JP2004134067A - Ｐｚｔアクチュエータを備えたデュアル・ステージ・サスペンション - Google Patents

Abstract

　　【課題】ディスク・ドライブのサスペンション長を短縮した状態でトラック位置決め分解能を高める。
　　【解決手段】サスペンション１００は、一次アクチュエータに取り付けるようになっている取り付け板１０２、スライダ２０を担持するようになっている機能的端部１０４、および取り付け板１０２と機能的端部１０４との間に配置されたヒンジ１０６を備える。サスペンション１００を一次アクチュエータに取り付けるための取り付け構造が、前記取り付け板１０２上に設けられる。一対の二次アクチュエータ１２６が、前記取り付け構造と縦方向に重なり合う関係で取り付けられる。その結果、前記二次アクチュエータ１２６のサスペンション長に与える影響を最小限に抑えられる。前記二次アクチュエータ１２６を、動作可能なようにヒンジ１０６に接続して、前記スライダ２０の揺れ変位を生じさせる。
【選択図】図５

Description

　本発明は、データ記憶媒体に情報を磁気的に読み書きするデータ記憶装置に関し、特に、磁気ディスク・ドライブ記憶装置内で読み取り/書き込みヘッドを担持するように設計されたサスペンションに関する。

　背景として、磁気ディスク・ドライブ記憶装置（「ディスク・ドライブ」）内の読み取り/書き込みトランスデューサは、一般的にエア・ベアリング・スライダ上に実装されている。このエア・ベアリング・スライダは、駆動動作中に、回転する磁気ディスク媒体の表面のすぐ上方を接近して移動するように設計されている。

　前記スライダは、固定ピボット・シャフト上に取り付けられた回転アクチュエータのアームから順に片持ちにされているサスペンションの自由端に取り付けられる。サスペンションは、一般的に、アクチュエータ・アームに取り付けられた取り付け板端部、取り付け板に接続された可撓性ヒンジ、およびヒンジからサスペンションの自由端まで伸びるロード・ビームを備えている。ロード・ビームでは、ジンバルで支えるようにしたフレクシャ部上にトランスデューサ担持スライダが取り付けられている。

　アクチュエータは、回転ボイス・コイル・モータによって駆動される。この回転ボイス・コイル・モータは、付勢されると、アクチュエータを回転させ、それによってアクチュエータ・アームとその取り付けられたサスペンションをディスク面を横切るように動かす。

　前記ボイス・コイル・モータによるアクチュエータの回転運動を制御することによって、磁気ディスク媒体の表面上で読み取り/書き込みトランスデューサを選択的に位置付けることができる。その結果、読み取り/書き込みトランスデューサは、一連の同心トラック内でデータを読み書きすることができる。

　近年、データ記憶容量の増加に対する要求を満たすため、ＴＰＩ（１インチあたりのトラック数）で表される記録密度要件としてはますます高い値が求められるようになった。このような高い記録密度は、ボイス・コイル・モータ制御のみを使用する場合と比較して、さらに精細なトラック位置決め分解能を必要とした。

　上記の問題に対する１つの解決策は、サスペンションに一対の小さな圧電性トランスデューサ（ＰＺＴ）アクチュエータを取り付けることであった。ＰＺＴアクチュエータは、通常、間隔をあけた平行な配置となる方向に置かれるが、角度を付けた構造も提案された。付勢されると、ＰＺＴアクチュエータは小さな揺れ（すなわち、トラックを横切る）の変位をサスペンションに与える。各々の揺れ変位によって、サスペンションの自由端に取り付けられた読み書きヘッドは、ＰＺＴアクチュエータを駆動するエネルギーの極性に応じて、その名目上の位置からいずれかの方向に数トラック移動する。

　図１は実例を図示したものである。図１は、２つのＰＺＴアクチュエータＡ１、Ａ２を有するサスペンションＳを示す。アクチュエータＡ１、Ａ２は、互いに２×ｒの距離だけ間隔があいている。ここで、「ｒ」は、各アクチュエータの移動可能端部（他方の端部は比較的静止状態で固定されている）から旋回点「Ｐ」までの距離であり、ＰＺＴが作動することによってサスペンションが旋回点「Ｐ」を中心に旋回する。

　距離「Ｒ」は、読み取り/書き込みトランスデューサＴと旋回点Ｐの間に存在する。２つのアクチュエータの移動可能端部が、それぞれ絶対値「ｄ」の正と負のストローク長だけ移動させられると（すなわち、一方のアクチュエータが長くなると、他方のアクチュエータは短くなる）、読み取り/書き込みトランスデューサＴで揺れストロークのオフセット「Ｄ」が生じる。

　このように、ＰＺＴアクチュエータは、ボイス・コイル・モータよって提供される一次作動を強化するサスペンション作動の第２ステージを実現する。この理由から、ＰＺＴアクチュエータを有するサスペンションは、「デュアル・ステージ」（または、「２ステージ」）サスペンションと呼ばれる。デュアル・ステージ・サスペンションを使用して、非常に精細なトラック位置決め分解能を得ることができる。

　さらに、第２ステージＰＺＴアクチュエータの応答時間は一般に第１ステージ・ボイス・コイル・モータの応答時間よりもかなり短いため、読み取り/書き込みヘッドが一度に必要とする移動が数トラック（例えば、１〜４トラック）のみである状況では、データの記憶および検索の動作と関連付けられたシークおよび安定化の待ち時間を減少させることができる。

　上記のＰＺＴアクチュエータは、「マイクロアクチュエータ」と呼ばれることもある。しかし、そのような要素を、スライダの真下またはすぐ近くに取り付けられる別のタイプのＰＺＴ（または、静電気）アクチュエータと区別するには、おそらく「ミリアクチュエータ」という用語がより適切である。

　「マイクロアクチュエータ」として知られている後者のタイプのアクチュエータは、上述の「ミリアクチュエータ」要素よりも運動が小さい（例えば、１〜２トラック）。反面、スライダの下または近くに位置することにより、マイクロアクチュエータは、サスペンション・ヒンジの近くに位置するミリアクチュエータよりも優れた動的特性を有する。本発明は、サスペンション・ヒンジに近接して取り付けられるミリアクチュエータタイプのＰＺＴアクチュエータに関する。

　現在の傾向としては、ディスク・ドライブ・サスペンションの長さは約１１〜１８ｍｍである。データ密度がこれまで増加傾向にあったことを考えると、将来の設計では、サスペンションの長さは１１ｍｍ以下になることが予想される。この予想は、従来技術のミリアクチュエータ・システムに問題を提起する。

　ディスク・ドライブのサスペンションは、通常、その対応付けられたアクチュエータ・アームにスエージ加工で取り付けられるため、サスペンションは、通常、アクチュエータ・アーム内のスエージ・ホールに接続されるその取り付け板端部に比較的大きなスエージ・スパッドを有する。必要な揺れストロークを提供する一方で、スエージ・スパッドに関して十分なクリアランスを維持するために、ＰＺＴアクチュエータは、一般的にスエージ・スパッドから縦方向に間隔をあけて、サスペンション取り付け板の細長い部分に取り付けられる。

　当然のことながら、この方法によるアクチュエータの収納は、サスペンション長を減少させる目的には反する。この問題の解決策として、一部のメーカがサスペンションの機能的端部（例えば、ロード・ビーム）を人為的に短くすることを提案したが、このアプローチは、動的特性のような他のサスペンション特性に影響を与えてしまう。

　従って、ディスク・ドライブのサスペンション長を短縮した状態でトラック位置決め分解能を高めるという、ＰＺＴアクチュエータの有効的な利用を容易にするようなサスペンション設計が求められる。好ましくは、この設計は、サスペンションの質量および慣性を増加させないだけでなく、サスペンションのねじれによって生じる過度のゲインや、空気の流れおよびアクチュエータのシーク運動などの起振力が生じた状況における揺れモードのような望ましくない動的特性が取り込まれるのを回避する。

　デュアル・ステージ・ディスク・ドライブ・サスペンションを改善することによって、前述の問題を解決して、当該技術の進歩を達成することができる。前記サスペンションは、一次アクチュエータに取り付けるようになっている取り付け板、スライダを担持するようになっている機能的端部、および前記取り付け板と前記機能的端部との間に配置されたヒンジを備える。前記サスペンションを前記一次アクチュエータに取り付けるための取り付け構造が、前記取り付け板上に設けられる。一対の二次アクチュエータが、前記取り付け構造と縦方向に重なり合う関係で前記サスペンション上に配置される。その結果、前記二次アクチュエータのサスペンション長に与える影響を最小限に抑えられる。前記二次アクチュエータを、動作可能なようにヒンジに接続して、前記スライダの揺れ変位を生じさせる。

　前記二次アクチュエータは、互いに平行または非平行のいずれかにしてよい。また、前記二次アクチュエータは、所望の量だけ前記取り付け構造と重なってもよい。前述のサスペンションの幾何学的配置は、全長が約１０〜１２．５ミリメートル以下のサスペンションなどを含む、長さの短いサスペンションにとって適している。

　本発明の好適な実施例においては、前記ヒンジは、取り付け板と機能的端部の間に伸びる、横方向に間隔をあけた一対のヒンジ・ビームの範囲を定める。前記取り付け板は、その内部にアクチュエータが位置する一対のアクチュエータ受容ギャップを提供するように構成される。各アクチュエータ受容ギャップは、一端を前記取り付け板の静止アクチュエータ支持領域によって境界を定められ、他方の端を前記二次アクチュエータの１つによるストローク変位に応じて回転するようになっている回転要素によって境界を定められている。

　前記回転要素の各々は、前記ヒンジ・ビームの１つに動作可能なように接続している。前記回転要素の回転剛性を制御して調節するために、オプションの補強材アームを設けてもよい。横に間隔をあけた前記ヒンジ・ビームおよび前記オプションの補強材アームは、前記取り付け板と重なり合う関係で支えられるヒンジ・プレート部材から形成することができる。前記アクチュエータ受容ギャップは、好ましくは、前記二次アクチュエータが引っ込められてアクチュエータ・コンポーネントが保護されるように構成される。

　前記スライダに対して電気接続を行うために、前記サスペンションは、前記取り付け板の後方から（すなわち、前記一次アクチュエータから）前記スライダまで伸びる導線要素を有するフレクシャ・アセンブリをさらに備える。前記ヒンジが前記二次アクチュエータのストローク変位によってそらされるときに生じる、または空気の流れまたは一次アクチュエータのシーク運動のような他の力によってそらされるときに生じる不必要な力の不均衡を回避するために、前記導線要素は、好ましくは、それらが前記ヒンジに及ぶ区域内におけるサスペンションの中心縦軸に沿って位置合わせされる。

　前記導線要素は、前記取り付け板の後方から前記スライダまで伸びるフレクシャ導線支持構造上で担持される。前記サスペンションに揺れ変位が生じることによって前記導線支持構造が曲がりやすくなっている区域では、前記導線支持構造には、可撓性構造を設けて、そのような曲げに対する抵抗を緩和する。同様に、前記二次アクチュエータにストローク変位が生じることにより前記導線支持構造が軸の伸長と収縮を受けやすくなる区域では、前記導線支持構造に長さ調節可能な構造を設けて、そのような軸の変位に対する抵抗を緩和してもよい。

　本発明では、デュアル・ステージ・サスペンションを取り入れたディスク・ドライブについてさらに考察する。

　本発明によれば、ディスク・ドライブのサスペンション長を短縮した状態でトラック位置決め分解能を高めることができる。

　本発明による前述のおよびその他の特徴と効果は、添付図面に図示されるように、本発明の好適な実施例に関する後述のさらに詳細な説明から明らかとなろう。添付図面の間では同様の参照符号は同様の要素を表している。図２〜図４は、本発明に従って製造された典型的なディスク・ドライブ２を図示したものである。

　ディスク・ドライブ２は、従来、鋳造アルミニウムまたはその他の適切な材料から作られたベース鋳造４を含む。それに対して、カバー５が、耐密シールを介して取り外しできるように取り付けられている（図示されていない）。ベース鋳造４は、対応するドライブ・スピンドル８を有する従来のスピンドル・ドライブ・モータ６を固定している。ドライブ・スピンドル８は、積み重ねられた多数のディスク１０を担持し高速回転する。

　ディスク１０は、磁気ディスク・ドライブ・アセンブリに通常見られるタイプの適切な材料から作られる。特に、ディスク１０は、アルミニウムまたはガラス製の基板によって形成されており、基板に対しては適切なコーティングが施されている。これは、ディスクの上下面の少なくとも片面、好ましくは両面を、磁気的に符号化可能にするとともに、読み取り/書き込みトランスデューサとの高速な相互作用が得られるように空気力学的に構成するためである（後述する）。

　ディスク１０のデータには、固定ピボット・シャフト１４を中心に回転するように取り付けられたアクチュエータ１２の助けを借りてアクセスすることができる。アクチュエータ１２は、複数のアクチュエータ・アーム１６を備えており、それぞれＰＺＴにより作動される１つまたは２つのサスペンション１８を担持する。各々のサスペンション１８は、その端面に読み取り/書き込みトランスデューサ２２が形成されたエア・ベアリング・スライダ２０を支える。

　トランスデューサ２２（時として「変換ヘッド」と呼ばれることもある）は、磁気的な書き込み要素（時として「書き込みヘッド」と呼ばれることもある）と磁気的な読み取り要素（時として「読み取りヘッド」と呼ばれることもある）とを備えた一体化された装置である。書き込み要素は、従来、誘導性ヨーク構造を備える。読み取り要素は、従来、種々の磁気抵抗センサのいずれかを備える。

　好ましくは、ディスク１０の上下面の各々に対応してトランスデューサ２２をそれぞれ１つ備えており（図３を参照）、各ディスク面がデータの記憶に利用できるようなっている。トランスデューサ２２は、データを読み書きするために、アクチュエータ１２を固定ピボット・シャフト１４を中心に回転させることによってディスク面上のどこにでも位置付け可能である。

　アクチュエータ１２の回転軸運動によって、アクチュエータ・アーム１６は、ディスク面を横切るようにサスペンション１８を動かす。その結果として、トランスデューサ２２が取り付けられたスライダ２０は、１つの同心データ・トラックから別のトラックに一般に半径方向に移動する。

　アクチュエータ１２の回転軸運動を容易にする目的で、アクチュエータには、従来、一対のモータ磁石２５（図３を参照）によって駆動されるボイス・コイル・モータ巻線２４（図３および図４を参照）が備えられている。

　ディスク・ドライブ２の電源をＯＮにすると、ディスク１０は、７４００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、またはそれ以上のような、所望の回転速度までスピン・アップする。これによって、ディスク面とスライダ２０の間に界面エア・ベアリングの力が生じる。このエア・ベアリングの力は、サスペンション１８よって与えられる反対のグラム・ローディング力によって打ち消される。サスペンション１８が適切に組み立てられていれば、それらのグラム・ローディング力によって、トランスデューサ２２はディスク面の上方を非常に接近して移動することができる。その結果、高密度データ記録が可能になる。

　ディスク１０上に記録されるデータは、トランスデューサ２２の読み取りヘッド要素によって読み取られ、従来はアクチュエータ・アーム１６に置かれた信号の増幅と処理を行う回路によってリード・バック信号になるように処理される（図示されていない）。リード・バック信号は、読み取りヘッド要素の読み取りが顧客データ領域から行われたかサーボ領域から行われたかによって、顧客データまたはトランスデューサ位置制御情報のいずれかを搬送する。

　いずれの場合でも、そのような信号は、適切な処理を行うために、参照符号２６で図示されるディスク・ドライブ・コントローラに送られる。このコントローラ２６も、データ書き込み操作中、書き込みデータ信号を生成する。書き込みデータ信号は、アクチュエータ・アーム１６およびサスペンション１８よって担持される回路を経由して、トランスデューサ２２の書き込みヘッド要素に送られる。ここで、書き込みヘッド要素は、ディスク１０上に顧客データを書き込む。

　当然のことながら、ディスク・ドライブ２についての前述の説明は事実上代表的なものであり、さらに、本発明のサスペンション・ロード・ビームを引き続き利用する間は、他の多くの設計構成が可能である。

　ボイス・コイル・モータ巻線２４およびモータ磁石２５によって得られる値を超えてディスク・ドライブのトラック位置決め分解能を増加させるために（図３を参照）、各サスペンション１８は、デュアル・ステージの作動を実現できる構造にする。この場合、アクチュエータ１２を一次ステージ・アクチュエータとして機能させ、二次ＰＺＴアクチュエータをサスペンション上に実装して二次ステージを作動させる。この後の検討内容として、本発明の原則についてさらに実例をあげて説明するために、そのようなサスペンションに関する４つの典型的な実施例を取り上げる。
Ａ．サスペンションに関する第１の典型的実施例
　ここで、図５および図６に注目すると、サスペンション１００は、本発明の第１の典型的実施例に従って組み立てられたものである。図５に最も分かりやすく示されるように、サスペンション１００の主要な構成部分は、アクチュエータ１２（一次アクチュエータ）に取り付けるようになっている取り付け板１０２、スライダ（例えば、図３および図４に示される複数のスライダ２０の１つ）を担持するようになっている機能的端部１０４、および取り付け板１０２と機能的端部１０４との間に配置されたヒンジ１０６である。前述の構成部分は様々な方法で互いに取り付けることができるが、従来の溶接が好ましい。図５は、必要な接続を行うのに使用される、いくつかの溶接点を図示したものである（図５では小円として示される）。

　図６に最も分かりやすく示されるように、本実施例の取り付け板１０２は、単一の取り付け板シート部材１０８として形成される。シート部材１０８の強度は、ヒンジ１０６の形成に用いられるヒンジ部材（下記参照）の補強材部分によって強化される。取り付け板部材１０８は、適切であればいずれの材料からでも作成することができるが、ロール成形されたステンレス鋼が好ましい。

　スエージ・スパッド１１０は、取り付け板部材１０８に形成され、サスペンション１００を一次アクチュエータ１２に取り付けるための取り付け構造を提供する。スエージ・スパッド１１０は、スエージ・ホール（図示されていない）に入るように作られており、従来のスエージ接続によってサスペンション１００と一次アクチュエータ１２を接続する。その他の取り付け構造も使用することができる。

　本実施例の機能的端部１０４は、従来は、スライダと、導線要素のシステムとを担持するフレクシャ・アセンブリを支える比較的堅い耐力構造の働きをするように設計されている（下記参照）。図６に最も分かりやすく示されるように、機能的端部１０４は、ロード・ビーム・シート部材１１２によって形成される。このロード・ビーム・シート部材１１２は、適切であればいずれの材料を使用しても作成することができるが、ロール成形されたステンレス鋼が好ましい。

　当業者に理解されるように、機能的端部１０４は、様々な従来の設計上の特徴を使用して構成することができる。これらの設計上の特徴には、工具による細工と組み立てを目的とするエッチングを施した開口１１４、フレクシャ・アセンブリおよびスライダを支えるためのフレクシャ・ジンバル機能（ロード・ドーム）１１６、およびロード/アンロード・タブ１１８などが含まれる。

　ヒンジ１０６は、機能的端部１０４と取り付け板１０２を相互に接続する。その目的は、可撓性の曲げ部を提供するためである。この可撓性の曲げ部によって、機能的端部１０４は、スライダと下に横たわるデータ記憶媒体との間に生じる通常のエア・ベアリングに対してスライダをロードできるようになる。図６に最も分かりやすく示されるように、本実施例のヒンジ１０６は、ヒンジ・プレート部材１２０によって形成される。このヒンジ・プレート部材１２０は、適切であればいずれの材料を使用しても作成することができるが、非常に薄いゲージ・ステンレス鋼が好ましい。

　ヒンジ部材１２０は、取り付け板１０２と機能的端部１０４との間の区域に及ぶ、横に間隔をあけた一対のヒンジ・ビーム１２２の範囲を定めるように構成される。各ヒンジ・ビーム１２２は、ヒンジ部材１２０の、比較すると非常に大きな補強材部分１２４から突き出ている。ヒンジ部材１２０は、取り付け板部材１０８と重なり合う関係で伸びているとともに（すなわち、図５および図６における取り付け板部材１０８の下）、取り付け板部材１０８とほぼ対応した形状を有する。

　２つのＰＺＴアクチュエータ１２６は、動作可能なように取り付け板１０２に接続している。これら２つのＰＺＴアクチュエータ１２６は、単層または多層の圧電性セラミック・アクチュエータ材料を使用して、従来のやり方で組み立てることができる。好ましくは、アクチュエータ１２６は、それに対する電気接続を単純化するために分極化されている。例えば、好ましい電気接続の配置においては、各アクチュエータ１２６の一方は、導電性エポキシなどを使用して取り付け板１０２に短絡されている。それに対して、他方は、フレクシャ・アセンブリ上で担持される余分の電力リード（下記を参照）に縫い合わされたワイヤーである。電圧差を加えた場合、アクチュエータ１２６の一方は分極化されて縦方向に伸びる。それに対して、他方のアクチュエータは縦方向に縮むように設計される。この伸長/収縮の距離は、アクチュエータのストローク長を表す。

　サスペンション１００の長さに及ぼすアクチュエータ１２６の影響を最小限に抑えるために、アクチュエータは、スエージ・スパッド１１０と縦方向に重なり合う関係で配置される。ここで使用されるように、用語「縦方向に」は、取り付け板１０２から機能的端部１０４に伸びるサスペンション１００の縦方向の寸法を意味する。アクチュエータ１２６は、互いに平行または非平行のいずれかである。また、アクチュエータ１２６は、スエージ・スパッド１１０と縦方向に任意の所望量だけ重なる。

　図５は、非平行の、部分的に重なり合う配置を示す。この配置では、アクチュエータ１２６は、スエージ・スパッド１１０の横に隣接した反対側である後方の位置から、各ヒンジ・ビーム１２２に最も近い前方の位置に収束する。当然のことながら、前述のサスペンションの幾何学的配置は、全長が約１０〜１２．５ミリメートル以下のサスペンションなどを含む、長さの短いサスペンションにとって理想的に適している。

　アクチュエータ１２６の支持、保護、および位置合わせを目的として、取り付け板部材１０８は、アクチュエータ１２６を位置付ける一対のアクチュエータ受容ギャップ１２８を提供するように構成される。これらのアクチュエータ受容ギャップ１２８の各々は、一方の端を静止アクチュエータ支持領域１３０によって境界を定められ、他方の端を１つのアクチュエータ１２６のストローク変位に応じて回転するようになっている回転要素１３２によって境界を定められている。静止支持領域１３０は、アクチュエータ１２６に対してほぼ不動の基準点を提供するように設計されている。回転要素１３２は、アクチュエータ・ストロークに対して抵抗が最小になるように設計されている。

　各々の回転要素１３２は、ヒンジ・ビーム１２２の１つに動作可能なように接続されている（すなわち、溶接部を介して）。さらに、各回転要素１３２は、回転要素を静止支持領域１３０に相互接続する中央縦方向取り付け板ビーム要素１３３への取り付け区域を中心に旋回する。図５および図６において取り付け板を右側から見ると、集合的に、中央ビーム要素１３３と回転要素１３２はＴ字形構造を形成する。アクチュエータ・ストロークの利点を拡大するために、アクチュエータ１２６は、好ましくは回転要素１３２に取り付けられる。これらの取り付け場所は、回転要素１３２のヒンジ・ビーム１２２への取り付け点と中央ビーム要素１３３との間である。この構成は、図５で最も分かりやすく示される。

　アクチュエータ受容ギャップ１２８は、好ましくは、アクチュエータ１２６を引っ込めるとともに、アクチュエータ１２６が取り付け板部材１０８の上面より上に伸びないように構成される。こうして、アクチュエータ構成部分の保護が行われる。これは、その上面が取り付け板部材１０８の下面と同一の広がりを持つアクチュエータ受容ギャップ１２８の各端にアクチュエータ支持タブ１３４を設けることよって達成される。その後、取り付け板シート部材１０８の厚さは、アクチュエータ１２６の厚さ以上になるように選択される。図５に最も分かりやすく示されるように、アクチュエータ支持タブ１３４は、アクチュエータ１２６の端部の下に位置するようにアクチュエータ受容ギャップ１２８の中に伸びるヒンジ補強材１２４の部分によって、好ましくは提供される。ここで、アクチュエータ１２６は、非導電性の接着などによって取り付け板１０２に取り付けられる。

　機能的端部１０４によって担持されるスライダに電気的に接続するために、サスペンション１００は、取り付け板１０２の後方からスライダに向けて伸びる導線要素１４２を有するフレクシャ・アセンブリ１４０をさらに備える。前記導線要素１４２は、銅またはその他のいずれの適切な導体からでも作ることができる。ヒンジ１０６がアクチュエータ１２６のストローク変位によってそらされるときに生じる、または、フレクシャ・アセンブリ１４０が空気の流れによってそらされるときに生じる不必要な力の不均衡を回避するために、導線要素１４２は、好ましくは、それらがヒンジ１０６に及ぶ区域内におけるサスペンション１０２の中心縦軸に沿って位置合わせされる。

　図６に最も分かりやすく示されるように、導線要素は、ステンレス鋼などから作られたフレクシャ導線支持構造１４４上で担持される。フレクシャ導線支持構造１４４は、取り付け板１０２の後方から機能的端部１０４のスライダ担持領域まで伸びている。ポリイミドのような適切な重合体から作られた絶縁層１４６は、導線要素１４２と導線支持構造１４４の間に配置される。導線要素を保護するとともにノイズ除去を強化するために、エポキシのような適切な重合体から作られたカバー層１４８を導線要素１４２上に設ける。

　機能的端部１０４に揺れ変位が生じることによって導線支持構造１４４が曲がりやすくなっている区域１５０では、導線支持構造には、曲がりくねったまたはヘビ状の可撓性構造を設けて、そのような曲げに対する抵抗を緩和する。曲げ剛性をさらに減少させる必要がある場合は、導線支持構造のヘビ状の構造を壊して、支持材料の小さな島の集まりを設けるようにする。導線要素を形成している導体材料は、面外で同時に形成することによって、実質的にさらに低い曲げ剛性を得ることができる。同様に、アクチュエータ１２６にストローク変位が生じることにより導線支持構造１４４が軸の伸長と収縮を受けやすくなる区域１５２では、導線支持構造には、曲がりくねったまたはヘビ状の長さ調節可能な構造（または、上記による壊れ構造）を設けて、アクチュエータのそのようなストローク変位に対する抵抗を緩和してもよい。

　さらに、導線要素１４２の１つが、中央ビーム要素１３３に置かれた電気端子パッド１５４に接続していることが分かる。ワイヤーの縫い目を使用して、電気端子パッド１５４が各アクチュエータ１２６に接続される。これには、フレクシャ積層板のパネル密度を増加させる利点があり、導線の対称形の幾何学的配置を提供する。しかし、終端のために銅導体トレース要素をアクチュエータ１２６上に直接配置することもできる。
Ｂ．サスペンションに関する第２の典型的実施例
　ここで、図７および図８に注目すると、サスペンション２００は、本発明の第２の典型的実施例に従って組み立てられたものである。サスペンション２００は、上述のサスペンション１００とほとんどの点で同様であり、対応する参照符号（１００だけ増加）を使用して対応する構造を表している。サスペンション１００とサスペンション２００との唯一の相違点は、回転要素２３２の回転運動を制御するために、後者にはオプションの補強材アーム２６０（ヒンジ・プレート部材２２０の一部として形成される）が設けられていることである。これによってスライダの揺れ変位は減少する傾向にあるが、揺れの硬直化を促進する。このことは、所望の動的な動作特性を得るという観点では望ましい。
Ｃ．サスペンションに関する第３の典型的実施例
　ここで、図９および図１０に注目すると、サスペンション３００は、本発明の第３の典型的実施例に従って組み立てられたものである。サスペンション３００は、上述のサスペンション１００とほとんどの点で同様であり、対応する参照符号（２００だけ増加）を使用して対応する構造を表している。サスペンション３００とサスペンション１００との主要な相違点は、アクチュエータ３２６が互いに平行であることである。また、２つの回転要素２３２はより広く間隔をあけられており、それらは取り付け板３０８の縁に据えられている。

　この構造およびアクチュエータ３２６の配置は、ほぼ正方形の取り付け板を考慮に入れたものである。正方形の取り付け板を有する利点は、サスペンションの揺れ周波数が増加することと、組み立てたときに取り付け板がさらに平らになることである。さらに平らな取り付け板は、サスペンションの全体的な平面度をさらに首尾良く制御することを考慮したものであり、空気の流れが引き起こされる状況下でウインド・フラッタ・ゲインをさらに下げることにつながる。図示されたアクチュエータの配置には、いくつかの特質がある。第１に、アクチュエータ３２６がかみ合う２つの別個で独立した回転要素２３２があることである。第２に、導線要素３４２は、ヒンジ・ビーム３２２の外に引き回され、ヒンジ３０６ではサスペンションの中心線を通らないことである。
Ｄ．サスペンションに関する第４の典型的実施例
　ここで、図１１および図１２に注目すると、サスペンション４００は、本発明の第４の典型的実施例に従って組み立てられたものである。サスペンション４００は、上述のサスペンション１００とほとんどの点で同様であり、対応する参照符号（３００だけ増加）を使用して対応する構造を表している。サスペンション４００は、サスペンション３００とほぼ同一の構造を有する。２つのサスペンションを比較した場合の唯一の相違点は、サスペンション４００の取り付け板４０２が円形の取り付け板部材４６０で形成されていることである。

　円形の取り付け板部材は、製造するのがより容易であるとともに、サスペンションアセンブリ４００に組み立てるのもより容易である。円形に成形された取り付け板部材を利用してアクチュエータ４２６の保護と位置合わせを行えるようにするために、ロード・ビーム構成部分４１２には拡張端部４６４が設けられている。この拡張端部４６４は、一対のアクチュエータ受容ギャップ４２８を有する。これらのアクチュエータ受容ギャップ４２８の内部には、アクチュエータ４２６がそれぞれ位置する。これらのアクチュエータ受容ギャップ４２８の各々は、一方の端を静止アクチュエータ支持領域４３０によって境界を定められ、他方の端を1つのアクチュエータ４２６のストローク変位に応じて回転するようになっている回転要素４３２によって境界を定められている。静止支持領域４３０は、アクチュエータ４２６に対してほぼ不動の基準点を提供するように設計されている。回転要素４３２は、アクチュエータ・ストロークに対して抵抗が最小になるように設計されている。

　拡張ロード・ビーム端部４６４はロード・ビーム４１２の一部であるため、その材料の厚さは、静止支持領域４３０にアクチュエータを固定するのに必要な厚さよりも薄く、さらにアクチュエータ４２６を保護するのに必要な厚さよりも薄い。この厚さ不足を補うために、補強材４６２が追加される。補強材４６２は、静止支持領域４３０の厚さを増加させるが、アクチュエータ受容ギャップ４２８にまでは及ばないように成形される。補強材４６２は個別の部品であるため、その厚さは、拡張ロード・ビーム端部４６４の厚さに加えて、それによって静止支持領域４３０を強化してアクチュエータ４２６を十分に保護するように決めることができる。補強材４６２も、材料を回転要素４３２に加えないことによって、これらの要素が、アクチュエータのストロークに対する抵抗を最小限に抑えるのに十分な可撓性を維持するように成形される。

　以上で、ＰＺＴアクチュエータを備えたデュアル・ステージ・サスペンションについて開示した。本発明の種々の実施例について説明したが、多数の変形およびその他の代わりとなる実施例を本発明に従って実施できることは明らかである。従って、本発明は、特許請求の範囲およびそれらの均等物の精神に従うこと以外には制限されるべきではない。

理想的なデュアル・ステージ・サスペンションの幾何学的配置と、二次アクチュエータによって作動させたときのデュアル・ステージ・サスペンションの運動を示す概略平面図である。 本発明によるデュアル・ステージ・サスペンションを取り入れた磁気ディスク・ドライブの内部斜視図である。 図２に示される磁気ディスク・ドライブの単純化した垂直断面図である。 図２に示される磁気ディスク・ドライブの単純化した水平断面図である。 本発明の第１の実施例に従って組み立てられたデュアル・ステージ・サスペンション・アセンブリの平面図である。 図５に示されるデュアル・ステージ・サスペンション・アセンブリの構成部分を示す分解図である。 本発明の第２の実施例に従って組み立てられたデュアル・ステージ・サスペンション・アセンブリの平面図である。 図７に示されるデュアル・ステージ・サスペンション・アセンブリの構成部分を示す分解図である。 本発明の第３の実施例に従って組み立てられたデュアル・ステージ・サスペンション・アセンブリの平面図である。 図９に示されるデュアル・ステージ・サスペンション・アセンブリの構成部分を示す分解図である。 本発明の第４の実施例に従って組み立てられたデュアル・ステージ・サスペンション・アセンブリの平面図である。 図１１に示されるデュアル・ステージ・サスペンション・アセンブリの構成部分を示す分解図である。

符号の説明

２…ディスク・ドライブ、１０…ディスク、１２…アクチュエータ、
１６…アクチュエータ・アーム、２０…スライダ、２２…トランスデューサ、
１８，１００，２００，３００，４００…サスペンション、
１０２，２０２，３０２，４０２…取り付け板、
１０４，２０４，３０４，４０４…機能的端部、
１０６，２０６，３０６，４０６…ヒンジ、
１０８，２０８，３０８…取り付け板シート部材、
１１２，２１２，３１２，４１２…ロード・ビーム・シート部材、
１１６，２１６，３１６，４１６…フレクシャ・ジンバル機能、
１２０，２２０，３２０，４２０…ヒンジ・プレート部材、
１２２，２２２，３２２，４２２…ヒンジ・ビーム、
１２４，２２４，３２４，４２４…補強部材、
１２６，２２６，３２６，４２６…ＰＺＴアクチュエータ、
１２８，２２８，３２８，４２８…アクチュエータ受容ギャップ、
１３０，２３０，３３０，４３０…静止アクチュエータ支持領域、
１３２，２３２，３３２，４３２…回転要素、
１３３，２３３…中央ビーム要素、
１３４，２３４，３３４，４３４…アクチュエータ支持タブ、
１４０，２４０，３４０，４４０…フレクシャ・アセンブリ、
１４２，２４２，３４２，４４２…導線要素、
１４４，２４４，３４４，４４４…フレクシャ導線支持構造、
１４６，２４６，３４６，４４６…絶縁層、
１４８，２４８，３４８，４４８…カバー層。

Claims (30)

1. 　サスペンションを有するディスク・ドライブにおいて、前記サスペンションは、
   　アクチュエータ・アームに取り付けるための取り付け板と、
   　スライダを担持するための機能的端部と、
   　前記取り付け板と前記機能的端部との間に配置されたヒンジと、
   　前記サスペンションを前記アクチュエータ・アームに取り付けるための、前記取り付け板上に設けられた取り付け構造と、
   　前記取り付け構造と縦方向に重なり合う関係で配置され、前記ヒンジに動作可能なように接続されており、さらに前記機能的端部の揺れ変位を生ぜしめるようになっている一対のアクチュエータとを有することを特徴とするディスク・ドライブ。
2. 　前記一対のアクチュエータは、互いに非平行の関係で位置合わせされていることを特徴とする請求項１に記載のディスク・ドライブ。
3. 　前記一対のアクチュエータは、互いに平行の関係で位置合わせされていることを特徴とする請求項１に記載のディスク・ドライブ。
4. 　前記ヒンジは、前記取り付け板と前記機能的端部の間に伸びる、横方向に間隔をあけた一対のヒンジ・ビームを備えることを特徴とする請求項１に記載のディスク・ドライブ。
5. 　前記取り付け板は、一対のアクチュエータ受容ギャップを提供するように構成され、前記一対のアクチュエータ受容ギャップの各々は、静止アクチュエータ支持領域によって一方の端で境界を定められ、アクチュエータの動作によって回転するようになっている回転要素によって他方の端で境界を定められ、前記回転要素の各々は、前記ヒンジ・ビームの１つに動作可能なように接続していることを特徴とする請求項４に記載のディスク・ドライブ。
6. 　前記回転要素の回転運動を制御するために接続された一対の補強材アームをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のディスク・ドライブ。
7. 　前記ヒンジは、前記取り付け板と重なり合って係合するとともに前記アクチュエータ受容ギャップの下に伸びて前記アクチュエータを支える補強材部分を備えることを特徴とする請求項５に記載のディスク・ドライブ。
8. 　前記取り付け板は、前記アクチュエータ受容ギャップ内で前記アクチュエータの高さまで伸びるのに十分な厚さを有する単一の材料シートを備え、さらに、前記回転要素は前記材料シートから形成されることを特徴とする請求項７に記載のディスク・ドライブ。
9. 　前記取り付け板は、前記アクチュエータ受容ギャップ内で前記アクチュエータの高さまで伸びるのに十分な厚さを全体で有する複数の材料シートを備え、さらに、前記回転要素は前記複数の材料シートの１つから形成されることを特徴とする請求項７に記載のディスク・ドライブ。
10. 　前記複数の材料シートは、取り付け板部材と補強材部材を備えるとともに、前記サスペンションの前記機能的端部のロード・ビーム・シート部材を形成するために用いられるシート材料から作られたロード・ビーム拡張端部材を備え、前記回転要素は前記ロード・ビーム拡張端部材から形成されることを特徴とする請求項９に記載のディスク・ドライブ。
11. 　前記サスペンションは、前記取り付け板から前記スライダまで伸びている導線要素をさらに備え、前記導線要素は前記サスペンションの中心縦軸に沿って前記ヒンジに及んでいることを特徴とする請求項１に記載のディスク・ドライブ。
12. 　前記サスペンションは、導線要素と、前記取り付け板から前記スライダまで伸びている導線支持用フレクシャ構造とをさらに備え、前記フレクシャ構造は、前記機能的端部の揺れ変位に対する抵抗を緩和するための可撓性構造を有することを特徴とする請求項１に記載のディスク・ドライブ。
13. 　前記サスペンションは、導線要素と、前記取り付け板から前記スライダまで伸びている導線支持用フレクシャ構造とをさらに備え、前記フレクシャ構造は前記アクチュエータの１つと平行な区域において長さ調節可能なセクションを有し、それによってアクチュエータのストローク変位に対する抵抗を緩和することを特徴とする請求項１に記載のディスク・ドライブ。
14. 　前記サスペンションの全長は、１２．５ミリメートル以下であることを特徴とする請求項１に記載のディスク・ドライブ。
15. 　サスペンションを有するディスク・ドライブにおいて、前記サスペンションは、
    　アクチュエータ・アームに取り付けるための第１の端部と、
    　スライダを担持するための第２の端部と、
    　前記第１の端部と前記第２の端部とを可撓性を持たせて相互接続するための可撓性手段と、
    　前記第１の端部を前記アクチュエータ・アームに取り付けるためのサスペンション取り付け手段と、
    　前記サスペンション取り付け手段と縦に重なり合う関係で配置されているとともに、前記可撓性手段と係合して、前記第２の端部の揺れ変位を生じさせる作動手段とを有することを特徴とするディスク・ドライブ。
16. 　前記作動手段は、互いに非平行の関係で位置合わせされたデュアル・アクチュエータを備えることを特徴とする請求項１５に記載のディスク・ドライブ。
17. 　前記作動手段は、互いに平行の関係で位置合わせされたデュアル・アクチュエータを備えることを特徴とする請求項１に記載のディスク・ドライブ。
18. 　前記可撓性手段は、前記第１の端部と前記第２の端部との間に伸びる、横方向に間隔をあけた一対のヒンジ・ビームを備えることを特徴とする請求項１５に記載のディスク・ドライブ。
19. 　前記第１の端部は、前記アクチュエータ手段を支えるための一対のアクチュエータ受容手段を提供するように構成され、前記一対のアクチュエータ受容手段の各々は、静止アクチュエータ支持領域によって一方の端で境界を定められ、前記アクチュエータ手段の動作によって回転するようになっている回転要素によって他方の端で境界を定められ、前記回転要素の各々は、前記ヒンジ・ビームの１つに動作可能なように接続していることを特徴とする請求項１８に記載のディスク・ドライブ。
20. 　前記回転要素の回転運動を制御するために接続された一対の補強材アームをさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載のディスク・ドライブ。
21. 　前記可撓性手段は、前記第１の端部を補強するための補強手段を備え、前記補強手段は、前記第１の端部に重ね合わせて係合されているとともに、前記アクチュエータ受容手段の下に伸びて前記アクチュエータ手段を支えることを特徴とする請求項１９に記載のディスク・ドライブ。
22. 　前記第１の端部は、前記アクチュエータ手段が前記アクチュエータ受容手段の中で受け取られるとき、前記アクチュエータ手段の高さまで伸びるのに十分な厚さを有する単一の材料シートを備えることを特徴とする請求項１９に記載のディスク・ドライブ。
23. 　前記第１の端部は、前記アクチュエータ手段が前記アクチュエータ受容手段によって受け取られるとき、前記アクチュエータ手段の高さまで伸びるのに十分な厚さを全体で有する複数の材料シートを備え、さらに、前記回転要素は前記複数の材料シートの１つから形成されることを特徴とする請求項１９に記載のディスク・ドライブ。
24. 　前記複数の材料シートは、取り付け板部材と補強材部材を備えるとともに、前記サスペンションの前記第２の端部のロード・ビーム・シート部材を形成するために用いられるシート材料から作られたロード・ビーム拡張端部材を備え、前記回転要素は前記ロード・ビーム拡張端部材から形成されることを特徴とする請求項２３に記載のディスク・ドライブ。
25. 　前記サスペンションは、前記第１の端部から前記スライダまで伸びる導線要素をさらに備え、前記導線要素は、前記サスペンションの中心縦軸に沿って前記可撓性手段まで及んでいることを特徴とする請求項１５に記載のディスク・ドライブ。
26. 　前記サスペンションは、導線要素と、前記第１の端部から前記スライダまで伸びる支持用フレクシャ構造とをさらに含み、前記フレクシャ構造は、前記第２の端部の揺れ変位に対する抵抗を緩和するための可撓性構造を有することを特徴とする請求項１５に記載のディスク・ドライブ。
27. 　前記サスペンションは、導線要素と、前記第１の端部から前記スライダまで伸びる支持用フレクシャ構造とをさらに含み、前記フレクシャ構造は前記アクチュエータ手段と平行な区域において長さ調節可能なセクションを有し、それによってアクチュエータ手段のストローク変位に対する抵抗を緩和することを特徴とする請求項１５に記載のディスク・ドライブ。
28. 　前記サスペンションの全長は、１２．５ミリメートル以下であることを特徴とする請求項１５に記載のディスク・ドライブ。
29. 　ディスク・ドライブ用のサスペンションであって、
    　一次アクチュエータに取り付けるようになっている取り付け板と、
    　スライダを担持するようになっている機能的端部と、
    　前記取り付け板と前記機能的端部との間に配置されたヒンジと、
    　前記サスペンションを前記一次アクチュエータに取り付けるための、前記取り付け板上に設けられた取り付け構造と、
    　前記取り付け構造と縦方向に重なり合う関係で配置されているとともに、前記ヒンジに動作可能なように接続されて、前記スライダの揺れ変位を生じさせる一対の二次アクチュエータとを有することを特徴とするサスペンション。
30. 　ディスク・ドライブと組み合わせることを特徴とする請求項２９に記載のサスペンション。

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