专利名称：头悬架及头悬架的加工方法
技术领域：
本发明涉及用于支撑与如个人计算机的信息处理器中的盘驱动的滑块成一体的头悬架，以及加工这一头悬架的方法。
背景技术：
硬盘驱动(HDD)，比如磁盘驱动，采用高速旋转的硬盘。在各旋转硬盘上，连接到头悬架的头部的滑块轻微漂浮，以通过结合在该滑块中的传感器在硬盘上写入数据以及从硬盘读取数据。即，带有滑块的头部由头悬架支撑，以使滑块可以从硬盘轻微提升。
在停止盘时，磁盘驱动必须从硬盘的记录磁轨收回滑块。为此，有两种公开的方法，即，接触开始/停止(CSS)方法以及加载/卸载(LUL)方法。
图11A至11F表示该CSS和LUL方法，其中图11A和11B为表示CSS方法的立体图，图11C为表示LUL方法的立体图，图11D、11E及11F为表示盘表面的局部放大立体图。
在图11A和11B中，当硬盘105停止时，CSS方法将由头悬架101支撑的头部103移动到沿硬盘105的内周形成的CSS区域107。为了避免连接到头部103的滑块109吸引到停止的硬盘105的表面，该CSS方法按照图11D和11E所示地处理硬盘105的表面。图11D的表面处理与图11A的硬盘对应。通过加工或喷镀以设置具有不规则物的表面，这一表面处理使包括CSS区域107的硬盘105的整个表面稍微粗糙化。图11E的表面处理与图11B的硬盘对应。通过激光处理或加工以使CSS区域107具有不规则物，这一表面处理使硬盘105的CSS区域107稍微粗糙化。
图11C的LUL方法称为斜坡加载方法。由合成树脂制成的斜坡块(ramp block)111布置在硬盘105的侧部。当硬盘105停止时，头悬架101移动到收回位置。这时，在头部103的前端形成的调整片(加载杆、斜坡接触或角落)沿斜坡块的斜面滑动和引导，以使滑块109可以从硬盘105分离。
在这一方式中，当硬盘105停止时，LUL方法将滑块109从硬盘105分离。从而，在滑块109和硬盘105之间不发生摩擦，且即便硬盘105在盘驱动被携带时运转，滑块109也不发生摩擦。
另一方面，CSS方法具有一些问题。
图12是表示根据CSS方法，由在滑块109和硬盘105之间的摩擦导致的摩擦变化和振动的声发射的图表。在图12中，横坐标表示时间(秒)，纵坐标表示力(gf)。
根据CSS方法，滑块109在硬盘105运转时弹起(take off)，并在硬盘105停止时降落(land)。硬盘105与滑块109之间的摩擦沿硬盘105的旋转方向对滑块109施加摩擦力。在图12中，主波形112表示滑块109上的摩擦变化，辅波形114表示在硬盘105启动和停止时发生的拍击(rattling)造成的滑块109与硬盘105之间的摩擦导致的振动。在图12中，通过声发射表示摩擦变化。
在图12中明显地看出，大摩擦力发生在滑块109弹起和降落时。从图12还看出，在弹起和降落过程中，滑块109拍动和打击硬盘105。
为了提高硬盘105的存储容量，滑块109的飞行高度必须最小化。为了实现这一点，硬盘105不能具有上述不规则物。在某些情况下，限制滑块的高度，以限制润滑剂厚度。这些情况近几年经常见到，其增加了滑块109与硬盘105之间的摩擦力。
在硬盘105停止时，驱动硬盘105的电机放置在自由状态中。比如在盘驱动被携带时，在自由状态中的电机可能反转而以反向转动硬盘105。如果这一情况发生，那么硬盘105与滑块109之间就会产生摩擦力，从而向将头悬架保持在盘驱动中的支架的方向移动头部的舌片。
图13A和13B为表示从夹具113向头悬架的滑块109施加的摩擦力的模型。
在图13A中，夹具113逐渐地向头悬架施加力。随后，头悬架的悬臂支架115逐渐地变形为图13B中的状态。同样的情况会发生在出现上述倒转以在滑块109上产生摩擦时。悬臂支架115的变形改变滑块109相对硬盘105的设定螺旋角而引起读/写误差。另一个危险是使头悬架的挠曲件(flexure)117永久变形。
图14说明挠曲件117的永久变形。
如果悬臂支架115的变形发展为弯折，那么挠曲件117就会永久变形而无法进行读/写操作。
图15为表示根据在硬盘105倒转时施加到滑块109的摩擦力的弯折的图表。在该图表中，横坐标表示位移(μm)，纵坐标表示力(gf)。
图15的图表表示当滑块109上的摩擦力超过20(gf)时，挠曲件117开始弯折。该摩擦力在约90μm的位移处进一步增加。这是因为悬臂支架115深度变形而接触硬盘105的表面。
挠曲件117的弯折过度地移动头悬架的头部的舌片。为了限制舌片的位移，有一种具有限位器的头悬架。
图16表示具有这一限位器的头悬架的局部立体图。在图16中，头悬架101A具有舌片119的头部103A。该舌片119设有T形限位器121。如果舌片119倾斜，那么限位器121就与加载梁(load beam)123配合，以从而稳定连接到舌片119的滑块109A。如果上述倒转生成移动舌片119的摩擦力，那么限位器121就会与挠曲件117A的部分125接触。然而，限位器121本来要限制滑块109A的转动，因此，不足以抑制由摩擦力导致的舌片119的位移。
图17为表示在图16的挠曲件117A上产生的变形和弯折的图表。施加到挠曲件117A的摩擦力类似图15变化，以使挠曲件117A变形和弯折。在挠曲件117A的变形中间，T形限位器121开始接触挠曲件117A的部分125。这与从图17的图表中的80μm位移的线性部分对应。然而，施加到挠曲件117A的力持续增加。即，限位器121对抑制挠曲件117A的弯折不提供影响。
为了通过滑块正确地写入和读取在利用CSS方法的盘驱动中的硬盘，重要的是在硬盘倒转时抑制挠曲件的变形(例如，参见美国专利号5,771,136)。
发明内容
本发明的目的是提供一种头悬架，其能够限制挠曲件因在硬盘沿反向转动时生成的摩擦力造成的变形。还提供一种加工这一头悬架的方法。
为了达成该目的，本发明的技术方案提供一种头悬架，其具有形成在挠曲件或加载梁上的限位器，以限制在硬盘反转时在硬盘和滑块之间产生的摩擦力造成的舌片的变形。
在硬盘沿反向转动时，限位器将舌片的变形限制给定的范围，以从而使滑块保持正确的螺旋角并防止挠曲件的弯折。
图1为表示根据本发明的第一实施例的头悬架的平面图；图2为表示第一实施例的头悬架的部分放大平面图；图3为沿图2的线III-III的截面图；图4为表示第一实施例的头悬架的局部立体图；图5为表示根据第一实施例的头悬架的舌片的位移与挠曲件的反作用力之间的关系的图表；图6为表示根据本发明的第二实施例的头悬架的舌片与限位器的局部放大立体图；图7A至7C为表示根据本发明的第三实施例的头悬架的视图，其中图7A为表示头悬架的限位器的放大立体图，图7B为表示限位器的放大侧视图，图7C为表示限位器的弯曲线的放大平面图；图8为表示根据本发明的第四实施例的头悬架的限位器的放大立体图；图9为表示根据本发明的第五实施例的头悬架的限位器的放大立体图；图10为表示根据本发明的第六技术方案的头悬架的局部放大立体图；图11A至11F为表示根据背景技术的硬盘的视图，其中图11A和11B为表示采用CSS方法的硬盘的立体图，图11C为表示采用LUL方法的硬盘的立体图，图11D、11E和11F为表示硬盘上的不规则物的放大立体图；图12为表示根据背景技术的CSS方法的作用在滑块上的摩擦变化以及滑块打击硬盘的力的图表；
图13A和13B为表示CSS方法的背景技术的头悬架的局部图，其中图13A表示舌片接收沿支架方向的力之前的状态，图13B表示因施加到舌片的支架方向的力而造成的位移的状态；图14为说明CSS方法的背景技术的头悬架的挠曲件的永久变形的视图；图15为表示CSS方法的背景技术的挠曲件的变形和弯折的图表；图16为表示根据背景技术的具有限位器的头悬架的局部立体图；以及图17为表示图16的背景技术的挠曲件的变形和弯折的图表。
具体实施例方式
下面参考
根据本发明的实施例的头悬架。在各实施例中，头悬架用在硬盘驱动中，以支撑在由硬盘驱动中的电机旋转的盘上写入和读取数据的头部。各实施例都在头悬架设有限位器，以抑制头悬架挠曲件因在硬盘以反方向旋转时生成的摩擦力所造成的变形。
〔第一实施例〕〔头悬架的一般构造〕图1为表示根据本发明的第一实施例的头悬架1的立体图，图2为表示头悬架1的局部放大平面图，图3为沿图2的线III-III的截面图，图4为表示头悬架1的局部立体图。
在图1中，头悬架1具有加载梁3、基座5和挠曲件7。
加载梁3向头部19施加载荷，并具有刚性部分9和弹性部分11。刚性部分9由比如不锈钢制成，且较厚，比如约100μm厚。
弹性部分11独立于刚性部分9，并由比如薄的弹性不锈钢滚压板制成。弹性部分11具有小于刚性部分9的精确弹簧常数。弹性部分11具有厚度“t”，比如，40μm。弹性部分11的第一端部通过比如激光焊接而固定到刚性部分9的后端。弹性部分11的第二端部与加强板13整合。
基座5具有基板15。基板15放置在加强板13之上，并通过比如激光焊接而固定到那里。加强板13加强基板15，以从而形成基座5。基座5连接到支架的臂部，并绕轴线驱动。基座5用作弹性支撑加载梁3的臂部的组件。
挠曲件7具有由比如薄弹性不锈钢滚压板制成的金属基座、形成在金属基座表面上的绝缘层以及形成在绝缘层上的导线17。挠曲件7通过比如激光焊接而固定到刚性部分9。导线17的第一端部连接到头部19的写和读端子21，其第二端部向基座5延伸。
挠曲件7具有沿头部19延伸的左和右悬臂支架23。悬臂支架23的前端支撑悬臂舌片25。舌片25具有朝向基座5的自由端27。舌片25以基本均匀的空隙29布置在左和右悬臂支架23之间，基本均匀的空隙29布置在舌片25与悬臂支架23之间。在舌片25与悬臂支架23之间，导线17布置在左和右空隙29之上。
舌片25与形成在加载梁3上的凹痕31接触。凹痕31的高度约70μm。舌片25与凹痕31互相接触，以保持头部19的倾斜自由。如图3和4中所示，舌片25具有写/读滑块33。该滑块33具有电连接到端子21的端子。
〔限位器〕挠曲件7具有限位器35。限位器35限制因硬盘以反向运转时在硬盘与滑块33之间生成的摩擦力而可能发生的舌片25的位移。
限位器35沿加载梁3的纵向延伸，且相对于舌片25的自由端27更靠近臂部侧，即基座5侧。限位器35与挠曲件7的部分37整合，并朝向舌片25。
限位器35通过弯曲挠曲件7的部分37形成。挠曲件7的部分37具有基本平行于舌片25的自由端27的边缘39。在边缘39与舌片25的自由端27之间，有空间41。在空间41中，限位器35通过弯曲部分37而形成。
更精确地说，突起43从挠曲件7的边缘39一体地延伸到空间41中。突起43具有矩形图形状，并具有平行于舌片25的自由端27的边缘45。突起43的一侧弯曲并升起，以形成限位器35。
突起43沿线47基本以直角弯曲，以整体形成限位器35，而线47则沿加载梁3的纵向X(图4)。在限位器35与突起43之间，有弯曲49。限位器35具有接触部分51，该接触部分51等于突起43的边缘45，并与舌片25的自由端27接触。在限位器35的接触部分51与舌片25的自由端27之间，有如图3所示的间隙S。根据实施例，该间隙S约50μm，其在挠曲件7通过蚀刻加工时与蚀刻界限(etching limit)对应。限位器35从挠曲件7形成，因此，间隙S的精度可以等于蚀刻的精度。间隙S可通过利用另一种加工技术而窄化。
〔位移限制〕当硬盘停止时，用于驱动硬盘的电机置入自由状态。自由状态的电机可以倒转以反向旋转硬盘。硬盘的反转产生硬盘和滑块33之间的摩擦力，向基座5，即向着支架，移动头部19的舌片25。
舌片25上的力逐渐使悬臂支架23变形，且舌片25向限位器35移动。当舌片25沿加载梁3的纵向的移动到达间隙S(实施例中50μm)时，舌片25的自由端27开始接触限位器35的接触部分51，以防止舌片25的进一步位移。此时，限位器35上的张力沿压缩方向，因此，由于沿加载梁3的纵向延伸限位器35，所以限位器35自身不会变形。
图5是表示盘反转时作用在滑块33上的摩擦力所引起的挠曲件7的反作用力中的变化的图表。横坐标表示舌片25的位移(μm)，纵坐标表示力(gf)。
在图5中，舌片随作用在滑块33上的摩擦力的增加而移动，因而使挠曲件7变形。当舌片25的位移达到约50μm时，挠曲件7的反作用力陡增。这意味着舌片25开始接触限位器35，而限位器35则限制舌片25的位移。
这使悬臂支架23的变形限制在给定的范围内。悬臂支架23的弹性力可以防止改变滑块33的螺旋角，并从而确保滑块33的螺旋角。限位器35防止悬臂支架23的过度变形，从而防止挠曲件7的弯折。因此，头悬架1可以通过滑块33精确地从硬盘读取数据以及在硬盘上写入数据。
根据实施例，限位器35沿加载梁3的纵向相对舌片25的自由端27形成在基座5侧上，即，在臂部侧上。这一构造确保通过弯曲挠曲件7的部分37而形成限位器35的空间41。即，限位器35在悬臂支架23与舌片25之间的空隙29中不需要空间。
如果除了用于在弯曲限位器35之前布置的导线17的空间外，空隙29还必须包括用于限位器35的空间，那么空隙29就会在弯曲限位器35后被必要地扩展，而额外地扩展包括悬臂支架23的头部19。通过从空隙29分离空间41，第一实施例可以适当地窄化空隙29，以减小头部19的大小。
〔第二实施例〕图6为表示根据本发明的第二实施例的头悬架的舌片和限位器的部分放大立体图。第二实施例的构造基本与第一实施例的相同，因此，相同的部分用相同的参考标记表示。
第二实施例对第一实施例的构造增加了凸起53。凸起53以其中限位器35突起的相同方向突起。凸起53沿加载梁3的纵向从边缘39向挠曲件7的突起43延伸。
凸起53增加突起43沿舌片25的接触方向的刚度。这导致限位器35的反作用力的陡增，并更无误地抑制悬臂支架23的变形。
〔第三实施例〕图7A至7C表示根据本发明的第三实施例的头悬架的视图，其中图7A为表示头悬架的限位器的放大立体图，图7B为表示限位器的放大侧视图，图7C为表示限位器的弯曲线的放大平面图。第三实施例的构造基本与第一实施例的相同，因此，相同的部分以相同的参考标记表示。与第一实施例不同的部分以相应数字加“A”表示。
根据第三实施例的限位器35A关于加载梁的纵向偏斜地弯曲，以朝向舌片25的自由端27。即，如图7A和7C中所示，限位器35A沿相对加载梁的纵向(箭头X)偏斜的弯曲线55弯曲。在图7C中，突起43包括限位器部分35Aa和用作接触部分的斜面51Aa。
在图7A和7B中，限位器35A沿线55弯曲，以使限位器部分35Aa可以用作限位器35A以及斜面51Aa用作接触部分51A。在图7B中，接触部分51A比突起43的边缘45更接近舌片25的自由端27，接触部分51A朝向与其并列的自由端27。可以在突起43的边缘45与舌片25的自由端27之间设置空隙S 1，以及在限位器35A的接触部分51A与舌片25的自由端27之间设置空隙S，比如，S1＝50μm，S＝20μm。即，第三实施例可以容易地将空隙S设置为小于空隙S1，而空隙S1则等于其它实施例的空隙S。
籍由这些布置，第三实施例可以无误地限制挠曲件7的变形。
〔第四实施例〕图8为表示根据本发明的第四实施例的头悬架的限位器的放大立体图。第四实施例的构造基本与第一实施例的相同，因此，相同的部分用相同的参考标记表示。与第一实施例不同的部分以相应数字加“B”表示。
第四实施例的特征在于从突起43B的左和右侧弯曲的两个限位器35B。
即，第四实施例具有与舌片25接触的两个接触部分51B。在由左和右限位器35B的接触部分51B容纳时，舌片25限制沿纵向以及左和右方向的变形。
〔第五实施例〕图9为表示根据本发明的第五实施例的头悬架的限位器的放大立体图。第五实施例的构造与第一实施例的基本相同，因此，相同的部分用相同的参考标记表示。与第一实施例不同的部分用相应数字加“C”表示。
第五实施例的特征在于从自舌片25的自由端27一体延伸的突起43C形成的限位器35C。即，限位器35C沿弯曲线47C从突起43C弯曲，以朝向挠曲件7的部分37。弯曲线47C沿加载梁3的纵向(箭头X)。限位器35C的接触部分51C与挠曲件7的部分37的边缘39接触。
在舌片25移动时，限位器35C的接触部分51C与挠曲件7的边缘39接触，以限制挠曲件7的变形。
第五实施例可以具有第二实施例的凸起。与第三实施例类似，第五实施例的限位器可以相对加载梁3的纵向偏斜地弯曲，或者可以与第四实施例类似地分为左件和右件。
〔第六实施例〕图10为表示根据本发明的第六技术方案的头悬架的部分放大立体图。第六实施例的构造与第一实施例的基本相同，因此，相同的部分用相同的参考标记表示。与第一实施例不同的部分用相应数字加“D”表示。
第六实施例的头悬架1的特征在于从自加载梁3D的部分一体形成而朝向舌片25的限位器35D。在挠曲件7上，第六实施例既不具有第一实施例的突起43，也不具有第一实施例的限位器35。相反，第六实施例从加载梁3D的区域41D切割和弯曲限位器35D。
第六实施例的限位器35D止挡舌片25，从而限制挠曲件7的变形。
第六实施例可以具有第二实施例的凸起。第六实施例的限位器可以类似第三实施例地相对加载梁3的纵向偏斜地弯曲，或者可以类似第四实施例地分为左件和右件。
在上述各实施例中，限位器与挠曲件或加载梁整合。不同地，限位器可以分离地制备，并通过比如粘结剂而连接到挠曲件或加载梁。
权利要求
1.一种头悬架，包括加载梁，其由臂部弹性支撑并设置为在头部上施加载荷，该臂部绕轴线转动，该头部具有向硬盘写入和从硬盘读取数据的滑块；挠曲件，其连接到加载梁并具有支撑滑块的舌片；以及限位器，其设置为限制因在硬盘反向转动时在硬盘和滑块之间产生的摩擦力而造成舌片的位移。
2.如权利要求1所述的头悬架，其特征在于，舌片包括自由端，并且限位器在相对于舌片自由端的臂部侧上。
3.如权利要求2所述的头悬架，其特征在于，限位器由挠曲件的一部分一体地形成，以朝向舌片的自由端。
4.如权利要求2所述的头悬架，其特征在于，限位器由舌片的自由端一体地形成，以朝向挠曲件的部分。
5.如权利要求2所述的头悬架，其特征在于，限位器由加载梁的一部分一体地形成，以朝向舌片。
6.一种加工如权利要求1所述的头悬架的方法，包括将挠曲件、加载梁和舌片中的一个的一部分弯曲到限位器中。
7.一种加工如权利要求2所述的头悬架的方法，包括将挠曲件、加载梁和舌片中的一个的一部分弯曲到限位器中。
8.一种加工如权利要求3所述的头悬架的方法，包括将挠曲件的一部分弯曲到限位器中。
9.一种加工如权利要求4所述的头悬架的方法，包括将舌片的一部分弯曲到限位器中。
10.一种加工如权利要求5所述的头悬架的方法，包括将加载梁的一部分弯曲到限位器中。
11.如权利要求6所述的方法，其特征在于，弯曲沿向加载梁纵向偏斜的方向进行，以使限位器朝向加载梁。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，弯曲沿对加载梁的纵向偏斜的方向进行。
13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，弯曲沿对加载梁的纵向偏斜的方向进行。
14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，弯曲沿对加载梁纵向偏斜的方向进行。
15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，弯曲沿对加载梁纵向偏斜的方向进行。
全文摘要
头悬架限制由在硬盘以反向转动时在硬盘和滑块之间生成的摩擦力所造成的挠曲件的变形。头悬架具有由基座(5)弹性支撑的加载梁(3)。该基座由绕轴线转动的臂部支撑。加载梁在具有在硬盘上写入和从硬盘读取数据的滑块的头部(19)上施加载荷。挠曲件(7)连接到加载梁并具有支撑滑块的舌片(25)。挠曲件设有限位器(35)，该限位器(35)限制在硬盘反转时在硬盘和滑块之间生成的摩擦力所造成的舌片的位移。限位器在基座侧上，并朝向舌片的自由端。该限位器从挠曲件的部分一体地形成，并朝向舌片的自由端。
文档编号G11B21/02GK1822100SQ20051013231
公开日2006年8月23日 申请日期2005年12月19日 优先权日2004年12月17日
发明者堀江则夫, 西田辰彦, 半谷正夫 申请人:日本发条株式会社