CN1655239A - 悬伸臂组件及采用悬伸臂组件的硬盘驱动器的驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有挠曲限位器的悬伸臂组件以及采用该悬伸臂组件的硬盘驱动器的驱动装置。悬伸臂组件朝向盘的表面弹性偏压其上安装有读/写头的滑动件。在所述悬伸臂组件中，承载梁连接于驱动装置的摆臂的一端部。一端片从承载梁的前端伸出并将头驻留在一驻停台上。一挠曲板支承滑动件，其后端固定于承载梁的朝向盘的表面上，而前端朝向伸向承载梁的前端。挠曲限位器限制挠曲板的摇摆和俯仰移动范围。挠曲限位器从挠曲板的前端弯折于端片上方并形成有所述端片从中穿过的孔口。除了由于施加于驱动装置的冲击造成的挠曲板的摇摆和俯仰运动外，挠曲板的扭曲变形也被限制在预定程度以下。

Description

悬伸臂组件及采用悬伸臂 组件的硬盘驱动器的驱动装置
技术领域
本发明涉及一种硬盘驱动器，而特别是涉及一种支撑读/写头安装其上的滑动件的悬伸臂组件以及将读/写头移动到盘的预定位置的驱动装置。
背景技术
硬盘驱动器(HDD)是利用读/写头从盘再现数据或将数据记录在盘上的装置，并包括将读/写头移动到盘的预定位置的驱动装置。驱动装置包括摆臂；装设在所述摆臂一端部上、以朝向盘的表面弹性偏压滑动件的悬伸臂组件，其中所述读/写头安装在滑动件上；以及用以转动摆臂的音圈马达(VCM)。
当硬盘驱动器被接通电源而盘开始旋转时，音圈马达转动摆臂，以将滑动件移过盘的记录表面。安装在滑动件上的读/写头从盘的记录表面再现数据或将数据记录在盘的记录表面上。
同时，如果硬盘驱动器停止操作，亦即如果盘停止，音圈马达移动读/写头并将读/写头驻留在盘的记录表面之外，以便防止读/写头碰撞盘的记录表面。通常，头驻留系统可以划分为接触开始停止(CSS)系统和驻停台载放系统。在CSS系统中，数据不可记录的驻留区域设置在盘的内周面上，而头与该驻留区域接触而被驻留。在驻停台载放系统中，一驻停台配设在盘的外面而头驻留下驻停台上。
图1是一例示性视图，示出了在美国专利No.6067209中公开的一种硬盘驱动器的驱动装置的传统悬伸臂组件。
参见图1，两个悬伸臂组件分别设置在盘21的两侧。挠曲板29的一端部装接于悬伸臂组件的承载梁28，而滑动件30利用粘接剂装接于挠曲板29。端片28a延伸地形成在承载梁28的前端。端片28a与驻停台24的表面接触而得以支撑。第一限位器37设置在挠曲板29的前端，而一止档件27设置在驻停台24上。此外，第二限位器29a设置在挠曲板28的前端和后端之间。第二限位器29a伸过形成在承载梁28一部分上的孔31。
如果铅直冲击施加于上述结构的传统悬伸臂组件，第一限位器37接触驻停台24的止档件27，而第二限位器29a与承载梁28接合。因此，挠曲板29沿俯仰方向的运动受到限制，以便防止彼此面对的滑动件30的碰撞。
然而，由于第一限位器37设置得分非常靠近滑动件30，因此，如果相对强的冲击施加于该传统悬伸臂组件，第一限位器37会强烈地碰撞止档件27。该冲击直接传递到滑动件30，使得滑动件30时常与挠曲板分离。
同时，一防护止挡设置在硬盘驱动器上以限制驱动装置的顺时针和逆时针转动。如果在硬盘驱动器操作时水平冲击从硬盘驱动器外部施加于驱动装置，或者如果水平冲击由于在硬盘驱动器的可靠性测试时与防护止挡碰撞而施加于驱动装置时，挠曲板29会沿摇摆方向移动或扭曲。因此，滑动件30会与盘21的表面碰撞。其结果是，头和盘21会损坏或会导致变形，导致头的读/写性能劣化。
在传统的悬伸臂组件中，第一和第二限位器37和29a可以应付铅直冲击，但不能有效地应付水平冲击以及所造成的挠曲板29的扭曲变形。
图2是一例示性视图，示出了在美国专利No.60388843中公开的一种硬盘驱动器的驱动装置的传统悬伸臂组件。
参见图2，用以限制挠曲板52沿俯仰方向的运动的限位器70设置在承载梁51前端的两侧。然而，该悬伸臂组件的限位器70也具有的问题是，限位器70不能限制挠曲板52沿摇摆方向的运动。
同时，美国专利No.6445546公开了一种悬伸臂组件，其中槽形成在承载梁上而从挠曲板弯折的舌片插入该槽中。然而在此种结构中，由于舌片而使得滑动件于挠曲板的装设区域变窄。因此，由于外部冲击，滑动件易于与挠曲板分离。而且，由于舌片必须在其插入槽后进行弯折，因此组装过程变得困难。
发明内容
本发明提供了一种悬伸臂组件以及采用该悬伸臂组件的硬盘驱动器的驱动装置，该悬伸臂组件能够防止由于施加于驱动装置的铅直和水平冲击造成的挠曲板的变形以及读/写头的损坏。
根据本发明一个方面，提供了一种硬盘驱动器的驱动装置的悬伸臂组件，其在所述盘驱动器的操作状态下朝向盘的表面弹性偏压其上安装有读/写头的滑动件，所述悬伸臂组件包括：一承载梁；从承载梁的前端伸出的端片，用以在所述盘驱动器的非操作状态下停靠在靠近所述盘的驻停台上以驻留所述头；支承滑动件的挠曲板，挠曲板的后端固定于承载梁的朝向盘的表面上，而前端伸向承载梁的前端；以及限制挠曲板的移动范围的挠曲限位器，挠曲限位器设置于挠曲板的前端并形成有所述端片从中穿过的孔口。
优选地，所述挠曲限位器由从挠曲板的前端弯折于端片之上的挠曲板的弯折部形成。
优选地，所述挠曲限位器限制挠曲板的摇摆和俯仰移动范围。
优选地，挠曲限位器靠近所述端片与驻停台之间的接触部设置。
优选地，所述挠曲限位器包括具有上端的两个铅直部分，从挠曲板的前端沿铅直方向弯折。
优选地，所述挠曲限位器还包括连接两个铅直部分的上端的水平部分；而所述挠曲限位器上的孔口由所述铅直和水平部分的内表面限定。
优选地，第一预定间隙沿铅直方向形成在所述挠曲限位器的水平部分与所述端片之间；以及第二预定间隙沿水平方向形成在所述挠曲限位器的铅直部分与所述端片之间。
优选地，所述承载梁包括分别沿所述承载梁的边缘形成的边缘部分，而侧壁沿所述承载梁的边缘部分形成。
优选地，所述端片是凸状的并包括面向所述驻停台的拱面。
优选地，所述第一和第二预定间隙处于所述滑动件的摇摆和俯仰得以确保的一组最小值与所述滑动件与另一滑动件之间的碰撞得以避免的一组最大值的范围内。
优选地，所述承载梁限制所述挠曲板的向上运动，而挠曲板的向下运动因所述挠曲限位器的水平部分由所述端片的上表面锁止而受到限制。
根据本发明另一方，提供了一种硬盘驱动器的驱动装置，包括枢转安装在硬盘驱动器的基体构件上的摆臂；音圈马达，用以转动所述摆臂以便将读/写头移动到盘的预定位置，以及按照本发明第一方面的悬伸臂组件，所述承载梁连接于所述摆臂的一端部。
根据本发明，提供了一种硬盘驱动器的驱动装置的悬伸臂组件，其朝向盘的表面弹性偏压其上安装有读/写头的滑动件，所述悬伸臂组件包括：连接于驱动装置的摆臂的一端部的承载梁；从承载梁的前端伸出的端片，用以将头驻留在一驻停台上；支承滑动件的挠曲板，挠曲板的后端固定于承载梁的朝向盘的表面上，而前端伸向承载梁的前端；以及限制挠曲板的摇摆和俯仰移动范围的挠曲限位器，挠曲限位器从挠曲板的前端朝向端片弯折并具有所述端片从中穿过的孔。
挠曲限位器可以靠近所述端片与驻停台之间的接触部设置。此外，所述挠曲限位器可以包括从挠曲板的前端沿铅直方向弯折的两个铅直部分，以及连接两个铅直部分的上端的水平部分。所述铅直和水平部分可以限定一孔。在此情况下，一第一间隙沿铅直方向形成在所述挠曲限位器的水平部分与所述端片之间，而一第二间隙沿水平方向形成在所述挠曲限位器的铅直部分与所述端片之间。侧壁可以沿所述承载梁的两个边缘部分形成。所述端片可以朝向所述驻停台沿向上方向呈凸状。
根据本发明，提供了一种硬盘驱动器的驱动装置，包括枢转安装在硬盘驱动器的基体构件上的摆臂，朝向盘的表面弹性偏压其上安装有读/写头的滑动件的悬伸臂组件，以及音圈马达，用以转动所述摆臂以便将所述读/写头移动到所述盘的预定位置。所述悬伸臂组件包括：连接于驱动装置的摆臂的一端部的承载梁；从承载梁的前端伸出的端片，用以将头驻留在一驻停台上；支承滑动件的挠曲板，挠曲板的后端固定于承载梁的朝向盘的表面上，而前端伸向承载梁的前端；以及限制挠曲板的摇摆和俯仰移动范围的挠曲限位器，挠曲限位器从挠曲板的前端朝向端片弯折并具有所述端片从中穿过的孔。
根据本发明，除了由施加于驱动装置的冲击造成的挠曲板的俯仰和摇摆运动之外，还可以将挠曲板的扭曲变形限定在预定程度之下。因此，可以防止由施加于驱动装置的冲击造成的挠曲板的变形和头的损坏。因此，还可以改善硬盘驱动器操作的可靠性。
本发明的附加以及/或者其他方面和优点部分阐明在后面的说明中，部分根据所述说明将是显而易见的或者可以通过实践本发明而获知。
附图说明
本发明的这些和/或其他方面和优点通过结合附图对实施例的下述说明将变得更加明显和更容易理解，其中
图1为一侧视图，表明硬盘驱动器的驱动装置的传统悬伸臂组件的一个实例；
图2为一侧视图，表明硬盘驱动器的驱动装置的传统悬伸臂组件的另一个实例；
图3为一平面图，示意图示采用悬伸臂组件的硬盘驱动器的结构；
图4为按照本发明一个实施例的图3的悬伸臂组件的透视图；
图5为图4所示的悬伸臂组件的纵向剖面视图；
图6为图4所示的悬伸臂组件的前视图；
图7是一视图，图示在按照本发明的悬伸臂组件中由于外部冲击造成的承载梁的弯曲变形与限位器的位置之间的关系；
图8是一视图，图示在图4的悬伸臂组件中挠曲限位器相对于挠曲板的扭曲变形的操作。
具体实施方式
下面详细参照本发明的实施例，其实例图示在附图中，其中相同的附图标记贯穿始终表示相同的部件。下面参照附图描述各项实施例以便解释本发明。
图3是一平面图，示意图示采用按照本发明的驱动装置的悬伸臂组件的硬盘驱动器的结构。
参见图3，硬盘驱动器包括安装在基体构件110上的芯轴马达112、放置在芯轴马达112上的一或多个盘120，以及用以将读/写头(未图示)移动到盘120的预定位置的驱动装置130。这里，读/写头是从盘120再现数据或将数据记录在盘120上的装置。
驱动装置130包括枢转安装在装设于所述基体构件110上的枢转支承件131上的摆臂132；装设在所述摆臂132一端部上、以朝向盘的表面弹性偏压滑动件146的悬伸臂组件140，其中所述头安装在滑动件146上；以及用以转动摆臂132的音圈马达(VCM)。
音圈马达配设有联接于摆臂132另一端部的线圈137以及面对线圈137设置的磁铁138。音圈马达由伺服控制系统控制。音圈马达通过输入线圈137的电流与磁铁138引发的磁场之间的相互作用、基于佛来明左手定则使摆臂132沿一方向转动。
特别地，当硬盘驱动器被接通电源而盘120开始沿箭头D所示方向旋转时，音圈马达沿由箭头A所示的逆时针方向转动摆臂132，使得其上安装有读/写头的滑动件146移过盘120的记录表面。滑动件146借助于旋转的盘120产生的提升力而从盘120的表面提升预定高度。在此状态下，安装在滑动件146上的读/写头从盘120的记录表面再现数据或将数据记录在盘120的记录表面上。
同时，当硬盘驱动器没有通电而盘120停滞时，音圈马达沿由箭头B所示的顺时针方向转动摆臂132，以便防止头触及盘120的记录表面，使得读/写头移动并驻留在盘120记录表面之外。为此，一驻停台150配置在盘120外侧而一端片144设置在悬伸臂组件140上。端片144从盘120移到驻停台150，于是由驻停台150支承。
当读/写头驻留在驻停台150上时，由于施加于硬盘驱动器的外部冲击或振动，驱动装置130会随机转动，且可能会脱离驻停台150。这种情况会导致驱动装置130不希望地移向盘120的记录表面。在此情况下，头会与盘120的记录表面接触，导致头和盘120的记录表面的损坏。因此，当盘120停滞且头驻留在驻停台150上时，驱动装置130需要锁定在预定位置以便防止驱动装置130随机转动。为此目的，设置了驱动装置别卡160。
当驱动装置130由音圈马达逆时针转动时，驱动装置别卡160可防止端片144脱离驻停台150。同时，硬盘驱动器包括一附加的防护止挡162，其限制驱动装置130的逆时针转动，以便防止悬伸臂组件140在驱动装置130由音圈马达逆时针转动时碰撞芯轴马达112。
图4是按照本发明另一实施例的图3的悬伸臂组件的透视图，而图5是图4中所示悬伸臂组件的纵向剖面视图。图6是图4的悬伸臂组件的前视图。
参见图4-6，悬伸臂组件140设置在驱动装置130上并朝向盘120的表面弹性偏压滑动件146。这里，读/写头安装在滑动件146上。
悬伸臂组件140包括一承载梁141、挠曲板145以及挠曲限位器147。挠曲限位器147将挠曲板145前端的俯仰运动和摇摆运动限定在预定范围内。
承载梁141连接于驱动装置130的摆臂132的端部。承载梁141通常通过冲压具有例如大约0.05mm厚度的诸如不锈钢等金属板制成。为了增加承载梁141刚性，沿着承载梁141的两侧边缘形成有侧壁142。向上弯折承载梁141的两个边缘可形成侧壁142。
将读/写头驻留在驻停台150上的端片144设置在承载梁141上。端片144从承载梁141的前端延伸预定长度。具体而言，当硬盘驱动器停滞时，端片144通过与驻停台150的表面接触而得以支撑。端片144可以是外凸的并面对驻停台150。由于如上所述地成型，端片144的刚性增加。
挠曲板145支撑头安装其上的滑动件146。挠曲板145装设于承载梁141的底面，即面向盘20的表面。挠曲板145的后端通过焊接等固定于承载梁141的面向盘的表面。挠曲板145的前端朝向承载梁141前端延伸，使得挠曲板145可稍许自由地移动。类似于承载梁141，挠曲板145由不锈钢制成。不过，挠曲板145形成得比承载梁141薄，例如约0.02mm厚，以便于装设其上的滑动件146的自由俯仰和摇摆。
一凹窝143朝向挠曲板145突起地形成在承载梁141上，以便向挠曲板145提供预定的弹性力。由于这一结构，挠曲板145可自由运动，以便允许装设于挠曲板145的滑动件146的平顺摇摆和俯仰。
如上所述，本发明的悬伸臂组件140包括挠曲限位器147，以将挠曲板145前端的俯仰和摇摆运动限制在预定范围。挠曲限位器147从挠曲板145的前端朝向端片144弯折。挠曲限位器147包括端片44穿过的孔口148。具体而言，挠曲限位器147包括两个从挠曲板145的前端沿铅直方向弯折的垂直部147a，以及连接两个垂直部147a的上端的水平部147b。孔口148由两个垂直部147a和水平部147b限定。
一预定的第一间隙G1沿铅直方向形成在挠曲限位器147的水平部147b与端片144之间，而一预定的第一间隙G2沿水平方向形成在两个垂直部147a与端片144之间。此时，第一和第二间隙G1和G2确定得处于滑动件146的平顺摇摆和俯仰得以确保的最小值与可以防止挠曲板145的弯曲和与相邻滑动件146的相互碰撞的最大值之间的范围内。
在本发明的一实施例中，如上构作而成的挠曲限位器147和端片144与驻停台150之间的接触部相邻设置。
当铅直冲击施加于悬伸臂组件140时，挠曲板145的前端与挠曲限位器147一起沿俯仰方向移动。此时，承载梁141限制挠曲板145的向上运动，而挠曲板145的向下运动受到限制，因为挠曲限位器147的水平部147b由端片144的上表面锁止。即使在外部冲击非常强烈地施加时，挠曲限位器147也在俯仰方向上限制挠曲板145的移动范围，以便克服传统悬伸臂组件的问题。亦即，安装在滑动件上的头由于面对的滑动件146的相互碰撞而损坏的问题实质上得到克服，所述相互碰撞是由挠曲板145的强烈运动造成的。
此外，在本发明的一个实施例中，在本发明的悬伸臂组件140中，挠曲限位器147与滑动件146之间的距离较长。这是由于下述事实造成的：挠曲限位器147形成在挠曲板145的前端。因此，从挠曲限位器147到滑动件146的冲击传递路径较之现有技术相应特征而言较长。其结果是，防止了滑动件146由于外部冲击而与挠曲板145分离。
在硬盘驱动器操作时水平冲击从外部施加于驱动装置130时，或者如果水平冲击由于在硬盘驱动器的可靠性测试时与防护止挡162碰撞而施加于驱动装置130时，挠曲板145的前端与挠曲限位器147一起沿摇摆方向移动。不过，挠曲板145的摆动可以受到限制，因为挠曲限位器147的垂直部147a锁止于端片144的侧部。
图7是一视图，其示出在本发明的悬伸臂组件中承载梁由于外部冲击产生的弯曲变形与限位器位置之间的关系。
参见图7，当垂直冲击施加于硬盘驱动器时，承载梁141和端片144弯曲。此时，虽然承载梁141的变形较大，但靠近驻停台150设置的端片144的变形较小。然而，传统的悬伸臂组件通常具有通过承载梁与挠曲限位器的组合限制挠曲板的俯仰和摇摆运动的结构。因此，传统的悬伸臂组件具有的问题在于，挠曲板俯仰运动的范围与承载梁的变形等量地增加。
然而，本发明的悬伸臂组件140具有通过挠曲限位器147与端片144的组合限制挠曲板145的摇摆和俯仰运动的结构。而且，挠曲限位器147设置得尽可能靠近端片144与驻停台150的接触部。由于这一结构，端片144在挠曲限位器147所处位置处的变形比承载梁141的小得多，以便使由所述变形造成的挠曲板145的俯仰运动范围的增加最小。即使当挠曲限位器147的水平部147b与端片144之间的第一间隙G1相对较大时，与现有技术相比，挠曲板145的俯仰运动范围也可以被限定得较小。
图8是一视图，示出在图4的悬伸臂组件中挠曲限位器相对于挠曲板的变形的操作。
参见图8，当水平冲击施加于驱动装置130时，会发生挠曲板145的扭曲变形。具体而言，如果水平冲击如此之强以致挠曲板145的扭曲变形超出弹性极限，会发生挠曲板145的塑性变形。在此情况下，安装在滑动件146上的头的读/写性能会略化。
本发明的悬伸臂组件140提供了一种方案，借助于它上述问题基本上得以消除。具体而言，如图8所示，在挠曲板145由于水平冲击而扭曲时，挠曲板145的一个边缘部分的向上运动受到承载梁141的限制，而挠曲板145的另一个边缘部分的向下运动受到限制，因为挠曲限位器147的水平部147b接触端片144的上表面。由于水平冲击造成的挠曲板145的扭曲角度θ被限制在预定的程度之下，从而防止了挠曲板145的塑性变形。这里，扭曲角度θ确定得大于滑动件146的平顺摇摆得以确保的角度，而小于挠曲板145发生塑性变形的角度。
如上所述，根据本发明，挠曲限位器设置在悬伸臂组件的挠曲板的前端上，除了由施加于驱动装置的冲击造成的挠曲板的俯仰和摇摆运动之外，还可以将挠曲板的扭曲变形限定在预定程度之下。因此，可以防止由施加于驱动装置的冲击造成的挠曲板的变形和头的损坏。其结果是，还可以改善硬盘驱动器操作的可靠性。
虽然已经示出和描述了本发明的几个实施例，但业内人士应当理解，在不背离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例作出修改。举例来说，挠曲限位器的孔口不限于实施例中所述的矩形，而是可以呈其他性状，例如圆形等其他几何形状；而且，虽然实施例中所述孔口为封闭的，但也可以采用非封闭的孔口，例如水平部分可以不是连续的而是间断的，从而形成非封闭的孔口。此外，本发明的孔口可以不包含水平部分，其中俯仰运动采用诸如附图1中所示的结构来限制，而摇摆运动由挠曲限位器的两个两个垂直部限制。因此，本发明中的所述孔口应当作广义的理解。

Claims (12)

1.一种硬盘驱动器的驱动装置的悬伸臂组件，其在所述盘驱动器的操作状态下朝向盘的表面弹性偏压其上安装有读/写头的滑动件，所述悬伸臂组件包括：
一承载梁；
从承载梁的前端伸出的端片，用以在所述盘驱动器的非操作状态下停靠在靠近所述盘的驻停台上以驻留所述头；
支承滑动件的挠曲板，挠曲板的后端固定于承载梁的朝向盘的表面上，而前端伸向承载梁的前端；以及
限制挠曲板的移动范围的挠曲限位器，挠曲限位器设置于挠曲板的前端并形成有所述端片从中穿过的孔口。
2.如权利要求1所述的悬伸臂组件，其中所述挠曲限位器由从挠曲板的前端弯折于端片之上的挠曲板的弯折部形成。
3.如权利要求1或2所述的悬伸臂组件，其中所述挠曲限位器限制挠曲板的摇摆和俯仰移动范围。
4.如权利要求1或2所述的悬伸臂组件，其中挠曲限位器靠近所述端片与驻停台之间的接触部设置。
5.如权利要求1或2所述的悬伸臂组件，其中所述挠曲限位器包括具有上端的两个铅直部分，从挠曲板的前端沿铅直方向弯折。
6.如权利要求5所述的悬伸臂组件，其中所述挠曲限位器还包括连接两个铅直部分的上端的水平部分；而所述挠曲限位器上的孔口由所述铅直和水平部分的内表面限定。
7.如权利要求6所述的悬伸臂组件，其中第一预定间隙沿铅直方向形成在所述挠曲限位器的水平部分与所述端片之间；以及第二预定间隙沿水平方向形成在所述挠曲限位器的铅直部分与所述端片之间。
8.如权利要求1或2所述的悬伸臂组件，其中所述承载梁包括分别沿所述承载梁的边缘形成的边缘部分，而侧壁沿所述承载梁的边缘部分形成。
9.如权利要求1或2所述的悬伸臂组件，其中所述端片是凸状的并包括面向所述驻停台的拱面。
10.如权利要求7所述的悬伸臂组件，其中所述第一和第二预定间隙处于所述滑动件的摇摆和俯仰得以确保的一组最小值与所述滑动件与另一滑动件之间的碰撞得以避免的一组最大值的范围内。
11.如权利要求6所述的悬伸臂组件，其中所述承载梁限制所述挠曲板的向上运动，而挠曲板的向下运动因所述挠曲限位器的水平部分由所述端片的上表面锁止而受到限制。
12.一种硬盘驱动器的驱动装置，包括枢转安装在硬盘驱动器的基体构件上的摆臂；音圈马达，用以转动所述摆臂以便将读/写头移动到盘的预定位置，以及按照上述任一项权利要求所述的悬伸臂组件，所述承载梁连接于所述摆臂的一端部。
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