CN1702751A - 盘驱动单元和装有这种驱动单元的盘装置 - Google Patents

Abstract

盘驱动单元(21)，包括主轴马达(22)，该主轴马达具有枢轴和大体圆筒形的毂(43)，该毂可转动地支承在枢轴上，并构成转子。盘(20)共轴地装在该毂上，固定盘的环形卡紧部件(44)装在该毂的一个端部上。该卡紧部件具有密接毂外周表面的内周边缘、沿其圆周方向隔开一定距离并可以啮合拆卸工具的多个啮合部分(82)以及多个切口部分(84)，这些切口部分沿内周边缘形成，位于啮合部分之间，由此在毂的外周表面的外面形成间隙。

Description

盘驱动单元和装有这种驱动单元的盘装置

发明背景

本发明涉及盘驱动单元，用于驱动作记录介质的盘，还涉及装有这种盘驱动单元的盘装置。

在近年来，已经广泛采用盘装置例如磁盘装置、光盘装置等作计算机和录像装置的外部记录装置。

作为盘装置一个例子的磁盘装置通常具有长方体形状的盒子。该盒子包括用作磁记录介质的磁盘、盘驱动单元、磁头和磁头致动器。该盘驱动单元支承和转动磁盘。磁头用于将信息写在盘上，并从该盘上读出这种信息。磁头致动器支承磁头，以便相对于磁盘运动。另外，该盒子还包括音圈马达、基片单元等。该音圈马达使磁头致动器摆动并定位该磁头致动器。该基片单元具有磁头集成电路等。

通过基片单元控制主轴马达、音圈马达和磁头分别操作的印刷电路板用螺钉固定在盒子的外表面上。将磁盘装置连接于外部装置的界面(I/F)连接件装在印刷电路板的端部。

在例如日本专利申请公开公告No.9-1152116中说明的盘驱动单元具有支承和转动磁盘的主轴马达。该主轴马达具有构成转子的大体圆筒形毂，磁盘装在该毂上。卡紧环装在毂的一个端部，防止磁盘滑脱。该卡紧环采用所谓热压安装法装在该毂上。具体是，该卡紧环在加热膨胀之后装在该毂上。随后让该环冷却收缩，使得该环以要求的配合密接该毂。

为了进行修理、调节等而将磁盘从主轴马达的毂上取下来时，在以这种方式制造的盘驱动单元中，首先需要退出卡紧环，在进行这种操作时，需要使拆卸工具的杆与卡紧环相结合。由此，使卡紧环的多个部分均匀地径向向外膨胀。在这种状态下，拉出卡紧环，使其与毂脱开。

然而卡紧环的多个部分在以这种方式径向向外扩张时，位于扩张部分之间的那些部分将向内或者向毂的中心径向移动而压在毂的外周表面上。如果向外拉出卡紧部件，则这多个移动部分将在毂的外周表面上滑动，由此可能擦伤毂的表面。如果擦伤该表面，则伤痕的周边将凸出来，从而不可避免地改变了毂的外直径。因此，很难将磁盘和卡紧部件重新装在该毂上，所以需要用新的毂替换擦伤的毂，或者需要重新加工擦伤的毂。因此，常规的盘驱动单元具有需要替换其部件、维修和调节等很麻烦的问题，而且成本也高。

本发明的简要说明

基于这些问题，提出本发明，本发明的目的是提供一种盘驱动单元和装有这种盘驱动单元的盘装置，在这种驱动单元中，可以取下卡紧部件而不会损伤马达或者记录介质。

按照本发明的一个方面，提供一种盘驱动单元，该单元包括：主轴马达，该马达具有枢轴和大体圆筒形的毂，该毂可转动地支承在枢轴上，并构成转子；盘形记录介质，该记录介质共轴地装在该毂上；环形卡紧部件，该部件装在毂的端部分，并固定该记录介质。该卡紧部件具有装在毂外周表面上的内周边缘、沿其圆周方向间隔开的并可以啮合拆卸工具多个啮合部分以及多个切口部分，这些切口部分沿内周边缘形成，位于啮合部分之间，这些切口部分在卡紧部件的内周边缘和毂的外周表面之间形成间隙。

按照本发明的另一方面，提供一种盘装置，该盘装置包括：盒子；装在该盒子中的盘驱动单元；处理记录介质上信息的头；头致动器，该致动器装在盒子中，支承运动的头，并使头相对于记录介质运动。

按照本发明，提供一种盘驱动单元和装有这种盘驱动单元的盘装置，在该盘驱动单元中，可以取下卡紧部件而不损伤马达或者记录介质。

若干附图的简要说明

包含在本说明中并构成本说明一部分的附图示出本发明的实施例，这些附图与上面的一般说明和下面实施例的详细说明相结合可以用来说明本发明的原理。

图1是透视图，示出本发明实施例的硬盘驱动器(以后简称为HDD)；

图2是HDD的分解透视图；

图3是平面图，示出HDD的盒子和内部结构；

图4是沿图1的IV-IV线截取的HDD截面图；

图5A是平面图，示出HDD的卡紧环；

图5B是截面图，示出HDD的卡紧环；

图6是侧视图，示出HDD中油压轴承的径向动态压力产生部分；

图7是截面图，示出HDD中油压轴承的推压动态压力产生部分；

图8是平面图，示出本发明另一实施例的卡紧环。

发明的详细说明

下面参考附图，说明本发明实施例的HDD。

如图1和2所示，HDD包括大体长方体形状的盒子10和长方形的控制电路板12。该盒子10包括多个下面将说明的部件。该电路板12叠置在盒子10的外表面上。该盒子10和电路板12其长L和宽度W分别为32mm和24mm。将盒子和控制电路板加起来的整个装置厚度T约为3-6mm。该厚度T可以调节到约3.3mm或者6mm，这取决于装在盒子中盘的数目。

如图2-4所示，该盒子10包括尺寸基本上相同的第一外壳10a和第二外壳10b。第一和第二外壳10a和10b基本上是长方形的金属构件，具有在其相应外周边缘部分上形成的侧壁。外壳10a和10b彼此相向，其外周边缘部分彼此相对。条形密封件16绕在外壳10a和10b的外周边缘部分上。该密封部件粘接这两个外壳的四周边缘部分，并密封这些边缘部分之间的间隙。由此形成形状为长方体的盒子10。

第一外壳10a的底表面形成长方形的安装表面11。盒子10的四个角，包括安装表面的四个角均倒成圆弧形。这样便可以防止绕在盒子10外周边缘部分上的密封部件16受到盒子棱角的损害，并可以防止气密性因密封部件的隆起而降低。

在盒子10中，在盒子的四周边缘部分形成多个支承柱18。每个支承柱18具有固定于第一外壳内表面的基本上直立于第一外壳内表面上的近端部。在对应于每个支承柱18的位置，在安装表面11上形成螺纹孔，该孔伸入到该支承柱中。

盒子10包括用作信息记录介质的例如0.85英寸直径的磁盘20、盘驱动单元21、磁头24和托架26。该盘驱动单元21支承和转动盘20。该磁头24用于将信息写在磁盘20上并从该盘上读出信息。托架26支承磁头24，以便相对于磁盘20运动。另外，盒子10包括音圈马达(VCM)28、斜坡寄存机构30、电磁锁32、基片单元34等。该VCM28转动和定位托架26。该斜坡寄存机构30在磁头运动到磁盘的外周边缘部分时，使磁头24退到离开磁盘20的位置，并保持在此位置。该电磁锁32将托架26固定在旁边的位置。该基片单元34具有磁头集成线路。

如图3和4所示，盘驱动单元21具有装在第一外壳10a上的主轴马达22。该主轴马达具有枢轴36，该枢轴固定于第一外壳10a的外表面，并基本上直立于该表面。枢轴36的伸出端部用固定螺钉37固定于第二外壳10b，该固定螺钉从外面拧入到第二外壳中。因此，枢轴36由第一和第二外壳10a和10b二者支承。

构成转子的大体圆筒形的毂43可转动地由油压轴承支承在枢轴36上，具体是，环形法兰部件38a和38b同轴地固定在枢轴36的两个相对端部分。毂43的内表面形状形成为对应于枢轴36和法兰部件38a、38b的形状，并隔着约2-15微米的小间隙面向这些部件。在毂43和枢轴36及法兰部件38a、38b之间的小间隙充满润滑油40，该润滑油用作产生动态压力的流体。

径向动态压力产生部分66形成在枢轴36外周表面和毂43内周表面之间的细缝隙中。推压动态压力产生部分68形成在下部法兰部件38a的上表面和毂43之间的细缝隙中。如图6所示，该径向动态压力产生部分66具有多个径向动态压力产生槽67，这些槽为人字形的槽，形成在枢轴36的外周表面上。槽67沿枢轴36的圆周方向并排形成，覆盖其整个周面。当毂43转动时，该槽67使细缝中的润滑油40产生径向动态压力。

如图7所示，推压动态压力产生部分68具有多个推压动态压力产生槽69，该槽形成在法兰部件38a的上表面上，该推压动态压力产生槽69是围绕枢轴36圆周方向形成的人字形槽。当毂43转动时，该槽69使细缝中的润滑油40产生推压动态压力。

如图3和4所示，磁盘20共轴地装在位于第二外壳10b一侧的毂43的端部。另外，环形卡紧弹簧80装在毂43的这一端部，卡紧环44重叠装在该卡紧弹簧上。该卡紧环44向下压住磁盘20的内周端部分和弹簧80，并防止它们滑脱。卡紧弹簧80可以沿枢轴36的轴向方向推压磁盘20的内周边缘部分，将其压在毂43的法兰81上。因此，磁盘20固定于毂43，并受到支承，与该毂一起转动。

如图3、4、5A和5B所示，用作卡紧部件的卡紧环44是环形的不锈钢部件，该卡紧环44具有密接在毂43外周表面上的内周边缘、通孔82和切口部分84。该通孔82沿圆周方向隔开一定距离，可以啮合拆卸工具。该切口部分84沿卡紧环44的内周边缘形成，位于通孔82之间，从而在卡紧环的内周边缘和毂43的外周表面之间形成间隙。

通孔82的数目是三个或者更多个，例如四个，沿卡紧环44的周边方向等距离配置。该切口部分84的数目与通孔82的数目相同，沿卡紧环44的圆周方向与通孔82交替配置。切口部分84和通孔82相对于毂43的转动中心点C是对称配置的。每个切口部分84为圆弧形状，与毂43内周表面分开最大的那一部分位于其两个相邻通孔82之间的中间。

将以此方式构成的卡紧环44用所谓收缩装配法装在毂43的端部分上。具体是，在加热膨胀之后将卡紧环44套在毂43上。然后让该卡紧环冷却收缩，使得该卡紧环以要求的配合密接该毂。

如图4所示，环形永久磁铁46固定于位于第一外壳10a一侧的毂43的端部上，使其与该毂共轴。主轴马达22具有固定于第一外壳10a的定子芯47和多个绕在该定子芯上的线圈48。该定子芯和线圈位于磁铁46的外面并隔开一定距离。环形屏蔽板50固定于第一外壳10a，并位于线圈48和磁盘20之间。

第一外壳10a形成为具有多个通孔86，该通孔对着毂43的下表面。在将磁盘20和卡紧环44装在毂43上时，从外面将定位模具87的支承杆88从外部经通孔86插入到盒子10中，使得由该支承杆支承毂43。由此可以安装磁盘20和卡紧环44，而不损伤液压轴承。

另一方面，在从主轴马达22的毂43上取下磁盘20，以便进行维修和调节等操作时，首先取下卡紧环44。如图5所示，在进行这种操作时，将拆卸工具的杆分别啮合卡紧环44的用作啮合部分的通孔82。由此可以使卡紧环44的四个部分均匀地径向向外扩张(沿箭头B的方向)。在这种状态下，拉出卡紧环，从毂43上取下来。如果使卡紧环44的多个部分沿径向向外扩张，则位于这些扩张部分之间的那些部分将径向向内或者向毂43的中心点C移动，如向箭头D的方向运动。因为在这些部分中形成切口84，所以卡紧环44的内直径不会减小到小于毂43直径的程度，因而在毂43和卡紧环的内周边缘之间仍留有间隙。这样便可以容易从毂43上取下卡紧环44，而不损伤毂43或者磁盘20。

如图2和3所示，构成磁头致动器的托架26包括支承组件52，该组件固定于第一外壳10a的内表面。该支承组件52具有枢轴53和圆筒形套筒54。该枢轴直立于第一外壳10a的内表面。套筒54可转动地由一对轴承支承在枢轴53上。该枢轴的伸出端部由固定螺钉16固定于第二外壳10b，该固定螺钉从外部拧入到第二外壳。因此该枢轴53受到第一和第二外壳10a和10b的双重支承。用作支承部分的支承组件52沿盒子10的纵方向与主轴马达22并排配置。

托架26包括从套筒54伸出的臂58、从该臂远端伸出的形状为细长板的悬浮件60以及在臂的相反方向从套筒54伸出的支承架62。磁头24由常平架部分(未示出)支承在悬浮件60的伸出端部。磁头24承受到由悬浮件60的弹力形成的预定负载，该负载使得磁头靠近磁盘20的表面。构成VCM28的音圈64整体地固定于支承架62。

用于使托架26绕支承组件52摆动的VCM28包括一对轭架63和永久磁铁(未示出)。该架63固定于第一外壳10a，彼此相对，其间具有缝隙，该磁铁固定于其中一个轭架的内表面，并对着音圈64。当线圈64通电时，该托架便在图34所示的旁边位置和在磁盘20表面上的操作位置之间摆动。磁头24定位在磁盘20的要求磁道上。固定于第一外壳10a的电磁锁32锁定移动到旁边位置的托架26，由此在HDD受到外力作用时，例如受到冲击时，可以防止托架从旁边位置移动到操作位置。

斜坡寄存机构30包括斜坡部件70和小片72，该斜坡部件70固定于第一外壳10a的内表面，并对着磁盘20的外周边缘部分。小片72从悬浮件60的远端伸出，用作啮合部件。斜坡部件70通过弯曲板材形成，具有啮合小片72的斜坡表面。当托架26从盘20的内周边缘部分摆动到位于磁盘外面的旁边位置时，该小片便啮合斜坡部件70的斜坡表面73。随后该小片便沿斜坡表面的斜坡上升，除去磁头24的负载。当托架26摆动到旁边位置时，小片72支承在斜坡部件70的斜坡表面73上。由此使磁头24与磁盘20的表面分开。

基片单元34具有由软印刷电路板构成的主体34a。该主体34a固定于第一外壳10a的内表面。电子器件例如磁头集成电路、磁头放大器等装在该主体34a上。该基片单元34具有从主体34a伸出的主要软印刷电路板(主要FPC)34b。该主要FPC34b的伸出端部连接于靠近支承组件52配置的那部分托架26。另外，该伸出端部利用电缆(未示出)电连接于磁头24，该电缆配置在臂58和悬浮件60上。连接于控制电路板12的连接件34c装在基片单元34主体的底表面上。该连接件34c通过第一外壳上的开孔暴露于第一外壳10a的安装表面11上。

控制电路板，即印刷电路板12，是长度和宽度基本上等于盒子10安装表面11长度和宽度的长方形构件。该控制电路板12具有圆形开孔72a和72b，这些孔分别对应于在安装表面上的凸出部(未示出)。控制电路板12的四个棱角部分倾斜地被切去，例如与每个边成45°地切去，由此分别形成缺口部分77。多个电子器件74和连接件71装在该控制电路板12上。另外，用于在HDD和外部装置之间进行电连接的软印刷电路板76连接于控制电路板12。该电路板76伸出印刷电路板12的一个短边，在其伸出端部上形成多个连接端子75。

控制电路板12叠放在盒子10的安装表面11上，并用螺钉固定于第一外壳10a。在进行此种操作时，这样配置电路板12，使其四个边与安装表面11的四个边分别对齐和重合。在印刷电路板12上的连接件71连接于基片单元34上的连接件。

在控制电路板12四个角部分的缺口部分77分别对应于安装表面的四个棱角部分。因此，安装表面的四个角部分露在外面，没有由电路板12盖住。盒子10的角部分，包括安装表面11的四个露出角部分，分别构成握持部分78，以便可以握住该盒子而不碰到印刷电路板12。

按照这种方式制造的HDD，盘驱动单元21的卡紧环44具有通孔82和切口部分84，该通孔82可以分别啮合拆卸工具。该切口部分沿卡紧环44的内周边缘形成，位于通孔82之间，因此在毂的外圆周表面的外面形成间隙。因此，可以容易地从主轴马达22的毂43上取下该卡紧环44，而不会损伤该毂43或者磁盘20。因而可以用低成本方法维修和调节盘驱动单元21和HDD。

按照上述的HDD，构成盒子10的第一和第二外壳10a和10b受到支承柱18的支承，彼此相对，并且在外壳之间具有预定的间隙，该支承柱固定在其中一个外壳上。如果盒子10上受任何外力的作用，则可以防止该盒子和装在其中的部件受损害。由于采用支承柱18，可以减少外壳10a和10b之间的螺钉固定部分，因而可以改进组装性和维修性。

本发明不直接限于上述实施例，实施例的部件可以以不同的形式实施，而不违背本发明的范围或者精神。另外，可以适当将上述实施例中说明的多个部件组合起来形成各种各样的发明。例如，可以省去上述实施例的一些部件。另外，如果需要可以将不同实施例的部件组合起来。

在上述实施例中，卡紧环44的啮合部分由通孔82构成。然而按照另一种方式，该啮合部分可以由槽90构成，该槽在卡紧环的内周边缘上是开口的，如图8所示。每个切口部分84不限于圆弧形状，可以为任何其他形状。啮合部分或者切口部分的数目不限于四个，而可以为两个或者更多个。

磁盘或者磁头的数目不限于一个，如果需要可以增加。另外，所用磁盘的大小不限于0.8英寸，而可以为1.8或者2.5英寸。

Claims (10)

1.一种盘驱动单元，包括：

主轴马达(22)，该马达具有枢轴和大体圆筒形的毂(43)，该毂可转动地支承在该枢轴上，构成转子；

共轴装在该毂上的盘形记录介质(20)；

环形卡紧部件(44)，该部件装在毂的一个端部，固定该记录介质；

其特征在于：

该卡紧部件(44)具有接合毂(43)外周表面的内周边缘、沿其圆周方向隔开的能够啮合拆卸工具的多个啮合部分(82)以及多个切口部分(84)，这些切口部分沿所述内周边缘形成，位于所述啮合部分之间，因而在卡紧部件的内周边缘和毂的外周表面之间形成间隙。

2.如权利要求1所述的盘驱动单元，其特征在于，每个啮合部分(82)具有形成在卡紧部件(44)上的通孔。

3.如权利要求1所述的盘驱动单元，其特征在于，每个啮合部分(82)具有槽(90)，该槽形成在卡紧部件(44)上，并在内周边缘上形成开口。

4.如权利要求1-3中任一项所述的盘驱动单元，其特征在于，在卡紧部件(44)周边方向等距离配置三个或者多个上述啮合部分(82)。

5.如权利要求1-3中任一项所述的盘驱动单元，其特征在于，该切口部分(84)的数目等于啮合部分(82)的数目，并且沿卡紧部件的环形方向与啮合部分交替配置。

6.如权利要求1-3中任一项所述的盘驱动单元，其特征在于，切口部分(84)和啮合部分(82)相对于毂(43)的转动中心对称配置。

7.如权利要求1-3中任一项所述的盘驱动单元，其特征在于，每个切口部分(84)为圆弧形状，与毂(43)内周表面分开最宽的那部分切口部分位于两个相邻啮合部分(82)的中间。

8.如权利要求1-3中任一项所述的盘驱动单元，其特征在于，还包括油压轴承，该轴承形成在枢轴和毂(43)之间，支承该毂，以便转动。

9.一种盘装置，其特征在于包括：

盒子(10)；

如权利要求1-3中任一项所述的装在该盒子中的盘驱动单元(21)；

头(24)，该头处理记录介质(20)的信息；

头致动器(26)，该致动器装在盒子中，支承运动的头，并相对于记录介质移动该头。

10.如权利要求9所述的盘装置，其特征在于，盒子(10)与毂(43)相对，具有通孔(86)，用于从外面支承该毂的定位模具可以穿过该通孔。

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