JP2003016741A - Disk unit - Google Patents

Disk unit

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JP2003016741A
JP2003016741A JP2001195298A JP2001195298A JP2003016741A JP 2003016741 A JP2003016741 A JP 2003016741A JP 2001195298 A JP2001195298 A JP 2001195298A JP 2001195298 A JP2001195298 A JP 2001195298A JP 2003016741 A JP2003016741 A JP 2003016741A
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disk
support mechanism
acceleration
recording medium
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JP2001195298A
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Japanese (ja)
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Tatsuhiko Inagaki
辰彦 稲垣
Yoshihiro Ueno
善弘 上野
Shisei Den
志生 デン
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Moving Of Heads (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable disk unit in which the influence of dynamic external vibration or external shock is sufficiently suppressed. SOLUTION: A head disk assembly 22 consisting of a disk 1, a spindle motor 2, a head, a head supporting mechanism section 3 and a movable plate 20 is mounted on a mounting section 7 via a supporting member 21. The head supporting mechanism section 3 is constituted of a head arm 4, a supporting block rockably attached to the free end of the head arm 4 and a head slider 102 attached to the supporting block. The supporting block is attached in such a way that the centroid of the supporting block including the head slider 102 coincides with the axis to be an oscillating center in the direction vertical to the disk face. At this time, the natural frequency of the head disk assembly 22 is set so as to be equal to or below half of the natural frequency of the head supporting mechanism section 3 in the direction vertical to the disk face.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスク装
置、光ディスク装置など、ディスク状の記録媒体に情報
の記録再生を行うディスク装置に関する。 【0002】 【従来の技術】近年、情報記録再生装置として、ハード
ディスク装置に代表される磁気ディスク装置や、光ディ
スク装置などのディスク状の記録媒体を用いたものが広
く普及している。中でも、ハードディスク装置は、デー
タ転送の高速性という特性を生かしてパーソナルコンピ
ュータ等の外部記憶装置として広く用いられている。 【0003】以下、近年普及している小型のハードディ
スク装置について、従来例1として図面を参照しながら
説明する。図11は、従来例1にかかるハードディスク
装置の断面図である。図12は従来例1にかかるハード
ディスク装置を構成するヘッド支持機構を示す図であ
り、図12(a)は斜視図で、図12の(b)は断面図
で示している。 【0004】図11の例に示すように、従来例1のハー
ドディスク装置は、密閉された筐体を構成するベース3
07及びカバー308と、磁気記録可能な媒体であるデ
ィスク301と、ディスク301を保持して高速に回転
させるスピンドルモータ302と、ディスク301に記
録されたデータの読み出し及び書き込みを行う磁気ヘッ
ド(図示せず)を搭載したヘッドスライダ303と、ヘ
ッドスライダ303を保持するサスペンション304
と、サスペンション304を介してヘッドスライダ30
3をディスク301の面内方向に揺動させるヘッドアク
チュエータ305とで構成されている。ここで、ヘッド
スライダ303とサスペンション304とを一体として
ヘッド支持機構と総称する。 【0005】また、図11に示すように、スピンドルモ
ータ302の中心軸306とヘッドアクチュエータ30
5の中心軸309とは両者ともベース307に取り付け
られている。そのため、スピンドルモータ302とヘッ
ドアクチュエータ305において、回転方向以外の自由
度はベース307によって拘束される。 【0006】図11に示すヘッド支持機構について図1
2を用いて説明する。図12に示すように、磁気ヘッド
(図示せず)を搭載するヘッドスライダ303は、ジン
バル機能を備えたフレキシャ402を介して、片持ちば
り状のロードビーム403に取り付けられている。フレ
キシャ402とロードビーム403とは金属薄板で形成
されており、これらが合わさってサスペンション304
を構成する。 【0007】ロードビーム403はヘッドスライダ30
3が取り付けられた端部と反対側の端部でマウント部4
04を介して、ヘッドアーム405に取り付けられてい
る。ヘッドアーム405は、図11で示したヘッドアク
チュエータ305に連結されている。 【0008】ヘッドスライダ303はディスク301の
面に対向するよう設置されており、ディスク301の回
転に伴って形成される空気膜によって浮上し、ディスク
301の表面に追従する。このとき、空気膜による浮上
力とロードビーム403の付勢力とは釣り合っており、
ヘッドスライダ303の浮上量は一定である。 【0009】このように、従来例1のハードディスク装
置においては、ヘッドスライダ303のディスク301
に対する位置決めは、ディスク301の回転によって生
じる空気膜を利用した非接触方式によって行われてい
る。 【0010】しかし、このような構成のため、外部から
の振動あるいは衝撃などにより、ハードディスク装置に
対して加速度が印加されると、ヘッド支持機構に発生す
る慣性力によってヘッドスライダ303とディスク30
1とが接触するという現象が生じてしまい、記憶装置と
しての信頼性が損なわれるという問題がある。 【0011】例えば、図12の(b)においてディスク
301からヘッド支持機構に向けて(図中上方向)加速
度が印加された場合、ヘッド支持機構には矢印で示すよ
うに下向きの慣性力Fが発生する。この場合、慣性力Fに
よってディスク301上の空気膜は圧縮され、圧縮量が
ディスク301の表面とヘッドスライダ303の表面と
の最小距離より大きくなれば接触が発生する。また、外
部からの加速度が解除されると、空気膜の反力とロード
ビーム403の弾性力による反力によって、ヘッドスラ
イダ303はディスク301の表面から大きく跳ね上が
り、更にその後ディスク301に衝突する場合もある。 【0012】そのため、例えば特開平9−82052号
公報や特開平11−39808号公報には、ハードディ
スク装置の信頼性の向上を目的とした、ヘッド支持機構
に加わる外部からの加速度の影響を低減するための技術
がいくつか提案されている。 【0013】次に、外部からの加速度による影響を低減
することを目的とした従来のハードディスク装置の一例
について、従来例2として図面を参照しながら説明す
る。図13は、従来例2にかかるハードディスク装置を
構成するヘッド支持機構を示す図であり、図13(a)
は斜視図で、図13(b)は断面図で示している。な
お、従来例2にかかるハードディスク装置は、図13に
示すヘッド支持機構が異なる以外は、図11に示した従
来例1にかかるハードディスク装置と同様にして構成さ
れている。 【0014】図13に示すように、従来例2にかかるハ
ードディスク装置を構成するヘッド支持機構は、ロード
ビーム403にロードビーム延長部406と金属体40
7とが設けられている点において、上記図12に示す従
来例1のヘッド支持機構と異なっており、他の構成要素
は実質的に同一である。なお、図12に示す従来例1の
ヘッド支持機構と同一の構成要素には同一の符号を付し
説明を省略する。 【0015】また、図13に示すように、ヘッドアーム
405の先端には切り欠き部405bが設けられてい
る。ロードビーム延長部406は、ロードビーム403
に一体的に形成されており、切り欠き部405bの内側
に収まっている。金属体407は所定の質量となるよう
に形成されており、ロードビーム延長部406の先端に
載置されている。ロードビーム延長部406及び金属体
407の設計は、ヘッド支持機構の重心位置がロードビ
ーム403とヘッドアーム405との境界近傍、実際に
はロードビーム403とマウント部404との境界線4
05aの近傍となるように行われている。 【0016】このように従来2にかかるヘッド支持機構
には、ロードビーム延長部406と金属体407とが設
けられているため、外部から衝撃が印加されても衝撃加
速度は回転中心付近(境界線405a付近)に作用する
こととなる。このため、ヘッドスライダ303の運動が
抑制されるので、ヘッドスライダ303とディスク30
1との衝突による損傷を低減できる可能性を有してい
る。 【0017】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
2にかかるヘッド支持機構では、ヘッド支持機構を一つ
の剛体と見なした上で、その静的な質量のバランスを考
慮しているだけであるといえる。そのため、実際の動的
な外部衝撃に対して、その影響を十分に抑制できないと
いう課題がある。以下にこの課題について具体的に説明
する。 【0018】仮に、外部から印加される加速度が静的な
もの(例えば、重力加速度など時間的に変化しないも
の)であったとしたならば、従来例2にかかるヘッド支
持機構において、ヘッドスライダ303側のモーメント
と金属体407側のモーメントとが境界線405aを中
心にして釣り合うため、ヘッドスライダ303とディス
ク301との間に形成される空気層には力は作用しない
と言える。よって、ヘッドスライダ303とディスク3
01との衝突による損傷が低減される。 【0019】しかしながら、実際にハードディスク装置
に加わる衝撃加速度は静的なものではなく、時間的な変
化を有したものである。また、このような衝撃加速度
は、多くの場合、持続時間が数ミリ秒のパルス的なもの
である。よって、このような衝撃加速度が印加された場
合の影響を検討するにあたっては、ヘッド支持機構の動
的な挙動を考慮しなければならないといえる。 【0020】動力学的見地にたてば、振動系に衝撃加速
度が印加されたときは、慣性力による強制変位が生じる
とともに自由振動が励振され、衝撃加速度が解除された
ときは、自由振動が残留することがよく知られている。
従来例2にかかるヘッド支持機構は完全な剛体ではない
と言えるため、弾性変形による自由度を有する振動系と
みなす必要がある。 【0021】図14は、従来例2にかかるハードディス
ク装置を構成するヘッド支持機構の動的な挙動を説明す
るための模式図であり、該ヘッド支持機構は力学モデル
で示している。図14(a)に示すように、ロードビー
ム403の先端にはスライダ303が取り付けられてお
り、ロードビーム延長部406の先端には金属体407
が取り付けられている。スライダ303は空気膜に相当
する線形ばね410でディスク301に対して支持され
ている。また、ロードビーム403は回転中心(境界
線)405aにおいて単純支持されている。さらに可動
部全体の重心は回転中心405aに一致している。 【0022】図14(a)中の破線は、ヘッド支持機構
が振動したときの状態を示しており、ヘッド支持機構は
破線で示した形状の固有振動モードを有する。例えば、
金属体407が図中下方に変位したときは、図14
(b)に示すように線形ばね410には引張方向の力F
1が作用する。一方、金属体407が図中上方に変位し
たときは、図14(c)に示すように線形ばね410に
は圧縮方向の力F2が作用する。従って、この固有モー
ドの振動が励起されると、空気ばね410には、引っ張
り−圧縮を繰り返す周期的な力が加わることとなる。 【0023】ここで、一例として、ヘッドスライダの寸
法が1.2mm×1.0mm×0.3mm、サスペンシ
ョンの長さ(ロードビームの全長)が11mmの一般的
なヘッド支持機構を想定し、これについての評価を行
う。評価は、衝撃加速度を印加したときに空気膜に作用
する力の大きさ(絶対値)Faを耐衝撃性の尺度として
行った。また、評価は従来例1におけるヘッド支持機構
と従来例2におけるヘッド支持機構との二つについて行
った。なお、以下、Faを「空気膜じょう乱力」と称す
る。 【0024】図15は、従来例1のヘッド支持機構につ
いて算出した空気膜じょう乱力を示すグラフであり、図
16は、従来例2のヘッド支持機構について算出した空
気膜じょう乱力を示すグラフである。なお、図15及び
図16に示すグラフの算出において、衝撃加速度は重力
加速度の1000倍の大きさ(9.8×103m/se
2)で1ミリ秒(ms)間ノコギリ波状に印加してい
る。 【0025】図15に示すように、従来例1のヘッド支
持機構では、空気膜じょう乱力Faは衝撃力の印加中
(開始から1msまでの間)に最大値75mN(7.7
gf)をとる。この力は強制変位に起因するものであ
る。また、衝撃力の解除後(開始から1ms以後)の空
気膜じょう乱力は残留振動に起因するものである。 【0026】一方、図16に示した従来例2のヘッド支
持機構では、開始から1msまでの衝撃力の印加中にお
いて、空気膜じょう乱力Faは従来例1より低減されて
いる。しかし、開始から1ms以後に衝撃力が解除され
ると、残留する自由振動の影響によって、Faの最大値
は136mN(13.9gf)となり、むしろ従来例1
のヘッド支持機構よりも大きくなっている。その理由
は、従来例2のヘッド支持機構における可動部の質量
が、従来例1のヘッド支持機構のそれよりもおよそ2倍
となっており、振動する質量が大きいためである。 【0027】このように、従来例2のヘッド支持機構
は、ヘッド支持機構を一つの剛体と見なした上で、その
静的な力(質量)のバランスを考慮しているだけである
ので、実際の動的な外部衝撃が印加されると、励起され
る自由振動によって空気膜にじょう乱力が作用してしま
う。その結果、空気膜が圧縮され、ヘッドスライダ30
3がディスク301に接触したり、又はヘッドスライダ
303が大きく跳ね上がった後にディスク301に衝突
したりすることが発生する。即ち、従来例2のヘッド支
持機構では、動的な外部加速度の影響を十分に抑制でき
ないといえる。 【0028】本発明の目的は、上記問題を解決し、動的
な外部振動又は外部衝撃の影響を十分に抑制することが
できる信頼性の高いディスク装置を提供することにあ
る。 【0029】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にかかるディスク装置は、ディスク状の記録媒
体と、記録媒体を回転させるための記録媒体駆動部と、
記録媒体への情報の記録と記録媒体からの情報の再生の
うち何れか一方又は両方を行うヘッドと、ヘッドを記録
媒体の上方で支持するためのヘッド支持機構部と、記録
媒体駆動部及びヘッド支持機構部を搭載する可動プレー
トとを少なくとも含むヘッドディスク組立体が、ヘッド
ディスク組立体を搭載する搭載部に、可動プレートに取
り付けられた支持部材を介して搭載されてなる構造を有
し、ヘッド支持機構部は、記録媒体の面と平行な軸を中
心軸として揺動可能に構成された揺動部材と、揺動部材
の端部に取り付けられ、ヘッドを搭載するヘッドスライ
ダとを少なくとも含み、揺動部材は、ヘッドスライダが
取り付けられたときの重心が、中心軸と記録媒体の面に
垂直な方向において一致するように配置され、ヘッドデ
ィスク組立体の質量と支持部材の剛性から決まる固有振
動数は、ヘッド支持機構部における記録媒体の面に垂直
な方向の固有振動数の2分の1倍以下となるように設定
されていることを特徴とする。 【0030】本発明にかかるディスク装置は、このよう
な構成により、従来に比べて動的な外部振動又は外部衝
撃の影響を十分に抑制することができるため、高い信頼
性を提供することができる。 【0031】 【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるディスク装
置の一例について図面を参照しながら説明する。図1は
本実施の形態にかかるディスク装置の断面構成を示す断
面図である。図2は図1に示すディスク装置の構成を示
す平面図である。図3は図1に示すディスク装置を構成
するヘッド支持機構部の一部を拡大して示す斜視図であ
る。図4は図3に示すヘッド支持機構部の一部を分解し
て示す分解斜視図である。 【0032】図1及び図2の例に示すように、本実施の
形態にかかるディスク装置は小型のハードディスク装置
である。本実施の形態にかかるディスク装置は、ディス
ク状の記録媒体1と、記録媒体1を回転させるための記
録媒体駆動部2と、記録媒体1への情報の記録と記録媒
体1からの情報の再生のうち何れか一方又は両方を行う
ヘッド(図示せず)と、ヘッドを記録媒体1の上方で支
持するためのヘッド支持機構部3と、記録媒体駆動部2
及びヘッド支持機構部を搭載する可動プレート20とを
少なくとも含むヘッドディスク組立体22を有してい
る。 【0033】図1及び図2の例では、記録媒体1は、磁
気記録可能な記録層が成膜された磁気ディスクである
(以下、記録媒体は「ディスク」と記載する。)。この
ためヘッドは磁気ヘッドである。また、記録媒体駆動部
2は、ディスク1を保持して高速に回転させる機能を有
したスピンドルモータである(以下、記録媒体駆動部は
「スピンドルモータ」と記載する。)。スピンドルモー
タ2の中心軸6は可動プレート20に固定されている。
スピンドルモータ2は中心軸6に対して回転可能に構成
されており、回転方向以外の自由度は可動プレート20
によって拘束されている。 【0034】また、図1及び図2の例に示すように、ヘ
ッド支持機構部3は、ヘッドアーム4と、揺動部材と、
ヘッドスライダ102とで構成されている。但し、図1
及び図2においては揺動部材については図示しておら
ず、これについては後述の図3及び図4において説明す
る。ヘッドは後述の図3及び図4に示すようにヘッドス
ライダ102に取り付けられる。 【0035】ヘッドアーム4は、ディスク1の面と平行
な方向に揺動可能となるように一方の端部が可動プレー
ト20に取り付けられている。図1及び図2の例では、
ヘッドアーム4の可動プレートへの取り付けはヘッドア
クチュエータ5及び中心軸9を介して行われている。中
心軸9は可動プレート20に固定されている。ヘッドア
クチュエータは中心軸9に対して回転可能に取り付けら
れており、回転方向以外の自由度は可動プレート20に
よって拘束されている。このため、ヘッドアーム4は中
心軸9を中心にヘッドアクチュエータ5からの動力によ
り揺動でき、ヘッドスライダ102をディスク1の半径
方向に移送することができる。 【0036】更に、図1及び図2の例に示すように、ヘ
ッドディスク組立体22は、ヘッドディスク組立体22
を搭載するための搭載部7に、可動プレート20に取り
付けられた支持部材21を介して搭載されている。図1
及び図2の例では、支持部材21は一対の板ばねで構成
されており、ヘッドディスク組立体は支持部材21によ
って搭載部7上で支持された状態にある。搭載部7はカ
バー8と合わさってヘッドディスク組立体22を密閉す
る筐体を構成する。また、支持部材21は、その両端お
よび中央が搭載部7の凸部7aにネジ止めされて搭載部
7に固定されている。更に、支持部材21は、両端と中
央との中間点が可動プレート20の凸部20aにネジ止
めされて可動プレート20に固定されている。 【0037】この構成により、ヘッドディスク組立体2
2は、搭載部7に対して、支持部材21である板ばねの
たわみ方向(図2中の矢印で示したZ方向)に変位可能
となる。図1及び図2の例では、ヘッドディスク組立体
22の質量は10g、支持部材21である板ばねのZ方
向の剛性は6.0×105N/mに設定されている。よっ
て、ヘッドディスク組立体22が搭載部7に対してZ方
向に振動するときの固有振動数は389Hzとなる。 【0038】上述したヘッド支持機構部3及びヘッドの
構成について図3及び図4を参照しながら説明する。図
3の例に示すように、ヘッド支持機構部3は揺動部材1
04を備えている。揺動部材104はディスク1面と平
行な軸103cを中心軸として揺動可能に構成されてい
る。図3の例では、軸103cはヘッドアーム4の自由
端においてディスク1面に平行に固定された一対のトー
ションバーである(以下、軸は「トーションバー」と記
載する。)。また、揺動部材104はヘッドスライダ1
02を支持するための支持ブロックであり(以下、揺動
部材は「支持ブロック」と記載する。)、軸103cに
固定されている。 【0039】また、図3の例に示すように、ディスク1
に情報の記録再生を行うヘッド101は、ヘッドスライ
ダ102の先端に一体的に搭載されている。102b
は、ヘッドスライダ102のディスク1に対向する面に
設けられた空気潤滑面102bである。ヘッドスライダ
102は、ディスク1に対向する面と反対の端面におい
て、ジンバル機構を構成するジンバルばね103aを介
して支持ブロック104に取り付けられている。 【0040】ここで、ジンバルばね103a、支持ブロ
ック104、およびトーションバー103cを合わせて
サスペンション109と総称する。このように、ヘッド
支持機構部は、サスペンション109、ヘッドスライダ
102及びヘッドアーム4で構成されている。 【0041】図4の例に示すように、図3に示すサスペ
ンション109は、金属の薄板で形成された板部材10
3に支持ブロック104とヘッドスライダ102とを接
着等の手段で接合することで構成されている。ヘッドス
ライダ102は板部材103を介して支持ブロック10
4に取り付けられることになる。 【0042】板部材103には、ジンバル機構としての
ジンバルばね103a、ヘッドスライダ接合部103
b、トーションバー103c、ヘッドアーム接合部10
3d、支持ブロック接合部103e、及びトーションバ
ー103cとジンバルばね103aとを結合する結合部
103fが一体的に形成されている。これらは、金属の
薄板をエッチング等することにより一括して作製されて
いる。 【0043】これらのうちジンバルばね103aは金属
の薄板を十字形に成形して作製されており、薄板ばねと
して機能する。よって、ヘッドスライダ102は、図4
に示すようにジンバルばね103aにより、直線aで示
した軸周りの回転自由度とそれに直交する直線bで示し
た軸周りの回転自由度とにおいて、支持ブロック104
に対して所定の剛性で支持されることになる。 【0044】また、トーションバー103cも薄板ばね
として機能するものであり、ねじりばね特性としての中
心軸周りのねじり剛性に比べて、他の方向の剛性が十分
大きいものとなる。言い換えれば、トーションバー10
3cは、その中心軸を中心とする回転方向に変位する自
由度を有している。トーションバー103cの板厚、幅
及び長さは、中心軸周りのねじり剛性と板厚方向の曲げ
剛性がそれぞれ所定の値となるように設定される。 【0045】このため、支持ブロック接合部103e及
び結合部103fで板部材103に接合された支持ブロ
ック104は、図4に示すようにトーションバー103
cにより、直線cで示した軸周りの回転自由度におい
て、ヘッドアーム4に対して所定の剛性で支持されるこ
とになる。よって、支持ブロック104はヘッドアーム
4に対し、軸部材103cを中心とした揺動運動を行う
ことができる。また、上記したようにヘッドスライダ1
02は支持ブロック104に取り付けられているため、
この揺動運動は支持ブロック104とヘッドスライダ1
02とが一体となって行われる。 【0046】また、支持ブロック104のトーションバ
ー103cへの取り付けは、ヘッドスライダ102が取
り付けられたときの支持ブロック104における重心、
即ちヘッドスライダ102の重心と支持ブロック104
の重心とを合成した重心と、トーションバー103cの
中心軸(直線c)とが、ディスク1の面に垂直な方向に
おいて一致するように行われている。図3及び図4の例
では、上記の合成重心はトーションバー103cの中心
軸(直線c)上に位置している。 【0047】このように、本実施の形態のディスク装置
においては、サスペンション109に所定の質量及び構
造の支持ブロック104を含ませることにより、ヘッド
スライダ102による回転モーメントが打ち消されるよ
うに構成されている。よって、支持ブロック104の質
量やトーションバー103cへの取り付け位置は、ヘッ
ドスライダ102によるモーメントに応じて設定され
る。 【0048】なお、図3及び図4の例において、ジンバ
ルばね103aとヘッドスライダ102との接合は、ス
ペーサ106を介して接着等の手段によって行われてい
る。またヘッドアーム接合部103dとヘッドアーム4
との接合は溶接等の手段によって行われている。但し、
本実施の形態において接合方法は上記の方法に限定され
るものではない。 【0049】以上のように構成されているため、図3及
び図4に示すヘッド支持機構部は以下の動作によりヘッ
ド101をディスク1に追従させることができる。即
ち、ディスク1の回転に伴いヘッドスライダ102底面
の空気潤滑面102bに高剛性の空気ばねとしての空気
膜が形成され、ヘッドスライダ102がディスク1の記
録面に倣うよう非接触で浮上する。このとき、ディスク
1の表面の傾き変動に対しては、ヘッド101は、ジン
バルばね103aの2つの直線a及びbを中心軸とした
回転自由度で追従する。一方、ディスク1の表面の高さ
変動に対しては、主にトーションバー103cのねじり
ばね特性、すなわち直線cを中心軸とした回転自由度で
追従する。 【0050】なお、本発明においては、ヘッド支持機構
部は、ヘッドスライダ102による回転モーメントが打
ち消されるような構成であれば、図3及び図4に示すも
のに限定されるものではない。例えば、支持ブロック1
04の代わりにヘッドアーム4自体が揺動部材として機
能する構成が挙げられる。この場合、ヘッドスライダ1
02が取り付けられたヘッドアーム4の重心が、ヘッド
アーム4の揺動中心に対して、ディスク1面に垂直な方
向において一致するようにすればヘッドスライダ102
による回転モーメントを打ち消すことができる。 【0051】また、揺動部材の揺動中心となる軸は、以
下の図5からも分かるように、可動プレートの上下方向
の動きに追従するように設けられていれば良く、ヘッド
支持機構部3のどの位置に設けられていても良い(ヘッ
ド支持機構3は可動プレート20に搭載されているた
め)。従って、ヘッドアーム4自体が揺動部材となる態
様においては、揺動中心となる軸は、ヘッドアームの中
間部分に設けられていても良いし、ヘッドアクチュエー
タ5との接合部分に設けられていても良い。 【0052】次に、図1に示した本実施の形態にかかる
ディスク装置に外部衝撃が加わった場合における当該デ
ィスク装置の動作について、図5に基いて説明する。図
5は図3に示すヘッド支持機構部の動的な挙動を説明す
るための模式図である。図5(a)は本実施の形態にか
かるディスク装置の力学モデルを示し、図5(b)は本
実施の形態にかかるディスク装置における第1の固有振
動モードを模式的に示し、図5(c)は本実施形態にか
かるディスク装置における第2の固有振動モードを模式
的に示している。 【0053】図5(a)に示すように、ヘッドスライダ
に相当する第1の剛体202と、支持ブロックに相当す
る第2の剛体204とは、トーションバー(軸部材)に
相当する梁203で連結されている。第1の剛体202
と第2の剛体204とは梁203上の重心点Cにおい
て、可動プレート20に相当する第3の剛体220によ
って単純支持されている。このため、第1の剛体22
0、第2の剛体204、梁203及び重心点Cは、第3
の剛体の動きに追従することになる。また、この重心点
Cを通る軸が揺動部材の揺動中心となる。更に、第1の
剛体202と第3の剛体220との間には、ディスクの
回転によって生じる空気膜に相当する第1のばね230
が設けられている。これらの構成要素はヘッドディスク
組立体22に相当する。 【0054】また、第3の剛体220は、支持部材に相
当する第2のばね221を介して、搭載部に相当する固
定部207に取り付けられている。ここで、第1の剛体
202、第2の剛体204、第3の剛体220の質量を
それぞれm1、m2、m3とする。また第1のばね23
0、第2のばね221の剛性をk1、k2とする。な
お、m3は可動プレートのみの質量ではなく、ヘッドデ
ィスク組立体22全体の質量に相当する。よって、m3
の値はm1及びm2の値に比べて十分大きく設定されて
いる。また、k1はk2に比べて十分に大きく設定され
ている。 【0055】図5(b)に示す第1の固有振動モード
は、第1の剛体202、第2の剛体204及び第3の剛
体220が略一体となってZ方向に振動する形の振動モ
ードであり、図1においてヘッドディスク組立体22が
支持部材21である板ばねのたわみ方向に振動すること
に相当する。第1の固有振動モードにおける固有振動数
f1は、ヘッドディスク組立体22の質量に相当するm
3と支持部材の剛性に相当するk2とに基いて算出で
き、上述したように本実施の形態では389Hzに設定
されている。 【0056】また、図5(c)に示す第2の固有振動モ
ードは、主に梁203のたわみ方向(ディスク面に垂直
な方向)に振動する形の振動モードである。本実施の形
態にかかるディスク装置において、ヘッド支持機構部3
の質量は、ヘッドディスク組立体22全体の質量に比べ
十分小さいため、ヘッド支持機構部3の振動はヘッドデ
ィスク組立体22の振動にほとんど影響を及ぼさないと
いえる。従って、第2の固有振動モードは実質的にヘッ
ド支持機構部3単体の固有振動モードと等価である。 【0057】図6は図3に示すヘッド支持機構部の固有
振動モード、即ち上記第2の固有振動モードの計算結果
を示す斜視図である。この第2の固有振動モードの固有
振動数f2は1554Hzとなる。以上のように、本実
施の形態においては、ヘッドディスク組立体全体が振動
する固有振動数f1は、ヘッド支持機構部単体の振動数
とみなせる第2の固有振動数f2に対して約4分の1倍
に設定されている。 【0058】次に、以上のように構成された本実施の形
態にかかるディスク装置において、どのようにして外部
衝撃の影響が低減されるかについて説明する。一般に、
振動系に衝撃加速度が印加されたとき、慣性力によって
強制変位が生じるとともに自由振動が励振されることが
知られている。ここで、強制変位とは、外部加速度によ
る慣性力すなわち振動系の外力によって生じる変位のこ
とであり、外力が解除されれば変位も解消する。また自
由振動とは、外力に関係なく振動系の内力のつりあいに
よって生じる固有振動のことであり、衝撃加速度が解除
された後も残留する(以後、衝撃加速度解除後の自由振
動のことを残留振動という)。そこで、本実施の形態に
おけるディスク装置の動的挙動も強制変位と残留振動に
分けて説明する。 【0059】最初に、衝撃加速度が印加されている間の
挙動について説明する。図5(a)に示す力学モデルに
おいて、例えば、衝撃加速度が紙面上向きに大きさaで
印加されたとする。このとき、各剛体それぞれには、質
量m1、m2、m3に加速度aを乗じて求められる慣性
力F1、F2、F3が紙面下向きに作用する。上述のよ
うに、本実施の形態においては、慣性力F1とF2が重
心点Cで釣り合うよう構成されているので、C点まわり
のモーメントのつりあいを考えると、第1のばね(空気
ばね)203からの反力は常に0になると考えられる。
換言すれば、空気ばねに力は作用しないこととなる。こ
のことはサスペンションの弾性変形の有無にかかわらず
成立する。したがって、慣性力による強制変位が空気膜
にじょう乱力を与えることはない。 【0060】次に、残留振動の影響について説明する。
一般に振動系は、印加される外部加速度の波形と持続時
間に応じて、特有の応答をすることが知られている。よ
って、入力加速度と振動系応答との関係は、動力学の分
野においては衝撃応答スペクトルとして研究されてい
る。その研究結果によれば、1自由度の振動系に対し
て、入力加速度が以下の2つの条件を満足するとき、残
留振動が著しく抑制されることが明らかにされている。
第1の条件は、加速度の波形が対称的(例えば半正弦波
や三角波)であること、第2の条件は、入力加速度の持
続時間が、振動系の固有振動の周期に比べて十分長いこ
とである(以下、これら2つの条件を合わせて「残留振
動抑制条件」という)。一方、入力加速度の波形が非対
称(例えば、ノコギリ波)であるときには残留振動は抑
制されない。 【0061】本発明は、その知見を利用して、ディスク
装置の耐衝撃性を向上するものである。すなわち、本実
施の形態におけるヘッド支持機構部は、固有振動数の近
傍では1自由度の振動系とみなせるので、外部衝撃加速
度の波形と持続時間が上記残留振動抑制条件を満たせ
ば、残留振動を抑制できると考えられる。しかし、ディ
スク装置に対する衝撃加速度は、かかるディスク装置を
搭載するホスト機器の構造やその使用方法によって多様
に変化するものであり、それ自体を規定することはでき
ないといえる。そこで、本実施の形態にかかるディスク
装置においては、当該ディスク装置に対して任意の外部
加速度が加わったときに、ヘッド支持機構部に加わる加
速度が常に上記残留振動抑制条件を満たすよう規定する
構成、即ち図1に示すヘッドディスク組立体22が支持
部材21を介して搭載部7に支持された構成が備えられ
ている。この点について図7を用いて以下に説明する。 【0062】図7は図1に示すディスク装置の力学的入
出力関係を示すブロック図である。図7において、矢印
bはヘッドディスク組立体への入力加速度すなわち可動
プレートの加速度を表す。矢印cは、ヘッドディスク組
立体から空気膜への出力、即ち空気膜じょう乱力を表
す。また、矢印aは装置への入力加速度(衝撃加速度)
を表す。 【0063】図7に示すように、本実施の形態にかかる
ディスク装置の特徴は、ヘッドディスク組立体の前段
に、ヘッドディスク組立体への入力加速度bを規定する
ための要素である機械共振器を設けている点である。な
お、本明細書でいう機械共振器とはヘッドディスク組立
体を支持部材によって搭載部上で支持した構造をいう
(図1参照)。機械共振器は、上記図5(b)で示した
第1の固有振動モードの共振を利用することで、ヘッド
ディスク組立体に所定の周波数の加速度を印加する。従
って、本実施の形態にかかるディスク装置では、搭載部
7に任意の外部加速度(衝撃加速度)が加わると、第1
の固有振動モードが励起され、ヘッドディスク組立体は
常に389Hzの単振動をする。このため、ヘッド支持
機構部3には実質的に389Hzの正弦波的加速度が与
えられることとなる。 【0064】ここで、第1に、正弦波振動は対称波形で
あること、第2に、ヘッド支持機構部単体の振動とみな
せる第2の固有振動数f2は、ヘッドディスク組立体全
体が振動する固有振動数f1に対しておよそ4倍に設定
されていることから、前述の2つの残留振動抑制条件を
満足している。従って、残留する自由動振は大幅に低減
されることとなる。 【0065】このように図7に示す機械共振器は、ヘッ
ド支持機構部に入力される加速度を規定する機能を有し
ている。また、本実施の形態にかかるディスク装置に入
力される入力加速度aを所定の波形及び周波数の加速度
bへ変換する機械的なフィルタの役割を果たしていると
もいえる。以上のように、本実施の形態におけるディス
ク装置は、上述した構成によって、外部衝撃による強制
変位と残留振動の双方の影響を除去することができる。 【0066】次に、本実施の形態にかかるディスク装置
の効果を明確にするため、以下の図8及び図9に示すよ
うに空気膜じょう乱力及び可動プレートの加速度の算出
を行った。なお、この算出は次の第1の態様と第2の態
様との二つの態様に対して行なっている。第1の態様
は、本実施の形態にかかる図1に示すディスク装置であ
る。第2の態様は、支持部材21の剛性が十分高く、搭
載部7の加速度がそのまま可動プレートに伝達される構
成のディスク装置、即ち支持部材21による効果が得ら
れない(図7で示す機械共振器を設けなかった状態に相
当)以外は本実施の形態にかかるディスク装置と同様の
ディスク装置である。また、上記算出において、衝撃加
速度(外部加速度)は、図15及び図16と同様に、重
力加速度の1000倍の大きさ(9.8×103m/s
ec2)で1ms間ノコギリ波状に印加している。 【0067】図8は、本実施の形態にかかるディスク装
置(第1の態様)について算出した空気膜じょう乱力及
び可動プレートの加速度を示すグラフである。図8
(a)は空気膜じょう乱力を計算した結果を示し、図8
(b)は可動プレートの加速度を計算した結果を示して
いる。また、図9は、支持部材による効果が得られない
ディスク装置(第2の態様)について算出した空気膜じ
ょう乱力及び可動プレートの加速度を示すグラフであ
る。図9(a)は空気膜じょう乱力を計算した結果を示
し、図9(b)は可動プレートの加速度を計算した結果
を示している。 【0068】図9に示すように、第2の態様(機械共振
器のない状態)において、外部加速度が印可されている
1msの間は、前述したヘッド支持機構部の作用によっ
て、強制変位が抑制されている様子が確認できる。しか
し、外部加速度が解除された1ms経過後は空気膜じょ
う乱力が振動的に発生しており、残留振動の影響がある
ことが認められる。 【0069】なお、残留振動は発生しているものの、本
実施形態のヘッド支持機構部では、前述のようにヘッド
スライダ近傍で質量バランスがとられているため、上述
の従来例2に比べ、可動質量が格段に小さくなってい
る。そのため、空気膜じょう乱力は最大で57mN
(5.8gf)と、図16で示した従来例2の136m
N(13.9gf)よりも大幅に低減されている。 【0070】一方、図8(b)に示すように、第1の態
様(機械共振器がある状態)においては、ヘッドディス
ク組立体に作用する加速度が正弦波的に波形整形されて
いることが確認できる。そのため図8(a)に示すよう
に、外部加速度が印可されている1msの間の強制変位
が抑制されているのに加えて、外部加速度が解除された
1ms経過後の残留振動も格段に低減されている。図8
(a)において、空気膜じょう乱力の最大値は4.1m
N(0.42gf)と、上述の従来例2の3パーセント
程度に抑制されている。換言すれば、従来例2に比べ、
耐衝撃性がおよそ33倍向上しているといえる。 【0071】図10は、本実施の形態におけるヘッドデ
ィスク組立体(機械共振器)の固有振動数f1の影響を
示したグラフである。図10において、横軸はヘッド支
持機構部単体の固有振動数f2とヘッドディスク組立体
(機械共振器)の固有振動数f1との比(周波数比(f
2/f1))である。縦軸は、空気膜じょう乱力の最大
値を機械共振器のない状態を1として規格化した値、即
ち、図9に示す第2の態様における空気じょう乱力の最
大値を1として算出した空気じょう乱力の相対値であ
る。 【0072】図10に示すグラフの算出は固有振動数f
1の値を変化させることによって行っており(固有振動
数f2は固定値(1554Hz))、固有振動数f1の
変化は、図1及び図2に示す支持部材21(板ばね)と
して種々の形状のものを用いてたわみ剛性を変えること
によって行っている。また、図10に示すグラフの算出
においても、衝撃加速度(外部加速度)は、図15及び
図16と同様に、重力加速度の1000倍の大きさ
(9.8×103m/sec2)で1ms間ノコギリ波状
に印加している。 【0073】図10に示すように、周波数比(f2/f
1)が2以上であれば、空気膜じょう乱力の最大値を機
械共振器のない状態の50%以下に低減できることが分
かる。さらに、周波数比(f2/f1)が4以上であれ
ば、10%以下に抑制できることも分かる。 【0074】以上の図8から図10に示したシミュレー
ションにより、本実施の形態にかかるディスク装置によ
れば、外部からの衝撃加速度による強制変位と残留振動
の両方を低減することができるのが確認できる。よっ
て、本実施の形態にかかるディスク装置においては、従
来のディスク装置に比べて、耐衝撃性が格段に向上され
ているといえる。 【0075】なお、一般にインシュレータ又は振動絶縁
体等と呼ばれる外部振動の影響を低減する部材を用いた
従来技術があるが、本発明における機械共振器は、それ
ら従来技術とは目的、作用とも全く異なるものである。
なぜならば、従来技術であるインシュレータ又は振動絶
縁体を用いた減衰構造は、装置に入力される衝撃加速度
の低減や、その減衰、減衰時間の短縮化を図ることを目
的とするものである。それに対し、本発明における機械
共振器は、装置への衝撃加速度を所定の波形及び周波数
に変換することを目的としたものであり、衝撃加速度の
低減や減衰、減衰時間の短縮化は必ずしも目的としてい
ない。 【0076】例えば、図8(b)から分かるように、装
置に印可された衝撃加速度の最大値が1000Gである
のに対して、ヘッドディスク組立体に作用する加速度の
最大値もほぼ同等の値であり、加速度の低減は図られて
いないといえる。しかも、時間方向における減衰も行わ
れていないといえる。本実施の形態においては、そのよ
うな条件であっても図8(a)に示したように、空気膜
じょう乱力を著しく低減できる効果が得られている。こ
のことから、本実施の形態における機械共振器は、イン
シュレータ又は振動絶縁体を用いた従来技術とは異なる
技術であることは明確である。 【0077】なお、上記した本実施の形態にかかるディ
スク装置では、従来技術との差異を明確にするために、
あえて機械共振器による衝撃加速度の低減や減衰が生じ
ない条件となるよう構成されている。しかし、本発明に
おけるディスク装置はこのような構成に限定されるもの
ではなく、加速度の低減や減衰を行い得る構成とするこ
ともできる。例えば、支持部材となる板ばねと並列又は
直列に大きな減衰効果をもった材料を挿入した構成とす
ることもできる。更には、板ばねの代わりに粘弾性特性
を有する材料で形成された支持部材を用い、これを介し
て可動プレートと搭載部とが連結された構成とすること
もできる。 【0078】また、本実施の形態ではハードディスク装
置を例にとって説明したが、本発明はこれに限定される
ものではない。本発明は、例えば光ヘッドがヘッドスラ
イダに搭載された形態の光ディスク装置等であっても良
い。 【0079】 【発明の効果】以上のように本発明にかかるディスク装
置によれば、外部より衝撃加速度が印加された場合に、
従来のディスク装置に比べて、ヘッドと記録媒体とが接
触することを回避できる。従って、本発明にかかるディ
スク装置を用いて、例えばハードディスク装置等の記憶
装置を構成すれば、外部衝撃に対する信頼性が大幅に向
上された記憶装置を提供することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hard disk drive
Information on disk-shaped recording media such as
The present invention relates to a disk device that performs recording and reproduction of data. 2. Description of the Related Art In recent years, as information recording / reproducing devices, hardware
Magnetic disk devices represented by disk devices and optical disks
The use of disk-shaped recording media such as
It is very popular. In particular, hard disk drives
Personal computer utilizing the high speed of data transfer
It is widely used as an external storage device such as a computer. [0003] In the following, a small hard disk drive that has become popular in recent years will be described.
A disk device will be described as a first conventional example with reference to the drawings.
explain. FIG. 11 shows a hard disk according to Conventional Example 1.
It is sectional drawing of an apparatus. FIG. 12 shows a hardware according to the conventional example 1.
FIG. 3 is a diagram showing a head support mechanism constituting the disk device.
FIG. 12A is a perspective view, and FIG.
Indicated by. [0004] As shown in the example of FIG.
The disk drive has a base 3 which forms a closed housing.
07 and cover 308, and a magnetically recordable medium
High-speed rotation while holding disk 301 and disk 301
Spindle motor 302 to be
Magnetic head for reading and writing recorded data
And a head slider 303 mounted with a head (not shown).
Suspension 304 for holding a head slider 303
And the head slider 30 via the suspension 304
3 for swinging the disk 3 in the in-plane direction of the disk 301.
And a tutor 305. Where the head
Slider 303 and suspension 304 are integrated
It is generically called a head support mechanism. [0005] As shown in FIG.
Axis 306 of the motor 302 and the head actuator 30
5 and the center axis 309 are both attached to the base 307
Have been. Therefore, the spindle motor 302 and the head
In the actuator 305
The degree is constrained by base 307. FIG. 1 shows a head support mechanism shown in FIG.
2 will be described. As shown in FIG.
(Not shown), the head slider 303
If you cantilever through the flexure 402 with
It is attached to a load beam 403 shaped like a bridge. Fret
Kisha 402 and load beam 403 are formed of a thin metal plate
These are combined to form the suspension 304
Is composed. [0007] The load beam 403 is
At the end opposite to the end where 3 is attached, mount 4
04 to the head arm 405
You. The head arm 405 is the head actuator shown in FIG.
It is connected to the tutor 305. [0008] The head slider 303
The surface of the disk 301 is
The disk rises due to the air film formed by the rolling
It follows the surface of 301. At this time, floating by air film
The force and the biasing force of the load beam 403 are balanced,
The flying height of the head slider 303 is constant. As described above, the hard disk drive of the first conventional example is
The disk 301 of the head slider 303
Is generated by the rotation of the disk 301.
It is performed by a non-contact method using an air film
You. However, due to such a structure, external
To the hard disk drive
When acceleration is applied to the head support mechanism,
The head slider 303 and the disk 30 are
The phenomenon of contact between the storage device and the storage device occurs.
There is a problem that the reliability of the system is lost. For example, in FIG.
Acceleration from 301 toward head support mechanism (upward in the figure)
When the degree is applied, the head support mechanism is indicated by an arrow.
Thus, a downward inertial force F is generated. In this case, the inertia force F
Therefore, the air film on the disk 301 is compressed, and the amount of compression is
The surface of the disk 301 and the surface of the head slider 303
If the distance is larger than the minimum distance, contact occurs. Also outside
When the acceleration from the section is released, the reaction force of the air film and the load
Due to the reaction force due to the elastic force of the beam 403, the head slider
Ida 303 jumps greatly from the surface of disk 301
And then collides with the disk 301. For this reason, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-82052
Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 11-39808 discloses a hard disk drive.
Head support mechanism for improving the reliability of disk devices
To reduce the effect of external acceleration on the vehicle
Some have been proposed. Next, the effect of external acceleration is reduced.
Of a conventional hard disk drive for the purpose of
Will be described as Conventional Example 2 with reference to the drawings.
You. FIG. 13 shows a hard disk drive according to Conventional Example 2.
FIG. 13 is a diagram showing a head support mechanism to be constituted, and FIG.
Is a perspective view, and FIG. 13B is a cross-sectional view. What
The hard disk device according to Conventional Example 2 is shown in FIG.
11 except for the head support mechanism shown in FIG.
It is configured in the same manner as the hard disk drive according to the first example.
Have been. [0014] As shown in FIG.
The head support mechanism that makes up the hard disk drive
Load beam extension 406 and metal body 40 on beam 403
7 is provided in the configuration shown in FIG.
Different from the head support mechanism of the first example, other components
Are substantially the same. Note that the conventional example 1 shown in FIG.
The same components as those of the head support mechanism are denoted by the same reference numerals.
Description is omitted. Further, as shown in FIG.
At the tip of 405, a notch 405b is provided.
You. The load beam extension portion 406 is provided for the load beam 403.
And inside the notch 405b.
It fits in. The metal body 407 has a predetermined mass.
At the end of the load beam extension 406.
It is placed. Load beam extension 406 and metal body
In the design of 407, the center of gravity of the head support
Near the boundary between the arm 403 and the head arm 405,
Indicates a boundary line 4 between the load beam 403 and the mount unit 404
05a. As described above, the head support mechanism according to the related art 2
Has a load beam extension 406 and a metal body 407.
Shock, even if an external shock is applied.
Velocity acts near the center of rotation (near boundary line 405a)
It will be. For this reason, the movement of the head slider 303
The head slider 303 and the disk 30
Has the potential to reduce damage from collisions with
You. [0017] However, the conventional example
In the head support mechanism according to the second aspect, one head support mechanism is provided.
And consider its static mass balance.
It can be said that it is just taking into account. Therefore, the actual dynamic
If the effects cannot be sufficiently suppressed with respect to
There is a problem. This problem is explained below in detail
I do. If the acceleration applied from the outside is static,
Things (for example, gravitational acceleration
), The head support according to Conventional Example 2
In the holding mechanism, the moment on the head slider 303 side
And the moment on the metal body 407 side are within the boundary line 405a.
The head slider 303 and disk
No force acts on the air layer formed between the
It can be said. Therefore, the head slider 303 and the disk 3
01 is reduced. However, the actual hard disk drive
The impact acceleration applied to the vehicle is not static and changes with time.
It has the chemical Also, such shock acceleration
Is often a pulse with a duration of a few milliseconds
It is. Therefore, when such an impact acceleration is applied,
When examining the effects of
It has to be considered that the behavior is dynamic. [0020] From a dynamic point of view, shock acceleration in a vibration system
When force is applied, forced displacement occurs due to inertial force
And free vibration was excited, and the impact acceleration was released
It is well known that sometimes free vibrations remain.
The head support mechanism according to Conventional Example 2 is not completely rigid.
Therefore, a vibration system that has a degree of freedom due to elastic deformation
Need to be considered. FIG. 14 shows a hard disk drive according to the conventional example 2.
Explain the dynamic behavior of the head support mechanism that composes the
FIG. 4 is a schematic view for illustrating a head support mechanism according to a dynamic model.
Indicated by. As shown in FIG.
The slider 303 is attached to the tip of the
The end of the load beam extension 406 has a metal body 407
Is attached. The slider 303 corresponds to an air film
Linear spring 410 supported against the disk 301
ing. Also, the load beam 403 is located at the rotation center (boundary
(Line 405a). More movable
The center of gravity of the entire part coincides with the rotation center 405a. A broken line in FIG. 14A indicates a head support mechanism.
Shows the state when vibrated, and the head support mechanism
It has a natural vibration mode of the shape shown by the broken line. For example,
When the metal body 407 is displaced downward in FIG.
As shown in (b), the linear spring 410 has a force F in the tensile direction.
1 works. On the other hand, the metal body 407 is displaced upward in the drawing.
When the linear spring 410 is moved as shown in FIG.
Exerts a force F2 in the compression direction. Therefore, this unique mode
When the vibration of the arm is excited, the air spring 410
A periodic force that repeats compression is applied. Here, as an example, the dimensions of the head slider
Method is 1.2mm × 1.0mm × 0.3mm, Suspension
The length of the section (total length of the load beam) is 11mm
We assumed a simple head support mechanism and evaluated it.
U. Evaluation works on air film when impact acceleration is applied
The magnitude (absolute value) Fa of the applied force is used as a measure of impact resistance.
went. In addition, the evaluation was performed using the head support mechanism of the conventional example 1.
And the head support mechanism in Conventional Example 2
Was. Hereinafter, Fa is referred to as “air film disturbance force”.
You. FIG. 15 shows a head support mechanism of the first conventional example.
Is a graph showing the air film disturbance force calculated in FIG.
Numeral 16 denotes an empty space calculated for the head support mechanism of Conventional Example 2.
It is a graph which shows a puffy membrane disturbance force. FIG. 15 and FIG.
In the calculation of the graph shown in FIG.
1000 times the acceleration (9.8 × 10 Three m / se
c Two ) For 1 millisecond (ms)
You. [0025] As shown in FIG.
In the holding mechanism, the air film disturbance force Fa is applied while the impact force is being applied.
(From the start to 1 ms) at the maximum value of 75 mN (7.7
gf). This force is due to the forced displacement.
You. In addition, the vacancy after the release of the impact force (after 1 ms from the start)
The film disturbance is due to residual vibration. On the other hand, the head support of the second prior art shown in FIG.
In the holding mechanism, during the application of the impact force for 1 ms from the start,
And the air film disturbance force Fa is reduced compared to the conventional example 1.
I have. However, the impact force was released 1 ms after the start
Then, due to the effect of the remaining free vibration, the maximum value of Fa
Is 136 mN (13.9 gf).
Head support mechanism. The reason
Is the mass of the movable part in the head support mechanism of Conventional Example 2.
However, it is about twice as large as that of the head support mechanism of the conventional example 1.
This is because the vibrating mass is large. As described above, the head support mechanism of the conventional example 2
Considers the head support mechanism as one rigid body,
It only considers the balance of static force (mass)
So it is excited when a real dynamic external shock is applied
Turbulence acts on the air film due to free vibration.
U. As a result, the air film is compressed and the head slider 30
3 comes in contact with the disk 301 or the head slider
Collision with disk 301 after 303 jumped up greatly
Or to happen. That is, the head support of Conventional Example 2
Holding mechanism can sufficiently suppress the effects of dynamic external acceleration.
I can't say that. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem and to provide a dynamic
Can sufficiently suppress the effects of external vibration or external shock.
To provide reliable and reliable disk drives.
You. [0029] To achieve the above object,
The disk device according to the present invention has a disk-shaped recording medium.
A body, a recording medium drive for rotating the recording medium,
Recording of information on a recording medium and reproduction of information from the recording medium
Prints the head, which performs one or both of them, and the head
A head support mechanism for supporting above the medium, and recording
Movable play with medium drive and head support mechanism
And a head disk assembly including at least
Attach the movable plate to the mounting
Has a structure that is mounted via a support member attached
The head support mechanism is centered on an axis parallel to the surface of the recording medium.
A swing member configured to be swingable as a center axis, and a swing member
The head slide that is attached to the end of the
And the swinging member includes a head slider.
The center of gravity when mounted is aligned with the center axis and the surface of the recording medium.
They are positioned so that they match in the vertical direction,
Eigen vibration determined from disk assembly mass and support member rigidity
The number of movements is perpendicular to the surface of the recording medium in the head support mechanism.
Set to be less than half the natural frequency in the desired direction
It is characterized by having been done. The disk device according to the present invention has
External vibration or external impact
High reliability because the impact of the strike can be sufficiently suppressed
Sex can be provided. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a disk drive according to the present invention will be described.
An example of the arrangement will be described with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional configuration of a disk device according to the present embodiment.
FIG. FIG. 2 shows the configuration of the disk device shown in FIG.
FIG. FIG. 3 shows the configuration of the disk drive shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a part of a head support mechanism to be moved.
You. FIG. 4 is an exploded view of a part of the head support mechanism shown in FIG.
FIG. As shown in the examples of FIGS. 1 and 2, this embodiment
The disk device according to the form is a small hard disk device
It is. The disk device according to the present embodiment
And a recording medium for rotating the recording medium 1.
A recording medium driving unit 2 for recording information on the recording medium 1
Perform one or both of the reproduction of information from the body 1
A head (not shown) and supporting the head above the recording medium 1
Head support mechanism 3 for holding the recording medium drive 2
And the movable plate 20 on which the head support mechanism is mounted.
Has a head disk assembly 22 including at least
You. In the example of FIGS. 1 and 2, the recording medium 1
It is a magnetic disk with a recording layer capable of recording air
(Hereinafter, the recording medium is referred to as a “disk”.) this
Therefore, the head is a magnetic head. Also, a recording medium driving unit
2 has the function of holding the disc 1 and rotating it at high speed.
(Hereinafter, the recording medium drive unit is
Described as “spindle motor”. ). Spindle mode
The center axis 6 of the tab 2 is fixed to the movable plate 20.
The spindle motor 2 is configured to be rotatable with respect to the center shaft 6.
The degree of freedom other than the rotation direction is
Is bound by As shown in FIGS. 1 and 2,
The head support mechanism 3 includes a head arm 4, a swing member,
And a head slider 102. However, FIG.
2 and FIG. 2, the swing member is not shown.
This will be described later with reference to FIGS. 3 and 4.
You. As shown in FIGS. 3 and 4 described below, the head
Attached to the rider 102. The head arm 4 is parallel to the surface of the disk 1.
One end is movable so that it can swing in
Attached to the door 20. In the example of FIGS. 1 and 2,
Attach the head arm 4 to the movable plate
This is performed via the actuator 5 and the central shaft 9. During ~
The mandrel 9 is fixed to the movable plate 20. Head A
The actuator is rotatably mounted on the central axis 9
The degree of freedom other than the rotation direction is
Therefore it is restrained. Therefore, the head arm 4 is
With the power from the head actuator 5 about the shaft 9
The head slider 102 can be moved to the radius of the disk 1
Can be transported in any direction. Further, as shown in the examples of FIGS.
The head disk assembly 22 is
The movable plate 20 on the mounting part 7 for mounting
It is mounted via the attached support member 21. FIG.
In the example of FIG. 2 and FIG. 2, the support member 21 is configured by a pair of leaf springs.
The head disk assembly is supported by the support member 21.
Thus, it is supported on the mounting section 7. The mounting part 7 is
Combine with the bar 8 to seal the head disk assembly 22
To configure a housing. Further, the support member 21 is provided at both ends thereof.
And the center is screwed to the convex portion 7a of the mounting portion 7
7 is fixed. Further, the support member 21 is provided at both ends and the middle.
The middle point with the center is screwed to the convex part 20a of the movable plate 20
And is fixed to the movable plate 20. With this configuration, the head disk assembly 2
Reference numeral 2 denotes a plate spring that is a support member 21 with respect to the mounting portion 7.
Displaceable in the bending direction (Z direction indicated by the arrow in FIG. 2)
It becomes. 1 and 2, the head disk assembly
22 has a mass of 10 g and the Z direction of the leaf spring which is the support member 21.
Direction rigidity is 6.0 × 10 Five N / m. Yo
And the head disk assembly 22 is
The natural frequency when vibrating in the direction is 389 Hz. The head support mechanism 3 and the head
The configuration will be described with reference to FIGS. Figure
As shown in the example of FIG.
04. The oscillating member 104 is flat with the disk 1 surface.
It is configured to be swingable about the axis 103c as the center axis.
You. In the example of FIG. 3, the shaft 103c is free of the head arm 4.
A pair of toes fixed at the ends parallel to the surface of the disc
(Hereinafter, the axis is referred to as “torsion bar”).
Put on. ). The swinging member 104 is the head slider 1
02 (hereinafter referred to as swinging).
The member is described as "support block". ), On axis 103c
Fixed. As shown in the example of FIG.
The head 101 for recording and reproducing information on the head is a head slider.
It is integrally mounted on the tip of the die 102. 102b
On the surface of the head slider 102 facing the disk 1.
The air lubrication surface 102b provided. Head slider
102 is on the end face opposite to the face facing the disc 1
Through a gimbal spring 103a constituting a gimbal mechanism.
And is attached to the support block 104. Here, the gimbal spring 103a, the support block
And the torsion bar 103c together
Suspension 109 is generically called. Thus, the head
The supporting mechanism is a suspension 109, a head slider
102 and the head arm 4. As shown in the example of FIG. 4, the suspension shown in FIG.
The plate 109 is a plate member 10 formed of a thin metal plate.
3 and the support block 104 and the head slider 102 are connected.
It is constituted by joining by means such as wearing. Heads
The rider 102 supports the support block 10 via the plate member 103.
4 will be attached. The plate member 103 has a gimbal mechanism.
Gimbal spring 103a, head slider joint 103
b, torsion bar 103c, head arm joint 10
3d, support block joint 103e, and torsion bar
For connecting the gimbal spring 103a to the first 103c
103f is integrally formed. These are metallic
It is manufactured collectively by etching the thin plate
I have. The gimbal spring 103a is made of metal.
Is made by forming a thin plate into a cross shape.
Function. Therefore, the head slider 102 is
As shown in FIG.
Rotational degree of freedom around the axis and a straight line b perpendicular to it
The support block 104
Is supported with a predetermined rigidity. The torsion bar 103c is also a thin plate spring.
As a torsion spring.
Sufficient rigidity in other directions compared to torsional rigidity around center axis
It will be big. In other words, the torsion bar 10
3c is the self-displacement in the rotation direction about the center axis.
Has freedom. Thickness and width of torsion bar 103c
And length are torsional rigidity around the central axis and bending in the thickness direction
The stiffness is set to a predetermined value. For this reason, the support block joint 103e and
Support plate joined to the plate member 103 at the connecting portion 103f.
The lock 104 is a torsion bar 103 as shown in FIG.
c indicates the degree of freedom of rotation about the axis indicated by the straight line c.
To support the head arm 4 with a predetermined rigidity.
And Therefore, the support block 104 is
4. A swinging motion about the shaft member 103c is performed on
be able to. Also, as described above, the head slider 1
02 is attached to the support block 104,
This swinging motion is caused by the support block 104 and the head slider 1.
02 is performed integrally. The torsion bar of the support block 104
The head slider 102 is attached to the
The center of gravity of the support block 104 when attached
That is, the center of gravity of the head slider 102 and the support block 104
And the center of gravity of the torsion bar 103c
The center axis (straight line c) is perpendicular to the surface of the disc 1.
In the same way. Examples of FIGS. 3 and 4
Then, the above composite center of gravity is the center of the torsion bar 103c.
It is located on the axis (straight line c). As described above, the disk device of the present embodiment
, The suspension 109 has a predetermined mass and structure.
By including a support block 104 made of
The rotational moment of the slider 102 is canceled.
It is configured as follows. Therefore, the quality of the support block 104
The amount and position of attachment to the torsion bar 103c are
Is set according to the moment by the slider 102.
You. It should be noted that in the examples of FIGS.
The spring 103a and the head slider 102 are
It is performed by means such as adhesion through the pacer 106.
You. The head arm joint 103d and the head arm 4
Is joined by means such as welding. However,
In the present embodiment, the joining method is limited to the above method.
Not something. Because of the above configuration, FIG.
The head support mechanism shown in FIG.
The disk 101 can follow the disk 1. Immediately
That is, the bottom surface of the head slider 102 with the rotation of the disk 1
Air as a highly rigid air spring on the air lubrication surface 102b
A film is formed, and the head slider 102
Levitates in a non-contact manner to imitate the recording surface. At this time,
The head 101 moves the gin
Two straight lines a and b of the valve spring 103a are set as center axes.
Follows with rotational degrees of freedom. On the other hand, the height of the surface of the disk 1
For fluctuations, mainly torsion of the torsion bar 103c
With the spring characteristic, that is, the degree of freedom of rotation about the straight line c as the central axis
Follow. In the present invention, the head supporting mechanism is used.
In the part, the rotational moment by the head slider 102 is struck.
If it is a configuration that can be erased, the configuration shown in FIGS.
However, the present invention is not limited to this. For example, support block 1
The head arm 4 itself is used as a swing member instead of
There is a configuration that works. In this case, the head slider 1
02 is attached to the head arm 4
The direction perpendicular to the disk 1 surface with respect to the swing center of the arm 4
The head slider 102
Can cancel the rotational moment. The axis serving as the swing center of the swing member is as follows.
As can be seen from Fig. 5 below, the vertical direction of the movable plate
It is sufficient if the head is provided so as to follow the movement of the head.
It may be provided at any position of the support mechanism 3 (head
The door support mechanism 3 is mounted on the movable plate 20.
Me). Therefore, the state in which the head arm 4 itself becomes a swinging member.
In this case, the axis that is the swing center is located in the head arm.
It may be provided in the space between
It may be provided at the joint with the heater 5. Next, according to the present embodiment shown in FIG.
If the disk drive receives an external impact,
The operation of the disk device will be described with reference to FIG. Figure
5 illustrates the dynamic behavior of the head support mechanism shown in FIG.
FIG. FIG. 5A shows the present embodiment.
FIG. 5B shows a dynamic model of the disk drive, and FIG.
First natural oscillation in the disk device according to the embodiment
FIG. 5C schematically shows the operation mode, and FIG.
A schematic diagram of the second natural vibration mode in a disk drive
Is shown. As shown in FIG. 5A, a head slider
And a first rigid body 202 corresponding to
The second rigid body 204 is a torsion bar (shaft member).
They are connected by corresponding beams 203. First rigid body 202
And the second rigid body 204 at the center of gravity C on the beam 203
The third rigid body 220 corresponding to the movable plate 20
It is simply supported. Therefore, the first rigid body 22
0, the second rigid body 204, the beam 203 and the center of gravity C
Will follow the movement of the rigid body. Also, this center of gravity point
The axis passing through C serves as the swing center of the swing member. Furthermore, the first
Between the rigid body 202 and the third rigid body 220,
First spring 230 corresponding to an air film generated by rotation
Is provided. These components are head disks
It corresponds to the assembly 22. Further, the third rigid body 220 serves as a support member.
Through a corresponding second spring 221, a fixed portion corresponding to the mounting portion is provided.
It is attached to the fixed part 207. Where the first rigid body
202, the second rigid body 204, and the third rigid body 220
These are m1, m2, and m3, respectively. The first spring 23
0, the stiffnesses of the second spring 221 are k1 and k2. What
Note that m3 is not the mass of the movable plate alone,
This corresponds to the mass of the entire disk assembly 22. Therefore, m3
Is set sufficiently large compared to the values of m1 and m2.
I have. Also, k1 is set to be sufficiently larger than k2.
ing. The first natural vibration mode shown in FIG.
Are a first rigid body 202, a second rigid body 204, and a third rigid body
A vibration module in which the body 220 vibrates in the Z direction
In FIG. 1, the head disk assembly 22 is
Vibration in the bending direction of the leaf spring as the support member 21
Is equivalent to Natural frequency in the first natural mode
f1 is m corresponding to the mass of the head disk assembly 22
3 and k2 corresponding to the rigidity of the support member.
In this embodiment, the frequency is set to 389 Hz as described above.
Have been. Further, the second natural vibration mode shown in FIG.
The bending direction is mainly the bending direction of the beam 203 (perpendicular to the disk surface).
In a different direction). Form of this implementation
In the disk device according to the embodiment, the head support mechanism 3
Is smaller than the mass of the entire head disk assembly 22.
Because it is sufficiently small, the vibration of the head support mechanism 3 is
Has little effect on the vibration of the disk assembly 22
I can say. Therefore, the second natural vibration mode is substantially a head.
This is equivalent to the natural vibration mode of the support mechanism 3 alone. FIG. 6 shows a specific example of the head support mechanism shown in FIG.
Vibration mode, ie, calculation result of the second natural vibration mode
FIG. Eigen of this second natural vibration mode
The frequency f2 is 1554 Hz. As mentioned above,
In the embodiment, the entire head disk assembly vibrates.
Is the natural frequency of the head support mechanism.
About 1/4 times the second natural frequency f2 which can be regarded as
Is set to Next, the present embodiment configured as described above
In a disk drive,
A description will be made as to whether the influence of the impact is reduced. In general,
When impact acceleration is applied to the vibration system,
Free vibration is excited when forced displacement occurs
Are known. Here, the forcible displacement is defined by the external acceleration.
Inertia force, that is, displacement caused by external force of the vibration system
When the external force is released, the displacement is also released. Again
Free vibration is the balance of internal force of a vibration system regardless of external force.
This is the natural vibration that occurs and the impact acceleration is released
(After the impact acceleration is released, the free vibration
Movement is called residual vibration). Therefore, in this embodiment,
Behavior of disk drive in forced displacement and residual vibration
I will explain separately. First, while the impact acceleration is being applied,
The behavior will be described. In the dynamic model shown in FIG.
For example, for example, when the impact acceleration is
It is assumed that the voltage is applied. At this time, each rigid body has
Inertia obtained by multiplying the quantities m1, m2, and m3 by the acceleration a
The forces F1, F2, F3 act downward in the drawing. As mentioned above
Thus, in the present embodiment, inertial forces F1 and F2 are heavy.
Because it is configured to be balanced at the center point C, around the point C
Considering the moment balance, the first spring (air
It is considered that the reaction force from the spring) 203 always becomes zero.
In other words, no force acts on the air spring. This
Does not matter whether the suspension is elastically deformed or not.
To establish. Therefore, the forced displacement due to the inertial force
It does not give any disturbance. Next, the effect of the residual vibration will be described.
Generally, the vibration system has the waveform of the applied external acceleration and the
It is known to make a specific response depending on the time. Yo
Therefore, the relationship between input acceleration and vibration system response is
In the field, it is studied as a shock response spectrum.
You. According to the research results, for a vibration system with one degree of freedom
When the input acceleration satisfies the following two conditions,
It has been clarified that seismic vibration is significantly suppressed.
The first condition is that the acceleration waveform is symmetric (for example, a half sinusoidal wave).
And triangular wave), the second condition is that the input acceleration
The duration is sufficiently long compared to the period of the natural vibration of the vibration system.
(Hereinafter, when these two conditions are combined, “residual vibration
Motion suppression condition)). On the other hand, the waveform of the input acceleration
(For example, sawtooth wave), residual vibration is suppressed.
It is not controlled. The present invention utilizes the knowledge to
This is to improve the impact resistance of the device. That is, the real
The head support mechanism in the embodiment has a near natural frequency.
External shock acceleration because it can be regarded as a vibration system with one degree of freedom
Degree waveform and duration satisfy the above-mentioned residual vibration suppression condition.
It is considered that residual vibration can be suppressed. But di
The impact acceleration on the disk device
Various depending on the structure of the host device to be mounted and how to use it
And cannot define itself.
I can't say that. Therefore, the disk according to the present embodiment
In the device, any external
When acceleration is applied, the force applied to the head support
Specify that the speed always satisfies the above-mentioned residual vibration suppression condition
The structure, ie, the head disk assembly 22 shown in FIG.
A structure supported by the mounting unit 7 via the member 21;
ing. This will be described below with reference to FIG. FIG. 7 shows the dynamic input of the disk drive shown in FIG.
It is a block diagram showing an output relation. In FIG. 7, the arrow
b is the input acceleration to the head disk assembly, that is, movable
Represents plate acceleration. Arrow c indicates the head disk group.
Displays the output from the solid to the air film, that is, the air film disturbance force.
You. Arrow a indicates the input acceleration (impact acceleration) to the device.
Represents According to the present embodiment, as shown in FIG.
The characteristics of the disk drive are in the front stage of the head disk assembly.
Defines the input acceleration b to the head disk assembly.
The point is that a mechanical resonator which is an element for this purpose is provided. What
The mechanical resonator referred to in this specification is a head disk assembly.
Refers to a structure in which the body is supported on the mounting part by a support member
(See FIG. 1). The mechanical resonator is shown in FIG.
By utilizing the resonance of the first natural vibration mode, the head
A predetermined frequency acceleration is applied to the disk assembly. Subordinate
Therefore, in the disk device according to the present embodiment,
When any external acceleration (impact acceleration) is applied to
Is excited, and the head disk assembly
It always makes a simple oscillation of 389 Hz. For this reason, the head support
Substantially a 389 Hz sinusoidal acceleration is applied to the mechanism 3.
Will be obtained. Here, first, the sinusoidal vibration has a symmetric waveform.
Second, it is regarded as vibration of the head support mechanism alone.
The second natural frequency f2 to be applied depends on the entire head disk assembly.
Set about 4 times the natural frequency f1 at which the body vibrates
Therefore, the above two conditions for suppressing residual vibration are
Is pleased. Therefore, the remaining free vibration is greatly reduced
Will be done. As described above, the mechanical resonator shown in FIG.
Has a function to regulate the acceleration input to the
ing. In addition, the disk drive according to the present embodiment
The input acceleration a is the acceleration of a given waveform and frequency.
plays the role of a mechanical filter that converts to b
Can also be said. As described above, the display in the present embodiment is
With the above-mentioned configuration, the
The effects of both displacement and residual vibration can be eliminated. Next, the disk drive according to the present embodiment
In order to clarify the effect of FIG.
Calculation of air film disturbance force and acceleration of movable plate
Was done. This calculation is performed in the following first and second modes.
This is done for two aspects. First aspect
Is the disk device shown in FIG. 1 according to the present embodiment.
You. In the second mode, the rigidity of the support member 21 is sufficiently high, and
The acceleration of the mounting portion 7 is transmitted to the movable plate as it is.
Disk device, that is, the effect of the support member 21 is not obtained.
(Not in the state without the mechanical resonator shown in FIG. 7)
Other than the above, the same as the disk device according to the present embodiment
It is a disk device. In the above calculation, the impact
The velocity (external acceleration) is the same as FIG. 15 and FIG.
1000 times the force acceleration (9.8 × 10 Three m / s
ec Two ), A sawtooth waveform is applied for 1 ms. FIG. 8 shows a disk drive according to this embodiment.
Film disturbance force calculated for the device (first mode)
7 is a graph showing acceleration of a movable plate and a movable plate. FIG.
(A) shows the result of calculating the air film disturbance force, and FIG.
(B) shows the result of calculating the acceleration of the movable plate.
I have. FIG. 9 does not show the effect of the support member.
Air film calculated for the disk device (second embodiment)
4 is a graph showing a disturbance force and an acceleration of a movable plate.
You. FIG. 9A shows the result of calculating the air film disturbance force.
FIG. 9B shows the result of calculating the acceleration of the movable plate.
Is shown. As shown in FIG. 9, the second mode (mechanical resonance
External acceleration)
During 1 ms, the operation of the head support mechanism described above
Thus, it can be confirmed that the forced displacement is suppressed. Only
1 ms after the external acceleration is released,
Disturbing force is generated in an oscillating manner and is affected by residual vibration
It is recognized that. Although residual vibration has occurred,
In the head support mechanism of the embodiment, the head
Since the mass is balanced near the slider,
The movable mass is much smaller than that of the conventional example 2.
You. Therefore, the air film disturbance force is up to 57 mN
(5.8 gf), which is 136 m of the conventional example 2 shown in FIG.
N (13.9 gf) is significantly reduced. On the other hand, as shown in FIG.
Head (with a mechanical resonator)
The acceleration acting on the lock assembly is sinusoidally shaped.
Can be confirmed. Therefore, as shown in FIG.
, Forced displacement during 1 ms when external acceleration is applied
Is suppressed and the external acceleration is released
The residual vibration after 1 ms has also been significantly reduced. FIG.
In (a), the maximum value of the air film disturbance force is 4.1 m.
N (0.42 gf), which is 3% of Conventional Example 2 described above.
To a degree. In other words, compared to Conventional Example 2,
It can be said that the impact resistance is improved about 33 times. FIG. 10 shows a head device according to the present embodiment.
The effect of the natural frequency f1 of the disk assembly (mechanical resonator)
It is the graph shown. In FIG. 10, the horizontal axis is the head support.
Natural frequency f2 of the holding mechanism unit and head disk assembly
(Mechanical resonator) to the natural frequency f1 (frequency ratio (f
2 / f1)). The vertical axis indicates the maximum air film disturbance force.
The value is normalized with the state without mechanical resonator as 1,
That is, the air disturbance force in the second mode shown in FIG.
The relative value of the air turbulence force calculated with the large value as 1.
You. The calculation of the graph shown in FIG.
This is done by changing the value of 1 (natural vibration
The number f2 is a fixed value (1554 Hz)), and the natural frequency f1 is
The change depends on the support member 21 (leaf spring) shown in FIGS.
To change the flexural rigidity by using various shapes
Has gone by. Calculation of the graph shown in FIG.
In FIG. 15 also, the impact acceleration (external acceleration)
As in FIG. 16, the magnitude is 1000 times the gravitational acceleration.
(9.8 × 10 Three m / sec Two ) For 1ms for sawtooth waveform
Is applied. As shown in FIG. 10, the frequency ratio (f2 / f
If 1) is 2 or more, calculate the maximum value of the air film disturbance force.
Can be reduced to 50% or less of the state without mechanical resonator.
Call Furthermore, if the frequency ratio (f2 / f1) is 4 or more,
For example, it can be seen that it can be suppressed to 10% or less. The simulation shown in FIGS.
The disk device according to the present embodiment
Force displacement due to external impact acceleration and residual vibration
It can be confirmed that both can be reduced. Yo
Therefore, in the disk device according to the present embodiment,
The shock resistance has been greatly improved compared to conventional disk units.
It can be said that. In general, an insulator or vibration insulation
Using a member called the body to reduce the effect of external vibration
Although there is a prior art, the mechanical resonator in the present invention is
Are completely different in purpose and function from the prior art.
Because of the prior art insulator or vibration isolation
The damping structure using the edge is used for the impact acceleration input to the device.
The goal is to reduce the amount of decay, decrease the decay, and shorten the decay time.
It is the target. In contrast, the machine of the present invention
The resonator measures the impact acceleration to the device with the specified waveform and frequency.
It is intended to convert the
Reduction, attenuation, and reduction of the decay time are not necessarily the objectives.
Absent. For example, as can be seen from FIG.
The maximum value of the impact acceleration applied to the device is 1000G
Of the acceleration acting on the head disk assembly
The maximum value is almost the same, and the acceleration is reduced.
No. In addition, attenuation is also performed in the time direction
It can be said that it has not been done. In the present embodiment,
Even under such conditions, as shown in FIG.
The effect that the disturbance force can be significantly reduced is obtained. This
Therefore, the mechanical resonator according to the present embodiment has
Different from conventional technology using insulator or vibration insulator
It is clear that it is a technology. It should be noted that the above-described directory according to the present embodiment is
In the disk device, in order to clarify the difference from the conventional technology,
Dare to reduce or attenuate the impact acceleration due to the mechanical resonator
It is configured to have no conditions. However, in the present invention
Disk device is limited to such a configuration
Instead, use a configuration that can reduce or attenuate acceleration.
Can also be. For example, in parallel with a leaf spring serving as a support member or
A structure in which a material with a large damping effect is inserted in series
You can also. Furthermore, instead of leaf springs, viscoelastic properties
Using a support member made of a material having
The movable plate and the mounting part are connected
You can also. In this embodiment, a hard disk drive
However, the present invention is not limited to this.
Not something. In the present invention, for example, the optical head is
Optical disk device mounted on the Ida
No. As described above, the disk drive according to the present invention
According to the location, when an impact acceleration is applied from the outside,
Compared to the conventional disk drive, the head and the recording medium
Touching can be avoided. Therefore, the disk according to the present invention is
Using a disk device, for example, storage of a hard disk device
By configuring the device, the reliability against external shocks is greatly improved.
An improved storage device can be provided.

【図面の簡単な説明】 【図1】本実施の形態にかかるディスク装置の断面構成
の一例を示す断面図 【図2】図1に示すディスク装置の構成を示す平面図 【図3】図1に示すディスク装置を構成するヘッド支持
機構部の一部を拡大して示す斜視図 【図4】図3に示すヘッド支持機構部の一部を分解して
示す分解斜視図 【図5】図3に示すヘッド支持機構部の動的な挙動を説
明するための模式図 【図6】図3に示すヘッド支持機構部の固有振動モード
の計算結果を示す斜視図 【図7】図1に示すディスク装置の力学的入出力関係を
示すブロック図 【図8】本実施の形態にかかるディスク装置について算
出した空気膜じょう乱力及び可動プレートの加速度を示
すグラフ 【図9】支持部材による効果が得られない以外は本実施
の形態にかかるディスク装置と同様のディスク装置につ
いて算出した空気膜じょう乱力及び可動プレートの加速
度を示すグラフ 【図10】本実施の形態におけるヘッドディスク組立体
(機械共振器)の固有振動数の影響を示したグラフ 【図11】従来例1にかかるハードディスク装置の断面
図 【図12】従来例1にかかるハードディスク装置を構成
するヘッド支持機構を示す図 【図13】従来例2にかかるハードディスク装置を構成
するヘッド支持機構を示す図 【図14】従来例2にかかるハードディスク装置を構成
するヘッド支持機構の動的な挙動を説明するための模式
図 【図15】従来例1のヘッド支持機構について算出した
空気膜じょう乱力を示すグラフ 【図16】従来例2のヘッド支持機構について算出した
空気膜じょう乱力を示すグラフ 【符号の説明】 1 記録媒体(ディスク) 2 記録媒体駆動部(スピンドルモータ) 3 ヘッド支持機構部 4 ヘッドアーム 5 ヘッドアクチュエータ 6 中心軸 7 搭載部 7a 搭載部の凸部 8 カバー 9 中心軸 20 可動プレート 20a 可動プレートの凸部 21 支持部材 22 ヘッドディスク組立体 101 ヘッド 102 ヘッドスライダ 102b 空気潤滑面 103 板部材 103a ジンバルばね 103b ヘッドスライダ接合部 103c 軸部材(トーションバー) 103d ヘッドアーム接合部 103e 支持ブロック接合部 103f 結合部 104 支持ブロック 106 スペーサ 109 サスペンション 202 第1の剛体 203 梁 204 第2の剛体 207 固定部 220 第3の剛体 221 第2のばね 230 第1のばね
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a cross-sectional configuration of a disk device according to the present embodiment. FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the disk device shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged perspective view showing a part of a head support mechanism part of the disk device shown in FIG. 4; FIG. 4 is an exploded perspective view showing a part of the head support mechanism part shown in FIG. FIG. 6 is a schematic view for explaining the dynamic behavior of the head support mechanism shown in FIG. 6. FIG. 6 is a perspective view showing the calculation result of the natural vibration mode of the head support mechanism shown in FIG. 3. FIG. FIG. 8 is a block diagram showing the mechanical input / output relationship of the apparatus. FIG. 8 is a graph showing the air film disturbance force and the acceleration of the movable plate calculated for the disk apparatus according to the embodiment. Discs according to the present embodiment except for those not present FIG. 10 is a graph showing the air film disturbance force and the acceleration of the movable plate calculated for the same disk device as the device. FIG. 10 is a graph showing the effect of the natural frequency of the head disk assembly (mechanical resonator) in the present embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional view of a hard disk drive according to Conventional Example 1; FIG. 12 is a view showing a head support mechanism configuring the hard disk drive according to Conventional Example 1; FIG. 13 is a head support configuring a hard disk drive according to Conventional Example 2; FIG. 14 is a schematic diagram for explaining the dynamic behavior of a head support mechanism constituting the hard disk drive according to Conventional Example 2. FIG. 15 is an air film calculated for the head support mechanism of Conventional Example 1. FIG. 16 is a graph showing a turbulence force. FIG. 16 is a graph showing an air film turbulence force calculated for the head support mechanism of Conventional Example 2. [Description of Signs] 1 Recording medium (disk) 2 Recording medium drive (spindle motor) 3 Head support mechanism 4 Head arm 5 Head actuator 6 Center axis 7 Mounting section 7a Projection section of mounting section 8 Cover 9 Center axis 20 Movable plate 20a Movable plate Part 21 support member 22 head disk assembly 101 head 102 head slider 102b air lubrication surface 103 plate member 103a gimbal spring 103b head slider joint 103c shaft member (torsion bar) 103d head arm joint 103e support block joint 103f joint 104 Support block 106 Spacer 109 Suspension 202 First rigid body 203 Beam 204 Second rigid body 207 Fixed part 220 Third rigid body 221 Second spring 230 First spring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デン 志生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5D059 AA01 BA01 CA21 CA25 CA26 DA11 EA08 5D068 AA01 BB01 CC12 EE01 GG03   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Shio Den             Matsushita Electric, 1006 Kadoma, Kazuma, Osaka             Sangyo Co., Ltd. F term (reference) 5D059 AA01 BA01 CA21 CA25 CA26                       DA11 EA08                 5D068 AA01 BB01 CC12 EE01 GG03

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 ディスク状の記録媒体と、前記記録媒体
を回転させるための記録媒体駆動部と、前記記録媒体へ
の情報の記録と前記記録媒体からの情報の再生のうち何
れか一方又は両方を行うヘッドと、前記ヘッドを前記記
録媒体の上方で支持するためのヘッド支持機構部と、前
記記録媒体駆動部及びヘッド支持機構部を搭載する可動
プレートとを少なくとも含むヘッドディスク組立体が、
前記ヘッドディスク組立体を搭載する搭載部に、前記可
動プレートに取り付けられた支持部材を介して搭載され
てなる構造を有し、 前記ヘッド支持機構部は、前記記録媒体の面と平行な軸
を中心軸として揺動可能に構成された揺動部材と、前記
揺動部材の端部に取り付けられ、前記ヘッドを搭載する
ヘッドスライダとを少なくとも含み、前記揺動部材は、
前記ヘッドスライダが取り付けられたときの重心が、前
記中心軸と前記記録媒体の面に垂直な方向において一致
するように配置され、 前記ヘッドディスク組立体の質量と前記支持部材の剛性
から決まる固有振動数は、前記ヘッド支持機構部におけ
る前記記録媒体の面に垂直な方向の固有振動数の2分の
1倍以下となるように設定されていることを特徴とする
ディスク装置。
Claims: 1. A disk-shaped recording medium, a recording medium driving unit for rotating the recording medium, and recording of information on the recording medium and reproduction of information from the recording medium. A head for performing one or both of them, a head support mechanism for supporting the head above the recording medium, and a movable plate on which the recording medium driving unit and the head support mechanism are mounted The disk assembly
The head disk assembly has a structure in which the head disk assembly is mounted via a support member attached to the movable plate, and the head support mechanism has an axis parallel to a surface of the recording medium. A rocking member configured to be rockable as a central axis, and at least a head slider mounted on the end of the rocking member and mounting the head, wherein the rocking member is
The center of gravity when the head slider is attached is arranged so as to coincide with the center axis in a direction perpendicular to the surface of the recording medium, and natural vibration determined by the mass of the head disk assembly and the rigidity of the support member The disk device is characterized in that the number is set to be equal to or less than half the natural frequency of the head support mechanism in the direction perpendicular to the surface of the recording medium.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009016027A (en) * 2007-07-05 2009-01-22 Shinka Jitsugyo Kk Head gimbal assembly having weight balancing structure, disk drive unit and its manufacturing method
JP2009295261A (en) * 2008-05-09 2009-12-17 Suncall Corp Magnetic head suspension

Cited By (3)

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JP4535512B2 (en) * 2008-05-09 2010-09-01 サンコール株式会社 Magnetic head suspension

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