CN1484825A - 自定位磁力碰锁 - Google Patents

Abstract

揭示了一种用于磁盘驱动器的磁力碰锁。其上和下音圈磁体极片各有一个向外伸出的部分，这两个部分朝向彼此地折弯，其间形成一个间隙。该间隙产生一个磁场，在驱动器不是处于使用中时，所述磁场吸引磁盘驱动器的执行机构并将其保持在一停靠位置。

Description

自定位磁力碰锁

相关申请

本申请要求拥有2000年12月20日提交的编号为60/257,059的美国临时专利申请的优先权。

技术领域

本发明总地涉及硬磁盘驱动器数据存储装置领域，而且尤其涉及但不限于用于将硬磁盘驱动器的执行机构保持在其停靠位置的磁力碰锁。

背景技术

被称为“Winchester”磁盘驱动器的那种型式的磁盘驱动器，或者叫做硬磁盘驱动器，在这一行业内是众所周知的。这样的磁盘驱动器可把数字数据磁性地记录在一个或多个硬盘表面上的许多同心圆数据磁道上。这些磁盘典型地是安装在一个无刷直流主轴电机的轴毂上而能转动。在现今这一代的磁盘驱动器中，主轴电机以高达15,000转每分的转速使磁盘转动。

借助一组垂向对准的读/写头组件，或者就称之为读写头，把数据记录到磁盘上和从磁盘上读取数据，这些读写头由一个执行机构组件控制从一条磁道运动到另一条磁道。读写头组件典型地包括装在空气支承浮动块上的电磁换能器。这一浮动块与由旋转着的磁盘一起带动的一薄层空气以相互协同的流体动力关系而作用，以使读写头组件以对磁盘表面成一种紧密间隔的关系飞掠。为了保持读写头组件和磁盘之间的正确飞掠关系，读写头组件应固定在附接于执行机构的柔性件上并由其支承。

用于使读写头从一条磁道运动到另一条磁道的执行机构组件在其发展史上已有许多型式。现今这一代的大多数磁盘驱动器都是采用称为旋转音圈式执行机构的那种型式的执行机构。一种典型的旋转音圈式执行机构包括一个固定地连接于磁盘驱动器壳体底板构件的枢轴，其紧邻磁盘的外径。该枢轴安装成其中主轴线垂直于磁盘的转动平面。一个执行机构支承壳体通过一个精密的滚动轴承组件结构安装于枢轴，并托承着一个平面线圈，该线圈悬浮于一组永久磁体的磁场内，而这些永久磁体是固定地安装在磁盘驱动器壳体底板构件上。这些磁体典型地是安装在板上，也称为极片或简称为磁极，而这些极片相互间以垂向间隔安装在位。

在执行机构承载壳体的与线圈相对的那一侧，执行机构组件典型地包括多个垂向对齐、径向延伸的执行机构读写头安装臂，上述读写头悬浮架安装于这些臂。这些执行机构臂伸到各个磁盘之间，在其间它们把各读写头组件支撑在所要求的邻近磁盘表面的位置。驱动器还包括一个音圈马达(VCM)，它以下列方式运转：当受控制的直流电流供给线圈时，线圈周围就产生一个磁场，该磁场与永久磁体的磁场相互作用使执行机构支承壳体连同连接其上的读写头悬架和读写头组件按照众所周知的洛伦兹(Lorentz)关系一起转动。随着执行机构支承壳体转动，各读写头沿弧形路径横越磁盘的磁道径向地运动。

当供给磁盘驱动器的动力消失或磁盘驱动器不是在使用中时，必须用某种方法制止执行机构臂的转动，以避免损伤磁盘的表面或读写头。一种已知的制止方法使读写头运动到一个停止区域并把执行机构锁在那一位置，直至磁盘驱动器动力恢复。这一停止区域典型地是位于磁盘的内径处或者刚好在磁盘的外径的外面。在后一情况中，读写头可以借助一个坡道运动到磁盘上和离开磁盘。

一种常规的锁住系统包含一个第一导磁碰锁构件和一个第二导磁碰锁构件，前者相对于磁盘驱动器壳体的底板固定，而后者附接于执行机构的轭架。第二碰锁构件因而能够绕枢轴沿大致水平的弧线路径移动，而第一碰锁构件基本上是垂向的并且是定位成这样地靠近音圈磁体组件的永久磁体以至于它在磁盘不是在使用中时能以磁的吸力保持住第二碰锁构件。第一碰锁构件也构成VCM磁体组件的一部分，在其中，它是被固定在VCM的上和下磁极之间。永久磁体通常是连接于下磁极，而下磁极又是安装在磁盘驱动器壳体的底板上。

常规的装配第一碰锁构件的方法包括先把下极板安装于磁盘驱动器壳体的底板。下极板上有一个孔，第一碰锁构件的一个端部插入该孔中。在把执行机构安装于磁盘驱动器壳体的底板之后，再安装上极板。上极板上也有一个孔，其用于给第一碰锁构件的上端定位并将其固定在位。

这种常规的磁力碰锁结构存在着许多问题。其中之一是它需要额外的零件，也就是第一碰锁构件。这一额外的零件是要花费成本的。而且，这种碰锁的安装需要许多装配步骤。为了能将驱动器精确地停止，碰锁和磁极之间的允许误差必须非常小，这就需要有精密的制造和装配方法。所有这些因素都需要附加的工时和成本。

本发明可提供一种结构简单、成本低并且容易制造和装配同时又能使停止的执行机构精确定位的磁力碰锁结构，这正是这一领域的已有技术中所缺乏的。

发明内容

本发明揭示一种磁力碰锁。在一较佳实施例中，上磁极和下磁极各有一个突出部分，两突出部分折弯以垂向地相向延伸。两折弯部分一起构成一个垂向的磁力碰锁构件，其构造成能吸引执行机构上的一导磁构件。每一折弯部分都有一个可使两折弯部分相互准确定位的定位结构。

本发明的其他特点和优点将从附图和下文的说明中看得明显。

附图简述

图1示出了采用本发明的磁力碰锁的磁盘驱动器的分解视图。

图2示出了包括一磁力碰锁的磁体组件的分解视图。

图3示出了完全装配好的磁力碰锁的折弯部分。

图4示出了与一执行机构碰锁构件相啮合的一磁力碰锁，其中执行机构处于停靠位置。

具体实施方式

现参照各附图特别是图1，其中示出了磁盘驱动器的一个例子100，在这样的磁盘驱动器中本发明特别有用。磁盘驱动器100包括一个底板110和一个盖板(未示)，全部其他元器件都直接或间接地安装在底板上，盖板和底板一起形成磁盘驱动器壳体，其将精密的内部元器件包藏起来而使其隔绝于外部沾染物。

磁盘驱动器100包括多个安装在主轴马达150上以便能转动的磁盘200。磁盘200在其表面上有许多同心圆磁道210，其上可借助一组垂向对准的读写头组件310记录数据。读写头组件310由柔性件320支承，而柔性件320固定于执行机构300的臂部。执行机构300安装成能绕一枢轴330转动。

驱使执行机构300绕枢轴330转动的动力由一个音圈马达(VCM)提供。VCM包括一个由执行机构300支承于永久磁体组件400的磁场内的线圈340，永久磁体组件400有下磁体410和上磁体420。下磁体410安装于固定在底板110上的下极片430，而上磁体420由上极片440支承并位于下磁体410的上方。上极片440由垂向部分支承在下极片430的上方。执行机构300包括一个安装在其上的可导磁的碰锁构件350，而磁体组件400包括磁力碰锁构件450，460。在所示的实施例中，当驱动动作停止时，VCM就驱动执行机构使各个读写头处在其各自对应的磁盘的内径处而到达停止区域。在这一位置，执行机构碰锁构件350保持靠在磁力碰锁450，460上，直到驱动器重新运转且VCM使执行机构转动使得执行机构碰锁构件350不再与磁力碰锁450，460接触。

还提供了控制磁盘驱动器100的运转的所有方面的电子电路。发往和来自各读写头310的VCM控制信号和数据信号都通过柔性印刷电路电缆(PCC)500在电子电路和移动的执行机构300之间传输。

音圈磁体组件400如图2的分解图所示。从中可以清楚地看到，设有下和上磁极430，440，下磁体和上磁体420，410可以用常规的方法例如粘结分别固定于下、上磁极。在一较佳实施例中，下、上磁极430，440都是冲压成形的。采用冲压是较佳地，因为它快捷廉价，并在即使重复操作之后也能生产出实际上完全相同的零件。图2也示出下磁极430有一个折弯向上的部分450，其端部制成V字形部分452。上磁极440包括一个对应的折弯向下的部分460，其端部制成尖头462。这两个折弯部分450，460的用途和功能将在下文说明。磁极430，440可以用任一方式装配，例如，图1示出上磁极440有向下延伸的两端部，其可以紧固于下磁极430。但是，也可以用其他的结构来把上、下磁极隔离开，诸如连接上磁极440和下磁极430并在其之间延伸的单独的隔垫。典型地，执行机构300是在安装上磁极440之前安装在底板110上。当然，也能设想出其他的装配方法。

图3示出在磁体组件400完全装配完成后折弯部分450和460的位置关系。折弯部分450和460的端部之间有一间隙470。曲线480表示磁力线的路径，磁力线形成从折弯部分450和460的边缘向外延伸的磁场。当驱动器100被断电时，执行机构向其停靠位置运动。如图4所示，一旦执行机构碰锁构件350进入磁场，它就被磁力吸引而与折弯部分450和460的侧面490接触，此时，各读写头310都处于其在它们各自对应的磁盘200的内径上方的停靠位置。

间隙470决定着磁场的尺度和强度。如果这一间隙太小，所产生的磁场将太弱以至于不能把执行机构拉到停靠位置，尤其是，如果驱动器在执行机构碰锁构件350到达碰锁表面490之前受到冲击，就更加如此。如果间隙太大，所产生的磁场就将太强，这将在驱动器重新启动时引起允许执行机构运动的过分延迟。在某些极端的情况下，甚至做不到驱动器一重新启动就使执行机构运动离开停靠位置。前已论述，上、下磁极440和430最好是冲压成形的。但冲压也存在一个问题，那就是，冲压加工中的允许误差比精机加工中的难以控制。更具体地说，尽管对从毛坯冲制出来的形状可以相当紧密地控制，但是冲制出来并从毛坯折弯出来的那些部分的特别难以精确控制。很明显，如果在冲制磁极430和440的整个生产过程中不采取措施确保间隙尺寸一致，冲制就会引起间隙480的尺寸偏离最佳值的危险。

在本发明的一个实施例中，碰锁的折弯部分450和460分别设有一V形部分和一突部。突部结束于其突尖480，而V形部分有凹口452，当磁体组件400完全装配好时，突尖462伸入凹口452。如上所述，从毛坯直接冲制出来的边缘和尖角，诸如突尖460以及突部和边缘490之间的成角的角部都容易控制，但是，折弯部分450和460分别向上和向下折弯的程度是较难控制的。因此，就可能出现折弯部分450和460之一或两者的端部超过或未达所需要的垂向位置的情况。也可能折弯部分450和460之一或两者在冲制过程中有轻微扭曲，导致折弯部分450和460的端部有轻微的侧向偏移。

本发明的这一实施例，通过设置凹口452和突尖462，克服了在使上和下弯折部分460和450的边缘正确定位上的这一难题。当上磁极440安装于下磁极430之上时，上折弯部分460被向下压至其突尖462啮合于凹口452的最低点。很明显，如果突尖462和凹口452在装配之前有轻微错位，突尖462将沿着凹口452的斜坡部分向下滑直至达到与凹口452的最低点相啮合。类似地，如果凹口452或突尖462的位置有初始歪斜以至垂向错位，作用在上磁极440上的压力将迫使折弯部分到一起直至达到突尖462与凹口452的最低点相接触。

一旦定位了，上磁极440就在下磁极430之上固定在位，间隙470的尺寸和对准也得以确保，这样，由磁力碰锁450和460产生的磁场就可以可靠地产生。应该清楚，这里描述的碰锁有许多超过已有技术的装置的优点。在与冲制极片的同一工序中冲制出碰锁构件450和460使得不需要另外的零件以及另外的制造和装配步骤。同时，对准结构452和462可使形成的间隙470有很高的精确度，因此碰锁的力可易于重现。

当然应该理解，在要求保护的本发明的精神范围内，对所揭示的装置可以做出许多改变。例如，当然可以将突尖462设置在下磁极450上而将凹口设置在上磁极460上。

另一方面的特征在于，本发明的最初设想出的实施例可采取包括一个适于可转入和转出一停靠位置的执行机构(例如300)的一个磁盘驱动器(例如100)的形式。驱动器100还包括一个音圈磁体组件400，用以实现执行机构300的运动。磁体组件400包括第一极片(例如430)和第二极片(例如440)，第二极片平行与第一极片430并在垂向与之间隔开。驱动器100还包括一个用于将执行机构保持在停靠位置的碰锁。该碰锁包括一个第一碰锁构件(例如450)和一个第二碰锁构件(例如460)，以及两构件之间形成的间隙(例如470)，其中，第一碰锁构件是从第一极片430伸出并与之成形为一体，而第二碰锁构件是从第二极片440伸出并与之成形为一体，间隙使执行机构300保持在停靠位置。第一和第二碰锁构件450和460可互相接触。第一碰锁构件450可以包括两个斜坡表面和由这两个斜坡表面相交而成的一条尖端(例如452)，第二碰锁构件460构造成在磁体组件400在驱动器100中完全装配好时能接触尖端452。第一极片430和第一碰锁构件450可以在一单次冲制操作中成形。作为进一步的任意选择，还可将一个第三碰锁构件(例如350)安装于执行机构300，该第三碰锁构件350在执行机构300处于停靠位置时与第一和第二碰锁构件450和460接触。

另一方面的特征在于，本发明的第二个设想出来的实施例可采取包括一个构造成可运动到和离开一停靠位置的执行机构(例如300)和一个用于将执行机构300保持在停靠位置的碰锁的一个磁盘驱动器(例如100)的形式。该碰锁包括一个第一固定的碰锁构件(例如450)和一个伸向第一碰锁构件450并与之接触的第二固定的碰锁构件(例如460)，以及第一和第二碰锁构件450和460之间形成的间隙(例如470)，间隙470可使执行机构300被保持在停靠位置。任选地，驱动器100还可包括一个音圈磁体组件(例如400)，用以实现执行机构的运动。这样的磁体组件400还可包括一个第一极片430，而第一碰锁构件450安装在其上。作为进一步的选项，第一碰锁构件450可有一个成形在其中的凹口，而第二碰锁构件460可有一个有尖端的可配合于凹口内并与之啮合的突部(例如462)。作为又一个进一步的选项，第一碰锁构件(例如450)可以用板材成形。执行机构300还可包括一个导磁的构件(例如350)，当执行机构300处于停靠位置的很小的预定范围内时该导磁构件被磁力吸引而靠到碰锁上。

从上述可以明显地看出，本发明特别适于提供上述各优点。尽管这里已描述了本发明的几个特定实施例，但是，熟悉本技术领域的人在阅读了本说明书之后可以提出许多在本发明的预见范围内的对这些实施例的改动。

Claims (10)

1.一种磁盘驱动器，它包括：

一个适于转动到和离开一停靠位置的执行机构；

一个用于实现所述执行机构的运动的音圈磁体组件，所述组件包括：

一个第一极片；和

一个平行于所述第一极片并在垂向与之有间隔的第二极片；以及

一个用于将所述执行机构保持在所述停靠位置的碰锁，所述碰锁包括：

一个从所述第一极片伸出并与之成形为一体的第一碰锁构件；和

一个从所述第二极片伸出并与之成形为一体的第二碰锁构件，所述第一和第二碰锁构件之间形成一个间隙，所述间隙使所述执行机构被保持在所述停靠位置。

2.如权利要求1所述的磁盘驱动器，其特征在于，所述第一和第二碰锁构件互相接触。

3.如权利要求1所述的磁盘驱动器，其特征在于，所述第一碰锁构件有两个斜坡表面和一由这两个斜坡表面相交而成的尖端，而且，所述第二碰锁构件构造成在所述磁体组件在所述磁盘驱动器中完全装配好时与所述尖端接触。

4.如权利要求1所述的磁盘驱动器，其特征在于，所述第一极片和所述第一碰锁构件是在一单次冲压操作中成形的。

5.如权利要求1所述的磁盘驱动器，其特征在于，所述碰锁还包括：

一个安装于所述执行机构的第三碰锁构件，在所述执行机构处于所述停靠位置时所述第三碰锁构件接触所述第一和第二碰锁构件。

6.一种磁盘驱动器，它包括：

一个构造成可运动到和离开一个停靠位置的执行机构；和

一个用于将所述执行机构保持在所述停靠位置的碰锁，所述碰锁包括；

一个固定的第一碰锁构件；和

一个伸向并接触所述第一碰锁构件的固定的第二碰锁构件，所述第一和第二碰锁构件之间形成一个间隙，所述间隙使所述执行机构被保持

在所述停靠位置。

7.如权利要求6所述的磁盘驱动器，其特征在于，它还包括：

一个用于实现所述执行机构的运动的音圈磁体组件，所述磁体组件还包括一个第一极片，所述第一碰锁构件安装于所述第一极片。

8.如权利要求6所述的磁盘驱动器，其特征在于，所述第一碰锁构件上成形有一个凹口，而且，所述第二碰锁构件包括一个可配合于所述凹口内并与之啮合的有尖端的突部。

9.如权利要求6所述的磁盘驱动器，其特征在于，所述第一碰锁构件是用板材形成的。

10.如权利要求6所述的磁盘驱动器，其特征在于，所述执行机构包括一个导磁构件，该构件在所述执行机构处于所述停靠位置的一个很小的预定范围内时被磁力吸引到所述碰锁上。

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