专利名称：基底构件以及包括该基底构件的硬盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明构思涉及硬盘驱动器，更具体地，涉及支撑主轴马达和致动器的基底构件 (base member)以及包括该基底构件的硬盘驱动器。
背景技术：
作为信息存储装置之一的硬盘驱动器(hard disk drive，HDD)被用来通过采用读 /写头(read/write head)在盘上记录数据或者从盘再现数据。在HDD中，读/写头在通 过致动器以在旋转盘的记录表面上方预定高度飞行的状态移动到期望位置的同时进行读/ 写操作。在常规的HDD中，数据存储盘装配到主轴马达并旋转。数据存储盘的这种旋转在 HDD中产生气流。气流使HDD振动并影响安装在致动器中的读/写头，从而引起位置误差信 号(PES)。HDD已经采用多个盘以存储大量的数据。然而，单个盘的数据存储量显著增加，因 此已经推出了能够存储大量数据并采用单个盘的HDD。这意味着HDD的空置空间增加。因 此，为了改善致动器附近的气流特性，采用单个盘的HDD可以改变基底构件的设计。
发明内容
本发明构思提供一种包括两阶凹槽(two-step recesses)的基底构件以及包括该 基底构件的硬盘驱动器从而改善致动器附件的气流特性。根据本发明构思的一个方面，提供一种硬盘驱动器(HDD)的基底构件，该基底构 件支撑主轴马达和致动器，该主轴马达装配到数据存储盘，该致动器用于将读/写头移动 到盘上的期望位置，该基底构件包括第一底表面，设置在面对盘的区域中并具有安装主轴 马达的中央部分；护罩(shroud)，形成在第一底表面的圆周上并沿盘的外圆周延伸；以及 两阶凹槽，形成在致动器的运行区域中，其中该两阶凹槽包括形成在第一底表面上的第一 阶凹槽和形成在第一阶凹槽的底表面上的第二阶凹槽。第一阶凹槽和第二阶凹槽的侧表面可以是倾斜的。HDD的基底构件还可以包括第二底表面，在第二底表面中安装用于可旋转地支撑 致动器的致动器枢轴，并且第二底表面与第二阶凹槽的底表面在相同的平面上。延伸护罩(extended shroud)可以形成在致动器的运行区域的上游侧，该延伸护 罩从护罩突出并沿盘的外圆周延伸。延伸护罩可以延伸到第一阶凹槽的上游侧表面的起始
点ο空气阻挡件(air block)可以安装在致动器的运行区域的下游侧。空气阻挡件可 以安装在与第二阶凹槽的下游侧表面以及第一阶凹槽的连接到第二阶凹槽的下游侧表面 的底表面相对应的位置。空气阻挡件可以与盘的外圆周间隔开2. 5mm至3. 5mm。根据本发明构思的另一个方面，提供了一种HDD，该HDD包括基底构件；主轴马 达，安装在基底构件中；数据存储盘，装配到主轴马达；以及致动器，可旋转地安装在基底构件中并用于将读/写头移动到盘上的期望位置。致动器可以包括致动器臂，设置为在盘的下方运行；头万向节组件(head gimbal assembly)，安装在致动器臂的前端部并支撑滑块，读/写头安装在滑块上以弹性地偏置向 盘的下表面；以及音圈马达(VCM)，用于旋转致动器臂。致动器可以包括下致动器臂，设置为在盘的下方运行；上致动器臂，设置为在盘 的上方运行；头万向节组件，安装在下致动器臂和所述上致动器臂的每个的前端部并支撑 滑块，读/写头安装在滑块上以弹性地偏向盘的下表面和上表面；以及VCM，用于旋转下致 动器臂和上致动器臂。盘减震器(disk damper)可以设置在盘的上部上，该盘减震器固定到基底构件并 由基底构件支撑，并具有面对盘的部分上表面的形状。
通过下面结合附图的详细描述，本发明构思的示范性实施例将被更清楚地理解， 在附图中图1是根据本发明构思的实施例的硬盘驱动器(HDD)的分解透视图；图2是根据本发明构思的实施例的图1的基底构件的透视图；图3是根据本发明构思的实施例在盘的旋转期间产生的气流的示意性平面图；图4是沿图2的线B-B’截取的基底构件以及由根据本发明实施例的两阶凹槽产 生的气流的速度变化的截面图；图5是根据本发明构思的实施例的致动器臂、盘和两阶凹槽之间的间隙的截面 图；图6是根据本发明构思的实施例的盘、致动器、两阶凹槽、延伸掩蔽和空气阻挡件 的相对位置及尺寸的俯视图；以及图7是根据本发明构思的另一实施例的HDD的分解透视图。
具体实施例方式图1是根据本发明构思的实施例的硬盘驱动器(HDD)的分解透视图。图2是根据 本发明构思的实施例的图1的基底构件110的透视图。参照图1和图2，HDD包括基底构件110、盖构件120、主轴马达130、装配到主轴马 达130的数据存储盘140以及移动主轴马达130和读/写头的致动器150，该读/写头用于 将数据记录到盘140上的预定位置或者从盘140上的预定位置再现数据。主轴马达130和致动器150安装在基底构件110上。盖构件120采用多个盖耦接 螺钉1 装配到基底构件110的上部，并且包覆和保护盘140、主轴马达130和致动器150。主轴马达130安装在基底构件110上。盘140与主轴马达130结合。孔(hollow) 141 形成在盘140的中心，主轴马达130的轴(hub) 132插入到孔141中，由此装配主轴马达130 和盘140。盘夹具148用于将盘140牢固地固定到主轴马达130。盘夹具148利用多个夹 具耦接螺钉149结合到主轴马达130的上部(例如，轴132的上端部)并压紧盘140，由此 盘140被牢固地固定到主轴马达130的轴132。夹持区域(clamping region) 142设置在盘140中，在该夹持区域142中盘夹具148与孔141的周边接触。停驻区域(parking region) 143设置在夹持区域142的周边，将 在后面描述的滑块156停驻在停驻区域143中。其中不记录数据的非记录区域146沿着盘 140的外圆周边缘设置。其中记录数据的记录区域144设置在停驻区域143和非记录区域 146之间。其中记录数据的多个轨道145设置在盘140的记录区域144中。致动器150包括致动器臂152，可旋转地结合到安装在基底构件110中的致动器 枢轴151 ；头万向节组件154，安装在致动器臂152的前端部并支撑滑块156，读/写头安装 在滑块156上以弹性地偏向盘140的表面；以及音圈马达(VCM) 158，使致动器臂152旋转。VCM 158提供用于旋转致动器臂152的驱动力，由伺服控制系统控制，并通过 输入到VCM音圈中的电流与磁体形成的磁场之间的相互作用在遵守弗莱明左手定则 (Fleming' s left hand rule)的方向上旋转致动器臂152。具体地，如果HDD的电源打开 并且盘140开始旋转，则VCM 158顺时针旋转致动器臂152使得其上安装有读/写头的滑 块156从盘140的停驻区域143移动到记录区域144。相反地，如果HDD的电源切断并且盘 140停止旋转，则VCM 158逆时针旋转致动器臂152使得滑块156从盘140的记录区域144 移开。从盘140的记录区域144移开的滑块156可以停驻在设置在盘140的内圆周侧的停 驻区域143中。此外，滑块156可以停驻在安装在盘140的外圆周侧的外侧的斜面(ramp) (未示出)中。如上所述，与盘140装配的主轴马达130以及致动器150安装在基底构件110上。 用于过滤包含在气流中的杂质的过滤器119可以安装在基底构件110的一个侧拐角中。第 一底表面111形成在基底构件110的面对盘140的区域中。第二底表面112形成在基底构 件110的安装有致动器枢轴151的区域中。主轴马达130安装在第一底表面111的中央部 分中。用于支撑致动器枢轴151的枢轴支撑部分113设置在第二底表面112上。沿着盘 140的外圆周延伸的护罩114形成在基底构件110的第一底表面111的圆周上。两阶凹槽115和116以距第一底表面111的预定深度形成在基底构件110的致动 器150的运行区域中。更具体地，第一阶凹槽115自第一底表面111以预定的深度形成，第 二阶凹槽116自第一阶凹槽115的底表面11 以预定的深度形成。第二阶凹槽116的底 表面116a可以与基底构件110的第二底表面112在相同的平面上。此外，第一阶凹槽115 的上游侧表面11 和下游侧表面115c可以倾斜。第二阶凹槽116的上游侧表面116b和 下游侧表面116c可以形成斜倾斜的表面。第一阶凹槽115和第二阶凹槽116的尺寸将在 下面详细描述。如上所述，如果两阶凹槽115和116形成在基底构件110的致动器150的运行区 域中，则致动器150附近的气流特性将得以改善，例如气流的速度下降，从而可以改善位置 误差信号(PES)。这将在下面更详细地描述。从护罩114延伸的延伸护罩117可以形成在基底构件110的致动器150的运行区 域的上游侧，更具体地，形成在第一阶凹槽115的上游侧。延伸护罩117可以沿着盘140的 外圆周从护罩114突出预定的长度，并延伸到第一阶凹槽115的上游侧的侧表面115的起 始点。空气阻挡件118可以形成在基底构件110的致动器150的运行区域的下游侧，更 具体地，形成在与第二阶凹槽116的下游侧表面116c以及第一阶凹槽115的连接到下游侧 表面116c的底表面11 相对应的位置。空气阻挡件118可以沿盘140的外圆周延伸并与盘140的外圆周间隔开预定的间隙。空气阻挡件118的位置和尺寸将在下面详细描述。如上所述，设置在基底构件110中的延伸护罩117和空气阻挡件118可以额外地 改善致动器150附近的气流特性。这将在下面详细描述。图3是根据本发明构思的实施例在盘140的旋转期间产生的气流的示意性平面 图。图4是沿图2的线B-B’截取的基底构件110以及由根据本发明实施例的两阶凹槽115 和116产生的气流的速度变化的截面图。参照图3，如果盘140沿箭头A的方向旋转，则在盘14附近沿着盘140的圆周方 向产生气流。如果没有在基底构件Iio中形成凹槽，则气流在盘140的圆周方向上的任何 位置处具有相同的速度。然而，如果两阶凹槽115和116形成在基底构件110中，则气流的 速度在形成有两阶凹槽115和116的区域中减小，也就是在致动器150的运行区域中减小。 将参照图4来描述气流的速度在形成有两阶凹槽115和116的区域中减小的原因。参照图4，盘140与基底构件110之间的间距从第一阶凹槽115到第二阶凹槽116 逐渐地增加。气体通路的截面区域越宽，则根据扩散效应气流的速度越低，由此气流的速度 在第二阶凹槽116中最小。相反地，盘140与基底构件110之间的间距从第二阶凹槽116到 第一阶凹槽115逐渐地减小。因此，盘140和基底构件110之间的气流的速度根据喷嘴效 应而从第二阶凹槽116到第一阶凹槽115以及第一底表面111和盘140之间逐渐变快并在 最快。两阶凹槽115和116形成在基底构件110中，这防止了气压的突然变化并使气流的 速度平滑地改变。此外，在盘140的外边缘附近产生旋涡。由于盘140和基底构件110之 间的间距增大，所以从第一阶凹槽115朝着第二阶凹槽116，旋涡的尺寸增加并且其速度减 小。如上所述，如果两阶凹槽115和116形成在基底构件110的致动器150的运行区 域中，则气流的速度平滑地减小，旋涡变弱，由此气流和旋涡对致动器152和盘140的影响 减小。致动器150附近的气流特性改善，由此气流产生的PES可以改善。延伸护罩117和 空气阻挡件118减小了盘140外边缘附近的旋涡的产生和影响，由此在盘140的外边缘区 域中可以额外地改善PES。图5是根据本发明构思的实施例的致动器臂152、盘140和两阶凹槽115和116之 间的间距的截面图。图6是根据本发明实施例的盘140、致动器150、两阶凹槽115和116、 延伸护罩117和空气阻挡件118的相对位置及尺寸的俯视图。参照图5，例如在采用3. 5英寸盘140的HDD中，盘140和致动器臂152之间的间 距Dl可以大致在0. 8至0. 9mm之间。致动器臂152与第一阶凹槽115的底表面11 之间 的间距D2设计为间距Dl的三倍。致动器臂152与第二阶凹槽116的底表面116a之间的 间距D3设计为间距Dl的六倍。参照图6，在采用3. 5英寸盘140的HDD中，如上所述，延伸护罩117可以延伸到 第一阶凹槽115的上游侧的侧表面11 的起始点。连接延伸护罩117的端部和主轴马达 130的旋转中心的线171与在致动器臂152的长度方向上的中心线172在读/写头设置在 盘140的记录区域144的最内侧时可以彼此平行。第一阶凹槽115的底表面11 的在盘 140的圆周方向上的宽度G可以大于约10mm。读/写头可以位于第一阶凹槽115的底表面 115a的中心线。当空气阻挡件118与盘140的边缘之间的间距H在2. 5至3. 5mm之间时，PES的减小效应可以在盘140的外边缘区域中进一步增加。空气阻挡件118的上游端部118a可以 与第二阶凹槽116的底表面116a的端点齐平或者可以比该端点高。空气阻挡件118的下 游端部118b可以与第一阶凹槽115的底表面11 的端点齐平或者比该端点低。空气阻挡 件118的长度J可以是第一阶凹槽115的底表面11 在盘140的圆周方向上的宽度G的 1. 5 倍。当包括如上设计的底部构件110并采用3. 5英寸盘140的HDD运行时，PES的测 量结果在下面的表1中列出。表 权利要求
1.一种硬盘驱动器的基底构件，该基底构件支撑主轴马达和致动器，该主轴马达装配 到数据存储盘，该致动器用于将读/写头移动到所述盘上的期望位置，所述基底构件包括第一底表面，设置在面对所述盘的区域中并具有安装所述主轴马达的中央部分；护罩，形成在所述第一底表面的圆周上并沿所述盘的外圆周延伸；以及两阶凹槽，形成在所述致动器的运行区域中，其中所述两阶凹槽包括形成在所述第一底表面上的第一阶凹槽和形成在所述第一阶 凹槽的底表面上的第二阶凹槽。
2.根据权利要求1所述的硬盘驱动器的基底构件，其中所述第一阶凹槽和所述第二阶 凹槽的侧表面是倾斜的。
3.根据权利要求1所述的硬盘驱动器的基底构件，还包括第二底表面，在该第二底表 面中安装用于可旋转地支撑所述致动器的致动器枢轴，并且该第二底表面与所述第二阶凹 槽的底表面在相同的平面上。
4.根据权利要求1所述的硬盘驱动器的基底构件，其中在所述致动器的运行区域的上 游侧形成有延伸护罩，该延伸护罩从所述护罩突出并沿所述盘的外圆周延伸。
5.根据权利要求4所述的硬盘驱动器的基底构件，其中所述延伸护罩延伸到所述第一 阶凹槽的上游侧表面的起始点。
6.根据权利要求1所述的硬盘驱动器的基底构件，其中在所述致动器的运行区域的下 游侧安装有空气阻挡件。
7.根据权利要求6所述的硬盘驱动器的基底构件，其中所述空气阻挡件安装在与所述 第二阶凹槽的下游侧表面以及所述第一阶凹槽的连接到所述第二阶凹槽的下游侧表面的 底表面相对应的位置。
8.根据权利要求6所述的硬盘驱动器的基底构件，其中所述空气阻挡件与所述盘的外 圆周间隔开2. 5mm至3. 5mm。
9.一种硬盘驱动器，包括基底构件；主轴马达，安装在所述基底构件中；数据存储盘，装配到所述主轴马达；以及致动器，可旋转地安装在所述基底构件中并用于将读/写头移动到所述盘上的期望位置，其中所述基底构件包括第一底表面，设置在面对所述盘的区域中并具有安装所述主轴马达的中央部分；护罩，形成在所述第一底表面的圆周上并沿所述盘的外圆周延伸；以及两阶凹槽，形成在所述致动器的运行区域中，其中所述两阶凹槽包括形成在所述第一底表面上的第一阶凹槽和形成在所述第一阶 凹槽的底表面上的第二阶凹槽。
10.根据权利要求9所述的硬盘驱动器，其中所述第一阶凹槽和所述第二阶凹槽的侧 表面是倾斜的。
11.根据权利要求9所述的硬盘驱动器，其中所述基底构件还包括第二底表面，在该第 二底表面中安装用于可旋转地支撑所述致动器的致动器枢轴，并且该第二底表面与所述第二阶凹槽的底表面在相同的平面上。
12.根据权利要求9所述的硬盘驱动器，其中在所述基底构件的所述致动器的运行区 域的上游侧形成有延伸护罩，该延伸护罩从所述护罩突出并沿所述盘的外圆周延伸。
13.根据权利要求12所述的硬盘驱动器，其中所述延伸护罩延伸到所述第一阶凹槽的 上游侧表面的起始点。
14.根据权利要求9所述的硬盘驱动器，其中在所述致动器的运行区域的下游侧安装 有空气阻挡件。
15.根据权利要求14所述的硬盘驱动器，其中所述空气阻挡件安装在与所述第二阶凹 槽的下游侧表面以及所述第一阶凹槽的连接到所述第二阶凹槽的下游侧表面的底表面相 对应的位置。
16.根据权利要求14所述的硬盘驱动器，其中所述空气阻挡件与所述盘的外圆周间隔 幵 2. 5mm 至 3. 5mm0
17.根据权利要求9所述的硬盘驱动器，其中所述致动器包括致动器臂，设置为在所述盘的下方运行；头万向节组件，安装在所述致动器臂的前端部并支撑滑块，所述读/写头安装在该滑 块上以弹性地偏向所述盘的下表面；以及音圈马达，用于旋转所述致动器臂。
18.根据权利要求9所述的硬盘驱动器，其中所述致动器包括下致动器臂，设置为在所述盘的下方运行；上致动器臂，设置为在所述盘的上方运行；头万向节组件，安装在所述下致动器臂和所述上致动器臂的每个的前端部并支撑滑 块，所述读/写头安装在该滑块上以弹性地偏向所述盘的下表面和上表面；以及音圈马达，用于旋转所述下致动器臂和所述上致动器臂。
19.根据权利要求9所述的硬盘驱动器，其中盘减震器设置在所述盘的上部上，该盘 减震器固定到所述基底构件并由所述基底构件支撑，并具有面对所述盘的部分上表面的形 状。
全文摘要
本发明提供基底构件以及包括该基底构件的硬盘驱动器(HDD)。HDD包括基底构件；主轴马达，安装在基底构件中；数据存储盘，装配到主轴马达；以及致动器，可旋转地安装在基底构件中并用于将读/写头移动到盘上的期望位置，其中基底构件包括第一底表面，设置在面对盘的区域中并具有安装主轴马达的中央部分；护罩，形成在第一底表面的圆周上并沿盘的外圆周延伸；以及两阶凹槽，形成在致动器的运行区域中，其中两阶凹槽包括形成在第一底表面上的第一阶凹槽和形成在第一阶凹槽的底表面上的第二阶凹槽。延伸护罩形成在基底构件的致动器的运行区域的上游侧，从护罩突出并沿盘的外圆周延伸。空气阻挡件被安装在致动器的运行区域的下游侧。
文档编号G11B5/49GK102148040SQ20111003493
公开日2011年8月10日 申请日期2011年2月9日 优先权日2010年2月5日
发明者宋容汉, 林弘泽, 金成昱 申请人:三星电子株式会社