專利名稱：負(fù)壓空氣潤滑承載浮動(dòng)塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝磁換能器的磁記錄裝置中的負(fù)壓空氣潤滑承載浮動(dòng)塊，更具體地說，涉及提高飛行穩(wěn)定性的浮動(dòng)塊。
在磁記錄裝置中，浮動(dòng)塊通過利用空氣作為潤滑劑在盤上飛行。

圖1示出了硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)的結(jié)構(gòu)作為磁記錄裝置的例子。
參考附圖，在硬盤驅(qū)動(dòng)器10的驅(qū)動(dòng)裝置中，盤11置于旋轉(zhuǎn)的主軸馬達(dá)12上，負(fù)壓空氣潤滑承載浮動(dòng)塊14附加在懸臂15上以對應(yīng)于磁盤11。負(fù)壓空氣潤滑承載浮動(dòng)塊14被繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的致動(dòng)器16所移動(dòng)，使浮動(dòng)塊14移動(dòng)到盤11的磁道13上要求的位置。盤11被用作記錄介質(zhì)，具有圓形，不同的信息被記錄在每一磁道13上。于是，要獲得所需的信息，浮動(dòng)塊14移動(dòng)以尋找盤11上相應(yīng)的磁道。在此，根據(jù)磁道13的位置，浮動(dòng)塊14的線速度和斜交角變化，從而飛行高度、俯仰角、橫搖角變化。
參考圖2A、2B和2C，由于盤11的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的線速度25在具有不同半徑的每一磁道上正比于盤11的半徑而改變。由此，浮動(dòng)塊14的飛行姿態(tài)，即飛行高度21、俯仰角22、橫搖角23，根據(jù)每一軌道的位置而改變。
飛行高度21表示在用于記錄/重現(xiàn)信息的磁換能器26的位置上浮動(dòng)塊14和盤11之間的高度。俯仰角22表示由浮動(dòng)塊14的長度方向與盤11的表面構(gòu)成的角。橫搖角23表示由浮動(dòng)塊14的寬度方向與盤11的表面構(gòu)成的角。斜交角24表示盤11的磁道的切線與浮動(dòng)塊14的長度方向構(gòu)成的角。斜交角24極大地影響承載壓力的產(chǎn)生，于是飛行姿態(tài)，即飛行高度21、俯仰角22、和橫搖角23，根據(jù)盤11的半徑改變很大。
由于對于飛行高度，常規(guī)上需要大約2-3微英寸或更高，即使飛行高度的改變量大一些，這種改變也不影響信息的記錄與再現(xiàn)。然而，由于近來飛行高度降低到1微英寸或更低，飛行高度的改變范圍變小，并且需要穩(wěn)定的飛行。當(dāng)飛行高度的改變范圍很大時(shí)，信息的記錄與再現(xiàn)困難，并且時(shí)常造成浮動(dòng)塊與盤之間的碰撞，所以整個(gè)系統(tǒng)的耐用性和可靠性降低。
磁頭寫入場(Hw)與記錄介質(zhì)的矯頑力(Hc)之間的關(guān)系由下式表示。
Hw＝a×Hc [等式1]等式1中，設(shè)記錄介質(zhì)的矯頑力固定，則磁頭寫入場的大小決定于a值。當(dāng)a值減小時(shí)，磁頭寫入場降低。這意味著具有小的寫入場的磁頭能夠有效地在記錄介質(zhì)上記錄信息。a值與飛行高度有關(guān)，即浮動(dòng)塊與盤之間的間隙。因此，a值可以通過降低飛行高度而降低。當(dāng)飛行高度降低時(shí)，涉及記錄密度的存儲單元的尺寸降低，于是可以存儲大量的信息。
隨著飛行高度降低而記錄密度增加的同時(shí)，由于外來干擾，例如外部沖擊而使浮動(dòng)塊碰撞磁盤的可能性增大。為防止此問題，已經(jīng)建議了各種浮動(dòng)塊的形狀。
圖3示出了具有傳統(tǒng)形狀的浮動(dòng)塊的結(jié)構(gòu)，其公開在美國專利號3,823,416中，與圖2A、2B和2C中所示的一樣。
參考圖3，具有斜坡32a的軌體31a形成在浮動(dòng)塊底表面兩側(cè)，沿長度方向彼此平行。具有這種形狀的浮動(dòng)塊基本上用于磁記錄裝置的原始類型，稱作斜平式(TF)浮動(dòng)塊(taper flat slider)。這種浮動(dòng)塊的不利之處在于飛行高度、俯仰角、和橫搖角相對于如上參考附圖2A、2B和2C所述的盤的線速度和斜交角的變化改變非常大。由于磁換能器26位于浮動(dòng)塊背面一個(gè)軌體的后面，飛行高度不僅受俯仰角變化的極大影響，而且受橫搖角變化的極大影響，所以很難相對于盤的半徑保持恒定的飛行高度。
盡管有上述問題，使用斜平式浮動(dòng)塊的理由如下。首先，由于主要使用線性致動(dòng)器代替旋轉(zhuǎn)式致動(dòng)器，因此不必考慮斜交角的影響。其次，由于飛行高度在4微英寸或更高，即使相對于盤的半徑飛行高度的變化量很大，信息的記錄與再現(xiàn)也不受太大影響。
圖4示出了公開在美國專利號5,473,485中的浮動(dòng)塊的結(jié)構(gòu)。參考圖4，在浮動(dòng)塊的前側(cè)具有斜坡32b的軌體31b在浮動(dòng)塊底表面兩側(cè)向浮動(dòng)塊的中部形成。一個(gè)墊塊33b形成在浮動(dòng)塊的后側(cè)的中間。具有上述結(jié)構(gòu)的浮動(dòng)塊被稱作三墊式浮動(dòng)塊(tri-pad slider)，與傳統(tǒng)的斜平式浮動(dòng)塊相比展現(xiàn)出穩(wěn)定的飛行姿態(tài)。
然而，隨著高密度記錄裝置的需求增加，浮動(dòng)塊與盤之間的飛行高度急劇減小到2微英寸或更小。已經(jīng)建議一種相對于外來干擾能夠保持穩(wěn)定的飛行姿態(tài)的產(chǎn)生負(fù)壓力的浮動(dòng)塊。
圖5示出了公開在美國專利號3,855,625中的負(fù)壓空氣潤滑承載浮動(dòng)塊，稱作零負(fù)荷浮動(dòng)塊(zero-load slider)。
參考圖5，軌體31c形成在浮動(dòng)塊底表面兩側(cè)，彼此平行。兩個(gè)軌體31c之間的中間部分形成橋35c以將兩個(gè)軌體31c之間的空間分為一個(gè)正壓空間部分33c和一個(gè)負(fù)壓空間部分34c。
具有上述結(jié)構(gòu)的負(fù)壓浮動(dòng)塊的特征如下。在盤上抬起浮動(dòng)塊的正壓產(chǎn)生于正壓空間部分33c。相應(yīng)于正壓的負(fù)壓產(chǎn)生于負(fù)壓空間部分34c空氣承載表面(ABS)之間。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于負(fù)壓空間部分34c產(chǎn)生的負(fù)壓而產(chǎn)生朝向磁盤的吸力，于是形成了空氣承載的極大抗擾性，同時(shí)具有輕的外負(fù)荷。然而，在這樣的負(fù)壓浮動(dòng)塊中，由于根據(jù)斜交角的變化產(chǎn)生極大的橫搖角的變化量，安裝磁換能器26的位置處的飛行高度被極大的影響，所以不能正當(dāng)?shù)剡M(jìn)行記錄/再現(xiàn)。還有，在例如尋道移動(dòng)或電光負(fù)荷等相對于側(cè)滾的變化很大的情況下，側(cè)滾方向的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性減低。
為獲得穩(wěn)定的飛行特征，需要滿足下列條件。
首先，飛行高度必須保持相對于盤的半徑恒定。即不論從內(nèi)側(cè)向外側(cè)的整個(gè)盤的區(qū)域氣流速度和斜交角的變化如何，浮動(dòng)塊的飛行高度不能變化。由于飛行高度近來非常低(低于1微英寸)，這個(gè)條件應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格滿足。
其次，不論磁盤的半徑位置，浮動(dòng)塊造成的俯仰角大小應(yīng)包含在適當(dāng)范圍內(nèi)。如果俯仰角過小，會(huì)產(chǎn)生浮動(dòng)塊的前部與盤之間的碰撞，導(dǎo)致盤的嚴(yán)重?fù)p壞。還有，不能得到充分的楔形效應(yīng)，使得在操作中產(chǎn)生浮動(dòng)塊被吸向盤的動(dòng)態(tài)靜摩擦。當(dāng)俯仰角過大時(shí)，不能充分保持空氣承載的抗擾性，于是浮動(dòng)塊的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性降低。
第三，在盤的整個(gè)范圍內(nèi)沿徑向浮動(dòng)塊橫搖角的變化應(yīng)當(dāng)小。由于飛行高度是在浮動(dòng)塊的后部中心測量的，飛行高度不會(huì)因橫搖角變化很大。然而，考慮到沿橫滾方向相對于外部力矩的尋道和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，橫搖角應(yīng)當(dāng)總是穩(wěn)定的小值。
最后第四點(diǎn)，通過提供使負(fù)壓充分產(chǎn)生的形狀，空氣承載的抗擾性最大化。為了相對于磁記錄裝置組裝中的誤差、懸臂負(fù)載大小的誤差、和制造空氣承載表面中的誤差，最小化飛行高度的變化，空氣承載的抗擾性應(yīng)當(dāng)最大化。
為解決上述問題，本發(fā)明的第一個(gè)目的為提供一種負(fù)壓空氣潤滑承載浮動(dòng)塊，其中在盤的全部區(qū)域中飛行高度保持一致。
本發(fā)明的第二個(gè)目的為提供一種負(fù)壓空氣潤滑承載浮動(dòng)塊，其中在盤的全部區(qū)域中俯仰角保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。
本發(fā)明的第三個(gè)目的為提供一種負(fù)壓空氣潤滑承載浮動(dòng)塊，其中在盤的全部區(qū)域中橫搖角的大小最小化。
本發(fā)明的第四個(gè)目的為提供一種負(fù)壓空氣潤滑承載浮動(dòng)塊，其相對于外部干擾和尋道提供動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。
本發(fā)明的第五個(gè)目的為提供一種負(fù)壓空氣潤滑承載浮動(dòng)塊，其使侵入磁盤-磁頭界面(HDI)的污染物顆粒的量最小化，有效地防止侵入的污染物顆粒在負(fù)壓凹進(jìn)部分中的積累。
于是，為取得上述目標(biāo)，提供一種負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊，包括塊體，沿記錄信息的盤的磁道在第一方向飛行，同時(shí)被抬起預(yù)定的高度；多個(gè)軌體，提供在對應(yīng)于盤的表面的塊體的底部；進(jìn)氣通道，布置在沿第一方向上塊體的底部，并且在浮動(dòng)塊的前導(dǎo)端部分有一個(gè)進(jìn)氣部，在塊體的內(nèi)側(cè)有一個(gè)排氣部；以及一對負(fù)壓凹進(jìn)部分，提供在進(jìn)氣通道的排氣部，相對于進(jìn)氣通道被設(shè)置在沿垂直于第一方向的第二方向。
本發(fā)明中優(yōu)選一個(gè)第一軌座，具有W形狀，位于沿第一方向浮動(dòng)塊的前側(cè)，包圍所述一對負(fù)壓凹進(jìn)部分，并且具有一個(gè)突出部分，該突出部分在浮動(dòng)塊的中間沿兩個(gè)負(fù)壓凹進(jìn)部分之間延伸，并且對應(yīng)于每一個(gè)負(fù)壓凹進(jìn)部分的第一軌體提供在第一軌座上。
本發(fā)明中優(yōu)選突出部分的上表面配置為低于第一軌體，并且進(jìn)氣通道提供在突出部分的上表面上。
本發(fā)明中優(yōu)選第一軌體形成在第一軌座的上表面的一部分上，并且一個(gè)前階梯部分提供在第一軌座的上表面上第一軌體的前導(dǎo)端部分。
本發(fā)明中優(yōu)選第一軌體形成在第一軌座的上表面的一部分上，并且一個(gè)后階梯部分提供在第一軌座的上表面上在第一軌體的后面面向負(fù)壓凹進(jìn)部分。
本發(fā)明中優(yōu)選第二軌座以恒定的間隔提供在第一軌座的兩側(cè)的每一個(gè)的后面，并且第二軌體提供在第二軌座的每一個(gè)上。
本發(fā)明中優(yōu)選第三軌體提供在兩個(gè)第二軌體之間。
本發(fā)明中優(yōu)選第二軌體與塊體的后端隔開預(yù)定的距離。
本發(fā)明中優(yōu)選一個(gè)傾斜部分形成在第一軌座前側(cè)的兩邊的每一個(gè)角隅處。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，為達(dá)到上述目標(biāo)，提供一種負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊，包括一個(gè)塊體；一個(gè)第一軌體，提供在沿第一方向塊體的前導(dǎo)端部分，其具有配置在沿第一方向兩側(cè)的一對第一部分，沿第二方向的一個(gè)第二部分，其兩端與第一部分的前導(dǎo)端部分相連接，以及沿第一方向提供在第二部分的中間部分的一個(gè)進(jìn)氣通道，其中一對負(fù)壓凹進(jìn)部分在第一部分與第二部分之間的內(nèi)部空間以預(yù)定的間隔相對于進(jìn)氣通道提供在沿第二方向的兩側(cè)；以及一對第二軌體，提供在沿第一方向浮動(dòng)塊的塊體的后面的兩側(cè)。
本發(fā)明中優(yōu)選一個(gè)第三軌體位于沿第一方向后側(cè)的中間部分，插入在兩個(gè)第二軌體之間。
本發(fā)明中優(yōu)選第一軌體具有一個(gè)在其中間部分具有預(yù)定高度的突出部分，并且其形成在第一軌座兩側(cè)上，第一軌座具有W形狀并包圍負(fù)壓凹進(jìn)部分，進(jìn)氣通道提供在第一軌座的突出部分的上表面上。
本發(fā)明中優(yōu)選第一軌體形成在第一軌座的上表面的一部分上，并且一個(gè)階梯部分通過第一軌座的不形成第一軌體的上表面形成在第一軌體的任何前側(cè)與后側(cè)處。
本發(fā)明中優(yōu)選突出部分的長度具有不大于塊體長度的70％的值。
本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)通過對下面參考附圖優(yōu)選實(shí)施例的描述將變得更加明確，其中圖1示出了典型的硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平面圖；圖2A-2C示出了磁頭-磁盤界面圖，其中圖2A為透視圖，圖2B為側(cè)視圖，圖2C為后視圖；圖3示出了常規(guī)斜平式浮動(dòng)塊的透視圖；圖4示出了常規(guī)三墊式浮動(dòng)塊的透視圖；圖5示出了零負(fù)荷浮動(dòng)塊的透視圖，其為一種常規(guī)負(fù)壓空氣潤滑浮動(dòng)塊；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的結(jié)構(gòu)特征；圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的透視圖；圖7B示出了圖7A的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的平面圖；圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的透視圖；圖8B示出了圖8A的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的平面圖；圖9示出了提供在按照本發(fā)明的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的前階梯部分的寬度A的變化與在磁盤上每一軌道位置處飛行高度的變化的關(guān)系圖；圖10示出了提供在按照本發(fā)明的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的前階梯部分的寬度A的變化與在磁盤上每一軌道位置處俯仰角的變化的關(guān)系圖；圖11示出了提供在按照本發(fā)明的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的前階梯部分的寬度A的變化與在磁盤上每一軌道位置處橫搖角的變化的關(guān)系圖；圖12A示出了根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的透視圖；圖12B示出了圖12A的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的平面圖；圖13示出了飛行高度的變化和如圖12A與12B所示根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊中的突出部分的長度B的變化之間的關(guān)系；圖14示出了俯仰角的變化和如圖12A與12B所示根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊中的突出部分的長度B的變化之間的關(guān)系；圖15示出了橫搖角的變化和如圖12A與12B所示根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊中的突出部分的長度B的變化之間的關(guān)系；圖16示出了根據(jù)本發(fā)明第四個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的平面圖；圖17示出了根據(jù)本發(fā)明第五個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的平面圖；圖18示出了根據(jù)本發(fā)明第六個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的平面圖；圖19A示出了根據(jù)本發(fā)明的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊中壓力分布的三維圖；圖19B示出了根據(jù)本發(fā)明的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊中壓力分布的二維圖；圖20示出了相對于盤的半徑，三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和本發(fā)明的浮動(dòng)塊的飛行高度；圖21示出了相對于盤的半徑，三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和本發(fā)明的浮動(dòng)塊的俯仰角；圖22示出了相對于盤的半徑，三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和本發(fā)明的浮動(dòng)塊的橫搖角；
圖23示出了當(dāng)有一個(gè)沖擊作用到三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊時(shí)，浮動(dòng)塊的飛行高度的相對值的變化圖；圖24示出了當(dāng)有一個(gè)沖擊作用到三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊時(shí)，浮動(dòng)塊的俯仰角的相對值的變化圖；圖25示出了當(dāng)有一個(gè)沖擊作用到三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊時(shí)，浮動(dòng)塊的橫搖角的相對值的變化圖；圖26示出了對于三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊，在尋道期間浮動(dòng)塊飛行高度的變化圖；圖27示出了對于三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊，在尋道期間浮動(dòng)塊俯仰角的變化圖；圖28示出了對于三種不同的傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊，在尋道期間浮動(dòng)塊橫搖角的變化圖。
參考圖6，根據(jù)本發(fā)明的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊包括塊體300，當(dāng)以預(yù)定高度沿記錄信息的磁盤磁道飛行時(shí)，其沿第一方向飛行。在此，飛行意指被磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的正壓所抬起的塊體300具有相對速度，同時(shí)與磁盤磁道保持預(yù)定的距離。實(shí)際上，塊體300被懸臂和特別是，當(dāng)磁盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，對應(yīng)該塊體300的磁道所支撐。在塊體300的前導(dǎo)部分的中部，平行于第一方向的上游位置提供一進(jìn)氣通道350。進(jìn)氣通道350的進(jìn)氣部分面朝塊體300的前端，而在下游位置的進(jìn)氣通道350的排氣部分面朝塊體300的內(nèi)部。作為空氣流動(dòng)通路的進(jìn)氣通道350由下面描述的軌體提供。一對負(fù)壓凹進(jìn)部分340提供在塊體300的底部。負(fù)壓凹進(jìn)部分340沿與第一方向垂直的第二方向以特定的間隔布置。在此，第二方向是沿此進(jìn)行尋道的方向。這些負(fù)壓凹進(jìn)部分340布置在靠近于沿第一方向布置的進(jìn)氣通道350的排氣部分。負(fù)壓凹進(jìn)部分340可以保持橫搖角沿尋道方向穩(wěn)定，特別是，相對于外部干擾，空氣承載的抗擾性增強(qiáng)了。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例采用上述概念的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的結(jié)構(gòu)。
圖7A和7B示出了根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊。參閱附圖，五個(gè)用于產(chǎn)生正壓的軌體310，310，370，370，和330以及用于產(chǎn)生負(fù)壓的一對負(fù)壓凹進(jìn)部分340提供在根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊的塊體300的底部。
浮動(dòng)塊的塊體300具有面向磁盤的潤滑表面且潤滑表面由軌體和凹進(jìn)部分構(gòu)成。該潤滑表面由第一、第二和第三軌體310、370和330形成。
提供一對第一軌體310，這兩個(gè)軌體310在塊體300的側(cè)部沿浮動(dòng)塊的縱向形成較長以便形成負(fù)壓凹進(jìn)部分。第一軌體310形成在大致成凹壁形的第一軌座380上。
詳細(xì)地，一對第一軌體310配置在塊體300的前導(dǎo)部，進(jìn)氣通道350提供在兩個(gè)第一軌體310之間。第一軌體310和進(jìn)氣通道350形成在第一軌座380上，第一軌座380以預(yù)定高度形成在塊體300上。第一軌座380具有W形狀，可以認(rèn)為其為第一軌體310的一部分。第一軌座380提供了被充分地與適當(dāng)?shù)卣{(diào)整過的負(fù)壓凹進(jìn)部分340。一個(gè)突出部分360在兩個(gè)負(fù)壓凹進(jìn)部分340之間從第一軌座380延伸預(yù)定長度，在空間上分離兩個(gè)負(fù)壓凹進(jìn)部分340，使得每一個(gè)負(fù)壓凹進(jìn)部分340中的壓力可以適當(dāng)?shù)乇３帧?br> 在五個(gè)用于產(chǎn)生正壓的軌體中，位于前導(dǎo)部分的第一軌體310保持俯仰角的均衡以防止與盤相碰。第二軌體370位于第一軌體的后面。第二軌體370通過增加浮動(dòng)塊的橫搖過穩(wěn)增加側(cè)滾穩(wěn)定性。第三軌體330提供在第二軌體370和用于記錄/再現(xiàn)信息的磁換能器26之間，磁換能器26裝在第三軌體33的一側(cè)。第二軌體370和第三軌體330分別形成在具有預(yù)定的高度的第二和第三軌座381和382的表面上，每一個(gè)如同第一軌體310一樣處在預(yù)定的區(qū)域。
第一軌體310、第二軌體370、第三軌體330分別形成在軌座380、381和382上，占據(jù)比軌座380、381和382較小的區(qū)域。在第一、第二、和第三軌體310、370和330附近的狹小區(qū)域形成了階梯部分320、321和322。階梯部分320、321和322形成充分包圍各軌體310、370和330，利用楔形效應(yīng)提供壓力形成機(jī)制。通過采用這些步驟，浮動(dòng)塊的制造比起常規(guī)的斜坡機(jī)械加工來得容易，并且斜坡加工期間產(chǎn)生的制造誤差可以最小化。
負(fù)壓凹進(jìn)部分340基本上被突出部分360劃分為兩個(gè)部分，突出部分360從位于第一軌座380上的階梯部分320向浮動(dòng)塊的后端延伸。通過形成這兩個(gè)負(fù)壓凹進(jìn)部分340，不管斜交角如何變化而產(chǎn)生大的吸力使浮動(dòng)塊變得更穩(wěn)定。
第二軌體370通過階梯部分321的楔形效應(yīng)產(chǎn)生足夠的正壓，提高了橫滾方向的穩(wěn)定性。由階梯部分322包圍的在后端部分的第三軌體330產(chǎn)生足夠的壓力。當(dāng)飛行高度過低時(shí)，第三軌體330產(chǎn)生很大的壓力使得產(chǎn)生很大的排斥力，從而浮動(dòng)塊被抬高。
根據(jù)本發(fā)明，通過第一軌體310和在后端的第二軌體370形成四個(gè)穩(wěn)定壓力使得浮動(dòng)塊保持較穩(wěn)定的飛行抗擾性。由于負(fù)壓凹進(jìn)部分340產(chǎn)生很大的負(fù)壓，保持了空氣承載的很大的抗擾性。
在上述結(jié)構(gòu)中，軌體和軌座相對于塊體沿第一方向?qū)ΨQ形成。在某些情況下，軌體和軌座不對稱形成也是可能的。
如圖7A和7B所示，第二軌座381與塊體300的后端部分保持預(yù)定的距離。第一軌座380不延伸到塊體300的隅角，形成第一軌座380的相對于第一方向傾斜的傾斜部分380a。由此，即使整個(gè)塊體300發(fā)生傾滾作用，也能防止第一軌座380與盤之間的碰撞。進(jìn)入磁盤與塊體之間部分包括負(fù)壓凹進(jìn)部分340的污染物的量減少了。
如上所述，大多數(shù)正壓產(chǎn)生于浮動(dòng)塊的四個(gè)角310和370，而負(fù)壓產(chǎn)生于浮動(dòng)塊的中心部分負(fù)壓凹進(jìn)部分340之所在。上述產(chǎn)生的壓力使得不論在盤上的軌道位置如何，浮動(dòng)塊的飛行高度21，俯仰角22，橫搖角23的變化量最小化。保持很低的飛行高度而同時(shí)獲得穩(wěn)定的飛行姿態(tài)提供了磁頭-磁盤界面的可靠性。
圖8A與8B示出了根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊。在此，相同標(biāo)記用于圖6A與6B所描述的相同部件，除了鄰近負(fù)壓凹進(jìn)部分340的一個(gè)階梯部分323。以前描述的部件不再贅述。
在如圖8A與8B所示的第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，提供在如圖7A、7B所示的第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的第一軌座380上的突出部分360稍有變化，加上了形成在第一軌座380內(nèi)側(cè)并靠近負(fù)壓凹進(jìn)部分340的一個(gè)內(nèi)階梯部分323。
在第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，形成在第一軌體后面而靠近負(fù)壓凹進(jìn)部分340的第一軌座380的內(nèi)階梯部分323使由于負(fù)壓凹進(jìn)部分340處壓力的迅速變化產(chǎn)生的細(xì)小污染顆粒的積累減至最小。
圖9-11示出了浮動(dòng)塊相對于本發(fā)明第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中內(nèi)階梯部分323的寬度A的飛行特性。
如圖9-11所示，隨著寬度A增加，負(fù)壓凹進(jìn)部分340中產(chǎn)生的負(fù)壓減小，使得飛行高度、俯仰角、橫搖角同時(shí)增加。因此，寬度A不應(yīng)過大，合適的寬度A限于兩個(gè)第一軌體310之間的距離310T的25％以內(nèi)。在圖9-11中，ID(內(nèi)徑)，MD(中徑)，OD(外徑)分別表示存儲磁信息的磁盤的最內(nèi)直徑、中間直徑和最外直徑。
圖12A與12B示出了根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊。該優(yōu)選實(shí)施例基本上與第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例具有相同的結(jié)構(gòu)，除了突出部分360’。如圖所示，從提供在第一軌座380的外側(cè)的階梯部分320延伸的突出部分360’比上述第一和第二優(yōu)選實(shí)施例的突出部分360長。突出部分360’分離了負(fù)壓凹進(jìn)部分340，而相對于該長度壓力并沒有多少變化。
圖13-15示出了浮動(dòng)塊相對于突出部分360’的長度B的飛行特性。如圖所示，飛行高度和俯仰角沒有多少變化，但隨著突出部分360’的長度B的增加，橫搖角的差異按照盤的半徑而增加。當(dāng)突出部分360’與位于后端部分中間的階梯部分322相連接時(shí)，在OD位置的飛行高度急劇增加，在OD位置的橫搖角急劇下降?？紤]到所有的飛行特性，突出部分360’的長度B在浮動(dòng)塊的長度的70％以內(nèi)是合適的。在圖13-15中，ID(內(nèi)徑)，MD(中徑)，OD(外徑)分別表示存儲磁信息的磁盤的最內(nèi)直徑、中間直徑和最外直徑。
圖16與17示出了根據(jù)本發(fā)明第四個(gè)和第五個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊，其中顯示了非對稱浮動(dòng)塊結(jié)構(gòu)。如圖16和17所示，每個(gè)軌座和每個(gè)其上表面上形成的軌體可以相對于沿第一方向的X-X線不對稱地形成。這是為了相對于X-X線兩側(cè)非對稱地調(diào)整正壓量和負(fù)壓量，并且可以修改為各種形狀。不對稱結(jié)構(gòu)可以適用于形成在塊體300上的所有部件，特別是，適用于上述第一至第三優(yōu)選實(shí)施例提到的部件。
圖18示出了一個(gè)具有如圖16和17所示的非對稱結(jié)構(gòu)的浮動(dòng)塊，其中形成在塊體上的軌座和軌體的邊緣部分形成為彎曲的。上述彎曲地形成軌座和軌體的邊緣部分可以適用于所有上述實(shí)施例。
在上述實(shí)施例中，軌座與軌體之間的差，即階梯部分的深度為0.1-1.0μm，優(yōu)選為0.1-0.4μm。從負(fù)壓凹進(jìn)部分的底部到形成在軌座上的軌體的頂表面的高度，即總凹進(jìn)深度為1.0-10.0μm，優(yōu)選為1.0-4.0μm。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，浮動(dòng)塊沿第一方向的長度為500-4000μm，其寬度為長度的50-100％。
圖19A和19B示出了如圖8所示的根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊產(chǎn)生的壓力分布的三維圖和二維圖。
始于第一軌座的階梯部分320外部向第一軌體310的正壓力沿塊體的長度方向增加，在負(fù)壓凹進(jìn)部分急劇減小，于是產(chǎn)生負(fù)壓力。負(fù)壓產(chǎn)生自和位于大體上中心部分，包括浮動(dòng)塊的負(fù)壓凹進(jìn)部分。大量的負(fù)壓形成在第二和第三軌體370和330。
圖20顯示四種浮動(dòng)塊俯仰角變化圖，即本發(fā)明的浮動(dòng)塊和傳統(tǒng)的TF浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和零負(fù)荷浮動(dòng)塊。如圖所示，零負(fù)荷浮動(dòng)塊飛行高度變化最大，變化量從大到小為斜平式(TF)浮動(dòng)塊和三墊式(Tripad)浮動(dòng)塊。根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊的飛行高度變化范圍最窄。
圖21顯示四種浮動(dòng)塊俯仰角變化圖，即本發(fā)明的浮動(dòng)塊和傳統(tǒng)的TF浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和零負(fù)荷浮動(dòng)塊。如圖所示。除了本發(fā)明的浮動(dòng)塊，傳統(tǒng)的TF浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和零負(fù)荷浮動(dòng)塊俯仰角變化很大。而根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊顯示出俯仰角變化最穩(wěn)定，特別是，本發(fā)明的浮動(dòng)塊幾乎保持恒定值。
圖22顯示四種浮動(dòng)塊橫搖角變化圖，即本發(fā)明的浮動(dòng)塊和傳統(tǒng)的TF浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和零負(fù)荷浮動(dòng)塊。如圖所示。所有傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊顯示出在相當(dāng)大范圍內(nèi)很大的橫搖角變化，而本發(fā)明的浮動(dòng)塊保持穩(wěn)定，橫搖角變化很小。
圖23示出了當(dāng)有沖擊作用于傳統(tǒng)的TF浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和零負(fù)荷浮動(dòng)塊以及根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊時(shí)，浮動(dòng)塊飛行高度的相對值的變化。如圖23所示，當(dāng)施加沖擊時(shí)，每一浮動(dòng)塊顯示了飛行高度的相對值的相當(dāng)大的變化。然而，根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊與其它傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊相比很快地被穩(wěn)定。
圖24示出了當(dāng)有沖擊作用于傳統(tǒng)的TF浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和零負(fù)荷浮動(dòng)塊以及根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊時(shí)，浮動(dòng)塊俯仰角的相對值的變化。如圖24所示，當(dāng)施加沖擊時(shí)，每一浮動(dòng)塊顯示了俯仰角的相對值的相當(dāng)大的變化。然而，根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊與其它傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊相比很快地被穩(wěn)定。
圖25示出了當(dāng)有沖擊作用于傳統(tǒng)的TF浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和零負(fù)荷浮動(dòng)塊以及根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊時(shí)，浮動(dòng)塊橫搖角的相對值的變化。如圖25所示，當(dāng)施加沖擊時(shí)，每一浮動(dòng)塊顯示了橫搖角的相對值的相當(dāng)大的變化。然而，根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊與其它傳統(tǒng)的浮動(dòng)塊相比很快地被穩(wěn)定。
在上述參考圖20-25的浮動(dòng)塊的特性中，傳統(tǒng)的零負(fù)荷浮動(dòng)塊顯示了非常不穩(wěn)定的飛行特性，而根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊非常穩(wěn)定。
圖26示出了關(guān)于TP浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊這三種浮動(dòng)塊在尋道期間飛行高度的變化。圖27示出了關(guān)于TP浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊這三種浮動(dòng)塊在尋道期間俯仰角的變化。圖28示出了關(guān)于TP浮動(dòng)塊，三墊式浮動(dòng)塊和根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊這三種浮動(dòng)塊在尋道期間橫搖角的變化。從圖26-28可以看出，根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊在所有特性中顯示了穩(wěn)定的飛行姿態(tài)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊保持了在盤的全部區(qū)域中恒定的飛行高度，在盤的全部區(qū)域中適當(dāng)范圍內(nèi)的俯仰角，以及在盤的全部區(qū)域中最小化的橫搖角大小，并使之恒定。特別是，對外來干擾和尋道提供動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，并且使侵入磁盤-磁頭界面的污染物顆粒的量最小化，于是可以有效地防止侵入的污染物顆粒在負(fù)壓凹進(jìn)部分中的積累現(xiàn)象。
應(yīng)當(dāng)注意到本發(fā)明并不局限于上述優(yōu)選實(shí)施例，很明顯，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求書所確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)進(jìn)行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊，包括塊體，沿記錄信息的盤的磁道在第一方向飛行，同時(shí)被抬起預(yù)定的高度；多個(gè)軌體，提供在對應(yīng)于盤的表面的塊體的底部；進(jìn)氣通道，布置在沿第一方向上塊體的底部，并且在浮動(dòng)塊的前導(dǎo)端部分有一個(gè)進(jìn)氣部，在塊體的內(nèi)側(cè)有一個(gè)排氣部；以及一對負(fù)壓凹進(jìn)部分，提供在進(jìn)氣通道的排氣部，相對于進(jìn)氣通道被設(shè)置在沿垂直于第一方向的第二方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的浮動(dòng)塊，其中一個(gè)第一軌座，具有W形狀，位于沿第一方向浮動(dòng)塊的前側(cè)，包圍所述一對負(fù)壓凹進(jìn)部分，并且具有一個(gè)突出部分，該突出部分在浮動(dòng)塊的中間沿兩個(gè)負(fù)壓凹進(jìn)部分之間延伸，并且對應(yīng)于每一個(gè)負(fù)壓凹進(jìn)部分的第一軌體提供在第一軌座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的浮動(dòng)塊，其中突出部分的上表面配置為低于第一軌體，并且進(jìn)氣通道提供在突出部分的上表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的浮動(dòng)塊，其中第一軌體形成在第一軌座的上表面的一部分上，并且一個(gè)前階梯部分提供在第一軌座的上表面上第一軌體的前導(dǎo)端部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的浮動(dòng)塊，其中第一軌體形成在第一軌座的上表面的一部分上，并且一個(gè)后階梯部分提供在第一軌座的上表面上在第一軌體的后面面向負(fù)壓凹進(jìn)部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3的浮動(dòng)塊，其中第一軌體形成在第一軌座的上表面的一部分上，并且一個(gè)后階梯部分提供在第一軌座的上表面上在第一軌體的后面面向負(fù)壓凹進(jìn)部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3和權(quán)利要求5的任一項(xiàng)的浮動(dòng)塊，其中第二軌座以恒定的間隔提供在第一軌座的兩側(cè)的每一個(gè)的后面，并且第二軌體提供在第二軌座的每一個(gè)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的浮動(dòng)塊，其中第二軌座以恒定的間隔提供在第一軌座的兩側(cè)的每一個(gè)的后面，并且第二軌體提供在第二軌座的每一個(gè)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的浮動(dòng)塊，其中第二軌座以恒定的間隔提供在第一軌座的兩側(cè)的每一個(gè)的后面，并且第二軌體提供在第二軌座的每一個(gè)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的浮動(dòng)塊，其中第三軌體提供在兩個(gè)第二軌體之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的浮動(dòng)塊，其中第三軌體提供在兩個(gè)第二軌體之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的浮動(dòng)塊，其中第二軌體與塊體的后端隔開預(yù)定的距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求8-10任一項(xiàng)的浮動(dòng)塊，其中第二軌體與塊體的后端隔開預(yù)定的距離。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的浮動(dòng)塊，其中第二軌體與塊體的后端隔開預(yù)定的距離。
15.根據(jù)權(quán)利要求2的浮動(dòng)塊，其中一個(gè)傾斜部分形成在第一軌座前側(cè)的兩邊的每一個(gè)角隅處。
16.一種負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊，包括一個(gè)塊體；一個(gè)第一軌體，提供在沿第一方向塊體的前導(dǎo)端部分，其具有配置在沿第一方向兩側(cè)的一對第一部分，沿第二方向的一個(gè)第二部分，其兩端與第一部分的前導(dǎo)端部分相連接，以及提供在第二部分的中間部分的沿第一方向的一個(gè)進(jìn)氣通道，其中一對負(fù)壓凹進(jìn)部分在第一部分與第二部分之間的內(nèi)部空間以預(yù)定的間隔相對于進(jìn)氣通道提供在沿第二方向的兩側(cè)；以及一對第二軌體，提供在沿第一方向浮動(dòng)塊的塊體的后面的兩側(cè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的浮動(dòng)塊，其中一個(gè)第三軌體位于沿第一方向后側(cè)的中間部分，插入在兩個(gè)第二軌體之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的浮動(dòng)塊，其中第一軌體具有一個(gè)在其中間部分具有預(yù)定高度的突出部分，并且第一軌體形成在第一軌座兩側(cè)上，第一軌座具有W形狀并包圍負(fù)壓凹進(jìn)部分，進(jìn)氣通道提供在第一軌座的突出部分的上表面上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的浮動(dòng)塊，其中第一軌體形成在第一軌座的上表面的一部分上，并且一個(gè)階梯部分通過第一軌座的不形成第一軌體的上表面形成在第一軌體的任何前側(cè)與后側(cè)處。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的浮動(dòng)塊，其中突出部分的長度具有不大于塊體長度的70％的值。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的浮動(dòng)塊，其中突出部分的長度具有不大于塊體長度的70％的值。
全文摘要
一種負(fù)壓空氣承載浮動(dòng)塊,包括沿磁道在第一方向飛行并被抬起預(yù)定高度的塊體;多個(gè)軌體,提供在對應(yīng)于盤的表面的塊體的底部;沿第一方向的進(jìn)氣通道,其在浮動(dòng)塊的前導(dǎo)端部有進(jìn)氣部,在塊體的內(nèi)側(cè)有排氣部;以及一對負(fù)壓凹進(jìn)部分,沿垂直于第一方向的第二方向提供在進(jìn)氣通道的排氣部。由此,保持了恒定的飛行高度,適當(dāng)范圍內(nèi)的俯仰角,以及最小化的橫搖角。對外來干擾和尋道提供動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性,并且磁盤－磁頭界面的污染物顆粒的量最小化。
文檔編號G11B21/21GK1336661SQ0112202
公開日2002年2月20日 申請日期2001年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月22日
發(fā)明者姜泰式, 樸魯烈, 金宰元 申請人:三星電子株式會(huì)社