CN1505818A - 用于磁盘驱动器的声阻尼的平行簧片设计 - Google Patents

Abstract

一种用于衰减磁盘驱动器(100)的致动器(110)所产生的噪音的梁式减振件(140)。梁式减振件(140)被压缩在磁盘驱动器(100)的壳体(102，104)的一部分和致动器电动机(126)之间。梁式减振件(140)包括附着于壳体(102，104)和一致动器电动机(126)的一上或下极(134，154)的中所选一个的一基本平直的平台。多个弯曲梁(150)以一所选角度从平台(148)延伸，并接触壳体(102，104)和上或下极(134，154)中的其余一个，用于相对于致动器电动机(126)弹性地偏置壳体。梁式减振件(140)较佳地由一可延展的金属板形成，冲压该金属板形成平台(148)和诸弯曲梁(150)，其后将诸弯曲梁(150)弯曲成所需角度。

Description

用于磁盘驱动器的声阻尼的平行簧片设计

                         相关申请

本申请要求2001年3月21日提交的、标题为“用于声学衰减的平行弹簧设计(PARALLEL SPRING DESIGN FOR ACOUSTIC DAMPING)”的美国临时申请第60/277,784号的优先权。

技术领域

本发明总地涉及磁盘驱动器数据储存装置，更具体地涉及用于衰减由磁盘驱动器所产生的噪音的减振件。

背景技术

通常对于许多计算机环境使用磁盘驱动器，来以使用者易于得到的形式储入大量数据。通常，磁盘驱动器具有由主轴电动机匀速旋转的一个或多个磁盘。每个磁盘具有在横越过具有内径和外径的一条带被分为径向隔开的的一组同心数据轨道的数据储存表面。数据以磁通变换的形式诸存在诸数据轨道中。由一个或多个读/写头引入这些磁通变换区。

各读/写头包括例如一磁变换器的一相互作用元件。该变换器检测在一所选数据轨道上的磁变换，从而对该数据轨道写入数据或读出在该数据轨道上所存储的数据。每个读/写头都安装在一转动的致动器臂上，并由该致动器臂定位在一所选数据轨道的上方，从而对该数据轨道写入数据或读出储存在该数据轨道上的数据。每个读/写头包括具有一空气支承表面的一浮动块组件，该支承表面响应于由磁盘的转动所产生的空气流使磁头飞行在磁盘上。读/写头和相应磁盘分开一所需的间隙。

在一通常的使用中，多个中央有孔的磁盘和诸间隔件交换地叠放在一主轴电动机轴上。形成该叠的一核心的轴毂也用来围绕一公共轴线对齐诸磁盘和诸垫圈。这些磁盘、间隔件和主轴电动机的轴毂结合起来形成一磁盘叠组件。安装在互补的一叠致动器臂上并形成致动器组件一部分的诸读/写头形成接近该磁盘叠的表面。致动器组件包括将来自诸读/写头的电流信号传导到一弯曲电路(flex circuit)的结构，该电路又将电信号传导到安装于磁盘驱动器的一基板的一弯曲电路连接器上。

当磁盘驱动器不使用时，读/写头停在离开诸磁盘的数据储存表面的一位置。通常在各磁盘表面上设置一着陆区域，在旋转的磁盘的旋转速度低于保持空气支承所需的一阈值速度之下之前诸读/写头定位在该区域中。该诸着陆区域靠近诸磁盘的内径。

致动器组件通常具有围绕一枢转组件枢转的一致动器本体，该枢转组件位于致动器组件的中间位置。一音圈电动机定位致动器组件的一近端。致动器组件的近端的这定位使支承读/写头的致动器组件的远端移动越过诸磁盘的表面。

音圈电动机的线圈传导一电流。通过该线圈的这电流产生一电场。该线圈被定位在音圈电动机的一上极和一下极之间的一磁场中。该线圈的电场与由该上极和下极产生的磁场相互作用，使致动器组件围绕枢转组件枢转。

致动器组件的枢转运动在静止的上极和下极中产生反作用力，使上极和下极振动。因为该上极和下极连接于基板，所以上极和下极的振动被传遍整个磁盘驱动器，以及尤其是顶盖。顶盖的振动使顶盖对周围环境产生噪声。

已采取了许多措施解决音圈电动机的不希望的振动问题。例如，Kim的美国专利No.5,999,374(Kim的′374)揭示了利用插入一上磁轭(上极)中的诸孔中的三个弹性的螺钉型减振器来衰减振动。三个弹性减振器的一顶部紧压一顶盖的一内表面来抑制顶盖的运动。

Ahmad等人美国专利No.6,175,469(Ahmad的′469)揭示了使用结合到一导磁衬垫上的一弹性件来形成一减振件。该减振件连接到磁盘驱动器的一顶盖并被压在顶盖和音圈电动机的一上极之间。

虽然已发现Kim的′374的减振器和Ahmad的′469的减振件在降低顶盖的振动方面可起作用，但是仍然需要通过耗散音圈电动机所产生并被传送到顶盖的振动能量来更有效地降低顶盖所产生的噪音的装置。

发明内容

按照较佳实施例，设置用于磁盘驱动器音圈电动机(VCM)的一梁式减振件来降低磁盘驱动器所产生的噪音。梁式减振件通过耗散磁盘驱动器的振动能量来降低噪音。

磁盘驱动器具有一顶盖和带一磁性上极的一VCM。VCM通过在该上极和一下极上所施加、反作用于VCM使致动器组件枢转运动而产生的电动势的力在磁盘驱动器中引发振动能量。将梁式减振件附着在磁盘驱动器的一顶盖，并被支承在上极上。梁式减振件包括一基本平直的平台和一组从该平台延伸的弯曲梁，且诸弯曲梁接合上极以将顶盖弹性地偏压离开上极。

通过阅读以下详细说明并审阅附图，本发明的这些和许多其它特征和优点将是显而易见的。

附图简述

图1是按照本发明的较佳实施例构造的一磁盘驱动器的部分剖开的平面图。

图2是图1的磁盘驱动器的顶盖和梁式减振件的内部的平面图。

图3是图2的梁式减振件的轴测立体图。

图4是图3中剖面4-4的剖视图。

图5是一梁式减振件与磁盘驱动器的音圈电动机相结合的一局部剖视图。

图6是按照本发明的另一较佳实施例的一梁式减振件的局部剖视图。

图7是按照本发明的又一较佳实施例的一梁式减振件的局部剖视图。

具体实施方式

总地参阅诸附图，更具体地参阅图1，其中示出了按照本发明的较佳实施例构造的一磁盘驱动器100的俯视图。磁盘驱动器100包括一基板102，多种磁盘驱动器元件安装于该基板。磁盘驱动器还具有一盖子104，它与基板102和一衬圈105形成磁盘驱动器100的一壳体。

以部分剖开的形式示出了顶盖104，以选择地露出所关心的元件。磁盘驱动器100的结构的许多细节并没有包含在以下叙述中，这是因为这些结构细节对于本领域的那些熟悉人员来说是已知的，以及对于该叙述本发明是不需要的。

一主轴电动机106安装在基板102上，以及一片或多片磁盘108又安装在主轴电动机106上。一夹紧夹具110将磁盘108固定于主轴电动机106，用于以恒定高速旋转。一致动器组件12位于磁盘108附近。致动器组件112在平行于磁盘108的一平面内围绕一枢轴支承组件114枢转。致动器组件包括由枢轴支承组件114所支承的一E块115。E块115具有支承诸加载臂组件118的诸致动器臂116。诸加载臂组件118又支承诸读/写头120，各读/写头120邻近一片磁盘108的表面。利用支承诸读/写头120的传统的诸浮动块组件(未示出)、以一数据读出或数据写入空间关系保持诸读/写头120。

每片磁盘108具有被分为若干同心圆数据轨道(未示出)的一数据记录表面122的一数据储存部位，且诸读/写头120邻近诸数据轨道，以从数据轨道读出数据或将数据写入数据轨道。数据记录表面122具有靠近一磁盘108的内径的一圆形的、有纹理的着陆区域124，当磁盘驱动器100不使用时，读/写头120搁置在着陆区域上。

E块115由一音圈电动机(VCM)126定位。E块具有在致动器组件的一近端处连接于E块115的一线圈磁轭128。线圈磁轭128支承一线圈130。该线圈130处于一磁组件132产生的一磁场中。磁组件132包括一对钢板(上极134和下极154)，该对钢板又支承上和下永久磁体(在图1中仅可看到上极134)。

线圈130位于上下磁体之间。当一电流通过线圈130时，建立一电磁场，该电磁场与磁组件132所建立的磁场相互作用，使线圈130相对磁组件132移动。线圈130的移动致使致动件组件112围绕枢轴支承组件114枢转，从而将读/写头相对磁盘108定位在一所需位置。一弯曲电路138提供致动器组件132和一磁盘驱动器印刷电路板(未示出)之间的必须的导电通路。磁盘驱动器印刷电路板安装在基板102的一下侧上。磁盘驱动器印刷电路板提供磁盘驱动器读/写电路，以控制读/写头120的工作。磁盘驱动器印刷电路板还提供用于磁盘驱动器100的其它接口和控制电路。

图1还示出了一梁式减振件(虚线形式)。如以下所讨论的，梁式减振件140插设在顶板104和上极134之间，用于降低磁盘驱动器100所产生的噪音。

图2提供了顶盖104的内表面的平面图，以更加详细地示出了梁式减振件140。为了参考，图2所示的顶盖104的结构特征包括一致动器组件接触位置142、一主轴电动机接触位置144，以及靠近诸磁盘108的一叠层的阻尼结构146。

利用一层粘结剂或其它适当的固定方法，将梁式减振件140连接于顶盖104的内表面。梁式减振件包括一平面基部或平台148，多个弯曲梁150从该平台倾斜地延伸。当顶盖104连接于基板102时，诸弯曲梁150接触上极，并将顶盖104弹性地偏压离开上极134。因为在这结构中诸弯曲梁150像弹簧那样地作用，所以这偏压是弹性的。因此，诸弯曲梁150耗散通过上极134传送到诸弯曲梁150的振动能量，同时将顶盖104刚性连接于上极134。诸弯曲梁150中的每个弯曲梁150如图所示较佳地沿梁式减振件140的一弦(中线)间隔开。

图3和4更详细示出了梁式减振件140。图3是轴测立体图，图4是沿着图3中的线4-4的剖面图。梁式减振件140较佳地由一平板材料形成，例如不锈钢或其它可延展的金属。冲压和切割该板材，从而提供所需的结构。将可注意到，切割和以所需角度向上弯曲该诸弯曲梁150，从而在平台148中留下诸相应的孔152。诸弯曲梁150可以保持与诸孔152基本相同的形状，或从诸弯曲梁150的周围修整掉少量材料，从而弯曲梁150比相应的孔152小。

图5示出了梁式减振件140与VCM126相结合的剖面图。VCM126的磁组件132包括上极134和一下极154、以及上和下永久磁体156、158。线圈130设置在磁体156、158之间。每个弯曲梁150的一末端160加压地接触上极134的一顶表面。因此，在顶盖104和上极134之间诸弯曲梁150的压缩，可衰减了由线圈130的快速运动所诱发的磁组件132中的振动。通过适当选择诸弯曲梁150的尺寸、诸弯曲梁150偏离平台148的初始角度和材料的弹性模量，就能够实现所需的压缩量并产生衰减作用。

图6示出了按照另一较佳实施例所构造的梁式减振件140的剖面图。更具体地说，梁式减振件140包括具有如图所示的一成圆角的外形的弯曲梁162。每个梁162有加压接触上极的一弯曲接合表面164，从而末端166不接触上极134。这结构的优点是减小了梁式减振件140和上极134的刮擦接合产生微粒物体的可能性。

图7提供按照又一较佳实施例构造的梁式减振件140剖面图。图7所示的梁式减振件140附连于上极134，而不是顶盖104。图7的梁式减振件具有基本呈直线的诸弯曲梁168，如图1-5的实施例中所示，但增加了一吸振材料170，例如橡胶。将该材料170施加于各弯曲梁168的一末端172，并改进了梁式减振件140的阻尼特性，以及用于减少微粒物体的产生。吸振材料可以是一覆层材料或一件单独的材料。

对于参照图1-7所述的所有这些本发明的实施例，梁式减振件140有利地、弹性地将顶盖偏压离开上极134，通过降低顶盖104的激励，从而为能量分布提供了一更刚性的组件。在图1-7中所示的弯曲梁的数量仅是示意性的，并不对本发明的范围构成限制。

已经观察到具有不同数量的弯曲梁的梁式减振件对顶盖104提供了不同的阻尼特性。因此较佳地按照某一使用要求选择弯曲梁的具体数量和结构。

通常，因为用较多数量的弯曲梁时，弯曲梁所耗散的振动能量通常将较大，以及振动能量将趋于分布在较大区域上，所以对于一梁式减振件希望采用制造局限性所允许的那样多数量的弯曲梁。并且，使用较多的弯曲梁允许各弯曲梁的刚性偏差，而不会较大地影响梁式减振件所耗散的总能量。

现在将理解，梁式减振件140具有超越现有技术的若干优点。梁式减振件是易于制造和安装的，这在大量的磁盘驱动器制造场合是重要的考虑的事项。与Kim的′374和Ahmad的′469所揭示的一夹于中间的可压缩材料相比，诸弯曲梁150、162、168如片簧那样的工作方式改善了顶盖104和上极134之间的连接。诸弯曲梁还设有在平行于线圈130的运动方向的一方向中的振动阻尼，且它不像可压缩的材料，时间长不会趋向于松驰和失去弹性。通过适当选择弯曲梁的数量和结构能够易于得到所需的阻尼特性。

虽然诸上述实施例将梁式减振件140插设在顶盖104和上极134之间，但这些结构仅是用于说明的目的，并不是对如下文所要求保护的本发明进行限制。从而，易于考虑到，例如，梁式减振件140可以如所需地插设在基板102和下极154之间。

人们会理解的是，本发明(如在此具体描述和以下所要求保护的)是关于用于一磁盘驱动器(例如100)的VCM(例如126)的梁式减振件(例如140)，以降低该磁盘驱动器所产生的噪音的。梁式减振件通过耗散磁盘驱动器的振动能量来降低噪音。磁盘驱动器100具有一顶盖104和带一磁上极134的一VCM 126。VCM通过施加在该上极和一下极上的力与VCM用来枢转地移动一致动器组件(例如112)所产生的电动势的反作用，而在磁盘驱动器中引发振动能量。当顶盖附连于一基板(例如102)时，梁式减振件附连于顶盖，并与上极对齐。顶减振件包括：(a)一基本平直的平台(例如148)；以及(b)从平台延伸和接触上极、用于将顶盖弹性地偏压离开VCM的上极的多个弯曲梁(例如150，162，168)。

在所附的权利要求书中，第一装置所执行的功能将被理解为由所揭示的梁式减振件140来施行的，该梁式减振件具有附着于一极134或一壳体件(例如顶盖104)的一平台148。许多弯曲梁150、162和168以一所需角度从平台148延伸，并接触壳体104和极134中的其余一个。由一可延展的金属材料来形成梁式减振件140，以致诸弯曲梁基本像片簧那样工作。因此，在本权利要求书的范围内不包括例如由Kim的′374和Ahmad的′469所揭示的可压缩的泡沫橡胶层或其它弹性减振件，以及它们也被明确地被排斥于与权利要求所等同的结构的定义之外。

应该理解，虽然在以上说明中已经与本发明的各实施例的结构和功能一起提出了本发明的各实施例的许多特点和优点，但是这样细叙述仅是说明性的，在在表达所附权利要求书的诸术语的广泛含义所表示的本发明原理的全部范围内，可以在细节、尤其是结构和零件的布置方面作出的许多变化。例如，根据关于梁式减振件的具体应用可以改变特定的部分，并同时保持相同的功能性而不脱离本发明的原理和保护范围。

此外，虽然在此所述的诸实施例涉及用于磁盘驱动器的梁式减振件，但本领域的那熟悉人员将会理解，该梁式减振件也可以使用于其中产生噪音是一问题的许多其它装置，而不脱离本发明的原理和范围。

Claims (10)

1.一种用于磁盘驱动器的音圈电动机的梁式减振件，该磁盘驱动器具有一顶盖和带有一导磁的上极的音圈电动机，其中梁式减振件处于上极和顶盖之间，所述梁式减振件包括：

(a)一基本平直的平台；以及

(b)从平面延伸并接合上极的多个弯曲梁，用于将顶盖弹性地偏压离开音圈电动机的上极。

2.如权利要求1所述的梁式减振件，其特征在于，梁式减振件的材料是可延展的金属。

3.如权利要求1所述的梁式减振件，其特征在于，各弯曲梁的一末端覆盖有吸振材料。

4.如权利要求1所述的梁式减振件，其特征在于，各弯曲梁具有一成圆角的外形，该外形提供加压地接合上极的一曲线接合表面。

5.如权利要求1所述的梁式减振件，其特征在于，该梁式减振件由包括以下步骤的一加工过程形成：提供一平板材料、冲压该平板材料以形成平台和诸弯曲梁、以及相对该平台以一所需角度弯曲诸弯曲梁。

6.一种磁盘驱动器，它包括：

(a)一壳体；

(b)支承在该壳体内的一可转动的磁盘；

(c)具有包含一导磁材料层的一极的一音圈电动机；以及

(d)置于壳体和该极之间的一用于音圈电动机的梁式减振件，该梁式减振件包括：

(d1)选择地附着于壳体和该极中的一个的一基本平直的平台；以及

(d2)相对于平台以一所选角度从该平台延伸的多个弯曲梁，各弯曲梁接合壳体和该极中的其余一个，用于相对于音圈电动机弹性地偏置壳体。

7.如权利要求6所述的磁盘驱动器，其特征在于，各弯曲梁的一末端覆盖有吸振材料。

8.如权利要求6所述的磁盘驱动器，其特征在于，各弯曲梁具有一成圆角的外形，该外形提供加压地接合壳体和该极中的其余一个的一曲线接触面。

9.如权利要求6所述的磁盘驱动器，其特征在于，弯曲梁的数量包括至少四个。

10.如权利要求6所述的磁盘驱动器，其特征在于，该梁式减振件由包括以下步骤的一加工过程形成：提供一平板材料、冲压该平板材料以形成平台和诸弯曲梁、以及相对于平台以一所需角度弯曲各弯曲梁。

Images