CN1371514A - 致动件震动缓冲器 - Google Patents

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CN1371514A CN00811988A CN00811988A CN1371514A CN 1371514 A CN1371514 A CN 1371514A CN 00811988 A CN00811988 A CN 00811988A CN 00811988 A CN00811988 A CN 00811988A CN 1371514 A CN1371514 A CN 1371514A
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Abstract

一种在机械震动事件过程中减少在磁盘驱动器的磁头磁盘组件里的致动组件(110)的挠曲的装置和方法。和缓冲器紧固在磁头磁盘组件的固定部分(210,150)上,它具有一缓冲器本体(202)和连接在缓冲器本体上的两个或多个缓冲器臂(217,219,221)。相邻的缓冲器臂之间形成缝隙(231,233)。致动组件的一部分(114,116)可插入各缝隙,从而在机械震动事件过程中,缓冲器臂将减少致动组件的挠曲位移。

Description

致动件震动缓冲器
技术领域
本申请总的涉及磁盘驱动器储存装置技术领域，特别涉及一种减轻震动和减少对磁盘驱动器里的致动组件和其它零件的损坏的装置和方法。
背景技术
磁盘驱动器是一种数据储存装置，它以磁性方式在一转动的储存介质、诸如一磁盘上储存数字数据。现有的磁盘驱动器包括一个或多个硬盘，其上涂覆能磁化的介质，并安装在以恒定的高速转动的一驱动电动机的毂上。信息通过安装在每个滑动器上的一组传感器(磁头)以多重同心圆磁道方式储存在一组磁盘上。各滑动器支承在一挠性件上，挠性件固定在一致动臂上，而致动臂是致动组件的一部分，它使磁头相对磁盘移动。各传感器(例如一磁阻读出或写入磁头)被用来在一所需的磁道和外部环境之间传送数据。在写入操作过程中，写入磁头将数据写在磁盘磁道上，而在读出操作过程中，读出磁头读出预先写在磁盘磁道上的数据，并将该信息传送给在外部环境中的磁盘驱动器电路板。
带有磁头的滑动器通过挠性件安装在一致动臂的端部，致动臂从致动组件的致动器本体径向向外突出。致动器本体环绕着一支承组件枢转，而支承组件安装在底板上非常靠近磁盘的外周的一个位置上。磁头读出数据，并通过在致动臂上的导体传送给一前置放大器，该放大器放大来自磁头的信号。
通常，致动组件包括一音圈电机，以便使磁头相对磁盘表面上的纪录磁道定位。致动器音圈电机包括安装在致动器本体上的、在致动臂相反一侧上的线圈，音圈电机位于由一个或多个永久磁铁和可磁性渗透的极片组成的磁路里。当受控制的直流电(DC)通过线圈时，便建立一电磁场，它与磁路中的磁场互相作用，从而使线圈按照众所周知的洛伦兹关系移动。当线圈移动时，致动器本体和致动臂环绕着支承组件枢转，而磁头横跨磁盘表面移动。当磁盘驱动器是固定的，音圈电机使致动臂、挠性件和滑动器枢转离开磁盘，使滑动器停放在一负载坡道上，而负载坡道固定于底板上靠近磁盘的外径处。或者，滑动器可停放在磁盘外周处的负载区里。
挠性件包括一负载梁和一万向插入件。负载梁的一端固定在致动臂的、与致动器本体相反的一端上。负载梁的另一端与万向插入件连接。然后万向插入件固定和支承在滑动器上。万向插入件和负载梁之间的实体连接对于维持滑动器的飞行高度是必不可少的，而该飞行高度将允许磁头从磁盘上读出数据和将数据写入磁盘。
对计算机碰撞产生的机械震动事件可能对硬盘驱动器产生永久的损坏。震动事件常常对挠性件和相关的滑动器造成危害。特别是在磁盘固定不动时发生的震动事件将使致动臂和相连的挠性件产生挠曲，这种挠曲进而可能使致动组件的零件永久损坏，从而使纪录磁头在功能上失去其能力。
发明内容
针对该缺陷，本发明通过在磁盘驱动器里使用缓冲器、从而减少致动组件的挠曲位移以解决上述的和其它的问题。
在磁盘驱动器里的磁头磁盘组件具有一底板和一顶盖，其中安装一驱动电动机、支承在其上的磁盘、以及一致动组件。致动组件具有固定在一挠性件一端上的致动臂，以及固定在挠性件另一端附近的一滑动器或读出/写入磁头。一缓冲器紧固在磁头磁盘组件的固定部分上，并具有一缓冲器本体和两个或多个与缓冲器本体连接的缓冲器臂。相邻的缓冲器臂之间形成缝隙。当致动组件向磁盘外径枢转时，致动组件的一部分插入各缝隙之中。由于致动组件位于缝隙内，缓冲器臂在机械震动事件过程中减少了致动组件的挠曲位移。通过减少挠曲位移，致动组件和其它磁盘驱动零件的永久性损坏的可能性同样地减少了。
通过阅读下面的详细说明并参考附图将更清楚地了解本发明的上述的和其它的许多特征和优点。
附图的简要说明
图1是一顶盖局部剖开的磁盘驱动器磁头磁盘组件的平面图，按照本发明一个较佳实施例的缓冲器与磁头磁盘组件组合在一起；
图2是图1中的缓冲器的俯视的局部的立体图；
图3是本发明另一个较佳实施例的俯视的局部的立体图；
图4是本发明又一个较佳实施例的俯视的局部的立体图；
发明内容
图1显示了一磁盘驱动器100，它带有按照本发明的一个较佳实施例构成的缓冲器200。缓冲器200固定在一磁头磁盘组件的固定部分上。较佳的是，缓冲器200用具有阻尼特性的刚性材料、诸如塑料形成，但是无阻尼特性的材料、例如铝或其它金属材料也可使用。缓冲器200包括一缓冲器本体202和一个或多个缓冲器臂216。在每两个相邻的缓冲器臂216之间、底板102和相邻的缓冲器臂216之间、以及金属顶盖104与相邻的缓冲器臂216之间可形成缝隙230。当致动组件110被停放时和/或磁盘驱动器100不工作时，缝隙230可接纳致动臂114或挠性件116。缓冲器臂216的数量可取决于在磁盘驱动器100里的磁盘108的数量或致动臂114和挠性件116的数量。在机械震动事件过程中，震动的致动组件110与缓冲器臂216接触，这将减少挠曲或震动，从而使对磁盘驱动器100的永久性损害的危险减至最低程度。
磁盘驱动器100的许多其它零件安装在底板102上。顶盖104与底板102配合形成一内部的、密封的环境，以传统的方式供磁盘驱动器零件使用。这些零件包括一驱动电动机106，它使磁盘108以恒定的高速转动。通过使用致动组件110将信息写入各磁盘108上的磁道和从各磁盘108上的磁道中读出，而致动组件110环绕着位于磁盘108附近的支承轴组件112转动。致动组件110包括一致动器本体113，即E形块，它具有一个或多个向磁盘108延伸的致动臂114，并具有从各致动臂114延伸出来的一个或多个挠性件116。安装在挠性件116上的、与致动臂114相反一端上的是磁头滑动器或“读出/写入磁头”120，它包括一个或多个读出和/或写入磁头118。磁头滑动器120可使磁头118在非常靠近相关磁盘108的对应表面的上方(或在一“飞行高度”处)飞行。所谓飞行高度是这样一个高度，磁头可在不接触磁盘表面的同时从该磁盘上读出数据和将数据写入磁盘。
滑动器120及其磁头118的径向位置通过音圈电机(VCM)124控制。音圈电机124通常包括一固定在致动组件110上的线圈126，以及一块或多块永久磁铁128，磁铁产生磁场，而线圈126位于该磁场中。有控制地给线圈126提供电流将在永久磁铁128和线圈126之间产生磁相互作用，这样，线圈126将按照众所周知的洛伦兹关系移动。当线圈126移动时，致动组件110环绕着支承轴组件112移动，而磁头118产生横跨磁盘108表面的移动。
各挠性件116包括一负载梁134和一万向插入件142。负载梁134具有一靠近滑动器120的远端136和固定在致动臂114上的另一端(未画出)。万向插入件142与负载梁134的远端136连接。万向插入件142还固定在负载梁134介于滑动器120和致动臂114之间的一点上。滑动器120安装在紧靠负载梁134远端136处的万向插入件142。
负载坡道150固定在底板102靠近磁盘108外径处的一点上。负载坡道的一端152与磁盘108的外径109部分重叠。当磁盘108不动时，致动组件110枢转，使滑动器120向磁盘108的外径109移动，直至位于负载梁134远端的坡道臂139与负载坡道150接触。坡道臂139滑入负载坡道，直至它到达如图1和2所示的停放位置。坡道臂139以及致动组件110停留在停放位置，同时磁盘驱动器不工作。
缓冲器200固定在底板102上的、靠近负载坡道150远离端部152的另一端154处。或者，缓冲器200亦可与负载坡道150一体形成，从而通过减少磁盘驱动器100里的分散零件的数量节省制造成本。然而，缓冲器不一定固定在底板102上，也可固定在磁盘驱动器的其它任何固定部分上、诸如负载坡道150上。
缓冲器本体具有面向磁盘108的内壁204，在内壁204另一侧的外壁206，面向致动器本体113的内端208，以及在内端208另一侧的外端210。缓冲器臂216在靠近内端208的一端处与内壁204一体形成。
如图1和2所示，各缓冲器臂216是呈正方形的扁平刚性材料片。然而，缓冲器臂216也可做成其它任何形状，诸如半圆形、三角形或这些形状的组合。各缓冲器臂216具有一端部222，使端部222与内壁204连接的两相反侧面218和220，以及两相反表面224。较佳的是，介于缓冲器本体202的内壁204与缓冲器臂216的端部222之间的距离大于或等于致动臂114与挠性件116相连处的宽度。
如图2所清楚显示的，缓冲器臂216与一平面成线性对齐关系地被堆叠，而该平面垂直于磁盘108所在的平面，而且每两相邻缓冲器臂216之间形成一缝隙230。当致动组件110停放在负载坡道150上时，这些缝隙230可接纳一个或多个致动臂114和/或挠性件116。另一缝隙230形成于一缓冲器臂216和底板102之间，以便接纳一致动臂114，该致动臂114用来从靠近底板102的一磁盘108的表面读出和写入数据。或者，缓冲器亦可具有一附加的缓冲器臂216，其与底板102齐平配合。
图2显示了安装在具有两片磁盘108的磁盘驱动器里的缓冲器200。缓冲器200具有三个缓冲器臂217、219和221，它们形成缝隙231和233。缓冲器臂221与底板102形成缝隙235(未画出)。缝隙233大于缝隙231和235，因为它要接纳两个致动器臂114。然而，缓冲器不限于三个缓冲器臂216，根据磁盘驱动器100里的致动臂114的数量，它可以具有或多或少的缓冲器臂216。例如，在具有四片磁盘108的磁盘驱动器里，缓冲器200将具有五个或六个缓冲器臂216，这取决于是否具有与底板102齐平的缓冲器臂216。
缓冲器200利用通过缓冲器本体202的螺丝214安装在底板102上。由内端208和外端210之间的距离限定的缓冲器本体的长度将取决于下列因素：缓冲器200安装在底板102的位置，缓冲器臂216的尺寸，以及致动组件110需要被缓冲的部分。
当机械震动事件发生并使致动组件110产生挠曲或震动时，致动组件110将与缓冲器臂216的表面224接触，从而限制致动组件110的挠曲位移。较佳的是，当致动组件110停放时，缓冲器臂216的定位使其至少覆盖致动臂114的一部分和挠性件116的一部分。这样，在机械震动事件过程中，缓冲器臂216将限制致动臂114和挠性件116的挠曲位移。通过限制致动组件110的挠曲位移，万向插入件142将永久地与负载梁134分离的可能性大大减少。此外，限制致动组件110的挠曲位移将具有下列好处：在致动组件停放时防止坡道臂139脱出负载坡道150，减少挠性件116的形变、保护挠性件116的弹力、从而有助于在磁盘驱动器100工作过程中维持飞行高度，以及减少许多驱动零件的形变、诸如沿着致动组件110的电路走向上的驱动零件的形变。
图3显示了本发明的另一个较佳实施例，它具有一个改进的缓冲器300，该缓冲器适用于具有两片磁盘107和109及一致动组件111的磁盘驱动器101，而该致动组件具有四个致动臂115、117、119和121及四个挠性件125、127、129和131。
与本发明的第一较佳实施例相同，缓冲器300由具有阻尼特性的刚性材料、诸如塑料或橡胶形成，但也可包括无阻尼的材料、诸如金属。缓冲器300包括一缓冲器本体302和四个缓冲器臂317、319、321和323。同样地，缓冲器臂316的数量取决于磁盘驱动器100里的致动臂114的数量，因而可具有任何数量的缓冲器臂316。缓冲器本体302具有一面向磁盘108的内壁304，在内壁304相反一侧的外壁306，面向致动器本体113的内端308，以及在内端308相反一侧的外端310。缓冲器臂317、319、321和323是扁平的、正方形的刚性材料片。缓冲器臂317、319、321和323与内壁304一体形成，并延伸通过内壁304的整个长度。缓冲器臂317和319形成缝隙331。缓冲器臂319和321形成缝隙333。缓冲器臂321和323形成缝隙335。
缝隙331供致动臂115和挠性件125插入。缝隙333供致动臂117和119及挠性件127和129插入。缝隙335供致动臂121和挠性件131插入。缓冲器臂317、319、321和323部分地覆盖致动臂115、117、119和121及挠性件125、127、129和131。
缓冲器300还另外具有形成于缓冲器臂319和321里的次级缓冲器臂337、339、341和343。次级缓冲器臂337和339形成次级缝隙345，次级缓冲器臂341和343形成另一次级缝隙347。不管致动组件111在何位置，磁盘107外径的一部分插入次级缝隙345，而磁盘109外径的一部分插入次级缝隙347。这样，缓冲器300可在机械震动事件过程中、利用次级缓冲器臂337、339、341和343进一步减少磁盘107和109的挠曲位移。
当致动组件111向磁盘107和109的外径枢转时，致动臂115、117、119和121及挠性件125、127、129和131将如上所述插入缝隙331、333和335。这样，缓冲器臂317、319、321和323将通过提供阻挡致动组件111挠曲位移的障碍物而限制致动臂115、117、119和121及挠性件125、127、129和131的挠度。
图4显示了本发明的又一较佳实施例，它具有改进的缓冲器400。与具有扁平缓冲器臂不同，缓冲器400具有一个或多个固定在缓冲器本体402内壁404上的销钉416。销钉416可用金属或塑料或一些其它类型的刚性材料制造。与其它的较佳实施例相同，销钉416的数量取决于磁盘驱动器100里的磁盘108的数量。同样地，缓冲器400安装在底板102上。缓冲器销钉416可定位在沿着致动臂114或挠性件116的任何一点。或者，缓冲器400可具有沿致动臂114定位的销钉416和沿挠性件定位的另一组销钉416。
总之，作为一种装置的本发明的一个示范实施例能在机械震动事件过程中减少在磁盘驱动器(诸如100或101)的磁头磁盘组件里的致动组件(诸如110或111)的挠度。磁头磁盘组件具有具有底板(诸如102)和顶盖(诸如104)，其中装入驱动电动机(诸如106)和致动组件(诸如110或111)。驱动电动机(诸如106)支承住磁盘(诸如107、108或109)，磁盘在磁盘驱动器工作过程中以给定的速度旋转。
致动组件(诸如110或111)具有固定在挠性件(诸如116、125、127、129或131)一端上的致动臂(诸如114、115、117、119或121)，以及固定在挠性件(诸如116、125、127、129或131)另一端附近的滑动器或读出/写入磁头(诸如120)。
位于磁头磁盘组件内的缓冲器(诸如200、300或400)具有缓冲器本体(诸如202、302或402)，以及连接在缓冲器本体(诸如202、302或402)上的两个或多个缓冲器臂(诸如216、217、219、221、316、317、319、321、323或416)，其中，相邻的缓冲器臂(诸如216、217、219、221、316、317、319、321、323或416)形成许多在它们之间的缝隙(诸如230、231、233、235、330、331、333、335或430)。缓冲器臂(诸如216、217、219、221、316、317、319、321、323或416)与一平面成线性对齐关系地被堆叠起来，而该平面垂直于磁盘(诸如107、108或109)所在的平面。在底板(诸如102)和相邻该底板(诸如102)的缓冲器臂(诸如221)之间可形成一额外的缝隙(诸如235)。
当致动组件(诸如110和111)被停放时，致动组件(诸如110、111、114、115、117、119、121、116、125、127、129或131)的一部分位于缝隙(诸如230、231、233、235、330、331、333、335或430)内，从而在机械震动事件过程中，致动组件(诸如110和111)的挠曲减少。致动组件(诸如110和111)可具有多个致动臂(诸如114、115、117、119或121)，而每个致动臂(诸如114、115、117、119或121)的一部分可位于许多缝隙(诸如230、231、233、235、330、331、333、335或430)之一中。
缓冲器臂(诸如216、217、219、221、316、317、319、321、323或416)可与缓冲器本体(诸如202、302或402)一体形成，也可固定在缓冲器本体(诸如202、302或402)上。缓冲器臂(诸如216、217、219、221、316、317、319、321、323或416)可是扁平的刚性材料片(诸如216、217、219、221、316、317、319、321或323)或销钉(诸如416)。
缓冲器(诸如200、300或400)可另外具有在缓冲器臂(诸如216、217、219、221、316、317、319、321、323或416)里形成的次级缓冲器臂(诸如337、339、341和343)。相邻的次级缓冲器臂(诸如337、339、341和343)在一个或多个缓冲器臂(诸如216、217、219、221、316、317、319、321、323或416)里形成次级缝隙(诸如345或347)。磁盘(诸如107、108和109)外径的一部分插入次级缝隙(诸如345或347)。这样，在机械震动事件过程中，次级缓冲器臂(诸如337、339、341和343)将允许缓冲器(诸如300)进一步减少磁盘(诸如107、108或109)的挠曲位移。
本发明的另一个示范实施例是一种方法，它在机械震动事件过程中减少在磁盘驱动器(诸如100或101)的磁头磁盘组件里的致动组件(诸如110或111)的挠曲，该方法如下所述。在磁盘驱动器(诸如100或101)里的磁盘(诸如107、108或109)的外径附近提供一缓冲器(诸如200、300或400)。致动组件(诸如110或111)向磁盘(诸如107、108或109)的外径枢转。致动组件(诸如110或111)的一部分插入在缓冲器臂(诸如216、217、219、221、316、317、319、321、323或416)之间的缝隙(诸如230、231、233、235、330、331、333、335或430)，其中，在机械震动事件过程中，致动组件(诸如110或111)的挠曲被减少。
在该方法中，致动臂(诸如114、115、117、119或121)的一部分可插入许多缝隙(诸如230、231、233、235、330、331、333、335或430)之一中。或挠性件(诸如116、125、127、129或131)的一部分可插入许多缝隙(诸如230、231、233、235、330、331、333、335或430)之一中。或致动组件(诸如110或111)的一部分、即挠性件(诸如116、125、127、129或131)固定在致动臂(诸如114、115、117、119或121)的部分可插入缝隙(诸如230、231、233、235、330、331、333、335或430)之一中。缓冲器(诸如200、300或400)可固定在磁盘驱动器(诸如100或101)里的一负载坡道(诸如150)上，也可与磁盘驱动器(诸如100或101)里的负载坡道(诸如150)一体形成。或缓冲器(诸如200、300或400)可紧固在磁头磁盘组件的任何一个固定部分上。
很明显，本发明将达到上述目的和优点。虽然为了公开的原因描述了目前较佳的实施例，但对于本技术领域的技术人员来说，还可容易地做出许多改变。例如，缓冲器本体和缓冲器臂可以是任何形状，只要它能够覆盖致动组件的任何部分以减少在机械致动事件过程中的挠曲。此外，缓冲器也可安装在磁盘驱动器里的任何位置，只要它能够与致动组件的任何部分接触。因此，所有这些改进、变化和替换将包含在由附后的权利要求书描述和限定的范围内。

Claims (20)

1.一种在机械震动事件过程中减小在磁盘驱动器的磁头磁盘组件里的致动组件的挠曲的装置，致动组件具有固定在一挠性件一端上的致动臂，以及固定在挠性件另一端附近的一滑动器，该装置包括：
一缓冲器，它紧固在磁头磁盘组件的固定部分上，并具有一缓冲器本体和两个与缓冲器本体连接的缓冲器臂，其中，缓冲器臂之间形成一缝隙；以及
当致动组件被停放时，致动组件的一部分位于缝隙之中，由此在机械震动事件过程中减小了致动组件的挠曲。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，致动组件的一部分包括致动臂的一部分。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，缓冲器具有两个以上的缓冲器臂，而相邻的缓冲器臂之间形成缝隙，从而具有许多缝隙。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，致动组件具有许多致动臂，而各致动臂的一部分位于缝隙之一里。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，致动组件的一部分包括致动臂的一部分和挠性件的一部分。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，致动组件的一部分包括挠性件的一部分。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，缓冲器臂的一部分覆盖在磁盘驱动器里的磁盘的一部分。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，各缓冲器臂与缓冲器本体一体形成。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，各缓冲器臂固定在缓冲器本体上。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，各缓冲器臂是扁平的刚性材料片。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，各缓冲器臂是销钉。
12.如权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括两个次级缓冲器臂，它们之间形成次级缝隙，磁盘的一部分位于次级缝隙里。
13.一种在机械震动事件过程中减少在磁盘驱动器的磁头磁盘组件里的致动组件的挠曲的方法，致动组件具有固定在一挠性件一端的一致动臂，以及在挠性件另一端附近的一磁头滑动器；该方法包括以下步骤：
a)在磁盘驱动器里的一磁盘外径附近提供一缓冲器，缓冲器具有一缓冲器本体和两个与缓冲器本体连接的缓冲器臂，每两个相邻的缓冲器臂之间形成一缝隙；
b)使致动组件向磁盘的外径枢转；以及
c)使致动组件的一部分插入缓冲器臂之间的缝隙里，由此在机械震动事件过程中减少致动组件的挠曲。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，致动组件具有许多致动臂，而步骤c)包括将致动臂的一部分插入缝隙里。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤c)包括：将挠性件的一部分插入缝隙里。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤c)包括：将挠性件固定在致动臂上的致动组件的一部分插入缝隙里。
17.一种磁盘驱动器，它包括：
一磁头磁盘组件，它具有一底板和一顶盖，其中安装一驱动电动机，一支承在驱动电动机上的磁盘，以及一致动组件；
致动组件具有一致动臂，一一端固定在致动臂上的挠性件，以及连接在挠性件另一端附近的读出/写入磁头；以及
一缓冲器，它具有一缓冲器本体和连接在缓冲器本体上的两个缓冲器臂，其中，缓冲器本体安装在底板上，缓冲器臂之间形成一缝隙，以便接纳致动组件的一部分，从而在机械震动事件过程中减少致动组件的挠曲。
18.如权利要求17所述的磁盘驱动器，其特征在于，在底板和靠近底板的缓冲器臂之间形成一附加的缝隙。
19.如权利要求17所述的磁盘驱动器，其特征在于，还包括一个或多个附加的缓冲器臂，形成一个或多个附加的缝隙。
20.一种减少在机械震动事件过程中产生的磁盘驱动器损坏的装置，该装置包括：
一磁盘驱动器组件，它具有一驱动电动机，支承在驱动电动机上的磁盘，以及一致动组件，而致动组件包括一致动臂和挠性件，挠性件具有与一滑动器连接的一端及与致动臂连接的另一端；以及
在机械致动事件过程中限制致动组件挠曲的装置。
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