用于减少滑块上的润滑剂积累的设备和方法
【专利摘要】本发明公开了用于减少滑块上的润滑剂积累的设备和方法。在某些实施例中，滑块包括具有腔的空气承载表面。腔包括在腔的上游侧的用于减轻沿着腔的气流膨胀的过渡特征。湍流引发特征位于过渡特征上。
【专利说明】用于减少滑块上的润滑剂积累的设备和方法
【发明内容】
[0001]本发明的某些实施例一般涉及用于减少滑块上的润滑剂积累的设备和方法。
[0002]在某些实施例中，滑块包括具有腔的空气承载表面。腔包括在腔的上游侧的用于减轻沿着腔的气流膨胀的过渡特征。湍流引发特征位于过渡特征上。
[0003]附图简述
[0004]图1提供滑块剖面的一部分的侧视图。
[0005]图2提供图1的滑块的仰视图。
[0006]图3提供根据本公开的某些实施例的滑块的剖面的侧视图。
[0007]图4提供根据本公开的某些实施例的滑块的剖面的侧视图。
[0008]图5提供根据本公开的某些实施例的滑块的剖面的侧视图。
[0009]图6提供根据本公开的某些实施例的滑块的剖面的侧视图。
[0010]图7提供根据本公开的某些实施例的滑块的剖面的侧视图。
[0011]图8提供根据本公开的某些实施例的滑块的剖面的侧视图。
[0012]图9A提供根据本公开的某些实施例的滑块的剖面的侧视图。
[0013]图9B提供根据本公开的某些实施例的滑块的剖面的侧视图。
[0014]详细描述
[0015]本发明公开涉及用于减少滑块上的润滑剂积累的设备、系统和方法。润滑剂在磁盘驱动器中的可旋转存储介质和滑块上使用，以保护存储介质和滑块不受物理和化学损害。用于存储介质的润滑剂可包括结合和非结合部分。润滑剂的非结合(或移动)部分补充介质上的润滑剂可能已经被耗尽的区域。然而，移动部分还可从介质转移到滑块并然后在滑块上的多个区域处积累。
[0016]介质到滑块的润滑剂转移和积累的一个机制是滑块设计中的吸入腔利用亚环境压力的结果。亚环境压力腔的存在可在朝向腔的上游方向中产生回流，因为在滑块的后缘处的压力根据定义是在环境中更高的压力。回流可与主流结合以形成滞流区域，即流量为零或接近零的区域。转移的润滑剂倾向于在这些滞流点积累。因此，积累的润滑剂可干扰滑块的飞行特性，导致读/写错误和/或降低的数据吞吐量等。
[0017]减轻润滑剂积累的一些尝试已利用停滞点处的沟槽，这些沟槽“捕捉”润滑剂并且限制润滑剂通过该区域来回流动以及干扰读/写元件。然而，这些尝试不解决以下问题:滞流。
[0018]因此，本发明公开的某些实施例涉及用于减少滑块上的滞流的设备和方法。
[0019]图1示出了具有亚环境腔102的滑块100的空气承载表面(ABS)的一部分的剖面。图2示出了滑块100和腔102的底侧。随着滑块100在存储介质104上飞行，空气的主流在ABS上从前缘(上游)流动到后缘(下游)。同时，一些空气在与主流相反的方向中从后缘朝向前缘流动——回流。随着主流横穿过ABS并且到达腔102 (见图2)，气流越过腔102的上游垂直壁106扩张或扩散到腔102中。该扩张可导致主流突然快速减速以及边界层可能沿着腔102的壁分离。越过后沿的回流的存在(图1和2所示的情况)可能加重减速和分离。因此，滞流的可能性增加，这也增加了亚环境腔的部分中的润滑剂积累的可能性。
[0020]图3示出了滑块300的空气承载表面(ABS)的一部分的剖面。滑块300具有亚环境腔302，该亚环境腔302具有在腔302的上游侧的过渡特征304。过渡特征304提供主空气流沿着滑块300的逐渐扩散。同样地，过渡特征304可减少滑块侧壁处的边界层分离并且可减少通常与以前的腔设计相关联的主流动量的损失。腔302中减少的分离和动量损失降低滞留区在腔302中形成的机会。如图3和以下附图所示，过渡特征可具有大量的设计，诸如，台阶、斜坡和曲线以及其他几何形状。
[0021]图4-6提供利用相对于图3描述的类似概念的滑块设计的实施例。图4示出了具有亚环境腔402的滑块400的ABS的一部分的剖面。腔402具有在腔402的下游侧处的过渡特征。这里，过渡特征404提供回流的逐渐扩散，从而降低腔402中的回流的影响。过渡特征404被示为台阶，但也可以是其他几何形状。图5示出了具有亚环境腔502的滑块500的ABS的一部分的剖面，该亚环境腔502弯曲以提供主流和回流的逐渐扩散。图6示出了具有亚环境腔602的滑块600的ABS的一部分的剖面。腔602具有在上游侧和下游侧的过渡特征604—每侧具有特征604，特征604具有不同分度的台阶。过渡特征可包括任何数量或可能的几何形状，但是附图中没有特别示出所有可能性。
[0022]图7示出了具有带过渡特征704的亚环境腔702的滑块700的ABS的一部分的剖面。过渡特征704具有湍流或涡流引发特征706。湍流引发特征706可以是过渡特征704的纹理化或粗糙化部分。例如，纹理化特征可包括交替的凹槽和脊。粗糙化特征可包括具有比表面的周围部分更高的表面粗糙度的表面部分。湍流引发特征706可位于腔702中的多个位置，例如，在过渡特征704上或在腔底708上。随着空气在湍流引发特征706上流动，流的边界层变得动荡，这便于从靠近旋转盘的高剪切层到靠近腔702的壁的层的大规模动量转移。该动量转移允许主流的动量在腔702的较大部分上占优势，并因此降低腔702中的滞流区的可能性。图8示出了具有亚环境腔802的滑块800的ABS的一部分的剖面。湍流引发特征804位于腔802的直接上游以在主流进入腔802中时引起主流的湍流。
[0023]图9A和9B示出了具有亚环境腔902的滑块900的ABS的一部分的剖面，该亚环境腔902具有过渡特征904。湍流引发特征位于腔的直接上游并且也位于过渡特征904上。如图9所示，湍流引发特征为凸起906。如图10所示，湍流引发特征为微腔908。可通过研磨或蚀刻以及用于滑块制造工艺的其他方法等等形成湍流弓丨发特征。可针对不同滑块设计优化湍流引发特征的性质、几何形状和位置。例如，在某些实施例和图9B所示的，湍流引发特征以随机分布排列以增强腔内的主流的湍流性混合。
[0024]可以理解的是，即使在上述描述中陈述了本发明的各个实施例的众多特征和优点，以及本发明的各个实施例的结构和功能的细节，但该细节描述仅仅是说明性的，且在由表达所附权利要求所采用的术语的广义一般含义所指示的本发明原理的最大可能范围内，可对细节做修改，特别是对部件的结构和排列的方面的修改。
【权利要求】
1.一种滑块,包括: 具有腔的空气承载表面，所述腔包括在腔的上游侧的过渡特征，所述过渡特征用于减轻沿着腔的气流膨胀；以及 位于在所述腔的上游侧的所述过渡特征上的湍流引发特征。
2.如权利要求1所述的滑块，其特征在于，所述过渡特征为台阶。
3.如权利要求1所述的滑块，其特征在于，进一步包括在所述腔的下游侧的过渡特征。
4.如权利要求3所述的滑块，其特征在于，进一步包括位于在腔的下游侧的过渡特征上的湍流引发特征。
5.如权利要求1所述的滑块，其特征在于，所述湍流引发特征为凸起。
6.如权利要求1所述的滑块，其特征在于，所述湍流引发特征为微腔。
7.如权利要求1所述的滑块，其特征在于，所述湍流引发特征具有比滑块的底侧的其余部分更大的表面粗糙度。
8.如权利要求1所述的滑块，其特征在于，还包括: 位于腔底上的湍流引发特征。
9.如权利要求1所述的滑块，其特征在于，所述腔为亚环境腔。
10.如权利要求1所述的滑块，其特征在于，所述湍流引发特征位于底部腔面上并且是有纹理的。
11.一种滑块，包括: 底侧，其中所述底侧的一部分限定腔，所述腔包括在腔的上游侧的过渡特征，所述过渡特征用于减轻沿着腔的气流膨胀；以及 位于所述底侧并且位于腔的直接上游的湍流引发特征。
12.如权利要求11所述的滑块，其特征在于，还包括: 在腔的下游侧的过渡特征。
13.如权利要求11所述的滑块，其特征在于，所述过渡特征为台阶。
14.如权利要求13所述的滑块，其特征在于，还包括: 位于在所述腔的上游侧的所述过渡特征上的湍流引发特征。
15.如权利要求11所述的滑块，其特征在于，还包括: 位于腔底上的湍流弓I发特征。
16.如权利要求11所述的滑块，其特征在于，所述湍流引发特征为凸起。
17.如权利要求11所述的滑块，其特征在于，所述湍流引发特征为微腔。
18.如权利要求11所述的滑块，其特征在于，所述湍流引发特征具有比滑块的底侧的其余部分更大的表面粗糙度。
【文档编号】G11B5/187GK103578484SQ201310304073
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月18日 优先权日:2012年7月19日
【发明者】N·拉马克里希南, A·拉贾赛克哈兰 申请人:希捷科技有限公司