磁盘装置 【技术领域】
本发明涉及一种用于记录和复制信息的磁盘装置，它有磁头，该磁头对着在密封壳体中旋转的磁盘。
背景技术
具有顶盖112的磁盘驱动器100是一种已知的普通磁盘装置，该顶盖112有用于抑制由于外力而引起的变形的结构(例如见美国专利US6351344 B1；摘要以及图4和5)。在该磁盘驱动器中，将抑制由于外力而引起的顶盖变形，以便防止顶盖与磁盘或者使该磁盘旋转的马达接触。
顶盖通过位于周边的多个固定部分而安装在磁盘驱动器的底座上。该底座装有用于从磁盘中得出数据的磁头、控制器等，还有用于使磁盘旋转的马达。
为了提高刚性，顶盖有：第一凹入部分124；第二凹入部分126，该第二凹入部分126比第一凹入部分更靠近磁盘；以及隆起部分128，该隆起部分128比第一凹入部分更远离磁盘。第一凹入部分占据顶盖的、除了周边的基本整个表面。隆起部分形成为圆形，并与磁盘的旋转轴线同心。第二凹入部分形成为环绕该隆起部分的弓形。
不过，该顶盖的刚性并不足以将该磁盘驱动器安装在便携式装置例如笔记本个人计算机(PC)中。例如，当磁盘驱动器安装在笔记本PC中并操作键盘时，顶盖会可能被压低并变形。
当顶盖变形时，它可能与装于底座中的部件例如马达接触。这时，将产生灰尘，且该灰尘将粘在磁头或磁盘上，从而导致不能读出数据。
而且，当顶盖变形成与磁盘接触时，它可能损坏部分或整个磁盘，从而破坏记录在该磁盘上的部分或全部信息。最坏的情况是，该磁盘驱动器自身损坏。
而且，当顶盖与旋转磁盘或磁盘夹持器接触时，磁盘的转速可能在磁头没有退回至磁盘外的情况下突然变化和停止。当磁头停止在磁盘表面上时，它可能电磁粘附在该磁盘表面上，从而使得磁盘驱动器完全不能工作。
【发明内容】
根据本发明地一个实施例，提供了一种非常可靠的磁盘装置，该磁盘装置有足够刚性的顶盖。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种磁盘装置，该磁盘装置包括：磁盘；驱动部分，该驱动部分设置成支承磁盘和使该磁盘旋转；磁头，该磁头设置成用于将信息记录在磁盘上和从该磁盘复制信息；以及壳体，该壳体装有磁盘、驱动部分和磁头，该壳体包括：壳体主体单元，该壳体主体单元有开口；以及盖体，该盖体固定在壳体主体单元上，从而封闭该开口并对着磁盘，该盖体包括：第一弓形台阶部分，该第一弓形台阶部分对着磁盘的外周；第二弓形台阶部分，该第二弓形台阶部分的位置比第一台阶部分更靠近磁盘；以及第三弓形台阶部分，该第三弓形台阶部分的位置比第二台阶部分更靠近磁盘。
附图的简要说明
包含并构成说明书的一部分的附图表示了本发明的实施例，并与上面的总体说明以及下面对实施例的详细说明一起用于解释本发明的原理。
图1是示意性地表示根据本发明实施例的硬盘驱动器(HDD)的结构的分解透视图；
图2是表示在图1中所示的HDD的顶盖的平面图；
图3是表示图1的HDD的剖视图；
图4是当顶盖的台阶部分的高度差比例变化时获得的表示顶盖变形率的变化的曲线图；
图5是当顶盖的台阶部分的宽度比例变化时获得的顶盖变形率的变化的曲线图；
图6是表示顶盖的平面图，其中，沿第一台阶部分的整个周边提供有台阶控制部分；以及
图7是表示HDD的剖视图，它有图6中所示的顶盖。
【具体实施方式】
下面将参考附图详细介绍当本发明用于硬盘驱动器(下文中称为“HDD”)时的实施例。
如图1所示，HDD 1有基本矩形的密封壳体11。该壳体11包括：基本矩形的盒形主体单元10，该盒形主体单元10有上部开口；以及基本矩形的顶盖(盖部件)15。该顶盖15通过多个螺钉而螺钉固定在壳体主体单元10上，从而密封该壳体主体单元10的上部开口。
壳体主体单元10装有：两个磁盘12a和12b，作为磁记录部件；心轴马达13(驱动部分)，用于支承磁盘和使该磁盘旋转；以及多个磁头22，用于将信息记录在磁盘上和从该磁盘上复制信息。单元10还包括磁头促动器14、音圈马达(下文中称为“VCM”)19、滑轨装载机构18(保持机构)、惯性锁定机构20以及柔性印刷电路板单元(下文中称为“FPC单元”)17。该磁头促动器14支承磁头，从而使它们可以在磁盘12a和12b上运动。VCM 19使磁头促动器14旋转和定位。当磁头运动至磁盘的最外周时，滑轨装载机构18使磁头保持在退回位置，该退回位置离开磁头位于磁盘上面时的位置。滑轨装载机构18还防止磁盘的周边沿平行于磁盘表面方向运动。惯性锁定机构20使磁头促动器14保持在退回位置。FPC单元17提供有电路部件，例如前置放大器。
用于通过FPC单元17来控制心轴马达13、VCM 19和磁头22的工作的印刷电路板(未示出)用螺钉固定在壳体主体单元10的外表面上，并对着壳体10的底部。
磁盘12a和12b的直径例如为48mm(1.8英寸)，且上表面和下表面作为磁记录层。磁盘12a和12b同心环绕心轴马达13的轮毂(未视出)安装，并由夹持弹簧21夹持，这样，它们沿轮毂的轴线以它们之间的某一间距堆叠起来。该磁盘12a和12b通过心轴马达13而以预定速度旋转。
磁头促动器14包括：轴承组件24，该轴承组件24固定在壳体10的底部；四个臂27，这四个臂27安装在轴承组件24上；以及四个磁头组件30，这四个磁头组件30由相应臂27支承。各磁头组件30包括：由弹簧板形成的细长悬架；以及相应磁头22，该磁头22固定在悬架上。
各磁头22通过臂27、安装在悬架表面上的中继柔性印刷电路板(未视出)以及主柔性印刷电路板32而与FPC单元17电连接。
在HDD 1的工作过程中，磁头促动器14通过VCM 19而摆动，以便在磁盘12a和12b上面基本径向运动至该磁盘上的目标磁道上。
另一方面，基本矩形的顶盖15通过厚度为例如大约0.25mm的铁(SPCC辊轧钢、不锈钢等)板压制成形而获得。图2是顶盖15的平面图，而图3是HDD 1沿穿过磁盘的中心C的线的剖视图。下面将介绍顶盖15的结构。
通孔40形成于顶盖15的四角以及该顶盖的两个长侧边的基本中心部分。该顶盖15通过将螺钉16穿过孔40拧入形成于单元10中的螺纹孔内而固定在壳体主体单元10上。这时，顶盖15挡住该单元10的上部开口，并在与磁盘12a之间有预定间距的情况下基本平行地对着磁盘12a。因此，包括通孔40的部位形成用于将顶盖固定在壳体主体单元10上的固定部分。
而且，顶盖15在与轴承组件24相对应的位置处有另一通孔42。通过将固定螺钉43穿过孔42拧入轴承组件24的上端，顶盖15的一部分与该组件24连接。
顶盖15压制形成为这样，即除了具有六个通孔40的周边之外，它的更大部分提供有向外和向上隆起的部分。更具体地说，顶盖15有隆起部分50，该隆起部分50占据了顶盖表面的、除了周边之外的更大部分。该隆起部分50包括几乎包围两个磁盘12a和12b(下文中统称为磁盘12)的基本圆形图形。
该基本圆形图形形成为与对着磁盘12中心的中心部分C同心，且直径与磁盘12基本相同。该图形有第一至第三弓形台阶部分51至53以及第四基本圆形台阶部分54。第一弓形台阶部分51对着磁盘12的外周边。第二弓形台阶部分52的位置邻接第一台阶部分51，并在该第一台阶部分51的内部。第三弓形台阶部分53完全包含在第二台阶部分52内。第四台阶部分54的位置邻接第二台阶部分52，并在该第二台阶部分52的内部。在本实施例中，第一和第四台阶部分51和54有相同高度，且第四台阶部分54与隆起部分50的、除了基本圆形图形之外的部分连续。第一台阶部分51通过后面将介绍的槽55和56而与隆起部分50的其它部分分开。
对于第一和第四台阶部分51和54的高度，第二台阶部分52形成为靠近磁盘12，且第三台阶部分53更靠近磁盘12。换句话说，第一和第四台阶部分51和54最高，第二台阶部分52为第二高度，而第三台阶部分53最低。而且，第一至第三台阶部分53形成为同心，与磁盘12相对，并在偏离磁头22的运动路线的位置处。该第一至第三台阶部分51至53延伸通过至少180°。在本实施例中，第一至第三台阶部分51至53延伸通过在偏离磁头22的运动路线的位置处中尽可能大的角度。第四台阶部分54布置成使它不会与心轴马达的轮毂(未视出)干涉，磁盘12环绕该轮毂安装。
提供有两个槽55和56，该槽55和56隔离第一台阶部分51。槽55和56从相应通孔40(用于将顶盖15固定在壳体主体单元10上)朝着对着磁盘12中心的中心部分C径向延伸。该槽55和56形成为高度与第二台阶部分52相同。该槽56确定了各第二和第三台阶部分52和53的一端。
在相对于磁盘12与滑轨装载机构18径向相对位置处提供有台阶控制部分58，用于抑制磁盘12的周边沿平行于磁盘12表面的方向的振动。该台阶控制部分58切去第一弓形台阶部分51的一部分。当磁盘12沿平行于它的表面的方向振动时，台阶控制部分58的内表面与磁盘12的周边接触。台阶控制部分58与径向相对的滑轨装载机构18配合，以便抑制磁盘12的振动。因此，防止磁盘12由于产生较大冲击(例如当HDD 1跌落时)而损坏。
如上所述，在本实施例中，包括基本圆形台阶部分54和环绕该台阶部分54布置的三个弓形台阶部分51至53的隆起部分50增强了顶盖15的刚性，从而抑制了当外力施加在顶盖上时该顶盖的变形。这使得HDD 1有足够刚性，因此使该HDD 1能够安装在便携式装置例如笔记本PC中。这也防止出现顶盖15与HDD 1的内部部件接触，从而防止出现前述的产生灰尘、损坏磁盘12、过大负载作用在马达上等情况。因此，可以提高HDD 1的可靠性。
而且，在本实施例使用的槽55、56增加了顶盖15对施加在它上面的外力的抵抗力，该槽55、56从用于将顶盖15固定在壳体主体单元10上的固定部分朝着中心部分C径向延伸。
本实施例的顶盖15的刚性取决于第二和第三台阶部分52和53的径向宽度W1和W2、在第二台阶部分52和第一(第四)台阶部分51之间的高度差H1(见图3)、以及在第一和第三台阶部分51和53之间的高度差H2(见图3)。换句话说，顶盖15的刚性可以通过合适设置W1、W2、H1和H2而增强。下面将介绍增强刚性的值W1、W2、H1和H2。
由图3可见，顶盖15的第四台阶部分54的高度基本由用于使磁盘12旋转的心轴马达13的轮毂的高度确定。而且，最靠近上部磁盘12a的第三台阶部分53的高度为预定值。因此，对于HDD 1，在第四台阶部分54(第一台阶部分51)和第三台阶部分53之间的高度差H2是基本唯一的。
因此，当改变在第一和第二台阶部分51和52之间的高度差，同时使高度差H2不变时计算顶盖15的刚性。图4表示了结果。在模拟情况下，当用预定压力按压中心部分C时获得的顶盖15的最大变形率作为顶盖的刚性。而且，当高度差H1为0时的变形率认为是1。
由图4可知，当高度差H1与高度差H2的比值(H1/H2)设置成0.3至0.85时，顶盖15的最大变形率可以减小至小于0.78的值。在该H1/H2范围内，顶盖的最大变形率只比最小变形率高8％。
特别是，当如前述普通磁盘驱动器(US6351344 B1)中所述没有第二台阶部分52(H1/H2＝0)时，顶盖1 5的最大变形超过0.18mm，这意味着该顶盖没有令人满意的刚性。
为了确定最佳W2/W1的比值以便增强顶盖15的刚性，当改变第二台阶部分52的宽度W1以及第三台阶部分53的宽度W2时计算顶盖15的变形率。图5表示了结果。这时，假定当宽度W2为0时该变形率为1。
由图5可知，当宽度W1与宽度W2的比值(W2/W1)设置为0.3至0.9时，顶盖的最大变形率可以减小至小于0.65的值。在该W2/W1范围内，顶盖的最大变形率只比最小变形率高8％。
特别是，当如前述普通磁盘驱动器(US6351344 B1)中所述没有第三台阶部分53(W2/W1＝0)时，顶盖15的最大变形达到1.0，这意味着该顶盖没有令人满意的刚性。
如上所述，为了提高顶盖15的刚性，将在第一和第三台阶部分51和53之间的高度差H1与在第一和第二台阶部分51和52之间的高度差H2的比值(H1/H2)设置为0.3至0.85就很充分。同时或者也可选择，将第三台阶部分53的径向宽度W2与第二台阶部分52的径向宽度W3的比值(W2/W1)设置为0.3至0.9就很充分。
本发明并不局限于上述实施例，而是可以在不脱离本发明范围的情况下进行多种变化。而且，通过合适组合在本实施例中所述的结构元件，可以实现不同发明。例如，在本实施例中所述的某些结构元件可以并不采用。
而且，上述实施例采用了与滑轨装载机构18径向相对的台阶控制部分58。不过，也可以采用图6中所示的弓形控制部分60，以代替台阶控制部分58。台阶控制部分60沿第一弓形台阶部分51的整个周边延伸。这时，象台阶控制部分58一样，台阶控制部分60也布置成比第三台阶部分53更靠近磁盘12，如图7所示。这样构成的台阶控制部分60可以抑制磁盘12沿它的基本整个周向的振动，从而以甚至更可靠的方式防止磁盘12损坏。
因为台阶控制部分60的位置比第三台阶部分63更靠近磁盘12，因此，当HDD 1在工作或停止时受到外部冲击时，将防止顶盖15与在第三台阶部分53高度处的磁盘12接触。换句话说，通过将台阶部分的高度设置成满足以下关系：L3＜L2＜L1，可以防止磁盘12损坏，其中，L1表示在磁盘12a表面和第二台阶部分52之间的距离，L2表示到第三台阶部分53的距离，而L3表示到台阶控制部分60的距离。