CN114078486A - 盘装置 - Google Patents

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CN114078486A
CN114078486A CN202110028218.8A CN202110028218A CN114078486A CN 114078486 A CN114078486 A CN 114078486A CN 202110028218 A CN202110028218 A CN 202110028218A CN 114078486 A CN114078486 A CN 114078486A
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冈田未央
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
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Abstract

实施方式提供能够增大记录介质的设置张数的盘装置。根据实施方式，盘装置具备：壳体，其具有底壁及与所述底壁相对的盖；多张磁记录介质(18)，其以旋转自如的方式配置于壳体内，同轴地隔开预定间隔而层叠配置；及多个间隔环(66)，其分别配置于相邻的磁记录介质之间。与盖相邻的最上面的磁记录介质(18U)及与底壁相邻的最下面的磁记录介质(18L)中的至少一方的磁记录介质具有与其它的磁记录介质的基板相比、刚性高的基板，与具有刚性高的基板的磁记录介质相接的间隔环具有与其它的间隔环的热膨胀系数不同的热膨胀系数。

Description

盘装置
本申请享受以日本专利申请2020-138035号(申请日：2020年8月18日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包括基础申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及盘装置。
背景技术
作为盘装置，例如，硬盘驱动器(HDD)具备：以旋转自如的方式配设于壳体内的多张磁记录介质(磁盘)、对磁盘进行信息的读、写的多个磁头及将磁头以能够使其相对于磁盘移动的方式进行支承的头致动器。
在近年来的盘装置中，伴随于高容量化，磁盘张数的增加、磁盘的薄板化正在推进。由于薄板化的推进，落下冲击时的磁盘的挠曲量变大，担心产生由斜坡或磁头与磁盘的接触等引起的故障。
发明内容
本发明的实施方式提供提高了耐冲击性的盘装置。
根据实施方式，盘装置具备：壳体，其具有底壁及与所述底壁相对的盖；多张磁记录介质，其在所述壳体内相互同轴地隔开预定间隔而层叠配置；及多个间隔环，其分别配置于相邻的磁记录介质之间。与上述盖相邻的最上面的磁记录介质及与所述底壁相邻的最下面的磁记录介质中的至少一方的磁记录介质具有与其它的磁记录介质的基板相比、刚性高的基板，与具有所述刚性高的基板的所述磁记录介质相接的间隔环具有与其它的间隔环的热膨胀系数不同的热膨胀系数。
附图说明
图1是将第1实施方式的硬盘驱动器(HDD)的顶盖分解而示出的分解立体图。
图2是所述HDD的剖视图。
图3是将所述HDD中的磁头及磁盘放大而示出的剖视图。
图4是示意性地示出所述HDD中的磁盘及主轴马达的剖视图。
图5是示意性地示出第2实施方式的HDD中的磁盘及主轴马达的剖视图。
图6是示意性地示出第3实施方式的HDD中的磁盘及主轴马达的剖视图。
图7是示出第4实施方式的HDD中的磁盘、间隔件、主轴马达的形成材料的组合的图。
图8是示出第5实施方式的HDD中的磁盘、间隔件、主轴马达的形成材料的组合的图。
图9是示出第6实施方式的HDD中的磁盘、间隔件、主轴马达的形成材料的组合的图。
图10是示出第7实施方式的HDD中的磁盘、间隔件、主轴马达的形成材料的组合的图。
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对实施方式的盘装置进行说明。
此外，公开只不过是一例，本领域技术人员的保持发明的主旨的适当且容易想到的变更当然包含于本发明的范围。另外，附图为了使说明更清楚而有时与实际的形态相比关于各部分的大小、形状等示意性地表示，但只不过是一例，并不限定本发明的解释。另外，在本说明书和各图中，对与关于已经出现的图已说明过的要素同样的要素标注同一标号，有时适当省略详细的说明。
(第1实施方式)
作为盘装置，对第1实施方式的硬盘驱动器(HDD)进行详细说明。
图1是拆卸盖而示出的实施方式的HDD的分解立体图。
如图1所示，HDD具备矩形状的壳体10。壳体10具备上面开口的矩形箱状的基体12和盖(顶盖)14。基体12具有矩形状的底壁12a和沿着底壁12a的周缘立起设置的侧壁12b，例如由铝一体成形。盖14例如由不锈钢形成为矩形板状。盖14通过多个螺钉13而螺纹紧固于基体12的侧壁12b上，将基体12的上部开口气密地封闭。
在壳体10内作为盘状的磁记录介质而设置有多张(例如，10张)磁盘18及支承磁盘18并使其旋转的主轴马达19。主轴马达19配设于底壁12a上。各磁盘18例如具有形成为直径95mm(3.5英寸)的圆板状且由非磁性体(例如，玻璃或铝)形成的基板和形成于基板的上表面及下表面的磁记录层。各磁盘18相互同轴地嵌合于主轴马达19的后述的轴毂，而且由夹紧弹簧20夹紧。由此，10张磁盘18相互同轴地隔开预定间隔而层叠配置，被支承为与基体12的底壁12a平行地定位的状态。磁盘18通过主轴马达19而以预定的转速沿箭头B方向旋转。此外，磁盘18的搭载张数不限于10张，也可以设为9张以下或10张以上、12张以下。
在壳体10内设置有对于磁盘18进行信息的记录、再现的多个磁头17及将这些磁头17以使其相对于磁盘18移动自如的方式进行支承的致动器组件22。另外，在壳体10内设置有对致动器组件22进行转动及定位的音圈马达(VCM)24、在磁头17移动到磁盘18的最外周时将磁头17保持于从磁盘18离开的卸载位置的斜坡加载机构25、安装有变换连接器等电子部件的基板单元(FPC单元)21及扰流器70。斜坡加载机构25具有设置于底壁12a且位于磁盘18的外周缘的附近的斜坡80和设置于致动器组件22的后述的突片。
在基体12的底壁12a的外表面螺纹紧固有印制电路基板27。印制电路基板27构成了控制主轴马达19的动作并且经由基板单元21而控制VCM24及磁头17的动作的控制部。
致动器组件22具有致动器块29、从致动器块29向同一方向延伸出的多条臂32及安装于各臂32的延伸端的头万向节组件(HGA)30。致动器块29经由单元轴承而以转动自如的方式支承于立起设置于底壁12a的支承轴(枢轴)28。各HGA30具有从臂32延伸出的悬架(负载梁)26、配置于负载梁26及臂32上的挠性件(布线构件)28(参照图3)及搭载于挠性件28的万向节部41的磁头17。
头致动器组件22还具备从致动器块29向与臂32相反的方向延伸出的未图示的支承框架和安装于该支承框架的音圈。音圈位于设置于底壁12a的一对磁轭37之间，与这些磁轭37及固定于任一磁轭37的磁铁一起构成了VCM24。
FPC单元21具有由柔性印制电路基板形成的主体21a，该主体21a固定于基体12的底壁12a。在主体21a上安装有变换连接器等电子部件。变换连接器贯通底壁12a并连接于印制电路基板27。FPC单元21具有从主体21a延伸出的中继柔性印制电路基板(以下，称作中继FPC)21b。中继FPC21b的延伸端部安装于致动器块29的侧面(设置面)。中继FPC21b的延伸端部经由前述的挠性件28而与磁头17电连接。
斜坡加载机构25具有设置于底壁12a上且位于磁盘18的外周缘的附近的斜坡80和设置于各负载梁26的前端的突片35(参照图3)。在磁头17移动到磁盘18的最外周时，负载梁26的突片35爬上斜坡80，磁头17被保持于从磁盘18离开的卸载位置。
图2是HDD的横剖视图。如图所示，在一例中，主轴马达19具有与底壁12a大致垂直地立起设置的枢轴60、以绕着枢轴60旋转自如的方式被支承的圆筒状的旋转轴62、同轴地固定于旋转轴62的周围的大致圆筒形状的轴毂64、固定于底壁12a且配置于旋转轴62的周围的定子线圈SC以及安装于轴毂64的内周面且与定子线圈SC相对的圆筒状的磁铁M。轴毂64具有与枢轴60同轴地定位的外周面和一体形成于外周面的下端(底壁12a侧的端部)的环状的凸缘65。
磁盘18以轴毂64插通于其内孔的状态卡合于轴毂64的外周面。另外，在轴毂64的外周面装配有环状的间隔环66，间隔环66夹在相邻的2张磁盘18之间。多个磁盘18及多个间隔环66依次配置于轴毂64的凸缘65上，以交替地重叠的状态安装于轴毂64。通过利用安装于轴毂64的上端的夹紧弹簧20将多个磁盘18的内周部及间隔环66向凸缘65侧按压，多张磁盘18相互隔开预定间隔而被固定成层叠状态。最下部的磁盘18的下表面、内周部抵接于轴毂64的凸缘65。夹紧弹簧20抵接于最上部的磁盘18的上表面、内周部。由此，10张磁盘18隔开预定间隔而相互平行且与底壁12a大致平行地被支承，且以能够与旋转轴62及轴毂64一体旋转的方式被支承。
壳体10的高度(厚度)H按照3.5英寸HDD规格而形成为最大26.1mm以下。各磁盘18的板厚T形成为0.35～0.635mm，在本实施方式中设为0.5mm。相邻的2张磁盘18之间的间隔d(相当于间隔环的厚度)形成为1.2～1.5mm左右。磁盘整体的堆叠高度h(从最下部的磁盘18的下表面到最上部的磁盘18的上表面为止的高度)在本实施方式中设为18.356mm。
图3是将HDD的磁头及磁盘放大而示意性地示出的侧视图。
如图所示，磁盘18具有形成为圆板状且由非磁性体形成的基板101。在基板101的上表面及下表面分别依次层叠有作为基底层的软磁性层102及其上层部的磁记录层103和保护膜104。磁盘18通过主轴马达19而以预定的速度沿箭头B方向旋转。
致动器组件22的各HGA30具有从臂32延伸出的负载梁26、配置于负载梁26及臂32上的挠性件28及搭载于挠性件28的万向节部41的磁头17。从负载梁26的前端延伸出有突片35。
磁头17构成为浮起型的头，具有大致长方体状的滑块42和形成于滑块42的流出端侧的端部的头部43。滑块42例如由氧化铝和碳化钛的烧结体(铝钛碳合金)形成，头部43由多层薄膜形成，构成了写元件及读元件。头部43经由挠性件28的布线而与头IC及控制部(印制电路基板27)电连接。
滑块15具有与磁盘18的表面相对的大致矩形状的盘相对面(ABS)SA。磁头17通过因磁盘18的旋转而在盘表面与盘相对面SA之间产生的空气流C而被维持为从磁盘18的表面浮起了预定量的状态。
图4是示意性地示出HDD中的磁盘及主轴马达的剖视图。
在向HDD施加了冲击时，与从上下双方由间隔环66宽范围地按压的中间层的磁盘18相比，单面由夹紧弹簧20或轴毂的凸缘65按压的最上面(最与顶盖相邻的磁盘)及最下面(最与基体底壁相邻的磁盘)的磁盘18的冲击振幅有可能大。于是，中间层的磁盘18使用了铝的基板101，相对于此，最上面及最下面部的磁盘18的至少一方使用了由与中间层的磁盘18不同的材料即刚性高的材料形成的基板101。
如图4所示，根据本实施方式，最上面的磁盘18U使用了由刚性比铝高的材料(例如，玻璃)形成的基板101。在一例中，玻璃基板使用了杨氏模量与铝基板相比高15％以上且密度小于铝基板的玻璃基板。其它的磁盘18使用了由铝形成的基板101。
另外，若基板101的材料不同，则有可能会因与相邻的间隔环66或夹紧弹簧20的热膨胀系数差而导致磁盘18的偏心量增加。于是，根据本实施方式，其它的间隔环66由铝形成，相对于此，将与最上面的磁盘18U相接的最上部的间隔环66U及夹紧弹簧20利用与其它的间隔环66不同的材料(具体而言，具有铝与玻璃的中间的热膨胀系数的材料)形成。作为这样的材料，例如能够使用不锈钢系、钛系、玻璃系等材料。
如以上这样，根据第1实施方式，通过将最上面的磁盘18U设为使用了刚性高的玻璃基板的磁盘，能够减少HDD受到了冲击时的磁盘的振动，使HDD的耐冲击性提高。同时，通过使用由与玻璃基板的热膨胀系数差小的材料形成的间隔环66U及夹紧弹簧20，能够抑制最上面的磁盘18U的偏心量的增加。此外，间隔环66U及夹紧弹簧20中的至少间隔环66U由上述热膨胀系数差小的材料形成即可，夹紧弹簧20也可以由铝形成。
通过以上，根据第1实施方式，能够提供耐冲击性提高的磁盘装置。
接着，对其它的实施方式的HDD的磁盘构造进行说明。在以下所述的其它的实施方式中，对与上述的第1实施方式相同的部分标注同一附图标记而省略或简化其详细的说明，以与第1实施方式不同的部分为中心进行说明。
(第2实施方式)
图5是示意性地示出第2实施方式的HDD中的磁盘及主轴马达的剖视图。
如图所示，根据本实施方式，最下面的磁盘18L使用了由刚性比铝高的材料(例如，玻璃)形成的基板101。在一例中，玻璃基板使用了杨氏模量与铝基板相比高15％以上且密度小于铝基板的玻璃基板。其它的磁盘18使用了由铝形成的基板101。
另外，其它的间隔环66及夹紧弹簧20由铝形成，相对于此，将与最下面的磁盘18L相接的最下部的间隔环66L及轴毂64(至少凸缘65)利用与其它的间隔环66不同的材料(具体而言，具有铝与玻璃的中间的热膨胀系数的材料)形成。作为这样的材料，例如，能够使用不锈钢系、钛系、玻璃系等材料。
如以上这样，根据第2实施方式，通过将最下面的磁盘18L设为使用了刚性高的玻璃基板的磁盘，能够减少HDD受到了冲击时的磁盘的振动，使HDD的耐冲击性提高。同时，通过使用由与玻璃基板的热膨胀系数差小的材料形成的间隔环66L及凸缘65，能够抑制最下面的磁盘18L的偏心量的增加。
此外，间隔环66L及凸缘65中的至少间隔环66L由上述热膨胀系数差小的材料形成即可，凸缘65及轴毂也可以由铝形成。
通过以上，根据第2实施方式，能够得到耐冲击性提高的磁盘装置。
(第3实施方式)
图6是示意性地示出第3实施方式的HDD中的磁盘及主轴马达的剖视图。
如图所示，根据本实施方式，最上面的磁盘18U及最下面的磁盘18L使用了由刚性比铝高的材料(例如，玻璃)形成的基板101。在一例中，玻璃基板使用了杨氏模量与铝基板相比高15％以上且密度小于铝基板的玻璃基板。中间的其它的磁盘18使用了由铝形成的基板101。
中间的其它的间隔环66由铝形成，相对于此，与最上面的磁盘18U相接的最上部的间隔环66U及夹紧弹簧20、与最下面的磁盘18L相接的最下部的间隔环66L及轴毂64(至少凸缘65)利用具有铝与玻璃的中间的热膨胀系数的材料形成。作为这样的材料，例如能够使用不锈钢系、钛系、玻璃系等材料。
如以上这样，根据第3实施方式，通过将最上面的磁盘18U及最下面的磁盘18L设为使用了刚性高的玻璃基板的磁盘，能够减少HDD受到了冲击时的磁盘的振动，使HDD的耐冲击性提高。
使用本实施方式的HDD实施落下冲击试验，与全部磁盘使用了铝基板的比较例的HDD进行了比较。使HDD以50～70G施加条件落下，在冲击后实施磁盘的整面的写/读试验，比较了能够经受至何种程度的冲击。其结果，仅搭载了铝基板的磁盘的HDD在60G施加条件下写/读试验成为了NG，相对于此，最上面及最下面的磁盘使用了玻璃基板的HDD通过了60G施加条件下的试验，确认到耐冲击性的改善。
而且，根据本实施方式，通过使用由与玻璃基板的热膨胀系数差小的材料形成的间隔环66U、66L、夹紧弹簧20及凸缘65，能够抑制最上面的磁盘18U及最下面的磁盘18L的偏心量的增加。此外，间隔环66U、66L、夹紧弹簧20及凸缘65中的至少间隔环66U、66L由上述热膨胀系数差小的材料形成即可，间隔环66及凸缘65也可以由铝形成。
通过以上，根据第3实施方式，能够得到耐冲击性提高的磁盘装置。
图7是示出上述的第1、第2、第3实施方式中的各构成要素的形成材料的组合的第1例的图。
根据第1例，在具备铝系的马达轴毂64、铝系的夹紧弹簧20及具有铝基板的磁盘18的HDD中，最上面及最下面、或仅其中任一方的磁盘18U(18L)使用了玻璃基板。玻璃基板使用了杨氏模量与铝基板相比高15％以上且密度小于铝基板的玻璃基板。中间层的间隔环66使用了铝系的间隔环，与玻璃基板相邻的最上部及最下部或其中任一方的间隔环66U、66U使用了具有与铝系不同的热膨胀系数的不锈钢系或钛系或玻璃系的间隔环。
图8是示出上述的第1、第2、第3实施方式中的各构成要素的形成材料的组合的第2例的图。
根据第2例，在具备铝系的马达轴毂64、铝系的夹紧弹簧20及使用了铝基板(铝材料1)的磁盘18的HDD中，最上面及最下面或仅其中任一方的磁盘18U(18L)使用了材料不同的铝基板(铝材料2)。铝基板(铝材料2)使用了杨氏模量与铝基板(铝材料1)相比高8％以上且密度之差小于5％的铝基板。中间层的间隔环66使用了铝系(铝材料3)，与铝基板(铝材料2)的磁盘18U(18L)相邻的最上部及最下部或其中任一方的间隔环66U(66L)使用了具有与铝材料3不同的热膨胀系数的铝系(铝材料4)。
图9是示出上述的第1、第2、第3实施方式中的各构成要素的形成材料的组合的第3例的图。
根据第3例，在具有不锈钢系的马达轴毂64、不锈钢系的夹紧弹簧20及使用了铝基板的磁盘18的HDD中，最上面及最下面或仅其中任一方的磁盘18U(18L)使用了玻璃基板。玻璃基板使用了杨氏模量与铝基板相比高15％％以上且密度小于铝基板的玻璃基板。中间层的间隔环66使用了铝系的材料，与玻璃基板的磁盘18U(18L)相邻的最上部及最下部或其中任一方的间隔环66U(66L)使用了具有与铝系不同的热膨胀系数的不锈钢系或钛系或玻璃系的材料。
图10是示出各构成要素的形成材料的组合的第4例的图。
根据第4例，在具有不锈钢系的马达轴毂64、不锈钢系的夹紧弹簧20及玻璃基板(玻璃材料1)的磁盘18的HDD中，最上面及最下面或仅其中任一方的磁盘18U(18L)使用了材料不同的玻璃基板(玻璃材料2)。玻璃基板(玻璃材料2)使用了杨氏模量与玻璃基板(玻璃材料1)相比高8％以上且密度之差小于5％的玻璃基板。中间层的间隔环66使用了不锈钢系或钛系或玻璃系(材料3)，与玻璃基板(玻璃材料2)的磁盘18U(18L)相邻的最上部及最下部或其中任一方的间隔环66U、66L使用了具有与材料3不同的热膨胀系数的不锈钢系或钛系或玻璃系(材料4)。
在上述的第1例～第4例的任意的组合中，都能够得到与前述的第1～第3实施方式同样的作用效果。
(第4实施方式)
根据第4实施方式，在具有使用了铝基板或玻璃基板的多张(例如，10张)磁盘18的HDD中，最上面及最下面或仅其中任一方的磁盘18U(18L)设为了基板的厚度与其它的磁盘18的基板的厚度不同的磁盘。例如，最上面及最下面或其中任一方的磁盘18U(18L)的基板使用了比其它的磁盘18的基板的板厚厚+20～30％的基板。在一例中，将中间层的磁盘18的板厚设为0.5mm，将最上面及最下面的磁盘18U、18L的板厚设为0.635mm。各构成构件的材料可以应用上述的第1例～第4例的任一例。也可以将全部磁盘的基板设为铝基板，或者将全部磁盘的基板设为玻璃基板。
如上所述，通过加厚最上面及最下面或其中任一方的磁盘18U(18L)的基板的板厚，磁盘18U(18L)的刚性变高，能够减少HDD受到了冲击时的磁盘的振动，使HDD的耐冲击性提高。
本发明不原样限定于上述的实施方式，在实施阶段中能够在不脱离其主旨的范围内将构成要素变形而具体化。另外，通过上述实施方式所公开的多个构成要素的适当的组合，能够形成各种发明。例如，也可以从实施方式所示的全部构成要素删除一些构成要素。而且，还可以将不同的实施方式中的构成要素适当组合。
例如，磁盘的设置张数不限于10张，也可以设为9张以下，或者，能够增加至11张或12张。各构成要素的形成材料不限于上述的实施方式或例子，能够适当选择、变更。

Claims (9)

1.一种盘装置，具备：
壳体，其具有底壁及与所述底壁相对的盖；
多张磁记录介质，其在所述壳体内相互同轴地隔开预定间隔而层叠配置；及
多个间隔环，其分别配置于相邻的磁记录介质之间，
与上述盖相邻的最上面的磁记录介质及与所述底壁相邻的最下面的磁记录介质中的至少一方的磁记录介质具有与其它的磁记录介质的基板相比、刚性高的基板，
与具有所述刚性高的基板的所述磁记录介质相接的间隔环具有与其它的间隔环的热膨胀系数不同的热膨胀系数。
2.根据权利要求1所述的盘装置，
所述最上面的磁记录介质及所述最下面的磁记录介质具有与其它的磁记录介质的基板相比、刚性高的基板，与所述最上面的磁记录介质相接的间隔环及与所述最下面的磁记录介质相接的间隔环具有与其它的间隔环的热膨胀系数不同的热膨胀系数。
3.根据权利要求1所述的盘装置，
所述刚性高的基板由与所述其它的磁记录介质的基板的形成材料不同的材料形成。
4.根据权利要求3所述的盘装置，
与所述刚性高的基板相接的所述间隔环具有所述刚性高的基板的热膨胀系数与所述其它的磁记录介质的基板的热膨胀系数的中间的热膨胀系数。
5.根据权利要求4所述的盘装置，
所述刚性高的基板由玻璃基板构成，所述其它的磁记录介质的基板由铝基板构成。
6.根据权利要求3所述的盘装置，
所述刚性高的基板的板厚比所述其它的磁记录介质的基板的板厚大。
7.根据权利要求1所述的盘装置，
所述刚性高的基板的板厚比所述其它的磁记录介质的基板的板厚大。
8.根据权利要求1所述的盘装置，
还具备：主轴马达，其设置在所述底壁上，具有嵌合于所述多张磁记录介质及所述多个间隔环的旋转自如的轴毂和设置于所述轴毂的所述底壁侧的端部且载置有所述最下面的磁记录介质的环状的凸缘；及夹紧弹簧，其固定于所述轴毂的所述盖侧的端部且压接于所述最上面的磁记录介质，所述夹紧弹簧及所述凸缘中的至少一方具有与所述其它的间隔环的热膨胀系数不同的热膨胀系数。
9.根据权利要求2所述的盘装置，
还具备：主轴马达，其设置在所述底壁上，具有嵌合于所述多张磁记录介质及所述多个间隔环的旋转自如的轴毂和设置于所述轴毂的所述底壁侧的端部且载置有所述最下面的磁记录介质的环状的凸缘；及夹紧弹簧，其固定于所述轴毂的所述盖侧的端部且压接于所述最上面的磁记录介质，所述夹紧弹簧及所述凸缘具有与所述其它的间隔环的热膨胀系数不同的热膨胀系数。
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