CN101719373A

CN101719373A - 硬盘驱动器

Info

Publication number: CN101719373A
Application number: CN200910179164A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·R·阿尔布雷克特; 哈尔·J·罗森
Original assignee: Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Current assignee: Western Digital Technologies Inc
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2029-09-29
Also published as: US20100091408A1; US7986491B2; CN101719373B

Abstract

本发明涉及一种硬盘驱动器，其具有一组安装在可旋转的心轴上的盘，其中盘可沿轴向移动，即可沿与心轴的旋转轴平行的方向移动。盘分隔器位于心轴内部，并将一对沿轴向相邻的盘分隔开，以生成轴向间隙。轴向相邻的任意一对盘均可被分开，以生成不同的轴向间隙。具有至少一个优选为具有两个读/写头的单个头臂组件可沿轴向移动，以便能被旋转致动器旋转到任一个轴向间隙中。因此，读/写头能访问轴向间隙中的盘面上的数据。当希望盘分隔器生成新的轴向间隙从而访问一对新的盘面时，致动器使头臂组件旋转离开盘的外周，并将读/写头移动到用于支承离开盘的读/写头的头支承结构上。

Description

硬盘驱动器

技术领域

本发明大致涉及磁性记录硬盘驱动器(HDD)。

背景技术

磁性记录硬盘驱动器(HDD)具有被心轴电动机旋转的一组刚性的磁性记录盘和一个致动器，该致动器使读/写头移动横穿旋转的盘的表面，每个盘面被相关联的读/写头访问。组中的盘相对于彼此处于固定位置，在轴向方向(即与心轴电动机的旋转轴平行的方向)上不可移动。每个读/写头形成在空气轴承滑动器上，所述空气轴承滑动器附接至悬臂的一端，而每个悬臂的另一端附接至致动器的刚性臂。因为所有读/写头均位于与之相关联的盘面上并可用于读取或写入数据，所以常规硬盘驱动器可具有高性能，即读取或写入数据的访问时间短。然而，这也增大了盘组的整体高度，因为盘间的轴向间隔必须为滑动器-悬臂组件提供足够大的空间。此外，每个盘面需要一个读/写头使硬盘驱动器的成本增加。

所需要的是这样一种硬盘驱动器，其与常规硬盘驱动器相比，可能性能较低，但体积数据密度更高，并且以美元每千兆字节($/GB)计的数据存储成本更低。

发明内容

硬盘驱动器(HDD)具有一组安装在可旋转的心轴上的盘，其中盘可沿轴向移动，即可沿与心轴的旋转轴平行的方向移动。盘分隔器位于心轴内部，并将一对沿轴向相邻的盘分隔开，以生成轴向间隙。于是，通过这对分开的盘中的上盘的下表面与这对分开的盘中的下盘的上表面限定出轴向间隙。轴向相邻的任意一对盘均可被分开，以生成不同的轴向间隙。具有至少一个优选为具有两个读/写头的单个头臂组件可沿轴向移动，以便能被旋转致动器旋转到任一个轴向间隙中。因此，读/写头能访问限定出轴向间隙的盘面上的数据。当希望盘分隔器生成新的轴向间隙从而访问一对新的盘面时，致动器使头臂组件旋转离开盘的外周，并将读/写头移动到用于支承离开盘的读/写头的头支承结构上。在一个实施方式中，头支承结构可以是头装载/卸载斜坡结构(ramp structure)。

在一个实施方式中，盘分隔器可沿控制轴轴向地移动，所述控制轴可在心轴内部绕心轴的旋转轴旋转。盘分隔器与控制轴一起旋转，而控制轴可相对于心轴旋转。盘分隔器包括斜坡，所述斜坡与在盘上沿径向向内延伸的凸耳(tab)卡合，以便当盘分隔器旋转预定量时，盘根据旋转方向而向上或向下移动。差动旋转机构控制控制轴相对于心轴的旋转。

为了更充分地理解本发明的本质和优点，应该参考以下详细描述以及附图。

附图说明

图1A-1B是本发明的硬盘驱动器的一个实施方式的侧视图，示出了头臂组件在可沿轴向移动的盘形成的组中的两个不同位置。

图2是在本发明的硬盘驱动器中以美元/千兆字节($/GB)计的成本和以百万兆字节(TB)计的容量作为盘数的函数图。

图3是沿两张盘之间的区域所取的心轴内部的俯视截面图，用于示出在本发明的硬盘驱动器的一实施方式中用于在盘组中移动盘的盘分隔器和控制轴。

图4是盘组和心轴的截面图，用于示出本发明的硬盘驱动器的一实施方式中的盘分隔器的操作。

图5是位于基底上的旋转致动器的局部截面图，用于示出在本发明的硬盘驱动器的一实施方式中沿轴向(即与心轴的旋转轴平行的方向)驱动致动器的方式。

图6是旋转致动器的俯视图，用于示出在本发明的硬盘驱动器的一实施方式中装载/卸载斜坡结构固定至致动器的不可旋转部的头支承件。

图7是本发明的一实施方式的硬盘驱动器中的盘的替代实施方式的截面图，其中盘被夹持环夹持，夹持环之一具有沿径向向内延伸的凸耳，用于与盘分隔器卡合。

具体实施方式

图1A-1B是示出本发明的一实施方式的硬盘驱动器(HDD)的侧视图。硬盘驱动器具有基底10和单个头臂组件40，其中在可旋转心轴30上带有一组盘20(图示为例如13个盘，编号为20-1到20-13)，所述单个头臂组件40包括刚性臂42和两个位于相应空气轴承滑动器44、46上的读/写头。心轴30通过基底10中的心轴电动机32绕轴线31旋转。每个盘的至少一个表面(优选为两个表面)包含有用于存储数据的磁性记录层。滑动器44、46分别通过悬臂43、45附接至刚性臂40。正如本领域众所周知的，悬臂43、45包括挠曲元件，所述挠曲元件朝悬臂43、45各自相应的盘表面推压滑动器。

头臂组件40可通过致动器50绕轴线52旋转。致动器50还可通过臂高(arm-height)步进电动机54相对于基底10轴向移动，所述步进电动机54通过丝杠56连接至致动器50。通过图1A-1B中的两个不同位置示出了头臂组件40相对于基底10的高度调节。在图1A中，头臂组件40位于盘20-5与盘20-6之间的轴向间隙内，其中盘20-5的下部数据表面20-5b可被滑动器44上的头访问，而盘20-6的上表面20-6a可被滑动器46上的头访问。在图1B中，头臂组件40已经移动至下部，并位于盘20-12与盘20-13之间的轴向间隙内，其中盘20-12的下部数据表面20-12b可被滑动器44上的头访问，而盘20-13的上表面20-13a可被滑动器46上的头访问。

与真正第一个磁性记录硬盘驱动器(即著名的IBM RAMAC 305，其也具有用于访问一大组盘中的不同盘的单个臂)相比，在本发明中，组中的盘20不是固定于心轴30上的固定位置，而是可在心轴30上沿轴向上下移动。这是通过位于心轴30内部的盘分隔器80来实现的，正如以下将详细描述那样，该盘分隔器80使任意一对轴向相邻的盘分隔开，以生成轴向间隙。盘分隔器80附接至控制轴90，该控制轴90使盘分隔器80与控制轴90一起旋转，但允许盘分隔器80沿控制轴90轴向地上下移动。控制轴90位于心轴30内部，并可相对于心轴30旋转。盘基底10中的盘组步进电动机100通过差动轴104连接至差动旋转机构102，并控制控制轴90与心轴30之间的相对旋转。

因为头臂组件40可通过臂高步进电动机54轴向移动，所以滑动器44、46可在不同的轴向间隙内做径向旋转，所述不同的轴向间隙由不同的分开的盘对生成。这允许除表面正被滑动器44、46上的头访问的那对盘外的所有盘以非常细小的间距隔开，以获得比常规硬盘驱动器更高的体积效率。为了将头臂组件40从图1A的位置移动至图1B的位置，必须首先将它从盘20-5与盘20-6之间的轴向间隙旋转出来，并超过盘组的外周。这通过头支承件(图1A-1B中未示出)来实现，所述头支承件也与头臂组件40一起轴向移动，但不与它一起旋转。这种头支承件可以是常规的“装载/卸载(L/UL)”斜坡结构，滑动器从盘上“卸载”到所述斜坡结构上，然后“装载”到盘上。当滑动器44、46从图1A中的盘20-5与20-6之间的轴向间隙旋转出来，并从盘表面20-5b、20-6a卸载到装载/卸载斜坡上后，盘分隔器80在图1B中的盘20-12与20-13之间生成新的轴向间隙。然后，滑动器44、46移动离开装载/卸载斜坡并装载到图1B中的盘表面20-12b、20-13a上，在这里滑动器44、46可在新选定的轴向间隙中旋转横跨盘表面。

本发明的硬盘驱动器能以小形状因数(small form factor)实现高容量低成本(以美元每千兆字节($/GB)计)的硬盘驱动器。这在图2中示出，其中容量和$/GB被建模为硬盘驱动器内的盘数的函数。在图1A-1B所描述的实施方式中，顶部盘20-1的顶面20-1a和底部盘20-13的底面20-13b没有用于数据。因此，具有N张盘的常规硬盘驱动器的容量与具有N+1张盘的使用本发明的硬盘驱动器的容量相同。图2基于以下假设：

存储容量：200GB/盘

每个头-悬臂的成本：$3

每张盘的成本：$4

将本发明用于硬盘驱动器的附加机械成本：$5

用于硬盘驱动器的其它成本：$30

为了比较，图2还包括具有5张盘10个头但没有附加机械成本的处于以上假设下的常规1百万兆字节(TB)硬盘驱动器的$/GB成本的建模数据点。如图2所示，随着本发明的硬盘驱动器中的盘数的增加，$/GB大致减少，同时容量线性地增加。$/GB成本随着盘数的增加而大致减少，并且渐进线地接近单张盘的$/GB成本，即0.02美元/GB。这种关系与磁带库和光盘库的类似。例如，使用本发明的16盘3TB硬盘驱动器的成本仅为15盘3TB常规硬盘驱动器的58％。对于本发明的16盘硬盘驱动器，假设盘厚为1.27mm、盘间轴向间隔为0.5mm并且头臂组件访问分开的盘所需的轴向间隙为1.6mm，则整体盘组高度将约为28.9mm，这适合标准的42mm高形状因数(form-factor)，并为机械部件留有足够的空间。如果使用了更多的盘数，则成本降低可大于因数2(a factor of two)，然而硬盘驱动器将不再具有标准形状因数。

图3是通过盘20-4和20-5之间的区域所取的心轴30内部的俯视截面图。类似盘20-4，每张盘在其径向内部边缘22附近具有径向向内突出的多个指状部或凸耳21。心轴30是中空结构，具有纵向或轴向的槽34，盘的凸耳21插入所述槽34中。盘布置在开槽的心轴30上，以便凸耳21穿透开槽的心轴30的壁，而进入中空心轴30内部。心轴30内部有固定的棒70，该棒70附接至盘驱动器基底10(图1A-1B)。棒70的中心限定出轴线31，心轴30绕该轴线31旋转。心轴30内部还容纳有盘分隔器80和可旋转的控制轴90。控制轴90可绕轴线31旋转，并且可相对于可旋转的心轴30旋转。控制轴90包括纵向或轴向的键91，而盘分隔器包括用于键91的纵向或轴向的槽或键槽81。位于键槽81中的键91允许盘分隔器80沿控制轴90轴向移动，并使盘分隔器80与控制轴90一起旋转。图3还示出了位于盘分隔器80的上表面上的上部倒钩(barb)82。当分隔器80以将在下面详细描述的方式沿逆时针方向旋转时，上部倒钩82与盘20-4上的凸耳21卡合。

图4是盘组20和心轴30的截面图，示出了盘分隔器80的操作。图4示出了每张盘上的凸耳21之一插入心轴30的槽34中。盘分隔器80与控制轴90一起旋转。然而，盘分隔器80通过垂直的键91在控制轴90上自由地上下滑动，所述垂直的键91与盘分隔器80的内部径向表面上的垂直的键槽81配合，如图3所示。当心轴30以稳定状态旋转时，即不是在使任意的盘上下移动时，盘分隔器80紧上方的盘上的全部三个凸耳21均停靠在盘分隔器80的上表面上，而盘分隔器80紧下方的盘上的全部三个凸耳21均停靠在盘分隔器80的下表面上。在稳定状态下，控制轴90和心轴30以相同的角速度旋转，即心轴30与控制轴90之间没有相对旋转。

盘分隔器80在其上表面和下表面具有三个角度间隔相等的倒钩结构。为了简化，图4中只示出了一对倒钩，即一个上部倒钩82和一个下部倒钩84。盘分隔器80的外表面具有螺旋槽，图中表示为上部倒钩82与下部倒钩84之间的槽86。螺旋槽限定出倾斜凸轮面或斜坡83、85。虽然槽只延伸成部分穿过盘分隔器80的径向厚度，但径向宽度足以容纳盘的凸耳21。当控制轴90相对于心轴30旋转1/3转时，盘在组中向上或向下转移。这可以通过想象控制轴90旋转而心轴30不旋转的情况来理解。如果控制轴顺时针旋转，使得图4中的下部倒钩84移动至左侧，则下部倒钩84将与盘20-6上的紧邻倒钩84左侧的凸耳21卡合，并且凸耳21将前进穿过槽86。同时，上部倒钩82的左边缘将与盘分隔器80上方的盘20-5的紧邻上部倒钩82左侧的凸耳21卡合。控制轴90旋转时，将发生两件事：盘分隔器80将下移一个盘间隔；盘分隔器80紧下方的盘将上移而与盘分隔器80上方的盘组结合。当控制轴90旋转了1/3转时，分开的盘对之间的轴向间隙将下移一张盘。虽然图4中只示出了一对倒钩82、84，但每张盘上有三个凸耳，盘分隔器80上有三对上下倒钩，并且有三个螺旋槽86。上述事件序列同时发生于：两张盘(盘分隔器80紧上方的盘和紧下方的盘)上的全部三个凸耳，以及全部三对倒钩。因为全部三个凸耳同时与倒钩卡合，所以盘20-6被保持水平，同时被提升以与盘分隔器80上方的盘结合。

控制轴90相对于心轴30向另一方向(逆时针方向)的旋转将使盘20-5从盘分隔器80上方移动至盘分隔器80下方。从而，可沿轴向的任一方移动盘。此外，可仅仅通过沿正确方向使控制轴旋转选定的旋转量，来将轴向相邻的任意两张盘分开，以生成轴向间隙。例如，使控制轴90旋转两个整圈将会使6张盘从盘分隔器80下方移动至盘分隔器80上方，因此将会在盘20-11与20-12之间生成轴向间隙。

为便于说明，以上对盘分隔器80的操作的说明是在心轴30不动而使控制轴90旋转1/3转的情况下进行的。然而，也可在心轴30以其正常操作速度旋转的同时，实现盘的相同的轴向移动。在该稳定状态下，心轴30与控制轴90一起旋转。通过临时减慢或加快控制轴相对于心轴旋转的旋转速度，盘可被提升或下降。控制轴90与心轴30之间每相对旋转1/3转，将向上或向下移动一张盘，这取决于控制轴90的相对旋转方向。

图4还示出了心轴30和控制轴90与基底10的连接，以及与差动旋转机构102的连接。基底10安装有中心固定棒或轴70。控制轴90可通过液压轴承(fluid bearing，以固定轴70与可旋转控制轴90之间的黑色实线示出)绕固定轴70旋转。中空心轴30也可通过液压轴承(以心轴30与可旋转控制轴90之间的黑色实线示出)绕控制轴90旋转。心轴30的外壁支承永久磁体组件36。基底10上的心轴电动机是包括线圈组件38的无刷直流电动机(brushless DC motor)，所述线圈组件38与永久磁体组件36相互作用，以使附接的心轴30绕轴线31旋转。

控制轴90相对于心轴30的可控制旋转是通过使用差动旋转机构102来实现的。图4中，虽然存在四个可相对于彼此自由旋转的单元，但是这四个单元均具有固定的中心轴70，并以中心轴70的中心轴线31作为它们的公共旋转轴。它们是：带套筒(hub)39和锥齿轮G的心轴30；齿轮D；齿轮B；和带齿轮F的控制轴90。心轴30具有带下部锥齿轮G的套筒39。齿轮D通过液压轴承(示为黑色实线)绕控制轴90旋转，并具有小型锥齿轮C，该锥齿轮C在固定于齿轮D中的一开口内的短轴上旋转。齿轮B通过液压轴承(示为黑色实线)绕控制轴90旋转，并与齿轮A啮合，所述齿轮A安装在盘组步进电动机100的差动轴104上。齿轮B包括锥齿轮B1。齿轮F刚性地附接至控制轴90。锥齿轮C与心轴套筒39的锥齿轮G的轮齿啮合，并与齿轮B上的锥齿轮B1的轮齿啮合。带锥齿轮G的心轴套筒39、带锥齿轮B1的齿轮B以及安装在齿轮D上的锥齿轮C一起起着常规的差动齿轮机构(就像用于汽车传动系统中的那种机构)的功能。虽然图4示出的是液压轴承，但也可以使用滚珠轴承或其它类型的轴承系统。

差动旋转机构102还包括传导齿轮(transfer gear)E，该传导齿轮E在小外径处具有齿轮E1，而在大外径处具有齿轮E2。齿轮E可绕安装于基底10上的固定轴97旋转。齿轮E1与齿轮D啮合，而齿轮E2与齿轮F啮合。在本实施方式中，E2的直径正好是E1的直径的两倍。

当盘驱动器正常运行时，即心轴30和套筒39旋转而盘没有轴向移动时，步进电动机54是静止的，因此齿轮A和B是静止的。经由齿轮G与锥齿轮C啮合的心轴套筒39的旋转致使齿轮D旋转，旋转速率为心轴套筒39旋转速率的一半，旋转方向与心轴套筒39的相同。与传导齿轮E上的齿轮E1啮合的齿轮D的旋转致使传导齿轮E发生旋转。传导齿轮E的旋转经由与齿轮F啮合的齿轮E2致使控制轴90旋转。齿轮D、齿轮E1、齿轮E2和齿轮F的齿轮传动比(gear ratio)选定为使齿轮F的旋转速度正好为齿轮D的两倍，而旋转方向与齿轮D相同。由于齿轮D的旋转速度是心轴套筒39的一半，所以齿轮F以及与齿轮F相连的控制轴90的旋转速度正好等于心轴套筒39的旋转速度。

如果步进电动机100此时被旋转，则差动轴104上的齿轮A将旋转，并致使齿轮B旋转。如果齿轮B的旋转方向与心轴套筒39的相同，则经由锥齿轮C与齿轮B上的锥齿轮B1啮合的齿轮D将加速旋转，且旋转速度大于心轴套筒39的旋转速度的一半。如果齿轮B的旋转方向与心轴套筒39的相反，则齿轮D将减速旋转，旋转速度小于心轴套筒39的旋转速度的一半。这样，就能实现控制轴90相对于心轴套筒39的旋转，导致盘分隔器80沿轴向上下移动，如前所述。控制轴90与心轴30之间的相对旋转量等于通过步进电动机100施加到齿轮B上的旋转量。在上述实施例中，提升或降低组中的一张盘需要控制轴90相对于心轴30旋转1/3转，因此这可通过步进电动机100使齿轮B旋转1/3转来达成。从而，通过使盘组步进电动机100旋转1/3转，可提升或降低一张盘，是提升还是降低取决于盘组步进电动机100的旋转方向。

图5是基底10上的致动器50的局部截面图，示出了沿轴向(即与心轴30的旋转轴31平行的方向)驱动致动器50的方式。致动器50可以是常规的旋转式音圈电动机(VCM)致动器，其线圈可移动穿过固定的永久磁体组件的磁场。致动器50的不可旋转部53可沿固定于基底10的导轨55、56轴向移动。不可旋转部53包括螺纹孔，螺纹丝杠57穿过该螺纹孔。丝杠57通过臂高步进电动机54旋转，该臂高步进电动机54通过使不可旋转部53上下移动(远离基底10或接近基底10)而轴向驱动致动器50。不可旋转部53支承上部永久磁体110和下部永久磁体112。不可旋转部53还支承头支承件120，当头臂组件从轴向间隙旋转出来时，该头支承件120支承脱离并远离盘的滑动器44、46(图1A-1B)。致动器50的可旋转部58绕轴线52旋转，并通过轴承59安装至不可旋转部53，所述轴承59的内环(innerrace)固定至不可旋转部53，而其外环固定至可旋转部58。可旋转部58支承头臂组件40的臂42(图1A-1B)以及电线圈组件114。线圈组件114通过柔性电缆(未示出)连接至硬盘驱动器的电流源。因此，参考图1A和图5，在致动器50的操作中，臂高步进电动机54使丝杠57转动以沿轴向移动致动器50，使得头臂组件40能访问选定的一对分开的盘的选定的轴向间隙，并且流到线圈组件114的电流使头臂组件40在选定的轴向间隙内旋转，使得滑动器44、46能分别访问位于盘面20-5b、20-6a上的数据轨道。

图6是致动器50的俯视图，示出了固定于不可旋转部53的头支承件120。头支承件包括装载/卸载结构：斜坡120a和凹部120b。图6中只示出了盘面20-6a以及相关联的悬臂45和滑动器46。悬臂45包括延伸部45a。当头臂组件40旋转超过盘20-6的外周时，延伸部45a沿斜坡120a上行进入凹部120b，从而使滑动器46从盘面20-6b“卸载”下来。然后，可沿轴向移动致动器50，以使头臂组件40能访问不同的分开的盘对。随着滑动器从盘上卸载下来，可使盘分隔器80旋转来选择不同的分开的盘对，从而选择不同的轴向间隙。然后，将头臂组件40朝盘组旋转回去，使延伸部45a从凹部102b移动出来并沿斜坡102a移动，从而将滑动器46“装载”到新选定的盘的表面上。

在如上所述的硬盘驱动器中，可装设各种防错传感器(fail-safe sensor)来减少发生机械故障的可能性。首先，可测量控制轴90与心轴30之间的旋转状态，以确认当盘的向上或向下的移动完成时，倒钩82、84或倾斜凸轮面83、85均未与任意的盘凸耳21卡合。可通过位于基底10中的光学传感器来实现这种测量，所述光学传感器可从设置在控制轴90和心轴30上的光学可测特征来检测控制轴90和心轴30两者的旋转阶段。或者，可从无刷交换系统(brushless commutation system)来确定心轴30的旋转状态，所述无刷交换系统驱动无刷直流心轴电动机32，所述电动机32使心轴30旋转。

也可使用传感器来确认盘组中的轴向间隙是所需的轴向间隙。这可通过检测盘未在所需位置的光学传感器来达成。也可使用传感器来检测头臂组件和/或装载/卸载斜坡的轴向高度，以确认它们与盘组中的目标轴向间隙向匹配。

虽然不如常规硬盘驱动器中的正常轨道访问那么快，但通过盘分隔器重新配置盘组以允许头访问不同盘对的表面上的轨道也可以是相对较快的。以下是将头臂组件移动进入由不同的分开盘对限定出的不同轴向间隙的操作顺序：

1.旋转头臂组件，并将滑动器卸载至装载/卸载斜坡结构；

2.沿轴向移动旋转致动器、头臂组件和装载/卸载斜坡结构以访问新的目标盘组轴向间隙位置；

3.使控制轴旋转N×1/3转，以在组中向上或向下移动N张盘；

4.如果使用了防错传感器，则经由传感器确认适当的位置；

5.从装载/卸载斜坡结构将滑动器装载回到新选定的盘对的表面上；以及

6.旋转头臂组件以使选定的头能够访问目标轨道。

这些操作的总时间大约在0.1到2秒之间。该范围中的访问时间(times)超过可通过使用常规磁带库(tape library)中的磁带盒(tape cartridge)实现的时间。因此，本发明的硬盘驱动器优于常规磁带库。

虽然本发明的硬盘驱动器可用于常规硬盘驱动器的应用中，但特别有利的是用于数字视频记录装置、录像放像机(camcorder)以及与以下场合类似的应用中：即将大型数据文件记录到存储介质上，和/或读/写访问的频率相对较低的场合。本发明的硬盘驱动器的另一诱人之处是用于以下应用中：即将最近的和经常使用的数据存储在一个或两个盘面上，而将不经常使用的数据存储在其它盘面上。对应这种应用，整体性能与常规硬盘驱动器类似。

在如上所述的硬盘驱动器中，每张盘被切制或冲压成具有凸耳，所述凸耳的材质为盘的材料，并在盘的内径附近沿径向向内延伸，如图3中的盘20-4上的凸耳21所示那样。作为替代，每张盘也可具有带圆形切口的常规形状，并牢固地附接至具有沿径向向内突出的凸耳的夹持结构。在这种盘夹持方案中，如图7所示，使用两部分式夹持结构分别在每张盘130、150的内径131、151处夹持盘130、150。用于盘130的夹持结构是第一刚性环132和第二刚性环133，所述第一刚性环132具有延伸到位于心轴30的壁中的槽内的指状部或凸耳132a，所述第二刚性环133将盘130夹持到第一刚性环132上。相似地，用于盘150的夹持结构是第一刚性环152和第二刚性环153，所述第一刚性环152具有延伸到位于心轴30的壁中的槽内的指状部或凸耳152a，所述第二刚性环153将盘150夹持到第一刚性环152上。在两个环和盘受到外部夹持力作用的情况下，通过例如粘合剂、点焊、热收缩夹持或紧固件(例如相互配合的表面上的螺纹)来将两个环结合在一起。将一张盘上的第一环的形状做成与另一张盘上的第二环的凹部匹配，以便能层叠盘，如图7所示。由于每个夹持结构具有足够的刚性，所以由盘分隔器施加至夹持环的凸耳的压力将不会被传递至盘基材，因此盘基材将不会发生显著的局部弯曲。

虽然参考优选实施方式具体显示并描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对形状和局部做出各种变化。因此，应该认为所公开的发明仅仅起示例作用，其范围只在权利要求书中限定出。

Claims

1.一种盘驱动器，具有多个磁性记录盘和至少一个用于将数据写入盘中或从盘中读取数据的读/写头，所述盘驱动器包括：

基底；

心轴；

心轴电动机，附接至所述基底，用于使所述心轴绕旋转轴旋转；

层叠在所述心轴上的多张盘，每张盘的至少一个盘面包含用于存储数据的轨道；

盘分隔器，可在所述心轴内部沿轴向移动，以将选定的沿轴向相邻的盘分隔开，每对沿轴向相邻的盘当被分开时在盘组中限定出轴向间隙；

旋转致动器，位于所述基底上，并可绕与所述心轴电动机的旋转轴大致平行的轴线旋转；

头臂组件，包括臂和附接至所述臂的一端的至少一个读/写头，所述头臂组件连接至所述旋转致动器，并可在轴向间隙中通过所述旋转致动器大致沿径向旋转，以使所述头能够访问沿轴向分开的盘之一的表面上的轨道；

头支承件，用于在所述头臂组件从轴向间隙中沿径向旋转出来时支承所述头；和

驱动装置，与所述旋转致动器相连，用于沿轴向移动所述头臂组件，以使所述头臂组件能够在可选择的轴向间隙中旋转。

2.如权利要求1所述的盘驱动器，其中，还包括控制轴，该控制轴位于所述心轴内部，并可绕所述心轴的旋转轴相对于所述心轴旋转，所述盘分隔器可在所述控制轴上沿轴向移动，并可与所述控制轴一起旋转。

3.如权利要求2所述的盘驱动器，其中，所述心轴包括多个轴向槽，每张盘包括位于径向内部边缘的多个凸耳，并且每张盘通过使其凸耳位于所述心轴的槽中而层叠在所述心轴上。

4.如权利要求3所述的盘驱动器，其中，所述盘分隔器包括多个倾斜的凸轮面，当所述盘分隔器与所述控制轴一起旋转时，所述多个倾斜的凸轮面可与盘的凸耳卡合。

5.如权利要求3所述的盘驱动器，其中，还包括多个夹持结构件，每个夹持结构件在盘的内径处夹持相关联的盘，其中所述盘的凸耳位于所述夹持结构件上。

6.如权利要求2所述的盘驱动器，其中，还包括差动旋转机构、差动轴和电动机，所述差动旋转机构与所述控制轴和所述心轴接合，所述差动轴与所述差动旋转机构接合，所述电动机连接至所述差动轴，以使所述控制轴相对于所述心轴旋转。

7.如权利要求6所述的盘驱动器，其中，所述差动旋转机构包括：位于所述心轴上的第一锥齿轮齿；与所述差动轴直接接合并具有第二锥齿轮齿的齿轮；和接合在所述第一锥齿轮齿和所述第二锥齿轮齿之间的锥齿轮。

8.如权利要求1所述的盘驱动器，其中，所述头支承件连接至所述致动器，从而可通过所述驱动装置与所述头臂组件一起沿轴向移动。

9.如权利要求1所述的盘驱动器，其中，所述头支承件包括头装载/卸载斜坡。

10.如权利要求1所述的盘驱动器，其中，所述致动器驱动装置包括位于所述基底上的步进电动机，并且还包括与所述步进电动机和所述致动器接合的丝杠。

11.如权利要求1所述的盘驱动器，其中，所述旋转致动器是音圈电动机致动器，包括磁体组件和电线圈，所述电线圈可穿过所述磁体组件生成的磁场而旋转。

12.如权利要求11所述的盘驱动器，其中，所述致动器驱动装置位于所述基底上，并与所述音图电动机接合，以沿轴向移动音圈电动机和相连的头臂组件。

13.如权利要求12所述的盘驱动器，其中，所述头支承件连接至所述音圈电动机，从而可通过所述驱动装置与所述头臂组件一起沿轴向移动。

14.一种盘驱动器，具有多个磁性记录盘和至少一个用于将数据写入盘中或从盘中读取数据的读/写头，所述盘驱动器包括：

基底；

心轴；

控制轴，位于所述心轴内部，并可相对于所述心轴绕所述心轴的旋转轴旋转；

盘分隔器，位于所述心轴内部，并可在所述控制轴上沿轴向移动，以将选定的沿轴向相邻的盘分隔开，每对沿轴向相邻的盘当被分开时在盘组中限定出轴向间隙；

驱动装置，与所述旋转致动器相连，用于沿轴向移动所述旋转致动器，以使所述头臂组件能够在轴向间隙中旋转；和

装载/卸载斜坡结构，与所述旋转致动器相连，从而可通过所述驱动装置沿轴向移动，以在所述头臂组件从轴向间隙中沿径向旋转出来时支承所述头。

15.如权利要求14所述的盘驱动器，其中，所述心轴包括多个轴向槽，每张盘包括位于径向内部边缘的多个凸耳，并且每张盘通过使其凸耳位于所述心轴的槽中而层叠在所述心轴上。

16.如权利要求15所述的盘驱动器，其中，所述盘分隔器包括多个倾斜的凸轮面，当所述盘分隔器与所述控制轴一起旋转时，所述多个倾斜的凸轮面可与盘的凸耳卡合。

17.如权利要求15所述的盘驱动器，其中，还包括多个夹持结构件，每个夹持结构件在盘的内径处夹持相关联的盘，其中所述盘的凸耳位于所述夹持结构件上。

18.如权利要求14所述的盘驱动器，其中，还包括差动旋转机构、差动轴和电动机，所述差动旋转机构与所述控制轴和所述心轴接合，所述差动轴与齿轮机构接合，所述电动机连接至所述差动轴，以使所述控制轴相对于所述心轴旋转。

19.如权利要求14所述的盘驱动器，其中，所旋转述致动器驱动装置包括位于所述基底上的步进电动机，并且还包括与所述步进电动机和所述致动器接合的丝杠。

20.如权利要求14所述的盘驱动器，其中，所述旋转致动器是音圈电动机致动器，包括磁体组件和电线圈，所述电线圈可穿过所述磁体组件生成的磁场而旋转。