CN101335041A - 磁盘驱动器单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁盘驱动器单元，具体说，涉及一种磁盘装置，包括由主轴电动机(18)转动的记录介质(16)和位于底壁上的某个角落里的循环过滤器(52)，其中该角落为位于磁头的下游端离磁头最近的那个角落。所述底座包含导沟(58)，通过该导沟可以将空气流导向所述循环过滤器。所述导沟包括第一导沟(58a)和第二导沟(58b)，其中所述第一导沟沿着所述记录介质的切向直线延伸，而所述第二导沟从所述第一导沟朝着所述记录介质的转动中心直线延伸并具有朝着所述记录介质开口的出口(60)。所述侧壁包括一个侧壁表面，它用来将流过所述第一导沟的空气流的方向改变为朝着所述记录介质的转动中心的方向，所述循环过滤器被置于所述第二导沟中。

Description

磁盘驱动器单元

技术领域

本发明涉及到一种磁盘驱动器单元，该磁盘驱动器单元中设置具有能够以高速转动的磁盘记录介质。

背景技术

近年来，圆盘装置，诸如磁盘装置、光盘装置等，已经被广泛地用作计算机或者图像记录设备的外部记录装置。

一般地，磁盘装置，例如硬盘驱动器(HDD)，具有磁盘、主轴电动机、磁头、托架组件、音圈马达、面板单元等。主轴电动机使磁盘转动。磁头用来在磁盘上读写数据。托架组件支撑着磁头。音圈马达驱动托架组件。所有这些部件被装在一个基本上是封闭的腔内。此外，HDD具有通气过滤器和循环过滤器。通气过滤器用来去掉所述腔内通过通气孔流入的空气中的灰尘、湿气和某些气体成分。循环过滤器用来捕获移动部件工作时在腔内所产生的灰尘。通气过滤器、循环过滤器和托架组件被安置在磁盘的周围。

在以这种方式构造的磁盘装置中，磁盘的转动速度必须增加以便进行高速数据处理。然而，如果磁盘高速转动，就会在磁盘的转动方向上产生空气流，从而会发生一种叫做磁盘抖动的现象，即空气流的扰动使磁盘发生振动。此外，空气流对支撑磁头的托架产生作用，由此引起托架的移位。在这种情形中，磁头相对于磁盘的定位精度会减小，使得记录密度不能提高。

例如，在日本专利申请公开No.2006-179118中提出了一种装置，其中，在循环过滤器的入口处放置挡流板，使其沿着磁盘的外周延伸，籍此可以抑制因磁盘的高速转动所引起的扰动。另外，在日本专利申请公开No.2006-185486中提出了一种装置，该装置具有空气流引导结构(guide)，用来引导通过了循环过滤器的空气流从磁盘外周朝着其中心流动。

尽管在这样构造的每种磁盘装置中循环过滤器周围的空气流的扰动可以被抑制，但在循环过滤器和托架之间会产生紊流。所以，很难减小作用在托架上的空气流。

发明内容

考虑了这些情况后产生了本发明，本发明的目标是，提供一种性能提高了的磁盘装置，其中，磁盘抖动和托架的扰动移位可以被抑制，磁道间距可以缩小，磁盘的存储容量和转动速度可以增加。

根据本发明的一个方面所述的磁盘装置包括：盒体，该盒体具有底座，底座包括矩形底壁和沿着所述底壁的周围边缘竖起的侧壁；安装在所述底座的底壁上的主轴电动机；圆盘形记录介质，由所述主轴电动机支撑和转动；磁头，为所述记录介质处理信息；托架，包括位于所述记录介质的外周旁边的轴承部分，并支撑着所述磁头以便相对于所述记录介质移动；斜坡，相对于所述记录介质的转动方向而言在所述轴承部分的下游端位于所述记录介质的外周旁边，并在所述磁头移动到所述记录介质的外周边缘之外时支撑所述磁头；以及循环过滤器；其特征在于：所述循环过滤器被置于所述底壁的一个角落里，该角落为相对于所述记录介质的转动方向而言处于所述磁头的下游端离所述磁头最近的那个角落，所述底座的侧壁具有内表面，所述内表面沿着所述记录介质的外周边缘呈圆弧形，并隔着间隙面对着所述记录介质的外周边缘，所述底座包含导沟(guide channel)，其中该导沟形成在所述侧壁中并且通过该导沟可以将空气流导向所述循环过滤器，所述导沟有入口并包括第一导沟和第二导沟，其中所述第一导沟沿着所述记录介质的切向直线延伸，而所述第二导沟从所述第一导沟朝着所述记录介质的转动中心直线延伸并具有朝着所述记录介质开口的出口，所述侧壁包括一个界定所述第二导沟的侧壁表面，它垂直于所述第一导沟延伸，并设置为用来将流过所述第一导沟的空气流的方向改变为朝着所述记录介质的转动中心的方向，所述循环过滤器被置于所述第二导沟中。

根据本发明，可以提供一种高性能磁盘装置，其中，磁盘抖动和悬件的扰动移位能够被抑制，磁道间距能够被缩小，磁盘的存储容量和转动速度能够被增加。

本发明另外的目标和优势在下面的描述中将被阐明，部分地能从描述中显然看到，或者可以通过对本发明的实践而得知。本发明的目标和优势可以依靠在下文中所具体指出的手段和组合来实现和获得。

附图说明

结合进来并构成说明书的一部分的附图显示了本发明的实施例，并与上面给出的总的描述以及在下面给出的实施例的详细描述一起，用来解释本发明的原理。

图1是一个平面图，显示了根据本发明的一个实施例所述的去掉顶盖的HDD；

图2是该HDD的透视图；

图3是一个放大了的透视图，显示了该HDD的导沟部分；以及

图4是一个平面图，显示了作为对照例的HDD。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述根据本发明的一个实施例的HDD。图1和2显示了HDD的内部构造，其顶盖被去掉了。如图1和2所示，HDD有一个盒体10。盒体10包括底座12和顶盖(未显示)，其中底座12具有一个顶部开口的矩形盒的形式，而顶盖通过螺丝固定在底座上以便封住底座的顶部开口。底座12包括矩形底壁12a和沿着底部的周围边缘竖起的侧壁12b。

盒体10内包含主轴电动机18和两个磁盘16(只显示了上面的一个磁盘)，其中主轴电动机安装在底座12的底壁12a上，而两个磁盘则由主轴电动机支撑并转动。此外，盒体10包含磁头17、托架组件22、音圈马达(VCM)24、斜坡加载机构(ramp load mechanism)25、惯性锁定机构(inertia latch mechanism)26和面板单元(board unit)21。磁头用来在磁盘16上记录和再现信息。托架组件22支撑着磁头以使其相对于磁盘16移动。VCM 24用来转动并定位托架组件。斜坡加载机构25在磁头移动到磁盘的最外缘时将磁头托在离开磁盘一段距离的一个缩进的位置上。惯性锁定机构26用来在HDD摇晃时将托架组件固定在一个缩进的位置上。面板单元21中设有前置放大器等。印刷电路板(未显示)用螺丝固定在底座12的底壁12a的外表面上。所述电路板使面板单元21控制主轴电动机18、VCM 24和磁头的各自的操作。

每个磁盘16的直径为例如65mm(2.5英寸)。磁盘在其上表面和下表面上都有磁记录层。两个磁盘16同轴地固定在主轴电动机18的心轴(未显示)上并用弹簧夹27夹住。因此，磁盘16平行于底座12的底壁12a。磁盘16由主轴电动机18以预定速度(例如5400或7200rpm)沿着箭头A的方向转动。

位于底座12的高度之半处的那部分侧壁12b环绕着磁盘16的外周边缘。侧壁12b的内表面12c沿着磁盘16的外周边缘呈圆弧形并隔着窄隙面对磁盘边缘。

托架组件22具有固定在底座12的底壁12a上的轴承部分26以及从轴承部分延伸出去的四个臂28。轴承部分26沿着底座12与磁盘的转动中心隔开，位于磁盘的外周边缘附近。四个臂28平行于磁盘16的表面，以预定的间隔彼此隔开并沿着同一方向从轴承部分26延伸出去。托架组件22设有可弹性形变的悬件30，每个悬件都呈长片的形状。每个悬件30都由片簧构成，其近端通过点焊或胶接固定在其相应的臂28的远端上，并从所述臂延伸出去。每个悬件30也可以与其相应的臂28一体化地形成在一起。

每个磁头17被安装在每个悬件30的延伸出的端部。磁头17包括基本呈矩形的滑块和形成在滑块上的读/写磁阻(magnetoresistive，MR)头。磁头17被固定在位于悬件30的远端部分的万向节(gimbal)部分上。分别安装在各个悬件30上的四个磁头17中每两个磁头彼此相对以便从磁盘的两面夹住磁盘。

托架组件22包括一个支撑架34，该支撑架从轴承部分26沿着与臂28相反的方向延伸出去。支撑架34支撑着音圈36，该音圈是构成VCM 24的一部分。支撑架34是一种塑料结构，该结构在音圈36的外周上与音圈36塑合成一体。音圈36位于固定在底座12上的一对轭38之间。音圈36、轭38和固定在一个轭上的磁体(未显示)构成了VCM 24。当音圈36通电时，托架组件22绕着轴承部分26沿着箭头B的方向摆动，其上的磁头17就被移动到磁盘16上的预期磁道上并定位在那里。于是，磁头17可以在磁盘16上读和写信息。托架组件22和VCM 24构成了磁头致动器。

斜坡加载机构25包括被置于底座12的底壁12a上并位于磁盘16之外的斜坡40和从悬件30的各个远端分别延伸出来的短突体(tabs)42。斜坡40相对于磁盘16的转动方向A而言位于轴承部分26的下游端。当托架组件22摆动从而磁头17被移动到磁盘16之外的缩进位置上时，每个短突体42就与斜坡40上所形成的斜坡面接合，然后沿着倾斜的斜坡面向上走以便将磁头17卸载。

面板单元21有一个主体21a，该主体由柔性印刷电路板构成并固定在底座12的底壁12a上。诸如磁头放大器的电子部件被安装在主体21a上。面板单元21包括从主体21a延伸出来的主柔性印刷电路板(main flexibleprinted circuit board，主FPC)21b。主FPC 21b的延伸出的端部被连接到托架组件22的轴承部分26的附近。此外，所述延伸出的端部通过臂28和悬件30上的缆线(未显示)电连接到磁头17。用于与印刷电路板相连接的接头(未显示)被安装在面板单元21的主体的底面上。

HDD上设置有通气过滤器(breathing filter)50和循环过滤器52。通气过滤器50用来去掉通过顶盖上的通气孔流入的外界空气中的灰尘、湿气和某些气体成分。循环过滤器52用来捕获移动部件工作时在腔内产生的灰尘。这些过滤器50和52被置于磁盘16的周围。

更具体地说，循环过滤器52是一种例如矩形滤垫，它被置于底座12的这样一个角落里，该角落是相对于磁盘16的转动方向A而言处于斜坡40的下游端离磁头17或斜坡40最近的那个角落。

底座12在侧壁12b上设有导沟58，通过该导沟空气流被导向循环过滤器52。如图1到3所示，导沟58具有入口56并包括第一导沟58a和第二导沟58b。第一导沟58a沿着每个磁盘16的切向直线延伸，而第二导沟58b朝着磁盘16的转动中心直线延伸。第二导沟58b有一个朝着磁盘中心敞开的出口60。出口60的开口宽度是入口56的宽度的两倍或更多。在本实施例中，第一导沟58a直线延伸并在中部发生弯曲。第二导沟58b基本上垂直于第一导沟58a延伸并沿着每个磁盘16的半径扩展。

侧壁12b包括侧壁表面12d，该表面界定了第二导沟58b。侧壁表面12d垂直于底壁12a向上升起，并与第一导沟58a成直角从第一导沟58a的尾部朝着出口60延伸。第一导沟58a中的空气流撞击到侧壁表面12d上，从而改变了基本上90°的方向，并被引导着朝着每个磁盘的转动中心流动。

导沟58的出口60的位置绕着每个磁盘16的中心在磁盘转动方向A上与斜坡40的位置成80°到110°的夹角θ。具体说，出口60处于这样一个位置上，使得经过每个磁盘16的转动中心和斜坡40的线段C1与经过磁盘中心和出口60的线段C2之间的夹角θ在80°到110°的范围内。

循环过滤器52被置于第二导沟58b内以便覆盖出口60。因此，过滤器52沿着每个磁盘16的切向放置。循环过滤器52被这样固定在预定的位置上，使得其相对的末端部分分别与侧壁12b中的切口62相接合，它还与从底壁12a上突起的定位凸出物64相接合。

另一方面，通气过滤器50被置于底座12的这样一个角落中，该角落为相对于磁盘16的转动方向A而言处于循环过滤器52的下游端离循环过滤器52最近的那个角落。通气过滤器50有一个弓形外表面50a，该表面与底座12的侧壁12b的内表面12c对齐。

当磁盘16以高速转动时，根据以这种方式构造的HDD，沿着磁盘的转动方向产生空气流。一部分空气流通过导沟58的入口56部分地进入第一导沟58a中，并在第一导沟中沿着每个磁盘16的切向流动。之后，这部分空气流由界定第二导沟58b的侧壁表面12d改变约90°的方向。然后，改变了方向的空气流朝着每个磁盘的中心，即沿着磁盘的半径，在第二导沟58b中流动。此外，当空气流通过循环过滤器52时，其中所含的灰尘被循环过滤器52捕获。之后，该空气流通过出口60朝着磁盘16返回，并与沿着磁盘外周边缘流动的空气流汇合。导沟58的出口60与斜坡40相对于每个磁盘16的转动中心成80°到110°，出口60的开口宽度约为入口56宽度的2倍或更多。因此，在导沟58的入口和出口处空气流的扰动就可以被减小。

此外，由于侧壁表面12d使导沟58发生了90°的弯曲，从而使导沟58朝着每个磁盘16的中心延伸，所以流过导沟58的空气流就会撞击侧壁表面12d从而改变方向。因此，流过第二导沟58b的空气流的流动速度比沿着磁盘最外周流动的空气流的流动速度低很多。所以，当从第二导沟58b和出口60°流出的各空气流汇合时，它们对沿着磁盘最外周流动的空气流没有很大的影响，从而紊乱就被抑制了。因此，磁盘发生抖动的概率就减小了。

由于第一和第二导沟58a和58b这样彼此线性弯曲90°，所以可以抑制磁盘的抖动而能保持循环过滤器52的颗粒捕获效率。

通过出口60朝着每个磁盘16的转动中心释放出来的空气流沿着磁盘的转动方向A流动，并进一步受到阻力从而到达托架组件22的上游端。所以，即使当磁盘16以高速转动时，在磁盘附近产生的空气流会受到阻力，以减小由该空气流的扰动所引起的磁盘抖动。此外，空气流对悬件30的扰动可以被抑制。因此，由所述空气流导致的磁盘振动和悬件的扰动位移能够被减小，从而磁头相对于磁盘的定位精度得到提高。于是，可以获得高性能的磁盘装置，其中，磁盘上的磁道间距能够被缩小，存储容量和转动速度可以增加。

本发明的发明人基于磁盘抖动成分比较了作为对照例的HDD和根据本实施例的HDD的磁头定位精度。在对照例中，导沟58的出口60和循环过滤器52的位置绕着每个磁盘16的转动中心在磁盘16的转动方向A上与斜坡40成约180°或更大的角度。此外，该导沟沿着每个磁盘的切向延伸。

下面的表1显示了定位精度的比较结果。这个测量结果给出了四个磁头相对于两个磁盘的平均值。平均值越小，定位精度越高。从这个结果中看出，与对照例相比，对于根据本实施例的HDD，在磁盘转动速度为5400rpm的情况中定位精度提高了约8％，在磁盘转动速度为7200rpm的情况中定位精度提高了约10％。

表1

	7200rpm	5400rpm
			本实施例	14.2nm	8.0nm
对照例	12.9nm	7.4nm

对那些熟悉本技术的人员来说，可以很容易发现其它的优点和修正方法。所以，本发明就其更广泛的方面而言不限于这里所显示和描述的具体细节和有代表性的实施例。因此，可以进行各种修正而不偏离由附属权利要求书及其等价说法所定义的总的发明性概念的精神或范围。

尽管上述实施例中的配置只有两个磁盘，但磁盘的数目根据需求可以变化。

Claims (5)

1.一种磁盘装置，包括：

盒体，该盒体设有底座，该底座包括矩形底壁和沿着所述底壁的周围边缘竖起的侧壁；

布置在所述底座的底壁上的主轴电动机；

圆盘形记录介质，由所述主轴电动机支撑和转动；

磁头，为所述记录介质处理信息；

托架，其包括位于所述记录介质的外周旁边的轴承部分，并支撑着所述磁头以便相对于所述记录介质移动；

斜坡，相对于所述记录介质的转动方向而言在所述轴承部分的下游端位于所述记录介质的外周旁边，并在所述磁头移动到所述记录介质的外周边缘之外时支撑所述磁头；以及

安装在所述盒体中的循环过滤器；

其特征在于：

所述循环过滤器被置于所述底壁的一个角落，该角落是相对于所述记录介质的转动方向而言处于所述磁头的下游端离所述磁头最近的那个角落，

所述底座的侧壁具有内表面，所述内表面沿着所述记录介质的外周边缘呈形成为圆弧形，并隔着间隙面对着所述记录介质的外周边缘，

所述底座包含导沟，该导沟形成在所述侧壁中，并且通过该导沟空气流被导向所述循环过滤器，所述导沟有入口并包括第一导沟和第二导沟，其中所述第一导沟沿着所述记录介质的切向直线延伸，而所述第二导沟从所述第一导沟朝着所述记录介质的转动中心直线延伸，并具有朝着所述记录介质开口的出口，

所述侧壁包括界定所述第二导沟的侧壁表面，它垂直于所述第一导沟延伸，并设置为用来将流过所述第一导沟的空气流的方向改变为朝着所述记录介质的转动中心的方向，所述循环过滤器被置于所述第二导沟中。

2.根据权利要求1所述的磁盘装置，其特征在于，所述导沟的出口的位置位于绕着所述记录介质的中心在该记录介质转动方向上与所述斜坡的位置成80°到110°的夹角θ处。

3.根据权利要求1或2所述的磁盘装置，其特征在于，所述出口的开口宽度为所述入口的开口宽度的两倍或更多。

4.根据权利要求1所述的磁盘装置，其特征在于，所述循环过滤器是矩形滤垫的形式，并置于所述第二导沟内，沿着所述记录介质的切向延伸。

5.根据权利要求2所述的磁盘装置，其特征在于，还包括通气过滤器，所述通气过滤器被置于所述底壁的一个角落中，该角落是相对于所述记录介质的转动方向而言处于所述循环过滤器的下游端离所述循环过滤器最近的那个角落，所述通气过滤器有一个弓形外表面，该弓形外表面与所述底座的侧壁的内表面对齐。

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