专利名称：为低转速驱动器提供较高飞行高度空气支承的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及5更盘驱动器，尤其涉及一种为空气支承滑行器所作的改进的方案。
背景技术：
硬盘驱动器是常用的信息存储装置，基本上包括一系列可由磁读写单元访
问的可旋转盘。这些数据传输单元，通常称作换能器，典型地被承载并^A在
滑动器本体中，由滑动器本体支承并保持在形成于盘中的允许进纟亍读写操作的 离散 轨道的誕的相对位置。为了正确地将换能器相对于盘表面进行定位，
形成在滑动器本体上的一个空气支承表面(ABS)经受一流态化空气流，该流 态化空气流可提供足够的上升力使滑动器和鹏識"飞行"在盘麵轨^i:方。 磁盘的高3I^转产生一沿其表面的空气流，其方向大体上平行于盘的切线iIS。 空气流和滑动器本体的ABS共同作用使得滑动器飞行于旋转盘上方。实际上， 悬浮的滑动器通过该自致动空气支承而与盘表面物理分离。滑动器的ABS通常 配置在滑动器的面向旋转盘的表面，并且在各种条件下极大地影响其飞行在盘 上的性能。
随着便携體例如手赔乐/视频播放器、手机和数码相机变得更加普及， 小型(0.85"至1.8")硬盘驱动器(SFFHDD)的市场也广泛地增加。SFFHDD 以相对便宜的价舰供了高存储容量。在SFFHDD中， 一个严格具有高可靠性 的方案要求是在可以在所有可能的环境中使用电子器件时，磁头(^A在滑行 器中)和介质(盘)之间具有一个稳定的间隔或飞行高度。
SFFHDD的方案呈现出许多独特的困难。其中一个困难是在非常低的线速 度的情况下达到一个足够高的飞行高度。空气支承由磁盘在滑动器下方的旋转 所形成的空气流所产生。 一个较大的相对速度(例如一个较快的旋转盘或者具 有较大半径的盘)使得其能够较容易地托起一个空气支承。在台式计算机中使 用的3.5" HDD的内径(ID)处的典型速度大约是18m/s;而对于0.85"盘驱动
器来说在ID处的速度仅约为2m/s。这个更低的3M使得其难以产生足够的空气 支承力，以使滑动M其高度上飞行时會繊免与盘的内径接触。
一个相关的问题是难于在盘的径向上达到一个统一的飞行高度。由于在较 大半径处盘的线速度在增加，这使得更加难于达到一个统一的飞行高度。在一 个典型的3.5" HDD中，滑动器可以被设计为当其要在i^卖不同的半径(例如 在不同的线速度)处具备一个相对恒定的飞行高度时，达到"HH包和水平。低 线速度使得在横跨SFFHDD的半^±达到一个恒定的飞行高度更加困难。
设计SFF HDD的另外一个困难是在ID处的大的盘夹持^^。 SFF HDD需 要薄的盘，但是薄的盘通常会因为盘夹持力而产生大的变形，导致盘表面起伏 不平而且在不同的判5处具有大的飞行高度变化。典型地，盘变形在K)处比在 OD处更加明显。
除了上面所提及的困难，由于利用SFFHDD的用户电子，的特定的要求 还会出现许多困难。例如，用户电子装置必须在一个大的^i芰范围(从一2(TC 至8(TC)内可工作。在不同的纟乱度下，滑动器和其它的盘驱动器组件f,承受 热收縮和腹邻长。为达到一个稳定的飞行高度， 一个ABS方案必须补j尝由不同温 度所引起的物理形变。
除了要在一个離范围内工作以外，用户电子體和位于其内的SFF HDD 必须也育的多在不同的海拔高度工作，从低于海平面至高于海平面达20000英尺 的范围。在相对于海平面的高海拔处的低的空气密度使得达到一个足够的上升 力更加困难，也就是说， 一个稳定的飞行高度更加难以保持。
用户电子装置还有严格的抗震要求。^f顿SFFHDD的各种类型的装置需要 在移动过程中会频繁地操作，这京尤需要旨的多承受突然的冲击。 一个禾几械震动， 例如被掉到地上，会导致磁头和光盘之间的飞行高度突然地改变或者甚至降为 0，导致头—盘接触。因此， 一个ABS方案应该會嫩在特定级另啲震动情况下 防止头—盘接触。
由于前面戶舰的困难，现有技术需要一个在SFF HDD中应用的鹏的ABS 方案。
图1示出了现有技术中的ABS方案。
图2示出了一个带有一中央空气鹏和容置机构的ABS方案，以在低线速
度时达到一个较高飞行高度，并且横跨在不同长度半径的上方具有相对度定的 飞行高度。
图3示出了本发明实施方式的一个ABS实施例在旨面时的气压分布。 图4示出了本发明实施方式的一个ABS实施例在海平面和10000英尺时的
飞行高度的分布。
具体实施例方式
图1示出了在一个典型的3.5"驱动器中为达到一统一高度的一个ABS的 典型的方案。ABS具有一个前沿101和一个后沿102，后沿102上具有一个中 心滑板103和读/写单元104。在内@±，空气流大体上来自于箭头151的方向。 在外纟5±，空气流大体上来自于箭头152的方向。ABS利用两个ii^彖线111和 112以形成一个低于周围环境压力的压力腔113，从而为ABS提供足够的上升 力。在ID处，i^彖线lll位于ABS上空气流入的一侧。边缘线lll的高度和 长度可以变化以决定当ABS位于ED处时，阻挡和允许^A低于周围环境压力 的压力腔113的空气量。
在OD处，边纟織112位于ABS上空气^A的一侧，而且同样地，逝織 112的高度和长度可以选择以决定阻挡和允许进入低于周围环境压力的压力腔 113的空气量。在一个典型的驱动器中，在OD处流入的气流量会明显的多于ID 处的气流量。因此，为了达到一个直定的飞行高度，边缘线111和U2会典型 地被设置为在OD处比在ID处阻挡更多的空气，继而在ID处比在OD处允许 更多的空气iSA低于周围环境压力的压力腔113。
图1的方劍于高速的3,5"盘驱动器来说很适用；但是，对于SFF HDD 来说，为达到一个期望的飞行高度分布需要一个更加复杂的方案。图2示出了 本发明的一个ABS实施例。同图l中所示的方案一样，图2中所示的实施例包 含一个前沿201 、 一个后沿202和一个中心滑板203 ，在后沿202上具有读/写单 元204。 ABS同样具有两啊氐于周围环境压力的压力腔205a和205b，同时还具 有也可产生一个上升力的侧边板231a和231b。
本发明的一个方面要求利用ABS的轨道(例如210、 211、 212)来构建一 个中央空气通道221和容置机构220。轨道的高度、宽度、角度、空间和其它特 性可以被改变以改顿力，并因此改变由中央空气通道221和容置机构220产 生的上升力。在一个典型的实施例中，空气通道221和容置机构220可以被设
置在ABS的后沿202上以iif共一个上升力。
在本发明的一个典型的ABS实施例中，随着ABS从ID移动到MD再到 OD以及空气流的增加，駄容置机构220和空气通道221的空气所产生的上升 力会 >。但是，增加的空气流会导劍氐于周围环境压力的压力腔205a、 205b 和侧边板231a、 231b处的上升力以一定的方式增加以补偿在容置机构220和空 气通道221处的较低的上升力。具有可以基于ABS的方向和线速度独忍也改变 ABS的上升力的多4^置，使得一个设计者可會继到一个期望的横跨在盘的径 向上的飞行高度分布。例如，即使在ID处基本上具有较低的线速度，本发明的 示例也使得能够配置一个在ID比在OD处具撤高飞行高度的ABS。导致在 ID处具有较高飞行高度的结构应该是为了避免某种类型的光盘在ID处分布不 均衡所导致的f腺所期望的。
在内径处，空气流大体上来自于箭头251所示的方向。轨道210、 211和捕 捉器213形成了作为空气密封腔室的容置机构220以托起后沿202。轨道210 的长度、高度和轨道210和211的缺口、捕捉器213的角度和高度一样都可以 调整以达到一个期望的上升力，从而达到一个期望的飞行高度。在ID处，空气 流251通常为最低，这意I]^容置机构220需要被配置为在ID处比在盘的其它 判5Mii ID处的空气流方向捕捉更多的空气。
在中间的半径处，空气流大体上来自于箭头252所示的方向。轨道211和 212形成一个中央空气通道221。中央空气通道221的开口具有一个局部偏转板 214。局部偏转板214的高度、长度、偏转角度和轨道211、 212的缺口一样可 以变化以增大或减小SA空气通道221的空气量，从而增大或减小通道221的 上升力。
在外径处，空气流大体上来自于箭头253所示的方向，并且多于在盘其他 ^M5处的空气流。随着在OD处增多的空气流所产生的更大的上升力，ABS可 能被^S为引导较少的空气aAiM 221和容置机构220。这可以通过设置轨道 212阻挡空气流来实现。通道221和容置机构220导致的上升力的下降可以通过 在低于周围环境压力的压力腔205a、 205b和侧边板231a和231b处增加的上升 力来补偿，从而达到一个期望的飞行高度。
图3示出了本发明的实施方式的一个ABS实施例中在ID处的气压分布图。 除了侧边板23la-b和232a-b (由压力分布上的33la-b和332a-b示出)产生的上升力之外，空气通道221和容置机构220产生一个相对大的额外的上升力(由 压力分布上的321和320示出)。上升力在读/写头所在的后沿202(由压力分布上 的302示出)处最大。当ABS从ID移动至OD处时，为达到一个期望的飞行分 布，在通道221和容置空间处的上升力会M^、，并且在侧边板231a-b和232a-b 处的上升力会增加。
图4示出了根据本发明实施方式的带有中心空气M和容置机构的ABS的 飞行高度。在海平面以及10k英尺处，在ID出比在OD处的飞行高度要高，这 能够明显地改善小型驱动器的可靠性。
为使本领域技术人员能够实现本发明提供了前面所述的实施例。本领域技 术人员會的多容易地在这些实施例上作各禾中改变。这里详细说明的普通的原理和 具体实施例不需创造性劳动就可以被应用到其它实施方式中。例如，前面讨论 的不同实施例的部分或全部特征可以从实施例中删除。因此，本发明并不意图 限定在这里所描述的实施例中，也不仅仅由后面的权利要求和与其相等同的范 围所限定的最大的范围。
权利要求
1、一种盘驱动器，包括至少一个可旋转盘；一个头悬浮组件；和一个连接到所述头悬浮组件的滑动器，滑动器包括至少一个在刻蚀过程中形成的空气支承表面；其中所述的空气支承表面包含一个空气通道和一个容置空间。
2、 如权利要求1所述的盘驱动器，其中所述的空气通道被配置为在戶皿盘 中间半径处比砂卜径处产生一个更大的上升力。
3、 如权利要求i所述的盘驱动器，其中所述的容置空间被配置为在戶;M盘内径处比在外径处产生一个更大的上升力。
4、 如权禾腰求1所述的盘驱动器，其中所述的容置空间由一个较短的轨道 和一个较长的轨道形成。
5、 如权禾腰求4戶脱的盘驱动器，当戶诚的滑动^l皮定位在戶腿盘的一个 内径处时，其中所述的较短的轨道被定位在所述的较长轨道和所述空气支承表 面的一个空气涼iA侧之间。
6、 如权利要求4所述的盘驱动器，其中所述的空气通道由所述的较长的轨道和另外一个轨道形成。
7、 如权利要求6戶腿的盘驱动器，当戶腿的滑动m皮定位在戶脱盘的中间 半径处时，其中所述的较长的轨道和所述的另外一个轨道基本上平行于由所述 盘旋转而产生的空气流。
8、 一个头悬浮组件，包括 一个滑动器，包括至少一个在刻tM程中形成的空气^f凍面； 其中所述的空气支7 凍面包含一个空气M3I和一个容置空间。
9、 如权利要求8所述的头悬浮组件，其中所述的空气通道和所述的容置空 间是低于周围环境压力的压力腔。
10、 如权利要求8所述的头悬浮组件，其中所述的容置空间由一个较短的 轨道和一个较长的轨道形成。
11、 如权禾腰求io戶腿的头悬浮组件，其中戶腿的较短的轨道基本上平行于臓勺较长的轨道。
12、 如权利要求8所述的头悬浮组件，其中所述的空气通道由所述的较长 的轨道和另外一个轨道形成。
13、 如权利要求12所述的头悬浮组件，其中所述的较长的轨道基本上平行于所述的另外一个轨道，并且所述的较长的轨道和戶诚的另外一个轨道之间的 缺口面对着戶;M滑动器的前沿。
14、 一种制造滑动器的方法，包括.-亥鹏一个滑动器本体以在戶腿的滑动器本体上形成一个空气^#〈表面；其中所述的空气^f凍面包含一个空气M和一个容置空间。
15、 如权利要求14戶诚的方法，进一步包括刻fe^M的空气通道使得由所 述的容置空间产生的一个上升力随着空气速度和方向的变化而变化。
16、 如权利要求14戶满的方法，进一步包括刻t妙腿的容置空间使得由容 置空间产生的上升力随着空气速度和方向的变化而变化。
全文摘要
通过带有一个通道和容置空间的ABS来在较低速度时达到一个提高飞行高度稳定性的方法和装置。该通道和容置空间被配置为达到一个期望的飞行高度分布。
文档编号G11B5/60GK101354890SQ200810131469
公开日2009年1月28日 申请日期2008年6月5日 优先权日2007年6月5日
发明者E·查, S·杨, X·沈, Z·冯 申请人:新科实业有限公司