-
Gebiet der Erfindung:
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klemme für ein Gerät mit Aufzeichnungsplatten wie
z.B. einem Magnetplattengerät,
das als eine externe Speichervorrichtung für ein Computersystem verwendet
wird, und auf ein Gerät
mit Aufzeichnungsplatten.
-
Beschreibung des Stands
der Technik:
-
Eine
Einheit eines Festplattenlaufwerks (HDD), die ein Magnetplattengerät repräsentiert,
verwendet z.B. eine Magnetplatte, die eine Rotationsachse umgibt,
welche von einem Spindelmotor angetrieben wird. Wenn Informationen
aufgezeichnet oder ausgelesen werden, wird die Magnetplatte in Bezug auf
einen Magnetkopf rotierend angetrieben.
-
Die
Magnetplatte ist zwischen einer Klemme und einem Flansch fixiert,
der nahe dem Basisende auf einer Rotationsachse ausgebildet ist.
Die Klemme ist am Spitrenende der Rotationsachse fixiert, um so
die Magnetplatte gegen den Flansch zu drängen.
-
Beim
Fixieren der Klemme auf der Rotationsachse werden mehrere Schrauben
verwendet, um den flachen Körper
der Klemme am Spitrenende der Rotationsachse zu fixieren. Die Schrauben
sind auf einem zur Rotationsachse konzentrischen gedachten Kreis
angeordnet. Der flache Körper
wird in den Schraubenbohrungslöchern
fest gegen die Rotationsachse gedrängt, während die drängende Kraft
in den Zwischenbereichen zwischen den Schraubenbohrungsbereichen
entlang dem gedachten Kreis geschwächt ist.
-
Eine
Schwankung des Drucks beim Anziehen entlang dem gedachten Kreis
bewirkt eine Wellenform auf dem flachen Körper entlang dem gedachten
Kreis, da der flache Körper
an den Schraubenbohrungsbereichen mehr einsinkt als an den Zwischenbereichen
zwischen den Schraubenbohrungsbereichen. Diese Wellenform des flachen
Körpers wird
auf die Magnetplatte übertragen,
die den Umfang des flachen Körpers
berührt,
so dass die Magnetplatte ebenfalls den Nachteil einer Wellenform aufweist.
Die Wellenform der Magnetplatte bewirkt einen unerwünschten
Effekt, wenn der Magnetkopf Informationen in der Magnetplatte aufzeichnen
oder aus ihr auslesen soll. Insbesondere der jüngste Trend, die Flughöhe des Magnetkopfes über der
Magnetplatte in einem HDD zu reduzieren, brachte z.B. die Schwierigkeit
mit sich, zu verhindern, dass der Magnetkopf die Magnetplatte störend beeinflußt.
-
Das
Patentdokument
US 5 572 382 offenbart eine
Klemme, die in einem Festplattenlaufwerk eingebaut ist, um eine
Unausgeglichenheit einer Festplatte einzuschränken, während die Festplatte rotiert wird.
Die Klemme weist acht Löcher
auf, die entlang einem zur Klemme konzentrischen gedachten Kreis angeordnet
sind. Die Klemme wird am Rotor fixiert, indem Schrauben in vier
Löcher
der acht Löcher
geschraubt werden. Das Patentdokument WO 95 13614 offenbart eine
Klemme, um eine Wellenform von Platten in einem Plattenlaufwerk
einzuschränken.
Die Klemme weist entlang dem äußeren Umfang der
Klemme eine ringförmige
Wand auf, um so die Steifigkeit der Klemme zu erhöhen. Das
Patentdokument
US 5 031 061 offenbart
eine Klemme der gleichen Art in dem Patentdokument WO 95 13614.
-
Das
Patentdokument
JP 05 047129 offenbart Klemmen,
um eine Wellenform von Platten in einem Plattenlaufwerk enizuschränken. Die
Klemme hat Löcher
oder Verformungsabschnitte, so dass die Platte von der Klemme eine
gleichmäßige drängende Kraft aufnimmt.
Das Patentdokument GB 2 230 891 offenbart eine Klemme, um eine Konzentration
von Spannung und Schwankung der Klemmkraft einzuschränken. Die
Klemme weist eine im wesentlichen flache innere Ringsektion und
eine äußere Ringsektion
auf. Eine Federsektion koppelt die innere Ringsektion mit der äußeren Ringsektion.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klemme zu schaffen,
die eine Wellenform der Aufzeichnungsplatte eliminiert und eine
Aufzeichnungsplatte ohne Wellenform liefert.
-
Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
-
Wenn
die Klemme durch die Schrauben am Spitrenende der Rotationsachse
fixiert ist, wird an den Schraubenbohrungsbereichen auf die Klemme ein
Druck beim Anziehen ausgeübt.
Da die Steifigkeit des flachen Körpers
beim Zwischenbereich in Bezug auf die Schraubenbohrungsbereiche
in dem obigen Gerät
mit Aufzeichnungsplatten reduziert ist, kann der Druck beim Anziehen
an dem Zwischenbereich gleichmäßig ausgeübt werden,
so dass die Klemme an den Schraubenbohrungs- und Zwischenbereichen in
Richtung auf das Spitrenende der Rotationsachse gleichmäßig einsinkt.
Daher wird eine Verformung der Klemme verhindert, so dass eine Wellenform
in der Platte im Kontakt mit der Klemme unterdrückt werden kann.
-
Der
oben erwähnte
Mechanismus zur Reduzierung der Steifigkeit kann eine Umfangswand
umfassen, die von einer Oberfläche
des flachen Körpers aufragt,
und eine Aussparung, die auf der ringförmigen Wand an einer Oberseite
in dem Zwischenbereich ausgebildet ist. Die Steifigkeit des flachen
Körpers
als Ganzes kann durch die ringförmige
Wand verstärkt
werden, während
die Steifigkeit beim Zwischenbereich durch die Aussparung verhältnismäßig reduziert
werden kann. Daher kann wie oben erwähnt eine Verformung der Klemme
verhindert werden.
-
Die
Aussparung kann eine von der Oberseite kontinuierlich verlaufende
schräge
oder verjüngte Oberfläche aufweisen.
Die Verwendung der verjüngten
Oberfläche
zwischen der Oberseite und der Aussparung ermöglicht die Verwendung einer
Presse beim Formen der Klemme. In diesem Fall kann die Klemme aus
einem metallischen Material wie z.B. Aluminium oder rostfreiem Stahl
geformt werden. Unter Berücksichtigung
der Festigkeit und Steifigkeit der Klemme und des thermischen Expansionskoeffizienten
ist es vorzuziehen, das metallische Material auszuwählen.
-
Die
Aussparung kann durch eine gekrümmte Oberfläche definiert
sein. Zum Beispiel dient die Ausbildung der gekrümmten Oberfläche zwischen
dem Boden der Aussparung und der verjüngten Oberfläche und
zwischen der Oberseite der ringförmigen Wand
und der verjüngten
Oberfläche
dazu, eine Konzentration von Spannung in solchen Verbindungsbereichen
zu vermeiden. Als Folge können
die Schrauben zum Fixieren der Klemme an der Rotationsachse den
Druck beim Anziehen länger
aufrechterhalten.
-
Außerdem kann
der Mechanismus zur Reduzierung der Steifigkeit eine ringförmige Wand
umfassen, die von einer Oberfläche
des flachen Körpers aufragt,
und eine Aussparung, die auf der ringförmigen Wand an einer (äußeren oder
inneren) Seitenfläche
in dem Zwischenbereich ausgebildet ist. Die Steifigkeit des flachen
Körpers
als Ganzes kann durch die ringförmige
Wand verstärkt
werden, während
die Steifigkeit am Zwischenbereich durch die Aussparung ver hältnismäßig reduziert
werden kann. Daher kann eine Verformung der Klemme gleichfalls verhindert
werden. Überdies
behält
die ringförmige
Wand eine kontinuierlich verlaufende innere oder äußere Oberfläche bei,
so dass ein Innenraum innerhalb der ringförmigen Wand vom Außenraum
um die Klemme zuverlässig
isoliert werden kann. Dementsprechend kann ein in dem Innenraum
der ringförmigen
Wand angeordnetes Ausgleichsstück
nicht von der Klemme in Richtung auf die umgebende Platte fallen.
-
Es
sollte besonders erwähnt
werden, dass die oben erwähnten
Klemmen abhängig
oder unabhängig
von einem Gerät
mit Aufzeichnungsplatten vertrieben werden können.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
-
Die
obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich werden,
worin:
-
1 eine
perspektivische Ansicht ist, die eine Einheit eines Festplattenlaufwerks
(HDD) veranschaulicht;
-
2 eine
Draufsicht ist, die die innere Struktur des HDD veranschaulicht;
-
3 eine
vergrößerte partielle
Querschnittansicht ist, die entlang der Linie 3-3 in 2 gelegt ist;
-
4 eine
perspektivische Ansicht ist, die eine Klemme gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
-
5 eine
Beziehung zwischen einem fliegenden Gleitstück des Magnetkopfes und einer
Plattenfläche
der Magnetplatte veranschaulicht;
-
6 eine
perspektivische Ansicht ist, die eine Modifikation der Aussparungen
in der Klemme veranschaulicht;
-
7 eine
Seitenansicht ist, die eine weitere Modifikation der Aussparungen
in der ringförmigen Platte
veranschaulicht;
-
8 eine
graphische Darstellung ist, die Wellenformprofile der Magnetplatte
veranschaulicht;
-
9 eine
perspektivische Ansicht ist, die eine Klemme gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
-
10 eine
partielle vergrößerte Ansicht
ist, die die ringförmige
Wand veranschaulicht.
-
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1 veranschaulicht
eine Einheit eines Festplattenlaufwerks (HDD) 10 als ein
Beispiel eines Geräts
mit Aufzeichnungsplatten. Das HDD 10 umfasst ein Gehäuse 11,
das von einer Kombination eines kastenförmigen Gehäusekörpers 12 und eines Deckels 13 zum
Schließen
einer Öffnung
gebildet wird, die im Gehäusekörper 12 ausgebildet
ist. Das HDD 10 kann z.B. in ein Computergehäuse eingebaut
oder als eine vom Computergehäuse
unabhängige
externe Speichereinrichtung verwendet werden.
-
Wie
in 2 gezeigt ist, dient das Gehäuse 10 dazu, eine
eine Rotationsachse 15 umgebende Magnetplatte 16 und
einen Magnetkopf 17 unterzubringen, der einer Plattenfläche der
Magnetplatte 16 gegenüberliegt.
Der Magnetkopf 17 ist am Spitrenende eines Trägerarms 19 angebracht,
der um eine Schwenkachse 18 schwenken kann. Wenn Informationen
in der Magnetplatte 16 aufgezeichnet oder aus ihr ausgelesen
werden sollen, treibt ein Stellglied 20 mit einem Magnetkreis
den Trägerarm 19 für eine Schwenkbewegung
an, um den Magnetkopf 17 an einer Zielaufzeichnungsspur
auf der Plattenfläche
der Magnetplatte 16 zu positionieren.
-
Wie
aus 3 ersichtlich ist, ist ein Spindelmotor 22 mit
der Rotationsachse 15 magnetisch verbunden. Eine stationäre Achse 23 des
Spindelmotors 22 ist im Gehäuse 11 fixiert. Schrauben 24 dienen
dazu, das Basisende der stationären
Achse 23 an der Bodenwand des Gehäusekörpers 12 zu fixieren. Wenn
der Deckel 13 mit dem Gehäusekörper 12 gekoppelt
wird, wird das Spitrenende der stationären Achse 23 durch
eine Schraube 25 mit dem Deckel 13 gekoppelt.
-
Die
Rotationsachse 15 ist über
Kugellager 26 für
ein relative Rotation dazwischen mit der stationären Achse 23 verbunden.
Ein auswärts
gerichteter Flansch 23 ist auf dem Basisende der Rotationsachse 15 ausgebildet,
um die Magnetplatten 16 und Abstandhalterringe 28 aufzunehmen,
die abwechselnd übereinander
gelegt sind. Die Verwendung der Abstandhalterringe 28 dient
dazu, die Magnetplatten 16 in der axialen Richtung in gleichen
Intervallen anzuordnen.
-
Am
Spitrenende der Rotationsachse 15 ist eine Klemme 31 fixiert.
Die Klemme 31 dient dazu, die abwechselnd übereinander
gelegten Magnetplatten 16 und Abstandhalterringe 28 gegen
den auswärts
gerichteten Flansch 27 zu drängen. Mehrere Schrauben 32 sind
dafür angepasst,
einen flachen Körper 33 der
Klemme 31 am Spitrenende der Rotationsachse 15 zu
fixieren. Die Schrauben 32 sind in gleichen Intervallen
auf einem zur Rotationsachse 15 konzentrischen gedachten
Kreis angeordnet.
-
4 veranschaulicht
die Klemme 31 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der flache Körper 33 der Klemme 31 ist mit
mehreren Schraubenbohrungen 36 vorgesehen, die entlang
dem gedachten Kreis 35 angeordnet sind. Die jeweiligen
Schraubenbohrungen 36 nehmen die Schrauben 32 auf.
-
Die
Klemme 31 ist mit einem Mechanismus 37 zur Reduzierung
der Steifigkeit versehen, um die Steifigkeit des flachen Körpers 35 an
den Zwischenbereichen zwischen den Schraubenbohrungsbereichen entlang
dem gedachten Kreis 35 in Bezug auf die Steifigkeit an
den Schraubenbohrungsflächen
zu reduzieren. Der Mechanismus 37 zur Reduzierung der Steifigkeit
umfasst eine ringförmige
Wand 38, die von der Oberfläche des flachen Körpers 33 an
dessen Umfang aufragt, um die Steifigkeit des flachen Körpers 33 zu
verstärken,
und Aussparungen 39, die in der ringförmigen Wand 38 an
ihrer Oberseite in ihren Zwischenbereichen ausgebildet sind.
-
Die
Aussparungen 39 dienen dazu, die Steifigkeit der ringförmigen Wand 38 an
den Zwischenbereichen in diesem Mechanismus 37 zur Reduzierung der
Steifigkeit zu reduzieren, Selbst wenn der Druck beim Anziehen von
den Schrauben 32 an den Zwischenbereichen eine aufwärts gerichtete
Kraft bewirkt, wird daher die aufwärts gerichtete Kraft durch die
Elastizität
an den Zwischenflächen
absorbiert. Folglich kann eine Verformung der Klemme 31 verhindert
werden, so dass eine Wellenform oder Verformung der Magnetplatte 16 in
Kontakt mit dem Umfang der Klemme 31 vermieden werden kann.
-
Die
Flughöhe
W des fliegenden Gleitstücks 17a für den Magnetkopf 17 wird
durch den Flughöhenbetrag
bei der Mitte des fliegenden Gleitstücks 17a bestimmt,
wie in 5 dargestellt ist. Falls eine Wellenform der Magnetplatte 16a vermieden
werden kann, besteht eine geringere Möglichkeit oder Wahr scheinlichkeit
einer störenden
Beeinflussung zwischen der Magnetplatte 16a und dem Kopfende 17b an
der Rückseite
des fliegenden Gleitstücks 17a. Falls
auf der anderen Seite die Magnetplatte 16b den Nachteil
einer Wellenform aufweist, kann eine ausreichende Flughöhe W des
fliegenden Gleitstücks 17a nicht
zuverlässig
verhindern, dass das Kopfelement 17b die Magnetplatte 16b störend beeinflußt.
-
Insbesondere
nimmt man an, dass die Magnetplatte 16b an einem Innenbereich
nächst
der Klemme 31 den Nachteil einer größeren Wellenform aufweist.
Da die Umfangsgeschwindigkeit an einem solchen Innenbereich eher
langsamer wird, so dass die Flughöhe W des fliegenden Gleitstücks 17a eher kleiner
wird, wird die Wahrscheinlichkeit einer störenden Beeinflussung erhöht. Die
Funktion des Mechanismus 37 zur Reduzierung der Steifigkeit
dient dazu, die Flughöhe
W des fliegenden Gleitstücks 17a ohne störende Beeinflussung
zwischen dem Kopfelement 17b und der Magnetplatte 16a zu
reduzieren.
-
Die
Klemme 31 kann gebildet werden, indem ein Blech aus Aluminium
oder rostfreiem Stahl gepresst wird, durch Kaltschmieden eines Stücks aus Duralumin
(Warenzeichen) oder dergleichen. Es ist vorzuziehen, ein Material
für die
Klemme 31 unter Berücksichtigung
der Festigkeit und Steifigkeit in der ausgebildeten Klemme 31 und
des thermischen Expansionskoeffizienten auszuwählen. Aluminium kann z.B. ausgewählt werden,
falls die Magnetplatte 16 ein Plattensubstrat aus Aluminium
verwendet, und rostfreier Stahl kann ausgewählt werden, falls die Magnetplatte 16 ein
Glasplattensubstrat verwendet.
-
Falls
beim Formen der Klemme 31 eine Presse verwendet wird, können schräge oder
verjüngte
Oberflächen 40 in
den Aussparungen 39 so ausgebildet werden, dass sie von
der Oberseite der ringförmigen
Wand 38 aus kontinuierlich verlaufen, wie z.B. in 6 gezeigt
ist. Die verjüngten
Oberflächen 40 sind
dafür angepasst,
das Formen der Aussparungen 39 durch eine Presse zu erleichtern.
Außerdem
können
gekrümmte
Oberflächen 41 an
einer Verbindung zwischen dem Boden der Aussparungen 39 und
den verjüngten
Oberflächen 40 und
an einer Verbindung zwischen der Oberseite der ringförmigen Wand 38 und
den verjüngten
Oberflächen 40 ausgebildet
werden, wie in 7 gezeigt ist. Die gekrümmten Oberflächen 41 dienen
dazu, eine Konzentration von Spannung um die Verbindung zwischen
dem Boden der Aussparung 39 und den verjüngten Oberflächen 40 und
die Verbindung zwischen der Oberseite der ringförmigen Wand 38 und
den verjüngten
Oberflächen 40 zu
verhindern. Dementsprechend kann der Druck beim Anziehen von den
Schrauben 31 länger
konstant gehalten werden, wenn die Klemme 31 an der Rotationsachse 15 fixiert
wird.
-
8 veranschaulicht
die Wellenformprofile für
die Magnetplatte 16 aus Aluminium mit einer Dicke von 0,8
mm, die durch die Klemme 31 gedrängt wird. Die vertikale Achse
definiert den Einsinkbetrag, der durch den Druck beim Anziehen von
den Schrauben 32 an der Magnetplatte 16 erzeugt
wird. Der Einsinkbetrag wird von einem Nullniveau aus gemessen, das
durch ein Niveau der Plattenoberfläche der Magnetplatte 16 ohne
einen Druck beim Anziehen von der Klemme 31 definiert ist.
Das Wellenformprofil der Magnetplatte 16 wird am Umfang
der Klemme 31 gemessen. Die horizontale Achse definiert
die Umfangspositionen, geteilt in gleiche Intervalle, um den Umfang
der Klemme 31 auf der Magnetplatte 16.
-
Wie
aus 8 ersichtlich ist, weist die Magnetplatte 16,
falls die Magnetplatte 16 mit einer Klemme nach dem Stand
der Technik ohne Aussparungen in der ringförmigen Wand fixiert ist, den
Nachteil einer Wellenform mit der Amplitude von etwa 25 Mikrometer
zwischen den Schraubenbohrungsbereichen und den Zwischenbereichen
auf. Auf der anderen Seite kann, falls die Magnetplatte 16 mit
der Klemme 31 mit den Aussparungen 39 in der ringförmigen Wand 38 wie
in 6 gezeigt fixiert ist, eine Wellenform auf etwa
3 Mikrometer unterdrückt
werden, obgleich die Magnetplatte 16 um den ganzen Umfang
der Klemme 31 eine konstante Einsinktiefe von 25 Mikrometer erzeugt.
Dies belegt dementsprechend, dass die Aussparungen 39 dazu
dienen, die Steifigkeit der ringförmigen Wand 38 zu
reduzieren, um die Plattenfläche
der Magnetplatte 16 flach zu halten.
-
9 veranschaulicht
eine Klemme 31a gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform umfasst der Mechanismus 37 zum
Reduzieren der Steifigkeit Aussparungen 45, die auf der
ringförmigen
Wand 38 an ihrer Seitenfläche oder Außenfläche an den Zwischenbereichen
ausgebildet sind. Die Aussparungen 45 dienen dazu, die
Steifigkeit der ringförmigen Wand 38 an
den Zwischenbereichen in der gleichen Weise wie die oben erwähnte erste
Ausführungsform zu
reduzieren, so dass die Plattenfläche der Magnetplatte 16 flach
gehalten wird. Die identischen Bezugsziffern oder -zeichen sind
an der Struktur angefügt,
die den gleichen Effekt oder die gleiche Funktion wie bei der oben
erwähnten
ersten Ausführungsform erreicht,
und deren ausführliche
Beschreibung kann weggelassen werden.
-
Ein
Ausgleichsstück 46 kann
wie in 10 gezeigt an der Klemme 31a angebracht
werden, um der rotierenden Magnetplatte 16 eine gleichmäßige Zentrifugalkraft
zu vermitteln, um eine Vibration der rotierenden Magnetplatte 16 zu
unterdrücken.
Das Ausgleichsstück 46 kann
gebildet werden, indem eine Schicht 47 aus rostfreiem Stahl
und eine Klebschicht 48 überlagert werden. Ein Klebmittel 49 dient dazu,
das Ausgleichsstück 46 an
der Innenseite der ringförmigen
Wand 38 anzubringen. Die ringförmige Wand 38 behält ungeachtet
der Aussparungen 45 eine kontinuierlich verlaufende Innenseite
bei, um so den Innenraum der ringförmigen Wand 38 vom
umgebenden Außenraum
zu isolieren, so dass das Ausgleichsstück 46, das gelegentlich
von der ringförmigen
Wand 38 abfällt,
nicht aus der Klemme 31a in Richtung auf die umgebende
Plattenfläche
der Magnetplatte 16 fallen kann.