專利名稱：磁盤驅動結構的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種磁盤驅動結構，特別指一種用在電腦、掌上電腦或膝上型電腦的磁盤驅動結構。
技術背景隨著便攜式電腦朝向輕、薄、短、小的趨勢發展，其所運用的數據存儲器要求也越來越小。尺寸小、容量大、能耗低、成本低和重量輕，這些都是存儲器必須具備的特性。但是，傳統的技術卻無法同時滿足這些特征。現在磁盤存儲器越來越趨向于實用，比如將磁盤驅動器作為主板電路的組裝元件，這就更需要大量減少磁盤驅動器的物理尺寸，還有將磁盤驅動器應用在掌上電腦和其它電子裝置上時，則需要現有技術難以克服的良好的抗震及抗沖擊性能，眾所周知物體施加的撞擊力與其質量成正比，所以要提高抗震性能關鍵是有效的減少磁盤驅動結構的質量和合理有效地固定磁盤。
現在，便攜設備迫切需要磁盤驅動器在運動、靜態時及不同的溫度、濕度條件下具有耐用性及穩定性，特別是在存儲狀態下，高濕度會加重發生在傳統磁盤驅動器中的粘著現象，磁頭粘貼在磁盤表面上使主軸馬達停轉并且破壞磁頭。此時，減少磁盤軸向的偏心并保持磁盤的相對穩定性就顯得尤為重要。
在磁盤驅動結構中，如果其電量消耗越大，會相應增加的磁盤驅動結構的重量，因此一定工作時段內的電量消耗是設計中重要的也是不可避免的問題。特別是對于便攜設備來說，其重量取決于整個操作時間電量的需求，而磁盤驅動結構備用及斷電狀態的能量消耗尤為重要。現在大多是采用通過合理減少磁盤驅動器的直徑及厚度來減少磁盤旋轉所需電量的方式，以降低電量消耗，減少工作發熱量。隨著磁盤變得越來越輕，更小的干擾力都有可能影響磁盤的工作狀態使磁盤產生偏心，所以，如何合理地夾持磁盤，使磁盤工作平穩，不產生偏心就成了迫切需要解決的問題。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種用在電腦、掌上電腦或膝上型電腦的磁盤驅動結構。
本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的本實用新型一種磁盤驅動結構，包括一電路板、一基座、至少一磁盤、至少一安裝該磁盤的夾具、一主軸、一旋轉驅動裝置及一慣性鎖定器。該夾具的由一環形元件、一第一組指狀元件及一第二組指狀元件組成，該環形元件具有一中心軸，該第一組指狀元件以第一方向且平行于該環形元件的中心軸從該環形元件上伸出，每一指狀元件用來給一磁盤的內側緣施加徑向力，該第二組指狀元件與該第一方向反向并平行于該環形元件的中心軸從該環形元件上伸出，每一第二組指狀元件用來給另一磁盤的內側緣施加徑向力。
本實用新型磁盤驅動結構的優點在于本實用新型磁盤驅動結構利用夾具提高磁盤空間的利用率，同時克服了以往磁盤因為軸向力的不平衡而產生的磁盤偏心現象，利用本夾具可增加磁盤驅動結構中的磁盤數量盡可能的減小磁盤間距同時不會引起磁盤間干擾的。本實用新型磁盤驅動結構在減少磁盤間干擾的前提下，最小化了磁盤驅動結構的厚度。
下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的說明。
圖1是本實用新型磁盤驅動結構的立體分解圖。
圖2A是本實用新型磁盤驅動結構的俯視圖。
圖2B是本實用新型磁盤驅動結構沿2B-2B的方向視圖。
圖2C是本實用新型磁盤驅動結構沿2C-2C的方向視圖。
圖3是本實用新型磁盤驅動結構的動態磁頭讀寫結構俯視圖。
圖4A是本實用新型磁盤驅動結構的懸臂結構俯視圖。
圖4B是本實用新型磁盤驅動結構的懸臂結構側視圖。
圖5A是本實用新型磁盤驅動結構的夾具結構俯視圖。
圖5B是本實用新型磁盤驅動結構的夾具結構側視圖。
圖5C是本實用新型磁盤驅動結構的夾具結構仰視圖。
圖6是本實用新型磁盤驅動結構夾具的自然狀態位置關系圖。
圖7是本實用新型磁盤驅動結構夾具的壓緊狀態位置關系圖。
圖8A是本實用新型磁盤驅動結構的夾具位置關系放大圖。
圖8B是本實用新型磁盤驅動結構的指狀元件位置關系放大圖。
圖9是本實用新型磁盤驅動結構的夾具受力狀態俯視圖。
圖10是本實用新型磁盤驅動結構的剖面圖。
圖11是本實用新型磁盤驅動結構的不同實施方式的剖面圖。
圖12是本實用新型磁盤驅動結構的不同實施方式的剖面圖。
圖13是本實用新型磁盤驅動結構的不同實施方式的剖面圖。
圖14A是本實用新型磁盤驅動結構的不同實施方式的剖面圖。
圖14B是本實用新型磁盤驅動結構的不同實施方式的剖面圖。
圖14C是本實用新型磁盤驅動結構的不同實施方式的剖面圖。
圖15A是本實用新型磁盤驅動結構的不同實施方式的剖面圖。
圖15B是本實用新型磁盤驅動結構的不同實施方式的剖面圖。
圖15C是本實用新型磁盤驅動結構的不同實施方式的剖面圖。
圖16是本實用新型磁盤驅動結構的不同實施方式的剖面圖。
圖17A是本實用新型磁盤驅動結構的不同實施方式的剖面圖。
圖17B是本實用新型磁盤驅動結構的不同實施方式的剖面圖。
圖18是本實用新型磁盤驅動結構的鎖定器位置關系圖。
圖19A是本實用新型磁盤驅動結構的鎖定器元件平面圖。
圖19B是本實用新型磁盤驅動結構的鎖定器元件側視圖。
圖20是本實用新型磁盤驅動結構的旋轉驅動器立體分解圖。
圖21A是本實用新型磁盤驅動結構的彈簧裝配關系圖。
圖21B是本實用新型磁盤驅動結構的慣性體剖視圖。
圖22A是本實用新型磁盤驅動結構的彈簧俯視圖。
圖22B是本實用新型磁盤驅動結構的彈簧側視圖。
具體實施方式請同時參閱圖1，本實用新型磁盤驅動結構1，包括一電路板2、一基座6、至少一磁盤10、至少一安裝該磁盤10的夾具12、一主軸3、一旋轉驅動裝置15及一慣性鎖定器16。該夾具12的一實施方式為其由一環形元件、一第一組指狀元件及一第二組指狀元件組成，該環形元件具有一中心軸，該第一組指狀元件以第一方向且平行于該環形元件的中心軸從該環形元件上伸出，每一指狀元件用來給一磁盤的內側緣施加徑向力，該第二組指狀元件與該第一方向反向并平行于該環形元件的中心軸從該環形元件上伸出，每一第二組指狀元件用來給另一磁盤的內側緣施加徑向力。
請參閱圖2A、2B、2C及圖3，磁盤驅動結構1的電子組件部分集成在頭盤組合件中，另一部分電子元件集成在印刷電路板2中，該磁盤驅動結構1從外緣32到外緣33測量的寬度大約為35厘米，從外緣34到外緣35測量的寬度為50.8厘米。這樣，該磁盤驅動結構1的覆蓋區為35×50.8厘米。該磁盤驅動結構1層疊在該印刷電路板2上(參見圖2A、圖2C)，在該層疊裝配關系中，從磁盤驅動結構1頂部到印刷電路板2底部的結合深度大約為10厘米。該磁盤驅動結構1的頭盤組合件重量少于50克。
請參閱圖1，該磁盤驅動結構1的上蓋26和基座6相互密封，包容了至少一磁盤10，該磁盤10夾持在一主軸馬達3和軸承之間。該殼體內還裝設有一旋轉驅動結構15，該旋轉驅動結構15包括若干懸臂14-1、14-2，若干安裝在懸臂上的磁頭5、一柔性互連電路44、一驅動線圈25和一永久磁鐵(圖未標識)。該種磁盤驅動結構在工作狀態可承受10克震動力，在非工作狀態可承受200克的震動力。印刷電路板2緊靠在該磁盤驅動結構1的下方，磁盤驅動結構1的基板6由鋁材鑄造而成，該基板6形成一開口7，主軸馬達3的外緣部分稍稍延伸超過該開口7的邊緣，所以組裝后該開口7被主軸馬達3所封閉。該基板6還形成有一開口8，以使空氣可以在殼體內部和外部間流通，一特定的空氣過濾器9密封在該基板6的開口8上，該空氣過濾器9的外徑大于該開口8的內徑，以過濾進入殼體的空氣防止污染。磁盤10旋轉支撐在該心軸11上，并通過一夾具12將該磁盤10夾持在心軸11上。
該磁盤驅動結構1的工作電壓為3.0或5.0伏，其采用傳統的接觸式動態磁頭讀寫，在非工作狀態下磁頭停靠在磁盤表面的著陸區。請參閱圖4，為該懸臂的結構圖，磁頭5讀取的信號通過導線85、86傳出。
請參閱圖5A圖5B圖5C，為磁盤夾具的一實施方式。夾具10-4包括一圓環基部11-4，圍繞該圓環基部11-4一體形成若干指狀元件12-4、突塊13-4和L形支架14-4。該指狀元件12-4皆從該圓環基部11-4向相同方向延伸并稍微向外傾斜。該夾具10-4由塑料材料制成，使用時可產生輕微的形變，圖6、圖7分別是圖5A沿I-I，II-II的剖視圖，圖6突塊13-4呈自然狀態，圖7突塊13-4呈壓緊狀態。圖6所示為該圓環基部11-4不受壓情況下的橫截面圖形，圖7該圓環基部11-4受壓情況下的橫截面由11a和11b來表示，11a表示了該圓環基部11-4在截面I-I的位置關系，11b表示了該圓環基部11-4在截面II-II的位置關系。
請一同參閱圖8A、8B，該突塊13-4抵觸在一軸心17-4的傾斜表面15-4上，使傾斜表面15-4對該突塊13-4施加一向下及向外的壓力。換句話說，施加在該突塊13-4的力的矢量F可分解為垂直方向分力FV及水平方向分力FH，該垂直方向分力FV使該L形支架14-4對一磁盤16-4施加一軸向壓力，迫使該磁盤16-4抵靠在該軸轂17-4的一平面部18-4之上，該矢量F的水平方向分力FH使該圓環基部11-4向外發生位移形變，如11a所示。
圖9陰影部分為圓環基部11-4未受壓力的形狀，實線部分為圓環基部11-4受力情況下的形狀，當突塊13-4施力方向是沿徑向朝向中心點50-4時，突塊13-4則沿徑向向外位移，同時，無論在受壓變形或自然狀態下指狀元件12-4的位置不發生變化。
請參閱圖6圖7，在受壓情況下，指狀元件12-4沿徑向朝外施力于該磁盤16-4的邊緣19-4，該朝外主要用來夾持該磁盤16-4的徑向力大小受三個部分的影響，第一部分為該圓環基部11-4在水平面的彎曲或偏移量，表現為圖7中d的距離，第二部分為該圓環基部11-4的形變或撓度，表現為圖7中的角度θ，第三部分為指狀元件12-4的彎曲度和撓曲度。
請參閱圖10，中心軸60-4依靠裝設在固定底部62-4的軸承61-4轉動，軸轂17-4則由一繞線定子63-4驅動。
由指狀元件12-4對該磁盤16-4所施加的徑向力相對大于由L形支架14-4對磁盤16-4所施加的軸向力，軸向力的大小正好可將該磁盤16-4平衡固定在軸轂17-4的平面部18-4上并且不損壞該磁盤16-4，由指狀元件12-4所施加的徑向力要足夠大，在磁盤16-4的邊緣19-4產生相當的切向靜摩擦力以防止該磁盤16-4在加速和減速當中發生打滑現象。
溫度的變化是促成磁盤驅動結構發生偏心的原因之一，軸轂通常是由鋼材制成，而磁盤則是由鋁材制成，該兩種材料有不同的散熱系數。如果采用軸向夾持的方式，當溫度發生變化的時候實際上不可能在垂直方向限制所有磁盤和軸轂之間的相對運動。經常發生的情況就溫度的變化引起夾具在磁盤的某一點上作用力最大，致使磁盤和軸轂之間發生相對滑動，產生偏心。
本實用新型的夾具主要的夾緊力為徑向的，磁盤和軸轂在夾具將其同軸固定的情況下可相對自由運動，如此以來，當溫度發生變化時就不會象軸向固定方式那樣產生偏心。該夾具10-4可由聚碳酸酯制成，或其它塑料和彈性材料。
圖11、圖12、圖13、圖14A、圖14B、圖14C、圖15A、圖15B、圖15C、圖16、圖17A和圖17B所示為本實用新型磁盤驅動結構的一系列實施方式。圖11中，兩夾具80-4分別用來安裝兩磁盤81-4及82-4。該夾具80-4與夾具10-4結構相同。該軸轂83-4上部還進一步形成一臺階84-4，該臺階84-4上套設一支撐磁盤的環形法蘭85-4。圖12也是兩磁盤的驅動結構，夾具90-4、91-4結構與夾具10-4相同，但該上方的夾具91-4反向安裝。一環形法蘭92-4與該軸轂93-4同心并螺固在該軸轂93-4的頂端，該法蘭92-4具有一安裝平面94-4，夾具91-4通過該安裝平面94-4抵壓磁盤81-4，從而將該磁盤81-4固定在軸轂93-4上。
請參閱圖13，其所示也為雙磁盤驅動結構，夾具102-4、103-4結構與夾具10-4相同，其不同之處在于該雙磁盤結構中具有兩個軸轂100-4、101-4，頂部的軸轂100-4螺固在該主體軸轂101-4上。
請參閱圖14A、圖14B及圖14C，該實施方式中的夾具110-4結構不同于夾具10-4。該夾具110-4具有一環形本體部分113-4，從該環形本體四周向上突伸有若干指狀元件111-4，向下延伸有若干指狀元件112-4，在該環形本體113-4圓周的內側形成若干接觸面114-4，在環形本體113-4圓周外圍對應該接觸面114-4形成若干定位面115-4。該夾具110-4嵌套在該軸轂116-4外側，并使接觸面114-4鐵貼合在軸轂116-4上，頂部磁盤81-4由該指狀元件111-4徑向定位，底部磁盤82-2由該指狀元件112-4徑向定位，襯套117-4套設在該夾具110-4之外與該定位面115-4貼合，并將磁盤81-4、82-4分隔開來。一法蘭118-4螺固在該軸轂116-4頂部并對該磁盤81-4施加一定的軸向力，該軸向力通過襯套117-4被傳遞到磁盤82-4上。該夾具110-4也可分為兩個環形組件，一環形組件上形成該朝上伸出的指狀元件111-4，另一環形元件上形成該朝下伸出的指狀元件112-4。
請參閱圖15A、圖15B和圖15C，其與圖14A、圖14B及圖14C所示的實施方式大致相同，不同之處僅在于該襯套117-4被替換為一徑向彈簧120-4，該徑向彈簧120-4由塑料材料制成，形成若干向上的突出部121-4和若干向下的突出部122-4，當該法蘭118-4旋緊的時候，突出部121-4、122-4可分別從不同的方向給磁盤81-4、82-4施加適當的軸向力。
請參閱圖16，該實施方式中的上、下兩夾具與夾具10-4相似，不同的地方在于從每一L形支架133-4上反向延伸一突出部132-4，134-4為指狀元件。
請參閱圖17A和圖17B，其也是雙磁盤驅動結構，其中該磁盤81-4和磁盤82-4被一襯套140-4分隔開來。夾具141-1上形成有若干突起142-4和L形支架143-4，該夾具141-1具有兩組指狀元件，若干較短的指狀元件144-4與磁盤81-4內邊緣接觸，若干較長的指狀元件145-4與該磁盤82-4的內邊緣接觸。該較短的指狀元件144-4和較長的指狀元件145-4分別對磁盤81-4和磁盤82-4施加徑向力。
請參閱圖18、圖19A、圖19B和圖20，圖18所示為慣性鎖定器100-6，其包括一慣性體101-6和一套筒102-6。一轉軸103-4穿過該套筒并允許該慣性鎖定器100-4自由轉動，軸103-4的另一端則固定在主體部分10-6B。
該慣性體101-6靠近旋轉驅動器12-6的一端上凸起一擋栓105-6。擋栓105-6一側進一步延伸一扣鉤104-6，扣鉤104-6的末端彎折一倒鉤104-6a。
套筒102-6形成有兩垂直的通道113-6、114-6，頂面形成一徑向槽116-6，其內部還形成有一環形槽115-6，環形槽115-6底端橫向突出一擋塊115-6a以在該環形槽115-6底部形成一間隙115-6b。該等通道113-6、114-6從套筒102-6的頂面延伸至環形槽115-6。一彈簧117-6嵌套在該環形槽115-6內。(請參閱圖22A，圖22B)該彈簧117-6一端形成一倒鉤118-6，另一端形成一橫向臂119-6。該彈簧117-6嵌套在該環形槽115-6內后，在環形槽115-6底部的間隙115-6b的作用下而固持在該環形槽115-6內，倒鉤118-6穿過垂直通道114-6向上延伸并鉤扣在套筒102-6的徑向槽116-6內。彈簧117-6的橫向臂119-6與主體部分10-6B的一側壁120-6配合。當慣性鎖定器100-6逆時針旋轉時，彈簧117-6被繃緊同時對該慣性鎖定器100-6產生一順時針的扭矩。
旋轉驅動器12-6為動圈式，運動部分裝設一線圈107-6，線圈107-6一側凸伸一卡扣體86-6，固定部分裝設一磁體106-6，該磁體106-6位于驅動器12-6頂部表面，由頂板109-6支承，該頂板向下延伸一折邊111-6并在同側突伸一擋桿109-6a，用來阻擋該擋栓105-6的運動以防止該慣性鎖定器100-6在順時針方向過度旋轉。該驅動器12-6還包括一軸承裝置108-6，可支撐該轉驅動器12-6圍繞一固定在主體部分10-6B的轉軸17-6旋轉。一底板110-6與該折邊111-6相連。防撞裝置112-6裝設在該頂板和底板之間，用來防止該驅動器12-6過度旋轉造成磁頭14-6位移或碰撞其它的頭盤組件。
請參閱圖20，當磁盤驅動結構10-6發生順時針方向的震動時，慣性鎖定器100-6克服該震動產生的扭矩并使該慣性鎖定器100-6本身沿逆時針方向旋轉，同時使該倒鉤104-6a扣入該卡扣體86-6阻止該旋轉驅動器12-6旋轉，當震動消失的時候，彈簧117-6恢復變形，擋桿109-6a與該擋栓105-6銜接，該旋轉驅動器12-6恢復到正常狀態的位置。
權利要求1.一種磁盤驅動結構，包括一基座、旋轉安裝在該基座的至少一磁盤、一安裝在該基座的用來支撐該磁盤的軸轂、及一用來將該磁盤固定在該軸轂的夾具，其特征在于每一磁盤具有一內側緣，該夾具包括一環形元件、一第一組指狀元件及一第二組指狀元件，該環形元件具有一中心軸，該第一組指狀元件以第一方向且平行于該環形元件的中心軸從該環形元件上伸出，每一指狀元件用來給一磁盤的內側緣施加徑向力，該第二組指狀元件與該第一方向反向并平行于該環形元件的中心軸從該環形元件上伸出，每一第二組指狀元件用來給另一磁盤的內側緣施加徑向力。
2.如權利要求1所述的磁盤驅動結構，其特征在于該磁盤驅動結構還進一步包括一驅動該磁盤旋轉的主軸馬達，該主軸馬達的可操作電壓范圍為3-5伏。
3.如權利要求1所述的磁盤驅動結構，其特征在于該磁盤驅動結構還包括一圍繞一樞軸轉動的驅動臂，該驅動臂包括一存儲讀取數據的磁頭、一用來防止磁頭電磁干擾的鐵氧體屏蔽元件。
4.如權利要求1所述的磁盤驅動結構，其特征在于該磁盤驅動結構還包括一讀寫傳感器。
5.如權利要求1所述的磁盤驅動結構，其特征在于該磁盤的部分表面具有紋理構造以形成一著陸區。
6.如權利要求2所述的磁盤驅動結構，其特征在于該主軸馬達包括若干磁極，該磁極的數量大于12。
7.如權利要求1所述的磁盤驅動結構，其特征在于至少一該磁盤的直徑范圍為33-34厘米。
8.如權利要求1所述的磁盤驅動結構，其特征在于該基座臺面面積直徑可為35厘米。
9.如權利要求8所述的磁盤驅動結構，其特征在于該基座臺面面積直徑還可為58厘米。
專利摘要一種磁盤驅動結構，包括一電路板、一基座、一對磁盤、至少一安裝該磁盤的夾具、一主軸、一旋轉驅動裝置及一慣性鎖定器。該夾具的由一環形元件、一第一組指狀元件及一第二組指狀元件組成，該環形元件具有一中心軸，該第一組指狀元件以第一方向且平行于該環形元件的中心軸從該環形元件上伸出，每一指狀元件用來給一磁盤的內側緣施加徑向力，該第二組指狀元件與該第一方向反向并平行于該環形元件的中心軸從該環形元件上伸出，每一第二組指狀元件用來給另一磁盤的內側緣施加徑向力。
文檔編號G11B19/247GK2569286SQ0227248
公開日2003年8月27日 申請日期2002年8月8日 優先權日2002年8月8日
發明者詹姆士·莫利郝斯, 羅伯特·艾爾特, 詹姆士·敦克里, 大衛·福瑞, 布魯斯·伊莫, 史蒂文森·沃克 申請人:深圳易拓科技有限公司