CN101110256B

CN101110256B - 磁盘单元

Info

Publication number: CN101110256B
Application number: CN2007101366462A
Authority: CN
Inventors: 伊岛雄二; 花田一良; 村西胜; 松木俊
Original assignee: Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Current assignee: HGST Netherlands BV
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2027-07-18
Also published as: JP2008027478A; US20080024930A1; EP1881500A2; US8274755B2; CN101110256A

Abstract

本发明提供一种能够实现小型化、成本低、重量轻、外形小、及密度高的磁盘单元。为此，在HDD(1)的各个构成部件中只有托架(20)和主轴电机(30)牢固地连接到由刚度比护罩(80)高的硬金属材料制成的支撑板(70)上。除托架(20)和主轴电机(30)之外的HDD(1)的所有构成部件(音圈电机(40)、斜面(50)、门闩杠杆(60)、HDD连接器(92)等等)，就是说，不要求组装精度、刚度等等的HDD(1)的各个构成部件，连接到由诸如塑料等等之类的树脂材料形成的壁厚度小且重量轻的护罩(80)上。

Description

磁盘单元

技术领域

本发明涉及一种磁盘单元，像例如硬盘驱动器等等。

背景技术

如在例如专利文献1中描述的那样，传统磁盘单元的密封结构一直是一种通过以下方法构造的结构：把各种元件安装在由金属压铸、压力加工等等制造的底板上；并且使用穿过包装中部的螺钉把由金属压铸、压力加工等等构造的盖固定到底板上。

[专利文献1]日本未审查的专利申请公开No.5783/2004

发明内容

顺便说明，由于磁盘单元此后安装在便携式终端等等上，所以现在要求磁盘单元进一步小型化、成本低、重量轻、外形小、密度高、等等。

然而，对于依赖于所描述的传统技术的制造方法，由于磁盘单元的底板和盖由金属材料形成，所以有材料成本升高的问题。而且，由于底板和盖由金属材料形成，所以也有磁盘单元的比重变大的问题，引起磁盘单元的重量变大。

而且，当底板和盖通过压铸形成时，除非各个部分设计成使熔化金属能够从其流过，否则缩孔可局部地时常出现。因此，需要考虑盖以及底板的壁厚的构造、和其相应浇铸口的布局。然而，因为在这样的约束条件下难以广阔地提供厚度极小、在不大于0.3mm量级上的这些零件的部分，所以不可能进一步减小壁厚，从而产生难以实现磁盘单元的小外形的问题。

然后，当底板和盖通过压力加工形成时，这些零件通过同一薄片材料的拉制而形成，从而在所有零件必须设计成具有相同壁厚度的约束条件下进行制造。结果，如果壁厚度(板厚度)较小，则在单元的各个固定零件之间，例如在主轴电机与用来驱动托架的音圈电机之间，不可能得到足够的刚度，从而如果在数据写入到磁盘上或从其读取时震动、冲击、等等从外部施加，则这将引起写入或读取数据的操作不能准确地执行的问题。相反，如果壁厚度较大，则这将产生这样一种较大壁厚度与进一步小型化、成本低、重量轻、外形小、及密度高相干涉的问题。

鉴于所描述的问题，已经开发本发明，并因此本发明的目的是，提供一种能够实现小型化、成本低、重量轻、外形小、及密度高的磁盘单元。

现在，为了解决传统技术的问题，本发明在其一个方面提供一种磁盘单元，该磁盘单元包括：托架，设有用来把数据写入到磁盘每一个的表面上和从其读取数据的磁头；主轴电机，用来驱动各个磁盘转动；音圈电机，用来驱动托架转动，以便引起磁头在磁盘每一个的表面上往复地移动；斜面，当磁头从磁盘的每一个的表面退出时，该斜面用来保持磁头；及门闩，用来固定托架，以便当磁头从磁盘的每一个的表面退出时防止磁头在磁盘的每一个的表面上移动；其中，至少托架、和主轴电机由用与制成托架、和主轴电机的相同的金属材料制成的支撑板支撑且连接到其上，并且支撑板形成为部分地重叠磁盘10，如沿磁盘的转动轴线的方向所看到的那样。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的HDD的剖视图。

图2是沿图1中的线II-II所看到的HDD的剖视平面图。

图3是剖视平面图，表示在图2中的护罩等等。

图4是平面图，表示在图2中的组件。

图5是平面图，仅表示在图4中的支撑板。

图6是根据本发明第二实施例的HDD的剖视图。

图7是沿图6中的线V-V所看到的HDD的剖视平面图。

图8是平面图，表示在图7中的组件。

图9是剖视图，表示在图6中的组件。

图10是平面图，仅表示在图7中的支撑板。

图11是剖视平面图，表示在图7中的护罩等等。

图12是沿图11中的线XII-XII所看到的护罩的剖视平面图。

图13是根据本发明第二实施例的HDD的组装视图。

图14是根据本发明实施例的变体的、从观看图1的相同位置所看到的HDD的剖视平面图。

具体实施方式

下文参照图1至5描述根据本发明的磁盘单元的第一实施例。

根据本实施例的磁盘单元1(下文也称作HDD 1)是例如包括磁盘10、托架20、主轴电机30、音圈电机40、斜面50、门闩杠杆60、支撑板70、及护罩80的硬盘驱动器。

磁盘10以例如厚度较小的两个圆形薄片的形状形成。并且磁盘10每个具有在玻璃或铝制成的圆形薄片的表面上形成的、用来存储信息的磁性膜。

如图1和4中所示，主轴电机30固定地连接到支撑板70上。磁盘10的两个薄片固定到主轴电机30上。由钢、不锈钢、或铝制成的磁盘隔离件34以这样一种方式提供在相应磁盘10之间从而插入在其之间，由此在相应磁盘10之间以高精度保持间隔。而且，对于主轴电机30，螺钉33穿过夹具31的中部、和由不锈钢、铝或钢制成的压板32，插入到主轴电机的、由不锈钢、铝或钢制成的电机轮毂(未表示)中，由此以高精度把相应磁盘10固定到主轴电机30上。通过这样做，相应磁盘10可由主轴电机30以高精度转动地驱动。

如图1和2中所示，托架20包括：固定轴21，固定地连接到支撑板70上；转动圆筒23，分别通过枢轴轴承22、22的中间以可旋转的方式设置在固定轴21的外周缘侧上；磁头臂27，与磁盘10交替地间隔开，其相应基础端部分别通过枢轴轮毂24、25之间的线圈隔离件26、26的中间固定到转动圆筒23的外周缘上；悬架28，由铝、镁、或不锈钢制成，其基础端部固定地连接到磁头臂27的末端上；及磁头29，其基础端部固定到悬架28的末端上，并且在磁盘10的表面上方浮动以致离该表面几个nm，用来把信息写入到磁盘10的每一个的表面上和/或从这些表面读取信息。

相应线圈隔离件26设置成从在托架20内的相应磁头臂27向与相应磁头臂27相反的方向延伸，在其之间提供有间隔。而且，线圈隔离件26提供在相应磁头臂27之间从而处于其中间，具有在相应磁头臂27之间以高精度保持间隔的功能。

此外，FPC(柔性印刷电路板)90的一侧通过粘结、铆接、配合等等连接到相应磁头臂27上。然后，FPC 90的另一侧连接到具有读/写放大器(未表示)的读/写印刷电路板91上，用来控制来自安装在其上的磁头29的电信号。HDD连接器92通过钢、不锈钢、或黄铜制成的销(未表示)连接到读/写印刷电路板91上。通过这样做，来自磁头29的电信号通过读/写印刷电路板91、和HDD连接器92输出到HDD 1的外部。

而且，在本说明书中以后描述的线圈44的电源也连接到HDD连接器92上。读/写印刷电路板91用螺钉或通过粘结固定地连接到护罩80上。读/写印刷电路板91相对于护罩80的定位通过把HDD连接器92插入到在读/写印刷电路板91的护罩侧上提供的HDD连接器孔93中而实现。

托架20绕固定轴21转动，并且设计成处于良好的平衡，使得不管HDD1的放置角度如何，托架20的转动速度都没有波动，并且托架20即使来自外部的冲击施加到其上也不运动。

音圈电机40用来驱动相应磁头臂27转动。音圈电机40包括由不锈钢或铝形成的下部轭架41、类似地由不锈钢或铝形成的上部轭架42、及粘结到下部轭架41和上部轭架42的任一个或两者上的永久磁体43。

由缠绕成一系列环的导线形成的线圈44布置在下部轭架41与永久磁体43之间。线圈44通过使用由钢、不锈钢或铝制成的螺母(未表示)固定在线圈隔离件26、26之间。

而且，为了防止磁盘10由于来自外部的冲击等等而与磁头29相干涉，HDD 1除当需要由磁头29把信息写入到磁盘10上或从其读取信息的操作时之外，保持磁头29从磁盘10的表面退出。在这个时刻，悬架28的末端插入在形成于斜面50中的倾斜槽50A中，斜面50由塑料制成并且用螺钉98、通过粘结等等固定到本说明中以后描述的护罩80的底部81A上，从而悬架28被滑动，由此避免在相应磁头29之间的干涉。

而且，在这个时刻，托架20通过使由塑料、铝、镁、钢、或不锈钢制成的线圈隔离件26的钩状部分26A钩在由塑料、铝、钢或不锈钢制成的门闩杠杆60上而固定，从而防止磁头29移动。门闩杠杆60用螺钉、通过粘结等等固定到在本说明书中以后要描述的护罩80的底部81A上。

如图5中所示，支撑板70形成为大体矩形形状的板，通过对刚度较高的金属材料，如铝、钢、不锈钢、黄铜等，施加压力加工等等而形成。而且，支撑板70设有主轴电机连接孔70A和托架连接孔70B。另外，每个向护罩80的上部部分81B侧向上弯曲的、大体像字母L的形状的挡块70C、70D设置在支撑板70在其纵向方向上的一个端部处，而每个向护罩80的上部部分81B侧向上弯曲的、大体像字母L的形状的挡块70E、70F类似地设置在支撑板70在其纵向方向上的另一个端部处。

而且，支撑板70放置在护罩80的底部81A上方，并且对于保持在该状态下的支撑板70，通过使挡块70C、70D、70E、及70F分别抵靠护罩80的磁盘侧盖82、护罩80的侧面部分81C、护罩80的侧面部分81D、及护罩80的托架侧盖83，实现支撑板70相对于护罩80的定位。而且，支撑板70的挡块70C、70D、70E、及70F通过使用四件螺钉74的每一个分别固定地连接到护罩80的磁盘侧盖82、护罩80的侧面部分81C、护罩80的侧面部分81D、及护罩80的托架侧盖83上。

然后，主轴电机30通过把螺钉(未表示)插入到主轴电机连接孔70A中而固定地连接到支撑板70上，而托架20的固定轴21通过把螺钉71插入到托架连接孔70B中而固定地连接到支撑板70上。支撑板70与主轴电机30和托架20一起组成HDD组件72。

现在，如图2中所示，支撑板70形成为部分地重叠磁盘10，如沿磁盘10的转动轴线的方向，就是说主轴电机30的转动轴线的方向(螺钉33的轴向方向)，所看到的那样。更明确地说，磁盘10具有在主轴电机30的转动轴线的方向上与支撑板70不相对(面对)的非相对部分A、B、及与其相对的相对部分C(参照在图2中的虚线和双点划线)。

如图1和3中所示，护罩80由比支撑板70刚度低的、诸如塑料等等之类的树脂材料形成。而且，护罩80包括正方圆柱形状的圆柱形部分81；护罩80的磁盘侧盖82，它在其一端侧上通过包装80A的中部堵塞圆柱形部分81的开口；及护罩80的托架侧盖83，它在其另一个端部侧上通过包装80B的中部堵塞圆柱形部分81的开口。而且，护罩80的圆柱形部分81具有底部81A、上部部分81B、及侧面部分81C、81D。

护罩80的内部构成用包装80A、80B气密封闭的密封空间，并且可阻塞在磁头29与磁盘10之间的灰尘等的进入，由此使用来写入和读取信息的操作能够平稳地完成。而且，用来捕获在密封空间中浮动的灰尘的循环过滤器100连接到护罩80的磁盘侧盖82上，从而通过粘结，利用螺钉等等固定到其上。另外，用来在护罩80内吸收腐蚀气体和水蒸汽的活性炭101和用来阻塞由外部空气的呼吸造成的灰尘进入护罩80中的呼吸过滤器102通过粘结等等连接到护罩80的磁盘侧盖82上。

护罩80的磁盘侧盖82、护罩80的侧面部分81C、护罩80的侧面部分81D、及护罩80的托架侧盖83每个分别设有螺钉插入孔85，用于利用螺钉74把支撑板70连接到其上。而且，护罩80的底部81A设有螺钉插入孔86、86，这些螺钉插入孔分别利用螺钉94用来把音圈电机的下部轭架41连接到该底部81A，并且与螺钉插入孔87一起利用螺钉93用来把斜面50连接到该底部81A。另外，底部81A设有是正方形孔的护罩侧HDD连接器孔93。

从磁头29输送到HDD连接器92的电信号和馈送到线圈44的电流传输到由玻璃和环氧树脂层压板组成的主板103上，该主板103具有软焊到其上的多个元件，用来通过HDD连接器92控制该单元。此外，用来驱动主轴电机30的电流和用于门闩线圈(未表示)的电流类似地传输到主板103。主板103利用螺钉104、通过粘结等等固定到护罩80的底部81A上。

现在，由于需要使磁头29在磁盘10的表面上方浮动以致离开该表面几个nm，如上所述，所以在HDD 1的各个构成部件中要求具有磁头29的托架20和有磁盘10固定地连接到其上的主轴电机30相对于HDD 1具有最高组装精度。

因此，对于本实施例，这里采用一种结构，在该结构中，HDD 1的各个构成部件中只有托架20和主轴电机30固定地连接到由刚度比护罩80高的硬金属材料制成的支撑板70上，从而有可能在磁头29与相应磁盘10之间以高精度保持间隔。

因此，对于本实施例，除托架20和主轴电机30之外的HDD 1的所有构成部件(音圈电机40、斜面50、门闩杠杆60、HDD连接器92等等)，就是说，不要求组装精度、刚度等等的HDD 1的各个构成部件，可连接到由诸如塑料等之类的树脂材料形成的壁厚度小且重量轻的护罩80上，使得HDD 1可实现小型化、低成本、重量轻、小外形及密度高。

其次，图6至12每一个表示根据本发明的磁盘单元的第二实施例。在图中，本实施例与第一实施例的那些相同的构成元件由类似附图标记指示，由此省略其描述。

也对于本实施例，托架20和主轴电机30固定地连接到HDD 200的支撑板210上，如第一实施例的情况那样。

然而，根据本实施例的HDD 200与第一实施例的HDD 1的不同之处在于，除托架20和主轴电机30之外，音圈电机40、斜面50、及门闩杠杆60固定地连接到支撑板210上。

现在，如图8和10中所示，支撑板210形成为正方形形状的板，通过对刚度较高的金属材料，如铝、钢、不锈钢、黄铜等，施加压力加工等等而形成。而且，支撑板210包括：磁盘侧延伸部210A，它向护罩80的磁盘侧盖82延伸；第一和第二电机侧延伸部210B、210C，它们向音圈电机40延伸；及斜面侧延伸部210D，向斜面50延伸。第一和第二电机侧延伸部210B、210C分别设有挡块210B1、210C1，挡块210B1、210C1分别定位在第一和第二电机侧延伸部210B、210C的末端侧上，并且以大体与字母L相像的形状弯曲；而斜面侧延伸部210D设有定位在其末端侧上的挡块210D1，并且以大体与字母L相像的形状弯曲。

然后，通过使磁盘侧延伸部210A的末端、第一电机侧延伸部210B的挡块210B1、第二电机侧延伸部210C的挡块210C1、及斜面侧延伸部210D的挡块210D1分别抵靠护罩80的磁盘侧盖82、护罩80的侧面部分81D、护罩80的托架侧盖83、及护罩80的侧面部分81C，实现支撑板210相对于护罩80的定位。而且，支撑板210的挡块210B1、挡块210C1、及挡块210D1借助于三件螺钉211的每一个分别固定到护罩80的托架侧盖83、侧面部分81D、及侧面部分81C上。

而且，支撑板210与根据第一实施例的支撑板70的不同之处在于，前者除主轴电机连接孔70A和托架连接孔70B之外设有轭架连接孔210E、210F、及斜面连接孔210G。

音圈电机40的下部轭架41利用两件螺钉212连接到支撑板210上，并且斜面50利用螺钉213连接到支撑板210上。而且，门闩杠杆60利用螺钉、或通过粘结等等固定到支撑板210上。支撑板210与托架20、主轴电机30、音圈电机40、斜面50、及门闩杠杆60一起组成HDD组件300。

如图7中所示，支撑板210形成为部分地重叠磁盘10，如沿磁盘10的转动轴线的方向，即主轴电机30的转动轴线的方向(螺钉33的轴向方向)所看到的那样，并且磁盘10具有沿主轴电机30的转动轴线的方向与支撑板210不相对(面对)的非相对部分D、E及与其相对的相对部分F(参照在图7中的虚线和双点划线)。

对于具有如上所述这种构造的本实施例，这里采用一种构造，在该构造中，托架20、主轴电机30、音圈电机40、斜面50、及门闩杠杆60由刚度比护罩80高的硬金属材料制成的支撑板210支撑以由此固定地连接到其上，从而有可能提高相对于托架20、主轴电机30、音圈电机40、斜面50、及门闩杠杆60的组装精度，由此得到与第一实施例的那些大体相同的操作效果。

此外，对于第一和第二实施例，通过例子描述了以正方形形状形成的支撑板70(210)的情况，然而，本发明在范围方面不限于此，并且如图14中所示，根据本发明实施例的变体的支撑板400以形成为十字形。

附图标记说明

1，200：硬盘驱动器，10：磁盘，20：托架，29：磁头，30：主轴电机，40：音圈电机，50：斜面，60：门闩杠杆，70、210、400：支撑板，72、300：组件，80：护罩，81：圆柱形部分，82：磁盘侧盖，83：托架侧盖，100：循环过滤器，101：活性炭，102：呼吸过滤器。

Claims

1.一种磁盘单元，包括：

托架，设有用来把数据写入到磁盘的每一个的表面上和从所述表面读取数据的磁头；

主轴电机，用来驱动各个磁盘转动；

音圈电机，用来驱动所述托架转动，使得所述磁头在所述磁盘的每一个的表面上往复地移动；

斜面，当所述磁头从所述磁盘的每一个的表面退出时，所述斜面用来保持所述磁头；及

门闩，用来固定所述托架，使得当所述磁头从所述磁盘的每一个的表面退出时防止所述磁头在所述磁盘的每一个的表面上移动，

其中，至少所述托架和主轴电机由支撑板支撑且连接到该支撑板，所述支撑板由用来制成所述托架和主轴电机的相同金属材料制成，并且形成所述支撑板，使得当沿所述磁盘的转动轴线方向看时部分地重叠所述磁盘。

2.根据权利要求1所述的磁盘单元，其中，由安装在所述支撑板上的托架、主轴电机、音圈电机、斜面、及门闩组成的整个组件由护罩来封闭，所述护罩的刚度比所述支撑板的刚度低。

3.根据权利要求2所述的磁盘单元，其中，所述护罩由围绕所述组件的圆柱形部分和在该圆柱形部分的轴向方向上分别堵塞在该圆柱形部分的两个端部处开口的两个盖组成。

4.根据权利要求3所述的磁盘单元，其中，连接有循环过滤器、呼吸过滤器及活性炭中的至少任一个部件的所述护罩的所述盖连接到圆柱形部分上。

5.根据权利要求3所述的磁盘单元，其中，所述护罩的所述圆柱形部分和所述盖各由塑料整体地形成。

6.根据权利要求3所述的磁盘单元，其中，所述护罩的所述圆柱形部分和所述盖各由同种材料形成。