JP2002124062A

JP2002124062A - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP2002124062A
Application number: JP2000323307A
Authority: JP
Inventors: Satomitsu Imai; 郷充今井; Takashi Kono; 敬河野; Masahiko Sega; 雅彦瀬賀; Shigeo Nakamura; 滋男中村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2002-04-26

Abstract

(57)【要約】【課題】バイパス流路４５に流れ込む空気流が乱流にな
ることによりディスクが励振されることを防止する。【解決手段】バイパス流路４５の入口付近４５ａにおい
て、カバー８５にブロック８１を固定することによりデ
ィスク１１とカバー８５との隙間を狭くして、バイパス
流路４５に流れ込む空気流のカバーからの剥離を抑制
し、またディスク１１とカバー８５との隙間が広がる位
置をディスク１１端から下流側に離すことによって、発
生した乱流がディスク１１に与える影響を低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録ヘッドを移動
させて回転記憶媒体に情報を読み書きする記録装置にお
いて、記録媒体であるディスクの振動を低下させてヘッ
ドの位置決め（トラッキング）精度を高めるために用い
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気ディスク装置において、ヘッ
ド位置決め機構の風乱を低減するバイパス流路（リター
ンチャネル）が設けられている場合に、シュラウド内側
（ディスク端側）からバイパス流路への入口部分の流路
は、ディスク端部を境界として上下方向（ディスク面に
直交する方向）に空間が広がる様になっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】シュラウドからバイパ
ス流路の入口へ至る部分では、空気の流路がディスク面
と直交する方向に広がるため、そこを流れる空気は壁面
から剥離して乱流になり易くなっていた。ここで生ずる
乱流はディスクの励振力となってディスク振動を増加さ
せ、ヘッドの位置決め精度を低下させる。本発明の目的
は、バイパス流路入口周辺において乱流を発生しにくく
して、ディスクが励振されることを防止することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決しようとするための手段】リターンチャネ
ルの入口部の空気流路において、最上ディスクとカバー
プレート及び／または最下ディスクとベースプレートと
の空間を狭くして、空気の流れが剥離して乱流となるこ
とを防止する。空間を上下方向に狭くする手段として、
ブロック状の部品の取付け、あるいはカバープレート及
びベースプレートに凸部を形成する。

【０００５】また、リターン入口において上下方向の隙
間を狭める範囲を、ディスク外周部の端部から離れた位
置とし、流路が変化することで発生する乱流の位置をデ
ィスク外周部から遠ざけてディスクが励振されない様に
する。

【０００６】

【発明の実施の形態】従来の磁気ディスク装置の構成を
図１２に示す。情報を読み書きするヘッドは、サスペン
ション２１の先端にあり、サスペンション２１はキャリ
ッジアーム２５により支持される。キャリッジアーム２
５はピボット軸受２６により回転移動することができ、
これをボイスコイルモータによって駆動してヘッドをデ
ィスク１１上のトラックに位置決めする。ボイスコイル
モータは、キャリッジアーム２５においてヘッドと反対
側に取付けられているコイル２７とマグネット２８によ
って構成され、コイル２７に流した電流が磁場から磁気
力を受けることで駆動される。

【０００７】情報を記録する媒体であるディスク１１
は、スピンドルモータ１２により回転し、ディスク１１
の外周は、シュラウド４１によって覆われている。この
シュラウド４１によって、ディスク１１の回転に伴い発
生する周方向の空気の流れが乱流となることを防止で
き、消費電力の増加や位置決め機構の風乱振動の増加を
抑制できる。またシュラウド４１はディスク装置の外壁
も構成している。

【０００８】バイパス流路４５は、ディスク１１周方向
の空気の流れ９０をバイパスさせることによって、ボイ
スコイルモータ及びキャリッジアーム２５といった位置
決め機構に当る空気の流れを低減し、位置決め機構の風
乱振動を減少させる効果をもつ。このバイパス流路４５
は、リターンチャネルとも呼ばれる。バイパス流路４５
は、特に３．５型磁気ディスク装置の高速回転版におい
て実施されるようになっている。高速回転機では、キャ
リッジアーム２５やサスペンション２１の風乱振動が大
きな問題となっているためである。

【０００９】しかし、バイパス流路４５は風乱振動に対
しては有効であるが、ディスクフラッタに関しては悪影
響を及ぼす。これは、バイパス流路４５の入口として設
けられる開口部４５ａによって、この部分での乱流が発
生し易くなり、これによってディスク１１が励振される
ためである。実際にディスクフラッタを測定すると、バ
イパス流路４５を設けた場合は、設けない場合に比べて
数％〜１０％程度フラッタ振幅が大きくなっている。

【００１０】ディスクフラッタの低減のためには、シュ
ラウド４１の開口部分４５ａは、極力小さい方がよいこ
とが明らかにされている。バイパス流路４５の設置によ
るフラッタの増加は、開口部４５ａを含めたバイパス流
路入口部近辺の流路を最適に設計することで抑制でき
る。

【００１１】図１３は、開口部４５ａでフラッタが励振
される流体力学的なメカニズムを示す。図１３は、図１
２におけるＰＱ方向の断面を示す。図１３において、１
１ａは最上ディスク、８５はカバー、８６はカバーに設
けられている絞り部を示す。カバー８５の平面図を図１
４に示す。カバーの絞り部８５はディスク１１に対応し
た形状に形成されている。図１４において、Ｐ→Ｑ方向
に周方向の空気の流れが生ずる。

【００１２】図１３において、最上ディスク１１ａ上を
流れる空気流９０は、バイパス流路４５の入口付近にて
カバーの絞り部８６がなくなるために、上下方向に広が
り流れとなる。この部分では上下方向の隙間が急変する
ために、流れの剥離によって縦方向の渦９２が発生し易
くなる。この渦９２の発生位置がディスク１１端である
ためディスクフラッタの励振力になっていた。

【００１３】このようにして励振されるフラッタを防止
するための流路形状について説明する。図２は、その基
本となる構成を示す。その特徴は、バイパス流路４５の
入口付近において、最上ディスク１１ａとカバー８５と
の隙間及び最下ディスク１１ｂとベース４０との隙間ｄ
１を空気流９０の上流側（Ｐ）の隙間ｄ０よりも小さく
することと（ｄ１＜ｄ０，ｄ１’＜ｄ０’）、カバー
８５とベース４０との上下方向の隙間が変化し拡がる位
置をバイパス流路４５側に移動させたことの２点であ
る。

【００１４】上下方向の隙間を狭くすることは、流路が
変化するところで発生し易くなる流れの剥離を生じ難く
するためであり、カバー８５とベース４０との上下方向
の隙間が拡がる位置をバイパス流路４５側に移動させた
ことは、渦９２が発生する位置（Ｑ）をディスク１１端
から遠ざけ、渦９２がディスク１１に及ぼす影響を少な
くするためである。

【００１５】これら２つの構成はそれぞれが単独でも作
用するものである。例えば、最下ディスク１１ｂとベー
ス４０との間においては、カバー８５とカバー絞り部８
６とで形成される段差に相当するものがなく、その部分
での渦９２が発生しない場合であっても、ディスク１１
が無くなった部分において、ディスク１１の厚さ分流路
が広がるため、境界条件が変化し、空気流がカバー絞り
部８６やベース４０がら剥離して流れが乱れやすくな
る。ところが、最上ディスク１１ａとカバー絞り部８６
及び最下ディスク１１ｂとベース４０との隙間が狭くな
り、ここを流れる空気流が圧縮されることによってディ
スク１１端部の境界条件が変化する位置及び後流（バイ
パス流路４５側）において空気流がカバー８５或いはベ
ース４０から剥離しにくくなるため空気流が乱れず、デ
ィスクの振動を防止できる。

【００１６】また、渦９２が発生する位置とは境界条件
が急激に変化する位置であるので、カバー絞り部８６と
カバー８５との段差にテーパを付けるなどして境界条件
を緩和する構成を採っても良い。

【００１７】図１は、リターンチャネルの入口部周辺に
おいて、最上ディスク１１ａ〜カバー８５間及び最下デ
ィスク１１ｂ〜ベース４０間に隙間を小さくする手段８
１を取付ける実施例である。

【００１８】その具体的な方法として、図３は、直方体
状のブロック８１をシュラウド４１の側面に、例えば、
ねじ等によって取付ける場合を示す。

【００１９】図４は、カバー８５のバイパス流路４５入
口にあたる位置にプレス加工によるカバー凸部８７を形
成する実施例である。カバー８５において、ディスク面
に対向する部分８６には通常ディスク方向側に凸部がプ
レス成形されているが、カバー凸部８７はこれよりも一
段高く形成した方が望ましい。カバー凸部８７の高さを
カバー絞り部８６よりも高くできない場合には同じ高さ
に形成しても良く、この例を図５に示す。尚、カバー凸
部８７は別部材とし、カバー８５に貼付ける様にしても
よい。

【００２０】図４の実施例をベース側に実施する例を図
６に示す。図６は、ベース４０にベース凸部８２を形成
した例である。このベース凸部８２はベース４０を形成
する際にダイキャストで一体成形すればよい。

【００２１】図７は、本発明をロード／アンロード機構
と併用する実施例である。ロード／アンロード機構は、
高記録密度化のためにより平滑なディスク１１を使用す
る上で必要となってきた。ロード／アンロード機構にお
いてヘッドの安定動作のために低風乱は重要な課題であ
る。特にロード／アンロード部材３１回りでの風乱を低
減させるためにバイパス流路４５が必要となる。そのた
め、本発明はロード／アンロード機構を実施する磁気デ
ィスク装置に対しても有効性をもつ。

【００２２】また、図７に示す実施例では、エアフィル
タ６０をバイパス流路４５の途中に設けている。この様
にバイパス流路４５にエアフィルタ６０を設けることに
より、エアフィルタ用流路７１を空気流が経由すること
が原因で発生していたフラッタを防止することが出来
る。

【００２３】図３で示した実施例において、ブロック８
１の取付位置やサイズと最上ディスク１１ａのフラッタ
振幅の関係を測定した結果を示す。この実験は３．５型
のディスクを１０，０００ｒｐｍで回転させて行ったも
のである。図８は、ブロック８１の取付位置を定義する
座標を示す。ブロック８１の取付位置は、空気流の下流
側におけるブロック８１端のＸ座標で規定する。Ｘ座標
の原点は、図３におけるバイパス流路入口部、つまりデ
ィスク１１とシュラウド４１とで形成されていた流路が
広がり始める部分とした。

【００２４】図９は、ブロック８１の取付け位置に関す
る実験結果である。図中に示したサイズのブロック８１
の取付け位置を変化させ、最上ディスク１１ａ外周のフ
ラッタ振幅を測定した。尚、貼付位置Ｘは、図８に示し
た様にブロック８１の後端（バイパス流路４５側）の位
置を示す。

【００２５】図９から、ブロック８１の取付け位置には
最適位置があることが分かる。ブロック８１後端が原点
とした位置からやや流れの下流側（約４ｍｍ）の位置に
取付けるのが最も良く、フラッタ振幅比が９３％程度と
なりブロック８１無しの場合と比較して７％程度の改善
となった。またブロック８１後端が５〜―６．５ｍｍの
位置で振幅は２．５％、１〜−６ｍｍの位置で５％改善
した。これらの値はディスク１１の大きさや回転数によ
り若干は変化するものの、ブロック８１の有無に影響を
与えるほど変化するものではない。

【００２６】図９からも明らかな様に、ブロック８１後
端がバイパス流路４５入口よりも上流に有っても効果が
ある。これは先にも述べた様に、空気流が圧縮されるこ
とによってブロック８１が無くなった後ろでも空気流に
剥離が起きず、ディスク１１を振動させないためであ
る。

【００２７】図９では、貼付位置Ｘを後流側に移動させ
て行くと振幅比が急激に悪くなり、７ｍｍの位置におい
てブロック８１を設けない場合とほぼ同様の値になった
が、これはカバー絞り部８６とカバー８５との段差とブ
ロック８１の後端とが近くなり、段差が大きくなったた
めにその部分で発生する渦９２も大きくなったためと考
えられる。よって、ブロック８１の後端やカバー絞り部
８６とカバー８５との段差にテーパを付けるなどして境
界条件を緩和すれば図９に示した程の急激な悪化は生じ
ない。

【００２８】これらの結果を踏まえ、ディスクの大きさ
や回転数などを考慮し、ブロック８１後端の貼付位置
は、バイパス流路４５入口部５ｍｍ上流から６．５ｍｍ
下流、好ましくはバイパス流路４５入口部１ｍｍ上流か
ら６ｍｍ下流側の位置に設けると良い。

【００２９】図１０は、取付けブロック８１と最上ディ
スク１１ａとの隙間に関する実験結果である。隙間を小
さくすることは、流れの剥離をしにくくするためであ
る。ブロック８１と最上ディスク１１ａとの隙間は、
３．５ｍｍより広くするとフラッタ振幅に影響しない
が、３．５ｍｍより狭い範囲ではフラッタを減少させる
ことができる。この隙間はさらに小さくしてもフラッタ
振幅はあまり減少しないので、衝撃入力による最上ディ
スク１１ａとブロック８１の接触を回避することを考慮
して、隙間は２〜３ｍｍ前後に設定するのがよい。

【００３０】図１１は、取付けブロック８１の長さとフ
ラッタ振幅の関係の実験結果である。ブロックの取付け
位置は図９において最良の結果となったＸ＝−４ｍｍと
した。図１１からブロック８１が長くなるに従って、フ
ラッタ振幅は減少することがわかる。しかし、ブロック
８１が、約２０ｍｍになるとフラッタ振幅に飽和する傾
向がみえるので、ブロック８１の長さは、約２０ｍｍに
設定すればよい。

【００３１】以上の仕様によってバイパス流路４５入口
部の流路を形成すれば、フラッタ振幅はブロック８１を
設けない場合と比べて減少させることができる。

【００３２】

【発明の効果】バイパス流路の入口部で空気の流れが広
がり流れとなるために生ずる乱流を防止して、ディスク
振動が増加することを防止できる。これによってヘッド
の位置決め精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】バイパス流路入口の上下方向空間を狭める実施
例を示す図である。

【図２】バイパス流路入口の上下方向隙間の説明図であ
る。

【図３】バイパス流路入口にブロックを取付ける実施例
を示す図である。

【図４】カバーのバイパス流路入口部において凸部を設
ける実施例を示す図である。

【図５】カバーに凸部を設ける別の実施例を示す図であ
る。

【図６】最下ディスクとベースの隙間を狭める実施例を
示す図である。

【図７】ロード／アンロード機構を併用した実施例を示
す図である。

【図８】ブロック取付位置の定義を示す図である。

【図９】ブロックの取付け位置とフラッタ振幅の関係を
示す図である。

【図１０】ブロック〜ディスクの隙間とフラッタ振幅の
関係を示す図である。

【図１１】ブロックの長さとフラッタ振幅の関係を示す
図である。

【図１２】従来の磁気ディスク装置を示す図である。

【図１３】バイパス流路入口の広がり部で発生する乱流
を示す図である。

【図１４】従来の磁気ディスク装置のカバーを示す図で
ある。

【符号の説明】

１１…ディスク、１１ａ…最上位ディスク、１１ｂ…最
下位ディスク、１２…スピンドルモータ、２１…サスペ
ンション、２５…キャリッジアーム、２６…ピボット軸
受、２７…コイル、２８…マグネット、３１…ロード／
アンロード部材、４０…ベースプレート、４１…シュラ
ウド、４５…バイパス流路（リターンチャネル）、４５
ａ…バイパス流路入口部、６０…エアフィルタ、７１…
エアフィルタ用流路、８１…ブロック、８２…ベース凸
部、８５…カバー、８６…カバー絞り部、８７…カバー
凸部、９０…周方向の空気の流れ、９１…バイパス流路
入口の空気の流れ、９２…渦。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者瀬賀雅彦神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者中村滋男神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報を記録するディスクと、このディスク
を回転させるスピンドルモータと、前記ディスクに対し
て情報を読み書きするヘッドと、このヘッドを支持する
アームと、このアームを移動させるボイスコイルモータ
と、外壁を構成するシュラウドと、前記アームの前記デ
ィスク回転方向上流側と前記アームの前記ディスク回転
方向下流側とをバイパスする流路とを備え、このバイパ
ス流路入口部の前記ディスク面と直交する方向の空間を
前記バイパス流路上流側よりも狭くした磁気ディスク装
置。
【請求項２】前記ディスク面と直交する方向の空間を上
流側よりも狭くするブロックを取付けた請求項１記載の
磁気ディスク装置。
【請求項３】前記ディスク面と直交する方向の空間を上
流側よりも狭くする凸部をカバープレート及び／または
ベースに形成した請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】前記ブロックの後端を、バイパス流路入口
点から上流方向に５ｍｍから下流方向に６．５ｍｍの範
囲に設けた請求項２記載の磁気ディスク装置。