[发明专利]磁盘数据存贮装置

说明书

本发明属于近接触磁记录磁盘驱动器领域，在这类磁盘驱动器中，利用润滑剂薄膜层将滑动器与旋转的磁盘表面隔开，提供了通过从衬垫式环形仓定量输出润滑剂并保持该润滑剂膜以利于设备寿命的装置，其中润滑剂的输出速率等于在设备操作期间因离心力而从旋转的磁盘表面损失润滑剂的速率。

随着磁盘驱动器的磁存贮密度的增加，需要减薄存贮媒体的磁记录层，并减小在相对运动期间磁记录层与传感器之间的间隔。不久将有必要在旋转的磁盘媒体与传感器之间保持一微英寸或更小的间隔，避免能够快速促使损耗的磁头与磁盘或者固体与固体的接触。为此一种方法是在磁盘表面保持一薄层润滑剂（在5至500唉范围之内），它具有足够的厚度以防止磁头与磁盘的接触，但又足够薄以确保磁头与磁盘之间的紧密间隔。对于这种系统，在设备组装之前润滑磁盘（一般利用浸渍或旋涂）。润滑剂足够粘稠以保证在设备运行期间其能极缓慢地飞离磁盘。然而，还没有一种润滑剂仅靠一次施用便能够持续到设备的预期寿命结束。因此，需要某些用于补充磁盘表面润滑剂膜的系统。

为获得磁盘记录表面润滑剂膜的成功及满意的补充，需要达到几项目的。存贮的润滑剂必须在所有预计能够影响磁盘驱动器的工作条件下以一定理想范围之内的速率定量地输出。所有从仓室流出或释放的润滑剂必须流向磁盘表面。这样是为保证存贮的润滑剂的有效利用并防止由仓室可能释放的润滑剂液滴未施用到磁盘表面所造成的浪费。再有，润滑剂的环形分配必须一致，并且在设备不旋转时润滑剂的流动必须能有效停止。

本发明利用一个衬垫环实现，该环放置在记录磁盘表面内径的邻近处并沿径向介于用于记录数据或其他信息的磁道区之间。仓室必须具有足够的内部容积以存贮所需量的润滑剂，用来补充其所接触的磁盘表面上的润滑剂膜，以延长磁盘驱动器的寿命。仓室一衬垫结构包括多个环形区域，它们提供在驱动器内部适当磁盘间隔所需的刚度并提供存贮润滑剂的仓室容量以及一个限流结构;通过这个结构润滑剂以可控的方式释放。还有一个环形表面，该表面要与磁盘表面精确对准。环形柔性衬垫环表面延伸到磁盘表面上允许的正常制造缺陷之处的半径之外。衬垫环在磁盘表面具有一个局部最大直径，以限制由仓室释放到磁盘表面的润滑剂。在环的内径提供了一个孔，以允许间隔环的外部与仓室区域间的空气流通。

使用能转动并从其外径散发液体润滑剂的环形仓，在运行期间提供了一个高离心力，它导致润滑剂在设备寿命内低速散发，并提供了非运行条件，其间小的限流通道有效地封闭了仓室内部的润滑剂。另外，离心力随半径的增加而增大的事实使润滑剂从仓室的供给在产品的寿命期内大致一致。

可以选择多孔的、有吸收能力的物质放置在仓室中以提高润滑剂保持能力。尽管这种物质将减小仓室的容积，但是当驱动器未操作时，毛细作用将完全防止流体润滑剂的泄漏。在操作期间，离心力将使润滑剂很快流向邻近仓室最大内径的空间，在那里产生前述的限流流动。当转动停止时，润滑剂的毛细抑制重新建立。选用有吸收能力的物质在下面几种方式中尤显重要：1）高限流速率;2）使用低粘性的润滑剂;3）使用低离心的场合（例，低RPM（转/分）和/或在小半径使用限流）。

图1为一个去掉封盖的典型磁盘驱动器的示意部分平面图。图2为图1中磁盘驱动器的部分剖视侧视图。图3所示为一磁盘驱动器的间隔片及典型的磁盘。图4是示意性地表示了本发明的一个磁盘衬垫的剖视图。图5A是表示出润滑剂沿圆形表面移动的趋势的磁盘衬垫剖视图。图5B是表示润滑剂相对于非挠性（non-compliant）表面的移动的磁盘及其衬垫部分的放大视图。图6A示出了与精加工的磁盘表面相接触的一个有纹理的衬垫面的放大示意图。图6B示出了二个相接触的有纹理表面。图7、8、9、10、11、12和13则分别显示适用于各种不同环境的本发明的几个实施例。

图1及图2示出了一个典型的硬盘数据存贮装置。数据存贮在多个硬盘11上，这些硬盘被一起固定在一个可绕一根轴3旋转的组件中。该磁盘组件中包括由轮毂3所支撑的多个磁盘11，轮毂3由衬垫13分隔并由一个夹紧装置15加以固定，从而使整个组件能一起旋转。