CN1979641B

CN1979641B - 具有空气湍流防止结构的磁头悬臂组合、磁盘驱动单元及其制造方法

Info

Publication number: CN1979641B
Application number: CN2005101255329A
Authority: CN
Inventors: 姚明高
Original assignee: Shinco Industrial Co ltd
Current assignee: Shinco Industrial Co ltd
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2025-12-09
Also published as: CN1979641A; JP2007164968A

Abstract

本发明公开了一种磁头悬臂组合，其包括：音圈马达；与该音圈马达连接的E形块，该E形块包括至少一个驱动臂；至少一个磁头折片组合，所述每个磁头折片组合被锻接到相应的驱动臂的末端，并且每个磁头折片组合包括一个具有将磁头承载于其上的挠性件的悬臂件；及至少一个形成于每个所述驱动臂的末端上的支撑块，该支撑块包括用于支撑所述挠性件的尾部的支撑部，所述支撑部位于所述驱动臂的末端的侧部，以减少所述挠性件的位移。本发明同时揭露了该磁头悬臂组合的形成方法及含有该磁头悬臂组合的磁盘驱动单元。

Description

具有空气湍流防止结构的磁头悬臂组合、磁盘驱动单元及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种磁盘驱动单元，具体地讲涉及一种具有空气湍流(airturbulence)防止结构的磁头悬臂组合(HSA，head stack assembly)，该空气湍流防止结构用于磁盘驱动单元的磁头折片组合(HGA，head gimbal assembly)，并用于防止其上的磁头脱离轨道。

背景技术

磁盘驱动器是使用磁性媒介来存储数据的信息存储设备。图1所示为传统磁盘驱动器的结构图。该磁盘驱动器包括壳体801，其内设有一组磁盘802，每个磁盘802的表面上涂设有磁性镀层，以便形成若干同心磁轨(图未示)。所述磁盘802安装在主轴马达803上，该主轴马达803选择性地驱动上述磁盘802。该壳体801内设有驱动臂804，其由音圈马达(VCM，voice coil motor)807控制以便驱动磁头折片组合805在磁盘802上方飞行，进而使承载于磁头折片组合805上的磁头806可在磁盘802表面上的磁轨之间移动，从而实现将数据从磁盘802读出或写入。在工作时，磁头806与旋转的磁盘802之间形成空气动力性接触，并产生一个升力。该升力与大小相等方向相反的由磁头折片组合805的悬臂施加的弹力互相平衡，进而导致在上述驱动臂804的整个全径行程中，一个预定飞行高度维持在旋转磁盘802的表面上方。

随着磁盘驱动器容量的快速增加及磁头寻轨时间与定位时间的改善，磁盘的转速RPM(round per minute，每分钟转动次数)越来越快，比如7,200，10,000及15,000RPM。伴随着磁盘的这种高速转动，由磁盘的转动引起的、从驱动臂及磁头折片组合的悬臂件到磁头的空气承载面(ABS，air bearing surface)的气流变得越来越快，由于驱动臂及磁头折片组合的悬臂件之间的气流干涉而导致较大的空气湍流，进而导致磁头折片组合的振动。这将迫使安装于其上的磁头脱离轨道并导致磁盘驱动器的读写错误。

在传统设计中，由于驱动臂内的限制气流结构非常小并且其厚度受到限制，因此气流容易穿过驱动臂/悬臂件与磁盘表面之间形成的空间到达磁头的空气承载面。这仍将导致空气湍流及驱动臂/悬臂件的振动。

由于驱动臂及悬臂件的负载杆由刚性材料制造而成，由于气流扰动的因素，悬臂件的挠性件更容易产生振动，尤其在其尾部区域。而且，由于该挠性件具有挠性并且在其尾部区域没有有限的支撑结构，该挠性件尾部区域的振动更加严重，这将影响磁头的飞行并导致产生空气湍流及使磁头脱离轨道。

为解决上述问题，美国专利第6,570,742B2号揭露了在通往磁头前边缘(leading edge)的气流通道上设置屏蔽装置来防止气流引起的对驱动臂及磁头折片组合的振动和激发(excitation)。参考图2a-2b，其解释了美国专利第6,570,742B2号的详细内容，驱动臂78控制磁头折片组合76，进而控制飞行于磁盘101上方的磁头84。当磁盘101被主轴马达(未标号)旋转时，产生气流94，其在磁盘101表面流动且受到驱动臂78及磁头折片组合76的限制。所述屏蔽装置包括从驱动臂78的末端77的一侧边(面向气流)延伸而出的手指部112。该手指部112从上述驱动臂78及磁头折片组合76的侧边突出而形成通道边缘，从而将空气湍流自磁头折片组合76导离。这样，湍流区域100从磁头折片组合76被移开。这样就避免驱动臂78及磁头折片组合76产生振动和激励，减少了磁头飞行的紊乱性，并降低了磁头偏离轨道及磁盘驱动器读写错误发生的可能性。然而，因为对驱动臂的限制力变大，该屏蔽装置对气流的限制及对湍流区域的改变容易导致磁头产生振动。这样更容易导致磁头及挠性件产生振动，尤其在挠性件的尾部区域，这将对磁头飞行产生极大影响并导致磁头脱离轨道。

参考图3a，其展示了现有技术的气流测量数据，位于10-14kHz之间的两个波峰301展示了当磁头飞行于7,200RPM的磁盘时的磁头脱轨位移；相应地在图3b中，位于10-14kHz之间的两个波峰302展示了空气湍流对挠性件的尾部区域产生的影响，该影响将引起挠性件尾部区域的位移及磁头脱轨位移。

因此，实有必要提供一种具有空气湍流防止结构的磁头悬臂组合，该空气湍流防止结构用于磁盘驱动单元的磁头折片组合并可防止其上的磁头产生由气流湍流引起的振动及激发。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有空气湍流防止结构的磁头悬臂组合，该磁头悬臂组合用于磁盘驱动单元的磁头折片组合，并可以防止其上的磁头由于空气湍流而脱离轨道及产生振动。

本发明的另一目的在于提供一种具有空气湍流防止结构的磁头悬臂组合的形成方法，该空气湍流防止结构用于磁盘驱动单元之磁头折片组合，并可以防止其上的磁头由于空气湍流而脱离轨道及产生振动。

本发明的再一目的在于提供一种磁盘驱动单元，其包括具有空气湍流防止结构的磁头悬臂组合，该空气湍流防止结构用于磁盘驱动单元之磁头折片组合，并可以防止其上的磁头由于空气湍流而脱离轨道及产生振动。

为达到上述目的，根据本发明的一种磁头悬臂组合包括：音圈；与该音圈连接的E形块，该E形块包括至少一个驱动臂；至少一个磁头折片组合，其中每个磁头折片组合被锻接到相应的驱动臂的末端，所述磁头折片组合包括一个具有将磁头承载于其上的挠性件的悬臂件；及至少一个形成于每个所述驱动臂的末端上的支撑块，该支撑块包括用于支撑所述挠性件的尾部的支撑部，所述支撑部位于所述驱动臂的末端的侧部，以减少所述挠性件的位移。该支撑块为台阶支撑部(step support)，该台阶支撑部包括顶面、底面、至少从顶面与底面之一上伸出的支撑部及用于锻接所述磁头折片组合的锻接孔。在另一个实施例中，该支撑部包括用于支撑所述挠性件尾部的支撑表面。

本发明一种磁盘驱动单元包括：一组磁盘；用于驱动该组磁盘的主轴马达；磁头悬臂组合；及用于驱动该磁头悬臂组合的音圈马达。其中该磁头悬臂组合包括：音圈；与该音圈连接的E形块，该E形块包括至少一个驱动臂；至少一个磁头折片组合，其中每个磁头折片组合被锻接到相应的驱动臂的末端，所述磁头折片组合包括一个具有将磁头承载于其上的挠性件的悬臂件；及至少一个形成于每个所述驱动臂的末端上的支撑块，该支撑块包括用于支撑所述挠性件的尾部的支撑部，所述支撑部位于所述驱动臂的末端的侧部，以减少所述挠性件的位移。

本发明一种形成磁头悬臂组合的方法，其包括步骤：形成音圈马达；形成具有至少一个驱动臂的E形块，并将该E形块连接到所述音圈马达；及形成至少一个磁头折片组合，并将该磁头折片组合锻接到相应的驱动臂的末端，其中每个磁头折片组合包括一个具有将磁头承载于其上的挠性件的悬臂件；其中形成所述具有至少一个驱动臂的E形块的步骤包括形成至少一个支撑块的步骤，其中每个所述支撑块位于所述驱动臂的末端上，所述支撑块包括位于所述驱动臂的末端的侧部用以支撑所述挠性件尾部的支撑部。

与传统磁头悬臂组合相比较，本发明的磁头悬臂组合的驱动臂形成支撑块，比如具有支撑部的台阶支撑部，用于支撑所述挠性件的尾部，以便防止挠性件的尾部产生振动。这样可以防止磁头产生脱轨位移并减少磁头的位置错误信号。优选地，所述支撑部具有支撑所述挠性件的尾部的支撑面，而不是支撑点，因此可使该挠性件变得更加稳定并避免其产生振动。

为使本发明更加容易理解，下面将结合附图进一步阐述本发明用于硬盘驱动器的微驱动器及磁头折片组合的具体实施例。

附图说明

图1为传统磁盘驱动单元的结构图；

图2a为具有沿着气流通道到磁头的前边缘形成的屏蔽装置的传统磁头悬臂组合的详细结构图；

图2b为传统的装载于磁盘驱动***的磁头悬臂组合的磁头折片组合的侧视图，图中磁头飞行于旋转的磁盘上方；

图3a-3b分别展示了现有技术中的磁头脱轨位移与挠性件尾部位移的气流(windage)测量数据。

图4a为本发明磁头悬臂组合一个实施例的立体图；

图4b为本发明的磁头悬臂组合从其E形块上去掉磁头折片组合后的立体图；

图5a展示了图4a所示的磁头悬臂组合的一个磁头折片组合的详细结构。

图5b展示了图4a所示的磁头悬臂组合的一个驱动臂的详细结构。

图6a为图4a所示的磁头悬臂组合的侧视图；

图6b展示了图4a所示的磁头悬臂组合的末端区域的详细结构；

图7a-7b分别展示了本发明中的磁头脱轨位移及挠性件尾部位移的气流测量数据。

图8展示了本发明含有图4a所示磁头悬臂组合的磁盘驱动单元的一个实施例。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明旨在提供一种具有用于磁头折片组合的空气湍流防止结构的磁头悬臂组合(HSA，head stack assembly)，当磁头飞行于旋转的磁盘上方时，该结构可防止其上的磁头产生脱离轨道的位移，进而减少磁头的位置偏差信号(position error signal，PES)。具体地讲，本发明提供至少一个支撑块，比如具有支撑部的台阶支撑结构，设于磁头悬臂组合的驱动臂上用于支撑所述磁头折片组合的每个挠性件的尾部，进而避免所述挠性件的尾部产生由于湍流(turbulent flow)引起的振动及位移。

现在描述本发明磁头悬臂组合的几个实施例。参考图4a-4b，根据本发明构建的、标号为400的磁头悬臂组合包括音圈401、E形块402及若干磁头折片组合500。该E形块402包括收容在轴承孔(未标号)内的轴承403及若干驱动臂 405。每个驱动臂405具有延伸到驱动臂405的悬臂末端的悬臂长度。每个磁头折片组合500锻接于驱动臂405的末端408。参考图4a-4b及图8，该音圈401被支承并运行于背铁组合(back iron assembly，未标号)，从而形成音圈马达(voicecoil motor)107，以驱动所述磁头悬臂组合400并使其上的磁头60飞行于磁盘驱动单元100内的磁盘101的上方。所述轴承403将磁头悬臂组合400可旋转地连接到磁盘驱动单元100的壳体108。所述磁头60相对于磁盘101的表面分别被相应的磁头折片组合500所支撑，以实现读写操作。

参考图5a，其展示了本发明磁头折片组合一个实施例的详细结构。该磁头折片组合500包括一个悬臂件，该悬臂件由互相装配在一起的基板501、负载杆503、挠性件504及枢接件506组成。该枢接件506具有两个挠性件保持部509，用以支撑所述挠性件504的尾部507。当所述磁头折片组合500锻接于驱动臂405的末端408后(参考图4b)，基板501被叠合在驱动臂405的末端408的一个表面上，而两个挠性件保持部509则悬持所述挠性件504的尾部507。图5b展示了本发明图4b所示磁头悬臂组合400的驱动臂405的详细结构。具体地讲，该驱动臂405具有末端408，该末端408具有台阶支撑部(step support，未标号)，该台阶支撑部具有顶部台阶面409a、底部台阶面409b、用于承载所述挠性件504尾部507的侧支撑板412，及用于将磁头折片组合500锻接于其上的锻接孔411。与传统技术比较，本发明驱动臂405的末端408具有台阶支撑部，尤其是用于支撑所述挠性件504尾部507的侧支撑板412，这与传统驱动臂的末梢部的平坦表面有很大区别。

参考图6a-6b，其展示了与磁头折片组合500相连接的驱动臂405的结构，其中，每个磁头折片组合500的基板501锻接于每个驱动臂405末端408的台阶面409a或409b，而每个驱动臂405的侧支撑板412则支撑所述挠性件504的尾部507，进而避免所述挠性件504的尾部507产生由湍流引起的振动和位移。这样，可防止磁头60(参考图4a)产生脱离轨道的位移，进而减少磁头的位置偏差信号。在本发明的一个实施例中，如图6b所示，所述侧支撑板412呈长方体并具有支撑尾部507的支撑面，从而在该侧支撑板412与尾部507之间形成较大的接触面。该侧支撑板412与尾部507之间形成较大接触面积。该较大接触面积可使得侧支撑板412对尾部507的支撑变得更加稳定，并具有更好的防脱轨功能。

可以理解，所述侧支撑板412并不局限于图5b所示的形状，任何适当的用以支撑尾部507的形状可被用于侧支撑板。在本发明中，侧支撑板412可以有多个，以获得更稳定的支撑及更好的防脱轨功能。

参考图7a，其展示了本发明的磁头悬臂组合400的气流测量数据，位于10-14kHz之间的两个波峰701显示了当磁头60在7200RPM的磁盘驱动器上飞行时相对较小的磁头脱轨位移；对应地，在图7b中，位于10-14kHz之间的两个波峰702显示了空气湍流对挠性件504的尾部507的影响(参考图5a)，与传统设计比较，该空气湍流导致挠性件在其尾部区域产生相对较小的位移，及相对较小的磁头脱轨位移。总而言之，本发明的磁头悬臂组合在防止磁头偏离轨道位移方面具有较大的改进。

在本发明中，所述E形块402可以仅仅具有一个驱动臂，而磁头悬臂组合400可以仅仅包含一个磁头折片组合。可以理解，所述驱动臂405并不局限于图5b所示的结构。任何具有用于支撑尾部507的支撑部的适当结构可以应用于本发明。而且，所述磁头折片组合也不局限于图5a所示的类型。任何适当类型的磁头折片组合可以用于本发明，只要其能够被锻接到驱动臂。

参考图8，根据本发明磁盘驱动单元的一个实施例，磁盘驱动单元100可以通过将壳体108、一组磁盘101、主轴马达102、音圈马达107及本发明的磁头悬臂组合400互相组装在一起而获得。每个磁盘101的表面上形成用于磁性记录数据的同心磁轨。所述磁盘101安装在主轴马达102上，该主轴马达102驱动磁盘101转动。由于本发明磁盘驱动单元的结构及/或组装过程为该领域具有普通技术的人员所知悉，这里省略了对该结构及装配的详细描述。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims

1.一种磁头悬臂组合，其特征在于包括：

音圈；

与该音圈连接的E形块，该E形块包括至少一个驱动臂；

至少一个磁头折片组合，其中每个磁头折片组合被锻接到相应的驱动臂的末端，所述磁头折片组合包括一个具有将磁头承载于其上的挠性件的悬臂件；及

至少一个形成于每个所述驱动臂的末端上的支撑块，该支撑块包括用于支撑所述挠性件的尾部的支撑部，所述支撑部位于所述驱动臂的末端的侧部，以减少所述挠性件的位移。

2.根据权利要求1所述的磁头悬臂组合，其特征在于：该支撑块为台阶支撑部，该台阶支撑部包括顶面、底面、至少从顶面与底面之一上伸出的支撑部及用于锻接所述磁头折片组合的锻接孔。

3.根据权利要求1所述的磁头悬臂组合，其特征在于：该支撑部包括用于支撑所述挠性件尾部的支撑表面。

4.一种磁盘驱动单元，其包括：

一组磁盘；

用于驱动该组磁盘的主轴马达；

磁头悬臂组合；及

用于驱动该磁头悬臂组合的音圈马达，其中：

该磁头悬臂组合包括：

音圈；

与该音圈连接的E形块，该E形块包括至少一个驱动臂；

至少一个磁头折片组合，其中，每个所述磁头折片组合被锻接到相应的驱动臂的末端，该磁头折片组合包括一个具有将磁头承载于其上的挠性件的悬臂件；及

至少一个形成于每个所述驱动臂的末端的支撑块，该支撑块包括用于支撑所述挠性件的尾部的支撑部，所述支撑部位于所述驱动臂的末端的侧部，以减少所述挠性件的位移。

5.根据权利要求4所述的磁盘驱动单元，其特征在于：该支撑块为台阶支撑部，该台阶支撑部包括顶面、底面、至少从顶面与底面之一上伸出的支撑部及用于锻接所述磁头折片组合的锻接孔。

6.根据权利要求4所述的磁盘驱动单元，其特征在于：该支撑部包括用于支撑所述挠性件尾部的支撑表面。

7.一种形成磁头悬臂组合的方法，其特征在于包括如下步骤：

形成音圈；

形成具有至少一个驱动臂的E形块，并将该E形块连接到所述音圈；及

形成至少一个磁头折片组合，并将该磁头折片组合锻接到相应的驱动臂的末端，其中每个磁头折片组合包括一个具有将磁头承载于其上的挠性件的悬臂件；

其中形成所述具有至少一个驱动臂的E形块的步骤包括形成至少一个支撑块的步骤，其中每个所述支撑块位于所述驱动臂的末端上，所述支撑块包括位于所述驱动臂的末端的侧部用以支撑所述挠性件尾部的支撑部。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述形成支撑块的步骤包括形成台阶支撑部的步骤，该台阶支撑部包括顶面、底面、至少从顶面与底面之一上伸出的支撑部及用于锻接所述磁头折片组合的锻接孔。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述形成支撑部的步骤包括形成用于支撑所述挠性件尾部的支撑表面的步骤。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于进一步包括：将所述挠性件的尾部固定到所述支撑块的支撑部的步骤。