CN1220181C - 滑动件 - Google Patents
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Abstract
一支承盘驱动器中的传感器元件的滑动件，它包括一用于磁头盘界面的接触界面保护的边缘保护部件(122、152、182、192、194、196、198)。
Description
发明领域
本发明涉及数据储存系统。本发明尤其涉及一种涉及储存系统的滑动件，该滑动件具有边缘接触保护部件。
发明背景
磁盘驱动器用于储存数字编码信息。滑动件支承传感器元件，用于读和/或写数据于盘的表面。滑动件包括一空气轴承，该空气轴承通过磁盘驱动器中的盘的旋转在盘表面的上方浮动，使传感器元件工作。在一磁盘驱动器中，已经知道通过减少滑动件与盘表面之间的间隔来改进盘表面与传感器元件之间的磁相互作用(magnetic interaction)。由于滑动件与盘表面之间的浮动距离越接近，滑动件与盘表面之间接触的可能性越大。滑动件与盘表面间的接触会损坏盘表面，导致数据遗失。
在加载和卸载操作中，滑动件容易接触或冲击盘表面。尤其是，在一动态斜面加载系统中，滑动件的角边缘容易与盘表面接触。对于接触起停(“CSS”)驱动器，滑动件在操作之前停在盘表面的磁头停放区上。在运输或处理过程中所引起的非操作性震动使得滑动件猛击盘表面，或在“旋上加速”或“旋下减速”过程中动态相互作用导致较严重的磁头磁盘接触。
滑动件包括因制造工艺而形成的粗糙或尖锐的边缘。当一滑动件接触或冲击磁盘表面时，粗糙或尖锐的边缘会损坏磁盘表面。用于减少由滑动件与磁盘间的接触引起的损坏的一个技术是“混和”滑动件本体的边缘。尽管这种“混和”减少了滑动件本体的边缘与磁盘表面间的接触引起的损坏，但磁盘表面与空气轴承边缘间的接触也会损坏磁盘表面。“混和”空气轴承边缘是较复杂的，因为空气轴承表面的几何形状比较复杂。还有，空气轴承的浮动高度和性能对空气轴承表面几何形状的变化很敏感，因此必须控制在“混和”工艺中的制造变化，以限制对空气轴承的浮动高度和性能的影响。本发明旨在解决这些和其它的问题，并提供了优于已有技术的优点。
发明概要
本发明涉及一种支承磁盘驱动器中的传感器元件的滑动件。该滑动件包括：一包括一前边缘、一后边缘和相对的侧边缘的滑动件本体，该滑动件本体包括至少一个凸起的轴承表面和至少一个凹陷的轴承表面，至少一个凸起的轴承表面沿凸起在至少一个凹陷的轴承表面之上的细长凸起轴承轨道的顶表面延伸，凸起的轴承轨道具有凸起的外周边缘，该外周边缘的一部分边缘与滑动件本体的前、后和侧边缘偏离；以及，沿滑动件本体的前、后和相对侧边缘表面的一凸起的前边缘罩、一凸起的后边缘罩和凸起的相对侧边缘罩，前、后和相对侧边缘罩凸起在至少一个凹陷的轴承表面之上，以在凸起的前边缘罩、后边缘罩和相对侧边缘罩与至少一个凹陷的轴承表面之间形成一台阶界面，前、后和侧边缘罩包括位于细长轴承轨道的凸起的外边缘中的那部分偏移边缘与滑动件本体的前、后和侧边缘之间的凸起的罩部分，前、后和相对的侧边缘罩都有一沿其长度的圆形界面表面，以提供磁头-盘冲击保护，保护在滑动件本体的边缘和凸起轴承轨道的凸起外边缘；前、后和侧边缘罩的圆形界面表面从边缘罩的基础延伸到边缘罩的上表面；前、后和侧边缘罩的上升高度低于至少一个凸起的轴承表面沿细长轴承轨道延伸的上升高度。
本发明还包括一滑动件，它包括：一滑动件本体，它包括至少一个凸起的轴承表面和至少一个凹陷的轴承表面；滑动件本体包括圆形边缘，以为滑动件本体提供冲击保护，至少一个凸起的轴承表面包括非圆边缘；以及，至少一个凸起角罩，具有从至少一个凹陷的轴承表面延伸的高度范围和一凸起的罩表面，至少一个凸起角罩与滑动件本体的圆形边缘的至少一个分开并包括一在高度范围与凸起罩表面之间的圆形界面边缘，以为至少一个凸起的轴承表面的非圆边缘提供冲击保护；至少一个凸起的角罩的圆形界面边缘从至少一个凸起的角罩的基础沿至少一个凸起的角罩的高度范围延伸到凸起罩表面；凸起角罩的高度低于轴承表面的高度。
本发明还包括一滑动件，它包括：一滑动件本体，它包括一前边缘、一后边缘和相对侧边缘，还包括至少一个凸起在凹陷轴承表面之上的凸起的轴承轨道，一凸起轴承表面沿所述凸起的轴承轨道的顶表面延伸，该轴承轨道具有在轴承轨道的前边缘与后边缘之间延伸的长度尺寸和在凸起轴承轨道的相对侧之间延伸的宽度尺寸，凸起轴承轨道的前边缘和后边缘设置在滑动件本体的前边缘和后边缘之间，所述凸起轴承轨道包括一偏离滑动件本体的前、后或侧边缘之一的凸起的边缘部分；以及，一凸起在凹陷轴承表面之上凹陷在轴承表面之下的细长边缘罩，形成一在凸起的边缘罩与凹陷的轴承表面之间的台阶界面，边缘罩包括一置于凸起的轴承轨道的凸起偏离的边缘部分与滑动件本体的前、后或侧边缘之间的凸起部分，边缘罩包括在其上表面与外侧表面之间的沿边缘罩长度的圆形界面表面。
本发明还包括一种滑动件，它包括：一滑动件本体，它包括一前边缘、一后边缘和相对侧边缘，还包括一上升的凸起轴承轨道，形成一凸起在凹陷轴承表面之上的凸起的轴承表面，所述凸起轴承轨道具有在凸起轴承轨道的前边缘与后边缘之间延伸的长度尺寸和在凸起轴承轨道的相对侧之间延伸的宽度尺寸，凸起轴承轨道的前边缘和后边缘设置在滑动件本体的前边缘和后边缘之间；以及，一凸起在凹陷轴承表面之上的边缘罩，其上升的高度低于上升的凸起轴承轨道的高度，边缘罩有一高度范围和凸起的边缘罩表面，边缘罩包括在其上表面与外侧表面之间沿其长度的圆形界面表面。
附图简要说明
图1是一磁盘驱动器的立体图。
图2是一包括一空气轴承的滑动件的一实施例的立体图。
图3是一沿图2的线3-3截取的滑动件的一部分的剖视图。
图4是包括边缘保护部件的本发明一滑动件的实施例。
图5是沿图4的线5-5截取的剖视图。
图6是沿图4的线6-6截取的剖视图。
图7是一弄圆的边缘表面结构的局部示意图。
图8是一弄圆的边缘表面结构的局部示意图，它具有一相当光滑的外层。
图9是一滑动件的另一实施例，它采用了本发明的边缘保护部件。
图10是沿图9的线10截取的剖视图。
图11示出了采用边缘保护部件的一滑动件另一实施例。
图12是沿图11的线12-12截取的剖视图。
较佳实施例的详细说明
图1示出了一磁盘驱动器50，它包括一底盘52、一盘54和致动组件56。盘54通过一心轴电动机(未示出)可旋转地连接于底盘52，从而如箭头58所示旋转。致动组件56可旋转地支承磁头60，以读盘54上的数据和/或将数据写到盘54上。致动组件包括E-部件(E-block)62、音圈电机(voice coil motor)(VCM)64和一悬挂组件66。如图所示，E-部件62可旋转地连接于底盘52。E-部件62包括多个驱动臂68(图1中仅示出一个)。悬挂组件66连接于驱动臂68，以支承相对于盘表面的磁头60。驱动部件如箭头70所示转动，使磁头60沿一弧形轨道(在所示的特定实施例中)移动，相对于盘54的数据磁道放置，以相对盘表面读或写数据。E-部件62的移动由连接于方块72所示的盘驱动器的驱动线路的音圈电机64控制。
图2示出磁头60，该磁头包括一支承传感器元件(transducerelement)76(图中示意性地示出)的滑动件74。传感器可以是感应式的传感器、磁性-电阻或磁光传感器。如图2所示，滑动件74包括一滑动件本体80，它具有一前边缘82、一后边缘84和相对的侧边缘86、88。一空气轴承90从滑动件本体80延伸并上升到该本体之上，以将滑动件支承在盘表面之上，进行读和写操作。在所示的实施例中，空气轴承90包括一支承传感器76的中心轨道92(center rail)和凸起的侧轨道94、96。滑动件74的上表面100连接于悬挂组件66以支承滑动件进行读和写操作。
在操作过程中中，滑动件74由于振动或冲击可能接触或冲击盘表面。滑动件74可能接触盘表面的粗糙部，引起磁头盘接触。滑动件在CSS和加载和卸载操作中也能接触盘表面。在运输或处理过程中引起的非操作冲击也会使停在盘表面上的滑动件接触盘表面。多个滑动件在一个晶片上(未示出)制造并由该晶片切割而成，以组装在一盘驱动器中。滑动件74的切割边缘和拐角如图3的虚线102所示是尖锐的，并包括粗糙的边缘或毛刺。滑动件74的尖锐边缘与盘54之间的接触会损坏盘表面。为了限制由于磁头-盘接触引起损坏，滑动件的边缘82、84、86、88如图3所示被弄圆或被混和104。
通过去掉材料或包括离子铣(ion milling)、化学蚀刻、光刻的沉积加工或其它加工在滑动件本体80上形成空气轴承90。空气轴承的制造工艺可以产生尖锐边缘106。磁头-盘接触与尖锐的支承边缘106会损坏盘媒介表面。将滑动件本体80的边缘弄圆不会防止支承边缘与盘表面间的接触。弄圆支承边缘94、96使空气轴承的制造变得更复杂，因为空气轴承的几何形状是复杂的。弄圆支承边缘94、96需要精确的精度，因为空气轴承的浮动高度和性能对弄圆加工中的变化很敏感。
图4是一滑动件120的立体图，它采用了用于降低磁头-盘界面损坏的本发明一边缘保护部件的实施例。滑动件120中与滑动件74相同的部分用与滑动件74相同的标号。如图4所示，滑动件120包括一围绕滑动件本体80一个周边延伸的凸起缘罩(elevated rim cap)122。如图5-6所示，缘罩122在滑动件本体80之上延伸到略微从空气轴承表面94、96凹陷的一个高度。在所示的实施例中，缘罩122包括前、后和侧面边缘部分124、126、128、129。如图5-6所示，缘罩122包括一弄圆的界面表面130，该表面130如图5所示在滑动件本体80的缘罩122的基体132与缘罩122的一上表面134之间混和。弄圆的界面表面130为滑动件盘接触提供了一较低的接触压力。
缘罩122的前、后和侧边缘部分124、126、128、129提供了一前、后和侧边缘接触界面。缘罩122的高度略低于空气轴承表面94、96，为空气轴承边缘提供了接触界面，但不会显著影响空气轴承90的性能和操作。尽管在所示的实施例中，边缘部分124、126、128、129由一连续的构件所形成，但本发明不限于所示的特定实施例。例如，周边缘罩122可包括沿滑动件本体80周边边缘多个不连续隔开的部分。
通过一去掉材料工艺或在制造空气轴承过程中的掩模(mask)制造缘罩122，或随后通过已知的材料沉积工艺形成空气轴承90。弄圆的界面表面130可由机械混和和研磨工艺、化学蚀刻或离子铣或其它已知的工艺制成。因此，在冲击或接触过程中，缘罩122沿滑动件80的边缘延伸，以在磁头盘接触过程中分布接触压力，以避免媒介表面损坏。由于缘罩122从空气轴承90凹入，缘罩122不会显著影响空气轴承和磁头60的浮动高度性能，也不会增加滑动件与盘表面间的静摩擦。
制造圆界面表面130的工艺能提供如图7所示的粗糙的表面结构。粗糙的表面结构会刮伤或损坏盘媒介表面。如图8所示，一光滑的外层140可施加于圆界面表面130上，以覆盖粗糙的表面结构和提供光滑的接触界面表面。层140是一钻石类的碳，或者，层140是一诸如氧化铝Al2O3或塑料的较软层，以提高冲击能量的吸收。
图9-10示出了用于滑动件接触界面的一边缘保护部件的另一实施例，该滑动件具有延伸至滑动件本体80的侧边缘86、88的空气轴承边缘(即轨道94，96)。在图9-10中，滑动件150的与前述的滑动件的相同的部分采用相同的标号。如图所示，滑动件本体80包括一具有侧轨道94、96的空气轴承。在所示的实施例中，轨道94、96延伸至滑动件本体80的周边边缘86、88。滑动件150包括一在滑动件本体80的周边周围的周边缘罩152。缘罩152包括一如结合缘罩122所述的弄圆的界面表面154。缘罩152的一部分156、158与轨道94、96的轴承边缘一体形成，如图10所示。
在所示的实施例中，缘罩152包括前、后和侧边缘部分160、162、164、166。用已知的掩模、蚀刻和沉积(deposition)工艺形成缘罩152。用如前所述的已知的弄圆或混和(blending)工艺形成弄圆的界面表面154。因此，如上所述，缘罩152为滑动件本体和空气轴承的边缘提供了接触界面，以保护盘表面。
图11-12中所示的滑动件180示出边缘保护部件的另一实施例。滑动件180中与前述附图中相同的部分用相同标号。如图所示，滑动件180包括圆的滑动件本体边缘182。用已知的弄圆或混和工艺弄圆边缘。圆的边缘分布接触压力，以在滑动件本体与盘表面之间提供一接触界面。在所示的实施例中，滑动件包括圆的前、后和侧边缘部分184、186、188、190。
如图所示，滑动件本体80包括凸起的角罩192、194、196、198。弄圆的角罩192、194、196、198位于滑动件本体80的拐角上，并在滑动件本体80之上上升至一凹陷于空气轴承90(例如轨道94、96)的一个高度，以提供一磁头盘接触界面，这不会对空气轴承的浮动高度特性有显著的影响。在所示的实施例中，罩192、194、196、198与滑动件本体80的周边边缘隔开，为空气轴承(例如轨道94、96)提供一接触界面保护。
角罩192、194、196、198的凸起外边缘包括一如图12所示的弄圆的表面结构200。用分布接触压力的已知的混和或研磨技术形成圆的表面200。在所示的实施例中，罩192、194、196、198有一圆弧形的朝外面202(如图11所示)，与滑动件本体80的横向边缘部分对齐地延伸。弧形面202能够分布磁头-盘接触的接触压力。在所示的特定实施例中，罩192、194、196、198是半圆形的，但具体的应用不受所示具体形状的限制。可在空气轴承的掩模或制造过程中通过去掉材料制造角罩192、194、196、198，或空气轴承90形成之后通过已知的沉积工艺形成角罩192、194、196、198。诸如类似钻石的碳的外保护或摩擦层如前述图8所示加到角罩192、194、196、198的圆表面200。
因此，如上所述，本发明涉及一包括滑动件本体80的滑动件120，本体80有一上升到滑动件本体80之上的空气轴承90和一凸起的缘罩122。缘罩包括一磁头-盘冲击保护的圆的界面表面。滑动件180包括弄圆的周边边缘184、186、188、190和防止磁头盘接触的凸起的角罩192、194、196、198。
尽管示出了一特定的轴承表面，但应知道，其它的轴承结构也是可以使用的，应用不限于某一轴承结构。还要知道的是，尽管结合本发明各个实施例的结构和功能的细节在前面的说明中描述了本发明的各个实施例的许多部件和优点，但该内容仅仅是举例说明，在细节上可以有变化，尤其是在本发明的原理至在所附的权利要求中所用的含义较广的术语所表示的整个范围内零件的结构和布局方面。例如，在不脱离本发明的范围和基本精神的情况下，在保持基本相同的功能的同时可根据特定的应用改变某些元件。此外，尽管在此描述的较佳实施例是指一磁盘驱动器系统，但本领域的技术人员应理解，本发明的内容在不脱离本发明的范围和基本精神的情况下可应用于其它系统，类似光盘系统。
Claims (14)
1.一种滑动件，它包括：
一包括一前边缘、一后边缘和相对的侧边缘的滑动件本体，该滑动件本体包括至少一个凸起的轴承表面和至少一个凹陷的轴承表面，至少一个凸起的轴承表面沿凸起在至少一个凹陷的轴承表面之上的细长凸起轴承轨道的顶表面延伸，凸起的轴承轨道具有凸起的外周边缘，该外周边缘的一部分边缘与滑动件本体的前、后和侧边缘偏离；以及
沿滑动件本体的前、后和相对侧边缘表面的一凸起的前边缘罩、一凸起的后边缘罩和凸起的相对侧边缘罩，前、后和相对侧边缘罩凸起在至少一个凹陷的轴承表面之上，以在凸起的前边缘罩、后边缘罩和相对侧边缘罩与至少一个凹陷的轴承表面之间形成一台阶界面，前、后和侧边缘罩包括位于细长轴承轨道的凸起的外边缘中的那部分偏移边缘与滑动件本体的前、后和侧边缘之间的凸起的罩部分，前、后和相对的侧边缘罩都有一沿其长度的圆形界面表面，以提供磁头-盘冲击保护，保护在滑动件本体的边缘和凸起轴承轨道的凸起外边缘；前、后和侧边缘罩的圆形界面表面从边缘罩的基础延伸到边缘罩的上表面；
前、后和侧边缘罩的上升高度低于至少一个凸起的轴承表面沿细长轴承轨道延伸的上升高度。
2.如权利要求1所述的滑动件，其特征在于，通过掩模工艺形成上升的边缘罩。
3.如权利要求1所述的滑动件，其特征在于，通过机械的、离子铣或化学弄圆工艺形成边缘罩的圆形界面表面。
4.如权利要求1所述的滑动件，其特征在于，相对侧边缘罩与细长轴承轨道一体形成。
5.如权利要求1所述的滑动件，其特征在于，前、后和相对侧边缘罩沿滑动件本体的前、后和侧边缘的整个长度延伸。
6.一滑动件，它包括：
一滑动件本体，它包括至少一个凸起的轴承表面和至少一个凹陷的轴承表面；
滑动件本体包括圆形边缘，以为滑动件本体提供冲击保护，至少一个凸起的轴承表面包括非圆边缘；以及
至少一个凸起角罩，具有从至少一个凹陷的轴承表面延伸的高度范围和一凸起的罩表面，至少一个凸起角罩与滑动件本体的圆形边缘的至少一个分开并包括一在高度范围与凸起罩表面之间的圆形界面边缘，以为至少一个凸起的轴承表面的非圆边缘提供冲击保护；
至少一个凸起的角罩的圆形界面边缘从至少一个凸起的角罩的基础沿至少一个凸起的角罩的高度范围延伸到凸起罩表面；
凸起角罩的高度低于轴承表面的高度。
7.如权利要求6所述的滑动件，其特征在于，包括至少四个角罩。
8.如权利要求6所述的滑动件，其特征在于，至少一个角罩包括一弧形朝外面。
9.如权利要求6所述的滑动件，其特征在于，至少一个凸起角罩的顶表面为半圆形。
10.如权利要求6所述的滑动件，其特征在于，滑动件本体包括前、后和侧边缘，滑动件本体的圆形边缘沿滑动件本体的前、后和侧边缘延伸。
11.如权利要求6所述的滑动件，其特征在于，用化学、机械或离子铣弄圆工艺形成滑动件本体的圆形边缘。
12.如权利要求6所述的滑动件，其特征在于，滑动件本体包括前、后和侧边缘，前、后和侧边缘包括沿滑动件本体的前、后和侧边缘的整个边缘长度的圆形边缘。
13.一种滑动件，它包括：
一滑动件本体，它包括一前边缘、一后边缘和相对侧边缘，还包括至少一个凸起在凹陷轴承表面之上的凸起的轴承轨道，一凸起轴承表面沿所述凸起的轴承轨道的顶表面延伸，该轴承轨道具有在轴承轨道的前边缘与后边缘之间延伸的长度尺寸和在凸起轴承轨道的相对侧之间延伸的宽度尺寸，凸起轴承轨道的前边缘和后边缘设置在滑动件本体的前边缘和后边缘之间，所述凸起轴承轨道包括一偏离滑动件本体的前、后或侧边缘之一的凸起的边缘部分；以及
一凸起在凹陷轴承表面之上凹陷在轴承表面之下的细长边缘罩，形成一在凸起的边缘罩与凹陷的轴承表面之间的台阶界面，边缘罩包括一置于凸起的轴承轨道的凸起偏离的边缘部分与滑动件本体的前、后或侧边缘之间的凸起部分，边缘罩包括在其上表面与外侧表面之间的沿边缘罩长度的圆形界面表面。
14.一滑动件，它包括：
一滑动件本体，它包括一前边缘、一后边缘和相对侧边缘，还包括一上升的凸起轴承轨道，形成一凸起在凹陷轴承表面之上的凸起的轴承表面，所述凸起轴承轨道具有在凸起轴承轨道的前边缘与后边缘之间延伸的长度尺寸和在凸起轴承轨道的相对侧之间延伸的宽度尺寸，凸起轴承轨道的前边缘和后边缘设置在滑动件本体的前边缘和后边缘之间；以及
一凸起在凹陷轴承表面之上的边缘罩，其上升的高度低于上升的凸起轴承轨道的高度，边缘罩有一高度范围和凸起的边缘罩表面，边缘罩包括在其上表面与外侧表面之间沿其长度的圆形界面表面。
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