盘片驱动装置、硬盘驱动器以及用于硬盘驱动器的壳体

摘要

本发明提供了一种盘片驱动装置、硬盘驱动器以及用于硬盘驱动器的壳体。为了抑制高速硬盘驱动器中磁盘的抖动,斜轨40被设置成与基底12的侧壁12a间隔预定空间,而在侧壁12a和斜轨40之间形成旁通通道42。气流通过旁通通道42向磁盘22提供。利用这种结构,可以减弱磁盘的抖动。

说明书

                        技术领域

本发明涉及一种以硬盘驱动器为代表的盘片驱动装置。

                        背景技术

硬盘驱动器(此后简称为HDD)广泛用作计算机数据存储装置，它的结构是，同轴地设置单个或多个磁盘，并由芯轴电机来驱动。相对磁盘设置的磁头从磁盘读取数据，以及将数据写入磁盘。磁头由致动器，一般来讲是音圈电机(此后简称为VCM)驱动。磁盘、磁头和致动器被装在称作盘片壳体的壳体内。盘片壳体由薄的盒形基底和用于密封基底开口的顶盖构成，其中基底由例如铝合金制成。

HDD的一个主要技术问题为增加读取存储在磁盘上的数据的速度，和在磁盘上写入数据的速度。一种用于解决该问题的方式为提高磁盘的转速。然而，增加磁盘转速增大了由于磁盘转动而产生的气流的速度。结果，磁盘的抖动增大。如果磁盘出现了抖动(此后称为盘片抖动)，那么，磁盘和磁头之间的相对位置关系就会变化。因而，盘片抖动的增大对读/写数据的精度造成不利影响。具体地说，假设写入数据时，数据就会没有按照要求被写入到一个与数据应该被写入的轨道的不同轨道上；或者，当读取数据时，数据就会没有按照要求从一个与数据应该被读取的轨道不同的轨道上读取。尤其是，如果增加存储密度以提高磁盘容量，这种趋势就会变得更加明显。

虽然最初3.5英寸磁盘的转速为7200rpm，但已经采用了10,000rpm的高转速，而且，已经开发出了在超过10,000rpm的转速下旋转的高速HDD。由于HDD内产生的气流的速度增大，磁盘的抖动变得更加显著。另一方面，由于磁盘的转速增大，在HDD内产生的气流的速度增大。因此，HDD转速的增加，导致由磁盘抖动带来的读/写数据精度问题变得非常严重。

于是，本发明的目的是提供一种能够抑制高速HDD中磁盘抖动的盘片驱动装置。

                          发明内容

本发明人认为盘片抖动并不只是仅仅受到磁盘转速的影响。当磁头位于磁盘上时，由于气流被中断而发生在磁盘上的湍流，也对盘片抖动有影响。基于这种认识，发明人采取了使HDD内的气流更稳定的措施。具体地说，在HDD内提供一条新的气流路径。采用上述措施后，发现盘片抖动被减小了。基于这种发现发明了根据本发明的盘片驱动装置。因此，本发明提供了一种盘片驱动装置，其包括：围绕一个旋转轴被驱动旋转的盘状介质，该盘状介质用于存储数据；用于存储数据和再现数据的读/写头；用于使读/写头在盘状介质上寻道的致动器；用于容纳盘状介质、读/写头、以及致动器的壳体，该壳体具有竖立在其周边的侧壁；以及一个旁通通道，用于从外侧沿着盘状介质的径向向盘状介质提供在壳体内由于驱动盘片旋转而产生的气流的一部分。

根据本发明的盘片驱动装置，通过经旁通通道向盘状介质提供一部分在壳体内由于驱动盘状介质旋转而产生的气流，可以减小盘片抖动。

在根据本发明的盘片驱动装置中，优选地，旁通通道包括气流进入的流入口、用于导引通过流入口进入的气流的通道、以及用来排出流入到通道内的气流的流出口，流出口设置于在致动器驱动下读/写头进行寻道的范围的附近。盘片抖动由于驱动盘状记录介质旋转而产生。当读/写头定位在盘状记录介质上时，由于读/写头的存在而产生湍流，因而，增大了盘片的抖动。所以，可以理解，通过从旁通通道向读/写头的移动范围、即寻道范围附近，提供平稳状态的气流，就能够产生减小湍流的效果，从而能够减小盘片抖动。

另外，在根据本发明的盘片驱动装置中，流入口和通道可以沿侧壁形成。换句话说，壳体的侧壁能够用来形成旁通通道。

此外，在根据本发明的盘片驱动装置中，具有如下的构造。盘片驱动装置具有排放口，用于将由于驱动盘状介质旋转而产生的气流的一部分沿着盘状介质的径向排到外侧，通过排放口排出的气流的一部分流到流入口。这样做的目的是有效地保持从旁通通道向盘状介质提供的气流。硬盘驱动器在作为盘状介质的磁盘外侧设置有过滤机构，而该过滤机构可以形成排放口。

还有，本发明提供了一种盘片驱动装置，其包括：围绕一个转轴被驱动旋转的盘状介质，该盘状介质用于存储数据；用于存储数据以及再现数据的读/写头；用于使读/写头在盘状介质上寻道的致动器；以及用于容纳盘状介质、读/写头和致动器的壳体，其特征在于，壳体具有竖立在其周边的侧壁、用于容纳盘状介质的盘片容纳室、以及沿侧壁竖立以便与侧壁分隔预定空间的壁部，该壁部的一端面对盘片容纳室。

在这种盘片驱动装置中，壳体具有竖立在其周边的侧壁、用于容纳盘状介质的盘片容纳室、以及沿侧壁竖立以便与侧壁间隔预定空间的壁部，该壁部的一端面向盘片容纳室，侧壁和一端面对盘片容纳室的壁部之间的空间形成前述的旁通通道。因此，通过将由于驱动盘状介质旋转而产生的气流的一部分从该空间提供给盘状介质，能够减小盘片抖动。

本发明可以应用于用作盘片驱动装置的硬盘驱动器。具体地说，根据本发明的硬盘驱动器包括：具有用于存储数据的磁盘和用于驱动磁盘旋转的芯轴电机的盘片组件；用于在磁盘上存储数据以及从磁盘再现数据的磁头；用于使磁头在磁盘上寻道的致动器；具有容纳盘片组件的盘片容纳室和用于容纳致动器的致动器容纳室的基底，该基底具有竖立在其周边的侧壁；以及气流路径，其具有向致动器容纳室开口的流入口、向盘片容纳室开口的流出口、以及将流入口连接到流出口上的通道。

根据本发明的硬盘驱动器具有气流路径，该气流路径具有向致动器容纳室开口的流入口、向盘片容纳室开口的流出口、以及将流入口连接到流出口的通道。因此，能够通过气流路径向磁盘提供一部分在致动器容纳室内由于驱动磁盘旋转所产生的气流。因此，稳定了由于在磁盘上存在磁头而产生的湍流，并从而减弱了盘片抖动。

再有，在根据本发明的硬盘驱动器中，为了充分执行稳定气流的功能，理想地是，流出口沿磁盘旋转方向朝着磁头寻轨范围的下游侧开口。

在这种硬盘驱动器中，过滤机构可以沿着磁盘径向设置于流出口更下游侧的外侧。气流如上所述那样产生，排放到过滤机构的气流进入气流路径，并被提供给磁盘。这样被认为对稳定气流是有效的。

此外，在根据本发明的硬盘驱动器中，气流路径形成壁可以设置在从过滤机构到气流路径的范围内，并与侧壁间隔预定的空间。对于使排到过滤机构的气流可靠地进入气流通道来说，这是一种有效的方法。

再有，本发明提供了一种硬盘驱动器，其包括：用于存储数据的磁盘；用于在磁盘上存储数据以及从磁盘再现数据的磁头；用于支撑磁头并用于将磁头装载到磁盘上或从磁盘上卸载磁头的致动器；具有用于容纳磁盘、磁头和致动器的容纳室的基底，且在容纳空间四周竖立有侧壁；以及设置在基底容纳室内的斜轨，与侧壁间隔预定空间，在磁头卸载时支承致动器。

在根据本发明的上述硬盘驱动器中，斜轨被设置成与基底侧壁间隔预定的空间，这一预定空间形成了前述的旁通通道。因此，在容纳室内由于驱动磁盘旋转而产生的气流的一部分可以通过斜轨和侧壁之间的空间而被提供到磁盘上。结果，稳定了由于磁盘上存在磁头而产生的湍流，从而减弱了盘片抖动。

在根据本发明的硬盘驱动器中，基底可以沿侧壁在装有致动器的部分中设置有预定宽度的空间。其目的为保持气流的流动路径。

再有，在根据本发明的硬盘驱动器中，磁盘的大小优选地小于对应于基底形状因数的磁盘的大小。这是由于需要足够大的地方以在斜轨和基底侧壁之间提供所述空间。形状因数是指与形状和尺寸等形式相关的因数。目前，可用的三种形状因数为5.25英寸、3.5英寸和2.5英寸。不考虑公差的标准宽度为5.75英寸(146.05mm)、4.0英寸(101.6mm)、以及2.75英寸(68.95mm)。3.5英寸形状因数并不是意味着安装在HDD中的硬盘直径为3.5英寸。一般地，3.5英寸形状因数的硬盘驱动器安装有95mm(3.74英寸)的磁盘。然而，如果安装了对应于形状因数3.5英寸的95mm磁盘，就难于在斜轨和基底侧壁之间提供空间。即使可以提供这样一空间，但在这种情况下侧壁必须做得较薄，而导致基底强度降低。

于是，对于高速硬盘驱动器，优选地是磁盘的尺寸小于对应于基底形状因数的磁盘的尺寸。此原因为磁盘直径的减小可以抑制芯轴电机转动磁盘时能耗的增大。因此，本发明适于易于产生盘片抖动的高速硬盘。

上述旁通通道或气流路径可以在形成硬盘驱动器的壳体内形成。因此，本发明提供了这样的一种壳体，具体地说，本发明提供了一种用于硬盘驱动器的壳体，其包括：竖立在壳体周边的侧壁；用于容纳存储数据的磁盘的盘片容纳室；以及沿侧壁竖立而与侧壁分隔预定空间的壁部，该壁部的一端面向盘片容纳室。

本发明还提供了一种硬盘驱动器的壳体，用于装载/卸载型硬盘驱动器，该壳体包括：用于容纳磁性存储数据的磁盘和驱动磁头的致动器的容纳室，磁头用于在磁盘上存储数据或从磁盘中再现数据；围绕容纳室的侧壁；以及设置在容纳室内的斜轨，其与侧壁分隔预定空间，以在磁头卸载时支持磁头。

如上所述，本发明提供的盘片驱动装置能够限制盘状介质的抖动。

                       附图说明

图1是根据本发明一实施例的HDD 10的平面图；

图2是根据本发明一实施例的HDD 10的侧视图；

图3是根据本发明一实施例的HDD 10的基底12的平面图；

图4是根据本发明一实施例的HDD 10的局部放大视图；

图5是示出根据本发明一实施例的HDD 10的磁盘22旋转时产生的气流的视图；

图6是示出对于根据本发明一实施例的HDD 10和传统HDD 100的盘片抖动的测量结果的图表；

图7是根据本发明一实施例的HDD 10的改进的平面图；以及

图8是传统HDD 100的平面图。

                     具体实施方式

参照附图将描述本发明实施例。

图1是根据本发明该实施例的硬盘驱动器(HDD)10的平面图，而图2是图1所示的HDD 10的侧视图。HDD 10是磁头装载/卸载型HDD。另外，HDD 10具有3.5英寸的形状因数，额定转速为15,000rpm，以增大数据读/写速度。

如图1所示，HDD 10通过用顶盖14(本图未示出)密封浅底盒状铝合金基底12的开口的上部而形成盘片壳体16。

顶盖14通过矩形框架形密封元件(未示出)用螺钉固定到基底12上，通过该密封元件使盘片壳体16的内部形成为气密的。

在盘片壳体16内，在基底12中心设置了内置轴套结构的芯轴电机18。在芯轴电机18的轴套20的顶面上，均由玻璃基片或铝基片构成的磁盘22通过顶部压紧件28固定，而磁盘22被芯轴电机18逆时针驱动旋转。磁盘22外径为70mm。芯轴电机18的芯轴19的顶端用螺栓(未示出)固定到顶盖14上，因此，芯轴19具有两端支撑结构。

磁盘22为用于存储数据的盘状存储介质。数据存储在玻璃基片或铝基片上形成的磁性薄膜(未示出)上。如图2所示，在相邻磁盘22之间插入一垫片24。该垫片24为用于调整各磁盘22之间的距离的元件。

在盘片壳体16内还设置了致动器30。在致动器的一端设置一磁头32，而致动器30的中部经由枢轴34支撑在基底12上。因此，致动器30可以枢转地围绕枢轴运动。在致动器30的另一端设置了用于VCM(音圈电机)的线圈36。通过VCM的线圈36和VCM44，致动器30可以枢转运动。

在基底12的外表面(底面)上安装有一个卡板(未示出)，其作用为电路基片。该卡板为矩形形状，其大小能够覆盖基底12的外表面。用于驱动电机的电能、信号等在卡板和芯轴电机之间传输，给VCM的线圈36的能量以及用于磁头32读取和其他目的的电能和信号在卡板和致动器30之间传输。卡板和致动器30之间的能量和信号传输可以经柔性电缆完成。

本实施例的HDD 10为被称作装载/卸载型的HDD。对于装载/卸载型HDD 10，在非工作期间(卸载期间)，通过将致动器30保持于斜轨40上以将磁头32卸载到缩回位置，而不与磁盘22的表面相接触。在工作期间(装载期间)，磁头32被致动器30驱动而在磁盘22上寻道。

图3是基底12的平面图。如图3所示，侧壁12a竖立在基底12的四周，被侧壁12a围绕的区域大致分为两个区域：用于容纳由磁盘22和芯轴电机18形成的盘片组件的盘片容纳室和用于容纳致动器30的致动器容纳室。现在参照图1，在致动器容纳室12c中，除了致动器30之外还设置了VCM(音圈电机)的线圈36和VCM 44，这些元件被设置成与基底12的侧壁12a间隔预定空间。换句话说，致动器容纳室12c容纳了包括致动器30的各元件，同时与侧壁12a间隔预定空间。

图4是斜轨40附近的放大视图。斜轨40用螺钉等安装到斜轨安装壁41上，其一端面对基底12的盘片容纳室12b。斜轨安装壁41被设置成与竖立在基底12周边的侧壁间隔预定空间。因此，对于本实施例的HDD 10，斜轨40被设置成与竖立在基底12四周的侧壁间隔预定空间，这个空间形成了旁通通道42。旁通通道42包括：流入口42a，磁盘22转动所产生的气流通过该流入口42a进入；通道42b，其用于导引已经通过流入口42a进入的气流；以及流出口42c，在通道42b内被导引的气流通过该流出口排出。流出口42c向磁盘22开口，因此，在通道42b内导引的气流被排出并从流出口42c向磁盘22提供。另外，流出口42c位于基底12的盘片容纳室12b，并在寻道范围SA(以枢轴34为中心的弧形，在图4中以虚线表示)附近开口，在该寻道范围SA内，磁头32利用致动器30来寻道，更具体地说，流出口42c开口于从寻道范围SA开始沿着磁盘22旋转方向(逆时针)的寻道范围SA的下游侧。流入口42a向致动器容纳室12c开口，并沿基底12的侧壁12a与通道42b一起形成。为了形成旁通通道42，利用了基底12的侧壁12a。

如图1所示，本实施例的HDD 10设置有过滤机构43，其用于收集在壳体16中的灰尘。具体地说，过滤机构43沿磁盘22的旋转方向(逆时针)在旁通通道42的更下游侧设置。在本实施例的HDD 10中，过滤机构43相对磁盘22的旋转中心与旁通通道42对称地设置。过滤机构43具有竖立在距基底12的侧壁12预定距离处的分隔壁43a以及位于侧壁12a和分隔壁43a之间的过滤器43b。在分隔壁43a和侧壁12a之间形成收集室43c，在收集空间43c的一端形成导入口43d。

接着，将参照图5描述当HDD 10的磁盘22转动时，在盘片壳体内产生的气流。

如上所述，磁盘22逆时针旋转。通过这种旋转，在磁盘22上产生逆时针气流，即，在盘片容纳室12b内产生逆时针气流，如虚线箭头所示出。当磁头32被装载并位于磁盘22上的任一位置时，磁头32和致动器30使在磁盘22上产生的气流紊乱。就是说，能够理解，在磁头32被装载时，在磁头32的寻道范围附近产生涡旋状湍流。

另一方面，在磁盘22上产生的气流的一部分通过导入口43d被引入过滤机构43的收集室43c内。具体地说，由于驱动磁盘22旋转而产生的气流的一部分由于过滤机构43的存在，沿着磁盘22的径向被排放到外侧。该部分气流在通过过滤器43b后，被排放到致动器容纳室12c中。

穿过过滤器43b的气流进入致动器容纳室12c，如虚线箭头所示，由此，在致动器容纳室12c内也产生了气流。在致动器容纳室12c内，致动器30、VCM的线圈36以及VCM 44被设置成距基底12的侧壁12a间隔预定空间。因此，进入致动器容纳室12c内的气流沿侧壁12a进入该空间内，而优先于进入致动器容纳室12c的中部，如虚线箭头所示，在致动器容纳室12c内存在致动器30、VCM的线圈36以及VCM 44。

优先进入到沿着侧壁12a的空间内的气流，经过流入口42a流进旁通通道42，并经过通道42b和流出口42c供向磁盘22。

如上所述，根据本实施例的HDD 10，由驱动磁盘22旋转所产生的气流的一部分从外侧沿磁盘径向经由过滤机构43、致动器容纳室12c、以及旁通通道42而提供给磁盘22。

针对本实施例的HDD 10和图8所示的HDD 100对盘片抖动加以测量。HDD 100为具有与HDD 10相同规格的硬盘驱动器，只是斜轨140直接安装到基底120的侧壁120a上，因而未提供HDD 10的旁通通道42。磁盘22和122的额定转速也被设定为15,000rpm。

测量结果示于图6中。结果证实了，与HDD 100相比，HDD 10的盘片抖动减小了1微英寸(25.4×10^-6mm)。

本实施例HDD 10盘片抖动减小的原因并不明确，但认为有如下的原因。

认为此原因为旁通通道42具有稳定HDD 10内产生的气流的功能。具体地说，如图5所示，当磁头32位于磁盘22之上时，在磁盘22上产生湍流，因此湍流是发生盘片抖动的主要原因。然而，可理解，通过将平稳状态的气流通过旁通通道42施加到寻道范围SA附近，能够稳定湍流。因此，减弱了盘片抖动。尤其是，对于本实施例的HDD 10，考虑到，气流的流动路径沿侧壁12a从位于与旁通通道对称位置的过滤机构43开始形成，因而，似乎是通过整个HDD 10来实现气流的稳定。为了增强这种功能，如图7所示，在从过滤机构43到旁通通道42的流入口42a的范围设置流动通道形成壁45而与侧壁12a间隔预定空间，可能是有效的。

虽然本实施例的HDD 10的形状因数为3.5英寸，但是，磁盘22的直径为70mm。就是说，磁盘22小于对应于该形状因数的磁盘的尺寸。这是因为HDD 10采用了15,000rpm的高转速。由于HDD 10的磁盘22小于对应于该形状因数的磁盘尺寸，即使提供了旁通通道42，围绕磁盘22的侧壁12a也可以做得较厚。也可以说致动器、用于VCM的线圈36和VCM 44可以设置在致动器容纳室12c内并与基底12的侧壁12a间隔预定空间，这是由于HDD 10的磁盘22小于对应于该形状因数的磁盘的尺寸。

在上述描述中，本发明以硬盘驱动器为例进行了解释。然而，本发明的应用不限于硬盘驱动器。本发明可以广泛用于设置有盘状存储介质的盘片驱动装置，在该装置中由于驱动盘状介质旋转而产生盘片抖动。

另外，虽然HDD 10为装载/卸载型硬盘驱动器，但是，本发明也可以应用于CSS(接触起动及停止)型硬盘驱动器。