懸架、頭萬向架組件以及磁碟驅動設備的製作方法
2023-10-23 16:38:57 1
專利名稱：懸架、頭萬向架組件以及磁碟驅動設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於支撐具有頭元件(諸如薄膜磁頭元件或光學頭元件)的懸浮類型的磁頭滑動器的懸架、涉及具有懸架的頭萬向架組件(HGA)以及涉及具有HGA的磁碟驅動設備。
現有技術的描述 在磁碟驅動設備中，用於將磁性信息寫入到磁碟中和/或從磁碟中讀出磁性信息的薄膜磁頭元件通常形成在磁頭滑動器上，所述磁頭滑動器在操作中懸浮在轉動的磁碟上方。滑動器分別被支撐在HGA的懸架的頂端部分。
日本專利申請No.2001-057032A披露了具有用薄不鏽鋼板製成的負載梁的這樣一種懸架。所述負載梁在其兩個側端處具有彎頭(bend)或肋以增強彎曲剛度。
對於用在頂部設置磁碟類型的計算機和伺服器類型的計算機中的磁碟驅動設備來說，可在不會出現任何問題的情況下採用具有所述結構的懸架。這是由於這種計算機是以固定不動的方式被使用的，因此在其上不會產生有猛烈撞擊或振動。但是，對於主要安裝在可攜式計算機上的具有2.5英寸或更小磁碟的更小磁碟驅動設備來說，由於其負載梁的較低的彎曲剛度，導致所述懸架在衝擊阻力方面是的低的。
為了增強負載梁的彎曲剛度，日本專利申請No.2002-352540A提出了取代使用薄不鏽鋼板，而使用由粘合劑或粘附性片粘接的兩個金屬膜製成的多層金屬板作為負載梁。
然而，即使是這樣的多層金屬板作為負載梁，由於金屬板的薄度，也難於滿足2.5英寸或更小的磁碟驅動設備所需的負載梁的彎曲剛度。如果具有極高厚度的金屬板用作多層金屬板的話，可達到相對高的彎曲剛度。然而，在後一種情況中，將大大增加懸架的製造成本。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種懸架、具有懸架的HGA以及具有HGA的磁碟驅動設備，從而可在不會大大增加製造成本的基礎上獲得高彎曲剛度。
依照本發明，懸架包括由層壓在一起的至少三層構成的多層板元件。所述至少三層的鄰接層的彈性係數互不相同。只是剛度要求區域內的多層板元件層的一部分的兩個側邊被彎曲以形成肋。
按照慣例，在具有三層或更多層的多層懸架中沒有形成肋。但是，依照本發明，只是多層懸架層的一部分的兩個側邊被彎曲以形成肋。這樣，不僅可非常容易地執行彎曲操作，而且還可獲得足夠大的彎曲剛度。具體地，依照本發明，由於無需使得懸架的每層加厚，因此懸架的總重量將不會增加，並且可將製造成本保持在較低水平。
另外，依照本發明，HGA包括上述懸架以及具有至少一個頭元件並安裝於懸架上的磁頭滑動器。本發明所涉及的磁碟驅動設備將具有至少一個HGA。
最好，只是剛度要求區域內的多層板元件的表面層的兩個側邊被彎曲以形成肋。
最好，只是剛度要求區域內的多層板元件的表面層以及其鄰接層的兩個側邊被彎曲以形成肋。
最好，所述多層板元件的至少一層具有不同於多層板元件的其他層的形狀的平面形狀。
最好，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在第一薄金屬板層上的樹脂層、以及層壓在樹脂層上的第二薄金屬板層。
最好，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在第一薄金屬板層上並且具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的第二薄金屬板層、以及層壓在第二薄金屬板層上並且具有不同於第二薄金屬板層的彈性係數的第三薄金屬板層。
最好，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在第一薄金屬板層上的第一樹脂層、層壓在第一樹脂層上的第二薄金屬板層、層壓在第二薄金屬板層上的第二樹脂層、以及層壓在第二樹脂層上的第三薄金屬板層。
最好，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在第一薄金屬板層上並且具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的第二薄金屬板層、層壓在第二薄金屬板層上並且具有不同於第二薄金屬板層的彈性係數的第三薄金屬板層、層壓在第三薄金屬板層上並且具有不同於第三薄金屬板層的彈性係數的第四薄金屬板層、以及層壓在第四薄金屬板層上並且具有不同於第四薄金屬板層的彈性係數的第五薄金屬板層。
另外，依照本發明，懸架包括層壓在一起的至少三層構成的多層板元件，以及在剛度要求區域內只被層壓在多層板元件的表面層的兩個側邊部分上的加強元件。所述至少三層的鄰接層的彈性係數互不相同。
在具有三層或更多層的多層懸架中，加強元件只被層壓在懸架的表面層的兩個側邊部分上。因此，可獲得足夠大的抗彎剛度。具體地，依照本發明，由於無需使得懸架的每層加厚，因此懸架的總重量將不會增加，並且可將製造成本保持在較低水平。
另外，依照本發明，HGA包括上述懸架以及具有至少一個頭元件並安裝於懸架上的磁頭滑動器。本發明所涉及的磁碟驅動設備將具有至少一個HGA。
最好，加強元件包括薄金屬層或樹脂層的單層結構。
最好，加強元件包括具有薄金屬層和層壓在薄金屬層上的樹脂層的多層板元件。
最好，加強元件包括具有第一薄金屬板層、層壓在第一薄金屬板層上並且具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的第二薄金屬板層的多層板元件。
最好，所述多層板元件的至少一層具有不同於多層板元件的其他層的形狀的平面形狀。
最好，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在第一薄金屬板層上的樹脂層、以及層壓在樹脂層上的第二薄金屬板層。
最好，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在第一薄金屬板層上並且具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的第二薄金屬板層、以及層壓在第二薄金屬板層上並且具有不同於第二薄金屬板層的彈性係數的第三薄金屬板層。
最好，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在第一薄金屬板層上的第一樹脂層、層壓在第一樹脂層上的第二薄金屬板層、層壓在第二薄金屬板層上的第二樹脂層、以及層壓在第二樹脂層上的第三薄金屬板層。
最好，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在第一薄金屬板層上並且具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的第二薄金屬板層、層壓在第二薄金屬板層上並且具有不同於第二薄金屬板層的彈性係數的第三薄金屬板層、層壓在第三薄金屬板層上並且具有不同於第三薄金屬板層的彈性係數的第四薄金屬板層、以及層壓在第四薄金屬板層上並且具有不同於第四薄金屬板層的彈性係數的第五薄金屬板層。
從以下對附圖中所示的本發明的優選實施例的描述中可明白本發明的其他目的和優點。
附圖簡要說明
圖1是示意性地示出了本發明所涉及的優選實施例中的磁碟驅動設備的主要部件的斜視圖； 圖2是示出了從裝有磁頭滑動器的側部看過去的圖1實施例中的HGA的整個結構的斜視圖； 圖3是從圖2的相對側看過去的HGA的整個結構的斜視圖； 圖4是示出了從圖2的同一側看過去的圖1實施例中的懸架的分解斜視圖； 圖5a是示意性地示出了還用作本發明所涉及的另一個實施例中懸架的底板的負載梁的整個結構的分解斜視圖； 圖5b是示意性地示出了圖5a中所示的負載梁的頂端部分的一部分的斜視圖； 圖6a是示出了還用作由本申請的發明人所研究的懸架的底板的負載梁的整個結構的分解斜視圖； 圖6b是圖6a中所示的負載梁的分解斜視圖； 圖7a是示出了還用作本發明人所研究的懸架的底板的負載梁的整個結構的分解斜視圖； 圖7b是圖7a中所示的負載梁的分解斜視圖； 圖8a是示出了還用作本發明人所研究的懸架的底板的負載梁的整個結構的斜視圖； 圖8b是圖8a中所示的負載梁的分解斜視圖； 圖9a是示出了還用作本發明所涉及的另一個實施例中的懸架的底板的負載梁的整個結構的分解斜視圖； 圖9b是示意性地示出了圖9a中所示的負載梁的頂端部分的一部分的斜視圖； 圖10a是示出了還用作本發明所涉及的另一個實施例中的懸架的底板的負載梁的整個結構的分解斜視圖； 圖10b是示意性地示出了圖10a中所示的負載梁的頂端部分的一部分的斜視圖； 圖11a是示出了還用作本發明所涉及的另一個實施例中的懸架的底板的負載梁的整個結構的分解斜視圖； 圖11b是示意性地示出了圖11a中所示的負載梁的整個結構的斜視圖；以及 圖11c是示意性地示出了圖11a中所示的負載梁的頂端部分的一部分的斜視圖。
具體實施例方式 圖1示意性地示出了本發明所涉及的優選實施例中的磁碟驅動設備的主要部件；圖2示出了從裝有磁頭滑動器的側部看過去的圖1實施例中的HGA的整個結構；圖3示出了從圖2的相對側看過去的HGA的整個結構；以及圖4示出了從圖2的同一側看過去的圖1實施例中的懸架。
在圖1中，參考標記10表示圍繞軸11轉動的多個磁性硬碟，參考標記12表示用於將每個磁頭滑動器13布置在每個磁碟的磁軌上的裝配滑架裝置。裝配支架裝置12主要由能夠圍繞軸14轉動的滑架15和用於驅動滑架15轉動的致動器16(例如音圈馬達(VCM))構成。
沿軸14堆疊的多個驅動臂17的基底部分被附於滑架15，並且一個或兩個HGA18被安裝在每個臂17的頂端部分上。每個HGA18都具有安裝在其頂端部分處的磁頭滑動器13，因此滑動器13與每個磁碟10的一個表面(記錄和複製表面)相對。
如圖2到圖4中所示，通過用磁頭元件將磁頭滑動器21(13)固定於懸架20的頂端部分而裝配HGA。如圖2和圖3中所示，懸架20基本由負載梁22、固定在負載梁22上的彈性撓曲部分23以及固定在負載梁22的基底部分的底板24構成。
本實施例中的負載梁22是通過使多層板元件成形而獲得的。如圖4中清楚示出，該多層板元件是通過沿從上到下的順序層壓第一薄金屬板層22a(例如具有約51μm厚度的不鏽鋼板)、樹脂層22b(例如具有約75μm厚度的聚醯亞胺樹脂板)、以及第二薄金屬板層22c(例如具有約51μm厚度的不鏽鋼板)而製成的。
具體地，在本實施例中，只是作為負載梁的表面層(沿層壓方向的上部或頂部表面層或下部或底部表面層)的第一薄金屬板層22a的兩個側邊朝向離開鄰接樹脂層22b的方向被彎曲以形成彎曲部分或肋22d和22e。只在負載梁22要求高剛度的區域內形成兩個側邊處的肋22d和22e。在用於產生用以朝向磁碟表面壓制磁頭滑動器21的力的負載產生區域22f中未形成有肋，因此該區域22f具有彈性。
撓曲部分23具有撓性舌23a，所述撓性舌23a在其一端部分處被形成在負載梁22上的凹座(未示出)壓下。在撓性舌23a上固定有磁頭滑動器21。本實施例中的撓曲部分23是用厚度約為20μm的不鏽鋼薄板(例如SUS304TA)製成的，以使其具有用於通過撓性舌23a可彈性地支撐磁頭滑動器21的彈性。通過在多個點處進行點焊而執行撓曲部分23與負載梁22的固定以及負載梁22與底板24的固定。
在本實施例中，撓曲部分23被固定於負載梁22的第二薄金屬板層22c上，並且如上所述的磁頭滑動器21被固定在撓曲部分23上。因此，負載梁22的肋22d和22e被彎曲以便於從與滑動器21安裝於其上的表面相對的懸架20的表面處突出。
圖1中所示的被附於驅動臂17上的底板24是用厚度約為150μm的不鏽鋼薄板製成的。
至於HGA，以層壓薄膜的型式裝有多個軌跡導體的撓性導嚮導體元件(圖2到圖4中未示出)可形成在(或附在)撓曲部分23上。可通過與在薄金屬板上形成印刷電路板的布線方法(軟性印刷電路(FPL))相似的公知方法形成撓性導嚮導體元件。
由於只是作為負載梁的表面層(沿層壓方向的上部或頂部表面層或下部或底部表面層)的第一薄金屬板層22a的兩個側邊被彎曲以形成肋，因此不僅可非常容易地執行彎曲操作，而且即使負載梁較薄也可獲得足夠大的彎曲剛度。具體地，依照本實施例，由於無需使得負載梁的每層加厚，因此懸架的總重量將不會增加，並且可將製造成本保持在較低水平。
圖5a示意性地示出了還用作本發明所涉及的另一個實施例中懸架的底板的負載梁的整個結構的分解斜視圖，圖5b示意性地示出了圖5a中所示的負載梁的頂端部分的一部分。
在本實施例中，負載梁不具有用於產生用以朝向磁碟表面壓制磁頭滑動器的力的負載產生區域，並且負載梁的整個部分都具有高剛度。在本實施例中，施加於磁頭滑動器的負載力將由除負載梁以外的某種負載產生裝置產生。
本實施例中的負載梁52是通過使多層板元件成形而獲得的。如圖5a和5b中清楚示出，該多層板元件是通過沿從上到下的順序層壓第一薄金屬板層52a(例如具有約51μm厚度的不鏽鋼板)、樹脂層52b(例如具有約75μm厚度的聚醯亞胺樹脂板)、以及第二薄金屬板層52c(例如具有約51μm厚度的不鏽鋼板)而製成的。
具體地，在本實施例中，只是作為負載梁的表面層(沿層壓方向的上部或頂部表面層或下部或底部表面層)的第一薄金屬板層52a的兩個側邊朝向離開鄰接樹脂層52b的方向被彎曲以形成彎曲部分或肋52d和52e。基本沿除用於將負載梁52附於驅動臂的部分之外的基本整個部分在兩個側邊處形成肋52d和52e。
通過將板52a、52b和52c粘接在一起形成具有所述結構的負載梁，所述板52a、52b和52c已如此預先成形，即，使得只是相當於第一薄金屬板層52a的表面板的兩個側邊在平面內向外延伸，然後例如使用衝模衝壓將所粘接的板衝壓以便於彎曲板52a的向外延伸的側邊。或者，可通過將具有相同形狀的板52a、52b和52c粘接在一起而形成所述負載梁，然後例如通過成形或通過蝕刻所述粘接的板以使得只是相當於第一薄金屬板層52a的表面板的兩個側邊在平面內向外延伸，之後例如使用衝模衝壓所述板以便於彎曲板52a的向外延伸的側邊。
由於只是作為表面層(沿層壓方向的上部或頂部表面層或下部或底部表面層)的第一薄金屬板層52a的兩個側邊被彎曲以形成肋，因此不僅可非常容易地執行彎曲操作，而且即使負載梁較薄也可獲得足夠大的彎曲剛度。具體地，依照本實施例，由於無需使得負載梁的每層加厚，因此懸架的總重量將不會增加，並且可將製造成本保持在較低水平。
在下文中，將詳細地描述本申請的發明人所研究的懸架結構的缺點和本發明所涉及的懸架結構的優點。
圖6a示出了還用作由本發明人所研究的懸架的底板的負載梁的整個結構；圖6b示出了圖6a中所示的負載梁；圖7a示出了還用作本發明人所研究的懸架的底板的負載梁的整個結構；圖7b示出了圖7a中所示的負載梁；圖8a示出了還用作本發明人所研究的懸架的底板的負載梁的整個結構；以及圖8b示出了圖8a中所示的負載梁。
如圖6a和圖6b中所示，如果負載梁是由代替單個不鏽鋼薄板的多層板元件製成的話，由於其小厚度，因此不能達到充足的彎曲剛度，所述多層板元件是通過沿從上到下的順序只層壓第一薄金屬板層62a、樹脂層62b以及第二薄金屬板層62c構成。通過模擬與圖6a和圖6b的結構相比較，而分析圖7a和圖7b以及圖8a和圖8b的結構的彎曲剛度。在圖7a和圖7b的結構中，負載梁是通過沿從上到下的順序層壓第一薄金屬板層72a、具有極大厚度的樹脂層72b以及第二薄金屬板層72c構成的。在圖8a和圖8b的結構中，負載梁是通過沿從上到下的順序層壓第一薄金屬板層82a、樹脂層82b以及第二薄金屬板層82c構成的，每個層82a、82b和82c在其兩個側邊處都具有肋82d和82e。在圖6a和圖6b的結構中，每個第一薄金屬板層62a和第二薄金屬板層62c都由厚度為51μm的不鏽鋼薄板構成，而樹脂層62b由厚度為75μm的工程塑料層構成。在圖7a和圖7b的結構中，每個第一薄金屬板層72a和第二薄金屬板層72c都由厚度為51μm的不鏽鋼薄板構成，而樹脂層72b由厚度為300μm的工程塑料層構成。在圖8a和圖8b的結構中，每個第一薄金屬板層82a和第二薄金屬板層82c都由厚度為51μm的不鏽鋼薄板構成，而樹脂層82b由厚度為75μm的工程塑料層構成。在表1中示出了該模擬的結果。表1主要彎曲模式主要扭轉模式次要彎曲模式圖6a和圖6b的結構1428.9Hz8703Hz6984.3Hz圖7a和圖7b的結構3451.3Hz18547Hz15684.0Hz圖8a和圖8b的結構2132.9Hz8341Hz9536.6Hz 如從表1中可看出的，由於其主要彎曲模式低於1500Hz，因此圖6a和圖6b的結構具有較低剛度。另外，由於其主要彎曲模式高於2000Hz，因此圖7a和圖7b的結構以及圖8a和圖8b的結構具有較高剛度。然而，圖7a和圖7b的結構在商業化方面是有困難的。這是由於其較重的重量導致懸架的性能較差，並且由於較厚的樹脂層導致製造成本大大地增加。另外，由於在生產過程中彎曲所有層以形成肋是相當困難的，因此圖8a和圖8b的結構在商業化方面是有困難的。
另外，通過模擬而分析圖5a和圖5b的結構的彎曲剛度、以及圖9a和圖9b以及圖10a和圖10b的其他實施例的彎曲剛度。在表2中示出了該模擬的結果。
表2主要彎曲模式 主要扭轉模式次要彎曲模式圖5a和圖5b的結構1994.6Hz8801.9Hz9425.2Hz圖9a和圖9b的結構1930.2Hz8511.6Hz9364.1Hz圖10a和圖10b的結構1975.3Hz8564.5Hz9536.6Hz 如從表2中可看出的，由於其主要彎曲模式接近於2000Hz，因此其中只是作為表面層的第一薄金屬板層52a的兩個側邊被彎曲以形成肋的圖5a和圖5b的本實施例的結構具有較高剛度。
本實施例中的負載梁的多層板元件是由第一薄金屬板層、樹脂層以及第二薄金屬板層構成的三層結構。然而，在變體中，多層板元件可為由第一薄金屬板層、用具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第二薄金屬板層、以及用具有不同於第二薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第三薄金屬板層構成的三層結構。用具有不同於不鏽鋼薄板的彈性係數的金屬材料製成的薄金屬板可為例如鋁薄板或鈦薄板。
在另一個變體中，多層板元件可為由第一薄金屬板層、第一樹脂層、第二薄金屬板層以及第二樹脂層構成的四層結構，或由第一薄金屬板層、用具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第二薄金屬板層、用具有不同於第二薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第三薄金屬板層、以及用具有不同於第三薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第四薄金屬板層構成的四層結構。
在另一個變體中，多層板元件可為包含第一薄金屬板層、第一樹脂層、第二薄金屬板層、第二樹脂層以及第三薄金屬板層的五層或更多層結構，或包含第一薄金屬板層、用具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第二薄金屬板層、用具有不同於第二薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第三薄金屬板層、用具有不同於第三薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第四薄金屬板層、以及用具有不同於第四薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第五薄金屬板層的五層或更多層結構。
圖9a示意性地示出了還用作本發明所涉及的另一個實施例中的懸架的底板的負載梁的整個結構；圖9b示意性地示出了圖9a中所示的負載梁的頂端部分的一部分。
在本實施例中，負載梁不具有用於產生用以朝向磁碟表面壓制磁頭滑動器的力的負載產生區域，並且負載梁的整個部分都具有高剛度。在本實施例中，施加於磁頭滑動器的負載力將由除負載梁以外的某種負載產生裝置產生。
本實施例中的負載梁92是通過使多層板元件成形而獲得的。如圖9a和9b中清楚示出的，該多層板元件是通過沿從上到下的順序層壓第一薄金屬板層92a(例如具有約51μm厚度的不鏽鋼板)、樹脂層92b(例如具有約75μm厚度的聚醯亞胺樹脂板)、以及第二薄金屬板層92c(例如具有約51μm厚度的不鏽鋼板)而製成的。
具體地，在本實施例中，只是作為負載梁的表面層(沿層壓方向的上部或頂部表面層或下部或底部表面層)的第二薄金屬板層92c的兩個側邊朝向鄰接樹脂層92b的方向被彎曲以形成彎曲部分或肋92d和92e。基本沿除用於將負載梁92附於驅動臂的部分之外的整個部分在兩個側邊處形成肋92d和92e。
通過將板92a、92b和92c粘接在一起形成具有所述結構的負載梁，所述板92a、92b和92c已如此預先成形，即，使得只是相當於第二薄金屬板層92c的表面板的兩個側邊平面內向外延伸，然後例如使用衝模衝壓所粘接的板衝壓以彎曲板92c的向外延伸的側邊。或者，可通過將具有相同形狀的板92a、92b和92c粘接在一起而形成所述負載梁，然後例如通過成形或通過蝕刻所述粘接的板以使得只是相當於第二薄金屬板層92c的表面板的兩個側邊在平面內向外延伸，之後例如使用衝模衝壓所述板以便於彎曲板92c的向外延伸的側邊。
由於只是作為表面層(沿層壓方向的上部或頂部表面層或下部或底部表面層)的第二薄金屬板層92c的兩個側邊被彎曲以形成肋，因此不僅可非常容易地執行彎曲操作，而且即使負載梁較薄也可獲得足夠大的彎曲剛度。具體地，依照本實施例，由於無需使得負載梁的每層加厚，因此懸架的總重量將不會增加，並且可將製造成本保持在較低水平。
如表2中所示的，由於其主要彎曲模式接近於2000Hz，因此圖9a和圖9b的該實施例的結構具有足夠的彎曲剛度。如從表2中可注意到的，與圖5a和圖5b的結構相比較，由於用於插入衝模的空間被保持在肋的內側處，因此該結構具有略差的振動特性。然而，實際上，由於該空間本身較小，因此不會出現問題。
本實施例中的負載梁的多層板元件是由第一薄金屬板層、樹脂層以及第二薄金屬板層構成的三層結構。然而，在變體中，多層板元件可為由第一薄金屬板層、用具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第二薄金屬板層、以及用具有不同於第二薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第三薄金屬板層構成的三層結構。用具有不同於不鏽鋼薄板的彈性係數的金屬材料製成的薄金屬板可為例如鋁薄板或鈦薄板。
在另一個變體中，多層板元件可為由第一薄金屬板層、第一樹脂層、第二薄金屬板層以及第二樹脂層構成的四層結構，或由第一薄金屬板層、用具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第二薄金屬板層、用具有不同於第二薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第三薄金屬板層、以及用具有不同於第三薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第四薄金屬板層構成的四層結構。
在另一個變體中，多層板元件可為包含第一薄金屬板層、第一樹脂層、第二薄金屬板層、第二樹脂層以及第三薄金屬板層的五層或更多層結構，或包含第一薄金屬板層、用具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第二薄金屬板層、用具有不同於第二薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第三薄金屬板層、用具有不同於第三薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第四薄金屬板層、以及用具有不同於第四薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第五薄金屬板層的五層或更多層結構。
圖10a示意性地示出了還用作本發明所涉及的另一個實施例中的懸架的底板的負載梁的整個結構；圖10b示意性地示出了圖10a中所示的負載梁的頂端部分的一部分。
在本實施例中，負載梁也不具有用於產生用以朝向磁碟表面壓制磁頭滑動器的力的負載產生區域，並且負載梁的整個部分都具有高剛度。在本實施例中，施加於磁頭滑動器的負載力將由除負載梁以外的某種負載產生裝置產生。
本實施例中的負載梁102是通過使多層板元件成形而獲得的。如圖10a和10b中清楚示出的，該多層板元件是通過沿從上到下的順序層壓第一薄金屬板層102a(例如具有約51μm厚度的不鏽鋼板)、樹脂層102b(例如具有約75μm厚度的聚醯亞胺樹脂板)、以及第二薄金屬板層102c(例如具有約51μm厚度的不鏽鋼板)而製成的。
具體地，在本實施例中，負載梁的作為表面層(沿層壓方向的上部或頂部表面層或下部或底部表面層)的第一薄金屬板層102a的兩個側邊和樹脂層102b的兩個側邊朝向遠離第二薄金屬板層102c的方向被彎曲以形成彎曲部分或肋102d和102e。基本沿除用於將負載梁102附於驅動臂的部分之外的整個部分在側邊處形成肋102d和102e。
通過將板102a、102b和102c粘接在一起形成具有所述結構的負載梁，所述板102a、102b和102c已如此預先成形，即，使得相當於第一薄金屬板層102a的表面板的兩個側邊和相當於樹脂層102b的板的兩個側邊在平面內向外延伸，然後例如使用衝模衝壓所粘接的板衝壓彎曲板102a和102b的向外延伸的側邊。或者，可通過將具有相同形狀的板102a、102b和102c粘接在一起而形成所述負載梁，然後例如通過成形或通過蝕刻所述粘接的板以使得相當於第一薄金屬板層102a的表面板的兩個側邊和相當於樹脂層102b的板的兩個側邊在平面內向外延伸，之後例如使用衝模衝壓所述板衝壓以彎曲板102a和102b的向外延伸的側邊。
由於只是作為表面層(沿層壓方向的上部或頂部表面層或下部或底部表面層)的第一薄金屬板層102a和樹脂層102b的側邊被彎曲以形成肋，因此不僅可非常容易地執行彎曲操作，而且即使負載梁較薄也可獲得足夠大的抗彎剛度。具體地，依照本實施例，由於無需使得負載梁的每層加厚，因此懸架的總重量將不會增加，並且可將製造成本保持在較低水平。
如從表2中可看出的，由於其主要彎曲模式接近於2000Hz，因此圖10a和圖10b的該實施例的結構具有足夠的抗彎剛度。
本實施例中的負載梁的多層板元件是由第一薄金屬板層、樹脂層以及第二薄金屬板層構成的三層結構。然而，在變體中，多層板元件可為由第一薄金屬板層、用具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第二薄金屬板層、以及用具有不同於第二薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第三薄金屬板層構成的三層結構。用具有不同於不鏽鋼薄板的彈性係數的金屬材料製成的薄金屬板可為例如鋁薄板或鈦薄板。
在另一個變體中，多層板元件可為由第一薄金屬板層、第一樹脂層、第二薄金屬板層以及第二樹脂層構成的四層結構，或由第一薄金屬板層、用具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第二薄金屬板層、用具有不同於第二薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第三薄金屬板層、以及用具有不同於第三薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第四薄金屬板層構成的四層結構。
在另一個變體中，多層板元件可為包含第一薄金屬板層、第一樹脂層、第二薄金屬板層、第二樹脂層以及第三薄金屬板層的五層或更多層結構，或包含第一薄金屬板層、用具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第二薄金屬板層、用具有不同於第二薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第三薄金屬板層、用具有不同於第三薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第四薄金屬板層、以及用具有不同於第四薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第五薄金屬板層的五層或更多層結構。
圖11a示意性地示出了還用作本發明所涉及的另一個實施例中的懸架的底板的負載梁的整個結構；圖11b示意性地示出了圖11a中所示的負載梁的整個結構；以及圖11c示意性地示出了圖11a中所示的負載梁的頂端部分的一部分。
在本實施例中，負載梁也不具有用於產生用以朝向磁碟表面壓制磁頭滑動器的力的負載產生區域，並且負載梁的整個部分都具有高剛度。在本實施例中，施加於磁頭滑動器的負載力將由除負載梁以外的某種負載產生裝置產生。
本實施例中的負載梁112是通過使多層板元件成形並且通過在多層板元件上層壓加強元件而獲得的。如圖11a、11b和11c中清楚示出的，該多層板元件是通過沿從上到下的順序層壓第一薄金屬板層112a(例如具有約51μm厚度的不鏽鋼板)、樹脂層112b(例如具有約75μm厚度的聚醯亞胺樹脂板)、以及第二薄金屬板層112c(例如具有約51μm厚度的不鏽鋼板)而製成的。加強元件具有基底部分和從基底部分處沿多層板元件的相應側邊延伸的條型臂部分。這些臂部分只是被層壓在作為表面層(沿層壓方向的上部或頂部表面層或下部或底部表面層)的第一薄金屬板層112a的兩個側邊部分上。本實施例中的加強元件是多層板元件，所述多層板元件具有沿從上到下的順序層壓的薄金屬板層112f(例如具有約51μm厚度的不鏽鋼板)和樹脂層112g(例如具有約75μm厚度的聚醯亞胺樹脂板)。
基本沿整個區域在側邊部分處形成加強層112f和112g。
通過將板112a、112b、112c、112f和112g粘接在一起形成具有所述結構的負載梁，所述板112a、112b、112c、112f和112g已如此預先成形，即，使得板112a、112b和112c具有必需的外部形狀以及使得加強板112f和112g的臂部分沿板112a、112b和112c的側邊延伸。或者，可通過將具有相同形狀的板112a、112b、112c、112f和112g粘接在一起而形成所述負載梁，然後例如通過成形或通過蝕刻所述粘接的板以使得板112a、112b和112c具有必需的外部形狀以及使得加強板112f和112g的臂部分沿板112a、112b和112c的側邊延伸。
由於加強元件112f和112g被層壓在兩個側邊部分上，因此，不僅可省卻彎曲操作，而且即使負載梁較薄也可獲得足夠大的彎曲剛度。具體地，依照本實施例，由於無需使得負載梁的每層加厚，因此懸架的總重量將不會增加，並且可將製造成本保持在較低水平。
另外，通過模擬而分析圖11a、11b以及11c中所示的實施例的結構的彎曲剛度。在表3中示出了該模擬的結果。
表3 主要彎曲模式 主要扭轉模式 次要彎曲模式圖11a、11b以及11c的結構 1933.8Hz 9182.2Hz 9704.3Hz 如表3中所示的，由於其主要彎曲模式接近於2000Hz，因此其中加強元件112f和112g被層壓在負載梁的兩個側邊部分上的圖11a、11b以及11c的結構具有足夠剛度。
本實施例中的負載梁的多層板元件是由第一薄金屬板層、樹脂層以及第二薄金屬板層構成的三層結構。然而，在變體中，多層板元件可為由第一薄金屬板層、用具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第二薄金屬板層、以及用具有不同於第二薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第三薄金屬板層構成的三層結構。用具有不同於不鏽鋼薄板的彈性係數的金屬材料製成的薄金屬板可為例如鋁薄板或鈦薄板。
在另一個變體中，多層板元件可為由第一薄金屬板層、第一樹脂層、第二薄金屬板層以及第二樹脂層構成的四層結構，或由第一薄金屬板層、用具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第二薄金屬板層、用具有不同於第二薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第三薄金屬板層、以及用具有不同於第三薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第四薄金屬板層構成的四層結構。
在另一個變體中，多層板元件可為包含第一薄金屬板層、第一樹脂層、第二薄金屬板層、第二樹脂層以及第三薄金屬板層的五層或更多層結構，或包含第一薄金屬板層、用具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第二薄金屬板層、用具有不同於第二薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第三薄金屬板層、用具有不同於第三薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第四薄金屬板層、以及用具有不同於第四薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第五薄金屬板層的五層或更多層結構。
本實施例中的加強元件是由薄金屬板層和樹脂層構成的雙層結構。然而，在變體中，加強元件可為由第一薄金屬板層和用具有不同於第一薄金屬板層的彈性係數的金屬材料製成的第二薄金屬板層構成的雙層結構。用具有不同於不鏽鋼薄板的彈性係數的金屬材料製成的薄金屬板可為例如鋁薄板或鈦薄板。在另一個變體中，加強元件可為三層或多層結構。另外，可通過一個薄金屬板層或一個樹脂層的單層結構形成加強元件。
本發明所涉及的HGA的懸架的結構和形狀不局限於前述結構和形狀，而是可採用各種變體。
在不脫離本發明的精神和保護範圍的情況下本發明可具有非常廣泛的不同實施例。應該理解的是，除如權利要求中所限定的以外，本發明不局限於說明書中所描述的特定實施例。
權利要求
1.一種懸架，包括由層壓在一起的至少三層構成的多層板元件，所述至少三層的鄰接層的彈性係數互不相同，只是剛度要求區域內的多層板元件的層的一部分的兩個側邊被彎曲以形成肋。
2.依照權利要求1中所述的懸架，其特徵在於，只是剛度要求區域內的所述多層板元件的表面層的兩個側邊被彎曲以形成肋。
3.依照權利要求1中所述的懸架，其特徵在於，只是剛度要求區域內的多層板元件的表面層以及其鄰接層的側邊被彎曲以形成肋。
4.依照權利要求1中所述的懸架，其特徵在於，所述多層板元件的至少一層具有不同於所述多層板元件的其他層的形狀的平面形狀。
5.依照權利要求1中所述的懸架，其特徵在於，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在所述第一薄金屬板層上的樹脂層、以及層壓在所述樹脂層上的第二薄金屬板層。
6.依照權利要求1中所述的懸架，其特徵在於，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在所述第一薄金屬板層上並且具有不同於所述第一薄金屬板層的彈性係數的第二薄金屬板層、以及層壓在所述第二薄金屬板層上並且具有不同於所述第二薄金屬板層的彈性係數的第三薄金屬板層。
7.依照權利要求1中所述的懸架，其特徵在於，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在所述第一薄金屬板層上的第一樹脂層、層壓在所述第一樹脂層上的第二薄金屬板層、層壓在所述第二薄金屬板層上的第二樹脂層、以及層壓在所述第二樹脂層上的第三薄金屬板層。
8.依照權利要求1中所述的懸架，其特徵在於，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在所述第一薄金屬板層上並且具有不同所述第一薄金屬板層的彈性係數的第二薄金屬板層、層壓在所述第二薄金屬板層上並且具有不同於所述第二薄金屬板層的彈性係數的第三薄金屬板層、層壓在所述第三薄金屬板層上並且具有不同於所述第三薄金屬板層的彈性係數的第四薄金屬板層、以及層壓在所述第四薄金屬板層上並且具有不同於所述第四薄金屬板層的彈性係數的第五薄金屬板層。
9.一種懸架，包括
由層壓在一起的至少三層構成的多層板元件，所述至少三層的鄰接層的彈性係數互不相同；以及
只被層壓在剛度要求區域內的多層板元件的表面層的兩個側邊部分上的加強元件。
10.依照權利要求9中所述的懸架，其特徵在於，所述加強元件包括薄金屬層或樹脂層的單層結構。
11.依照權利要求9中所述的懸架，其特徵在於，所述加強元件包括具有薄金屬層和層壓在所述薄金屬層上的樹脂層的多層板元件。
12.依照權利要求9中所述的懸架，其特徵在於，所述加強元件包括具有第一薄金屬板層、層壓在所述第一薄金屬板層上並且具有不同於所述第一薄金屬板層的彈性係數的第二薄金屬板層的多層板元件。
13.依照權利要求9中所述的懸架，其特徵在於，所述多層板元件的至少一層具有不同於多層板元件的其他層的形狀的平面形狀。
14.依照權利要求9中所述的懸架，其特徵在於，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在所述第一薄金屬板層上的樹脂層、以及層壓在所述樹脂層上的第二薄金屬板層。
15.依照權利要求9中所述的懸架，其特徵在於，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在所述第一薄金屬板層上並且具有不同於所述第一薄金屬板層的彈性係數的第二薄金屬板層、以及層壓在所述第二薄金屬板層上並且具有不同於所述第二薄金屬板層的彈性係數的第三薄金屬板層。
16.依照權利要求9中所述的懸架，其特徵在於，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在所述第一薄金屬板層上的第一樹脂層、層壓在所述第一樹脂層上的第二薄金屬板層、層壓在所述第二薄金屬板層上的第二樹脂層、以及層壓在所述第二樹脂層上的第三薄金屬板層。
17.依照權利要求9中所述的懸架，其特徵在於，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在所述第一薄金屬板層上並且具有不同於所述第一薄金屬板層的彈性係數的第二薄金屬板層、層壓在所述第二薄金屬板層上並且具有不同於所述第二薄金屬板層的彈性係數的第三薄金屬板層、層壓在所述第三薄金屬板層上並且具有不同於所述第三薄金屬板層的彈性係數的第四薄金屬板層、以及層壓在所述第四薄金屬板層上並且具有不同於所述第四薄金屬板層的彈性係數的第五薄金屬板層。
18.一種頭萬向架組件，包括
一種懸架，其包括由層壓在一起的至少三層構成的多層板元件，所述至少三層的鄰接層的彈性係數互不相同，只是剛度要求區域內的多層板元件的層的一部分的兩個側邊被彎曲以形成肋；以及
具有至少一個頭元件的磁頭滑動器，所述磁頭滑動器被安裝在所述懸架上。
19.依照權利要求18中所述的頭萬向架組件，其特徵在於，只是剛度要求區域內的所述多層板元件的表面層的兩個側邊被彎曲以形成肋。
20.依照權利要求18中所述的頭萬向架組件，其特徵在於，只是剛度要求區域內的多層板元件的表面層以及其鄰接層的側邊被彎曲以形成肋。
21.依照權利要求18中所述的頭萬向架組件，其特徵在於，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在所述第一薄金屬板層上的樹脂層、以及層壓在所述樹脂層上的第二薄金屬板層。
22.一種頭萬向架組件，包括
一種懸架，其包括由層壓在一起的至少三層構成的多層板元件，所述至少三層的鄰接層的彈性係數互不相同，和只被層壓在剛度要求區域內的多層板元件的表面層的兩個側邊部分上的加強元件；以及
具有至少一個頭元件的磁頭滑動器，所述磁頭滑動器被安裝在所述懸架上。
23.依照權利要求22中所述的頭萬向架組件，其特徵在於，所述加強元件包括薄金屬層或樹脂層的單層結構。
24.依照權利要求22中所述的頭萬向架組件，其特徵在於，所述加強元件包括具有薄金屬層和層壓在所述薄金屬層上的樹脂層的多層板元件。
25.依照權利要求22中所述的頭萬向架組件，其特徵在於，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在所述第一薄金屬板層上的樹脂層、以及層壓在所述樹脂層上的第二薄金屬板層。
26.一種具有至少一個頭萬向架組件的磁碟驅動設備，包括
一種懸架，其包括由層壓在一起的至少三層構成的多層板元件，所述至少三層的鄰接層的彈性係數互不相同，只是剛度要求區域內的多層板元件的層的一部分的兩個側邊被彎曲以形成肋；以及
具有至少一個頭元件的磁頭滑動器，所述磁頭滑動器被安裝在所述懸架上。
27.依照權利要求26中所述的磁碟驅動設備，其特徵在於，只是剛度要求區域內的所述多層板元件的表面層的兩個側邊被彎曲以形成肋。
28.依照權利要求26中所述的磁碟驅動設備，其特徵在於，只是剛度要求區域內的所述多層板元件的表面層以及其鄰接層的側邊被彎曲以形成肋。
29.依照權利要求26中所述的磁碟驅動設備，其特徵在於，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在所述第一薄金屬板層上的樹脂層、以及層壓在所述樹脂層上的第二薄金屬板層。
30.一種具有至少一個頭萬向架組件的磁碟驅動設備，包括
一種懸架，其包括由層壓在一起的至少三層構成的多層板元件，所述至少三層的鄰接層的彈性係數互不相同，和只被層壓在剛度要求區域內的多層板元件的表面層的兩個側邊部分上的加強元件；以及
具有至少一個頭元件的磁頭滑動器，所述磁頭滑動器被安裝在所述懸架上。
31.依照權利要求30中所述的磁碟驅動設備，其特徵在於，所述加強元件包括薄金屬層或樹脂層的單層結構。
32.依照權利要求30中所述的磁碟驅動設備，其特徵在於，所述加強元件包括具有薄金屬層和層壓在所述薄金屬層上的樹脂層的多層板元件。
33.依照權利要求30中所述的磁碟驅動設備，其特徵在於，所述多層板元件包括第一薄金屬板層、層壓在所述第一薄金屬板層上的樹脂層、以及層壓在所述樹脂層上的第二薄金屬板層。
全文摘要
本發明涉及一種懸架，其包括由層壓在一起的至少三層構成的多層板元件。所述至少三層的鄰接層的彈性係數互不相同。只是剛度要求區域內的多層板元件的層的一部分的兩個側邊被彎曲以形成肋。
文檔編號G11B21/21GK1577504SQ20041004324
公開日2005年2月9日 申請日期2004年5月14日 優先權日2003年5月15日
發明者和田健, 本田隆 申請人:Tdk株式會社