TWI293458B - Disk drive and actuator - Google Patents

Description

1293458 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於驅動例如一硬碟之磁碟機。詳古 之，本發明係關於一種具有一致動器用於對一記 取並寫入資料之磁碟機。 " 【先前技術】 艰啼機，例如硬碟機 狀 ㈡ …u，〜工文貝行烯七 =置。該磁碟機包括—稱之爲磁碟外殼之盒，以及一片玉 ^片用於s己錄貧料之記錄磁碟。該—片或多片記錄磁碟系 支承以在一固定於該盒之轉軸上旋轉，並藉由一轉軸馬与 奴轉。在靠近該記錄磁碟處設置有-向該記錄磁碍 口貝冩賢料之致動器。 哭μ於該磁碟機盒之樞軸上之—軸承支承該致動 :動。該致動器具有-延伸於該樞軸一側之臂，並 μ #之一自由端部分支 於該樞轴之另彳目丨77支承有—麵。-線圈支架延伸 罕由之另一侧，並且在 一音圈馬達（VCM)之音圈。，* *裝有一包含於 在哕定子^VCM之定子相對安裝於該致動器上之音圈。 在忒疋子和該VCM之 囿 致動器在該拖軸上轉動。從而：：该磁場變化以驅動該 端部分之磁 女衣於该致動器臂之自由 刀之磁碩沿該記錄磁碟 之表面存取—所兩 ’、、夕動，以在該記錄磁碟 料。 @磁軌，以對該記錄磁碟讀取並寫入資 近幾年，磁碟機之記錄容量已麫 、、二逐步增加，需要提高對 88617 1293458 該記錄磁碟讀取並寫入資料之操作速度。儘管提高資料處 理速度’即提高該磁頭之資料讀/寫速度本質上相當重要， 但是在使該磁頭在記錄磁碟上存取（尋覓）一所需要磁軌以 提同忒致動為之機械轉速亦重要。因此，較佳使該致動器 ’、有較】之丨貝性力矩，並對该音圈提供一強電流以使該 致動器高速轉動，從而該磁頭能夠於該記錄磁碟表面上快 速接達一所需要磁軌。 例如在專利文獻1中揭示一種用於使一致動器接達一在 一記錄媒體上之所需要磁軌之技術，該技術控制該致動器 之操作，藉由一VCM使該致動器大體上沿一記錄媒體之半 徑移動。 【專利文獻】 專利文獻1 曰本專利早期公開第2002-833 1號（頁號4,圖！） 【發明内容】 尽务明待解決問題 傳統磁碟機中，向該音圈提供越強之電流，則該 動為之轉速越高。但是，立 s 、 疋°亥a圈之汉汁對该可供應給該 屯：5又疋-上限。通常’採用約1.6安培電流來供電 I敎1'向該音圈供應—大約u安培之電流時，該音圈 …、里且该音圈之阻抗捭加。 ^ 連钵 曰 攸而，吾该磁碩在該磁碟 逆續移動進行_君y A 士 π ¥日可’供應給該音圈之電流下降 此寸見時間增加。 特別地，在—】 ，〇〇rpm操作一3英寸直徑記錄磁碟； 88617 1293458 者以15,000 rpm操作一2.5英寸直徑記錄磁碟以處理大量資 料之伺服器中’尋見時間之增加會顯著影響資料處理時間。、 專利文獻1揭示-種用於使—致動器在—記錄媒體上接 達所需要磁轨之技術，但沒有涉及用於避免增加該致動器 接達一所需要磁軌之必要尋覓時間之有效技術。 β本發明涉及此-技術問題，並且因此本發明之一目的係 提供-種能夠避免增加尋覓時間並能夠減少資料處理時間 之磁碟機。 解決該問題之裝置 本發明提供-種磁碟機，其包括_具有—線圈之致動器 ’其特徵在於在該、線圈附近設置一才反以覆蓋該線圈之部分 。設置於該線®附近以覆蓋該線圈部分之板能夠抑制由於 該線圈溫度之升高而使阻抗增加，因此可對該線圈供應足 夠電流。該板可用作一熱輻射板。較佳將該板設置於一支 承該致動器之樞軸附近。當使該板作如此設置後，可使該 致動器慣性力矩之增加限制到最低程度。 可設置複數個板。採用複數個板可增加對由該線圈産生 熱置之吸收$。較佳地，將該複數個板設置於該線圈之相 對邊。 在该板表面上可提供凹槽，其可增加該板之熱輻射率， 並減輕該板之重量。該板之橫切面可爲矩形或波浪形。 根據本發明之一種磁碟機之特徵在於，在支承一致動器 之樞軸附近設置一熱輻射元件。該磁碟機之此構造可抑制 由於该線圈溫度之升高而使阻抗增加，並可將該致動器慣 88617 1293458 性力矩之增加限制爲最低程度。該散熱元件可與該支承該 致動器之樞軸一體形成。該散熱元件也可黏著接合於該支 承致動器之樞軸上。 根據本發明之一種致動器包括一頭部、一被支承以在一 樞軸上轉動之支承元件、一線圈和一設置於該線圈附近以 復盍忒線圈部分之板。因此，可抑制由於該線圈溫度之升 高而導致阻抗之增加。 根據本發明之一種致動器包括一頭部、一被支承以在一 樞轴上轉動之支承元件、一線圈和一設置於該樞軸附近之 熱輻射兀件。因此，可抑制由於該線圈溫度之升高而導致 阻抗之拓加，並且如此設置之該散熱元件可將該致動器慣 性力矩之增加限制爲最低程度。 【實施方式】 將參照所附圖式描述本發明之較佳實施例。 圖1顯示根據本發明之一較佳實施例之一硬碟機（磁碟機 =0。該硬磁碟機20可内建於或從外部連接至一 pc(個人電 腦）。該硬磁碟機20根據藉由該pc(即一主裝置）所給出之指 令而進行資料讀寫操作。 曰 ^更碟機20包括一預定數目之記錄磁碟（磁石茱女某體、資料 、彔媒體）12、-致動$3〇、以及_將該記錄磁碟和該致 動器30容納於其中之磁碟外殼（盒）u。 各z兹碟外叙11具彳一底座i 3，該底座形狀係一有底部之 二其具有一開放上表面和一未顯示之遮蓋物，該遮蓋物 罪近該底座13之該開放上表面。 88617 1293458 該記錄磁碟12係非易失性記錄媒體，例如磁碟或類似物 。能錄磁碟12係安裝於—支承於該底座13上之轉㈣。 該等預定數目之記錄磁碟12係按層堆疊於該轉⑷〇上。該 轉軸10包括與之成—整體之轂型轉軸馬達（磁碟驅動裝置; ’未圖不。補軸馬達驅動該記錄磁碟12以—敎轉速繞 该轉抽10之轴旋轉。 該致動器30具有一支承於一樞軸31以相對該底座13轉動 之中間部位。該致動器3G能夠在純軸上於—對應於該記 錄磁碟12表面之平面中轉動。 該致動器30具有在該樞軸31 一側延伸之臂37，懸臂u從 該等臂37之自由端伸出，在該等懸㈣上支承有一對磁頭 32。該對磁頭32分別面向該記錄磁碟12之上、下表面。 一對線圈支架臂34A和34B延伸於該樞軸31之另一側，其 形狀大體上類似字母。該等線圈支承臂34a和34β支承 一音圈33，其由一預定數目之完整匝圈線組成。 一上定子40U和一下定子40L連同該音圈33用於産生一 磁場，其對應於該致動器30之該音圈33設置，並附著於該 底座13。該音圈33和該等定子4〇u和4〇L組成一 vcm，即一 用於驅動該致動器轉動之驅動裝置。可控制對該音圈”之 電流供應以改變藉由該音圈33和該等定子4〇u和4〇l所産 生之磁場，以使該致動器30轉動。因此藉由該vcm可驅動 致動器30，以在樞軸31上轉動。從而，該磁頭^可大體上 尋覓操作而對應於 並讀取記錄於該記 沿記錄磁碟12之一半徑移動，以進行一 該記錄磁碟12上之所需要磁軌來定位， 88617 1293458 錄磁碟12之資料或將資料寫入該記錄磁碟丨2。 圖2顯示在此實施例中之致動器3〇。參照圖2，該致動器 3〇具有由0·3毫米厚之鋁平板處理形成之金屬板％。將該等 金屬板放置於一轂35之音圈33側之側面35A，以大致平行於 包括該音圈33之一平面延伸。該等金屬板36在該轂35之附 近覆蓋設置有音圈33之區域之一部分。 该音圈3 3大體上係矩形形狀，且包括該音圈3 3之一平面 係垂直於該樞軸31。該等金屬板36在該轂35之一側幾乎完 全覆蓋該音圈33之一邊33A。 圖3包括顯示該致動器30之一部分（包括該音圈33)之剖面 圖。圖3(a)係一在圖2中沿線γ-γ，所取之剖面圖，而圖3(b) 係一在圖2中沿線Z-Z’所取之剖面圖。如在圖3中顯示，該 上定子40U和下定子40L分別設置爲在該音圈33之上側和 下侧靠近該音圈33。該音圈33朝向該樞軸31延伸之兩邊33b 和33C可有效産生一用於轉動該致動器3〇之轉矩。因此，該 等定子4 0 U和4 0 L只在音圈3 3朝向樞軸3丨延伸之兩邊3 3 b和 33C之一區域中延伸，如圖3(b)顯示，但不延伸於音圈^靠 近該轂35之一邊33A以及遠離該轂35之一邊33d之區域中 ，如圖3(a)顯示。該等金屬板36設置於位在該等定子4〇u和 40L之間靠近該轂35的空間，該空間包括該音圈^相對於一 垂直於包括音圈33之平面之方向上靠近一包括該音圈”之 平面之邊33A，。該兩個金屬板36在相對於一垂直於包括該 音圈33之平面之方向而分別設置於上、下侧。 人 當向該音圈33施加一電壓時，該致動器33轉動。從而， 88617 -11 - 1293458 該磁頭32大致沿該記錄磁碟12之一半徑移動，進行一尋a 操作以定位對應於該記錄磁碟12上之一所需要磁軌。一= 約爲1.6A之電流流經該音圈33，並且由於該音圈^之阻抗 作用，其産生熱量以使該音圈33之溫度升高。從而，該= 圈33之阻抗增加，流經該音圈33之該電流減少，並且使得 該磁頭32不能按一所需要之尋覓速度移動。 在本實施例中之該致動器3〇中，該等金屬板％係設置爲 相對於一垂直該包括該音圈33之平面之方向靠近該包括該 音圈33之平面，從而在該轂35之該側幾乎整個覆蓋該音圈 33之-邊33A。因此，由該音圈33之邊33A(靠近該較35)所 産生之熱量向該等金屬板36輻射，並被其吸收。因此，該 音圈33之溫度下降。 由該音圈33所産生之熱量透過靠近該轂35之邊33八傳輸 至4等金屬板36，並且該等金屬板36使所吸收熱量消散。 因此，由該音圈33所産生之熱量可有效被消散。 *在試驗操作中，該致動器3〇以5〇 i〇ps(每秒輸入輸出）之 尋見速度糁動。但是，當去除該等金屬板36時，該音圈33 升溫至45.3t，當向該致動器3〇提供該等金屬板刊時，該 曰圈33升溫至35.7C。當該致動器30以一尋覓速度15〇i〇ps 私動％，當去除該等金屬板36時，該音圈33溫度爲81.3它 ，當向該致動器30提供該等金屬板36時，該音圈33溫度爲 69.3〇C 〇 圖4和圖5係顯示平均尋覓時間模擬結果之曲線圖，在該 等圖中具有該等金屬板3 6之該致動器與一沒有該等金屬板 88617 -12- 1293458 36之致動器以不同之尋見速度操 該致動器30相對兮4拉』 口刀別，.、、頁不田 •梦如、> 亥5己錄磁碟12以尋覓速度50 iops*150 /料見操作時’流經該等音圈33之電流隨時間之 時間。 在豆直軸夏度電流，在水平軸量度 , ί〇ρ8,σ|,#£ί4^ ”…i〇ps兩種情形下可抑制流經該音圈w之電流之減少 田口亥致動裔以哥見速度5〇咖移動時，若去除該等金屬 板36,尋見時間係5.4458G毫秒，當該致動器3〇具有該等金 屬板36時，該尋見時間紅洲2毫秒。因此，採用該等金 屬板36可將尋見時間減少3·1%。當該致動器以尋見速度150 ▲ ps私動日守右去除該等金屬板％，尋見時間係U㈣69 毛.亥致動為j〇具有該等金屬板36時，該尋見時間係 5.67490¾移。因此’採用該等金屬板％可將尋覓時間減少 2.2%。 該等金屬板36放置於該較35之側面35A(在該音圈33之側） 。因爲該等金屬板36係放置於該轂35,靠近該致動器3〇之 轉動軸’所以该致動器30之慣性力矩之增加可被限制爲最 低程度。因此，該致動器3〇之轉動性能不會惡化，並且可 將該等金屬板36延長該尋見時間之效果限制爲最低程度。 杈佳地，該等金屬板3 6係由具有較小比重之金屬形成， 例如鋁或鎂合金。 該等金屬板36與該音圈33相距〇·5毫米。當將該等金屬板 36设置爲更罪近该音圈33時，該熱吸收效果及熱吸收效率 88617 13 1293458 會提高。較佳地，可將該等金屬板36設置爲與該音圈33相 接觸。 在另一方面，藉由增加該金屬板％之該表面積，可增加 該等金屬板36之熱容量，可增加由該音圈33所産生並由該 等至屬板3 6所吸收之熱量，並且可增加從該等金屬板3 6消 散之熱量，從而可提高該音圈33之冷卻效果。但是，當該 等金屬板36之表面積增加時，該等金屬板％之重量和該致 動器之慣性力矩亦增加。因&，透過比較考慮該等金屬板 36冷部該音圈33之效果以及增加該致動器％之慣性力矩之 效果，必須有選擇地確定一最佳值。 圖6顯不該金屬板36之表面形狀。如圖6所顯示，該金屬 板36在其表面具有凹槽36A。在該金屬板^該表面形成凹 :36A可增加該金屬板36之表面積，並減少該金屬板％之重 量，其也減少了該致動器3〇之慣性力矩。該凹槽36A可延伸 於任何方向。將該凹槽36A以—較高密度排列，可有效增加 從該音圈33之吸熱量，並有效增加熱消散量。 圖7顯示該金屬板36之另一可能表面形狀。該金屬板可具 有-矩形橫切面或-波浪形橫切面，如圖7所顯示，以實現 相同之效果。 該致動器30之本體可由銘藉由擠製成形而形成。該等金 屬板36可與該致動器3〇之本體一體形成。當該等金屬板％ 與該致動器30之本體-體形成時’由該等金屬板％所吸收 之熱量被傳輸至該致動器3()之本體，並且該熱量從該㈣ _之本體中消散’其可提高該音圈33之冷卻效果。 88617 -14- 1293458 可利用黏著劑將該等金屬板3 6接合於該致動器3 〇之本 體。當該等金屬板36具有一複雜橫切面時，例如一矩形橫 切面或一波浪形橫切面，將該等金屬板36黏著接合於該致 動器30之本體可增進生産率。 車乂仏利用具有一高熱傳導率之黏著劑來將該等金屬板 36接合於該致動器3〇之本體。 本發明之實施例可抑制該音圈溫度之升高，並能夠避免 /曰圈3 3之阻抗過度增加。因此，可向該音圈3 3供應足夠 里之包流，亚可以實現快速資料存取，而不增加尋覓時間 在使以回貝料處理速度處理大量資料之伺服器實現 快速資料存取時，本發明尤其有效。 本發明效果 從月〕面描述明確指出，根據本發明，可避免增加尋見時 間’且減少資料處理時間。 【圖式簡單說明】 圖1係一硬碟裝置之整體圖，在其中應用本發明之一較佳 貫施例。 圖2係一應用本發明之一 & ^ 車乂仏貫施例之致動器之立體圖。 圖3顯示該致動器之一部八 ^ 邛分，包括一音圈，在其中圖3(a) 係在圖2中沿線γ—γ丨之立丨丨；回 面圖，圖3(b)係在圖2中沿線Z-Z， 之剖面圖。 圖4係一曲線圖，其比勒;卜4 _ 八比#乂 示當尋覓速度係5〇 i〇ps時流 經音圈之電流。 圖5係一曲線圖，盆屮私κ 〃比生頒示當尋覓速度係15〇 i〇ps時 88617 -15 - 1293458 流經音圈之電流。 圖6係說明一金屬板之一表面形狀之輔助圖。 圖7a、圖7b係說明金屬板其他表面形狀之輔助圖。 【圖式代表符號說明】 10 轉軸 11 磁碟外殼 12 記錄磁碟 13 底座 20 硬碟機 30 致動器 31 樞轴 32 磁頭 33 音圈 33A、 33B、33C、33D 該音圈之邊 34A、 34B 線圈支承臂 35 轂 36 板 36A 在一板上之凹槽 37 臂 38 懸臂 40U、 40L 定子 88617 -16-

Claims (1)

1. I29M^f_34號專利申請案 中文申凊專利範圍替換本(95年9月） 拾、申請專利範圍：

   1· 一種磁碟機，其包括： 一用於儲存資料之旋轉記錄磁碟； -被支承用於在一樞轴上轉動之致動 -軸線，該致動器具有—頭邱……遠軸具有 項4，其能夠讀取儲 錄磁碟之資料或將資料寫 、〜 ，八π ,己錄磁碟，或者 該記錄磁碟讀取資料，又能將資料寫入 … ± J^rr Ar L 、 ” Μ σ己錄磁碟，並 在该樞軸相對於設置該頭部之徑 士，A m 乃徑向側設置 有-線圈’該線圈具有上軸向表面及下軸向表面. ，·板，係裝置於該致動器，並配置在該線圈附近 以覆蓋該線圈的―部份，藉以使該線圈之上及下軸向表 面軸向設置在該等複數個板之間；其中 該等板係配置於該樞軸附近，該線圈具有_和向内 部、一徑向外部以及在該徑向内部與該徑向外部之間和 向延伸之側面，該等板僅徑向覆蓋該線圈之徑向内部^ 2.如申請專利範圍第i項之磁碟機，其中該等板係為熱輕射 板，該線圈具有在-角方向上延伸之側緣，該等板具有一 角寬度，該角寬度在該角方向上係延伸超過該側緣。 3·如申明專利範圍第i項之磁碟機，其中該等板至少在其一 各自表面上具有凹槽。 4. 如申請專利範圍第i項之磁碟機，其中該等板具有一矩形 或波浪形橫;t刀面。 5. —種磁碟機，其包括： 一用於儲存資料之旋轉記錄磁碟； 88617-950922.doc _妨§(更}正替換頁 一不支承用於在-樞轴上轉動之致動器，該樞轴具有 軸線，3亥致動器具有一頭部，該頭部能夠讀取儲存於 該記錄磁碟之資料或將f料寫人該記錄磁碟，或者既处 夠對該記錄磁碟讀取資料，又能將資料寫人該記錄磁b 碟、亥致動器並具有一線圈，該線圈具有在一角方向上延 伸之側緣，該線圈並設置在該樞軸相對於設置該頭部之徑 向側的另一徑向側上； 一熱輻射元件’係裝置於該致動器，並配置在該極軸 附近，該熱輻射元件具有在該角方向上延伸超過該等侧緣φ 之一角寬度；以及其中 該熱輻射元件係黏著至該樞轴，該線圈具有一徑向内 部、一徑向外部以及在該捏向内部與該徑向外部之間徑 向延伸之侧面，該熱輻射元件僅徑向覆蓋該線圈之徑向 内部。 6. 如申請專利範圍第5項之磁碟機，其中該熱轄射元件與該 樞軸-體形成，該熱轄射元件包含複數個板，該線圈係 軸向地完全位於該等板之間。 7. —種致動器，其包括： 一頭部，其能夠讀取資料或寫入資料，或者既能讀取 資料，又能寫入資料； 一支承兀件，其支承該頭部，並被支承用於在一樞軸 上轉動’該極轴具有一轴、線； 一支承於該支承70件之—徑向部上之線圈，其中該徑 向部係與該支承元件相對於該樞軸支承該頭部之一徑向 88617-950922 .doc -2-

   部相對，該線圈具有一徑向内部、一徑向外部、在該徑 向内部與該徑向外部之間延伸之側面以及在一角方向上 延伸之側壁；以及 一對板，係裝置於該支承元件，並配置在該線圈附近 以覆蓋該線圈之一部份，從而該線圈係軸向地完全位於 該對板之間。 8·如申請專利範圍第7項之致動器，其中該對板設置於該樞 軸附近，並僅徑向覆蓋該線圈之徑向内部。 9·如申請專利範圍第7項之致動器，其中各該板具有一角寬 度，該角-寬度係在該角方向上延伸超過該線圈之側壁。 10· —種致動器，其包括： 頭4 ’其此夠讀取資料或寫入資料，或者既能讀取 資料，又能寫入資料； 支承元件’其支承該頭部，並被支承用於在一樞軸 上轉動，該樞轴具有一轴線； 一線圈，其安裝於位在該樞軸另一徑向側之該支承元 件之一徑向部，該線圈具有一徑向内部、一徑向外部、 在5亥徑向内部與該徑向外部之間延伸之側面以及在一角 方向上延伸之侧壁；以及 一對熱輻射元件，係安裝於該支承元件，並設置在該 植轴附近’從而該線圈係軸向地完全位於該對熱韓射元 件之間’只有該線圈之該徑向内部被該等熱輻射元件所 控向覆蓋，各該熱輻射元件具有一角寬度，該角寬度在 該角方向上延伸超過該線圈之側壁。 88617-950922.doc 11. 如申請專利範圍第10項之致動器，其中該等熱輻射元件 與該樞軸一體形成。 12. 如申請專利範圍第10項之致動器，其中該熱輻射元件黏 著接合於該樞軸。

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