[发明专利]带有优化的悬挂装置的旋转压电微动臂机构

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及盘驱动器领域，具体地说，涉及精密定位硬盘驱动器读写头的微动臂机构和带有微动臂机构的硬盘悬挂装置。

相关技术的描述

盘驱动器是一种信息存储装置，它使用带有数据磁道的可旋转盘、从磁道读出数据或将数据写入磁道的磁头(SLD[滑动头])以及用来使磁头横过所述盘移动的连接到托架上的动臂机构。伺服系统接收磁头从盘读出的预先录制好的定位信息，并把控制信号发送到动臂机构，以便将磁头移动到所需磁道并当磁头飞转时始终跟踪该磁道。

在盘的信息磁道上飞转的SLD安装在动臂机构的悬挂件上，此悬挂件具有负荷梁，后者的一端(近端)具有基板，另一端(远端)具有弯曲件、SLD位于其上。负荷梁靠近基板处有一弹簧区，其厚度薄于其它区域，它产生一个力帮助维持飞旋的SLD的稳定性。悬挂件的基板装在动臂机构的臂上，后者由伺服系统控制以便定位SLD。在1998年6月9日颁布给Tokahiro Imamura等并转让给Fujutsu有限公司的美国专利No.5,764,444中公开了这种用于盘驱动器中磁头微小移动的类似机件。但是，这种机件不能以高效率精确地控制磁头的位移。

由于硬盘存储容量不断增加，要使动臂机构和伺服系统快速而精确地把SLD定位在所需的磁道上就变得日益困难。已开发了多种微动臂机构或精细跟踪马达来解决这些问题，由于是把微动臂机构加在悬挂件上和原先的动臂机构一起工作，所以称为双级系统。

近来，压电材料越来越多地应用在微动臂机构上，它们在一定的电压下能高效地伸长或收缩。在当前的双级伺服系统的设计中，压电微动臂机构有两种悬挂方案。一种是悬挂型：即微动臂机构装在悬挂件的近端(靠近弹簧区)，另一种是SLD型：即微动臂机构安装在悬挂件的远端，在SLD和弯曲件之间(称为背负式(piggy back)设计)。

微动臂机构设计中对悬挂件的挑战在于：SLD应在双级伺服系统的控制下得到大的横向位移，带有微动臂机构的悬挂组件应能有尽可能高的谐振频率和尽可能高的强度，且不得影响SLD的飞旋。

发明概述

本发明的一个目的是提供一种压电材料微动臂机构的新型设计，既可用于悬挂型又可用于背负型设计。

本发明的另一目的是为悬挂型的设计提供一种新型的悬挂件，它带有这种微动臂机构，有高的横向位移，并有高的谐振频率。

根据本发明的实施例的微动臂机构包括对称设置的两个活动臂，每一个臂包括环形部分和平直部分，在该结构中有一层或多层压电材料。它们设置在通过分别位于两臂的两端、称为连接体的两个部分连接的一个实体内。两个活动臂连接到两个电极片。当在这两个电极片上加相反极性的一定电压时，在其长度方向上一个臂伸长而另一个臂收缩。如果一个连接体被作为固定端固定，它就会产生转矩，使臂的环形部分作旋转运动，并使平直部分偏转，使得作为自由端的另一连接体将沿跟踪轴得到大的偏转。

对于悬挂型微动臂机构，这种类型的设计的悬挂件的实施例包括负荷梁，后者具有包括近端和远端的刚体。负荷梁的近端包括基板和负荷梁近处的弹簧区。弯曲件包括两个部分：一部分是实体，与负荷梁的刚体相连；另一部分是远端，用焊接法与负荷梁的远端相连。读写头(SLD)位于负荷梁远端的弯曲件的远端上。负荷梁上有一连接区将刚体和远端相连，弯曲件上也有一连接区将刚体和远端相连，它们都设计成能容易地使远端作横向运动。在负荷梁或弯曲件的连接区有一旋转压电微动臂机构，它也使刚体和负荷梁的远端相连。当加有电压时，微动臂机构就驱动负荷梁的远端沿跟踪轴随SLD而偏转。

对于背负型，实施例设计包括：带有负荷梁和弯曲件组件的悬挂件；SLD；旋转压电微动臂机构，所述微动臂机构一端连到SLD，另一端利用树脂或其他粘结剂连接到弯曲件(负荷梁的远端)。加电压时，微动臂机构将驱动SLD沿跟踪轴偏转。

附图简述

现参考附图对本发明的其它目的和特性加以说明。

图1.1是根据本发明的旋转型压电微动臂机构，它如果尺寸大小不同，则既可用于悬挂型又可用于背负型设计，

图1.2是图1.1的微动臂机构的透视图；

图2是根据本发明的具有图1.1所示微动臂机构的悬挂型悬挂组件的俯视图；

图3.1是图2中具有SLD的悬挂件的侧视图；

图3.2是图1.1中背负式设计的具有微动臂机构和SLD组件的悬挂件侧视图；

图4.1是图2中负荷梁的侧视图；

图4.2是图4.1中负荷梁连接区的详细的透视图；以及