[实用新型]音圈马达及具有该音圈马达的磁盘驱动单元

说明书

技术领域

本实用新型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）。

背景技术

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1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（head stack 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 gimble assembly,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1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所示，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Tx，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1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。