[发明专利]具有均匀夹紧负荷和索引标志的磁盘夹

说明书

技术领域

本发明涉及磁盘驱动器，更具体地，涉及一种用于磁盘驱动器的磁盘夹，该磁盘夹提供均匀的夹紧负荷。

背景技术

工作站、个人计算机和笔记本电脑均需要磁盘驱动器，磁盘驱动器在最小物理区域中提供大量数据存储。磁盘驱动器通常包括一个或更多硬盘，所述硬盘通过主轴马达以恒定高速旋转。通常，磁盘驱动器通过将换能器或读/写磁头放置在磁盘上的各个磁道上来进行操作。通过使用致动器组件，将信息写入磁盘上的磁道并且从磁道读取信息，所述致动器组件在寻道操作期间旋转。致动器联接至控制电子装置，所述控制电子装置控制致动器的定位和换能器的读/写功能。典型的致动器组件包括多个朝着磁盘延伸的致动器臂，一个或更多弯曲部从每个致动器臂延伸。磁头安装在每个弯曲部远端，该磁头起空气支承的作用，使得磁头能够在关联磁盘的相应表面上非常接近地飞行。由于多种原因，提高存储在这些磁盘上的信息密度的需求变得越来越大。下列原因都促成该结果，其包括：多用户和多任务操作系统工作站的增加，这些工作站提供一种需要将大量数据传输至硬盘并从硬盘传输大量数据的操作环境；大型应用程序；笔记本计算机和笔记本电脑的普及；和继续朝着更高性能微处理器进步的趋势。这些系统的结构性设计同样在不断地缩小，从而需要使硬盘驱动器具有高容量存储能力，同时在该系统中占用最少量的空间。

为了满足这些需求，存在一种对具有较大存储能力的较小硬盘驱动器的需求。为了读取这种更密集存储的信息，工程师已降低磁头和磁盘之间的间隙飞行高度。在磁盘驱动器运行期间，降低间隙飞行高度导致磁头和磁盘的数据部之间的更多接触。然而，存在这样一种广泛的行业推动力，即在实际上不接触磁盘表面的情况下，降低换能器在磁盘上所保持的高度。

当换能器在旋转的磁盘上飞行时，由于磁盘表面本身不平，所以飞行高度趋向于稍微在正常飞行高度上和下波动。在较低飞行高度处，飞行高度的变化可导致换能器接触磁盘表面。如果重复，该断续接触能够损伤换能器或磁盘，并且可能导致驱动器故障。

在传统的磁盘驱动器中，磁盘堆被设置在主轴马达的圆柱形毂套上。磁盘夹被设置在毂套上的该磁盘堆的顶部。该磁盘夹具有比毂套大的半径，使得磁盘夹的外径接触顶部磁盘。通过位于磁盘夹中的孔安装多个螺丝，或单根螺丝。将这些螺丝螺纹拧入毂套中的钻孔中。当拧紧螺丝时，施加至磁盘夹中间段的力被传递至磁盘夹的外周，该外周接触磁盘表面。该力将磁盘固定至主轴马达毂套。必须以相当大的力固定磁盘，以便防止出现机械振动时一个或更多磁盘的任何滑动。即使在驱动器中的磁盘的非常轻微滑动，也能够导致换能器的机械不重合，这能够导致数据传送误差或故障。

在高性能磁盘驱动器中，磁盘夹设计相当关键。理想地，磁盘夹沿其夹紧表面提供均匀夹紧力，以避免磁盘扭曲。磁盘夹必须被设计为缩小整体夹紧力变化。部件公差和不均匀热膨胀导致的最小化高度变化将产生较小的整体夹紧力变化。

主轴马达组件通常利用一种旋转主轴毂套，其轴颈连接至不可旋转主轴轴。通常将磁盘夹固定至旋转主轴毂套，以在所安装的磁盘和磁盘间隔件上施加向下的轴向力。通常，磁盘夹通过一系列径向安置的、拧入心轴毂套的螺丝施加向下的力。更紧密接近所安装的信息存储磁盘和磁盘间隔件地，螺丝的径向定位在主轴上磁盘夹的外围施加夹紧力。磁盘夹中的螺丝定位导致以不均匀方式施加向下的力。不均匀夹紧力导致负荷力中的变化，因此导致至少安装在顶部的信息储存磁盘被物理扭曲。在信息存储磁盘上记录和再现数据期间，即使以40微英寸这样小的扭曲也能够导致顶部磁盘操作错误。

在第二种主轴马达组件中，主轴轴和主轴毂套部两者都绕轴承套筒旋转。在该布置中，使用单根螺丝将磁盘夹固定至旋转的主轴轴。为了用单根螺丝产生一种与通过围绕不可旋转轴的多个螺丝产生的力类似的夹紧力，必需向单根螺丝施加高很多的扭矩。该相对高的扭矩导致许多问题，包括使主轴轴承过应力。这些高扭矩相关问题能够损坏轴承和导致主轴马达故障。

尽管有上述尝试，但是仍需要通过提供一种在由主轴马达的毂套支撑的存储磁盘上产生均匀夹紧负荷的磁盘夹，来克服传统的单根螺丝磁盘驱动器主轴马达组件，以及多根螺丝主轴轴主轴马达组件的缺陷。

发明内容