專利名稱：護(hù)罩、磁盤驅(qū)動器及其裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對磁盤存儲系統(tǒng)中的由磁盤旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的氣流的適當(dāng)調(diào)節(jié)。更具體地，本發(fā)明涉及通過在硬盤驅(qū)動器中提供一個后裝配(after-assembly)的部件來調(diào)節(jié)磁盤中的氣流并減少磁盤顫動。


圖1是顯示一個硬盤驅(qū)動器(HDD)10的基本結(jié)構(gòu)和操作的方框圖。在HDD10中裝有一個磁盤12。(還存在這種情況，即多個磁盤整體地形成為一個疊層結(jié)構(gòu)，如同12’和12”。在下面的說明中，上標(biāo)’和”代表相似的部分)在磁盤12由馬達(dá)16驅(qū)動繞轉(zhuǎn)軸14旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，可以由一個相對于磁盤12的定位操作來執(zhí)行數(shù)據(jù)讀和寫操作。
更具體地，一個傳動器旋轉(zhuǎn)地與之相連，使得磁頭18(18’和18”，包括一個磁性讀傳感器和一個磁性寫轉(zhuǎn)換器)可以定位在旋轉(zhuǎn)磁盤的表面13(13’和13”)上。傳動器一般包括一個懸臂20(20’和20”)和一個傳動臂22(22’和22”)。傳動器作為一個部件由傳動器驅(qū)動機構(gòu)24驅(qū)動繞一個旋轉(zhuǎn)傳動軸旋轉(zhuǎn)，使其定位在磁盤表面的所需的數(shù)據(jù)磁道上。傳動器驅(qū)動機構(gòu)24位于相對于傳動器來說與該旋轉(zhuǎn)傳動軸相反的一邊。該傳動器機構(gòu)24的旋轉(zhuǎn)由一個控制單元26來控制。一般采用一個聲圈馬達(dá)(VCM)作為傳動器驅(qū)動機構(gòu)24。另外，馬達(dá)16的操作和磁頭18的讀寫操作也由控制單元26控制。
圖2是圖1中所示HDD10的平面圖。如圖2所示，實際上需要一個外殼30來封裝圖1中所示的所有部件。這些部件在沿紙面的垂直方向上的空間結(jié)構(gòu)如圖6(b)和(c)所示，并且在沿圖2的紙面的垂直方向上和圖6(b)或(c)的紙面方向或向上方向上提供外罩，并沿外殼30形成外壁。因此，由磁盤12的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流無法避免在這些外壁之間的相互的流體動力作用。后面將詳細(xì)說明這種相互作用。
HDD中的高密度和大容量是由減少在磁頭和磁盤之間的空隙和高精度磁頭定位技術(shù)來支持的。由于這個原因，在磁盤旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計中，考慮流體動力學(xué)問題是非常重要的，例如(a)磁盤旋轉(zhuǎn)精度，這是必然要考慮的，(b)在HDD中的氣流和除塵，(c)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量的減少和溫度的均勻化，以及(d)磁盤顫動的減少。下面將從(a)至(d)說明這些問題。
首先，考慮背景技術(shù)中用于前述的(b)的裝置。一個固定著磁性讀傳感器和磁性寫轉(zhuǎn)換器的滑動觸頭18由非常薄的空氣支承流氣動地支持(或漂浮)在磁盤表面13上。硬盤必須處于無塵的環(huán)境中，因為如果灰塵顆粒進(jìn)入磁盤表面和滑動觸頭之間，則會經(jīng)常破壞存儲在磁盤上的數(shù)據(jù)。因此，在HDD的裝配過程中，硬盤保持在一個非常干凈的房間內(nèi)，并且是密封的，以使得外面的物質(zhì)不會進(jìn)入HDD。另一方面，以后在HDD的內(nèi)部出現(xiàn)灰塵顆粒也是不可避免的。這是由于由馬達(dá)驅(qū)動的磁盤的旋轉(zhuǎn)滑動、由VCM驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)傳動器的旋轉(zhuǎn)滑動、其他元件的滑動、以及元件的老化等引起的。
因此，為了保持HDD內(nèi)部的清潔，經(jīng)常采用一個過濾器來執(zhí)行清潔操作。為了用過濾器有效地去除灰塵顆粒，調(diào)節(jié)HDD中的氣流是非常有效的。由于此原因，在背景技術(shù)中可以發(fā)現(xiàn)各種用于改變氣流的裝置。顯示在圖2中的壓力擋板40是這種裝置的一個例子，它吸收由磁盤的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的氣流，并用過濾器50過濾空氣。即使存在著壓力擋板40和過濾器50，磁盤12還需要由外殼30牢固地封裝。
在
背景技術(shù)：
中的一種用于前述(c)的裝置，主要針對于產(chǎn)生熱量的內(nèi)部部件的冷卻，并且提供了氣流的各種返回路徑。在產(chǎn)生很多熱量的地方，氣流速率會增加，從而使HDD內(nèi)部的溫度保持均勻。
現(xiàn)在，考慮對付上述的(a)的措施。旋轉(zhuǎn)精度的問題主要與不平衡的磁盤重量分布、磁盤相對于旋轉(zhuǎn)中心的偏心率、以及由旋轉(zhuǎn)運動引起的磁盤本身的變形等有關(guān)。在這些問題中，為了防止由磁盤旋轉(zhuǎn)引起的磁盤本身的變形，一個有效的解決措施是增加磁盤的厚度，以提高其支承剛度。然而，這會浪費材料，并且與微型化和減少HDD的重量相沖突，所以這不能說是一種有效的解決措施。
接著，考慮關(guān)于前述的(d)的問題。對于旋轉(zhuǎn)(或運動)物體，無法避免其固有振動頻率問題。這里所說的“磁盤顫動”是指出現(xiàn)在磁盤共振頻率上的磁盤振動。磁盤振動影響磁頭的定位精度，所以在必須安裝薄的高密度磁盤的情況下，進(jìn)一步考慮共振問題變得很重要。
另外，在磁盤的轉(zhuǎn)數(shù)變高的情況下，有一個問題也變得明顯起來。如果磁盤的轉(zhuǎn)數(shù)變得非常高，則由磁盤旋轉(zhuǎn)引起的氣流也將變得更快。如果該高速氣流與HDD內(nèi)部的外壁和內(nèi)部部件的復(fù)雜結(jié)構(gòu)相沖突，，則氣流將更加復(fù)雜，并且氣流中的渦流會增加。帶有渦流的氣流被稱為“湍流”，其在時間上和空間上都包含不規(guī)則的波動。湍流對于磁盤的旋轉(zhuǎn)運動、即連續(xù)運動產(chǎn)生連續(xù)的改變。這就是對于磁盤的旋轉(zhuǎn)運動的“干擾”。特別地，這對于考慮對共振頻率上的磁盤顫動的影響變得很重要。
現(xiàn)在，考慮氣流是如何產(chǎn)生的。在磁盤沿磁盤的圓周方向(圖2中為逆時針方向)以圓周速度v進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的情況下，磁盤表面對其表面附近的空氣有一個剪切作用。
在圖2中，如果磁盤的角速度取為ω，磁盤表面的徑向位置取為r，則得到關(guān)系式V=rω。這就是說，當(dāng)r=0時(磁盤的旋轉(zhuǎn)中心)，V=0，因此沒有剪切作用出現(xiàn)，而當(dāng)r=R時(磁盤的最外周)，V=Rω，因此最大的剪切作用產(chǎn)生最大速度。于是，隨著磁盤的半徑從磁盤中心向外周增加，圓周速度逐漸增加。由于在磁盤內(nèi)側(cè)的圓周速度比外側(cè)的圓周速度低，從而在磁盤表面13與氣團(tuán)之間的剪切作用較小，所以離旋轉(zhuǎn)軸(例如，轉(zhuǎn)軸14)最近的空氣形成層流。另一方面，隨著磁盤的半徑從旋轉(zhuǎn)軸向外周增加，在磁盤表面上的氣流被擾動，因此形成湍流。
隨著磁盤的旋轉(zhuǎn)，由于圓周速度和離心力的不同，在磁盤表面附近的空氣從旋轉(zhuǎn)中心部分(內(nèi)磁道)向外周(外磁道)流動。由于這個原因，在磁盤外周的氣壓變高，在內(nèi)周的氣壓變低(負(fù)壓)。氣團(tuán)存在于磁盤和外殼30的外壁(或外罩的外壁)之間，在多個磁盤的情況下，氣團(tuán)存在于相鄰磁盤(例如圖1中的磁盤12和12’或磁盤12’和12”)之間。由于上述的原因，氣團(tuán)被拖向磁盤的徑向外側(cè)，最終被拖出最外圓周R。于是，在磁盤的最外周(圓周邊緣)及其附近，氣流處于一種流動的復(fù)雜狀態(tài)。
當(dāng)然，氣團(tuán)不僅僅被破壞一個層狀邊界層的磁盤表面速度的增加所擾動，還可以被在磁盤之間延伸的傳動器所擾動，該傳動器包括懸臂20和傳動臂22。
在氣流中的渦流被認(rèn)為主要是由離開磁盤表面的氣流與進(jìn)入磁盤表面的氣流(返回氣流)的混合引起的。這個渦流被認(rèn)為在磁盤的最外周(圓周邊緣)R的附近是明顯出現(xiàn)的。如上所述，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是由于存在著外殼和外罩，作為在磁盤最外周和外殼30(或外罩)之間的流體相互作用，從外殼和外罩返回的氣流是一種不可避免的現(xiàn)象。
另一方面，如果在磁盤的外周部分提供一個氣流平直片(flowstraightening plate)，則離開磁盤的氣流和這種返回氣流之間的混合可以減少。因此，平直片可以減少空氣中的渦流。
在高密度和大容量HDD中，在將磁頭定位于沿磁盤的徑向方向同心形成的圓形數(shù)據(jù)磁道上時需要高的精度。也就是說，對于高精度磁頭定位，使磁盤的旋轉(zhuǎn)盡可能地均勻是很重要的。在這種情況下，不希望由湍流產(chǎn)生磁盤顫動。
另外，如前所述的多層磁盤的操作相當(dāng)于一個試圖將氣團(tuán)從磁盤圓周分離的泵。因此，這個泵操作和與之相聯(lián)系的摩擦損耗是所不希望的，因為這消耗了非常大的能量。此外，需要將磁盤圓周邊緣附近的靜止空氣加速到磁盤圓周邊緣的圓周速度，此能量被加到旋轉(zhuǎn)磁盤所必須的能量上。
因此，從節(jié)約能量這個角度來看，在磁盤圓周邊緣的氣團(tuán)的不利效果也是不希望的。因為必須給作為旋轉(zhuǎn)磁盤的驅(qū)動源的VCM額外的驅(qū)動力，因而耗散功率變大。由湍流引起的空氣旋渦(渦動)所消耗的能量也是很浪費的。關(guān)于這一點，如果在磁盤圓周邊緣附近提供一個氣流平直片，則可以防止氣團(tuán)與旋轉(zhuǎn)磁盤的圓周邊緣分開，從而可以減輕氣團(tuán)的不利影響。
氣流中的渦流是產(chǎn)生音頻噪聲的主要原因。這通常稱為氣動聲音，被認(rèn)為是由不平穩(wěn)的氣流，例如象不平穩(wěn)的渦動這樣的剪切氣流引起的。
如前所述，關(guān)于前述的(b)和(c)，雖然在背景技術(shù)中已經(jīng)提供了一個護(hù)罩，但并沒有任何確實解決前述的(d)和(a)的問題的措施。
既然前述的(a)和(d)帶有與HDD的裝配有關(guān)的嚴(yán)重問題，下面將進(jìn)行說明。
圖3是解釋在HDD裝配順序中出現(xiàn)的問題的平面圖。如圖3所示，也可以在一個預(yù)定的角范圍70內(nèi)預(yù)先設(shè)置外殼的一部分，使得磁盤的外圓周被覆蓋。從氣動學(xué)的角度上考慮，希望在一個較寬的角范圍內(nèi)覆蓋磁盤的圓周邊緣。但是，如果在一個太寬的角范圍內(nèi)預(yù)先提供一個護(hù)罩，則會產(chǎn)生下面的問題。一旦磁盤和傳動器裝配在一個外殼內(nèi)，則罩住的部分會成為一個阻礙，使傳動器無法在由虛線80所指示的方向上相對于磁盤運動，如圖3(a)所示。如果想要避免這種不便，則需要一種特別的裝配方法，其中，磁盤和傳動器在圖3(b)的紙面垂直方向上一起放入外殼內(nèi)，同時保持一種傳動器已經(jīng)在磁盤上運動的狀態(tài)。這是因為必須采取一種避開阻礙的裝配方法。這種安裝方法是非常復(fù)雜的，預(yù)計需要非常昂貴的設(shè)備。
本發(fā)明的一個目的是提供一種在裝配之后可以安在磁盤的圓周邊緣附近的護(hù)罩。
本發(fā)明的另一重要目的是減少磁盤顫動并提高磁道定位精度。
本發(fā)明的又一重要目的是通過防止由于磁盤轉(zhuǎn)數(shù)的增加而引起的湍流，從而減少耗散功率和音頻噪聲。
本發(fā)明的護(hù)罩可以固定在磁盤驅(qū)動器的外殼上，其固定方式使得磁盤的圓周邊緣的角范圍的一部分沿著磁盤的圓周邊緣被覆蓋。磁盤固定在磁盤驅(qū)動器的外殼上，以便可以旋轉(zhuǎn)。
另外，本發(fā)明提供了帶有護(hù)罩的磁盤驅(qū)動器。本發(fā)明提供了一種新穎的裝配方法，作為磁盤驅(qū)動器的安裝方法。采取該裝配方法在裝配之后將護(hù)罩固定在磁盤驅(qū)動器的外殼上，并根據(jù)新穎的裝配順序完成該裝配方法。
圖1是顯示一個硬盤驅(qū)動器(HDD)的基本結(jié)構(gòu)和操作的基本方框圖；圖2是圖1中所示HDD的平面圖；圖3(a)和3(b)是說明在HDD裝配順序中出現(xiàn)的問題的平面圖；圖4(a)和4(b)是顯示在應(yīng)用本發(fā)明的一個消除圖3中的裝配問題的護(hù)罩的情況下所采用的裝配方法的平面圖；圖5(a)是顯示本發(fā)明的護(hù)罩的細(xì)節(jié)的前視圖、側(cè)視圖和俯視圖；圖5(b)是圖5(a)中的護(hù)罩的透視圖；圖6(a)至6(c)分別是本發(fā)明的護(hù)罩已經(jīng)固定在HDD上時的平面圖、透視圖和透視圖。
圖7是顯示如何通過改變磁盤和護(hù)罩之間的間隙來改變一個不可重復(fù)的振擺的示意圖；圖8是顯示在磁盤的共振波型(a)00波型(傘狀波型)(b)01波型(c)02波型(d)03波型(e)11波型中的節(jié)點的示意圖；以及圖9(a)和9(b)是顯示在圖8中的各種波型中的頻率幅度根據(jù)磁盤和護(hù)罩之間的間隙而改變的示意圖。
10…磁盤驅(qū)動器12…磁盤14…轉(zhuǎn)軸16…磁盤驅(qū)動器馬達(dá)18…滑塊20…懸臂22…傳動器臂24…傳動器驅(qū)動機構(gòu)26…控制單元30…外殼40…壓力擋板50…過濾器70…角范圍90…角范圍92…角范圍94…角范圍100…護(hù)罩110…固定孔112…兩個孔120…鄰近表面125…凹槽130…凸片
132…X平面134…Y平面136…Z平面140…凸出部圖4(a)和4(b)顯示了應(yīng)用本發(fā)明的護(hù)罩時采取的裝配方法。設(shè)定一固定角范圍92用于傳動器裝配，并且如圖4(a)所示，傳動器可以按照虛線80所示的方向相對于磁盤運動。然后，如圖4(b)所示，作為角范圍92的一部分的一固定角范圍92被護(hù)罩100所覆蓋，其中，護(hù)罩100是后裝配的部件。
如果本發(fā)明的護(hù)罩被用作一個后裝配的部件，則可以消除圖3中所述的裝配問題。本發(fā)明中所用的術(shù)語“后裝配”就用作為這種含義。在圖3中，考慮到結(jié)構(gòu)平衡問題，要兼顧許多部件，所以角范圍70大于等于180°小于270°。當(dāng)然，本發(fā)明的技術(shù)思想也可以應(yīng)用在不同于前述角范圍的角范圍內(nèi)。
圖5是本發(fā)明的一個實施例，顯示了作為一個后裝配部件的護(hù)罩100的細(xì)節(jié)部分。圖5(a)顯示了護(hù)罩100的前視圖、側(cè)視圖和俯視圖，圖5(b)顯示了護(hù)罩100的透視圖。護(hù)罩100的凸片(lug)130帶有固定孔110。當(dāng)固定孔110垂直對準(zhǔn)外殼30一邊上的一個孔時，可以用一個螺釘插在孔中將護(hù)罩100和外殼30連在一起。根據(jù)這種裝配方法，在HDD邊上的變化可以減至最小。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很容易地對該裝配方法作出修改和變化。凸片130的X平面132、Y平面134和Z平面136可以用作護(hù)罩100相對于外殼30定位的基準(zhǔn)面，這些平面有助于進(jìn)行高精度固定操作。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很容易地做到其他相關(guān)的定位方法。另外，如果應(yīng)用一個處于遠(yuǎn)離連接孔110的地方的凸出部140(projection)，通過將該凸出部140插進(jìn)外殼30的邊上的一個孔，可以使定位操作的偏移更小。
與磁盤圓周邊緣非常接近的鄰近表面120帶有一處彎曲，使其能夠沿著磁盤的圓周邊緣定位。為防止在傳動器移動以進(jìn)行定位操作的范圍內(nèi)護(hù)罩100碰到傳動器的尖端并干擾傳動器的運動，在護(hù)罩100上提供了一個凹槽125，但從氣動學(xué)的角度上考慮，如果可能的話，最好沒有該凹槽125。表述“沿磁盤的圓周邊緣”的含義是，在護(hù)罩的平面圖中，鄰近表面120的表面與磁盤的整個圓周邊緣的距離大致相等。從幾何上表述這一點，就是表示鄰近表面120的曲率被設(shè)置為R+C，其中R為磁盤的半徑，C為磁盤和鄰近表面之間的最短距離。“磁盤和護(hù)罩之間的距離”或“磁盤和護(hù)罩之間的間隙”指的就是這個C。從流體動力學(xué)的角度考慮，護(hù)罩100的整個外部形狀采用光滑曲線，以使得能夠盡可能小地擾動氣流。而且，在護(hù)罩100的鄰近表面之間的邊界部分盡可能地光滑。在裝配時，應(yīng)用兩個孔112來固定護(hù)罩110。
在確定由護(hù)罩110覆蓋的角范圍94的度數(shù)時，主要考慮兩個限制條件。第一個限制條件是護(hù)罩相對于外殼的定位精度問題。雖然從流體動力學(xué)的角度考慮希望罩住一個較大的角范圍，但使得磁盤和護(hù)罩之間的距離C保持相同的定位操作是很困難的。關(guān)于這一點，如果應(yīng)用上述的凸出部140和外殼30邊上的孔，則對于確保一定的定位精度是非常有利的。第二個限制條件是在執(zhí)行對傳動器定位的操作的范圍內(nèi)不干擾傳動器的旋轉(zhuǎn)運動。顯然，通過上述的限制條件得知，在確定由護(hù)罩100遮住的角范圍的設(shè)計中，要折衷考慮。
圖6顯示了護(hù)罩100在實際上與HDD內(nèi)部固定的狀態(tài)。圖6(a)是平面圖，圖6(b)和6(c)是透視圖。參考圖6(b)和6(c)，可以了解影響HDD中的氣流的多個部件、它們之間的空間關(guān)系及空氣路徑。在實際完成的HDD產(chǎn)品中，在上表面提供了一個蓋(lid)，將HDD密封。
護(hù)罩的材料應(yīng)該為塑料，因為塑料既便宜又可以用金屬模具大批量生產(chǎn)，并且金屬模具可得到一定程度的精度。另外，由于該護(hù)罩是一固定部件，所以不必考慮會產(chǎn)生灰塵的問題。本發(fā)明的實施例中采用的是聚碳酸酯。
現(xiàn)在，在已經(jīng)裝配了護(hù)罩100的情況下，評價減輕磁盤顫動的效果。作為一種評價磁盤顫動程度的手段，采用一個不可重復(fù)的振擺(runout)(NRRO)作為評價指標(biāo)。該NRRO代表不與磁盤的旋轉(zhuǎn)同步的振擺。每一轉(zhuǎn)數(shù)具有相同幅度的振擺，例如帶有機械偏心率的磁盤的振擺，可以用作為與磁盤的旋轉(zhuǎn)同步的一個例子。不與磁盤的旋轉(zhuǎn)同步的振擺是不包括這種與磁盤的旋轉(zhuǎn)同步的振擺的一個振擺。這在下面將詳細(xì)說明。在磁盤7200rpm的速度旋轉(zhuǎn)的情況下，幅度在120Hz(7200rpm/60s)和240Hz，360Hz(較高次諧波，其是一個可重復(fù)的振擺)處變大。然而，由于對于每個周期這些都相同，因此作為一個評價對象是不重要的。另一方面，因為NRRO對于在數(shù)據(jù)磁道上的定位精度有直接影響，因此NRRO變得很重要。
前述的NRRO的主要起因包括1)磁盤的共振頻率，2)磁盤轉(zhuǎn)軸的振擺和軸承的固有頻率，以及3)整個磁盤馬達(dá)系統(tǒng)的共振頻率。其中，1)是本發(fā)明認(rèn)為是問題的中心所在的磁盤顫動。2)的產(chǎn)生是由于在轉(zhuǎn)軸的滾球軸承中使用的滾珠的大小有差異，或者不是真正的球面。由于3)包括一個作為旋轉(zhuǎn)物體的馬達(dá)，因此固有頻率是一個相對較低的頻率。在圖9中，上述的3)也出現(xiàn)在評價結(jié)果中。
圖7是顯示如何通過改變磁盤和護(hù)罩之間的間隙而改變NRRO的圖表。雖然在圖7(a)和圖7(b)的實驗中使用的部件是大致相同的，但由于裝配波動和部件之間的個體差異，圖7(a)和7(b)的實驗結(jié)果彼此稍有些不同。在圖7(a)和圖7(b)中，■顯示了磁盤轉(zhuǎn)速為5400rpm(90Hz)的情況，▲顯示了轉(zhuǎn)數(shù)為7200rpm(120Hz)的情況，◇顯示了轉(zhuǎn)速為7800rpm(130Hz)的情況。從圖中可以看出，如果轉(zhuǎn)速變得更高，則NRRO會更大。而且，雖然實驗是在間隙處于0.2和0.8mm之間這個范圍內(nèi)進(jìn)行的，但發(fā)現(xiàn)更小的間隙會減小NRRO。需要注意的是，如果護(hù)罩是作為一個后裝配部件單獨形成的，則可以容易地為控制這種間隙提供方便?？梢詤f(xié)同圖5中描述的護(hù)罩的高精度裝配方法一起來有效地控制該間隙。
對于評價磁盤振動的方法，考慮一種共振波型。首先，對于音調(diào)(pitch)，這是整個馬達(dá)系統(tǒng)的共振波型以及磁盤系統(tǒng)的共振點，其頻率是最低的。它就是前述的3)，整個磁盤馬達(dá)系統(tǒng)的共振頻率。共振波型在角方向上具有兩個共振頻率(-和+)。由于在旋轉(zhuǎn)時存在著一個固有頻率，所以可以在一個靜止的坐標(biāo)系統(tǒng)中看到這兩個頻率。
接著，考慮除了上述的音調(diào)(pitch)以外的共振波型。磁盤的共振波型一般用磁盤在徑向方向和角方向上具有的節(jié)點數(shù)來表示。節(jié)點是一個駐波幅度為0或最小處的點。圖8中所示的(A)(B)(C)和(D)是顯示在磁盤的00波型、01波型、02波型和03波型的節(jié)點的示意圖。除代表磁盤的圓周邊緣的虛線之外的實線都是節(jié)點，并且在每種振動波型中的這些節(jié)點處，磁盤在空間上是固定的，不振動或者幅度變得最小。情況(A)稱為00波型或傘狀波型，其中，磁盤的最外圓周是一個節(jié)點，并且特別地，在這種波型中，虛線和實線是彼此重疊的。象(E)中所示的狀態(tài)稱為11波型。
如果用快速傅立葉變換(FFT)對HDD中出現(xiàn)的聲音進(jìn)行處理，并分析頻率分量，則可以識別出這些共振波型。
圖9(a)和9(b)顯示了在經(jīng)過快速傅立葉變換(FFT)之后圖8中的各種波型在頻率上的形狀。并且，圖9(a)顯示了磁盤與護(hù)罩之間的間隙為0.8mm的情況，圖9(b)顯示了磁盤與護(hù)罩之間的間隙為0.2mm的情況。因此，如果將圖9(a)和9(b)相互比較，還可以清楚地看出，每種波型中的頻率幅度是如何根據(jù)護(hù)罩與磁盤之間的距離而改變的。在該實施例中，測量沿磁盤的旋轉(zhuǎn)軸方向上出現(xiàn)的NRRO。如果使圖9相應(yīng)于圖8中顯示的波型，則圖9中的參考字符A相當(dāng)于音調(diào)(-)波型，B相當(dāng)于磁盤的01(-)和02(-)波型，C相當(dāng)于磁盤的00(傘狀)和音調(diào)(+)波型，D相當(dāng)于磁盤的01(+)波型，E相當(dāng)于磁盤的03(-)波型，F(xiàn)相當(dāng)于磁盤的02(+)波型。
如果將圖9(a)和9(b)進(jìn)行比較，可以看到，在圖9(b)中，在圖8中所描述的所有波型在幅度上減少大約40％。也就是說，可以看到，如果護(hù)罩離磁盤更近，則能更有效地減輕磁盤顫動和音調(diào)。然而，由于磁盤到外殼的裝配容差和護(hù)罩到外殼的裝配容差，將護(hù)罩和磁盤緊密裝在一起會導(dǎo)致制造上的問題。然而，需要注意的是，應(yīng)用圖5中的本發(fā)明的護(hù)罩，在某種程度上可以消除這種問題。在這些裝配容差中，磁盤到外殼的裝配容差最大，并且在這個實施例中，它包括在外殼和馬達(dá)以及在馬達(dá)和每個磁盤之間的裝配或組合容差。
而且，可以采用一個位置錯誤信號(PES)作為評價在磁軌定位精度中的提高指標(biāo)。在本發(fā)明中，通過采用位置錯誤信號，已經(jīng)進(jìn)行了關(guān)于磁盤顫動是如何被護(hù)罩改變的實驗。在本發(fā)明的這個實施例中，單位數(shù)據(jù)磁道的寬度被分成256(28)個相等的部分，每一部分被定義為一個PES單元。在提供了護(hù)罩的情況下，與未提供護(hù)罩的情況相比，NRRO可以提高大約0.7PES。在統(tǒng)計學(xué)中，由于6PES=1σ，這個大約為0.7PES的提高可以被評價為在數(shù)據(jù)磁道的定位精度上大約為10％的提高。
依據(jù)本發(fā)明，在磁盤的圓周邊緣附近可以提供一個后裝配的護(hù)罩，從而可以減輕磁盤顫動，并提高磁道定位精度。
權(quán)利要求
1．一種磁盤驅(qū)動器，包括至少一個磁盤；一個外殼，所述至少一個磁盤固定于其上，以使得磁盤可以繞第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，該外殼被裝配在所述磁盤的相對于所述第一旋轉(zhuǎn)軸的中心的第一角范圍內(nèi)的圓周邊緣附近，以使得所述圓周邊緣在所述第一角范圍內(nèi)被包圍；一個傳動器，固定于所述外殼，以使得該傳動器可以繞第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并定位在所述磁盤的表面，第二旋轉(zhuǎn)軸位于所述磁盤的圓周邊緣的外面，且位于一個不屬于所述第一角范圍的第二角范圍內(nèi)；以及一個護(hù)罩，沿所述磁盤的圓周邊緣位于該圓周邊緣附近，以使得在執(zhí)行將所述傳動器在所述磁盤表面上方定位的操作的運動范圍內(nèi)，該護(hù)罩不會干擾所述傳動器的運動，所述磁盤的圓周邊緣在所述第二角范圍的至少一個部分內(nèi)被所述護(hù)罩覆蓋。
2．如權(quán)利要求1所述的磁盤驅(qū)動器，其特征在于當(dāng)所述護(hù)罩沿所述磁盤的圓周邊緣位于該圓周邊緣附近時，在所述磁盤和所述護(hù)罩之間的距離為0.8mm或更小。
3．如權(quán)利要求2所述的磁盤驅(qū)動器，其特征在于當(dāng)所述護(hù)罩沿所述磁盤的圓周邊緣位于該圓周邊緣附近時，在所述磁盤和所述護(hù)罩之間的距離為0.2mm或更大。
4．如權(quán)利要求1所述的磁盤驅(qū)動器，其特征在于所述第一角范圍大于180°并小于270°。
5．一種磁盤驅(qū)動器的裝配方法，包括下列步驟通過將至少一個磁盤固定到一個外殼上、使其可以繞第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，將外殼裝配在所述磁盤的相對于所述第一旋轉(zhuǎn)軸的中心的第一角范圍內(nèi)的圓周邊緣附近，以使得所述圓周邊緣在所述第一角范圍內(nèi)被包圍；將一個傳動器固定到所述外殼，以使得該傳動器可以繞第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，第二旋轉(zhuǎn)軸位于所述磁盤的圓周邊緣的外面，且位于一個不屬于所述第一角范圍的第二角范圍內(nèi)；將所述傳動器旋轉(zhuǎn)，以使其進(jìn)入一個執(zhí)行將所述傳動器在所述磁盤表面上方定位的操作的運動范圍內(nèi)；以及通過將一個護(hù)罩沿所述磁盤的圓周邊緣置于該圓周邊緣附近、以使得在所述執(zhí)行將所述傳動器在所述磁盤表面上方定位的操作的運動范圍內(nèi)該護(hù)罩不會干擾所述傳動器的運動，并覆蓋所述磁盤在所述第二角范圍的至少一個部分內(nèi)的圓周邊緣。
6．一種護(hù)罩，可以在裝配后固定在一個磁盤驅(qū)動器的外殼上，其固定方式為，一個磁盤的圓周邊緣的一個角范圍的一部分沿所述磁盤的圓周邊緣被覆蓋，所述磁盤固定在所述磁盤驅(qū)動器的外殼上，以使其可以旋轉(zhuǎn)。
7．一種護(hù)罩，可以在裝配后固定在一個磁盤驅(qū)動器的外殼上，其固定方式為，一個磁盤的圓周邊緣的一個角范圍的一部分沿所述磁盤的圓周邊緣被覆蓋，以阻止空氣返回所述磁盤，所述磁盤固定在所述磁盤驅(qū)動器的外殼上，以使其可以旋轉(zhuǎn)。
8．一種護(hù)罩，可以在裝配后固定在一個磁盤驅(qū)動器的外殼上，其固定方式為，一個磁盤的圓周邊緣的一個角范圍的一部分沿所述磁盤的圓周邊緣被覆蓋，以阻止氣團(tuán)與所述磁盤分離，所述磁盤固定在所述磁盤驅(qū)動器的外殼上，以使其可以旋轉(zhuǎn)。
9．一種如權(quán)利要求6到8所述的護(hù)罩，其特征在于包括一個帶有一個固定孔的凸片，該凸片能夠相對于一個磁盤驅(qū)動器的所述外殼定位。
10．一種如權(quán)利要求9所述的護(hù)罩，其特征在于包括一個離所述凸片一段距離的凸出部，該凸出部能夠插入在磁盤驅(qū)動器的所述外殼上的一個孔內(nèi)。
全文摘要
一種可以在裝配后固定在外殼上的護(hù)罩(100),其固定方法為,磁盤的圓周邊緣的一個角范圍的一部分(94)沿磁盤的圓周邊緣被覆蓋。磁盤固定在一個磁盤驅(qū)動器的外殼上,以便能相對于外殼旋轉(zhuǎn)。另外,本發(fā)明提供了一種帶有護(hù)罩的磁盤驅(qū)動器。而且,提供了一種新穎的裝配方法,作為本發(fā)明的磁盤驅(qū)動器的安裝方法。采取該裝配方法用于在裝配之后將護(hù)罩固定在磁盤驅(qū)動器的外殼上,并根據(jù)新穎的裝配順序((a)→(b))執(zhí)行該裝配方法。
文檔編號G11B33/08GK1215891SQ9812362
公開日1999年5月5日 申請日期1998年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月29日
發(fā)明者津田真吾, 森田明, 柿崎吉孝 申請人:國際商業(yè)機器公司