專利名稱：磁盤裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種磁盤裝置，這種磁盤裝置可用于計算機上的存儲設備等。
通常在磁盤裝置中，為了避免損壞作為記錄介質的磁盤而使用非接觸式磁頭。一般使用安裝在懸浮的浮動塊上的磁頭。該浮動塊安裝在例如一個可彎曲的撓性構件上，該撓性構件連在一個加載梁上，而該加載梁是磁頭致動臂上的一個部件。
當磁盤裝置處于工作狀態(tài)時，加載梁的壓力使浮動塊偏向于磁盤的表面，而由磁盤的轉動擾動空氣流動而引起的懸浮力則使浮動塊上飄，在加載梁的下壓力和懸浮力的平衡作用下，浮動塊以一個細微的間隙懸浮在磁盤的上方。在這樣的磁盤裝置中，使用一種接觸式開停(CSS)系統(tǒng)，按照這樣的系統(tǒng)，當磁盤與磁頭相互接觸時，磁盤裝置開始工作或停止操作。在本申請文件中，“懸浮距離”一詞定義為懸浮于磁盤上方的浮動塊與磁盤表面之間的垂直距離。
在接觸式開停系統(tǒng)中，當磁盤裝置處于停機狀態(tài)、即非工作態(tài)時，磁頭與磁盤表面接觸，一直處于待命狀態(tài)。當磁盤裝置被啟動時，磁盤開始旋轉，磁頭在磁盤旋轉而擾動的氣流作用下從磁盤表面抬起。然后，磁頭被驅動而貼近磁盤的某一適當區(qū)域，這樣就可以將信息數(shù)據(jù)錄制到磁盤上或從磁盤上讀出。當磁盤裝置停止工作時，磁頭落回磁盤表面并與保持磁盤面接觸。
接觸式開停系統(tǒng)存在一個問題由于磁頭是從磁盤面上抬起并最后落回磁盤表面，磁頭和磁盤間的接觸沖擊可能造成磁頭和磁盤的損壞。
接觸式開停系統(tǒng)還存在另一個問題如果磁頭和磁盤相互接觸的時間太長，磁頭和磁盤間就會發(fā)生相互吸附，以致于當磁盤裝置開始工作時也不能將它們彼此分開。
在日本已公布的專利申請60-38773，提出的方案中，當磁盤裝置處于停止狀態(tài)時，磁頭與磁盤互不接觸，這樣就避免了磁頭和磁盤相互吸附。
圖20是一個軸側視圖，表示了一個普通的磁盤裝置中浮動塊裝持部分200的結構，裝持部分200是用于裝持固定浮動塊100的。如圖20所示，裝有一個磁頭的浮動塊100被粘接到一個可彎曲撓性構件101的下表面上。撓性構件101固定在一個加載梁104的下表面上。
設置加載梁104的目的在于對浮動塊100施加一個預定的壓力載荷，該壓力載荷是由加載梁104的片簧部分104A產生的。加載梁104通過一個基板103固定在磁頭致動臂102的末端。磁頭致動臂102可繞基架(圖中未視出)上的一個支座進行轉動。
圖21是一個放大的軸側視圖，表示了浮動塊裝持部分200中的加載梁104、撓性構件101和浮動塊100。
如圖21所示，加載梁104是通過梁上的一個突起104B將壓力載荷施加到浮動塊100上的。撓性構件101在滾轉方向RR和縱向PP上具有可撓曲性。在本申請文件中，“滾轉方向”一詞定義為垂直于磁頭致動臂的縱長方向。
如上文所述，由于裝持浮動塊100用的撓性構件101被安裝在加載梁104上。
圖22是圖21的斷面視圖，表示了浮動塊裝持部分200中的加載梁104、撓性構件101和浮動塊100。
在上述普通磁盤裝置的普通浮動塊裝持部分200中，有一個分離臂(圖中未視圖出)通過接觸摩擦作用使加載梁104升起，從而通過撓性構件101使安裝在加載梁104末端的浮動塊浮起。在這一操作過程中，浮動塊100和磁盤5之間的平行關系可能由于例如分離臂和加載梁104間的摩擦力、或者受分離臂作用的加載梁位置偏移而遭破壞。其中的原因在于用于裝持浮動塊100的撓性構件101是安裝在加載梁104上的。
在上述的平行位置關系被破壞的情況下，當浮動塊100被從磁盤表面5S上抬起時，浮動塊100和磁盤5的表面5S之間發(fā)生了不希望有的接觸引起了摩擦(如圖5A和圖5B所示)。
在磁盤裝置處于工作狀態(tài)時，加載梁104會由于磁盤裝置在外部干擾下產生的振動而發(fā)生共振。由于撓性構件101被安裝在加載梁104上，撓性構件101會同加載梁一起振動。結果，安裝在撓性構件101上的浮動塊100就會不良地接觸到磁盤5。
如上所述，當普通的磁盤裝置在工作或停止時，使浮動塊和磁盤基本保持相互平行狀態(tài)并維持懸浮距離是非常困難的。因此浮動塊和磁盤面會損壞，導致數(shù)據(jù)信息不能正確地記錄到磁盤上或從磁盤上讀出。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種磁盤裝置包括一個用于裝持對磁盤面進行掃描并執(zhí)行信息的記錄和讀出工作的磁頭的浮動塊；一個用于裝持浮動塊的撓性構件，該撓性構件在基本垂直于磁盤的方向上具有彈性；一個用于裝持撓性構件并驅動磁頭對磁盤進行掃描的磁頭致動臂；以及一個設置在磁頭致動臂上的彈性體，用于施加一個載荷，將浮動塊壓向磁盤的表面。
在本發(fā)明的一種實施方式中，該彈性體包括一個片彈簧，并且該片彈簧上有一個懸臂梁結構。
在本發(fā)明的一種實施方式中，磁盤裝置還包括卸載裝置，用于卸除浮動塊上的壓力載荷。
在本發(fā)明的一種實施方式中，當浮動塊位于磁盤的最外磁道上方時，卸載裝置將浮動塊上的壓力載荷卸除。
在本發(fā)明的一種實施方式中，卸載裝置包括一個可與彈性體滑動接觸的斜坡件，以便將彈性體從撓性構件上抬起。
在本發(fā)明的一種實施方式中，彈性體包括一個可與所說的斜坡件滑動接觸的接合部分。
在本發(fā)明的一種實施方式中，所說的卸載裝置包括一個安裝在彈性體上的形狀記憶合金元件，用于使彈性體發(fā)生彎曲從而卸除浮動塊上的載荷。
在本發(fā)明的一種實施方式中，卸載裝置包括一個裝在彈性體上的薄膜式壓電元件，用于使彈性體發(fā)生彎曲從而卸除浮動塊上的載荷。
在本發(fā)明的一種實施方式中，卸載裝置包括一個固定在磁頭致動臂上的卸載臂；以及一個可與卸載臂滑動接觸的斜坡件，從而使卸載臂能卸除浮動塊上的載荷。卸載臂將浮動塊上壓力載荷卸除就可使浮動塊的頂部保持與磁盤面基本平行。
在本發(fā)明的一種實施方式中，卸載臂可以與彈性體可接合的方式，將浮動塊上的載荷卸除。
在本發(fā)明的一種實施方式中，卸載臂的一端固定在磁頭致動臂上，另一端在某一范圍內可與斜坡件滑動接觸，該范圍包括卸載位置及其鄰近的區(qū)域。卸載臂的中部可與彈性體接合，以便將浮動塊上的載荷卸除。
在本發(fā)明的一種實施方式中，斜坡件包括一個導向體，該導向體具有一個可與卸載臂滑動接觸的傾斜表面，且該傾斜面是朝著磁盤的中心方向傾斜。
在本發(fā)明的一種實施方式中，卸載臂包括一個片彈簧，片彈簧有一個懸臂梁結構。
在本發(fā)明的一種實施方式中，斜坡件設置成不遮覆磁盤的表面。
在本發(fā)明的一種實施方式中，卸載臂基本平行于磁頭致動臂的縱軸線方向。
在本發(fā)明的一種實施方式中，卸載臂位于彈性體上背向磁盤的一側。
在本發(fā)明的一種實施方式中，彈性體具有一個接合部分，其可與卸載臂接合而將浮動塊上的載荷卸除。
在本發(fā)明的一種實施方式中，在彈性體上設置了一個用于向撓性構件施加載荷的突起。
在本發(fā)明的一種實施方式中，在撓性構件上設置了一個用于接受壓力載荷的突起。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種磁盤裝置包括一個用于裝持磁頭的浮動塊，磁頭是用來對磁盤面進行掃描并執(zhí)行信息的記錄和讀出工作的；一個用于裝持浮動塊的撓性構件，該撓性構件在基本垂直于磁盤表面的方向上具有彈性；一個用于裝持撓性構件并使磁頭對磁盤進行掃描的磁頭致動臂；一個用于轉動磁盤的電機；以及一個用于控制電機轉速的控制器。在浮動塊正對磁盤面的表面上有一個凹部。該凹部的設置方式使得由磁盤旋轉而產生的第一氣流壓力大于一個第二氣流壓力，其中第一氣流壓力產生在在使浮動塊向磁盤表面接近的方向上，而第二氣流壓力產生在使浮動塊遠離磁盤表面的方向上?？刂破飨葘㈦姍C的轉速提高到一個高于規(guī)定轉速的水平上，然后再將轉速降到規(guī)定的速度上。
此處描述的本發(fā)明通過提供一種磁盤裝置可能具有這樣的優(yōu)點浮動塊和磁盤以一個合適的懸浮間隙保持二者間的基本相互平行，從而避免損壞浮動塊和磁盤，使信息正確地記錄到磁盤上或從磁盤讀出。
在閱讀并理解了下文參照附圖的詳細描述之后，本發(fā)明的上述優(yōu)點以及其它的益處對本領域的普通技術人員而言，將是顯而易見的。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的磁盤裝置的平面圖，表示了磁盤裝置停止工作的狀態(tài)；圖2是圖1所示的磁盤裝置中的撓性構件支承臂及其所連接的其它部件的立體分解圖；圖3A是圖1所示的磁盤裝置中的浮動塊和撓性構件的放大的軸測圖；圖3B是圖3A所示的浮動塊的放大的軸測圖4是圖1所示的磁盤裝置中的另一平面圖，表示了磁盤裝置的工作狀態(tài)；圖5A是圖4所示的磁盤裝置中的磁頭致動臂的從圖4中的R1箭頭方向看的側視圖，表示當磁頭致動臂位于磁盤上方時的情形；圖5B是圖1所示的磁盤裝置中的磁頭致動臂的從圖1中的R1箭頭方向看的側視圖，表示當磁頭致動臂位于磁盤外側時的情形；圖6A是圖4所示的磁盤裝置中的磁頭致動臂的從圖4中的R2箭頭方向看的側視圖，表示當磁頭致動臂位于磁盤上方時的情形；圖6B是圖1所示的磁盤裝置中的磁頭致動臂的從圖1中的R2箭頭方向看的側視圖，表示當磁頭致動臂離開磁盤時的情形；圖7A是本發(fā)明的第二實施例的磁盤裝置中的磁頭致動臂的側視圖，表示當磁頭致動臂位于磁盤上方時的情形；圖7B是本發(fā)明的第二實施例的磁盤裝置中的磁頭致動臂的側視圖，表示當磁頭致動臂離開磁盤時的情形；圖8A是本發(fā)明的第三實施例的磁盤裝置中的磁頭致動臂的側視圖，表示當磁頭致動臂位于磁盤上方時的情形；圖8B是本發(fā)明的第三實施例的磁盤裝置中的磁頭致動臂的側視圖，表示當磁頭致動臂離開磁盤時的情形；圖9A是根據(jù)本發(fā)明的改型實施例中的磁盤裝置的浮動塊及撓性構件的放大軸測圖；圖9B是圖9A中的浮動塊及撓性構件的斷面視圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例中的磁盤裝置的平面視圖，表示當磁盤裝置處于停止狀態(tài)時的情形；圖11是圖10所示的磁盤裝置中的撓性構件支承臂及其所連接的其它部件的立體分解圖；圖12是圖10所示的磁盤裝置中的另一平面圖，表示了磁盤裝置處于工作狀態(tài)的情形；圖13A到圖13D是一組圖10所示的磁盤裝置中的浮動塊及其鄰近的部件的從圖10中的R1箭頭方向看的側視圖，表示了磁盤裝置從工作狀態(tài)轉到停止狀態(tài)的轉換過程；圖14A和圖14B是對圖10所示的磁盤裝置中的浮動塊及其鄰近的部件的從圖10中的R2箭頭方向看的側視圖，表示了磁盤裝置從工作狀態(tài)轉到停止狀態(tài)的轉換過程；圖15A到圖15B是對根據(jù)本發(fā)明第五實施例中的磁盤裝置中的浮動塊及鄰近的部件的從圖10中的R2箭頭方向看的側視圖，表示了磁盤裝置從工作狀態(tài)轉到停止狀態(tài)的轉換過程；圖16是圖15A和圖15B所示的浮動塊的放大的軸測圖；圖17的圖線表示在第五實施例的情況下正壓力和負壓力隨磁盤轉速變化的關系；圖18A的圖線表示在第五實施例的情況下浮動塊懸浮距離隨磁盤轉速變化的關系；圖18B到圖18F的圖表描述了在第五實施例的情況下，浮動塊懸浮距離、作用于浮動塊的壓力差以及撓性構件產生的彈性力三者之間的關系；圖19的圖線描述了在第五實施例的情況下，懸浮距離與正負壓力間的關系；圖20是表示現(xiàn)有的磁盤裝置中浮動塊裝持部分結構的軸測圖；圖21是圖20中所示的加載梁、撓性構件、及浮動塊裝持部分的浮動塊的放大的軸測圖；圖22是圖21的斷面視圖。
下文將參照附圖通過說明性的實施例對本發(fā)明進行描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例中的磁盤裝置110的平面視圖。該磁盤裝置110包括一個磁頭致動臂111。在圖1中磁頭致動臂鎖止在待機狀態(tài)。
磁頭致動臂111包括一個臂體1和一個撓性構件支承臂2，該臂件2用于支承撓性構件9(見圖2)，而撓性構件9又裝持著浮動塊8(見圖2)。在浮動塊8上安裝了一個用于對磁盤5進行掃描以記錄和讀出數(shù)據(jù)的磁頭(圖中未示出)。與臂體1相連安裝的是一個音圈馬達3，它包括磁鐵6A、6B和一個線圈7。
磁頭致動臂111在音圈馬達3的作用下可繞樞軸4轉動。當磁頭致動臂111回轉時，安裝在浮動塊8上的磁頭可對磁盤5上的數(shù)據(jù)區(qū)A進行記錄和讀出數(shù)據(jù)的操作。數(shù)據(jù)區(qū)A是磁盤5上最外磁道5A和最內磁道5B間的區(qū)域。
多個磁盤5以層疊的形式布置在一起，并在一個心軸電機9(圖中未示出)驅動下共同以規(guī)定的速度轉動。心軸電機的轉動速度由一個磁盤控制部分112來控制。
圖2是撓性構件支承臂及其所連接的其它部件的立體分解圖。該撓性構件支承臂2通過一個基板10與臂體1連接在一起。撓性構件9安裝在撓性構件支承臂2下表面的末端，浮動塊8通過粘接或類似的工藝固定在撓性構件9上，在浮動塊8上安裝了一個磁頭(圖中未示出)。
圖3A是撓性構件9及浮動塊8的放大的軸測圖。圖3B是浮動塊8的放大軸測圖，表示出了浮動塊8上正對磁盤5表面的一個氣流承載表面。
如圖3A所示，浮動塊8通過粘接或類似的工藝固定在浮動塊安裝部位9A的底面上。撓性構件9具有可撓曲部分9B、9C和9D。因此，當浮動塊8懸浮于磁盤5(見圖1)的正上方時，浮動塊在滾轉方向RR及縱向PP上具有可撓曲性，而在橫向LL上則具有很高的剛性。
如圖3B所示，浮動塊8上有幾個突起8A和一個凹部8B。突起8A相對于凹部8B有一個幾個毫米數(shù)量級的高度差。凹部8B的表面起氣流承載面的作用。當浮動塊8掃過磁盤5的表面(見圖5A及圖5B)時，空氣沿箭頭M所指方向在氣流承載面上流動。
作用于突起8A的正壓力FA的方向是使浮動塊8遠離磁盤5(見圖1)的方向。而施加于凹部8B上的負壓力則作用在相反的方向。突起8A和凹部8B設計成使正壓力FA大于負壓力FB(FA＞FB)。
再看圖2，在撓性構件支承臂2上表面的末端還安裝了一個加載梁11。加載梁11是一個用于施加載荷將浮動塊8壓向磁盤5(見圖1)的彈性體。加載梁11具有一個懸臂梁結構，由此加載梁11得以在連接部位11C處固定于撓性構件支承臂2上。
在加載梁11上設置了凸部19，用于向浮動塊8施加載荷。凸部19通過浮動塊連接部位9A將載荷施加到浮動塊8上的某一指定點。
如圖1所示，在基架113上靠近磁盤5的區(qū)域設置了一個斜坡件13作為卸載裝置，用于當磁盤裝置110進入停止態(tài)時將浮動塊8上的載荷卸除，從而使浮動塊8在磁盤裝置5出于停止狀態(tài)時在磁盤5的外側處于待機狀態(tài)。加載梁11上具有一個接合部11B，其可由斜坡件13抬起，從而防止了加載梁11的載荷作用于浮動塊8上。
加載梁11可由例如一個片彈簧來構成。采用片彈簧是非常有利的，這是因為它可以相對簡單地形成接合部11B。
以下參照附圖4、5A、5B、6A及6B，對磁盤裝置110的工作過程作示例性描述。圖4中是磁盤裝置110的平面圖，圖中的磁頭致動臂111將要進入待命狀態(tài)。圖5A和5B是沿箭頭R1方向(圖4)看的磁頭致動臂111的部分側視圖。在圖5A的狀態(tài)中，浮動塊8象在圖4中那樣以一種可以進行記錄和讀出數(shù)據(jù)的方式位于磁盤5最外磁道5A的上方。而在圖5B所示的狀態(tài)下，浮動塊8在磁盤5外側處于待命狀態(tài)。
這樣，當磁盤裝置110從圖4和圖5A的狀態(tài)進入停止狀態(tài)時，在磁盤控制部分112的控制下，心軸電機的轉速增加到一個預定的值。然后，由于氣流擾動作用于浮動塊8上的正壓力FA和負壓力FB(見圖3)的壓力差增加，結果，浮動塊8在磁盤5上方的懸浮距離將加大。
當磁頭致動臂111沿順時針方向轉動時，即在箭頭QQ的方向(見圖4)運動時，則如圖5A所示，接合部分11B被斜坡件13抬起。
圖6A和圖6B是磁頭致動臂111的從箭頭R2(如圖4所示)方向看的部分側視圖。圖6A表示與圖5A相同的狀態(tài)，而圖6B則表示與圖5B相同的狀態(tài)。
如圖6A所示，由加載梁11的凸出19通過撓性構件9上的浮動塊安裝部位9A施加在浮動塊8上施加了一個預先設定例如1-2克力的載荷，。當載荷和由磁盤轉動而產生的氣流壓力平衡時，浮動塊8保持靜止狀態(tài)。
在圖6A的狀態(tài)中，撓性構件9由于加載梁11的載荷而彎曲。因而，更嚴格地講，浮動塊8只有在加載梁11的載荷減去彎曲撓性構件9所要的載荷后所得到的值與氣流壓力平衡才能保持靜止。浮動塊8懸浮于磁盤5上方的距離是例如50納米(nm)左右。
當磁盤裝置110進入圖5B所示的狀態(tài)時(在圖中接合部分11B被斜坡件13抬起)，則如圖6B所示的那樣，由于浮動塊8卸除了由加載梁11所施加的載荷，并在撓性構件9的一個小的回復力作用下從磁盤5上抬起，因此撓性構件9回到水平狀態(tài)。然后，磁頭致動臂11進一步地轉動，將浮動塊8置于磁盤5之外。之后磁盤裝置停止轉動。
如圖5B所示，在基架113上設置了一個浮動塊接受器14，這樣即使整個磁盤裝置110當處于浮動塊8位于磁盤5之外的狀態(tài)時，受到了大的沖擊，浮動塊8也沒有有影響的移動。
綜上所述，當對磁盤5執(zhí)行信息讀寫操作時，在撓性構件9上施加一個預先設定的載荷；而在磁盤裝置110停止時，由斜坡件13將撓性構件9的載荷卸除，使浮動塊8在撓性構件9的彈性回復力作用下，從磁盤5上抬起。如上所述，斜坡件13是在磁盤5的最外磁道5A上方將浮動塊8上的載荷卸除的。
在第一實施例中浮動塊8通過撓性構件9固定在撓性構件支承臂2上，加載梁11也固定在撓性構件支承臂2上。由于這樣的結構，即使在接合部分11B與斜坡件13之間的接觸引起摩擦時，或在與加載梁11連接的接合部分11B被斜坡件13抬起且受斜坡13作用的接合部分11B的位置不確定時，浮動塊8和磁盤5仍能保持平行。這樣，當浮動塊8從磁盤5上抬起時，浮動塊8和磁盤5的接觸摩擦便得以避免。
由于撓性構件9固定在撓性構件支承臂2上，因此即使磁盤裝置在外界干擾下產生的振動使加載梁11發(fā)生共振時，撓性構件9也不會隨加載梁11一起振動。
通過將加載梁的片彈簧的共振頻率設置在一個相對較高的范圍，就可以改善磁頭的磁道控制特性。
在本實施例中，由一個片彈簧形成的加載梁11作為彈性體用于向浮動塊8施加一個載荷，將其壓向磁盤5。本發(fā)明并不局限于這種形式。本領域的普通技術人員很容易因此認為可用例如橡膠制得的彈性體來形成凸出部19。
在圖2中，撓性構件支承臂2和基板10不是一體的。撓性構件支承臂2和基板可以作成一體的，這樣就可以降低磁盤裝置110的生產成本。
第二實施例下文將描述根據(jù)本發(fā)明的第二種實施方式的磁盤裝置。與上文中參照圖1-6B已經討論過部件相同的部件將使用同一數(shù)字標號，其相應的描述將被略去。
圖7A和圖7B是磁頭致動臂從箭頭R2(如圖4所示)方向看的部分側視圖。圖7A主要表示了當浮動塊8以能進行磁盤讀寫操作的方式位于磁盤5的最外磁道5A時的加載梁17和浮動塊8。圖7B主要表示了浮動塊8離開磁盤5時的加載梁17和浮動塊8。
第二實施例不同于第一實施例之處在于使用了一個形狀記憶合金部件作為卸載裝置，用于將第二實施例中的浮動塊8上的載荷卸除。
如圖7A所示，加載梁17安裝在撓性構件支承臂2上，一條金屬線18安裝在加載梁17上，用于將浮動塊8上的載荷卸除，該金屬線是由鈦鎳基合金制成的。加載梁17包括裝持部分17B和17C，用于分別固定金屬線18的兩端。當在金屬線18中有電流通過時，由電阻而生熱。熱量使金屬線18收縮。加載梁17與金屬線18相互絕緣。
下文將對具有上述結構的第二實施例中的磁盤裝置操作過程作示例性描述。
如圖7A所示，浮動塊8以一個例如約50nm的微觀間隙懸浮于磁盤5上方，安裝于浮動塊8的磁頭在磁盤5上記錄或讀取信息。當磁盤裝置轉換到停止狀態(tài)時，一個預先設定的電流通過金屬線18，金屬線的溫度上升到超過發(fā)生熱致彈性馬氏體轉變的溫度，從而導致金屬線18收縮，如圖7B所示那樣使加載梁17撓曲。
由于撓性構件9在基本垂直于磁盤5表面的方向上具有彈性，因此如圖7B所示的那樣回復到水平狀態(tài)，結果，浮動塊8在磁盤5上的懸浮距離就增大了。磁頭致動臂也轉到圖1中磁頭致動臂111的所處的哪個位置。
以這樣的方式，金屬線18使加載梁17發(fā)生彎曲，而加載梁17則將撓性構件9上的載荷卸除。當金屬線18中的電流被切斷時，在加載梁17的位移力作用下，浮動塊8被壓向浮動塊接受體14(見圖1)，并被保持在這一狀態(tài)。
在第二實施例中，加載梁17是在流經金屬線18的電流的作用下彎曲的，所說的金屬線18是由鈦-鎳基記憶合金制成的。
因此，無論浮動塊8是否處于磁盤5的上方，都可以將撓性構件9上由加載梁17施加的載荷卸除。
由于可以取消斜坡件13，相對于第一種實施方式中的磁盤裝置110，該磁盤裝置在尺寸上得以縮小。
浮動塊8在磁盤5上方的懸浮距離可以通過控制金屬線18中的電流量進行調節(jié)。
如在第一個實施例中的那樣，由于撓性構件9裝持在撓性構件支承臂2上，因此即使磁盤裝置因受外界干擾產生振動而使加載梁17發(fā)生共振時，撓性構件9也不會隨加載梁17一起振動。
第三實施例下文將描述根據(jù)本發(fā)明的第三實施例中的磁盤裝置。與上文參照圖1-7B已經討論過的部件相同的部件將使用同一數(shù)字標號，相應的描述也將省略。
圖8A和圖8B是對磁頭致動臂在箭頭R2(如圖4所示)方向所作的部分側視圖。圖8A主要表示了當浮動塊8以能進行磁盤讀寫操作的方式位于磁盤5的最外磁道5A時的一個加載梁15和浮動塊8。圖8B主要表示了浮動塊8離開磁盤5時的加載梁15和浮動塊8。
第三實施例不同于第一實施例之處在于使用了一個薄膜式壓電元件作為卸載裝置，用于將第三實施例中的浮動塊8上的載荷卸除。
如圖8A所示，壓電元件16固接在加載梁15上，而加載梁15則安裝在撓性構件支承臂2上，由壓電元件16和加載梁15一同起一個雙金屬片的作用。
下文將示例性地描述具有上述結構的第三實施例中的磁盤裝置的操作過程。
如圖8A所示，浮動塊8以一個例如約50nm的微觀間隙懸浮于磁盤5上方，安裝于浮動塊8的磁頭在磁盤5上記錄或讀取信息。當磁盤裝置轉換到停止狀態(tài)時，一個預先設定的電流值通過壓電元件16，使壓電元件16發(fā)生收縮。從而使加載梁15如圖7B所示那樣在雙金屬片效應作用下發(fā)生撓曲。
撓性構件9如圖8B所示的那樣回復到水平狀態(tài)，結果，浮動塊8在磁盤5上方的懸浮距離就增大了。而磁頭致動臂也轉到圖1中磁頭致動臂111的所處的那個位置。
當壓電元件16中的電流被切斷時，在加載梁15的位移力作用下，浮動塊8被壓向浮動塊接受體14(見圖1)，并被保持在這一狀態(tài)。
在第三實施例中，加載梁15是在施加到壓電元件16上的電壓的作用下彎曲的，因此相對于第二實施例，加載梁15的彎曲可在更小的空間內實現(xiàn)。
如同第二實施例的情況，無論浮動塊8是否處于磁盤5的上方，都可以將撓性構件9上由加載梁15施加的載荷卸除。
浮動塊8在磁盤5上方的懸浮距離可以通過控制壓電元件16中的電壓量進行調節(jié)。
在第一、第二和第三實施例中，在各加載梁11、17和15上都設置了凸出部19。但本發(fā)明并不僅限于此種方式，如圖9A和9B所示，凸出部19也可以設置在撓性構件9上。在這樣的結構中，即使加載梁(11、17或15)和撓性構件9的相對位置發(fā)生偏移，加載梁在浮動塊8上施力的位置也不會發(fā)生改變。
在第三實施例中，壓電晶片元件16是安裝在加載梁15上的，作為另一可供選擇的方案，壓電元件16也可以安裝在撓性構件9上。
第四實施例圖10是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例中的一個磁盤裝置110B的平面圖。在圖10中，磁頭致動臂111被鎖止在等待狀態(tài)。下文中與上文參照圖1-10中已經討論過的相同部件將使用同一數(shù)字標號，相應的描述將被省略。
圖11是磁盤裝置110B的撓性構件支承臂2和其它與此相連部件的分解示意圖。
第四實施例不同于第一實施例的地方在于使用了一個卸載臂12作為卸載，用于將第四實施例中的浮動塊8上的載荷卸除。卸載臂12平行于磁頭致動臂111的縱長方向。
如圖10所示，磁盤裝置110B包括一個設置在磁盤5附近的斜坡件13A。斜坡件13A上有一個導向件13B，該導向件13B在朝向磁盤5中心的方向上傾斜。
如圖10和11所示，卸載臂12安裝在撓性構件支承臂2的一個底面上。卸載臂12包括一個固定于撓性構件支承臂2上的連接部分12C，一個與斜坡件13A在卸載部位或其鄰近的區(qū)域滑動接觸的接合臂部分12B，以及一個中央部分12A，當磁頭致動臂111在箭頭QQ的方向旋轉從而卸除浮動塊8上由加載梁211施加的載荷時，中央部分12A與加載梁211上的接合部分211B接合。卸載臂12是一個懸臂梁結構，因此它以連接部分12C固定在撓性構件支承臂2上。
下文將參照圖12、圖13A-13D、圖14A-14B示例性地描述第四實施例中的磁盤裝置的操作過程。
圖12是磁盤裝置110B的平面視圖。在圖12所示的狀態(tài)下，磁盤裝置110B處于操作狀態(tài)；即浮動塊8(見圖11)處于加載狀態(tài)。圖13A～13D是對磁頭致動臂在箭頭R1(如圖12所示)方向所作的側視圖。在圖13A的狀態(tài)下，磁盤裝置110B處于工作狀態(tài)。在該狀態(tài)下，浮動塊8位于磁盤5的最外磁道5A的上方，此時信息可以記錄到磁盤或從磁盤讀出，而磁盤5以設定的速度轉動。在圖13B和圖13C的狀態(tài)中，磁盤裝置110B正在轉入正停止狀態(tài)；即浮動塊8正進入卸載狀態(tài)，在圖13D的狀態(tài)中，磁盤裝置110B處于停止狀態(tài)。
當磁盤裝置110B從圖12和圖13A所示的狀態(tài)進入停止狀態(tài)時，在磁盤控制部分112的控制下，心軸電機(圖中未視出)的轉速增加到一個設定的值。作用于浮動塊8上的氣流的懸浮力也增加，結果，浮動塊8在磁盤5上方的懸浮距離加大了。
然后，如圖13B所示，磁頭致動臂111(見圖12)順時針轉動，即沿箭頭QQ的方向運動，臂接合部分12B與斜坡件13A的導向件13B接合。當磁頭致動臂111進一步轉動時，與導向件13B接合的接合臂部分12B在導向件13B上向上滑動而被抬起。隨著接合臂部分12B的上升，撓性構件9在其自身彈力作用下也向上抬起，在凸出19接觸著的同時時逐漸恢復其原始形狀。
如圖13C所示，隨著磁頭致動臂111在順時針方向的進一步轉動，與導向件13B接合的接合臂部分12B被導向件13B進一步地抬起，已經回復了原始形狀的撓性構件9將與凸出部19分離。
如圖13D所示，隨著磁頭致動臂111在順時針方向的進一步轉動，接合臂部分12B被斜坡件13A進一步抬起，浮動塊8則移動到浮動塊接受器14上。
圖14A和圖14B是對磁頭致動臂111在R2箭頭方向(見圖12)所作的部分側視圖。圖14A與圖13A為同一狀態(tài)，而圖14B與圖13D中的狀態(tài)相同。
如圖14A所示，由加載梁211的凸出19通過撓性構件9上的浮動塊安裝部位9A施加在浮動塊8上施加了一個預定的例如的1-3克力的載荷。該載荷目前正隨著磁頭在尺寸上越來越小而逐漸減小，磁頭尺寸是由于磁盤的存儲密度的逐漸增加而逐漸減小的。
當載荷和由磁盤5轉動而產生的氣流壓力達到平衡時，浮動塊8保持靜止狀態(tài)。此時，撓性構件9由于加載梁211所加的載荷而彎曲。因此更嚴格地講，浮動塊8只有在加載梁211的載荷減去彎曲撓性構件9所要的載荷后所得到的值與氣流壓力平衡的條件下才能保持靜止。浮動塊8懸浮于磁盤5上方的距離是例如約50納米(nm)。
當磁盤裝置110B因磁頭致動臂111在箭頭QQ方向上的轉動而進入圖13D所示的狀態(tài)時，接合臂部分12B被斜坡件13A抬起。然后，卸載臂12將加載梁211抬起。之后，浮動塊8卸除了由加載梁11所施加的載荷，并在撓性構件9的一個小的回復力作用下從磁盤5上抬起回到水平狀態(tài)。
綜上所述，當磁盤5處于工作狀態(tài)時，在撓性構件9上施加一個設定的載荷；而當磁盤裝置110B停止工作時，撓性構件9的載荷被斜坡件13A和卸載臂12卸除，浮動塊8在撓性構件9的彈性回復力作用下從磁盤5上抬起。如上所述，斜坡件13A將在磁盤5的最外磁道5A上方的浮動塊8上的載荷卸除了。
在第四實施例中，浮動塊8通過撓性構件9裝持在撓性構件支承臂2上，加載梁211和卸載臂12也由撓性構件支承臂2支承。由于這樣的結構，即使當接合部分12B與斜坡件13A之間的接觸引起摩擦時，或當與加載梁211連接的接合臂部分12B被斜坡件13抬起而受斜坡13A作用的接合部分12B的位置不確定時，浮動塊8和磁盤5仍能保持平行。這樣，當浮動塊8從磁盤5上抬起時，就避免了浮動塊8和磁盤5的接觸摩擦。
由于撓性構件9固定在撓性構件支承臂2上，即使當加載梁211因磁盤裝置在外界干擾下振動而發(fā)生共振時，撓性構件9并不會隨加載梁211一起振動。
由于卸載梁12是與加載梁211分開設置的，加載梁211和撓性構件9的尺寸得以縮小。相應地，用于加載梁211或撓性構件9的片彈簧的共振頻率可以設置得盡可能地高，磁頭的磁道控制特性也就能夠得到明顯得改善。
由于具有上述的結構，即卸載臂12與加載梁211分開設置、并布置在加載梁211的遠離磁盤5的一側上，如圖10所示，斜坡件13A可與磁盤5隔開一個距離D1，而不會遮覆磁盤5。
由于斜坡件13A離開磁盤5一定的距離，斜坡件13A可具有簡單的形狀。相應地還消除了象因由于磁盤裝置110B的制造和裝配精度的偏差以及在磁盤5和斜坡件13A間相對位置的誤差而導致磁盤5和斜坡件13A的接觸這樣的不利之處。結果，使磁盤裝置110B能適合于大批量生產。
在第一到第四實施例中，撓性構件支承臂2和臂體1是彼此分開的。作為可供選擇的方案，撓性構件支承臂2和臂體1可以做成一體的，這樣就可以降低磁盤裝置110B的生產成本。在上述的實施例中，撓性構件支承臂2和卸載臂12也不是一體的。作為可供選擇的方案，撓性構件支承臂2和卸載臂12也可以做成一體的，這樣就也可以降低磁盤裝置110B的生產成本。
第五實施例下文將描述根據(jù)本發(fā)明的第五實施例中的磁盤裝置。與上文參照圖1-14B中已經討論過的相同部件將使用同一數(shù)字標號，相應的描述也將省略。
圖15A和圖15B是對第五實施例中的磁盤裝置的浮動塊81及其臨近部件的部分側視圖。圖15A和15B是在箭頭R2方向(見例如圖12)所作的視圖。在圖15A的狀態(tài)中，浮動塊81位于磁盤5最外磁道的上方，能進行信息讀寫操作。在圖15B的狀態(tài)中，浮動塊81離開了磁盤5。
圖16是浮動塊81的立體圖，表示了浮動塊81的朝向磁盤5表面(見圖15A和15B)的氣流支承表面。參照圖16，浮動塊81具有幾個突起8A和一個凹部8C。突起8A相對于凹部8B有若干毫米數(shù)量級的高度。凹部8C的表面以氣流承載面的形式發(fā)揮作用。當浮動塊81掃過磁盤5的表面(見圖15A及圖15B)時，空氣流沿箭頭M所指的方向。
作用于突起8A的正壓力FA的方向是使浮動塊81遠離磁盤5(見圖15A及圖15B)的方向。而施加于凹部8C上的負壓力則作用在相反的方向。突起8A和凹部8C被作成使負壓力FB大于正壓力FA(FA＜FB)。換句話說。圖16中的突起8A和凹部8C之間的高度差要大于在圖3B中的突起8A和凹部8B間的高度差。
在圖15A所示的狀態(tài)中，撓性構件9是彎曲的，因此，浮動塊81在如圖16所示的正方向上還受到一個彈性力FC(使撓性構件9恢復到其原始位置的回復力)。
下文將示例性地描述具有上述結構的磁盤裝置的操作過程。
當磁盤裝置由圖15B所示的狀態(tài)轉到一個工作狀態(tài)時，由磁盤控制部分112控制磁盤5進行轉動，磁盤5的轉速不斷增加直至達到一個第二轉速N2，該轉速要高于進行讀寫操作時的第一轉速N1。然后，磁盤5的轉速逐漸下降到第一轉速N1，并在之后保持在這一速度上。
圖17的圖線表示了正壓力FA和負壓力FB隨磁盤5(見圖15A和15B)轉速的變化關系。水平軸線代表磁盤5的轉速N，垂直軸線代表正壓力FA和負壓力FB。在第一轉速N1時，負壓力FB減去正壓力FA所得到的壓力差值FD1等于圖15A和16所示的撓性構件9作用于浮動塊81的彈性力FC。當彈性力FC和氣流壓力差FD1達到平衡時，浮動塊81以一個微觀的間隙在磁盤5上方懸浮著。
在圖17和19中，“FD1”代表在第一轉速N1時正壓力FA和負壓力FB間的壓力差，而“FD2”則代表在第二轉速N2時正壓力FA和負壓力FB間的壓力差。在圖18C～18F中，“FC1”代表在第一轉速N1時撓性構件9所產生的彈性力，而“FC2”則代表在第二轉速N2時撓性構件9所產生的彈性力。
從圖17可以看出，在第二轉速N2時的壓力差FD2要大于在第一轉速N1時的壓力差FD1。第二壓力差FD2將浮動塊81(見圖15A和15B)拉向靠近磁盤5的位置。
圖18A的圖線表示了浮動塊81的懸浮距離H隨磁盤5的轉速N的變化關系。水平軸線代表磁盤5的轉速N，垂直軸線代表懸浮距離H。圖18B到圖18F的圖表描述了浮動塊81的懸浮距離H、作用于浮動塊81的壓力差以及撓性構件9產生的彈性力三者之間的關系。
參見圖18A，點131表示當磁盤裝置處于停止狀態(tài)時(見圖18B)懸浮距離為HA。當磁盤裝置開始啟動時，磁盤5開始轉動。點134表示了當磁盤5的轉速達到第一轉速N1時，懸浮距離為HD(見圖18C)。點132表示當磁盤5的轉速達到第二轉速N2時，懸浮距離為HB(見圖18D)。點133表示當磁盤5的轉速再降到第一轉速N1時，懸浮距離為HC(見圖18E)。
下文將參照圖18A～18F及圖19對圖18A中所示的懸浮距離H的一系列變化進行描述。圖19的圖線描述了懸浮距離H與正負壓力FA、FB間的相互關系。水平軸線代表懸浮距離H，垂直軸線表正壓力FA和負壓力FB。
在圖19中，曲線FA1代表在第一轉速N1時懸浮距離H和正壓力FA之間的變化關系；曲線FB1代表在第一轉速N1時懸浮距離H和負壓力FB間的變化關系；曲線FA2代表在第二轉速N2時懸浮距離H和正壓力FA間的變化關系；曲線FB2代表在第二轉速N2時懸浮距離H和負壓力FB間的變化關系。正壓力FA與懸浮距離H的平方成反比，并趨向于與轉速N成正比。
下文將參照圖18A～18F及圖19，描述磁盤裝置從停止狀態(tài)轉到工作狀態(tài)的過程。
如圖18A和18B中的點131所表示的那樣，當磁盤裝置在停止狀態(tài)時，浮動塊81和磁盤5相互之間的距離為懸浮間隙HA。當磁盤5的轉速達到第一轉速N1時，如圖18A和18C中的點134所表示的那樣，懸浮距離從HA減小到HD。如圖18C和圖19所示，當懸浮距離為HD時，在正壓力FA和負壓力FB間產生了一個壓力差FX。
如圖18C、18E和圖19所示，壓力差FX要小于上述第一轉速N1時的壓力差FD1。因而，浮動塊81不會象懸浮距離為HC時那樣靠近磁盤5(見圖18E)。
如圖18A和圖18D中的點132所示，當磁盤5的旋轉速度增加到第二轉速N2時，則懸浮距離進一步從HD減小到HB。如圖18D和圖19中所示，當懸浮距離為HB時，在正壓力FA和負壓力FB間就產生了一個壓力差FD2。
壓力差FD2充分大于壓力差FD1，如上文所述，壓力差FD1等于彈性力FC。而彈性力FC2小于彈性力FC，因而，彈性力FC2充分小于壓力差FD2。結果，當磁盤5的轉速保持在第二旋轉速度N2時，浮動塊81的懸浮距離就會減小到HCX，此刻，正壓力FA和負壓力FB在第二轉速N2下的壓力差就和FD1一樣小了。由于懸浮距離HCX小于設定的懸浮距離HC，浮動塊81和磁盤5就可能不利地相互接觸。
而在第五實施例中，如圖18A、18D和圖19所示，磁盤5的旋轉速度N是逐步地從第二轉速N2減小到第一轉速N1的。當磁盤5以第一轉速N1恒速轉動時，浮動塊81在第一轉速N1時的懸浮距離將變?yōu)樵O定值HC，此時正壓力FA和負壓力FB之間的壓力差為FD1。
在第五實施例中，浮動塊81的氣流承載表面的形狀是預先設定的，用于安裝浮動塊81的撓性構件9具有一個彈性力，磁盤5的旋轉速度是受控制的。通過這樣的簡單操作，浮動塊81在磁盤5上方的懸浮距離就可以調整并穩(wěn)定地維持在設定的懸浮距離HC上。這樣，磁盤裝置的結構就大大簡化了，裝置的可靠性也獲得了顯著的提高。
在磁盤裝置中層疊布置了多個磁盤5。在上述的實施例中，出于描述簡單的目的，將例如多個浮動塊8和81那樣的元件都描述為設置在磁盤5的一側。但本發(fā)明并不局限于這樣的結構。在磁盤5的兩側都可以設置這些元件。
如上所述，本發(fā)明提供了一種使浮動塊和磁盤以一個合適的懸浮間隙保持彼此間基本相互平行的磁盤裝置，從而避免了浮動塊和磁盤的損壞，使信息能正確地記錄到磁盤上或從磁盤讀出。
顯然，本領域普通技術人員很容易在不超出本發(fā)明構思和范圍的條件下對本發(fā)明進行多種變型和改動，因此，所附的權利要求書的保護范圍并不限于前面的詳細描述，而應作廣義的理解。
權利要求
1.一種磁盤裝置，其包括一個用于裝持一個磁頭的浮動塊，該磁頭用于對磁盤進行掃描并執(zhí)行信息的記錄和讀出工作；一個用于裝持浮動塊的撓性構件，該撓性構件在基本垂直于磁盤面的方向上具有彈性；一個用于裝持撓性構件并使磁頭對磁盤進行掃描的磁頭致動臂；以及一個安裝在磁頭致動臂上的彈性體，用于向浮動塊施加一個載荷，將其壓向磁盤表面。
2.根據(jù)權利要求1所述的磁盤裝置，其特征在于所說的彈性體包括一個片彈簧，該片彈簧為一個懸臂梁結構。
3.根據(jù)權利要求1所述的磁盤裝置，其特征在于磁盤裝置還包括卸載裝置，用于將浮動塊上的壓力載荷卸除。
4.根據(jù)權利要求3所述的磁盤裝置，其特征在于所說的卸載裝置在浮動塊位于磁盤的最外磁道上方時，將浮動塊上的壓力載荷卸除。
5.根據(jù)權利要求3所述的磁盤裝置，其特征在于所說的卸載裝置包括一個可與彈性體滑動接觸的斜坡件，用以將彈性體從撓性構件上抬起。
6.根據(jù)權利要求5所述的磁盤裝置，其特征在于所說的彈性體包括一個可與所說的斜坡件滑動接觸的接合部分。
7.根據(jù)權利要求3所述的磁盤裝置，其特征在于所說的卸載裝置包括一個安裝在所說的彈性體上的形狀記憶合金元件，用于使彈性體發(fā)生彎曲從而卸除浮動塊上的壓力載荷。
8.根據(jù)權利要求3所述的磁盤裝置，其特征在于所說的卸載裝置包括一個安裝在彈性體上的壓電元件，用于使彈性體發(fā)生彎曲從而卸除浮動塊上的壓力載荷。
9.根據(jù)權利要求3所述的磁盤裝置，其特征在于所說的卸載裝置包括一個固定在磁頭致動臂上的卸載臂；以及一個可與卸載臂滑動接觸的斜坡件，使卸載臂能將浮動塊上的壓力載荷卸除，其中卸載臂將浮動塊上壓力載荷卸除是為了使浮動塊的末端保持與磁盤面基本平行。
10.根據(jù)權利要求9所述的磁盤裝置，其特征在于所述的卸載臂可與彈性體接合，以便將浮塊上的載荷卸除。
11.根據(jù)權利要求9所述的磁盤裝置，其特征在于所說的卸載臂的一端固定在磁頭致動臂上，另一端的某一區(qū)域可與斜坡件滑動接觸，該區(qū)域包括卸載位置及其鄰近的部分，卸載臂的中部可與彈性體接合，以便將浮動塊上的載荷卸除。
12.根據(jù)權利要求9所述的磁盤裝置，其特征在于斜坡件包括一個導向體，該導向體具有一個傾斜表面，其可與所述卸載臂滑動接觸，且傾斜面是朝著磁盤的中心部分傾斜。
13.根據(jù)權利要求9所述的磁盤裝置，其特征在于所說的卸載裝置包括一個片彈簧，該片彈簧為一個懸臂梁結構。
14.根據(jù)權利要求9所述的磁盤裝置，其特征在于所說的斜坡件的設置方式使其可避免遮覆磁盤的表面。
15.根據(jù)權利要求9所述的磁盤裝置，其特征在于所說的卸載臂基本平行于磁頭致動臂的縱向軸線方向。
16.根據(jù)權利要求9所述的磁盤裝置，其特征在于所說的卸載臂位于所述彈性體的背向磁盤的一側。
17.根據(jù)權利要求9所述的磁盤裝置，其特征在于所說的彈性體具有一個接合部分，其可與所述卸載臂進行接合，以便將浮動塊上的載荷卸除。
18.根據(jù)權利要求1所述的磁盤裝置，其特征在于所說的彈性體上設置了一個用于向撓性構件施加壓力載荷的突起。
19.根據(jù)權利要求1所述的磁盤裝置，其特征在于所說的撓性構件上設置了一個用于接受壓力載荷的突起。
20.一種磁盤裝置，其包括一個用于裝持磁頭的浮動塊，該磁頭是用來對磁盤進行掃描并執(zhí)行信息的記錄和讀出工作的；一個用于裝持所述浮動塊的撓性構件，該撓性構件在基本垂直于磁盤面的方向上具有彈性；一個用于裝持所述撓性構件并使磁頭對磁盤進行掃描的磁頭致動臂；一個用于轉動磁盤的電機；以及一個用于控制電機轉速的控制器，其特征在于在浮動塊正對磁盤面的表面上有一個凹部。該凹部的設置方式使得由磁盤旋轉而產生的第一氣流壓力大于一個第二氣流壓力，其中第一氣流壓力產生在使浮動塊接近磁盤表面的方向上，而第二氣流壓力產生在使浮動塊遠離磁盤表面的方向上，控制器使電機的轉速先提高到一個高于規(guī)定轉速的水平，然后再降到規(guī)定的轉速。
全文摘要
一種磁盤裝置,其包括一個用于裝持一個磁頭的浮動塊,該磁頭用于對磁盤進行掃描并執(zhí)行信息的記錄和讀出工作;一個用于裝持浮動塊的撓性構件,該撓性構件在基本垂直于磁盤的方向上具有彈性;一個用于裝持撓性構件并使磁頭對磁盤進行掃描的磁頭致動臂;以及一個安裝在磁頭致動臂上的彈性體,用于向浮動塊施加一個載荷,將其壓向磁盤表面。
文檔編號G11B5/60GK1256482SQ99127380
公開日2000年6月14日 申請日期1999年11月17日 優(yōu)先權日1998年11月17日
發(fā)明者桑島秀樹, 阪本憲一, 松岡薰, 上野善弘 申請人:松下電器產業(yè)株式會社