并包括上文中所公开的数值中的该任一个在内的范围内。

如在图2中最为清楚地示出的那样，公差环122可包括总壁厚t_OW，该总壁厚t_OW为公差环122的侧壁304的内表面与形成在公差环122的侧壁304中的壁结构的外表面之间的距离。此外，每一个凸缘316、318都可从侧壁304延伸，使得每一个凸缘316、318均具有总凸缘厚度t_OF，该总凸缘厚度t_OF为公差环122的侧壁304的内表面与凸缘316、318的外部边缘之间的距离。在具体方面中，t_OF可≥30％t_OW，例如≥35％t_OW，≥40％t_OW，≥45％t_OW，≥50％t_OW，≥55％t_OW，或者≥60％t_OW。此外，t_OF可≤98％t_OW，例如≤95％t_OW，≤90％t_OW，≤85％t_OW，或者≤80％t_OW。在另一方面中，t_OF可处于位于上文中所公开的t_OW的百分比数值中的任一个之间并包括上文中所公开的t_OW的百分比数值中的该任一个在内的范围内。

在包括沿相对于中央轴线320向内的方向延伸的壁结构和凸缘的特定实施例中，t_OW可被在公差环122的侧壁304的外表面与形成在公差环122的侧壁304中的壁结构的内表面之间测量到。此外，在这种实施例中，t_OF被在公差环122的侧壁304的外表面与凸缘316、318的内部边缘之间测量到。

仍旧参照图2和图3进行说明，公差环122可包括形成在本体302的侧壁304中的多个波状部322。如所示，在一个方面中，波状部322可沿相对于中央轴线320向外的方向延伸。然而，在另一方面中，波状部322可沿相对于中央轴线320向内的方向延伸。

波状部322可形成或以其它方式设置在本体302的侧壁304中，使得公差环122包括围绕公差环122的本体304的侧壁302的圆周等距离间隔开的多个波状结构、例如波状部列324。

每一个波状部列324均可包括至少两个波状部322，这至少两个波状部322均沿公差环122的本体302的侧壁304、例如沿公差环122的长度彼此竖向对齐。

如在图3中所示，在具体方面中，公差环122的每一个波状部列324均可包括位于公差环122的本体302的侧壁304的顶部306附近的第一波状部330和位于公差环122的本体302的侧壁304的底部308附近的第二波状部332。在具体方面中，第一波状部330可在公差环122的长度的上半部分内居中设置。而且，第二波状部332可在公差环122的长度的下半部分内居中设置。每一个波状部列324可还包括位于第一波状部330与第二波状部332之间的第三波状部334。第三波状部334可沿公差环122的长度居中设置。

在一个方面中，第一波状部330可与第二波状部332具有相同的尺寸，例如，长度、宽度、高度(从侧壁304的外表面测量到)。在另一方面中，第一波状部330、第二波状部332、和第三波状部334具有相同的尺寸，例如，长度、宽度、高度(从侧壁304的外表面测量到)。特别地，第一波状部330和第二波状部332可具有第一长度L₁，并且第三波状部334包括第二长度L₂，并且L₂≤L₁。具体来说，L₂可≤75％L₁，例如L₂≤70％L₁、L₂≤65％L₁、L₂≤60％L₁、L₂≤55％L₁、或L₂≤50％L₁。在另一方面中，L₂可≥25％L₁，例如L₂≥30％L₁、L₂≥35％L₁、或L₂≥40％L₁。在另一方面中，L₂可处于位于上文中所公开的L₁的百分比数值中的任一个之间并包括上文中所公开的L₁的百分比数值中的该任一个在内的范围内。

图3、图4和图5还表明公差环122的本体302的侧壁304可包括多个未成形区段340。每一个未成形区段340均可包括侧壁304的在相邻的波状部列324之间延伸并且未形成任何波状部或其它结构的区段。而且，每一个未成形区段340均可在相邻的波状部列342之间、在本体302的上部凸缘316与下部凸缘318之间延伸，而并未在凸缘316、318之间形成任何附加的结构或特征。

如在图5中所示，波状部列324和未成形区段340可在侧壁304的圆周周围交替出现。而且，在具体方面中，波状部列324在侧壁304的圆周周围被侧壁304的未成形区段340均匀地间隔开。

图3和图5表明公差环122的本体302的侧壁304可形成有可径向地延伸通过本体302的侧壁304的多个槽孔342。特别地，槽孔342可沿侧壁304的未成形区段340延伸。在具体方面中，本体302具有长度L，并且槽孔具有长度L_S。此外，L_S≥80％L，例如≥85％L，或≥90％L。在另一方面中，L_S≤99％L，例如≤98％L，≤97％L，≤96％L，≤95％L。而且，L_S可处于位于本文中所述的L数值的百分比中的任一个之间并包括本文中所述的L数值的百分比中的该任一个在内的范围内。

在另一方面中，每一个未成形区段340均具有宽度W_US。此外，每一个槽孔342均具有宽度W_S。在具体方面中，W_S可≥50％W_US，例如≥55％W_US，≥60％W_US，≥65％W_US，≥70％W_US，≥75％W_US，≥80％W_US，≥85％W_US，或≥90％W_US。在另一方面中，W_S可≤99％W_US，例如≤98％W_US，≤97％W_US，≤96％W_US，或≤95％W_US。W_S可处于位于上文所述的W_US数值的百分比中的任一个之间并包括上文所述的W_US数值的百分比中的该任一个在内的范围内。

在又一方面中，每一个波状结构均具有总长度L_WS。对于波状部列而言，L_WS可从上部波状部的顶部至下部波状部的底部测量到。对于细长的波状部而言，如下文中所述，L_WS可从细长的波状部的顶部至细长的波状部的底部测量到。在具体方面中，L_S可≥50％L_WS，例如≥55％L_WS，≥60％L_WS，≥65％L_WS，≥70％L_WS，≥75％L_WS，≥80％L_WS，≥85％L_WS，≥90％L_WS，或≥95％L_WS。而且，L_S可≤110％L_WS，例如≤109％L_WS，≤108％L_WS，≤107％L_WS，≤106％L_WS，或≤105％L_WS。L_S可处于位于上文所述的L_WS数值的百分比中的任一个之间并包括上文所述的L_WS数值的百分比中的该任一个在内的范围内。

在另一方面中，每一个槽孔342均可包括第一端和第二端，并且每一端均可以是圆形的。此外，每一个槽孔342均在每一个未成形区段340内圆周地且纵向地居中设置。

在具体方面中，不带有槽孔342的未成形区段、即实心的未成形区段可包括周向的波状部至波状部的力传递FT，其中，施加在一个波状结构上的力被通过该实心的未成形区段传递至相邻的波状结构。在特定应用中，相对高的FT会是不合乎需要的。移除未成形区段的一部分或者几乎全部可充分降低FT，并且其中形成有槽孔342的未成形区段340可具有周向的波状部至波状部的力传递FT_S，该FT_S小于FT。例如，FT_S可≤50％FT，例如≤45％FT，≤40％FT，≤35％FT，≤30％FT，≤25％FT，≤20％FT，≤15％FT，或≤10％FT。此外，FT_S可≥1％FT，例如≥2％FT，≥3％FT，≥4％FT，或≥5％FT。在另一方面中，FT_S可处于位于上文所述的FT数值的百分比中的任一个之间并包括上文所述的FT数值的百分比中的该任一个在内的范围内。

移除未成形区段342的邻近于波状结构或波状部322的一部分可改变相邻的波状部322的刚度。特别地，通过移除波状部322的一部分，与并不邻近于有槽的未成形区段342的同一波状部322相比，相邻的波状部的刚度会被降低。换言之，邻近于没有槽的未成形区段342的波状部可包括刚度S并且在邻近于该波状部322的未成形区段342中切割、冲压、或以其它方式制成槽孔342之后，所获得的波状部可具有刚度S_S。S_S可小于S。例如，S_S可≤95％S，例如S_S≤90％S，≤85％S，≤80％S，≤75％S，≤70％S，或≤65％S。此外，S_S可≥25％S，例如≥30％S，≥35％S，≥40％S，≥45％S，或≥50％S。在另一方面中，S_S可处于位于上文中所述的S数值的百分比中的任一个之间并包括上文中所述的S数值的百分比中的该任一个在内的范围内。

图4表明公差环122可包括中央轴线350，该中央轴线350可通过公差环122的中心352并对分间隙314。在具体方面中，公差环122可关于中央轴线350是对称的。

在具体方面中，当在将公差环122设置在其间的情况下将枢转组件104安装在致动臂的镗孔116内时，枢转件120和镗孔116可包括中央轴线，该中央轴线沿着或几乎沿着公差环122的中央轴线320呈现。公差环122可提供轴向刚度，该轴向刚度可基本上抑制住枢转件120相对于镗孔116和致动臂102的摇摆运动，在该摇摆运动中，枢转件120的中央轴线围绕相对于中央轴线320与该中央轴线(纵向轴线)垂直的轴线旋转。

当不受约束时，这种摇摆运动可致使读取/书写头114接触硬盘。该接触是不受欢迎的并且会导致硬盘驱动器的损坏。通过如本文中所述改变邻近于波状结构的未成形区段，公差环122的轴向刚度可被处理成充分降低了由因间隙314引起的轴向刚度的降低所导致的轴向刚度的任何差异。此外，通过改变邻近于波状结构的未成形区段，公差环122的轴向刚度可被进行处理，使得当在公差环122的周围在圆周方向中的不同位置处进行测量时，公差环122的轴向刚度并不过大地改变。

例如，公差环122的通过间隙314的轴向刚度AS_G可在第一方向中测量到，该第一方向通过公差环122的中心360和间隙314。公差环122的垂直于该间隙314的轴向刚度AS_PG可在垂直于该第一方向的第二方向中测量到。AS_G可≥90％AS_PG，例如≥91％AS_PG，≥92％AS_PG，≥93％AS_PG，≥94％AS_PG，≥95％AS_PG，或≥96％AS_PG。此外，AS_G可≤100％AS_PG，≤99％AS_PG，≤98％AS_PG，或≤97％AS_PG。而且，AS_G可处于位于上文中所公开的AS_PG的百分比数值中的任一个之间并包括上文中所公开的AS_PG的百分比数值中的该任一个在内的范围内。

此外，当在安装公差环122的组件的圆周方向上的多个位置处进行测量时，公差环122的共振频率并不极大地改变。例如，公差环122通过该间隙314的共振频率RF_G可在第一方向中测量到，该第一方向通过公差环122的中心360和间隙314。公差环122的垂直于该间隙314的共振频率RF_PG可在垂直于该第一方向的第二方向上测量到。RF_G可≥90％RF_PG，例如≥91％RF_PG，≥92％RF_PG，≥93％RF_PG，≥94％RF_PG，或≥95％RF_PG。此外，RF_G可≤100％RF_PG，≤99％RF_PG，≤98％RF_PG，≤97％RF_PG，或≤96％RF_PG。而且，RF_G可处于位于上文中所公开的RF_PG的百分比数值中的任一个之间并包括上文中所公开的RF_PG的百分比数值中的该任一个在内的范围内。现在参照图5进行说明，在另一方面中，每一个波状结构均可包括单个细长的波状部500。该细长的波状部500可沿公差环506的本体504的侧壁502纵向延伸。此外，每一个细长的波状部500均可基本沿公差环506的侧壁502的长度在上部凸缘508与下部凸缘510之间延伸。公差环506可还包括间隙514。在该方面中，每一个细长的波状部500均可沿公差环500的长度居中设置。而且，公差环500的该方面可包括本文中参照本文中公开的其它公差环描述的特征或特性中的一个或多个。在该方面中，槽孔512可形成在公差环506的位于相邻的细长的波状部500之间的未成形区段514内的侧壁502中。此外，公差环可包括间隙516。

在本文中所述的每一个实施例中，两个波状结构、例如细长的波状部、波状部列、或其组合将总是在圆周方向上以比其余的波状结构更为靠近间隙314、516的方式定位。邻近于间隙314、516的两个波状结构、即最为靠近间隙314的两个波状结构可包括第一波状部刚度SW₁。邻近于未成形区段的其它波状结构可包括第二波状部刚度SW₂。在不改变公差环122、500的情况下，并且在公差环122、500上具有以相似的方式确定尺寸和成形的波状结构的情况下，SW₁可≤SW₂。

然而，通过改变波状结构322、500中的一个或两者的尺寸或者通过在位于波状结构322、500之间的未成形区段340、614中制成槽孔来改变波状结构322、500，可如本文中所述对波状部的刚度进行处理。因此，形成在侧壁304、504的未成形区段342、514中的在圆周方向上更为靠近间隙314、516的槽孔342、512可以与形成在侧壁304、504中的在圆周方向上更为远离间隙314、516的槽孔342、512相比以不同的方式确定尺寸、以不同的方式成形、或以不同的方式确定尺寸且成形。特别地，槽孔322、600可在尺寸方面、例如在长度、宽度或其组合方面沿侧壁304、604的圆周从间隙314、516至沿侧壁304、604的圆周最为远离间隙314、516的位置(即，与间隙314、516相距180°的位置)增大。

图6示出了在侧壁606的未成形区段604中形成槽孔602的另一公差环600。如所示，槽孔602可被槽孔桥(slot bridge)608分开或以其它方式分开。在具体方面中，槽孔桥可改变邻近于跨接的槽孔或其附近的波状部刚度WS_BS，使得邻近于槽孔的波状部的波状部刚度WS_S小于WS_BS。WS_BS可与诸如波状部列中的中央波状部之类的单个波状部或诸如细长的波状部的中央之类的波状部的一部分相关联。通过改变中央波状部或波状部的中央部分的刚度，公差环600可贯穿公差环的中心保持结构硬度，同时仍旧提供在公差环的顶部和底部处沿多个方向仅略微改变的轴向刚度。

在具体方面中，WS_S可≤50％WS_BS，例如≤45％WS_BS，≤40％WS_BS，≤35％WS_BS，≤30％WS_BS，≤25％WS_BS，或≤20％WS_BS。在另一方面中，WS_S可≥1％WS_BS，例如≥2％WS_BS，≥3％WS_BS，≥4％WS_BS，或≥5％WS_BS。此外，WS_S可处于位于WS_BS数值的百分比中的任一个之间并包括WS_BS数值的百分比中的该任一个在内的范围内。

图7描绘了具有形成在侧壁708的未成形区段706中的上部槽孔702和下部槽孔704的再一公差环700。槽孔702、704可以是在相邻的波状结构710之间竖向对齐的单独的、分立的槽孔702、704。在一个方面中，上部槽孔702可形成在公差环700的侧壁708的顶部附近并且同样形成在细长的波状部的顶部附近，并且下部槽孔704可形成在公差环700的侧壁708的底部附近，并且同样形成在细长的波状部的底部附近。在另一方面中，上部槽孔702可形成在相邻的上部波状部之间，并且下部槽孔704可形成在相邻的下部波状部之间。每一个槽孔702、704均可具有长度L_S，并且每一个上部波状部和下部波状部均可具有长度L_W。在具体方面中，L_S可≥75％L_W，例如≥80％L_W，≥85％L_W，≥90％L_W，≥95％L_W，或≥100％L_W。此外，L_S可≤200％L_W，例如≤175％L_W，≤150％L_W，或≤125％L_W。此外，L_S可处于本文中所述的L_W数值的百分比中的任一个的范围内。

参照图8进行说明，示出了公差环的另一实施例并且该实施例被主要表示为800。如所示，公差环800包括贯穿侧壁806的未成形区段804径向形成的多个密集的竖向对齐的孔802。孔802的尺寸和孔802之间的距离可被改变，以便改变给予侧壁806的未成形区段804的弱点。例如，增大孔径802并减小孔802之间的距离可增加侧壁806的未成形区段804中的弱点。相反，减小孔径802并增大孔802之间的距离可减少侧壁806的未成形区段804中的弱点。

在具体方面中，孔802可具有相同的直径或不同的直径。例如，沿公差环800的竖向中央定位的孔802可具有最小的直径，并且其余的孔802可在直径方面朝向公差环800的顶部和底部逐渐增大。作为选择，沿公差环800的竖向中央定位的孔802可具有最大的直径，并且其余的孔802可在直径方面朝向公差环800的顶部和底部逐渐减小。

在具体方面中，根据本文中所述的方面中的任一方面所述的公差环均可由金属、金属合金、或其组合制成。该金属可包括黑色金属。此外，该金属可包括钢。该钢可包括不锈钢，例如奥氏体不锈钢。而且，该钢可包括包含铬、镍、或其组合在内的不锈钢。例如，该钢可以是X10CrNi18-8不锈钢。此外，公差环可包括维氏锥体硬度VPN，该维氏锥体硬度VPN可≥350，例如≥375，≥400，≥425，或≥450。VPN可还≤500，≤475，或≤450。VPN可还处于位于本文中所述的VPN数值中的任一个之间并包括本文中所述的VPN数值中的该任一个在内的范围内。在另一方面中，公差环可被进行处理以提高其抗腐蚀性。特别地，公差环可以被钝化。例如，公差环可被根据ASTM标准A967进行钝化。

在另一方面中，可形成公差环的库存材料可具有厚度t，并且t可≥0.085mm，例如≥0.087mm，≥0.090mm，≥0.095mm，或≥0.100mm。在另一方面中，t可≤0.115mm，≤0.113mm，≤0.110mm，或≤0.105mm。此外，t可处于位于上文中所公开的t的数值中的任一个之间并包括上文中所公开的t的数值中的该任一个在内的范围内。

根据本文中所述的方面中的任一方面所述的公差环可具有总外径OD，并且OD可≥5mm，例如≥6mm，≥7mm，≥8mm，≥9mm，或≥10mm。该OD可≤20mm，例如≤15mm，≤14mm，≤13mm，≤12mm，或≤10mm。此外，OD可处于位于本文中所述的OD的数值中的任一个之间并包括本文中所述的OD的数值中的该任一个在内的范围内。

在另一方面中，该公差环可具有总长度L，并且该L可≤20mm，例如≤17mm，≤15mm，≤14mm，或≤13mm。L可≥5mm，≥6mm，≥7mm，≥8mm，≥9mm，或≥10mm。此外，L可处于位于上文中所述的L的数值中的任一个之间并包括上文中所述的L的数值中的该任一个在内的范围内。

此外，在对用于形成本文中所述的公差环中的任一个的库存材料进行切割、压印、和轧制以形成公差环之后，所得到的公差环基本上没有任何毛刺。具体来说，以10倍放大率对公差环进行视觉观察，沿切割边缘中的任何一个都看不到毛刺。

示例

公差环由X10CrNi18-8不锈钢库存制成。该不锈钢库存具有0.1mm±0.013的厚度。此外，该不锈钢库存具有400-450的VPN，并且被根据ASTM标准A967进行钝化。成形的公差环包括围绕侧壁的圆周等距离地间隔开的十三个波状部列。每一个相邻对的波状部列的中心之间沿侧壁的圆周的距离为约2.62mm。

此外，每一个波状部列均包括竖向对齐的三个波状部。上部波状部和下部波状部的宽为约1.66mm且高为3.0mm。中间波状部的宽为约1.66mm且高为1.5mm。公差环在安装后具有约0.3mm的总壁厚。此外，该公差环具有11.5mm的总自由状态直径和12.5mm的总长度。

公差环包括形成在侧壁的未成形区段中的十二个槽孔。具体来说，槽孔形成在侧壁的未成形区段中、处于每一个相邻对的波状部列之间。每一个槽孔在波状部列之间居中设置并且沿公差环的长度居中设置。每一个槽孔均宽为约0.6mm并且长为10mm。

该公差环安装在外径为11.135mm的支柱的周围，并且该组件被安装在具有约11.722mm的镗孔的环内。该组件利用钓鱼线被悬吊起来，并且两束激光以垂直于环的平面的方式置于该环的同一侧上。该激光彼此成180度布置。一束激光用作基准激光，而另一束激光用作测量激光。该环被利用其中结合有测力传感器的锤在测量激光的作用下轻击。

图9描绘了用于轴上轴向刚度检测的锤击试验装置。公差环被安装在外径为11.135mm的支柱902的周围，并且该组件被安装在具有约11.722mm的镗孔的环904内。该组件利用钓鱼线906被悬吊起来，并且两束激光被以垂直于该环908的平面的方式置于该环的同一侧上。激光被彼此成180度布置。一束激光用作基准激光R并且另一束激光用作测量激光M。该支柱被从与激光相对的侧面如由标记为H的箭头所示轴上轻击。激光和锤的测力传感器联接至微型处理器并将输入提供至该微型处理器。

图10A示出了用于离轴轴向刚度检测的锤击试验装置。公差环被安装在具有如图9中所示的环并处于该环内的支柱的周围，并且利用钓鱼线被悬吊起来。如在图9中所示，两束激光被以垂直于该环的平面的方式置于该环的同一侧上。激光被彼此成180度布置。一束激光用作基准激光并且另一束激光用作测量激光。该环被利用其中结合有测力传感器的锤在测量激光的作用下如由标记为H的箭头所示离轴轻击。激光和锤的测力传感器联接至微型处理器并将输入提供至该微型处理器。图10B示出了如何对该输入进行处理以补偿由离轴轻击所诱发的轴向模式A_M和摇摆模式R_M。

图11A和图11B显示了多种公差环的轴上轴向刚度和离轴轴向刚度的检测结果。在图11A和图11B中，这些列具有下列符号表示。F_R提供了环的平均共振频率，以kHz为单位；Δ是环周围的预定平均百分比差值。

环1是比较环，其为具有三个卡箍的13个波状部硬盘驱动器公差环。环2是分成4组的八个波状部的环。环3是分成四组的十二个波状部的公差环。环4与环1相似但包括双卡箍。环5具有间距被修正过的六个波状部。间距修正的环具有以相等的角间距围绕该组件分布的波状部。环6和环7分别具有间距修正过的七个波状部和八个波状部。环8是由具有13个波状部的三卡箍结构的新装配批量制成的第二比较环。环9具有与间隙相对的未成形的(“精轧的”)区段。环10具有与间隙相对的居中设置的波状部。环11是间距修正过的12波状部的环，其在波状部之间定位有缝隙。缝隙具有与波状部列的长度大致相应的长度。

虚拟组件中的环的径向刚度利用锤击试验在2个位置中进行测量；在该间隙处和在与该间隙成90度的位置处。％差值在于每一个位置处进行5次打击对5个环进行检测的平均值之间计算出。由于这些试验利用同一虚拟材料执行，因此，为了便于计算，对该共振频率而非刚度进行报告，等式1。

式中，f是共振频率，m是有效质量，并且k是检测部件的刚度。

图12描绘了用于多种公差环的径向刚度检测的检测结果。在图12中，这些列具有与图11A和图11B中的符号表示相同的并且如在下文中所公开的符号表示。F_R提供了环的平均共振频率，以kHz为单位；Δ是环周围的预定平均百分比差值。

环2A具有40lbf的剩余装配力。环3B具有30lbf的剩余装配力。环12是间距修正过的12个波状部的环，其在波状部列之间具有孔，更具体地说，在两个波状部之间具有两个孔。环13是间距修正过的十一个波状部。环14是带有可变壳体的环，即该环可被挤压以适应于中央镗孔。环15是带有可变的闭合壳体的环，即，该环在直径方面略小于其镗孔并且可被拉伸以适应于该镗孔。

为了进行峰值装配和初始转差率检测，首先对枢转件的扭矩进行检测。随后，利用相关的公差环将该枢转件装配到臂中，并且对峰值装配力(PAF)进行记录。随后，对该组件的扭矩进行检测，并对未装配扭矩与装配扭矩之间的差值或者‘扭矩变换’进行记录。接着，拆卸该组件，并且对初始转差率进行记录，并最终再次对该枢转件的扭矩进行测量。重复使用该枢转件，直到装配后扭矩被视为是高的或者使用了5次为止，无论哪一个首先发生均停止。臂重复使用5次。这些重复使用政策是先前调查的结果，并且不应导致任何问题，但应该记住的是，该枢转件和臂并非每次都是新的。

图13描绘了多种公差环的PAF、IS和IS/PAF的检测结果。在图13中，这些列具有与图11A、图11B和图12中相同的符号表示。PAF和IS以lfb为单位，并且IS/PAF以％为单位。

激光和锤的测力传感器联接至微型处理器并将输入提供至该微型处理器。微型处理器包括软件，该软件通过由锤和激光提供的输入来计算共振频率。该共振频率直接涉及公差环的轴向刚度。沿对分间隙并通过该组件的中心的轴线测量到的该共振频率为约9.8kHz。沿与第一轴线垂直的轴线测量到的该共振频率为约10.1kHz，其差值为约3.2％。同样，通过间隙的轴向刚度AS_G为垂直于该间隙的轴向刚度AS_PG的约96.8％。

本文中所述的公差环包括形成在侧壁中的槽孔。槽孔可提供具有在公差环的周围在圆周方向上基本上不改变的共振频率和刚度的公差环。同样，该公差环可将支柱在镗孔内维持成处于一直线中，并且可基本上防止支柱在镗孔内在正常的运行负载的作用下沿几乎任一径向方向发生任何摇摆。

技术人员可明白的是，可存在可利用具有本文中所述的特性中的一个或多个的公差环的其它应用。

上文中公开的主题将被视为是说明性的，且并非限制性的，并且所附权利要求旨在涵盖落入到本发明的真实范围内的所有的这种变型、增加、和其它实施例。由此，在法律所允许的最大程度下，本发明的范围将由下列权利要求及其等效物的最为广泛的容许解释来确定，并且不应受到前述详细说明的约束或限制。

此外，在前述详细说明中，出于精简本公开的目的，多种特征均可被集合在一起或者在单个实施例中进行描述。本公开并不被解释成反映下列意图：所要求保护的实施例要求比在每一项权利要求中所明确表述的特征更多的特征。相反，如下列权利要求所反映的那样，创造性的主题可涉及比所公开的实施例中的任一种的所有特征少的特征。由此，下列权利要求被结合到该详细说明中，每一项权利要求各自限定单独要求保护的主题。

Claims

1.一种公差环，包括：

大致呈圆柱形的本体，所述本体具有侧壁，其中，所述侧壁包括：

未成形区段；

多个波状结构，所述多个波状结构围绕所述本体以规则的间隔从所述未成形区段延伸；

其中所述未成形区段包括：

位于第一对周向相邻的波状结构之间的第一未成形区段，所述第一未成形区段包括间隙，其中，所述间隙沿所述本体的整个长度L延伸以便在所述本体中形成缝隙；和

位于与所述间隙不连续的剩余对相邻的波状结构之间的第二未成形区段，所述第二未成形区段中包括至少一个槽孔，其中，所述槽孔具有轴向长度，

其中所述多个波状结构在多个轴向延伸的列中延伸，并且其中每一轴向延伸的列中的所述多个波状结构的数量与轴向方向上的所述至少一个槽孔的数量不同。

2.根据权利要求1所述的公差环，其中，L_S≥85％L。

3.根据权利要求2所述的公差环，其中，L_S≤99％L。

4.根据权利要求1所述的公差环，其中，不带有槽孔的实心的未成形区段包括周向的波状部至波状部的力传递FT，并且带有所述槽孔的所述第二未成形区段包括周向的波状部至波状部的力传递FT_S，FT_S≤50％FT。

5.根据权利要求2所述的公差环，其中，FT_S≥1％FT。

6.根据权利要求1所述的公差环，其中，每一个未成形区段都具有宽度W_US，每一个槽孔都具有宽度W_S，并且W_S≥50％W_US。

7.根据权利要求6所述的公差环，其中，W_US≤99％W_US。

8.根据权利要求1所述的公差环，其中，每一个波状结构都具有长度L_WS，并且Ls≥50％L_WS。

9.根据权利要求8所述的公差环，其中，Ls≤110％L_WS。

10.根据权利要求1所述的公差环，其中，每一个槽孔都包括第一端和第二端，并且每一端都是圆形的。

11.根据权利要求1所述的公差环，其中，每一个槽孔都在每一个未成形区段内居中设置。

12.根据权利要求1所述的公差环，其中，每一个波状结构都包括单个波状部。

13.根据权利要求1所述的公差环，其中，每一个波状结构都包括从所述侧壁延伸的第一波状部和从所述侧壁延伸的第二波状部，所述第二波状部与所述第一波状部间隔开，所述第一波状部和所述第二波状部成列设置。

14.根据权利要求13所述的公差环，其中，每一个波状部列还包括在所述第一波状部与所述第二波状部之间从所述侧壁延伸的第三波状部。

15.根据权利要求14所述的公差环，其中，所述第一波状部与所述第二波状部具有相同的尺寸。

16.根据权利要求15所述的公差环，其中，所述第一波状部、所述第二波状部、以及所述第三波状部具有相同的尺寸。

17.根据权利要求14所述的公差环，其中，所述第一波状部和所述第二波状部具有第一长度L₁，所述第三波状部包括第二长度L₂，并且L₂≤L₁。

18.根据权利要求17所述的公差环，其中，L₂≤75％L₁。

19.根据权利要求18所述的公差环，L₂≥25％L₁。

20.根据权利要求1所述的公差环，其中，每一个槽孔都包括长度L_S和宽度W_S，并且L_S:W_S≥10:1。

21.根据权利要求20所述的公差环，其中，L_S:W_S≤50:1。

22.一种组件，包括：

外部部件，所述外部部件包括处于所述外部部件内的镗孔；

内部部件，所述内部部件设置在所述镗孔内；和

公差环，所述公差环安装在所述内部部件上，所述公差环包括：

未成形区段；及

其中所述未成形区段包括：

位于与所述间隙不连续的每一剩余对的周向相邻的波状结构之间的第二未成形区段，所述第二未成形区段中包括至少一个槽孔，其中，所述槽孔具有轴向长度，

23.根据权利要求22所述的组件，其中，所述公差环包括同心度C，并且C≤50μm。

24.根据权利要求22所述的组件，其中，所述公差环包括同心度C，且其中C≥1μm。

25.根据权利要求24所述的组件，其中，所述同心度包括在所述内部部件的中心与所述外部部件的中心之间的距离。

26.一种硬盘驱动器，包括：

致动臂，所述致动臂形成有镗孔；

枢转组件，所述枢转组件安装在所述致动臂的所述镗孔内，所述枢转组件包括支柱和围绕所述支柱的公差环，其中，所述公差环包括：

未成形区段；及

其中所述未成形区段包括：

位于每一剩余对的周向相邻的波状结构之间的第二未成形区段，所述第二未成形区段中包括至少一个槽孔，其中，所述槽孔具有轴向长度，