JP2000100150A - ダンパを有する磁気ディスク装置 - Google Patents

ダンパを有する磁気ディスク装置

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JP2000100150A
JP2000100150A JP10264298A JP26429898A JP2000100150A JP 2000100150 A JP2000100150 A JP 2000100150A JP 10264298 A JP10264298 A JP 10264298A JP 26429898 A JP26429898 A JP 26429898A JP 2000100150 A JP2000100150 A JP 2000100150A
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magnetic disk
damper
disk device
vibration
disk drive
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Yasuhiro Matsuda
泰洋 松田
Masahiko Sega
雅彦 瀬賀
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、フレーム等と磁気ディスク装
置から構成される振動系の固有振動数foの多様化に対
応して磁気ディスク装置の回転振動を低減し、ヘッドア
クセスの高速化を実現する。 【解決手段】回転振動を低減するためのダンパの設置ス
ペースを確保することによりフォームファクタを遵守し
つつ、ダンパの減衰比を0.2 以上とする。そして、ダ
ンパの設置スペースを確保するために、筐体に切り欠き
部を設けるか、装置内に収容する磁気ディスクの直径を
装置長手寸法の0.65 未満とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
に関する。特に、磁気ディスク装置がパソコン内部のフ
レーム等に設置されることにより構成される振動系の、
磁気ディスク装置の剛体振動を低減するためのダンパを
設置した装置に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク装置は、記憶容量を大きく
するための高記録密度化と、データの転送速度を上げる
ためのヘッドアクセス高速化をめざして設計されてい
る。
【0003】磁気ディスク装置のヘッドアクセス動作
は、ヘッドを目標位置付近に高速移動させるシーク動作
と、目標位置に位置決めするセトリング動作がある。シ
ーク動作は、ヘッドアクチュエータのボイスコイルモー
タが駆動力となる。そして、その駆動力の反力によっ
て、磁気ディスク装置が振動する。この振動は、磁気デ
ィスク装置がパソコン内部のフレーム等に設置されて構
成される振動系の磁気ディスク装置の剛体振動である。
言い換えれば、フレーム等がばねとなり、磁気ディスク
装置がマスとなる振動である。
【0004】振動している時の磁気ディスク装置の運動
は回転運動が主である。装置が回転運動すると、装置内
に回転可能に支持されたヘッドアクチュエータにはモー
メントが伝達されないので、装置に対してヘッドは相対
的に移動させられる。これがヘッド位置決めの外乱とな
り、セトリング動作の時間が長くなるという問題がおこ
る。
【0005】この問題を解決する従来技術として、特開
平5−81842号公報に開示されているダンパがある。これ
は、ケーシング内部に自由移動が可能な状態で慣性体を
封入して該ケーシング内部をオイルで充満した慣性負荷
オイルダンパまたは慣性体と粘性体を貼り合わせて一体
化した粘性負荷マスダンパを、磁気ディスク装置の適当
な個所に後付けする構造である。この構造により、磁気
ディスク装置の回転振動を低減してヘッド位置決め時間
を短縮するとある。
【0006】ここで、上記公知技術に開示されている粘
性負荷マスダンパの固有振動数fと減衰比ζを推定す
る。上記特開平5−81842号公報の図4,図5から、慣性
体の質量は重くても10グラムと推定できる。また、上
記特開平5−81842号公報の図3から、フレーム等と磁気
ディスク装置から構成される振動系の固有振動数foは
328Hz、減衰比ζoは0.03 と推定できる。ここ
で、磁気ディスク装置の慣性モーメントは0.0025k
g・m2(3.5インチ装置相当)、上記特開平5−81842
号公報の図3のシーク時間を15ms(3.5インチ装
置のフルストロークシーク時間相当)としている。この
条件にて、粘性負荷マスダンパの固有振動数fと減衰比
ζをパラメータとして、粘性負荷マスダンパの振動低減
効果を計算すると、図7に示した等高線図が得られる。
【0007】なお、上記特開平5−81842号公報の図3に
示されている振動低減効果は、50%以上の大きな効果
である。従って、上記特開平5−81842号公報の粘性負荷
マスダンパの固有振動数fは、302〜326Hz、減
衰比ζは0.02〜0.13の範囲に存在すると推定でき
る。
【0008】そして、この粘性負荷マスダンパを用いた
時に、フレーム等の剛性の多様化に伴って、フレーム等
と磁気ディスク装置から構成される振動系の固有振動数
foが変化した時に、振動低減効果がどのように変化す
るかを計算した結果が図8である。固有振動数foが5
00Hzを超えると極端に効果が減少することがわか
る。磁気ディスク装置を設置するパソコン内部のフレー
ム等の形状や材質には、規格がなく、3.5 インチの装
置を設置すると経験的に300〜800Hz程度の範囲
にばらつくことがわかっている。従って、上記特開平5
−81842号公報の粘性負荷マスダンパは、フレーム等と
磁気ディスク装置から構成される振動系の固有振動数f
oの多様化には、対応できていない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】図8を用いて説明した
ように、上記特開平5−81842号公報に開示されている公
知技術は、フレーム等の剛性が変化した場合には磁気デ
ィスク装置の回転振動を低減できないので、ヘッド位置
決め時間を短縮できない。
【0010】また磁気ディスク装置では、標準化された
装置規格寸法(縦,横,高さ)が定められている。そし
て、これをフォームファクタと呼んでいる。磁気ディス
ク装置を設置するためのパソコン等の内部空間も、この
フォームファクタにあわせてある。上記特開平5−81
842号公報に開示されている公知技術は、ダンパを後
付けする構造なので、フォームファクタを逸脱してしま
い、ダンパがパソコンの内部に接触する可能性がある。
そして、粘性負荷マスダンパにおいては、慣性体がパソ
コンの内部に接触してしまうと、慣性体の自由度が拘束
されるので、振動を低減する効果は全く得られない。
【0011】本発明の目的は、ダンパがパソコンの内部
に接触することなしに、フレーム等と磁気ディスク装置
から構成される振動系の固有振動数foの多様化に対応
し、磁気ディスク装置の回転振動を低減して、ヘッドア
クセスの高速化を実現し、ひいてはデータの転送速度が
高速な磁気ディスク装置を提供する事にある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、装置内部品を収容している筐体の
少なくとも一部分に切り欠き部を設け、前記切り欠き部
に、減衰比が0.2 以上のダンパを設置したことによ
り、フォームファクタを遵守しつつ、フレーム等と磁気
ディスク装置から構成される振動系の固有振動数foの
多様化に対応して、磁気ディスク装置の回転振動を低減
し、ヘッドアクセスの高速化を実現する。ひいてはデー
タの転送速度が高速な磁気ディスク装置を提供できる。
【0013】また、上記目的を達成するために、本発明
によれば、記録媒体であり装置内部に収容されるディス
クの直径を、装置長手寸法の0.65 未満とし、これに
よって、筐体寸法を小さくしてダンパ設置スペースを確
保することにより、フォームファクタを遵守しつつ、フ
レーム等と磁気ディスク装置から構成される振動系の固
有振動数foの多様化に対応して、磁気ディスク装置の
回転振動を低減し、ヘッドアクセスの高速化を実現す
る。ひいてはデータの転送速度が高速な磁気ディスク装
置を提供できる。
【0014】さらに、上記目的を達成するために、本発
明によれば、フォームファクタが3.5インチの磁気デ
ィスク装置の内部に収容するディスクの直径を、2.5
インチとし、これによって筐体寸法を小さくして、ダン
パ設置スペースを確保することによりフォームファクタ
を遵守しつつ、フレーム等と磁気ディスク装置から構成
される振動系の固有振動数foの多様化に対応して、磁
気ディスク装置の回転振動を低減し、ヘッドアクセスの
高速化を実現する。ひいてはデータの転送速度が高速な
磁気ディスク装置を提供できる。
【0015】以上のように構成した本発明では、磁気デ
ィスク装置の回転運動が抑制され、ヘッドアクセスの高
速化を実現し、ひいてはデータの転送速度が高速な磁気
ディスク装置を提供できる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しつつ説明する。
【0017】本発明の第1の実施例を図1ないし図4に
より説明する。本実施例は、磁気ディスク装置の剛体振
動を低減するためのダンパ13の減衰比ζを0.2 以上
にしたものである。
【0018】本実施例による磁気ディスク装置の斜視図
を図1に、装置内部を示す平面図を図2に示す。ここ
で、図2におけるダンパ13の部分のみは断面図であ
る。そして、ダンパ13の分解斜視図を図3に示す。図
4には、ダンパ13による振動低減効果を示す。
【0019】本実施例による磁気ディスク装置の構成を
図1及び図2により説明する。磁気ディスク装置の筐体
はベース1とカバー9により構成される。ベース1の側
面には、磁気ディスク装置をパソコン内部のフレーム等
に設置するためのねじ穴1aが施されている。また、筐
体であるベース1とカバー9には、ダンパ13を設置す
る空間を確保するために切り欠き部17を設けてある。
装置の内部には、所定の速度で回転するスピンドルモー
タ3がベース1に固定されている。スピンドルモータ3
には、記録媒体である磁気ディスク6が固定されてい
る。また、スピンドルモータ3に固定された磁気ディス
ク6の側方向には、スピンドルモータ3と軸が平行にな
るようにベース1に軸受け体2が固定されている。
【0020】磁気ヘッドを搭載するスライダ(図示せ
ず)を保持しているアーム8は、キャリッジ7に固定さ
れている。磁気ヘッドを移動させるための動力はボイス
コイルモータ12により発生する。ボイスコイルモータ
12の構成部品であるコイル(図示せず)は、キャリッ
ジ7に固定されている。もう1つの構成部品である磁気
回路4はベース1に固定されている。
【0021】ボイスコイルモータ12は、キャリッジ7
に固定されたコイルに対する通電方向及び通電時間を適
宜制御することにより、キャリッジ7に作用するモーメ
ントの方向及び大きさを自在に制御して、磁気ヘッドを
磁気ディスク6の所望の位置に位置決めする。湾曲形状
に取り付けられているFPC(Flexible PrintedCircui
t )5は、一端がキャリッジ7に、他端がFPC固定部
材10を介してベース1に固定されている。FPC5に
は、磁気ヘッドの信号線とコイル16の動力線が配線さ
れており、コネクタ11を介して、図示しない制御回路
基板に接続されている。
【0022】制御回路基板は、スペーサ等とともにベー
ス1に固定されている。なお、スピンドルモータ3,磁
気ディスク6,軸受け体2,スライダ,アーム8,キャ
リッジ7,ボイスコイルモータ12,FPC5,FPC
固定部材10,コネクタ11などは、ベース1とカバー
9とねじ等により構成される密閉空間の中に収容されて
いる。そして、ダンパ13はこの密閉空間の外に固定さ
れている。
【0023】ダンパ13は、おもり14,粘弾性部材1
5からなる。そしてダンパ13は、図3に示すように、
粘弾性部材15でおもり14をはさんで、ねじ16によ
ってベース1に設置されている。磁気ディスク装置が回
転振動した時には、おもり14が装置に対して相対変位
し、粘弾性部材15が変形することで振動が低減でき
る。
【0024】磁気ディスク装置のヘッドアクセス動作
は、ヘッドを目標位置付近に高速移動させるシーク動作
と、目標位置に位置決めするセトリング動作がある。シ
ーク動作は、ボイスコイルモータ12が駆動力となる。
そして、その駆動力の反力によって、磁気ディスク装置
が振動する。この振動は、磁気ディスク装置がパソコン
内部のフレーム等に設置されて構成される振動系の磁気
ディスク装置の剛体振動である。言い換えれば、フレー
ム等がばねとなり、磁気ディスク装置がマスとなる振動
である。振動している時の磁気ディスク装置の運動はヘ
ッドの位置決めに悪影響を及ぼす回転運動が主である。
装置が回転振動すると、装置内に回転可能に支持された
キャリッジ7にはモーメントが伝達されないので、キャ
リッジ7に搭載されているヘッドは、装置に対して相対
的に移動させられヘッド位置決めの外乱となる。
【0025】図4には、ダンパ13を装置に設置しない
場合に対する、減衰比を0.2 としたダンパ13を設置
した場合の回転振動低減効果と、低減効果目標ラインを
示してある。横軸は、フレーム等と磁気ディスク装置か
ら構成される振動系の回転振動数foである。低減効果
目標ラインの絶対値は、磁気ディスク装置の記録密度や
アクセス速度等の仕様によって決まる値である。ただ
し、振動振幅は、振動系の回転振動数foの二乗に反比
例するので、回転振動数foの範囲を決めれば、相対的
な目標値が決まる。
【0026】3.5 インチの磁気ディスク装置の場合
は、回転振動数foは経験的に300〜800Hz程度
の範囲にばらつくことがわかっている。この範囲では、
回転振動数が300Hzの時が最も振動振幅が大きくな
るので、この回転振動数におけるダンパ13の効果を基
準として、効果目標ラインを決める。先に述べたよう
に、振動振幅は、振動系の回転振動数foの二乗に反比
例するので、効果目標は (回転振動数300Hzの場合のダンパ13の効果)×
{1/(fo/300)2} で求められる。
【0027】図4に示すように、減衰比を0.2 以上に
することで、ダンパ13の効果を目標ライン以上にする
ことができ、回転振動数のばらつきに対応できる。そし
て、装置の仕様によって決まる振動低減目標の絶対値を
満足するために、おもり14の質量を決めればよい。ま
た、おもり14,ねじ16及び粘弾性部材15の形状
や、ダンパ13の取り付け位置等は、これに限るもので
はない。
【0028】上記構成により、フレーム等と磁気ディス
ク装置から構成される振動系の固有振動数foの多様化
に対応して磁気ディスク装置の回転振動を低減し、ヘッ
ドアクセスの高速化を実現する。ひいてはデータの転送
速度が高速な磁気ディスク装置を提供できる。
【0029】本発明の第2の実施例を図5及び図6によ
り説明する。本実施例は、フォームファクタが3.5イ
ンチの磁気ディスク装置でありながら、2.5インチサ
イズ(直径約65mm)の磁気ディスク6を搭載したもの
である。これによりダンパ13の設置スペースを確保し
ている。そして、ダンパ13の減衰比ζを0.2 以上に
したものである。
【0030】本実施例による磁気ディスク装置の斜視図
を図5に、装置内部を示す平面図を図6に示す。ここ
で、図6におけるダンパ13の部分のみは断面図であ
る。装置内部の部品構成は第1の実施例と同じである。
ただし、筐体であるベース1とカバー9に切り欠き部を
設けることなく、磁気ディスク6の直径を小さくすると
ともに筐体を小さくして、ダンパ13の設置スペースを
確保している点が第1の実施例と異なる。
【0031】本実施例は、第1の実施例に比べて、記憶
容量については劣るが、高速アクセスには適している。
それは、第1の実施例よりもおもり14を大きくして重
くできること、ボイスコイルモータ12の体積を大きく
でき、ヘッドを駆動する力を増加できることの2つがあ
る。おもり14を重くすることで、磁気ディスク装置の
回転振動を低減する効果を増加でき、セトリング時間を
より短縮できるから、高速アクセスに適している。ま
た、ヘッド駆動力の増加も、シーク時間を短縮できるの
で、高速アクセスに適している。
【0032】さらに、2.5 インチサイズの磁気ディス
ク6を搭載したことにより、スピンドルモータ3の回転
数を高速にすることができる。これは、磁気ディスク6
の半径の減少によりスピンドルモータ3の消費電力及び
発熱を抑制できるからである。そして、スピンドルモー
タ3の回転数の高速化は、本発明の目的であるデータの
転送速度を上げることに一致する。
【0033】上記構成により、フレーム等と磁気ディス
ク装置から構成される振動系の固有振動数foの多様化
に対応して磁気ディスク装置の回転振動を低減し、ヘッ
ドアクセスの高速化を実現する。ひいてはデータの転送
速度が高速な磁気ディスク装置を提供できる。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、フレーム等と磁気ディ
スク装置から構成される振動系の固有振動数foの多様
化に対応して磁気ディスク装置の回転振動を低減し、ヘ
ッドアクセスの高速化を実現する。ひいてはデータの転
送速度が高速な磁気ディスク装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による磁気ディスク装置
の斜視図である。
【図2】図1に示された磁気ディスク装置の内部の平面
図である。
【図3】図1に示された磁気ディスク装置のダンパの分
解斜視図である。
【図4】図1に示された磁気ディスク装置のダンパの振
動低減効果を表す特性図である。
【図5】本発明の第2の実施例による磁気ディスク装置
の斜視図である。
【図6】図5に示された磁気ディスク装置の内部の平面
図である。
【図7】従来技術による磁気ディスク装置のダンパの特
性を推定する特性図である。
【図8】従来技術による磁気ディスク装置のダンパの振
動低減効果を表す特性図である。
【符号の説明】
1…ベース、1a…ねじ穴、2…軸受け体、3…スピン
ドルモータ、4…磁気回路、5…FPC、6…磁気ディ
スク、7…キャリッジ、8…アーム、9…カバー、10
…FPC固定部材、11…コネクタ、12…ボイスコイ
ルモータ、13…ダンパ、14…おもり、15…ねじ、
16…粘弾性部材、17…切り欠き部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気ディスク装置の剛体振動を低減するた
    めのダンパを具備し、前記ダンパを含めてフォームファ
    クタを満足する磁気ディスク装置において、装置内部品
    を収容している筐体の少なくとも一部分に切り欠き部を
    設け、前記切り欠き部に、減衰比が0.2以上のダンパ
    を設置したことを特徴とする磁気ディスク装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110033921A (ko) * 2008-06-19 2011-04-01 엘-3 커뮤니케이션즈 코포레이션 인클로져의 형상 인자 내에 일체형 예비 전력 공급장치를 구비한 비행 기록기 및 이를 위한 방법

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