CN104078056A - 锁定盘夹具 - Google Patents

Abstract

本申请公开了锁定盘夹具。在此提供了一种装置，包括：多个齿，从环形盘夹具外周缘延伸至该环形盘夹具的内周缘；以及环形槽，在轮毂外周缘上，其中当该盘夹具被解锁至解锁形式时，该多个齿不啮合轮毂的环形槽，以及当该盘夹具被锁定至锁定形式时，该多个齿啮合轮毂的环形槽，从而在用于至少一个磁盘的安装点将该至少一个磁盘夹持到轮毂上。

Description

锁定盘夹具

背景技术

硬盘驱动器(“HDD”)包括用于存储数字数据的一个或多个盘，其中一个或多个盘被夹持至用于在读-写操作期间旋转的主轴电机组件。常规的，被用于夹持该一个或多个盘至主轴电机组件的基于螺钉的盘夹具需要容纳该夹具和用于将该盘固定至主轴电机组件的该一个或多个螺钉的专用空间。基于螺钉的盘夹具所需专用空间的高度占用远离主轴的轴承跨距的一定量长度。

发明内容

在此提供了一种装置，包括：多个齿，从环形盘夹具的外周缘延伸至该环形盘夹具的内周缘；以及环形槽，位于轮毂的外周上，其中当该盘夹具被解锁至解锁形式时该多个齿不啮合轮毂的环形槽，以及当该环形盘夹具被锁定至锁定形式时该多个齿啮合轮毂的环形槽，从在用于至少一个盘的安装点将该至少一个盘夹持到轮毂上。

参考以下附图、说明书、和所附权利要求，可更好地理解本发明的这些和其他方面和特征。

附图说明

图1A提供了依照实施例的一种盘夹具的顶视图。

图1B提供了依照实施例的一种盘夹具的底视图。

图2A提供了依照实施例的在将盘夹持至轮毂之前的盘夹具。

图2B提供了依照实施例的将盘夹持至轮毂的盘夹具。

图3提供了其中可使用一个或多个盘夹具的实施例的传统HDD。

具体实施方式

在更详细说明本发明的实施例之前，本发明所属领域的普通技术人员应当明白，本发明不限制于在此描述和/或阐述的特定实施例，因为这些实施例中的元素可以变化。同样还应当明白，在此描述和/或阐述的特定实施例具有元素，其可容易地从该特定实施例中分离并且可选地与任何多个其他实施例组合或替代在此所述的任何多个其他实施例中的元素。

本发明所属领域的普通技术人员应当理解，在此所用的术语是为了描述本发明的实施例，并且该术语不是为了限制。除非另外说明，序数词(举例来说，第一、第二、第三、等)被用于区分或识别一组元素或步骤中的不同元素或步骤，并且并不提供对所要求保护的发明、或其实施例的元素和步骤的顺序或数字的限制。例如，“第一”、“第二”、和“第三”元素或步骤不必按该顺序出现，并且所要求保护的发明、或其实施例不必被限制为三个元素或步骤。应当明白，除非另外说明，任何标签例如“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“向前”、“反转”、“顺时针”、“逆时针”、“上”、“下”、或其他类似的术语例如“高”、“低”、“之后”、“之前”、“垂直”、“水平”、“近”、“远”，以及类似物是为了方便而被使用并且不是意图暗示例如任何特定的固定位置、朝向、或方向。相反，这些标签被用于反映，例如，相对位置、朝向、或方向。还应当明白的是单数形式的“一个(a)”、“一个(an)”以及“该”包括复数引用，除非上下文明确指示的除外。

除非另外定义，在此所用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域的普通技术人员一般理解的相同意思。

现在以更详细的方式描述本发明的实施例。

传统HDD(举例来说，图3和以下此处所附说明书)典型地包括放置在轮毂上通过主轴电机组件旋转的一个或多个数据存储盘。该一个或多个数据存储盘的每个具有一个定义内径的中央开口，主轴电机组件的主轴通过该中央开口延伸。每个盘以与主轴有固定关系的方式在其内径被紧固至轮毂，并且每个磁盘被支撑以使得它的外径不与其他组件接触。当主轴由主轴电机旋转驱动时，该一个或多个数据存储磁盘随着主轴旋转。

在将该一个或多个数据存储盘紧固至轮毂时，盘在轮毂上与间隔环交替层叠，定义了盘组的核心。该盘组的盘典型地由安装在轮毂顶部的盘夹具紧固至轮毂上。传统的HDDs典型地使用一种基于螺钉的盘夹具将盘组的该一个或多个数据存储盘紧固在轮毂上的相应位置。基于螺钉的盘夹具所需专用空间的高度占用远离主轴的轴承跨距的一定量长度、能够替代被用于增加轴承跨距的高度以及因此影响陀螺性能。在此描述的是盘夹具的各种实施例，这些盘夹具不需要螺丝，和/或回收基于高度的空间从而增加轴承跨距。

在一些实施例中，提供了一种依照图1A和图1B的盘夹具以用来将一个或多个盘紧固至轮毂上而无需单独的紧固件(举例来说，螺丝)。图1A和1B的盘夹具100可以包括具有相对低的热膨胀系数的材料。在某些实施例中，该盘夹具可以包括具有从大约5℃至大约60℃(HDDs的正常操作范围)的相对低的热膨胀系数的材料。在这样的实施例中，盘夹具可以包括铝或钢。塑料也可以被用作盘夹具的材料。

如在图1A中所示，其提供了一种解锁形式的盘夹具的顶视图，该盘夹具可以是带顶部101的环形盘夹具100，顶部101包括外周缘102、顶部的内部开口104、以及顶部的内部开口的内周缘106。如在图1B中所示，其提供了一种解锁形式的盘夹具的底视图，该盘夹具可以是带底部107的环形盘夹具100，底部107包括外周缘102(与该盘夹具的顶部共享[即，该盘夹具的顶部和底部在外周缘相连])、底部的内部开口108、以及底部的内部开口的内周缘110。

如在图1A和图1B两者中所示，盘夹具100的底部包括多个齿112，每个带有一个边缘113，这些齿112从该盘夹具的外周缘102延伸并且在底部的内部开口的内周缘110终止。齿可围绕盘夹具的底部均匀分布，且被配置用来占据轮毂的环形槽。在某些实施例中，盘夹具包括偶数个齿。在某些实施例中，盘夹具包括奇数个齿。在某些实施例中，该盘夹具包括至少3、4、5、6、7、8、9、10、11、或12个齿，或者更多，例如至少24、36、48或60个齿。如在盘夹具的底视图(图1B)中所示，盘夹具的顶部在该盘夹具底部的齿之间的空间里是可见的。此外，图1B示出了该盘夹具的顶部的内部开口的内周缘106大于该盘夹具的底部的内部开口的内周缘110。

图1A和图1B的盘夹具100在图2A中相应位置以解锁形式示出，以及在图2B中相应位置以锁定形式示出，在锁定形式下将盘240紧固至轮毂220上而无需单独的紧固件(举例来说，螺丝)。如在图2A中所示，该轮毂包括环形槽224，其可操作以容纳该盘夹具的齿112(如在图2B中所示)，其中环形槽位于轮毂的外周缘、在用于磁盘的安装点222的上面、并且在轮毂220的最高部225的下面。

当盘夹具处于图2A中所示的解锁形式时，包括多个齿112的盘夹具的底部可被安装在轮毂的最高部225之上。当盘夹具处于解锁形式时，盘夹具的顶部可以相对于盘夹具的底部倾斜并相对靠近该盘夹具的底部。此外，盘夹具的顶部可以高于盘夹具的底部；也就是说，盘夹具的顶部可以大于盘夹具的一半高度，而盘夹具的底部可以小于盘夹具的一半高度。

当盘夹具处于锁定形式时，包括多个齿112的盘夹具的底部可不适配在轮毂的最高部分225之上。在锁定形式，底部的内部开口的内周缘110小于当该盘夹具处于解锁形式时底部内部开口的内周缘110。并且在锁定形式，盘夹具底部的内部开口的内周缘110小于轮毂的外周缘，导致很难将该盘夹具适配在轮毂上而没有产生颗粒的风险。当在轮毂上的适当位置时，如在图2B中所示盘夹具底部的多个齿占据轮毂的环形槽，以及接触磁盘的内环242，在安装点将磁盘夹持至轮毂。当盘夹具处于锁定形式时，盘夹具的顶部可以倾斜远离盘夹具的底部并且不再相对靠近盘夹具的底部。此外，处于锁定位置的盘夹具的高度可以大于处于解锁位置的盘夹具的高度。

盘夹具的夹持动作涉及“铸板凹陷”现象，其描述了薄的平板大约在平板的平均面波动(或“卡扣”)的趋势。这种薄的平板可以被认为作为隔膜。有了这种概念，通过将盘夹具的顶部从低于其平均面的位置、穿过其平均面、以及移动到高于该平均面的位置的方式可以将处于解锁形式的盘夹具(举例来说，其盘夹具顶部向盘夹具的底部倾斜并相对靠近该盘夹具的底部)“卡扣”成锁定形式(举例来说，盘夹具的顶部倾斜远离盘夹具的底部并且不再相对靠近于盘夹具的底部)。在将盘夹具的顶部从解锁形式的位置移动或“卡扣”至锁定形式的位置时，该盘夹具的顶部可以临时地变形，由于环向应力的积聚会受到盘夹具顶部的抵制。由于多个齿(和空隙)的原因，盘夹具的底部不会显著抵制被变形，这样就削弱了盘夹具底部原本会经受的环向应力。当在适当位置时，将该盘夹具从解锁形式“卡扣”至锁定形式将多个齿移动至轮毂的环形槽，从而将一个或多个盘夹持至轮毂。

关于盘夹具的解除夹持动作，通过将盘夹具的顶部从高于其平均面的位置、穿过其平均面、以及移动到低于该平均面的位置，可以将处于锁定形式的盘夹具(举例来说，盘夹具的顶部倾斜远离盘夹具的底部并且不再相对靠近盘夹具的底部)“卡扣”成解锁状态(举例来说，盘夹具的顶部向盘夹具的底部倾斜并相对靠近该盘夹具的底部)。在将盘夹具的顶部从锁定形式的位置移动或“卡扣”至解锁形式的位置时，该盘夹具的顶部可以临时地变形，由于环向应力的积聚会受到盘夹具顶部的抵制。由于多个齿(和空隙)的原因，盘夹具的底部不会显著抵制被变形，这样就削弱了盘夹具底部原本会经受的环向应力。当在适当位置时，将盘夹具从锁定形式“卡扣”至解锁形式的操作将多个齿从轮毂的环形槽移除，从轮毂解除夹持一个或多个磁盘。

为了提供用于盘夹具的“铸板凹陷”动作，该材料应当是轻量级的。可以通过调整用于制作夹具的压力材料的规格来调整夹持动作的力度。在某些实施例中，该盘夹具有一个相对厚的规格，但是足够轻以通过其铸板凹陷动作允许盘夹具的安装和/或移除。在某些实施例中，该盘夹具有一个相对轻的量级，但是刚刚够重以安全地将一个或多个磁盘夹持至轮毂。在某些实施例中，该盘夹具的顶部是比盘夹具的底部较轻的规格。在某些实施例中，盘夹具的顶部和底部具有相同的规格。

关于安装(或移除)，被配置用来与图1A和图2B中的盘夹具进行交互的工具可用于拾起该盘夹具、将该盘夹具放至轮毂上、和/或通过按压/松开(即，“卡扣”)盘夹具的顶部来锁定/解锁该盘夹具。

关于使用图1A、1B、2A、和/或2B的盘夹具将盘夹持至轮毂，在某些实施例中，这种夹持包括将要被夹持的盘降低至轮毂的最高部分之上并且至轮毂的安装点上；降低该盘夹具至轮毂的最高部分之上并且至盘的内环上；以及按压盘夹具的顶部、将盘夹具底部的齿插入至轮毂的环形槽、以及在安装点将该盘夹持至轮毂。关于从轮毂上解除夹持和移除磁盘，这种解除夹持和移除包括，在某些实施例中，按下盘夹具的顶部、从轮毂的环形槽拉出盘夹具底部的齿、以及从轮毂解除夹持该盘；举起轮毂的最高部分之上的盘夹具以移除该盘夹具；并且举起轮毂的最高部分之上的盘以移除该盘。

图3是一种硬盘驱动器300的平面图，其中硬盘驱动器可以使用在此描述的盘夹具。硬盘驱动器300可以包含一种壳体组件，其包含与具有框架303和底部304的基地台紧密配合的盖子302，其中壳体组件为各种硬盘驱动器组件提供保护空间。该硬盘驱动器300包括计算机可读数据存储介质的一个或多个数据存储盘306。典型地，每个数据存储盘306的两个主要表面包括用于数据存储目的的多个同心放置的轨道。每个数据存储盘306被安装在轮毂308上，该轮毂又可旋转地与基地台和/或盖子302互联。多个数据存储磁盘306典型地以垂直间隔和平行关系安装在轮毂308上。主轴电机组件310使该数据存储盘306旋转。

硬盘驱动器300还包括绕着枢轴轴承314旋转的致动臂组件312，该枢轴轴承又由基地台和/或盖子302旋转地支撑。致动臂组件312包括从枢轴轴承314附近延伸出的一个或多个独立刚性致动臂316。多个致动臂316典型地以垂直间隔关系放置，一个致动臂316被提供给硬盘驱动器300的每个数据存储磁盘306的每个主要数据存储表面。也可利用其他类型的致动臂组件配置，例如具有从一个共同结构悬臂支承的一个或多个刚性致动臂末梢或类似物的“E”块。致动臂组件312的移动由致动臂驱动组件提供，例如音圈电机318或类似物。音圈电机318是一种磁性组件，其在控制电子设备320的指导下控制致动臂组件312的操作。该控制电子设备320可以包括耦合至印刷电路板324的多个集成电路322。该控制电子设备320可以使用能包括引脚、电缆、或导线(未示出)的互联被耦合至音圈电机组件318、滑块326、或主轴电机组件310。

一种负载梁或悬挂328被附加至每个致动臂316的自由端以及由此延伸的悬臂。典型地，悬挂328被一般地通过类以弹簧的力向其相应的数据存储磁盘306偏移。滑块326被放置在每个悬挂328的自由端之上或附近。通常被称为读-写头的部件(举例来说，换能器)被适当安装作为在滑块326下的磁头单元(未示出)并且被用在硬盘驱动器读/写操作中。在滑块326之下的磁头单元可以利用各种类型的读传感器技术，例如各向异性磁阻(AMR)、巨磁阻(GMR)、隧道磁阻(TuMR)、其他磁阻技术、或其他合适的技术。

在滑块326之下的磁头单元被连接至前置放大器330，其通过典型地安装在致动臂组件312上的柔性电缆332与该硬盘驱动器300的控制电子设备320互联。信号在该磁头单元和其相应的数据存储盘306之间交换以用于硬盘驱动器读/写操作。在这方面，音圈电机318被用于使致动臂组件312绕轴枢转，以同时沿着路径334并且穿过相应的数据存储磁盘306来移动滑块326，以将该磁头单元定位在数据存储磁盘306的合适位置以用于硬盘驱动器读/写操作。

当硬盘驱动器300不在操作中时，致动臂组件312被转动至一“停止位”以将每个滑块326大致放置在其相应数据存储磁盘306的周缘上或之外，但是无论如何都与其相应的数据存储磁盘306成垂直间隔关系。在这方面，该硬盘驱动器300包括倾斜组件(未示出)，其被放置在数据存储磁盘306的周缘之外以同时将该相应滑块326从其相应的数据存储磁盘306垂直移出以及还在致动臂组件312上施加一定的保持力。

沿着硬盘驱动器300侧端的驱动器连接器338的暴露触点336可以被用于在硬盘驱动器300的电路和下一级集成(例如插入器、电路板、电缆连接器、或电子组件)之间提供连接。该驱动器连接器338可以包括跳线(未示出)或开关(未示出)，其可被用于配置该硬盘驱动器300用于用户特定特征或配置。跳线或开关可以嵌入或从驱动器连接器338内暴露出。

因此，在此提供了一种装置，包括：外周缘，连接环形盘夹具的顶部和底部；多个齿，从该环形盘夹具的外周缘延伸至底部的内周缘的；以及环形槽，位于轮毂外周缘上；其中当该环形盘夹具被锁定至锁定形式时，多个齿啮合轮毂上的环形槽，从而在至少一个磁盘的安装点将该至少一个磁盘夹持到轮毂上，并且其中当该盘夹具被解锁至解锁形式时，多个齿脱离轮毂的环形槽，扩展底部的内周缘并且允许该盘夹具适配在轮毂的外周缘之上。在某些实施例中，该环形盘夹具的顶部包括内周缘。在某些实施例中，当该环形盘夹具处于解锁形式时，该环形盘夹具顶部的内周缘适配在轮毂的外周缘之上。在某些实施例中，当该环形盘夹具处于锁定形式时，该环形盘夹具的顶部的内周缘适配在轮毂的外周缘之上。在某些实施例中，该环形盘夹具的顶部的内周缘大于该环形盘夹具的底部的内周缘。在某些实施例中，与该环形盘夹具处于锁定形式时相比，当该盘夹具处于解锁形式时，该盘夹具的顶部和底部靠得更近。在某些实施例中，该盘夹具在直接覆盖安装点的至少一个磁盘上的内部环上施加均匀的压力。

在此还提供了一种装置，包括：外周缘，连接环形盘夹具的顶部和底部；多个齿，从该环形盘夹具的外周缘延伸至底部的内周缘；以及环形槽，位于轮毂的外周缘上，其中当该盘夹具处于解锁形式时，该多个齿不占据轮毂的环形槽，其中当该环形盘夹具处于锁定形式时，该轮毂的环形槽被该多个齿占据，从而在用于至少一个磁盘的安装点上将该至少一个磁盘夹持到轮毂上，并且其中与该盘夹具处于解锁形式时相比，当该盘夹具处于锁定形式时，该盘夹具的顶部和底部相隔更远。在某些实施例中，该环形盘夹具的顶部包括内周缘。在某些实施例中，当该环形盘夹具处于解锁形式时，该环形盘夹具顶部的内周缘适配在轮毂的外周缘上。在某些实施例中，当该环形盘夹具处于锁定形式时，该环形盘夹具顶部的内周缘安装在轮毂的外周缘上。在某些实施例中，该环形盘夹具的顶部的内周缘大于该环形盘夹具的底部的内周缘。在某些实施例中，该盘夹具在直接覆盖安装点的至少一个磁盘上的内部环上施加均匀的压力。

在此还提供了一种装置，包括：多个齿，从环形盘夹具的外周缘延伸至该环形盘夹具的内周缘；以及环形槽，位于轮毂的外周缘上，其中当该盘夹具被解锁至解锁形式时，该多个齿不啮合轮毂的环形槽，并且其中当该环形盘夹具被锁定至锁定形式时，该多个齿啮合轮毂的环形槽，从而在用于至少一个磁盘的安装点将该至少一个磁盘夹持到轮毂上。在某些实施例中，与该环形盘夹具处于锁定形式时相比，当该盘夹具处于解锁形式时，该环形盘夹具的顶部和底部靠得更近。在某些实施例中，当该环形盘夹具处于解锁形式时，该环形盘夹具顶部的内周缘适配在轮毂的外周缘之上。在某些实施例中，当该环形盘夹具处于锁定形式时，该环形盘夹具顶部的内周缘适配在轮毂的外周缘之上。在某些实施例中，该环形盘夹具的顶部的内周缘大于该多个齿向其延伸的内周缘。在某些实施例中，该环形盘夹具在直接覆盖安装点的至少一个磁盘上的内部环上施加均匀的压力。

尽管已经通过各种实施例和/或示例描述和/或阐述了本发明，并且尽管已经相当详细地描述了这些实施例和/或示例，但申请人的目的不是为了限定或以任何方式将本发明的范围限于这些细节。对本发明所属领域的普通技术人员来说很容易意识到对本发明实施例的额外改动和/或修改，并且，在更广泛的方面，本发明可以包含这些适应和修改。相应地，可以从前述实施例和/或示例出发而不脱离本发明的范围，当被适当解释时本发明的范围仅仅由下列权利要求限定。

Claims (20)

1.一种装置，包括：

外周缘，其连接环形盘夹具的顶部和底部；

多个齿，从所述环形盘夹具的外周缘延伸至所述底部的内周缘；以及

环形槽，位于轮毂的外周缘；

其中当该环形盘夹具被锁定至锁定形式时，多个齿啮合轮毂的环形槽，从而在用于至少一个磁盘的安装点处将所述至少一个磁盘夹持到轮毂上，并且

其中当所述盘夹具被解锁至解锁形式时，多个齿脱离轮毂的环形槽，从而扩展底部的内周缘并且允许所述盘夹具适配在轮毂的外周缘之上。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述环形盘夹具的顶部包括内周缘。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述环形盘夹具处于解锁形式时，所述环形盘夹具的顶部的内周缘适配在轮毂的外周缘之上。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述环形盘夹具处于锁定形式时，所述环形盘夹具顶部的内周缘适配在轮毂的外周缘之上。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述环形盘夹具顶部的内周缘大于所述环形盘夹具的底部的内周缘。

6.如权利要求1-5和7中任意一项所述的装置，其特征在于，与所述环形盘夹具处于锁定形式时相比，当所述盘夹具处于解锁形式时，所述盘夹具的顶部和底部靠得更近。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述盘夹具在直接覆盖安装点的至少一个盘的内部环上施加均匀的压力。

8.一种装置，包括：

外周缘，其连接环形盘夹具的顶部和底部；

多个齿，从所述环形盘夹具的外周缘延伸至底部的内周缘；以及

环形槽，位于轮毂的外周缘；

其中当所述盘夹具处于解锁形式时，所述多个齿不占据轮毂的环形槽，

其中当所述环形盘夹具处于锁定形式时，所述轮毂的环形槽被所述多个齿占据，从而在用于至少一个盘的安装点将所述至少一个盘夹持到轮毂上，以及

其中与所述盘夹具处于解锁形式时相比，当所述盘夹具处于锁定形式时，所述盘夹具的顶部和底部相隔更远。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述环形盘夹具的顶部包括内周缘。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，当所述环形盘夹具处于解锁形式时，所述环形盘夹具顶部的内周缘适配在轮毂的外周缘之上。

11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，当所述环形盘夹具处于锁定形式时，所述环形盘夹具的顶部的内周缘适配在轮毂的外周缘之上。

12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述环形盘夹具的顶部的内周缘大于所述环形盘夹具的底部的内周缘。

13.如权利要求8-12中任意一项所述的装置，其特征在于，所述盘夹具在直接覆盖安装点的至少一个盘上的内部环上施加均匀的压力。

14.一种装置，包括：

多个齿，从环形盘夹具的外周缘延伸至环形盘夹具的内周缘；以及

环形槽，位于轮毂的外周缘，

其中当所述盘夹具被解锁至解锁形式时，所述多个齿不啮合轮毂的环形槽，以及

其中当所述环形盘夹具被锁定至锁定形式时，所述多个齿啮合轮毂的环形槽，从而在用于至少一个盘的安装点将所述至少一个盘夹持到轮毂上。

15.如权利要求14和16-20中任意一项所述的装置，其特征在于，与所述环形盘夹具处于锁定形式时相比，当所述盘夹具处于解锁形式时，所述环形盘夹具的顶部和底部靠得更近。

16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，当所述环形盘夹具处于解锁形式时，所述环形盘夹具的顶部的内周缘适配在轮毂的外周缘之上。

17.如权利要求14所述的装置，其特征在于，当所述环形盘夹具处于锁定形式时，所述环形盘夹具的顶部的内周缘适配在轮毂的外周缘之上。

18.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述环形盘夹具的顶部的内周缘大于多个齿向其延伸的内周缘。

19.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述环形盘夹具在直接覆盖安装点的至少一个盘的内部环上施加均匀的压力。

20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述至少一个盘在磁盘组的顶端，所述磁盘组包括与间隔环交替层叠的多个盘。