[发明专利]防止磁盘数据区和主轴轴承损坏的DASD中的运动限制器

说明书

本发明涉及在直接存取存储器(DASD)中的运动限制器(motionlimiter)，并具体地涉及用于防止数据区和主轴轴承(spindlebearing)损坏的运动限制器。

个人计算机存储器卡国际协会(PCMCIA)标准直接存取存储器(DASD)可插入那些元件尺寸是极重要的设计因素的计算机中，特别是叠式(laptop)和笔记本式计算机中的槽内。

PCMCIA标准处理规范要求产品(包括磁盘驱动器)能经得住跌落到很硬的表面上，例如，PCMCIA规范要求：磁盘驱动器能经得住30英寸高度的跌落而不丢失数据。这种跌落将大量位能转换成动能。一旦碰撞而突然停止将动能变换成极高的减速力而这种力可能超过PCMCIADASD元部件能适应的力。试验表明：30英寸距离跌落到硬乙烯基上能将1200克以上的加速力传送至PCMCI ADASD的内部结构。因此，由于磁盘驱动器的尺寸减小，使得PCMCI ADASD更精密同时可使其一旦碰撞时更易受损伤。

PCMCIA DASD的刚性结构必需满足PCMCIA规范中的弯曲和扭转要求撞在乙烯基涂料复盖的水泥地(vinyl clad cement floor)的相对硬表面导致极短持续时间的加速度脉冲——大约0.5ms，这种高度减速力和短持续时间的撞击能扰动PCMCI ADASD中的内部元部件并给予这些内部元部件施加了很大的机械应力。

特别令人关注的是数据存储盘垂直其平面的运动。虽然数据存储盘相对刚性但其结构灵活，其头两个自然频率对标准48mm盘各在大约2KH以下，对标准65mm盘来说，各约在1KH以下。具有这种自然频率的构件将受到0.5ms加速度脉冲的强烈扰动。

当DASD跌落时，能量从底座通过主轴轴承传送到数据存储盘。该能量大致比例于数据存储盘的合成运动幅度，并还与主轴轴承的滚珠/座圈界面处的应力有关。数据存储盘的大幅度偏转引起滚珠和座圈之间的大应力，并能过早的导致主轴轴承故障。

在叠式和笔记本式计算机中使用PCMCIA DASD使人联想到作为被跌落的一个结果DASD碰撞的高或然率。这类碰撞部分可从对计算机设备本身的粗心对待引起。此外，碰撞力可来自还未将DASD装入计算机外壳的某一时刻，盘驱动器本身的跌落。当数据存储盘和致动臂变薄时该问题会变得更糟。若允许致动臂撞击数据存储盘的某一数据区，则可能出现硬误差(hard error)。

1990年7月3日颁发给Connolly的美国专利4,939,611提出为防止盘面损坏而在盘驱动器中对工作功能部件使用了垂直位移限制止动器。该垂直位移限制止动器设置在工作功能部件上，诸如风扇叶和致动臂之类上。当致动器处于锁定位置时，垂直位移限制止动器在存在高达105g作用超过3ms时长的冲击力的情况下防止工作功能部件同数据存储盘的邻近轨道表面的接触。然而在Connolly专利中揭示的垂直位移限制止动器是不适于在由PCMCIA规范中所要求的30英寸跌落期间防止数据区，致动臂和主轴轴承损坏的。由于垂直位移限制止动器是安装在致动臂上的，故致动臂可因由PCMCIA规范所要求的30英寸跌落而被损杯，导致由于磁道配准不良而引起的数据丢失。此外，由于垂直位移限制止动器被安装在致动臂上，故当致动臂处于锁定位置时，仅仅避免了数据存储盘与致动臂之间的接触。这是缺点，因为在致动器处于非锁定位置时，也可能发生碰撞。此外，仅仅将垂直位移限制止动器置于工作功能部件上，因而没有防止在由PCMCIA规范所要求的30英寸跌落期间出现主轴轴承的损坏。

本发明的一个目的是提供一种冲击振动保护用增强型DASD。

本发明另一目的是提供一种当承受加速力在1200g以上作用时间间隔大于0.5ms时保护数据区和致动臂免受损坏的DASD。

本发明的又一目的是提供一种承受加速力超过1200g，作用时间间隔在0.5ms以上时，保护主轴轴承免受损坏的DASD。

本发明的再一目的是提供一种在承受加速力而不要求致动器处于锁定位置情况下保护数据区，致动臂和主轴轴承免遭损坏的DASD。

借助本发明达到了以上这些和其他目的。