2.5英寸硬盘的坡道与抗冲击设计(硬盘构造再揭秘之五)-阿里云开发者社区

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2.5英寸硬盘的坡道与抗冲击设计(硬盘构造再揭秘之五)

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大家知道,2.5英寸(移动型)硬盘与3.5英寸硬盘在结构上最大的不同就是磁头停泊的位置由盘片最内圈的启停区改到了位于盘片外面的坡道上(后者目前只有Hitachi GST这么做,而且必要性并不大),这种技术被称作磁头坡道加载/卸载(Ramp Load/unload,简称L/UL)或有着其他商业化的名字,主要作用即当硬盘关机或处于空闲状态时将磁头移出盘片上方,在坡道上停靠(图中所指区域),由于磁头和盘片不会发生接触,抗外部冲击的能力大为增强。
HDD_Comp-21.jpg
①停靠磁头的坡道(Ramp);②HSA,一端是磁头,一端是VCM的线圈;③内圈急停(ID Crash Stop)装置;④外圈急停(OD Crash Stop)装置;⑤惯性臂(Inertial Arm);⑥Interposer。
不管磁头停靠在盘片内圈还是外面,都必须有限制HSA(图中所指部件)活动范围的机构,以免磁头的行程越界而造成意外损坏。图中所指为内圈急停(Inner-Diameter Crash Stop)装置,故名思义,防止磁头向主轴方向运动时超过盘片最内圈(发生碰撞的事故);所指为外圈急停(Outer-Diameter Crash Stop)装置,防止磁头在坡道上停靠时继续向外运动。就我们看到的这款Scorpio来说,其内外圈的急停装置都是半透明的塑料/橡胶类材质,其中内圈急停装置固定在VCM的磁铁上,而外圈急停装置作为一个独立的部件后安装上去,但无论哪种做法,效果都是一样的。
显然,只有当磁头停靠在坡道上的时候,后者才能够体现出对抗冲击能力的贡献。虽然已经有了外圈急停装置,使我们无需担心在硬盘受到跌落、震动等冲击时磁头会进一步向外侧运动,可怎样才能防止磁头(向内运动)脱离坡道、返回盘片上方呢?这就需要惯性臂(图中)和Interposer(图中)协同作战,一显身手了。
惯性臂是个加速度感应/传动装置,其上有一大一小两个孔,较大的孔在箭头所指位置,底托上的一根针状物穿过它作为轴,较小的孔与下方的Interposer连接。张衡地动仪的原理或许有助于我们理解惯性臂的作用:当硬盘受到外力作用(如撞击或跌落)产生加速度时,惯性臂受加速度作用,与Inerposer连接的一端围绕自身的轴摆动,而无论这个摆动的方向是顺时针还是逆时针,独特的设计都保证Interposer只向一个方向动作,与HSA尾部(VCM线圈所在位置)的凸起相咬合,使其动弹不得,磁头便不能脱离坡道,从而能够很好地抵御外来冲击。一旦外力消失,惯性臂不再向Interposer施加影响,后者恢复原位,对HSA的锁定也就消失,磁头可以返回盘片上方继续工作了。
HDD_Comp-22.jpg
日立最新发布的Travelstar 7K100的VCM细部图。可以看到,无论惯性臂顺时针(红色箭头方向)还是逆时针(蓝色箭头方向)摆动,其下的白色部件(WD所称的Interposer)都只会逆时针转动,锁住HSA的尾部(红色箭头出发点附近位置)
WD Scorpio虽然是2004年才推出的“小字辈”,但上述技术实现的专利早在2001年2月6日就得到了批准,与日立(Hitachi GST)等2.5英寸硬盘市场上的“老前辈”所采用的方法在原理上是一样的。




本文转自 Gelada 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/gelada/155984,如需转载请自行联系原作者

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