专利名称：用于硬盘驱动器的子组件的制作方法
技术领域：
本发明大致涉及硬盘驱动器(HDD)，并且更具体地，涉及将三种单独的HDD操作组 合成单个组件的改进。
背景技术：
目前，大批量生产的硬盘驱动器包括金属壳体，壳体中容纳了安装在心轴上的一 个或多个盘片(磁盘)，该心轴允许盘片旋转。盘片由固体非磁性材料(通常为铝或玻璃) 制成。盘片在每一侧上涂覆有很薄的一层磁性材料，信息以二进制形式储存在该磁性材料 中。在每个盘片的两侧，读/写磁头安装在跨越每个盘片的表面移动的悬臂上。典型地，HDD采用旋转致动器结构以相对于旋转盘片的记录表面定位悬臂传感器 磁头。盘片高速旋转，其使空气旋转，在盘片表面上形成“空气支承作用”，该作用使流线型 的读/写磁头能够以距磁盘的磁性表面非常可控的间隙“悬浮”。该间隙极小，测量小于人 类头发的直径。将许多精密制造的机械零件与硬盘的结构组装在一起是在洁净室以及湿度 受控的环境中完成的，以便防止可能对硬盘造成很严重的损坏的污染。过去若干年来，数据储存方法遵循了扩大储存容量同时还缩小其储存容量所占据 的物理尺寸的趋势。引入更强大的计算机硬件和软件有助于增加对于磁盘驱动器在更廉 价、更大容量以及更小包装方面的市场压力。存储装置制造商致力于实现任何可能的递增 成本节约，其能合理地实现而不会损失技术性能和可靠性。使用坡道(ramp)的现有技术的HDD包括一种机制，其在断电前使浮动块从盘片移 开，并将它们安全地定位在凸轮状结构上。该凸轮在最靠近盘片的侧面上配有浅坡道，其名 称为坡道加载/卸载。在通电时序期间，通过使浮动块移开坡道并且当盘片达到适当的转 速时移到盘片表面上方来加载读/写磁头。来自旋转盘片的气流像浮动块与盘片之间的气 垫一样起作用，保持两个表面分隔设计好的距离，称为“飞行高度”。常规上，安装好的坡道在金属壳体的基部上。坡道滑动或旋转到各盘片的表面上 方的位置。此动作需要基部中精密加工的基准面、定位止挡和固定特征。另外，使用掣子 来防止读/写磁头在运输或非操作情形期间移动到磁盘表面上的HDD安装在基部上，保持 致动器在不适当处理的情况下处于固定位置。这也需要基部上精密加工的安装面、定位止 挡和固定特征。最后，使用柔性印刷电路(FPC)来将数据从读/写磁头传送至印刷电路板 (PCB)。使用连接器将安装在密封的盘片驱动器外的PCB电连接到附接在密封的盘片驱动 器内的读/写磁头上的FPC上。提供垫片以密封连接器，并且提供支架以定位及压缩垫片。 这也需要基部中精密加工的安装面、定位特定和固定特征。常规上，坡道、掣子和连接器支 架是独立地附接和定位在基部结构上的三个分离的部件。
发明内容
—种用于改善硬盘驱动器的组装时间、成本和空间的装置和可应用于其中的方 法。本发明的一个目的是提供一种具有附属坡道和掣子的连接器支架。
本发明的另一目的是提供一种掣子机构，其在与致动器的线圈侧相对的磁头侧上 操作。本发明的再另一目的是提供连接器支架内的安装、定位特征和止挡以消除常规方 法需要的不必要的加工。本发明的又另一目的是，通过提供包含前述坡道、掣子和连接器支架构件的子组 件(各构件相对于读/写磁头和磁盘表面精确定位)来减少盘片驱动器组装时间和成本。本发明将三个独立的功能(即，坡道、掣子和连接器支架)结合成单个组件。因 此，本发明的又一目的是提供一种改进的方法，其用于使用更少的零件来制造硬盘驱动器， 同时通过简化组装操作来降低总制造成本。此外，本发明降低了盘片驱动器组件中的公差， 同时提高了驱动器可靠性和鲁棒性。对于磁盘驱动器，零件和组装成本代表驱动装置的总 成本的相当大的一部分。几何学和运动学设计原理的新颖应用是本发明的中心。在组合零件时应用这些原 理服务于组装，并提高硬盘驱动器的可靠性。设计原理提供零件组装的全部自然公差和约
束O参考以下说明书、权利要求和附图，可更好地理解本发明前述和其它目标特征和 优点。
图1是硬盘驱动器的示意图，显示了现有技术的坡道。图2是硬盘驱动器的透视图，带有本发明的连接器支架组件的正视图。图3是本发明的连接器支架的透视图。图4是本发明的坡道的透视图。图5是本发明的掣子的透视图。图6是本发明的连接器支架组件的透视图。图7是咬合在掣爪中之前的本发明的坡道的俯视图。图8是咬合在掣爪中的本发明的坡道的俯视图。
具体实施例方式图1图示了现有技术的用于硬盘驱动器100的坡道111的示意图，且悬浮磁头浮 动块处于停放位置113。当读/写磁头浮动块114悬浮在盘片表面上方时，悬浮磁头由于旋 转盘片110提供空气支承作用而旋转进入读/写模式112。图2图示了硬盘驱动器200的俯视透视图，显示了连接器支架组件30的顶面。该 组件包括本发明的可拆卸的坡道装置40和可拆卸的掣子构件50。为了清楚，组件30被抬 高显示。连接器支架20包括从顶面延伸至其底面的两个对准孔12、13。这两个对准孔定位 成套在两个定位销16、17上，定位销从硬盘驱动器200的基部向上突出。定位销用来定位 支架组件30以压缩垫片15。垫片环绕连接器14。使用柔性印刷电路(未示出)来将数据 从读/写磁头传送至印刷电路板。连接器14将安装在密封的盘片驱动器外的印刷电路板 (未示出)与附接在密封的盘片驱动器内的读/写磁头上的柔性印刷电路互相电连接。连 接器支架组件30可拆卸地固定在基部200上，安装螺钉18插过穿肋段居中设置的间隙孔
519，并被螺纹构件11紧固在基部上同时压缩垫片15。现参照图3、4、7和8，显示了连接器支架构件20的透视图和连接器支架内包含的 详细特征的俯视图。支架构件设计成最小化材料质量又提供结构化平台以增加机械强度和 稳定性。该支架包括用于在盘片组装期间分开附接和旋转坡道装置40的安装和旋转特征。 旋转的目的是允许盘片组装空间和装置在组装期间固定磁头浮动块。图4中所示的坡道40 咬合在设置在支架20上的一对竖直设置的弯曲掣爪构件25、26中。掣爪的开口 25b (图7 和8中的俯视图中最好地所见)在坡道咬合支柱42被推入掣爪开口 25b中时弯曲，迫使弯 曲掣爪构件在咬合支柱被容纳在掣爪中时伸展。具有与咬合支柱相同的内径的掣爪的内径 用作用于其中的咬合支柱42的轴颈支承，提供对于坡道的旋转自由度。坡道构件的旋转由 止挡销24和27限制，止挡销限制坡道在两个止挡销之间的延伸构件43。止挡销27在盘片 安装定位期间为坡道打开位置。片簧23将坡道保持在该位置。在盘片已安装后，坡道40 在盘片上方旋转到位。销24将坡道定位在“到位”的位置。同一片簧23保持坡道到位抵 靠止挡销24，以通过将螺钉紧固件插入安装孔41中而牢固地固定坡道，从而将坡道固定在 硬盘驱动器的基部中的螺孔(未示出)中。图4图示了坡道主体40的透视图，显示了用于磁头浮动块的三个坡道位置。第 一，磁头安装位置46，第二，磁头停放位置45，以及第三，磁头盘片加载位置44。如前所述， 还示出了间隙安装孔41、咬合支柱42和延伸构件43。图5中所示的旋转惯性掣子主体50在图3中所示的连接器支架20中的支柱21上 枢转。掣子在致动器的磁头侧上操作，与在线圈侧上操作的常规机构相反，将坡道和掣子二 者与连接器支架结合为单个模制组件的挑战性设计提供了相对于磁头浮动块的共用基准。 模制在连接器支架中的两个掣子定位销定位打开和闭合的掣子位置。打开位置允许致动器自由地在坡道上旋转和从坡道旋转开，这允许磁头在旋转盘 片上飞行并存取数据。闭合位置限制致动器移动，将磁头保持在坡道上。掣子总是打开，除 非存在施加在硬盘驱动器上的大的旋转冲击。没有掣子，大的旋转冲击将导致致动器和磁 头离开坡道。磁头可着陆在未旋转的盘片上，这将损坏驱动器。低摩擦枢轴上掣子的惯性允 许掣子克服磁性回位力并在旋转冲击事件期间移动至闭合位置。一旦旋转冲击事件结束， 磁性复位将使掣子回到打开位置。定位销29用于闭合位置而定位销28用于打开位置。咬合特征22设置在支架20中以保持掣子在组装期间不会移动。当掣子安装在支 柱21上时，咬合特征22是偏离地弯曲的弯曲件。当掣子完全座落在操作位置中时，梁板 (beam)向后咬合在掣子中的搁板55的顶部上方。此搁板在梁板下方并且不会干涉掣子旋 转，但将限制掣子向上滑回支柱。提供磁性复位插入件54以使掣子回位。磁性回位棒是软钢圆柱体，其被磁性地吸 向来自使致动器组件移动的VCM(音圈电机)的边缘的杂散磁通。旋转惯性掣子在图3中所示的连接器支架中的支柱上枢转。旋转由模制在支架中 的两个销限制以定位掣子。定位销28用于掣子打开位置，而定位销29用于掣子闭合位置。 梁板向后咬合在掣子50中的搁板55的顶部上方。该搁板在梁板下方并且不会干涉掣子旋 转，但将限制掣子向上滑回支柱。 现参照图6，显示了带有连接器支架20、坡道40和惯性掣子50的连接器支架组件 30。连接器支架组件执行三个功能，其可离线预组装并安装在如图2中所示的磁头盘片组件上。这导致节省了洁净室空间、时间和成本。总而言之，描述了用于硬盘驱动器的支架组件，其包括具有顶部结构化表面和底 部平坦表面的连接器支架。顶面用于可拆卸地将坡道臂与坡道指形构件以及惯性掣子臂附 接。底面保护并密封用于柔性印刷电路的电子互连装置，该柔性印刷电路用来将数据从读 /写磁头传送至设置在硬盘驱动器外的印刷电路板。连接器支架包含用于坡道和掣子臂的 安装、定位和止挡特征。惯性掣子臂在与线圈侧相对的致动器的磁头侧上操作。还包括用于容纳并保持坡道臂枢转支柱的弯曲掣爪。坡道臂在弯曲掣爪内旋转， 通过指形构件限制设置在连接器支架上的两个止挡销之间的旋转。第一止挡销为了盘片安 装而安置坡道臂，而第二止挡销在盘片上方将坡道臂安置在最终坡道位置。片簧推动坡道 臂并保持坡道臂抵靠止挡销。连接器支架包括用于容纳惯性掣子臂的枢转孔的枢转支柱。连接器支架具有用于 将掣子臂定位在打开和闭合掣子位置的两个销，而支架中的咬合部件在运输和组装期间防 止掣子移位。虽然已参照本发明的优选实施例具体示出和描述了本发明，但本领域技术人员将 理解的是，可做出各种形式和细节的改变而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
一种用于硬盘驱动器的支架组件，包括连接器支架，其具有顶部结构化表面和底部平坦表面，所述顶面用于可拆卸地将坡道臂与坡道指形构件以及惯性掣子臂附接；所述底面保护并密封用于柔性印刷电路的电子互连装置，所述柔性印刷电路用来将数据从读/写磁头传送至设置在所述硬盘驱动器外的印刷电路板；所述连接器支架包含用于所述坡道臂和掣子臂的安装、定位和止挡特征；所述惯性掣子臂在与线圈侧相对的致动器的磁头侧上操作。
2.根据权利要求1所述的支架组件，其特征在于，所述连接器支架还包括弯曲掣爪，其用于容纳并保持坡道臂枢转支柱，所述坡道臂在所述弯曲掣爪内旋转，旋 转被所述指形构件限制在设置在所述连接器支架上的两个止挡销之间； 第一止挡销，其为了盘片安装而安置所述坡道臂； 第二止挡销，其在所述盘片上方将所述坡道臂安置在最终坡道位置； 片簧，其推动所述坡道臂并保持所述坡道臂抵靠止挡销。
3.根据权利要求1所述的支架组件，其特征在于，所述连接器支架还包括 枢转支柱，其用于容纳惯性掣子臂的枢转孔；所述连接器支架具有用于将所述掣子臂定位在打开和闭合掣子位置的两个销，以及 所述支架中的咬合构件，其在运输和组装期间防止掣子移位。
4.根据权利要求1所述的支架组件，其特征在于，所述坡道臂带有具有三个坡道位置 的指形构件磁头安装位置； 磁头停放位置； 磁头盘片加载位置。
5.根据权利要求1所述的支架组件，其特征在于，所述坡道臂构件具有用于可拆卸地 将所述坡道臂紧固在所述硬盘驱动器的基部上的安装孔。
6.根据权利要求1所述的支架组件，其特征在于，所述掣子臂具有磁性插入件，所述磁 性插入件用于通过从附近的音圈电机发射的杂散磁通量将所述掣子吸引在打开位置，并且 在所述盘片驱动器受到意外摇晃的情况下，掣子惯性代替磁性吸引力并旋转至闭合位置； 在所述闭合位置，致动器被掣子钩限制，从而防止磁头离开所述坡道。
7.根据权利要求1所述的支架组件，其特征在于，所述连接器支架具有用以固定和定 位所述坡道臂的装置，并且掣子臂节省了硬盘驱动器基部的加工成本。
8.根据权利要求1所述的支架组件，其特征在于，一个组件包括三个功能，坡道、掣子 和连接器支架，它们全部能够离线组装，从而减少组装时间并使组装加工更简单。
9.根据权利要求1所述的支架组件，其特征在于，所述弯曲掣爪具有与所述坡道臂枢 转支柱相等的内径。
10.根据权利要求9所述的支架组件，其特征在于，所述闭合的弯曲掣爪构件的所述内 径用作用于所述枢转支柱的轴颈支承。
11.根据权利要求1所述的支架组件，其特征在于，所述连接器支架具有通过有肋横截 面加强和限定的所述顶部结构化表面。
12.根据权利要求1所述的支架组件，其特征在于，所述连接器支架部件通过模制生产。
13.根据权利要求1所述的支架组件，其特征在于，所述片簧具有两个叶片，各叶片具 有高点，其中所述坡道指形构件压低并经过所述高点的成角度运动被压紧在相应的止挡销 上。
14.一种将坡道和掣子与用于硬盘驱动器的连接器支架结合的方法，包括以下步骤 模制具有顶部结构化表面和底部平坦表面的连接器支架，提供具有指形延伸部的坡道臂和用于将所述坡道臂附接至所述连接器支架的所述顶 面上的可拆卸装置，以及提供惯性掣子臂，其带有用于将所述掣子臂附接至所述顶面上的可拆卸装置； 保护并密封用于柔性印刷电路的电子互连装置，所述柔性印刷电路用于将数据从读/ 写磁头传送至安装在所述硬盘驱动器底面外的印刷电路板；提供带有用于所述坡道臂和掣子臂的安装、定位和旋转限制特征的所述连接器支架； 提供用于在与线圈侧相对的致动器的磁头侧上操作的惯性掣子臂。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤 提供用于容纳、保持和旋转坡道臂枢转支柱的弯曲掣爪；以及限制所述坡道臂在设置在所述连接器支架上的两个止挡销之间的旋转自由度，其中第 一止挡销为了盘片安装而安置所述坡道臂，而第二止挡销在所述指形构件所述盘片上方将 所述坡道臂安置在最终坡道位置上；提供推动所述坡道臂并保持所述坡道臂抵靠所述止挡销的片簧。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤 提供用于在所述惯性掣子臂中容纳枢转孔的枢转支柱；提供用于将所述掣子臂定位在打开和闭合掣子位置上的两个销； 在所述支架中提供用于在运输和组装期间防止所述掣子移位的咬合构件。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述坡道臂带有具有三个坡道位置的 指形构件磁头安装位置； 磁头停放位置； 磁头加载位置。
18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述坡道臂部件提供用于可拆卸地将 所述坡道臂紧固在所述硬盘驱动器的基部上的安装孔。
19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述掣子臂具有磁性插入件，所述磁性 插入件用于通过从附近的音圈电机发射的杂散磁通量将所述掣子吸引在打开位置，并且在 所述盘片驱动器受到意外摇晃的情况下，掣子惯性代替磁性吸引力并旋转至闭合位置；在 所述闭合位置，致动器被掣子钩限制，从而防止磁头离开所述坡道。
20.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述连接器支架提供用于固定和定位 所述坡道臂以及掣子臂的装置，以节省硬盘驱动器基部的加工成本。
21.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，结合了三个步骤的一个组件包括所述 坡道、掣子和连接器支架，它们被离线组装，从而减少了组装时间并且使组装加工更简单。
全文摘要
本发明涉及用于硬盘驱动器的子组件，具体而言，涉及一种用于硬盘驱动器的支架，其将三个单独的功能(坡道、掣子和连接器支架)组合成单个组件。安装有坡道和掣子的支架组件固定并密封在致动器的磁头侧上连接柔性印刷电路的电连接器。传统地，掣子在致动器的线圈侧上。此外，该组合支架改善了可制造性，同时减少了对于盘片驱动器的整体成本。该组件可完整地从供应商购买。
文档编号G11B5/49GK101894567SQ20101019001
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月19日 优先权日2009年5月20日
发明者S·R·维斯科基尔 申请人:新科实业有限公司