專利名稱：用于硬盤驅(qū)動器的子組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及硬盤驅(qū)動器(HDD)，并且更具體地，涉及將三種單獨的HDD操作組 合成單個組件的改進。
背景技術(shù)：
目前，大批量生產(chǎn)的硬盤驅(qū)動器包括金屬殼體，殼體中容納了安裝在心軸上的一 個或多個盤片(磁盤)，該心軸允許盤片旋轉(zhuǎn)。盤片由固體非磁性材料(通常為鋁或玻璃) 制成。盤片在每一側(cè)上涂覆有很薄的一層磁性材料，信息以二進制形式儲存在該磁性材料 中。在每個盤片的兩側(cè)，讀/寫磁頭安裝在跨越每個盤片的表面移動的懸臂上。典型地，HDD采用旋轉(zhuǎn)致動器結(jié)構(gòu)以相對于旋轉(zhuǎn)盤片的記錄表面定位懸臂傳感器 磁頭。盤片高速旋轉(zhuǎn)，其使空氣旋轉(zhuǎn)，在盤片表面上形成“空氣支承作用”，該作用使流線型 的讀/寫磁頭能夠以距磁盤的磁性表面非?？煽氐拈g隙“懸浮”。該間隙極小，測量小于人 類頭發(fā)的直徑。將許多精密制造的機械零件與硬盤的結(jié)構(gòu)組裝在一起是在潔凈室以及濕度 受控的環(huán)境中完成的，以便防止可能對硬盤造成很嚴(yán)重的損壞的污染。過去若干年來，數(shù)據(jù)儲存方法遵循了擴大儲存容量同時還縮小其儲存容量所占據(jù) 的物理尺寸的趨勢。引入更強大的計算機硬件和軟件有助于增加對于磁盤驅(qū)動器在更廉 價、更大容量以及更小包裝方面的市場壓力。存儲裝置制造商致力于實現(xiàn)任何可能的遞增 成本節(jié)約，其能合理地實現(xiàn)而不會損失技術(shù)性能和可靠性。使用坡道(ramp)的現(xiàn)有技術(shù)的HDD包括一種機制，其在斷電前使浮動塊從盤片移 開，并將它們安全地定位在凸輪狀結(jié)構(gòu)上。該凸輪在最靠近盤片的側(cè)面上配有淺坡道，其名 稱為坡道加載/卸載。在通電時序期間，通過使浮動塊移開坡道并且當(dāng)盤片達到適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn) 速時移到盤片表面上方來加載讀/寫磁頭。來自旋轉(zhuǎn)盤片的氣流像浮動塊與盤片之間的氣 墊一樣起作用，保持兩個表面分隔設(shè)計好的距離，稱為“飛行高度”。常規(guī)上，安裝好的坡道在金屬殼體的基部上。坡道滑動或旋轉(zhuǎn)到各盤片的表面上 方的位置。此動作需要基部中精密加工的基準(zhǔn)面、定位止擋和固定特征。另外，使用掣子 來防止讀/寫磁頭在運輸或非操作情形期間移動到磁盤表面上的HDD安裝在基部上，保持 致動器在不適當(dāng)處理的情況下處于固定位置。這也需要基部上精密加工的安裝面、定位止 擋和固定特征。最后，使用柔性印刷電路(FPC)來將數(shù)據(jù)從讀/寫磁頭傳送至印刷電路板 (PCB)。使用連接器將安裝在密封的盤片驅(qū)動器外的PCB電連接到附接在密封的盤片驅(qū)動 器內(nèi)的讀/寫磁頭上的FPC上。提供墊片以密封連接器，并且提供支架以定位及壓縮墊片。 這也需要基部中精密加工的安裝面、定位特定和固定特征。常規(guī)上，坡道、掣子和連接器支 架是獨立地附接和定位在基部結(jié)構(gòu)上的三個分離的部件。

發(fā)明內(nèi)容
—種用于改善硬盤驅(qū)動器的組裝時間、成本和空間的裝置和可應(yīng)用于其中的方 法。本發(fā)明的一個目的是提供一種具有附屬坡道和掣子的連接器支架。
本發(fā)明的另一目的是提供一種掣子機構(gòu)，其在與致動器的線圈側(cè)相對的磁頭側(cè)上 操作。本發(fā)明的再另一目的是提供連接器支架內(nèi)的安裝、定位特征和止擋以消除常規(guī)方 法需要的不必要的加工。本發(fā)明的又另一目的是，通過提供包含前述坡道、掣子和連接器支架構(gòu)件的子組 件(各構(gòu)件相對于讀/寫磁頭和磁盤表面精確定位)來減少盤片驅(qū)動器組裝時間和成本。本發(fā)明將三個獨立的功能(即，坡道、掣子和連接器支架)結(jié)合成單個組件。因 此，本發(fā)明的又一目的是提供一種改進的方法，其用于使用更少的零件來制造硬盤驅(qū)動器， 同時通過簡化組裝操作來降低總制造成本。此外，本發(fā)明降低了盤片驅(qū)動器組件中的公差， 同時提高了驅(qū)動器可靠性和魯棒性。對于磁盤驅(qū)動器，零件和組裝成本代表驅(qū)動裝置的總 成本的相當(dāng)大的一部分。幾何學(xué)和運動學(xué)設(shè)計原理的新穎應(yīng)用是本發(fā)明的中心。在組合零件時應(yīng)用這些原 理服務(wù)于組裝，并提高硬盤驅(qū)動器的可靠性。設(shè)計原理提供零件組裝的全部自然公差和約
束O參考以下說明書、權(quán)利要求和附圖，可更好地理解本發(fā)明前述和其它目標(biāo)特征和 優(yōu)點。


圖1是硬盤驅(qū)動器的示意圖，顯示了現(xiàn)有技術(shù)的坡道。圖2是硬盤驅(qū)動器的透視圖，帶有本發(fā)明的連接器支架組件的正視圖。圖3是本發(fā)明的連接器支架的透視圖。圖4是本發(fā)明的坡道的透視圖。圖5是本發(fā)明的掣子的透視圖。圖6是本發(fā)明的連接器支架組件的透視圖。圖7是咬合在掣爪中之前的本發(fā)明的坡道的俯視圖。圖8是咬合在掣爪中的本發(fā)明的坡道的俯視圖。
具體實施例方式圖1圖示了現(xiàn)有技術(shù)的用于硬盤驅(qū)動器100的坡道111的示意圖，且懸浮磁頭浮 動塊處于停放位置113。當(dāng)讀/寫磁頭浮動塊114懸浮在盤片表面上方時，懸浮磁頭由于旋 轉(zhuǎn)盤片110提供空氣支承作用而旋轉(zhuǎn)進入讀/寫模式112。圖2圖示了硬盤驅(qū)動器200的俯視透視圖，顯示了連接器支架組件30的頂面。該 組件包括本發(fā)明的可拆卸的坡道裝置40和可拆卸的掣子構(gòu)件50。為了清楚，組件30被抬 高顯示。連接器支架20包括從頂面延伸至其底面的兩個對準(zhǔn)孔12、13。這兩個對準(zhǔn)孔定位 成套在兩個定位銷16、17上，定位銷從硬盤驅(qū)動器200的基部向上突出。定位銷用來定位 支架組件30以壓縮墊片15。墊片環(huán)繞連接器14。使用柔性印刷電路(未示出)來將數(shù)據(jù) 從讀/寫磁頭傳送至印刷電路板。連接器14將安裝在密封的盤片驅(qū)動器外的印刷電路板 (未示出)與附接在密封的盤片驅(qū)動器內(nèi)的讀/寫磁頭上的柔性印刷電路互相電連接。連 接器支架組件30可拆卸地固定在基部200上，安裝螺釘18插過穿肋段居中設(shè)置的間隙孔
519，并被螺紋構(gòu)件11緊固在基部上同時壓縮墊片15?，F(xiàn)參照圖3、4、7和8，顯示了連接器支架構(gòu)件20的透視圖和連接器支架內(nèi)包含的 詳細特征的俯視圖。支架構(gòu)件設(shè)計成最小化材料質(zhì)量又提供結(jié)構(gòu)化平臺以增加機械強度和 穩(wěn)定性。該支架包括用于在盤片組裝期間分開附接和旋轉(zhuǎn)坡道裝置40的安裝和旋轉(zhuǎn)特征。 旋轉(zhuǎn)的目的是允許盤片組裝空間和裝置在組裝期間固定磁頭浮動塊。圖4中所示的坡道40 咬合在設(shè)置在支架20上的一對豎直設(shè)置的彎曲掣爪構(gòu)件25、26中。掣爪的開口 25b (圖7 和8中的俯視圖中最好地所見)在坡道咬合支柱42被推入掣爪開口 25b中時彎曲，迫使彎 曲掣爪構(gòu)件在咬合支柱被容納在掣爪中時伸展。具有與咬合支柱相同的內(nèi)徑的掣爪的內(nèi)徑 用作用于其中的咬合支柱42的軸頸支承，提供對于坡道的旋轉(zhuǎn)自由度。坡道構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)由 止擋銷24和27限制，止擋銷限制坡道在兩個止擋銷之間的延伸構(gòu)件43。止擋銷27在盤片 安裝定位期間為坡道打開位置。片簧23將坡道保持在該位置。在盤片已安裝后，坡道40 在盤片上方旋轉(zhuǎn)到位。銷24將坡道定位在“到位”的位置。同一片簧23保持坡道到位抵 靠止擋銷24，以通過將螺釘緊固件插入安裝孔41中而牢固地固定坡道，從而將坡道固定在 硬盤驅(qū)動器的基部中的螺孔(未示出)中。圖4圖示了坡道主體40的透視圖，顯示了用于磁頭浮動塊的三個坡道位置。第 一，磁頭安裝位置46，第二，磁頭停放位置45，以及第三，磁頭盤片加載位置44。如前所述， 還示出了間隙安裝孔41、咬合支柱42和延伸構(gòu)件43。圖5中所示的旋轉(zhuǎn)慣性掣子主體50在圖3中所示的連接器支架20中的支柱21上 樞轉(zhuǎn)。掣子在致動器的磁頭側(cè)上操作，與在線圈側(cè)上操作的常規(guī)機構(gòu)相反，將坡道和掣子二 者與連接器支架結(jié)合為單個模制組件的挑戰(zhàn)性設(shè)計提供了相對于磁頭浮動塊的共用基準(zhǔn)。 模制在連接器支架中的兩個掣子定位銷定位打開和閉合的掣子位置。打開位置允許致動器自由地在坡道上旋轉(zhuǎn)和從坡道旋轉(zhuǎn)開，這允許磁頭在旋轉(zhuǎn)盤 片上飛行并存取數(shù)據(jù)。閉合位置限制致動器移動，將磁頭保持在坡道上。掣子總是打開，除 非存在施加在硬盤驅(qū)動器上的大的旋轉(zhuǎn)沖擊。沒有掣子，大的旋轉(zhuǎn)沖擊將導(dǎo)致致動器和磁 頭離開坡道。磁頭可著陸在未旋轉(zhuǎn)的盤片上，這將損壞驅(qū)動器。低摩擦樞軸上掣子的慣性允 許掣子克服磁性回位力并在旋轉(zhuǎn)沖擊事件期間移動至閉合位置。一旦旋轉(zhuǎn)沖擊事件結(jié)束， 磁性復(fù)位將使掣子回到打開位置。定位銷29用于閉合位置而定位銷28用于打開位置。咬合特征22設(shè)置在支架20中以保持掣子在組裝期間不會移動。當(dāng)掣子安裝在支 柱21上時，咬合特征22是偏離地彎曲的彎曲件。當(dāng)掣子完全座落在操作位置中時，梁板 (beam)向后咬合在掣子中的擱板55的頂部上方。此擱板在梁板下方并且不會干涉掣子旋 轉(zhuǎn)，但將限制掣子向上滑回支柱。提供磁性復(fù)位插入件54以使掣子回位。磁性回位棒是軟鋼圓柱體，其被磁性地吸 向來自使致動器組件移動的VCM(音圈電機)的邊緣的雜散磁通。旋轉(zhuǎn)慣性掣子在圖3中所示的連接器支架中的支柱上樞轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)由模制在支架中 的兩個銷限制以定位掣子。定位銷28用于掣子打開位置，而定位銷29用于掣子閉合位置。 梁板向后咬合在掣子50中的擱板55的頂部上方。該擱板在梁板下方并且不會干涉掣子旋 轉(zhuǎn)，但將限制掣子向上滑回支柱。 現(xiàn)參照圖6，顯示了帶有連接器支架20、坡道40和慣性掣子50的連接器支架組件 30。連接器支架組件執(zhí)行三個功能，其可離線預(yù)組裝并安裝在如圖2中所示的磁頭盤片組件上。這導(dǎo)致節(jié)省了潔凈室空間、時間和成本?？偠灾?，描述了用于硬盤驅(qū)動器的支架組件，其包括具有頂部結(jié)構(gòu)化表面和底 部平坦表面的連接器支架。頂面用于可拆卸地將坡道臂與坡道指形構(gòu)件以及慣性掣子臂附 接。底面保護并密封用于柔性印刷電路的電子互連裝置，該柔性印刷電路用來將數(shù)據(jù)從讀 /寫磁頭傳送至設(shè)置在硬盤驅(qū)動器外的印刷電路板。連接器支架包含用于坡道和掣子臂的 安裝、定位和止擋特征。慣性掣子臂在與線圈側(cè)相對的致動器的磁頭側(cè)上操作。還包括用于容納并保持坡道臂樞轉(zhuǎn)支柱的彎曲掣爪。坡道臂在彎曲掣爪內(nèi)旋轉(zhuǎn)， 通過指形構(gòu)件限制設(shè)置在連接器支架上的兩個止擋銷之間的旋轉(zhuǎn)。第一止擋銷為了盤片安 裝而安置坡道臂，而第二止擋銷在盤片上方將坡道臂安置在最終坡道位置。片簧推動坡道 臂并保持坡道臂抵靠止擋銷。連接器支架包括用于容納慣性掣子臂的樞轉(zhuǎn)孔的樞轉(zhuǎn)支柱。連接器支架具有用于 將掣子臂定位在打開和閉合掣子位置的兩個銷，而支架中的咬合部件在運輸和組裝期間防 止掣子移位。雖然已參照本發(fā)明的優(yōu)選實施例具體示出和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將 理解的是，可做出各種形式和細節(jié)的改變而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種用于硬盤驅(qū)動器的支架組件，包括連接器支架，其具有頂部結(jié)構(gòu)化表面和底部平坦表面，所述頂面用于可拆卸地將坡道臂與坡道指形構(gòu)件以及慣性掣子臂附接；所述底面保護并密封用于柔性印刷電路的電子互連裝置，所述柔性印刷電路用來將數(shù)據(jù)從讀/寫磁頭傳送至設(shè)置在所述硬盤驅(qū)動器外的印刷電路板；所述連接器支架包含用于所述坡道臂和掣子臂的安裝、定位和止擋特征；所述慣性掣子臂在與線圈側(cè)相對的致動器的磁頭側(cè)上操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架組件，其特征在于，所述連接器支架還包括彎曲掣爪，其用于容納并保持坡道臂樞轉(zhuǎn)支柱，所述坡道臂在所述彎曲掣爪內(nèi)旋轉(zhuǎn)，旋 轉(zhuǎn)被所述指形構(gòu)件限制在設(shè)置在所述連接器支架上的兩個止擋銷之間； 第一止擋銷，其為了盤片安裝而安置所述坡道臂； 第二止擋銷，其在所述盤片上方將所述坡道臂安置在最終坡道位置； 片簧，其推動所述坡道臂并保持所述坡道臂抵靠止擋銷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架組件，其特征在于，所述連接器支架還包括 樞轉(zhuǎn)支柱，其用于容納慣性掣子臂的樞轉(zhuǎn)孔；所述連接器支架具有用于將所述掣子臂定位在打開和閉合掣子位置的兩個銷，以及 所述支架中的咬合構(gòu)件，其在運輸和組裝期間防止掣子移位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架組件，其特征在于，所述坡道臂帶有具有三個坡道位置 的指形構(gòu)件磁頭安裝位置； 磁頭停放位置； 磁頭盤片加載位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架組件，其特征在于，所述坡道臂構(gòu)件具有用于可拆卸地 將所述坡道臂緊固在所述硬盤驅(qū)動器的基部上的安裝孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架組件，其特征在于，所述掣子臂具有磁性插入件，所述磁 性插入件用于通過從附近的音圈電機發(fā)射的雜散磁通量將所述掣子吸引在打開位置，并且 在所述盤片驅(qū)動器受到意外搖晃的情況下，掣子慣性代替磁性吸引力并旋轉(zhuǎn)至閉合位置； 在所述閉合位置，致動器被掣子鉤限制，從而防止磁頭離開所述坡道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架組件，其特征在于，所述連接器支架具有用以固定和定 位所述坡道臂的裝置，并且掣子臂節(jié)省了硬盤驅(qū)動器基部的加工成本。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架組件，其特征在于，一個組件包括三個功能，坡道、掣子 和連接器支架，它們?nèi)磕軌螂x線組裝，從而減少組裝時間并使組裝加工更簡單。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架組件，其特征在于，所述彎曲掣爪具有與所述坡道臂樞 轉(zhuǎn)支柱相等的內(nèi)徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的支架組件，其特征在于，所述閉合的彎曲掣爪構(gòu)件的所述內(nèi) 徑用作用于所述樞轉(zhuǎn)支柱的軸頸支承。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架組件，其特征在于，所述連接器支架具有通過有肋橫截 面加強和限定的所述頂部結(jié)構(gòu)化表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架組件，其特征在于，所述連接器支架部件通過模制生產(chǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支架組件，其特征在于，所述片簧具有兩個葉片，各葉片具 有高點，其中所述坡道指形構(gòu)件壓低并經(jīng)過所述高點的成角度運動被壓緊在相應(yīng)的止擋銷 上。
14.一種將坡道和掣子與用于硬盤驅(qū)動器的連接器支架結(jié)合的方法，包括以下步驟 模制具有頂部結(jié)構(gòu)化表面和底部平坦表面的連接器支架，提供具有指形延伸部的坡道臂和用于將所述坡道臂附接至所述連接器支架的所述頂 面上的可拆卸裝置，以及提供慣性掣子臂，其帶有用于將所述掣子臂附接至所述頂面上的可拆卸裝置； 保護并密封用于柔性印刷電路的電子互連裝置，所述柔性印刷電路用于將數(shù)據(jù)從讀/ 寫磁頭傳送至安裝在所述硬盤驅(qū)動器底面外的印刷電路板；提供帶有用于所述坡道臂和掣子臂的安裝、定位和旋轉(zhuǎn)限制特征的所述連接器支架； 提供用于在與線圈側(cè)相對的致動器的磁頭側(cè)上操作的慣性掣子臂。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法還包括如下步驟 提供用于容納、保持和旋轉(zhuǎn)坡道臂樞轉(zhuǎn)支柱的彎曲掣爪；以及限制所述坡道臂在設(shè)置在所述連接器支架上的兩個止擋銷之間的旋轉(zhuǎn)自由度，其中第 一止擋銷為了盤片安裝而安置所述坡道臂，而第二止擋銷在所述指形構(gòu)件所述盤片上方將 所述坡道臂安置在最終坡道位置上；提供推動所述坡道臂并保持所述坡道臂抵靠所述止擋銷的片簧。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法還包括如下步驟 提供用于在所述慣性掣子臂中容納樞轉(zhuǎn)孔的樞轉(zhuǎn)支柱；提供用于將所述掣子臂定位在打開和閉合掣子位置上的兩個銷； 在所述支架中提供用于在運輸和組裝期間防止所述掣子移位的咬合構(gòu)件。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述坡道臂帶有具有三個坡道位置的 指形構(gòu)件磁頭安裝位置； 磁頭停放位置； 磁頭加載位置。
18.根據(jù)權(quán)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將 所述坡道臂緊固在所述硬盤驅(qū)動器的基部上的安裝孔。
19.根據(jù)權(quán)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 插入件用于通過從附近的音圈電機發(fā)射的雜散磁通量將所述掣子吸引在打開位置，并且在 所述盤片驅(qū)動器受到意外搖晃的情況下，掣子慣性代替磁性吸引力并旋轉(zhuǎn)至閉合位置；在 所述閉合位置，致動器被掣子鉤限制，從而防止磁頭離開所述坡道。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述連接器支架提供用于固定和定位 所述坡道臂以及掣子臂的裝置，以節(jié)省硬盤驅(qū)動器基部的加工成本。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，結(jié)合了三個步驟的一個組件包括所述 坡道、掣子和連接器支架，它們被離線組裝，從而減少了組裝時間并且使組裝加工更簡單。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于硬盤驅(qū)動器的子組件，具體而言，涉及一種用于硬盤驅(qū)動器的支架，其將三個單獨的功能(坡道、掣子和連接器支架)組合成單個組件。安裝有坡道和掣子的支架組件固定并密封在致動器的磁頭側(cè)上連接柔性印刷電路的電連接器。傳統(tǒng)地，掣子在致動器的線圈側(cè)上。此外，該組合支架改善了可制造性，同時減少了對于盤片驅(qū)動器的整體成本。該組件可完整地從供應(yīng)商購買。
文檔編號G11B5/49GK101894567SQ20101019001
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者S·R·維斯科基爾 申請人:新科實業(yè)有限公司