CN1187736C - 盘片驱动器的读写头悬置组件 - Google Patents

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Abstract

一种硬盘驱动器读写头悬置组件，它包括一杆梁，该杆梁与一致动臂的一端部相耦接，该致动臂能够在磁盘循道方向转动；一滑动件，它支撑在所述杆梁的端部，用于从所述磁盘上读出数据和将数据写入所述磁盘；一精密致动器，它包括第一和第二磁性部件，它们分别安装在所述杆梁和所述滑动件上，其中，所述精密致动器通过在所述磁性部件之间根据弗莱明左手定律产生的电磁力，使得所述滑动件相对于所述杆梁微动；一连接装置，用于弹性地连接所述第一磁性部件和第二磁性部件。

Description

盘片驱动器的 读写头悬置组件
发明背景
1.发明领域
本发明涉及一种盘片驱动器读写头悬置组件，用于支撑和移动将信息写入记录介质和从中读出信息的读写头。
2.相关技术
一般说来，诸如硬盘驱动器(HDD)的磁盘驱动器包括一读写头悬置组件，它用于支撑将信息写入可旋转式安装在一壳体内磁盘的磁道和从中读出信息的读写头。
这种读写头悬置组件包括一悬置件，即杆梁，它支撑在一致动臂的端部，该致动臂由一音圈电机(VCM)驱动旋转，一万向支架连接到该悬置件的端部，一滑动件支撑在该万向支架上，并有所述读写头。所述随致动臂旋转的悬置件将所述滑动件移动到磁盘上的一个所需位置。当该读写头支撑在所述滑动件上而运动时，必须相应于配置在磁盘上的多个磁道中要从中读出或在其上写入信息的某一预定磁道而定位。读写头寻道的精确度对所读写的信息的完整性时至关重要的。
最新发展趋势是磁盘驱动器本身小型化，而其存储容量越来越大。因此，磁盘上每英寸的磁道数(TPI)增加。当TPI和磁盘旋转速率增加时，读写头位置变得难于精确控制。
为了解决上述问题，提出了一种带有一个附加精确寻道电机或精密致动器的读写头悬置组件，其中例子之一如图1所示。
图1示出一种公开在美国专利US 5,857,347中的读写头悬置组件。该读写头悬置组件包括一杆梁10，它有一水平部分15，形成在一端部11和一中端部13之间，并支撑在致动臂(未示出)的一个端部。一万向支架17配置在杆梁10的端部11。一个具有用于读/写的磁头的滑动件(未示出)支撑在万向支架上。杆梁10的端部11和中端部13由一连接部分30弹性连接。一个有一个第一线圈单元21和一个第二线圈单元23的致动器20安装在连接部分30周围。
当将电流通到第一和第二线圈单元21和23的线圈22和24时，由于在线圈单元21和23之间的电磁力而产生一垂直推斥力。接着，每一线圈单元21和23受该垂直推斥力作用上下运动，连接部分30的垂直轨部分31和33向水平方向弯曲。这样，端部11在水平方向，也就是在磁道方向相对于中端部13转动，因此所述滑动件得到微调。
然而，这种现有读写头悬置组件需要大量部件，所述杆梁结构复杂，因此难于实际应用，制造成本高。也需要大驱动力来驱动包括所述滑动件的杆梁。然而，在将产生在线圈单元之间的垂直推斥力通过所述连接部分转换成水平推斥力的过程中损失大量动力。
发明概要
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种磁盘驱动器读写头悬置组件，它有改进的结构，其中所述滑动件能够相对所述杆梁转动。
因此，为了达到上述目的，本发明提供一种盘片驱动器读写头悬置组件，它包括一杆梁，该杆梁与一致动臂的一端部相耦接，该致动臂能够在盘片循道的方向转动；一滑动件，它支撑在所述杆梁的一个端部，该杆梁从所述磁盘上读出数据和将数据写入所述磁盘；一精密致动器，使所述滑动件相对于所述杆梁移动，所述精密致动器包括：第一磁性部件，安装在所述杆梁上，能够提供一磁场；第二磁性部件，安装在所述滑动件上，沿竖直方向与所述第一磁性部件分隔开，具有一个流入电流的第二线圈；以及一连接装置，用于弹性地连接所述第一磁性部件和第二磁性部件，该连接装置位于所述滑动件的越过所述磁道方向的预定中心线上，其中，所述精密致动器通过在所述磁性部件之间根据弗莱明左手定律产生的电磁力，使所述滑动件相对于所述杆梁微动。
在本发明中优选的是：第一磁性部件包括一个支撑在所述杆梁端部的第一线圈基座和一对第一线圈，这两个第一线圈安装在所述第一线圈基座的底面上，并在驱动过程中形成一个磁场；第二磁性部件包括一个第二线圈基座和一个第二线圈，该第二线圈基座安装在所述滑动件的上表面上，与第一线圈基座相对应，该第二线圈安装在所述第二线圈基座的上表面上，与第一线圈相对应。
在本发明中还优选的是：所述两个第一线圈以圆形安装在相对于所述滑动件上越过所述磁道方向的预定中心线的左侧和右侧，当通入电流时，在所述滑动件的一个表面上在垂直方向形成一个感应磁场。
在本发明中还优选的是：所述第二线圈以矩形绕在所述第二线圈基座的上表面上的一个矩形内，以便在相对于所述滑动件上越过所述磁道方向的预定中心线的左侧和右侧的有效线圈部分产生电磁力。
在本发明中还优选的是：一个下凹部分形成在所述第一线圈基座的下表面上，用于容纳与所述第二线圈分开一段预定距离的所述第一线圈。
在本发明中还优选的是：所述连接装置包括一连接板，固定于所述第一线圈基座的下表面上，它有一凹口，用于容纳所述第二磁性部件，以便所述第二磁性部件在其中运动；和一弹性部件，用于弹性地连接所述凹口的内表面和所述第二磁性部件的外表面。
在本发明中还优选的是：所述弹性部件包括一些发夹式弹簧，它们相对于所述滑动件上越过所述磁道方向的预定中心线对称配置。
在本发明中还优选的是：所述弹性部件包括一扭杆，它连接在所述凹口的内表面和所述第二磁性部件的前端部或后端部之间，使所述第二磁性部件在被所述磁性部件之间的电磁力所弯曲时相对于所述第一磁性部件转动。
在本发明中还优选的是：所述连接板和所述弹性部件与所述第二磁性部件一体形成。
在本发明中还优选的是：所述第一磁性部件包括一磁铁基座，它支撑在所述杆梁的端部，有一形成在其底面上的下凹部分；和一对磁铁，它们安装在所述磁铁基座的下凹部分上，使得它们的磁极方向相互相反。
附图说明
下面参照附图对优选实施例详细说明，从中更清晰地看出本发明的上述目的和优点。附图中：
图1是表示一种现有磁盘驱动器读写头悬置组件的透视图；
图2是表示一种根据本发明的一个优选实施例所述的磁盘驱动器读写头悬置组件的分解透视图；
图3是图2所示读写头悬置组件的侧视图；
图4是图2所示读写头悬置组件的前视图；
图5和6是用于解释根据本发明的优选实施例所述的磁盘驱动器读写头悬置组件的操作的平面图；
图7是表示一种根据本发明的另一个优选实施例所述的磁盘驱动器读写头悬置组件的主要部分的透视图；
图8是表示一种根据本发明的又一个优选实施例所述的磁盘驱动器读写头悬置组件的主要部分的透视图；
图9时用于解释图8所示读写头悬置组件的操作的平面图。
发明详细说明
参见图2至4，一种读写头悬置组件用于微动一个读写头(未示出)，该读写头支撑在所述组件上，用于在由跨过磁盘D的箭头A表示的磁道方向上将信息写入磁盘D的磁道或从该磁道中读出信息。该读写头悬置组件包括一杆梁41，该杆梁41与一致动器40的一端部相耦接；一滑动件43，它支撑在杆梁41的端部，在磁盘D上移动并支撑所述读写头；一精密致动器50，它安装在滑动件43和杆梁41之间；和一连接装置。
该精密致动器50包括一个安装在杆梁41的端部的第一磁性部件60和一个第二磁性部件70，它安装在滑动件43上，并与第一磁性部件60保持一预定的距离。磁性部件60和70当电流施加到它们时通过作用在它们之间的电磁力来改变它们的姿态，使得滑动件43相对于杆梁41微微转动。
第一磁性部件60包括一个支撑在杆梁41端部的第一线圈基座61和一对第一线圈63，这两个第一线圈安装在第一线圈基座61的底面上。该第一线圈基座61有一个下凹部分61a，它形成在第一线圈基座61的下表面上，具有一预定的深度，用于容纳和支撑第一线圈63。每个第一线圈63都是圆形，对称地安装在相对于滑动件53上越过磁道方向A的预定中心线的左侧和右侧。当电流施加到第一线圈63时，在滑动件43的表面上在垂直方向形成一个感应磁场。该第一线圈63能够通过涂、镀或绕而安装于下凹部分61a内。
第二磁性部件70包括一个第二线圈基座71和一个第二线圈73，该第二线圈基座71安装在滑动件43的上表面上，与第一线圈基座61相对应，该第二线圈73安装在第二线圈基座71上。该第二线圈73安装成矩形，因此在相对于中心线C的两侧的有效线圈部分中产生一磁力。该第二线圈73能够通过涂、镀或绕而安装于第二线圈基座71的上表面上。
所述连接装置包括一连接板81，它固定到第一线圈基座61的底面上；一弹性部件83，它弹性地连接连接板81和第二线圈基座71。一个凹口81a形成在连接板81上，用于容纳能在其移动的第二线圈基座71。弹性部件83连接凹口81a(的内表面)和第二线圈基座71(的外表面)。在本实施例中，弹性部件83优选是一扭杆，弹性连接第二线圈基座71(的前端部)和凹口81a(的内表面)。此外，弹性部件83和第二线圈基座71形成一体。弹性部件83承受外力而弹性变形，因此第二线圈基座71微微相对于第一线圈基座相对于中心线C转动。
下面参照附图2、5和6说明根据本发明的优选实施例所述的磁盘驱动器读写头悬置组件的操作。
当电流以不同方向施加到每一第一线圈63时，在滑动件43的表面上在垂直方向形成一感应磁场。在感应磁场是由第一线圈63所形成的状态下，当电流施加到第二线圈73时，根据弗来明左手定律，在相对于中心线C的第二线圈的两侧的有效线圈部分中产生一磁力。由该产生的磁力，第二线圈基座相对于中心线C在一任意方向微动，同时使得弹性部件83弹性变形。这样，连接到第二线圈基座71的滑动件43能够在磁盘D的磁道方向A微微转动。也就是说，当第一线圈基座61固定到杆梁41、连接板81装在第一线圈基座61时，滑动件43由第一线圈基座71通过所述磁力作用而转动。
如上所述，因为滑动件43受根据弗来明左手定律的磁力作用而转动，该磁力的方向不必改变。因而，相比于现有技术能够产生更多的动力。此外，因为所述组件结构简单，它实际制造和实施形式可由微机电系统(MEMS)制造技术容易地制造。
如图7所示，作为第一磁性部件60的替代物，配置一第一磁性部件160，它包括一安装在杆梁41端部的第一磁铁基座161和一对磁铁163。在磁铁基座161的下表面上形成一下凹部分162，用于容纳磁铁163。每一磁铁163分别在其上下两侧有S和N极，并安装成使它们的磁极方向彼此相对。有上述结构的第一磁性部件160构成一微型致动器，它能够使得滑动件43和图2所示第二磁性部件70一起微微转动。
此外，作为连接装置的另一实施例，如图8所示，配置一对弹性部件84，用于弹性连接连接板81的凹口81a(的内表面)和第二线圈基座71(的外表面)。所述两个弹性部件84对称于中心线C连接第二线圈基座71的左右表面。此外，两个弹性部件84优选是弯曲几次到预定形状的发夹式弹簧。这样，如图9中虚线所示，当第二线圈基座71受一磁力作用而移动时，弹性部件84之一受压，而另一弹性部件伸长，因此所支撑的滑动件43能够微动。此外，尽管没有示出，两个弹性部件84可以安装在中心线C上，因此当滑动件43被移动时它们能够同步伸长。也就是说，两个弹性部件84能够分别连接到第二线圈基座71的前端部和后端部。
如上所述，根据本发明所述的磁盘驱动器读写头悬置组件结构简单，因此能够容易地制造成小尺寸。此外，因为与现有技术相比能够获得更多的动力，所以动力消耗少，所述滑动件能够精密地控制。
与此同时，因为根据本发明所述的磁盘驱动器读写头悬置组件结构简单，能够精确地驱动，所以在最近广泛地与诸如光学读写头的光学技术相结合进行的研究中，它能够适应于大多数现有的硬盘驱动器(HDD)器件和近场记录驱动器(NFRDs，near field recording drives)。这样，本发明可以用于精确地控制光学读写头。与现有HDD相比，光学读写头的表面密度高。此外，本发明还可以用于激光扫描仪或打印机，精密地控制为光学装置的驱动镜。

Claims (10)

1.一种盘片驱动器读写头悬置组件，它包括：一杆梁，该杆梁与一致动臂的一端部相耦接，该致动臂能够在盘片循道方向转动；一滑动件，它支撑在所述杆梁的端部，用于从所述盘片上读出数据和将数据写入所述盘片；以及一精密致动器，使所述滑动件相对于所述杆梁移动，其特征在于：所述精密致动器包括：
第一磁性部件，安装在所述杆梁上，能够提供一磁场；
第二磁性部件，安装在所述滑动件上，沿竖直方向与所述第一磁性部件分隔开，具有一个流入电流的第二线圈；以及
一连接装置，用于弹性地连接所述第一磁性部件和第二磁性部件，该连接装置位于所述滑动件的越过所述磁道方向的预定中心线上，
其中，所述精密致动器通过在所述磁性部件之间根据弗莱明左手定律产生的电磁力，使所述滑动件相对于所述杆梁微动。
2.根据权利要求1所述的读写头悬置组件，其特征在于，
第一磁性部件包括一个支撑在所述杆梁端部的第一线圈基座和一对第一线圈，这两个第一线圈安装在所述第一线圈基座的底面上，并在驱动过程中形成所述磁场；
第二磁性部件还包括一个第二线圈基座，该第二线圈基座安装在所述滑动件的上表面上，与第一线圈基座相对应，
该第二线圈安装在所述第二线圈基座的上表面上，与所述的一对第一线圈相对应。
3.根据权利要求2所述的读写头悬置组件，其特征在于，所述两个第一线圈以圆形安装在相对于所述滑动件上越过所述磁道方向的预定中心线的左侧和右侧，当通入电流时，在所述滑动件的一个表面上在垂直方向形成一个感应磁场。
4.根据权利要求2所述的读写头悬置组件，其特征在于，所述第二线圈在所述第二线圈基座的上表面上绕成矩形，在相对于所述滑动件上越过所述磁道方向的预定中心线的左侧和右侧产生电磁力。
5.根据权利要求2所述的读写头悬置组件，其特征在于，一个下凹部分形成在所述第一线圈基座的下表面上，用于容纳与所述第二线圈分开一段预定距离的所述第一线圈。
6.根据权利要求2-5之一所述的读写头悬置组件，其特征在于，所述连接装置包括：
一连接板，固定于所述第一线圈基座的下表面上，该连接板具有一凹口，用于容纳所述第二磁性部件，以便所述第二磁性部件在其中运动；和
一弹性部件，用于弹性地连接所述凹口的内表面和所述第二磁性部件的外表面。
7.根据权利要求6所述的读写头悬置组件，其特征在于，所述弹性部件包括一些发夹式弹簧，它们相对于所述滑动件上越过所述磁道方向的预定中心线对称配置。
8.根据权利要求6所述的读写头悬置组件，其特征在于，所述弹性部件包括一扭杆，它连接在所述凹口的内表面和所述第二磁性部件的前端部或后端部之间，以便使所述第二磁性部件在被所述磁性部件之间的电磁力所弯曲时相对于所述第一磁性部件转动。
9.根据权利要求6所述的读写头悬置组件，其特征在于，所述连接板和所述弹性部件都与所述第二磁性部件一体形成。
10.根据权利要求1所述的读写头悬置组件，其特征在于，所述第一磁性部件包括：一磁铁基座，它支撑在所述杆梁的端部，有一形成在其底面上的下凹部分；和一对磁铁，它们安装在所述磁铁基座的下凹部分上，使得它们的磁极方向相反。
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