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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1.
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Festplattenlaufwerk und insbesondere
ein Festplattenlaufwerk mit einer Plattenschutzvorrichtung und einer Magnetkopfschutzvorrichtung
zum Schutz einer Platte vor einer äußeren Einwirkung.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Ein
Festplattenlaufwerk (Harddiskdrive, HDD), das eine Art Hilfsspeichervorrichtungen
eines Computers ist, liest Daten, die auf einer Magnetplatte gespeichert
sind, oder zeichnet Daten auf die Magnetplatte durch Verwendung
eines Magnetkopfes auf.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein konventionelles Festplattenlaufwerk
zeigt.
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2 ist
eine vertikale Schnittansicht eines Festplattenlaufwerkes, das in 1 gezeigt
ist.
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Mit
Bezug auf 1 schließt ein konventionelles Festplattenlaufwerk
ein Gehäuse 10,
einen Spindelmotor 30, der in dem Gehäuse 10 installiert ist,
um eine Magnetplatte (Festplatte) 20 zu drehen, und einen
Aktuator 40 mit einem Magnetkopf (nicht gezeigt) zum Aufzeichnen
der Daten auf die Platte 20 und zum Reproduzieren der Daten,
die auf der Platte 20 aufgezeichnet sind, ein.
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Das
Gehäuse 10 ist
in einem Hauptkörper (nicht
gezeigt) eines Computers (nicht gezeigt) installiert und schließt eine
Grundplatte 11, die sowohl den Spindelmotor 30 als
auch den Aktuator 40 trägt,
und eine Deckplatte 12, die an den oberen Bereich der Grundplatte 11 gekoppelt
ist, ein, um die Platte 20 zu umhüllen und zu schützen. Typischerweise
besteht das Gehäuse 10 aus
rostfreiem Stahl oder Aluminium.
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Die
Platte 20 ist ein Aufzeichnungsmedium, auf dem Daten aufgezeichnet
werden. Eine oder eine Vielzahl von Platten können bereitgestellt sein, so dass
sie unter einem vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sind.
Die Platte 20 wird durch den Spindelmotor 30 rotiert.
Die Platte 20 schließt
eine Parkzone 21 ein, die auf der inneren umlau fenden Seite
der Platte 20 bereitgestellt ist, wo ein Schleifer 42 mit
einem Magnetkopf, der darauf montiert ist, angeordnet ist, wenn
der Strom abgeschaltet ist, und ein Datenbereich 22, der
auf der äußeren umlaufenden
Seite der Parkzone 21 bereitgestellt ist, wo magnetische
Signale aufgezeichnet werden. Das Bezugszeichen 23 bezeichnet
eine Zone außerhalb
der Datenzone 22, wo Daten aktuell nicht aufgezeichnet werden.
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Die
Kopplungsstruktur des Gehäuses 10,
der Spindelmotor 30 und die Magnetplatte 20 werden
im Detail mit Bezug auf die 2 und 3 beschrieben.
Der Spindelmotor 30 wird durch den Flansch 31 gehalten,
der fest auf der Grundplatte 11 installiert ist. Typischerweise
ist ein oberer Endbereich eines Schafts des Spindelmotors 30 fest
mit der Deckplatte 12 durch eine Schraube 36 gekoppelt.
Ein Lager 32a ist typischerweise um den äußeren Umfang
des Schafts 32 bereitgestellt, so dass eine Nabe 33 drehbar
ist. Die Platte ist um den äußeren Umfang
der Nabe 33 eingefügt.
Wenn eine Vielzahl von Platten 20 installiert ist, ist
ein ringförmiger
Abstandhalter 34 um den äußeren Umfang der Nabe 33 installiert,
um eine Lücke
zwischen den Platten 20 aufrechtzuerhalten. Ein Bügel 35 ist
an den oberen Endbereich der Nabe 33 gekoppelt, um zu verhindern,
dass die Platte 20 sich löst.
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Zurück mit Bezug
auf 1 kann der Aktuator 40 um einen Schwenkschaft 47,
der auf der Grundplatte 11 installiert ist, durch einen
Schwingspulenmotor 48 schwenken. Der Aktuator 40 schließt einen
Arm 46, der an dem Schwenkschaft 47 gekoppelt
ist, so dass er in der Lage ist, zu schwenken, und eine Federung 44 ein,
die an dem Arm 46 gekoppelt ist, um den Schleifer 42 mit
dem Magnetkopf, der daran montiert ist, zu halten, so dass sie elastisch
in Richtung der Oberfläche
der Platte 20 vorgespannt werden kann.
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In
dem konventionellen Festplattenlaufwerk mit der obigen Struktur
wird der Schleifer 42 durch eine elastische Kraft der Federung 44 in
der Parkzone 21 der Platte 20 angeordnet, wenn
der Strom abgeschaltet wird. Wenn der Strom eingeschaltet wird, fängt die
Platte 20 an, sich zu drehen, und eine Anhebekraft wird
durch den Luftdruck erzeugt, so dass der Schleifer 42 angehoben
wird. Der Schleifer 42 wird in einem angehobenen Zustand
zu einer Datenzone 22 der Platte 20 bewegt, wenn
der Arm 46 des Aktuators 40 rotiert wird. Der
Schleifer 42, der zur Datenzone 22 der Platte 20 bewegt
wird, bleibt in einem angehobenen Zustand bei einer Höhe, wo die
Anhebekraft durch die Rotation der Platte 20 und die elastische
Kraft der Federung 40 im Gleichgewicht sind. Der Magnetkopf,
der auf dem Schleifer 42 montiert ist, zeichnet die Daten
auf der Platte 20 auf und gibt sie wieder, während er
einen vorbestimmten Abstand von der sich drehenden Platte 20 beibehält.
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Jedoch,
wenn ein Stoß von
außen
auf das konventionelle Festplattenlaufwerk einwirkt, wird die Platte 20,
die in dem Gehäuse 10 eingebaut
ist, entweder erschüttert
oder verformt. Wenn der Stoß über einem
bestimmten Wert liegt, stößt die Platte 20 mit der
Basisplatte 11 und/oder der Deckplatte 12 zusammen.
Da hier die äußere umlaufende
Seite der Platte 20, wo keine Daten aufgezeichnet sind,
tatsächlich
die Grundplatte 11 oder die Deckplatte 12 kontaktiert,
kontaktiert die Datenzone 22 der Platte 20 nicht
direkt die Grundplatte 11 oder die Deckplatte 12.
Jedoch wenn ein vorstehender Auswurfstift, Grat, oder Fremdmaterial
P auf der oberen Fläche
der Grundplatte 11 oder der unteren Fläche der Deckplatte 12 entsprechend
der Datenzone 22 der Platte 20 existiert, kann
das Fremdmaterial die Datenzone 22 der Platte 20 kontaktieren,
wenn die Platte 20 mit der Grundplatte 11 oder
der Deckplatte 12 zusammenstößt, so dass die Datenzone 22 der
Platte 20 beschädigt
werden kann.
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Auch
wenn die Federung 24 in einem elastisch vorgespannten Zustand
durch einen externen Stoß in
eine Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung, in der die elastische
Kraft anliegt, wie in 3 gezeigt ist, gebogen wird,
und dann durch eine elastische Wiederherstellungskraft zurückgebogen
wird, so dass sie die Oberfläche
der Platte 20 kontaktiert, wird der Magnetkopf durch den
Stoß zwischen
dem Magnetkopf, der auf dem Schleifer 42 montiert ist, und
der Platte 20 beschädigt.
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US-Patent
Nr. 5 757 587 offenbart ein DASD, das eine Vielzahl von Bewegungsbegrenzern
einschließt,
die von zumindest der Grundplatte oder der Deckplatte vorstehen,
wobei jede der Bewegungsbeschränkungsvorrichtungen
eine Seite aufweist, die in der näheren Umgebung zu gegenüberliegenden
Seiten einer DatenaufzeichnungsPlatte und ihr gegenüberliegend,
benachbart zu einem Randbereich der Platte, der keine Daten enthält, angeordnet
sind.
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US-Patent
Nr. 5 239 431 offenbart einen Kopfanhebebegrenzer für ein Plattenlaufwerk,
wobei der Begrenzer auf jedem Plattenabstandhalter einen Flansch
umfaßt,
der zwischen den gegenüberliegenden
Rückseiten
der Magnetköpfe
vorsteht in einer Ebene parallel zu den Plattenflächen, und
so die Verschiebung der Köpfe
von der Plattenoberfläche
begrenzt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Um
das obige und andere Probleme zu lösen, stellt die vorliegende
Erfindung ein Festplattenlaufwerk mit einer Plattenschutzvorrichtung
und einer Magnetkopfschutzvorrichtung, die an der Grundplatte und
der Deckplatte bereitgestellt sind, bereit, um einen Schaden von
der Datenzone der Platte und dem Magnetkopf durch einen äußeren Stoß abzuhalten,
wie es in dem Anspruch 1 ausgeführt
ist.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
werden in den abhängen
Ansprüchen
definiert.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher, wenn
bevorzugte Ausführungsformen
davon mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben
werden, in denen:
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1 eine
perspektivische Explosionsansicht eines konventionellen Festplattenlaufwerks
ist;
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2 eine
vertikale Schnittansicht des Festplattenlaufwerkes von 1 ist,
die einen Zustand zeigt, in der die Platte durch einen äußeren Stoß beschädigt wird;
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3 eine
vertikale Schnittansicht des Festplattenlaufwerkes von 1 ist,
die einen Zustand zeigt, in der die Federung durch einen äußeren Stoß gebogen
wird;
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4 eine
perspektivische Explosionsansicht eines Festplattenlaufwerkes mit
einer Platte und einer Magnetkopfschutzvorrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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5 eine
vertikale Schnittansicht ist, die einen Teil zeigt, wo die Plattenschutzvorrichtung,
die in 4 gezeigt ist, bereitgestellt ist, wenn die Platte durch
einen äußeren Stoß deformiert
wird;
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6 eine
vertikale Schnittansicht ist, die einen Bereich zeigt, wo die Magnetkopfschutzvorrichtung,
die in 4 gezeigt ist, bereitgestellt ist, wenn die Federung
durch einen äußeren Stoß deformiert ist;
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7 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht der Plattenschutzvorrichtung ist, die in 4 gezeigt
ist; und
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8 eine
perspektivische Explosionsansicht eines modifizierten Beispiels
des Festplattenlaufwerkes mit einer Plattenschutzvorrichtung und
einer Magnetkopfschutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Mit
Bezug auf die 4 bis 6 schließt ein Festplattenlaufwerk
mit einer Plattenschutzvorrichtung und einer Magnetkopfschutzvorrichtung
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse 110 mit einem
vordefinierten inneren Raum ein. In dem Gehäuse 110 gibt es einen
Spindelmotor 130, eine Magnetplatte 120, einen
Aktuator 140, Plattenschutzvorrichtungen 151 und 152,
und Magnetkopfschutzvorrichtungen 153 und 154.
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Das
Gehäuse 110 ist
in einem Hauptkörper (nicht
gezeigt) eines Computers (nicht gezeigt) installiert und schließt eine
Grundplatte 111 zum Stützen des
Spindelmotors 130 und des Aktuators 140 und eine
Deckplatte 112 ein, die an einen oberen Bereich der Basisplatte 111 gekoppelt
ist, um die Platte 120 einzuschließen und zu schützen. Das
Gehäuse 110 wird
typischerweise aus Edelstahl oder Aluminium hergestellt. Vorstehende
Oberflächen 111a und 112a, die
um eine vorbestimmte Höhe
in Richtung der Platte 120 vorstehen, sind an der oberen
Oberfläche
der Grundplatte 111 und an der unteren Oberfläche der Deckplatte 112 ausgebildet.
Diese vorstehenden Flächen 111a und 112a reduzieren
das Plattenflattern, indem die Lücke
zwischen der Platte 120 und der entsprechenden Grund- und
Deckplatte 111 und 112 reduziert wird. In der
vorliegenden bevorzugten Ausführungsform
ist ein Teil der vorstehenden Flächen 111a und 112a,
der der Rotation eines Armes 146 des Aktuators 140 im
Weg steht, entfernt und bildet eine „C"-Form im Ganzen.
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Eine
oder eine Vielzahl von Platten 120 sind in dem Gehäuse 110 als
ein Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen von Daten installiert. Eine
Parkzone 121, wo ein Schleifer 142 mit einem Magnetkopf (nicht
gezeigt), der daran montiert ist, angeordnet wird, wenn der Strom
abgeschaltet wird, ist an der inneren umlaufenden Seite der Platte 120 bereitgestellt.
Eine Datenzone 122, wo ein Magnetsignal aufgezeichnet wird,
ist außer halb
der Parkzone 121 bereitgestellt. Jedoch werden Daten nicht
in einem Bereich außerhalb
der Datenzone 122 aufgezeichnet, d.h. an einem Randbereich 123 der
Platte 120.
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Der
Spindelmotor 130 zum Drehen der Platte 120 ist
fest auf der Grundplatte 111 installiert. Wenn eine Vielzahl
von Platten 120 auf dem Spindelmotor 130 installiert
ist, ist ein ringförmiger
Abstandshalter 132 zwischen den Platten 120 eingefügt, um einen Abstand
zwischen den Platten 120 zu gewährleisten. Eine Befestigung 134,
die die Platten 120 davon abhält, sich zu lösen, ist
an den oberen Endbereich des Spindelmotors 130 gekoppelt.
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Der
Aktuator 140 zum Aufzeichnen der Daten auf die Platte 120 oder
um die aufgezeichneten Daten davon zu lesen, ist auf der Grundplatte schwenkbar
installiert. Der Aktuator 140 schließt den Arm 146, der
mit einem Schwenkschaft 147 gekoppelt ist, damit er schwenken
kann, und eine Federung 140 ein, die an den Arm 146 gekoppelt
ist, um den Schleifer 142 mit dem Magnetkopf zu tragen,
so dass er elastisch zur Oberfläche
der Platte 120 vorgespannt ist. In dem Festplattenlaufwerk
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind Plattenschutzvorrichtungen 151 und 152 bereitgestellt.
Die Plattenschutzvorrichtungen 151 und 152 sind
Einrichtungen zum Schutz der Platte, um zu vermeiden, dass Fremdmaterial
P die Datenzone 122 der Platte 120 kontaktiert, wenn
die Platte 120 geschüttelt
oder durch einen externen Stoß deformiert
wird.
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Die
Plattenschutzvorrichtungen 151 und 152 stehen
bis zu einer vorbestimmten Höhe
in Richtung der Platte 120 an Positionen, die dem Randbereich 123 der
Platte 120 entspricht, von den vorstehenden Oberflächen 111a und 112a der
Grundplatt 111 bzw. der Deckplatte 112 vor. Drei
Plattenschutzvorrichtungen 151 und 152 sind entsprechend
auf jeder der vorstehenden Oberflächen 111a und 112a in
Intervallen von ungefähr
90° entlang
des Umfangs der Platte 120 bereitgestellt, wie in 4 gezeigt
ist. Die Plattenschutzvorrichtung 151, die auf der vorstehenden Oberfläche 111a der
Grundplatte 111 ausgebildet ist, und die Plattenschutzvorrichtung 152,
die auf der vorstehenden Oberfläche 112a der
Deckplatte 112 ausgebildet ist, sind an Positionen angeordnet,
die sich gegeneinander entsprechen. Mittlerweile kann anders als
in der obigen Beschreibung die Anzahl der Plattenschutzvorrichtungen 151 und 152,
die entsprechend auf den vorstehenden Oberflächen 111a und 112a bereitgestellt
sein können,
einer an der gegenüberliegenden
Position zu dem Aktuator 140 sein, oder zwei, vier oder
mehr in bestimmten Intervallen.
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Ebenso
sind in dem Festplattenlaufwerk gemäß der vorliegenden Erfindung
die Magnetkopfschutzvorrichtungen 153 und 154 als
Einrichtungen zum Schutz eines Magnetkopfes bereitgestellt, um Schaden
an dem Magnetkopf, der an dem Schleifer 142 montiert ist,
zu vermeiden, wenn die Federung 144 bewegt oder deformiert
wird und die Oberfläche der
Platte 120 durch eine externen Stoß berührt.
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Die
Magnetkopfschutzvorrichtungen 153 bzw. 154 stehen
bis zu einer vorbestimmten Höhe
in Richtung Federung 144 an Positionen auf der inneren
Oberfläche
der Grundplatte 111 und der Deckplatte 112 vor,
entsprechend der Position der Federung 144 in der Parkzone 121 der
Platte 120. Die Magnetkopfschutzvorrichtung 153,
die auf der Grundplatte 111 ausgebildet ist, und der Magnetkopfschutzvorrichtung 154,
die auf der Deckplatte 112 ausgebildet ist, sind an Positionen
entsprechend zueinander angeordnet.
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Da
die Magnetkopfschutzvorrichtungen 153 und 154 so
ausgebildet sind, dass sie von der inneren Oberfläche der
Grundplatte 111 und der Deckplatte 112 vorstehen,
wird die Verschiebung der Federung 144 durch den externen
Stoß eingeschränkt. Auf
diese Weise wird, wie in 6 gezeigt ist, die Wirkung des
Stoßes,
der auf die Platte 120 durch den Magnetkopf, der auf dem
Schleifer 142 montiert ist, durch eine Rückstellkraft
von der Federung 144 einwirkt, reduziert, selbst wenn die
Federung 144 durch den externen Stoß deformiert wird, da deren
Verschiebung sehr klein ist, so dass der Magnetkopf geschützt ist.
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Die
Plattenschutzvorrichtung 151 und 152 und die Magnetkopfschutzvorrichtungen 153 und 154 können integral
mit der Grundplatte 111 bzw. der Deckplatte 112 ausgebildet
sein. Dies geschieht, um den Herstellungsvorgang zu vereinfachen,
und um die Herstellungskosten durch gleichzeitiges Bilden der Plattenschutzvorrichtungen 151 und 152 und
der Magnetkopfschutzvorrichtungen 153 und 154 zu
reduzieren, wenn die Grundplatte 111 und die Deckplatte 112 hergestellt
werden. Es ist jedoch möglich, die
Plattenschutzvorrichtungen 151 und 152 und die Magnetkopfschutzvorrichtungen 153 und 154 auf
die vorstehenden Oberflächen 111a und 112a der Grundplatte 111 und
der Deckplatte 112 fest zu installieren, nachdem die Plattenschutzvorrichtungen 151 und 152 und
die Magnetkopfschutzvorrichtungen 153 und 154 als
ergänzende
Elemente hergestellt wurden.
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7 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
der Plattenschutzvorrichtung 151, die in 4 gezeigt
ist. Obwohl 7 nur die Plattenschutzvorrichtung 151 zeigt,
die auf der vorstehenden Oberfläche 111a der
Grundplatte 111 ausgebildet ist, werden die Platten schutzvorrichtungen 152, die
auf der Deckplatte 112 ausgebildet ist, und die Magnetkopfschutzvorrichtung 153 und 154 nicht
gezeigt, da sie dieselbe Form aufweisen.
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Wie
in der Zeichnung gezeigt ist, wird vorzugsweise ein Pufferelement 151a an
der Oberfläche der
Plattenschutzvorrichtung 151 bereitgestellt, so dass sie
in Richtung Platte 120 positioniert ist, so dass die Platte 120 das
Pufferelement 151a kontaktiert, wenn die Platte 120 geschüttelt oder
verspannt wird. Das Pufferelement 151a hat Elastizität, wobei die
Steifigkeit des Pufferelementes 151a kleiner ist als die
Steifigkeit der Oberfläche
der Platte 120, und kann aus einem viskoelastischen Material,
wie z.B. natürlichem
Gummi oder synthetischem Gummi hergestellt sein. Das Pufferelement 151a verhindert Schaden
an der Oberfläche
der Platte 120, indem ein externer Stoß absorbiert wird, wenn die
Platte 120 durch den externen Stoß gegen die Plattenschutzvorrichtung 151 stößt, und
wenn Partikel freigesetzt werden, die durch eine Beschädigung auf
der Oberfläche
der Platte 120 verursacht wird. Wenn Partikel durch die
Beschädigung
an der Oberfläche
der Platte 120 erzeugt werden, wird nicht nur die Datenzone 122 der
Platte 120 beschädigt,
sondern die Leistungsfähigkeit
des Magnetkopfes zum Daten aufzeichnen und Reproduzieren ist verringert.
Deshalb ist es bevorzugt, die Erzeugung von Partikeln wenn möglich zu
vermeiden.
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8 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung eines modifizierten Beispiels
eines Festplattenlaufwerkes mit einer Plattenschutzvorrichtung und
einer Magnetkopfschutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Hier zeigen dieselben Bezugszeichen wie die in 4 dieselben
Elemente an.
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Mit
Bezug auf 8 sind Plattenschutzvorrichtungen 251 und 252 so
ausgebildet, dass sie einem gesamten Randbereich 123 der
Platte 120 gegenüberliegen,
außer
einem Bereich, in dem der Aktuator 140 arbeitet. Das heißt, die
Plattenschutzvorrichtungen 251 und 252 sind in
einer „C"-Form ausgebildet
mit einem offenen Abschnitt im Bereich des Armes 146 des
Aktuators 140. Das Installationsverfahren und der Betrieb
der Plattenschutzvorrichtungen 251 und 252 in
der vorliegenden Ausführungsform
sind dieselben wie die in der oben beschriebenen vorherigen bevorzugten
Ausführungsform.
Auch kann in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform ein Pufferelement
auf der Oberfläche
von jedem der Plattenschutzvorrichtungen 251 und 252,
die der Platte 120 gegenüberliegen, bereitgestellt sein,
wie in 7 gezeigt ist.
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Wie
oben beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung die Datenzone der Platte vor Beschädigung geschützt, wenn
ein externer Stoß auf
das Festplattenlauf werk einwirkt, so dass die Platte erschüttert oder
deformiert wird, da vermieden wird, dass die Datenzone der Platte
die Grundplatte oder die Deckplatte wegen der Plattenschutzvorrichtung
kontaktiert. Da auch der Betrag der Verschiebung der Federung durch
die Magnetkopfschutzvorrichtungen eingeschränkt ist, ist die Größe des Einflusses
zwischen dem Magnetkopf und der Platte reduziert, so dass vermieden
wird, dass der Magnetkopf beschädigt
wird.
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Während diese
Erfindung, insbesondere mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungen
davon, gezeigt und beschrieben wurde, versteht der Fachmann, dass
verschiedene Änderungen
in Form und Details durchgeführt
werden können,
ohne vom Geist und Umfang der Erfindung, wie er in den beiliegenden
Ansprüchen
definiert ist, abzuweichen. Obwohl z.B. die Plattenschutzvorrichtungen
in den bevorzugten Ausführungsformen
auf den vorstehenden Oberflächen
der Grundplatte und der Deckplatte bereitgestellt sind, können die
Plattenvorrichtungen der vorliegenden Erfindung auch auf eine Grundplatte
und eine Deckplatte angewendet werden, wo keine vorstehenden Oberflächen, wie
in 1 gezeigt ist, ausgebildet sind.