音圈马达及具有该音圈马达的磁盘驱动单元制造技术

本实用新型专利技术公开了一种音圈马达，包括一顶板，与该顶板相隔且平行的一底板，位于顶板与底板之间且与顶板或底板固定连接的一永久磁铁，该永久磁铁具有弧形状的内边和外边，以及位于永久磁铁的表面之上的一线圈，该线圈可沿所述永久磁铁的外边的弧线方向移动，所述线圈具有与其移动方向大致平行的顶边以及与该顶边相对的底边，所述顶边向远离所述永久磁铁的方向弯曲形成弯曲部。本实用新型专利技术也公开了具有该音圈马达的磁盘驱动单元。该音圈马达只使用了一块永久磁铁，永久磁铁材料的消耗量小，从而降低了音圈马达及磁盘驱动单元的成本，同时也减小了其体积。此外，弯曲线圈的设置，减小了Ty/Tz，即减小了磁头的振动，从而提高了磁头的读写性能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Voice coil motor and disk drive unit having the same

The utility model discloses a voice coil motor, including a roof, and the roof and floor in a parallel, located between the top plate and the bottom plate and the top or bottom of a permanent magnet fixed connection, the permanent magnet has the arc shape of the inner edge and outer edge, and a coil located on the surface of the permanent magnet moving direction of the coil, the arc along the outside of the permanent magnet, the coil has its moving direction approximately parallel to the top side and opposite to the top edge of the bottom, the top edge away from the permanent magnet direction bending bend forming. The utility model discloses a disk drive unit with the voice coil motor. Only a permanent magnet is used in the voice coil motor, and the consumption of the permanent magnet material is small, thereby reducing the cost of the voice coil motor and the magnetic disk drive unit. In addition, the setting of the bending coil reduces the Ty/Tz, which reduces the vibration of the magnetic head, thereby improving the reading and writing performance of the magnetic head.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种信息记录磁盘驱动单元，尤其涉及一种用于磁盘驱动单元的音圈马达(voice coil motor, VCM)0
技术介绍
磁盘驱动单元是一种利用磁性介质存储数据的信息存储装置，并有一可移动的磁性读/写头定位在磁性介质上，以选择性地从磁性介质读取或向磁性介质写入数据。如图1所示，传统的磁盘驱动单元I包括其上存储有数据信息的磁盘10、安装在磁盘10中心用于驱动该磁盘10转动的主轴马达20、用于读取磁盘数据的磁头悬臂组合(headstack assembly, HSA)30及用于驱动磁头悬臂组合30的音圈马达40。其中，HSA30包括扇尾间隔块32、驱动臂34、安装于驱动臂34末端的具有磁头的磁头折片组合(head gimbleassembly, HGA>38及将扇尾间隔块32和驱动臂34固定连接的轴承装置36，轴承装置36固定于磁盘驱动单元I内。音圈马达40驱动HAS30使其绕轴承装置36转动而将磁头定位于磁盘10表面的数据轨道上。如图2a所不，一种传统的双磁铁音圈马达40包括一顶板46及与顶板46相隔且平行的一底板48，两块弧状的永久磁铁44、45分别位于顶板46和底板48之间，每块永久磁铁44/45具有沿相反方向磁化的两半部分，且该两半部分为一对称结构。具体地，永久磁铁44位于顶板46之下并与之贴合；永久磁铁45位于底板48之上并与之贴合。这样,在永久磁铁44、45之间就产生了一个空气间隔。而嵌设在扇尾间隔块32上的线圈42则位于两块永久磁铁44、45之间并受其产生的磁场影响。其中，线圈42具有与其移动方向平行的顶边421、与该顶边相对的底边422及两条沿HAS30径向方向设置的第一侧边423、第二侧边424。当预定的驱动电流通过线圈42时，电流和磁场相互感应，线圈42上将产生绕轴承装置36旋转的驱动力，由于线圈42嵌于HSA30的扇尾间隔块32内，因此HSA30上也产生绕轴承装置36旋转的驱动力或力矩，从而将磁头移动到期望的位置。如图2b所示，当向线圈42输入电流后，线圈42和HSA30上通常会受到三种主要的力矩。第一种力矩Tz，通常称为主力矩，驱动线圈42和HSA30绕轴承装置36的Z轴在X-Y平面内旋转。第二种力矩Τχ，称为扭转力矩，致使线圈42和HSA30绕轴承装置36的X轴旋转或扭曲。第三种力矩Ty，称为俯仰力矩，致使线圈42和HSA30绕轴承装置36的Y轴旋转或扭曲。显然，主力矩Tz是驱动线圈42进而驱动磁头在磁盘10上径向移动的主要手段。换句话说，主力矩Tz是一个期望的力，使驱动臂34和磁头在平行磁盘10的平面上运动。相反的，扭转力矩Tx和俯仰力矩Ty都会使驱动臂、磁头和线圈42做不平行于磁盘10所在平面的运动。这样，扭转力矩Tx和俯仰力矩Ty对磁头维持最佳飞行高度和与磁盘10上数据轨道保持平行的能力产生不良影响，从而影响磁盘驱动单元I中磁头的读/写操作。而传统的双磁铁音圈马达40在降低扭转力矩Tx和俯仰力矩Ty的能力上有较大优势。图2c-2d用虚线箭头展示了传统的双磁铁音圈马达中的磁力线。图2c显示了线圈42的第一侧边423、第二侧边424及音圈马达40的磁力线。在永久磁铁44、45之间的间隔中，磁力线基本上与永久磁铁的表面垂直，当预定的驱动电流流过线圈42时，根据佛莱明左手定则，电流与永久磁铁44、45产生的磁场相互感应，在线圈42的边423、424上产生主力矩Tz或用实线箭头表示的驱动力Fr，因而驱动磁头悬臂组合30饶轴承装置36在X-Y平面内旋转。图2d显示了线圈42的顶边421、底边422及音圈马达在X-Z平面内的磁力线。图中的矩形虚线框代表过渡区域，在该区域中，磁力线的方向由永久磁铁44的边缘弯向顶板46，或由底板48弯向永久磁铁45，因而，该过渡区域中的磁力线不垂直于永久磁铁的表面。线圈42的顶边421、底边422位于该过渡区域内，当预定的电流流过可移动的线圈42时，这些不垂直的磁力线将带来不期望的扭转力矩Tx及不期望的俯仰力矩Ty，或称不期望的力Ft，Y轴方向的磁力线(图未示)带来扭转力矩Tx，X轴方向的磁力线产生俯仰力矩Ty。然而，在该过渡区域内，永久磁铁44的边缘与顶板46之间及永久磁铁45的边缘与底板48之间形成方向相反的磁力线，这两种方向相反的磁力线同时作用于该过渡区域内的线圈42的两条边421、422上，因此线圈42上产生的扭转力矩Tx及俯仰力矩Ty可以相互抵消，也就是说，当预定的驱动电流流过可移动的线圈42时，双磁铁音圈马达30受到很小的扭转力矩Tx及仰俯力矩Ty，即受到很小的不期望的力Ft的影响。然而，双磁铁音圈马达的成本过高，因为每个双磁铁音圈马达需要用到两块永久磁铁，随着永久磁铁价格的升高，磁盘驱动器制造商正努力减少永久磁铁的材料消耗，以降低音圈马达的成本，加上人们对磁盘驱动器体积小、便于携带的要求越来越高，在这种情况下仅使用一块永久磁铁的单磁铁音圈马达应运而生。如图3a、3b所示，单磁铁音圈马达50的基本结构与双磁铁音圈马达40的结构相似，区别在于:单磁铁音圈马达50仅用一块磁铁54连接于顶板56或底板58上。永久磁铁54也具有沿相反方向磁化的两半部分。单磁铁音圈马达50的工作原理同样也与传统的双磁铁音圈马达40相似。当预定的驱动电流流过线圈52，根据佛莱明左手定则，电流与磁铁54形成的磁场相互感应，可移动线圈52上产生驱动驱动臂34移动的主力矩Tz或驱动力Fr。图3c_3d展示了永久磁铁54与底板58相连接时单音圈马达50的磁力线。虽然这种单磁铁音圈马达50可以降低成本，减小体积，但在过渡区域内仅在永久磁铁54与底板58之间形成弯曲的磁力线，而没有形成方向相反的磁力线，因此当预定的驱动电流流过线圈52时，线圈52的两条边521、522上产生同向的较高的不期望的力Ft，且不能抵消。该不期望的力Ft对磁头维持最佳飞行高度和与磁盘10上数据轨道保持平行的能力产生不良影响，增大了磁头的振动，从而影响了磁头的读/写操作。图4a显示了单磁块音圈马达50位于不同角度时三种力矩的测试数据。具体地，线圈52绕轴承装置36转动的角度范围为(Γ40度，将线圈52的第一侧边523转动至永久磁铁54的端部时的角度定义为O度，而当线圈52转动至永久磁铁54的中间位置时的角度为20度，相应地，当线圈52的第二侧边524转动至永久磁铁54的另一端部时的角度为40度。由图可知，俯仰力矩Ty的数值变化幅度大且最大值超过5，而扭转力矩Tx变化幅度小且接近O。可见，俯仰力矩Ty是导致磁头振动的主要原因，对磁头维持最佳飞行高度及与磁盘10上数据轨道保持平行的能力产生不良影响，从而影响磁盘驱动单元I中磁头的读/写操作。因此在单磁块音圈马达的设计中，由俯仰力矩Ty导致的线圈扭曲非常关键，而由扭转力矩Tx导致的线圈弯曲则比较不重要。参照图4b，图中的数据显示单磁块音圈马达50在不同转动角度时的Tx/Tz (旋转力矩Tx与主力矩Ty的比值)、Ty/Tz (俯仰力矩Ty与主力矩Tz的比值)均大于双磁块音圈马达40的TX/Tz、Ty/Tz，进一步证明了单磁块音圈马达50比双磁块音圈马达40受俯仰力矩Ty和扭转力矩Tx的影响更大，且单磁块音圈马达50的Ty/Tz远本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音圈马达，包括：一顶板；与所述顶板相隔且平行的一底板；位于所述顶板与底板之间且与所述顶板或底板固定连接的一永久磁铁，所述永久磁铁具有弧形状的内边和外边；以及位于所述永久磁铁的表面之上的一线圈，所述线圈可沿所述永久磁铁的外边的弧线方向移动，所述线圈具有与其移动方向平行的顶边以及与所述顶边相对的底边，所述顶边向远离所述永久磁铁的方向弯曲形成弯曲部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白户大辅，黄大清，钟焕银，
申请(专利权)人：新科实业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：