JP2004079165A - ハードディスクドライブ - Google Patents

Abstract

【課題】　ディスクの回転によって生じる空気流動によるスライダの振動を効率よく減少させるＨＤＤを提供する。
【解決手段】　ディスクの記録面に近接するエアーダンピングランプ，スライダ及びこれを支持する駆動手段が移動する領域であってエアーダンピングランプに比べて低い移動領域が備えられているベースを含み，移動領域にはその底面から埋込まれて少なくともスライダの移動経路に沿って延びたチャネルが形成されていることを特徴とする。かような構成により，非正常的な予荷重が非正常的なＨＧＡによりＨＧＡ付近で形成される渦流を減少させうる。これにより，渦流によるＨＧＡの振動が減少され，ＰＥＳ特性低下を防止しうる。
【選択図】　　図３

Description

　本発明はハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に関する。

　図１は，シングルディスク及びシングルヘッドによる単チャネルタイプ（ＳＩＮＧＬＥ　ＣＨＡＮＮＥＬ　ＴＹＰＥ）の従来のＨＤＤの概略的断面図である。図１を参照すれば，ＨＤＤは，情報が記録される記録面を有するディスク１と，ＨＧＡ（Ｈｅａｄ　Ｇｉｍｂａｌ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）２を備える。

　ディスク１はベース３上に設けられたスピンドルモータ４により回転する。ＨＧＡ２にはディスク１の記録面に対して情報の記録及び再生を行なう磁気ヘッドを有するスライダ（図示せず。）が組付けられている。

　上記ＨＧＡ２はボイスコイルモータ５によりピボット軸受６ａを中心に回転されるアクチュエータ６に結合されたサスペンション７に備わる。ＨＧＡ２の構造については一般的であるために詳細な説明は省略する。

　ディスク１の記録面はベース３に向かっており，よって，ＨＧＡ２はベース３とディスク１間に位置されてディスク１の記録面に沿って移動する。図２に示すように，上記ディスク１及びこれに係る上記諸部品が設けられる空間はフレーム３ａにより取り囲まれる。

　上記フレーム３ａは上記空間を閉鎖する蓋（図示せず。）が密着する部分である。ディスク１の記録面に対面するベース３の底にはディスク１の共振時等の振幅を抑制するエアーダンピング（ａｉｒ　ｄａｍｐｉｎｇ）領域を形成するためのランプ３ｂが記録面に非常に近接して形成される。そして，ＨＧＡ２及びこれを支持するサスペンション７が回動する領域であるスライダ移動領域３ｃは上記エアーダンピングランプ３ｂより低く段差状に設けられる。

　また，サスペンション７の移動を許容するために上記スピンドルモータ４のフランジ４ａにも上記スライダ移動領域３ｃと同じ高さを保持する凹部４ｂが設けられている。したがって，ランプ３ｂはフレーム３ａより段差が形成されるように低く，スライダ移動領域３ｃはランプ３ｂより低く形成され，上記ディスク１とベース３間の空間はスライダ移動領域３ｃを除いては非常に狭い間隔を保持する。

　上述したようなＨＤＤにおいて，ディスク１はベース３及びこれを覆う蓋（図示せず。）により密閉された空間内で回転することによって空気流動が生じる。空気流動はディスクドライブ内の空間形状に沿って流れる。このようにディスク１が回転すれば，ＨＤＤ内で空気流動が生じ，この空気流動によりＨＧＡ２はヘッドの浮上力と予荷重（ｐｒｅｌｏａｄまたはｇｒａｍｌｏａｄ）とが平衡をなす位置に浮上する。上記ＨＧＡ２とこれを支持するサスペンション７を含むＨＳＡ（ｈｅａｄ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ａｓｓｅｍｂｌｙ）はディスク回転により生じる空気流動による影響を受けて構造的に振動する。

　すなわち，ディスクドライブ内の流動によりサスペンション７とその先端に付着されているＨＧＡ２が振動する。特に１０ＫＨｚ近傍の周波数帯域で振動することになる。

　正常なＨＳＡはディスクの回転速度によってスライダ（ヘッド・スライダ）が適切な浮上高（Ｚ−ｈｅｉｇｈｔ）を有するようにスライダに予荷重を付け加える（例えば，特許文献１）。

特開平５−２３４３２７号公報

　しかしながら，予荷重やＨＧＡ２でのスライダの姿勢などが非正常的な場合には特定周波数，例えば，１０ＫＨｚ帯域等の局部振動が大きく発生する。このような局部的振動はＰＥＳ（ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｅｒｒｏｒ ｓｉｇｎａｌ）を悪化させ，特定トラックでスライダ（詳細にはスライダに備えられる再生素子及び記録素子）が再生／記録を行う時，隣接する他のトラックの情報を再生するか，ここにデータを記録する等のエラーを発生させる恐れがあった。これによって，ＨＤＤのサーボ性能のみだけでなくドライブの全体性能を低下させていた。

　本発明は，上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，空気流動によって生じるＨＧＡの構造的振動を効率よく抑制することが可能な，新規かつ改良されたＨＤＤを提供することである。

　上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，ＨＤＤは，情報貯蔵のためのディスクと，前記ディスクに／から情報を記録／再生するヘッドが備えられたスライダと，前記スライダを駆動する駆動手段と，前記ディスクの記録面に近接するエアーダンピングランプと，前記スライダ及びこれを支持する駆動手段が移動する領域であって，前記エアーダンピングランプに比べて低い高さを有する移動領域が備えられているベースと，を含み，前記移動領域にはその底面から埋込まれて少なくとも前記スライダの移動経路に沿って延びたチャンネルが形成されていることを特徴とする。

　前記チャンネルは前記エアーダンピングランプの前記移動領域側の端部から所定間隔に離隔されて形成され，前記エアーダンピングランプまで延びて形成されても良い。

　前記チャンネルの両側壁面は前記チャンネルの底に対して傾いて形成されることが望ましく，この時その傾斜角度は約４５°以内であることが望ましい。

　上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，情報を記憶可能な貯蔵のためのディスクと，ディスクに情報を記録，またはディスクから情報を読み出すヘッドが備えられたスライダと，スライダを駆動するスライダ駆動手段と，ディスクの記録面に近接するエアーダンピングランプと，エアーダンピングランプよりも低く，少なくともスライダ及びスライダ駆動手段が移動するスライダ移動領域とが形成されるベースとを備え，スライダ移動領域には，該スライダ移動領域の底面に埋込まれるように少なくともスライダの移動経路に沿って延びたチャネルが形成されていることを特徴としている。

　本発明によれば，ベースには，エアーダンピングランプの高さよりも低い位置にスライダ移動領域が形成され，さらに上記スライダ移動領域には，凹部状のチャネルが形成されている。かかる構成によれば，少なくともスライダが備わるＨＧＡ付近で形成される渦流が減少され，渦流によるＨＧＡの振動が減少させることができ，ＰＥＳ特性の低下を図れる。

　チャネルは，エアーダンピングランプのスライダ移動領域側の端部から所定間隔離隔されているように構成されてもよい。

　チャネルの両壁面は，チャネルの底に対して傾いて形成されているように構成することができ，チャネルの両壁面の傾斜角度は略４５°よりも小さいように構成してもよい。

　エアーダンピングランプの移動領域側の端部は，傾斜面をなすように構成してもよい。

　チャネルは，スライダの下方に位置してもよく，チャネルの端部は，エアーダンピングランプの端部と段差を有することなく一体的に形成されてもよい。

　チャネルの両側壁面は，チャネルの底に対して傾いて形成されてもよく，チャネルの両側壁面の傾斜角度は略４５°よりも小さいように構成してもよく，チャネルはスライダの下方に位置するように構成することができる。

　スライダ駆動手段は，ベースに設けられるボイスコイルモータにより回転されるアクチュエータアームと，アクチュエータアームに前記ベースの一端が結合され，前記ベースの他端には前記スライダが結合されるサスペンションとを含むように構成してもよい。

　以上説明したように，本発明によれば，スライダの移動領域にチャンネルを形成することによって非正常的な予荷重や非正常的なＨＧＡによりＨＧＡ付近で形成される渦流を減少させうる。したがって，渦流によるＨＧＡの振動が減少され，ＰＥＳ特性低下を防止しうる。

　以下，本発明の好適な実施の形態について，添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお，以下の説明及び添付図面において，略同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付することにより，重複説明を省略する。

　まず，図３を参照しながら，本実施の形態に係るＨＤＤについて説明する。図３は，本実施の形態にかかるシングルディスク及びシングルヘッドによる単チャネル型（ＳＩＮＧＬＥ　ＣＨＡＮＮＥＬ　ＴＹＰＥ）ＨＤＤの概略的な平面図である。

　図３に示すように，ＨＧＡ２０及びサスペンション７０の回動のためのスライダ移動領域３０ｃにチャネル３０ｄが形成されている。前記チャネル３０ｄはベース３０の表面での空気流動経路を延ばすための手段である。なお，上記ＨＧＡ２０及び／又はサスペンション７０は，例えば，ヘッドが備わるスライダを駆動するスライダ駆動手段等に該当する。

　また，図３に示すように，情報を記録する記録面を有するディスク１０がベース３０に設けられたスピンドルモータ４０に結合される。上記ディスク１０の周囲は壁体３０ａによって取り囲まれており，壁体３０ａの内側には，ディスク１０の記録面（底面）に隣接するエアーダンピングランプ３０ｂが設けられる。

　一方，ディスク１０の記録面方向にはＨＧＡ２０が位置する。ＨＧＡ２０は情報の記録及び再生を行う磁気ヘッドを有するスライダ（ヘッド・スライダ）（図示せず。）を備える。

　スライダには周知の如くディスク１０の記録面に情報を記録／再生する記録／再生素子が形成されている。上記ＨＧＡ２０はサスペンション７０の一端部に結合され，サスペンション７０の他端部はボイスコイルモータ５０によりピボット軸受６０ａを中心に回転されるアクチュエータアーム６０に結合される。

　ＨＧＡ２０及びこれを支持するサスペンション７０が位置する部分は上記スライダ移動領域３０ｃであり，このスライダ移動領域３０ｃは，“Ｃ”形のようにＨＤＤの底面に向かって窪みを有し，上記ディスク１０の回転軸を取り囲む形のエアーダンピングランプ３０ｂの切れた部分に備えられる。

　図４及び図５Ｂを参照すると，ディスク１０の記録面は，ベース３０に形成されたエアーダンピングランプ３０ｂの表面と非常に狭い間隔で離れている。上記エアーダンピングランプ３０ｂの縁部はフレーム３０ａにより取り囲まれている。上記フレーム３０ａは空間を閉鎖する蓋（図示せず。）が密着される部分であって，ディスク１０及び前述した諸般部品が設けられる空間はフレーム３０ａにより取り囲まれる。

　そして，図４に示すように，ＨＧＡ２０及びこれを支持するサスペンション７０が回動する領域のスライダ移動領域３０ｃの垂直方向の高さはエアーダンピングランプ３０ｂの高さより低く備えられる。

　また，サスペンション７０の移動を許すためにスピンドルモータ４０のフランジ４０ａにもスライダ移動領域３０ｃと同じ高さを保持する凹部４０ｂが備えられている。したがって，図４に示すエアーダンピングランプ３０ｂの垂直方向の高さはフレーム３０ａより低く，スライダ移動領域３０ｃはエアーダンピングランプ３０ｂより低く形成され，前記ディスク１０とベース３０間の空間はスライダ移動領域３０ｃを除いては非常に狭い間隔を保持する。

　図４に示すフレーム３０ａは，ディスク１０が備え付けられた高さよりも高い位置まで形成され，エアーダンピングランプ３０ｂは，ディスク１０の備え付けられた高さよりも低い位置に形成されている。

　さらに，スライダ移動領域３０は，エアーダンピングランプ３０ｂが形成される高さよりも低い位置に形成されている。

　そして，スライダ移動領域３０ｃのうちＨＧＡ２０の直下部には，両側に壁面ａ，壁面ｂが備えられたチャネル３０ｄが所定深さに形成されてベース３０の底での空気流動経路をさらに延ばす。

　上記チャネル３０ｄの底は両側の壁面ａ，壁面ｂを通じてスライダ移動領域３０ｃの底と連結し，エアーダンピングランプ３０ｂの表面はエアーダンピングランプ３０ｂの端部に備えられたランプ傾斜面ｃを通じて，スライダ移動領域３０ｃの底までつながる。前記壁面ａ，壁面ｂは空気流動時の渦流の発生を抑制するためにチャネル３０ｄの底に対して約４５°以下の角度を保つことが望ましい。また，エアーダンピングランプ３０ｂの傾斜面ｃも約４５°以下の角度を保つことが望ましい。

　図５Ｂに示すように，ＨＧＡ２０を通過する中心線ｘ−ｘ´がチャネル３０ｄの底部を通過する必要があり，チャネル３０ｄの両側の壁面ａ，壁面ｂは中心線ｘ−ｘ´から所定の距離Ｌ１，距離Ｌ２だけ離隔する必要がある。

　このように本実施の形態における特徴的なチャネル３０ｄによれば，非正常的な予荷重または非正常的な組付け状態のＨＧＡ（ヘッド・ジンバル・アッセンブリ）等による振動特に１０ＫＨｚ付近での局部的振動を大きく低減しうる。

　ＨＧＡ２０とこれを支持するサスペンション７０とを含むＨＳＡには予荷重が加えられている。したがって，ディスク１０が回転した場合，ディスク１０の高速回転による空気流動と予荷重とが平衡をなす位置までスライダが浮き上がる。

　予荷重の大きさは，ディスク１０の記録面とスライダとが一定距離（Ｚ−ｈｅｉｇｈｔ）を保つ程度の大きさが決定する。スライダが浮き上がった状態にある時，空気流動はサスペンションの先端，特にＨＧＡ２０付近で渦流を形成してＨＧＡ２０の非正常的な振動を引き起こす。

　振動はＨＳＡに加えられた予荷重がディスク回転速度を考慮してディスク１０の記録面とスライダとが一定距離を保つように正確に与えられていない場合，またはＨＳＡに局部的な構造変形がある場合に大きく現れる。

　このようなＨＧＡ２０等の振動問題を解消するために，本実施の形態では前述したように，両側に傾斜状の壁面ａ，壁面ｂを有するチャネル３０ｄをベース３０に形成する。

　上記チャネル３０ｄによれば，ベース３０の表面に沿って流れる空気がＨＧＡ２０付近でチャネル３０ｄの傾斜した両壁面ａ，壁面ｂ，及びその底面に沿って流動するので空気の流動速度が落ちる。これにより，ＨＧＡ２０付近での渦流が減少され，渦流による振動が減少する。

　本実施の形態に係るＨＤＤの変形例では，ベース３０には図５Ｃに示すように，上記チャネル３０ｄ´は，図５Ｂに示すエアーダンピングランプ３０ｂが形成されていた付近まで拡張し，図５Ｂに示す壁面ｂとランプ傾斜面ｃとが合体したような形状である傾斜状の壁面ｂ´を有する。

　ここで，図５Ｃに示すＨＧＡ２０を通過する中心線ｘ−ｘ´はチャネル３０ｄ´の底部を通過するように，ＨＧＡが備え付けられなければならず，この際，この両側の傾いた壁面ａ，壁面ｂ´は，中心線ｘ−ｘ´から所定距離Ｌ１，Ｌ３だけの距離をおく必要がある。なお，上述したＬ２よりもＬ３の方が長い。この際，上述した本実施の形態にかかるチャネル３０の壁面ａ，壁面ｂと同様に，チャネル３０ｄ´の両側の壁面ａ，壁面ｂ´は，空気流動時の渦流の発生を抑制するためにチャネル３０ｄ´に対して約４５°以下の角度を保つことが望ましい。

　次に，図６は，従来のＨＤＤの振動周波数特性を示すグラフであり，図７及び８は本実施の形態に係るＨＤＤの実施例に係る振動周波数特性を示すグラフである。なお，図６〜図８の縦軸は，変位（ｎｍ）を示し，横軸は周波数（Ｈｚ）を示す。

　図７または図８のグラフに示すＢ１は図５Ａに示すスライダ移動領域３ｃの表面が扁平な従来のベース３を適用したものを示し，Ｂ２は図４に示す本実施の形態に係るＨＤＤに備わるチャネル３０ｄを含むベースによるものであって，図５Ｂに示すようにＨＧＡの下部にチャネル３０ｄが形成されたベース３０を適用したものである。

　そして，Ｂ３は図５Ｃに示す本実施の形態に係るＨＤＤの変形例によるものであって，エアーダンピングランプ３０ｂとチャネル３０ｄ´とが連続的に形成された構造を有するベースを適用したものである。

　また，図７又は図８のグラフに示すＨ１は性能には問題ないが，予荷重が基準値に達していないか，構造的結合のあるＨＧＡを意味し，Ｈ２及びＨ３は相異なる正常なＨＧＡを意味する。

　したがって，例えば，図６のグラフに示す特性曲線Ｂ１Ｈ１は，従来のベースに性能には問題ないが，予荷重または構造に問題があるＨＧＡが適用された場合のサンプルの特性を示すものである。

　図６に示すように，チャネルが形成されていない既存のベースＢ１に非正常なＨＧＡ（Ｈ１）が装着される場合（特性曲線Ｂ１Ｈ１），特定の周波数間隔で高い変位の振動が生じている。このような振動はＰＥＳを悪化させてＨＤＤの性能を低下させる。特に１０Ｋｈｚ近傍の振動はＰＥＳによりさらに悪い影響を与える。

　次に，図７を参照すると，図５Ｃに示すチャネル３０ｄ´が形成されたベース３０（Ｂ３）に非正常なＨＧＡ（Ｈ１）が装着される場合（特性曲線Ｂ３Ｈ１），図６のグラフに示すような規則的な振動はほとんどなく，ＰＥＳにおいて問題となる１０ＫＨｚ付近でも安定した振動特性を示す。なお，図６に示す１０ＫＨｚ付近の変位よりも図７に示す１０ＫＨｚの変位の方が小さいことが分かる。

　図８は，本実施の形態にかかる上記３種類のベースＢ１，Ｂ２，Ｂ３に正常なヘッドＨ２，Ｈ３を装着して得た周波数応答のグラフを示す。なお，上記Ｂ１は，図５Ａに示すベース３０に該当し，上記Ｂ２は，図５Ｂに示すベース３０に該当し，上記Ｂ３は，図５Ｃに示すベース３０に該当する。

　図８に示すように，正常なヘッド（ＨＧＡ（Ｈ２）またはＨＧＡ（Ｈ３））の場合はベースにチャネルが形成されているか否かに関係なくほとんど同じ応答を示しており，変位にも差が非常に少ない。

　上記実験により，図６〜図８に示す周波数応答のグラフの結果から，図５Ｂ，図５Ｃに示すようなチャネル３０ｄ，チャネル３０ｄ´をベースに形成することで，ＨＧＡの振動特性の安定化に大きく寄与することが示された。

　以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例を想定し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

　本発明は，ハードディスクドライブに適用可能である。

従来におけるＨＤＤの概略的な構成を示す平面図である。 図１に示す従来におけるＨＤＤの断面図である。 本実施の形態に係るＨＤＤの概略的な構成を示す平面図である。 図３に示すＨＤＤの概略的な構成を示す断面図である。 図２の拡大図である。 図４の拡大図である。 本実施の形態にかかるＨＤＤの変形例の構成を示す断面図である。 図５Ａに示すベースと非正常的なＨＧＡを適用した場合の周波数応答特性を示す説明図である。 図５Ｃに示すベースと正常なＨＧＡを適用した場合の周波数応答特性を示す説明図である。 図５Ａ〜図５Ｃに示すベースと，正常または非正常的なＨＧＡとを適用した場合の周波数応答特性を示す説明図である。

符号の説明

　１０　　　ディスク
　２０　　　ＨＧＡ
　３０　　　ベース
　３０a　　　壁体
　３０ｂ　　　エアーダンピングランプ
　３０ｃ　　　スライダ移動領域
　３０ｄ　　　チャネル
　４０　　　スピンドルモータ
　５０　　　ボイスコイルモータ
　６０　　　アクチュエータアーム
　６０ａ　　　ピボット軸受
　７０　　　サスペンション

Claims (11)

1. 　情報を記憶可能なディスクと；
   　前記ディスクに情報を記録，または前記ディスクから情報を読み出すヘッドが備えられたスライダと；
   　前記スライダを駆動するスライダ駆動手段と；
   　前記ディスクの記録面に近接するエアーダンピングランプと，前記エアーダンピングランプよりも低く，少なくとも前記スライダ及び前記スライダ駆動手段が移動するスライダ移動領域とが形成されるベースと；
   　を備え，
   　前記スライダ移動領域には，該スライダ移動領域の底面に埋込まれるように少なくとも前記スライダの移動経路に沿って延びたチャネルが形成されていることを特徴とする，ハードディスクドライブ。
2. 　前記チャネルは，前記エアーダンピングランプの前記スライダ移動領域側の端部から所定間隔離隔されていることを特徴とする，請求項１に記載のハードディスクドライブ。
3. 　前記チャネルの両壁面はチャネルの底に対して傾いて形成されていることを特徴とする，請求項２に記載のハードディスクドライブ。
4. 　前記チャネルの両壁面の傾斜角度は略４５°よりも小さいことを特徴とする，請求項３に記載のハードディスクドライブ。
5. 　前記エアーダンピングランプの前記移動領域側の端部は傾斜面をなすことを特徴とする，請求項２，３，または４項のうちいずれか１項に記載のハードディスクドライブ。
6. 　前記チャネルは前記スライダの下方に位置することを特徴とする，請求項２，３，４，または５項のうちいずれか１項に記載のハードディスクドライブ。
7. 　前記チャネルの端部は，前記エアーダンピングランプの端部と段差を有することなく一体的に形成されることを特徴とする，請求項１に記載のハードディスクドライブ。
8. 　前記チャネルの両側壁面は前記チャネルの底に対して傾いて形成されることを特徴とする，請求項７項に記載のハードディスクドライブ。
9. 　前記チャネルの両側壁面の傾斜角度は略４５°よりも小さいことを特徴とする，請求項８項に記載のハードディスクドライブ。
10. 　前記チャネルは前記スライダの下方に位置することを特徴とする，請求項７，８，または９項のうちいずれか１項に記載のハードディスクドライブ。
11. 　前記スライダ駆動手段は，
    　前記ベースに設けられるボイスコイルモータにより回転されるアクチュエータアームと，
    前記アクチュエータアームにその一端が結合され，その他端には前記スライダが結合されるサスペンションと，
    　を含むことを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，または１０項のうちいずれか１項に記載のハードディスクドライブ。

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