悬架、头万向架组件以及磁盘驱动设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于支撑具有头元件(诸如薄膜磁头元件或光学头元件)的悬浮类型的磁头滑动器的悬架、涉及具有悬架的头万向架组件(HGA)以及涉及具有HGA的磁盘驱动设备。
现有技术的描述 在磁盘驱动设备中，用于将磁性信息写入到磁盘中和/或从磁盘中读出磁性信息的薄膜磁头元件通常形成在磁头滑动器上，所述磁头滑动器在操作中悬浮在转动的磁盘上方。滑动器分别被支撑在HGA的悬架的顶端部分。
日本专利申请No.2001-057032A披露了具有用薄不锈钢板制成的负载梁的这样一种悬架。所述负载梁在其两个侧端处具有弯头(bend)或肋以增强弯曲刚度。
对于用在顶部设置磁盘类型的计算机和服务器类型的计算机中的磁盘驱动设备来说，可在不会出现任何问题的情况下采用具有所述结构的悬架。这是由于这种计算机是以固定不动的方式被使用的，因此在其上不会产生有猛烈撞击或振动。但是，对于主要安装在便携式计算机上的具有2.5英寸或更小磁盘的更小磁盘驱动设备来说，由于其负载梁的较低的弯曲刚度，导致所述悬架在冲击阻力方面是的低的。
为了增强负载梁的弯曲刚度，日本专利申请No.2002-352540A提出了取代使用薄不锈钢板，而使用由粘合剂或粘附性片粘接的两个金属膜制成的多层金属板作为负载梁。
然而，即使是这样的多层金属板作为负载梁，由于金属板的薄度，也难于满足2.5英寸或更小的磁盘驱动设备所需的负载梁的弯曲刚度。如果具有极高厚度的金属板用作多层金属板的话，可达到相对高的弯曲刚度。然而，在后一种情况中，将大大增加悬架的制造成本。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种悬架、具有悬架的HGA以及具有HGA的磁盘驱动设备，从而可在不会大大增加制造成本的基础上获得高弯曲刚度。
依照本发明，悬架包括由层压在一起的至少三层构成的多层板元件。所述至少三层的邻接层的弹性系数互不相同。只是刚度要求区域内的多层板元件层的一部分的两个侧边被弯曲以形成肋。
按照惯例，在具有三层或更多层的多层悬架中没有形成肋。但是，依照本发明，只是多层悬架层的一部分的两个侧边被弯曲以形成肋。这样，不仅可非常容易地执行弯曲操作，而且还可获得足够大的弯曲刚度。具体地，依照本发明，由于无需使得悬架的每层加厚，因此悬架的总重量将不会增加，并且可将制造成本保持在较低水平。
另外，依照本发明，HGA包括上述悬架以及具有至少一个头元件并安装于悬架上的磁头滑动器。本发明所涉及的磁盘驱动设备将具有至少一个HGA。
最好，只是刚度要求区域内的多层板元件的表面层的两个侧边被弯曲以形成肋。
最好，只是刚度要求区域内的多层板元件的表面层以及其邻接层的两个侧边被弯曲以形成肋。
最好，所述多层板元件的至少一层具有不同于多层板元件的其他层的形状的平面形状。
最好，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在第一薄金属板层上的树脂层、以及层压在树脂层上的第二薄金属板层。
最好，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在第一薄金属板层上并且具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的第二薄金属板层、以及层压在第二薄金属板层上并且具有不同于第二薄金属板层的弹性系数的第三薄金属板层。
最好，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在第一薄金属板层上的第一树脂层、层压在第一树脂层上的第二薄金属板层、层压在第二薄金属板层上的第二树脂层、以及层压在第二树脂层上的第三薄金属板层。
最好，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在第一薄金属板层上并且具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的第二薄金属板层、层压在第二薄金属板层上并且具有不同于第二薄金属板层的弹性系数的第三薄金属板层、层压在第三薄金属板层上并且具有不同于第三薄金属板层的弹性系数的第四薄金属板层、以及层压在第四薄金属板层上并且具有不同于第四薄金属板层的弹性系数的第五薄金属板层。
另外，依照本发明，悬架包括层压在一起的至少三层构成的多层板元件，以及在刚度要求区域内只被层压在多层板元件的表面层的两个侧边部分上的加强元件。所述至少三层的邻接层的弹性系数互不相同。
在具有三层或更多层的多层悬架中，加强元件只被层压在悬架的表面层的两个侧边部分上。因此，可获得足够大的抗弯刚度。具体地，依照本发明，由于无需使得悬架的每层加厚，因此悬架的总重量将不会增加，并且可将制造成本保持在较低水平。
另外，依照本发明，HGA包括上述悬架以及具有至少一个头元件并安装于悬架上的磁头滑动器。本发明所涉及的磁盘驱动设备将具有至少一个HGA。
最好，加强元件包括薄金属层或树脂层的单层结构。
最好，加强元件包括具有薄金属层和层压在薄金属层上的树脂层的多层板元件。
最好，加强元件包括具有第一薄金属板层、层压在第一薄金属板层上并且具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的第二薄金属板层的多层板元件。
最好，所述多层板元件的至少一层具有不同于多层板元件的其他层的形状的平面形状。
最好，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在第一薄金属板层上的树脂层、以及层压在树脂层上的第二薄金属板层。
最好，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在第一薄金属板层上并且具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的第二薄金属板层、以及层压在第二薄金属板层上并且具有不同于第二薄金属板层的弹性系数的第三薄金属板层。
最好，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在第一薄金属板层上的第一树脂层、层压在第一树脂层上的第二薄金属板层、层压在第二薄金属板层上的第二树脂层、以及层压在第二树脂层上的第三薄金属板层。
最好，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在第一薄金属板层上并且具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的第二薄金属板层、层压在第二薄金属板层上并且具有不同于第二薄金属板层的弹性系数的第三薄金属板层、层压在第三薄金属板层上并且具有不同于第三薄金属板层的弹性系数的第四薄金属板层、以及层压在第四薄金属板层上并且具有不同于第四薄金属板层的弹性系数的第五薄金属板层。
从以下对附图中所示的本发明的优选实施例的描述中可明白本发明的其他目的和优点。
附图简要说明
图1是示意性地示出了本发明所涉及的优选实施例中的磁盘驱动设备的主要部件的斜视图； 图2是示出了从装有磁头滑动器的侧部看过去的图1实施例中的HGA的整个结构的斜视图； 图3是从图2的相对侧看过去的HGA的整个结构的斜视图； 图4是示出了从图2的同一侧看过去的图1实施例中的悬架的分解斜视图； 图5a是示意性地示出了还用作本发明所涉及的另一个实施例中悬架的底板的负载梁的整个结构的分解斜视图； 图5b是示意性地示出了图5a中所示的负载梁的顶端部分的一部分的斜视图； 图6a是示出了还用作由本申请的发明人所研究的悬架的底板的负载梁的整个结构的分解斜视图； 图6b是图6a中所示的负载梁的分解斜视图； 图7a是示出了还用作本发明人所研究的悬架的底板的负载梁的整个结构的分解斜视图； 图7b是图7a中所示的负载梁的分解斜视图； 图8a是示出了还用作本发明人所研究的悬架的底板的负载梁的整个结构的斜视图； 图8b是图8a中所示的负载梁的分解斜视图； 图9a是示出了还用作本发明所涉及的另一个实施例中的悬架的底板的负载梁的整个结构的分解斜视图； 图9b是示意性地示出了图9a中所示的负载梁的顶端部分的一部分的斜视图； 图10a是示出了还用作本发明所涉及的另一个实施例中的悬架的底板的负载梁的整个结构的分解斜视图； 图10b是示意性地示出了图10a中所示的负载梁的顶端部分的一部分的斜视图； 图11a是示出了还用作本发明所涉及的另一个实施例中的悬架的底板的负载梁的整个结构的分解斜视图； 图11b是示意性地示出了图11a中所示的负载梁的整个结构的斜视图；以及 图11c是示意性地示出了图11a中所示的负载梁的顶端部分的一部分的斜视图。
具体实施例方式 图1示意性地示出了本发明所涉及的优选实施例中的磁盘驱动设备的主要部件；图2示出了从装有磁头滑动器的侧部看过去的图1实施例中的HGA的整个结构；图3示出了从图2的相对侧看过去的HGA的整个结构；以及图4示出了从图2的同一侧看过去的图1实施例中的悬架。
在图1中，参考标记10表示围绕轴11转动的多个磁性硬盘，参考标记12表示用于将每个磁头滑动器13布置在每个磁盘的磁轨上的装配滑架装置。装配支架装置12主要由能够围绕轴14转动的滑架15和用于驱动滑架15转动的致动器16(例如音圈马达(VCM))构成。
沿轴14堆叠的多个驱动臂17的基底部分被附于滑架15，并且一个或两个HGA18被安装在每个臂17的顶端部分上。每个HGA18都具有安装在其顶端部分处的磁头滑动器13，因此滑动器13与每个磁盘10的一个表面(记录和复制表面)相对。
如图2到图4中所示，通过用磁头元件将磁头滑动器21(13)固定于悬架20的顶端部分而装配HGA。如图2和图3中所示，悬架20基本由负载梁22、固定在负载梁22上的弹性挠曲部分23以及固定在负载梁22的基底部分的底板24构成。
本实施例中的负载梁22是通过使多层板元件成形而获得的。如图4中清楚示出，该多层板元件是通过沿从上到下的顺序层压第一薄金属板层22a(例如具有约51μm厚度的不锈钢板)、树脂层22b(例如具有约75μm厚度的聚酰亚胺树脂板)、以及第二薄金属板层22c(例如具有约51μm厚度的不锈钢板)而制成的。
具体地，在本实施例中，只是作为负载梁的表面层(沿层压方向的上部或顶部表面层或下部或底部表面层)的第一薄金属板层22a的两个侧边朝向离开邻接树脂层22b的方向被弯曲以形成弯曲部分或肋22d和22e。只在负载梁22要求高刚度的区域内形成两个侧边处的肋22d和22e。在用于产生用以朝向磁盘表面压制磁头滑动器21的力的负载产生区域22f中未形成有肋，因此该区域22f具有弹性。
挠曲部分23具有挠性舌23a，所述挠性舌23a在其一端部分处被形成在负载梁22上的凹座(未示出)压下。在挠性舌23a上固定有磁头滑动器21。本实施例中的挠曲部分23是用厚度约为20μm的不锈钢薄板(例如SUS304TA)制成的，以使其具有用于通过挠性舌23a可弹性地支撑磁头滑动器21的弹性。通过在多个点处进行点焊而执行挠曲部分23与负载梁22的固定以及负载梁22与底板24的固定。
在本实施例中，挠曲部分23被固定于负载梁22的第二薄金属板层22c上，并且如上所述的磁头滑动器21被固定在挠曲部分23上。因此，负载梁22的肋22d和22e被弯曲以便于从与滑动器21安装于其上的表面相对的悬架20的表面处突出。
图1中所示的被附于驱动臂17上的底板24是用厚度约为150μm的不锈钢薄板制成的。
至于HGA，以层压薄膜的型式装有多个轨迹导体的挠性导向导体元件(图2到图4中未示出)可形成在(或附在)挠曲部分23上。可通过与在薄金属板上形成印刷电路板的布线方法(软性印刷电路(FPL))相似的公知方法形成挠性导向导体元件。
由于只是作为负载梁的表面层(沿层压方向的上部或顶部表面层或下部或底部表面层)的第一薄金属板层22a的两个侧边被弯曲以形成肋，因此不仅可非常容易地执行弯曲操作，而且即使负载梁较薄也可获得足够大的弯曲刚度。具体地，依照本实施例，由于无需使得负载梁的每层加厚，因此悬架的总重量将不会增加，并且可将制造成本保持在较低水平。
图5a示意性地示出了还用作本发明所涉及的另一个实施例中悬架的底板的负载梁的整个结构的分解斜视图，图5b示意性地示出了图5a中所示的负载梁的顶端部分的一部分。
在本实施例中，负载梁不具有用于产生用以朝向磁盘表面压制磁头滑动器的力的负载产生区域，并且负载梁的整个部分都具有高刚度。在本实施例中，施加于磁头滑动器的负载力将由除负载梁以外的某种负载产生装置产生。
本实施例中的负载梁52是通过使多层板元件成形而获得的。如图5a和5b中清楚示出，该多层板元件是通过沿从上到下的顺序层压第一薄金属板层52a(例如具有约51μm厚度的不锈钢板)、树脂层52b(例如具有约75μm厚度的聚酰亚胺树脂板)、以及第二薄金属板层52c(例如具有约51μm厚度的不锈钢板)而制成的。
具体地，在本实施例中，只是作为负载梁的表面层(沿层压方向的上部或顶部表面层或下部或底部表面层)的第一薄金属板层52a的两个侧边朝向离开邻接树脂层52b的方向被弯曲以形成弯曲部分或肋52d和52e。基本沿除用于将负载梁52附于驱动臂的部分之外的基本整个部分在两个侧边处形成肋52d和52e。
通过将板52a、52b和52c粘接在一起形成具有所述结构的负载梁，所述板52a、52b和52c已如此预先成形，即，使得只是相当于第一薄金属板层52a的表面板的两个侧边在平面内向外延伸，然后例如使用冲模冲压将所粘接的板冲压以便于弯曲板52a的向外延伸的侧边。或者，可通过将具有相同形状的板52a、52b和52c粘接在一起而形成所述负载梁，然后例如通过成形或通过蚀刻所述粘接的板以使得只是相当于第一薄金属板层52a的表面板的两个侧边在平面内向外延伸，之后例如使用冲模冲压所述板以便于弯曲板52a的向外延伸的侧边。
由于只是作为表面层(沿层压方向的上部或顶部表面层或下部或底部表面层)的第一薄金属板层52a的两个侧边被弯曲以形成肋，因此不仅可非常容易地执行弯曲操作，而且即使负载梁较薄也可获得足够大的弯曲刚度。具体地，依照本实施例，由于无需使得负载梁的每层加厚，因此悬架的总重量将不会增加，并且可将制造成本保持在较低水平。
在下文中，将详细地描述本申请的发明人所研究的悬架结构的缺点和本发明所涉及的悬架结构的优点。
图6a示出了还用作由本发明人所研究的悬架的底板的负载梁的整个结构；图6b示出了图6a中所示的负载梁；图7a示出了还用作本发明人所研究的悬架的底板的负载梁的整个结构；图7b示出了图7a中所示的负载梁；图8a示出了还用作本发明人所研究的悬架的底板的负载梁的整个结构；以及图8b示出了图8a中所示的负载梁。
如图6a和图6b中所示，如果负载梁是由代替单个不锈钢薄板的多层板元件制成的话，由于其小厚度，因此不能达到充足的弯曲刚度，所述多层板元件是通过沿从上到下的顺序只层压第一薄金属板层62a、树脂层62b以及第二薄金属板层62c构成。通过模拟与图6a和图6b的结构相比较，而分析图7a和图7b以及图8a和图8b的结构的弯曲刚度。在图7a和图7b的结构中，负载梁是通过沿从上到下的顺序层压第一薄金属板层72a、具有极大厚度的树脂层72b以及第二薄金属板层72c构成的。在图8a和图8b的结构中，负载梁是通过沿从上到下的顺序层压第一薄金属板层82a、树脂层82b以及第二薄金属板层82c构成的，每个层82a、82b和82c在其两个侧边处都具有肋82d和82e。在图6a和图6b的结构中，每个第一薄金属板层62a和第二薄金属板层62c都由厚度为51μm的不锈钢薄板构成，而树脂层62b由厚度为75μm的工程塑料层构成。在图7a和图7b的结构中，每个第一薄金属板层72a和第二薄金属板层72c都由厚度为51μm的不锈钢薄板构成，而树脂层72b由厚度为300μm的工程塑料层构成。在图8a和图8b的结构中，每个第一薄金属板层82a和第二薄金属板层82c都由厚度为51μm的不锈钢薄板构成，而树脂层82b由厚度为75μm的工程塑料层构成。在表1中示出了该模拟的结果。表1主要弯曲模式主要扭转模式次要弯曲模式图6a和图6b的结构1428.9Hz8703Hz6984.3Hz图7a和图7b的结构3451.3Hz18547Hz15684.0Hz图8a和图8b的结构2132.9Hz8341Hz9536.6Hz 如从表1中可看出的，由于其主要弯曲模式低于1500Hz，因此图6a和图6b的结构具有较低刚度。另外，由于其主要弯曲模式高于2000Hz，因此图7a和图7b的结构以及图8a和图8b的结构具有较高刚度。然而，图7a和图7b的结构在商业化方面是有困难的。这是由于其较重的重量导致悬架的性能较差，并且由于较厚的树脂层导致制造成本大大地增加。另外，由于在生产过程中弯曲所有层以形成肋是相当困难的，因此图8a和图8b的结构在商业化方面是有困难的。
另外，通过模拟而分析图5a和图5b的结构的弯曲刚度、以及图9a和图9b以及图10a和图10b的其他实施例的弯曲刚度。在表2中示出了该模拟的结果。
表2主要弯曲模式 主要扭转模式次要弯曲模式图5a和图5b的结构1994.6Hz8801.9Hz9425.2Hz图9a和图9b的结构1930.2Hz8511.6Hz9364.1Hz图10a和图10b的结构1975.3Hz8564.5Hz9536.6Hz 如从表2中可看出的，由于其主要弯曲模式接近于2000Hz，因此其中只是作为表面层的第一薄金属板层52a的两个侧边被弯曲以形成肋的图5a和图5b的本实施例的结构具有较高刚度。
本实施例中的负载梁的多层板元件是由第一薄金属板层、树脂层以及第二薄金属板层构成的三层结构。然而，在变体中，多层板元件可为由第一薄金属板层、用具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第二薄金属板层、以及用具有不同于第二薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第三薄金属板层构成的三层结构。用具有不同于不锈钢薄板的弹性系数的金属材料制成的薄金属板可为例如铝薄板或钛薄板。
在另一个变体中，多层板元件可为由第一薄金属板层、第一树脂层、第二薄金属板层以及第二树脂层构成的四层结构，或由第一薄金属板层、用具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第二薄金属板层、用具有不同于第二薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第三薄金属板层、以及用具有不同于第三薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第四薄金属板层构成的四层结构。
在另一个变体中，多层板元件可为包含第一薄金属板层、第一树脂层、第二薄金属板层、第二树脂层以及第三薄金属板层的五层或更多层结构，或包含第一薄金属板层、用具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第二薄金属板层、用具有不同于第二薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第三薄金属板层、用具有不同于第三薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第四薄金属板层、以及用具有不同于第四薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第五薄金属板层的五层或更多层结构。
图9a示意性地示出了还用作本发明所涉及的另一个实施例中的悬架的底板的负载梁的整个结构；图9b示意性地示出了图9a中所示的负载梁的顶端部分的一部分。
在本实施例中，负载梁不具有用于产生用以朝向磁盘表面压制磁头滑动器的力的负载产生区域，并且负载梁的整个部分都具有高刚度。在本实施例中，施加于磁头滑动器的负载力将由除负载梁以外的某种负载产生装置产生。
本实施例中的负载梁92是通过使多层板元件成形而获得的。如图9a和9b中清楚示出的，该多层板元件是通过沿从上到下的顺序层压第一薄金属板层92a(例如具有约51μm厚度的不锈钢板)、树脂层92b(例如具有约75μm厚度的聚酰亚胺树脂板)、以及第二薄金属板层92c(例如具有约51μm厚度的不锈钢板)而制成的。
具体地，在本实施例中，只是作为负载梁的表面层(沿层压方向的上部或顶部表面层或下部或底部表面层)的第二薄金属板层92c的两个侧边朝向邻接树脂层92b的方向被弯曲以形成弯曲部分或肋92d和92e。基本沿除用于将负载梁92附于驱动臂的部分之外的整个部分在两个侧边处形成肋92d和92e。
通过将板92a、92b和92c粘接在一起形成具有所述结构的负载梁，所述板92a、92b和92c已如此预先成形，即，使得只是相当于第二薄金属板层92c的表面板的两个侧边平面内向外延伸，然后例如使用冲模冲压所粘接的板冲压以弯曲板92c的向外延伸的侧边。或者，可通过将具有相同形状的板92a、92b和92c粘接在一起而形成所述负载梁，然后例如通过成形或通过蚀刻所述粘接的板以使得只是相当于第二薄金属板层92c的表面板的两个侧边在平面内向外延伸，之后例如使用冲模冲压所述板以便于弯曲板92c的向外延伸的侧边。
由于只是作为表面层(沿层压方向的上部或顶部表面层或下部或底部表面层)的第二薄金属板层92c的两个侧边被弯曲以形成肋，因此不仅可非常容易地执行弯曲操作，而且即使负载梁较薄也可获得足够大的弯曲刚度。具体地，依照本实施例，由于无需使得负载梁的每层加厚，因此悬架的总重量将不会增加，并且可将制造成本保持在较低水平。
如表2中所示的，由于其主要弯曲模式接近于2000Hz，因此图9a和图9b的该实施例的结构具有足够的弯曲刚度。如从表2中可注意到的，与图5a和图5b的结构相比较，由于用于插入冲模的空间被保持在肋的内侧处，因此该结构具有略差的振动特性。然而，实际上，由于该空间本身较小，因此不会出现问题。
本实施例中的负载梁的多层板元件是由第一薄金属板层、树脂层以及第二薄金属板层构成的三层结构。然而，在变体中，多层板元件可为由第一薄金属板层、用具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第二薄金属板层、以及用具有不同于第二薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第三薄金属板层构成的三层结构。用具有不同于不锈钢薄板的弹性系数的金属材料制成的薄金属板可为例如铝薄板或钛薄板。
在另一个变体中，多层板元件可为由第一薄金属板层、第一树脂层、第二薄金属板层以及第二树脂层构成的四层结构，或由第一薄金属板层、用具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第二薄金属板层、用具有不同于第二薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第三薄金属板层、以及用具有不同于第三薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第四薄金属板层构成的四层结构。
在另一个变体中，多层板元件可为包含第一薄金属板层、第一树脂层、第二薄金属板层、第二树脂层以及第三薄金属板层的五层或更多层结构，或包含第一薄金属板层、用具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第二薄金属板层、用具有不同于第二薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第三薄金属板层、用具有不同于第三薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第四薄金属板层、以及用具有不同于第四薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第五薄金属板层的五层或更多层结构。
图10a示意性地示出了还用作本发明所涉及的另一个实施例中的悬架的底板的负载梁的整个结构；图10b示意性地示出了图10a中所示的负载梁的顶端部分的一部分。
在本实施例中，负载梁也不具有用于产生用以朝向磁盘表面压制磁头滑动器的力的负载产生区域，并且负载梁的整个部分都具有高刚度。在本实施例中，施加于磁头滑动器的负载力将由除负载梁以外的某种负载产生装置产生。
本实施例中的负载梁102是通过使多层板元件成形而获得的。如图10a和10b中清楚示出的，该多层板元件是通过沿从上到下的顺序层压第一薄金属板层102a(例如具有约51μm厚度的不锈钢板)、树脂层102b(例如具有约75μm厚度的聚酰亚胺树脂板)、以及第二薄金属板层102c(例如具有约51μm厚度的不锈钢板)而制成的。
具体地，在本实施例中，负载梁的作为表面层(沿层压方向的上部或顶部表面层或下部或底部表面层)的第一薄金属板层102a的两个侧边和树脂层102b的两个侧边朝向远离第二薄金属板层102c的方向被弯曲以形成弯曲部分或肋102d和102e。基本沿除用于将负载梁102附于驱动臂的部分之外的整个部分在侧边处形成肋102d和102e。
通过将板102a、102b和102c粘接在一起形成具有所述结构的负载梁，所述板102a、102b和102c已如此预先成形，即，使得相当于第一薄金属板层102a的表面板的两个侧边和相当于树脂层102b的板的两个侧边在平面内向外延伸，然后例如使用冲模冲压所粘接的板冲压弯曲板102a和102b的向外延伸的侧边。或者，可通过将具有相同形状的板102a、102b和102c粘接在一起而形成所述负载梁，然后例如通过成形或通过蚀刻所述粘接的板以使得相当于第一薄金属板层102a的表面板的两个侧边和相当于树脂层102b的板的两个侧边在平面内向外延伸，之后例如使用冲模冲压所述板冲压以弯曲板102a和102b的向外延伸的侧边。
由于只是作为表面层(沿层压方向的上部或顶部表面层或下部或底部表面层)的第一薄金属板层102a和树脂层102b的侧边被弯曲以形成肋，因此不仅可非常容易地执行弯曲操作，而且即使负载梁较薄也可获得足够大的抗弯刚度。具体地，依照本实施例，由于无需使得负载梁的每层加厚，因此悬架的总重量将不会增加，并且可将制造成本保持在较低水平。
如从表2中可看出的，由于其主要弯曲模式接近于2000Hz，因此图10a和图10b的该实施例的结构具有足够的抗弯刚度。
本实施例中的负载梁的多层板元件是由第一薄金属板层、树脂层以及第二薄金属板层构成的三层结构。然而，在变体中，多层板元件可为由第一薄金属板层、用具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第二薄金属板层、以及用具有不同于第二薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第三薄金属板层构成的三层结构。用具有不同于不锈钢薄板的弹性系数的金属材料制成的薄金属板可为例如铝薄板或钛薄板。
在另一个变体中，多层板元件可为由第一薄金属板层、第一树脂层、第二薄金属板层以及第二树脂层构成的四层结构，或由第一薄金属板层、用具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第二薄金属板层、用具有不同于第二薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第三薄金属板层、以及用具有不同于第三薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第四薄金属板层构成的四层结构。
在另一个变体中，多层板元件可为包含第一薄金属板层、第一树脂层、第二薄金属板层、第二树脂层以及第三薄金属板层的五层或更多层结构，或包含第一薄金属板层、用具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第二薄金属板层、用具有不同于第二薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第三薄金属板层、用具有不同于第三薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第四薄金属板层、以及用具有不同于第四薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第五薄金属板层的五层或更多层结构。
图11a示意性地示出了还用作本发明所涉及的另一个实施例中的悬架的底板的负载梁的整个结构；图11b示意性地示出了图11a中所示的负载梁的整个结构；以及图11c示意性地示出了图11a中所示的负载梁的顶端部分的一部分。
在本实施例中，负载梁也不具有用于产生用以朝向磁盘表面压制磁头滑动器的力的负载产生区域，并且负载梁的整个部分都具有高刚度。在本实施例中，施加于磁头滑动器的负载力将由除负载梁以外的某种负载产生装置产生。
本实施例中的负载梁112是通过使多层板元件成形并且通过在多层板元件上层压加强元件而获得的。如图11a、11b和11c中清楚示出的，该多层板元件是通过沿从上到下的顺序层压第一薄金属板层112a(例如具有约51μm厚度的不锈钢板)、树脂层112b(例如具有约75μm厚度的聚酰亚胺树脂板)、以及第二薄金属板层112c(例如具有约51μm厚度的不锈钢板)而制成的。加强元件具有基底部分和从基底部分处沿多层板元件的相应侧边延伸的条型臂部分。这些臂部分只是被层压在作为表面层(沿层压方向的上部或顶部表面层或下部或底部表面层)的第一薄金属板层112a的两个侧边部分上。本实施例中的加强元件是多层板元件，所述多层板元件具有沿从上到下的顺序层压的薄金属板层112f(例如具有约51μm厚度的不锈钢板)和树脂层112g(例如具有约75μm厚度的聚酰亚胺树脂板)。
基本沿整个区域在侧边部分处形成加强层112f和112g。
通过将板112a、112b、112c、112f和112g粘接在一起形成具有所述结构的负载梁，所述板112a、112b、112c、112f和112g已如此预先成形，即，使得板112a、112b和112c具有必需的外部形状以及使得加强板112f和112g的臂部分沿板112a、112b和112c的侧边延伸。或者，可通过将具有相同形状的板112a、112b、112c、112f和112g粘接在一起而形成所述负载梁，然后例如通过成形或通过蚀刻所述粘接的板以使得板112a、112b和112c具有必需的外部形状以及使得加强板112f和112g的臂部分沿板112a、112b和112c的侧边延伸。
由于加强元件112f和112g被层压在两个侧边部分上，因此，不仅可省却弯曲操作，而且即使负载梁较薄也可获得足够大的弯曲刚度。具体地，依照本实施例，由于无需使得负载梁的每层加厚，因此悬架的总重量将不会增加，并且可将制造成本保持在较低水平。
另外，通过模拟而分析图11a、11b以及11c中所示的实施例的结构的弯曲刚度。在表3中示出了该模拟的结果。
表3 主要弯曲模式 主要扭转模式 次要弯曲模式图11a、11b以及11c的结构 1933.8Hz 9182.2Hz 9704.3Hz 如表3中所示的，由于其主要弯曲模式接近于2000Hz，因此其中加强元件112f和112g被层压在负载梁的两个侧边部分上的图11a、11b以及11c的结构具有足够刚度。
本实施例中的负载梁的多层板元件是由第一薄金属板层、树脂层以及第二薄金属板层构成的三层结构。然而，在变体中，多层板元件可为由第一薄金属板层、用具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第二薄金属板层、以及用具有不同于第二薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第三薄金属板层构成的三层结构。用具有不同于不锈钢薄板的弹性系数的金属材料制成的薄金属板可为例如铝薄板或钛薄板。
在另一个变体中，多层板元件可为由第一薄金属板层、第一树脂层、第二薄金属板层以及第二树脂层构成的四层结构，或由第一薄金属板层、用具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第二薄金属板层、用具有不同于第二薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第三薄金属板层、以及用具有不同于第三薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第四薄金属板层构成的四层结构。
在另一个变体中，多层板元件可为包含第一薄金属板层、第一树脂层、第二薄金属板层、第二树脂层以及第三薄金属板层的五层或更多层结构，或包含第一薄金属板层、用具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第二薄金属板层、用具有不同于第二薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第三薄金属板层、用具有不同于第三薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第四薄金属板层、以及用具有不同于第四薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第五薄金属板层的五层或更多层结构。
本实施例中的加强元件是由薄金属板层和树脂层构成的双层结构。然而，在变体中，加强元件可为由第一薄金属板层和用具有不同于第一薄金属板层的弹性系数的金属材料制成的第二薄金属板层构成的双层结构。用具有不同于不锈钢薄板的弹性系数的金属材料制成的薄金属板可为例如铝薄板或钛薄板。在另一个变体中，加强元件可为三层或多层结构。另外，可通过一个薄金属板层或一个树脂层的单层结构形成加强元件。
本发明所涉及的HGA的悬架的结构和形状不局限于前述结构和形状，而是可采用各种变体。
在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下本发明可具有非常广泛的不同实施例。应该理解的是，除如权利要求中所限定的以外，本发明不局限于说明书中所描述的特定实施例。
权利要求
1.一种悬架，包括由层压在一起的至少三层构成的多层板元件，所述至少三层的邻接层的弹性系数互不相同，只是刚度要求区域内的多层板元件的层的一部分的两个侧边被弯曲以形成肋。
2.依照权利要求1中所述的悬架，其特征在于，只是刚度要求区域内的所述多层板元件的表面层的两个侧边被弯曲以形成肋。
3.依照权利要求1中所述的悬架，其特征在于，只是刚度要求区域内的多层板元件的表面层以及其邻接层的侧边被弯曲以形成肋。
4.依照权利要求1中所述的悬架，其特征在于，所述多层板元件的至少一层具有不同于所述多层板元件的其他层的形状的平面形状。
5.依照权利要求1中所述的悬架，其特征在于，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在所述第一薄金属板层上的树脂层、以及层压在所述树脂层上的第二薄金属板层。
6.依照权利要求1中所述的悬架，其特征在于，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在所述第一薄金属板层上并且具有不同于所述第一薄金属板层的弹性系数的第二薄金属板层、以及层压在所述第二薄金属板层上并且具有不同于所述第二薄金属板层的弹性系数的第三薄金属板层。
7.依照权利要求1中所述的悬架，其特征在于，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在所述第一薄金属板层上的第一树脂层、层压在所述第一树脂层上的第二薄金属板层、层压在所述第二薄金属板层上的第二树脂层、以及层压在所述第二树脂层上的第三薄金属板层。
8.依照权利要求1中所述的悬架，其特征在于，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在所述第一薄金属板层上并且具有不同所述第一薄金属板层的弹性系数的第二薄金属板层、层压在所述第二薄金属板层上并且具有不同于所述第二薄金属板层的弹性系数的第三薄金属板层、层压在所述第三薄金属板层上并且具有不同于所述第三薄金属板层的弹性系数的第四薄金属板层、以及层压在所述第四薄金属板层上并且具有不同于所述第四薄金属板层的弹性系数的第五薄金属板层。
9.一种悬架，包括
由层压在一起的至少三层构成的多层板元件，所述至少三层的邻接层的弹性系数互不相同；以及
只被层压在刚度要求区域内的多层板元件的表面层的两个侧边部分上的加强元件。
10.依照权利要求9中所述的悬架，其特征在于，所述加强元件包括薄金属层或树脂层的单层结构。
11.依照权利要求9中所述的悬架，其特征在于，所述加强元件包括具有薄金属层和层压在所述薄金属层上的树脂层的多层板元件。
12.依照权利要求9中所述的悬架，其特征在于，所述加强元件包括具有第一薄金属板层、层压在所述第一薄金属板层上并且具有不同于所述第一薄金属板层的弹性系数的第二薄金属板层的多层板元件。
13.依照权利要求9中所述的悬架，其特征在于，所述多层板元件的至少一层具有不同于多层板元件的其他层的形状的平面形状。
14.依照权利要求9中所述的悬架，其特征在于，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在所述第一薄金属板层上的树脂层、以及层压在所述树脂层上的第二薄金属板层。
15.依照权利要求9中所述的悬架，其特征在于，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在所述第一薄金属板层上并且具有不同于所述第一薄金属板层的弹性系数的第二薄金属板层、以及层压在所述第二薄金属板层上并且具有不同于所述第二薄金属板层的弹性系数的第三薄金属板层。
16.依照权利要求9中所述的悬架，其特征在于，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在所述第一薄金属板层上的第一树脂层、层压在所述第一树脂层上的第二薄金属板层、层压在所述第二薄金属板层上的第二树脂层、以及层压在所述第二树脂层上的第三薄金属板层。
17.依照权利要求9中所述的悬架，其特征在于，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在所述第一薄金属板层上并且具有不同于所述第一薄金属板层的弹性系数的第二薄金属板层、层压在所述第二薄金属板层上并且具有不同于所述第二薄金属板层的弹性系数的第三薄金属板层、层压在所述第三薄金属板层上并且具有不同于所述第三薄金属板层的弹性系数的第四薄金属板层、以及层压在所述第四薄金属板层上并且具有不同于所述第四薄金属板层的弹性系数的第五薄金属板层。
18.一种头万向架组件，包括
一种悬架，其包括由层压在一起的至少三层构成的多层板元件，所述至少三层的邻接层的弹性系数互不相同，只是刚度要求区域内的多层板元件的层的一部分的两个侧边被弯曲以形成肋；以及
具有至少一个头元件的磁头滑动器，所述磁头滑动器被安装在所述悬架上。
19.依照权利要求18中所述的头万向架组件，其特征在于，只是刚度要求区域内的所述多层板元件的表面层的两个侧边被弯曲以形成肋。
20.依照权利要求18中所述的头万向架组件，其特征在于，只是刚度要求区域内的多层板元件的表面层以及其邻接层的侧边被弯曲以形成肋。
21.依照权利要求18中所述的头万向架组件，其特征在于，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在所述第一薄金属板层上的树脂层、以及层压在所述树脂层上的第二薄金属板层。
22.一种头万向架组件，包括
一种悬架，其包括由层压在一起的至少三层构成的多层板元件，所述至少三层的邻接层的弹性系数互不相同，和只被层压在刚度要求区域内的多层板元件的表面层的两个侧边部分上的加强元件；以及
具有至少一个头元件的磁头滑动器，所述磁头滑动器被安装在所述悬架上。
23.依照权利要求22中所述的头万向架组件，其特征在于，所述加强元件包括薄金属层或树脂层的单层结构。
24.依照权利要求22中所述的头万向架组件，其特征在于，所述加强元件包括具有薄金属层和层压在所述薄金属层上的树脂层的多层板元件。
25.依照权利要求22中所述的头万向架组件，其特征在于，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在所述第一薄金属板层上的树脂层、以及层压在所述树脂层上的第二薄金属板层。
26.一种具有至少一个头万向架组件的磁盘驱动设备，包括
一种悬架，其包括由层压在一起的至少三层构成的多层板元件，所述至少三层的邻接层的弹性系数互不相同，只是刚度要求区域内的多层板元件的层的一部分的两个侧边被弯曲以形成肋；以及
具有至少一个头元件的磁头滑动器，所述磁头滑动器被安装在所述悬架上。
27.依照权利要求26中所述的磁盘驱动设备，其特征在于，只是刚度要求区域内的所述多层板元件的表面层的两个侧边被弯曲以形成肋。
28.依照权利要求26中所述的磁盘驱动设备，其特征在于，只是刚度要求区域内的所述多层板元件的表面层以及其邻接层的侧边被弯曲以形成肋。
29.依照权利要求26中所述的磁盘驱动设备，其特征在于，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在所述第一薄金属板层上的树脂层、以及层压在所述树脂层上的第二薄金属板层。
30.一种具有至少一个头万向架组件的磁盘驱动设备，包括
一种悬架，其包括由层压在一起的至少三层构成的多层板元件，所述至少三层的邻接层的弹性系数互不相同，和只被层压在刚度要求区域内的多层板元件的表面层的两个侧边部分上的加强元件；以及
具有至少一个头元件的磁头滑动器，所述磁头滑动器被安装在所述悬架上。
31.依照权利要求30中所述的磁盘驱动设备，其特征在于，所述加强元件包括薄金属层或树脂层的单层结构。
32.依照权利要求30中所述的磁盘驱动设备，其特征在于，所述加强元件包括具有薄金属层和层压在所述薄金属层上的树脂层的多层板元件。
33.依照权利要求30中所述的磁盘驱动设备，其特征在于，所述多层板元件包括第一薄金属板层、层压在所述第一薄金属板层上的树脂层、以及层压在所述树脂层上的第二薄金属板层。
全文摘要
本发明涉及一种悬架，其包括由层压在一起的至少三层构成的多层板元件。所述至少三层的邻接层的弹性系数互不相同。只是刚度要求区域内的多层板元件的层的一部分的两个侧边被弯曲以形成肋。
文档编号G11B21/21GK1577504SQ20041004324
公开日2005年2月9日 申请日期2004年5月14日 优先权日2003年5月15日
发明者和田健, 本田隆 申请人:Tdk株式会社
文档序号 :
【 6762812 】
技术研发人员：和田健,本田隆
技术所有人：TDK株式会社
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
技术研发人员：和田健,本田隆
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