CN101681655A - 用于数据存储应用的减震器 - Google Patents

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Abstract

一种用于数据存储设备的减震器，具有粘弹性材料和在粘弹性材料上设置的约束材料，约束材料覆盖粘弹性材料的侧面，以减少粘弹性材料的暴露以免受周围环境中的碎片影响。

Description

用于数据存储应用的减震器
技术领域
本发明一般涉及盘驱动器领域。更具体而言，本发明涉及一种用于数据存储应用的减震器。
背景技术
任何计算机系统的关键部件是用于存储数据的装置。在计算机系统中用于存储海量数据的共同位置是在盘驱动器上。盘驱动器最基本的部件是旋转的盘、将传感器移动到盘上的各个位置的致动器以及用于将数据写入盘和从盘中读取数据的电路。耦合到致动器的是包括磁头和金属悬吊装置的磁头悬架组件(HGA)。HGA可以堆叠在一起成为由致动器在盘表面上推动的磁头堆叠组件(HSA)。HSA可以包括音圈和一组磁体。当电流通过音圈时，电磁场引起音圈移动，并且，HSA又在盘表面上移动。在现今的使用中有各种盘驱动器，例如硬盘驱动器、压缩驱动器、软盘驱动器。所有这些都采用旋转致动器或线性致动器。
在旋转盘表面上磁头读取和写入数据，所述盘同轴地安装主轴马达。磁写入的信息“位”被置于盘表面上的同心圆“轨道”中。盘必须快速旋转，使得计算机用户不必为了将盘表面上的期望信息位变成放置在磁头下方而等待很长时间。在现代的盘驱动器中，数据位和轨道必须是极窄的并且是近的间隔，以在盘表面单位面积上获得期望的高信息密度。
盘表面上的所需信息位的小尺寸和近间隔与盘驱动器装置及其机械部件的设计有因果关系。因为盘表面与磁头之间由于盘转动和磁头致动而存在相对运动，在磁头与盘之间任何接触由于机械震动或振动而会导致界面的摩擦学故障。这种摩擦学故障，也就是通常所知的“磁头碰撞”，会损坏盘和磁头，并且通常会使数据丢失。当发生在盘驱动器部件的共振频率处或附近时，振动是特别严重的问题。
为减少盘驱动器组件中的振动问题，已经采用了一些方法。一个这样的方法包括在致动器臂、磁头悬架组件或磁头堆叠组件上提供减震器。另一方法包括在邻近的负载杆(load beam)之间提供减震器，如美国专利No.6,498,704所公开的那样。另外的方法包括在硬盘驱动器组件外表面和包含硬盘驱动器组件的壳的内表面之间放置减震器，如美国专利申请No.11/269,545所公开的。
参见图1，典型现有技术的减震器9可以包括约束材料11和粘弹性层13。所述粘弹性材料13可以由具有双面压敏粘合剂的粘弹性聚合物制成，而约束材料11可以由铝、钢、锌、铜或陶瓷制成。粘弹性层13吸收并减少外部震动或振动，而约束材料11提供纯(sheer)阻尼性能。粘弹性层13可以设置在硬盘驱动器部件与约束材料11之间。典型地，粘弹性粘合剂用于将粘弹性层13联接到约束材料11。粘弹性粘合剂在阻尼应用中可以挤出或以其他方式迁移。将粘弹性粘合剂暴露到硬盘驱动器组件也趋于吸引污物，由此产生污染的硬盘驱动器环境。
一种用于减少粘弹性粘合剂暴露的方法是通过仅在边缘15处暴露粘弹性粘合剂来限制暴露粘合剂。如图2所示，粘弹性粘合剂仅暴露在边缘15处，其中，粘弹性层13具有与约束材料11相同的宽度。另一用于减少粘弹性粘合剂暴露的方法是通过引导约束材料11的切割边缘，使得毛刺高度19将覆盖粘弹性层13暴露边缘的一些部分。
图3示出由约束材料11的毛刺19保护的粘弹性层13的边缘17。图4示出不与约束材料11一样宽的粘弹性层13。从而，粘弹性层13回缩并且由毛刺保护。
由于切割的边缘毛刺19的高度变化，并且归一化高度仅覆盖暴露边缘的一部分，粘弹性层13的边缘仍然保持暴露并且容易被机械去除或者污染。随着对用于数据存储设备的改进减震器需求的增加，在本领域中存在对保护粘弹性层免受污染的减震器的需要。
发明内容
一种用于数据存储装置的减震器，具有粘弹性材料以及在粘弹性材料上设置的约束材料。约束材料成型为或者铸造成具有边缘偏移部或者法兰边缘，用于覆盖粘弹性材料的侧面。这样大幅减少了粘弹性材料暴露于碎片的机会。粘弹性材料可以是具有双面压敏粘合剂的粘弹性聚合物。约束材料可以由铝、不锈钢、镀镍的不锈钢、锌、铜、陶瓷、镍、聚酯薄膜或者弹性材料制成。
附图说明
本发明的确切实质，以及其目的和优点将通过以下结合附图来描述的说明书而变得清晰，其中，在整个附图中，相似的附图标记代表相似的部件。
图1是现有技术减震器的立体图。
图2是具有暴露粘弹性粘合剂边缘的现有技术减震器的一部分的横截面图。
图3是具有毛刺保护的粘弹性粘合剂边缘的现有技术减震器的一部分的横截面图。
图4是具有粘弹性层回缩以及毛刺保护的现有技术减震器的一部分的横截面图。
图5是根据本发明实施例的减震器的立体图。
图6是图5的沿着线6-6的减震器的横截面图。
图7是根据本发明另一实施例的减震器的立体图。
图8是图7的沿着线8-8的减震器的横截面图。
图9是描述用于制造本发明的减震器的方法的流程图。
具体实施方式
图5是根据本发明实施例，用于数据存储应用的减震器21的立体图。图6是图5的沿着线6-6的减震器21的横截面图。
参见图5和6，减震器21包括约束材料23和粘弹性层25。粘弹性层25吸收并减少外部震动或振动，而约束材料23提供纯阻尼性能。粘弹性粘合剂可以用于将粘弹性层25联接到约束材料23。粘弹性层25可以由具有双面压敏粘合剂的粘弹性聚合物形成。粘弹性层25可以适于在靠着数据存储装置部件的位置中保持约束材料23。约束材料23可优选地为不锈钢，但是也可以由诸如铝、不锈钢、镀镍的不锈钢、锌、铜、镍、聚酯薄膜、陶瓷材料、粘弹性或弹性材料的非磁性材料形成。选择粘弹性层25和约束材料23，使得阻尼频率在感兴趣的期望范围之内。
如图5和6所示，约束材料23被定形为具有围住粘弹性层25的边缘偏移部(edge offset)27。边缘偏移部27延伸预定距离。使用一种本领域技术人员公知的成型或铸造技术来完成。该预定距离足以围住粘弹性层25的侧面31。用于定形约束材料23的铸造技术在约束材料23上产生凹部(pocket)29，在其中放置粘弹性层25，由此围住所述粘合剂材料。
通过围住粘弹性层25上的粘合剂，减少了潜在污染和损伤的发生。仅会在如果碎片进入到约束材料23的边缘偏移部27的内壁与粘弹性层25的侧面31之间的入口29时发生污染。然而，即使粘弹性层25被污染，约束材料23的罩形状也能防止后续的碎片的机械去除，由此防止硬盘驱动器环境的污染。因此，约束材料23的形状形成为限制碎片附着到粘弹性层25或碎片从粘弹性层25上分离的碎片阱(trap)。
本发明的另一优点在于约束材料23的刚度由于边缘偏移部27而增加。刚度增加可以用于将减震器21调谐到最佳性能。刚度增加可以用于开发比现有技术中使用的减震器更小的和/或更少质量的减震器21，同时提供相似的结构和功能性的优势。
图7是根据本发明另一实施例的用于数据存储应用的减震器33的立体图。图8是图7的沿着线8-8的减震器33的横截面图。
参见图7和8，减震器33包括约束材料35和粘弹性层37。粘弹性层37吸收并且减少外部震动或振动，而约束材料35提供纯阻尼性能。选择粘弹性层37和约束材料35，使得得到的减震器33对期望范围中的频率进行减震。
图7和8的约束材料35被定形为具有包括法兰边缘39的边缘偏移部36。该形状围住粘弹性层37。使用公知的成型或铸造技术将具有法兰边缘39的边缘偏移部36制造成延伸预定距离。可优选地，边缘偏移部36的预定距离足以覆盖粘弹性层37的侧面41。制造过程利用放置粘弹性层37而在约束材料35中形成入口43，围住粘合剂材料。
通过围住粘弹性层37上的粘合剂，发生更少的潜在污染和损伤。污染只会在如果碎片进入到边缘偏移部36的内壁与粘弹性层37的侧面41之间的入口43时发生。当粘弹性层37被污染时，约束材料35的形状会防止后续的碎片的机械去除，由此防止硬盘驱动器环境的污染。因此，在约束材料35中形成的罩形成限制碎片附着到粘弹性层37或碎片从粘弹性层37上分离的碎片阱。
制造减震器33的一个优点是在制造中相对容易。更容易的是，垂直切割减震器33的法兰边缘39的侧面40，而不是水平切割减震器21的边缘偏移部27的侧面30。减震器33的另一优点是增加了碎片从入口43向行进或迁移到法兰边缘39的侧面40的时间。碎片在暴露在硬盘驱动器环境之前，必须在法兰边缘39的长度上行进。
减震器33的另一个优点是约束材料35的刚度由于边缘偏移部36和法兰边缘39而增加。刚度增加可以用于将减震器33调谐到最佳性能。刚度增加可以用于开发比现有技术中使用的减震器更小的、更少质量的减震器33，同时提供相似的结构和功能性优势。
一种用于制造在数据存储装置中使用的减震器的方法示出在图9中。步骤55，粘弹性层25或37通过将粘弹性带切割成期望或预定形状来制备，而步骤57，去除任何多余的带。粘弹性层25或37的期望或预定形状可以是用于在数据存储装置中获得期望减震特性的形状或尺寸。例如，粘弹性层25或37可以用于对磁头堆叠组件(未示出)的音圈提供阻尼，并且因此，粘弹性层25或37适于装配在音圈之间的线轴空间。在另一示例中，粘弹性层25或37可以用于对致动器臂提供减震，并且因此，粘弹性层25或37被定形为与致动器臂或其部分的尺寸基本相同的尺寸。
步骤59，约束材料23或35通过将诸如不锈钢带的清洁的约束材料带切割和成型(或铸造)为期望的预定形状来制备。步骤61，制造的约束材料23、35被清洁，以去除由制造过程造成的任何碎片。从前述实施例可以领会，约束材料23或35期望的形状可以包括偏移边缘27或具有法兰边缘39的偏移边缘36，所述偏移边缘形成凹井29、43，其中放置粘弹性层25、37，围住任何粘合剂材料以防止其暴露到污物。
步骤63，当粘弹性层25、37以及约束材料23、35被定形时，它们就被结合到一起以形成减震器21或23。粘弹性层25、37以及约束材料23、35可以通过共同引导结合(co-piloted joining)来结合。
在以上描述的所有实施例中，在盘驱动器中想要的用途为减震器的物理特性提出了合适的范围。约束材料23、35的厚度范围通常从尽可能小的大约0.0002”到约0.005”的量级。尽管不需要粘弹性层25、37具有用于特定相同的厚度，但是粘弹性层25、37通常在相同的厚度范围内。在长度上，减震器21或33可以在从约0.200”到约2.000”的范围中，同时宽度不必随长度不变，范围从约0.100”到约1.000”。此外，可以使用大于一层的约束材料23、35和粘弹性层25、37，形成可以是多层的或者在顶部和底部上约束的布置。

Claims (33)

1.一种用于数据存储装置的减震器，包括：
约束材料，其成型为具有边缘偏移部的凹部；以及
粘弹性材料，其在所述凹部内部结合到所述约束材料，所述边缘偏移部覆盖所述粘弹性材料的侧面。
2.如权利要求1所述的减震器，其中，
所述粘弹性材料是具有双面压敏粘合剂的粘弹性聚合物。
3.如权利要求1所述的减震器，其中，
使用粘弹性粘合剂将所述约束材料联接到所述粘弹性材料。
4.如权利要求1所述的减震器，其中，
所述约束材料选自由铝、不锈钢、镀镍钢、锌、铜、镍、陶瓷、聚酯薄膜和弹性材料构成的组。
5.如权利要求1所述的减震器，其中，
所述约束材料包括法兰边缘，以覆盖所述粘弹性材料的侧面。
6.如权利要求1所述的减震器，其中，
所述粘弹性材料的厚度范围为从小到约0.0002”至大到约0.005”。
7.如权利要求1所述的减震器，其中，
所述约束材料的厚度范围为从小到约0.0002”至大到约0.005”。
8.如权利要求1所述的减震器，其中，
所述减震器的长度范围为从约0.200”至大到约2.000”。
9.如权利要求1所述的减震器，其中，
所述减震器的宽度范围为从约0.100”至大到约1.000”。
10.如权利要求1所述的减震器，包括至少一个附加层的约束材料。
11.如权利要求1所述的减震器，包括至少一个附加层的粘弹性材料。
12.一种用于数据存储装置的减震器，包括：
约束材料，其被铸造为具有边缘偏移部的凹部；以及
粘弹性材料，其在所述凹部内部联接到所述约束材料，所述边缘偏移部覆盖所述粘弹性材料的侧面。
13.如权利要求12所述的减震器，其中，
所述粘弹性材料是具有双面压敏粘合剂的粘弹性聚合物。
14.如权利要求12所述的减震器，其中，
使用粘弹性粘合剂将所述约束材料联接到所述粘弹性材料。
15.如权利要求12所述的减震器，其中，
所述约束材料选自由铝、钢、锌、铜、陶瓷和弹性材料构成的组。
16.如权利要求12所述的减震器，其中，
所述约束材料包括法兰边缘，以覆盖所述粘弹性材料的侧面。
17.如权利要求12所述的减震器，其中，
所述粘弹性材料的厚度范围为从小到约0.0002”至大到约0.005”。
18.如权利要求12所述的减震器，其中，
所述约束材料的厚度范围为从小到约0.0002”至大到约0.005”。
19.如权利要求12所述的减震器，其中，
所述减震器的长度范围为从约0.200”至大到约2.000”。
20.如权利要求12所述的减震器，其中，
所述减震器的宽度范围为从约0.100”至大到约1.000”。
21.如权利要求12所述的减震器，包括至少一个附加层的约束材料。
22.如权利要求12所述的减震器，包括至少一个附加层的粘弹性材料。
23.一种用于数据存储装置的减震器，包括：
约束材料，其定形为具有边缘偏移部的腔；以及
粘弹性材料，其在所述腔内部联接到所述约束材料，所述边缘偏移部覆盖所述粘弹性材料的侧面。
24.如权利要求23所述的减震器，其中，
所述粘弹性材料为具有双面压敏粘合剂的粘弹性聚合物。
25.如权利要求23所述的减震器，其中，
使用粘弹性粘合剂将所述约束材料联接到所述粘弹性材料。
26.如权利要求23所述的减震器，其中，
所述约束材料选自由铝、钢、锌、铜、陶瓷和弹性材料构成的组。
27.如权利要求23所述的减震器，其中，
所述约束材料包括法兰边缘，以覆盖所述粘弹性材料的侧面。
28.如权利要求23所述的减震器，其中，
所述粘弹性材料的厚度范围为从小到约0.0002”至大到约0.005”。
29.如权利要求23所述的减震器，其中，
所述约束材料的厚度范围为从小到约0.0002”至大到约0.005”。
30.如权利要求23所述的减震器，其中，
所述减震器的长度范围为从约0.200”至大到约2.000”。
31.如权利要求23所述的减震器，其中，
所述减震器的宽度范围为从约0.100”至大到约1.000”。
32.如权利要求23所述的减震器，包括至少一个附加层的约束材料。
33.如权利要求23所述的减震器，包括至少一个附加层的粘弹性材料。
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