專利名稱：負(fù)壓空氣潤(rùn)滑承載浮動(dòng)塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝磁換能器的磁記錄裝置中的負(fù)壓空氣潤(rùn)滑承載浮動(dòng)塊，更具體地說(shuō)，涉及提高飛行穩(wěn)定性的浮動(dòng)塊。
在磁記錄裝置中，浮動(dòng)塊通過(guò)利用空氣作為潤(rùn)滑劑在盤(pán)上飛行。

圖1示出了硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)的結(jié)構(gòu)作為磁記錄裝置的例子。
參考附圖，在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器10的驅(qū)動(dòng)裝置中，盤(pán)11置于旋轉(zhuǎn)的主軸馬達(dá)12上，負(fù)壓空氣潤(rùn)滑承載浮動(dòng)塊14附加在懸臂15上以對(duì)應(yīng)于磁盤(pán)11。負(fù)壓空氣潤(rùn)滑承載浮動(dòng)塊14被繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的致動(dòng)器16所移動(dòng)，使浮動(dòng)塊14移動(dòng)到盤(pán)11的磁道13上要求的位置。盤(pán)11被用作記錄介質(zhì)，具有圓形，不同的信息被記錄在每一磁道13上。于是，要獲得所需的信息，浮動(dòng)塊14移動(dòng)以尋找盤(pán)11上相應(yīng)的磁道。在此，根據(jù)磁道13的位置，浮動(dòng)塊14的線速度和斜交角變化，從而飛行高度、俯仰角、橫搖角變化。
參考圖2A、2B和2C，由于盤(pán)11的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的線速度25在具有不同半徑的每一磁道上正比于盤(pán)11的半徑而改變。由此，浮動(dòng)塊14的飛行姿態(tài)，即飛行高度21、俯仰角22、橫搖角23，根據(jù)每一軌道的位置而改變。
飛行高度21表示在用于記錄/重現(xiàn)信息的磁換能器26的位置上浮動(dòng)塊14和盤(pán)11之間的高度。俯仰角22表示由浮動(dòng)塊14的長(zhǎng)度方向與盤(pán)11的表面構(gòu)成的角。橫搖角23表示由浮動(dòng)塊14的寬度方向與盤(pán)11的表面構(gòu)成的角。斜交角24表示盤(pán)11的磁道的切線與浮動(dòng)塊14的長(zhǎng)度方向構(gòu)成的角。斜交角24極大地影響承載壓力的產(chǎn)生，于是飛行姿態(tài)，即飛行高度21、俯仰角22、和橫搖角23，根據(jù)盤(pán)11的半徑改變很大。
由于對(duì)于飛行高度，常規(guī)上需要大約2-3微英寸或更高，即使飛行高度的改變量大一些，這種改變也不影響信息的記錄與再現(xiàn)。然而，由于近來(lái)飛行高度降低到1微英寸或更低，飛行高度的改變范圍變小，并且需要穩(wěn)定的飛行。當(dāng)飛行高度的改變范圍很大時(shí)，信息的記錄與再現(xiàn)困難，并且時(shí)常造成浮動(dòng)塊與盤(pán)之間的碰撞，所以整個(gè)系統(tǒng)的耐用性和可靠性降低。
磁頭寫(xiě)入場(chǎng)(Hw)與記錄介質(zhì)的矯頑力(Hc)之間的關(guān)系由下式表示。
Hw＝a×Hc [等式1]等式1中，設(shè)記錄介質(zhì)的矯頑力固定，則磁頭寫(xiě)入場(chǎng)的大小決定于a值。當(dāng)a值減小時(shí)，磁頭寫(xiě)入場(chǎng)降低。這意味著具有小的寫(xiě)入場(chǎng)的磁頭能夠有效地在記錄介質(zhì)上記錄信息。a值與飛行高度有關(guān)，即浮動(dòng)塊與盤(pán)之間的間隙。因此，a值可以通過(guò)降低飛行高度而降低。當(dāng)飛行高度降低時(shí)，涉及記錄密度的存儲(chǔ)單元的尺寸降低，于是可以存儲(chǔ)大量的信息。
隨著飛行高度降低而記錄密度增加的同時(shí)，由于外來(lái)干擾，例如外部沖擊而使浮動(dòng)塊碰撞磁盤(pán)的可能性增大。為防止此問(wèn)題，已經(jīng)建議了各種浮動(dòng)塊的形狀。
圖3示出了具有傳統(tǒng)形狀的浮動(dòng)塊的結(jié)構(gòu)，其公開(kāi)在美國(guó)專利號(hào)3,823,416中，與圖2A、2B和2C中所示的一樣。
參考圖3，具有斜坡32a的軌體31a形成在浮動(dòng)塊底表面兩側(cè)，沿長(zhǎng)度方向彼此平行。具有這種形狀的浮動(dòng)塊基本上用于磁記錄裝置的原始類型，稱作斜平式(TF)浮動(dòng)塊(taper flat slider)。這種浮動(dòng)塊的不利之處在于飛行高度、俯仰角、和橫搖角相對(duì)于如上參考附圖2A、2B和2C所述的盤(pán)的線速度和斜交角的變化改變非常大。由于磁換能器26位于浮動(dòng)塊背面一個(gè)軌體的后面，飛行高度不僅受俯仰角變化的極大影響，而且受橫搖角變化的極大影響，所以很難相對(duì)于盤(pán)的半徑保持恒定的飛行高度。
盡管有上述問(wèn)題，使用斜平式浮動(dòng)塊的理由如下。首先，由于主要使用線性致動(dòng)器代替旋轉(zhuǎn)式致動(dòng)器，因此不必考慮斜交角的影響。其次，由于飛行高度在4微英寸或更高，即使相對(duì)于盤(pán)的半徑飛行高度的變化量很大，信息的記錄與再現(xiàn)也不受太大影響。
圖4示出了公開(kāi)在美國(guó)專利號(hào)5,473,485中的浮動(dòng)塊的結(jié)構(gòu)。參考圖4，在浮動(dòng)塊的前側(cè)具有斜坡32b的軌體31b在浮動(dòng)塊底表面兩側(cè)向浮動(dòng)塊的中部形成。一個(gè)墊塊33b形成在浮動(dòng)塊的后側(cè)的中間。具有上述結(jié)構(gòu)的浮動(dòng)塊被稱作三墊式浮動(dòng)塊(tri-pad slider)，與傳統(tǒng)的斜平式浮動(dòng)塊相比展現(xiàn)出穩(wěn)定的飛行姿態(tài)。
然而，隨著高密度記錄裝置的需求增加，浮動(dòng)塊與盤(pán)之間的飛行高度急劇減小到2微英寸或更小。已經(jīng)建議一種相對(duì)于外來(lái)干擾能夠保持穩(wěn)定的飛行姿態(tài)的產(chǎn)生負(fù)壓力的浮動(dòng)塊。
圖5示出了公開(kāi)在美國(guó)專利號(hào)3,855,625中的負(fù)壓空氣潤(rùn)滑承載浮動(dòng)塊，稱作零負(fù)荷浮動(dòng)塊(zero-load slider)。
參考圖5，軌體31c形成在浮動(dòng)塊底表面兩側(cè)，彼此平行。兩個(gè)軌體31c之間的中間部分形成橋35c以將兩個(gè)軌體31c之間的空間分為一個(gè)正壓空間部分33c和一個(gè)負(fù)壓空間部分34c。
具有上述結(jié)構(gòu)的負(fù)壓浮動(dòng)塊的特征如下。在盤(pán)上抬起浮動(dòng)塊的正壓產(chǎn)生于正壓空間部分33c。相應(yīng)于正壓的負(fù)壓產(chǎn)生于負(fù)壓空間部分34c空氣承載表面(ABS)之間。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于負(fù)壓空間部分34c產(chǎn)生的負(fù)壓而產(chǎn)生朝向磁盤(pán)的吸力，于是形成了空氣承載的極大抗擾性，同時(shí)具有輕的外負(fù)荷。然而，在這樣的負(fù)壓浮動(dòng)塊中，由于根據(jù)斜交角的變化產(chǎn)生極大的橫搖角的變化量，安裝磁換能器26的位置處的飛行高度被極大的影響，所以不能正當(dāng)?shù)剡M(jìn)行記錄/再現(xiàn)。還有，在例如尋道移動(dòng)或電光負(fù)荷等相對(duì)于側(cè)滾的變化很大的情況下，側(cè)滾方向的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性減低。
為獲得穩(wěn)定的飛行特征，需要滿足下列條件。
首先，飛行高度必須保持相對(duì)于盤(pán)的半徑恒定。即不論從內(nèi)側(cè)向外側(cè)的整個(gè)盤(pán)的區(qū)域氣流速度和斜交角的變化如何，浮動(dòng)塊的飛行高度不能變化。由于飛行高度近來(lái)非常低(低于1微英寸)，這個(gè)條件應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格滿足。
其次，不論磁盤(pán)的半徑位置，浮動(dòng)塊造成的俯仰角大小應(yīng)包含在適當(dāng)范圍內(nèi)。如果俯仰角過(guò)小，會(huì)產(chǎn)生浮動(dòng)塊的前部與盤(pán)之間的碰撞，導(dǎo)致盤(pán)的嚴(yán)重?fù)p壞。還有，不能得到充分的楔形效應(yīng)，使得在操作中產(chǎn)生浮動(dòng)塊被吸向盤(pán)的動(dòng)態(tài)靜摩擦。當(dāng)俯仰角過(guò)大時(shí)，不能充分保持空氣承載的抗擾性，于是浮動(dòng)塊的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性降低。
第三，在盤(pán)的整個(gè)范圍內(nèi)沿徑向浮動(dòng)塊橫搖角的變化應(yīng)當(dāng)小。由于飛行高度是在浮動(dòng)塊的后部中心測(cè)量的，飛行高度不會(huì)因橫搖角變化很大。然而，考慮到沿橫滾方向相對(duì)于外部力矩的尋道和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，橫搖角應(yīng)當(dāng)總是穩(wěn)定的小值。
最后第四點(diǎn)，通過(guò)提供使負(fù)壓充分產(chǎn)生的形狀，空氣承載的抗擾性最大化。為了相對(duì)于磁記錄裝置組裝中的誤差、懸臂負(fù)載大小的誤差、和制造空氣承載表面中的誤差，最小化飛行高度的變化，空氣承載的抗擾性應(yīng)當(dāng)最大化。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的第一個(gè)目的為提供一種負(fù)壓空氣潤(rùn)滑承載浮動(dòng)塊，其中在盤(pán)的全部區(qū)域中飛行高度保持一致。
本發(fā)明的第二個(gè)目的為提供一種負(fù)壓空氣潤(rùn)滑承載浮動(dòng)塊，其中在盤(pán)的全部區(qū)域中俯仰角保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。
本發(fā)明的第三個(gè)目的為提供一種負(fù)壓空氣潤(rùn)滑承載浮動(dòng)塊，其中在盤(pán)的全部區(qū)域中橫搖角的大小最小化。
本發(fā)明的第四個(gè)目的為提供一種負(fù)壓空氣潤(rùn)滑承載浮動(dòng)塊，其相對(duì)于外部干擾和尋道提供動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。
本發(fā)明的第五個(gè)目的為提供一種負(fù)壓空氣潤(rùn)滑承載浮動(dòng)塊，其使侵入磁盤(pán)-磁頭界面(HDI)的污染物顆粒的量最小化，有效地防止侵入的污染物顆粒在負(fù)壓凹進(jìn)部分中的積累。
于是，為取得上述目標(biāo)，提供一種負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊，包括塊體，沿記錄信息的盤(pán)的磁道在第一方向飛行，同時(shí)被抬起預(yù)定的高度；多個(gè)軌體，提供在對(duì)應(yīng)于盤(pán)的表面的塊體的底部；進(jìn)氣通道，布置在沿第一方向上塊體的底部，并且在浮動(dòng)塊的前導(dǎo)端部分有一個(gè)進(jìn)氣部，在塊體的內(nèi)側(cè)有一個(gè)排氣部；以及一對(duì)負(fù)壓凹進(jìn)部分，提供在進(jìn)氣通道的排氣部，相對(duì)于進(jìn)氣通道被設(shè)置在沿垂直于第一方向的第二方向。
本發(fā)明中優(yōu)選一個(gè)第一軌座，具有W形狀，位于沿第一方向浮動(dòng)塊的前側(cè)，包圍所述一對(duì)負(fù)壓凹進(jìn)部分，并且具有一個(gè)突出部分，該突出部分在浮動(dòng)塊的中間沿兩個(gè)負(fù)壓凹進(jìn)部分之間延伸，并且對(duì)應(yīng)于每一個(gè)負(fù)壓凹進(jìn)部分的第一軌體提供在第一軌座上。
本發(fā)明中優(yōu)選突出部分的上表面配置為低于第一軌體，并且進(jìn)氣通道提供在突出部分的上表面上。
本發(fā)明中優(yōu)選第一軌體形成在第一軌座的上表面的一部分上，并且一個(gè)前階梯部分提供在第一軌座的上表面上第一軌體的前導(dǎo)端部分。
本發(fā)明中優(yōu)選第一軌體形成在第一軌座的上表面的一部分上，并且一個(gè)后階梯部分提供在第一軌座的上表面上在第一軌體的后面面向負(fù)壓凹進(jìn)部分。
本發(fā)明中優(yōu)選第二軌座以恒定的間隔提供在第一軌座的兩側(cè)的每一個(gè)的后面，并且第二軌體提供在第二軌座的每一個(gè)上。
本發(fā)明中優(yōu)選第三軌體提供在兩個(gè)第二軌體之間。
本發(fā)明中優(yōu)選第二軌體與塊體的后端隔開(kāi)預(yù)定的距離。
本發(fā)明中優(yōu)選一個(gè)傾斜部分形成在第一軌座前側(cè)的兩邊的每一個(gè)角隅處。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，為達(dá)到上述目標(biāo)，提供一種負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊，包括一個(gè)塊體；一個(gè)第一軌體，提供在沿第一方向塊體的前導(dǎo)端部分，其具有配置在沿第一方向兩側(cè)的一對(duì)第一部分，沿第二方向的一個(gè)第二部分，其兩端與第一部分的前導(dǎo)端部分相連接，以及沿第一方向提供在第二部分的中間部分的一個(gè)進(jìn)氣通道，其中一對(duì)負(fù)壓凹進(jìn)部分在第一部分與第二部分之間的內(nèi)部空間以預(yù)定的間隔相對(duì)于進(jìn)氣通道提供在沿第二方向的兩側(cè)；以及一對(duì)第二軌體，提供在沿第一方向浮動(dòng)塊的塊體的后面的兩側(cè)。
本發(fā)明中優(yōu)選一個(gè)第三軌體位于沿第一方向后側(cè)的中間部分，插入在兩個(gè)第二軌體之間。
本發(fā)明中優(yōu)選第一軌體具有一個(gè)在其中間部分具有預(yù)定高度的突出部分，并且其形成在第一軌座兩側(cè)上，第一軌座具有W形狀并包圍負(fù)壓凹進(jìn)部分，進(jìn)氣通道提供在第一軌座的突出部分的上表面上。
本發(fā)明中優(yōu)選第一軌體形成在第一軌座的上表面的一部分上，并且一個(gè)階梯部分通過(guò)第一軌座的不形成第一軌體的上表面形成在第一軌體的任何前側(cè)與后側(cè)處。
本發(fā)明中優(yōu)選突出部分的長(zhǎng)度具有不大于塊體長(zhǎng)度的70％的值。
本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)對(duì)下面參考附圖優(yōu)選實(shí)施例的描述將變得更加明確，其中圖1示出了典型的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平面圖；圖2A-2C示出了磁頭-磁盤(pán)界面圖，其中圖2A為透視圖，圖2B為側(cè)視圖，圖2C為后視圖；圖3示出了常規(guī)斜平式浮動(dòng)塊的透視圖；圖4示出了常規(guī)三墊式浮動(dòng)塊的透視圖；圖5示出了零負(fù)荷浮動(dòng)塊的透視圖，其為一種常規(guī)負(fù)壓空氣潤(rùn)滑浮動(dòng)塊；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的結(jié)構(gòu)特征；圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的透視圖；圖7B示出了圖7A的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的平面圖；圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的透視圖；圖8B示出了圖8A的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的平面圖；圖9示出了提供在按照本發(fā)明的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的前階梯部分的寬度A的變化與在磁盤(pán)上每一軌道位置處飛行高度的變化的關(guān)系圖；圖10示出了提供在按照本發(fā)明的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的前階梯部分的寬度A的變化與在磁盤(pán)上每一軌道位置處俯仰角的變化的關(guān)系圖；圖11示出了提供在按照本發(fā)明的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的前階梯部分的寬度A的變化與在磁盤(pán)上每一軌道位置處橫搖角的變化的關(guān)系圖；圖12A示出了根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的透視圖；圖12B示出了圖12A的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的平面圖；圖13示出了飛行高度的變化和如圖12A與12B所示根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊中的突出部分的長(zhǎng)度B的變化之間的關(guān)系；圖14示出了俯仰角的變化和如圖12A與12B所示根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊中的突出部分的長(zhǎng)度B的變化之間的關(guān)系；圖15示出了橫搖角的變化和如圖12A與12B所示根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊中的突出部分的長(zhǎng)度B的變化之間的關(guān)系；圖16示出了根據(jù)本發(fā)明第四個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的平面圖；圖17示出了根據(jù)本發(fā)明第五個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的平面圖；圖18示出了根據(jù)本發(fā)明第六個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的平面圖；圖19A示出了根據(jù)本發(fā)明的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊中壓力分布的三維圖；圖19B示出了根據(jù)本發(fā)明的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊中壓力分布的二維圖；圖20示出了相對(duì)于盤(pán)的半徑，三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和本發(fā)明的浮動(dòng)塊的飛行高度；圖21示出了相對(duì)于盤(pán)的半徑，三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和本發(fā)明的浮動(dòng)塊的俯仰角；圖22示出了相對(duì)于盤(pán)的半徑，三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和本發(fā)明的浮動(dòng)塊的橫搖角；
圖23示出了當(dāng)有一個(gè)沖擊作用到三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊時(shí)，浮動(dòng)塊的飛行高度的相對(duì)值的變化圖；圖24示出了當(dāng)有一個(gè)沖擊作用到三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊時(shí)，浮動(dòng)塊的俯仰角的相對(duì)值的變化圖；圖25示出了當(dāng)有一個(gè)沖擊作用到三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊時(shí)，浮動(dòng)塊的橫搖角的相對(duì)值的變化圖；圖26示出了對(duì)于三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊，在尋道期間浮動(dòng)塊飛行高度的變化圖；圖27示出了對(duì)于三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊，在尋道期間浮動(dòng)塊俯仰角的變化圖；圖28示出了對(duì)于三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊，在尋道期間浮動(dòng)塊橫搖角的變化圖。
參考圖6，根據(jù)本發(fā)明的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊包括塊體300，當(dāng)以預(yù)定高度沿記錄信息的磁盤(pán)磁道飛行時(shí)，其沿第一方向飛行。在此，飛行意指被磁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的正壓所抬起的塊體300具有相對(duì)速度，同時(shí)與磁盤(pán)磁道保持預(yù)定的距離。實(shí)際上，塊體300被懸臂和特別是，當(dāng)磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)該塊體300的磁道所支撐。在塊體300的前導(dǎo)部分的中部，平行于第一方向的上游位置提供一進(jìn)氣通道350。進(jìn)氣通道350的進(jìn)氣部分面朝塊體300的前端，而在下游位置的進(jìn)氣通道350的排氣部分面朝塊體300的內(nèi)部。作為空氣流動(dòng)通路的進(jìn)氣通道350由下面描述的軌體提供。一對(duì)負(fù)壓凹進(jìn)部分340提供在塊體300的底部。負(fù)壓凹進(jìn)部分340沿與第一方向垂直的第二方向以特定的間隔布置。在此，第二方向是沿此進(jìn)行尋道的方向。這些負(fù)壓凹進(jìn)部分340布置在靠近于沿第一方向布置的進(jìn)氣通道350的排氣部分。負(fù)壓凹進(jìn)部分340可以保持橫搖角沿尋道方向穩(wěn)定，特別是，相對(duì)于外部干擾，空氣承載的抗擾性增強(qiáng)了。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例采用上述概念的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的結(jié)構(gòu)。
圖7A和7B示出了根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊。參閱附圖，五個(gè)用于產(chǎn)生正壓的軌體310，310，370，370，和330以及用于產(chǎn)生負(fù)壓的一對(duì)負(fù)壓凹進(jìn)部分340提供在根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的塊體300的底部。
浮動(dòng)塊的塊體300具有面向磁盤(pán)的潤(rùn)滑表面且潤(rùn)滑表面由軌體和凹進(jìn)部分構(gòu)成。該潤(rùn)滑表面由第一、第二和第三軌體310、370和330形成。
提供一對(duì)第一軌體310，這兩個(gè)軌體310在塊體300的側(cè)部沿浮動(dòng)塊的縱向形成較長(zhǎng)以便形成負(fù)壓凹進(jìn)部分。第一軌體310形成在大致成凹壁形的第一軌座380上。
詳細(xì)地，一對(duì)第一軌體310配置在塊體300的前導(dǎo)部，進(jìn)氣通道350提供在兩個(gè)第一軌體310之間。第一軌體310和進(jìn)氣通道350形成在第一軌座380上，第一軌座380以預(yù)定高度形成在塊體300上。第一軌座380具有W形狀，可以認(rèn)為其為第一軌體310的一部分。第一軌座380提供了被充分地與適當(dāng)?shù)卣{(diào)整過(guò)的負(fù)壓凹進(jìn)部分340。一個(gè)突出部分360在兩個(gè)負(fù)壓凹進(jìn)部分340之間從第一軌座380延伸預(yù)定長(zhǎng)度，在空間上分離兩個(gè)負(fù)壓凹進(jìn)部分340，使得每一個(gè)負(fù)壓凹進(jìn)部分340中的壓力可以適當(dāng)?shù)乇３帧?br> 在五個(gè)用于產(chǎn)生正壓的軌體中，位于前導(dǎo)部分的第一軌體310保持俯仰角的均衡以防止與盤(pán)相碰。第二軌體370位于第一軌體的后面。第二軌體370通過(guò)增加浮動(dòng)塊的橫搖過(guò)穩(wěn)增加側(cè)滾穩(wěn)定性。第三軌體330提供在第二軌體370和用于記錄/再現(xiàn)信息的磁換能器26之間，磁換能器26裝在第三軌體33的一側(cè)。第二軌體370和第三軌體330分別形成在具有預(yù)定的高度的第二和第三軌座381和382的表面上，每一個(gè)如同第一軌體310一樣處在預(yù)定的區(qū)域。
第一軌體310、第二軌體370、第三軌體330分別形成在軌座380、381和382上，占據(jù)比軌座380、381和382較小的區(qū)域。在第一、第二、和第三軌體310、370和330附近的狹小區(qū)域形成了階梯部分320、321和322。階梯部分320、321和322形成充分包圍各軌體310、370和330，利用楔形效應(yīng)提供壓力形成機(jī)制。通過(guò)采用這些步驟，浮動(dòng)塊的制造比起常規(guī)的斜坡機(jī)械加工來(lái)得容易，并且斜坡加工期間產(chǎn)生的制造誤差可以最小化。
負(fù)壓凹進(jìn)部分340基本上被突出部分360劃分為兩個(gè)部分，突出部分360從位于第一軌座380上的階梯部分320向浮動(dòng)塊的后端延伸。通過(guò)形成這兩個(gè)負(fù)壓凹進(jìn)部分340，不管斜交角如何變化而產(chǎn)生大的吸力使浮動(dòng)塊變得更穩(wěn)定。
第二軌體370通過(guò)階梯部分321的楔形效應(yīng)產(chǎn)生足夠的正壓，提高了橫滾方向的穩(wěn)定性。由階梯部分322包圍的在后端部分的第三軌體330產(chǎn)生足夠的壓力。當(dāng)飛行高度過(guò)低時(shí)，第三軌體330產(chǎn)生很大的壓力使得產(chǎn)生很大的排斥力，從而浮動(dòng)塊被抬高。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)第一軌體310和在后端的第二軌體370形成四個(gè)穩(wěn)定壓力使得浮動(dòng)塊保持較穩(wěn)定的飛行抗擾性。由于負(fù)壓凹進(jìn)部分340產(chǎn)生很大的負(fù)壓，保持了空氣承載的很大的抗擾性。
在上述結(jié)構(gòu)中，軌體和軌座相對(duì)于塊體沿第一方向?qū)ΨQ形成。在某些情況下，軌體和軌座不對(duì)稱形成也是可能的。
如圖7A和7B所示，第二軌座381與塊體300的后端部分保持預(yù)定的距離。第一軌座380不延伸到塊體300的隅角，形成第一軌座380的相對(duì)于第一方向傾斜的傾斜部分380a。由此，即使整個(gè)塊體300發(fā)生傾滾作用，也能防止第一軌座380與盤(pán)之間的碰撞。進(jìn)入磁盤(pán)與塊體之間部分包括負(fù)壓凹進(jìn)部分340的污染物的量減少了。
如上所述，大多數(shù)正壓產(chǎn)生于浮動(dòng)塊的四個(gè)角310和370，而負(fù)壓產(chǎn)生于浮動(dòng)塊的中心部分負(fù)壓凹進(jìn)部分340之所在。上述產(chǎn)生的壓力使得不論在盤(pán)上的軌道位置如何，浮動(dòng)塊的飛行高度21，俯仰角22，橫搖角23的變化量最小化。保持很低的飛行高度而同時(shí)獲得穩(wěn)定的飛行姿態(tài)提供了磁頭-磁盤(pán)界面的可靠性。
圖8A與8B示出了根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊。在此，相同標(biāo)記用于圖6A與6B所描述的相同部件，除了鄰近負(fù)壓凹進(jìn)部分340的一個(gè)階梯部分323。以前描述的部件不再贅述。
在如圖8A與8B所示的第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，提供在如圖7A、7B所示的第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的第一軌座380上的突出部分360稍有變化，加上了形成在第一軌座380內(nèi)側(cè)并靠近負(fù)壓凹進(jìn)部分340的一個(gè)內(nèi)階梯部分323。
在第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，形成在第一軌體后面而靠近負(fù)壓凹進(jìn)部分340的第一軌座380的內(nèi)階梯部分323使由于負(fù)壓凹進(jìn)部分340處壓力的迅速變化產(chǎn)生的細(xì)小污染顆粒的積累減至最小。
圖9-11示出了浮動(dòng)塊相對(duì)于本發(fā)明第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中內(nèi)階梯部分323的寬度A的飛行特性。
如圖9-11所示，隨著寬度A增加，負(fù)壓凹進(jìn)部分340中產(chǎn)生的負(fù)壓減小，使得飛行高度、俯仰角、橫搖角同時(shí)增加。因此，寬度A不應(yīng)過(guò)大，合適的寬度A限于兩個(gè)第一軌體310之間的距離310T的25％以內(nèi)。在圖9-11中，ID(內(nèi)徑)，MD(中徑)，OD(外徑)分別表示存儲(chǔ)磁信息的磁盤(pán)的最內(nèi)直徑、中間直徑和最外直徑。
圖12A與12B示出了根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊。該優(yōu)選實(shí)施例基本上與第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例具有相同的結(jié)構(gòu)，除了突出部分360’。如圖所示，從提供在第一軌座380的外側(cè)的階梯部分320延伸的突出部分360’比上述第一和第二優(yōu)選實(shí)施例的突出部分360長(zhǎng)。突出部分360’分離了負(fù)壓凹進(jìn)部分340，而相對(duì)于該長(zhǎng)度壓力并沒(méi)有多少變化。
圖13-15示出了浮動(dòng)塊相對(duì)于突出部分360’的長(zhǎng)度B的飛行特性。如圖所示，飛行高度和俯仰角沒(méi)有多少變化，但隨著突出部分360’的長(zhǎng)度B的增加，橫搖角的差異按照盤(pán)的半徑而增加。當(dāng)突出部分360’與位于后端部分中間的階梯部分322相連接時(shí)，在OD位置的飛行高度急劇增加，在OD位置的橫搖角急劇下降?？紤]到所有的飛行特性，突出部分360’的長(zhǎng)度B在浮動(dòng)塊的長(zhǎng)度的70％以內(nèi)是合適的。在圖13-15中，ID(內(nèi)徑)，MD(中徑)，OD(外徑)分別表示存儲(chǔ)磁信息的磁盤(pán)的最內(nèi)直徑、中間直徑和最外直徑。
圖16與17示出了根據(jù)本發(fā)明第四個(gè)和第五個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊，其中顯示了非對(duì)稱浮動(dòng)塊結(jié)構(gòu)。如圖16和17所示，每個(gè)軌座和每個(gè)其上表面上形成的軌體可以相對(duì)于沿第一方向的X-X線不對(duì)稱地形成。這是為了相對(duì)于X-X線兩側(cè)非對(duì)稱地調(diào)整正壓量和負(fù)壓量，并且可以修改為各種形狀。不對(duì)稱結(jié)構(gòu)可以適用于形成在塊體300上的所有部件，特別是，適用于上述第一至第三優(yōu)選實(shí)施例提到的部件。
圖18示出了一個(gè)具有如圖16和17所示的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的浮動(dòng)塊，其中形成在塊體上的軌座和軌體的邊緣部分形成為彎曲的。上述彎曲地形成軌座和軌體的邊緣部分可以適用于所有上述實(shí)施例。
在上述實(shí)施例中，軌座與軌體之間的差，即階梯部分的深度為0.1-1.0μm，優(yōu)選為0.1-0.4μm。從負(fù)壓凹進(jìn)部分的底部到形成在軌座上的軌體的頂表面的高度，即總凹進(jìn)深度為1.0-10.0μm，優(yōu)選為1.0-4.0μm。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，浮動(dòng)塊沿第一方向的長(zhǎng)度為500-4000μm，其寬度為長(zhǎng)度的50-100％。
圖19A和19B示出了如圖8所示的根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊產(chǎn)生的壓力分布的三維圖和二維圖。
始于第一軌座的階梯部分320外部向第一軌體310的正壓力沿塊體的長(zhǎng)度方向增加，在負(fù)壓凹進(jìn)部分急劇減小，于是產(chǎn)生負(fù)壓力。負(fù)壓產(chǎn)生自和位于大體上中心部分，包括浮動(dòng)塊的負(fù)壓凹進(jìn)部分。大量的負(fù)壓形成在第二和第三軌體370和330。
圖20顯示四種浮動(dòng)塊俯仰角變化圖，即本發(fā)明的浮動(dòng)塊和傳統(tǒng)的TF浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和零負(fù)荷浮動(dòng)塊。如圖所示，零負(fù)荷浮動(dòng)塊飛行高度變化最大，變化量從大到小為斜平式(TF)浮動(dòng)塊和三墊式(Tripad)浮動(dòng)塊。根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊的飛行高度變化范圍最窄。
圖21顯示四種浮動(dòng)塊俯仰角變化圖，即本發(fā)明的浮動(dòng)塊和傳統(tǒng)的TF浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和零負(fù)荷浮動(dòng)塊。如圖所示。除了本發(fā)明的浮動(dòng)塊，傳統(tǒng)的TF浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和零負(fù)荷浮動(dòng)塊俯仰角變化很大。而根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊顯示出俯仰角變化最穩(wěn)定，特別是，本發(fā)明的浮動(dòng)塊幾乎保持恒定值。
圖22顯示四種浮動(dòng)塊橫搖角變化圖，即本發(fā)明的浮動(dòng)塊和傳統(tǒng)的TF浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和零負(fù)荷浮動(dòng)塊。如圖所示。所有傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊顯示出在相當(dāng)大范圍內(nèi)很大的橫搖角變化，而本發(fā)明的浮動(dòng)塊保持穩(wěn)定，橫搖角變化很小。
圖23示出了當(dāng)有沖擊作用于傳統(tǒng)的TF浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和零負(fù)荷浮動(dòng)塊以及根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊時(shí)，浮動(dòng)塊飛行高度的相對(duì)值的變化。如圖23所示，當(dāng)施加沖擊時(shí)，每一浮動(dòng)塊顯示了飛行高度的相對(duì)值的相當(dāng)大的變化。然而，根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊與其它傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊相比很快地被穩(wěn)定。
圖24示出了當(dāng)有沖擊作用于傳統(tǒng)的TF浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和零負(fù)荷浮動(dòng)塊以及根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊時(shí)，浮動(dòng)塊俯仰角的相對(duì)值的變化。如圖24所示，當(dāng)施加沖擊時(shí)，每一浮動(dòng)塊顯示了俯仰角的相對(duì)值的相當(dāng)大的變化。然而，根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊與其它傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊相比很快地被穩(wěn)定。
圖25示出了當(dāng)有沖擊作用于傳統(tǒng)的TF浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和零負(fù)荷浮動(dòng)塊以及根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊時(shí)，浮動(dòng)塊橫搖角的相對(duì)值的變化。如圖25所示，當(dāng)施加沖擊時(shí)，每一浮動(dòng)塊顯示了橫搖角的相對(duì)值的相當(dāng)大的變化。然而，根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊與其它傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊相比很快地被穩(wěn)定。
在上述參考圖20-25的浮動(dòng)塊的特性中，傳統(tǒng)的零負(fù)荷浮動(dòng)塊顯示了非常不穩(wěn)定的飛行特性，而根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊非常穩(wěn)定。
圖26示出了關(guān)于TP浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊這三種浮動(dòng)塊在尋道期間飛行高度的變化。圖27示出了關(guān)于TP浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊這三種浮動(dòng)塊在尋道期間俯仰角的變化。圖28示出了關(guān)于TP浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊這三種浮動(dòng)塊在尋道期間橫搖角的變化。從圖26-28可以看出，根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊在所有特性中顯示了穩(wěn)定的飛行姿態(tài)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊保持了在盤(pán)的全部區(qū)域中恒定的飛行高度，在盤(pán)的全部區(qū)域中適當(dāng)范圍內(nèi)的俯仰角，以及在盤(pán)的全部區(qū)域中最小化的橫搖角大小，并使之恒定。特別是，對(duì)外來(lái)干擾和尋道提供動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，并且使侵入磁盤(pán)-磁頭界面的污染物顆粒的量最小化，于是可以有效地防止侵入的污染物顆粒在負(fù)壓凹進(jìn)部分中的積累現(xiàn)象。
應(yīng)當(dāng)注意到本發(fā)明并不局限于上述優(yōu)選實(shí)施例，很明顯，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求書(shū)所確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)進(jìn)行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊，包括塊體，沿記錄信息的盤(pán)的磁道在第一方向飛行，同時(shí)被抬起預(yù)定的高度；多個(gè)軌體，提供在對(duì)應(yīng)于盤(pán)的表面的塊體的底部；進(jìn)氣通道，布置在沿第一方向上塊體的底部，并且在浮動(dòng)塊的前導(dǎo)端部分有一個(gè)進(jìn)氣部，在塊體的內(nèi)側(cè)有一個(gè)排氣部；以及一對(duì)負(fù)壓凹進(jìn)部分，提供在進(jìn)氣通道的排氣部，相對(duì)于進(jìn)氣通道被設(shè)置在沿垂直于第一方向的第二方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的浮動(dòng)塊，其中一個(gè)第一軌座，具有W形狀，位于沿第一方向浮動(dòng)塊的前側(cè)，包圍所述一對(duì)負(fù)壓凹進(jìn)部分，并且具有一個(gè)突出部分，該突出部分在浮動(dòng)塊的中間沿兩個(gè)負(fù)壓凹進(jìn)部分之間延伸，并且對(duì)應(yīng)于每一個(gè)負(fù)壓凹進(jìn)部分的第一軌體提供在第一軌座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的浮動(dòng)塊，其中突出部分的上表面配置為低于第一軌體，并且進(jìn)氣通道提供在突出部分的上表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的浮動(dòng)塊，其中第一軌體形成在第一軌座的上表面的一部分上，并且一個(gè)前階梯部分提供在第一軌座的上表面上第一軌體的前導(dǎo)端部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的浮動(dòng)塊，其中第一軌體形成在第一軌座的上表面的一部分上，并且一個(gè)后階梯部分提供在第一軌座的上表面上在第一軌體的后面面向負(fù)壓凹進(jìn)部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3的浮動(dòng)塊，其中第一軌體形成在第一軌座的上表面的一部分上，并且一個(gè)后階梯部分提供在第一軌座的上表面上在第一軌體的后面面向負(fù)壓凹進(jìn)部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3和權(quán)利要求5的任一項(xiàng)的浮動(dòng)塊，其中第二軌座以恒定的間隔提供在第一軌座的兩側(cè)的每一個(gè)的后面，并且第二軌體提供在第二軌座的每一個(gè)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的浮動(dòng)塊，其中第二軌座以恒定的間隔提供在第一軌座的兩側(cè)的每一個(gè)的后面，并且第二軌體提供在第二軌座的每一個(gè)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的浮動(dòng)塊，其中第二軌座以恒定的間隔提供在第一軌座的兩側(cè)的每一個(gè)的后面，并且第二軌體提供在第二軌座的每一個(gè)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的浮動(dòng)塊，其中第三軌體提供在兩個(gè)第二軌體之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的浮動(dòng)塊，其中第三軌體提供在兩個(gè)第二軌體之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的浮動(dòng)塊，其中第二軌體與塊體的后端隔開(kāi)預(yù)定的距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求8-10任一項(xiàng)的浮動(dòng)塊，其中第二軌體與塊體的后端隔開(kāi)預(yù)定的距離。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的浮動(dòng)塊，其中第二軌體與塊體的后端隔開(kāi)預(yù)定的距離。
15.根據(jù)權(quán)利要求2的浮動(dòng)塊，其中一個(gè)傾斜部分形成在第一軌座前側(cè)的兩邊的每一個(gè)角隅處。
16.一種負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊，包括一個(gè)塊體；一個(gè)第一軌體，提供在沿第一方向塊體的前導(dǎo)端部分，其具有配置在沿第一方向兩側(cè)的一對(duì)第一部分，沿第二方向的一個(gè)第二部分，其兩端與第一部分的前導(dǎo)端部分相連接，以及提供在第二部分的中間部分的沿第一方向的一個(gè)進(jìn)氣通道，其中一對(duì)負(fù)壓凹進(jìn)部分在第一部分與第二部分之間的內(nèi)部空間以預(yù)定的間隔相對(duì)于進(jìn)氣通道提供在沿第二方向的兩側(cè)；以及一對(duì)第二軌體，提供在沿第一方向浮動(dòng)塊的塊體的后面的兩側(cè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的浮動(dòng)塊，其中一個(gè)第三軌體位于沿第一方向后側(cè)的中間部分，插入在兩個(gè)第二軌體之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的浮動(dòng)塊，其中第一軌體具有一個(gè)在其中間部分具有預(yù)定高度的突出部分，并且第一軌體形成在第一軌座兩側(cè)上，第一軌座具有W形狀并包圍負(fù)壓凹進(jìn)部分，進(jìn)氣通道提供在第一軌座的突出部分的上表面上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的浮動(dòng)塊，其中第一軌體形成在第一軌座的上表面的一部分上，并且一個(gè)階梯部分通過(guò)第一軌座的不形成第一軌體的上表面形成在第一軌體的任何前側(cè)與后側(cè)處。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的浮動(dòng)塊，其中突出部分的長(zhǎng)度具有不大于塊體長(zhǎng)度的70％的值。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的浮動(dòng)塊，其中突出部分的長(zhǎng)度具有不大于塊體長(zhǎng)度的70％的值。
全文摘要
一種負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊,包括沿磁道在第一方向飛行并被抬起預(yù)定高度的塊體;多個(gè)軌體,提供在對(duì)應(yīng)于盤(pán)的表面的塊體的底部;沿第一方向的進(jìn)氣通道,其在浮動(dòng)塊的前導(dǎo)端部有進(jìn)氣部,在塊體的內(nèi)側(cè)有排氣部;以及一對(duì)負(fù)壓凹進(jìn)部分,沿垂直于第一方向的第二方向提供在進(jìn)氣通道的排氣部。由此,保持了恒定的飛行高度,適當(dāng)范圍內(nèi)的俯仰角,以及最小化的橫搖角。對(duì)外來(lái)干擾和尋道提供動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性,并且磁盤(pán)－磁頭界面的污染物顆粒的量最小化。
文檔編號(hào)G11B21/21GK1336661SQ0112202
公開(kāi)日2002年2月20日 申請(qǐng)日期2001年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月22日
發(fā)明者姜泰式, 樸魯烈, 金宰元 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社