CN2569285Y - 磁盘驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭露一种磁盘驱动器，其包括有基座、主轴马达和固持结构，该磁盘安装在基座上，并由主轴马达驱动旋转，其表面具有一磁性存储数据的数据区，每一固持结构皆设有可对应在磁盘上面和下面延伸的延伸部，这些延伸部可从磁盘边缘外的一个位置延伸到磁盘边缘内的位于磁盘表面数据区外侧一个位置，固持结构安装在基座上，其能从一垂直磁盘表面的方向限定磁盘的位移，以防止数据区与磁盘驱动器上的其它组件接触而使数据区遭受破坏。

Description

磁盘驱动器

【技术领域】

本实用新型是关于一种磁盘驱动器，尤其是指一种具有能吸引如在贮存或运输的过程中造成的非运行性震动产生的震动力的结构的一种计算机磁盘驱动器。

【技术背景】

在计算机系统中，讯息常存贮在硬盘或软盘表面的同中心磁道的磁性膜片上，并可通过磁头在膜片上来写或读取。当存贮或取回资料时，磁头常依靠在一快速旋转的磁盘上的薄片状空气边缘层来避免磁头与磁盘的磁性表面直接接触。

大多数磁盘驱动器的磁头安装在一个组件的端部，该组件一般是指致动器。致动器已广泛应用的两种结构是直线型和旋转型。直线型结构的致动器沿磁盘的半径线直线运动至磁头在磁盘的磁性表面上的预定位置。旋转结构的致动器绕接近磁盘边缘的枢轴点旋转，磁头摆动，并在磁盘的磁表面弧形运动定位。

磁盘驱动器还可以驱动器非运行时磁头的位置进行分类。在自动装载型驱动器中，驱动器处于非运行时，其安装磁头的致动器独自安装在远离磁盘的位置(典型是倾斜的)。在接触开始/停止型驱动器中，当驱动器不运行时，磁头停止在磁盘表面无数据区域的位置(典型的是其内部位置)。

磁盘驱动器在运行过程中的摩擦和震动可能会破坏磁盘驱动器(运行摩擦或震动)。当磁盘驱动器不运行时也会发生震动(非运行震动)，如当贮存或运输磁盘驱动器时。且震动和/或摩擦的破坏已随着膝上型和掌上型计算机的出现成为很显蓍的问题，因膝上型和掌上型计算机常从一个位置移向另一个位置而用于会受到重复撞击的严峻环境中。

自动装载型和接触开始/停止型磁盘驱动器皆需要防外部摩擦和震动的保护。在自动装载型驱动器中，主轴马达的轴承尤其易受到破坏。大的震动集中在驱动器上会产生塑性变形而影响轴承的转速。这些变形可导致磁盘旋转时沿侧向摇摆和可能产生跟踪问题，也会导致声音降格，且这些塑性变形也可能降低磁盘的旋转速度或阻止磁盘与轴承一起旋转。

在接触开始/停止型驱动器中，驱动器上的震动可能导致磁头易从磁盘表面抬升和降低。该种磁盘和磁头间之接触会破坏磁头和/或磁盘表面。

某些震动会在垂直磁盘的方向产生很大的力，潜在地产生磁盘或磁盘驱动器上的其它组件移位，以致磁盘与其它某一组件接触而破坏磁盘。在以前的磁盘驱动器中，磁盘和致动器间的间隙已足够大而防止该种接触，当有多个磁盘时，磁盘与磁盘间的距离为3.0mm，每一磁盘与对应致动器间的距离已经减小至不超过0.35mm。

较新的、较薄的磁盘驱动器使用较小的磁头，需要较小的磁盘和致动器间的间隙。例如，为在驱动器内装设四个磁头和两个磁盘，磁盘间的距离小于2.25mm的磁盘驱动器需要磁盘与致动器间小于0.22mm的间隙。因此，这些小的磁盘驱动器相较于旧有的磁盘驱动器，其磁盘较小的位移，便能产生磁盘和磁盘驱动器上其它组件间的接触。另外，较小的预荷载，如3.0至4.0克，在致动器受较大的震动时用50％的滑动器就不足以承载其头部总成，如150克的加速度就会使头部总成升起来尔后再下降，从而产生磁头与磁盘间的接触。而且，许多较新的驱动器的基板厚度已减小。安装在基板上的主轴马达可以增加高度和位移，从而增加了安装在主轴马达上的一个或多个磁盘与磁盘驱动器上其它组件间产生接触的危险性。另外，磁盘偏转也会使磁盘和其它组件间产生接触。

【发明内容】

本实用新型的目的在于提供一种其内设有可防止非运行性震动使磁盘数据区与磁盘驱动器上的其它组件接触而使数据区遭受破坏结构的磁盘驱动器。

本实用新型磁盘驱动器包括有基座、主轴马达和固持结构，该磁盘安装在基座上，并由主轴马达驱动旋转，其表面具有一磁性存储数据的数据区，每一固持结构皆设有可对应在磁盘上面和下面延伸的延伸部，这些延伸部可从磁盘边缘外的一个位置延伸到磁盘边缘内的位于磁盘表面数据区外侧一个位置，固持结构安装在基座上，其能从一垂直磁盘表面的方向限定磁盘的位移，以防止数据区与磁盘驱动器上的其它组件接触而使数据区遭受破坏。

本实用新型的优点在于：该磁盘驱动器在磁盘边缘设有固持结构，当其受到非运行震动时，因该固持结构固持在磁盘无磁介质数据区的边缘，可以避免磁盘偏转及磁盘与驱动器中的其它组件接触而破坏磁盘上的数据区，其结构简单、固持效果良好。

【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1A是本实用新型自动装载型磁盘驱动器的简化平面视图。

图1B是图1A所示磁盘驱动器的更祥细的平面视图。

图2是图1A中磁盘驱动器沿1A-1A线的端部视图。

图3是图1B中的固持结构沿1B-1B线的剖视图。

图4A是本实用新型致动器和震动缓冲器的祥细平面视图。

图4B是图4A中承载臂、弯曲和磁头而无震动缓冲器的简单平面视图。

图4C是图4B中的致动器沿4A-4A线的侧视图。

图5A是图1B中的磁盘驱动器沿1C-1C线的部分纵剖视图、且头部总成相对磁盘定位在中心位置。

图5B是图5A的一部分的祥细视图。

图6A和图6B分别是本实用新型震动缓冲器的平面图和侧视图。

【具体实施方式】

图1A是本实用新型自动装载型磁盘驱动器100的简化平面视图，该磁盘驱动器100包括一基板101、一磁盘102和一致动器103。磁盘102由一主轴马达104驱动并绕其旋转。致动器103围绕一轴杆108旋转，并由一致动线圈109(如图1B所示)驱动。该致动线圈109与一磁体装置(未图示)连接，该磁体装置一起制成能旋转致动器103的声音线圈马达。致动器103的一端安装磁头105和一个承载棒106(如一凸轮跟随器)，承载棒106与一凸轮107配合。在图1A中，致动器103已定位，磁头105处于一个适宜飞行的位置，如磁头105能被磁盘102旋转产生的空气轴承支承的位置。

图1B是磁盘驱动器100更祥细的平面视图。如图1B所示，磁盘驱动器100还包括安装在基板101上的固持结构121、122、123和安装在致动器103上的震动缓冲器124。固持结构121、122、123和震动缓冲器124皆在下面作更祥细的描述。在图1B中显示致动器103已定位，磁头105处于磁盘102外停止的位置。

如图2所示，螺丝分别装入基板101(图2中未显示)的空穴254、264内而安装凸轮装置257、267在基板101上。凸轮装置257的突起251a、251b对应装置入凸轮装置267的开口253a、253b内，从而凸轮装置257、267互锁在一起。凸轮装置267下面的突起252a、252b安装入基板101的相应开口内，对应承载棒106、206、216、226和磁盘102、202定位凸轮装置257、267在适当的位置。承载棒206、216、226安装在致动器上，其安装方式与图1A和图1B中所示的承载棒106和致动器103的安装方式相同。

凸轮装置257、267具有相同的操作方式。凸轮装置257设有一凸轮107，凸轮装置267设有一凸轮207。为简单计，仅凸轮装置257的操作和与凸轮装置257相对应的承载棒106和磁头105的操作介绍如下。可以想到，每一承载棒206、216和226与相应的凸轮的表面的连接与下面所述的承载棒106与相应的凸轮的表面的连接相同。

承载棒106向承载臂406(如图4A至图4C所示)延伸，且承载棒106的该延伸端与凸轮107的相邻表面接触并沿其运动，该凸轮107位于停止位置253和允许磁头105在磁盘102上自由飞行的飞行位置(如图2所示)间。承载棒106通过承载臂406施力与凸轮107的表面接触。

当磁盘驱动器100运行时，磁头105借磁盘102旋转产生的空气动力(空气轴)在磁盘102上飞行。当欲结束磁盘驱动器100的运行和磁盘102的旋转时，致动器103向磁盘102的边缘旋转磁头105，使承载棒106与凸轮107接触。当磁头105进一步旋转时，凸轮107的轮廓抬升承载棒106，因此磁头105远离磁盘102的表面。最后，致动器103旋向停止位置，承载棒106休息在凸轮107表面的停止位置253，从而磁头105在磁盘驱动器100非运行时脱离磁盘102。通过承载臂406(图4A至图4C)和凸轮107表面上的停止位置253所施加的力，可以使承载棒106在位置253与凸轮107的表面保持接触。

如前所述，磁盘驱动器100可产生非运行性震动，如在磁盘驱动器100贮存或运输的过程中产生的磁盘102相对磁盘驱动器100的其它组件的运动，该运动方向垂直于图1A和图1B所示的磁盘102的表面。固持结构121、122、123和震动缓冲器124可以防止磁盘102表面的数据区(如图4A所揭示)与磁盘驱动器100上的其它组件接触而产生非运行性震动，从而防止因接触而造成的数据区的破坏。若非运行性震动足够大至超过承载臂的力，承载棒106便从凸轮107的表面提升，当承载棒106返回凸轮107的表面时，磁头105在停止位置时产生磁盘102表面的数据区和悬挂磁盘102(见图4A)的承载臂406的一个部分接触。这样的震动使磁盘102表面的数据区和一个用于装设承载臂406在致动臂405上的椿板407(请参照图4C)产生接触。另外，这种足够大的震动使磁盘102产生倾斜，继而磁盘102和承载臂406或椿板407间产生接触。另外，足够大的非运行性震动足以使磁盘102、基板101或上盖(图中未显示)倾斜，继而产生磁盘102和基板101间的接触，或磁盘102和上盖间的接触。另需说明的是，上盖自相邻的磁盘102表面具有一3.0mm的间隙。

图3是本实用新型固持结构121在图1B中沿1B-1B线的剖视图。固持结构122具有与固持结构121相同的形状。固持结构123与固持结构121、122相比具有较相似、但稍有不同的形状，下面将更详细地说明。

磁盘驱动器主轴马达(图中未显示)装置在基板101上。主轴马达的毂延伸穿过基板101。磁盘202夹在磁盘驱动器主轴马达的毂的凸缘上。主轴马达和磁盘202具有相应的较大尺寸，而基板101则相对较薄(在该实施例中大约为0.75mm)，故施加在磁盘驱动器100上的震动会使基板101产生相对较大的倾斜。磁盘102、202也会因震动而倾斜，固持结构121、122、123可以阻止磁盘102、202和一个或多个基板101、磁盘驱动器100的上盖、椿板407或承载臂406间的接触。

如图3所示，固持结构121用螺丝301安装在基板101上。该固持结构121包括一圆柱形本体121a和三个延伸部121b。延伸部121b设有两个切口121c。本体121a可为圆柱形，也可为立方体形等其它形状。此外，固持结构121也可不仅仅只有三个延伸部121b。总之，本实用新型的一个固持结构包括多个适当的限止每一磁盘在磁盘驱动器中的延伸部。在该实施例中，延伸部的数量比装在磁盘驱动器上的磁盘数量多一个。

每一切口121c的表面由一相对于磁盘材料的弹性系数具有较低弹性系数的材料制成，因此固持结构121和磁盘201、202间的接触应力会减小。切口121c的表面可由塑料制成，也可选择由聚甲醛类树脂(杜邦公司制造)、聚碳酸脂和聚酰亚胺醚塑料(美国GE塑料公司制造)组成的聚合物制成。在制造过程中，可以仅对切口121c的表面用低弹性系数的材料制成，但为了简化制造过程，也可以把整个固持结构121用相同的低弹性系数的材料制成。

每一延伸部121b和磁盘102或202的相邻表面间的间隙必须充分小于致动器103和相邻磁盘102或202间的最小间隙，防止在震动中使致动器103和磁盘102间产生接触。在本实用新型的该实施例中，致动器和相邻磁盘间的最小间隙是0.22mm，每一延伸部121b和相邻磁盘102或202的表面间的间隙在0.15和0.20mm之间。

每一延伸部121b延伸在磁盘102或202的边缘，并采用适当数量的延伸部121b，确保发生震动时使延伸部121b固持住磁盘102或202。同时，延伸部121b没有延伸在磁盘102或202数据区的开始部分，避免磁盘102或202与其中一延伸部121b接触时数据区被破坏。

在本实用新型的该实施例中，每一延伸部没有延伸在磁盘102的适宜飞行的圆弧402(如图4A所示)的上，也就是说，假若其中一延伸部121b和其中一磁盘102或202间的特殊的硬接触发生时，磁盘102或202产生的倾斜将不会影响磁头105的飞行特性或数据区的完整性。这也是因此使延伸部121b上的污染物仅能传输至磁盘表面适宜飞行的圆弧402的外侧，减小污染物减退磁头105的飞行性能或数据区的完整性的可能性。

如前所述，固持结构123与固持结构121、122相比具有轻微的形状差异，这种差异对于本实用新型来说是不必要的，且仅是固持结构123与凸轮107因如下所述的原因一起形成的一种结果。固持结构123的三个延伸部从上看(如图1B所示)比固持结构121、122的三个延伸部延伸得更远，并形成肘形。

本实用新型磁盘驱动器100设有三个固持结构121、122和123，然而，磁盘驱动器的固持结构可设成多于或少于三个，如一、二、四或更多。具体设计时可根据磁盘的固定、磁盘驱动器结构的复杂性和成本及磁盘驱动器空间制约而决定固持结构的数量。总之，每一固持结构可固定在任一设定的位置。如果采用多个固持结构，固持结构被定位在磁盘边缘彼此间隔大约相等距离的位置。在磁盘驱动器100中，固持结构123与凸轮107一体模制形成。固持结构122定位在接近轴杆108的开放区域。固持结构122、123定位在相对致动器103的延伸过磁盘102数据区的部分大约对称的位置。固持结构121如此定位，可使其与每一固持结构122、123距大约相等的距离。

图4A是本实用新型致动器103和震动缓冲器124的祥细的平面视图。图4B是承载臂406、弯曲408和磁头105而没有震动缓冲器124的简化平面视图。图4C是致动器103沿4A-4A线的侧视图。下面将重点介绍震动缓冲器124防止磁盘102和致动器103间的接触破坏，否则会产生磁盘102和致动器103间的相对运动而把产生的震动传送给磁盘驱动器100。

致动器103的每一承载臂406和致动臂405上皆形成一孔。如图4C所示，承载臂406装在致动臂405上，夹在致动臂405和椿板407之间，并且承载臂406、致动臂405和椿板407一起摇动。椿板407上的小圆环延伸过如图4A所示的致动臂405上的孔。

弯曲408和承载臂406一体形成，并位于承载臂406的一端。该弯曲408是移除承载臂406上的材料而留下的一个弹性部。在图4A至图4C中，在承载臂406下侧蚀刻形成区域410，使承载臂406具有弹性特性。承载臂406和弯曲408一体组成悬臂。磁头105用传统方法粘结在弯曲408上。磁头105、承载臂406和弯曲408一起组成头部总成。电缆411电性连接磁头105至磁盘驱动器100的其它电子组件上。

承载棒106安装在承载臂406上，在图4A中，致动器103处于非运行位置，在该位置，致动器103向磁盘102的边缘403延伸并覆盖在磁盘102的一个部分上。适宜飞行的圆弧用402表示，如在该圆弧外磁头105是不允许飞行的，在适宜飞行的圆弧402外侧，磁头105由承载棒106和凸轮107连接支撑。圆弧401标示磁盘102上存贮资料的最远点，例如在图4A中所示的圆弧401限定磁盘102表面的数据区域。

承载臂406上形成一切口406a。一个如切口406a这样的切口必需提供处于基板101和磁盘202间的头部总成523(如图5A和5B所示)上的主轴马达和承载臂间的间隙。尽管切口406a对于磁盘驱动器100的其它头部总成501、503和513上的承载臂不是必须的，但每一承载臂上形成这样一个切口，可在装配过程中，任何承载臂可被装配在任一头部总成501、503、513和523上，因此可使磁盘驱动器100的装配更容易。承载臂406位于切口406a和承载臂406的孔间的部分延伸在数据区上，该部分极易受承载臂406的接触破坏，因而把震动传递到磁盘驱动器100上。

本实用新型致动器103和磁盘102间的最小间隙是承载臂406的切口406a，致动器103上接近该切口406a的区域尤其易接触磁盘102。因而，震动缓冲器124安装在切口406a附近而避免该种接触。此外，震动缓冲器124定位在切口406a附近，可在震动过程中更快地与磁盘102接触，使震动缓冲器124更有效地防止致动器103的任一部分与磁盘102间的接触，否则将出现震动缓冲器124固定而致动器103和磁盘102间的间隙更大的情况。震动缓冲器124不管磁盘102或悬臂(承载臂406和弯曲408)是否倾斜都会防止磁盘102和致动器103间的接触。

震动缓冲器124安装在承载臂406的下方，使其一边124a正好位于磁盘102的适宜飞行的圆弧402外侧。该边124a概与适宜飞行的圆弧402的轮廓一致，也是震动缓冲器124和磁盘102间的接触设在磁盘102圆弧402外侧的原因，从而污染物不易从震动缓冲器124传至磁盘102，也不会使震动缓冲器124和磁盘102间特殊的硬接触逆向影响磁头的飞行特性和圆弧401内数据区的完整性。

承载臂406形成有加工孔412、413，对应该等加工孔在震动缓冲器124上也形成切口124b，这样在震动缓冲器124装在承载臂406上后头部总成的装配过程中，震动缓冲器124不会和承载臂406交迭。

震动缓冲器124的边缘124c应尽可能接近切口124b，使其整体尺寸尽可能地小。实践中，震动缓冲器124的大小可由其工艺过程决定。例如，震动缓冲器124由一薄型材料冲压成型，若震动缓冲器124较小，则较小的冲压模具在冲压过程中将太脆弱。

震动缓冲器124最好制成相对于承载臂406的纵长轴(如图4B所示)是对称的，这样更容易装配，因为震动缓冲器124可相邻磁盘102安装在承载臂406的上表面或下表面。当然，震动缓冲器124也可制成相对于承载臂406的纵长轴是不对称的。

图5A是图1B中磁盘驱动器100沿1C-1C线的部分剖视图，在图5A中，头部总成501、503、513、523相对于磁盘102、202定位在中心位置，而不是接近磁盘102、202的外边缘。图5B是图5A的部分祥细视图，头部总成501、503安装在磁盘102的相对侧，头部总成513、523安装在磁盘202的相对侧。震动缓冲器和磁头安装在相邻对应的磁盘的每一头部总成的承载臂一侧，如震动缓冲器124和磁头105安装在磁盘102上侧头部总成501的承载臂406上，震动缓冲器504和磁头505安装在磁盘102下侧头部总成503的承载臂上，震动缓冲器514和磁头515安装在磁盘202上侧头部总成513的承载臂上，震动缓冲器524和磁头525安装在磁盘202上侧头部总成523的承载臂上。

每一震动缓冲器具有足够厚度，足以保证对应的悬臂不能与相邻的磁盘表面接触。

相邻对应的磁盘102或202的每一个震动缓冲器124、504、514和524的接触表面由相对于磁盘材料的弹性系数具有较低弹性系数的材料制成，因而，在接触的过程中，震动缓冲器124、504、514或524在某些程度上与相邻的磁盘102或202表面接触。该震动缓冲器的接触表面可由塑料制成，也可由聚酯制成。本实用新型震动缓冲器整体使用同一材料、采用一个工艺步骤制成，因而其其中一个表面可粘结到承载臂上。

震动缓冲器124可以用任何适当的方式粘结在承载臂406上。如采用具有低的除气特性的丙烯酸粘结剂粘结。总之，任何具有低的除气特性的粘结剂皆可选用。

震动缓冲器124可采用其它的方法固定在承载臂406上，例如，在震动缓冲器124上设一突起，对应按压入承载臂406上所形成的空穴内或按压入其中一切削孔412或413内。

如上所述，震动缓冲器124可由一薄型片材冲压形成，也可模制成型。

图6A和6B分别为震动缓冲器124的平面视图和侧视图。在图6A中，尺寸601是2.45mm，尺寸602是0.55mm，半径603是0.50mm，半径604是每一个0.25mm，尺寸605是1.51mm和角度606是9.00。在图6B中，震动缓冲器124的厚度607是0.250mm，并具有0.025mm的公差。这些尺寸表明本实用新型震动缓冲器的大小。可以想到，本实用新型的震动缓冲器也可以采用不同的其它的形状和大小。

Claims (9)

1.一种磁盘驱动器，其包括一基座、一主轴马达和一固持结构，该磁盘安装在基座上，并由主轴马达驱动旋转，其表面具有一磁性存储数据的数据区，其特征在于：该固持结构安装在基座上，设有可对应延伸在磁盘上面和下面的第一、第二延伸部，这些延伸部从磁盘边缘外的一个位置延伸到位于磁盘表面数据区外侧的磁盘边缘内的一个位置，该固持结构在磁盘驱动器内产生震动力时和磁盘间会产生一个间隙。

2.如权利要求1所述的磁盘驱动器，其特征在于：所述磁盘驱动器设有具有可对应延伸在磁盘上面和下面的第一、第二延伸部的多于一个的固持结构。

3.如权利要求1所述的磁盘驱动器，其特征在于：固持结构接触磁盘的表面可采用相较磁盘材料的弹性系数具有较低的弹性系数的材料制成。

4.如权利要求3所述的磁盘驱动器，其特征在于：所述固持结构的接触表面用塑料制成。

5.如权利要求3所述的磁盘驱动器，其特征在于：所述固持结构的接触表面可选择由聚甲醛类树脂、聚碳酸脂和聚酰亚胺醚塑料组成的聚合物制成。

6.如权利要求2所述的磁盘驱动器，其特征在于：所述多个固持结构等距围绕安装在磁盘边缘。

7.如权利要求1所述的磁盘驱动器，其特征在于：所述第一、第二延伸部延伸在磁盘边缘上可适宜磁盘飞行的圆弧的外侧位置。

8.如权利要求1所述的磁盘驱动器，其特征在于：所述磁盘驱动器还包括堆栈安装的多个磁盘，这些磁盘具有一个共同的旋转轴，固持结构包括多个延伸部，每一延伸部位于磁盘表面数据区外侧从磁盘边缘外的一个位置飞行到磁盘边缘内的一个位置，延伸部中的一个第一延伸部定位在最上侧的磁盘的上面，延伸部中的一个第二延伸部定位在最下侧的磁盘的下面，其余的一个或多个延伸部延伸在堆栈的磁盘间，固持结构的延伸部的数量比磁盘的数量多一个。

9.如权利要求8所述的磁盘驱动器，其特征在于：相邻磁盘间的距离小于2.25mm。

Images