專利名稱：為低轉速驅動器提供較高飛行高度空氣支承的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及5更盤驅動器，尤其涉及一種為空氣支承滑行器所作的改進的方案。
背景技術：
硬盤驅動器是常用的信息存儲裝置，基本上包括一系列可由磁讀寫單元訪
問的可旋轉盤。這些數(shù)據(jù)傳輸單元，通常稱作換能器，典型地被承載并^A在
滑動器本體中，由滑動器本體支承并保持在形成于盤中的允許進纟亍讀寫操作的 離散 軌道的誕的相對位置。為了正確地將換能器相對于盤表面進行定位，
形成在滑動器本體上的一個空氣支承表面(ABS)經受一流態(tài)化空氣流，該流 態(tài)化空氣流可提供足夠的上升力使滑動器和鵬識"飛行"在盤麵軌^i:方。 磁盤的高3I^轉產生一沿其表面的空氣流，其方向大體上平行于盤的切線iIS。 空氣流和滑動器本體的ABS共同作用使得滑動器飛行于旋轉盤上方。實際上， 懸浮的滑動器通過該自致動空氣支承而與盤表面物理分離。滑動器的ABS通常 配置在滑動器的面向旋轉盤的表面，并且在各種條件下極大地影響其飛行在盤 上的性能。
隨著便攜體例如手賠樂/視頻播放器、手機和數(shù)碼相機變得更加普及， 小型(0.85"至1.8")硬盤驅動器(SFFHDD)的市場也廣泛地增加。SFFHDD 以相對便宜的價艦供了高存儲容量。在SFFHDD中， 一個嚴格具有高可靠性 的方案要求是在可以在所有可能的環(huán)境中使用電子器件時，磁頭(^A在滑行 器中)和介質(盤)之間具有一個穩(wěn)定的間隔或飛行高度。
SFFHDD的方案呈現(xiàn)出許多獨特的困難。其中一個困難是在非常低的線速 度的情況下達到一個足夠高的飛行高度?？諝庵С杏纱疟P在滑動器下方的旋轉 所形成的空氣流所產生。 一個較大的相對速度(例如一個較快的旋轉盤或者具 有較大半徑的盤)使得其能夠較容易地托起一個空氣支承。在臺式計算機中使 用的3.5" HDD的內徑(ID)處的典型速度大約是18m/s;而對于0.85"盤驅動
器來說在ID處的速度僅約為2m/s。這個更低的3M使得其難以產生足夠的空氣 支承力，以使滑動M其高度上飛行時會繊免與盤的內徑接觸。
一個相關的問題是難于在盤的徑向上達到一個統(tǒng)一的飛行高度。由于在較 大半徑處盤的線速度在增加，這使得更加難于達到一個統(tǒng)一的飛行高度。在一 個典型的3.5" HDD中，滑動器可以被設計為當其要在i^賣不同的半徑(例如 在不同的線速度)處具備一個相對恒定的飛行高度時，達到"HH包和水平。低 線速度使得在橫跨SFFHDD的半^±達到一個恒定的飛行高度更加困難。
設計SFF HDD的另外一個困難是在ID處的大的盤夾持^^。 SFF HDD需 要薄的盤，但是薄的盤通常會因為盤夾持力而產生大的變形，導致盤表面起伏 不平而且在不同的判5處具有大的飛行高度變化。典型地，盤變形在K)處比在 OD處更加明顯。
除了上面所提及的困難，由于利用SFFHDD的用戶電子，的特定的要求 還會出現(xiàn)許多困難。例如，用戶電子裝置必須在一個大的^i芰范圍(從一2(TC 至8(TC)內可工作。在不同的纟亂度下，滑動器和其它的盤驅動器組件f,承受 熱收縮和腹鄰長。為達到一個穩(wěn)定的飛行高度， 一個ABS方案必須補j嘗由不同溫 度所引起的物理形變。
除了要在一個離范圍內工作以外，用戶電子體和位于其內的SFF HDD 必須也育的多在不同的海拔高度工作，從低于海平面至高于海平面達20000英尺 的范圍。在相對于海平面的高海拔處的低的空氣密度使得達到一個足夠的上升 力更加困難，也就是說， 一個穩(wěn)定的飛行高度更加難以保持。
用戶電子裝置還有嚴格的抗震要求。^f頓SFFHDD的各種類型的裝置需要 在移動過程中會頻繁地操作，這京尤需要旨的多承受突然的沖擊。 一個禾幾械震動， 例如被掉到地上，會導致磁頭和光盤之間的飛行高度突然地改變或者甚至降為 0，導致頭—盤接觸。因此， 一個ABS方案應該會嫩在特定級另啲震動情況下 防止頭—盤接觸。
由于前面戶艦的困難，現(xiàn)有技術需要一個在SFF HDD中應用的鵬的ABS 方案。


圖1示出了現(xiàn)有技術中的ABS方案。
圖2示出了一個帶有一中央空氣鵬和容置機構的ABS方案，以在低線速
度時達到一個較高飛行高度，并且橫跨在不同長度半徑的上方具有相對度定的 飛行高度。
圖3示出了本發(fā)明實施方式的一個ABS實施例在旨面時的氣壓分布。 圖4示出了本發(fā)明實施方式的一個ABS實施例在海平面和10000英尺時的
飛行高度的分布。
具體實施例方式
圖1示出了在一個典型的3.5"驅動器中為達到一統(tǒng)一高度的一個ABS的 典型的方案。ABS具有一個前沿101和一個后沿102，后沿102上具有一個中 心滑板103和讀/寫單元104。在內@±，空氣流大體上來自于箭頭151的方向。 在外纟5±，空氣流大體上來自于箭頭152的方向。ABS利用兩個ii^彖線111和 112以形成一個低于周圍環(huán)境壓力的壓力腔113，從而為ABS提供足夠的上升 力。在ID處，i^彖線lll位于ABS上空氣流入的一側。邊緣線lll的高度和 長度可以變化以決定當ABS位于ED處時，阻擋和允許^A低于周圍環(huán)境壓力 的壓力腔113的空氣量。
在OD處，邊纟織112位于ABS上空氣^A的一側，而且同樣地，逝織 112的高度和長度可以選擇以決定阻擋和允許進入低于周圍環(huán)境壓力的壓力腔 113的空氣量。在一個典型的驅動器中，在OD處流入的氣流量會明顯的多于ID 處的氣流量。因此，為了達到一個直定的飛行高度，邊緣線111和U2會典型 地被設置為在OD處比在ID處阻擋更多的空氣，繼而在ID處比在OD處允許 更多的空氣iSA低于周圍環(huán)境壓力的壓力腔113。
圖1的方劍于高速的3,5"盤驅動器來說很適用；但是，對于SFF HDD 來說，為達到一個期望的飛行高度分布需要一個更加復雜的方案。圖2示出了 本發(fā)明的一個ABS實施例。同圖l中所示的方案一樣，圖2中所示的實施例包 含一個前沿201 、 一個后沿202和一個中心滑板203 ，在后沿202上具有讀/寫單 元204。 ABS同樣具有兩啊氐于周圍環(huán)境壓力的壓力腔205a和205b，同時還具 有也可產生一個上升力的側邊板231a和231b。
本發(fā)明的一個方面要求利用ABS的軌道(例如210、 211、 212)來構建一 個中央空氣通道221和容置機構220。軌道的高度、寬度、角度、空間和其它特 性可以被改變以改頓力，并因此改變由中央空氣通道221和容置機構220產 生的上升力。在一個典型的實施例中，空氣通道221和容置機構220可以被設
置在ABS的后沿202上以iif共一個上升力。
在本發(fā)明的一個典型的ABS實施例中，隨著ABS從ID移動到MD再到 OD以及空氣流的增加，駄容置機構220和空氣通道221的空氣所產生的上升 力會 >。但是，增加的空氣流會導劍氐于周圍環(huán)境壓力的壓力腔205a、 205b 和側邊板231a、 231b處的上升力以一定的方式增加以補償在容置機構220和空 氣通道221處的較低的上升力。具有可以基于ABS的方向和線速度獨忍也改變 ABS的上升力的多4^置，使得一個設計者可會繼到一個期望的橫跨在盤的徑 向上的飛行高度分布。例如，即使在ID處基本上具有較低的線速度，本發(fā)明的 示例也使得能夠配置一個在ID比在OD處具撤高飛行高度的ABS。導致在 ID處具有較高飛行高度的結構應該是為了避免某種類型的光盤在ID處分布不 均衡所導致的f腺所期望的。
在內徑處，空氣流大體上來自于箭頭251所示的方向。軌道210、 211和捕 捉器213形成了作為空氣密封腔室的容置機構220以托起后沿202。軌道210 的長度、高度和軌道210和211的缺口、捕捉器213的角度和高度一樣都可以 調整以達到一個期望的上升力，從而達到一個期望的飛行高度。在ID處，空氣 流251通常為最低，這意I]^容置機構220需要被配置為在ID處比在盤的其它 判5Mii ID處的空氣流方向捕捉更多的空氣。
在中間的半徑處，空氣流大體上來自于箭頭252所示的方向。軌道211和 212形成一個中央空氣通道221。中央空氣通道221的開口具有一個局部偏轉板 214。局部偏轉板214的高度、長度、偏轉角度和軌道211、 212的缺口一樣可 以變化以增大或減小SA空氣通道221的空氣量，從而增大或減小通道221的 上升力。
在外徑處，空氣流大體上來自于箭頭253所示的方向，并且多于在盤其他 ^M5處的空氣流。隨著在OD處增多的空氣流所產生的更大的上升力，ABS可 能被^S為引導較少的空氣aAiM 221和容置機構220。這可以通過設置軌道 212阻擋空氣流來實現(xiàn)。通道221和容置機構220導致的上升力的下降可以通過 在低于周圍環(huán)境壓力的壓力腔205a、 205b和側邊板231a和231b處增加的上升 力來補償，從而達到一個期望的飛行高度。
圖3示出了本發(fā)明的實施方式的一個ABS實施例中在ID處的氣壓分布圖。 除了側邊板23la-b和232a-b (由壓力分布上的33la-b和332a-b示出)產生的上升力之外，空氣通道221和容置機構220產生一個相對大的額外的上升力(由 壓力分布上的321和320示出)。上升力在讀/寫頭所在的后沿202(由壓力分布上 的302示出)處最大。當ABS從ID移動至OD處時，為達到一個期望的飛行分 布，在通道221和容置空間處的上升力會M^、，并且在側邊板231a-b和232a-b 處的上升力會增加。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的帶有中心空氣M和容置機構的ABS的 飛行高度。在海平面以及10k英尺處，在ID出比在OD處的飛行高度要高，這 能夠明顯地改善小型驅動器的可靠性。
為使本領域技術人員能夠實現(xiàn)本發(fā)明提供了前面所述的實施例。本領域技 術人員會的多容易地在這些實施例上作各禾中改變。這里詳細說明的普通的原理和 具體實施例不需創(chuàng)造性勞動就可以被應用到其它實施方式中。例如，前面討論 的不同實施例的部分或全部特征可以從實施例中刪除。因此，本發(fā)明并不意圖 限定在這里所描述的實施例中，也不僅僅由后面的權利要求和與其相等同的范 圍所限定的最大的范圍。
權利要求
1、一種盤驅動器，包括至少一個可旋轉盤；一個頭懸浮組件；和一個連接到所述頭懸浮組件的滑動器，滑動器包括至少一個在刻蝕過程中形成的空氣支承表面；其中所述的空氣支承表面包含一個空氣通道和一個容置空間。
2、 如權利要求1所述的盤驅動器，其中所述的空氣通道被配置為在戶皿盤 中間半徑處比砂卜徑處產生一個更大的上升力。
3、 如權利要求i所述的盤驅動器，其中所述的容置空間被配置為在戶;M盤內徑處比在外徑處產生一個更大的上升力。
4、 如權禾腰求1所述的盤驅動器，其中所述的容置空間由一個較短的軌道 和一個較長的軌道形成。
5、 如權禾腰求4戶脫的盤驅動器，當戶誠的滑動^l皮定位在戶腿盤的一個 內徑處時，其中所述的較短的軌道被定位在所述的較長軌道和所述空氣支承表 面的一個空氣涼iA側之間。
6、 如權利要求4所述的盤驅動器，其中所述的空氣通道由所述的較長的軌道和另外一個軌道形成。
7、 如權利要求6戶腿的盤驅動器，當戶腿的滑動m皮定位在戶脫盤的中間 半徑處時，其中所述的較長的軌道和所述的另外一個軌道基本上平行于由所述 盤旋轉而產生的空氣流。
8、 一個頭懸浮組件，包括 一個滑動器，包括至少一個在刻tM程中形成的空氣^f凍面； 其中所述的空氣支7 凍面包含一個空氣M3I和一個容置空間。
9、 如權利要求8所述的頭懸浮組件，其中所述的空氣通道和所述的容置空 間是低于周圍環(huán)境壓力的壓力腔。
10、 如權利要求8所述的頭懸浮組件，其中所述的容置空間由一個較短的 軌道和一個較長的軌道形成。
11、 如權禾腰求io戶腿的頭懸浮組件，其中戶腿的較短的軌道基本上平行于臓勺較長的軌道。
12、 如權利要求8所述的頭懸浮組件，其中所述的空氣通道由所述的較長 的軌道和另外一個軌道形成。
13、 如權利要求12所述的頭懸浮組件，其中所述的較長的軌道基本上平行于所述的另外一個軌道，并且所述的較長的軌道和戶誠的另外一個軌道之間的 缺口面對著戶;M滑動器的前沿。
14、 一種制造滑動器的方法，包括.-亥鵬一個滑動器本體以在戶腿的滑動器本體上形成一個空氣^#〈表面；其中所述的空氣^f凍面包含一個空氣M和一個容置空間。
15、 如權利要求14戶誠的方法，進一步包括刻fe^M的空氣通道使得由所 述的容置空間產生的一個上升力隨著空氣速度和方向的變化而變化。
16、 如權利要求14戶滿的方法，進一步包括刻t妙腿的容置空間使得由容 置空間產生的上升力隨著空氣速度和方向的變化而變化。
全文摘要
通過帶有一個通道和容置空間的ABS來在較低速度時達到一個提高飛行高度穩(wěn)定性的方法和裝置。該通道和容置空間被配置為達到一個期望的飛行高度分布。
文檔編號G11B5/60GK101354890SQ200810131469
公開日2009年1月28日 申請日期2008年6月5日 優(yōu)先權日2007年6月5日
發(fā)明者E·查, S·楊, X·沈, Z·馮 申請人:新科實業(yè)有限公司