致动器和使用该致动器的硬盘驱动器

摘要

本发明涉及一种致动器和包括该致动器的硬盘驱动器。该致动器包括磁头，其被可移动地安装以在盘片上方移动该磁头，该致动器包括：至少两个相互平行地延伸的臂构件；间隔构件，其插在两个臂构件之间并接触两个臂构件以保持两个臂构件的间距并包括接触两个臂构件的台阶部分；枢转构件，其插入在两个臂构件和间隔构件中形成的通孔，其中两个臂构件和间隔构件形成叠层组件并围绕该枢转构件旋转；以及螺母构件，其与枢转构件的一端啮合并与枢转构件一起夹紧两个臂构件和间隔构件，其中该台阶部分具有环形接触面。

说明书

技术领域

按照本发明的装置涉及一种致动器和使用该致动器的硬盘驱动器，尤其涉及一种具有改善的防止支撑头的头臂组件(head stack assembly)变形的结构的致动器和使用该致动器的硬盘驱动器。

背景技术

硬盘驱动器是与计算机一起使用的众多信息存储设备中的一种，并可用来通过磁头记录或复制信息。该硬盘包括其中安装了磁头的致动器，该致动器在盘片上转动以将磁头移到盘片上预定的位置。

图1是现有技术中的致动器200的分解透视图。致动器200包括第一臂构件221、设置在第一臂构件221下方的第二臂构件241、插在第一臂构件221和第二臂构件241之间的间隔构件230和插入通孔221′、230′和241′中的枢转构件210，它们一起形成头臂组件，其中分别在第一臂构件221和第二臂构件241以及间隔构件230中形成上述通孔221′、230′和241′。在枢转构件210的端部制备螺纹部分215，其形状与螺母构件253的内侧相匹配。然后将螺纹部分215连接到螺母构件253。因此，在枢转构件210(即枢转构件210的凸缘部分211)和螺母构件253上夹紧臂构件221和241。也就是说，在枢转构件210的凸缘部分211与间隔构件230之间夹压第一臂构件221。在间隔构件230与螺母构件253之间夹压第二臂构件241。还可以在第二臂241与螺母构件253之间插入垫圈251。在间隔构件230的一端支撑盘绕预定次数的音圈237。在壳体(未示出)内设置磁体并使其面向音圈237。由于音圈237所产生的磁场和磁体的磁场的相互作用，引起受控电流流经音圈237，从而使致动器围绕枢转构件210顺时针或逆时针旋转。

同时，接收来自枢转构件210的凸缘部分211或螺母构件253的局部夹紧力的臂构件221和241可以沿着与其纵向相垂直的方向弯曲或扭曲。也就是说，臂构件221和241具有弱扭曲抵抗力，因而进行数据读写和复制的磁头不能与盘片的记录侧面保持最佳间距，由此降低了数据传输速率或数据精确度。此外，如果无法适当地保持磁头与盘片的记录侧面之间的间距，则磁头就会由于意外的震动或干扰而直接碰撞记录盘片，由此损坏磁头和记录盘片，从而降低了硬盘驱动器的可靠性。

发明内容

本发明提供了一种具有改善的结构的致动器和使用该致动器的硬盘驱动器，其防止头臂组件中的夹紧变形，因此可以精确地控制读写头与盘片的记录侧面之间的间距。

根据本发明的一方面，提供一种包括读/写头并被可移动地安装以在盘片上方移动该读/写头的致动器，该致动器包括：两个相互平行地延伸的臂构件；间隔构件，其插在两个臂构件之间以保持两个臂构件的间距并包括接触两个臂构件的台阶部分；枢转构件，其插入在两个臂构件和间隔构件中形成的通孔，其中两个臂构件和间隔构件形成叠层组件并适于围绕该枢转构件旋转；以及螺母构件，其与枢转构件的一端啮合并适于与枢转构件一起夹紧两个臂构件和间隔构件，其中该台阶部分具有环形接触面。

根据本发明的另一方面，提供一种包括读/写头并被可移动地安装以在盘片上方移动该读/写头的致动器，该致动器包括：两个相互平行地延伸的臂构件；间隔构件，其插在两个臂构件之间以保持两个臂构件的间距并包括突伸预定高度以接触两个臂构件的台阶部分；枢转构件，其插入在两个臂构件和间隔构件中形成的通孔，其中两个臂构件和间隔构件形成叠层组件并适于围绕该枢转构件旋转；以及螺母构件，其与枢转构件的一端啮合并适于与枢转构件一起夹紧两个臂构件和间隔构件，其中在台阶部分的至少部分边缘中形成边缘切割部分。

根据本发明的另一方面，提供一种包括读/写头并被可移动地安装以在盘片上方移动该读/写头的致动器，该致动器包括：两个相互平行地延伸的臂构件；间隔构件，其插在两个臂构件之间以保持两个臂构件的间距并包括接触两个臂构件的台阶部分；枢转构件，其插入在两个臂构件和间隔构件中形成的通孔，其中两个臂构件和间隔构件形成叠层组件并适于围绕该枢转构件旋转；以及螺母构件，其与枢转构件的一端啮合并适于与枢转构件一起夹紧两个臂构件和间隔构件，其中沿着间隔构件的通孔的周边形成台阶部分。

根据本发明的另一方面，提供一种硬盘驱动器，其包括安装着盘形记录介质的框架和致动器，该致动器包括读/写头并被可移动地安装以在盘片上方移动该读/写头，该致动器包括：两个相互平行地延伸的臂构件；间隔构件，其插在两个臂构件之间以保持两个臂构件的间距并包括接触两个臂构件的台阶部分；枢转构件，其插入在两个臂构件和间隔构件中形成的通孔，其中两个臂构件和间隔构件形成叠层组件并适于围绕该枢转构件旋转；以及螺母构件，其与枢转构件的一端啮合并适于与枢转构件一起夹紧两个臂构件和间隔构件，其中该台阶部分具有环形接触面。

根据本发明的另一方面，提供一种硬盘驱动器，其包括安装着盘形记录介质的框架和具有读/写头并被可移动地安装以在盘片上方移动该读/写头的致动器，该致动器包括：两个相互平行地延伸的臂构件；间隔构件，其插在两个臂构件之间以保持两个臂构件的间距并包括突伸预定高度以接触两个臂构件的台阶部分；枢转构件，其插入在两个臂构件和间隔构件中形成的通孔，其中两个臂构件和间隔构件形成叠层组件并适于围绕该枢转构件旋转；以及螺母构件，其与枢转构件的一端啮合并适于与枢转构件一起夹紧两个臂构件和间隔构件，其中在台阶部分的至少部分边缘中形成边缘切割部分。

附图概述

通过参照附图对其示范性实施例进行详细描述，本发明上述及其他特征将会显见，其中：

图1是现有技术的致动器的分解透视图；

图2是示出了根据本发明示范性实施例的硬盘驱动器的示意性结构的视图；

图3是示出了图2中致动器的结构的分解透视图；

图4A是示出了根据本发明示范性实施例的凸缘部分的布局的视图；

图4B是示出了凸缘部分的另一种可能的布局的视图；

图5是图3中致动器的横截面视图；

图6是图5中VI部分的放大横截面视图；

图7A和7B是分别示出第一和第二臂的变形量的实验结果。

具体实施方式

在下文中，将参照附图更详尽地描述根据本发明示范性实施例的致动器和使用该致动器的硬盘驱动器，其中在附图里显示了本发明的示范性实施例。图2是示出了根据本发明示范性实施例的硬盘驱动器10的示意性结构的视图。硬盘驱动器10包括具有预定的盘片(即记录介质)的盘片部件20，还包括将盘片部件20容纳于其中的盒型框架11和密封框架11的上部的密封件13。盘片部件20中的盘片是可重写的，即可以重写或擦除预定数据。该盘片的典型实例是利用其磁性在其中记录数据的盘片。

盘片部件20安装在主轴电动机15上并跟随主轴电动机15以高速旋转，其中该主轴电动机15固定在框架11上。当根据硬盘驱动器10的存储容量安装多个盘片时，该多个盘片共轴地层叠在主轴电动机15上。

致动器100在由主轴电动机旋转的盘片部件20的上方顺时针或逆时针移动。当在盘片部件20上写数据或从盘片部件20中读数据时，致动器100大致沿着盘片部件20的径向移动来访问在盘片部件20上的目标轨道。磁头(未示出)安装在致动器100的端部，面向盘片部件20的记录侧面。磁头记录/复制数据并与盘片部件20的记录侧面间隔固定距离。

安装致动器100使其围绕从框架11的底面伸出的旋转轴180旋转。致动器100响应从与其一侧相连的柔性印刷电路160发送的驱动信号而在盘片上方移动，并响应从柔性印刷电路160发送的停止信号而离开盘片。柔性印刷电路160接收来自电路基板(未示出)的控制驱动信号或电功率，该电路基板设置在框架11的底部。安装在框架11的拐角处的支架161可用来连接柔性印刷电路160和电路基板。

致动器100包括设置在旋转轴180的第一侧的第一臂构件121和设置在第二侧的音圈137，该旋转轴180为旋转中心。沿着纵向延伸的悬架123附着于第一臂构件121的一端，磁头附着于悬架123的一端。磁头通过悬架123被弹性地偏压向盘片的记录侧面。

在致动器100的第二侧支撑着具有预定的匝数的音圈37。向音圈137提供预定电流以在音圈137中感生磁场。磁体17固定在框架11上并面向音圈137。当磁体17与产生感应磁场的音圈137的相互作用时，致动器100顺时针或逆时针旋转。音圈137和磁体17形成向致动器100提供驱动力的音圈电动机的主要部件。尽管未示出，但是可以在顶盖13上固定与音圈137相互作用的另一磁体，其面向音圈137。

图3是示出了图2中致动器100的结构的分解透视图。致动器100包括第一和第二臂构件121和141以及间隔构件130。通过枢转构件110和螺母构件153夹压第一和第二臂构件121和141以及间隔构件130，该构件110贯穿第一和第二臂构件121和141以及间隔构件130插入。在枢转构件110上旋上螺母构件153。更具体地说，第一和第二臂构件121和141相互间隔并且相互平行。间隔构件130插在第一和第二臂构件121和141之间。第一和第二臂构件121和141以及间隔构件130分别包括通孔121′、130′和141′，而且枢转构件110通过通孔121′、130′和141′插入。设置第一和第二臂构件121和141以及间隔构件130，使各通孔121′、130′和141′对准。

第一和第二臂构件121和141分别对应于盘片的顶面和背面的记录侧面。第一和第二臂构件121和141的数量对应于硬盘驱动器中盘片的数量。

在第一和第二臂构件121和141之间插入间隔构件130以保持它们的间距。间隔构件30的厚度相当于盘片厚度，由此第一和第二臂构件121和141能够分别跨越对应的盘片的顶面和背面的记录侧面来延伸。在间隔构件130中，围绕着通孔130′形成台阶部分131，以接触和支撑第一和第二臂构件121和141，稍候将对其进行描述。在台阶部分131附近形成线圈支架133。线圈支架133在具有预定深度的凹槽中支撑音圈137。如上所述，音圈137通过与安装在框架111中的磁体的相互作用来向致动器100提供驱动力。

枢转构件110包括以预定半径围绕框架111的旋转轴180的中空轴套117，以及插在轴套117与旋转轴180之间的轴承构件119。由于轴承构件119插在轴套117与旋转轴180之间，所以该头臂组件与轴套117同时旋转，且可被支撑围绕旋转轴180旋转。轴承构件119可以为任何常规的轴承，例如球轴承。省略对轴承构件119的结构与操作的详细描述。

轴套117可以具有一种阶状结构。该结构包括插在第一和第二臂构件121和141的通孔121′和141′中的主体部分113，形成于主体部分113的顶部并具有大直径的凸缘部分111和形成于主体部分113的底部并具有小直径的螺纹部分115。凸缘部分111沿着径向从主体部分113的外周伸出，因由此接触围绕通孔121′的第一臂构件121，以向第一臂构件121提供夹紧力。

在与凸缘部分111相反的一侧形成螺纹部分115，而且该螺纹部分115可具有小于主体部分113的直径。在螺纹部分115的外周上形成接触螺母构件153的螺纹的螺杆。贯穿第一和第二臂构件121和141插入的枢转构件110通过螺纹部分115连接到螺母构件153，从而第一和第二臂构件121和141以及间隔构件130被组装成头臂组件。另外，可以在螺母构件153和第二臂构件141之间插入垫圈151。

因此，头臂组件可以包括插在枢转构件110和与螺纹部分115相连的螺母构件153之间的第一和第二臂构件121和141以及间隔构件130。通过凸缘部分111和螺母部分153所提供的夹紧力来夹压第一和第二臂构件121和141以及间隔构件130。第一和第二臂构件121和141以及间隔构件130分别包括具有预定半径的圆形通孔121′、130′和141′，通过该通孔可以插入枢转构件110。通孔121′、130′和141′的半径边沿小于轴套113的外周，以便该轴套113可以强行插入其中。

悬架123和143分别纵向地附着于第一和第二臂构件121和141的前部。面向盘片的记录侧面的滑动部125和145分别附着于悬架123和143的端部。滑动部125和145分别通过悬架123和143被弹性地偏压向盘片的记录侧面。滑动部125和145分别受到悬架123和143的弹性支撑，当由于盘片旋转而在从盘片表面的方向上向上作用的力与由于悬架123和143而在朝向盘片的方向上作用的弹力相互平衡时，滑动部125和145以与盘片间隔预定的恒定高度悬浮。

在滑动部125和145上安装读取和复制数据的磁头(未示出)。磁头以距离盘片表面的预定高度悬浮并与盘片磁性地相互作用。也就是说，磁头通过产生对应于磁记录数据的电信号来读取该磁记录数据，或者作为选择地通过电输入信号使盘片预定区域磁化来记录数据。一对相互平行的磁头面向盘片的两个表面，根据致动器的移动来读取盘片上记录的数据或在盘片上记录数据。预定数量的多个第一和第二臂构件121和141对应于硬盘驱动器中盘片的数量。例如，图3显示了单个盘片和两个臂构件的情况，其中每个臂为盘片的不同侧面所设置。

环形台阶部分131形成于间隔构件131中，并围绕可供枢转构件110插入的通孔130′的周边。台阶部分131可以形成于间隔构件130面向第一和第二臂构件121和141的两侧。台阶部分131突伸预定高度以同时接触第一和第二臂构件121和141。台阶部分131被形成为具有从它的相邻区域(即，从沿着第一和第二臂构件121和141的延伸方向伸出的边缘构件139以及从与边缘构件139相对形成的线圈支架133)向上和向下的台阶。

在该示范性的实施例中，为了防止第一和第二臂构件121和141弯曲和扭曲，间隔构件130的台阶部分131为圆柱形，并且关于枢转构件110的中心轴对称。也就是说，在图1所示现有技术中，台阶部分231关于枢转构件110的中心轴是不对称的，由此第一和第二臂构件121和141会出现弯曲变形。在该示范性的实施例中，由于台阶部分131为具有大致恒定宽度的圆柱形，所以台阶部分131与第一和第二臂构件121和141接触的区域在所有围绕台阶部分131的方向上的半径大致是恒定不变的。因此，可以最小化第一和第二臂构件121和141的变形。在图3中，台阶部分131为圆环形，但是本发明并不局限于此。考虑到施加于第一和第二臂构件121和141的负载分配，台阶部分131可以不为圆环形，而为具有可变半径的形状。

同时，为了以相对于枢转构件110对称的均匀压力夹紧第一臂构件121，枢转构件110的凸缘部分111可以为带有圆形截面的圆柱形。更具体地说，切割凸缘部分111的某些部分，以形成外周具有平面的一对切割截面111aa，该对切割截面111aa相互平行并便于拧紧枢转构件110。也就是说，在致动器100的组装处理中，在第一和第二臂构件121和141之间插入间隔构件130，通过通孔121′、130′和141′插入枢转构件110，然后枢转构件110因螺母构件153而被紧固。此时，可以使用形状与枢转构件110的切割截面111aa相当的螺旋扳手来夹持切割截面111aa，以便容易地拧紧枢转构件110。

图4A是示出了根据本发明示范性实施例的凸缘部分130的布局的视图。图4B是示出了凸缘部分130另一种可能的布局的视图。在图4A中，将相互面对的一对切割截面111aa设置成大致平行于第一和第二臂构件121和141的延伸方向。大致沿着第一和第二臂构件121和141的纵向设置未切割部分111b，大致沿着垂直于第一和第二臂构件121和141的纵向的方向设置切割部分111a。

如上所述，枢转构件110贯穿叠层结构插入而与螺母构件153一起夹紧第一和第二臂构件121和141以及间隔构件130。接触枢转构件110的凸缘部分111的第一臂构件121接收夹紧力并趋向于沿着向上的方向弯曲，该方向与夹紧力的方向相反。在该示范性的实施例中，具有相对较大接触面的未切割部分111b沿着第一和第二臂构件121和141的纵向设置并压紧第一臂构件121，从而防止第一和第二臂构件121和141弯曲。然而，在图4B中，包括切割截面111aa′的切割部分111a′沿着第一和第二臂构件121和141的纵向设置，由此无法防止第一和第二臂构件121和141弯曲。

在台阶部分131的圆柱形外周与顶部之间的边缘部分形成边缘切割部分135(见图3)。尽管未示出，但是可以在台阶部分131的圆柱形外周与底部之间的边缘部分形成另一边缘切割部分，使其形状与边缘切割部分135相同。

可以沿着台阶部分131的圆柱形外周与顶部之间的整个边缘形成边缘切割部分135。另外，可以在边缘的沿着第一和第二臂构件121和141的延伸方向的前部形成边缘切割部分135，如图3所示。由于关于第一和第二臂构件121和141的延伸方向对称的结构足以防止扭曲，所以可以形成相对于第一和第二臂构件121和141的延伸方向在右部和左部形状相同的边缘切割部分135。边缘切割部分135可以防止第一和第二臂构件121和141弯曲，将对此进行详细的描述。

图5是图4中致动器的横截面视图。参看图5，当枢转构件110和螺母构件153压在第一和第二臂构件121和141的背部时，第一和第二臂构件121和141被施加以局部夹紧力，并且对第一和第二臂构件121和141施加沿着与局部夹紧力相反的方向由于支撑第一和第二臂构件121和141的台阶部分131所导致的斥力。因此，第一和第二臂构件121和141分别沿其纵向向上和向下弯曲。

图6是图5中VI部分的放大横截面视图。参考图5，第一臂构件121的顶部部分包括第一夹压面121a，该第一夹压面121a面接触枢转构件110的凸缘部分111。第一臂构件121的底部部分包括第二夹压面121b，该第二夹压面121b接触枢转构件110的台阶部分131的边缘。在台阶部分131的边缘形成边缘切割部分135，因此第二夹压面121b的接触面积小于第一夹压面121a的接触面积。也就是说，如图6所示，从枢转构件110的中心轴到第二夹压面121b的端部的长度L2比从枢转构件110的中心轴到第一夹压面121a的端部的长度L1短。因此，由于台阶部分131提供相对较小的支撑，所以第一和第二臂构件121和141趋向于朝台阶部分131的方向弯曲。该弯曲力与局部夹紧所产生的弯曲力相反，因而这些弯曲力相互抵消。因此，第一和第二臂构件121和141水平。

如图6所示，边缘切割部分135可以为具有预定曲率的圆形或便于制造过程的边缘锥形，但是本发明并不局限于此。另外，可以沿着台阶部分131的外周的边缘的任何方向形成边缘切割部分135。例如，边缘切割部分135可以形成于第一和第二臂构件121和141的前部，如图3所示，但是也可以形成于满足防止第一和第二臂构件121和141弯曲的最佳条件的任何位置。

图7A和7B示出了实验结果用于确认本发明的效果。图7A和7B显示了第一和第二臂构件121和141的垂直位移。线A表示现有技术中的垂直位移，线B表示根据本发明示范性实施例当在间隔构件内形成圆柱形台阶部分时的垂直位移，而线C表示表示根据本发明示范性实施例当在间隔构件内形成圆柱形台阶部分并在台阶部分的边缘形成边缘切割部分时的垂直位移。

在图7A和7B中，点1、点2和点3表示沿着第一和第二臂构件121和141的纵向选择的测量点。点1表示在前端(靠近悬架的一侧)的测量点，点3表示在后端(靠近通孔的一侧)的测量点，而点2表示在点1和点3之间的从前端开始一段距离的测量点。

将垂直位移定义为第一和第二臂构件121和141关于水平基准线变形而移动的垂直距离。当第一臂121向上弯曲时，第一臂121的垂直位移为正(+)，当第二臂141向下弯曲时，第二臂141的垂直位移为正(+)。

第一和第二臂构件121和141的垂直变形从其后端向前端增加，因而在所有情况下第一臂构件121向上弯曲而第二臂构件141向下弯曲。然而，根据本发明示范性实施例的最大变形与最小变形之间的垂直变形(即第一和第二臂构件121和141的变形)差别比现有技术中的小。这表示在本发明中，第一和第二臂构件121和141几乎不弯曲。因此，形成圆柱形台阶部分和边缘切割部分就提高了致动器的性能。

根据本发明示范性实施例的致动器和具有该致动器的硬盘驱动器，可以防止致动器中的头臂组件弯曲变形，从而可以精确地控制由头臂组件支撑的磁头与盘片的记录侧面之间的间距。因此，可以提高数据传送的速率和精确度。由于恒定不变地保持该间距，所以磁头不受外界干扰的损坏，从而提靠产品可靠性。另外，无需精确控制枢转构件的夹紧力以防止头臂组件组装过程中的变形。因此，该组装过程简单而快速。

虽然参考示范性的实施例特别地显示了描述了本发明，但是本领域技术人员都了解可以在不脱离所附权利要求限定本发明的精神的范围的情况下进行各种形式和细节上的修改。

本申请要求于2005年8月31日提交的申请号为No.10-2005-0080619的韩国专利申请以及2005年8月31日在美国专利局提交的申请号为No.60/712,405的美国临时申请的优先权，在此引用它们的全文作为参考。