CN1332376C - 头部悬架组件和设有该组件的盘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种盘装置的头悬架组件，其包括：具有毫微微滑块(42)和记录元件的头(40)，当记录媒介旋转时，通过在该滑块和该记录媒介的表面之间产生的气流浮起该毫微微滑块，该记录元件设于该滑块上并对记录媒介执行信息处理；以及悬架(38)，该悬架相对于记录媒介支承该头并给该头施加头负载，该头负载通往记录媒介的表面。该悬架具有小于50μm的厚度和2.0gf或更大的头负载。

Description

头部悬架组件和设有该组件的盘装置
技术领域
本发明涉及一种用于盘装置中的头部悬架组件以及设有该组件的盘装置。
背景技术
近来，盘装置(例如磁盘装置、光盘装置等)已被广泛地用作计算机的外部记录装置和图像记录装置。以磁盘装置为例的盘装置包括布置在盒内的磁盘、芯轴马达、磁头和载架组件。芯轴马达支承并旋转该盘。磁头用于向盘上写信息和从盘上读信息。载架组件支承磁头以便相对于磁盘运动。载架组件包括与悬架连接的臂和设在滑块上的头部分。头部分包括用于读取的复制元件和用于写入的记录元件。
滑块具有对着磁盘的记录表面的面对表面。悬架向滑块施加指定的头负载，该头负载通往(bound for)盘的磁记录层。当操作磁盘装置时，在旋转的盘和滑块之间产生气流。根据空气-流体润滑作用的原理，  滑块的面对表面受力，该力使滑块浮在盘的记录表面上方。通过平衡该浮力和头负载，滑块以保持在磁盘的记录表面上方的固定间隙被浮起。如日本专利申请KOKAI公开号2001-283549所述，例如，浮起高度、浮起姿态、和在减小的滑块压力下的浮起高度可以通过合适地确定面对着盘的面对表面的不规则的形状来进行调节。
近来滑块被做得越来越小。滑块的尺寸由International Disk DriveEquipment and Materials Association(IDEMA)标准来进行标准化。滑块以尺寸减小的顺序被命名为：小型滑块(100％滑块)、微滑块(70％滑块)、毫微滑块(50％滑块)、微微滑块(30％滑块)和毫微微滑块(20％滑块)。
例如毫微微滑块(0.85mm×0.7mm×0.23mm)比现在流行的微微滑块(1.25mm×1mm×0.3mm)要小。通过薄膜处理集中地制造磁头。因此，如果减小滑块的尺寸，采用相同的处理可以增加磁头的生产产量，从而降低了制造成本。滑块的小型化可以改善磁头的性能以便跟随磁盘表面的不规则性。此外，减轻了头执行器的远端部分的质量，所以可以得到改进的搜索速度。而且，如果减小滑块的宽度，可以增大盘表面的记录区域。
但是，如果滑块的面对表面的面积随着滑块的小型化而缩小，则会产生下列问题。
(1)磁头的浮力减小，以至不能支承磁头负载，而磁头不可避免地接触盘表面。
(2)不能支承头部负载，以致磁头的负载姿态破坏。
通常，采用与滑块的小型化成比例地减少头负载的措施来解决这些问题。根据近来的主要系统，如果滑块的尺寸从微微滑块减小到毫微微滑块，则也减小头部负载。例如，如果在移动设备的2.5-英寸型的硬盘驱动器内使用毫微微滑块，则认为头负载具有上限19.6mN(2gf)。
悬架的抗冲击强度(上升G或最大离开加速度)Amax可以由下式给出：
Amax＝F/(M+m)(1)
其中，m是滑块的质量。抗冲击强度Amax取决于悬架的质量(根据凹陷位置的等效质量)M和头负载F。因此，如果头负载F较低的话，抗冲击强度Amax也较低。
如果与滑块的小型化成比例地减小头负载，当盘装置受冲击时，悬架和滑块易于从磁盘弹离。当弹起的滑块返回原来的位置时，该滑块可能会抵着盘运动，从而损坏记录数据。因此，头负载的减小降低了盘装置的抗冲击强度的性能。
如果减小滑块的尺寸使得其质量减轻，则在前述公式(1)中的m减小，导致抗冲击强度的改进。但是悬架的等效质量极大地影响当施加冲击时产生的弹力。因此，实际上减轻滑块的质量几乎不能导致抗冲击强度的改进。所以，涉及滑块小型化的头负载的减小降低了抗冲击强度，这可能降低了盘装置的可靠性。
发明内容
考虑到这些情况，本发明的目的是提供一种盘装置和头悬架组件，其具有低投资、高抗冲击强度并能够进行高度精确地记录和复制。
根据本发明的一个方面，提供了用于盘形记录媒介的头悬架组件，其特征在于包括：具有毫微微滑块和记录元件的头，当记录媒介旋转时，通过在滑块和记录媒介的表面之间产生的气流浮起该毫微微滑块，该记录元件设于滑块上并为记录媒介执行信息处理；以及悬架，该悬架相对于记录媒介支承该头并给该头施加头负载，该头负载通往记录媒介的表面，悬架具有小于50μm的厚度和2.0gf或更大的头负载。
根据本发明的另一方面，提供了盘装置，其特征在于包括：盘形记录媒介；支承和旋转该记录媒介的驱动单元；具有毫微微滑块和记录元件的头，当记录媒介旋转时，通过在滑块和记录媒介的表面之间产生的气流浮起该毫微微滑块，该记录元件设于滑块上并为记录媒介执行信息处理；以及悬架，该悬架相对于记录媒介支承该头并给该头施加头负载，该头负载通往记录媒介的表面，悬架具有小于50μm的厚度和2.0gf或更大的头负载。
附图说明
图1表示基于本发明的实施例的硬盘驱动器(此后称为HDD)的平面视图；
图2表示HDD的磁头部分的放大侧视图；
图3表示HDD的磁头悬架组件的侧视图；
图4表示头悬架组件的平面图；
图5表示沿图4中的线V-V截取的头悬架组件的剖视图；以及
图6表示头悬架的最大离开加速度和头负载之间的关系的图表。
具体实施方式
下面参考附图，详细介绍在HDD中应用基于本发明的盘装置的实施例。
如图1所示，HDD包括盒12和顶盖(未示)，该盒采用顶部开口的矩形盒的形式，该顶盖用螺钉拧到该盒上且闭合该盒的顶部开口。
盒12包含用作记录媒介的磁盘16、芯轴马达18、磁头40、和载架组件22。芯轴马达18用作用于支承和旋转磁盘的驱动单元。磁头40用来向该盘写信息和从该盘读信息。载架组件22支承磁头以便相对于磁盘16运动。此外，盒12包含音圈马达(VCM)24、斜坡负载机构25、FPC板21等。VCM 24旋转且定位所述载架组件。当头运动到盘的最外周边时，斜坡负载机构25将磁头保持在离开磁盘的分路位置。FPC板21具有头IC等等。
将印刷电路板(未示)通过螺纹部件拧到盒12的底壁的外表面上。该印刷电路板通过FPC板21控制芯轴马达18、VCM24和磁头的操作。
例如，各磁盘16的直径是2.5英寸，且在上部和下部表面上分别具有磁记录层。磁盘16装配在芯轴马达18的毂(未示)上并通过夹紧弹簧17保持在该毂上。当驱动芯轴马达18时，磁盘16以指定的速度(例如4200rpm)沿箭头B的方向整体地旋转。
载架组件22包括安装在盒12的底壁上的轴承(bearing)部分26和从该轴承部分延伸的臂32。该臂32与磁盘16的表面平行且以预定的间隔布置，并从轴承部分26沿相同的方向延伸。载架组件22设有悬架38，各悬架38为可弹性变形的细长板的形式。磁头40支承在悬架38相应的远端部分上。臂32和悬架38构成头悬架，而头悬架和磁头构成头悬架组件。
如图1所示，载架组件22具有支承构架45，该支承构架45从轴承部分26沿着与臂32相反的方向延伸。该支承构架45支承音圈47，该音圈47构成VCM 24的一部分。在音圈47的外周边上用合成树脂来整体模制该支承构架45。音圈47位于安装在盒12上的一对轭架(yoke)49之间。音圈47以及轭架49和安装在一个轭架上的磁体(未示)一起构成了VCM 24。当激励音圈47时，载架组件22绕轴承部分26旋转，于是磁头40运动且定位到所需的轨道上方。
斜坡负载机构25包括斜坡51和突片53。斜坡51设置在盒12的底壁上且位于磁盘16的外侧。各突片53从相应的悬架38的穴(den)中延伸。当载架组件22旋转到盘16外侧的分路位置时，突片53与斜坡51上的斜坡表面接合，接着通过斜坡表面的倾斜被向上拉起，于是磁盘被卸载。
下面详细描述头悬架组件和磁头40。如图2至5所示，各悬架38由厚度小于50μm(例如35μm)的细长的带形簧片形成。悬架38的近端通过点焊或粘接固定在各相应的臂32的远端且从该臂延伸。各悬架38的相对的侧缘部分维持固定的宽度分别向内折回且形成了翻折部分52。各翻折部分52的宽度W的范围约为50至200μm。如果以该种方式形成翻折部分52，则各悬架38在其延伸方向的刚度可以比没有翻折部分的悬架高约40％或更多。各悬架38可以与其相应的臂32一起整体地形成。
各磁头40具有基本为直角棱柱形式的滑块42和在该滑块的端面上的记录/复制头部分44。该磁头40安装在其相应的悬架38的远端部分上的万向弹簧41上。该磁头40通过悬架38的弹性受到朝向各磁盘16的表面的头负载F。头负载F设为2.0gf(19.6mN)或更大。如果所用磁盘16的直径为2.5英寸，则负载F设为3.0gf(29.4mN)或更大。如果所用磁盘的直径为1.8英寸，则负载F设为2.5gf(24.5mN)或更大。
滑块42形成为0.85mm长、0.7mm宽、0.23mm厚的毫微微滑块。该滑块42具有朝向磁盘16的表面的矩形的盘面对表面43。磁头40形成为浮起的头。当盘16旋转时，由在盘表面和盘面对表面43之间产生的气流C导致该滑块42浮起。因此，当操作HDD时，该滑块42的盘面对表面43越过间隙连续地朝向盘表面。气流C的方向和盘16的旋转方向一致。
各磁头40的头部分44设在滑块42的端面上，该滑块42位于气流C的下游侧上。滑块42以倾斜的姿态浮起，使得头部分44位于离盘表面最近处。头部分44具有用于向磁盘16上记录信息和从磁盘16上复制信息的记录和复制元件(未示)。
在以该方式构成的头悬架组件中，悬架38的抗冲击强度Amax(上升G或最大离开加速度)可以从前述公式(1)中得到。该抗冲击强度取决于悬架质量(根据凹陷位置的等效质量)M和头负载F。根据该头悬架组件，通过减少各悬架38(假定为35μm厚)的绝对质量以及通过使用毫微微滑块来作为滑块42，可以减少悬架质量M。此外，头负载假定为2.5gf或更多。因此，可以得到较高的抗冲击强度。如图6所示，采用2.0gf和3.0gf的头负载F，分别得到400G或更大和600G或更大的抗冲击强度G。
即使各悬架38变薄，也可以通过在该悬架的各侧缘部分上设置翻折部分52来增加其刚度。相应地，可以减少该悬架38的偏转以增强其稳固性和持久性。各翻折部分52以180度折回并与悬架表面密切接触，因此该悬架的各侧面面积不大。因此，当各磁盘旋转时所产生的气流不容易影响各悬架38，从而可以防止湍流摇摆该悬架。这样，悬架38可以稳定地支承磁头40，使得磁盘可以享有高精度的、稳定的记录和复制。
根据以该方式构成的HDD和头悬架组件，可以使磁头小型化以增加组件的记录密度和抗冲击强度。因此，所获得的HDD和头悬架组件可以享有突出的抗冲击强度和高精度的记录和复制。
本发明不直接限于上述实施例，在不偏离本发明的范围和主旨的情况下，本发明的元件可以进行修改。而且，通过合适地组合多个与前面的实施例相关的所述元件，可以得到多种发明。例如，基于前面实施例的多个元件可以省略。此外，基于不同实施例的元件可以根据需要来组合。
例如，在HDD中的磁盘的数量并不限于一个或两个，而是可以根据需要来增加。本发明并不限于磁盘装置，而是也可以应用于其它任何盘装置，例如光盘装置。

Claims (8)

1.一种用于盘形记录媒介的头悬架组件，其特征为包括：
具有毫微微滑块(42)和记录元件(44)的头(40)，当记录媒介(16)旋转时，通过在该滑块和该记录媒介的表面之间产生的气流浮起该毫微微滑块，该记录元件设于该滑块上并对记录媒介执行信息处理；以及
悬架(38)，该悬架相对于记录媒介支承该头并给该头施加头负载，该头负载通往记录媒介的所述表面，
该悬架具有小于50μm的厚度和2.0gf或更大的头负载。
2.根据权利要求1所述的头悬架组件，其特征在于：悬架(38)是细长的，并且具有通过使该悬架的相对的侧缘部分折回而形成的翻折部分(52)。
3.根据权利要求2所述的头悬架组件，其特征在于：各翻折部分(52)的宽度范围为50至200μm。
4.一种盘装置，其特征为包括：
盘形记录媒介(16)；
支承和旋转该记录媒介的驱动单元(18)；
具有毫微微滑块(42)和一记录元件的头(40)，当记录媒介旋转时，通过在该滑块和该记录媒介的表面之间产生的气流浮起该毫微微滑块，该记录元件设于该滑块上并对记录媒介执行信息处理；以及
悬架(38)，该悬架相对于记录媒介支承该头并给该头施加头负载，该头负载通往记录媒介的所述表面，
该悬架具有小于50μm的厚度和2.0gf或更大的头负载。
5.根据权利要求4所述的盘装置，其特征在于：悬架(38)是细长的，并且具有通过使该悬架的相对的侧缘部分折回而形成的翻折部分(52)。
6.根据权利要求5所述的盘装置，其特征在于：各翻折部分(52)的宽度范围为50至200μm。
7.根据权利要求5或6所述的盘装置，其特征在于：记录媒介(16)的直径为2.5英寸，头负载为3.0gf或更大。
8.根据权利要求5或6所述的盘装置，其特征在于：记录媒介(16)的直径为1.8英寸，头负载为2.5gf或更大。
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