磁头悬架
阅读：819发布：2020-05-11
专利汇可以提供磁头悬架专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于 硬盘 驱动器 的磁头悬架，其同时改善磁头悬架所需的T1 风 阻和冲击特性。磁头悬架包括连接到硬盘驱动器的 支架 上并绕 主轴 转动的 基座 。负载梁包括刚性部件和与刚性部件分离的弹性部件以在磁头上施加 载荷 ，磁头安装于负载梁的前端以向安装于硬盘驱动器中的磁盘写入数据并从其读取数据。刚性部件的基端连接到由基座 支撑 的弹性部件上。挠曲件具有连接到磁头上的读/写布线图，挠曲件支撑磁头并被连接到负载梁上。接合部设置在刚性部件上以连接弹性部件。突出部形成于每个侧边缘。每个增强部件皆在刚性部件和每个突出部之间延伸并将其连接。，下面是磁头悬架专利的具体信息内容。
1.一种用于硬盘驱动器的磁头悬架，包括：
基座，其连接到硬盘驱动器的支架上并绕主轴转动；
负载梁，其包括刚性部件和与刚性部件分离的弹性部件以在磁头上施加 载荷，磁头安装于负载梁的前端以向安装于硬盘驱动器中的磁盘写入数据并 从其读取数据，刚性部件的基端连接到由基座支撑的弹性部件上；
挠曲件，其具有连接到磁头上的读/写布线图，挠曲件支撑磁头并被连接 到负载梁上；
接合部，其被设置在刚性部件上以连接弹性部件；
突出部，其形成在每个侧边缘上；
增强部件，其每个皆在刚性部件和每个突出部之间延伸并将其连接。
2.根据权利要求1所述的磁头悬架，其中：
弹性部件由与刚性部件分离的弹性构件形成；且
增强部件设置在弹性构件上。
3.根据权利要求2所述的磁头悬架，其中：
弹性构件设有向刚性部件的前端延伸的延伸部；
增强部件设置在延伸部的两侧上。
4.根据权利要求3所述的磁头悬架，其中：
延伸部的长度被设定为刚性部件长度的1/4到1/2范围内。
5.根据权利要求1所述的磁头悬架，其中：
弹性部件由挠曲件的一部分来形成；且
增强部件设置在挠曲件上。
6.根据权利要求1所述的磁头悬架，其中：
增强部件形成为翼形，其宽度从刚性部件侧向接合部侧逐渐增加。
7.根据权利要求2所述的磁头悬架，其中：
增强部件形成为翼形，其宽度从刚性部件侧向接合部侧逐渐增加。
8.根据权利要求3所述的磁头悬架，其中：
增强部件形成为翼形，其宽度从刚性部件侧向接合部侧逐渐增加。
9.根据权利要求4所述的磁头悬架，其中：
增强部件形成为翼形，其宽度从刚性部件侧向接合部侧逐渐增加。
10.根据权利要求5所述的磁头悬架，其中：
增强部件形成为翼形，其宽度从刚性部件侧向接合部侧逐渐增加。
11.根据权利要求1所述的磁头悬架，进一步包括：
轨，其沿刚性部件的两侧边缘从刚性部件的前端延伸到刚好位于接合部 前的一部分。
12.根据权利要求2所述的磁头悬架，进一步包括：
轨，其沿刚性部件的两侧边缘从刚性部件的前端延伸到刚好位于接合部 前的一部分。
13.根据权利要求3所述的磁头悬架，进一步包括：
轨，其沿刚性部件的两侧边缘从刚性部件的前端延伸到刚好位于接合部 前的一部分。
14.根据权利要求4所述的磁头悬架，进一步包括：
轨，其沿刚性部件的两侧边缘从刚性部件的前端延伸到刚好位于接合部 前的一部分。
15.根据权利要求5所述的磁头悬架，进一步包括：
轨，其沿刚性部件的两侧边缘从刚性部件的前端延伸到刚好位于接合部 前的一部分。
16.根据权利要求6所述的磁头悬架，进一步包括：
轨，其沿刚性部件的两侧边缘从刚性部件的前端延伸到刚好位于接合部 前的一部分。
17.根据权利要求7所述的磁头悬架，进一步包括：
轨，其沿刚性部件的两侧边缘从刚性部件的前端延伸到刚好位于接合部 前的一部分。
18.根据权利要求8所述的磁头悬架，进一步包括：
轨，其沿刚性部件的两侧边缘从刚性部件的前端延伸到刚好位于接合部 前的一部分。
19.根据权利要求9所述的磁头悬架，进一步包括：
轨，其沿刚性部件的两侧边缘从刚性部件的前端延伸到刚好位于接合部 前的一部分。
20.根据权利要求10所述的磁头悬架，进一步包括：
轨，其沿刚性部件的两侧边缘从刚性部件的前端延伸到刚好位于接合部 前的一部分。
技术领域
本发明涉及用于集成到信息或数据处理设备例如计算机中的硬盘驱动器 上的磁头悬架。
背景技术
例如，图37表示现有磁头悬架。图37是表示集成到硬盘驱动器中的现 有磁头悬架101的俯视图。磁头悬架101包括基座103、负载梁105以及挠 曲件107。负载梁105包括刚性部件109和弹性部件111。轨113通过使侧边 缘从刚性部件109处升高而在刚性部件109的纵向上沿侧边缘形成。
图38是部分地表示安装有磁头悬架101的硬盘驱动器的实例的部分剖 视图。如图38所示，硬盘驱动器具有包括臂117的支架115。每个磁头悬架 101经基座103通过模锻等连接到支架115的臂117上。
支架115通过位置控制电机119音圈电机等来绕主轴121转动。通过使 支架115绕主轴121转动，磁头悬架101的磁头123在安装于硬盘驱动器中 的磁盘125上移动到目标轨径。
当磁盘125以高速旋转时，磁头123克服由磁头悬架101作用于磁头123 上载荷的克载荷而从磁盘125表面稍浮起。
近年来，硬盘驱动器的应用逐渐扩展到用于移动机械或手提式(便携式) 电话的小型个人计算机，从而使硬盘驱动器在多种严格条件下使用。对输入 到或施加于硬盘驱动器上的冲击的测量重要性逐渐增加。
磁头悬架具有当作用有或施加有冲击时决定滑动头从硬盘表面的抬起 的冲击特性。磁头悬架的冲击特性取决于负载梁的重量。
例如，第一磁头悬架具有厚度(t)为51μm、长度(1L)为7mm的负载 梁，且由负载梁施加于磁头上的克载荷为2.5gf，第二磁头悬架具有厚度(t) 为30μm、长度(1L)为5.5mm的负载梁，且克载荷为2.5gf。如果向磁头悬 架施加持续1毫秒(msec)(半波长中的1msec)的冲击，则第一磁头悬架的 滑动头以628G的加速度抬起且第二磁头悬架以1103G的加速度抬起。
从这些实例可知，为了提高磁头悬架的冲击特性，磁头悬架的负载梁必 须薄且短，还必须具有大的克载荷。
因此，在磁头悬架中采取措施例如减小负载梁厚度以使冲击特性需要提 高的硬盘驱动器、例如2.5英寸硬盘驱动器小型化。
然而，具有薄负载梁的磁头悬架因作为外部影响的空气扰动而以第一扭 转频率(也就是第一扭转模式中的共振频率)摇动或颤动。磁头悬架以第一 扭转模式的摇动或颤动在后面被称为“T1风阻”且第一扭转频率在后面被称 为“T1频率”。“T1风阻”也可指磁头悬架的摇动或颤动的特性。T1风阻致 使磁头悬架相对于轨道的位置精度的提高存在限制。
另一方面，每英寸的轨道数量因硬盘的记录密度的增加而趋向于逐渐增 加。结果，轨道间距变窄且磁头相对于轨道的位置偏差的可允许范围进一步 变窄。因此，需要进一步提高磁头悬架的位置精度。磁头的位置偏差在后面 被称为“偏离轨道”。
这样，冲击特性和TI风阻的提高就与偏离轨道有关，但是同时追求两者 的提高是硬盘驱动器小型化的一个因素。
目前，磁头的偏离轨道通过用控制系统抑制频率来控制。然而，控制系 统仅将频率抑制到约0.8到1.3kHz的范围内。因此，空气扰动所产生的范围 之外的频率不能可靠地抑制。控制系统的特性几乎取决于磁头悬架的支架的 主要扭转模式。主要扭转模式中的共振频率在3.5英寸硬盘驱动器中为约 5kHz且在2.5英寸硬盘驱动器中为约6kHz。因此，当磁头悬架具有比主要 扭转模式中的共振频率低的T1频率和摇动频率时，控制系统的可靠性可受 到不利的影响。
磁头悬架的第一弯曲模式中的共振频率可影响与支架等的主要模式相 关的控制系统的稳定性。第一弯曲模式中的共振频率在后面被称为“B1频 率”。再有，当B1频率低时，冲击特性也下降。上述现有技术的详细内容公 开于日本未审查专利申请出版物No.09-282624和美国专利No.6765759B2 中。
图38是部分地表示安装有磁头悬架101的硬盘驱动器的实例的部分剖 视图。如图38所示，硬盘驱动器具有包括臂117的支架115。每个磁头悬架 101经基座103通过模锻等连接到支架115的臂117上。
支架115通过位置控制电机119音圈电机等来绕主轴121转动。通过使 支架115绕主轴121转动，磁头悬架101的磁头123在安装于硬盘驱动器中 的磁盘125上移动到目标轨径。
当磁盘125以高速旋转时，磁头123克服由磁头悬架101作用于磁头123 上载荷的克载荷而从磁盘125表面稍浮起。
近年来，硬盘驱动器的应用逐渐扩展到用于移动机械或手提式(便携式) 电话的小型个人计算机，从而使硬盘驱动器在多种严格条件下使用。对输入 到或施加于硬盘驱动器上的冲击的测量重要性逐渐增加。
磁头悬架具有当作用有或施加有冲击时决定滑动头从硬盘表面的抬起 的冲击特性。磁头悬架的冲击特性取决于负载梁的重量。
例如，第一磁头悬架具有厚度(t)为51μm、长度(1L)为7mm的负载 梁，且由负载梁施加于磁头上的克载荷为2.5gf，第二磁头悬架具有厚度(t) 为30μm、长度(1L)为5.5mm的负载梁，且克载荷为2.5gf。如果向磁头悬 架施加持续1毫秒(msec)(半波长中的1msec)的冲击，则第一磁头悬架的 滑动头以628G的加速度抬起且第二磁头悬架以1103G的加速度抬起。
从这些实例可知，为了提高磁头悬架的冲击特性，磁头悬架的负载梁必 须薄且短，还必须具有大的克载荷。
因此，在磁头悬架中采取措施例如减小负载梁厚度以使冲击特性需要提 高的硬盘驱动器、例如2.5英寸硬盘驱动器小型化。
然而，具有薄负载梁的磁头悬架因作为外部影响的空气扰动而以第一扭 转频率(也就是第一扭转模式中的共振频率)摇动或颤动。磁头悬架以第一 扭转模式的摇动或颤动在后面被称为“T1风阻”且第一扭转频率在后面被称 为“T1频率”。“T1风阻”也可指磁头悬架的摇动或颤动的特性。T1风阻致 使磁头悬架相对于轨道的位置精度的提高存在限制。
另一方面，每英寸的轨道数量因硬盘的记录密度的增加而趋向于逐渐增 加。结果，轨道间距变窄且磁头相对于轨道的位置偏差的可允许范围进一步 变窄。因此，需要进一步提高磁头悬架的位置精度。磁头的位置偏差在后面 被称为“偏离轨道”。
这样，冲击特性和TI风阻的提高就与偏离轨道有关，但是同时追求两者 的提高是硬盘驱动器小型化的一个因素。
目前，磁头的偏离轨道通过用控制系统抑制频率来控制。然而，控制系 统仅将频率抑制到约0.8到1.3kHz的范围内。因此，空气扰动所产生的范围 之外的频率不能可靠地抑制。控制系统的特性几乎取决于磁头悬架的支架的 主要扭转模式。主要扭转模式中的共振频率在3.5英寸硬盘驱动器中为约 5kHz且在2.5英寸硬盘驱动器中为约6kHz。因此，当磁头悬架具有比主要 扭转模式中的共振频率低的T1频率和摇动频率时，控制系统的可靠性可受 到不利的影响。
磁头悬架的第一弯曲模式中的共振频率可影响与支架等的主要模式相 关的控制系统的稳定性。第一弯曲模式中的共振频率在后面被称为“B1频 率”。再有，当B1频率低时，冲击特性也下降。上述现有技术的详细内容公 开于日本未审查专利申请出版物No.09-282624和美国专利No.6765759B2 中。
发明内容
本发明的目的是提供磁头悬架，其可通过提高T1频率和摇动频率来同 时改善冲击特性和T1风阻。
为实现目的，本发明的最大特征在于：增强部件在刚性部件所提供的接 合部的每个侧边缘上形成的突出部和刚性部件之间延伸。
本发明的一个方面提供具有负载梁的磁头悬架，负载梁包括刚性部件和 与刚性部件分离的弹性部件。刚性部件具有主体和连接到弹性部件上的接合 部。接合部在每个侧边缘具有突出部。在每个突出部与刚性部件之间延伸有 增强部件以连接突出部和刚性部件。
根据本发明的该方面，磁头悬架允许减小刚性部件的重量以改善冲击特 性。同时，磁头悬架可增加负载梁在摇动方向上的刚度以增加T1频率和摇 动频率，从而改善T1摇动。
附图说明
图1是表示根据本发明第一实施例的磁头悬架在背对磁盘侧的透视图。
图2是表示图1中磁头悬架在磁盘侧的透视图。
图3是表示测量T1风阻的方法的示意性透视图。
图4是表示磁头悬架的偏离轨道和频率之间关系的曲线图。
图5是表示磁头悬架的偏离轨道和磁盘的转速之间关系的曲线图。
图6是表示在具有不同Z高度的磁头悬架中由顶部磁盘或一个磁盘上的 T1风阻所产生的负载梁的动态T1角度(DTA)或T1振幅与其滑动头T1位 移或T1颤动位移之间关系的曲线图。
图7是表示在具有不同Z高度的磁头悬架中由两个磁盘之间的T1风阻 所产生的负载梁的动态T1角度(DTA)或T1振幅与其滑动头T1位移或T1 颤动位移之间关系的曲线图。
图8是表示负载梁形状函数的曲线图。
图9是表示负载梁扭转刚度的曲线图。
图10是表示因具有一个静态扭转角度(STA)的磁头悬架的T1风阻所 产生的负载梁的动态T1角度(DTA)或T1振幅或其滑动头T1位移或T1 颤动位移以及Z高度之间关系的曲线图。
图11是表示因具有另一个静态扭转角度(STA)的磁头悬架的T1风阻 所产生的负载梁的动态T1角度(DTA)或T1振幅或其滑动头T1位移或T1 颤动位移以及Z高度之间关系的曲线图。
图12是表示因具有又一个静态扭转角度(STA)的磁头悬架的T1风阻 所产生的负载梁的动态T1角度(DTA)或T1振幅或其滑动头T1位移或T1 颤动位移以及Z高度之间关系的曲线图。
图13是表示因具有再一个静态扭转角度(STA)的磁头悬架的T1风阻 所产生的负载梁的动态T1角度(DTA)或T1振幅或其滑动头T1位移或T1 颤动位移以及Z高度之间关系的曲线图。
图14是表示计算的STA和测量的DTA之间关系的曲线图。
图15是表示计算的STA和T1风阻ZH灵敏度之间关系的曲线图。
图16是表示测量的DTA和T1风阻ZH灵敏度之间关系的曲线图。
图17是表示从考虑多个磁头悬架的值来描绘的测量的DTA和T1风阻 ZH灵敏度之间关系的曲线图。
图18是表示T1频率和测量的DTA之间关系的曲线图。
图19是表示T1频率和T1风阻ZH灵敏度之间关系的曲线图。
图20是表示从考虑多个磁头悬架的值来描绘的T1频率和测量的DTA 之间关系的曲线图。
图21是表示从考虑多个磁头悬架的值来描绘的T1频率和T1风阻ZH 灵敏度之间关系的曲线图。
图22是表示T1频率和STA之间关系的曲线图。
图23是表示从考虑多个磁头悬架的值来描绘的T1频率和测量的DTA 之间关系的曲线图。
图24是表示根据具有薄且窄的刚性部件和增强部件的本发明第一实施 例的磁头悬架实例1的俯视图。
图25是表示具有薄的刚性部件且没有增强部件的磁头悬架比较例1的 俯视图。
图26是表示具有宽的刚性部件的磁头悬架比较例2的俯视图。
图27是表示图24中磁头悬架实例的频率和增益之间关系的曲线图。
图28是表示图25中磁头悬架比较例1的频率和增益之间关系的曲线图。
图29是表示图26中磁头悬架比较例2的频率和增益之间关系的曲线图。
图30是表示根据图24中实例、图25中比较例1和图26中比较例2中 的磁头悬架所得到的B1频率、T1频率、摇动频率、摇动刚度和G抬起之间 关系的表。
图31是用从根据具有不同厚度的第一实施例的磁头悬架得到的值来描 绘的曲线图。
图32是基于图31中曲线图的表。
图33是表示根据本发明第二实施例的磁头悬架在背对磁盘侧的透视图。
图34是表示图33中磁头悬架在磁盘侧的透视图。
图35是表示根据本发明第三实施例的磁头悬架在背对磁盘侧的透视图。
图36是表示图35中磁头悬架在磁盘侧的透视图。
图37是根据现有技术的磁头悬架的俯视图。
图38是部分地表示安装有图37中磁头悬架的硬盘驱动器的实例的部分 剖视图。
为实现目的，本发明的最大特征在于：增强部件在刚性部件所提供的接 合部的每个侧边缘上形成的突出部和刚性部件之间延伸。
本发明的一个方面提供具有负载梁的磁头悬架，负载梁包括刚性部件和 与刚性部件分离的弹性部件。刚性部件具有主体和连接到弹性部件上的接合 部。接合部在每个侧边缘具有突出部。在每个突出部与刚性部件之间延伸有 增强部件以连接突出部和刚性部件。
根据本发明的该方面，磁头悬架允许减小刚性部件的重量以改善冲击特 性。同时，磁头悬架可增加负载梁在摇动方向上的刚度以增加T1频率和摇 动频率，从而改善T1摇动。
附图说明
图1是表示根据本发明第一实施例的磁头悬架在背对磁盘侧的透视图。
图2是表示图1中磁头悬架在磁盘侧的透视图。
图3是表示测量T1风阻的方法的示意性透视图。
图4是表示磁头悬架的偏离轨道和频率之间关系的曲线图。
图5是表示磁头悬架的偏离轨道和磁盘的转速之间关系的曲线图。
图6是表示在具有不同Z高度的磁头悬架中由顶部磁盘或一个磁盘上的 T1风阻所产生的负载梁的动态T1角度(DTA)或T1振幅与其滑动头T1位 移或T1颤动位移之间关系的曲线图。
图7是表示在具有不同Z高度的磁头悬架中由两个磁盘之间的T1风阻 所产生的负载梁的动态T1角度(DTA)或T1振幅与其滑动头T1位移或T1 颤动位移之间关系的曲线图。
图8是表示负载梁形状函数的曲线图。
图9是表示负载梁扭转刚度的曲线图。
图10是表示因具有一个静态扭转角度(STA)的磁头悬架的T1风阻所 产生的负载梁的动态T1角度(DTA)或T1振幅或其滑动头T1位移或T1 颤动位移以及Z高度之间关系的曲线图。
图11是表示因具有另一个静态扭转角度(STA)的磁头悬架的T1风阻 所产生的负载梁的动态T1角度(DTA)或T1振幅或其滑动头T1位移或T1 颤动位移以及Z高度之间关系的曲线图。
图12是表示因具有又一个静态扭转角度(STA)的磁头悬架的T1风阻 所产生的负载梁的动态T1角度(DTA)或T1振幅或其滑动头T1位移或T1 颤动位移以及Z高度之间关系的曲线图。
图13是表示因具有再一个静态扭转角度(STA)的磁头悬架的T1风阻 所产生的负载梁的动态T1角度(DTA)或T1振幅或其滑动头T1位移或T1 颤动位移以及Z高度之间关系的曲线图。
图14是表示计算的STA和测量的DTA之间关系的曲线图。
图15是表示计算的STA和T1风阻ZH灵敏度之间关系的曲线图。
图16是表示测量的DTA和T1风阻ZH灵敏度之间关系的曲线图。
图17是表示从考虑多个磁头悬架的值来描绘的测量的DTA和T1风阻 ZH灵敏度之间关系的曲线图。
图18是表示T1频率和测量的DTA之间关系的曲线图。
图19是表示T1频率和T1风阻ZH灵敏度之间关系的曲线图。
图20是表示从考虑多个磁头悬架的值来描绘的T1频率和测量的DTA 之间关系的曲线图。
图21是表示从考虑多个磁头悬架的值来描绘的T1频率和T1风阻ZH 灵敏度之间关系的曲线图。
图22是表示T1频率和STA之间关系的曲线图。
图23是表示从考虑多个磁头悬架的值来描绘的T1频率和测量的DTA 之间关系的曲线图。
图24是表示根据具有薄且窄的刚性部件和增强部件的本发明第一实施 例的磁头悬架实例1的俯视图。
图25是表示具有薄的刚性部件且没有增强部件的磁头悬架比较例1的 俯视图。
图26是表示具有宽的刚性部件的磁头悬架比较例2的俯视图。
图27是表示图24中磁头悬架实例的频率和增益之间关系的曲线图。
图28是表示图25中磁头悬架比较例1的频率和增益之间关系的曲线图。
图29是表示图26中磁头悬架比较例2的频率和增益之间关系的曲线图。
图30是表示根据图24中实例、图25中比较例1和图26中比较例2中 的磁头悬架所得到的B1频率、T1频率、摇动频率、摇动刚度和G抬起之间 关系的表。
图31是用从根据具有不同厚度的第一实施例的磁头悬架得到的值来描 绘的曲线图。
图32是基于图31中曲线图的表。
图33是表示根据本发明第二实施例的磁头悬架在背对磁盘侧的透视图。
图34是表示图33中磁头悬架在磁盘侧的透视图。
图35是表示根据本发明第三实施例的磁头悬架在背对磁盘侧的透视图。
图36是表示图35中磁头悬架在磁盘侧的透视图。
图37是根据现有技术的磁头悬架的俯视图。
图38是部分地表示安装有图37中磁头悬架的硬盘驱动器的实例的部分 剖视图。
具体实施方式
将在下面详细说明根据本发明实施例的磁头悬架。各实施例在接合部的 每个突出部和刚性部件之间用增强部件连接突出部和刚性部件以提供一区域 从而实现同时改善T1风阻和冲击特性。
第一实施例
图1是表示根据本发明第一实施例的磁头悬架在背对磁盘侧的透视图， 图2是表示图1中磁头悬架在磁盘侧的透视图。在本说明书中，“磁盘”是安 装于硬盘驱动器中的储存介质通过由磁头悬架支撑的磁头来向其上写入数据 并从其上读取数据。背对磁盘侧是磁头悬架1的方向背对磁盘的一侧。另一 方面，磁盘侧是磁头悬架1朝向磁盘的另一侧。
负载梁的冲击特性由冲击的大小来表示，负载梁的滑动头在该冲击作用 下被从磁盘表面抬起。负载梁的滑动头因冲击的作用而被从磁盘表面抬起的 现象被描述为“G抬起”。该“G抬起”也指导致滑动头抬起的冲击大小。
如图1和2所示，磁头悬架1包括负载梁(LB)3、相当于基座的基板 5、挠曲件7。图1和2中所示的磁头悬架1用于例如2.5英寸硬盘驱动器。
负载梁3施加作用到磁头9的载荷的克载荷。磁头9布置于负载梁3的 前端以从磁盘读取数据并向磁盘写入数据。负载梁3包括刚性部件(凸出部 分或梁)11和弹性部件(折页或折页部分)13。
刚性部件11由例如薄不锈钢板制成。刚性部件11通常从前端15延伸到 基端17。刚性部件11具有从基端17向前端15逐渐变窄的主体。刚性部件 的主体具有比弹性部件13窄的整体较窄形状。在第一实施例中，刚性部件 11被设置成前端15的宽度H1为0.4mm且基端17的宽度H2为0.96mm。
刚性部件11在基端17一体形成有接合部19。在接合部19的两侧于负 载梁3的纵向上形成了突出部21和23。突出部21和23在纵向上从刚性部 件11两侧突出。因此，刚性部件11包括整体形成为T形的接合部19。
刚性部件11的接合部19与弹性部件13的第一端重叠以在两个焊点25 处通过激光焊接等固定并支撑于弹性部件上。刚性部件11的基端17附近也 与后述的弹性部件13的延伸部27重叠以在负载梁3的延伸方向(纵向)上 相对地位于前侧的两个焊点和相对地位于后侧的两个焊点的总共四个焊点 29处固定并支撑于延伸部27上。焊点25或29的数量并不限于具体数字， 可以随意选择数量。
刚性部件11具有在纵向上沿其两侧边缘形成的轨31。轨31通过弯曲靠 近刚性部件11主体的临近部分而在刚性部件11的厚度方向上从主体升起。 每个轨31均从前端15延伸到基端17且正好延伸到刚性部件11的接合部19 前并经过布置于延伸部27上的弹性部件13的部分。就是说，轨31在刚性部 件11的几乎全长上延伸。轨31具有与刚性部件11的主体相同的厚度。轨 31的部分或整个区域的厚度可通过部分蚀刻等形成为薄于刚性部件11的主 体的厚度。
刚性部件11在其前端15具有用于施载和卸载的突部33且在前端15附 近具有凹部35。
弹性部件13包括与刚性部件11分离的弹性构件36。弹性构件36由具 有弹性或回弹性的例如薄不锈钢轧制板材制成。弹性构件36在第二端具有向 基板5延伸的分叉的分支37和39。分支37和39在接合部19彼此连续整体 形成。每个分支37和39具有在纵向上保持于侧边缘外部的切割部分41。当 将板状材料切割成多个弹性构件36时，沿切割部分41进行切割。弹性构件 36的分支37和39的每端重叠于基板5一端以在两个焊点43处通过激光焊 接等固定并支撑于基板5上。
弹性构件36在第一端具有延伸部27。延伸部27向刚性部件11的第一 端15延伸，并从布置于接合部19的部分延伸到布置于刚性部件11的基端 17附近的部分。延伸部27的长度在该实施例中约为刚性部件11长度的1/3。 延伸部27的长度可被设定于刚性部件11长度的1/4到1/2的范围内。
弹性部件36分别在延伸部27两侧沿纵向上具有增强部件45和47。每 个增强部件从接合部19的每个突出部延伸到延伸部27的前端49。因此，增 强部件45和47在接合部19的突出部21和23与刚性部件11的基端17附近 之间延伸以连接或桥接突出部21和23和刚性部件11。每个增强部件具有在 负载梁3纵向上从刚性部件11侧逐渐延伸到接合部19侧的翼形。根据第一 实施例，增强部件的翼形是三角形的翼形。翼形可被设定为任意形状例如可 实现增强部件功能的梯形形状。增强部件45和47用作支柱以不增加特别构 件地增强接合部19的突出部21和23与刚性部件11的基端17附近之间的部 分。
基板5包括凸台51以经凸台51通过模锻等连接到由支架支撑的臂上。 因此，基板5可绕支架的主轴转动。基板5可一体化地形成于臂的前端以被 支撑于支架上。
挠曲件7是具有弹性或回弹特性的导电薄板例如薄不锈钢轧制板材 (SST)。挠曲件7在该薄板上形成有绝缘层。在该绝缘层上，形成有读/写布 线图案。挠曲件7从刚性部件11的前端15延伸向基板5。挠曲件7在焊点 53处通过激光焊接等固定于刚性部件11上，其在焊点55处通过类似的激光 焊接固定于弹性构件36上，其还在焊点57处通过类似的激光焊接固定于基 板5上。挠曲件布线图案的一端电连接于在磁头9的滑动头59上被支撑的读 写终端。
下面将说明第一实施例的操作和优点。
根据第一实施例，磁头悬架1连接于以类似方式用于图50所示情况下的 多个磁盘的支架上。磁头悬架1可被连接用于一个磁盘。
当磁盘以高速旋转时，磁头悬架1的磁头9克服克载荷而从磁盘表面稍 浮起。磁头9通过支架的臂的转动而被移动到磁盘上的目标轨道处。
根据第一实施例，磁头悬架1包括刚性部件11和弹性部件13，弹性部 件13包括与刚性部件11分离的弹性构件36。接合部19被设置在刚性部件 11的基端处且被固定及支撑于弹性构件36上。接合部19具有在纵向上从刚 性部件11两侧突出的突出部21和23。增强部件45和47布置于接合部19 的突出部21和23与刚性部件11附近之间以连接或桥接接合部19的突出部 21和23与刚性部件11的基端17附近。因此，在使用窄刚性部件11来提高 G抬起以改善冲击特性的同时，磁头悬架1可增加负载梁3在摇动方向上的 刚度从而提高摇动频率。
轨31在纵向上形成于刚性部件11的两侧边缘上以从刚性部件11的前端 15延伸到正好位于刚性部件11的接合部19前的部分并经过位于延伸部27 上的弹性部件13的部分。就是说，轨31在刚性部件11的几乎整个长度范围 内延伸。当减小刚性部件11的厚度和高度时，该结构可确保刚性部件11的 纵向刚度，从而可得到高T1频率和高B1频率。
因此，可不降低其它特性地改善T1风阻。
根据第一实施例，增强部件45和47形成为从刚性部件11的前端15侧 其宽度逐渐延伸到接合部19的三角形翼。因此，增强部件45和47可用作支 柱并可不增加特别构件地增强位于接合部19的突出部21和23与刚性部件 11的基端17附近之间的刚性部件11的部分。
既然延伸部27被设定为刚性部件11长度的1/4到1/2范围内，那么在 第一实施例中，约1/3，且在刚性部件11由弹性构件36增强的同时能可靠地 实现负载梁3的重量减小。
将参照图3到图32来说明同时追求冲击特性和T1风阻等的基础。
如上所述，在磁头悬架中，当将负载梁制造得较薄以改善冲击特性时， 磁头悬架的待解决的摇动或颤动因空气扰动而产生。
下面将解释作为磁头悬架的摇动或颤动的T1风阻。
图3是表示测量T1风阻的方法的示意性透视图。如图3所示，使用激 光多普勒速度表(图3中的LDV)和快速傅立叶变换(FFT)分析仪来测量 滑动头的轨道方向位移(风阻)和负载梁振幅。在本说明书中，“Z高度”是 指磁头的离安装于硬盘驱动器中的磁头悬架的基座在Z方向上的高度(竖直 方向)。
通常，硬盘驱动器允许轨道间距±5％内的位置误差，且不允许超范围的 位置误差以可靠地读写数据。例如，在将每个皆具有每英寸轨道数100kTPI 的磁盘用于硬盘驱动器的情况下，轨道间距是254nm，位置误差必须抑制到 轨道间距5％内的±12.7nm的范围内。
由控制系统抑制的此类磁头悬架的摇动或颤动被限于0.8到1.3kHz的范 围内，且高频率区域不能被抑制。
然后，磁头悬架在磁盘转速10000rpm时的摇动或颤动是在磁盘转速 5400rpm时的几倍。因此，如何抑制摇动就是待解决问题，这需要改良磁头 悬架自身。
图4是表示因空气扰动而产生的磁头悬架的偏离轨道和频率之间关系的 曲线图，图5是表示磁头悬架的偏离轨道和磁盘的转速之间关系的曲线图。 图5的曲线基于通过在几个不同Z高度测量偏离轨道与磁盘转速的结果。
从图4可知，T1的峰值较大，与其它几个因素相比，其为偏离轨道的主 要因素。
如图5所示，横坐标的磁盘转速变为两倍，例如，从5000rpm到10000rpm 或两倍，偏离轨道变为四倍。因此，当磁盘转速变为二倍时，图4中所示的 空气扰动的影响也变为四倍。
图6和图7每个皆是表示在具有不同Z高度的磁头悬架中由T1风阻所 产生的负载梁的动态T1角度(DTA)或T1振幅与其滑动头T1位移或T1 颤动位移之间关系的曲线图。图6表示用于一个磁盘的磁头悬架的结果，图 7表示布置于两个磁盘之间的磁头悬架的结果。
如图6和图7所示，两个磁盘之间的负载梁的DTA和滑动头的横向位 移变为一个磁盘情况下的略大于五倍以上。因此，两个磁盘间的空气扰动增 加，所以滑动头的偏离轨道对Z高度变化反应敏感。
通常，由于风使刚性体摇动或颤动，所以存在多种风，有代表性的有卡 门涡流和缓冲气流。
卡门涡流是处于特定频率下的漩涡，缓冲气流是具有与风速的平方成比 例的不稳定压力波动的气流。因此，缓冲气流涉及硬盘驱动器的磁头悬架的 摇动或颤动，使得结构以非常高的频率振动。
因此，为克服缓冲气流，需要采取措施以减小整个系统中的风速，且需 要增强磁头悬架以作为结构件从而即使产生压力波动也不出现摇动或颤动。
接着，为增强磁头悬架以作为结构件，检查静态扭转角度(STA)。
图8是表示负载梁形状函数的曲线图，图9是表示负载梁扭转刚度的曲 线图。
在图8中，力矩M(x)作用于负载梁的刚性部件的一个点x上，其由 下式表示：
如图9所示，扭转刚度S(x)可作为x的函数来计算。因此，凹部处的 扭转角θ可根据表达式(1)和S(x)来表示：
假设不稳定流体应力F(t)＝1(N/m2)，则表达式(2)变为下式：
就是说，当总为1的流体应力被用于磁头悬架的突出区域时，STA为取 决于磁头悬架被扭转的角度θ的强度。可算出负载梁的一个区域上的点对于 力矩的扭转刚度。因此，当如表达式(2)般使用除法时，在可获得压力作用 的点时得出扭转角θ。当将全部扭转角相加时，当将从x＝0范围的静态应力 作用于凹部时可得到扭转角θ，从而表达式(3)得到为F(t)＝1(N/m2)， 这就叫做“STA”。当STA较大时，磁头悬架因所施加到其上的风而摇动或 颤动，但当STA较小时，磁头悬架不因所施加到其上的风而摇动或颤动。
图10到图13是表示因具有不同静态扭转角度(STA)的磁头悬架的T1 风阻所产生的负载梁的动态T1角度(DTA)与其滑动头T1位移或T1颤动 位移以及Z高度之间关系的曲线图。
图10所示曲线对应于STA＝14.12×10-5，图11所示曲线对应于STA＝ 9.24×10-5，图12所示曲线对应于STA＝5.81×10-5，图13所示曲线对应于 STA＝2.42×10-5，在图10到图13中，标记▲对应于负载梁的DTA，标记 ●对应于T1颤动位移，就是说，滑动头的偏离轨道灵敏度基于Z高度。灵 敏度由“T1风阻ZH灵敏度”表示。
如图10到图13中所示，负载梁的DTA随着STA的降低而逐渐变小。 因此，T1颤动位移的变化变平坦。
图10到图13表示测量值，图14表示计算的STA和测量的DTA之间关 系的曲线图。
如图14所示，计算的STA和测量的DTA为成比例的关系，表示成比例 关系的直线不经过0。就是说，当使计算的STA变小时，可得到克服T1风 阻的优良的磁头悬架。
图15是表示计算的STA和T1风阻ZH灵敏度之间关系的曲线图，图 16是表示测量的DTA和T1风阻ZH灵敏度之间关系的曲线图，图17是表 示从考虑多个磁头悬架的值来描绘的测量的DTA和T1风阻ZH灵敏度之间 关系的曲线图。
图15到图17表示的事实是测量的DTA和T1风阻ZH灵敏度为成比例 的关系，由此可知，STA较理想的是相对于T1风阻减小。T1风阻ZH灵敏 度在图10到图13中由标记●表示，STA的减小意味着表示T1风阻ZH灵敏 度的虚线变得平坦。
实际上，磁头悬架的移动是动态的，这样，可以认为磁头悬架的摇动或 颤动受惯性影响。在计算STA时，不考虑惯性。因此，实际上需要考虑惯性。 因此，图18到图21表示基于频率的曲线图。
图18是表示T1频率和测量的DTA之间关系的曲线图，图19是表示T1 频率和T1风阻ZH灵敏度之间关系的曲线图，图20是表示从考虑多个磁头 悬架的值来描绘的T1频率和测量的DTA之间关系的曲线图，图21是表示 从考虑多个磁头悬架的值来描绘的T1频率和T1风阻ZH灵敏度之间关系的 曲线图。
从图18到图21可知，测量的DTA和T1风阻ZH灵敏度随着T1频率 的增加而以二次曲线方式变小。
换言之，实际上T1频率高意味着扭转刚度高且惯性小。因此，如上所 述，测量的DTA和T1风阻ZH灵敏度皆以二次曲线方式变小。然而，当考 虑多个磁头悬架来进行测量时，变化如图20和图21所示。特别地，此类变 化在低频区域较显著。
因此，STA、T1频率F和惯性I之间的关系可从其有量纲的公式考虑。
当负载梁的厚度、长度和宽度分别由T、L和W表示时，各自的量纲公 式表示如下：
STA∝W×L2×T3
F∝T/L/W
I∝T×L×W3
图22是表示T1频率和STA维数之间关系的曲线图，其中惯性I被作为 一个参数。在图22中，负载梁的长度L固定为7mm，厚度T从0.02mm变 化到0.1mm。例如，通过固定长度T及厚度T为7mm和0.02mm并利用惯 性作为参数，负载梁的宽度W可计算出来并可计算和描绘出STA和F。
如图22所示，当将STA假设为T1风阻时，其相对于T1频率的变化变 为非线形，也就是二次曲线，惯性的影响在T1频率的较低区域特别大。这 与图23所示曲线图一致。
如以上计算所示，厚且窄的负载梁对得到高T1频率和小STA有效。就 是说，厚且窄的负载梁带来小惯性和高扭转刚度。从测量值可知，具有8kHz 或更大的T1频率的负载梁较理想。
下面将说明比较结果。
图24是表示根据本发明第一实施例的磁头悬架实例1的俯视图，图25 是表示具有薄的刚性部件且没有增强部件的磁头悬架比较例1的俯视图，图 26是表示具有厚且宽的刚性部件的磁头悬架比较例2的俯视图。实例1和比 较例1、2互相对比。实例和比较例中的每个均设定成其从凸台到凹部的距离 是11mm，负载梁的长度是6.25mm，其厚度是38μm，弹性部件的厚度是30μm。
图27到图29是表示频率和增益之间关系的曲线图，其中，图27是实 例1的结果，图28是比较例1的结果，图29是比较例2的结果。
图30是表示根据实例、比较例1和比较例2所得到的B1频率、T1频 率、摇动频率、摇动刚度和G抬起的值之间关系的表。
实例1和比较例1的B1频率相互之间相差不大，它们是5.99kHz和 6.08kHz，因为两者皆具有高纵向刚度且重量轻。然而，比较例2厚且重量大， 所以其B1频率降到5.61kHz。
实例1和比较例1的T1频率相互之间相差不大，它们是9.09kHz和 9.18kHz，因为两者皆具有高纵向刚度且重量轻。然而，比较例2厚且具有较 大惯性，所以其T1频率降到7.76kHz。
实例1和比较例2的摇动频率相互之间相差不大，它们是14.54kHz和 14.89kHz，因为两者皆在摇动方向上具有高刚度。另一方面，比较例1在摇 动方向上具有低刚度，所以其摇动频率降到12.27kHz。
实例1和比较例1的STA由于较窄的刚性部件而低到2.31×10-5和1.53 ×10-5，但是比较例2的STA由于较宽的刚性部件而恶化到3.23×10-5。
当已冲压凹部时，实例1的作为横向刚度的摇动刚度为19920.21N/m， 比较例2为19997.62N/m，比较例1低到14502.67N/m。
实例1和比较例1的G抬起由于较轻的重量而高达302.38G/gf和 311.86G/gf，但比较例2的G抬起低到246.19G/gf。
因此，根据作为本发明第一实施例的实例1的结构，通过将刚性部件11 制造得窄且轻及确保负载梁3的高度，可同时改善冲击特性和T1风阻，且 可将T1频率、B1频率和摇动频率制造得较高。
图31是用从根据具有不同厚度20、25、30、38和51μm的第一实施例 的磁头悬架得到的值来描绘的曲线图，图32是基于图31中曲线图的表。在 磁头悬架中，从凸台51中心到凹部35中心的距离、负载梁3的长度、刚性 部件13的厚度分别被设定为11mm、6.25mm和30μm。
如图31和32所示，负载梁随着增加其厚度而变重，其G抬起降低。这 时，B1频率、T1频率和摇动频率因高度增加而增加。
在1英寸硬盘驱动器等中，T1摇动可以忽略，从而通过进一步变薄以减 小重量可改善G抬起。
此类磁头悬架也可用于较大尺寸的处理设备，例如，台式计算机。
第二实施例
图33和图34表示根据本发明第二实施例中的磁头悬架，其中，图33 是磁头悬架的背对磁盘侧的透视图，图34是磁头悬架的磁盘侧的透视图。第 二实施例的结构基本上与第一实施例相同，因此，相同或相应部件由相同参 考标记或相同参考标记加“A”表示。
第二实施例中的磁头悬架1A，弹性构件36A和挠曲件7A具有的形状比 第一实施例稍有变化。
弹性构件36A在第二端设有分叉的分支37A和39A。分支37A和39A 分别具有在负载梁3的横向上相对的内侧边缘61和63。分支37A和39A的 内侧边缘61和63沿横向上朝挠曲件7A突出。
挠曲件7A通过焊点29A而被焊接于刚性部件11和延伸部27之间。
根据第二实施例，增强部件45和47设置在弹性构件36A的延伸部27 上，因此可实现与第一实施例大体类似的功能和优点。
此外，挠曲件7A能经延伸部27可靠地固定于弹性构件36A上，因此其 能可靠地防止挠曲件7A颤动。
第三实施例
图35和图36表示根据本发明第三实施例的磁头悬架，其中，图35是 磁头悬架的背对磁盘侧的透视图，图36是磁头悬架的磁盘侧的透视图。第二 实施例的结构基本上与第一实施例相同，因此，相同或相应部件由相同参考 标记或相同参考标记加“B”表示。
根据第三实施例的磁头悬架1B，弹性部件13B与薄板7Ba整体制成， 薄板7Ba由具有挠曲件7B的弹性或回弹性的例如薄不锈钢轧制板材(SST) 制成。就是说，弹性部件13B形成于由在薄板7Ba上形成的孔65限定的两 侧处。孔65布置于包括绝缘层的读/写布线图案67下并与之对应。因此，孔 65基本上具有与布线图案67相同的宽度，且其长度从位于基板5上的部分 延伸到位于接合部19上的部分。增强部件45B和47B也与薄板7Ba整体制 成。根据第三实施例，增强部件45B和47B具有梯形翼形状以取代第一实施 例中具有三角形翼形状的增强部件45和47。挠曲件7B在焊点25B处焊接 到刚性部件11的接合部19上，并在焊点29B处焊接到刚性部件11上，且 在焊点43B处焊接到基板5上，还类似地焊接到其它部分处。
根据第三实施例，由增强部件45B和47B可实现与第一实施例相类似的 功能和优点。此外，弹性部件13B与增强部件45B和47B与挠曲件7B整体 制成。因此，理所当然地可以减少部件数量，且可显著地使部件组装和部件 管理变容易。
根据本发明，增强部件可由用杆状桥来形成以代替完全填充接合部的突 出部与刚性部件之间的空间的翼状桥45或45B及47或47B。
增强部件45、45B、47和47B及延伸部27的形状和尺寸可设定成任意 增减，除非这样的要求损害了重量的减小。
在第一和第二实施例中，增强部件45和47形成于弹性构件36或36A 的延伸部27两侧。取而代之的是，由于本发明仅提供增强部件45和47就能 实现其目的，那么延伸部27可以省去。
通过弯折而得到的轨可设置在增强部件45和47的外侧边缘处。这可增 加延伸部27的纵向刚度和横向刚度以及T1频率、B1频率、摇动频率以进 一步允许使延伸部27变薄。这时，轨和每个增强部件之间的角落的外表面可 由弯曲表面形成，因此在同时组装多个磁头悬架时所使用的梳状夹具的齿部 可利用作为导向件的外表面而轻易地被插入于磁头悬架之间。
增强部件45和47可与弹性构件36或36A分离，且增强部件45B和47B 可与挠曲件7B分离。
如果确保足够的刚性部件11的纵向刚度，则刚性部件11的轨31可以从 其上省略。
第一实施例
图1是表示根据本发明第一实施例的磁头悬架在背对磁盘侧的透视图， 图2是表示图1中磁头悬架在磁盘侧的透视图。在本说明书中，“磁盘”是安 装于硬盘驱动器中的储存介质通过由磁头悬架支撑的磁头来向其上写入数据 并从其上读取数据。背对磁盘侧是磁头悬架1的方向背对磁盘的一侧。另一 方面，磁盘侧是磁头悬架1朝向磁盘的另一侧。
负载梁的冲击特性由冲击的大小来表示，负载梁的滑动头在该冲击作用 下被从磁盘表面抬起。负载梁的滑动头因冲击的作用而被从磁盘表面抬起的 现象被描述为“G抬起”。该“G抬起”也指导致滑动头抬起的冲击大小。
如图1和2所示，磁头悬架1包括负载梁(LB)3、相当于基座的基板 5、挠曲件7。图1和2中所示的磁头悬架1用于例如2.5英寸硬盘驱动器。
负载梁3施加作用到磁头9的载荷的克载荷。磁头9布置于负载梁3的 前端以从磁盘读取数据并向磁盘写入数据。负载梁3包括刚性部件(凸出部 分或梁)11和弹性部件(折页或折页部分)13。
刚性部件11由例如薄不锈钢板制成。刚性部件11通常从前端15延伸到 基端17。刚性部件11具有从基端17向前端15逐渐变窄的主体。刚性部件 的主体具有比弹性部件13窄的整体较窄形状。在第一实施例中，刚性部件 11被设置成前端15的宽度H1为0.4mm且基端17的宽度H2为0.96mm。
刚性部件11在基端17一体形成有接合部19。在接合部19的两侧于负 载梁3的纵向上形成了突出部21和23。突出部21和23在纵向上从刚性部 件11两侧突出。因此，刚性部件11包括整体形成为T形的接合部19。
刚性部件11的接合部19与弹性部件13的第一端重叠以在两个焊点25 处通过激光焊接等固定并支撑于弹性部件上。刚性部件11的基端17附近也 与后述的弹性部件13的延伸部27重叠以在负载梁3的延伸方向(纵向)上 相对地位于前侧的两个焊点和相对地位于后侧的两个焊点的总共四个焊点 29处固定并支撑于延伸部27上。焊点25或29的数量并不限于具体数字， 可以随意选择数量。
刚性部件11具有在纵向上沿其两侧边缘形成的轨31。轨31通过弯曲靠 近刚性部件11主体的临近部分而在刚性部件11的厚度方向上从主体升起。 每个轨31均从前端15延伸到基端17且正好延伸到刚性部件11的接合部19 前并经过布置于延伸部27上的弹性部件13的部分。就是说，轨31在刚性部 件11的几乎全长上延伸。轨31具有与刚性部件11的主体相同的厚度。轨 31的部分或整个区域的厚度可通过部分蚀刻等形成为薄于刚性部件11的主 体的厚度。
刚性部件11在其前端15具有用于施载和卸载的突部33且在前端15附 近具有凹部35。
弹性部件13包括与刚性部件11分离的弹性构件36。弹性构件36由具 有弹性或回弹性的例如薄不锈钢轧制板材制成。弹性构件36在第二端具有向 基板5延伸的分叉的分支37和39。分支37和39在接合部19彼此连续整体 形成。每个分支37和39具有在纵向上保持于侧边缘外部的切割部分41。当 将板状材料切割成多个弹性构件36时，沿切割部分41进行切割。弹性构件 36的分支37和39的每端重叠于基板5一端以在两个焊点43处通过激光焊 接等固定并支撑于基板5上。
弹性构件36在第一端具有延伸部27。延伸部27向刚性部件11的第一 端15延伸，并从布置于接合部19的部分延伸到布置于刚性部件11的基端 17附近的部分。延伸部27的长度在该实施例中约为刚性部件11长度的1/3。 延伸部27的长度可被设定于刚性部件11长度的1/4到1/2的范围内。
弹性部件36分别在延伸部27两侧沿纵向上具有增强部件45和47。每 个增强部件从接合部19的每个突出部延伸到延伸部27的前端49。因此，增 强部件45和47在接合部19的突出部21和23与刚性部件11的基端17附近 之间延伸以连接或桥接突出部21和23和刚性部件11。每个增强部件具有在 负载梁3纵向上从刚性部件11侧逐渐延伸到接合部19侧的翼形。根据第一 实施例，增强部件的翼形是三角形的翼形。翼形可被设定为任意形状例如可 实现增强部件功能的梯形形状。增强部件45和47用作支柱以不增加特别构 件地增强接合部19的突出部21和23与刚性部件11的基端17附近之间的部 分。
基板5包括凸台51以经凸台51通过模锻等连接到由支架支撑的臂上。 因此，基板5可绕支架的主轴转动。基板5可一体化地形成于臂的前端以被 支撑于支架上。
挠曲件7是具有弹性或回弹特性的导电薄板例如薄不锈钢轧制板材 (SST)。挠曲件7在该薄板上形成有绝缘层。在该绝缘层上，形成有读/写布 线图案。挠曲件7从刚性部件11的前端15延伸向基板5。挠曲件7在焊点 53处通过激光焊接等固定于刚性部件11上，其在焊点55处通过类似的激光 焊接固定于弹性构件36上，其还在焊点57处通过类似的激光焊接固定于基 板5上。挠曲件布线图案的一端电连接于在磁头9的滑动头59上被支撑的读 写终端。
下面将说明第一实施例的操作和优点。
根据第一实施例，磁头悬架1连接于以类似方式用于图50所示情况下的 多个磁盘的支架上。磁头悬架1可被连接用于一个磁盘。
当磁盘以高速旋转时，磁头悬架1的磁头9克服克载荷而从磁盘表面稍 浮起。磁头9通过支架的臂的转动而被移动到磁盘上的目标轨道处。
根据第一实施例，磁头悬架1包括刚性部件11和弹性部件13，弹性部 件13包括与刚性部件11分离的弹性构件36。接合部19被设置在刚性部件 11的基端处且被固定及支撑于弹性构件36上。接合部19具有在纵向上从刚 性部件11两侧突出的突出部21和23。增强部件45和47布置于接合部19 的突出部21和23与刚性部件11附近之间以连接或桥接接合部19的突出部 21和23与刚性部件11的基端17附近。因此，在使用窄刚性部件11来提高 G抬起以改善冲击特性的同时，磁头悬架1可增加负载梁3在摇动方向上的 刚度从而提高摇动频率。
轨31在纵向上形成于刚性部件11的两侧边缘上以从刚性部件11的前端 15延伸到正好位于刚性部件11的接合部19前的部分并经过位于延伸部27 上的弹性部件13的部分。就是说，轨31在刚性部件11的几乎整个长度范围 内延伸。当减小刚性部件11的厚度和高度时，该结构可确保刚性部件11的 纵向刚度，从而可得到高T1频率和高B1频率。
因此，可不降低其它特性地改善T1风阻。
根据第一实施例，增强部件45和47形成为从刚性部件11的前端15侧 其宽度逐渐延伸到接合部19的三角形翼。因此，增强部件45和47可用作支 柱并可不增加特别构件地增强位于接合部19的突出部21和23与刚性部件 11的基端17附近之间的刚性部件11的部分。
既然延伸部27被设定为刚性部件11长度的1/4到1/2范围内，那么在 第一实施例中，约1/3，且在刚性部件11由弹性构件36增强的同时能可靠地 实现负载梁3的重量减小。
将参照图3到图32来说明同时追求冲击特性和T1风阻等的基础。
如上所述，在磁头悬架中，当将负载梁制造得较薄以改善冲击特性时， 磁头悬架的待解决的摇动或颤动因空气扰动而产生。
下面将解释作为磁头悬架的摇动或颤动的T1风阻。
图3是表示测量T1风阻的方法的示意性透视图。如图3所示，使用激 光多普勒速度表(图3中的LDV)和快速傅立叶变换(FFT)分析仪来测量 滑动头的轨道方向位移(风阻)和负载梁振幅。在本说明书中，“Z高度”是 指磁头的离安装于硬盘驱动器中的磁头悬架的基座在Z方向上的高度(竖直 方向)。
通常，硬盘驱动器允许轨道间距±5％内的位置误差，且不允许超范围的 位置误差以可靠地读写数据。例如，在将每个皆具有每英寸轨道数100kTPI 的磁盘用于硬盘驱动器的情况下，轨道间距是254nm，位置误差必须抑制到 轨道间距5％内的±12.7nm的范围内。
由控制系统抑制的此类磁头悬架的摇动或颤动被限于0.8到1.3kHz的范 围内，且高频率区域不能被抑制。
然后，磁头悬架在磁盘转速10000rpm时的摇动或颤动是在磁盘转速 5400rpm时的几倍。因此，如何抑制摇动就是待解决问题，这需要改良磁头 悬架自身。
图4是表示因空气扰动而产生的磁头悬架的偏离轨道和频率之间关系的 曲线图，图5是表示磁头悬架的偏离轨道和磁盘的转速之间关系的曲线图。 图5的曲线基于通过在几个不同Z高度测量偏离轨道与磁盘转速的结果。
从图4可知，T1的峰值较大，与其它几个因素相比，其为偏离轨道的主 要因素。
如图5所示，横坐标的磁盘转速变为两倍，例如，从5000rpm到10000rpm 或两倍，偏离轨道变为四倍。因此，当磁盘转速变为二倍时，图4中所示的 空气扰动的影响也变为四倍。
图6和图7每个皆是表示在具有不同Z高度的磁头悬架中由T1风阻所 产生的负载梁的动态T1角度(DTA)或T1振幅与其滑动头T1位移或T1 颤动位移之间关系的曲线图。图6表示用于一个磁盘的磁头悬架的结果，图 7表示布置于两个磁盘之间的磁头悬架的结果。
如图6和图7所示，两个磁盘之间的负载梁的DTA和滑动头的横向位 移变为一个磁盘情况下的略大于五倍以上。因此，两个磁盘间的空气扰动增 加，所以滑动头的偏离轨道对Z高度变化反应敏感。
通常，由于风使刚性体摇动或颤动，所以存在多种风，有代表性的有卡 门涡流和缓冲气流。
卡门涡流是处于特定频率下的漩涡，缓冲气流是具有与风速的平方成比 例的不稳定压力波动的气流。因此，缓冲气流涉及硬盘驱动器的磁头悬架的 摇动或颤动，使得结构以非常高的频率振动。
因此，为克服缓冲气流，需要采取措施以减小整个系统中的风速，且需 要增强磁头悬架以作为结构件从而即使产生压力波动也不出现摇动或颤动。
接着，为增强磁头悬架以作为结构件，检查静态扭转角度(STA)。
图8是表示负载梁形状函数的曲线图，图9是表示负载梁扭转刚度的曲 线图。
在图8中，力矩M(x)作用于负载梁的刚性部件的一个点x上，其由 下式表示：
如图9所示，扭转刚度S(x)可作为x的函数来计算。因此，凹部处的 扭转角θ可根据表达式(1)和S(x)来表示：
假设不稳定流体应力F(t)＝1(N/m2)，则表达式(2)变为下式：
就是说，当总为1的流体应力被用于磁头悬架的突出区域时，STA为取 决于磁头悬架被扭转的角度θ的强度。可算出负载梁的一个区域上的点对于 力矩的扭转刚度。因此，当如表达式(2)般使用除法时，在可获得压力作用 的点时得出扭转角θ。当将全部扭转角相加时，当将从x＝0范围的静态应力 作用于凹部时可得到扭转角θ，从而表达式(3)得到为F(t)＝1(N/m2)， 这就叫做“STA”。当STA较大时，磁头悬架因所施加到其上的风而摇动或 颤动，但当STA较小时，磁头悬架不因所施加到其上的风而摇动或颤动。
图10到图13是表示因具有不同静态扭转角度(STA)的磁头悬架的T1 风阻所产生的负载梁的动态T1角度(DTA)与其滑动头T1位移或T1颤动 位移以及Z高度之间关系的曲线图。
图10所示曲线对应于STA＝14.12×10-5，图11所示曲线对应于STA＝ 9.24×10-5，图12所示曲线对应于STA＝5.81×10-5，图13所示曲线对应于 STA＝2.42×10-5，在图10到图13中，标记▲对应于负载梁的DTA，标记 ●对应于T1颤动位移，就是说，滑动头的偏离轨道灵敏度基于Z高度。灵 敏度由“T1风阻ZH灵敏度”表示。
如图10到图13中所示，负载梁的DTA随着STA的降低而逐渐变小。 因此，T1颤动位移的变化变平坦。
图10到图13表示测量值，图14表示计算的STA和测量的DTA之间关 系的曲线图。
如图14所示，计算的STA和测量的DTA为成比例的关系，表示成比例 关系的直线不经过0。就是说，当使计算的STA变小时，可得到克服T1风 阻的优良的磁头悬架。
图15是表示计算的STA和T1风阻ZH灵敏度之间关系的曲线图，图 16是表示测量的DTA和T1风阻ZH灵敏度之间关系的曲线图，图17是表 示从考虑多个磁头悬架的值来描绘的测量的DTA和T1风阻ZH灵敏度之间 关系的曲线图。
图15到图17表示的事实是测量的DTA和T1风阻ZH灵敏度为成比例 的关系，由此可知，STA较理想的是相对于T1风阻减小。T1风阻ZH灵敏 度在图10到图13中由标记●表示，STA的减小意味着表示T1风阻ZH灵敏 度的虚线变得平坦。
实际上，磁头悬架的移动是动态的，这样，可以认为磁头悬架的摇动或 颤动受惯性影响。在计算STA时，不考虑惯性。因此，实际上需要考虑惯性。 因此，图18到图21表示基于频率的曲线图。
图18是表示T1频率和测量的DTA之间关系的曲线图，图19是表示T1 频率和T1风阻ZH灵敏度之间关系的曲线图，图20是表示从考虑多个磁头 悬架的值来描绘的T1频率和测量的DTA之间关系的曲线图，图21是表示 从考虑多个磁头悬架的值来描绘的T1频率和T1风阻ZH灵敏度之间关系的 曲线图。
从图18到图21可知，测量的DTA和T1风阻ZH灵敏度随着T1频率 的增加而以二次曲线方式变小。
换言之，实际上T1频率高意味着扭转刚度高且惯性小。因此，如上所 述，测量的DTA和T1风阻ZH灵敏度皆以二次曲线方式变小。然而，当考 虑多个磁头悬架来进行测量时，变化如图20和图21所示。特别地，此类变 化在低频区域较显著。
因此，STA、T1频率F和惯性I之间的关系可从其有量纲的公式考虑。
当负载梁的厚度、长度和宽度分别由T、L和W表示时，各自的量纲公 式表示如下：
STA∝W×L2×T3
F∝T/L/W
I∝T×L×W3
图22是表示T1频率和STA维数之间关系的曲线图，其中惯性I被作为 一个参数。在图22中，负载梁的长度L固定为7mm，厚度T从0.02mm变 化到0.1mm。例如，通过固定长度T及厚度T为7mm和0.02mm并利用惯 性作为参数，负载梁的宽度W可计算出来并可计算和描绘出STA和F。
如图22所示，当将STA假设为T1风阻时，其相对于T1频率的变化变 为非线形，也就是二次曲线，惯性的影响在T1频率的较低区域特别大。这 与图23所示曲线图一致。
如以上计算所示，厚且窄的负载梁对得到高T1频率和小STA有效。就 是说，厚且窄的负载梁带来小惯性和高扭转刚度。从测量值可知，具有8kHz 或更大的T1频率的负载梁较理想。
下面将说明比较结果。
图24是表示根据本发明第一实施例的磁头悬架实例1的俯视图，图25 是表示具有薄的刚性部件且没有增强部件的磁头悬架比较例1的俯视图，图 26是表示具有厚且宽的刚性部件的磁头悬架比较例2的俯视图。实例1和比 较例1、2互相对比。实例和比较例中的每个均设定成其从凸台到凹部的距离 是11mm，负载梁的长度是6.25mm，其厚度是38μm，弹性部件的厚度是30μm。
图27到图29是表示频率和增益之间关系的曲线图，其中，图27是实 例1的结果，图28是比较例1的结果，图29是比较例2的结果。
图30是表示根据实例、比较例1和比较例2所得到的B1频率、T1频 率、摇动频率、摇动刚度和G抬起的值之间关系的表。
实例1和比较例1的B1频率相互之间相差不大，它们是5.99kHz和 6.08kHz，因为两者皆具有高纵向刚度且重量轻。然而，比较例2厚且重量大， 所以其B1频率降到5.61kHz。
实例1和比较例1的T1频率相互之间相差不大，它们是9.09kHz和 9.18kHz，因为两者皆具有高纵向刚度且重量轻。然而，比较例2厚且具有较 大惯性，所以其T1频率降到7.76kHz。
实例1和比较例2的摇动频率相互之间相差不大，它们是14.54kHz和 14.89kHz，因为两者皆在摇动方向上具有高刚度。另一方面，比较例1在摇 动方向上具有低刚度，所以其摇动频率降到12.27kHz。
实例1和比较例1的STA由于较窄的刚性部件而低到2.31×10-5和1.53 ×10-5，但是比较例2的STA由于较宽的刚性部件而恶化到3.23×10-5。
当已冲压凹部时，实例1的作为横向刚度的摇动刚度为19920.21N/m， 比较例2为19997.62N/m，比较例1低到14502.67N/m。
实例1和比较例1的G抬起由于较轻的重量而高达302.38G/gf和 311.86G/gf，但比较例2的G抬起低到246.19G/gf。
因此，根据作为本发明第一实施例的实例1的结构，通过将刚性部件11 制造得窄且轻及确保负载梁3的高度，可同时改善冲击特性和T1风阻，且 可将T1频率、B1频率和摇动频率制造得较高。
图31是用从根据具有不同厚度20、25、30、38和51μm的第一实施例 的磁头悬架得到的值来描绘的曲线图，图32是基于图31中曲线图的表。在 磁头悬架中，从凸台51中心到凹部35中心的距离、负载梁3的长度、刚性 部件13的厚度分别被设定为11mm、6.25mm和30μm。
如图31和32所示，负载梁随着增加其厚度而变重，其G抬起降低。这 时，B1频率、T1频率和摇动频率因高度增加而增加。
在1英寸硬盘驱动器等中，T1摇动可以忽略，从而通过进一步变薄以减 小重量可改善G抬起。
此类磁头悬架也可用于较大尺寸的处理设备，例如，台式计算机。
第二实施例
图33和图34表示根据本发明第二实施例中的磁头悬架，其中，图33 是磁头悬架的背对磁盘侧的透视图，图34是磁头悬架的磁盘侧的透视图。第 二实施例的结构基本上与第一实施例相同，因此，相同或相应部件由相同参 考标记或相同参考标记加“A”表示。
第二实施例中的磁头悬架1A，弹性构件36A和挠曲件7A具有的形状比 第一实施例稍有变化。
弹性构件36A在第二端设有分叉的分支37A和39A。分支37A和39A 分别具有在负载梁3的横向上相对的内侧边缘61和63。分支37A和39A的 内侧边缘61和63沿横向上朝挠曲件7A突出。
挠曲件7A通过焊点29A而被焊接于刚性部件11和延伸部27之间。
根据第二实施例，增强部件45和47设置在弹性构件36A的延伸部27 上，因此可实现与第一实施例大体类似的功能和优点。
此外，挠曲件7A能经延伸部27可靠地固定于弹性构件36A上，因此其 能可靠地防止挠曲件7A颤动。
第三实施例
图35和图36表示根据本发明第三实施例的磁头悬架，其中，图35是 磁头悬架的背对磁盘侧的透视图，图36是磁头悬架的磁盘侧的透视图。第二 实施例的结构基本上与第一实施例相同，因此，相同或相应部件由相同参考 标记或相同参考标记加“B”表示。
根据第三实施例的磁头悬架1B，弹性部件13B与薄板7Ba整体制成， 薄板7Ba由具有挠曲件7B的弹性或回弹性的例如薄不锈钢轧制板材(SST) 制成。就是说，弹性部件13B形成于由在薄板7Ba上形成的孔65限定的两 侧处。孔65布置于包括绝缘层的读/写布线图案67下并与之对应。因此，孔 65基本上具有与布线图案67相同的宽度，且其长度从位于基板5上的部分 延伸到位于接合部19上的部分。增强部件45B和47B也与薄板7Ba整体制 成。根据第三实施例，增强部件45B和47B具有梯形翼形状以取代第一实施 例中具有三角形翼形状的增强部件45和47。挠曲件7B在焊点25B处焊接 到刚性部件11的接合部19上，并在焊点29B处焊接到刚性部件11上，且 在焊点43B处焊接到基板5上，还类似地焊接到其它部分处。
根据第三实施例，由增强部件45B和47B可实现与第一实施例相类似的 功能和优点。此外，弹性部件13B与增强部件45B和47B与挠曲件7B整体 制成。因此，理所当然地可以减少部件数量，且可显著地使部件组装和部件 管理变容易。
根据本发明，增强部件可由用杆状桥来形成以代替完全填充接合部的突 出部与刚性部件之间的空间的翼状桥45或45B及47或47B。
增强部件45、45B、47和47B及延伸部27的形状和尺寸可设定成任意 增减，除非这样的要求损害了重量的减小。
在第一和第二实施例中，增强部件45和47形成于弹性构件36或36A 的延伸部27两侧。取而代之的是，由于本发明仅提供增强部件45和47就能 实现其目的，那么延伸部27可以省去。
通过弯折而得到的轨可设置在增强部件45和47的外侧边缘处。这可增 加延伸部27的纵向刚度和横向刚度以及T1频率、B1频率、摇动频率以进 一步允许使延伸部27变薄。这时，轨和每个增强部件之间的角落的外表面可 由弯曲表面形成，因此在同时组装多个磁头悬架时所使用的梳状夹具的齿部 可利用作为导向件的外表面而轻易地被插入于磁头悬架之间。
增强部件45和47可与弹性构件36或36A分离，且增强部件45B和47B 可与挠曲件7B分离。
如果确保足够的刚性部件11的纵向刚度，则刚性部件11的轨31可以从 其上省略。
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
头架热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈