專利名稱：用于磁盤驅(qū)動(dòng)器的致動(dòng)器卡鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大容量存貯裝置的領(lǐng)域。更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及用一種用于鎖定磁盤驅(qū)動(dòng)器的致動(dòng)器組件的裝置和方法。
背景技術(shù)：
任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分是一存貯數(shù)據(jù)的裝置。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有許多不同的能夠存貯數(shù)據(jù)的地方。通常在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用于存貯大量數(shù)據(jù)的常規(guī)的地方是在磁盤驅(qū)動(dòng)器上。磁盤驅(qū)動(dòng)器的最基本部分是旋轉(zhuǎn)的一信息存貯磁盤、一移動(dòng)傳感器至磁盤上方不同位置的致動(dòng)器以及用于從磁盤上讀寫數(shù)據(jù)的一電路。磁盤驅(qū)動(dòng)器還包括用于數(shù)據(jù)編碼的電路，使得數(shù)據(jù)能夠順利地被檢索和寫入磁盤表面。微處理器控制磁盤驅(qū)動(dòng)器大部分的操作，以及將數(shù)據(jù)送回到請(qǐng)求的計(jì)算機(jī)(requesting computer)以及從一請(qǐng)求的計(jì)算機(jī)中取得需存貯到磁盤的數(shù)據(jù)盤。
傳感器通常是位于一個(gè)小的陶瓷塊上的，也稱為一個(gè)滑動(dòng)件，這種根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理設(shè)計(jì)的傳感器可使其能夠飄浮于磁盤上方?；瑒?dòng)件以一種與磁盤轉(zhuǎn)感的關(guān)系在磁盤上通過(guò)。大多數(shù)滑動(dòng)件具有一空氣支承表面(ABS)，此表面包括軌道和一位于軌道間的空腔。當(dāng)磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣會(huì)在軌道與磁盤表面間被拖動(dòng)而產(chǎn)生壓力，從而推動(dòng)磁頭離開(kāi)磁盤。同時(shí)，空氣沖過(guò)空腔或空氣支承表面中的凹陷處而產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓區(qū)域。負(fù)壓力或吸力與軌道處產(chǎn)生的壓力抵消。滑動(dòng)件還被連接至一個(gè)加載彈簧，此彈簧以朝向磁盤表面的方向在滑動(dòng)件上產(chǎn)生一個(gè)力。各種力相互平衡使得滑動(dòng)件以一個(gè)特定的需要的高度飄浮于磁盤表面上方。飄浮高度是指磁盤表面與傳感器磁頭間的距離，此高度一般為空氣潤(rùn)滑膜層的厚度。此膜層可消除磨擦以及如果傳感器磁頭和磁盤在磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)中的機(jī)械接觸所導(dǎo)致的磨損。在某些磁盤驅(qū)動(dòng)器中，滑動(dòng)件是經(jīng)過(guò)一層潤(rùn)滑劑而不是飄浮在磁盤表面上。
表示數(shù)據(jù)的信息被貯存在存貯磁盤的表面。磁盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)讀出和寫入在存貯磁盤上的磁道上存貯的信息。當(dāng)傳感器被精確的定位在存貯磁盤的表面上的指定磁道中一條的上方時(shí)，以與滑動(dòng)件連接的讀/寫磁頭形式的且位于存貯磁盤的兩側(cè)的傳感器將信息讀出或?qū)懭氪尜A磁盤。也可稱傳感器移向一目標(biāo)磁道。當(dāng)存貯磁盤旋轉(zhuǎn)而讀/寫磁頭被精確地定位于目標(biāo)磁道的上方時(shí)，讀/寫磁頭可以通過(guò)將代表數(shù)據(jù)的信息寫入存貯磁盤而將數(shù)據(jù)存貯到一磁道上。同樣，在存貯磁盤上讀出數(shù)據(jù)也是通過(guò)將讀/寫磁頭定位于目標(biāo)磁道的上方并且讀出存貯磁盤上貯存的材料來(lái)完成。為了從不同的磁道讀出或?qū)懭耄x/寫磁頭越過(guò)磁道徑向地移動(dòng)到達(dá)新選擇目標(biāo)磁道。數(shù)據(jù)在磁道上是被劃分或集分組合在一起的。在某些磁盤驅(qū)動(dòng)器中，磁道為眾多同心環(huán)形磁道。在另外一些磁盤驅(qū)動(dòng)器中，一連續(xù)的螺旋線就是在一磁盤驅(qū)動(dòng)器的一側(cè)上的一條磁道。伺服反饋信息用來(lái)使傳感器精確地定位。在使用伺服信息進(jìn)行讀或?qū)懖僮鞯倪^(guò)程中，致動(dòng)器組件可以被非常精確地移至并保持在所需的位置。
用于傳感器定位的方法通?？煞譃閮深?。帶有線性致動(dòng)器的磁盤驅(qū)動(dòng)器通常沿一徑向直線移動(dòng)傳感器使傳感器定位在信息存貯磁盤中不同的磁道上方。磁盤驅(qū)動(dòng)器還具有轉(zhuǎn)動(dòng)的致動(dòng)器，該致動(dòng)器安裝至磁盤驅(qū)動(dòng)器的基座上，用于使傳感器越過(guò)信息存貯磁盤的磁道進(jìn)行弧形移動(dòng)。旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)器通過(guò)旋轉(zhuǎn)地將傳感器移至信息記錄磁盤表面的一個(gè)特定的地點(diǎn)而使傳感器定位。旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)器可使傳感器快速精確地定位。
通常，一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)器通過(guò)一個(gè)軸承組件與一軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，軸承組件通常包括一組或多組滾珠軸承。軸與基座相連以及可與磁盤驅(qū)動(dòng)器的頂蓋相連。一軛架與致動(dòng)器相連。在旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)器的一端處一音圈與軛架相連接。音圈是一音圈電動(dòng)機(jī)的的一部分，音圈電動(dòng)機(jī)是用來(lái)使致動(dòng)器和連接的傳感器或若干傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)。一永磁體與基座以及磁盤驅(qū)動(dòng)器的蓋子相連。驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)的的音圈電動(dòng)機(jī)包括音圈和永磁體。由于夾在磁體與軛架組件中間的音圈受到磁場(chǎng)的作用，對(duì)音圈就可施加一電流，從而驅(qū)動(dòng)音圈使傳感器在目標(biāo)磁道上定位。
當(dāng)磁盤驅(qū)動(dòng)器上的電源被切斷時(shí)，磁盤就停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這就意味著滑動(dòng)件/磁頭組件停止飄浮并回到磁盤的表面。大部分磁盤驅(qū)動(dòng)器在磁盤表面具有一個(gè)用于滑動(dòng)件降落的特殊的降落區(qū)域。示范性的降落區(qū)域位于磁盤表面的一外部或內(nèi)部的部分上，所設(shè)計(jì)的降落區(qū)域使得磁頭能與降落區(qū)域接觸而不會(huì)對(duì)磁盤表面造成損害。一旦降落，致動(dòng)器可被保持在適當(dāng)?shù)奈恢檬沟么蓬^停止或被“停放”在降落區(qū)域中。
當(dāng)磁盤驅(qū)動(dòng)器的電源被切斷而音圈電動(dòng)機(jī)不再控制致動(dòng)器時(shí)，將磁頭與致動(dòng)器保持在停放區(qū)域中是很重要的。因此，如果磁盤驅(qū)動(dòng)器受到?jīng)_擊，致動(dòng)器臂會(huì)漂移到磁盤上。這就會(huì)對(duì)磁盤造成永久性的損害。在過(guò)去，例如專利5,381,290(Cheng)中所討論的鎖之類的致動(dòng)器鎖用來(lái)在磁盤驅(qū)動(dòng)器的電源被切斷后使致動(dòng)器保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 然而，當(dāng)計(jì)算機(jī)變得越來(lái)越小、變得更易于攜帶，磁盤驅(qū)動(dòng)器也變得越來(lái)越小，使其結(jié)合在更小的計(jì)算機(jī)之中。由于磁盤驅(qū)動(dòng)較小的尺寸以及在攜帶過(guò)程中受到?jīng)_擊這兩個(gè)原因，這樣的磁盤驅(qū)動(dòng)器會(huì)受到更大的轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊。此外，因?yàn)閭鞲衅鞅辉O(shè)計(jì)成與磁盤表面非常接近的飄浮，由于傳感器可能會(huì)撞擊裂痕和使它損害磁盤，因此既使是磁盤表面一個(gè)輕微的裂痕也會(huì)造成永久性的損害。因此，就需要有一種能夠在高線性與旋轉(zhuǎn)沖擊下工作的致動(dòng)器卡鎖。同時(shí)也希望能夠以最小的成本來(lái)生產(chǎn)制造這種卡鎖機(jī)構(gòu)。
因此，所需的磁盤驅(qū)動(dòng)器包括一易于生產(chǎn)與組裝的致動(dòng)器卡鎖，此卡鎖既使在受到很高的旋轉(zhuǎn)沖擊時(shí)也能保持致動(dòng)器。這可以降低傳感器損害磁盤表面的危險(xiǎn)。因此，這樣的磁盤驅(qū)動(dòng)器對(duì)于驅(qū)動(dòng)器的工作壽命而言就會(huì)更加可靠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于在停留位置鎖定磁盤驅(qū)動(dòng)器的致動(dòng)器組件的卡鎖機(jī)構(gòu)。在一種實(shí)施例中，卡鎖機(jī)構(gòu)包括一卡鎖本體，它具有在與磁盤驅(qū)動(dòng)器整體相連的樞銷上可轉(zhuǎn)動(dòng)的支點(diǎn)，以及具有大致在支點(diǎn)附近的重心?？ㄦi本體具有與致動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JA和卡鎖本體與致動(dòng)器間的齒輪速比GRL/A的乘積大致相等的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL(JL≈JA×GRL/A)。在另外一個(gè)實(shí)施例中，卡鎖本體包括一對(duì)在支點(diǎn)處相連的臂，以及用于與致動(dòng)器鎖定的一鎖定部分。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種具有與它的基座轉(zhuǎn)動(dòng)連接的致動(dòng)器的磁盤驅(qū)動(dòng)器。致動(dòng)器包括連接在一端的一卡鎖件以及連接在另一端的一傳感器。致動(dòng)器具有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JA。磁盤驅(qū)動(dòng)器還包括用于在一停留位鎖定致動(dòng)器的一卡鎖機(jī)構(gòu)?？ㄦi機(jī)構(gòu)包括一卡鎖本體，它具有在與基座整體相連的樞銷上可轉(zhuǎn)動(dòng)的支點(diǎn)。卡鎖本體具有大致在支點(diǎn)附近的重心。卡鎖本體具有與致動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JA與卡鎖本體和致動(dòng)器間的齒輪速比GRL/A的乘積大致相等的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL。
有利的是，本發(fā)明提供了一種磁盤驅(qū)動(dòng)器，它包括一易于生產(chǎn)與組裝的致動(dòng)器卡鎖，此卡鎖既使在磁盤驅(qū)動(dòng)器受到非常高的旋轉(zhuǎn)沖擊和/或線性沖擊時(shí)，也可使致動(dòng)器保持在停留位置。因此，可以降低傳感器損害磁盤表面的危險(xiǎn)。


圖1為帶有多個(gè)磁盤的磁盤驅(qū)動(dòng)器的分解立體圖。
圖2為具有本發(fā)明的致動(dòng)器卡鎖的磁盤驅(qū)動(dòng)器組件的一實(shí)施例的俯視圖。
圖3為與本發(fā)明的致動(dòng)器卡鎖的一實(shí)施例等軸立體。
圖4為圖3中的致動(dòng)器卡鎖的反向的等軸立體圖。
圖5為一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在以下較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述中將參考其中的附圖，其中通過(guò)說(shuō)明的方式示出了可實(shí)踐本發(fā)明的特定實(shí)施例。應(yīng)該理解在不脫離本發(fā)明范圍的基礎(chǔ)上，可以有其它的實(shí)施例以及可進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的改變。
本文中所述的發(fā)明可用于磁盤驅(qū)動(dòng)器的所有的機(jī)械結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明也可用于所有的種類的磁盤驅(qū)動(dòng)器，磁盤驅(qū)動(dòng)器可以包括硬盤驅(qū)動(dòng)器、ZIP驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器以及可以要求從一表面提起傳感器以及停下傳感器的其它任何種類的驅(qū)動(dòng)器。圖1至圖3示出了具有卡鎖機(jī)構(gòu)200的一種實(shí)施例的典型的磁盤驅(qū)動(dòng)器100。磁盤驅(qū)動(dòng)器100包括殼體或基座112以及一罩蓋114?；?12以及罩蓋114形成了一個(gè)磁盤的外殼。在連接于基座112的致動(dòng)器軸118上可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接有一致動(dòng)器組件120。致動(dòng)器組件120包括具有多個(gè)臂123的一E塊或梳狀結(jié)構(gòu)122。在梳狀物122上的分隔開(kāi)的臂123上連接有若干載荷梁或加載彈簧124。載荷梁或加載彈簧還可以稱為懸架。在每個(gè)加載彈簧的端部連接有帶有磁性傳感器150的滑動(dòng)件126。帶有傳感器150的滑動(dòng)件126形成通常所說(shuō)的磁頭。應(yīng)該注意到多個(gè)滑動(dòng)件帶有一個(gè)傳感器150，這也就是圖中所示的。還應(yīng)該注意到本發(fā)明同樣也可以應(yīng)用于若干滑動(dòng)件具有一個(gè)以上的傳感器，例如一MR或者永磁式電阻磁頭，其中一個(gè)傳感器150通常用于讀出而另一個(gè)通常用于寫入。與加載彈簧124和滑動(dòng)件126相對(duì)的致動(dòng)器臂組件120的另一端是一音圈128。
在基座112中連接有第一磁鐵130以及第二磁鐵131。如圖1所示，第二磁鐵131與罩蓋114相連。第一、第二磁鐵130、131以及音圈128是音圈電動(dòng)機(jī)中的重要零件，音圈電動(dòng)機(jī)向致動(dòng)器組件120實(shí)加一個(gè)力使它繞致動(dòng)器軸118轉(zhuǎn)動(dòng)。在基座112上還安裝有一個(gè)主軸電動(dòng)機(jī)。這個(gè)主軸電動(dòng)機(jī)包括一被稱為主軸轂套133的旋轉(zhuǎn)部分。在這種特定的磁盤驅(qū)動(dòng)器中，主軸電動(dòng)機(jī)在此轂套中。在圖1中，多個(gè)磁盤134連接在主軸轂套133上。在其它的磁盤驅(qū)動(dòng)器中，也可在轂套上連接單一的磁盤或者不同數(shù)量的磁盤。本文所述的發(fā)明可以用于帶有多個(gè)磁盤的磁盤驅(qū)動(dòng)器也可用于帶有單一磁盤的磁盤驅(qū)動(dòng)器。同樣，本文所述的發(fā)明既可用于主軸電動(dòng)機(jī)在轂套133中的磁盤驅(qū)動(dòng)器，又可用于主軸電動(dòng)機(jī)在轂套133下方的驅(qū)動(dòng)器。
除E塊122的底部和頂部的臂133外，E塊或梳狀組件122的每一個(gè)臂123都帶有兩個(gè)加載彈簧。在這種特定的磁盤驅(qū)動(dòng)器100中，由于這些臂是用于磁盤134組中底部磁盤的底面和頂部磁盤中的頂面，因此有一用于僅具有一個(gè)加載彈簧124的E塊122的頂部與底部的指狀物的一滑動(dòng)件。與若干加載彈簧124相連有若干包括磁性傳感器的滑動(dòng)件126，這些傳感器可磁化磁盤134的表面從而代表與存貯所需的數(shù)據(jù)。如同磁盤驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)領(lǐng)域中通常所知的，每一個(gè)磁盤均具有一系列其上可記錄磁性信息的同心的磁道。組合在其中的滑動(dòng)件126以及磁性傳感器在特定的磁盤134的表面上方移動(dòng)，從而使數(shù)據(jù)的磁性表示可以存貯在磁盤134上的任何磁道中。在這種特定的磁盤驅(qū)動(dòng)器100中，傳感器的動(dòng)作是繞致動(dòng)器軸118轉(zhuǎn)動(dòng)的。轉(zhuǎn)動(dòng)的致動(dòng)器臂組件120使得滑動(dòng)件126以及其中的傳感器在磁盤134的表面上方重新定位。
致動(dòng)器組件120具有一支點(diǎn)260，在傳感器150在磁盤134表面從一個(gè)磁道移向另一個(gè)磁道的尋道過(guò)程中，此支點(diǎn)繞軸118轉(zhuǎn)動(dòng)。致動(dòng)器120具有圍繞支點(diǎn)260的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JA。致動(dòng)器120在尋道過(guò)程中由音圈驅(qū)動(dòng)。當(dāng)切斷磁盤驅(qū)動(dòng)器100上的電源時(shí)，磁盤134停止轉(zhuǎn)動(dòng)而傳感器150回到磁盤表面。在本技術(shù)領(lǐng)域中已知的那樣，來(lái)自主軸的返回EMF(電動(dòng)力)通常被用來(lái)使致動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣當(dāng)傳感器150降落時(shí)，它就可位于磁盤134的降落區(qū)234的上。
致動(dòng)器同時(shí)還包括鎖定部件270。鎖定部件270通常位于致動(dòng)器120中與含有傳感器的端部相對(duì)的一端。當(dāng)磁盤驅(qū)動(dòng)器被切斷電源而傳感器停下時(shí)，鎖定部件270用于將致動(dòng)器與卡鎖機(jī)構(gòu)200鎖住?？ㄦi機(jī)構(gòu)200在鎖定部件270上施加一個(gè)鎖定力，從而可以在磁盤驅(qū)動(dòng)器100受到?jīng)_擊時(shí)，防止致動(dòng)器組件120在磁盤134的表面上轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖2至圖45示出了卡鎖機(jī)構(gòu)200的示范性的實(shí)施例的細(xì)節(jié)。卡鎖機(jī)構(gòu)200包括一卡鎖本體210。在此示范性的實(shí)施例中，卡鎖本體210為模制的塑料部件?；蛘?，卡鎖本體210也可以有一內(nèi)部的金屬核心和一表層模制的塑料外部。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，卡鎖本體210可以為具有一個(gè)核體和與核體相連的重量部分的二層本體，用于提供所需的重心以及關(guān)于本體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這將下文中加以解釋。
在此示范性的實(shí)施例中，卡鎖本體210包括一對(duì)臂305和306。臂305和306從本體210的中心支點(diǎn)219開(kāi)始延伸。支點(diǎn)219是卡鎖本體210在其上繞一樞銷220旋轉(zhuǎn)的心軸，它與磁盤驅(qū)動(dòng)器100的基座112相連。通常在臂305和306間的中心是一卡鎖部分310?？ㄦi部分310部分地由臂305中的一槽口或一壁311以及臂306中的一槽口或一壁312形成。卡鎖部分310設(shè)計(jì)為可與致動(dòng)器120的卡鎖件270嚙合。當(dāng)致動(dòng)器120轉(zhuǎn)到它的停止位置時(shí)，卡鎖件270嚙合鎖進(jìn)卡鎖部分310，從而可防止致動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)直至卡鎖解開(kāi)。
在此具代表性的實(shí)施例中，臂305包括一吸引件，例如一對(duì)鐵磁性的或磁性的球320和321。球320和321位于朝向臂305的一端。鐵磁件320和321被吸引到如連接在磁盤驅(qū)動(dòng)器100的基座112上的磁鐵130的一停止件上。在示范性的實(shí)施例中，磁鐵130是一永久性的磁鐵，當(dāng)球320和321稍微轉(zhuǎn)向它時(shí)，該磁鐵有足夠的強(qiáng)度吸引球320和321。由于致動(dòng)器上的鎖定部件270嚙合在鎖定部分310中且在卡鎖本體210上施加一個(gè)旋轉(zhuǎn)力，當(dāng)致動(dòng)器移向一停止位時(shí)上述情況會(huì)發(fā)生，從而使臂305稍微朝向磁鐵130轉(zhuǎn)動(dòng)且允許磁鐵130在球320和321上施加一吸引力。臂305包括一用于抵靠住磁鐵130的部分323，從而為卡鎖機(jī)構(gòu)提供了一停止位置。
臂306還包括一吸引件例如鐵磁性的球322。球322被吸引至一個(gè)例如磁鐵130的一停止部件。在示范性的實(shí)施例中，磁盤驅(qū)動(dòng)器包括用于吸引每一個(gè)臂的鐵磁性的球的一單個(gè)的磁體130?；蛘?，也可有兩個(gè)或更多個(gè)用于施加吸引力的分隔開(kāi)的磁鐵。當(dāng)球322與磁體接近到一個(gè)預(yù)定的距離時(shí)，磁體130具有足夠的吸力來(lái)吸引球322。通常，這在磁盤驅(qū)動(dòng)器100接通電源和音圈電動(dòng)機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器120時(shí)發(fā)生，會(huì)依次在卡鎖本體210上施加一啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)力。這種吸引作用使卡鎖本體210繞支點(diǎn)219轉(zhuǎn)動(dòng)，然后使卡鎖保持在一個(gè)打開(kāi)的位置。在不同的實(shí)施例中，在本發(fā)明的范圍內(nèi)為了打開(kāi)和關(guān)閉卡鎖200，永久磁體和/或電磁體和例如可磁化的球或其它鐵磁性件的吸引件還可有各種其它的替代結(jié)構(gòu)。
卡鎖本體210的形狀和設(shè)計(jì)，包括臂305、306以及球320-322，被設(shè)計(jì)成卡鎖本體210的重心盡可能地靠近地位于支點(diǎn)219上。這樣可使得卡鎖上的任何線性加速度或沖擊都不會(huì)導(dǎo)致本體轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，在圖2中，在磁盤驅(qū)動(dòng)器上施加一個(gè)沖擊力235。此力235會(huì)在卡鎖本體上產(chǎn)生直線性加速度分量和角加速度分量。如已知的那樣，一物體上一力的直線性分量會(huì)通過(guò)物體的重心起作用。由于本體210被設(shè)計(jì)成重心在支點(diǎn)219其上或附近，力的直線性分量將不會(huì)在本體上產(chǎn)生旋動(dòng)的作用。這將使卡鎖保持在一關(guān)閉的位置，防止致動(dòng)器120解開(kāi)。
卡鎖本體210的形狀和質(zhì)量還給了它一個(gè)圍繞它的支點(diǎn)219轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL。一物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是一物體抵抗繞給定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的量度。任何物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，例如卡鎖機(jī)構(gòu)或致動(dòng)器120，由遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線的每一個(gè)特定的質(zhì)量的距離的平方的積分所決定。從而，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量隨著質(zhì)量離開(kāi)旋轉(zhuǎn)軸而增加。在本系統(tǒng)中，卡鎖本體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL，被設(shè)計(jì)成與致動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JA乘以致動(dòng)器120和卡鎖本體210之間的齒輪速比GRL/A的乘積大致相等。換句話說(shuō)，JL≈JA×GRL/A。
兩物體之間的齒輪速比GRL/A表示兩個(gè)連接且轉(zhuǎn)動(dòng)件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的量。它定義為致動(dòng)器120的齒輪臂距離除卡鎖本體210的齒輪臂距離的比值?？ㄦi本體210的齒輪臂的距離是它的支點(diǎn)219和鎖定部件270與卡鎖本體鎖定部分310接觸點(diǎn)240(見(jiàn)圖2)間的距離。致動(dòng)器齒輪臂距離是從致動(dòng)器支點(diǎn)260到鎖定構(gòu)件與卡鎖本體鎖定部分接觸點(diǎn)240的距離。從而，齒輪速比GRL/A是這兩個(gè)距離的比值。
通過(guò)設(shè)計(jì)卡鎖本體210使得JL≈JA×GRL/A，本發(fā)明的致動(dòng)器機(jī)構(gòu)200，即使在受到來(lái)自任何方向的非常高的旋轉(zhuǎn)沖擊的情況下，也能保持致動(dòng)器組件120。例如參見(jiàn)圖2，作用在磁盤驅(qū)動(dòng)器上沖擊力235在卡鎖本體210和致動(dòng)器120上均會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)加速度α。此加速度由箭頭236和237表示。這些旋轉(zhuǎn)加速度在兩個(gè)物體上均會(huì)導(dǎo)致順時(shí)針?lè)较虻男D(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，這可以從為人熟知的方程式中得到轉(zhuǎn)矩＝J×α。
致動(dòng)器120上順時(shí)針轉(zhuǎn)矩傾向于使致動(dòng)器在磁盤134的表面上旋轉(zhuǎn)。然而，卡鎖機(jī)構(gòu)200使致動(dòng)器保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｖ聞?dòng)器組件120上的轉(zhuǎn)矩還意味了致動(dòng)器組件卡鎖件270在卡鎖本體210的點(diǎn)240處施加了一個(gè)打開(kāi)力。這個(gè)力在卡鎖本體210上產(chǎn)生了一個(gè)打開(kāi)轉(zhuǎn)矩T(打開(kāi))＝JA×α×GRL/A。然而，由于它自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在卡鎖本體210上還產(chǎn)生有一個(gè)閉合轉(zhuǎn)矩。這個(gè)閉合轉(zhuǎn)矩為T(閉合)＝JL×α。本技術(shù)領(lǐng)域中訓(xùn)練有素的人可以明白，為了使卡鎖保持閉合狀態(tài)JL≥JA×GRL/A?？梢宰⒁獾酱朋w130同樣也在卡鎖本體210上施加了一個(gè)閉合轉(zhuǎn)矩。然而，當(dāng)加速度非常高時(shí)，(也就是說(shuō)當(dāng)α非常大，例如大于25弧度/秒2)，靠磁體130的本身是不能克服致動(dòng)器120施加在卡鎖本體210上的打開(kāi)轉(zhuǎn)矩的。
如果在磁盤驅(qū)動(dòng)器100上施加一個(gè)不同的旋轉(zhuǎn)沖擊(例如圖2中的力238)，此時(shí)卡鎖與致動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)加速度α將會(huì)是逆時(shí)針的方向。在這種情況下，致動(dòng)器組件120由于它本身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量T(閉合)＝JA×α將會(huì)具有一閉合轉(zhuǎn)矩。同時(shí)，卡鎖本體會(huì)在致動(dòng)器120上施加一個(gè)打開(kāi)轉(zhuǎn)矩T(打開(kāi))＝JL×α÷GRL/A?？梢钥吹剑谶@種情況下最好為JL≤JA×GRL/A。從而為了設(shè)計(jì)一個(gè)使卡鎖能夠經(jīng)受得住兩個(gè)方向的沖擊，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)最好為JL≈JA×GRL/A。
從而有利的是，卡鎖本體210的質(zhì)量以及臂305和306的形狀和設(shè)計(jì)提供了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL，從而平衡了由致動(dòng)器臂在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上施加的轉(zhuǎn)矩。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，雖然在沒(méi)有接通電源時(shí)致動(dòng)器卡鎖需要將致動(dòng)器支保持在停止位置上，此卡鎖還需要當(dāng)磁盤驅(qū)動(dòng)器重新接上電源時(shí)能夠釋放致動(dòng)器。從而，人們不希望增加卡鎖的純機(jī)械的保持力，由于這樣在需要打開(kāi)會(huì)有困難。在本發(fā)明中，由卡鎖的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量提供閉合力，從而與常規(guī)情況相比無(wú)需更大的打開(kāi)力來(lái)打開(kāi)。
有利的是，本發(fā)明提供了一種磁盤驅(qū)動(dòng)器，它包括一易于制造和裝配的致動(dòng)器卡鎖，即使在磁盤驅(qū)動(dòng)器受到非常強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)沖擊和線性沖擊時(shí)卡鎖也可保持住致動(dòng)器。而當(dāng)驅(qū)動(dòng)器電源恢復(fù)時(shí)卡鎖可易于釋放開(kāi)。從而減少了傳感器對(duì)磁盤表面的損害。
圖5是一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示意圖。有利的是，本發(fā)明可方便地用于一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2000中。此計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2000還可以被稱為電子系統(tǒng)或信息操作系統(tǒng)，它包括了一中央處理單元，一存儲(chǔ)器以及一系統(tǒng)總線。信息操作系統(tǒng)包括一中央處理單元2004，一隨機(jī)存儲(chǔ)器2032以及用于中央處理單元2004和隨機(jī)存儲(chǔ)器2032通信連接的一系統(tǒng)總線2030。信息操作系統(tǒng)2002包括一磁盤驅(qū)動(dòng)裝置，此裝置包括如上所述的斜面(ramp)。信息操作系統(tǒng)2002還可以包括一輸入/輸出總線2010以及若干設(shè)備外圍設(shè)備，如2012、2014、2016、2018、2020以及2022可以與輸入/輸出總線相連。外圍設(shè)備可以包括硬盤驅(qū)動(dòng)器、磁電動(dòng)機(jī)光學(xué)驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器、監(jiān)視器、鍵盤以及其它的外圍設(shè)備。任何種類的磁盤驅(qū)動(dòng)器可以使用上述用于在磁盤表面降落或提起滑動(dòng)件的方法。
總之，用于在一停止位中鎖定磁盤驅(qū)動(dòng)器100的致動(dòng)器組件120的一卡鎖機(jī)構(gòu)200?？ㄦi機(jī)構(gòu)包括一具有與磁盤驅(qū)動(dòng)器100連接成一體的一樞銷200上可轉(zhuǎn)動(dòng)的支點(diǎn)219的卡鎖本體210，卡鎖本體210具有一與支點(diǎn)219大致接近的重心，卡鎖本體具有一轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL，此轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與致動(dòng)器120的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JA與位于卡鎖本體210和致動(dòng)器120的齒輪速比GRL/A的乘積大致相等。
在其它的實(shí)施例中，卡鎖本體210包括在支點(diǎn)219處相接的一對(duì)臂305和306，以及用于與致動(dòng)器120鎖定的卡鎖部分310。
在一個(gè)實(shí)施例中，磁盤驅(qū)動(dòng)器10包括一基座112以及與基座旋轉(zhuǎn)連接的一致動(dòng)器120。致動(dòng)器120包括連接在一端的一卡鎖件270以及連接在另一端的傳感器150。致動(dòng)器120具有繞支點(diǎn)260的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JA。磁盤驅(qū)動(dòng)器100還具有一個(gè)用于在停止位置鎖定致動(dòng)器120的卡鎖機(jī)構(gòu)200?？ㄦi機(jī)構(gòu)200包括具有支點(diǎn)219的卡鎖本體210，支點(diǎn)219可旋轉(zhuǎn)地位于與基座112一體連接的樞銷220上?？ㄦi本體210具有大致接近支點(diǎn)219的重心以及繞支點(diǎn)219的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL。JL和致動(dòng)器120的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JA與位于卡鎖本體210和致動(dòng)器120之間的齒輪速比GRL/A的乘積大致相等。
在一個(gè)實(shí)施例中，磁盤驅(qū)動(dòng)器100包括一受到旋轉(zhuǎn)沖擊的致動(dòng)器120以一卡鎖200，卡鎖具有可在致動(dòng)器受到旋轉(zhuǎn)沖擊時(shí)抵消由致動(dòng)器120施加在卡鎖200上的一打開(kāi)轉(zhuǎn)矩裝置。
必須理解的是，上述敘述旨在說(shuō)明而不是限制性的。閱讀了上述描述后，本技術(shù)領(lǐng)域中的訓(xùn)練有素的技術(shù)人員可以顯而易見(jiàn)地得到許多其它的實(shí)施例。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求書和等價(jià)物決定，
權(quán)利要求
1.一種用于在停止位置中鎖定磁盤驅(qū)動(dòng)器的致動(dòng)器的卡鎖機(jī)構(gòu)，包括一具有在與磁盤驅(qū)動(dòng)器一體連接的樞銷上可轉(zhuǎn)動(dòng)的支點(diǎn)的卡鎖本體，卡鎖本體具有一大致接近支點(diǎn)的重心，卡鎖本體具有的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與致動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和卡鎖本體與致動(dòng)器間的齒輪速比的乘積大致相等。
2.如權(quán)利要求1所述的卡鎖機(jī)構(gòu)，其特征在于，卡鎖本體還包括一對(duì)在支點(diǎn)處相連的臂。
3.如權(quán)利要求2所述的卡鎖機(jī)構(gòu)，其特征在于，卡鎖本體包括一用于鎖定致動(dòng)器的鎖定部分。
4.如權(quán)利要求1所述的卡鎖機(jī)構(gòu)，還包括一基座、與基座相連的樞銷。
5.如權(quán)利要求1所述的卡鎖機(jī)構(gòu)，其特征在于，卡鎖本體還包括一對(duì)在支點(diǎn)處相連的臂，每一臂包括一鐵磁性的球。
6.如權(quán)利要求5所述的卡鎖機(jī)構(gòu)，還包括一與磁盤驅(qū)動(dòng)器相連的、用于吸引鐵磁性球的磁體。
7.如權(quán)利要求1所述的卡鎖機(jī)構(gòu)，其特征在于，卡鎖本體包括一用于與致動(dòng)器鎖定的鎖定部分，齒輪速比等于用從致動(dòng)器支點(diǎn)到鎖定部分的第二距離除從卡鎖本體支點(diǎn)到鎖定部分的第一距離。
8.磁盤驅(qū)動(dòng)器包括一基座；一在致動(dòng)器支點(diǎn)處與基座相連的致動(dòng)器，致動(dòng)器具有第一端與第二端，致動(dòng)器包括連接在致動(dòng)器第一或第二端之中的一端的一卡鎖件，以及連接在致動(dòng)器第一或第二端之中的另一端的一傳感器，致動(dòng)器圍繞致動(dòng)器支點(diǎn)的一轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；以及卡鎖機(jī)構(gòu)包括具有一鎖定部分的卡鎖本體，卡鎖部分適宜用于與致動(dòng)器鎖定構(gòu)件嚙合，卡鎖本體在卡鎖本體的支點(diǎn)處與基座相連，卡鎖本體具有大致接近卡鎖本體支點(diǎn)的重心，卡鎖本體圍繞卡鎖本體支點(diǎn)的一轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，卡鎖本體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和致動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與致動(dòng)器與卡鎖本體之間的齒輪速比的乘積大致相等。
9.如權(quán)利要求8所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，卡鎖本體是模制的塑料材料。
10.如權(quán)利要求8所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，卡鎖本體包括表層模制有塑料材料的一金屬核心。
11.如權(quán)利要求8所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，卡鎖本體包括一對(duì)臂，此對(duì)臂中的每一個(gè)至少包括一鐵磁性構(gòu)件。
12.如權(quán)利要求11所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，還包括一與磁盤驅(qū)動(dòng)相連的、用于吸引鐵磁性構(gòu)件的磁體。
13.如權(quán)利要求12所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，卡鎖本體具有鐮刀形狀。
14.如權(quán)利要求8所述磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，齒輪速比為用致動(dòng)器齒輪臂距離除卡鎖齒輪臂距離，致動(dòng)器齒輪臂距離是從致動(dòng)器支點(diǎn)到鎖定構(gòu)件與卡鎖本體鎖定部分接觸的一點(diǎn)的距離，卡鎖本體齒輪臂距離是從卡鎖本體支點(diǎn)到鎖定構(gòu)件與卡鎖本體鎖定部分接觸的一點(diǎn)的距離。
15.如權(quán)利要求8所述磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，還包括一個(gè)或更多個(gè)與基座相連的、用于停止卡鎖本體的停止構(gòu)件。
16.如權(quán)利要求8所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，還包括與基座相連的、用于在其上轉(zhuǎn)動(dòng)卡鎖本體的樞銷。
17.如權(quán)利要求8所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，卡鎖本體包括在其間具有卡鎖本體支點(diǎn)的一第一臂與一第二臂。
18.如權(quán)利要求17所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，卡鎖本體的卡鎖部分大致位于第一臂與第二臂之間。
19.磁盤驅(qū)動(dòng)器包括一受到旋轉(zhuǎn)沖擊的致動(dòng)器；以及一具有一種裝置的卡鎖，該裝置用于當(dāng)致動(dòng)器受到旋轉(zhuǎn)沖擊時(shí)可抵消由致動(dòng)器施加在卡鎖上的一打開(kāi)的轉(zhuǎn)矩。
全文摘要
一種用于在停留位置鎖定磁盤驅(qū)動(dòng)器的致動(dòng)器組件的卡鎖機(jī)構(gòu)?？ㄦi機(jī)構(gòu)包括一卡鎖本體,它具有在與磁盤驅(qū)動(dòng)器整體相連的樞銷上可轉(zhuǎn)動(dòng)的支點(diǎn),以及具有大致在支點(diǎn)附近的重心?？ㄦi本體具有與致動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J
文檔編號(hào)G11B21/22GK1348584SQ00806617
公開(kāi)日2002年5月8日 申請(qǐng)日期2000年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月21日
發(fā)明者E·羅, J·W·尼克爾斯, J·D·斯特里克林, S·S·?？说? R·L·伍德, N·F·米紹 申請(qǐng)人:西加特技術(shù)有限責(zé)任公司