具有偏置的致动器闩锁且具有大于第二永磁体的第一永磁体的磁盘驱动器的制造方法
【专利摘要】一种磁盘驱动器包含磁盘驱动器基座以及可旋转地安装到该磁盘驱动器基座的磁盘。第一永磁体和第二永磁体被固定到磁盘驱动器基座。致动器可枢转地安装到磁盘驱动器基座。致动器界定该致动器围绕其枢转的致动器枢轴。致动器包含致动器线圈，致动器线圈被设置在第一永磁体与第二永磁体之间。致动器闩锁被设置为邻近于致动器。致动器闩锁包含偏置元件，该偏置元件包括铁磁材料。从平行于所述致动器枢轴的观看方向观看，第一永磁体的重叠部分与第二永磁体重叠。从该观看方向观看，第一永磁体的突出部分不与第二永磁体重叠。
【专利说明】具有偏置的致动器闩锁且具有大于第二永磁体的第一永磁 体的磁盘驱动器
【背景技术】
[0001] 典型的硬盘驱动器包含头磁盘组合件（HAD)以及附接到所述HAD的磁盘驱动器基 座的印刷电路板组合件（PCBA)。HAD包含至少一个磁盘(例如，磁性磁盘、磁光盘或光盘)、 用于旋转所述磁盘的主轴电动机，以及头部堆叠组合件（HSA)。HSA包含至少一个头部，通 常为若干头部，用于从磁盘读取数据以及将数据写入到磁盘。在光盘驱动器中，头部将通常 包含反射镜和物镜，用于反射激光束并将激光束聚焦在磁盘的表面上。响应于来自PCBA上 的磁盘控制器的伺服控制信号，可控制地定位HSA。在这样做时，相对于记录在磁盘上的信 息的同心环形轨道来移动所附接的头部。主轴电动机通常包含磁盘安装于其上的可旋转主 轴电动机毂以及定子。主轴电动机毂的旋转引起所附接磁盘的旋转。
[0002] HSA包含致动器、至少一个头部万向组合件（HGA)以及柔性电缆。常规的"旋转式" 或"摆动式"致动器通常包含致动器主体。致动器主体具有枢轴轴承套筒，以促进致动器的 旋转移动。一个或一个以上致动器臂从致动器主体延伸。每一致动器臂通常支撑包含头部 的至少一个HGA。致动器线圈由与致动器臂相对的致动器主体支撑。致动器线圈通常经配 置以与一个或一个以上磁体(通常一对相同磁体)相互作用，以形成音圈电动机。PCBA控制 穿过致动器线圈的电流，其导致力矩被施加到致动器上。
[0003] 提供闩锁机构来便于在头部没有被用来从轨道读取磁盘上的信息或将信息写入 到磁盘上的轨道时将致动器闩锁在停放位置。在停放位置中，致动器被定位成头部位于磁 盘的内径（ID)处，或位于或超过磁盘的外径（0D)，例如在斜坡上。提供耦合到磁盘基座的 紧急止动件以限制致动器在给定方向上的旋转。紧急止动件经配置以在将致动器旋转到给 定旋转方向上的极限旋转位置时接触致动器的一部分。可提供另一紧急止动件来限制相反 旋转方向上的致动器旋转。闩锁机构可另外充当紧急止动件中的一者。
[0004] 磁盘驱动器在例如膝上型和手持式计算装置、音频装置、音频/视频装置和个人 电子记事本等小型移动电子装置中的效用正不断增加。在这些应用中，存在磁盘驱动器可 能经受机械冲击事件(例如，在主机装置跌落时)的增加的风险。在机械冲击事件期间，磁盘 驱动器基座可能会经历相当大的旋转加速，这可能导致致动器的突然相对旋转。致动器的 此突然相对旋转可能导致对HSA的损坏，尤其是对其所附接的头部万向组合件的损坏。邻 近的磁盘表面也可能被损坏，这可导致数据的损失。各种闩锁设计试图在此机械冲击事件 期间保护致动器。
[0005] 这样的致动器闩锁在磁盘驱动器操作期间可能会因磁力而偏置(例如，在磁盘驱 动器操作期间，偏置到打开位置)。举例来说，致动器闩锁可包含附接到一个或两个音圈电 动机（VCM)磁体的铁磁材料(例如，钢球)。然而，磁盘驱动器操作期间尤其是用于例如膝上 型计算机等移动电子装置中的磁盘驱动器中的所预期的可能机械冲击可能要求闩锁上的 磁性偏置力相对于如今的技术现状而增加。因此，此项技术中需要改进的结构来磁性偏置 磁盘驱动器中的致动器闩锁。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 图1是能够包含本发明的实施例的磁盘驱动器的俯视透视图。
[0007] 图2是图1的磁盘驱动器的俯视平面图。
[0008] 图3描绘能够包含本发明的实施例的磁盘驱动器，其中顶部VCM永磁体和磁体支 撑板被去除，且致动器闩锁处于关闭位置。
[0009] 图4描绘能够包含本发明的实施例的磁盘驱动器，其中顶部VCM永磁体和磁体支 撑板被去除，且致动器闩锁处于打开位置。
[0010] 图5是根据本发明实施例的磁盘驱动器VCM磁体和致动器闩锁配置的平面图。
[0011] 图6是根据本发明实施例的磁盘驱动器VCM磁体和致动器闩锁配置的侧视图。
[0012] 图7是根据本发明实施例的磁盘驱动器VCM和致动器闩锁的透视图。
【具体实施方式】
[0013] 图1和图2分别描绘能够包含本发明的实施例的磁盘驱动器10的俯视透视图和 俯视平面图。磁盘驱动器10包含头磁盘组合件（HAD)和印刷电路板组合件（PCBA)(未图 示)。头磁盘组合件包含磁盘驱动器基座12和盖（为了便于说明内部磁盘驱动器组件而未 展示)。磁盘驱动器基座12和盖共同包括外壳，该外壳包围磁盘14和若干其它组件。
[0014] 在图1和图2的实例中，可利用单个磁盘14或多个磁盘14。每一磁盘14界定内 径（ID) 16和外径（0D) 18。磁盘14包含相对的磁盘媒体表面，该磁盘媒体表面可包含一个 或一个以上磁性层。可沿单个磁盘媒体表面上或两个磁盘媒体表面上的数据轨道记录数 据。HAD进一步包含主轴电动机20,其用于使磁盘14围绕磁盘旋转轴22旋转。HAD进一步 包含可旋转地附接到磁盘驱动器基座12的头部堆叠组合件24。
[0015] 在图1和图2的实例中，头部堆叠组合件24包含致动器主体28以及从致动器主 体28延伸的致动器臂30。出于角度参考目的，每一致动器臂30可界定致动器臂纵轴84。 远端附接到致动器臂30的是悬挂组合件32。可以预期的是，致动器臂30和悬挂组合件32 的数目可依据所使用的磁盘14和磁盘表面的数目而变化。
[0016] 在图1和图2的实例中，悬挂组合件32中的每一个支撑常规头部(太小而在图1 和图2中不可见)。具有头部的悬挂组合件32称为头部万向组合件（HGA)。每一头部包含 用于至少从磁盘表面读取数据的变换器。变换器可包含读取元件和写入器两者。在磁性记 录应用中，变换器的写入器可为纵向或垂直设计，且变换器的读取元件可为电感式的或磁 阻式的。在光学和磁光学记录应用中，头部还可包含物镜以及用于控制物镜从磁盘14的媒 体表面分离的有源或无源机构。
[0017] 在图1和图2的实例中，HSA24可枢转，使得每一悬挂组合件32被设置成其头部 邻近于各种数据轨道(例如，从邻近于磁盘14的外径18到邻近于磁盘14的内径16)。在所 示的实施例中，致动器主体28包含镗孔，枢轴轴承套筒36啮合在所述镗孔内，以便促进致 动器主体28围绕致动器枢轴38在受限位置之间旋转。
[0018] 图3是磁盘驱动器10的透视图，其中致动器闩锁54处于关闭位置。现在参看图 1到图3, HSA24进一步包含线圈支撑元件40,其从致动器主体28的与致动器臂30相反的 一端延伸。线圈支撑元件40经配置以支撑线圈42。磁盘驱动器10包含顶部VCM轭板44， 该轭板具有支撑顶部VCM永磁体(在图1和图2中，被顶部VCM轭板44遮蔽)的下表面。轭 板优选由高导磁率铁磁材料制成，以提供磁通量返回路径。在图3中，顶部VCM永磁体和轭 板已去除，从而暴露下面的组件以便在本文中说明。
[0019] 在图3的实例中，磁盘驱动器10包含底部VCM轭板46,以及底部VCM永磁体48， 该底部VCM永磁体48附接到底部VCM轭板46的顶部表面并由其支撑。现在参看图1到图 3,致动器线圈42被定位于底部VCM永磁体48与顶部VCM永磁体(其附接到顶部VCM轭板 44的下表面）之间，以形成用于可控地枢转HSA24的致动器26的音圈电动机（VCM)。通过 此配置，驱动电流经过线圈42使得力矩被施加到致动器26。被驱动穿过线圈42的电流方 向的改变使得施加到致动器26的力矩方向改变。
[0020] 在某些实施例中，头部堆叠组合件24进一步包含柔性电缆组合件50 (为了便于说 明其它组件，其细节未展示)和电缆连接件52。举例来说，图1和图2中未展示柔性电缆和 前置放大器电路。电缆连接件52可附接到磁盘驱动器基座12,且可被设置成与PCBA电通 信。柔性电缆组合件50将电流供应到线圈42,且在头部与PCBA之间运载信号。
[0021] 在图3的实例中，磁盘驱动器10包含与磁盘驱动器基座12处于固定空间关系的 固定部件56和88。致动器26可枢转地耦合到磁盘驱动器基座12,且包含致动器锁扣80。 闩锁54包含锁扣部分58,该锁扣部分58定位成使得当闩锁54处于关闭位置时，在致动器 26充分旋转(例如，归因于机械冲击事件）的情况下，锁扣部分58将经由与锁扣80的接触 来干扰致动器26的旋转。
[0022] 在图3的实例中，闩锁54进一步包含闩锁臂66、第一止动部分62以及推进器部分 64。在闩锁54处于关闭位置的情况下，第一止动部分62与固定部件56接触。在闩锁54 处于关闭位置且致动器26处于极限旋转位置的情况下，推进器部分64与致动器26接触。 出于角度参考目的，将闩锁臂66展示为界定闩锁臂纵轴86。
[0023] 在图3的实例中，磁盘驱动器10包含从磁盘驱动器基座12延伸的闩锁柱90。闩 锁柱90和磁盘驱动器基座12可选地可为具有材料连续性的单个组件，而不是多个子组件 的组合件。闩锁柱90可界定闩锁54围绕其旋转的闩锁轴或旋转82。闩锁54可以可选地 界定闩锁柱90可伸入其中的孔。
[0024] 如上文所提到，磁盘驱动器10可包含与磁盘驱动器基座12处于固定空间关系的 固定部件56和88。在这方面，固定部件56和88可选地可为磁盘驱动器基座12本身的磁 盘驱动器基壁74。替换地，固定部件56和88可选地可为附接到磁盘驱动器基座12的单 独成形的材料件。固定部件56和88也可彼此一体形成。优选的是，固定部件56和88维 持其相对于磁盘驱动器基座12的位置。
[0025] 在图3的实例中，闩锁54包含支撑锁扣部分58的闩锁臂66。闩锁54可进一步 包括第二止动部分72,该第二止动部分在闩锁54处于打开位置的情况下与固定部件88接 触。在闩锁54处于关闭位置的情况下，第二止动部分72不与固定部件88接触。锁扣部分 58可具有各种形状和大小，且经配置以便以交替方式在锁扣80处啮合致动器26。举例来 说，锁扣部分58可经配置以便以钩的形式接纳锁扣80。替换地，锁扣部分58可形成为钩， 且锁扣80可形成为接纳此钩。可以预期的是，锁扣80可为其它配置，例如柄脚或销。
[0026] 在图3的实例中，在关闭位置中，锁扣部分58优选沿致动器26的一部分的路径定 位，使得锁扣部分58与致动器锁扣80之间可发生接触，从而防止致动器26在给定方向上 的旋转移动。接着，在闩锁54处于关闭位置的情况下，锁扣部分58可干扰致动器26的旋 转。在这方面，锁扣部分58可由致动器26接触，例如以限制机械冲击事件期间的角运动。 因此，当闩锁54处于关闭位置时，锁扣部分58不总是与致动器26接触。注意的是，在图3 的实例中，致动器26的锁扣部分58和锁扣80经配置以潜在地在致动器26的极限旋转后 彼此影响。
[0027] 再次参看图1到图3,致动器26和HSA24被描述为处于停放位置，例如在顺时针方 向上完全旋转，其中头部被定位成径向上超过磁盘14中的每一个的外径18。在此位置中， 悬挂组合件32可由斜坡(未图示)接纳。停放位置是致动器26经配置以在不执行读取或写 入操作时停下来的设置。闩锁54被描述为处于关闭位置，且在逆时针方向上完全旋转。致 动器26被设置成与推进器部分64接触。特别地，锁扣80的背侧与推进器部分64接触。因 为闩锁54的第一止动部分62被设置成与固定部件56接触，因此此配置防止致动器26在 顺时针方向上更进一步旋转。
[0028] 图4描绘磁盘驱动器10,其中致动器闩锁54处于打开位置。在闩锁54处于打开 位置的情况下，第一止动部分62不与固定部件56接触。在闩锁54处于打开位置的情况下， 锁扣部分58不干扰致动器26的旋转。此外，闩锁54可偏置到图4中所示的打开位置。举 例来说，円锁54可包含磁性R锁偏置元件78,该元件可包括铁磁金属材料，例如钢球轴承 (例如，400系列不锈钢）。替换地，可以预期的是，闩锁54可在另一实施例中配置成在关闭 位置中偏置。
[0029] 在图4的实例中，致动器26被示为处于许多可操作位置中的一个，其中头部被定 位于磁盘14上内径16与外径18之间的某处（图2中所示)。就是说，致动器26在图4中 被展示为已从停放位置逆时针旋转。出于参考的目的，致动器臂纵轴84'被叠加，以将致动 器臂纵轴84的定位指示为致动器26处于停放位置时的定位。假定致动器26已因致动器 26执行读取或写入操作的正常操作期间的受控VCM引发的移动而旋转。
[0030] 在图4的实施例中，因为闩锁54被偏置到打开位置，所以随着致动器旋转离开停 放位置，闩锁54也开始在顺时针方向上(例如，从对应于闩锁纵轴86'的旋转位置到对应于 闩锁纵轴86的旋转位置，如图所示）从关闭位置旋转。由此，到致动器26旋转到接近对应 于纵轴84的位置时，闩锁54已旋转到打开位置，其中锁扣部分58处于其中锁扣部分58不 能够接触致动器26的锁扣80的位置(例如，对应于闩锁纵轴86的旋转位置，如图所示)。
[0031] 图5是根据本发明实施例的磁盘驱动器VCM磁体和致动器闩锁配置的平面图。图 6是此配置的侧视图。在图5到图6的实施例中，经由支撑顶部轭板532将较大的第一永磁 体510固定到磁盘驱动器基座502,且经由支撑底部轭板534将较小的第二永磁体520固 定到磁盘驱动器基座502。然而，在替代实施例中，较大的第一永磁体510可经由底部轭板 534固定到磁盘驱动器基座502,且较小的第二永磁体520可经由顶部轭板532固定到磁盘 驱动器基座502。注意，在此上下文中，"顶部"指代较靠近常规的磁盘驱动器盖，而"底部" 指代离常规的磁盘驱动器盖较远。第一永磁体510和第二永磁体520优选但不一定是所谓 的"稀土"磁体，包括含有钐、钕、镝、镨、铽、钆和/或钇的合金。
[0032] 在图5到图6的实施例中，致动器550可枢转地安装到磁盘驱动器基座502。致动 器550界定致动器550围绕其枢转的致动器枢轴554 (垂直于图5中的页面)。致动器550 包含致动器线圈552,致动器线圈552被设置于第一永磁体510与第二永磁体520之间。致 动器闩锁540被设置成邻近于致动器550,且可围绕从磁盘驱动器基座502延伸的闩锁柱 504旋转。
[0033] 在图5到图6的实施例中，从平行于致动器枢轴554 (垂直于图5中的页面）的 观看方向观看，第一永磁体510的重叠部分514与第二永磁体520重叠。然而，从观看方向 (在图5中，垂直于页面）观看，第一永磁体510的突出部分512不与第二永磁体520重叠。 在图5到图6的实施例中，在垂直于致动器枢轴554的测量方向564上测量时，第一永磁体 510优选但不一定比第二永磁体520大至少300微米。
[0034] 在图5到图6的实施例中，致动器闩锁540包含偏置元件542,偏置元件542包括 铁磁材料。举例来说，偏置元件542可为钢或不锈钢球。如图5到图6中可看到，偏置元 件542优选但不一定被设置成与到第二永磁体520相比更靠近第一永磁体510的突出部分 512。在图6的实施例中，第一和第二永磁体分开第一分隔距离662,且致动器R锁540的偏 置元件542与第一永磁体510分开第二分隔距离664,该距离优选但不一定小于第一分隔距 离 662。
[0035] 在某些实施例中，前面的尺寸限制和不等可以增强致动器闩锁540上的磁性偏置 力，并且因此改进磁盘驱动器稳固性以经受住机械冲击。
[0036] 图7是根据本发明的实施例的磁盘驱动器VCM和致动器闩锁的透视图。在图7的 实施例中，经由支撑顶部轭板732 (以幻线展示）将较大的第一永磁体710固定到磁盘驱动 器基座702。经由支撑底部轭板734将较小的第二永磁体720固定到磁盘驱动器基座702。 然而，在替代实施例中，较大的第一永磁体710可经由底部轭板734固定到磁盘驱动器基座 702,且较小的第二永磁体720可经由顶部轭板732 (以幻线展示）固定到磁盘驱动器基座 702。再次注意，在此上下文中，"顶部"指代较靠近常规磁盘驱动器盖(朝向图7中的页面的 顶部)，而"底部"指代离常规磁盘驱动器盖较远(朝向图7中的磁盘驱动器基座702)。第一 永磁体710和第二永磁体720优选但不一定为所谓的"稀土"磁体，包括含有钐、钕、镝、镨、 铽、钆和/或钇的合金。
[0037] 在图7的实施例中，致动器750可枢转地安装到磁盘驱动器基座702。致动器750 包含致动器线圈752,该线圈被设置在第一永磁体710与第二永磁体720之间。注意的是， 图7中未展示致动器柄脚(其将从其支撑致动器线圈752的致动器主体延伸)，使得第二永 磁体720的视图不被进一步遮蔽。致动器闩锁740被设置成邻近于致动器750,且可围绕从 磁盘驱动器基座702延伸的闩锁柱704旋转。
[0038] 在图7的实施例中，从平行于致动器枢轴(例如，图3到图4的致动器枢轴38)的观 看方向观看，第一永磁体710的重叠部分714与第二永磁体720重叠。然而，在图7的实施 例中，从那样的观看方向观看，第一永磁体710的突出部分712不与第二永磁体720重叠。 在图7的实施例中，在垂直于致动器枢轴(例如，图3到图4的致动器枢轴38)的测量方向 764上测量时，第一永磁体710优选但不一定比第二永磁体720大至少300微米。
[0039] 在图7的实施例中，致动器闩锁740包含偏置元件742,该偏置元件包括铁磁材料。 举例来说，偏置元件742可为钢或不锈钢球。如图7可看到，偏置元件742优选但不一定被 设置成与到第二永磁体720相比更靠近第一永磁体710的突出部分712。在某些实施例中， 前面的尺寸限制和不等可帮助增强致动器闩锁740上的磁性偏置力，并且借此帮助改进磁 盘驱动器的稳固性，以便经受住机械冲击。
[0040] 在前面的说明书中，参考特定示范性实施例描述本发明，但所属领域的技术人员 将认识到，本发明不限于那些实施例。可以预期的是，本发明的各种特征和方面可单独地或 联合地且可能在不同环境或应用中使用。因此，本说明书和图将被视为说明性的且示范性 的而不是限制性的。举例来说，词语"优选地"以及短语"优选但不一定"在本文中同义使 用，以一致地包含"不一定"或可选地的意思。"包括"、"包含"以及"具有"意在为开放式术 语。
【权利要求】
1. 一种磁盘驱动器，其包括： 磁盘驱动器基座； 磁盘，其可旋转地安装到所述磁盘驱动器基座； 第一和第二永磁体，其固定到所述磁盘驱动器基座； 致动器，其可枢转地安装到所述磁盘驱动器基座，所述致动器界定所述致动器围绕其 枢转的致动器枢轴，所述致动器包含致动器线圈，所述致动器线圈被设置在所述第一永磁 体与第二永磁体之间；以及 致动器R锁，其被设置为成邻近于所述致动器，所述致动器R锁包含偏置元件，所述偏 置元件包括铁磁材料； 其中从平行于所述致动器枢轴的观看方向观看，所述第一永磁体的重叠部分与所述第 二永磁体重叠，且从所述观看方向观看，所述第一永磁体的突出部分不与所述第二永磁体 重叠。
2. 根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中在垂直于所述致动器枢轴的测量方向上测 量，所述第一永磁体比所述第二永磁体大至少300微米。
3. 根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中所述偏置元件被设置成与到所述第二永磁 体相比，更靠近所述第一永磁体的所述突出部分。
4. 根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中所述磁盘驱动器进一步包括磁盘驱动器 盖，且其中所述第一永磁体被设置成与所述第二永磁体相比更靠近所述磁盘驱动器盖。
5. 根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中所述磁盘驱动器进一步包括磁盘驱动器 盖，且其中所述第二永磁体被设置成与所述第一永磁体相比更靠近所述磁盘驱动器盖。
6. 根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中所述第一和第二永磁体中的每一个均为稀 土磁体。
7. 根据权利要求6所述的磁盘驱动器，其中所述第一永磁体和第二永磁体中的每一个 均包括合金，所述合金包含选自由钐、钕、镝、镨、铽、钆和钇组成的群组中的至少一种金属。
8. 根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中所述致动器闩锁的所述偏置元件包括铁磁 金属球。
9. 根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中所述第一永磁体和第二永磁体分开第一分 隔距离，且其中所述致动器闩锁的所述偏置元件与所述第一永磁体间隔小于所述第一分隔 距离的第二分隔距离。
10. 根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中所述第一永磁体和第二永磁体通过包含 顶部磁体支撑板和底部磁体支撑板的铁磁金属轭结构固定到所述磁盘驱动器基座。
11. 根据权利要求10所述的磁盘驱动器，其中所述第一永磁体附接到所述铁磁金属轭 结构的所述顶部磁体支撑板。
12. 根据权利要求10所述的磁盘驱动器，其中所述第一永磁体附接到所述铁磁金属轭 结构的所述底部磁体支撑板。
【文档编号】G11B5/48GK104103287SQ201410141651
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2013年4月10日
【发明者】D·K·迈尔斯, D·T·阮 申请人:西部数据技术公司