CN2563689Y - 磁头动态读写装置 - Google Patents

Abstract

一种磁头动态读写装置包括一旋转致动器，其设一承载臂，该承载臂上装设有读写组件的滑块，一支撑杆非对称地自承载臂末端延伸而出，该支撑杆的尖端可与一凸轮件的凸面相配合，该滑块动态移上或移离磁盘，该滑块上施加了一转动力矩。

Description

磁头动态读写装置

【技术领域】

本实用新型关于一种硬盘信息读写装置，尤指一种将磁头动态移离或移上转动磁盘表面的磁头动态读写装置。

【技术背景】

在较早的硬盘信息读写技术中，当磁盘转动停止后，磁头降落在磁盘上，磁盘再次激活后，磁头从磁盘上飞起。目前的技术中，磁头是移离或移上转动的磁盘表面上方。如美国专利第4,535,374号(anderson et al.，1985年8月13日公告)是关于一种具线性致动的硬盘驱动器，其可将磁头动态移入或移离磁盘上方。该专利中还包括一安装在壳体中的凸轮跟随器，及一承载臂，该承载臂的末端安装有磁头，一凸面设置在该承载臂末端与致动器安装点的中间部分。当磁头缩回时，该凸面可与凸轮跟随器配合作用将磁头悬浮在磁盘上方。

美国专利第4,663,682号(McNeil，1987年5月5日公告)揭示一利用凸轮结构来达到动态装载磁头到磁盘上方的一线性致动硬盘驱动器。一组安装在壳体中的凸面和一具尖端的翼片，一承载臂上安装有滑块，该翼片固定在该承载臂尖端与致动器安装点的中间位置。当磁头缩回时，该翼片的尖端与该凸面相配合将磁头悬浮在磁盘上方。本专利中，滑块下安装的磁头移动方向与滑块的纵长轴平行，且与承载臂的纵长轴垂直。当滑块移入磁盘上方的过程中，接近转动的磁盘表面时，该凸面可发生偏转，以一斜面朝向滑块。

美国专利第4,933,785号(Morehouse et al.，1990年6月12日公告，授权给Prairieted Corporation)，其揭示一种利用旋转致动器的硬盘驱动器。装有磁头的承载臂上包括一按钮，该按钮沿承载臂纵长轴方向固定在其上。该按钮可与一具凸面的扩展板配合作用，将安装在承载臂枢接点相对的另一末端的磁头动态移入或移离磁盘上方，该磁头平行于该承载臂的纵长轴。该按钮与该凸面配合可向承载臂施加对称的提升力，该磁头可平衡地悬浮在磁盘上方。

随后，Prairietek在关于硬盘驱动器的介绍中，利用了一动态装载结构。该结构包括一安装在壳体内的凸面，该凸面可直接与安装有滑块的承载臂末端接触。在命名为120的实施例中，一具该凸面的凸轮件安装在滑块与旋转致动器枢接点中间位置的壳体中。120号实施例中的动态装载结构与’785专利的主要区别在于，省去了安装在承载臂上的按钮而对承载臂提供一中心提升力。在实施例120中，施加在承载臂上的力矩较大，无法根据承载臂上产生的转动来调节力矩的大小。

美国专利第3,984,873号(Pejcha，1976年10月5日公告)，其揭示了一种动态装载磁头的结构。在一个实施例中，其利用一设在磁盘表面的可动滑槽，利用一板簧对称布置在承载臂的末端将磁头移入磁盘上方，该板簧容置在该可动滑槽中。该滑槽开口设在磁盘上表面产，与磁盘相平行。当板簧容置在滑槽时，磁头不移入磁盘上方。将磁头移入磁盘上方时，该板簧从该滑槽中脱离，磁头朝着磁盘的方向移动。在另一实施例中，装在承载臂末端的板簧呈十字状，一枢接组件可移动地与板簧的十字尖端接触而将磁头移离磁盘上方。在第三实施例中，一凸面安装在磁盘边缘，一弹性组件用螺钉固定在转动臂上，一磁头安装该弹性组件上。一弹簧固定在与转动臂中心线垂直的方向，其末端邻近磁头，该弹簧的纵长轴与该凸面的纵长轴方向平行。

【发明内容】

本实用新型的目的在于提供一种磁头动态读写装置，当滑块移入转动着的磁盘上方时，该磁头动态装载装置可向滑块施加一转矩。

本实用新型的另一目的在于提供一种可以调节施加在滑动上转矩大小的磁头动态读写装置。

本实用新型进一步的目的在于提供一磁头动态读写装置，其致动器可从凸轮件的后部进行组装，并与该凸轮件相配合，从而简化致动器的安装过程及防止磁盘损坏。

本实用新型又一目的在于提供一种结构简单，且可直接可利用现有组件的磁头动态读写装置。

本实用新型进一步的目的提供一种磁头动态移离磁盘的保护装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一致动臂上安装有滑块，该滑块可在磁盘表面的空气支撑层上飞行，该致动臂末端设置一支撑杆。该支撑杆自致动臂的末端沿与致动臂中心线成一定角度的方向延伸而出，其可与一安装在基座上的凸轮件配合。由于支撑杆相对于致动臂纵长轴的非对称设置，当该枢接的致动臂在滑块动态移入磁盘上方时，可在该滑块上产生一转动力矩。

由于采用了上述技术方案，本实用新型磁头动态装载装置具有可调节作用于滑块上的转矩，简化安装过程，优化硬盘驱动器结构，保护磁盘的优点。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1是本实用新型具磁头动态读写装置的硬盘驱动器的平面视图。

图2是本实用新型万向接头底部的平面视图。

图3是本实用新型万向接头的立体图。

图4是本实用新型万向接头另一方向的立体图。

图5a-5c是安装在万向接头上的滑块作用正、零、负转矩的示意图。

图6-8是作用正、零、负转矩的滑块的转动趋向图

图9是万向接头在多个位置与凸轮件配合作用的放大平面图。

图10是沿图5中a-a视向的截面图。

图11是沿图1中II-II视向的截面图。

【具体实施方式】

请参照图1，为了便于说明，对硬盘驱动器1放大显示。本实用新型的驱动器1包含一磁盘2，该磁盘2具有用来记录及再生数据信息的磁性镀层表面。该磁盘2可转动地安装在一主轴马达(图未示)上。为了随着马达一起转动，一夹具4将磁盘2固定在主轴马达的轮毂5。硬盘驱动器1包括一旋转致动器，其具可绕着一转动中心7转动的致动本体6。背景技术中，已知的线圈永磁马达是安装在永磁致动马达回位盘8的下面。尽管本实用新型揭示了一种永磁马达，其它形式的驱动机构也可用来驱动致动器。万向接头9安装在驱动器6上，并且可绕该转动中心7转动。该万向接头9包括一大至水平、呈三角形的承载臂10，该承载臂尖端固定一滑块11，该滑块11上装有可从磁盘2上读取信息的读写组件。请参阅图2，3，4，更多的视图可进一步说明万向接头9的结构。根据本实用新型，第二万向接头可安装在磁盘2下面，从磁盘2的底面读取资料。该万向接头9包括一支撑杆12，在本实施例中是一固定在承载臂10上表面的圆杆。该支撑杆12也可与该承载臂10一体制成。虽然在本实施例中，该支撑杆12设置在该承载臂10中心轴线18的外侧边(相对于磁盘2的中心而言)，该支撑杆12也可设置在中心轴线18另一侧(位于中心线18与靠近磁盘2中心的承载臂10侧边)。与支撑杆12的尖端13相配合的是一安装在基座3的凸轮件14。该凸轮件14设一凸面15，该凸面15的轮廓详细情况可参见图6。该万向接头9的承载臂10产生一向下的力，使支撑杆12的尖端13接触凸面15。参阅图1、5、6，该凸面15部分延伸至该磁盘2的上表面。如图1及图9所示，采用一些适合的锁固件，如一具螺纹端的螺钉16与底座3的螺纹开口相旋接，可将该凸轮件14安装在基座3上。，一十字开槽17可用来调节该凸轮件14，使该凸轮件14能够沿图5中箭头所示的方向调节滑块11，使其沿磁盘2径向可变化地悬浮在磁盘上方不同的位置及补偿制造误差。该承载臂10可由0.0025”厚的300号不锈钢等材料制成。在本实施例中，该支撑杆12为一不锈钢圆杆，凸面15由达尔林(聚甲醛树酯复合物)制成，该种材料结合可提供一种低磨擦接触面。当然其它材料组合也可以采用，其它合适的低磨擦材料，如一种渗入PTFE的乙缩醛复合物，或其它具低磨擦特性的塑性材料也可用来制作凸面15。将不锈钢圆杆固定在该承载臂10的环氧树脂，可用其它合适的粘合剂来替代，圆杆可焊接或铜焊在承载臂10上。

该承载臂10的中心线(图1中标号18)穿过旋转致动器本体6的转动中心7延伸至承载臂10的末端。如图1所示，在本实施例中，该支撑杆12的中心线与承载臂10的中心线18不平行。两中心线偏移的角度用希腊字母θ来表示。该支撑杆12沿该承载臂10的一侧边延伸，也可作其它形式变化，该支撑杆12不一定必需沿着与承载臂10的一侧边平行的中心线延伸。该承载臂10的中心线与该支撑杆12的中心线之间关系的重点在于：该支撑杆10的偏移设置可在该承载臂10上产生不对称的提升力，当滑块11接近磁盘2表面移入磁盘2上方时，在滑块11上可产生一转动趋势。该滑块11上产生正、反转动都可产生积极的效果。当支撑杆12与凸面15脱离接触后，该滑块11的下表面、该承载臂10的下表面、磁盘2的上表面相平行。

图3中，该支撑杆12沿与承载臂10的中心线成一定角度的方向延伸。该万向接头9为一’下’结构，因为安装在滑块11的读写组件朝下正对磁盘2的上表面。该承载臂10的向下作用力使滑块11内侧边倾斜得比外侧边更靠近磁盘2的上表面，因此在该滑块11上产生一正向转动的趋势。

图4中，该滑块11安装在一挠性件9上，这样，该滑块11可在磁盘2上方沿任意方向运动。该万向接头9可以是Watrous或Whitney悬置结构，但是，其它特殊的悬置结构不适合本实施例。其它支持结构可以用来将滑块11固定在致动器本体6上。该支撑杆12的中心线与万向接头9的中心线的非对称关系可见于图2。

首先，请参考图5a，一承载臂25包括一设有尖端27的支撑杆26。该承载臂25的末端安装一滑块28(被承载臂25所遮挡)，侧边28a，28b可在该图中看见(图6-8中也看见)。该承载臂25类似前述’下’结构的承载臂10。该承载臂25的中心线用29来标示，支撑杆26沿中心线30向外延伸并与一凸面(图未示)接触。该支撑杆26的尖端27与凸面中心线30的接触点，用31来表示。用指向承载臂25中心线及支撑杆26接触凸面的接触线的箭头来表示偏移程度。图5a中，该偏移距离用e来标示，表示该偏离量。该滑块28移入磁盘2的方向用箭头32表示。当该滑块28移入磁盘33上方时，一负转矩施加在该滑块28上。图6中，滑块28移入磁盘33上方时，该滑块28产生一反向转动趋势。该滑块28的侧边28a(侧边28a比侧边28b更接近磁盘33的中心)比侧边28b高于磁盘表面35。通过调节支撑杆26的尖端28与凸面的接触点，该偏心距量e会随着改变，相应的，滑块28的转动也发生改变。如图1所示，这种调节是通过凸轮件14的十字槽17来实现的。

再参考图5b，该承载臂25包括一具尖端39的支撑杆38，该支撑杆38的尖端39沿承载臂25中心线29与凸面接触。由于，凸面沿承载臂25的中心线与支撑杆38的尖端39接触，无力矩作用于该承载臂25上，所以滑块28不会发生转动。如图7所示，当滑块28移入磁盘33的上表面35上方时，滑块28的侧边28a和侧边28b到磁盘2上表面35的距离大致相等，相应地，滑块28无转动趋势。施加正、负转矩作用于滑块都会产生积极的效果，然而，零转矩也有其特殊的作用。

参考图5c及图8，支撑杆40的长度比折边38及26短，因此，该承载臂25的中心线偏移凸面与支撑杆40的尖端41接触点的中心线30，滑块28的侧边28b高于侧边28a到磁盘的距离，由于e而产生一偏心提升力，在支撑杆40的尖端41产生一转矩。图8中，侧边28a比侧边28b(接近磁盘33的外缘34)更接近磁盘33的表面35。如上所述，正、负转矩较零转矩作用在滑块更容易实现。支撑杆可设置在承载臂中心线的另一侧边上，通过适当地调整支撑杆的长度来实现在与凸面接触时产生正、反、零转动趋势。

转矩可由下列公式计算出来，

转矩(T)＝承载臂施加的作用力*偏移距离

该转矩的最大值约为8-10gm-cm，最适合的范围为-0.5gm-cm.＜T＜T+0.5gm-cm.+/-即为前述的正负转矩。不同的承载臂结构当然会有不同的转矩值。

参阅图9及图10，以该万向接头9三种不同的位置来说明其在移入磁盘前，与凸轮件接触时，移入磁盘后的情形。图10中，使用两个万向接头与凸轮件14相配合动态装载安装在万向接头9末端的滑块。在图9中，该万向接头9的最左端位置是旋转致动器安装入硬盘驱动器1时的初始位置。此时，该支撑杆12的尖端13不受到约束。万向接头9沿逆时针方向转动，尖端13滑过凸面的第一突峰15a后，没有其它的作用力施加到该转动的万向接头9上，该尖端13停在凸面15的低谷15b.该位置为万向接头9在三个行程位置的中间位置，也是该滑块11未移入磁盘2上方前的停驻位置。主轴马达起动后，磁盘2以一定的速度转动，然后，相应的电流通过入马达的线圈中以驱动致动器、万向接头以逆时针方向转动，该支撑杆12的尖端13向右移动，滑过凸面15的突峰15c及滑入低谷15d到达图9中的最右位置，如图10中所示滑块11移到磁盘2的边缘。由于支撑杆12的非对称设置，在滑块11移入磁盘2上方的过程中，滑块11靠近磁盘2的侧边低于远离磁盘2的侧边。滑块11上产生一正向转动的趋势。这正如前述的图8中的情形。

尽管动态装载的磁头不与磁盘直接接触，但经过数千次的移上、移下，一些磨损会出现在拐角或磁头边缘。这种拐角处由于磁头接触了磁盘上较大的凸凹引起，并将这些拐角磨圆，一但拐角被磨圆，磨圆的拐角的磁头不再与磁盘上较大的凸凹相互接触而继续发生磨损。磁头在接近磁盘的位置发生的一些较轻微的磨损，可能发生在磁头的敏感或一些不敏感区域。本实施例中，由于转动特性可控制圆角发生的位置及确保磨损发生在不敏感的区域。

为了尽可能地接近磁盘，读写组件一般安装在滑块末端。如果磨损发生在读写组件的间隙间，会导致间隙距离发生变化，从而影响磁头的操作性能。然而，如果磨损沿空气支承层的边缘发生，由于磨损区相对磁头只是很小一部分，磁头的飞行高度基本上不会受到影响。由于磁头移入或移离磁盘的过程中，滑块上施加了一转矩，确保磨损发生在不敏感的区域，加强了整个装置的整体性。

请参照图10，以磁盘2表面做参考基准来计算该凸面15的斜坡15d的斜度，约为0.8°-18°，合适的范围为9°-12°。磁盘2的外周边延伸至凸面15的端面15e内。参照图9及10，通过沿磁盘径向调节该凸轮件，从而对滑块11移入磁盘2的方向进行调节。

如前所述，第二万向接头可安装在万向接头9的下面。第二万向接头上安安装的滑块及读写磁头可动态与磁盘下表面相互作用。图10中，可看见第二万向接头的支撑杆尖端13a相应的制动及定位情形。当采用两个承载臂时，最好设置一延伸于两个万向接头间、大致平行于磁盘2的保护组件20。图11中，上承载臂10a的上滑块11a及上承载臂10a的末端13a，下承载臂10的滑块11及具尖端13的支撑杆12，均处于一未移入磁盘的状态。为了简化视图，磁盘2及凸轮件14的固定结构均未在图中显示。当这些滑块在未移入磁盘上方时时，该保护组件20可防止上滑块11及下滑块11a不小心接触碰撞而将震动传递至硬盘驱动器1。这样，这些万向接头安装在磁盘2的运转区域外，使用防止滑块接触的保护组件20后，挠性件19转动或上下承载臂的滑块接触将震动传递至硬盘驱动器1已不再是一个问题。如果不使用该保护组件20，安装在各自承载臂上的滑块有可能被破坏。使用该保护组件20，也可限制挠性件19的过行程所产生的破坏。该保护组件20可以是一个单独的平面结构，也可以是该凸轮件14的一部分，此时，应与凸轮具相同的材料。如果该保护组件20是独立组件，最好为植入PTFE的软酯材料。

Claims (8)

1.一种磁头动态读写装置包括一基座，一安装在该基座上的磁盘，一包括一承载臂的纵长致动臂，该承载臂枢接在该基座上的转动中心，该承载臂的一端可在与磁盘平行的平面内转动，一装设读写磁头的滑块，一安装在基座中磁盘边缘的凸轮件，其特征在于：一支撑杆自该承载臂末端沿一与该承载臂纵长轴线偏离的中心线延伸而出；一将该滑块固定在该转动中心与该支撑杆中间位置的承载臂上的挠性件，该凸轮件包括一可与该支撑杆作动配合且对该承载臂提供一支持力的凸面。

2.如权利要求1所述的磁头动态读写装置，其特征在于：该凸面包括一使致动臂产生一与该滑块移入磁盘上方向相反的转动趋势且磁盘的安装不与承载臂发生干涉的轮廓。

3.如权利要求1所述的磁头动态读写装置，其特征在于：当滑块移入磁盘上方时，该支撑杆与凸面接触可在滑块上产生一正向转动趋势。

4.如权利要求1所述的磁头动态读写装置，其特征在于：当滑块移入磁盘上方时，支撑杆与凸面接触可对滑块产生一负向转动趋势。

5.如权利要求3所述的磁头动态读写装置，其特征在于：该凸轮件相对于承载臂转动中心的转动，使该转动中心到支撑杆接触凸面接触点位置的距离可以调节，从而调节作用在滑块上的转矩大小。

6.如权利要求1所述的磁头动态读写装置，其特征在于：该凸轮结构可相对于磁盘作径向运动，可调节滑块移入磁盘上方的位置。

7.如权利要求1-6项中的任一项所述的磁头动态读写装置，其特征在于：该支撑杆是圆柱形的。

8.如权利要求1所述的磁头动态读写装置，其特征在于：该转动中心枢装另一致动臂，该致动臂的自由端可在与磁盘平行的平面内转动，一挠性件将安装有读写磁头的滑块固定在该致动臂的末端，使两致动臂上的滑块相对安装，一平面板体邻近磁盘边缘安装在基座中，该平面板体可间置在两滑块之间。

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