JP2004071089A - ヘッド支持アーム、ヘッド支持装置およびディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】外部からの衝撃により、スライダに搭載したヘッドや記録媒体が損傷することを防止でき、振動の少ない、安定したヘッド支持装置を構成するヘッド支持アームとともに、耐衝撃性が高く、アクセスが速く、信頼性の高いディスク装置を提供する。
【解決手段】ヘッドを搭載したスライダ1を有する支持アーム3と第1のベースアーム6を板ばね部5を介して固着し、支持アーム3あるいは第1のベースアーム6のいずれか一方に2個のピボット7を設け、さらに、フレクシャー2、支持アーム3およびバランサー10の総合重心が、2個のピボット7のそれぞれの頂点を通る平面上に位置して、バランサー10を支持アーム3に取り付けたヘッド支持アーム11と、一端に締結用の穴部、軸受部および他端に駆動手段を有する第2のベースアーム8とを締結してヘッド支持装置16を構成している。
【選択図】 図1
【解決手段】ヘッドを搭載したスライダ1を有する支持アーム3と第1のベースアーム6を板ばね部5を介して固着し、支持アーム3あるいは第1のベースアーム6のいずれか一方に2個のピボット7を設け、さらに、フレクシャー2、支持アーム3およびバランサー10の総合重心が、2個のピボット7のそれぞれの頂点を通る平面上に位置して、バランサー10を支持アーム3に取り付けたヘッド支持アーム11と、一端に締結用の穴部、軸受部および他端に駆動手段を有する第2のベースアーム8とを締結してヘッド支持装置16を構成している。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浮上型のヘッドを用いてディスクに記録再生を行うためのヘッド支持アームおよびヘッド支持装置を用いたディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ハードディスク装置(HDD)等のディスク記録再生装置(以下ディスク装置と略記する)は、ヘッドにより記録媒体であるディスクの記録面に対して、データの記録再生を行う。HDDでは、ヘッド支持装置が設けられて、これにより、ヘッドはディスクのデータ記録面に対して、所定の間隔を以て浮上した状態で支持されて、ディスク上を半径方向に移動(回転移動)するように構成されており、これらの構成、構造を含めて多くの提案がなされている(例:特開平9−82052号公報)。
【0003】
以下、浮上型のヘッドを用いた従来のヘッド支持装置の一例として、HDD等の磁気記録再生装置におけるヘッド支持装置ついて、磁気記録再生装置の主要部の構成およびヘッド支持装置とディスクとの関係を平面図で示した図9を用いて説明する。
【0004】
図9において、ヘッド支持装置91は、比較的剛性の低いサスペンション92、板ばね部93、比較的剛性の高いアーム94、サスペンション92の一方の端部にあってディスク98と対向する面に設けられたスライダ95およびこのスライダ95に搭載されたヘッド(図示せず)から構成されている。サスペンション92は比較的剛性が低く設計されており、その他方の端部は折り曲げられて板ばね部93を構成し、この板ばね部93がアーム94に接続されている。さらに、アーム94は、軸受部96で回転自在に軸支され、アーム94に取り付けられた駆動手段97により、ヘッド支持装置91はディスク98面に平行な方向に所定の角度範囲で回動することができる。なお、ヘッド支持装置91、軸受部96および駆動手段97からヘッド駆動装置90が構成される。
【0005】
ディスク98は回転駆動手段99によって所定の回転速度で回転する。磁気記録再生装置の記録再生時には、ディスク98の回転に伴って生じる空気流による浮揚力と、スライダ95をディスク98面側へ付勢する付勢力との力の釣り合いにより、スライダ95は一定の浮上量で浮上し、ヘッドはこの一定の浮上状態で記録再生を行う。なお、ディスク98面側へスライダ95を付勢する力は、ヘッド支持装置91の板ばね部93により主として加えられる。
【0006】
すなわち、記録再生時には、ヘッド支持装置91は、アーム94に設けられた駆動手段97により、軸受部96を中心として回動し、スライダ95に搭載されたヘッドがディスク98表面から所定の浮上量で浮上した状態で所定のトラックに位置決めされて、記録再生が行われる。
【0007】
このようなヘッド支持装置においては、ディスクへの記録再生時にディスクの上下動が生じても、スライダを安定に浮上させてヘッドがディスクの所定のトラック位置からずれる、いわゆるオフトラックを防止するとともに、ディスクの上下動に対しても十分に追従できるようにするために、スライダに対して所定の荷重をディスク方向へ付勢する付勢力を主として板ばね部で印加し、サスペンションは柔軟性を有する構成としてある。したがって、スライダをディスク面方向に付勢するために必要な付勢力を板ばね部により確実に確保することが要求される。また、スライダの浮上量には製造バラツキが生じるので、これによりスライダのディスク面方向への付勢力が変動することを防ぐことも必要とされる。このために、サスペンションに切り欠き部を設けたり薄板構造とすることで、剛性を下げるとともにばね定数も小さくして、ヘッド支持装置にある程度の柔軟性を与えて付勢力の変動を吸収することがなされている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来のヘッド支持装置では、サスペンションを薄板構造にしているため、主共振点の周波数、いわゆる共振周波数が低くなる。この結果、所定のトラックへ位置決めするためにヘッド支持装置が回動動作をする場合に、ねじれ等の振動モードが発生する。この振動モードをセトリング(整定)するにはある程度の時間を要し、結果としてアクセス時間を短くすることが困難になるという課題があった。
【0009】
さらに、従来のヘッド支持装置においては、その重心は板ばね部よりもヘッドが取り付けられている部位に近いところに位置している。このため、磁気記録再生装置に外部からの強い衝撃等が加わった場合、スライダ部分ではディスクの回転によって発生する空気流による浮揚力と、スライダをディスク側へ付勢する付勢力とのバランスが崩れ、スライダがディスク表面から跳躍するような現象が発生しやすい。このような跳躍が生じると、スライダがディスクに衝突して、ディスクが磁気的または機械的損傷を生じる場合があるという課題があった。このような課題は、上述した磁気記録再生装置だけでなく、浮上型のヘッドを有するディスク装置、例えば光ディスク装置や光磁気ディスク装置等においても同様である。
【0010】
また、磁気記録再生装置の小型化、特に薄型化が要求されており、ヘッド支持装置の薄型化が必要とされている。
【0011】
本発明は、これらの課題を解決するためになされたもので、ヘッドに必要十分な付勢力を与えながら、高い柔軟性を有し耐衝撃性に優れ、かつ、薄型のヘッド支持装置およびこれを用いたディスク装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明のヘッド支持アームは、記録媒体に対して記録または再生を行うヘッドを搭載したスライダと、スライダがフレクシャーを介して一方の端部に配設され、他方の端部の近傍に長手方向の中心線に沿って板ばね部が一体に形成された支持アームと、支持アームの他方の端部に取り付けられたバランサーと、一方の端部に突起形状の結合部を有する第1のベースアームを有し、板ばね部の先端部が第1のベースアームに固着され、かつ、支持アームまたは第1のベースアームに2個のピボットを設けた構成を有している。また、2個のピボットを、支持アームの長手方向の中心線に関して対称な位置に設けた構成を有している。また、板ばね部を支持アームの長手方向の中心線に関して対称で、かつU字状、またはV字状、またはコ字状の透孔を周辺に備えた舌片部により形成する構成を有している。また、本発明のヘッド支持アームは、スライダ、フレクシャー、支持アームおよびバランサーのそれぞれの重心を合わせた総合重心が、2個のピボットのそれぞれの頂点を結ぶ線を含む記録媒体に垂直な平面上に位置して、バランサーの質量、重心位置および取り付け位置を設定した構成を有している。これらの構成によって、外部からの衝撃力を受けても、第1のべースアームの2個のピボットのそれぞれの頂点を結ぶ回動軸周りに回転する力が生じることがなく、したがって、スライダが記録媒体の表面に衝突して、スライダに搭載された磁気ヘッドや記録媒体に損傷が生じることを防止するという効果を得ることができる。
【0013】
また、本発明のヘッド支持アームは、支持アームの長手方向の側面にサイド補強部を設け、さらに、サイド補強部を、曲げ加工によって形成した構成を有している。この構成によって、支持アームの剛性を非常に大きくすることができ、その共振周波数を、10kHz前後へと大幅に大きくすることができる。したがって、ヘッド支持アームの回動速度を非常に早くすることができ、アクセス速度を非常に速くすることができるという効果が得られる。
【0014】
また、この目的を達成するために本発明のヘッド支持装置は、請求項1〜請求項6のいずれかに記載のヘッド支持アームと、一方の端部に第1のベースアームとの締結用の穴部、軸受部および他方の端部に駆動手段を有する第2のベースアームとからなる構成を有している。また、請求項1〜請求項6のいずれかに記載のヘッド支持アームを構成する第1のベースアームの結合部が2個の円弧と略平行な2本の直線で形成される断面を有する突起部と、第2のベースアームに形成された略鍵穴状の穴部とによって締結された構成を有している。また、第1のベースアームの突起部の円弧部分の側壁の少なくとも一部が逆テーパ状に形成された構成を有している。これらの構成によって、記録媒体の大きさに応じて、ヘッド支持アームの第1のベースアームあるいは第2のベースアームのいずれか一方のアーム部の長さを変えて対応させることができ、大きさの種類の異なる記録媒体を有する磁気記録再生装置を作成する場合の標準化に対して実用的な構成とすることができるという効果が得られる。
【0015】
また、本発明のディスク装置は、請求項7〜請求項9に記載のヘッド支持装置を備えた構成を有している。この構成によって、共振周波数の高い支持アームを実現し、振動モードが発生しなくなり、セトリング時間が短縮される。かつ、高速で支持アームを回動させて位置決めが可能となり、アクセス速度を向上させたディスク装置の実現を図ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【0017】
(実施の形態1)
図1、図2および図3は、本発明の実施の形態1におけるヘッド支持アームおよびヘッド支持装置を説明するための図であり、図1はヘッド支持アームおよびヘッド支持装置の構成を示す主要部の斜視図、図2は同主要部の側面図、図3はヘッド支持アームの主要部の分解斜視図である。以下、ディスク装置として磁気記録再生装置を例に挙げて説明する。
【0018】
図1、図2および図3において、磁気ヘッド(図示せず)を搭載したスライダ1が、例えばSUS等の金属薄板とフレキシブル配線板とが一体になった、いわゆるジンバル装置を兼ね備えたフレクシャー2に固着され、さらに、フレクシャー2は支持アーム3に固着されており、支持アーム3に設けられたディンプル3aの頂点がフレクシャー2に当接し、フレクシャー2に固着されたスライダ1がディンプル3aの頂点の周りに自在に動くことができるように構成されている。支持アーム3にはその長手方向の中心線4の付近の一部を切り欠いて舌片状をした板ばね部5が形成され、この舌片状をした板ばね部5の一端が第1のベースアーム6にスポット溶接法、超音波溶接法、レーザ溶接法等の周知の方法によって固着されている。なお、板ばね部5は支持アーム3とは異なる別個の材料部材で構成してもよく、別個の材料部材としたときには、上述の周知の溶接法等の方法によって、舌片状をした板ばね部5となる材料部材の一端を支持アーム3に、他端を第1のベースアーム6に固着する。また、第1のベースアーム6には、支持アーム3の長手方向の中心線4に対して左右が対称になる位置に2個のピボット7が設けられ、これらのピボット7のそれぞれの頂点が支持アーム3に当接している。したがって、第1のベースアーム6に配設された2個のピボット7のそれぞれの頂点を回動支点として、第1のベースアーム6に固着された支持アーム3の板ばね部5の弾性力に抗して支持アーム3を回動させるように構成されており、支持アーム3に固着されたスライダ1が記録媒体(図示せず)の表面を押圧するようにスライダ1を記録媒体側に付勢している。さらに、第1のベースアーム6の他端には第2のベースアーム8と一体化するための、例えば中空円筒形状の突起部等からなる結合部9が形成されている。さらに、スライダ1、フレクシャー2および支持アーム3の記録媒体方向の重心が、支持アーム3の回動支点である第1のベースアーム6に配設された2個のピボット7のそれぞれの頂点を結ぶ線を通るように、支持アーム3の他端(ピボット7を挟んでスライダ1側とは反対側の端部)にバランサー10が固着されている。磁気ヘッドが搭載されたスライダ1、フレクシャー2、板ばね部5を有する支持アーム3、第1のベースアーム6およびバランサー10によってヘッド支持アーム11を構成している。なお、バランサー10として、アンプ回路等を用いて電気的に構成してもよい。
【0019】
また、支持アーム3の長手方向の中心線4の付近の一部を切り欠いて板ばね部5が形成され、支持アーム3の左右両側面はそれぞれその長手方向に対して略全域にわたって連続した形状になっており、したがって、左右両側面を略全域にわたってそれぞれ曲げ加工によりサイド補強部12を設けることができる。支持アーム3にサイド補強部12を設けることによって、支持アーム3の剛性を非常に大きくすることができ、支持アーム3の共振周波数を、従来の2kHz前後から10kHz前後へと大幅に大きくすることができるので、ヘッド支持アーム11の回動速度を非常に早くすることができ、したがって、アクセス速度を非常に速くすることが可能となる。
【0020】
第2のベースアーム8は、一方の端部に第1のベースアーム6を締結するための穴部を有し、カシメ等の周知の方法によってスライダ1を有する第1のベースアーム6が結合され、後述するディスク装置で説明するように、軸受部と、軸受部を挟んで第1のベースアーム6とは反対側とに、例えばボイスコイルモータ等の駆動手段が構成されている。ヘッド支持アーム11と第2のベースアーム8とからヘッド支持装置16が構成され、これにより記録媒体の大きさに応じて、ヘッド支持アームの第1のベースアーム6または第2のベースアーム8のいずれかのアーム部の長さを変えて対応させることができ、大きさや種類の異なる記録媒体を有する磁気記録再生装置を作成する場合の標準化に対して実用的な構成とすることができる。
【0021】
上述のスライダ1が記録媒体の表面を押圧する押圧力は、板ばね部5の材質、厚み、2個のピボット7のそれぞれの頂点の高さ、支持アーム3と板ばね部5の接続部あるいは固着部の位置によって任意に設定することができる。例えば、板ばね部5を剛性の高い材料で、厚く形成することにより大きな付勢力を印加することができる。あるいは、2個のピボット7の頂点の高さを高くしても、大きな付勢力を印加することもできる。
【0022】
次に、上述のバランサー10について、図4を用いて説明する。第1のベースアーム6に設けられた2個のピボット7のそれぞれの頂点を結ぶ回動軸を基準として、スライダ1の重心までの距離をL1、バランサー10の重心までの距離をL2とし、スライダ1の質量をM1、バランサー10の質量をM2、支持アーム3の回動する部分の質量とフレクシャー2の質量を加算した合計質量をM3、支持アーム3の回動部分およびフレクシャー2の加算された合計質量が働く重心までの距離をL3とした場合、
L1×M1+L3×M3=L2×M2 (1)
となるように、バランサー10の質量M2を設定すればよい。
【0023】
このように、ヘッド支持アーム11におけるスライダ1、フレクシャー2、支持アーム3の回動部分およびバランサー10のそれぞれの重心を設定すると、衝撃力が作用してもスライダ1が記録媒体41に衝突することを防止できる。例えば、図4においてQで示す方向に衝撃力が作用したとする。スライダ1には、質量M1に比例した衝撃力F1が作用する。バランサー10には、質量M2に比例した衝撃力F2が作用する。また、支持アーム3の回動部分およびフレクシャー2には、その合計質量M3に比例した衝撃力F3が作用する。
【0024】
ヘッド支持アーム11は、(1)式を満足するように設定されているので、これらの衝撃力に対しても
L1×F1+L3×F3=L2×F2 (2)
の関係が成り立つ。この結果、外部からの衝撃を受けても、ヘッド支持アーム11には第1のべースアーム6の2個のピボット7のそれぞれの頂点を結ぶ回動軸周りに回転する力が生じない。したがって、スライダ1が記録媒体41表面に衝突して、スライダ1に搭載された磁気ヘッド(図示せず)や記録媒体41に損傷が生じることを防止できる。すなわち、ヘッド支持アーム11の重心が、支持アーム3と第1のべースアーム6の2個のピボット7のそれぞれの頂点を結ぶ線上の中点P(図示せず)と実質的に同じ位置となるように設計すれば、外部からの衝撃等に対して、振動の少ない、安定したヘッド支持装置16を構成するヘッド支持アーム11を実現することができる。なお、ヘッド支持アーム11の重心位置が上述の中点Pに一致する場合が最も耐衝撃性の大きいヘッド支持アーム11を実現することができるが、第1のべースアーム6の2個のピボット7のそれぞれの頂点を結ぶ線上であれば、中点Pからずれても実用上十分な耐衝撃性を有するヘッド支持アーム11を実現することができる。
【0025】
また、ヘッド支持アーム11と第1のべースアーム6の2個のピボット7のそれぞれの頂点との間に作用する力をF4とすると、
F1+F2+F3>F4 (3)
であれば、第1のべースアーム6の2個のピボット7とヘッド支持アーム11は離間することになる。しかし、
F1+F2+F3≦F4 (4)
であれば、第1のべースアーム6の2個のピボット7とヘッド支持アーム11とは離間することはない。このような条件を満足する力F4は、支持アーム3の板ばね部5により生じる回転モーメントから発生する内部応力により生じるが、この力は上述のように任意に設定可能である。したがって、衝撃力を受けても第1のべースアーム6の2個のピボット7とヘッド支持アーム11とが離間しないようにすることも容易である。
【0026】
さらに、図4においてRで示す方向、すなわち記録媒体41の表面に平行な方向における衝撃力に対しても、第1のべースアーム6の2個のピボット7のそれぞれの頂点を結ぶ回動軸にヘッド支持アーム11の重心を一致させる構成とすれば、ヘッド支持アーム11には回転モーメントが発生しないのでスライダ1が記録媒体41に衝突することを抑止することができる。
【0027】
第1のベースアーム6と第2のベースアーム8を締結する他の一例について説明する。図5(a)に斜視図で示すように、第1のベースアーム6の第2のベースアーム8に接触対向する面上に、円形状の両側を、第1のベースアーム6の長手方向に略垂直で略平行した2本の直線で削除した形状、すなわち2個の円弧と略平行な2本の直線からなる断面を有する突起部51を設ける。一方、図5(b)に平面図にて示すように、第2のベースアーム8の第1のベースアーム6を締結する部分に、第1のベースアーム6の突起部51の略平行な2本の直線の間隔よりも少し大きい幅を有する略矩形形状をした長方形部分と、第1のベースアーム6の突起部51の円形形状に嵌合する径を有する円形部分とからなる略鍵穴形状をした穴部52が設けられている。第1のベースアーム6の突起部51の円形部分と第2のベースアーム8の穴部52の円形部分は、きついとまり嵌めから緩いしまり嵌め程度の嵌め合いになるように設定されている。図5(b)において、破線で示されている第1のベースアーム6の突起部51を第2のベースアーム8の穴部52の長方形部分に挿入し、矢印53方向に第1のベースアーム6を移動させ、第1のベースアーム6の突起部51の円弧状の側壁を第2のベースアーム8の穴部の円弧状の側壁に当接させた後、矢印54の方向に、第1のベースアーム6の長手方向が第2のベースアーム8の長手方向に略一致するように、回転させることによって第1のベースアーム6と第2のベースアーム8が固着されることになる。なお、図5(c)に第1のベースアーム6と第2のベースアーム8が固着された状態を第1のベースアーム6の突起部51の部分を断面にした断面図にて示すように、第1のベースアーム6の突起部51の円弧部分の側壁を小さい逆テーパ状にすることによって、第1のベースアーム6と第2のベースアーム8が固着されたとき、第1のベースアーム6と第2のベースアーム8のそれぞれ接触する平面同志が確実に接触し、さらに、衝撃あるいは振動等を受けても第2のベースアーム8の穴部52から第1のベースアーム6の突起部51が抜けるようなことがない。また、図5(d)に示すように、第1のベースアーム6の突起部51の円弧部分の側壁を第2のベースアーム8の厚さと略等しい部分は第2のベースアーム8の穴部52の円形形状の内径に嵌合する径とし、第2のベースアーム8の穴部52の厚さより大きな部分は逆テーパ状にしてもよい。なお、第1のベースアーム6の突起部51は、その側壁の略平行な2本の直線が第1のベースアーム6の長手方向に略垂直な2本の直線であることに限ることはない。
【0028】
図6は、本発明の実施の形態1におけるヘッド支持装置16を用いたディスク装置の斜視図である。なお、図6において、図1から図4までと同じ要素については、図1から図4までと同じ符号を付している。
【0029】
図6において、ヘッド支持装置16は支持アーム3、第1のベースアーム6、第2のベースアーム8、軸受部13等からなっており、軸受部13の回転中心15を中心として回転自在に軸支されている。ヘッド支持装置16の軸受部13と、軸受部13を挟んで第1のベースアーム6とは反対側とに、例えばボイスコイルモータ等の駆動手段14が設けられ、駆動手段14に制御電流を供給して駆動することにより、ヘッド支持装置16のスライダ1に搭載された磁気ヘッド(図示せず)を記録媒体41の所定のトラック位置に位置決めさせることができる。なお、駆動手段14としては、例えばボイスコイルモータあるいはリニアモータを用いることができる。
【0030】
一方、記録媒体41は、回転駆動手段61により所定の回転数で回転が可能である。この回転駆動手段61としては、例えばスピンドルモータを用いることができる。筐体62はこれらを所定の位置関係に保持するとともに、図示しない蓋体とにより密封して、外部の腐食性ガスやゴミにより記録媒体やヘッドが劣化することを防止している。
【0031】
さらに、図7に示すように、1つの記録媒体41だけでなく、複数の記録媒体41を用いて、2個のヘッド支持アーム11によって記録媒体41を挟みこむようにした複数組のヘッド支持アームからなる構成を有するヘッド支持装置71により記録および再生することもできる。なお、1枚の記録媒体41を挟む上下一対のヘッド支持アーム11に対して1つのヘッド支持装置71を対応させ、それらを複数個用いて、複数枚の記録媒体に対応させてもよいことは言うまでもない。
【0032】
以上のように実施の形態1によれば、外部からの衝撃力を受けても、第1のべースアームの2個のピボットのそれぞれの頂点を結ぶ回動軸周りに回転する力が生じることがなく、したがって、スライダが記録媒体の表面に衝突して、スライダに搭載された磁気ヘッドや記録媒体に損傷が生じることを防止でき、振動の少ない、安定したヘッド支持装置を構成するヘッド支持アームを実現することができる。
【0033】
また、スライダへの付勢力を大きくしながら、柔軟性を有し、かつ、支持アームを含む全体の剛性を大きくすることが可能となる。さらに、それぞれ別々の構成要素として独立に設定することができるので、ヘッド支持アームの設計が容易で、かつ、設計の自由度も広げることができる。
【0034】
また、支持アームの両側面にサイド補強部を設けることによって、あるいは、板ばね部を柔軟性のある材料を用いた別部材とし、支持アームを剛性の高い材料で形成することによって、支持アームの共振周波数を高くすることができるので、従来問題となっていた振動モードが発生しなくなる。したがって、セトリング動作が不要で、かつ、高速で支持アームを回動させて位置決めが可能となり、磁気記録再生装置のアクセス速度を向上することが可能となる。
【0035】
さらに、従来のヘッド支持装置で必要とされた非常に精密な板ばね部のフォーミング加工(曲げ加工)が不要となり、簡単な工法でヘッド支持アームおよびヘッド支持装置を作製することもできる。
【0036】
また、記録媒体の大きさに応じて、第1のベースアームあるいは第2のベースアームのいずれか一方のアーム部の長さを変えて対応させることができ、大きさの種類の異なる記録媒体を有する磁気記録再生装置を作製する場合の標準化に対して実用的な構成とすることができる。
【0037】
さらに、支持アームの共振周波数を高くすることによって、振動モードが発生しなくなり、セトリング時間が短縮できる。かつ、高速で支持アームを回動させて位置決めが可能となり、アクセス速度を向上させたディスク装置の実現を図ることができる。
【0038】
(実施の形態2)
図8は、本発明の実施の形態2におけるヘッド支持アームを説明するための図であり、ヘッド支持アームの主要部の分解斜視図である。図8において、図1から図3までと同じ構成要素については、図1から図3までと同じ符号を付している。
【0039】
本発明の実施の形態2におけるヘッド支持アームが、前述の実施の形態1におけるヘッド支持アームと異なる点は、2個のピボットを形成する部材が異なる点であって、前述の実施の形態1においては第1のベースアーム6に形成されていたが、実施の形態2においては支持アーム83に2個のピボット87が形成された構成である点である。
【0040】
図8において、2個のピボット87は支持アーム83の長手方向の中心線4に対称な位置に形成され、ピボット87のそれぞれの頂点が第1のベースアーム86に当接して、第1のベースアーム86を押圧している。第1のベースアーム86に対する押圧力の反力によって、支持アーム83はその先端にあるスライダ1を記録媒体(図示せず)の方向に押し下げられるように回動し、磁気ヘッド(図示せず)を搭載したスライダ1を記録媒体の表面に当接させ、押圧する。その他の構成は、前述の実施の形態1と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【0041】
このような構成を有するヘッド支持アームにおいて、スライダ1の質量M1、支持アーム83の回動部分およびフレクシャー2の合計質量M3、および、バランサー10の質量M2が、前述の実施の形態1における(1)式を満足するように設定して、それぞれの質量の作用中心となる各重心を合わせた総合重心を2個のピボット87のそれぞれの頂点を結ぶ線を含む記録媒体に垂直な平面上にあるようにすれば、前述の実施の形態1と同様に、衝撃力が作用してもヘッド支持アームには支持アーム83の2個のピボット87のそれぞれの頂点を結ぶ回動軸周りに回転する力が生じることがなく、スライダ1が記録媒体に衝突することを防止でき、スライダ1に搭載された磁気ヘッドや記録媒体に損傷が生じることを防止できる。
【0042】
なお、本発明の実施の形態1および実施の形態2においては、磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置のヘッド支持アームおよびヘッド支持装置について説明したが、非接触型のディスク記録再生装置、例えば、光ディスク装置や光磁気ディスク装置等のヘッド支持アームおよびヘッド支持装置として用いた場合も同様の効果を有するのは言うまでもない。
【0043】
また、前述の実施の形態1および実施の形態2のヘッド支持アームにおいては、支持アームの回動支持部として一対のピボット部を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ピボットとしては1個のみであってもよい。この場合には、ピボットと弾性部材としての板ばね部の両方の作用により規制すれば垂直方向のみに回動する構成を容易に実現することができる。
【0044】
また、前述の実施の形態1および実施の形態2においては、支持アームの回動軸である一対のピボットは、支持アームの長手方向の中心線に対して対称的な位置としたが、本発明はこれに限定されない。また、スライダにヘッドを搭載した構成で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、支持アームにヘッドが直接固着された構成であってもよい。
【0045】
以上のように実施の形態2によれば、前述の実施の形態1と同じ効果を発揮することができ、外部からの衝撃力に対しスライダが記録媒体の表面に衝突することがなく、スライダに搭載された磁気ヘッドや記録媒体の損傷を防止し、振動の少ない、安定したヘッド支持装置を構成するヘッド支持アームを実現することができる。
【0046】
また、支持アームの共振周波数を高くすることができ、振動モードが発生しなくなり、セトリング時間を短縮することができ、かつ、高速で支持アームを回動させて位置決めが可能となり、アクセス速度が大きく向上した磁気記録再生装置を実現することができる。
【0047】
また、第1のベースアームあるいは第2のベースアームのいずれか一方のアーム部の長さを変えたヘッド支持装置とすることによって、大きさの種類の異なる記録媒体を有する磁気記録再生装置を容易に作製することができる。
【0048】
なお、本発明の実施の形態のヘッド支持アームでは、図3および図8において舌片状をした板ばね部の周辺に設ける透孔をコ字状に切り欠いて形成する例を示して説明しているが、本発明はこれらの形状に限定されるものではなく、U字状あるいはV字状の台形状に切り欠いて形成してもよいことは言うまでもないことである。
【0049】
【発明の効果】
以上のように本発明は、一端にヘッドを搭載したスライダを有する支持アームと第1のベースアームを板ばね部を介して固着し、支持アームあるいは第1のベースアームのいずれか一方に2個のピボットを設け、2個のピボットのそれぞれの頂点の押圧力によって、支持アームを記録媒体の表面側に回動させ、スライダを記録媒体の表面に押圧する構成とし、さらに、支持アームの他端にはバランサーが取り付けられ、支持アームの回動部分にあるそれぞれの構成部材、すなわち、ヘッドが搭載されたスライダ、スライダが取り付けられたフレクシャー、支持アームの回動部分およびバランサーのそれぞれの重心を合わせた総合重心が、2個のピボットのそれぞれの頂点を通り、かつ、記録媒体に垂直な平面上に位置するように、バランサーが設定されて、支持アームに取り付けられた構成を有したヘッド支持アームであって、さらに、第1のベースアームの一端に締結用の結合部が形成され、一端に締結用の穴部、軸受部および他端に、例えばボイスコイルモータ等の駆動手段を有する第2のベースアームに第1のベースアームを締結して、第2のベースアームにヘッド支持アームを一体化した構成を有するヘッド支持装置である。
【0050】
このようなヘッド支持アーム構成とすることにより、外部からの衝撃力に対し、第1のべースアームあるいは支持アームのいずれか一方に設けられた2個のピボットのそれぞれの頂点を結ぶ線(回動軸)周りに回転する力が生じることがなく、したがって、スライダが記録媒体の表面に衝突して、スライダに搭載されたヘッドや記録媒体に損傷が生じることを防止することができ、振動の少ない、安定したヘッド支持装置を構成するヘッド支持アームを実現することができるという大きな効果を有する。
【0051】
さらに、支持アームの側面にサイド補強部を形成することにより、あるいは、板ばね部に柔軟性のある材料を用いた場合は、板ばね部を別部材とすることにより、支持アームの回動部分の剛性を高めることができ、支持アームの共振周波数を高くすることができるので、振動モードの発生が抑制され、したがって、セトリング動作が不要で、かつ、高速で支持アームを回動させて位置決めが可能となり、アクセス速度を向上することができるという大きな効果を有する。
【0052】
また、記録媒体の大きさに応じて、第1のベースアームあるいは第2のベースアームのいずれか一方のアーム部の長さを変えて対応させることができ、大きさの種類の異なる記録媒体を有する磁気記録再生装置を作製する場合の標準化に対して実用的な構成とすることができるという効果も有する。
【0053】
また、このようなヘッド支持アームを搭載したヘッド支持装置を用いることにより、耐衝撃性が高く、アクセス速度が高い等の信頼性の高いディスク装置を実現することができるという大きな効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるヘッド支持アームおよびヘッド支持装置の構成を示す主要部の斜視図
【図2】本発明の実施の形態1におけるヘッド支持アームおよびヘッド支持装置の構成を示す主要部の側面図
【図3】本発明の実施の形態1におけるヘッド支持アームの主要部の分解斜視図
【図4】本発明の実施の形態1におけるヘッド支持アームのバランサーの作用を説明するための側面図
【図5】(a)は本発明の実施の形態1における第1のベースアームと第2のベースアームを締結する一例を説明するための第1のベースアームの突起部を示す斜視図
(b)は本発明の実施の形態1における第1のベースアームと第2のベースアームを締結する一例を説明するための第2のベースアームの穴部を示す平面図
(c)は本発明の実施の形態1における第1のベースアームと第2のベースアームを締結する他の例を説明するための断面図
(d)は本発明の実施の形態1における第1のベースアームと第2のベースアームを締結する他の例を説明するための断面図
【図6】本発明の実施の形態1におけるヘッド支持装置を用いたディスク装置の斜視図
【図7】本発明の実施の形態1におけるヘッド支持装置を用いたディスク装置の他の例を示す側面図
【図8】本発明の実施の形態2におけるヘッド支持アームの主要部の分解斜視図
【図9】従来のヘッド支持装置の構成とディスクとの関係を示す平面図
【符号の説明】
1 スライダ
2 フレクシャー
3,83 支持アーム
3a ディンプル
4 中心線
5 板ばね部
6,86 第1のベースアーム
7,87 ピボット
8 第2のベースアーム
9 結合部
10 バランサー
11 ヘッド支持アーム
12 サイド補強部
13 軸受部
14 駆動手段
15 回転中心
16,71 ヘッド支持装置
41 記録媒体
51 突起部
52 穴部
53,54 矢印
61 回転駆動手段
62 筐体
【発明の属する技術分野】
本発明は、浮上型のヘッドを用いてディスクに記録再生を行うためのヘッド支持アームおよびヘッド支持装置を用いたディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ハードディスク装置(HDD)等のディスク記録再生装置(以下ディスク装置と略記する)は、ヘッドにより記録媒体であるディスクの記録面に対して、データの記録再生を行う。HDDでは、ヘッド支持装置が設けられて、これにより、ヘッドはディスクのデータ記録面に対して、所定の間隔を以て浮上した状態で支持されて、ディスク上を半径方向に移動(回転移動)するように構成されており、これらの構成、構造を含めて多くの提案がなされている(例:特開平9−82052号公報)。
【0003】
以下、浮上型のヘッドを用いた従来のヘッド支持装置の一例として、HDD等の磁気記録再生装置におけるヘッド支持装置ついて、磁気記録再生装置の主要部の構成およびヘッド支持装置とディスクとの関係を平面図で示した図9を用いて説明する。
【0004】
図9において、ヘッド支持装置91は、比較的剛性の低いサスペンション92、板ばね部93、比較的剛性の高いアーム94、サスペンション92の一方の端部にあってディスク98と対向する面に設けられたスライダ95およびこのスライダ95に搭載されたヘッド(図示せず)から構成されている。サスペンション92は比較的剛性が低く設計されており、その他方の端部は折り曲げられて板ばね部93を構成し、この板ばね部93がアーム94に接続されている。さらに、アーム94は、軸受部96で回転自在に軸支され、アーム94に取り付けられた駆動手段97により、ヘッド支持装置91はディスク98面に平行な方向に所定の角度範囲で回動することができる。なお、ヘッド支持装置91、軸受部96および駆動手段97からヘッド駆動装置90が構成される。
【0005】
ディスク98は回転駆動手段99によって所定の回転速度で回転する。磁気記録再生装置の記録再生時には、ディスク98の回転に伴って生じる空気流による浮揚力と、スライダ95をディスク98面側へ付勢する付勢力との力の釣り合いにより、スライダ95は一定の浮上量で浮上し、ヘッドはこの一定の浮上状態で記録再生を行う。なお、ディスク98面側へスライダ95を付勢する力は、ヘッド支持装置91の板ばね部93により主として加えられる。
【0006】
すなわち、記録再生時には、ヘッド支持装置91は、アーム94に設けられた駆動手段97により、軸受部96を中心として回動し、スライダ95に搭載されたヘッドがディスク98表面から所定の浮上量で浮上した状態で所定のトラックに位置決めされて、記録再生が行われる。
【0007】
このようなヘッド支持装置においては、ディスクへの記録再生時にディスクの上下動が生じても、スライダを安定に浮上させてヘッドがディスクの所定のトラック位置からずれる、いわゆるオフトラックを防止するとともに、ディスクの上下動に対しても十分に追従できるようにするために、スライダに対して所定の荷重をディスク方向へ付勢する付勢力を主として板ばね部で印加し、サスペンションは柔軟性を有する構成としてある。したがって、スライダをディスク面方向に付勢するために必要な付勢力を板ばね部により確実に確保することが要求される。また、スライダの浮上量には製造バラツキが生じるので、これによりスライダのディスク面方向への付勢力が変動することを防ぐことも必要とされる。このために、サスペンションに切り欠き部を設けたり薄板構造とすることで、剛性を下げるとともにばね定数も小さくして、ヘッド支持装置にある程度の柔軟性を与えて付勢力の変動を吸収することがなされている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来のヘッド支持装置では、サスペンションを薄板構造にしているため、主共振点の周波数、いわゆる共振周波数が低くなる。この結果、所定のトラックへ位置決めするためにヘッド支持装置が回動動作をする場合に、ねじれ等の振動モードが発生する。この振動モードをセトリング(整定)するにはある程度の時間を要し、結果としてアクセス時間を短くすることが困難になるという課題があった。
【0009】
さらに、従来のヘッド支持装置においては、その重心は板ばね部よりもヘッドが取り付けられている部位に近いところに位置している。このため、磁気記録再生装置に外部からの強い衝撃等が加わった場合、スライダ部分ではディスクの回転によって発生する空気流による浮揚力と、スライダをディスク側へ付勢する付勢力とのバランスが崩れ、スライダがディスク表面から跳躍するような現象が発生しやすい。このような跳躍が生じると、スライダがディスクに衝突して、ディスクが磁気的または機械的損傷を生じる場合があるという課題があった。このような課題は、上述した磁気記録再生装置だけでなく、浮上型のヘッドを有するディスク装置、例えば光ディスク装置や光磁気ディスク装置等においても同様である。
【0010】
また、磁気記録再生装置の小型化、特に薄型化が要求されており、ヘッド支持装置の薄型化が必要とされている。
【0011】
本発明は、これらの課題を解決するためになされたもので、ヘッドに必要十分な付勢力を与えながら、高い柔軟性を有し耐衝撃性に優れ、かつ、薄型のヘッド支持装置およびこれを用いたディスク装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明のヘッド支持アームは、記録媒体に対して記録または再生を行うヘッドを搭載したスライダと、スライダがフレクシャーを介して一方の端部に配設され、他方の端部の近傍に長手方向の中心線に沿って板ばね部が一体に形成された支持アームと、支持アームの他方の端部に取り付けられたバランサーと、一方の端部に突起形状の結合部を有する第1のベースアームを有し、板ばね部の先端部が第1のベースアームに固着され、かつ、支持アームまたは第1のベースアームに2個のピボットを設けた構成を有している。また、2個のピボットを、支持アームの長手方向の中心線に関して対称な位置に設けた構成を有している。また、板ばね部を支持アームの長手方向の中心線に関して対称で、かつU字状、またはV字状、またはコ字状の透孔を周辺に備えた舌片部により形成する構成を有している。また、本発明のヘッド支持アームは、スライダ、フレクシャー、支持アームおよびバランサーのそれぞれの重心を合わせた総合重心が、2個のピボットのそれぞれの頂点を結ぶ線を含む記録媒体に垂直な平面上に位置して、バランサーの質量、重心位置および取り付け位置を設定した構成を有している。これらの構成によって、外部からの衝撃力を受けても、第1のべースアームの2個のピボットのそれぞれの頂点を結ぶ回動軸周りに回転する力が生じることがなく、したがって、スライダが記録媒体の表面に衝突して、スライダに搭載された磁気ヘッドや記録媒体に損傷が生じることを防止するという効果を得ることができる。
【0013】
また、本発明のヘッド支持アームは、支持アームの長手方向の側面にサイド補強部を設け、さらに、サイド補強部を、曲げ加工によって形成した構成を有している。この構成によって、支持アームの剛性を非常に大きくすることができ、その共振周波数を、10kHz前後へと大幅に大きくすることができる。したがって、ヘッド支持アームの回動速度を非常に早くすることができ、アクセス速度を非常に速くすることができるという効果が得られる。
【0014】
また、この目的を達成するために本発明のヘッド支持装置は、請求項1〜請求項6のいずれかに記載のヘッド支持アームと、一方の端部に第1のベースアームとの締結用の穴部、軸受部および他方の端部に駆動手段を有する第2のベースアームとからなる構成を有している。また、請求項1〜請求項6のいずれかに記載のヘッド支持アームを構成する第1のベースアームの結合部が2個の円弧と略平行な2本の直線で形成される断面を有する突起部と、第2のベースアームに形成された略鍵穴状の穴部とによって締結された構成を有している。また、第1のベースアームの突起部の円弧部分の側壁の少なくとも一部が逆テーパ状に形成された構成を有している。これらの構成によって、記録媒体の大きさに応じて、ヘッド支持アームの第1のベースアームあるいは第2のベースアームのいずれか一方のアーム部の長さを変えて対応させることができ、大きさの種類の異なる記録媒体を有する磁気記録再生装置を作成する場合の標準化に対して実用的な構成とすることができるという効果が得られる。
【0015】
また、本発明のディスク装置は、請求項7〜請求項9に記載のヘッド支持装置を備えた構成を有している。この構成によって、共振周波数の高い支持アームを実現し、振動モードが発生しなくなり、セトリング時間が短縮される。かつ、高速で支持アームを回動させて位置決めが可能となり、アクセス速度を向上させたディスク装置の実現を図ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【0017】
(実施の形態1)
図1、図2および図3は、本発明の実施の形態1におけるヘッド支持アームおよびヘッド支持装置を説明するための図であり、図1はヘッド支持アームおよびヘッド支持装置の構成を示す主要部の斜視図、図2は同主要部の側面図、図3はヘッド支持アームの主要部の分解斜視図である。以下、ディスク装置として磁気記録再生装置を例に挙げて説明する。
【0018】
図1、図2および図3において、磁気ヘッド(図示せず)を搭載したスライダ1が、例えばSUS等の金属薄板とフレキシブル配線板とが一体になった、いわゆるジンバル装置を兼ね備えたフレクシャー2に固着され、さらに、フレクシャー2は支持アーム3に固着されており、支持アーム3に設けられたディンプル3aの頂点がフレクシャー2に当接し、フレクシャー2に固着されたスライダ1がディンプル3aの頂点の周りに自在に動くことができるように構成されている。支持アーム3にはその長手方向の中心線4の付近の一部を切り欠いて舌片状をした板ばね部5が形成され、この舌片状をした板ばね部5の一端が第1のベースアーム6にスポット溶接法、超音波溶接法、レーザ溶接法等の周知の方法によって固着されている。なお、板ばね部5は支持アーム3とは異なる別個の材料部材で構成してもよく、別個の材料部材としたときには、上述の周知の溶接法等の方法によって、舌片状をした板ばね部5となる材料部材の一端を支持アーム3に、他端を第1のベースアーム6に固着する。また、第1のベースアーム6には、支持アーム3の長手方向の中心線4に対して左右が対称になる位置に2個のピボット7が設けられ、これらのピボット7のそれぞれの頂点が支持アーム3に当接している。したがって、第1のベースアーム6に配設された2個のピボット7のそれぞれの頂点を回動支点として、第1のベースアーム6に固着された支持アーム3の板ばね部5の弾性力に抗して支持アーム3を回動させるように構成されており、支持アーム3に固着されたスライダ1が記録媒体(図示せず)の表面を押圧するようにスライダ1を記録媒体側に付勢している。さらに、第1のベースアーム6の他端には第2のベースアーム8と一体化するための、例えば中空円筒形状の突起部等からなる結合部9が形成されている。さらに、スライダ1、フレクシャー2および支持アーム3の記録媒体方向の重心が、支持アーム3の回動支点である第1のベースアーム6に配設された2個のピボット7のそれぞれの頂点を結ぶ線を通るように、支持アーム3の他端(ピボット7を挟んでスライダ1側とは反対側の端部)にバランサー10が固着されている。磁気ヘッドが搭載されたスライダ1、フレクシャー2、板ばね部5を有する支持アーム3、第1のベースアーム6およびバランサー10によってヘッド支持アーム11を構成している。なお、バランサー10として、アンプ回路等を用いて電気的に構成してもよい。
【0019】
また、支持アーム3の長手方向の中心線4の付近の一部を切り欠いて板ばね部5が形成され、支持アーム3の左右両側面はそれぞれその長手方向に対して略全域にわたって連続した形状になっており、したがって、左右両側面を略全域にわたってそれぞれ曲げ加工によりサイド補強部12を設けることができる。支持アーム3にサイド補強部12を設けることによって、支持アーム3の剛性を非常に大きくすることができ、支持アーム3の共振周波数を、従来の2kHz前後から10kHz前後へと大幅に大きくすることができるので、ヘッド支持アーム11の回動速度を非常に早くすることができ、したがって、アクセス速度を非常に速くすることが可能となる。
【0020】
第2のベースアーム8は、一方の端部に第1のベースアーム6を締結するための穴部を有し、カシメ等の周知の方法によってスライダ1を有する第1のベースアーム6が結合され、後述するディスク装置で説明するように、軸受部と、軸受部を挟んで第1のベースアーム6とは反対側とに、例えばボイスコイルモータ等の駆動手段が構成されている。ヘッド支持アーム11と第2のベースアーム8とからヘッド支持装置16が構成され、これにより記録媒体の大きさに応じて、ヘッド支持アームの第1のベースアーム6または第2のベースアーム8のいずれかのアーム部の長さを変えて対応させることができ、大きさや種類の異なる記録媒体を有する磁気記録再生装置を作成する場合の標準化に対して実用的な構成とすることができる。
【0021】
上述のスライダ1が記録媒体の表面を押圧する押圧力は、板ばね部5の材質、厚み、2個のピボット7のそれぞれの頂点の高さ、支持アーム3と板ばね部5の接続部あるいは固着部の位置によって任意に設定することができる。例えば、板ばね部5を剛性の高い材料で、厚く形成することにより大きな付勢力を印加することができる。あるいは、2個のピボット7の頂点の高さを高くしても、大きな付勢力を印加することもできる。
【0022】
次に、上述のバランサー10について、図4を用いて説明する。第1のベースアーム6に設けられた2個のピボット7のそれぞれの頂点を結ぶ回動軸を基準として、スライダ1の重心までの距離をL1、バランサー10の重心までの距離をL2とし、スライダ1の質量をM1、バランサー10の質量をM2、支持アーム3の回動する部分の質量とフレクシャー2の質量を加算した合計質量をM3、支持アーム3の回動部分およびフレクシャー2の加算された合計質量が働く重心までの距離をL3とした場合、
L1×M1+L3×M3=L2×M2 (1)
となるように、バランサー10の質量M2を設定すればよい。
【0023】
このように、ヘッド支持アーム11におけるスライダ1、フレクシャー2、支持アーム3の回動部分およびバランサー10のそれぞれの重心を設定すると、衝撃力が作用してもスライダ1が記録媒体41に衝突することを防止できる。例えば、図4においてQで示す方向に衝撃力が作用したとする。スライダ1には、質量M1に比例した衝撃力F1が作用する。バランサー10には、質量M2に比例した衝撃力F2が作用する。また、支持アーム3の回動部分およびフレクシャー2には、その合計質量M3に比例した衝撃力F3が作用する。
【0024】
ヘッド支持アーム11は、(1)式を満足するように設定されているので、これらの衝撃力に対しても
L1×F1+L3×F3=L2×F2 (2)
の関係が成り立つ。この結果、外部からの衝撃を受けても、ヘッド支持アーム11には第1のべースアーム6の2個のピボット7のそれぞれの頂点を結ぶ回動軸周りに回転する力が生じない。したがって、スライダ1が記録媒体41表面に衝突して、スライダ1に搭載された磁気ヘッド(図示せず)や記録媒体41に損傷が生じることを防止できる。すなわち、ヘッド支持アーム11の重心が、支持アーム3と第1のべースアーム6の2個のピボット7のそれぞれの頂点を結ぶ線上の中点P(図示せず)と実質的に同じ位置となるように設計すれば、外部からの衝撃等に対して、振動の少ない、安定したヘッド支持装置16を構成するヘッド支持アーム11を実現することができる。なお、ヘッド支持アーム11の重心位置が上述の中点Pに一致する場合が最も耐衝撃性の大きいヘッド支持アーム11を実現することができるが、第1のべースアーム6の2個のピボット7のそれぞれの頂点を結ぶ線上であれば、中点Pからずれても実用上十分な耐衝撃性を有するヘッド支持アーム11を実現することができる。
【0025】
また、ヘッド支持アーム11と第1のべースアーム6の2個のピボット7のそれぞれの頂点との間に作用する力をF4とすると、
F1+F2+F3>F4 (3)
であれば、第1のべースアーム6の2個のピボット7とヘッド支持アーム11は離間することになる。しかし、
F1+F2+F3≦F4 (4)
であれば、第1のべースアーム6の2個のピボット7とヘッド支持アーム11とは離間することはない。このような条件を満足する力F4は、支持アーム3の板ばね部5により生じる回転モーメントから発生する内部応力により生じるが、この力は上述のように任意に設定可能である。したがって、衝撃力を受けても第1のべースアーム6の2個のピボット7とヘッド支持アーム11とが離間しないようにすることも容易である。
【0026】
さらに、図4においてRで示す方向、すなわち記録媒体41の表面に平行な方向における衝撃力に対しても、第1のべースアーム6の2個のピボット7のそれぞれの頂点を結ぶ回動軸にヘッド支持アーム11の重心を一致させる構成とすれば、ヘッド支持アーム11には回転モーメントが発生しないのでスライダ1が記録媒体41に衝突することを抑止することができる。
【0027】
第1のベースアーム6と第2のベースアーム8を締結する他の一例について説明する。図5(a)に斜視図で示すように、第1のベースアーム6の第2のベースアーム8に接触対向する面上に、円形状の両側を、第1のベースアーム6の長手方向に略垂直で略平行した2本の直線で削除した形状、すなわち2個の円弧と略平行な2本の直線からなる断面を有する突起部51を設ける。一方、図5(b)に平面図にて示すように、第2のベースアーム8の第1のベースアーム6を締結する部分に、第1のベースアーム6の突起部51の略平行な2本の直線の間隔よりも少し大きい幅を有する略矩形形状をした長方形部分と、第1のベースアーム6の突起部51の円形形状に嵌合する径を有する円形部分とからなる略鍵穴形状をした穴部52が設けられている。第1のベースアーム6の突起部51の円形部分と第2のベースアーム8の穴部52の円形部分は、きついとまり嵌めから緩いしまり嵌め程度の嵌め合いになるように設定されている。図5(b)において、破線で示されている第1のベースアーム6の突起部51を第2のベースアーム8の穴部52の長方形部分に挿入し、矢印53方向に第1のベースアーム6を移動させ、第1のベースアーム6の突起部51の円弧状の側壁を第2のベースアーム8の穴部の円弧状の側壁に当接させた後、矢印54の方向に、第1のベースアーム6の長手方向が第2のベースアーム8の長手方向に略一致するように、回転させることによって第1のベースアーム6と第2のベースアーム8が固着されることになる。なお、図5(c)に第1のベースアーム6と第2のベースアーム8が固着された状態を第1のベースアーム6の突起部51の部分を断面にした断面図にて示すように、第1のベースアーム6の突起部51の円弧部分の側壁を小さい逆テーパ状にすることによって、第1のベースアーム6と第2のベースアーム8が固着されたとき、第1のベースアーム6と第2のベースアーム8のそれぞれ接触する平面同志が確実に接触し、さらに、衝撃あるいは振動等を受けても第2のベースアーム8の穴部52から第1のベースアーム6の突起部51が抜けるようなことがない。また、図5(d)に示すように、第1のベースアーム6の突起部51の円弧部分の側壁を第2のベースアーム8の厚さと略等しい部分は第2のベースアーム8の穴部52の円形形状の内径に嵌合する径とし、第2のベースアーム8の穴部52の厚さより大きな部分は逆テーパ状にしてもよい。なお、第1のベースアーム6の突起部51は、その側壁の略平行な2本の直線が第1のベースアーム6の長手方向に略垂直な2本の直線であることに限ることはない。
【0028】
図6は、本発明の実施の形態1におけるヘッド支持装置16を用いたディスク装置の斜視図である。なお、図6において、図1から図4までと同じ要素については、図1から図4までと同じ符号を付している。
【0029】
図6において、ヘッド支持装置16は支持アーム3、第1のベースアーム6、第2のベースアーム8、軸受部13等からなっており、軸受部13の回転中心15を中心として回転自在に軸支されている。ヘッド支持装置16の軸受部13と、軸受部13を挟んで第1のベースアーム6とは反対側とに、例えばボイスコイルモータ等の駆動手段14が設けられ、駆動手段14に制御電流を供給して駆動することにより、ヘッド支持装置16のスライダ1に搭載された磁気ヘッド(図示せず)を記録媒体41の所定のトラック位置に位置決めさせることができる。なお、駆動手段14としては、例えばボイスコイルモータあるいはリニアモータを用いることができる。
【0030】
一方、記録媒体41は、回転駆動手段61により所定の回転数で回転が可能である。この回転駆動手段61としては、例えばスピンドルモータを用いることができる。筐体62はこれらを所定の位置関係に保持するとともに、図示しない蓋体とにより密封して、外部の腐食性ガスやゴミにより記録媒体やヘッドが劣化することを防止している。
【0031】
さらに、図7に示すように、1つの記録媒体41だけでなく、複数の記録媒体41を用いて、2個のヘッド支持アーム11によって記録媒体41を挟みこむようにした複数組のヘッド支持アームからなる構成を有するヘッド支持装置71により記録および再生することもできる。なお、1枚の記録媒体41を挟む上下一対のヘッド支持アーム11に対して1つのヘッド支持装置71を対応させ、それらを複数個用いて、複数枚の記録媒体に対応させてもよいことは言うまでもない。
【0032】
以上のように実施の形態1によれば、外部からの衝撃力を受けても、第1のべースアームの2個のピボットのそれぞれの頂点を結ぶ回動軸周りに回転する力が生じることがなく、したがって、スライダが記録媒体の表面に衝突して、スライダに搭載された磁気ヘッドや記録媒体に損傷が生じることを防止でき、振動の少ない、安定したヘッド支持装置を構成するヘッド支持アームを実現することができる。
【0033】
また、スライダへの付勢力を大きくしながら、柔軟性を有し、かつ、支持アームを含む全体の剛性を大きくすることが可能となる。さらに、それぞれ別々の構成要素として独立に設定することができるので、ヘッド支持アームの設計が容易で、かつ、設計の自由度も広げることができる。
【0034】
また、支持アームの両側面にサイド補強部を設けることによって、あるいは、板ばね部を柔軟性のある材料を用いた別部材とし、支持アームを剛性の高い材料で形成することによって、支持アームの共振周波数を高くすることができるので、従来問題となっていた振動モードが発生しなくなる。したがって、セトリング動作が不要で、かつ、高速で支持アームを回動させて位置決めが可能となり、磁気記録再生装置のアクセス速度を向上することが可能となる。
【0035】
さらに、従来のヘッド支持装置で必要とされた非常に精密な板ばね部のフォーミング加工(曲げ加工)が不要となり、簡単な工法でヘッド支持アームおよびヘッド支持装置を作製することもできる。
【0036】
また、記録媒体の大きさに応じて、第1のベースアームあるいは第2のベースアームのいずれか一方のアーム部の長さを変えて対応させることができ、大きさの種類の異なる記録媒体を有する磁気記録再生装置を作製する場合の標準化に対して実用的な構成とすることができる。
【0037】
さらに、支持アームの共振周波数を高くすることによって、振動モードが発生しなくなり、セトリング時間が短縮できる。かつ、高速で支持アームを回動させて位置決めが可能となり、アクセス速度を向上させたディスク装置の実現を図ることができる。
【0038】
(実施の形態2)
図8は、本発明の実施の形態2におけるヘッド支持アームを説明するための図であり、ヘッド支持アームの主要部の分解斜視図である。図8において、図1から図3までと同じ構成要素については、図1から図3までと同じ符号を付している。
【0039】
本発明の実施の形態2におけるヘッド支持アームが、前述の実施の形態1におけるヘッド支持アームと異なる点は、2個のピボットを形成する部材が異なる点であって、前述の実施の形態1においては第1のベースアーム6に形成されていたが、実施の形態2においては支持アーム83に2個のピボット87が形成された構成である点である。
【0040】
図8において、2個のピボット87は支持アーム83の長手方向の中心線4に対称な位置に形成され、ピボット87のそれぞれの頂点が第1のベースアーム86に当接して、第1のベースアーム86を押圧している。第1のベースアーム86に対する押圧力の反力によって、支持アーム83はその先端にあるスライダ1を記録媒体(図示せず)の方向に押し下げられるように回動し、磁気ヘッド(図示せず)を搭載したスライダ1を記録媒体の表面に当接させ、押圧する。その他の構成は、前述の実施の形態1と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【0041】
このような構成を有するヘッド支持アームにおいて、スライダ1の質量M1、支持アーム83の回動部分およびフレクシャー2の合計質量M3、および、バランサー10の質量M2が、前述の実施の形態1における(1)式を満足するように設定して、それぞれの質量の作用中心となる各重心を合わせた総合重心を2個のピボット87のそれぞれの頂点を結ぶ線を含む記録媒体に垂直な平面上にあるようにすれば、前述の実施の形態1と同様に、衝撃力が作用してもヘッド支持アームには支持アーム83の2個のピボット87のそれぞれの頂点を結ぶ回動軸周りに回転する力が生じることがなく、スライダ1が記録媒体に衝突することを防止でき、スライダ1に搭載された磁気ヘッドや記録媒体に損傷が生じることを防止できる。
【0042】
なお、本発明の実施の形態1および実施の形態2においては、磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置のヘッド支持アームおよびヘッド支持装置について説明したが、非接触型のディスク記録再生装置、例えば、光ディスク装置や光磁気ディスク装置等のヘッド支持アームおよびヘッド支持装置として用いた場合も同様の効果を有するのは言うまでもない。
【0043】
また、前述の実施の形態1および実施の形態2のヘッド支持アームにおいては、支持アームの回動支持部として一対のピボット部を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ピボットとしては1個のみであってもよい。この場合には、ピボットと弾性部材としての板ばね部の両方の作用により規制すれば垂直方向のみに回動する構成を容易に実現することができる。
【0044】
また、前述の実施の形態1および実施の形態2においては、支持アームの回動軸である一対のピボットは、支持アームの長手方向の中心線に対して対称的な位置としたが、本発明はこれに限定されない。また、スライダにヘッドを搭載した構成で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、支持アームにヘッドが直接固着された構成であってもよい。
【0045】
以上のように実施の形態2によれば、前述の実施の形態1と同じ効果を発揮することができ、外部からの衝撃力に対しスライダが記録媒体の表面に衝突することがなく、スライダに搭載された磁気ヘッドや記録媒体の損傷を防止し、振動の少ない、安定したヘッド支持装置を構成するヘッド支持アームを実現することができる。
【0046】
また、支持アームの共振周波数を高くすることができ、振動モードが発生しなくなり、セトリング時間を短縮することができ、かつ、高速で支持アームを回動させて位置決めが可能となり、アクセス速度が大きく向上した磁気記録再生装置を実現することができる。
【0047】
また、第1のベースアームあるいは第2のベースアームのいずれか一方のアーム部の長さを変えたヘッド支持装置とすることによって、大きさの種類の異なる記録媒体を有する磁気記録再生装置を容易に作製することができる。
【0048】
なお、本発明の実施の形態のヘッド支持アームでは、図3および図8において舌片状をした板ばね部の周辺に設ける透孔をコ字状に切り欠いて形成する例を示して説明しているが、本発明はこれらの形状に限定されるものではなく、U字状あるいはV字状の台形状に切り欠いて形成してもよいことは言うまでもないことである。
【0049】
【発明の効果】
以上のように本発明は、一端にヘッドを搭載したスライダを有する支持アームと第1のベースアームを板ばね部を介して固着し、支持アームあるいは第1のベースアームのいずれか一方に2個のピボットを設け、2個のピボットのそれぞれの頂点の押圧力によって、支持アームを記録媒体の表面側に回動させ、スライダを記録媒体の表面に押圧する構成とし、さらに、支持アームの他端にはバランサーが取り付けられ、支持アームの回動部分にあるそれぞれの構成部材、すなわち、ヘッドが搭載されたスライダ、スライダが取り付けられたフレクシャー、支持アームの回動部分およびバランサーのそれぞれの重心を合わせた総合重心が、2個のピボットのそれぞれの頂点を通り、かつ、記録媒体に垂直な平面上に位置するように、バランサーが設定されて、支持アームに取り付けられた構成を有したヘッド支持アームであって、さらに、第1のベースアームの一端に締結用の結合部が形成され、一端に締結用の穴部、軸受部および他端に、例えばボイスコイルモータ等の駆動手段を有する第2のベースアームに第1のベースアームを締結して、第2のベースアームにヘッド支持アームを一体化した構成を有するヘッド支持装置である。
【0050】
このようなヘッド支持アーム構成とすることにより、外部からの衝撃力に対し、第1のべースアームあるいは支持アームのいずれか一方に設けられた2個のピボットのそれぞれの頂点を結ぶ線(回動軸)周りに回転する力が生じることがなく、したがって、スライダが記録媒体の表面に衝突して、スライダに搭載されたヘッドや記録媒体に損傷が生じることを防止することができ、振動の少ない、安定したヘッド支持装置を構成するヘッド支持アームを実現することができるという大きな効果を有する。
【0051】
さらに、支持アームの側面にサイド補強部を形成することにより、あるいは、板ばね部に柔軟性のある材料を用いた場合は、板ばね部を別部材とすることにより、支持アームの回動部分の剛性を高めることができ、支持アームの共振周波数を高くすることができるので、振動モードの発生が抑制され、したがって、セトリング動作が不要で、かつ、高速で支持アームを回動させて位置決めが可能となり、アクセス速度を向上することができるという大きな効果を有する。
【0052】
また、記録媒体の大きさに応じて、第1のベースアームあるいは第2のベースアームのいずれか一方のアーム部の長さを変えて対応させることができ、大きさの種類の異なる記録媒体を有する磁気記録再生装置を作製する場合の標準化に対して実用的な構成とすることができるという効果も有する。
【0053】
また、このようなヘッド支持アームを搭載したヘッド支持装置を用いることにより、耐衝撃性が高く、アクセス速度が高い等の信頼性の高いディスク装置を実現することができるという大きな効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるヘッド支持アームおよびヘッド支持装置の構成を示す主要部の斜視図
【図2】本発明の実施の形態1におけるヘッド支持アームおよびヘッド支持装置の構成を示す主要部の側面図
【図3】本発明の実施の形態1におけるヘッド支持アームの主要部の分解斜視図
【図4】本発明の実施の形態1におけるヘッド支持アームのバランサーの作用を説明するための側面図
【図5】(a)は本発明の実施の形態1における第1のベースアームと第2のベースアームを締結する一例を説明するための第1のベースアームの突起部を示す斜視図
(b)は本発明の実施の形態1における第1のベースアームと第2のベースアームを締結する一例を説明するための第2のベースアームの穴部を示す平面図
(c)は本発明の実施の形態1における第1のベースアームと第2のベースアームを締結する他の例を説明するための断面図
(d)は本発明の実施の形態1における第1のベースアームと第2のベースアームを締結する他の例を説明するための断面図
【図6】本発明の実施の形態1におけるヘッド支持装置を用いたディスク装置の斜視図
【図7】本発明の実施の形態1におけるヘッド支持装置を用いたディスク装置の他の例を示す側面図
【図8】本発明の実施の形態2におけるヘッド支持アームの主要部の分解斜視図
【図9】従来のヘッド支持装置の構成とディスクとの関係を示す平面図
【符号の説明】
1 スライダ
2 フレクシャー
3,83 支持アーム
3a ディンプル
4 中心線
5 板ばね部
6,86 第1のベースアーム
7,87 ピボット
8 第2のベースアーム
9 結合部
10 バランサー
11 ヘッド支持アーム
12 サイド補強部
13 軸受部
14 駆動手段
15 回転中心
16,71 ヘッド支持装置
41 記録媒体
51 突起部
52 穴部
53,54 矢印
61 回転駆動手段
62 筐体
Claims (10)
- 記録媒体に対して記録または再生を行うヘッドを搭載したスライダと、
前記スライダがフレクシャーを介して一方の端部に配設され、他方の端部の近傍に長手方向の中心線に沿って板ばね部が一体に形成された支持アームと、
前記支持アームの前記他方の端部に取り付けられたバランサーと、
一方の端部に突起形状の結合部を有する第1のベースアームとを有し、
前記板ばね部の先端部が前記第1のベースアームに固着され、かつ、前記支持アームまたは前記第1のベースアームに2個のピボットを設けたことを特徴とするヘッド支持アーム。 - 前記板ばね部を前記支持アームの長手方向の中心線に関して対称で、かつU字状、またはV字状、またはコ字状の透孔を周辺に備えた舌片部により形成することを特徴とする請求項1に記載のヘッド支持アーム。
- 前記スライダ、前記フレクシャー、前記支持アームおよび前記バランサーのそれぞれの重心を合わせた総合重心が、2個の前記ピボットのそれぞれの頂点を結ぶ線を含む前記記録媒体に垂直な平面上に位置して、前記バランサーの質量、重心位置および取り付け位置を設定したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のヘッド支持アーム。
- 2個の前記ピボットを、前記支持アームの長手方向の中心線に関して対称な位置に設けたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のヘッド支持アーム。
- 前記支持アームの長手方向の側面にサイド補強部を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載のヘッド支持アーム。
- 前記サイド補強部を、曲げ加工によって形成したことを特徴とする請求項5に記載のヘッド支持アーム。
- 請求項1〜請求項6のいずれかに記載のヘッド支持アームと、
一方の端部に前記第1のベースアームとの締結用の穴部、軸受部および他方の端部に駆動手段を有する第2のベースアームとを有することを特徴とするヘッド支持装置。 - 請求項1〜請求項6のいずれかに記載のヘッド支持アームを構成する第1のベースアームの結合部が2個の円弧と略平行な2本の直線で形成される断面を有する突起部と、第2のベースアームに形成された略鍵穴状の穴部とによって締結されたことを特徴とする請求項7に記載のヘッド支持装置。
- 前記第1のベースアームの前記突起部の円弧部分の側壁の少なくとも一部が逆テーパ状に形成されたことを特徴とする請求項8に記載のヘッド支持装置。
- 請求項7〜請求項9のいずれかに記載のヘッド支持装置を備えたディスク装置。
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