JP2004296002A

JP2004296002A - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP2004296002A
Application number: JP2003086991A
Authority: JP
Inventors: Takenori Hiramatsu; 丈紀平松; Tetsuo Yuki; 哲生湯木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】ロータリアクチュエータが暴走または非常アンロード時に環境（稼動）温度変化に応じてストッパ剛性を調整し、ストッパたわみ量を抑制し、衝突加速度を低減できるアクチュエータストッパ機構を有する磁気ディスク装置を提供する。
【解決手段】インナーストッパ５またはアウターストッパ６は、ＶＣＭ７のアップヨーク１５に一端固定されている状態とする。高温時ストッパは線膨張係数大の影響によりその長さが膨張し、その下面とダウンヨーク１６とが接触・圧着されて両端固定の状態としてストッパの剛性を増加させる。また、ストッパに対してたわみ量を制限するデッドストックを設ける。すなわち、環境（稼動）温度の変化に対応してストッパ剛性を構造的に変化させる機能を有するアクチュエータストッパ機構を付与する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置のアクチュエータのストッパ機構に係り、特にアクチュエータ暴走時及び非常アンロード動作時のストッパ衝突時において、ストッパのたわみ量を制限し、さらに衝突加速度を抑えることにより、キャリッジのスタックずれ及びヘッド・ディスクの衝突を防止する機能を有するアクチュエータストッパを搭載した磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置は、情報を含む同心円のデータトラックを有する回転ディスク、それぞれのトラックでデータの読み取り／書き込みを行うヘッド、及び読み取り／書き込み動作の間に所望のトラックにヘッドを移動し且つそれをトラック上に保持する為にヘッドのキャリヤに連結されたアクチュエータを用いる情報記憶再生装置である。
【０００３】
アクチュエータはディスクの半径方向に高速移動できる機能を有している。このため、アクチュエータの暴走時や非常アンロード動作時等において、アクチュエータがストッパに衝突し、過度なストッパたわみによる周囲部品との接触及びヘッド・ディスクとの接触を防止するために、ストッパには他部品との衝突防止機能と緩衝材としての機能を要する。
【０００４】
従来、温度範囲５〜５５℃内で比較的に物性の安定な材料を使用して、両機能が満足するようにストッパ剛性を保持していた。
【０００５】
一方、特許文献１「特開平７−２６２７４９」は、磁気ディスク装置における、記録情報の書込み時と読取り時に温度差があった場合でも、磁気ヘッドのオフトラックが発生しない方法として、磁気ディスクの間に熱膨張係数の異なるスペーサを併用した磁気ディスク装置を開示している。
【０００６】
また、特許文献２「特開平８−１８０６１５」は、磁気ディスク装置のアクチュエータのアウターストッパ及びインナーストッパの位置交差を最小にして、磁気ディスクのデータゾーンを広く取ることを可能にした磁気ディスク装置を開示している。
【０００７】
しかしながら、これらの開示例はいずれも環境（稼動）温度範囲が従来よりも大幅に拡大した場合の上記ストッパの有すべき機能を実現する技術を開示したものではない。
【０００８】
【特許文献１】
「特開平７−２６２７４９」
【特許文献２】
「特開平８−１８０６１５」
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
今後の磁気ディスク装置の環境（稼動）温度範囲の拡大、例えば、車載用途などの−２０〜８５℃の温度範囲では、高温軟化によるストッパわたみ量の増加、低温脆化による衝撃加速度の増加が避けられず、ヘッド・ディスクの損傷の恐れがある。また、装置自体のダウンサイジング化により他部品との隙間マージンが減少する。
【００１０】
本発明の目的は、磁気ディスク装置（ＨＤＤ）の環境（稼動）温度変化に応じて、ストッパ剛性を調整することにより、ヘッド・ディスクの損傷を回避できるストッパ機構を有する磁気ディスク装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、磁気ディスク装置において、磁気記録媒体であるディスクと、前記ディスクを回転させるモータと、前記ディスクへ情報を書込む又は前記ディスクから情報を読取るヘッドと、前記ヘッドを前記ディスク上を横切って該ディスクの半径方向に移動させる回転式アクチュエータと、前記アクチュエータの回転角を制限するストッパと、該ストッパーを保持するヨークとを備え、前記ストッパーと該ヨークとの接触状態の環境温度に応じた変化により、該ストッパの剛性が変化させるようにした。
【００１２】
また、前記ストッパは弾性体であり、その一端は剛体からなる上記ヨークに固定されており、その他端は、低温時にはフリーであり、高温時には上記一端が固定されているヨークの対向側のヨークを構成する剛体に接触し固定されるようにした。
【００１３】
さらに、前記ストッパのたわみ方向にデッドストップを配置し、該ストッパーの最大たわみ量を制限するようにした。
【００１４】
さらにまた、上記ストッパはフリーな端部が中空形状であり、上記デッドストップは、該中空位置に低温時には前記ストッパとの間にデッドストップが接触せずに隙間を有して配置されるようにした。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置について、図面を用いて以下説明する。図１は本発明の実施形態に係るロータリアクチュエータのストッパ構造を示す図であり、図２は磁気ディスク装置の概略図である。図３〜６は本発明の他の実施形態に係るロータリアクチュエータのストッパ構造を示す図である。また、図７〜８は、それぞれ、アクチュエータとインナーおよびアウターストッパが接触時の状態を示す図である。
【００１６】
図２は、磁気ディスク装置についているカバーを取り外して上からみた状態を示しており、一般に磁気ディスク装置はディスク駆動機構即ちスピンドルモータ（図示せず）がベース１に固定され、ディスク２、ロータリアクチュエータ３、ランプ４、インナーストッパ５及びアウターストッパ６を備える。
【００１７】
一般にロータリアクチュエータ３の回転は、ロータリボイスコイルモータ７（ＶＣＭ：破線）により行われる。これはアクチュエータ３のコイルホルダ８に取り付けられたコイル９がベース１に取り付けられたＶＣＭの固定磁界中を通って移動することにより、ロータリアクチュエータ３はベース１に取り付けられた旋回軸１０を中心に回転する。
【００１８】
インナーストッパ５及びアウターストッパ６はＶＣＭ７に取り付けられ、ロータリアクチュエータ３の移動を制限する。一般にストッパーはゴムなどの弾性体が用いられる。本実施の形態では、熱可塑性ポリウレタンエラストマーを用いた。ここには熱可塑性ポリエステルエラストマーなど、他の熱可塑性エラストマーを用いることもできる。
【００１９】
ロータリアクチュエータ３は、旋回軸１０に対してコイル９と反対の端に堅固なアーム１１を有する。懸架部１２は、アーム１１の端に取り付けられヘッドスライダ１３を支持し、スライダ１３を越えて伸びるタブ１４を備える。
【００２０】
ディスク上へのデータの読取り／書込み変換器であるヘッド（図示せず）は、スライダ１３の端に形成されており、一般には誘導性の読取り及び書込み変換器、または磁気抵抗性読取り変換器と誘導性の書込み変換器を有する変換器が用いられる。
【００２１】
ロード／アンロードランプ４はベース１に取り付けられる。図２はアンロードした状態、即ちディスク装置が動作していない状態またはデータの読出し／書込みを行わない待機状態であり、アクチュエータ３がランプ４にパーク（係留）している様子を示す。懸架部１２のタブ１４は、ランプ４によって支持されており、スライダ１３は、ディスクの領域から離れた場所に位置する。これによりスライダ１３とディスク２の粘着が起きることを防ぐ。
【００２２】
更に、アクチュエータ３は、図８に示すようにアウターストッパ６に押し付けられ（接触状態）、ＶＣＭ７の永久磁石の作用によりパークエリアに固定されている。
【００２３】
アクチュエータ３には、アウタストッパ６と接触する場所に鉄片等の磁性体を有しており、アクチュエータ３をアウタストッパ６に吸着させる役目を持つ。ロードする時には、永久磁石の吸引力に打ち勝つ電流をコイル９に与えアクチュエータ３をパークエリアに固定した状態から解放する。
【００２４】
図１は、本発明のストッパの保持・接触状態をディスク装置の側面から見た図であり、ストッパはインナーストッパ５の場合を示した（アウターストッパ６の場合も同様である）。ストッパとアップヨーク１５およびダウンヨーク１６との固定および接触状態の変化により本発明の機能を実現する。
【００２５】
以下、本発明の実施形態に係るストッパ機構の形態について説明する。図１（ａ）は、低温・常温時でのストッパ構造を示す。インナーストッパ５またはアウターストッパ６（以下、ストッパ５または６と略す。）は、ＶＣＭ７のアップヨーク１５に一端固定されている状態である。ストッパ５（または６）の下面とダウンヨーク１６との間には隙間がある。図１（ｂ）は、高温時でのストッパ構造を示す。ストッパは線膨張係数大の影響によりその長さが膨張し、その下面とダウンヨークとが接触・圧着されて両端固定の状態となり、ストッパ剛性が増加する。因みに、従来構造のストッパでは、高温時におけるかかる両端固定は行われず、したがってその効果によるストッパ剛性の増加は全く行われない。
【００２６】
すなわち、従来では環境（稼動）条件温度でのたわみ許容量からストッパ剛性を設計するため、稼動上限温度が上昇すればするほど、ストッパ剛性を増加させる必要があった。それに伴い、低温でのスットパ剛性は過大になることが不可避となり、低温での衝突加速度増加が避けられなかった。これに対し、本発明では、上記の実施形態に見る如く、高温状態では、両端固定によるストッパ剛性の増加を加味することにより、低温でのストッパ剛性過大化を回避することが可能となリ、従来構造で問題であった不具合を解消することができる。
【００２７】
図３は本発明の他の実施形態に係るストッパ構造を示す。ストッパ５（または６）の下面を半球面またはテーパ面とし、高温時ダウンヨーク１６との接触面積拡大により、ストッパ剛性を増加させる構造である。
【００２８】
図４は、前記ストッパのたわみ方向にデッドストップ１７を追加した形態である。目的は高温時の最大たわみ量を制限することにより、ヘッドと他の周囲部品との接触を防ぐことが可能となる。
【００２９】
図５、６は本発明の他の実施形態に係るストッパ構造を示す。これらはストッパのたわみ方向にデッドストップ１７を有し、デッドストップへの接触前と接触後でストッパ剛性を２段階に切り替える形態である。常温・低温では材料が硬く、形状による倒れ剛性と材料自体の圧縮剛性でストッパの機能を維持する。ある温度以上に高くなると、ストッパのたわみ量がデッドストップに達し、材料自体の圧縮剛性のみとなる。すなわち、高温でのたわみ量増加を制限することにより、少しでも柔らかい材料を選択し、衝突加速度を抑制することができる。
【００３０】
図６の場合は、フリーとなっているストッパ端部の下方部分が中空となっており、デッドストップはその中空位置に配置され、低温時にはストッパに接触せず、隙間を有する構造となっている。
【００３１】
以上説明したように、本発明の実施形態は、次のような構成を備えるものである。ストッパの線膨張係数による温度伸縮を利用し、環境（稼動）温度の変化によりストッパ固定状態を一端固定と両端固定ヘとに使い分けることでストッパ剛性を調整する手段を有する磁気ディスク装置である。
【００３２】
更に他の実施形態は、ストッパたわみ方向にデッドストップを配置することでストッパ剛性を調整する手段を有する磁気ディスク装置である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、広範囲な環境（稼動）温度条件下においてストッパ剛性を調整することにより、高温時のストッパたわみ量の抑制及び低温時のストッパ衝突加速度の低減を同時に実現した磁気ディスク装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るロータリアクチュエータのストッパ構造を示す図である。
【図２】ロータリアクチュエータが磁気ディスク外周側のランプに係留（パーク）されている状態を示す磁気ディスク装置の概略図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るロータリアクチュエータのストッパ構造を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るロータリアクチュエータのストッパ構造を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るロータリアクチュエータのストッパ構造を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るロータリアクチュエータのストッパ構造を示す図である。
【図７】
ロータリアクチュエータがインナーストッパと接触している状態を示す磁気デ
ィスク装置の部分概略図である。
【図８】
ロータリアクチュエータがアウターストッパと接触している状態を示す磁気デ
ィスク装置の部分概略図である。
【符号の説明】
１…ベース、２…ディスク、３…ロータリアクチュエータ、４…ランプ、
５…インナーストッパ、６…アウターストッパ、７…ＶＣＭ、
８…コイルホルダ、９…コイル、１０…旋回軸、１１…アーム、
１２…懸架部、１３…ヘッドスライダ、１４…タブ、１５…アップヨーク、
１６…ダウンヨーク、１７…デッドストップ。

Claims

磁気記録媒体であるディスクと、前記ディスクを回転させるモータと、前記ディスクへ情報を書込む又は前記ディスクから情報を読取るヘッドと、前記ヘッドを前記ディスク上を横切って該ディスクの半径方向に移動させる回転式アクチュエータと、前記アクチュエータの回転角を制限するストッパと、該ストッパーを保持するヨークとを備え、前記ストッパーと該ヨークとの接触状態の環境温度に応じた変化により、該ストッパの剛性が変化することを特徴とする磁気ディスク装置。
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記ストッパは弾性体であり、その一端は剛体からなる上記ヨークに固定されており、その他端は、低温時にはフリーであり、高温時には上記一端が固定されているヨークの対向側のヨークを構成する剛体に接触し固定されることを特徴とする磁気ディスク装置。
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記ストッパは弾性体であり、その一端は剛体からなる上記ヨークに固定され、その他端は、低温時には半球面またはテーパ面形状であり、かつ、上記ストッパの一端が固定されているヨークの対向側のヨークを構成する剛体に接触した状態であり、高温時には該接触面積が拡大されることを特徴とする磁気ディスク装置。
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記ストッパのたわみ方向にデッドストップを配置し、該ストッパーの最大たわみ量を制限することを特徴とする磁気ディスク装置。
請求項４に記載の磁気ディスク装置において、上記ストッパは、一端が上記ヨークに固定され、他端はフリーであり、該フリーな端部分は中空形状であり、上記デッドストップは、該中空位置に低温時には前記ストッパとの間にデッドストップが接触せずに隙間を有して配置されていることを特徴とする磁気ディスク装置。