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CN1658324A - 硬盘驱动器 - Google Patents

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CN1658324A CN2005100061256A CN200510006125A CN1658324A CN 1658324 A CN1658324 A CN 1658324A CN 2005100061256 A CN2005100061256 A CN 2005100061256A CN 200510006125 A CN200510006125 A CN 200510006125A CN 1658324 A CN1658324 A CN 1658324A
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Abstract

本发明公开一种硬盘驱动器，其包括具有基座和连接到所述基座上的盖的壳体、与所述基座相连的主轴电机、安装到所述主轴电机上并且相对所述基座转动的盘以及可转动地连接到所述基座上并且支持滑块的致动器，所述滑块具有安装到其前端上的磁头。所述磁头将数据写入所述盘和/或从所述盘读出数据。该硬盘驱动器具有从所述基座的一个表面和/或所述盖对着所述盘的部分伸出的肋片。该肋片将由所述盘的转动引起的气流引导向所述盘的外边缘。

Description

硬盘驱动器
技术领域
本发明涉及一种硬盘驱动器，更具体地，涉及一种带有能够在硬盘驱动器操作期间减缓振动的缓冲元件的硬盘驱动器。
背景技术
硬盘驱动器是一种在计算机中使用的辅助存储设备，其中，通过磁头从磁盘读取数据和/或将新数据写入磁盘。对硬盘驱动器存在持续的高速、高存储量和低振动的要求，因此做出了一些开发以满足这些需求。
图1是传统硬盘驱动器的分解透视图。参照图1，该硬盘驱动器10包括：盘15；主轴电机20，其旋转盘15，并且与基座11连接在一起；致动器30，其支撑磁读/写头45，该磁头将数据写入盘15和/或将数据从盘15读出；以及，盖12，其紧固到基座211上，用以覆盖和保护硬盘驱动器10内的组件。
盘15固定到主轴电机20的转子上，并且相对基座11转动。在盘15的一个表面上，指示待写入数据位置的数据被预先记录在沿着盘15周向形成的大量轨道上。
致动器30通过音圈电机32绕与基座11相连的枢转轴承33转动。该致动器30包括：臂35，其可转动地连接到枢转轴承33上；以及，头万向组件(head gimbal assembly HGA)37，其与臂35相连，支撑滑块40，并将滑块向盘15的表面偏压，磁头45安装在该滑块上。
当硬盘驱动器10中的盘15转动时，通过气压在硬盘驱动器中生成提升力。滑块40在盘表面上方的一定位置处保持悬浮状态，在该高度，由盘15的转动生成的提升力与HGA37的弹性力平衡。因此，安装在滑块40上的磁头45与转动的盘15隔开预定距离，从而将数据写入盘15和/或从盘15读出数据。
在传统硬盘驱动器10中，由于主轴电机20的结构特征或缺陷、盘15的偏心、硬盘驱动器10中的不规则气流等原因，会产生振动。该振动很不利地产生了位置误差信号(PES)和磁头45的写入/读出误差，并且增加了噪音，从而损害了硬盘驱动器的可靠性。
为了降低由于结构特征而引起的振动，已经在硬盘驱动器的主轴电机20中使用液压轴承。使用液压轴承的主轴电机能够以7200转每分以上的高速转动盘15。当盘15以高速转动时，在与箭头D所示的盘转动方向一致的方向上转动的气流是导致盘15、致动器30和硬盘驱动器10振动的主要因素。因此，需要控制箭头D方向上转动的气流，以便降低盘15、致动器30和硬盘驱动器10的振动，进而提高硬盘驱动器的可靠性。
发明内容
本发明解决现有技术的技术问题，并且提供一种一种硬盘驱动器，包括：包括基座和连接到所述基座上的盖的壳体；连接到所述基座上的主轴电机；安装到所述主轴电机上并且相对所述基座转动的盘；致动器，其可转动地与所述基座相连，并且包括由所述致动器支持的滑动件和安装到所述滑动件的前端上的磁头，该磁头将数据写入所述盘和/或从所述盘读出数据；以及多个肋片，其从所述基座的至少一个表面或者所述盖对着所述盘的部分突出，并且将其形状形成为能够使其将由于盘的转动引起的气流向着所述盘的外边缘引导。
根据本发明的一方面，将每个所述肋片靠近所述盘的中心的第一端和相应肋片靠近所述盘的外边缘的第二端相连的对应线相对从所述盘的中心径向延伸并且穿过所述肋片的对应第一端的线沿着所述盘的转动方向倾斜预定角度。
根据本发明的一方面，每个所述肋片沿着所述盘的转动方向从靠近所述盘的中心的第一端向着靠近所述盘的外边缘的第二端弯曲，从而具有螺旋形状。
根据本发明的一方面，所述肋片的、供由盘的转动引起的气流流经的表面倾斜，从而将所述气流引导向所述盘的一个表面。
根据本发明的一方面，所述肋片相对所述气流的流动方向设置在所述致动器之前，从而阻挡由盘的转动引起的气流流向所述致动器。
根据本发明的一方面，该硬盘驱动器还包括设置在所述盘的外边缘外的循环过滤器，其中，所述肋片靠近所述盘的外边缘的一端设置成相对气流方向位于所述循环过滤器之前，从而将由所述盘的转动引起的气流引导向所述循环过滤器。
根据本发明的一方面，所述肋片具有相同的形状，并且以均匀的角度间隔设置。
附图说明
图1是传统硬盘分解透视图；
图2是根据本发明实施例的硬盘驱动器的分解透视图；
图3是图2的盖的仰视图；
图4是图3的肋片的纵剖视图；
图5是根据本发明另一实施例的硬盘驱动器的盖的仰视图；
图6是示出图1、3和5所示的硬盘驱动器的操作期间，施加在磁头上的力的图表；以及
图7是示出图1、3和5所示的硬盘驱动器的操作期间，施加在HGA上的力的图表。
具体实施方式
现在参照附图详细描述本发明的实施例，附图中类似的附图标记通篇指代类似的元件。实施例是通过参照附图加以描述的，以便解释本发明。
图2是根据本发明实施例的硬盘驱动器的分解透视图。图3是图2所述盖的仰视图，图4是图3所示肋片的剖视图。
参照图2-4，硬盘驱动器10包括壳体101，该壳体具有内部空间。主轴电机120、盘115、致动器130和循环过滤器(recursive filter)150设置在壳体101的内部空间内。
壳体101包括基座102和盖103，其中，基座支撑主轴电机120和致动器130，盖与基座102的上部相连，用以保护盘115。根据一个实施例，壳体101由不锈钢或者铝制成。
如上所述，盘115设置在壳体101内。该盘115可以包括四个或更多的盘片以增加容量，但是，由于盘的表面记录密度增大，也可以使用一个或两个盘片。根据一个实施例，尽管图2所示硬盘驱动器100包括一个盘片，但是硬盘驱动器100可以包括两个或更多的盘片。
主轴电机120转动盘115，并且固定地安装到基座102上。盘夹持件125附装到主轴电机120的上部，以防止盘115松动。
致动器130包括在盘115上的希望位置处进行读写操作的磁头145，还包括臂137、HGA138和音圈电机135。HGA138连接到臂137的前端上，支撑滑块140，并向着盘115的表面偏压滑块140，该滑块上安装有磁头145。音圈电机135提供转动臂137的驱动力，并受伺服控制系统的控制。根据弗莱明左手定律，臂137相应于输入VCM线圈的电流和由磁体产生的磁场之间的相互作用而转动。如此，附装到HGA138的前端部分上的滑块140沿着箭头A所示方向在盘115上向主轴电机120运动，以及沿着箭头B所示方向远离主轴电机120运动。为此，臂137、HGA138、滑块140和磁头145分别设置在盘115的上下放，但是设置在盘115下方的HGA、滑块和磁头由于被盘115遮挡而在附图中不可见。
循环过滤器150收集并且除去在硬盘驱动器100中生成的、例如颗粒或者气体的外来物质，并且该循环过滤器可拆卸地与盖103的内表面相连。该循环过滤器150位于盘115的外部，以便过滤与由盘115的转动导致的气流一起流动的外来物质，例如颗粒。
硬盘驱动器100的盖103包括控制壳体101内的气流第一、第二和第三肋片105、108和111。肋片105、108和111从盖103的内表面向着盘115向上突出，但是不会阻碍致动器130的操作，并且允许致动器130在其操作范围104内操作。
参照图3，直线L1和直线L2之间沿着盘115的转动方向D的夹角为α1，其中，L1将靠近盘115中心的第一肋片105的第一端105a与最远离盘115中心的第一肋片105的第二端105b相连，L2从盘115的中心径向向外延伸。第二和第三肋片108和111具有相同的特征。肋片105、108和111沿着盘115的转动方向D从第一端105a、108a和111a向第二端105b、108b和111b逐渐弯曲，以形成螺旋形状。所以，当盘115转动时，盘115和盖103之间的空气沿着与盘115的转动方向D相同的方向转动并且被馈送到盘115的外边缘，如图3的虚线箭头所示。如此，盘115和盖103之间的空气压力从盘115的中心向盘115的外边缘逐渐增加。因此，由于盘115的外边缘受到增大的空气压力的影响，所以能够减少例如盘抖动的振动。尽管柏努利(Bernoulli)等式指出，空气压力将随着空气速度的增加而减小，但是柏努利等式假定气流是不可压缩的，在本发明的情况下这种假设不成立。
靠近盘115的外边缘的、第二肋片108的第二端108b设置成靠近循环过滤器150，这样，在与盘115转动方向D相同的方向上流动的空气被引导向循环过滤器150。如此，空气被引导向位于第二肋片108的第二端108b和盖103的凸缘103a之间的间隙G，并且穿过循环过滤器150。所以，与没有肋片108的情况相比，不穿过循环过滤器150的空气量减少，从而更加有效地过滤外来物质。
参照图4，肋片105、108和111对着由于盘115的转动而引发的气流的侧面106、109和112稍微倾斜，从而向着盘115的表面引导气流。因此，被肋片105、108和111迫向外边缘的空气不会形成由于肋片105、108和111的阻挡而形成的涡旋气流，因此，可以被容易地引导到盘115的外边缘。
图5是根据本发明另一个实施例的硬盘驱动器的盖的仰视图。根据该实施例的硬盘驱动器具有与根据图2所示前述实施例的硬盘驱动器相同元件，不同之处在于其使用图5所述的盖203。包括在两个实施例中的元件用相同的附图标记指代，以下描述该实施例与前述实施例之间的不同之处。
参照图5，盖203包括第一、第二和第三肋片205、208和211，它们从盖203的内表面向着盘115向上突出，不会阻碍致动器130的操作，并且允许致动器在其操作范围204内操作。
参照图5，直线L1’和直线L2’之间沿着盘115的转动方向D的夹角为α2，其中，L1’将靠近盘115中心的第一肋片205的第一端205a与靠近盘115的外边缘的第一肋片205的第二端205b相连，L2从盘115的中心径向向外延伸。第二和第三肋片208和211具有相同的特征。但是，与第一实施例不同，肋片205、208和211沿着与盘115的转动方向D相反的方向从第一端205a、208a和211a向第二端205b、208b和211b逐渐弯曲，以形成螺旋形状。换言之，在该实施例中，肋片205、208和211的弯曲方向与前述实施例中的肋片的弯曲方向相反。但是当盘115的转速大约为7200转每分时，尽管肋片205、208和211的弯曲方向与盘115的转动方向D相反，但是仍然不会对气流造成负面影响，例如涡旋气流。与前述实施例相同，由于增加了空气压力，可以防止盘115的外边缘发生例如抖动的振动。但是如果盘115的转动速度增加，可能会产生涡旋气流，从而导致振动。
在该实施例中，与前述实施例相同，第二肋片208的第二端208b设置成靠近循环过滤器250，这样，空气被引导向位于第二肋片208的第二端208b和盖203的凸缘203a之间的间隙G’，从而迫使空气流过循环过滤器259，并且有效地过滤外来物质。
如图3和5所示，为了抑制由于空气在与盘115的转动方向D相同的方向上流动并且与致动器130撞击而产生的致动器130的振动，第一肋片105和205设置在致动器130之前(相对于转动方向D)。所以，第一肋片105和205阻挡流向磁头145、滑块140和HGA138的空气，从而减小了操作硬盘驱动器时致动器130的振动。
图6和7是示出图3和5所示硬盘驱动器以及图1所示传统硬盘驱动器的特征的图表。图6是示出施加在磁头上的力的图表，图7是示出施加在HGA上的力的图表。测试用的各硬盘驱动器都是两通道类型的，其包括一对磁头、一对滑块、一对HGA和一对臂，用以将数据记录到盘的上下两个表面上，并从这些表面读取数据。在1atm的室温下做测试，同时盘115的转速为7200转每分。
参照图6可以看出，由于盘的转动而形成的气流施加在磁头上的力在图3和5的实施例中小于在传统硬盘驱动器10中的力。具体地，施加在靠近盖的上磁头上的力在图3和5的实施例中要小很多。图3实施例中测量到的施加的力稍小于图5实施例虫测量到的施加的力。参照图7，由于盘的转动而形成的气流施加在HGA上的力在图3和5所示实施例中小于在传统硬盘驱动器10中的。根据上述测试结果可以看出，在图3和5所示硬盘驱动器中，施加在HGA上的力小于传统硬盘驱动器中10的。所以，根据图3和5所示实施例，可以减小致动器的振动，并且与传统硬盘驱动器10相比，可以改进PES特则和/或读/写误差特征。
如上所述，在根据本发明的硬盘驱动器中，通过肋片将气流馈送到盘的外边缘，从而减小盘的振动。此外，流向致动器的气流被肋片阻挡，这样可以减小致动器的振动。振动的减小导致硬盘驱动器的PES特征和写/读误差特征的改进、噪音的减小以及可靠性的改进。
此外，如上所述，气流通过肋片被引导向循环过滤器，从而能够更好地过滤外来物质。
尽管以上描述了本发明的几个实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不背离由权利要求极其等价物限定的本发明的精神和实质的前提下，可以对这些实施例做出改变。例如，根据一个实施例，肋片可以定位在基座102中，而不是定位在盖103中。根据另一个实施例，肋片定位在基座102和盖103两者内。此外，根据一个实施例，可以以规则的角度间隙在不干涉致动器130操作的范围内设置多个相同的肋片。

Claims (10)

1、一种硬盘驱动器，包括：
包括基座和连接到所述基座上的盖的壳体；
连接到所述基座上的主轴电机；
安装到所述主轴电机上并且相对所述基座转动的盘；
致动器，其可转动地与所述基座相连，并且包括由所述致动器支持的滑动件和安装到所述滑动件的前端上的磁头，该磁头将数据写入所述盘和/或从所述盘读出数据；以及
多个肋片，其从所述基座的至少一个表面或者所述盖对着所述盘的部分突出，并且将其形状形成为能够使其将由于盘的转动引起的气流向着所述盘的外边缘引导。
2、如权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，将每个所述肋片靠近所述盘的中心的第一端和相应肋片靠近所述盘的外边缘的第二端相连的对应线相对从所述盘的中心径向延伸并且穿过所述肋片的对应第一端的线沿着所述盘的转动方向倾斜预定角度。
3、如权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，每个所述肋片沿着所述盘的转动方向从靠近所述盘的中心的第一端向着靠近所述盘的外边缘的第二端弯曲，从而具有螺旋形状。
4、如权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，所述肋片的、供由盘的转动引起的气流流经的表面倾斜，从而将所述气流引导向所述盘的一个表面。
5、如权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，所述肋片相对所述气流的流动方向设置在所述致动器之前，从而阻挡由盘的转动引起的气流流向所述致动器。
6、如权利要求1所述的硬盘驱动器，还包括设置在所述盘的外边缘外的循环过滤器，其中，所述肋片靠近所述盘的外边缘的一端设置成相对气流方向位于所述循环过滤器之前，从而将由所述盘的转动引起的气流引导向所述循环过滤器。
7、如权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，所述肋片具有相同的形状，并且以均匀的角度间隔设置。
8、如权利要求2所述的硬盘驱动器，其中，所述倾斜角度是钝角。
9、如权利要求2所述的硬盘驱动器，其中，所述倾斜角度是锐角。
10、一种用于硬盘驱动器的盖，所述硬盘驱动器具有基座、与该基座县连的盖和致动器，该致动器与所述基座相连，从所述盘读取数据和/或将数据写入所述盘，该盖包括：
弯曲的肋片，其向着所述盘延伸，以便将由所述盘的转动引起的气流引导到所述盘的外边缘，从而减小振动，所述肋片的一个位于所述致动器的上游，靠近所述致动器的操作范围，用于抑制所述致动器的振动。
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