專利名稱：數(shù)據(jù)儲存盤支架的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及以精確位置安裝數(shù)據(jù)儲存盤。本發(fā)明尤其涉及這種盤的制造方法，其中空盤具有磁道和其它基本結構。
用在本發(fā)明中的數(shù)據(jù)儲存盤可以具有通過磁或諸如激光束的光寫入的數(shù)據(jù)，這些盤包括硬磁盤和軟磁盤以及CD只讀存儲器。
總的來講，需要不斷增加儲存盤上的數(shù)據(jù)儲存密度。這對于例如用在個人計算機和膝上型電腦或筆記本電腦的硬盤驅動器尤其重要。需要更多的儲存，但要求硬盤驅動器的實際尺寸最小化。當前，通過在制造過程中將數(shù)量不斷增加的磁道寫入儲存盤中使存儲密度有了很大的增加。這就意味著，如果要使磁道不出錯，那么儲存盤必需格外精確地安裝。在某些情況下，對安裝的精度要求比制造該盤的內孔的精度更高。此外，由于各種理由，在寫入磁道過程中的盤的旋轉速度不能無限制地增加。這就意味著，磁道數(shù)量的增加導致處理時間的增加。因此，就尤其需要能夠在多張盤上同時寫入磁道。此外，如果這些盤在最終的盤驅動器中被組合成一疊之前，能夠寫入磁道，這也是需要的。
在這些和其它場合，要求能夠以一能精確旋轉和讀寫各盤以及隨后能夠釋放這些盤的方式安裝一疊盤。
在這樣一種情況下，盤應該安裝成一疊，使每一盤精確地安裝在一軸套上，還應該相對于一主旋轉軸線精確地定中心。此外，在軸向的各個盤之間有一間隔，以允許讀和寫盤上的數(shù)據(jù)。
因此，本發(fā)明提供一種盤保持架，以在旋轉過程中保持至少一個媒體儲存盤，所述保持架包括一繞中心軸線旋轉的中心軸套以及安裝至少一個媒體盤的裝置，所述軸套包括彈性定中心裝置，該裝置被設置成對一安裝盤的內孔提供一朝外的定中心力，使安裝盤以軸套的旋轉軸線為中心。
較佳的是，盤保持架用于保持一疊軸向隔開的媒體盤，彈性定中心裝置設置成為每一儲存盤定中心。
較佳的是，該儲存盤或各儲存盤可取下地安裝在軸套上。
較佳的是，彈性定中心裝置包括至少三個作用在該盤上或各盤上的彈性定中心臂。
根據(jù)臂的數(shù)量，臂可以等間距圍繞旋轉軸線，或構造成能夠在該軸線的周圍提供若干相等的定中心力。臂可以是弧形片簧的形式，每個臂的彈性強度是相同的，或應該在軸套的旋轉中心周圍平衡。
較佳的是，形成各臂的材料與軸套是一體的或它們是單件材料。各臂可以是一伸出軸套區(qū)域的弧形臂，這樣使得該臂能夠朝內和/或朝外彈性彎曲，以接觸盤的內孔。各臂可位于圓孔的邊緣，這樣制造方便，并可以使臂自由的彎曲?？梢栽诨⌒伪鄣耐饷嬖O置另一孔，以便于安裝和/或取下盤。提供一工具，當該工具插入孔時，能迫使臂徑向朝內，從而便于安裝和/或釋放盤。
使用彈性臂的目的是為媒體盤的旋轉精確地定中心。盡管臂可以提供一使盤和軸套整體旋轉的夾持作用，但如果能為此功能提供一單獨的裝置，則是較可取的。
盤保持架可包括軸向夾持裝置，以確保該安裝盤或各安裝盤和軸套整體旋轉。由于有一疊盤，軸向夾持裝置可將該疊盤和在盤之間的墊圈保持在一起。
軸向夾持裝置可以有一中心軸，它通過至少兩個夾具保持在適當?shù)奈恢茫搩蓚€夾具對傾斜表面施加彈力。這些表面相對軸向傾斜，使得在一個方向拉軸時能夠促使夾具沿傾斜表面朝上，由此將夾持力緊固在中心軸上。夾具最好具有弧形截面，例如是可以旋轉的球，從而可在各自的傾斜表面上向上滾動，以增加夾持力。較好的是，夾具被引向里面，該表面相對軸向朝內傾斜。
軸可包括一擴大的端部，以接觸和保留一疊盤。軸的橫截面基本上是T形的。
提供這樣的結構，使安裝多個盤和間隔件到一軸套上并插入和推下軸向夾持裝置的軸是一個簡單的工作，從而獲得為加工準備好的一疊盤。由于避免了軸的朝上移動，所以在要拆開該疊盤時，通常要使用合適的釋放裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一用于一疊軸向間隔的媒體儲存盤的盤保持架，它包括將該疊盤保持在一起的軸向夾具裝置，還具有一通過至少兩個夾具保持在適當?shù)奈恢玫闹行妮S，該兩個夾具對傾斜表面施加彈力。這些表面相對軸向傾斜，使得在一個方向拉軸時能夠促使夾具沿傾斜表面朝上，由此將夾持力緊固在中心軸上。夾具最好具有弧形截面，例如是可以旋轉的球，從而可在各自的傾斜表面上向上滾動，以增加夾持力。較好的是，夾具被引向里面，該表面相對軸向朝內傾斜。
下面結合附圖并作為例子來描述本發(fā)明的若干實施例，附圖中


圖1是沿圖2的線1-1截取的盤保持架軸套的側剖面圖；圖2是圖1盤保持架軸套的平面圖；圖3是沿圖2的線3-3截取的軸套的側剖面圖；圖4是軸套的立體圖；圖5是圖2中標記為5的局部放大圖；圖6是沿圖2的線6-6截取的圖1的盤保持架的剖視圖；圖7是一軸向夾持軸的立體圖；圖8是平面圖，圖9是圖8的局部放大圖，以及圖10是立體圖，它們示出了另一個盤保持架。
參閱圖1，一軸套11通過三個螺栓12被夾緊在一下部夾頭13上，而該夾頭13保持在一旋轉支架14內，在支架的底端有一旋轉驅動裝置(未示出)。
所示的盤保持架設置成能夠裝上四個一疊的媒體儲存盤15，當然，也可在一參考所描述的結構進行必要的和明顯的改變的類似裝置上裝上其它數(shù)量的媒體盤。
用五個墊圈16保持彼此隔開的四個盤15。墊圈和媒體盤15通過一中心軸的T形截面的夾緊軸17保持在適當?shù)奈恢?。圖7用立體圖示出了T形截面軸17。
在該實施例中的盤保持架軸套11的大小做成媒體盤15在軸套11上滑動時僅有較小的阻力。這是由于軸套11的盤安裝部分的外徑通常都略小于待裝的盤的孔內徑。
但是，從圖2、4和5中可清楚地看出，設置多個徑向定中心臂18，使它們與一被安裝的盤的孔接觸。這樣，有一組共有三個的分開的臂18作用在每一盤上。每一組中的三個臂18間距相等，呈弧形，并具有相當薄的部分，以在徑向可彈性運動。臂18設置在基本上垂直于軸套11的軸線的平面上，并在該平面可運動。
三個定中心臂18機加工成在它們的靜止位置，每一臂18的外周表面輪廓18a略微伸出軸套11的盤安裝部分的剩余部分的外徑。各外表面18a伸出的量太小，以致圖中看不清楚。伸出的確切程度取決于設計時的選擇，但通常在千分之幾英寸的范圍內(百分之幾毫米)。當盤經(jīng)過這些臂，而且每一盤進入各自的最終位置時，臂18略微偏轉。
為了確保臂18能夠被機加工成伸出正確的數(shù)量，設置無頭螺絲孔19(見圖4)，使得被機加工的臂18能夠通過無頭螺絲徑向朝內地定位，從而可機加工軸套的外徑。
在圖8、9和10所示的另一個盤保持架中，設置了不同形狀的定中心臂30。這些定中心臂30的端部再被設置成凸出于軸套11的外周，使得它們與安裝的媒體盤成彈性夾緊關系。一總的呈梯形的孔31軸向設置在每一臂的區(qū)域中，以有助于裝盤和取盤。設置在弧形臂30外面區(qū)域中的軸向孔31能夠插入一迫使臂30徑向朝內的工具，以便于盤的安裝和取下。工具具有位于每一梯形孔中的突起。該工具相對軸套11轉到位，使臂30的端部移到縮回的位置。在旋轉縮回臂的過程中，在梯形孔區(qū)域中的每一臂的輪廓具有一朝向工具突起的斜坡。
此外，在該裝置中，各臂30的外端具有略微傾斜的邊緣32，這樣在裝盤和卸盤的過程中，有助于各盤的內孔在臂30的端部上滑動。
在上述的兩個保持架中，軸套11，尤其是軸套11的盤安裝部分，由一單件的材料機加工而成。這樣確保了作用在單個盤的各彈性臂18、30的特征基本上是相同的。這樣確保了被裝的盤能夠盡可能精確地定中心，臂18、30占據(jù)了軸套11與盤的內孔之間由于盤的制造公差而形成的任何空隙。在某些情況下，定中心可改善到盤孔公差的50至100分之一。
在某些情況下，會發(fā)現(xiàn)在制造軸套時使用兩件或更多件材料是必需的或便利的。但是，這樣的話，制成臂的材料仍然與軸套是一體或是單塊的。也就是說，具有容易制造和臂與臂之間的特征一致的優(yōu)點，各臂可與軸套的相應部分成一體。在一個例子中，與一盤相關聯(lián)的一組臂可與軸套的第一部分一體，與另一盤相關聯(lián)的另一組臂與軸套的第二部分一體。
可以用電火花加工至少對軸套的關鍵部分進行加工，以獲得所需的精度。軸套11通常由鋼制成，而墊圈16由鋁制成。
在上述的兩個保持架中，盡管臂18、30提供了定中心，但安裝盤在旋轉之前被軸向夾緊。在盤定中心之后提供軸向夾緊，施加在盤上的軸向夾緊力要遠大于徑向臂18、30提供的任何徑向夾持力。將一疊盤保持在一起的軸向軸17被加載彈力的若干球21(見圖6)夾緊在適當?shù)奈恢茫@些球由一些螺栓22(見圖1)保持在適當?shù)奈恢?，這些螺栓22將球保持在一允許球旋轉的加載彈力的隔離圈(cage)23內。球21以及對軸17的支承都靠在一相對裝置的中心軸線朝內傾斜的支承表面24上。一彈簧25通過在隔離圈23上提供軸向載荷將球彈性地保持在該位置。
這樣的結構使得軸向軸17可插入該裝置，而球在此過程中旋轉。雖然球與插入軸向軸17的運動一起旋轉時，但是，任何取下軸的運動都會使球在傾斜表面24上上移，并使球緊夾在軸上。因此，球在軸17上產(chǎn)生一單向夾持作用。使用之后，用一工具加壓彈簧25能夠釋放球，并釋放隔離圈23上的載荷。
在使用時，一疊盤15和間隔件16安裝在軸套11上，每一盤15的臂18、30為其定中心。然后將軸向軸17插入，并徹底地往下推，以通過間隔件16在盤15上產(chǎn)生軸向夾緊，以確保盤15和軸套11一起旋轉。
在對盤加工之后，例如在上面寫入磁道之后，釋放并取下軸向軸17，再取下盤15組裝到一最終的盤驅動裝置。
盡管與上述相同或類似的支架特別適用于硬盤驅動裝置的制造，但也可用于其它諸如在制造、測試或最終使用中的寫和/讀這樣的媒體盤或任何其它媒體盤的場合。
權利要求
1.一種盤保持架，它在旋轉過程中保持至少一個媒體儲存盤，所述保持架包括一繞中心軸線旋轉的中心軸套以及安裝至少一個媒體盤的裝置，其中所述軸套包括彈性定中心裝置，該定中心裝置包括至少多個彈性臂，這些彈性臂對裝上的盤的內孔施加朝外的定中心力，使裝上的盤以軸套的旋轉軸線為中心，這些臂設置在一基本垂直于軸套旋轉軸線的平面中并可在該平面中運動。
2.如權利要求1所述的盤保持架，其特征在于，所述保持架被設置成能夠保持一疊軸向隔開的媒體儲存盤，其中，彈性定中心裝置包括多個相應彈性臂，用于對每一儲存盤定中心。
3.如權利要求1或2所述的盤保持架，其特征在于，該儲存盤或各儲存盤可取下地安裝在軸套上。
4.如前述權利要求中的任何一項所述的盤保持架，其特征在于，彈性定中心裝置包括至少三個作用在該盤或各盤上的彈性定中心臂。
5.如前述權利要求中的任何一項所述的盤保持架，其特征在于，所述臂的結構做成能夠在旋轉軸線的周圍提供若干相等的定中心力。
6.如前述權利要求中的任何一項所述的盤保持架，其特征在于，所述臂為弧形片簧的形式。
7.如前述權利要求中的任何一項所述的盤保持架，其特征在于，形成各臂的材料與軸套是一體的。
8.如權利要求7所述的盤保持架，其特征在于，含有所有臂的軸套由一單件材料制成。
9.如前述權利要求中的任何一項所述的盤保持架，其特征在于，每一臂位于總的是圓形的孔的邊緣。
10.如前述權利要求中的任何一項所述的盤保持架，其特征在于，所述保持架包括軸向夾持裝置，以確保該安裝盤或各安裝盤和軸套整體旋轉。
11.如權利要求10所述的盤保持架，其特征在于，軸向夾持裝置有一中心軸，它通過至少兩個夾具保持在適當?shù)奈恢?，該兩個夾具對傾斜表面施加彈力。
12.如權利要求11所述的盤保持架，其特征在于，所述表面相對軸向傾斜，使得在一個方向拉軸時能夠促使夾具沿傾斜表面朝上，由此將夾持力緊緊施加在中心軸上。
13.一種保持至少一個媒體儲存盤的盤保持架，它包括夾持該安裝盤或各安裝盤的軸向夾持裝置，夾持裝置包括一中心軸，它通過至少兩個夾具保持在適當?shù)奈恢?，該兩個夾具對傾斜表面施加彈力。
14.如權利要求13所述的盤保持架，其特征在于，所述保持架被設置成能夠保持一疊軸向隔開的媒體儲存盤，其中，軸向夾持裝置設置成將該疊盤保持在一起。
15.如權利要求13或14所述的盤保持架，其特征在于，所述表面相對軸向傾斜，使得在一個方向拉軸時能夠促使夾具沿傾斜表面朝上，由此將夾持力緊緊施加在中心軸上。
16.如權利要求15所述的盤保持架，其特征在于，夾具具有弧形截面，例如是可以旋轉的球，從而可在相應的傾斜表面上向上滾動，以增加夾持力。
17.如權利要求13至16中的任何一項所述的盤保持架，其特征在于，軸包括接觸和保持安裝成一疊的盤的擴大的端部。
18.如權利要求17所述的盤保持架，其特征在于，該軸的橫截面大致為T形。
全文摘要
一種盤保持架，它在旋轉過程中保持至少一個媒體儲存盤(15)。該保持架包括一繞中心軸線旋轉的中心軸套(11)。該軸套(11)包括彈性定中心臂(18)，這些臂能夠在安裝盤(15)的內孔中施加朝外的定中心力，使裝上的盤以軸套的旋轉軸線為中心。這些臂(18)設置在一基本垂直于軸套旋轉軸線的的平面中并可在該平面中運動。盤保持架可安裝一疊軸向隔開的媒體儲存盤(15)并包括將這些盤保持在一起的軸向夾持裝置。該夾持裝置包括一中心軸(17)，而該軸通過對傾斜表面施加彈力的球形夾具(21)保持在適當?shù)奈恢谩?br> 文檔編號G11B17/02GK1429389SQ0180955
公開日2003年7月9日 申請日期2001年5月10日 優(yōu)先權日2000年5月15日
發(fā)明者R·J·W·鮑威爾 申請人:西風空氣軸承有限公司