專利名稱：具有彈性壓件的磁盤驅動器的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種磁盤驅動器，尤其是涉及一種用以將一片或多片磁盤片安裝于驅動馬達主軸上的具彈性壓件的磁盤驅動器。
技術背景磁盤片的安裝是磁盤驅動器組裝過程中的重要技術之一，磁盤片安裝及使用中的任何翹曲變形都可能引起磁頭在讀取數據時與磁盤片間距的變化，進而影響數據讀取的可靠性，由此，安裝后磁盤面的平面度成為優化磁盤驅動器性能的一個重要參數。
請參閱圖1，一種常見的將磁盤安裝在驅動馬達主軸上的磁盤驅動器，該磁盤驅動器包括一具旋轉主軸22的馬達20，及依次套設在該主軸22上的第一磁盤片26，環形隔離片34與第二磁盤片40。該第一磁盤26一盤面30與該主軸26的一環形面32配合接觸，另一盤面38與該環形隔離片34的一底面配合接觸，該環形隔離片34的另一底面46與該第二磁盤片40的一盤面44配合接觸。一單片式沖壓成型的彈性壓片48借助螺釘50組設在主軸22上，該彈性壓片48的外邊緣形成有一U形部(未標號)以壓制在該第二磁盤片40另一盤面上。
該等常規的彈性壓片48成型及彎曲的過程中，該彈性壓片48的U形部即與磁盤片40相接觸的部分經常產生微小的瑕疵或裂紋，而加工該彈性壓片與磁盤片接觸部分時，使其光滑平整又很困難，往往導致作用于該第二磁盤片40的壓緊力不均勻。
并且，在安裝過程中，螺釘頭產生的扭矩也將扭曲彈性壓片48，當壓緊力作用于第二磁盤片40盤面上的54點時，除了平行于軸線24方向上的力外，還會產生一背離軸線24方向的徑向力。同時，該彈性壓片48安裝過程產生大量殘余應力，當軸向力經過螺釘產生作用時，彈性壓片48與第二磁盤片40接觸點54由于彈性壓片48的偏斜而移動或旋轉，由此產生的相對運動將刮傷磁盤片表面。而上述力或力矩又將被傳遞至該第二磁盤片40上，嚴重影響該第二磁盤片的平面性。由此，改進磁盤片的安裝技術，保證其良好的平面性實為必要。

發明內容本實用新型的目的在于提供一種在磁盤片上施加均勻壓力的具彈性壓件的磁盤驅動器，其可保持磁盤片安裝及應用過程中具有良好平面性。
本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的本實用新型具彈性壓件的磁盤驅動器，用于將一片或多片磁盤片安裝鎖緊在磁盤驅動馬達的主軸上。在雙磁盤片結構中，該磁盤驅動器的第一磁盤片與第二磁盤片被安裝在同一主軸上，且其間用一環形隔離片隔開。一環形元件設置在該第二磁盤片的上盤面，并與該第二磁盤片配合接觸，一彈性壓件固定在該主軸上壓緊該環形元件，以壓制該第二磁盤片，使該第二磁盤片與該環形隔離片、該第一磁盤片與該主軸表面間產生相互作用力。該環形元件的作用面、環形隔離片分別與該旋轉主軸的軸線垂直，同時該環形隔離片比與其關聯配合的每一作用面更平、更寬。
由于采用了上述技術方案，本實用新型具彈性壓件的磁盤驅動器的盤面上所受壓力均勻，從而保持磁盤片安裝及應用過程中具有良好平面性。

下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的描述。
圖1是現有將磁盤片安裝在驅動馬達主軸裝置的組合剖視圖。
圖2是本實用新型具彈性元件的磁盤驅動器的第一實施例的組合剖視圖。
圖3是圖2的局部放大圖。
圖4是本實用新型具彈性元件的磁盤驅動器的主軸環形面沿不同半徑的一系列徑向表面拋光軌跡。
圖5本實用新型具彈性元件的磁盤驅動器的隔離片底面沿不同半徑方向的一系列徑向軌跡。
圖6是圖3所示結構的受力分析。
圖7是圖3結構中局部尺寸改變后的受力分析。
圖8A和8B分別是本實用新型具彈性元件的磁盤驅動器的另外兩個實施例的組合剖視圖。
圖9是本實用新型具彈性元件的磁盤驅動器又一實施例的組合剖視圖。
圖10是圖9所示實施例中彈性壓件的設計圖。
圖11是圖9所示實施例中鎖緊件的設計圖。
圖12是本實用新型具彈性元件的磁盤驅動器另一實施例的組合剖視圖。
具體實施方式首先請參閱圖2，該具彈性元件的磁盤驅動器包括一磁盤驅動馬達100、一第一磁盤片110、一隔離片114、一第二磁盤片120、一環形元件126、一彈性壓片128及一螺釘140。
該磁盤驅動馬達100具有一可繞軸線104旋轉的主軸102。該主軸102上向外延設有一垂直于軸線104的環形面106。
該第一磁盤片110具有一中心孔108，上述磁盤驅動馬達100的主軸102可穿過該中心孔108。該磁盤片110的一盤面112與該磁盤驅動馬達100的環形面106配合接觸。
該隔離片114為環形，套設在該主軸102上，其兩底面116、126均垂直于該軸線104。該隔離片114的一底面116與該第一磁盤片110的另一盤面118配合接觸。
該第二磁盤片120具有一中心孔122，該主軸同時也定位在該中心孔122中。該第二磁盤片120一盤面124與該隔離片114的另一底面126配合接觸。
該環形元件128具有一通孔130，可使該主軸102前端穿過并容置于其內，該環形元件128內部還進一步設有一環形臺階144。該環形元件128的底面132與該第二磁盤120另一盤面134配合接觸。
該彈性壓片136具有一中心孔138，且其外圓周邊142與該環形元件128上的環形臺階144配合壓緊。
該螺釘140穿過該中心孔138將該彈性壓片136螺鎖在該主軸102上，且該螺釘140的軸線與該主軸102的軸線104共線。
安裝時，將螺釘140鎖緊在該主軸102上，與主軸102軸線104平行方向上的作用力通過彈性壓片136均勻的施加到該環形元件128的環形臺階144上，從而使該環形元件128壓緊在該第二磁盤片120表面134上，同時也使該第二磁盤片120的表面124與該隔離片114的底面126、該隔離片114的表面116與該第一磁盤片110的盤面118、該第一磁盤片的表面112與該主軸的環形面106分別相互作用壓緊。如上所述，并未有徑向力通過環形元件128作用于該第二磁盤片120。
請參閱圖3，該隔離片114底面116的寬度Y大于該主軸102環形面106的寬度X。另外，為實現與磁盤片的良好接觸，隔離片114的底面116通過雙重研磨及拋光處理，使其平面度小于0.1微米，且光滑度小于0.2微米，其平面性優于該磁盤片110、120的平面性。另一方面，使用常規的研磨拋光技術將主軸102的環形面106加工獲得到近似的平面度及拋光度較為困難，因此，一般該環形面106的平面性較該磁盤片110、120的平面性差。
圖4所示為主軸102的一典型環形面106沿不同半徑方向的一系列徑向表面拋光軌跡。圖5所示為研磨的隔離片114底面116沿不同半徑方向的一系列徑向軌跡。
請參閱圖6a，主軸102的環形面106寬度X小于隔離片114底面116的寬度Y，且底面116的平面性優于環形面106的平面性的情況。假設壓緊力通過隔離片114的底面116作用于A1點及B1點(A1點與B1點為隔離片114底面116的高點)。同時，第一磁盤片110的C1點與D1點(C1點與D1點為主軸102環形面106的高點)也受到主軸102的環形面106作用力。將圖6a的第一磁盤片110簡化為圖6b的梁進行受力分析，梁(第一磁盤片110)受力彎曲直到達到靜力平衡或該第一磁盤片110接觸該隔離片114的另一點E1。該梁與起始位置形成一交角，該交角可近似用E1點與B1點的連線與起始位置間夾角θ1表示。由于隔離片114的底面116的平面性優于環形面106的平面性，夾角θ1將趨近于零。
請參閱圖7a，環形面106’的寬度X大于隔離片114’的寬度Y。將圖7a的第一磁盤片110簡化為圖7b的梁進行受力分析，最后，梁(第一磁盤片110)達到靜力平衡或該第一磁盤片110獲得另一接觸點E2，形成夾角θ2。因隔離片114’的底面116’平面性優于環形面106’，且寬度X大于Y，達平衡時的接觸點E2更可能出現在該環形面106’上，因此在進行圖6的分析中存在更多變量條件。
邏輯上來講，如圖6所示的壓緊條件下壓緊力分布更均勻，因此更容易保持該第一磁盤片110的良好平面性，也就是說，該隔離片114寬度寬于該環形片106’寬度，且底面116的平面性優于環形面106’的平面性的條件更合適。
隔離片114底面126、環形元件128表面132分別與該第二磁盤120配合時也可采用如上分析。
請參閱圖8，為單磁盤片安裝的兩個實施例(圖8A、圖8B)。如圖8所示，該等實施例中描述的結構與圖2中揭示結構類似，請參閱圖8A，隔離片200具有一平滑底面202以與磁盤片212盤面204配合接觸，另一底面208與主軸206環形面210配合接觸，該主軸206被定位在該磁盤片212的中心孔214中。一環形元件216裝設在主軸206上，且底面218與磁盤片212的另一盤面220配合接觸，一彈性元件222通過螺釘223固定在主軸206上。該彈性元件222的外邊224壓制在該環形元件216的環形臺階226上，從而均勻的對該磁盤片212的盤面220施加平行主軸206的軸線228的壓緊力。另外，該環形元件216的寬度窄于該隔離片200底面202的寬度，且該隔離片200底面202的平面性優于該盤面204的平面性。其特征分析與上述分析類似。
請參閱圖8B，該裝置與圖8A揭示結構類似，但該磁盤片300安裝在一套設在主軸304外部的軸轂302上。在本實施例中，隔離片306設于該軸轂302外并與該磁盤片300配合。
上述揭示結構中，沒有徑向力作用于磁盤片，彈性壓件施加的壓緊力可均勻的作用到磁盤片盤面上，從而保證磁盤片盤面良好的平面性。另外，彈性壓片及環形元件采硬度相似的硬質鋼制造，大為減少磁盤片的刮傷情況。且該彈性壓片本質為一板件沖壓結構，因而制造簡單、成本低。壓緊力可通過改變彈性壓片的數量或厚度即改變彈性常數而簡單方便的調整。
本實用新型另一實施例，請參閱圖9至圖11。
請參閱圖9，一磁盤驅動器組合400包括一主軸402，該主軸402通過球軸承404安裝到軸桿406上，從而可繞軸線408旋轉。該主軸402穿設在該第一磁盤片414的中心孔內，且其具有一垂直該軸線408的環形面410。該第一磁盤片414一盤面416與該環形面410配合接觸。
一環形第一隔離片418套設在主軸402外部，其垂直軸線408的一底面420與該第一磁盤片414的另一盤面422配合接觸。
一第二磁盤片424具一中心孔426，并借此套設在該主軸402外部。該第二磁盤424一盤面427與隔離片418的另一底面428配合接觸。
一第二隔離片430套設在該主軸402外部，并置于該第二磁盤片424上方，使該第二磁盤片424的另一盤面434與該第二隔離片430的一垂直軸線408的底面432配合接觸。
一第三磁盤片436同樣具有一中心孔438，并借此套設在主軸402外部第二隔離片430的上方。該第三磁盤片436的一盤面439與該第二隔離片430的另一底面441配合接觸。
一環形元件440具有一允許主軸402部分通過的敞口442，該環形元件440的底面444與該第三磁盤片436的另一盤面446配合接觸。
請一同參閱圖9與圖11，一環形彈性件448安裝于主軸402外側，一鎖緊元件450卡置在該主軸402圓周上的環形槽道452中。該鎖緊元件450卡置在該主軸402的環形槽道452上后與該彈性件448相互作用，從而將該環形彈性件448固定鎖緊。由此，平行于軸線408的作用力均勻的作用于該環形元件440、第三磁盤片436的一盤面446，并同時使該第一磁盤片414、第二磁盤片424、第三磁盤片436分別與隔離片418、430相互壓緊并壓置在該主軸402的環形面410上。
顯然，上述結構中也沒有徑向力通過環形件440作用于該第一磁盤片436。
本實施例中，該壓緊結構的設計使得該球軸承定位時盡可能靠近該整體磁盤驅動器組裝結構的頂端，從而增大容置馬達線圈的空間，允許使用較大尺寸的軸承，以提高磁盤驅動器抗震能力。
請參閱圖10，該彈性件448為一環狀盤體。
請參閱圖11，該鎖緊件450為一具微小開口圓環，其內徑選擇以安裝時接近該主軸402的環形槽道452的內表面為佳。
該鎖緊件50利用工具(圖未示)固持在該彈性件上，借變形力達成安裝。與上述螺釘固定實施例中揭示結構比較，由于金屬間的滑動減少，使鎖緊件安裝時產生的微觀瑕疵進一步減少。
圖12所示為本實用新型另一實施例，該結構與圖9所示結構近似，該主軸500通過一止推軸承504可旋轉的裝設在軸桿502上。其環形元件506，彈性件508及鎖固件510結構與上述實施例相同。該止推軸承504被裝封裝在一區域內，以使馬達線圈有最大容置空間。
該單個鎖固件(圖2、圖8中的螺絲140、223，圖9、圖12中的鎖固片)的使用，結構緊湊，并確保盤片安裝固持于主軸上時沒有徑向力作用于磁盤片盤面。
權利要求1.一具有彈性壓件的磁盤驅動器，包括一具旋轉主軸的驅動馬達、至少一環形隔離片、至少一盤片、一環形元件、至少一彈性壓片及一鎖緊件，其特征在于該主軸圓周向外延設形成一環形平面，該隔離片和磁盤片按照一定順序依次穿過該主軸并疊置在該環形平面上，該環形元件置于最上層的磁盤片上，該環形元件內部具有一環形臺階，且其底面與磁盤片的盤面配合接觸，該彈性壓片裝設在該環形元件內并與該環形元件的臺階面配合接觸，該鎖緊件將該彈性壓片安裝鎖緊在該磁盤驅動器上。
2.如權利要求1所述的具有彈性壓件的磁盤驅動器，其特征在于該鎖緊件為一螺釘，且該螺釘軸線與該主軸的軸線共線。
3.如權利要求1所述的具有彈性壓件的磁盤驅動器，其特征在于該鎖固件為一具開口的彈性環片，其由硬制鋼制成為佳。
4.如權利要求3所述的具有彈性壓件的磁盤驅動器，其特征在于該主軸圓周上開設有一環形槽，該彈性環片置于該彈性壓片上并卡置在該環形槽中，將該彈性壓片鎖緊在該磁盤驅動器上。
5.如權利要求1所述的具有彈性壓件的磁盤驅動器，其特征在于該彈性壓片為環形，以硬制鋼材料制成為佳，且具有一可選擇的彈性常量。
6.如權利要求5所述的具有彈性壓件的磁盤驅動器，其特征在于該彈性常量通過改變該彈性壓片厚度及數量進行選擇。
7.如權利要求1所述的具有彈性壓件的磁盤驅動器，其特征在于該主軸與該盤片及該環形隔離片間進一步插設有一軸轂。
8.如權利要求1所述的具有彈性壓件的磁盤驅動器，其特征在于該主軸通過軸承安裝在一軸桿上。
9.如權利要求8所述的具有彈性壓件的磁盤驅動器，其特征在于該軸承可以為球軸承或止推軸承。
專利摘要一種具彈性壓件的磁盤驅動器，用于將一片或多片磁盤片安裝鎖緊在磁盤驅動馬達的主軸上。在雙磁盤結構中，該磁盤驅動器的第一磁盤與第二磁盤被安裝在同一主軸上，且其間用一環形隔離片隔開。一環形元件設置在該第二磁盤片的上盤面，并與該第二磁盤片配合接觸，一彈性壓件固定在該主軸上壓緊該環形元件，以壓制該第二磁盤片，使該第二磁盤片與該環形隔離片、該第一磁盤片與該主軸表面間產生相互作用力。該環形元件的作用面、環形隔離片分別與該旋轉主軸的軸線垂直，同時與該環形隔離片配合接觸的每一作用面比其本身更平、更寬。通過以上裝置使安裝于磁盤驅動器上的磁盤片盤面所受壓力均勻，從而保持磁盤安裝及應用過程中具有良好平面性。
文檔編號G11B17/03GK2563697SQ0227197
公開日2003年7月30日 申請日期2002年7月19日 優先權日2002年7月19日
發明者加里·凱爾思克, 羅伯特·艾爾特 申請人:深圳易拓科技有限公司