[发明专利]精密心轴组件

说明书

本发明涉及精密心轴组件，并特别涉及耦合到轴承组件的心轴。

数据盘驱动装置的心轴组件装有数据盘并以与读写数据相容的相当高速度旋转数据盘，以减小存取数据的时间。由于数据轨道密度及线性位密度日益增加，要求精密心轴组件能精确地旋转数据盘。当这些数据密度继续增大时，以可重复的径向摆动的大小来测量的心轴性能特别重要。如果摆动量大则当数据盘旋转时，数据读写头需要随着数据轨道的变动在径向上运动。使该头随数据轨道作径向运动变得非常复杂是因为数据密度越大则要求的精度越高。造成摆动的最大因素之一是心轴的外径与轴承组件的内座圈之间存在间隙。

减小摆动的已有方法包括在轴承组件与轴之间使用压入配合，使用填隙片或当在精密安装中定向时使用粘合剂将轴承粘接到轴上。然后使数据盘格式化。进一步减少摆动的努力包括选配技术如使用匹配成对的轴承组件。这些程序是昂贵且费时的。

在英国专利548，690号、美国专利3，776，651号（发明人彼得等），及美国专利608，178号、（发明人科恩）中，可以看到将套筒膨胀以便分别卡紧工件、轮毂及轨道。在发明人为福勒的美国专利3，670，315号中将装在心轴上的可胀的夹套胀开以便将存贮盘总承安装到心轴用膨胀技术将心轴固定到轴承组件的内座圈〈＆＆〉未为人们所知。

精密心轴组件有一心轴配置在两个隔得较远的轴承组件之间。心轴的直径略小于轴承组件内座圈的直径，心轴上的径向可胀的轴段位于装配时心轴与轴承组件的内座圈的接触处。心轴的可胀的轴段在其弹性范围内均匀地胀开并与轴承组件的内座圈作摩擦接触。心轴均匀而可重复的膨胀实际上可使由于心轴和内座圈连接所〈＆＆〉生的径向可重复摆动量为零。

心轴的可胀的轴段是轴上通孔的一部分，且其形状为圆锥形。可胀的轴段最好与心轴的外表面及从孔向外向着心轴的各端的开口同心。利用固定螺钉将球面如一个便宜的滚珠轴承压入圆锥段，该固定螺钉的螺纹部与位于孔的每一端的孔内带螺纹部分相啮合。每个固定螺钉有一个平面作用在球上，以便使从螺钉传给球的旋转力变得最小。将球压入圆锥段使得心轴均匀地膨胀与轴承组件的内座圈相接触。加到固定螺钉上的力矩足以在胀开的心轴及轴承组件的内座圈之间产生轴向及径向保持力。这些保持力全都是将心轴保持在轴承总承内所要的位置上所需要的。

在一最佳的实施例中，将数据盘耦合到心轴组件上。然而将心轴组件经心轴的可胀的轴段耦合到轴承组件。因为心轴围绕其旋转轴均匀膨涨，且由轴和内座圈连接所引起的径向摆动量实际为零，故在心轴组件装进轴承组件前进行数据盘的格式化及平衡。将轴承组件耦合到底座铸件上，其上装有读写头，用于格式化活动，格式化活动迄今是制造数据盘驱动期间最费时的任务，因为读写头及使该头运动的臂要适合于顾客使用，但是在生产上用时只有快速才能实用。在心轴组件装入底座铸件内之前，平行于主生产线使用较快速的写入装置使心轴组件上的数据盘格式化，则数据盘驱动装置的制造时间可大为缩短，且是生产线的生产能力增加。

除去使径向可重复的摆动大为减少的优点之外，通过消除因心轴固装到轴承上所产生的不平衡，心轴的均匀且可重复的膨胀可减少心轴组件中的旋转不平衡，轴膨胀的均匀性保证了旋转轴与心轴上胀开的外表面同心。故当检查步骤较容易时，在心轴组件装入底座铸件内之前要采取措施减小振动如使数据盘平衡。

由于心轴膨胀所带来的另一优点是可去掉在轴承组件中起作用的轴承偏置弹簧。在轴承组件的外座圈之间放有圆柱形隔圈和在内座圈上加有预加载力。然后使可胀的轴段膨胀与轴承组件的内座圈成有保持力的接触，不用弹簧就可有效地在轴承组件中起作用。

附图是轴承组件上精密心轴的垂直轴向剖面图，上述心轴的在轴向隔开的可胀的轴段与轴承组件相连。

在图中盘驱动装置一般以（10）指示。心轴组件（12）配置在盘驱动组件（10）之内，其心轴（14）的第一端为（15），而第二端为（16）。心轴（14）上有钻穿的孔（18），其第一圆锥段（20）轴向上与第二圆锥段（22）隔开。圆锥段（20）及（22）从孔（18）分别向第一端（15）及第二端开口（16）。