專利名稱：超薄型磁盤存儲設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是申請?zhí)枮?7/881.739，申請日為1992年5月6日的申請的部分繼續(xù)申請，它們都轉(zhuǎn)讓給相同的受讓人。
一般地講，本發(fā)明涉及信息存儲設(shè)備的領(lǐng)域，而更具體地講，本發(fā)明涉及配置有允許存儲設(shè)備的體積驚人地減小的硬質(zhì)磁盤驅(qū)動設(shè)備。再進一步地講，本發(fā)明涉及可連到計算機系統(tǒng)的便攜式信息存儲設(shè)備。
過去幾年來，磁盤驅(qū)動器工業(yè)的趨勢是縮小體積或容納磁盤驅(qū)動器組件的封裝的外形。例如，最近幾年來縮小外形已經(jīng)使磁盤的直徑從5.25英寸減小到3.5英寸、2.5英寸、1.8英寸、1.3英寸。同時，由于記錄技術(shù)的發(fā)展增加了磁道密度，使得盡管減小了外形尺寸，但仍增加了數(shù)據(jù)存儲容量。
僅減小各種元件的尺寸就已經(jīng)使得磁盤驅(qū)動器組件的體積大大減小。例如，通過減小主軸馬達(dá)、傳動軸承、磁盤直徑和周圍外殼的尺寸，已經(jīng)使得數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的體積顯著地減小。減小體積的其它方法——特別是減小垂直尺寸(例如高度)——是減少安裝到主軸馬達(dá)上的磁盤數(shù)量。換句話說，除去封裝中的一部分磁盤可相應(yīng)地減小磁盤存儲設(shè)備的高度或厚度。但是，進一步減小整體尺寸而超出目前的極限——并且特別是減小磁盤存儲設(shè)備的厚度——需要一種全新的方法用于對裝配磁盤驅(qū)動器的元件進行設(shè)計和集成。
與減小磁盤存儲設(shè)備的體積的趨勢一起，在計算機工業(yè)界還有一個相應(yīng)的趨勢是建立更便于移動的便攜式計算機資源。例如，現(xiàn)在生產(chǎn)的許多現(xiàn)代化的計算機系統(tǒng)具有提供到活動存貯卡的標(biāo)準(zhǔn)連接的能力。為了進一步發(fā)展這一技術(shù)，個人計算機存貯卡國際協(xié)會(PCMCIA)已經(jīng)采用了一些連接器尺寸、接口和配置等作為計算機工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。在這方面，PCMCIA兼容固態(tài)存貯卡有一定的外部尺寸和連接器配置，它可以安裝到主機的標(biāo)準(zhǔn)PCMCIA接口中?，F(xiàn)在，有三種尺寸的PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)卡III型卡的垂直厚度是10.5mm，II型卡的厚度是5.0mm，而I型卡的厚度是3.3mm。根據(jù)PCM-CIA標(biāo)準(zhǔn)，PCMCIA存貯卡的長度和寬度也有固定的尺寸。
現(xiàn)在將要描述的，也即本發(fā)明將要實現(xiàn)的是一種按照PCMCIA兼容存貯卡封裝的磁盤存儲設(shè)備。本發(fā)明包括將一個1.3英寸磁盤驅(qū)動器封裝在一外殼中，此外殼具有與PCMCIA存貯卡I型、II型或III型同樣的尺寸。主機能夠使用一個標(biāo)準(zhǔn)PCMCIA接口與本發(fā)明的磁盤存儲設(shè)備通信。過去，已有的硬盤驅(qū)動組不能在如此小的封裝中提供可移動性和便攜性。因此，在PCMCIA卡中封裝磁盤驅(qū)動組件會以相對低的花費提供可移動的和便攜的高容量數(shù)據(jù)存儲。正如將要看到的那樣，通過改進內(nèi)部磁盤驅(qū)動組件元件的設(shè)計，以及改進驅(qū)動組件和用于控制對磁盤信息的讀寫的電路的封裝，為磁盤存儲設(shè)備實現(xiàn)PCMCIA兼容尺寸是可能的。
本發(fā)明將通過舉例和圖來說明，并且不限于附圖中的描述。其中類似的標(biāo)記表示相似的元件，并且其中

圖1是一種超薄型磁盤存儲設(shè)備的剖面圖。
圖2是圖1中的存儲設(shè)備的頂視圖，如圖所示，其蓋板被移去。
圖3是在本發(fā)明中實現(xiàn)的流體動力軸承組件的一個實施例的側(cè)視圖。
圖4是圖3中的組件的更詳細(xì)的細(xì)部圖。
圖5是圖4的一個局部放大圖，它更加清楚地描述了圖3的軸承中的毛細(xì)密封裝置。
圖6說明了在本發(fā)明中實現(xiàn)的流體動力軸承組件的另一個實施例。
圖7是超薄型磁盤存儲設(shè)備的一個具體實施例的透視圖。
圖8是超薄型磁盤存儲設(shè)備的另一個實施例的透視圖。
圖9是圖7的磁盤存儲設(shè)備的部件分解圖。
圖10是圖8的磁盤存儲設(shè)備的部件分解圖。
圖11A和11B是對應(yīng)于圖7和圖8的存儲設(shè)備移去蓋板的頂視圖。
圖12是在本發(fā)明中實現(xiàn)的轂盤/磁盤的概念性的側(cè)視圖。
圖13是可在本發(fā)明中實現(xiàn)的移動線圈傳動裝置的透視圖。
圖14是圖13中的傳動裝置的部件分解圖。
在一個實施例中，本發(fā)明的超薄型存儲設(shè)備包括一個框架和一個覆蓋裝置，此覆蓋裝置用于嚙合前述的框架以在其中建立第一和第二封閉空間。這兩個封閉空間相互緊靠著且在同一個平面上。用于在磁盤介質(zhì)上可讀寫地存儲信息的一個磁盤驅(qū)動組件裝置被安裝在其中一個封閉空間中。一個用于控制磁盤驅(qū)動組件裝置的操作的電子裝置被安裝在包含于第二封閉空間中的電路極上。一個互連裝置，用于把電子裝置和磁盤存儲設(shè)備的外部電源連接起來。此互連裝置位于上述框架的一個外側(cè)邊。
在第二實施例中，本發(fā)明的超薄型磁盤存儲設(shè)備包括一個具有中央開口的矩形框，其中裝有磁盤驅(qū)動組件裝置。此磁盤驅(qū)動組件裝置提供在磁盤介質(zhì)上提供可讀寫信息的存儲，并且此磁盤驅(qū)動組件裝置被一個底板和一個頂蓋所封閉。此磁盤驅(qū)動組件裝置安裝到底板上。一個印刷電路板安裝在頂蓋的上面，此印刷電路板上裝有一個用于控制磁盤驅(qū)動組件裝置的操作的電子電路裝置。印刷電路板蓋安裝到框架上，為的是印刷電路板被封閉在一個位于頂蓋的上面或者下面的空間中。一個互連裝置，用于把電子電路裝置和磁盤存儲設(shè)備的外部電源連接起來，此互連裝置位于框架的一個外側(cè)邊。
在另外一個實施例中，磁盤驅(qū)動組件裝置包括一個主軸或轂盤，此主軸或轂盤支撐為信息存儲提供記錄介質(zhì)的環(huán)狀硬質(zhì)盤片。此主軸或轂盤有一個位于封閉空間內(nèi)的縱向軸。在封閉空間中有一個流體動力軸承，此流體動力軸承允許轂盤旋轉(zhuǎn)運動。此軸承包括位于相應(yīng)的一對承窩中的一對滾珠，這些滾珠和承窩在轂盤的相對的兩邊沿縱向軸方向排成一條直線。用于旋轉(zhuǎn)轂盤的馬達(dá)裝置至少包括一個第一線圈，此第一線圈固定到前述的覆蓋裝置的頂蓋或者底板上。一個環(huán)狀磁鐵固定到轂盤，而一個圓柱形外轂固定到磁鐵上。磁盤介質(zhì)固定到此馬達(dá)外轂，這樣在給線圈通電后，轂盤就會繞縱向軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。
超薄型磁盤存儲設(shè)備已在上面描述過。在下面的描述中，將對具體的細(xì)節(jié)加以說明，例如，尺寸、材料、空間等，目的是為了提供對本發(fā)明的全面理解。但是，很顯然，對于一個本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，不使用這些具體的細(xì)節(jié)也能實現(xiàn)本發(fā)明，另外，在具體細(xì)節(jié)中，公知元件和處理技術(shù)沒有表述出來，其目的是為了在本發(fā)明中避免不必要的繁瑣。
圖1表示了一個裝有本發(fā)明的流體動力軸承組件的信息存儲設(shè)備10的剖面圖。信息存儲設(shè)備10包括一個頂蓋12，此頂蓋12被位于其外圍的螺絲裝置可靠地固定到底板11上。典型地，底板11和頂蓋12由金屬或合金，如鋁金屬構(gòu)成，但是，也可采用其它硬質(zhì)材料構(gòu)成。在裝配時，在底板11和頂蓋12之間形成一個中央空腔。
在頂蓋12和底板11形成的空腔中有一個主軸或轂盤17。轂盤17在其周邊表面上支撐一個環(huán)狀硬質(zhì)磁盤14。硬質(zhì)磁盤14被一個夾緊裝置15固定，此夾緊裝置包括一個固定到轂盤的金屬環(huán)，使得硬質(zhì)磁盤14緊靠著轂盤17的向外伸展的架部分并且可靠地固定此硬質(zhì)磁盤。一般地，硬質(zhì)磁盤14由鋁或鋁合金構(gòu)成，但也可由SAE660青銅構(gòu)成。當(dāng)然，其它金屬或硬質(zhì)材料也可采用。在信息記錄領(lǐng)域的公知技術(shù)中，硬質(zhì)磁盤14通常包括一適于以磁變換形式存儲信息的磁表面材料，另外，磁盤14可能包括可用于長期信息存儲的光磁或其它類似的材料。
注意在圖1中，轂盤17包括一對位于轂體本身的相對的兩邊(例如在上表面和下表面)的球面承窩。這些承窩沿著轂盤的縱軸的對中地排列。在每個球面承窩18中有一個滾珠19。這些滾珠19在轂盤17的中心線上排成一行，并與承窩18一起構(gòu)成一個軸承機構(gòu)，如下面將要進一步詳細(xì)描述的那樣。
注意，如圖所示，上部滾珠19a被粘合裝置20，例如環(huán)氧樹脂膠固定到頂蓋12，類似地，下部滾珠19b也被粘合裝置固定到底板11上。
作為一個例子，滾珠19可用440C不銹鋼形成直徑約為0.05英寸的園球體而構(gòu)成。還可采用陶瓷材料。這非常小的尺寸使得整個信息存儲設(shè)備10只占最小空間，一般大約為3.3mm高——這一尺寸在磁記錄領(lǐng)域是從未有過的。滾珠本身安裝在位于頂蓋12和底板11上的環(huán)形凹陷區(qū)或洞中。這些凹陷區(qū)提供一種裝置，此裝置用于確保滾珠與各自的承窩之間恰當(dāng)?shù)嘏浜稀?br> 如果不用粘到每個蓋板上的球形滾珠，那么任何一種具有一延伸入承窩的球形表面的園丘(Knob)元件都可采用。例如，可在相應(yīng)的蓋板上加工成一對凸出的園丘元件。另一種選擇是，園頭樞軸可采用螺釘擰緊或其它方法固定到板蓋的相應(yīng)位置上。本發(fā)明在這方面的唯一要求是這些凸出元件能夠為承窩提供適當(dāng)?shù)那蛐伪砻妗?相同點是每個承窩對應(yīng)各自的滾珠，或者園丘元件)。因此，許多不同的配置是可能的。
圖2是圖1的信息存儲設(shè)備移去頂蓋12后的一個頂視圖。注意相對于轂盤17和磁盤14的承窩18a的軸線位置。與承窩18a同圓心的是轂盤上表面26a，在其外邊是磁盤夾緊裝置15。
圖3是本發(fā)明中的流體動力軸承組件的放大圖。圖3更清楚地描述了球形滾珠19與相應(yīng)的上下板蓋板元件11和12的位置。例如，圖中的每個球形滾珠19被粘合到環(huán)狀凹陷區(qū)20中，從而將其可靠地固定到頂蓋12和底板11中。可采用環(huán)氧樹脂粘合劑把每個滾珠粘合到相應(yīng)的板蓋元件上。
軸承組件的一個重要方面是凹槽型式22，此凹槽型式22可通過鑄造、蝕刻或其它方法加工到滾珠19或承窩18的表面上。圖3和圖4所示的斜的凹槽型式跨越滾珠19的上9(或下)半球的廣闊部分。凹槽22與滾珠的軸向方向的夾角約為37°，而凹槽的深度約等于滾珠和承窩之間的最小間隙(約為50～500微英寸)。雖然圖中所示的型式由一組直線條紋構(gòu)成，但是，可以理解的是可采用許多不同的型式而不會有損于本發(fā)明的操作。
凹槽22的目的是改善在滾珠和承窩之間形成的間隙空間中的流體壓力。通過兩個收縮的表面來改善這個壓力由滾珠19的外表面和承窩18的可動的內(nèi)表面組成的物理表面。根據(jù)公知的物理理論，軸承表面的形狀決定間隙區(qū)域的壓力分布。當(dāng)然，具體實施例中的最佳凹槽型式依賴于許多因素——包括密封在間隙中的潤滑液的粘度、轂盤的轉(zhuǎn)速，所用的不同材料和相應(yīng)的表面光潔度，以及潤滑液所占空間的體積。作為一個例子，由位于美國麻州的Bedford的WillianB.Nye公司生產(chǎn)的一種合成油——即人們所知的聚α-烯烴——可被用作上述的潤滑液。普通礦物油或其它合成油也可作為上述的潤滑液。
潤滑油30在生產(chǎn)過程中通過潤滑液裝入孔23送入滾珠19和承窩18之間的間隙中。孔23被加工到頂蓋12和底板11中靠近每個球形承窩18的邊緣的位置上。這樣通過注油器而方便地控制潤滑液進入滾珠和承窩的交界面。在操作過程中，當(dāng)轂盤高速旋轉(zhuǎn)時，通過在活動承窩和靜止?jié)L珠之間建立的擴散毛細(xì)作用，使得潤滑液30裝在上述的間隙空間或空隙中。表面張力與形成一穩(wěn)定的新月形物31的壓力達(dá)到平衡。這些情況最清楚地顯示在圖5中。
為了防止?jié)櫥簭拈g隙空間中泄露，可以在轂盤17的上下表面26上覆蓋一個阻擋層。此阻擋層包括一種缺乏與潤滑液的親合力的物質(zhì)。也就是說，阻擋層防止?jié)櫥徒櫛砻?6，從而將潤滑液封閉在由滾珠和承窩的交界面形成的間隙空間中。作為一個例子，阻擋層可由名為聚二氫十五氟八甲基丙烯醛樹脂的一種聚合物薄膜構(gòu)成。這種化學(xué)物質(zhì)的銷售商標(biāo)是NYEBARTM，并且也由位于麻州Bedford的William B.Nye公司生產(chǎn)。
圖6顯示了用于本發(fā)明的流體動力軸承組件的另一個實施例。在圖6中，承窩18和頂蓋12、底板11整體地構(gòu)成。這一點與前一個實施例相反，在前面的實施例中承窩是在轂盤中構(gòu)成的。此外，在圖6的實施例中，滾珠19被固定到轂盤17的上下兩邊。轂盤17包括一對背對背地相對排列的環(huán)狀凹陷區(qū)39，此凹陷區(qū)用于固定滾珠19在轂盤的縱向軸線上。如前面所述，滾珠19使用環(huán)氧樹脂粘合劑粘結(jié)到轂盤17上。
當(dāng)然，圖6中的實施例與前面的實施例的主要區(qū)別是，滾珠19和轂盤17一起轉(zhuǎn)動而承窩18(位于板蓋11和12中)保持靜止。注意，圖6的實施例也包括在滾珠19的外表面形成的凹槽22。可選擇的是，凹槽可以在承窩18的外圍表面上形成。在已經(jīng)描述的任一實施例中，凹槽22能夠位于滾珠19的外表面上，或者位于球形承窩18的內(nèi)表面上，這一點是非常好的。
圖6中的軸承組件的優(yōu)點之一是，當(dāng)承窩19的金屬表面旋轉(zhuǎn)時，這樣，潤滑液產(chǎn)生的離心力使得潤滑液處于最低能量狀態(tài)，從而潤滑液很好地分布在滾珠和承窩之間的間隙空間中。也就是說，潤滑液所承受的離心力將趨向于潤滑液遠(yuǎn)離滾珠和承窩的接觸點附近的區(qū)域。因此，在驅(qū)動器的整個工作期間潤滑液從間隙空間中泄露的機會是非常小的。由于在圖6的組件中潤滑液泄露的機會是非常小的，因此這種設(shè)計不需要阻擋層就具備很好的功能。
圖7顯示了本發(fā)明的磁盤存儲設(shè)備的透視圖。圖7所示的實施例是一個封裝后的存儲設(shè)備和一個與PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)兼容的存貯卡。在內(nèi)部，驅(qū)動裝置包括一個帶有讀/寫電子裝置的1.3英寸磁盤，此電子裝置用于控制驅(qū)動裝置和與計算機系統(tǒng)接口。封裝40包括帶有位于區(qū)域41的電子裝置的磁盤存儲設(shè)備，此區(qū)域41位于矩形框架的一個開口中。沿著矩形框架的一側(cè)是一互連區(qū)域42，此互連區(qū)域包括與標(biāo)準(zhǔn)PCMCIA接口兼容的連接器。主機通過電子互連區(qū)域42采用PCMCIA接口實現(xiàn)與磁盤驅(qū)動裝置的通信。
按照PCMCIA的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，設(shè)備40的寬度W1為54.0mm，而長度L1是48.1mm。在圖7的實施例中，電子裝置直接位于在磁盤存儲設(shè)備上面的一個印刷電路板上，這樣使得由箭頭44指示的帶有電子裝置區(qū)域41的磁盤存儲設(shè)備的厚度比框架43的厚度稍微厚一些。按照PCMCIAII型卡的標(biāo)準(zhǔn)，厚度44約為5.0mm。框架的垂直尺寸，即互連區(qū)域42，約為3.3mm厚。通過使用完全不同的馬達(dá)和軸承設(shè)計，實現(xiàn)了磁盤存儲設(shè)備的超薄型尺寸。正如下面將更詳細(xì)地討論的那樣。
圖8描述了本發(fā)明的一個替換實施例，其中的磁盤驅(qū)動卡50包括兩個獨立的區(qū)域封閉在框架中的裝有磁盤存儲設(shè)備51的第一區(qū)域，以及，緊靠著磁盤存儲單元51的裝有電路板的第二區(qū)域。電子裝置區(qū)域在圖8中標(biāo)記為區(qū)域54。與圖7的實施例相似，封裝50的框架包括一個用于提供與標(biāo)準(zhǔn)PCMCIA接口互連的區(qū)域52。在圖8的實施例中，其厚度53是與PCMCIAI型存貯卡標(biāo)準(zhǔn)兼容的。標(biāo)準(zhǔn)PCMCIAI型卡的厚度約為3.3mm。圖8中的磁盤驅(qū)動裝置50的尺寸W2和L2分別是54.0mm和85.6mm。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能理解，在PCMCIA卡中封裝磁盤驅(qū)動裝置可以以非常低的花費提供活動的和便攜的高容量數(shù)據(jù)存儲。
現(xiàn)參照圖9，它是圖7所示的磁盤存儲設(shè)備的立體分解圖，首先看馬達(dá)和轂盤組件，有一對旋轉(zhuǎn)軸承74，與前面討論過的流體動力主軸軸承相一致，它們被安置在杯或承窩75中，每個轉(zhuǎn)2旋軸承74連接在一個柱形內(nèi)轂70上，一個環(huán)形旋轉(zhuǎn)磁鐵也連接在內(nèi)轂上，它只是以膠粘或其它方式連接在內(nèi)轂上，外轂72安裝在旋轉(zhuǎn)磁鐵71周圍并且同樣連接在旋轉(zhuǎn)磁鐵71上，外轂72包括一個外部環(huán)形架以支撐磁盤69，用普通膠將多個固定線圈連接在頂蓋和底蓋上，以使得當(dāng)線圈通電時，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)磁鐵71圍繞由旋轉(zhuǎn)軸承74和軸承杯75形成的縱軸方向旋轉(zhuǎn)。更可取地，這些固定線圈被嵌入到底盤76和頂蓋67中，上述底盤和頂蓋包住了PCMCIAII型框架68中的磁盤存儲設(shè)備。
圖12是本發(fā)明的馬達(dá)和轂組件的一個概念性的剖面圖。在圖12中，內(nèi)轂70或者連接在旋轉(zhuǎn)軸承74上，或者包括一些承窩，這些承窩是與本申請所公開的流體動力主軸軸承實施例相一致，用來容納軸承74的，旋轉(zhuǎn)磁鐵71利用普通的粘合劑101與轂70的外圓周相連，例如由環(huán)氧樹脂膠構(gòu)成的粘合劑101。外轂72以相似的方式與磁鐵71相連，同樣，用粘合劑101可以將磁盤69粘結(jié)或連接到外轂72上。
盡管在圖9的實施例中介紹了放置在封裝的頂蓋和底蓋上的一對旋轉(zhuǎn)線圈66，但是應(yīng)該理解在特定的執(zhí)行過程中，只能使用一組旋轉(zhuǎn)線圈，也就是說，在特定執(zhí)行過程中，或者頂蓋上有旋轉(zhuǎn)線圈，或者底板上有旋轉(zhuǎn)線圈，而不可能兩邊都有。此外，這些線圈本身也可以包括小的磁極，它們置于線圈元件內(nèi)部以增強馬達(dá)驅(qū)動器的磁場。
圖9所示的磁盤存儲設(shè)備40的傳動機構(gòu)包括一對連接在一個傳動軸承軸78上的音圈馬達(dá)(VCM)軸承64，傳動軸78穿過傳動機構(gòu)80并且連接在傳動機構(gòu)80上，傳動機構(gòu)80支撐用來在對磁介質(zhì)信息讀寫過程中，對磁盤69上的傳感器定位的磁頭懸掛組件。在當(dāng)前實施例中，傳動機構(gòu)臂起裝配平臺的作用以使曲臂磁頭組件能直接連接在傳動機構(gòu)上，換言之，在本發(fā)明中，不是把前述的磁頭連接到一個固定在傳動機構(gòu)臂上的單獨的支柱上，而是省掉支柱以使得剩下的彎曲部分能夠連接在傳動機構(gòu)體上。這樣，在這個實施例中就不需要安裝墊了，曲臂本身是由大約3密耳的不銹鋼構(gòu)成，它們或者粘接或者直接焊在傳動機構(gòu)臂上。音圈馬達(dá)軸承64由一個滾珠軸承組件構(gòu)成。
當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的其它實施例可以使得包括安裝墊的傳動機構(gòu)。例如，圖13和圖14表示了一個由一個傳動機構(gòu)本體105，一個線圈106以及安裝墊107構(gòu)成的運動線圈傳動機構(gòu)，線圈106連接在傳動機構(gòu)本體105的后部，而安裝墊107連接在相對的另一端。當(dāng)完全組裝起來時，安裝墊107的環(huán)形開口109與本體105的開口108排成一條直線。顯然，圖12和13所示的多片傳動機構(gòu)也能被制成整體連接的本體和安裝片。
繼續(xù)參照圖9，一個音圈馬達(dá)磁鐵65連接在傳動機構(gòu)80的后部，該音圈馬達(dá)磁鐵由一個其上固定有扁平磁鐵的鋼板構(gòu)成，與馬達(dá)的設(shè)計相似，傳動機構(gòu)線圈63最好連接在基板76和頂蓋67上以使得線圈63被通電時，傳動機構(gòu)80圍繞一個指向磁盤69的適當(dāng)磁道上的傳感器的軸方向旋轉(zhuǎn)。在本實施例中，傳動機構(gòu)80由鋁或不銹鋼構(gòu)成。
從圖9中明顯可以看出，當(dāng)磁盤存儲設(shè)備被全部組裝起來時，它就被完全限制在由框架68，基板76和頂蓋67，螺釘79以及墊圈73所確定的空間內(nèi)。如前所述，符合PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)的框架68厚度近似3.3mm?？蚣?8包括一個支撐頂蓋67的內(nèi)架，這就使得印制電路板(PCB)62被直接安裝在頂蓋67上面。PCB62包括用來控制磁盤存儲設(shè)備的電子電路。整個驅(qū)動裝置被PCB蓋61密封和完全包圍起來，所述PCB蓋61將印制電路板62包圍在框架68提供的開口內(nèi)。這樣，圖9所示的實施例就符合了PCMCIAII型卡的格式要求，其整個厚度——包括印制電路板蓋在內(nèi)——大約5.0mm。
現(xiàn)參照圖10，它是圖8所示的磁盤存儲設(shè)備50的立體分解圖，實際上，內(nèi)部驅(qū)動組件與圖9所示實施例所使用的相同，除了存儲設(shè)備被包圍在一個與包圍驅(qū)動器的電子板的空間相隔離的空間內(nèi)以內(nèi)。轂盤和馬達(dá)組件包括一個其上裝有旋轉(zhuǎn)軸承98的內(nèi)轂96。旋轉(zhuǎn)軸承98與分別固定在頂蓋81和基板92上的承窩或軸承杯99相嚙合。一個環(huán)形旋轉(zhuǎn)磁鐵95與內(nèi)轂96相連，并且一個外轂94連接在旋轉(zhuǎn)磁鐵95上，外轂94的四周有一個用來連接磁盤87的架狀部分。旋轉(zhuǎn)線圈97被安裝在基板92和頂蓋81的凹陷區(qū)域內(nèi)，同前面一樣，旋轉(zhuǎn)線圈97是固定的以使得線圈97通電時，旋轉(zhuǎn)磁鐵95與內(nèi)轂96，外轂94和磁盤87相一致地旋轉(zhuǎn)。
用于該存儲設(shè)備50的傳動機構(gòu)組件包括一個安裝在音圈馬達(dá)(VCM)軸承85上的傳動機構(gòu)軸。一個VCM磁鐵86裝在傳動機構(gòu)的一邊，而一對彎曲元件從傳動機構(gòu)臂的另一端伸出，螺釘84將頂蓋81固定到基板92上，驅(qū)動組件則被夾在框架89限定的封閉空間內(nèi)。在這一點上，注意框架89的周圍有一個內(nèi)架，這個內(nèi)架允許將被安裝的頂蓋與框架89的頂端平齊，這樣使得這個驅(qū)動裝置比圖9所示的驅(qū)動裝置稍薄一點。
與包圍磁盤存儲設(shè)備的空間直接相鄰的是一個容納印制電路板的空間，該印制電路板包含控制磁盤介質(zhì)讀寫信息的電子電路。圖10表示了被放在框架89所形成的第二封閉空間的印制電路板83，印制電路板蓋82和90將印制電路板包在框架中。在本實施例中，蓋板82和90由普通鋼板構(gòu)成。
應(yīng)理解在圖9或圖10所示的實施例中，用于PCMCIA磁盤卡的外部互連裝置放在框架的周邊，實際線路或與外部端口相連的互連裝置可以被隱埋在框架本身的里面。典型地，框架由易于埋入金屬互連裝置的塑料構(gòu)成，這樣形成的互連裝置使卡可以插入一個標(biāo)準(zhǔn)的PCMCIA計算機槽中，從而自動地將磁盤存儲設(shè)備連接到計算機，相似地，PCB與傳感器本身間的互連也能通過連線或埋在PCMCIA塑料框架中的連接裝置。
圖11a和11b是本發(fā)明的磁盤存儲設(shè)備40和50的頂視圖，每張圖表示移去頂蓋后的驅(qū)動裝置，并且在表示磁盤存儲設(shè)備40的圖中，去掉了印制電路板以便能夠看到傳動機構(gòu)，軸承以及磁盤的相對位置。
權(quán)利要求
1.一種超薄型磁盤存儲設(shè)備，包括一個具有第一和第二封閉空間的框架，所述空間彼此相鄰地位于同一平面上；用以提供存儲在磁盤介質(zhì)上的可讀和可寫信息的磁盤驅(qū)動組件裝置，所述磁盤驅(qū)動組件裝置被包含在所述第一封閉空間內(nèi)；用以控制所述磁盤驅(qū)動組件裝置操作的電子裝置，所述電子裝置被安放在所述第二封閉空間內(nèi)的一個板上；以及與所述電子裝置相耦合的用以提供與所述磁盤存儲設(shè)備的外部電連接的互連裝置，所述互連裝置被安置在所述框架的周邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述框架是矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述互連裝置包括一個配置符合PC存儲卡國際協(xié)會(PCM-CIA)標(biāo)準(zhǔn)的連接器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備的厚度由所述框架的厚度確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述厚度小于或約等于10.5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述厚度近似等于3.3mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述磁盤驅(qū)動組件裝置包括一個位于所述第一封閉空間內(nèi)的，用以旋轉(zhuǎn)支撐所述磁盤介質(zhì)的轂盤；用來使所述腔中的所述轂盤沿縱軸方向旋轉(zhuǎn)移動的流體動力軸承裝置，所述軸承裝置包括一對置于一對承窩中的滾珠，所述的一對承窩與所述轂盤背面上的所述縱軸方向成一直線；或者所述承窩對，或者所述滾珠對被粘接在所述轂盤上，而沒有與轂盤相連接的另一對被分別粘接到所述基板和所述頂蓋上，因此，在每一個承窩和與之相應(yīng)的滾珠之間形成了一條間隙，所述間隙被潤滑劑填充以實現(xiàn)所述轂盤在所述縱軸方向上的旋轉(zhuǎn)移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述磁盤驅(qū)動組件裝置還包括一個用以在所述第一封閉空間內(nèi)旋轉(zhuǎn)所述轂的馬達(dá)裝置，所述馬達(dá)裝置至少包括連接在一個頂蓋或一個底蓋上的第一線圈，所述馬達(dá)裝置進一步包括一個連接在所述轂盤上的環(huán)形磁鐵和一個連接在所述磁鐵上的柱狀外轂，所述磁盤介質(zhì)與所述外轂相連以使得給所述第一線圈通電時導(dǎo)致所述轂盤，所述磁鐵，所述外轂和所述磁盤圍繞所述縱軸方向旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述磁盤驅(qū)動組件裝置進一步包括一個用以給所述磁盤介質(zhì)上的傳感器定位的傳動機構(gòu)裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述傳動機構(gòu)裝置包括一對安裝在相應(yīng)的一對傳動機構(gòu)臂上的曲臂，所述傳動機構(gòu)臂連接在與一個傳動線圈相鄰的音圈馬達(dá)磁鐵上，提供給所述傳動線圈的能量引起所述傳動機構(gòu)裝置圍繞一個傳動軸承旋轉(zhuǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述傳動裝置包括一對安裝在一個傳動機構(gòu)本體上的曲臂，所述傳動機構(gòu)本體連接在一個與一磁鐵相鄰的傳動線圈，供給所述傳動線圈的能量引起所述傳動機構(gòu)本體圍繞一個傳動軸承旋轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述框架包括一個位于所述框架周邊的架子，所述覆蓋裝置通過所述架子與所述框架嚙合，以使得所述磁盤存儲設(shè)備的厚度由所述框架的厚度確定。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述傳動軸承包括一個位于一個傳動軸周圍的滾珠軸承組件。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述曲臂是直接用滾珠定位在所述傳動機構(gòu)臂上的。
15.一種超薄型磁盤存儲設(shè)備，包括一個中央有開口的矩形框架；一個提供存儲磁盤介質(zhì)上的可讀和可寫信息的磁盤驅(qū)動組件裝置，所述磁盤驅(qū)動組件被安裝在所述框架的開口中；一個與所述框架的第一邊相連的基板，所述磁盤驅(qū)動組件安裝在所述基板上；一個與所述基板相連接，用以封裝所述開口中的所述磁盤驅(qū)動組件的頂蓋；一個安裝在所述頂蓋上的印制電路板(PCB)，所述PCB封裝有一個電子電路裝置以控制所述磁盤驅(qū)動組件裝置的操作；一個安裝在所述框架上的印制電路板蓋，將所述PCB封閉在一個位于所述頂蓋上面或下面的空間內(nèi)；與所述電子電路裝置相耦合的用以提供與所述磁盤存儲設(shè)備的外部電連接的互連裝置，所述互連裝置被裝在所述矩形框架的周邊。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述互連接裝置包括一個配置符合PC存儲卡國際協(xié)會(PCMCIA)標(biāo)準(zhǔn)的連接器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述矩形框架有一個小于或近似等于10.5mm的厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述矩形框架的所述厚度近似為3.3mm。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述磁盤驅(qū)動組件裝置包括一個位于所述第一封閉空間內(nèi)的，用以旋轉(zhuǎn)支撐所述磁盤介質(zhì)的轂盤；用來在所述空腔內(nèi)沿著縱向軸方向旋轉(zhuǎn)移動所述轂盤的流體動力軸承裝置，所述軸承裝置由一對置于一對與所述轂盤相對邊上的所述縱向軸成一直線的承窩內(nèi)的滾珠構(gòu)成，所述承窩對與所述滾球?qū)χ械囊粚Ρ徽澈显谒鲚灡P上，而一另一對則被分別粘合到所述基板和所述頂蓋上，從而在每個承窩與其相應(yīng)滾珠之間形成一條間隙，所述間隙被一種潤滑劑填充以實現(xiàn)所述轂盤繞所述縱向軸的旋轉(zhuǎn)移動。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述磁盤驅(qū)動組件裝置進一步包括一個用以在所述第一封閉空間內(nèi)旋轉(zhuǎn)所述轂盤的馬達(dá)裝置，所述馬達(dá)裝置至少包括連接在所述覆蓋裝置的頂蓋或底蓋中的一個上的第一線圈，所述馬達(dá)裝置還包括一個連接在所述轂盤上的環(huán)形磁鐵和一個連接在所述磁鐵上的柱狀外轂，所述磁盤介質(zhì)連接在所述外轂上以便在給所述第一線圈通電的同時引起所述轂盤，所述磁鐵，所述外轂以及所述磁盤圍繞所述縱向軸旋轉(zhuǎn)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述磁盤驅(qū)動組件進一步包括一個用以給所述磁盤介質(zhì)上的傳感器定位的傳動機構(gòu)裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述傳動機構(gòu)裝置包括一對安裝在一對相應(yīng)的傳動機構(gòu)臂上的曲臂，所述傳動機構(gòu)臂連接在一個與一個傳動線圈相鄰放置的音圈磁鐵上，供給所述傳動線圈的能量引起所述傳動機構(gòu)裝置圍繞一個傳動軸承旋轉(zhuǎn)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述傳動機械裝置包括一對安裝在一個傳動機構(gòu)本體上的曲臂，所述傳動機構(gòu)本體連接一個與一個磁鐵相鄰放置的傳動線圈上，供給所述傳動線圈的能量引起所述傳動機構(gòu)本體圍繞一個傳動軸承旋轉(zhuǎn)。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述磁盤存儲設(shè)備的總厚度近似為5.0mm。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述傳動軸承包括一個置于一個傳動機構(gòu)軸周圍的滾珠軸承組件。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述曲臂被直接固定在所述傳動機構(gòu)臂上。
27.一種磁盤驅(qū)動組件，包括一個位于所述第一封閉空間內(nèi)的，用以旋轉(zhuǎn)支撐所述磁盤介質(zhì)的轂盤；用以在所述空腔內(nèi)沿一個縱軸方向旋轉(zhuǎn)移動所述轂盤的流體動力軸承裝置，所述軸承裝置包括一對放在一對承窩中的滾珠，這對承窩與所述轂盤對邊上的所述縱軸成一直線，所述承窩對和所述滾珠對中的一對被粘接在所述轂盤上，而另一對被分別粘接到所述基板和所述頂蓋上，從而在每一個承窩與其相應(yīng)滾珠之間形成一條間隙，所述間隙被一種潤滑劑填充以實現(xiàn)所述轂盤圍繞所述縱軸的旋轉(zhuǎn)移動；一個用以在所述第一封閉空間內(nèi)旋轉(zhuǎn)所述轂盤的馬達(dá)裝置；所述馬達(dá)裝置至少包括連接在所述覆蓋裝置的頂蓋和底蓋之一上的第一線圈，所述馬達(dá)裝置還包括一個連接在所述轂盤上的環(huán)形磁鐵，以及一個連接在所述磁鐵上的柱狀外轂，所述磁盤介質(zhì)連接到所述外轂上以便在給所述第一線圈通電的同時，引起所述轂盤所述磁鐵，所述外轂以及所述磁盤圍繞所述縱軸方向旋轉(zhuǎn)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的磁盤驅(qū)動組件，進一步包括一個用以給所述磁盤介質(zhì)上的傳感器定位的傳動機構(gòu)裝置。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述傳動機械裝置包括一對安裝在一對相應(yīng)的傳動機構(gòu)臂上的曲臂，所述傳動機構(gòu)臂連接在一個與一個傳動線圈相鄰放置的音圈磁鐵上，供給所述傳動線圈的能量引起所述傳動機構(gòu)裝置圍繞一個傳動軸承旋轉(zhuǎn)。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的磁盤存儲設(shè)備，其特征在于所述傳動機構(gòu)裝置包括一對安裝在一個傳動機構(gòu)本體上的曲臂，所述傳動機構(gòu)本體連接一個與一個磁鐵相鄰放置的傳動線圈上，供給所述傳動線圈的能量引起所述傳動機構(gòu)本體圍繞一個傳動軸承旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種超薄型磁盤存儲設(shè)備包括一個框架和一個蓋，這個蓋用來嚙合該框架以產(chǎn)生第一和第二封閉空間，封閉空間中的一個用來放置一個磁盤驅(qū)動組件裝置，該裝置提供一個磁盤介質(zhì)上的可讀的可寫信息存儲，一個用來控制磁盤驅(qū)動組件裝置操作的電子裝置被放置在第二封閉空間內(nèi)的一個板上。一個互連裝置為了與磁盤存儲設(shè)備的外部電連接而提供了與之耦合的電子裝置。根據(jù)PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)，互連裝置沿著框架的周邊放置。
文檔編號G11B19/20GK1129490SQ94192381
公開日1996年8月21日 申請日期1994年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月9日
發(fā)明者杰伊·R·西弗, 馬克·A·代爾, 福里斯特·蒂特科姆 申請人:麥克斯特公司