CN1357144A - 磁盘存储系统中的驱动器轴承盒 - Google Patents

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Abstract

提供一种供磁盘存储系统(100)中的驱动器(110)使用的枢轴轴承盒(112)。该枢轴轴承盒(112)包括一轴(140)、第一外套筒(142)和第二外套筒(144)。第一和第二外套筒(142,144)连接在一起。在套筒(142,144)和轴(140)上形成有座圈(160)。座圈(160)里设置滚珠(170),从而形成滚珠轴承(146),允许套筒(142,144)相对轴(140)转动。

Description

磁盘存储系统中的驱动器轴承盒
本发明的技术领域
本发明一般涉及磁盘存储系统。具体地说，本发明涉及用于磁盘存储系统的驱动器。
本发明的技术背景
磁盘驱动器通过光或磁存储信息。磁盘驱动器已被应用于计算机系统，以便用快速有效的方式存储和取出大量数据。对磁盘驱动器正在酝酿的一个行动是增加驱动器容量和数据传送速度。
磁盘驱动器通常包括至少一个具有纪录表面的磁盘，它环绕着一主轴电动机转动。一传感头定位在磁盘的纪录表面附近，以便从磁盘表面读出信息和将信息写入磁盘表面。在操作过程中，磁盘的运动使传感头以非常小的间隔在磁盘表面上“飞行”。传感头安装在一驱动器组件上，该组件用来使传感头相对磁盘表面径向移动，从而可接近磁盘表面的各区。一些驱动器组件包括一轴承盒，其中，一套筒相对一轴转动。随着纪录密度的增加，轴和套筒之间的即使一个小的轴向不对准也可使传感头与磁盘表面不对准。当传感头的快速运动产生一个附加力作用在轴承盒上时，可能更成问题。这还可能使驱动器对外部冲击和振动敏感。轴承盒通常包括至少两对座圈，分别携带滚珠轴承，从而允许套筒和轴之间的转动。零件之间的不对准和低公差可能导致传感头的定位错误。两件套筒的例子可见美国专利1,418,888、4,106,827、4,138,169和4,425,009。这些参考文件显示，这些套筒是对接的或支承组件需要分离的座圈。
本发明提供针对这些和其它问题的方案，并提供在现有技术之上的优点。
本发明的简要说明
本发明涉及轴承盒，它们具有可解决上述问题的轴和套筒。
按照本发明的一个实施例，一种用于驱动器组件的枢轴轴承盒包括一轴。该轴包括第一轴座圈和第二轴座圈，它们分别环绕着轴的圆周延伸。第一外套筒环绕着轴的圆周延伸并包括与第一轴座圈对齐的第一套筒座圈。与第一套筒连接的第二外套筒环绕着轴的圆周延伸并包括与第二轴座圈对齐的第二套筒座圈。第一滚珠轴承设置在第一轴座圈和第一套筒座圈之间，第二滚珠轴承设置在第二轴座圈和第二套筒座圈之间。
通过阅读下面的详细说明并参考附图可更清楚地了解本发明的上述的和其它的特征和优点。
附图的简要说明
图1是一磁盘存储系统的俯视图，它包括一驱动器，该驱动器具有按照本发明的轴承盒；
图2是用于图1所示的驱动器组件的轴承盒的局部剖视的侧视图；
图3是图2中的轴承盒的内轴的侧面剖视图；
图4是图2中的轴承盒的轴承护圈的平面图；以及
图5是按照本发明的轴承盒的套筒的零件分解图。
示范性的实施例的详细说明
现在参看图1，它显示了一磁盘存储系统100。类似于图1所示的系统包括一壳体103，其中携带一张或多张磁盘106。磁盘106环绕着主轴电动机104转动。磁盘106包括携带磁道109的表面。传感头108安装在滑动器120上，滑动器120通常与磁道109对齐。驱动器组件110通过音圈电机(VCM)114工作，该音圈电机114使电枢116环绕着轴承盒112转动。驱动器电枢116与携带滑动器120的曲臂118连接。利用音圈电机114可使传感头108容易地横跨磁盘106的表面移动，音圈电机使电枢环绕着枢轴轴承盒112转动。
现在参看图2，它显示了按照本发明的枢轴轴承盒112的局部剖视的侧视图。枢轴轴承盒112包括一内轴140，它被制成与壳体103连接。上外套筒142环绕着内轴140的圆周延伸，下外套筒144也如此。上部滚珠轴承146位于上外套筒142和内轴140之间，从而允许在它们之间相对转动。同样地，下部滚珠轴承148位于下外套筒144和内轴140之间。
按照本发明的一个方面，上外套筒142粘结在下外套筒144上。在所示的具体实施例里，粘结分别发生在上外套筒142的唇缘150和下外套筒144的唇缘152之间。在一个较佳的实施例里使用唇缘150和152，但其它的技术也可用于本发明。套筒142和144之间的连接(例如)可通过诸如激光焊接、电子束焊接等焊接方式或通过诸如环氧树脂等粘结剂进行。也可使用其它的固定技术。这种连接允许上外套筒142和下外套筒144作为一个整体相对内圈140转动。驱动器电枢116与上外套筒142和下外套筒144连接，从而可相对内轴140转动。
按照本发明的另一方面，滚珠轴承146和148包括座圈160，它们直接形成在套筒142和144及内轴140上。这与传统的现有技术中的座圈相反，现有技术中的座圈是单独的元件，它们与现有技术中的套筒或轴连接。图3是内轴140的剖视的侧视图，它显示了形成于内轴140的外圆周162上的座圈160。这些座圈160可通过机加工或模制技术形成。形成在套筒142和144上的座圈160可通过类似的方式形成。
现在参看图2，滚珠170设置在滚珠轴承146和148中。滚珠170互相间隔地环绕着内轴140的圆周162并与座圈160配合。滚珠170通过轴承护圈172固定位置，且轴承护圈172环绕着内轴140的圆周延伸。图4是轴承护圈172的侧视图。轴承护圈172包括形成在其上的孔174，孔174可接纳滚珠170。
本发明减少了枢轴轴承盒里的零件数量，可方便地组装，并降低了成本。因此，该轴承盒与传统的现有技术中的设计比较可制造成具有改善的刚度。这是因为，这种轴承盒不需要分离的座圈来安装滚珠轴承的滚珠。这将允许套筒和内轴较厚而不会使轴承盒的总宽度增加。此外，现有技术中的座圈是降低刚度的根源。由于按照本发明的一个方面消除了分离的座圈，因此本发明的轴承盒具有改善的刚度。
按照本发明的轴承盒可通过将内轴140固定在一夹具上进行组装。上外套筒142与内轴140轴向对齐。然后使套筒142径向偏移，以便安装滚珠160，这些滚珠使套筒142环绕着内轴140径向定中心。轴承护圈可润滑并压入滚珠170。然后可利用类似的工艺将下外套筒144安装在内轴140上。还可安装任何其它的零件、诸如护罩。轴承可被预加载，而唇缘150和152可粘结在一起。轴承的预载荷可通过组装后、但在唇缘150和152焊接或粘结前拉开套筒142和144实现。在组装工艺过程中和连接唇缘150和152前，按照本发明的一个方面将允许套筒142相对套筒144转动。
图5是套筒142和144的一个实施例的零件分解图，它显示了唇缘150和152之间的关系。唇缘150是由具有较小直径的唇缘150A和具有较大直径的唇缘150B形成的。唇缘150A与唇缘144的较大直径唇缘152A配合。同样地，唇缘150B与较小直径的唇缘152B配合。这种结构可防止套筒142和144的相对转动。
本发明提供一种用于一驱动器组件110的枢轴轴承盒112。该轴承盒112包括一轴140，轴140包括环绕着轴140圆周162延伸的第一和第二轴座圈160。第一和第二外套筒142和144环绕着轴的圆周162延伸，并包括与轴140上的座圈160大致对齐的第一和第二套筒座圈160。在座圈160里设置滚珠170，从而允许轴140与套筒142和144之间的相对转动。
按照本发明的一个方面，座圈160包括形成于轴140和套筒142及144上的凹槽。第一和第二套筒142和144分别包括唇缘150和152，它们互相配合而将套筒连接在一起。套筒可通过诸如激光焊接或电子束焊接等焊接方式在唇缘处连接在一起。在另一个例子里，利用诸如环氧树脂等粘结剂将套筒固定在一起。提供轴承护圈172，以便将滚珠170保持在座圈160里。按照本发明的另一方面，提供至少一个附加的套筒。轴承护圈172可包括具有许多孔174的一环，这些孔可接纳滚珠170。
磁盘存储系统100包括一按照本发明的枢轴轴承盒112，它可应用于一驱动器组件110。利用驱动器组件使传感头108定位在存储磁盘106的表面上。驱动器组件110环绕着轴承盒112枢转。在一磁盘存储系统100里，提供磁盘106来存储信息。提供传感装置108来读出磁盘106里的信息和将信息写入磁盘106。利用驱动器110使传感装置108相对磁盘106的表面移动。利用驱动器支承装置112使驱动器110转动。
应该知道，虽然本发明的许多实施例的许多特征和优点已经通过上面的介绍并结合本发明的各实施例的结构和功能进行了描述，但这些描述仅仅是示范性的，在不脱离本发明范围和构思的情况下还可以作出许多改变。例如，特定的零件可根据轴承盒的特定的用途改变，同时基本上维持相同的功能而不脱离本发明的精神。例如，本发明可使用任何数量的套筒。附加的套筒可包括一座圈，该座圈与轴140上的附加的座圈对齐。通常，任何附加的套筒是成对提供的。这种轴承盒设计适用于具有一个共用轴的许多驱动器。此外，虽然这里所述的较佳实施例是针对用于磁盘存储系统的驱动器轴承，但对于本技术领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明范围和构思的情况下，本发明的原理也可应用于其它系统，诸如使用轴承的电动机或驱动器。

Claims (15)

1.一种用于驱动器组件的枢轴轴承盒，该轴承盒包括：
一轴，它包括环绕着轴的圆周延伸的第一和第二轴座圈；
一第一外套筒，它环绕着轴的圆周延伸并包括与第一轴座圈对齐的第一套筒座圈；
一第二外套筒，它与第一套筒连接并环绕着轴的圆周延伸，第二套筒包括与第二轴座圈对齐的第二套筒座圈；以及
在第一轴座圈和第一套筒座圈里的许多第一滚珠，以及在第二轴座圈和第二套筒座圈里的许多第二滚珠。
2.如权利要求1所述的枢轴轴承盒，其特征在于，所述座圈包括形成在轴、第一外套筒和第二外套筒上的凹槽。
3.如权利要求1所述的枢轴轴承盒，其特征在于，第一外套筒包括第一唇缘，第二外套筒包括第二唇缘，第一唇缘具有比第二唇缘直径小的直径，由此，第一唇缘配合在第二唇缘里，使第一套筒与第二套筒连接。
4.如权利要求1所述的枢轴轴承盒，其特征在于，第一外套筒包括第三唇缘，第二外套筒包括第四唇缘，第三唇缘具有比第四唇缘直径大的直径，由此，第四唇缘配合在第三唇缘里，第一、第二、第三和第四唇缘防止第一和第二套筒之间转动。
5.如权利要求1所述的枢轴轴承盒，其特征在于，第一套筒通过焊接与第二套筒连接。
6.如权利要求5所述的枢轴轴承盒，其特征在于，所述焊接包括激光焊接。
7.如权利要求5所述的枢轴轴承盒，其特征在于，所述焊接包括电子束焊接。
8.如权利要求1所述的枢轴轴承盒，其特征在于，第一套筒通过粘结剂与第二套筒连接。
9.如权利要求8所述的枢轴轴承盒，其特征在于，所述粘结剂包括环氧树脂。
10.如权利要求1所述的枢轴轴承盒，其特征在于，还包括轴承护圈，它们使第一滚珠和第二滚珠定位在座圈里。
11.如权利要求1所述的枢轴轴承盒，其特征在于，还包括至少一个、与第一套筒连接的附加的套筒。
12.如权利要求11所述的枢轴轴承盒，其特征在于，附加的套筒包括一座圈。
13.如权利要求10所述的枢轴轴承盒，其特征在于，轴承护圈包括其上形成有许多孔、以便接纳滚珠的环。
14.一种磁盘存储系统，它具有一驱动器，驱动器具有按照权利要求1的枢轴轴承盒。
15.一种磁盘存储系统，包括：
一磁盘，它携带能被驱动器上的传感头读出的信息；以及
一驱动器支承装置，它允许驱动器转动。
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