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CN1078060A - 硬盘驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可靠的硬盘驱动装置，其优点是 零件及组装工序少，易于控制相对湿度。磁头/磁盘 外壳的内壁具有足够宽大的表面，容易吸附和释放大 量水蒸气。

Description

本发明涉及一种硬盘驱动装置，在该硬盘驱动装置的外壳中不管温度怎样变化，为使硬盘正常驱动而将空气的湿度保持在适当的范围内。
在硬盘驱动装置中，为防止由于空气中的尘埃而引起的故障，一般使用密闭型磁头/磁盘外壳，或仅仅能通过颗粒过滤器进出空气的半密闭型磁头/磁盘外壳。然而，实际上，由于成本高或在技术方面的困难，完全密闭型的磁头/磁盘外壳使用数量很少，主要使用半密闭型的磁头/磁盘外壳。
顺便说一下，在硬盘驱动装置中，不管是密闭型还是半密闭型都没有控制其内部的湿度，所以，由于内部湿度过大或不足，硬盘驱动装置可能发生故障。这种故障的发生，在多数情况下是由于磁盘的腐蚀或磨损，以及磁头对磁盘的附着。
磁盘的腐蚀是因为构成磁盘成分的磁化层或基板是由电化不稳定的金属制成的。腐蚀的速率与相对湿度有很大关系，这就是说，相对湿度变得越高，腐蚀的速率就越高。当相对湿度接近百分之百，水开始冷凝时，腐蚀速率变得更高。
另一方面，磁盘磨损的主要原因是磁盘驱动装置接触起停时磁盘和磁头之间的接触。为防止由于磁盘和磁头接触所引起的磨损，通过在磁盘表面上涂以润滑剂，以保护磁盘。然而，如果相对湿度降到百分之五以下时，润滑剂的性能将变坏，磁盘由于磨损将得到较少的保护，所以，磁盘将加速由于和磁头接触而造成的磨损。
相反，如果相对湿度增加到某种程度，水蒸汽很快地由磁盘的表面材料所吸附，同时在磁盘驱动装置接触起停时，磁头将被吸住，这可能妨碍磁盘的旋转。这样，当水蒸汽发生冷凝时，磁头对磁盘的粘附力将更加突出。
所以，为防止硬盘驱动装置发生故障和增加它的可靠性，将硬盘驱动装置内部的相对湿度保持在适当的范围内是必要的。
通常，在大多数硬盘驱动装置中没有控制湿度的措施，仅仅由磁盘驱动装置的制造商在说明书中限定湿度的适当范围。
在现有技术中，几项技术提出在硬盘驱动装置中控制湿度。
例如，日本已经公开的未经审定的专利申请书第1-199389号中提出了一种围绕在磁头/磁盘外壳内部设置吸附水蒸汽的聚合物薄膜的结构。所述聚合薄膜使用由聚合物（乙烯醇）等形成的薄膜。当湿度变高时，由于相对湿度越变得太高，对水蒸汽的吸附力就变得越大，聚合薄膜容易吸附水蒸汽，同时，当湿度变得太低时，由于仅供吸收而释放少量的热，聚合薄膜也容易释放水蒸汽。也就是说，聚合薄膜具有在磁头/磁盘外壳中能控制湿度的特性。
然而，所述薄膜也有缺点，由于吸附水蒸汽，易于发生改变它的性能和形状，同时由于频繁的吸附和蒸发作用，使吸附和蒸发的性能降低。此外，具有这种结构的装置还有一个缺点，由于在磁盘驱动装置的周围必须提供足够的薄膜，在磁头/磁盘外壳中控制湿度，将增加许多零件并在组装中增加许多工序。
日本已经公开的未经审定的专利申请第64-4996号揭示一种磁盘驱动装置，在该装置中具有在磁头/磁盘外壳中装入供吸附水蒸汽的毛细管聚合体和许多微孔的结构。毛细管聚合体实际上是一种经亲水性物质化学处理过的和烧结成块所形成的疏松的物质。
在这种装置中，它的目的是降低湿度而对湿度不加控制，独立地形成毛细管聚合体，对磁头/磁盘外壳必须提供配件，以便在外壳中装入毛细管聚合体。所以这种现有技术有增加零件及组装中工序数目的缺陷。
本发明的目的是提供一种能容易控制相对湿度和使用较少零件且组装工序少的可靠的硬盘驱动装置。
根据本发明的硬盘驱动装置，其特点是：磁头/磁盘外壳的内壁具有足够宽大的表面，吸附和释放水蒸汽，以便控制在磁头/磁盘外壳中的相对湿度。
为了达到这个目的，根据本发明的优选实施例，所述磁头/磁盘外壳的内壁经阳极氧化或化学处理，在其形成许多微孔，即经过酸的腐蚀变成粗糙的表面。
一般说来，在磁头/磁盘外壳中所含有的水，不仅以水蒸汽的状态存在于空气中，而且以水的状态吸附在磁头/磁盘外壳的所有暴露的表面上。吸附的水量较大地取决于表面的状态或外壳的材料和它的温度。所以，如果通过选用制造工艺或材料来增加表面面积，那么，存在于空气中的与其说是水蒸汽不如说是水更能以吸附水的状态保持不变。当温度快速地变化时，空气中的相对湿度也相应地发生显著变化。在这种情况下，水蒸汽吸附在大表面面积的磁头/磁盘外壳的内壁上，或者，在内壁上吸附的水释放到外壳中的空气里，以缓和湿度的快速变化。
众所周知，所谓吸附作用就是在液体或气体中所含有的分子有选择地俘获或冷凝在具有特殊结构的固体表面上。这些能起吸附作用的固体吸附剂是疏松的，并在其上具有直径小于0.01微米的微孔。在恒温状态下吸附物质和吸附剂系统的等温线表明在外部流体（液体或气体）中待吸附物质的浓度或分压和被吸附剂吸附物质的浓度之间的平衡关系。如果温度发生变化，那么物质的吸附和释放作用将相应地发生，该系统将达到另一种平衡状态。
在本发明中，吸附的物质是水，磁头/磁盘外壳的内壁相当于固体吸附剂。例如，如果磁头/磁盘外壳的内壁由铝制成经阳极氧化处理形成玻璃氧化铝（glass    alumina），作为大表面面积的疏松内壁，它显示出在空气中吸附水蒸汽的显著作用，以便起稳定相对湿度随温度变化的作用。此外，根据本发明用作吸附剂的部分是由金属或金属氧化物制成的，它比普通有机化合物具有好得多的耐用性和可重复性等优点。其次，根据本发明，由于吸附或从中释放水蒸汽的部分与磁头/磁盘外壳制成单件形式，因而不仅能减少零件的数目，而且也能减少组装中工序的数目。再次，根据本发明的结构，由于磁头/磁盘外壳的所有内表面能起吸附的作用，它们能够容易地容纳外壳内的水蒸汽总量那样多的水蒸汽。
根据本发明，为了在大面积内壁上形成疏松层，除了上述阳极氧化法外，还可以使用化学处理内壁而形成疏松层或者用酸腐蚀使内壁表面粗糙的方法。
在下文中将参照附图按照各实施例详细叙述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。
图1是显示根据本发明的推荐用于磁盘驱动装置外壳的内壁的，经阳极氧化覆盖的疏松层的透视图。
图2是根据本发明的磁盘驱动装置实施例的侧剖视图。
图3是显示根据本发明的磁盘驱动装置和普通磁盘驱动装置的相对湿度随温度而变化的曲线图。
通过乙二酸阳极氧化使磁头/磁盘外壳使用的铝板表面蒙有一疏松层，如图1所示。在氧化层1上成形的微孔2的直径和深度分别是大约30微米和120微米。
如在图2中所示，使用这样的铝板制成3.5英寸磁盘用的磁头/磁盘外壳10。在磁头/磁盘外壳10中装入供磁盘11a旋转的旋转马达11和一磁头致动器12，传感器12a在磁头致动器12内组成整体的硬盘驱动装置。在图2中，由10a、10b、和10c分别代表组装磁头/磁盘外壳10的密封部分，通风过滤器和磁头/磁盘外壳10的内壁。
在硬盘驱动装置外壳中空气的容积大约是80毫升，磁头/磁盘外壳10所有内壁的表面积大约是3.2平方米。
曾使用上述磁盘驱动装置和具有相同尺寸的普通磁盘驱动装置，测定内部湿度随温度的变化。普通磁盘驱动装置的全部内表面的面积大约为0.13平方米。其结果如图3所示。横坐标轴和纵坐标轴分别地表示所经过的时间和温度及湿度，而点划线、实线和虚线所表示的曲线分别地显示温度、在普通的磁盘驱动装置中的相对湿度和根据本发明的磁盘驱动装置中的相对湿度。
如图3所示，在0至15小时内，根据房间中空气温度的变化所发生的温度的变化，另一方面，在30至42小时内由于硬盘运转产生热所发生的温度变化。房间的空气的恒定湿度是50%。
从图3可知，当温度上升时，普通硬盘驱动装置的相对湿度（以实线表示）变化显著，而根据本发明的硬盘驱动装置的相对湿度（以虚线表示）变化缓慢。这就是说，当温度上升时，硬盘驱动装置的相对湿度下降，所以，在根据本发明的硬盘驱动装置中，外壳内壁上吸附的水被释放，相反，当随着温度下降，相对湿度上升时，水蒸汽就吸附在外壳的内壁上。
供磁头/磁盘外壳使用的铝板表面经使用碳酸钠和铬酸钠化学处理而蒙有一层疏松层。
和实施例1一样使用这种铝板形成供3.5英寸磁盘使用的磁头/磁盘外壳。该磁头/磁盘外壳装入具有磁盘的旋转马达和内装传感器头的磁头致动器，共同组成一硬盘驱动装置。
在硬盘驱动装置外壳中空气的容积大约是80毫升，磁头/磁盘外壳10的所有内壁的表面积大约是2.8平方米。
曾使用该磁盘驱动装置，测定其内部湿度的随温度的变化，具有和实施例1大致相同的结果。
通过众所周知的酸腐蚀，使形成磁头/磁盘外壳使用的铝板表面变成具有大表面积的粗糙表面。
和实施例1一样，使用这种铝板形成供3.5英寸磁盘使用的磁头/磁盘外壳，在磁头/磁盘外壳中装有具有磁盘的旋转马达，和内装传感器头的磁头致动器，共同组成硬盘驱动装置。
在硬盘驱动装置外壳中空气的容积大约是80毫升，磁头/磁盘外壳10的所有内壁的表面积大约是1.5平方米，它大约是普通磁盘驱动装置外壳内表面积的10倍。
通过使用该磁盘驱动装置，随温度的变化来测定内部湿度的变化。虽然没有像实施例1和2那样有效的结果，但实际上足以缓和相对湿度的变化。
如上所述，根据本发明，在硬盘驱动装置中相对湿度随温度的变化得到控制，缓和了相对湿度的急剧变化，以防止在磁盘驱动装置中的相对湿度变得太高或太低。特别是当硬盘驱动装置处在高温度高湿度空气中并通过空气调节器快速冷却时，对于普通硬盘驱动装置来说，水蒸汽便在磁盘上冷凝成露水，由于它的存在将发生磁头对磁盘的腐蚀和磨损。然而，对于本发明的硬盘驱动装置来说，外壳的内壁吸附水蒸汽几乎没有发生冷凝作用。此外，由于可逆性地发生水蒸汽的释放和吸附作用，内壁材料的质量不会变劣，在长时期内能显出减缓湿度变化的效果。

Claims (4)

1、一种硬盘驱动装置，包括：供存储信息的硬盘和供装入磁盘的磁头/磁盘外壳，其特征在于：所述磁头/磁盘外壳具有足够宽大的内壁表面，以吸附和释放水蒸汽。
2、根据权利要求1所述的硬盘驱动装置，其特征在于：所述磁头/磁盘外壳的内壁经阳极氧化处理，在其上形成许多微孔。
3、根据权利要求1所述的硬盘驱动装置，其特征在于：所述磁头/磁盘外壳的内壁经化学处理，在其上形成许多微孔。
4、根据权利要求1所述的硬盘驱动装置，其特征在于：所述磁头/磁盘外壳的内壁经过酸的腐蚀，变成粗糙的表面。
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