CN1224048C

CN1224048C - 头支承装置、头驱动装置和盘装置

Info

Publication number: CN1224048C
Application number: CNB031526721A
Authority: CN
Inventors: 桑岛秀树; 邓志生
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-08-07
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2023-08-05
Also published as: HK1064493A1; CN1489147A; EP1388847A1; US7068469B2; US20040090711A1

Abstract

一种头支承装置、头驱动装置和使用该装置的盘装置，既可向头提供必要充分的压紧力，又具有高的柔韧性，冲击性好，且提供不受制造误差影响的稳定的赋势力。具备：基臂，设置转动支承部，沿垂直于盘表面的方向可转动地支承；和弹性部件，一端部连接于支承臂的另一端部上，另一端部连接于基臂上，提供向盘方向赋势头支承部件的赋势力，在头装配部相对基臂的转动支承部的压紧位移到转动支承部的压紧方向的位置上设置转动支承部。

Description

头支承装置、头驱动装置和盘装置

技术领域

本发明涉及一种用头对盘进行记录再现用的头支承装置、头驱动装置和使用该装置的盘装置。

背景技术

随着近年来便携用电子设备(PDA、便携电话等)市场的急剧扩大和装置的小型化，要求作为数据存储方法之一的盘装置具有较高的携带性，即小型化、薄形化、以及高的耐冲击性和高的可靠性。为了满足高的耐冲击性，以前提议各种方法作为盘装置。

用图来说明硬盘装置等磁记录再现装置中的现有盘装置，作为现有具有头的盘装置的一例。

图9是表示现有的磁记录再现装置结构的平面图。图中，头支承装置108由刚性较低的悬臂102、板簧部103和刚性较高的支承臂104构成，在悬臂102一端的下面设置装载磁头(未图示)的滑块101。

另外，由主轴电机109旋转地设置磁记录媒体107，在磁记录再现装置的记录再现时，装载在滑块101上的磁头按照基于因磁记录媒体107旋转而在滑块101中发生的空气流的浮力与向磁记录媒体107侧赋势滑块101的头支承装置108产生的赋势力的关系，从磁记录媒体107仅上浮一定距离。头支承装置108在记录再现时，通过设置在支承臂104上的音圈106的作用，以轴承部105为中心转动，装载在滑块101上的磁头定位于磁记录媒体107的希望轨道，进行记录再现。

图9所示磁记录再现装置是通常称为接触启动停止方式(下面记为CSS(contact start stop)方式)的磁记录再现装置，在磁记录媒体107停止时，磁头接触于磁记录媒体107上，而在记录再现时，设置在滑块101上的磁头从磁记录媒体107浮起。在这种CSS方式的情况下，如图9所示，磁记录媒体107被分割成可磁记录的区域A、和停止时使磁头避让的区域B。在使磁记录媒体107停止旋转时，首先，使磁头浮起后，原样移动到区域B，若降低磁记录媒体107的旋转，则磁记录媒体107与滑块101之间的空气流减少，浮起力降低，从而磁头与磁记录媒体107接触，并在该状态下停止。

因此，在CSS方式下的磁记录媒体107中，通过将区域B的表面形成得比区域A的表面粗糙，来防止如下问题的发生：当磁记录媒体停止旋转时，磁头吸附在磁记录媒体107上，再启动时会机械、磁性损伤磁记录媒体107。

另外，作为支承头的其它方式，有加载/卸载方式(下面记作L/UL方式(load/unload))。图10中示出L/UL方式的磁记录再现装置的立体图。图中，头支承装置108的结构与图9中所示CSS方式下的头支承装置108的结构基本类似，但在磁记录再现装置停止时，头支承装置108以轴承部105为中心转动，并移动到磁记录媒体107的外侧。此时，在磁记录媒体107的外侧设置磁头保持部110，使设置在悬臂102前端的滑轨部111越上其倾斜部，由此间隔保持滑块101和磁头与磁记录媒体107。

在磁记录再现装置的头支承装置中，以向磁记录媒体方向赋势的赋势力为主，由板簧部对滑块施加规定负荷，悬臂具有柔韧性。这是因为即使向盘进行记录再现时盘上下动作，也可使滑块稳定上浮，防止头偏离盘的规定轨道位置，即脱轨，同时，还可充分跟踪盘的上下动作。因此，要求由板簧部来确实确保向盘面方向赋势滑块所需的赋势力。

另外，在悬臂中产生制造误差，弯曲构成悬臂部的板簧部沿盘面方向的赋势力变动。为了吸收这些变动并稳定保持头与盘间距离，必需进一步降低悬臂弹性部的刚性。但是，若降低悬臂弹性部的刚性，则谐振频率变低，发生弯曲或扭曲等振动模式发生的不稳定现象，导致头脱轨。

并且，在现有头支承机构中，其重心位于比板簧部还接近装配头的部位上。因此，在磁记录再现装置受到来自外部的强冲击等时，滑块部分中通过盘旋转产生的空气流形成的上浮力与向盘侧赋势滑块的赋势力失去平衡，容易发生滑块从盘表面跳起的现象。一旦发生这些跳起，则滑块冲击盘，盘会产生磁性或机械损伤。这种问题不仅对上述磁记录再现装置，即使对具有上浮型头的盘装置、例如光盘装置或磁光盘装置等也一样。

发明内容

本发明是为了解决这些问题而提出的，其目的在于提供一种不受制造误差影响的可确保稳定赋势力且耐冲击性好的头支承装置、头驱动装置和盘装置。

本发明的头支承装置具备：头，对盘进行记录和再现至少之一；头支承部，包括装配头的头装配部和在一端部上装配头装配部的支承臂；基臂(base arm)，设置转动支承部，沿垂直于盘表面的方向可转动地支承头支承部件；和弹性部件，一端部连接于支承臂的另一端部上，另一端部连接于基臂上，提供向盘方向赋势头支承部件的赋势力，在头装配部相对基臂的转动支承部的压紧位移到转动支承部的压紧方向的位置上设置转动支承部，所述弹性部件从连接于所述支承臂的连接部到固定在所述基臂上的固定部的长度L₁，与从所述转动支承部到所述连接部的长度L₂之比L₂/L₁为0.5以上。

通过该结构，因为可直接在基臂上设置头支承部件，所以可分别独立设置具有刚性的部件和具有弹性的部件。因此，可在基臂上高刚性地设置支承臂部分，由此还可将谐振频率设定得高。并且，可在始终将头装配部位移到向下的位置上设置转动支承部，可稳定地向头装配部施加赋势力。

附图说明

图1是本发明实施方案1的头支承装置主要部分的立体图。

图2是该头支承装置的主要部分侧面图。

图3是该头支承装置的主要部分分解立体图。

图4(a)是该头支承装置的支承臂平面图。

图4(b)是为了求出该支承装置的力的平衡而模块化头支承装置的支承臂3的侧面图。

图5是表示基于实施方案1中的图4模块的m与弹性系数K的关系特性图。

图6是模块化表示支承臂相对各m值的状况的侧面图。

图7是本发明实施方案2的头驱动装置的剖视图。

图8是本发明实施方案3中的盘装置的立体图。

图9是表示现有磁记录再现装置结构的平面图。

图10是表示现有L/UL方式的磁记录再现装置结构的示意立体图。

具体实施方式

图1、图2和图3是表示本发明实施方案1的头支承装置的图，图1是表示头支承装置结构的主要部分的立体图，图2是该主要部分的侧面图，图3是该主要部分的分解立体图。下面，举例说明磁记录再现装置来作为盘装置。

图1、图2和图3中，作为装载磁头(未图示)的头装配部的滑块1固定在由例如SUS等金属薄板和软性布线板一体形成而构成的兼备所谓万向接头装置的挠曲臂2上，并且，挠曲臂2固定在支承臂3上。设置在支承臂3上的微凹(dimple)3a的顶点抵接挠曲臂2，固定在挠曲臂2上的滑块1可绕微凹3a的顶点自由运动。

在支承臂3上，切去其长度方向中心线4附近的一部分而形成舌片状的弹性部件的板簧部5，通过点焊法、超声波焊接法、激光焊接法等公知方法将板簧部5的一端固定在作为基臂的第1基臂6上。板簧部5可由与支承臂3不同的其它材料部件构成，当为其它材料部件时，通过上述公知的焊接法等方法，将为舌片状板簧的材料部件的一端固定在支承臂3上，将另一端固定在第1基臂6上。

另外，在第1基臂6上，在相对支承臂3的长度方向中心线4左右对称的位置上设置作为转动支承部的两个枢轴7，这两个枢轴7的各自顶点抵接于支承臂3。因此，以配置在第1基臂6上的两个枢轴7的各自顶点为转动支点，逆着固定在第1基臂6上的支承臂3的板簧部5的弹力，压紧支承臂3并使之转动。因此，附加向记录媒体侧赋势滑块1的赋势力，使固定在支承臂3上的滑块1压紧记录媒体(未图示)的表面。并且，在第1基臂6的另一端形成结合部9，与作为基臂的第2基臂8一体化，由例如中空圆筒状的突起部等构成。

由滑块1、挠曲臂2、支承臂3和平衡块22构成的头支承部件的重心，通过连接作为支承臂3的转动支点的、配置在第1基臂6上的两个枢轴7的各自顶点的线。由装载磁头的滑块1、挠曲臂2、平衡块22、具有板簧部5的支承臂3和第1基臂6构成头支承臂10。另外，切去支承臂3的长度方向的中心线4附近的一部分，形成板簧部5，支承臂3的左右两侧面分别变为相对其长度方向在大致整体区域中连续的形状。因此，通过分别在大致整个区域中弯曲加工左右两侧面来设置侧面加强部11。通过在支承臂3上形成侧面加强部11，可使支承臂3的刚性变得非常大，可将支承臂3的谐振频率从以前的2kHz左右大幅度增大到10kHz左右。因此，头支承臂10的转动速度可非常快，就可提高访问速度。

第2基臂8在一端部上具有连接第1基臂6的孔部，并通过铆接等公知方法结合具有滑块1的第1基臂6。如后述的盘装置中所述，在与第1基臂6相对侧，夹持轴承部构成例如音圈电机等驱动部件。另外，也可使第2基臂8沿盘的直径方向直线运动。

由头支承臂10和第1基臂8构成头支承装置12，通过改变第1基臂6或第2基臂8之一的臂部长度，可对应于各种记录媒体的大小。因此，可变为对形成具有不同大小和种类记录媒体的磁记录再现装置时的标准化实用的结构。

可通过板簧部5的材料、厚度、枢轴7的顶点高度、支承臂3与板簧部5的连接部或与第1基臂6的固定部位置来任意设定上述滑块1压紧记录媒体表面的赋势力。并且，若这些位置关系或枢轴7的顶点高度存在制造上的误差，则赋势力变化。因此，在盘装置的盘旋转的状态下，产生头从盘上浮的量对每个装置不同等质量故障。即，滑块1压紧记录媒体表面的赋势力F虽然由头支承装置的板簧部5的弹性系数K与滑块1的位移量x确定

F＝Kx (1)

但因为弹性系数K与位移量x两者随枢轴7的顶点高度差异等变化，所以误差变大。

图4(a)是头支承装置的支承臂3的平面图，板簧部5通过固定部13与第1基臂6接合，通过连接部4与支承臂3连接。另外，图4(b)是为了求出力的平衡而模块化头支承装置的支承臂3的侧面图。

图中，向压下枢轴7并向支承臂3提供位移δ时，用滑块1的负载负荷f₀与枢轴7的内压f_p、作用于板簧部5与支承臂3的连接部14上的力矩M1来求出平衡。这里，设从滑块1的重心到枢轴7的距离为L₀，从枢轴7到连接部14的距离为L₂，从固定部14到连接部14的距离为L₁，则m为L₂与L₁之比L₂/L₁。

L₂＝mL₁ (2)

若根据向滑块1提供外力f₀时的平衡条件求出弹性系数，则弹性系数K由下式表示。

K＝[EI/(L₀ ²×L₁)]×(3m²-3m+1) (3)

这里，E为支承臂3的杨氏系数，I为支承臂3的截面惯性力矩。也就是说，弹性系数K是m的2次函数。

图5是表示板簧部5的形状如图4所示相对支承臂3的长度方向中心线4左右对称时、m与弹性系数K的关系特性图。从图中可知，在规定的m下，弹性系数K表示极小值。从图中可知，在左右对称板簧的情况下，通过m为0.5、即将枢轴位置设置在L1的一半的位置上，可使弹性系数变为极小。

另外，图6是模块化表示支承臂3相对各m值的状况的侧面图。如图6所示，在m＜0.5的情况下，若向下压紧枢轴7并提供位移δ时，滑块1变为向上，在m＝0.5时，支承臂3仅平行向下移动压紧距离，在m＞0.5的情况下，滑块1向下倾斜。

因此，可知为了附加向记录媒体侧赋势滑块1的赋势力，使滑块1压紧记录媒体(未图示)的表面，则如果弹性系数为超过极小值的m≤0.5时，则可现实使用。另外，作为m的上限，期望弹性系数K不过大，小于3.0。弹性系数K表示极小值的m值随作为弹性部件的板簧形状变化，可对应于最佳化弹簧中发生的应力的形状来选择最佳弹性系数，确定作为转动支承部的枢轴的位置。

另外，若设置成包含滑块1、挠曲臂2、支承臂3和平衡块22的头支承部件的重心为与连接支承臂3和第1基臂6的两个枢轴7各自顶点的线上中点P(未图示)实质相同的位置，则可实现构成相对来自外部的冲击等振动少、稳定的头支承装置的头支承臂10。可实现在头支承臂10的重心位置与上述中点P一致时耐冲击性最大的头支承臂10。但是，若在连接第1基臂6的两个枢轴7的各自顶点的线上，则可实现即使偏离中点P、也可具有充分实用的耐冲击性的头支承臂10。

(实施方案2)

图7表示本发明实施方案2的头驱动装置的剖视图。如图7所示，在上下两块磁记录媒体15中一个第2基臂8的两面中，分别设置由基本结构与实施方案1中所述一样的第1基臂6和头支承臂10等构成的头支承装置12。另外，第2基臂8枢支在轴承部16上，通过夹持轴承部16设置在相反侧的音圈电机等驱动部件(未图示)，沿磁记录媒体的半径方向转动。这里，使设置板簧部5的固定部13的第1基臂16的前端部17相对支承臂3的平行面倾斜规定角度θ。

设计倾斜角度θ，使在磁记录媒体15旋转发生滑块1的上浮力的状态下，向滑块1提供压紧力、即赋势力，使滑块1得到规定的上浮量。

如上所述，在设定枢轴7的位置以使弹性系数表示极小值的情况下，支承臂3平行移动。此时，滑块1的压紧力变为零，为了得到压紧力，必需使支承臂3从平行状态绕连接两个枢轴7的线段中心旋转。

因此，如图7所示，相对支承臂瘵设置固定部13的第1基臂16的前端部17、或第1基臂6的整体倾斜规定角度，通过连接于板簧部5上，可对磁记录媒体确保规定的压紧力，并且，可实现压紧力不受枢轴7的高度误差等影响而恒定的头支承装置和使用该装置的头驱动装置。

在本实施方案中，使第1基臂6倾斜，但即使使滑块1侧从第2基臂8、或支承臂3的枢轴7的位置倾斜，也可得到同样的效果。并且，向板簧部5实施弯曲加工来取代弯曲前端部17，也可得到同样的效果。

(实施方案3)

图8是本发明实施方案3中的盘装置的立体图，表示使用实施方案1和实施方案2中的头支承装置的盘装置。图8中，向与图1-图7相同的结构要素标记相同符号。

图8中，头支承装置12由支承臂3、第1基臂6、第2基臂8、轴承部16等构成，以轴承部16的旋转中心18为中心，自由旋转地枢支。设置头支承装置12的轴承部16，夹持轴承部16，在与第1基臂6的相反侧，设置例如音圈电机等驱动部件19，向驱动部件19提供控制电流进行驱动，由此，可使装载在头支承装置12的滑块1上的磁头(未图示)定位于磁记录媒体15的规定轨道位置上。另外，可使用例如音圈电机或线性电机等作为驱动部件19。

另一方面，可由旋转驱动部件20以规定的转数旋转磁记录媒体15。作为旋转驱动部件20，例如可使用主轴电机。壳体21将这些部件保持为规定的位置关系，同时，与未图示的盖体一起进行密封，防止记录媒体或头因外部的腐蚀性气体或积炭而恶化。

如上所述，根据本实施方案，因为头支承部件的重心为与连接支承臂3和第1基臂6的两个枢轴7的各自顶点的线上中点P(未图示)实质相同的位置，所以可实现对来自外部的冲击等振动少、稳定的头支承装置。因此，可防止滑块冲击记录媒体表面、在装载在滑块上的磁头或记录媒体中产生损伤。

在上述实施方案中，说明为在顶点接触转动支承部的枢轴形状，但也可是线接触转动支承部的例如楔形形状或半圆柱形状等。

另外，可边增大对滑块的压紧力，边增大具有柔韧性且包含支承臂的整体刚性。并且，因为可分别作为各构成要素作用来独立设定，所以头支承臂的设计容易，且设计自由度也宽。

另外，通过在支承臂的两侧面设置侧面加强部，或将板簧部作为使用具有柔韧性的材料的其它部件，由刚性高的材料形成支承臂，可提高支承臂的谐振频率，故不会发生以前成问题的振动模式。因此，不需要对中动作，且可高速使支承臂转动来定位，可提高磁记录再现装置的访问速度。

因为可不受部件加工精度或组装精度等制造上的误差原因的影响，获得恒定的滑块压紧力，所以可提供稳定品质的盘装置作为头支承装置。

在本发明的实施方案中，说明使用磁头的磁记录再现装置的头支承装置，但本发明的头支承装置在用作非接触型盘记录再现装置、例如光盘装置或磁光盘装置等的头支承装置时，也具有一样的效果。

如上所述，本发明的头支承装置可向头施加始终稳定的赋势力，可实现耐冲击性好的头支承装置。通过这些头支承装置，可实现可靠性高、小型、轻量的头驱动装置和盘装置。

Claims

1、一种头支承装置，其特征在于，具备：

头，对盘进行记录和再现至少之一；

头支承部件，包括装配所述头的头装配部和在一端部上装配所述头装配部的支承臂；

基臂，设置有沿垂直于所述盘表面的方向可转动地支承所述头支承部件的转动支承部；以及

弹性部件，一端部连接于所述支承臂的另一端部上，另一端部连接于所述基臂上，对所述头支承部件提供向所述盘方向赋势的赋势力，

在所述头装配部相对所述基臂的所述转动支承部的压紧而向所述转动支承部的压紧方向位移的位置上设置所述转动支承部，

所述弹性部件从连接于所述支承臂的连接部到固定在所述基臂上的固定部的长度L1，与从所述转动支承部到所述连接部的长度L2之比L2/L1为0.5以上。

2、根据权利要求1所述的头支承装置，其特征在于：

所述支承臂相对所述基臂的所述转动支承部的压紧而大致平行位移。

3、根据权利要求1所述的头支承装置，其特征在于：

所述弹性部件是设置在所述基臂与所述支承臂之间的左右对称的板簧部件。

4、根据权利要求1、2或3所述的头支承装置，其特征在于：

所述头支承部件的重心位置配置在所述基臂中设置的所述转动支承部的转动轴上。

5、一种头驱动装置，其特征在于，具备：

头支承装置；

轴承部，沿平行于盘面的方向旋转自由地枢支所述头支承装置；以及

驱动部件，平行于所述盘面转动所述头支承装置，

所述头支承装置是权利要求1所述的头支承装置

6、根据权利要求5所述的头驱动装置，其特征在于：

相对所述盘面成规定角度地配置所述基臂。

7、一种盘装置，其特征在于，具备：

盘；

驱动所述盘的旋转驱动部件；以及

进行向所述盘的规定轨道位置写入或从规定轨道位置读出的头驱动装置，

所述头驱动装置是权利要求5所述的头驱动装置。