CN1070503A - 滑动器及采用该滑动器的盘存贮装置 - Google Patents

Abstract

在其上装有传感器与并在记录表面4上方移动 的滑动器1上，为了根据不同的情况(如垂直升起和 降落以及摆脱滞附等等)，装有多个区电元件8A、 8B、8C及8D。而且设置了用于把不同AC电压加 到区电元件8A、8B、8C和8D的每一个上的装置。

Description

本发明涉及一种其上装有磁盘装置的传感器的滑动器，它在一记录表面上作相对运动;更具体地说，本发明涉及一种其上装有压电元件的滑动器及带有该滑动器的盘存贮装置。

在磁盘装置中，装有传感器的滑动器受到一般高速气流的托举，该气流是由高速转动的盘产生的，而在传感器与盘的相对运动中，数据被写上或读出于盘的记录表面。这种滑动器被装在一悬挂装置上。为把滑动器保持在记录表面上的预定高度（不大于1微米），悬挂装置不停地把一与高速气流的浮力相反的弹性力加到滑动器上，促使滑动器移向记录表面上。

因此，若盘的转速下降而高速气流的浮力不再足以支持滑动器，滑动器将触及记录表面，记录的数据也将被毁。为了避免这些，当盘静止或其转动不能提供足够的浮力时，在传统技术提供了一种用于把滑动器提升并支撑在记录表面之上的装置，或把滑动器移至盘上不用于记录数据而是用于降落或滑行的区（降落区）中。

这后一种方法，即滑动器在盘静止时退入降落区并在浮力不足时在降落区上滑行的方法，被称为接触开始及中止法（CSS）。由于这种方法的结构较前种采用托举支撑装置的方法简单且费用亦较低，故得到了广泛的应用。但是，在这种接触开始及中止法中，当盘从静止状态开始转动时，由于盘与滑动器之间的摩擦，增加了对力矩即功率的要求，或者，若滑动器在静止时陷入了加在降落区上的润滑膜中（这种现象称为滞附），则要迫使滑动器脱离滑膜的话，就会损坏滑动器和润滑膜。另外的一个问题是，大降落区上滑动器的摩擦会产生必须吹去的灰尘并造成污染。还有，当滑动器在降落区上滑动时，实际上发生的并不是平衡的滑动，而滑动器将与盘表面多次地重复碰撞，而且盘和滑动器都受到撞击。因此，它们二者都要有一定的强度。

为解决这些问题，先有技术把滑动器与记录表面接触的空气承受表面（ABS）制成凸状，或使降落区粗糙。即在表面上提供细小的凸起和凹坑，尽量减小滑动器与记录表面间的接触面积，从而降低摩擦或滞附。但上述方法，就精确性而言，仍有讨论的余地。

另外，传统上提出把压电元件装在滑动器上。压电元件用于任意改变空气承受表面（ABS）的均匀度（日本未审查专利申请公开（PUPAS）第1-166382及第3-144979号），或用于在滑动器飞行时使传感器从ABS伸出并在滑动器降落时使传感器收回（日本PUPA第61-194684号）。

在日本PUPAS第1-166382、3-144979、及61-194684的情况下，压电元件装在接触开始及中止型滑动器上，且更减小对降落区的滞附并通改变ABS的形状调节悬浮高度;但若盘的转速低于支撑滑动器所需的值，在滑动器与盘之间就会发生滑动，并会因摩擦而导致力矩增大，并会因摩擦而产生污染性的颗粒，从而产生问题。

此外，已知借助压电元件的高频振动可形成压缩空气膜，并可用其支承物体（参见A.Z.Sxeri所编的TribologyFriction，Lubrication，and    Wear，一书第172至216页，Hemisphere出版公司1980年版权）。

另外W.D.Koper    Ski和G.A.Domoto，于1981年在纽约的哥仑比亚大学，曾作过把一个压电元件装在盘存贮装置的滑动器上，以通过把AC电压加到压电元件上来升高滑动器。

Koperski等人的装置，使得压电元件产生的高频振动垂直地升降滑动器，并有可能解决上述问题，即当盘的转速不足以支承滑动器时盘和滑动器间会发生滑动。

但是，在Koperski等人的装置中，在滑动器上仅装有一个压电元件，这样滑动器受到压电元件振动的模式的数目受到了极大限制，并且很难根据环境来改变滑动器的振动模式。

例如，当盘和滑动器间发生滞附时，用手使滑动器从盘移开的横摇（绕滑动器纵轴振动）或纵向角振动（绕滑动器横轴的振动）比均匀的上下运动更有效。而在Koperski等人的装置中，很难在滑动器中产生这些不同的模式。

再有，当盘以运行速度转动而滑动在高速气流中悬浮时，Koperski等人的装置很难把受控AC电压（比如有相同或相反相位的，等等）加到装在滑动器的多个部位上的各压电元件上以控制滑动器的悬浮高度和姿态。

本发明的一个目的，是提供一种能根据情况产生不同振动模式的滑动器。

为实现上述目的，根据本发明的、用于在记录表面上移动传感器设有多个压电元件及用于把AC电压加到多个压电元件上的装置。

根据本发明的上述结构，若把相位相反的AC电压加到设在滑动器两侧的多个压电元件中的每一个上，就可产生滑动吕横向振荡（横摇）：若把相位相反的AC电压加到设在滑动器的前和后端的多个压电元件中的每一个上，就可产生滑动器的纵向振动（纵向角振动）;若把相位相同的AC电压加到设在滑动器上的多个压电元件中的每一个上，就可产生均匀的滑动器上下振动。下面，结合附图对本发明的一较佳实施例作描述。

图1至8显示了本发明的一较佳实施例。首先，结合图1和2描述实施例。滑动器1，有空气承受表面（ABS）2和与ABS2的相对背表面3，ABS2对着一盘表面，即记录表面4，在ABS2因相对于磁盘的运动确定的前沿上，设有一倾斜表面2A，通过它盘转动时的高速气流入ABS2和盘表面4之间的间隙，从而使浮力加到滑动器上，另一方面，在后沿有传感器5中形成的磁路5A的间隙5A，通过它把磁化数据写到数据表面4或从表面4读出。在滑动器1的背表面连着悬挂装置6的一端，其另一端装在致动器臂7上。致动器臂7支承滑动器1并沿盘的径向移动盘表面4，以将间隙5B定位于表面4的预定轨道上。悬挂装置6把弹性力加到滑动器1上，该力与疝速气流的服力相反，从而使得滑动器滑向盘表面4，并使滑动器1上的传感器5的间隙5B以预定高度在盘表面4上飞行。

如图2中所示，在滑动器的后表面3上的前后沿的四个角上分别装有压电元件8A、8B、8C、和8D。压电元件8A、8B、8C、和8D相对于滑动器1的重心对称地设在滑动器1上。且压电元件8A、8B、8C、和8D的大小相同。压电元件8A、8B、8C、和8D，可借助将压电元件块附在滑动器1上，而装在滑动器1上，或通过溅射设在滑动器1中，连在压电元件8A、8B、8C，8D上的，是用于把受控AC电压加在其每一个上的装置9。如图3中所述，在装在滑动器1上的压电元件8A、8B、8C、8D上，可装设一配重物10。物体10使滑动器1大致按压电元件8A、8B、8C、和8D的运动而振动。

如图4所示，压电元件8A、8B、8C、和8D的每一个，都会在正或负电压加到其两端上时膨胀或收缩。

如图5所示，当相同相位的AC电压加到装在滑动器1上的压电元件8A、8B、8C、和8D的每一个上时，它将以相同的相位重复收缩和膨胀。当压电元件8A、8B、8C、和8D收缩或膨胀时，滑动器1在以水平姿态上下振动，且其重心G被收缩或膨胀反应所维持。

因而，在ABS2和盘表面4之间形成有一压缩空气膜，而滑动器1可通过该空气浮在静止的盘的表面4上。

若滑动器1长时间地静止于盘表面4上，并由此在滑动器1和盘表面4之间发生滞附，单靠上述均匀上下运动很难把滑动器1从盘表面4分开。为克服这一困难，如图6所示，最好把相位相反的AC电压加到装置滑动器1前沿上的压电元胙8A和8B及装在其后沿上的压电元件8C和8D上，从而产生纵向振动（纵向角振动），且使滑动器1能容易地从造成滞附的盘表面分离。

很容易理解，若把相位相反的AC电压加到滑动器1侧上的压电元件8A和8D及滑动器1另一侧上的压电元件8B和8C上，就产生横向振动（横摇），并使滑动器1以类似的方式脱离造成滞附的盘表面。可以控制加到压电元件8A、8B、8C、矣8D上的AC电压，从而合成纵向角振动和横摇。就是说，由正切波表示的、相位相差四分之一AC电压可依次加到压电元件8A、8B、8C和8D上。当然，可根据情况控制压电元件8A、8B、8C、和8D的每一个上的AC电压的幅度和频率。另外，如图7所示，加到压电元件8A、8B、8C、和8D上的，产生纵向角度振动和横摇的两个AC电压可相互迭加。各AC电压的幅度和频率可视纵向角振动和横摇的特性而有所不同。

图8显示了滑动器1借助压电元件8A、8B、8C、和8D所作的相对于磁盘的垂直升起和垂直降落运动。图8a、8b、和8c分别显示了磁盘的转速，磁盘与滑动器相互施加的力、和滑动器在盘表面上悬浮的高度。点划线i表示先有技术的接触开始中止方法的测量结果。

在磁盘转动前的时刻a，通过向压电元件提供AC电压，把滑动器1垂直举起。在此情况下，可先提供相位相反的AC电压，以使滑动器1与造成滞附的盘相分离，而随后提供相同相位的AC电压。在磁盘转动加快的时刻b，切断供给电压元件8A、8B、8C、和8D的AC电压，而悬浮只由高速气流造成。在盘转动减慢的时刻c，相位相同的AC电压被加到压电元件8A、8B、8C、和8D，以增加滑动器1的振动造成的悬浮。在盘停止转动的时刻d，切断AC电压，以将滑动器1垂直降落在盘表面上。

这样得到的滑动器沿垂直方向的升起和降落，与传统的接触开始和中止方法相比，具有如下优点，即当磁盘转速不足以悬浮滑动器时不会产生磁盘和滑动器之间的摩擦，而且磁盘与滑动器磁撞所产生的震动较小。

另外，如图8C中的点线f所示，若滑动器1上的压电元件8A、8B、8C、和8D仍被加有相同相位的AC电压，滑动器1的悬浮度就会更高。当要求高度可靠性以防止头的碰撞时，就可利用这种更高的悬浮高度。当切断AC电压时，如图8C中的实线所示，只产生空乞流秘造成的悬浮，而尽管悬浮高度减小。信噪比却得到改善。

到此所描述的是垂直升降型滑动器的实施例，但可以理解的是，本发明的实施例也可用于接触开始及中止型滑动器。在此情况下，如图2所示，压电元件8A、8B、8C、和8D被装在接触开始及中止型滑动器上，而AC电压被用于振动器并使之脱离造成滞附的盘。

本发明具有下列优点：滑动器可根据情况以多种振动模式振动;即使发生了滞附，也可方便地使滑动器脱离盘表面;滑动器的悬浮高度和姿态是可控的;由于在盘表面和滑动器之间没有滑动，驱动盘的力矩不会增加且污染得到了防止;滑动器和盘相互间的摩擦较小，或者滑动器与盘的磁撞较少，使盘表面的润滑膜或覆层可做得更薄，这样传感器间隙与记录表面的间距缩小，从而使记录密度更高。

对附图的简要描述：

图1-显示根据本发明构成的盘装置实施例的立体图;

图2-显示本发明实施例的滑动器的主要部分，图2a是滑动器的俯视图，其中显示了提供AC电压的装置。图2b是滑动器的平视图。图2c是滑动器的右侧视图。

图3-显示如何把压电元件装在滑动器上的部分放大剖视图。

图4-显示用于本发明的压电元件的工作原理。图4a显示了压电元胙被所加的AC电压所压缩的状态。图4c显示了压电元件被所加的AC电压的膨胀的状态。

图5-显示了当相位相同的AC电压被加到图2所示的滑动器上的每一个压电元件上时滑动器的振动。图5a显示了压电元件完全被压缩的状态。图5b显示了压电件即未被压缩也未膨胀的通常状态。图5c显示了压电元件完全膨胀的状态。

图6-显示了当相位相同的AC电压被加到图2所示的滑动器的前后端上的各压电元件上时滑动器的振动。图6a显示了前后沿的压电元件分另受到膨胀和压缩的状态。图6b显示了压电元件即不受压缩也不膨胀的通常状态。图6c显示了前和后沿的压电元件分别受到压缩和膨胀的状态。

图7-显示了把不同相位、幅度和频率的两个AC电压加到图2所示的滑动器上的各压电电元件上。

图8-显示了根据本发明的、采用垂直升降式滑动器的磁盘装置的运行，以及相比较的采用传统接开始及中止型滑动器的磁盘装置运行。图8a显示了磁盘装置的转速。图8b显示了磁盘滑动器相互间的力。图8c显示了滑动器的悬浮高度。

对标号的描述：

1-滑动器;

8A、8B、8C、和8D-压电元件;

9-用于提供AC电压的装置。

Claims (9)

1、用于把一传感器移到一记录表面上方的滑动器，其特征在于装在所述滑动器上的多个压电元件和用于把不同的AC电压提供给多个压电元件的装置。

2、根据权利要求1的滑动器，其特征在于所述用于提供AC电压的装置把具有不同频率的AC电压提供给多个所述压电元件。

3、根据权利要求1的滑动器，其特征在于抽述用于提供AC电压提供给多个所述压电元件。

4、根据权利要求1的滑动器，其特征在于多个所述压电元件被装在所述滑动器的前和后端。

5、如权利要求1的滑动器，其特征在于在所述滑动器的两侧均装有多个所述压电元件。

6、根据权利要求1的滑动器，其特征在于在所述滑动器的前后端的两侧都装有多个所述压电元件。

7、盘存贮装置，包括一带有记录表面的可转动盘、用于将数据写到或读出于所述记录表面的传感器、以及装有该传感器并移至所述盘的所述记录表面上方的滑动器，其特征在于装在所述滑动器上的多个压电元件及用于把不同的AC电压提供给多个压电元件的装置。

8、根据权利要求7的盘存贮装置，其特征在于所述用于提供所述AC电压的装置把具有不同频率的AC电压提供给多个所述的压电元件。

9、根据权利要求7的盘存贮装置，其特征在于所述用于提供用于提供所述AC电压的装置把具有不同频率的AC电压提供给多个所述的压电元件。

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