无论是磁盘驱动器重新加电力还是磁盘重新转动,DASD磁盘
驱动器中的滑动器在磁盘驱动器关闭之前都可以从磁盘表面退回,
以便保证滑动器不会接触磁盘,同时避免损伤磁盘表面。在较大型的
磁盘驱动器中存在一个供收缩和锁定机构用的空间,以便将磁头和
滑动器保持在收缩位置。当磁盘驱动器的尺寸缩小时,空间是非常宝
贵的,因而决定了磁头从磁盘表面的退回要尽可能少占空间。
在较小型的磁盘驱动器中,滑动器可以存放在磁盘表面的一个
不包含磁性记录材料的区域中,或者该区域不包含任何会因磁头和
滑动器与磁盘表面接触而丢失或损坏的已存信息。这些区域通常被
称为停放区。当磁盘停止旋转时,磁盘和滑动器之间的空气流会减
压,并且,由于加载梁施加的预载力,滑动器会停在磁盘表面上。
在极小型的DASD中,驱动电动机功率不大,不能提供大的扭
矩。当滑动器与磁盘接触时,起转的时间会大大延长。在某些情况下,
在滑动器/磁盘界面处滑动器和磁盘之间的摩擦力与驱动电动机的
扭矩相比很大,从而使得电动机不能起动。
在磁盘内径处磁盘相对于滑动器的较低速度使滑动器受到较小
的卷带作用和较少的扰动作用,这使得在将滑动器加载到磁盘上的
期间滑动器冲击的可能性较低。
颁发给Shiraishi的美国专利4,139,874和颁发给Wakatsuki的
美国专利5,095,395中公开了磁盘驱动器磁记录磁盘上停放区的
例子。这些专利的停放区在磁盘处于断电状态时并不使磁头从磁盘
表面上移开或使其与磁盘表面保持显著的间隔。
内停放区会显著地占用磁盘表面上不能记录的面积,因此停放
区最好围绕磁盘的外周边设置。
虽然停放区确实允许滑动器停放在没有磁记录材料和/或不存
在已记录数据的区域内,但最好使滑动器离开磁盘表面存放,以便不
损伤滑动器及其中的磁头,同时防止重新起动时损坏磁盘记录表面。
移开滑动器也由于尽可能地减小了起动摩擦,所以会有利于重新起
动磁盘和使磁盘运转。
颁发给Garcia等人的美国专利4,752,848中公开了一个卸载
装置的例子。Garcia等人的卸载装置构成一个相当陡的大角度斜坡,
加载梁的端部就接合在该斜坡上并沿大体上与加载梁的纵轴共轴的
方向受力。将滑动器保持在升高或移开的位置取决于启动机构施加
在加载梁上的连续的力。如果没有这种启动力,弹力也即施加在加载
梁端部上的预载荷以及在向着斜坡受力时贮存在加载梁和启动臂中
的偏转力,两者会使加载梁往回滑下前述倾斜的表面,并使磁头和滑
动器接触磁记录盘的表面。Garcia等人用某种类型的制动装置来将
启动机构锁定在移开的位置处,因而在该位置处滑动器/磁头保持着
从磁盘退回的状态。
本发明的一个目的是使滑动器从磁盘卸载并使滑动器保持在卸
载位置中。
本发明的另一个目的是在将滑动器加载到磁盘记录表面上方的
气垫上时提供平滑的移动,以防滑动器/磁盘被碰坏。
本发明的又一个目的是使加载梁和滑动器保持在收缩位置中,
以便每当磁盘不旋转时就将滑动器从磁盘记录表面附近移开。
本发明还有一个目的是在没有用于阻止加载梁和启动臂移动的
共锁和锁定装置的情况下将加载梁保持在卸载位置中。
利用所设置的一个浅的楔形斜坡来使加载梁抬高离开磁盘表由
同时将加载梁和滑动器保持在收缩位置中,可以克服先有技术的缺
点并实现本发明的上述目的。所述斜坡或楔形表面需要有浅的升度
或坡度,这是为了减小使滑动器从磁盘表面卸载所需的力。加载/卸
载装置还包含一个位于所述表面上的制动区,此区是通过延续上述
斜坡形成的,而且此区呈凹形,以便在断电的状态下或在每当磁盘不
旋转时接受加载梁的一部分并限制加载梁的侧向运动。在将磁头加
载到能将其支承于旋转磁盘上方的气垫上时,所述浅坡还可以减小
滑动器/磁盘碰撞的可能性。
通过将滑动器从磁盘移开,起转的时间可以减到最小,因此,可
以选定驱动电动机的最佳参数以用于低功率旋转而不是高扭矩的起
动。
将加载/卸载装置设置在磁盘旋转轴附近要比设置在外径部位
处占用更少的磁盘表面上的数据存储区。
下面将参照附图说明本发明的优选实施例,并将详细说明本发明。
在详细说明本发明的过程中,将利用编号参照各附图中元件,其
中同一参照编号表示同一元件。
首先参照图1,图示磁盘驱动器10有一个带磁记录表面14的
记录磁盘12。磁盘12通常固定在在盘毂16上并与其同心。盘毂16
通常可以转动地支承在轴18上。轴18是电动机(未图示)的一部
分。轴18通常相对于基板32固定,而盘毂16则固定在驱动电动机
(图1中未示出)的可转动部件上。支承盘20固定在轴18的端部上。
支承盘20为加载/卸载部件22提供固定机构和支承。加载/卸载部
件22通常从轴18的轴线沿径向向外延伸并在所有点上具有足够的
宽度,以便能在其上表面23(图2)上沿一弧形路径行进,该弧形路径
以枢轴轴线34为中心。
为了在磁盘12的记录表面14上读取或写入代表性数据,在磁
盘12的记录表面14上方设置一个含有读/写磁头(未示出)的滑动
器26。启动臂24和加载梁25将滑动器26支承在紧靠记录表面14
的位置处。加载梁25是一个弹性件,它施加弹力于滑动器26上,从
而使滑动器26紧靠记录表面14。滑动器26与记录表面14由一薄气
垫隔开,该气垫在滑动器26下面受盘12旋转运动的拉动。该气垫通
过空气动力学的作用使滑动器26飞离至磁盘12表面上方一小段高
度处,由此保证滑动器26在盘12旋转时不会撞击或接触盘12;但
同时滑动器26又非常靠近记录表面14,从而使得能够相对于磁记
录表面14读出或写入数据。
围绕轴线34枢轴式地支承着启动臂24,从而使得启动臂24、加
载梁25和滑动器26可以作枢轴转动,以便当记录表面14在滑动器
26下面旋转时使滑动器26定位在整个记录表面的任何点上。因此,
通过记录盘12的运动和启动臂24的枢轴式转动的相互配合,可以
接近记录表面14上的任何可记录部位。启动臂24由启动器驱动装
置30定位,后者受电子控制,以选择启动臂24和加载梁25的枢轴
式转动的位置。轴18和枢轴轴线34通过基板32在空间上彼此间隔
配置并固定,从而保证滑动器26在磁盘驱动器10的记录表面14上
方精确可以重复地定位。
从加载梁25的末梢端延伸出去的是柄舌28。当加载梁25朝着
轴18向内枢轴式转动时,柄舌28可与加载/卸载装置22相接合。如
果要关闭磁盘驱动电动机从而停止提供使磁盘12转动的电源,那么
就必须从记录表面14上卸下滑动器26。当滑动器26由于磁盘12和
滑动器26之间空气动力薄层的消失而接触到记录表面14时,上述
卸载对于防止损坏记录表面14是必要的。其次,这样能保证,当盘12
重新旋转时,滑动器26不会搁置在磁盘12的表面14上,因而在磁
盘开始起动或起转时不会擦伤或损伤记录表面14。再者,当滑动器
26搁置时,滑动器26和磁盘12之间的摩擦力会阻止起转和起动。
而且,从磁盘12上移去滑动器26能消除磁盘12和滑动器26之间
的力,该力可能妨碍电动机的起动并延缓盘12的起转。
当启动臂24和加载梁25与滑动器26和柄舌28一起向着轴18
作枢轴式转动时,柄舌28将接触图2中加载/卸载装置22的上表面
23,迫使其离开磁盘12的记录表面14。当进一步的枢轴运动将柄舌
28移近磁盘12的中心时,滑动器26和记录表面14之间的距离将
由于加载梁25的合成挠度和表面23对柄舌28施加的向上力而增
加。
因此,可以在图3中观察到滑动器26的位移。
磁盘12由盘毂16支承。盘毂16构成了磁盘驱动器10的电驱
动电动机的转子42的一部分。定子40是驱动电动机的另一重要部
分。转子42受支承组件38的支承,它与轴18形成转动关系。轴18
通常以固定方式与基板32相接合并保持不动。支承盘20安装在轴
18上并围绕该轴定位。加载/卸载装置22通常沿轴18的径向伸出,
如图3所示,形成一个浅升度的斜面23或楔子。滑动器26图示成覆
盖在盘12上方;实际上,在滑动器26和磁盘12的记录表面14之间
存在一个极小的空气间隙27。滑动器26受加载梁25的支承,后者
在图3中不可见。但是,图中示出加载梁25的延伸部即柄舌28,后
者接合加载/卸载装置22的斜面23。
如图3中所示,每当滑动器26向着轴18移动时,柄舌28就会
被迫沿表面23上升;因为柄舌28和滑动器26一齐移动,所以滑动
器26将从紧靠表面14的位置处撤回。当柄舌28沿表面23到达其
运动的最远点时,柄舌28就会被启动器30(图1)移动到低陷区44,
后者呈跨越加载/卸载装置22的凹形。此后,柄舌28将停在凹处44
上,如图3所示。柄舌28在该位置上图示为28′。加载梁25阻止柄
舌28′向上运动的弹力将起制动力的作用并将阻止柄舌28′移出凹
处44,除非当该弹力被启动器30克服时。因此,滑动器26′和柄舌
28′将被保持在制动位置中,不会沿表面23下滑而出乎意料地偶然
地接触到磁盘12的表面14。陷入表面21的凹处44形成一个制动机
构,它能有效地将柄舌28或28′连同滑动器26或26′一起保持在
缩回和撤退的位置,此位置距表面14有相当的距离。
在磁盘12重新起动并以规定的旋转速度旋转之后,图1中所示
的启动器驱动装置30可以动作而使启动臂24作枢轴式转动,从而迫
使柄舌28′脱出凹处44并越过表面21到达表面23上。此后,柄舌
28沿表面23进一步向下移动,将滑动器26重新引向表面14顶上
间隙27中的空气动力作用的空气支承薄膜上,从而使磁盘驱动器
10继续正常地工作。表面23相对于磁盘12的记录表面14的斜度
做得很浅,通常使表面23和记录表面14之间的夹角不大于20度。
当柄舌28沿斜面23向下朝着磁盘12移动时,上述两个表面23、14
之间的小夹角由于滑动器26的动量和加载梁25的弹力而形成一个
非常小的朝向磁盘12的速度矢量。滑动器26向着磁盘12的很小且
更容易控制的相对速度会大大减小滑动器冲入盘12表面或引起碎
裂的可能性。
柄舌28最好制成一个空心筒的拱形区段形状。此形状在与表面
23、21、44接合时能保证相应表面和柄舌28之间的接触形成一种线
接触或点接触。该线接触将足以使滑动器26升高而离开表面14,同
时减少表面23、21、44和柄舌28之间的摩擦负载。由于摩擦负载减
少,所以每当柄舌28沿表面23向下移动以将滑动器26重新定位于
记录表面14上方时,柄舌28可以很容易地相对表面23、21、44移
动,因而启动器驱动装置30能更精确地控制柄舌28。此外,启动器
驱动装置30可以不需要为了克服这些力而显著地增大尺寸。
为了进一步减小施加在柄舌28以及随后施加在启动器驱动装
置30上的摩擦负载,加载/卸载装置22可以用硬塑料制成,这种硬
塑料填充有聚四氟乙烯微粒。填充聚四氟乙烯微粒会很自然地产生
一个暴露聚四氟乙烯微粒的表面。由于取四氟乙烯是一种摩擦系数
极低的材料,所以柄舌28在表面23、21、44上的移动将大大增加。
简单地参照图4和图5,图示加载/卸载装置22连接在磁盘驱
动器10的盖子60上。盖子60的连接可以有利于在不必精确地考
虑轴18的情况下限定加载卸载装置22的位置,从而简化了制造过
程。在所有其它方面,与柄舌28和滑动器26连接的加载/卸载装置
22的操作跟图2和图3所说明的操作是相同的。
重新参照图2和图5,应当注意到,加载/卸载装置22的表面62
最好形成为拱形,该拱形区段的中心为枢轴34,启动臂24和加载梁
25围绕该枢轴转动。表面62的这种拱形结构能确保柄舌28和加载
/卸载装置22的表面23之间的接合在柄舌28向着和离开凹处44
的所有移动状态中都是有效的,从而将滑动器26支承在离开磁盘12
的记录表面14的升高或缩回位置。
参照图6和图1,图示一种带曲面21、23的加载臂/卸载装置22
的补充实施例。表面21大体上平行于磁盘12,同时表面21位于紧
靠磁盘12的位置处,而表面23为斜坡,以便如图1中那样使滑动器
26移离磁盘12。孔68和销69用来定位和安装装置22。也可以使用
其它常规的定位和连接技术,只要加载/卸载装置22能固定在相对
于启动器加载梁枢轴34和定子轴18的位置上。表面21、23的曲面
与图1中的柄舌28形成点接触,从而减小了摩擦力。
表面66相对于凹处44设置,使得在滑行期间最密切地接近磁
盘12的滑动器26的表面位于该处附近。由于滑动器26的位置接
近表面66,所以当磁盘驱动器10受到撞击或震动因而对滑动器26
产生显著的惰性负载时,滑动器26不能够移动一个显著距离或转动
一个显著角度。如果没有起滑动器26止动件作用的表面66,滑动器
26的质量可以对作为加载梁25一部分的滑动器26的支架产生充
分的超限应力。
图6的加载/卸载装置22可以形成镜象形状并安装在磁盘驱动
器10的框架或基板32上,以便与所设置的加载梁25和滑动器26
相互作用,从而扫描磁盘12的第二侧面。
加载/卸载装置22的一个十分重要的方面是它的长度相当短并
具有由表面23和14之间的小夹角决定的浅坡度,因而在操作期间
电源中断时,滑动器26可以从磁盘记录面14撤回;同时启动臂24、
加载梁25和柄舌28可以枢轴式转动以使柄舌28与凹处44接合,
从而防止因盘12停止而损坏记录表面14。在电源中断时滑动器26
从记录表面14附近的移开利用了下列事实,即盘毂16和磁盘12的
转动矩将导致包括转子42和定子40的驱动电动机起发电机的作
用。转子42和定子40的发电作用将产生足够的电能,将驱动臂装置
24从记录面14上方的位置处驱动到与加载/卸载装置22相接合以
及使柄舌28与凹处44相接合从而将该柄舌保持在存放/收缩位置
的位置处。如果表面23的斜坡太陡,在滑行的功率下降期间定子42
和转子40可能会产生不够充分的电力去推动柄舌28经过整个行程
到达凹处44。此外,可以将表面23磨圆,以保证与加载梁的点接触,
特别是保证与柄舌28及表面23的点接触。
每当要在尺寸上缩小磁盘驱动器以供诸如便携式计算机和袖珍
式计算机之类的计算机使用时,就强调需要小驱动力的加载/卸载性
能。在依靠电池工作的便携式和袖珍式计算机的情况下,磁盘的起动
和停止非常频繁,从而使停止时间的总量增至最大,以避免蓄电池的
消耗。在磁盘驱动器使用期限内的起动/停止周期数约为100万次的
情况下,必须要使得移开所述的滑动器并使该滑动器与盘驱动器记
录表面脱离接合所用的方法很可靠、十分简单并具有极低的电力消
耗。
虽然是参照以上实施例来图示和说明本发明,但在不脱离后附
的权利要求书所提出的保护范围的情况下,可对本发明进行其它小
修改。