專利名稱：磁盤驅動器的壓差鎖的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用來將傳感器致動器組件可釋放地鎖定在相對于磁盤的固定位置上的裝置和方法。本發明尤其涉及一種利用位于因傳感器致動器組件將自旋磁盤的氣流轉向而在自旋磁盤驅動器中存在的高壓和低壓區之間的剛性空氣閥門而將致動器組件可釋放地鎖定的改進裝置和方法。通過匯集在空氣閥門區上的壓差，可將剛性空氣閥門轉到一個非鎖定位置。
在常規的溫徹斯特磁盤驅動器中，讀/寫磁頭或傳感器組件緊挨數據存儲磁盤的旋轉面在空氣支承面和緩沖墊上“飛行”。磁盤表面覆蓋有一薄層含有大量可由磁頭錄入和讀出的磁性存儲區域的磁性材料。傳感器組件可以是任何常規而熟知的傳感器、滑塊和加載桿的組合，用一個致動器將其定位并支撐使之接近數據存儲盤表面。傳感器組件和致動器的組合通常稱為傳感器致動器組件或致動器組件。致動器支撐著加載桿和滑塊，并使傳感器精確地定位在磁盤表面上方來從磁盤讀取數據或將數據寫入磁盤。加載桿通常將一個預壓力施加到滑塊上而將其推到磁盤表面。這個力由磁盤旋轉或自轉期間產生的空氣流所克服而建立起使傳感器組件在其上飛行的空氣支承面。
致動器一般包括一個用于傳感器組件定位的驅動機構，以及一個用來連接驅動機構與傳感器組件的支撐機構或托架裝置。該驅動機構一般為直線式或旋轉式致動器馬達，它沿一預定路徑驅動支撐機構而使傳感器組件相對于數據存儲盤表面定位。致動器馬達一般包括一個運作于閉環磁頭定位伺服控制中的音圈，因而稱為音圈致動器馬達。
當數據存儲盤自轉或旋轉時便產生空氣流。已知氣流量是磁盤直徑和角速度的函數，而氣流的作用力在旋轉數據存儲盤的周邊附近最大。另外，產生的氣流形成克服加載桿預壓力的空氣緩沖墊或支撐面，從而使傳感器組件緊挨磁盤表面飛行。當磁盤旋轉中止時，空氣緩沖墊即消失，致使傳感器組件便不再被支撐在磁盤表面上方。一般來說，當切斷使磁盤旋轉的心軸馬達的電源時，傳感器便靜止或“降落”到磁盤表面。同樣，當接通心軸馬達電源時，傳感器即從磁盤表面“起飛”。由于磁盤表面磁性薄膜的磨損和劃痕引起的這種降落和起飛動作在最好情況下可能導致數據丟失，最壞時則導致磁盤驅動器損壞。當切斷磁盤驅動電源時，為確保傳感器不致在有用數據存儲區域上靜停，致動器要將傳感器定位在磁盤表面的磁頭降落或停泊區域上。
通常，當磁盤驅動器不運行時，傳感器組件和磁盤表面之間的摩擦維持傳感器致動器組件處在降落區域的固定位置。然而，對磁盤驅動器的橫向震動可能使致動器組件移動或迅速滑過磁盤表面。這樣的運動可能引起磁盤表面的毀壞，以及毀壞滑動器和傳感器。這種毀壞還可能引起磁盤數據的丟失和/或可能使磁盤驅動器無法運行的傳感器故障。
因此，磁盤驅動器設計者已采用多種致動鎖定裝置來維持傳感器致動器組件在不旋轉時處在一鎖定位置。當傳感器已達到一合適的速度而產生一足夠的空氣支承面來支撐傳感器時，鎖定裝置就將致動器放開，使之通過一預定運行路徑相對于磁盤表面運行。
通常有好幾種熟知的實現鎖定的途徑螺管型鎖、磁性制動鎖、慣性鎖以及擴展于磁盤上面或下面、或在多磁盤驅動器情況下分布于磁盤之間的空氣閥門鎖。
螺管型鎖一般有一個通過彈簧或磁場吸力加偏壓而與傳感器致動器組件的可動部分相接合的銷釘、連桿或轉軸。當接合時，銷釘使傳感器致動器組件停止。當磁盤達到合適的速度而產生空氣支承或緩沖墊時，連在銷釘上的螺管將銷釘從傳感器致動器組件推開。這種方法需要復雜的電子-機械鎖定裝置而可能增加磁盤驅動器的尺寸、重量、成本和功耗。螺管型鎖的例子包括美國專利Nos.4,881,139；4,903,157；和5,095,395。
磁性制動鎖一般有一塊搭接在傳感器致動器組件可動部分上的小永久磁鐵，以及安裝在磁盤驅動器機殼一固定位置上的觸擊鋼制觸板。永久磁鐵和鋼制觸擊板的定位要使得當傳感器位于降落區時，磁鐵便與觸板相吸，磁鐵與觸板之間的吸引鎖力使傳感器致動器組件停止，將傳感器致動器組件鎖在一鎖定位置上。當磁盤驅動器通電、且磁盤以足夠的旋轉速度自轉而產生空氣支承墊時，致動器馬達克服吸引鎖力使傳感器致動器組件運動，因而磁鐵與觸板分開。美國專利No.5,025,335披露了一個磁性制動鎖的例子。
磁性制動鎖的一個缺點是其需要大的致動器馬達，這可能增加磁盤驅動器的尺寸、重量、成本和功耗。盡管磁性制動鎖的尺寸一般并不大，但它們卻需要比采用其他鎖定裝置的磁盤驅動器更大的致動器馬達。這是因為在有磁性制動鎖的磁盤驅動器中的致動器馬達除將傳感器定位外，還必須能夠克服吸引鎖力。磁性制動鎖的另一缺點是使用這種鎖的驅動器易于遭到其作用力大于磁鐵和觸板之間的吸引鎖力的機械振動的損壞。另外，產生的磁場可能在最內的數據磁道附近對致動器施加一偏轉偏壓力，由此而可能與磁頭定位伺服環相干擾，或增加其復雜性。通過將磁性制動鎖偏移可使這一偏壓力減到最小，這一點披露在美國專利No.5,003,422和5,341,259中。
慣性鎖，如美國專利No.5404,257的一個例子，一般包括一個能夠吸住致動器組件上的抓手之類的加偏壓的慣性體。當計算機未承受旋轉力時，慣性體偏置到一個不鎖定的位置，但當存在旋轉沖擊力時，其慣性矩超過偏置力而將致動器組件鎖定。這種慣性鎖的問題在于對這種旋轉沖擊力的響應可能不可靠。
第四種已知的鎖定裝置，即空氣閥門鎖，一般包括一個當磁盤不轉動時可釋放地吸住傳感器致動器組件可動部分的空氣閥門鎖定機構。常規的空氣閥門鎖包括一個連接到鎖定機構或從鎖定機構延伸的空氣閥門。空氣閥門的位置延伸到磁盤上面或磁盤驅動器的磁盤之間緊挨磁盤表面。這樣的空氣閥門利用隨磁盤運動產生氣流的動能來推動空氣閥門，并克服偏置壓力來使鎖定機構釋放傳感器致動器組件。這種空氣閥門鎖的例子在普遍轉讓的美國專利No.4,538,193；4,647,997；5,319,511；以及5,451,161中做了描述。
然而，常規的空氣閥門鎖定裝置有幾個缺點，例如，空氣閥門挨近磁盤表面這樣的放置阻礙氣流，從而需要附加的氣流發生器并增大功率以使產生的氣流足以形成為克服偏置壓力所必需的作用力。另外，空氣閥門需要合適的表面面積，使氣流轉動或偏轉空氣閥門并引起鎖定機構的釋放。這樣的表面面積可能需要增大多盤驅動器磁盤之間的間距和/或增大磁盤表面和封裝磁盤驅動器組件的外殼之間的間距。這種增大的間距使制造磁盤驅動器的尺寸及成本增大。
因此，有必要改進、簡化并降低鎖定裝置的成本，使其能夠有效地利用自轉磁盤產生的氣流而不需要增加應用功率，也不增加磁盤驅動裝置的尺寸。
本發明鎖定裝置滿足這些要求。
本發明的一個總目標是提供一種用作磁盤驅動裝置的傳感器致動器組件的鎖定裝置，該鎖定裝置克服了先前技術鎖定裝置的局限性和缺點。
本發明的一個具體目標是提供一種采用位于遠離旋轉數據存儲磁盤的單個剛性空氣閥門的鎖定裝置，通過磁盤驅動裝置中轉向的氣流使之偏轉而將傳感器致動器組件釋放。
本發明的另一具體目標是提供一種將單個剛性空氣閥門定位于自旋磁盤驅動裝置內的高壓和低壓區域之間、利用該壓力差將傳感器致動器組件從鎖定狀態松開的鎖定裝置。
本發明的再一個目標是提供一種包括單個剛性空氣閥門的鎖定裝置，它位于遠離旋轉數據存儲磁盤，并響應于旋轉數據存儲磁盤產生的氣流來使空氣閥門偏轉、從而將傳感器致動器組件從鎖定狀態釋放。
鎖定裝置用于包容在其內部空間由底板和整個側壁確定的機殼內的磁盤驅動裝置中。磁盤驅動一般包括與機殼固定連接的心軸馬達，并形成至少供一個旋轉數據存儲磁盤的心軸轂盤。一個帶有直線式或旋轉式致動馬達的音圈致動器結構固定于機殼上，且其位置應使其支撐傳感器組件的可動支撐或托架臂延伸到數據存儲磁盤表面上方。鎖定裝置包括一個固定在機殼底板上并離數據存儲磁盤邊緣有一預定距離的傳動軸，以及一個可旋轉地安置在傳動軸上而具有繞該傳動軸的旋轉軸的鎖構件。該鎖構件包括一個安置在傳動軸上的主體部件、一個從主體部件徑向延伸的剛性空氣閥門，以及從主體部件向與空氣閥門相反方向延伸的鎖定閥。剛性空氣閥門有一個其取向總是與磁盤表面垂直的表面，并從主體部件徑向延伸到離機殼側壁有一預定的距離。空氣閥門的安置遠離磁盤邊緣，處于由旋轉磁盤、傳感器致動器組件及機殼側壁所確定的高壓和低壓區之間。空氣閥門通過匯集在其表面的高、低壓區之間的壓力差而發生偏轉，使鎖定在鎖定區和未鎖定區之間轉動。鎖定閥從主體部件下部延伸并朝與空氣閥門相反的方向延伸定位。當鎖定處于鎖定位置時，鎖定閥吸住傳感器致動器組件而處于鎖定狀態，因而當磁盤不轉動時維持傳感器組件處在磁頭降落處或停泊區域。
鎖定裝置還包括安置在傳動軸和鎖定的主體之間的偏置機構，用來將鎖定偏置到在沒有氣流時的鎖定位置。偏置機構最好是一個彈簧機構。鎖定最好用液晶聚合材料做成。鎖定閥最好確定一個與鎖定主體整體形成的槽口。鎖定裝置還包括一個固定在機殼底板上的制動器，來防止鎖定的空氣閥門轉動時與磁盤接觸。鎖定裝置還可能包括一個位于旋轉數據存儲磁盤表面附近的氣流阻擋元件，用來阻擋伴隨磁盤旋轉而產生的氣流并在氣流阻塞元件下游建立低壓區。
運行時，給磁盤驅動器接通電源，使心軸馬達能旋轉數據存儲磁盤。數據存儲磁盤的旋轉在磁盤表面附近沿磁盤旋轉方向產生氣流。位于磁盤表面上方的傳感器致動器組件阻擋伴隨磁盤旋轉而產生的氣流。另一方法中也可能在磁盤表面上方安置一個氣流阻擋元件來阻塞氣流。氣流從磁盤和傳感器致動器組件或氣流阻塞元件背面周圍轉向。被阻擋的氣流從傳感器致動器組件下游建立一個低壓區，而在包容隔板連接器的機殼角落處形成一個高壓區。鎖定裝置則安置在高低壓區之間，因而壓差對鎖定的空氣閥門施加一作用力，將鎖定旋轉到將傳感器致動器組件從鎖定閥釋放出來的非鎖定位置。傳感器致動器組件的托架臂則相對于磁盤表面自由移動，使傳感器組件定位而從(向)磁盤讀取(寫入)數據。當磁盤停止旋轉時，則氣流中止，因而作用到鎖定空氣閥門上的力也就消失。當這個作用力不存在時，鎖定被偏置而返回到鎖定位置，并將傳感器致動器組件抓到鎖定閥中而確保傳感器致動器組件處于鎖定狀態。
附圖簡述通過下面一個優選實施例、附加的權利要求及附圖的詳細描述，將更好地理解和評價本發明的這些目標、優點和性質。其中

圖1a展示出表明處于鎖定位置的本發明鎖定裝置的一個磁盤驅動器放大的頂視圖。
圖1b給出圖1a所示磁盤驅動器的部分頂視圖，詳細展示出由鎖定閥嚙合的鎖定齒。
圖2a展示出表明處于非鎖定位置的本發明鎖定裝置的一個磁盤驅動器的頂視圖。
圖2b給出圖2a所示磁盤驅動器的部分頂視圖，詳細展示出鎖定閥和鎖定齒。
圖3給出本發明的傳動軸和偏置機構實施例的側視和頂視剖面圖。
圖4a給出本發明的鎖定實施例的側視與頂視剖面圖。
圖4b給出圖4a所示鎖定的側視與底視剖面圖。
優選實施例詳細描述參照圖1a和圖2a，展示出一臺包含表明本發明原理的空氣閥門鎖定機構40的磁盤驅動器10。磁盤驅動器10包容在由底板14、整體相連的側壁16以及蓋板(未表出)構成的機殼12中。底板14、側壁16和蓋板的組合確定了安置磁盤驅動器10的內部空間。磁盤驅動器10包括一個有傳動軸的心軸或轂盤18、一個可旋轉地安裝到心軸18上的數據存儲盤20以及一個傳感器致動器組件30。為簡單起見，下面的討論描述有單個數據存儲盤20的磁盤驅動器10的運作。但是，熟練技術人員將會理解，本發明也能用于通常裝在心軸18上的多個數據存儲盤20的磁盤驅動器10。一般來說，將一個無電刷的心軸馬達24耦合到心軸18而使數據存儲盤20以一預定的角速度旋轉。心軸馬達24一般與支撐數據存儲盤20的轂盤18組合成一體，因而心軸馬達24支撐并直接旋轉存儲盤20。數據存儲盤20按箭頭A所示之反時針方向圍繞傳動軸旋轉。
數據存儲盤20可能有存儲數據的單個表面，或上、下兩個表面。一般來說，存儲盤20的表面鍍敷、涂覆或淀積合適的磁性材料，如氧化亞鐵等。但存儲介質也可能是光學、磁-光材料等等。
傳感器致動器組件30圍繞傳動軸25雙向可旋轉地與機殼12的底板14軸連。傳感器致動器組件30可沿如箭頭B所示大約30°的路徑雙向旋轉。傳感器致動器組件30包含一個傳感組件32、一個托架或支撐臂裝置34，以及一個致動器音圈馬達36。傳感器致動器組件30可以是旋轉式或直線式裝置。
傳感器部件32按常規方式與托架部件34的第一端相連，用粘膠或通過整體模壓將音圈馬達36固定到托架部件34的第二端。托架部件34通過傳感器致動器組件30旋轉所圍繞的軸承33裝到底板14上。軸承33安置在靠近數據存儲盤20的外圍邊緣22，使得托架34和傳感部件伸展到存儲盤20表面的上方。致動器音圈馬達36使傳感器致動器組件30繞軸承33旋轉，并使傳感器部件32在數據存儲盤20表面上的同心數據磁道上方精確地定位，允許讀/寫傳感器(未具體表出)存取存儲的數據。
一種常規的傳感器部件32包括一個在空氣支撐滑塊上形成的讀/寫傳感器和加載桿。給加載桿加預負載而將滑動塊向磁盤20的表面偏置，使得當磁盤20不旋轉時，傳感器靜止在磁盤20表面上。另一方面，當磁盤20旋轉時，滑動塊-傳感器克服加載桿的預負載力按常規溫徹斯特磁盤原理剛好在空氣支撐或緩沖氣墊上的磁盤20表面之上“飛行”。在飛行期間，傳感器致動器組件30相對于磁盤20表面按箭頭B所示方向轉動而將傳感器定位在所需的數據軌道上。當致動器音圈馬達36不被驅動時，傳感器部件32必須定位在它們不毀壞磁盤20表面的停泊區或降落區25。一般來說，降落區25是磁盤20靠近心軸轂盤18的內側環狀區域。當傳感器部件32靜止在降落區25中時，本發明的鎖定裝置40即將傳感器致動器組件30鎖定。
另外，磁盤驅動器10一般包括一個固定安裝在底板14上的致動器緊急制動器37。該緊急制動器37位于數據存儲磁盤20的周邊22、傳感器致動器組件30以及隔板連接塊38之間的機殼12的一個角落。緊急制動器37對傳感器致動器組件30擴展部分31提供制動而限制傳感器致動器組件30在磁盤上的旋轉運動。另外，可安置第二個緊急制動器37a，因而傳感器致動器組件30的后部39將隨第二緊急制動器37a的作用而靜止，以防止致動器組件30的傳感器組件32“撞擊”心軸轂盤18，從而防止撞壞傳感器組件32的讀/寫傳感器。第二緊急制動器37a可作為音圈馬達36的一部分構成，或作為一個分離部件。
本發明鎖定裝置或機構40一般包括固定在機殼12底板14上的傳動軸或支柱42，并帶有可旋轉地安裝在傳動軸42上的鎖定50。參照圖3，傳動軸42呈園柱形，且在靠近傳動軸42下端46處有沿四周凸出的棱邊44。傳動軸42最好采用不銹鋼或任何其他強度合適的剛性材料制作。在本發明的示范性實例中，傳動軸42的尺寸為垂直高度約為31mm，棱邊44設置在距離傳動軸42下端46約為6.4mm處。傳動軸42下端46的直徑約3.0mm。
參照圖4a和4b，鎖定構件50包括一主體部分52，一剛性空氣閥門60和一鎖定夾62。鎖定構件50最好由液晶聚合物或其他適合于成型的剛性、低摩擦系數的材料做成。鎖定構件50的主體部分52有一個其尺寸能與傳動軸42配合的空心圓柱芯體54，因而傳動軸42能擰進鎖定構件50，并使鎖定構件50旋轉。另外，空心圓柱芯體54的尺寸要能卡住其中的偏置機構55(部分表出)。偏置機構55最好是用不銹鋼或其他強度合適的抗腐蝕材料制成的彈簧。彈簧55將一約為0.7N-mm的反向偏置力矩施加于鎖定構件50上，以便當鎖定構件50安裝到傳動軸42上時，將鎖定構件50推到其鎖定位置。鎖定構件50的主體部分52安裝在傳動軸42上并可繞傳動軸42雙向旋轉，如圖1a和2a中箭頭C所指。鎖定構件50最好是在從鎖定位置算起約35度的有限運動范圍內雙向旋轉。
如圖4a和4b所示，本發明的主體部分52的一種型式包括一個一般為圓柱狀、且包含其中配有傳動軸42的空心圓柱體54的前部56以及從前部延伸并與前部56整體相連的后部58。
如圖4a和4b所示的鎖定構件50型式中，鎖定構件50的空氣閥門60包括一塊從主體部分52的前部56朝與后部58伸展方向相反的方向伸出的矩形板。設計閥門60的形狀和大小使其具有由數據存儲磁盤20的運動所產生的氣流對其產生壓差的表面積。壓差對閥門的作用產生一個以一定距離作用的力而形成力矩，引起鎖定構件50圍繞傳動軸42旋轉。閥門60延伸到離機殼12的側壁16有一預定間距，以使空氣閥門60的表面附近的氣流分流減至最小。閥門60最好伸展到離機殼12的側壁16約0.2mm到0.7mm。本實例鎖定裝置40中，磁盤驅動器10內采用的是3.5英寸數據存儲盤，閥門60最好從主體部分52的芯體54中心延伸約38mm，其垂直高度約29mm，厚約0.63mm。
參見圖2b和4b，鎖定夾62是在鎖定構件50的主體52的后部58的底端以下形成的。鎖定夾62包括一個從后部58朝與空氣閥門60相反方向延伸的尾部64以及一個由尾部64和主體部分52的前部56所確定的凹形槽口66。鎖定夾尾部64有一個正對著致動組件30的延伸臂31的輕微弧面65，以導引延伸臂31進入能夠陷進并抓住傳感器致動器組件30的延伸臂31上的鎖定齒35的凹形槽口66。
鎖構件50的主體部分52、空氣閥門60和鎖定夾62可以整體成型或模塑成單個部件。當然，這些部件也可以單獨制造并以任何常規方法組合，例如利用粘接劑或螺釘。
本發明的鎖定裝置40可能另外還包括一個如圖1a、1b和2a所示之制動器70。這個制動器70采用卡緊銷釘75、螺釘等(如圖1b所示)固定在底板14上，并安裝在數據存儲盤20的周邊22和鎖構件50之間的空間。該制動器70的造型和尺寸設計使之將偏轉的鎖構件50停止轉動而與數據存儲磁盤20接觸。在本示范性型式中，制動器70包括一個含有使鎖構件50的空氣閥門60與之接觸的制動器73的主體部分72，以及一個從主體部分伸出的擋板74。擋板74的安裝要使得當制動組件34處在數據存儲磁盤20的外徑或接近周邊22時，擋板74防止低壓氣流泄漏。
如圖1a、1b和2a所示，制動器70是與鎖構件50分開安裝定位的分離部件。然而，熟練的技術人員會理解到制動器70可以做成與鎖構件50直接相連的構件來限制鎖構件50的轉動而防止空氣閥門60撞擊旋轉磁盤20。另外，在所示實例中，制動器70是作為致動器緊急制動器37的整體延伸而成型或模塑而成的。但是，制動器70可以是一個與驅動器緊急制動器37分離的構件。
為了進一步了解本發明，現在參照圖1a和2b討論鎖定機構40的運行。在磁盤驅動器10通電源之前，傳感器組件32停在數據存儲磁盤20上的降落區25，傳感器致動器組件30則通過卡在鎖構件50的鎖定夾62的凹形槽口66內的鎖定齒35而鎖在鎖定位置，即處于其未偏轉的鎖定位置，如圖1a所示。當磁盤驅動器10的心軸馬達24通電時，數據存儲盤20按箭頭A所示之反時針方向旋轉。當旋轉磁盤20達到其最佳速度(例如6000RPM)時，靠近磁盤20表面產生氣流而跟隨磁盤的旋轉作圓周運動。然而，托架臂34和傳感器致動器組件30的傳感器部件32阻擋氣流順著其旋轉路徑流動，于是在“下游”產生一個低壓區80。該致動器組件30的阻塞效應還使環繞傳感器致動器組件30后部的氣流沿由機殼12的側壁16所確定的路徑轉向，并與鎖構件50的空氣閥門60相接觸，如圖1a中小的定向箭頭所示。由傳感器致動器組件30的托架臂34所生氣流的這種遮斷正好在托架臂34的下游建立起低壓80區，而在包容供磁盤驅動器10的隔板連接器38的機殼12的角落里建立起高壓區85。這樣，在空氣流被一遮擋物所阻擋的任何時候，在遮擋物的下游便建立起一個低壓區。
當鎖構件50處于鎖定位置時，如圖1a和1b所示，空氣閥門60位于低壓區80和高壓區85之間，因而匯集在空氣閥門60表面上的壓差會產生一個力，此力將克服鎖構件50的偏置機構55的偏置力，并產生一力矩使鎖構件50繞傳動軸42按箭頭C所示方向偏轉到其非鎖定位置。鎖構件50的轉動引起鎖定夾62從凹形槽口66中釋放傳感器致動器組件30的鎖定齒35(圖2b)，從而允許傳感器致動器組件30按圖2a中箭頭B所示方向雙向轉動。這就有可能使傳感器組件32在磁盤20表面的各同心數據軌道上定位。
當磁盤驅動器10斷電時，心軸馬達24的反電動勢EMF能量方便地加到傳感器致動器組件30的音圈馬達36上，將傳感器組件32偏轉到磁盤20的降落區25。一旦磁盤20達到某個較低角速度，轉向氣流形成的壓差不能產生足以克服偏置機構55的力，鎖構件50將轉回到其鎖定位置，重新將傳感器致動器組件30的鎖定齒35卡進鎖定夾62中，因而確保傳感器致動器組件30處于鎖定狀態。
本發明的鎖定機構40相比于先前技術鎖定機構有幾個優點。首先，因為鎖定機構40是基于在磁盤驅動器10中固有的氣流原理而不需要額外的電子控制。這導致第二個優點，即比需要這種電子控制的先前技術閥門降低了功耗。另一優點是采用本發明鎖定機構40的磁盤驅動器10可以比較容易且成本更低的方式組裝，因為不存在空氣閥門-到-磁盤的合并運作。再一個優點是當本發明鎖定機構40用于含多層磁盤20的磁盤驅動器10時，可增加磁盤驅動器10的磁盤面數而不要太多地增加磁盤驅動器10的高度，因為空氣閥門構件沒有安置在磁盤20之間，從而消除了磁盤20間額外空間之需求。于是，本發明能夠提供一個易于組裝、低功耗、低成本的磁盤驅動器10。
在描述了本發明的實施例后，現在就看到本發明的目標已全部達到，而且熟練技術人員還會理解到；他們自己將會提出本發明在結構和電路上的許多變化以及多種不同的實例和應用而不偏離本發明的精神和范圍。這里所披露和描述的純粹是說明性的，并不確定為任何意義上的限制。
權利要求
1.一種封裝在由確定內部空間的底板和整體側壁構成的機殼內用于磁盤驅動器的壓差鎖定裝置，該磁盤驅動器至少包括一個其表面用來存儲數據的可旋轉數據存儲磁盤和一個安裝在數據存儲盤表面上方的傳感器致動器組件，具有一個從數據存儲盤上存取數據的傳感器組件和一個用來將傳感器組件相對于數據存儲盤上同心園數據軌道位置定位并使之在數據存儲盤上的磁頭停泊位置進出的致動馬達，該鎖定裝置包括一個安裝在機殼底板上與數據存儲盤周邊有一預定距離的固定傳動軸；一個剛性空氣閥門，它包括一個可轉動地安裝在傳動軸上的空心體和從空心體徑向延伸出的空氣閥門，該空氣閥門有一個設置在由數據存儲盤旋轉產生的氣流受傳感器致動組件阻擋而形成的低壓和高壓區之間的表面區域，以及一個從空氣閥門的空心體朝與空氣閥門相反方向伸展的鎖定夾，該鎖定夾用來可釋放地嚙合傳感器致動器組件上鎖定齒而將傳感器致動器組件鎖定，以及當磁盤不旋轉時并將傳感器組件保持在磁頭停泊位置，其中一個壓差作用在空氣閥門的表面區而以一定的距離產生一個力矩，將閥門旋轉到非鎖定位置，從而使鎖定夾將傳感器致動器組件釋放，以及其中不存在氣流時，給空氣閥門加偏置而將閥門旋轉到一個鎖定位置，從而使鎖定夾將傳感器致動器組件捉住。
2.權利要求1的壓差鎖定裝置還包括一個當不存在氣流時用來將空氣閥門卡持在鎖定位置的彈簧偏置。
3.權利要求1的壓差鎖定裝置，其中空氣閥門和鎖定夾是空心體的整體延伸。
4.權利要求1的壓差鎖定裝置還包括一個固定安裝在數據存儲盤邊緣和空氣閥門之間的空間的底板上的制動器，該致動器用來防止空氣閥門旋轉觸到數據存儲盤。
5.一個封裝在由確定內部空間的底板和整體側壁構成的機殼內用于磁盤驅動器的鎖定裝置，該磁盤驅動器至少包括一個其表面用來存儲數據的可旋轉數據存儲磁盤和一個安裝在數據存儲盤表面上方的傳感器致動器組件，具有一個從數據存儲盤上存取數據的傳感器組件和一個用來將傳感器組件相對于數據存儲盤上同心園數據軌道位置定位并使之在數據存儲盤上的磁頭停泊位置進出的致動馬達，該鎖定裝置包括一個安裝在底板上與數據存儲盤邊緣有一預定距離的傳動軸；以及一個可轉動地安裝在傳動軸上的鎖定構件，該鎖構件包括一個繞傳動軸可旋轉的主體部件，一個活動地安裝在數據存儲盤邊緣和機殼側壁之間空間內的剛性空氣閥門，該空氣閥門的表面具有固定安裝到主體部件的第一端和從主體部分徑向延伸到距側壁之一有一預定距離的第二端，該空氣閥門有一個鎖定位置和一個非鎖定位置，以及一個鎖定夾，每當數據存儲磁盤不旋轉時，用來在傳感器組件鎖定在磁頭停泊位置時嚙合傳感器致動器組件于鎖定狀態，而當數據存儲磁盤旋轉時，用來從鎖定狀態釋放傳感器致動器組件，其中數據存儲盤的轉動在磁盤表面附近產生氣流，傳感器致動器組件阻擋該氣流，被阻擋的氣流建立起一個作用在空氣閥門表面上的壓差，將鎖構件偏轉到非鎖定位置，從而使鎖定夾從鎖定狀態釋放傳感器致動器組件，以及其中不存在氣流時，將傳動軸偏置而使鎖構件轉動到鎖定位置，從而引起鎖定夾捉住傳感器致動器組件。
6.權利要求5的鎖定裝置，其中傳動軸還包括一個當不存在氣流時用來將空氣閥門卡持在鎖定位置的彈簧偏置。
7.權利要求6的鎖定裝置，還包括一固定安置在數據存儲盤邊緣和空氣閥門之間空間的底板上的制動器，該致動器防止空氣閥門旋轉觸到數據存儲盤。
8.權利要求7的鎖定裝置，其中制動器還包括一個主體和一從主體延伸的擋板，其中鎖構件與制動器主體直接接觸，以防止鎖構件的空氣閥門旋轉觸到數據存儲盤，該擋板的安裝要使得當傳感器致動器組件處于數據存儲盤邊緣附近時，擋板能防止低壓空氣的泄漏。
9.權利要求5的鎖定裝置，其中剛性空氣閥門的第二端延伸到距離機殼的一邊側壁約0.2到0.7mm。
10.權利要求5的鎖定裝置，其中剛性空氣閥門和鎖定夾是空心體的整體延伸。
11.權利要求5的鎖定裝置，其中鎖構件的主體部件包括其中配有傳動軸的空心圓柱體的前部以及從前部延伸的后部。
12.權利要求5的鎖定裝置，其中鎖構件是用聚合塑料樹脂做成的。
13.一種用來可釋放地鎖定封裝在機殼內的可旋轉磁盤驅動器的傳感器致動器組件，以便當數據存儲盤停止旋轉時將傳感器組件保持在數據存儲盤表面上的降落區的方法，該方法包括以下步驟將鎖構件安裝在離數據存儲盤邊緣一預定距離處，該鎖構件包括一個可轉動地安裝在機殼上的主體部分，一個其平板面垂直于數據存儲盤表面安置的剛性空氣閥門，以及一個可釋放地夾持傳感器致動組件而維持傳感器組件處于降落區的夾持鎖，該鎖構件的安置要使其旋轉而不接觸數據存儲盤；借助數據存儲盤的旋轉在數據存儲盤表面附近產生氣流；阻擋鎖構件上流的磁盤表面部分上方的氣流，由此而在空氣閥門上游建立一個低壓區，在空氣閥門和機殼側壁之間的空間建立一個高壓區，因而形成一個壓差力；借助該壓差力將剛性空氣閥門向轉向旋轉磁盤邊緣；當剛性空氣閥門朝旋轉磁盤邊緣轉動時，從鎖定夾中釋放傳感器致動器組件。
14.權利要求13的方法還包括以下步驟停止數據存儲盤旋轉，引起氣流消散，從而除去壓差力；給鎖構件加一偏置而使空氣閥門轉離磁盤邊緣；以及用夾持鎖重新捉住傳感器致動組件，當數據存儲盤不再旋轉時，其中傳感器組件重新定位在降落區。
全文摘要
本發明提供一種用于磁盤驅動器的壓差致動器鎖定裝置。該鎖定裝置包括一個可轉動的主體部分,一個剛性空氣閥門和一個鎖定夾。當磁盤驅動器的數據存儲盤停止旋轉時,通過將傳感器致動器組件嚙合到鎖定夾內,該鎖定裝置使磁盤驅動器的傳感器致動器組件維持在鎖定位置。當數據存儲盤旋轉時,在磁盤表面附近沿與磁盤旋轉的相同方向產生氣流。位于磁盤表面上方的傳感器致動器組件阻擋該氣流。氣流的阻塞恰好在致動組件下游建立起一個低壓區。將鎖定裝置安置在數據存儲盤的邊緣和機殼側壁之間的空間,從而使空氣閥門位于低壓和大氣壓區域之間。匯集在空氣閥門表面上方的壓差離轉軸一距離對空氣閥門施加一個作用力,將鎖定裝置轉動到磁盤邊緣而將致動器組件從鎖定閥中釋放出來。一旦磁盤停止旋轉,空氣閥門就返回其原來位置,且該鎖定夾將致動器組件嚙合在鎖定位置上。
文檔編號G11B21/22GK1174624SQ96191965
公開日1998年2月25日 申請日期1996年11月6日 優先權日1995年11月14日
發明者戴維德·A·米切爾 申請人:昆騰公司