硬盘驱动器制造技术

本发明专利技术涉及一种硬盘驱动器，其具有一组安装在可旋转的心轴上的盘，其中盘可沿轴向移动，即可沿与心轴的旋转轴平行的方向移动。盘分隔器位于心轴内部，并将一对沿轴向相邻的盘分隔开，以生成轴向间隙。轴向相邻的任意一对盘均可被分开，以生成不同的轴向间隙。具有至少一个优选为具有两个读／写头的单个头臂组件可沿轴向移动，以便能被旋转致动器旋转到任一个轴向间隙中。因此，读／写头能访问轴向间隙中的盘面上的数据。当希望盘分隔器生成新的轴向间隙从而访问一对新的盘面时，致动器使头臂组件旋转离开盘的外周，并将读／写头移动到用于支承离开盘的读／写头的头支承结构上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大致涉及磁性记录硬盘驱动器(HDD)。
技术介绍
磁性记录硬盘驱动器(HDD)具有被心轴电动机旋转的一组刚性的磁性记录盘和一个致动器，该致动器使读/写头移动横穿旋转的盘的表面，每个盘面被相关联的读/写头访问。组中的盘相对于彼此处于固定位置，在轴向方向(即与心轴电动机的旋转轴平行的方向)上不可移动。每个读/写头形成在空气轴承滑动器上，所述空气轴承滑动器附接至悬臂的一端，而每个悬臂的另一端附接至致动器的刚性臂。因为所有读/写头均位于与之相关联的盘面上并可用于读取或写入数据，所以常规硬盘驱动器可具有高性能，即读取或写入数据的访问时间短。然而，这也增大了盘组的整体高度，因为盘间的轴向间隔必须为滑动器_悬臂组件提供足够大的空间。此外，每个盘面需要一个读/写头使硬盘驱动器的成本增加。 所需要的是这样一种硬盘驱动器，其与常规硬盘驱动器相比，可能性能较低，但体积数据密度更高，并且以美元每千兆字节($/GB)计的数据存储成本更低。
技术实现思路
硬盘驱动器(HDD)具有一组安装在可旋转的心轴上的盘，其中盘可沿轴向移动，即可沿与心轴的旋转轴平行的方向移动。盘分隔器位于心轴内部，并将一对沿轴向相邻的盘分隔开，以生成轴向间隙。于是，通过这对分开的盘中的上盘的下表面与这对分开的盘中的下盘的上表面限定出轴向间隙。轴向相邻的任意一对盘均可被分开，以生成不同的轴向间隙。具有至少一个优选为具有两个读/写头的单个头臂组件可沿轴向移动，以便能被旋转致动器旋转到任一个轴向间隙中。因此，读/写头能访问限定出轴向间隙的盘面上的数据。当希望盘分隔器生成新的轴向间隙从而访问一对新的盘面时，致动器使头臂组件旋转离开盘的外周，并将读/写头移动到用于支承离开盘的读/写头的头支承结构上。在一个实施方式中，头支承结构可以是头装载/卸载斜坡结构(ramp structure)。 在一个实施方式中，盘分隔器可沿控制轴轴向地移动，所述控制轴可在心轴内部绕心轴的旋转轴旋转。盘分隔器与控制轴一起旋转，而控制轴可相对于心轴旋转。盘分隔器包括斜坡，所述斜坡与在盘上沿径向向内延伸的凸耳(tab)卡合，以便当盘分隔器旋转预定量时，盘根据旋转方向而向上或向下移动。差动旋转机构控制控制轴相对于心轴的旋转。 为了更充分地理解本专利技术的本质和优点，应该参考以下详细描述以及附图。附图说明 图1A-1B是本专利技术的硬盘驱动器的一个实施方式的侧视图，示出了头臂组件在可沿轴向移动的盘形成的组中的两个不同位置。 图2是在本专利技术的硬盘驱动器中以美元/千兆字节($/GB)计的成本和以百万兆 字节(TB)计的容量作为盘数的函数图。 图3是沿两张盘之间的区域所取的心轴内部的俯视截面图，用于示出在本专利技术的硬盘驱动器的一实施方式中用于在盘组中移动盘的盘分隔器和控制轴。 图4是盘组和心轴的截面图，用于示出本专利技术的硬盘驱动器的一实施方式中的盘分隔器的操作。 图5是位于基底上的旋转致动器的局部截面图，用于示出在本专利技术的硬盘驱动器 的一实施方式中沿轴向(即与心轴的旋转轴平行的方向)驱动致动器的方式。 图6是旋转致动器的俯视图，用于示出在本专利技术的硬盘驱动器的一实施方式中装 载/卸载斜坡结构固定至致动器的不可旋转部的头支承件。 图7是本专利技术的一实施方式的硬盘驱动器中的盘的替代实施方式的截面图，其中 盘被夹持环夹持，夹持环之一具有沿径向向内延伸的凸耳，用于与盘分隔器卡合。具体实施例方式图1A-1B是示出本专利技术的一实施方式的硬盘驱动器(HDD)的侧视图。硬盘驱动器 具有基底10和单个头臂组件40，其中在可旋转心轴30上带有一组盘20 (图示为例如13个 盘，编号为20-1到20-13)，所述单个头臂组件40包括刚性臂42和两个位于相应空气轴承 滑动器44、46上的读/写头。心轴30通过基底10中的心轴电动机32绕轴线31旋转。每 个盘的至少一个表面(优选为两个表面)包含有用于存储数据的磁性记录层。滑动器44、 46分别通过悬臂43、45附接至刚性臂40。正如本领域众所周知的，悬臂43、45包括挠曲元 件，所述挠曲元件朝悬臂43、45各自相应的盘表面推压滑动器。 头臂组件40可通过致动器50绕轴线52旋转。致动器50还可通过臂高 (arm-height)步进电动机54相对于基底10轴向移动，所述步进电动机54通过丝杠56连 接至致动器50。通过图1A-1B中的两个不同位置示出了头臂组件40相对于基底10的高度 调节。在图1A中，头臂组件40位于盘20-5与盘20-6之间的轴向间隙内，其中盘20-5的 下部数据表面20-5b可被滑动器44上的头访问，而盘20-6的上表面20_6a可被滑动器46 上的头访问。在图1B中，头臂组件40已经移动至下部，并位于盘20-12与盘20-13之间的 轴向间隙内，其中盘20-12的下部数据表面20-12b可被滑动器44上的头访问，而盘20-13 的上表面20-13a可被滑动器46上的头访问。 与真正第一个磁性记录硬盘驱动器(即著名的IBM RAMAC 305，其也具有用于访 问一大组盘中的不同盘的单个臂)相比，在本专利技术中，组中的盘20不是固定于心轴30上的 固定位置，而是可在心轴30上沿轴向上下移动。这是通过位于心轴30内部的盘分隔器80 来实现的，正如以下将详细描述那样，该盘分隔器80使任意一对轴向相邻的盘分隔开，以 生成轴向间隙。盘分隔器80附接至控制轴90，该控制轴90使盘分隔器80与控制轴90 — 起旋转，但允许盘分隔器80沿控制轴90轴向地上下移动。控制轴90位于心轴30内部，并 可相对于心轴30旋转。盘基底10中的盘组步进电动机100通过差动轴104连接至差动旋 转机构102，并控制控制轴90与心轴30之间的相对旋转。 因为头臂组件40可通过臂高步进电动机54轴向移动，所以滑动器44、46可在不 同的轴向间隙内做径向旋转，所述不同的轴向间隙由不同的分开的盘对生成。这允许除表面正被滑动器44、46上的头访问的那对盘外的所有盘以非常细小的间距隔开，以获得比常规硬盘驱动器更高的体积效率。为了将头臂组件40从图1A的位置移动至图1B的位置，必须首先将它从盘20-5与盘20-6之间的轴向间隙旋转出来，并超过盘组的外周。这通过头支承件(图1A-1B中未示出)来实现，所述头支承件也与头臂组件40 —起轴向移动，但不与它一起旋转。这种头支承件可以是常规的装载/卸载(L/UL)斜坡结构，滑动器从盘上卸载到所述斜坡结构上，然后装载到盘上。当滑动器44、46从图1A中的盘20-5与20-6之间的轴向间隙旋转出来，并从盘表面20-5b、20-6a卸载到装载/卸载斜坡上后，盘分隔器80在图1B中的盘20-12与20-13之间生成新的轴向间隙。然后，滑动器44、46移动离开装载/卸载斜坡并装载到图1B中的盘表面20-12b、20-13a上，在这里滑动器44、46可在新选定的轴向间隙中旋转横跨盘表面。 本专利技术的硬盘驱动器能以小形状因数(small form factor)实现高容量低成本(以美元每千兆字节($/GB)计)的硬盘驱动器。这在图2中示出，其中容量和S/GB被建模为硬盘驱动器内的盘数的函数。在图1A-1B所描述的实施方式中，顶部盘20-1的顶面20-la和底部盘20-13的底面2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盘驱动器，具有多个磁性记录盘和至少一个用于将数据写入盘中或从盘中读取数据的读／写头，所述盘驱动器包括：基底；心轴；心轴电动机，附接至所述基底，用于使所述心轴绕旋转轴旋转；层叠在所述心轴上的多张盘，每张盘的至少一个盘面包含用于存储数据的轨道；盘分隔器，可在所述心轴内部沿轴向移动，以将选定的沿轴向相邻的盘分隔开，每对沿轴向相邻的盘当被分开时在盘组中限定出轴向间隙；旋转致动器，位于所述基底上，并可绕与所述心轴电动机的旋转轴大致平行的轴线旋转；头臂组件，包括臂和附接至所述臂的一端的至少一个读／写头，所述头臂组件连接至所述旋转致动器，并可在轴向间隙中通过所述旋转致动器大致沿径向旋转，以使所述头能够访问沿轴向分开的盘之一的表面上的轨道；头支承件，用于在所述头臂组件从轴向间隙中沿径向旋转出来时支承所述头；和驱动装置，与所述旋转致动器相连，用于沿轴向移动所述头臂组件，以使所述头臂组件能够在可选择的轴向间隙中旋转。

【技术特征摘要】
US 2008-10-9 12/248,117一种盘驱动器，具有多个磁性记录盘和至少一个用于将数据写入盘中或从盘中读取数据的读/写头，所述盘驱动器包括基底；心轴；心轴电动机，附接至所述基底，用于使所述心轴绕旋转轴旋转；层叠在所述心轴上的多张盘，每张盘的至少一个盘面包含用于存储数据的轨道；盘分隔器，可在所述心轴内部沿轴向移动，以将选定的沿轴向相邻的盘分隔开，每对沿轴向相邻的盘当被分开时在盘组中限定出轴向间隙；旋转致动器，位于所述基底上，并可绕与所述心轴电动机的旋转轴大致平行的轴线旋转；头臂组件，包括臂和附接至所述臂的一端的至少一个读/写头，所述头臂组件连接至所述旋转致动器，并可在轴向间隙中通过所述旋转致动器大致沿径向旋转，以使所述头能够访问沿轴向分开的盘之一的表面上的轨道；头支承件，用于在所述头臂组件从轴向间隙中沿径向旋转出来时支承所述头；和驱动装置，与所述旋转致动器相连，用于沿轴向移动所述头臂组件，以使所述头臂组件能够在可选择的轴向间隙中旋转。2. 如权利要求1所述的盘驱动器，其中，还包括控制轴，该控制轴位于所述心轴内部，并可绕所述心轴的旋转轴相对于所述心轴旋转，所述盘分隔器可在所述控制轴上沿轴向移动，并可与所述控制轴一起旋转。3. 如权利要求2所述的盘驱动器，其中，所述心轴包括多个轴向槽，每张盘包括位于径向内部边缘的多个凸耳，并且每张盘通过使其凸耳位于所述心轴的槽中而层叠在所述心轴上。4. 如权利要求3所述的盘驱动器，其中，所述盘分隔器包括多个倾斜的凸轮面，当所述盘分隔器与所述控制轴一起旋转时，所述多个倾斜的凸轮面可与盘的凸耳卡合。5. 如权利要求3所述的盘驱动器，其中，还包括多个夹持结构件，每个夹持结构件在盘的内径处夹持相关联的盘，其中所述盘的凸耳位于所述夹持结构件上。6. 如权利要求2所述的盘驱动器，其中，还包括差动旋转机构、差动轴和电动机，所述差动旋转机构与所述控制轴和所述心轴接合，所述差动轴与所述差动旋转机构接合，所述电动机连接至所述差动轴，以使所述控制轴相对于所述心轴旋转。7. 如权利要求6所述的盘驱动器，其中，所述差动旋转机构包括位于所述心轴上的第一锥齿轮齿；与所述差动轴直接接合并具有第二锥齿轮齿的齿轮；和接合在所述第一锥齿轮齿和所述第二锥齿轮齿之间的锥齿轮。8. 如权利要求1所述的盘驱动器，其中，所述头支承件连接至所述致动器，从而可通过所述驱动装置与所述头臂组件一起沿轴向移动。9. 如权利要求1所述的盘驱动器，其中，所述头支承件包括头装载/卸载斜坡。10. 如权利要求1所述的盘驱动器，其中，所述致动器驱动装置包括位于所述基底上的步进电动机，并且还包括与所述步进电动机和所述致动器接合的丝杠。11. 如权利要求1所述的盘驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯R阿尔布雷克特，哈尔J罗森，
申请(专利权)人：日立环球储存科技荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]