專利名稱：致動器組件和旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于諸如磁盤驅(qū)動器和磁光盤驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置中的音圈電機的音圈，特別是涉及以獨特的形狀具有優(yōu)良性能的音圈。
背景技術(shù)：
在磁盤驅(qū)動器中，音圈電機(以下稱之為“VCM”)驅(qū)動致動器組件，使磁頭位于在磁盤上的預(yù)定位置。該VCM包括安裝在致動器組件上的音圈、由底座支撐的音圈磁鐵，和音圈磁軛。為了改進(jìn)致動器組件的操作性能，十分重要的是，音圈的重量要輕，并且產(chǎn)生強大的旋轉(zhuǎn)力矩而不產(chǎn)生不需要的力矩。
圖1是透視圖，示出常規(guī)的致動器磁頭懸架組件(以下稱“AHSA”)1和安裝在AHSA1上的音圈9。該音圈9由連續(xù)的導(dǎo)體繞組構(gòu)成并由音圈支撐3來保持。作為在音圈9的線圈平面中的平面形狀，圖1所示的這種一般的扇形形狀，是迄今通常所采用的。當(dāng)扇形音圈的線圈部分用線圈側(cè)a到d表示時，位于遠(yuǎn)離該AHSA 1的樞轉(zhuǎn)軸的線圈側(cè)b比靠近該AHSA1的線圈側(cè)a長。理由如下。即便當(dāng)音圈9到達(dá)該AHSA1的樞轉(zhuǎn)極限時，也能防止線圈側(cè)c的一部分和線圈側(cè)d(或線圈側(cè)d的一部分和線圈側(cè)c)位于由音圈磁鐵形成的磁軛間隙中的同一極性的磁場內(nèi)，從而它趨于保持用于樞轉(zhuǎn)位置的力矩特性盡可能平坦。還認(rèn)定，線圈側(cè)a和b設(shè)置在該磁軛間隙的外面，以便使音圈9所產(chǎn)生的、沿樞轉(zhuǎn)軸方向作用的力最小。
日本專利公開第Hei 10-3761號公開了一種具有獨特形狀的音圈，以減小在尋道中的震動而不影響音圈電機所產(chǎn)生的支架的驅(qū)動力矩，從而改進(jìn)磁頭定位精度并消除對磁介質(zhì)耐用性的任何不利影響，以改善可靠性。
近來，隨著磁盤記錄密度的增加，對AHSA的運行特性的要求變得越來越嚴(yán)格，例如力矩的增加、加速度的提高和震動的減小。已經(jīng)知道，AHSA的運行特性由于致動器組件的震動而變差。而且，由音圈產(chǎn)生的平面外的力將引起致動器組件的震動。為了改進(jìn)致動器組件的特性，希望音圈的重量輕并產(chǎn)生強大的力矩。
圖2示出圖1所示的音圈9在音圈磁路中的磁軛間隙內(nèi)樞轉(zhuǎn)的狀態(tài)，其中，該音圈磁路是由音圈磁鐵8和音圈磁軛6兩者形成的。在圖2中，該音圈磁軛，或上磁軛6設(shè)置在頂部，而音圈磁鐵8設(shè)置在下部并與上磁軛6相對，以便形成磁軛間隙。在音圈磁鐵的下面設(shè)置一個下磁軛(未示出)，以與上磁軛6和音圈磁鐵8一起共同形成音圈磁路。AHSA1構(gòu)造成使得由線圈支撐3保持的音圈9設(shè)置在磁軛間隙中，以便能夠繞樞轉(zhuǎn)軸的中心線X樞轉(zhuǎn)。
圖2示出了音圈9，包括不同位置的音圈9A和9B。音圈9A位于對應(yīng)于在磁盤上的AHSA1的最外面的位置。音圈9B位于對應(yīng)于最靠近主軸的位置。AHSA1在相對于中心線L左右對稱的中心線L1和L2之間的范圍內(nèi)樞轉(zhuǎn)。音圈磁鐵8具有磁極，使得以中心線L為邊界的中心線L1一側(cè)和中心線L2一側(cè)相對于磁軛間隙在極性上相反。從而，位于中心線L1的音圈9A被放置在磁軛間隙中，其中，線圈側(cè)c和d在極性上相反，并在相同的方向產(chǎn)生力矩，該方向由流進(jìn)該音圈的電流確定。正如從弗來明(Fleming)的左手定則所知道的，線圈側(cè)a和b沿中心線L1的方向產(chǎn)生相互相反作用的力。這樣產(chǎn)生的力相互抵消并且兩個力之間的差依然為沿中心線L1方向的力。
對于常規(guī)的扇形音圈9，線圈側(cè)a和b不產(chǎn)生引起AHSA1的樞轉(zhuǎn)運動的力矩。作為線圈側(cè)c、d和線圈側(cè)b之間的連接部分的線圈部分，示作區(qū)域S1和S2，分別沿線圈表面的樞轉(zhuǎn)方向突出，并因此靠近線圈磁鐵8的端部。為了增加VCM的力矩，如果試圖增加音圈磁鐵的面積并因此增加線圈側(cè)c和d產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩，那么音圈磁鐵8的端部和區(qū)域S1和S2的線圈部分相互更加靠近，由于音圈9產(chǎn)生只沿樞轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)力矩，理想的情況是只使用均勻磁場是，其中磁力線垂直于包含在磁軛間隙中磁場外面的平面進(jìn)出，該磁軛間隙由音圈磁鐵8和上磁軛6形成。
但是，在音圈磁鐵8的端部，磁通量不是垂直于音圈磁鐵8和上磁軛6的平面進(jìn)出，而是有些向外膨脹或傾斜，因此具有水平分量。在這部分中的磁通量有時稱之為漏磁通量。結(jié)果，區(qū)域S1和S2的線圈部分以這樣的方式作用，使得音圈9沿垂直于線圈平面的方向產(chǎn)生平面外的力，并圍繞該AHSA1的中心線L施加扭轉(zhuǎn)力。該平面外的力作為力的組合主要產(chǎn)生對包括區(qū)域S1和S2的線圈側(cè)b、c和d的作用，引起AHSA1的震動和噪聲。特別是，區(qū)域S1和S2的線圈部分由于離中心線或樞轉(zhuǎn)軸的距離很大，產(chǎn)生作用在AHSA1上的很強的力矩。
如果其突出平面相互重疊的兩個音圈磁鐵相互面對面地設(shè)置在磁軛間隙中使得極性相反，并且音圈9精確地設(shè)置在磁軛間隙的中心，由于不形成磁場的水平分量，因此不產(chǎn)生平面外的力。但是，這種結(jié)構(gòu)在VCM的制造中并不容易，并且設(shè)置這樣兩個音圈磁鐵導(dǎo)致成本增加。如果足夠大的音圈磁鐵和磁軛用于音圈9以防止該音圈受漏磁通量的影響，則引起另一個問題，即這種結(jié)構(gòu)受到相關(guān)的磁盤裝置的形狀、成本和重量的限制。另一方面，如果音圈的尺寸做成很小，那么用于獲得預(yù)定力矩的繞組數(shù)目的增加導(dǎo)致音圈厚度的增加，并且電流的增加導(dǎo)致功率損失的增加。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種利用重量輕、效率高的音圈的旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置。本發(fā)明的另一個目的是提供一種旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其中，減小沿垂直于音圈平面的方向作用的平面外的力，以減小震動和噪聲。
本發(fā)明的原理存在于以下各點。用于本發(fā)明的音圈在其線圈平面中具有這樣的形狀，使得在后端側(cè)的線圈間距等于或小于前端側(cè)的線圈間距。根據(jù)這種形狀，作為對應(yīng)于形成在常規(guī)扇形音圈的后端側(cè)的突出部分的這種線圈部分被取消，以減小平面外的力。而且，音圈的重量減小了對應(yīng)于常規(guī)扇形音圈中的該突起部分的重量，以抑制震動。
在本發(fā)明的第一方面中，提供一種旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其包括旋轉(zhuǎn)磁盤存儲介質(zhì)，可繞樞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動并具有安裝在其上的磁頭的致動器磁頭懸架組件，磁頭適于訪問旋轉(zhuǎn)磁盤存儲介質(zhì)，連接于致動器磁頭懸架組件的音圈，以及與所述音圈配合構(gòu)成音圈電機的音圈磁鐵，其中，當(dāng)音圈的線圈軸線和音圈在靠近樞轉(zhuǎn)軸的交點A1和遠(yuǎn)離樞轉(zhuǎn)軸的交點A2相互交叉時，并且假定垂線與音圈相交的交點之間的距離為LP，該垂線在交點A1和A2之間與線圈軸線垂直地相交，則最長的LP位于該交點A1和A2之間的中點或位于該中點和該交點A1之間。
例如，音圈在其音圈平面中可以具有這樣的形狀，諸如圓形形狀、橢圓形形狀、包括兩個平行的直線部分和分別連接該平行的直線部分的端部的半園形部分的形狀、四邊形或更多邊形形狀、或包括多個直線部分和連接該直線部分的多個曲線部分的形狀。在該范圍內(nèi)不脫離本發(fā)明的要點通過稍稍改變這些形狀所獲得的形狀也包括在本發(fā)明內(nèi)。線圈軸線或垂線與音圈之間的交點可以在該線圈軸線或該垂線與該線圈寬度的中心相交的位置得到。
本發(fā)明的第二方面提供旋轉(zhuǎn)的磁盤存儲裝置，其包括旋轉(zhuǎn)的盤存儲介質(zhì)，可繞樞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動并具有安裝在其上的磁頭的致動器磁頭懸架組件，該磁頭適于訪問該旋轉(zhuǎn)盤存儲介質(zhì)，以及連接于該致動器磁頭懸架組件的音圈，其中該音圈在其音圈平面內(nèi)可以具有這樣的形狀，使得在音圈間距方面其靠近該樞轉(zhuǎn)軸的部分比遠(yuǎn)離該樞轉(zhuǎn)軸的部分寬。當(dāng)通過該致動器磁頭懸架組件的中心的基準(zhǔn)線或通過該磁頭和該樞轉(zhuǎn)軸的中心的基準(zhǔn)線通過該音圈時，由垂直于這些基準(zhǔn)線的垂線和該音圈形成的兩個交點之間的距離可以用作線圈間距?？蛇x地，該線圈間距可以設(shè)置成一條垂線與該音圈形成的交點之間的距離，該垂線連接該音圈的重心和該樞轉(zhuǎn)軸的中心。
在本發(fā)明的第三方面，提供旋轉(zhuǎn)的磁盤存儲裝置，其包括旋轉(zhuǎn)的磁盤存儲介質(zhì)，可繞樞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動并具有安裝在其上的磁頭的致動器磁頭懸架組件，該磁頭適于訪問該旋轉(zhuǎn)磁盤存儲介質(zhì)，以及連接于該致動器磁頭懸架組件的音圈，其中該音圈以這樣的方式形成，使得該音圈的集中質(zhì)量系統(tǒng)的重心位于在樞轉(zhuǎn)軸的一側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供使用重量輕、效率高的音圈的旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其中音圈的平面外的力和突出部分的重量被減小以減小震動和噪聲。


圖1示出常規(guī)音圈的形狀；圖2示出音圈磁鐵和圖1所示音圈之間的關(guān)系；圖3是俯視圖，其示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的磁盤驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)；圖4是圖3中所示的磁盤驅(qū)動器的分解透視圖；圖5示出了該實施例中所用的音圈的運行；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的音圈的形狀；圖7示出了關(guān)于線圈軸線對稱的音圈的一般方式；圖8示出了關(guān)于線圈軸線對稱的音圈的一般方式。
具體實施例方式
下面參考圖3和4描述實施本發(fā)明的磁盤驅(qū)動器，該磁盤驅(qū)動器作為旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置。在所有的附圖中，同樣的部件用同樣的附圖標(biāo)記表示。圖3是磁盤驅(qū)動器10的示意俯視圖，圖4是其分解透視圖。磁盤驅(qū)動器10用磁盤外殼底座12和磁盤外殼蓋13覆蓋其外部。底座12用鋁模鑄形成，或用鋼板沖壓形成，例如不銹鋼鋼板。
作為旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置的磁盤11在至少一側(cè)上具有記錄表面，并連接于作為主軸電機部分適于旋轉(zhuǎn)的軸套上，主軸電機設(shè)置在磁盤的下面。磁盤11適于繞主軸旋轉(zhuǎn)。AHSA15包括磁頭懸架組件(HSA)20，致動器臂18，線圈支撐50和由該線圈支撐50保持的音圈100。AHSA15通過樞軸支架連接于底座12，以便沿方向A和B繞樞轉(zhuǎn)軸17樞轉(zhuǎn)。AHSA15的結(jié)構(gòu)不限于在這個實施例中描述的一種，并且可以采用任何已知的結(jié)構(gòu)，例如，層疊式懸浮結(jié)構(gòu)。在這個實施例中，音圈100在其線圈平面內(nèi)具有大致圓形形狀。這里所說的線圈平面是指沿音圈樞轉(zhuǎn)方向構(gòu)成的平面。雖然在這個實施例中該線圈平面和磁盤11的表面相互平行，但是并不總是需要兩個平面相互平行。大致圓形的形狀是指包括由于制造誤差稍稍偏離真正圓的形狀和通過對形成真正圓的音圈施加外力從而使該音圈稍稍變形而獲得的形狀。由于音圈100由多圈導(dǎo)體繞組構(gòu)成，它在平行于該線圈平面的方向具有線圈寬度而在垂直于該線圈平面的方向具有線圈厚度。
致動器臂18、線圈支撐50和構(gòu)成圍繞樞轉(zhuǎn)軸部分的樞軸支架安裝部分(以下稱之為“樞軸軸承殼體部分”)構(gòu)造成致動器組件并且在這個實施例中相互成為一體。致動器可以，例如，通過用鋁鑄造來制造，或者用鋁形成致動器臂，然后將其放入用來與音圈塑模在一起的模具中，并且與合成樹脂的樞軸軸承殼體部分模制成一體。HSA 20包括連接于致動器臂18的載荷梁和連接于載荷梁的彎曲件(flexure)。配合前緣19或接頭設(shè)置在載荷梁的前端。該彎曲件支撐磁頭/滑塊14，以便能夠樞轉(zhuǎn)。
磁頭/滑塊14包括適于對磁盤11讀取和/或?qū)懭霐?shù)據(jù)的磁頭，和其上攜帶有磁頭并承受來自氣流的浮力因而以微小的間隙在記錄表面上浮動的滑塊，所述氣流形成在旋轉(zhuǎn)的磁盤表面上?；瑝K以這樣的方式連接于彎曲件使得空氣承載表面(以下稱之為“ABS”)對著磁盤11的記錄表面。載荷梁在磁頭/滑塊14被推向磁盤11的記錄表面的方向產(chǎn)生壓力(推力載荷)。在這個實施例中，HSA 20和致動器組件，即AHSA 15關(guān)于中心線CL對稱地形成并且音圈100也關(guān)于中心線CL對稱地形成。但是，HSA、致動器組件或音圈偏離該中心線CL的方式，和它們關(guān)于該中心線對稱的方式也都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
保持音圈100的線圈支撐50形成在AHSA 15的后端。在線圈支撐50中，縮進(jìn)銷釘30作為磁性材料制成的鐵片必要時可以設(shè)置在中心線CL的位置上。也不總是需要該縮進(jìn)的銷釘精確地位于該中心線上?？s進(jìn)銷釘30可以位于中心線CL附近。縮進(jìn)銷釘將在稍后與滑軌機構(gòu)(ramp)21一起描述。上磁軛27由底座12支撐以便覆蓋該音圈100。音圈磁鐵54設(shè)置在音圈100的下面并且下磁軛52設(shè)置在音圈磁鐵54的下面。上磁軛27和下磁軛52通過上磁軛27的支腳27a和27c相互磁性地連接。上磁軛27、音圈磁鐵54和下磁軛52構(gòu)成音圈磁路?？梢栽O(shè)置附加的音圈磁鐵以便接觸上磁軛27的內(nèi)表面，從而減少水平分量并且可以得到更強的磁場，盡管在垂直方向需要額外的空間。音圈磁路和音圈100構(gòu)成VCM。
當(dāng)說到AHSA 15和VCM的哪一部分是指相對于磁盤11的方向哪一側(cè)時，磁頭/滑塊14一側(cè)被指定為前端側(cè)或前端部分，而相對的一側(cè)被指定為后端側(cè)或后端部分。在磁軛間隙中形成沿垂直于位于音圈磁鐵54和上磁軛27之間的平面的兩個方向的磁場。音圈100設(shè)置在磁軛間隙中以便水平地自由移動。當(dāng)電流流進(jìn)音圈100時，音圈100各側(cè)沿不同方向經(jīng)受的來自磁場的力被合成并且AHSA 15繞樞軸17沿方向A或B轉(zhuǎn)動。
通過用已知的伺服技術(shù)改變流進(jìn)音圈100的電流的方向和大小，AHSA 15能夠定位到磁盤11上所希望的磁道位置。為了在很短的時間將AHSA 15移動到所希望的磁道，必須使AHSA 15繞樞軸17的慣性矩很小并且使VCM的力矩很大。能夠使VCM的力矩變得很大，例如，通過增加在磁軛間隙中的磁通量，通過增加音圈的匝數(shù)，或通過使進(jìn)入音圈的電流變大。為了增加磁軛間隙中的磁通量，需要增強音圈磁鐵的磁化強度，或增加音圈磁路的磁導(dǎo)率(permeability)，但是從成本、空間和重量的觀點看受到限制。
增加音圈繞組的匝數(shù)導(dǎo)致增加音圈的重量。為了減小因從外部施加于磁盤11的水平震動或沖擊對AHSA 15的運行的影響，AHSA 15通常構(gòu)造成使得它的重心位于樞軸轉(zhuǎn)上。因而，音圈100重量的增加影響磁頭部分的重量平衡并使整個慣性矩增加。因此，在這一點上受到限制。增加流進(jìn)音圈100中的電流導(dǎo)致增加功耗并因此受到限制。在本發(fā)明中，如在稍后描述的實施例中所說明的，這些問題將會通過改進(jìn)音圈的形狀得到解決。
包含諸如橡膠的彈性材料的外應(yīng)急止動器(crash stop)31和內(nèi)應(yīng)急止動器29安裝在上磁軛27和下磁軛52之間以便從底座12上豎起。外應(yīng)急止動器31限制AHSA 15向磁盤11外側(cè)的樞轉(zhuǎn)運動，而內(nèi)應(yīng)急止動器29限制AHSA 15向主軸23的樞轉(zhuǎn)運動。用于吸引縮進(jìn)銷釘30的磁體埋在外應(yīng)急止動器31彈性材料中。磁盤驅(qū)動器10還包括電子器件65和用于將磁頭和音圈25與電子器件65連接的柔性電纜63。用于實現(xiàn)加載/卸載系統(tǒng)的斜面機構(gòu)21設(shè)置在磁盤11的外部。當(dāng)磁盤11不運行時，AHSA 15使配合前緣19被接合進(jìn)該斜面機構(gòu)21的停止表面上并且停在其上。當(dāng)配合前緣19到達(dá)該斜面機構(gòu)21上的預(yù)定停止位置時，外應(yīng)急止動器31的磁體將縮進(jìn)銷釘30縮回，并形成AHSA 15的停止位置。當(dāng)采用扇形音圈時，縮進(jìn)銷釘30設(shè)置在大致V形形狀的線圈支撐的端部。但是，在圓形音圈的情況下，音圈磁鐵的形狀隨著音圈形狀的變化而改變?？s進(jìn)的銷釘30可以設(shè)置在線圈支撐的中心線CL上或在其周圍以便適應(yīng)音圈磁鐵形狀的變化。當(dāng)然，也可以將縮進(jìn)的銷釘設(shè)置在線圈支撐的端部。本發(fā)明不僅能夠應(yīng)用于加載/卸載系統(tǒng)，還能夠應(yīng)用于接觸起停(CSS)系統(tǒng)，其中用于磁頭/滑塊14的停止區(qū)設(shè)置在磁盤11上。
圖5示出用于該實施例的音圈的運行。在圖5中，除了音圈100，為了說明，還示出了常規(guī)的扇形音圈101。音圈100根據(jù)AHSA 15的樞轉(zhuǎn)位置描述成100A和100B。同樣，扇形音圈101根據(jù)AHSA 15的樞轉(zhuǎn)位置描述成101A和101B。在圖5中，音圈100B和101B好像被示作它們設(shè)置在音圈100A和101A的下面，但這是為了簡化圖示。音圈100相對于線圈軸線V對稱地形成，根據(jù)AHSA 15的位置該軸線V示作V1和V2。當(dāng)繞樞轉(zhuǎn)軸17樞轉(zhuǎn)的AHSA 15位于鄰靠外應(yīng)急止動器31的位置時，線圈軸線V1與AHSA 15的中心線CL重合。當(dāng)AHSA 15位于鄰靠內(nèi)應(yīng)急止動器29的位置時，線圈軸線V2與AHSA 15的中心線CL重合。線圈軸線V1和V2位于連接樞轉(zhuǎn)軸17的中心和音圈100A與100B的幾何中心的連線上，并且以同樣的角度位置在線圈軸線V的左右兩側(cè)。
音圈磁鐵54設(shè)置在音圈100的下面，并且接觸磁軛間隙的音圈磁鐵54的表面在線圈軸線V的左右兩側(cè)以不同的極性被磁化。音圈磁鐵54的一種磁性材料可以這樣被磁化以對應(yīng)于線圈軸線V的位置為邊界，接觸磁軛間隙的表面逐漸從一個極性轉(zhuǎn)移到另一個極性。作為選擇，可以設(shè)置不同極性的兩個音圈。
現(xiàn)在對圓形音圈100和扇形音圈101進(jìn)行比較。第一特點在于音圈100不像音圈101那樣具有突出部分103和105。突出部分103和105位于靠近音圈磁鐵54的外周邊并且受到來自磁軛間隙的漏磁通量的強烈影響。特別是，當(dāng)音圈磁鐵54設(shè)置在上下磁軛的任何一個上時，與在兩個磁軛上都設(shè)置的情況進(jìn)行比較，磁通量的水平分量的比例在音圈磁鐵54的周邊部分變得較大，并且漏磁通量的影響較強。
這個實施例的音圈100在線圈平面內(nèi)以圓形形狀構(gòu)成，并且對應(yīng)于常規(guī)音圈101的突出部分103和105的線圈部分與音圈磁鐵的周邊部分間隔開，使得將遭受的來自漏磁通量的力比音圈101中的小。所以，音圈101的突出部分103和105受漏磁通量的水平分量的影響并且在垂直于線圈平面的方向產(chǎn)生平面外的力。但是，在音圈100中產(chǎn)生的平面外的力很小。
音圈100的第二個特征在于，與音圈101相比它具有許多部分能夠產(chǎn)生使AHSA 15樞轉(zhuǎn)的力矩。如上面結(jié)合圖2所說明的，音圈101的線圈側(cè)a和b構(gòu)成不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩的浪費的部分。另一方面，在音圈100A中，位于線圈軸線V1左側(cè)的線圈部分和位于線圈軸線V右側(cè)的線圈部分，沿方向A1產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，并且位于線圈軸線V1和V之間的線圈部分，產(chǎn)生沿與方向A1相反的沿方向B1作用的相反的力矩。同樣的情形也發(fā)生在音圈100B。
在設(shè)置外應(yīng)急止動器和內(nèi)應(yīng)急止動器的位置，在音圈100中產(chǎn)生相反的力矩。結(jié)果，乍一看，力矩的效率似乎減小。但是，在AHSA 15的總的樞轉(zhuǎn)范圍內(nèi)力矩的斜率提高。隨著線圈軸線V1朝向線圈軸線V樞轉(zhuǎn)，音圈100A的相反力矩的比例變得較小。由于圓形音圈沒有如圖2中所示的完全不產(chǎn)生力矩的線圈側(cè)a和b的線圈部分，有助于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩的線圈部分的力矩效率高。當(dāng)AHSA 15在常規(guī)運行中，繞線圈軸線V的左右樞轉(zhuǎn)運動的頻率相當(dāng)高，因此反向力矩的影響在實際應(yīng)用中不會引起任何問題。音圈100可以通過使線圈繞圓筒形成并且因此很容易制造。
下面，與音圈101相比較定量地描述音圈100的特性。為了比較在形狀上不同的兩種線圈，要使比較基于這樣一種前提，即兩種線圈的阻抗值相等，并且AHSA15的重心位于樞轉(zhuǎn)軸上。更具體地說，兩種音圈制成在同樣的電流下在功率消耗上相等，并且來自樞轉(zhuǎn)軸17的中心的由重量產(chǎn)生的角動量相等。這樣，在一個實例中，在音圈100中的平面外的力與音圈101相比減小到三分之一。這導(dǎo)致由平面外的力產(chǎn)生的震動減小并且提高了AHSA 15的定位精度。還導(dǎo)致噪聲的減小。取消常規(guī)音圈中的突出部分103和105是平面外的力減小的原因。
突出部分103和105遠(yuǎn)離樞轉(zhuǎn)軸17或線圈軸線V并產(chǎn)生很強的力矩作用，因此音圈100的形狀是有效的。這個特性對于防止AHSA 15在音圈磁路中的運行性能變差特別有利，在該音圈磁路中為了減少成本音圈磁鐵只設(shè)置在一側(cè)上。這是由于設(shè)置在一側(cè)上的音圈磁鐵在周邊部分水平分量的比例高。
然后關(guān)于音圈的效率(Kt/J)進(jìn)行比較。Kt表示力矩常數(shù)，其對應(yīng)于流進(jìn)音圈中的每單位電流的力矩，單位是N·m/A。J表示AHSA 15的慣性矩。音圈效率對應(yīng)于在單位電流流動時AHSA 15獲得的加速度的大小，并且AHSA 15的重量越輕，音圈力矩越大，其值就越大，并且運行性能提高越多。在實例中，音圈100的效率與音圈101相比提高25％。具體說，首先圖2所示的不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)(力矩)的線圈側(cè)a和b從音圈100中去掉，以減輕音圈的重量，從而音圈100的慣性矩減小25％。通過減輕音圈100的重量，AHSA 15的前端側(cè)的重量可以減輕，因此AHSA 15的重心位于樞轉(zhuǎn)軸17上，并且AHSA 15的慣性矩可以減小15％。在阻抗值相同的條件下音圈100的繞組匝數(shù)可以增加一個比例，這個比例對應(yīng)于去掉圖2所示的線圈側(cè)a和b的部分，結(jié)果，音圈100的Kt提高10％。
下面將定量地描述音圈100的特性。音圈101的突出部分103和105不僅作為平面外的力，還作為AHSA 15的重量。也就是，可以認(rèn)定音圈101的突出部分103和105對AHSA 15施加了震動能量并起阻礙阻尼的作用。但是，在音圈100中沒有這樣的突出部分。此外，在線圈平面的后端側(cè)沿垂直于線圈軸線的方向的線圈間距在圓形音圈100中很小，并且因此線圈支撐也可以做得很小，因此能夠增加AHSA15的剛性。AHSA 15的剛性增加和重量減輕的結(jié)果是，AHSA 15的諧振頻率增加，因此能夠使震動幅度小并進(jìn)一步提高定位精度，還有，由于圓形線圈容易制造，可以縮短制造時間減少成本。
圖6示出本發(fā)明另一個實施例的音圈形狀。示于圖6(A)至(L)的音圈103A至103L表示相對于線圈軸線V形狀基本對稱的線圈平面的形狀?？梢杂萌魏我阎某尚蔚木€圈截面形狀。音圈103A至103E是規(guī)則的多邊形。音圈103A是正方形，103B是規(guī)則五邊形，103C規(guī)則六邊形，103D是規(guī)則七邊形，103E是規(guī)則八邊形。
如果規(guī)則多邊形的邊數(shù)增加，規(guī)則多邊形最終將變成圓形并且因此具有規(guī)則四邊形和更多邊形形狀的所有的音圈都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。具有規(guī)則多邊形形狀的音圈在相鄰邊之間的每個連接處通常包括曲線部分，這個曲線部分是制造中產(chǎn)生的，并且這樣的形狀也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。音圈103F和103G是矩形形狀，其分別沿線圈軸線方向具有短邊和長邊。音圈103H和103I是橢圓形，其分別沿線圈軸線方向具有短軸和長軸。音圈103J的形狀由垂直于該線圈軸線V的兩個直線部分(rectilinear portion)和連接該直線端部的半圓形部分組成。
音圈103K是卵形形狀。音圈103L的形狀由垂直于該線圈軸線V的直線部分、平行于該線圈軸線V的直線部分和連接這些直線部分的曲線部分組成。音圈103L的曲線部分比音圈103A長。在音圈103L中，直線部分可以有不同的長度或設(shè)置成除平行和垂直于該線圈軸線之外的其他角度。包括在本發(fā)明范圍內(nèi)的音圈的形狀不限于所示的形狀。例如，音圈形狀可以很容易從所示的形狀推導(dǎo)出，例如沿音圈103J線圈軸線方向的細(xì)長形狀也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。還有，即使對于制造過程中同樣的理由或其他理由稍稍變形導(dǎo)致的不對稱的形狀，只要它們產(chǎn)生了本發(fā)明的效果，也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。盡管這樣示出了包括在本發(fā)明范圍內(nèi)的各種音圈形狀，但是合適的音圈形狀還可以根據(jù)各種目的來選擇。例如，根據(jù)在內(nèi)應(yīng)急止動器或外應(yīng)急止動器附近產(chǎn)生的反向力矩的大小和在線圈軸線附近的力矩效率應(yīng)當(dāng)均衡的目的，或根據(jù)獲得相對于AHSA 15的樞轉(zhuǎn)位置希望的力矩特性的目的，或根據(jù)優(yōu)化音圈磁路的目的。
圖7以一般方式結(jié)合關(guān)于線圈軸線對稱的音圈示出了本發(fā)明的范圍。音圈105在其線圈平面具有相對于線圈軸線V對稱的形狀。該音圈105在其線圈平面內(nèi)具有由外邊緣107和內(nèi)邊緣111形成的線圈寬度。線圈寬度的中心由線109表示。線圈軸線V和線109在音圈105的前端側(cè)即靠近樞轉(zhuǎn)軸的一側(cè)的交叉點113處相互交叉，并且在音圈105的后端側(cè)上的交點115處相互交叉。垂線117垂直于該線圈軸線V并通過交點113和115之間的中點118。該垂線117與線109在交點123和125相交。
垂線119平行于垂線117并與交點113和115之間的線圈軸線V相交。該垂線119在交點127和129與線109相交，在交點127和129之間形成線圈間距Lx。包括在本發(fā)明范圍內(nèi)的音圈形狀可以說是這樣的形狀，其中提供最長的線圈間距Lx的垂線119在相對于垂線117的前端側(cè)上與線圈軸線V相交，即，在中點118的位置，或相對于中點118比較靠近交點113的位置。在這個實施例中，提供最長的線圈間距Lx的垂線119可以在垂線121的位置獲得，在這個位置，線圈間距由點131和133限定。線圈軸線V在AHSA 15的縱向可以與中心線CL重合，或可以與樞轉(zhuǎn)軸17和中點118連線重合，或可以與磁頭和樞轉(zhuǎn)軸17的連線重合。還有，線圈軸線V可以位于靠近這些線的線上。
圖8以一般方式結(jié)合關(guān)于基準(zhǔn)線不對稱的音圈示出了本發(fā)明的范圍。音圈150在其線圈平面內(nèi)具有關(guān)于基準(zhǔn)線W不對稱的形狀。在圖7所示的音圈的線圈寬度中的中心線通常用線151表示。當(dāng)該音圈150的線圈部分被看作是細(xì)分的集中質(zhì)量系統(tǒng)(lumped mass system)時，點159表示該集中質(zhì)量系統(tǒng)的質(zhì)心位置，這個位置相應(yīng)于音圈150的質(zhì)量中心。
基準(zhǔn)線W是重心159和樞轉(zhuǎn)軸17的中心的連線，或重心159和磁頭的連線。該基準(zhǔn)線W還可以是AHSA 15的縱向中心線或是通過磁頭和樞轉(zhuǎn)軸17中心的連線。該基準(zhǔn)線在交點173和175與線圈寬度的中心線151相交。垂線153是通過重心159并垂直于該基準(zhǔn)線W的直線，該垂線153在交點161和163與線圈寬度的中心線151相交，在交點161和163之間形成線圈間距Ly。垂線155是平行于垂線153并在交點173和175之間與基準(zhǔn)線W相交的任意直線。該垂線155在交點165和167與線圈寬度中心線151相交，在交點165和167之間形成線圈間距Ly。因此，包括在本發(fā)明范圍內(nèi)的該音圈形狀可以被說成這樣的形狀，其中提供最長線圈間距Ly的垂線155在相對垂線153的前端側(cè)與基準(zhǔn)線W相交，即，在重心159的位置，或相對于重心159在交點173一側(cè)的位置與基準(zhǔn)線W相交。在這個實施例中，提供最長線圈間距Ly的垂線可以在垂線157得到。在這個位置，線圈間距Ly被限定為交點169和171之間的距離。
圖7所示的音圈105和圖8所示的音圈150中，每個在后端側(cè)的寬度等于或小于前端側(cè)的寬度，或集中質(zhì)量系統(tǒng)的重心位于前端側(cè)，這與傳統(tǒng)的扇形形狀的情形相反。這樣，平面外的力的比例變得比常規(guī)扇形音圈的小，并且提供震動能量的重量的比例也變小。因此，可以得到如前述圓形線圈相同的功能和效果。
雖然本發(fā)明已經(jīng)根據(jù)附圖所示的實施例進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限于上述實施例，更不用說那些可帶來本發(fā)明效果的迄今為止可采用的任何已知的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，包括旋轉(zhuǎn)磁盤存儲介質(zhì)；可繞樞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動并具有安裝在其上的磁頭的致動器磁頭懸架組件，所述磁頭適于存取所述旋轉(zhuǎn)磁盤存儲介質(zhì)；連接于所述致動器磁頭懸架組件的音圈；以及與所述音圈配合構(gòu)成音圈電機的音圈磁鐵；其中，當(dāng)所述音圈的線圈軸線和所述音圈在靠近所述樞轉(zhuǎn)軸的交點A1和遠(yuǎn)離所述樞轉(zhuǎn)軸的交點A2相交，并且假定垂線與所述音圈相交的交點之間的距離為Lp，所述垂線在交點A1和A2之間與所述線圈軸線垂直地相交，則最長的Lp位于所述交點A1和A2之間的中點上，或位于所述中點和所述交點A1之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其中所述音圈關(guān)于所述線圈軸線對稱地構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其中所述音圈在其線圈平面內(nèi)以圓形形狀構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其中所述音圈在其線圈平面內(nèi)以橢圓形形狀構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其中所述音圈在其線圈平面內(nèi)的形狀包括兩個平行的直線部分和分別連接所述平行的直線部分的端部的半圓形部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其中所述音圈在其線圈平面內(nèi)以四邊形或更多邊形形狀的形式構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其中所述多邊形形狀的各組成邊通過曲線連接在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其中所述音圈在其線圈平面內(nèi)的形狀包括多個直線部分和連接所述直線部分的多個曲線部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其中在所述致動器磁頭懸架組件的中心線附近設(shè)置縮進(jìn)銷釘。
10.一種旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其包括旋轉(zhuǎn)的磁盤存儲介質(zhì)；可繞樞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動并具有安裝在其上的磁頭的致動器磁頭懸架組件，所述磁頭適于存取所述旋轉(zhuǎn)磁盤存儲介質(zhì)；以及連接于所述致動器磁頭懸架組件的音圈；其中所述音圈在其音圈平面內(nèi)具有這樣的形狀，使得靠近所述樞轉(zhuǎn)軸的部分的音圈間距比遠(yuǎn)離所述樞轉(zhuǎn)軸的部分的音圈間距寬。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其中，當(dāng)通過所述致動器磁頭懸架組件的中心的第一基準(zhǔn)線通過所述音圈時，所述第一基準(zhǔn)線和所述音圈在靠近所述樞轉(zhuǎn)軸的交點B1和遠(yuǎn)離所述樞轉(zhuǎn)軸的交點B2相交，并且假定在所述交點B1和B2之間垂直于所述第一基準(zhǔn)線的垂線與所述音圈相交的交點之間的距離為Lq，則最長的Lq位于所述交點B1和B2之間的中點上或位于所述中點和所述交點B1之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其中，當(dāng)通過所述磁頭和所述樞轉(zhuǎn)軸的中心的第二基準(zhǔn)線通過所述音圈時，所述第二基準(zhǔn)線和所述音圈在靠近所述樞轉(zhuǎn)軸的交點C1和遠(yuǎn)離所述樞轉(zhuǎn)軸的交點C2相交，并且假定在所述交點C1和C2之間垂直于所述第二基準(zhǔn)線的垂線與所述音圈相交的交點之間的距離為Lr，則最長的距離Lr位于所述交點C1和C2之間的中點上或位于所述中點和所述交點C1之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其中，當(dāng)?shù)谌鶞?zhǔn)線通過所述音圈的重心和所述樞轉(zhuǎn)軸的中心時，所述第三基準(zhǔn)線和所述音圈在靠近所述樞轉(zhuǎn)軸的交點D1和遠(yuǎn)離所述樞轉(zhuǎn)軸的交點D2相交，并且假定在所述交點D1和D2之間垂直于所述第三基準(zhǔn)線的垂線與所述音圈相交的交點之間的距離為Ls，則最長的Ls位于所述交點D1和D2之間的中點上或位于所述中點和所述交點D1之間。
14.一種旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其包括旋轉(zhuǎn)的磁盤存儲介質(zhì)；可繞樞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動并具有安裝在其上的磁頭的致動器磁頭懸架組件，所述磁頭適于存取所述旋轉(zhuǎn)磁盤存儲介質(zhì)，以及連接于所述致動器磁頭懸架組件的音圈，其中，所述音圈以這樣的方式形成，使得所述音圈的集中質(zhì)量系統(tǒng)的重心位于所述樞轉(zhuǎn)軸的一側(cè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其中，當(dāng)通過所述磁頭和所述樞轉(zhuǎn)軸的中心的第四基準(zhǔn)線通過所述音圈時，所述第四基準(zhǔn)線和所述音圈在靠近所述樞轉(zhuǎn)軸的交點E1和遠(yuǎn)離所述樞轉(zhuǎn)軸的交點E2相交，并且假定在所述交點E1和E2之間垂直于所述第四基準(zhǔn)線的垂線與所述音圈相交的交點之間的距離為Lt，則最長的Lt位于所述重心上，或相對于所述重心位于所述樞轉(zhuǎn)軸一側(cè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的旋轉(zhuǎn)磁盤存儲裝置，其中當(dāng)?shù)谖寤鶞?zhǔn)線通過所述音圈的重心和所述樞轉(zhuǎn)軸的中心時，所述第五基準(zhǔn)線與所述音圈在靠近所述樞轉(zhuǎn)軸的交點F1和遠(yuǎn)離所述樞轉(zhuǎn)軸的交點F2相交，并且假定在所述交點F1和F2之間垂直于所述第五基準(zhǔn)線的垂線與所述音圈相交的交點之間的距離為Lu，則最長的Lu位于所述重心上，或相對于所述重心位于所述樞轉(zhuǎn)軸一側(cè)。
17.一種致動器組件，包括致動器臂；連接于所述致動器臂的樞軸軸承殼體；連接于所述樞軸軸承殼體的線圈支撐；以及由所述線圈支撐保持的音圈；其中，所述音圈在其線圈平面內(nèi)具有這樣的形狀，在其靠近所述樞轉(zhuǎn)軸的部分的線圈間距比其遠(yuǎn)離所述樞轉(zhuǎn)軸的部分的線圈間距寬。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的致動器組件，其中，當(dāng)所述音圈的線圈軸線和所述音圈在靠近所述樞轉(zhuǎn)軸的交點A1和遠(yuǎn)離所述樞轉(zhuǎn)軸的交點A2相交時，并且假定在所述交點A1和A2之間與所述線圈軸線垂直地相交的垂線與所述音圈相交的交點之間的距離為Lp，則最長的Lp位于所述交點A1和A2之間的中點上，或位于所述中點和所述交點A1之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的致動器組件，其中，當(dāng)通過所述致動器磁頭懸架組件的中心的第一基準(zhǔn)線通過所述音圈時，所述第一基準(zhǔn)線和所述音圈在靠近所述樞轉(zhuǎn)軸的交點B1和遠(yuǎn)離所述樞轉(zhuǎn)軸的交點B2相交，并且假定在所述交點B1和B2之間垂直于所述第一基準(zhǔn)線的垂線與所述音圈相交的交點之間的距離為Lq，則最長的Lq位于所述交點B1和B2之間的中點上或位于所述中點和所述交點B1之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的致動器組件，其中，當(dāng)通過所述磁頭和所述樞轉(zhuǎn)軸的中心的第二基準(zhǔn)線通過所述音圈時，所述第二基準(zhǔn)線與所述音圈在靠近所述樞轉(zhuǎn)軸的交點C1和遠(yuǎn)離所述樞轉(zhuǎn)軸的交點C2相交，并且假定在所述交點C1和C2之間垂直于所述第二基準(zhǔn)線的垂線與所述音圈相交的交點之間的距離為Lr，則最長的距離Lr位于所述交點C1和C2之間的中點上或位于所述中點和所述交點C1之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有高效音圈的致動器磁頭懸架組件。音圈100以圓形形狀或不同于常規(guī)扇形形狀的任何其他形狀方式構(gòu)成，以增加音圈的效率并減小致動器磁頭懸架組件的震動和噪聲。
文檔編號G11B5/54GK1655240SQ20051000613
公開日2005年8月17日 申請日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月28日
發(fā)明者津田真吾, 鈴木健治 申請人:日立環(huán)球儲存科技荷蘭有限公司