JP2004303397A - ヘッド支持装置およびそれを用いたディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッド支持装置におけるヘッド配線の剛性が耐衝撃性や性能に悪影響を与えることのない、耐衝撃性、性能、量産性に優れたヘッド支持装置を提供する。
【解決手段】ヘッドを搭載したスライダ１と、スライダ１がフレクシャ２を介して一方の端部に配設され、他方の端部の近傍にその長手方向の中心線４に沿って弾性手段５が一体に形成された支持アーム３と、支持アーム３に当接する一対のピボット７を設けたベースアーム６とを有し、弾性手段５の先端部がベースアーム６に固着され、かつ、弾性手段５の中央部に開ロ部８と他端部側にスリット部１４ａとを設け、支持アーム３の他端部側にスリット１４とバランサを兼ねる補強板１３を設けた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明はコンピュータ等の記録再生装置として用いられる浮上形のヘッドを有するディスク装置、例えば磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置等を備え、ヘッドを支持してディスクのデータ記録面上を目標位置に移動して位置決めするヘッド支持装置およびそれを用いたディスク装置に関する。

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（例えば、特許文献１参照）。

以下、従来の浮上形のヘッドを有するディスク装置におけるヘッド支持装置の一例として、ＨＤＤ装置等の磁気記録再生装置におけるヘッド支持装置について、磁気記録再生装置の主要部の構成を平面図で示した図７、およびヘッド支持装置の構成と作用を説明するために主要部を斜視図で示した図８を用いて説明する。

図７において、ヘッド支持装置８１は、比較的剛性の低い支持アーム８２、板ばね部８３、比較的剛性の高いベースアーム８４、支持アーム８２の一方の端部であってディスクに対向する面に設けられたスライダ８５、およびこのスライダ８５に搭載された磁気ヘッド（図示せず）から構成されている。支持アーム８２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８３を構成し、この板ばね部８３がベースアーム８４に接続されている。さらに、ベースアーム８４は、回転軸受部８６で回転自在に軸支され、ベースアーム８４に取り付けられた駆動手段８７により、ヘッド支持装置８１はディスク（磁気記録媒体または単に記録媒体とも記す）８８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８１、回転軸受部８６および駆動手段８７からヘッド駆動装置８０が構成される。

ディスク８８は回転駆動手段８９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８８の回転に伴って生じる空気流による浮揚力と、スライダ８５をディスク８８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８５は一定の浮上量で浮上し、磁気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８８面側へスライダ８５を付勢する力は、ヘッド支持装置８１の板ばね部８３により主として加えられる。

すなわち、記録再生時には、ヘッド支持装置８１は、ベースアーム８４に設けられた駆動手段８７により、回転軸受部８６を中心として回動し、スライダ８５に搭載された磁気ヘッドがディスク８８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。

さらに、図８を用いて、ヘッド支持装置８１の構成および作用について説明する。図８は、図７のヘッド支持装置８１における磁気ヘッドが設けられた部分の要部斜視図である。

図８において、磁気ヘッド（図示せず）は、支持アーム８２の一端の下面側に設けられたスライダ８５の磁気記録媒体（図示せず）との対向面に設けられている。一方、支持アーム８２の他端が折り曲げられて板ばね部８３が構成され、板ばね部８３がベースアーム８４に係止されている。磁気記録媒体の上下動（面振れ等による）や、量産時のスライダ８５と磁気記録媒体との間の距離の製造バラツキ等によるスライダ８５の磁気記録媒体への荷重が変化することを抑えるために、板ばね部８３には切り欠き部９０が設けられ、板ばね部８３の剛性を下げるとともに、ばね定数を小さくして、柔軟性を持たせるような構成となっている。

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、支持アーム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、図８に示したように支持アーム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。

また、支持アーム等の捩れ等もヘッド支持装置の動作に大きく影響することが知られており、捩れ等の振動モードを小さくするための技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このような提案の具体的な例を示すと、スプリング部（ｓｐｒｉｎｇ ｓｅｃｔｉｏｎ：板ばね部に相当）の曲げ形状を調整してバンプ（ｂｕｍｐ：スプリング部の曲げの大きさに相当）およびオフセット（ｏｆｆｓｅｔ：支持アームとスプリング部との接続部と、スプリング部を支持アームに接続する部分との位置高さの差に相当）を最適に設定することによって、１次の捩れ共振周波数に対してスライダをほとんど動かないようにするものである。

バンプおよびオフセットを最適に設定したヘッド支持装置を含めて、上述のヘッド支持装置は支持アームを薄板構造にしており、主共振点の周波数、いわゆる共振周波数が低くなり、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際に、捩れ等の振動モードが発生し、この振動モードをセトリング（整定）するのに時間を要し、アクセス時間を短くすることが難しい。１次の捩れ共振周波数には有効であるが、高次の捩れ共振周波数に対しては有効な効果が得られないといった安定動作に対する阻害要因や、支持アームとディスク間の距離の製造バラツキにより、各ヘッド支持装置ごとに調整が必要であったり、支持アームの１次捩れモード抑制に向けた支持アームの板ばね部の曲げ形状調整の際に、支持アームのセッティング高さ（Ｚ−ｈｅｉｇｈｔ）を変えることによる特性変化を抑えて安定した性能を得るのに更なる調整が必要になるといった製造工数削減に対する各種の阻害要因が知られている。そこで、これら上述の要因を解消するため、いわゆるバランス方式のヘッド支持装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

また、支持アームの切り欠き部の開口部（貫通孔）にフレクシャのヘッド信号配線を通す構成により、配線を折り曲げずに配置でき、断線を防止して信頼性を向上させる提案もなされている（例えば、特許文献４参照）。
特開平９−８２０５２号公報（第４頁、第１図） 特開平８−４５２１４号公報（第６頁、第４図） 特開２００２−２６０３５６号公報（第４−６頁、第１図） 特開平１１−３９６２９号公報（第８頁、第１図）

しかしながら上述の従来のヘッド支持装置では、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板ばね部のばね定数を小さくして、付勢力の変動を吸収することは可能になっていたが、スライダの荷重を加えるときのばねの発生応力を小さくして、しかもスライダの押圧を大きくできるような理想的なばねの設計はなされていなかった。

また、磁気ヘッドを目標のトラック位置に移動させる速度が、近年益々高速になっており、したがって、捩れ振動モードとして非常に高い捩れ振動周波数を有しており、高次の捩れ共振振動モードによって、磁気ヘッドが目標のトラック位置からオフトラックするという課題も生じてきている。

また、上述の例のようないわゆるバランス方式のヘッド支持装置においては、支持アームとベースアームとの間のヘッド信号配線の剛性によってバランス状態がくずれ、耐衝撃性や押し付け力の安定性に悪影響を及ぼしていた。

また、支持アームの切り欠き部の開口部（貫通孔）にフレクシャのヘッド信号配線を通す提案は、確かに配線を折り曲げずに配置できるが、孔の中にフレクシャを通す作業を考えると、量産性の点から採用することはかなり難しくなる。

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は装置の薄型化を実現するためにも必要とされている。

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、浮上形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。

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、支持アームのばね部の発生応力を小さくすることができ、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、安定動作や、耐衝撃性に優れた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。

上記目的を達成するために、本発明のヘッド支持装置は、回転軸の回りを回転する記録媒体に情報を記録／再生する読み込み／書き込み用ヘッドと、ヘッドを搭載したスライダと、回転軸に平行で、かつ回転軸から離れた位置にある第１の軸の回りを回転可能な支持アームと、スライダを支持アームの端部に配設するフレクシャと、ヘッドに読み込み／書き込み位置で所定の付勢力を付加し、支持アームよりも弱い剛性を有する弾性部材と、駆動手段により第１の軸の回りに支持アームとともに回転可能に配設され、弾性部材により支持アームと連結したベースアームと、を備えたヘッド支持装置において、支持アームは、スライダを一端で支持するとともに、ベースアームと支持アームとが接触する回動支点を中心として第１の軸に垂直な第２の軸の回りに回動可能であり、フレクシャが支持アームと回動支点近傍において固着されている構成を有する。また、本発明のヘッド支持装置は、支持アームが、スライダを一端で支持し、他端にスリットが形成されているとともに、ベースアームと支持アームとが接触する回動支点を中心として第１の軸に垂直な第２の軸の回りに回動可能であり、フレクシャがスリットを通って支持アームとベースアームに配設されている構成を有している。これらの構成に加えて、フレクシャを支持アームと固着している回動支点近傍の位置が、支持アームの他端から支持アームの長さの１／２以内の距離にある構成、弾性部材に開口部とスリット部とを設ける構成、開口部とスリット部とを連続させて形成する構成、開口部が、弾性部材の中央部に設けられた構成、開口部を支持アームの中心線に対して対称に形成した構成、開ロ部を円形状、楕円形状または多角形状に形成した構成、開ロ部を菱形形状に形成した構成、支持アームと弾性部材との連結部において、支持アームのスリットと弾性部材のスリット部とが中心線に沿って重なっている構成も有している。さらに、弾性部材が支持アームと一体に形成された構成、フレクシャを支持アームと回動支点近傍において固着し、フレクシャの端子側部分を支持アームのスリットにおいてベースアーム側に通した後に支持アームを補強する補強板を支持アームのスライダ側に固着して形成する構成、支持アームが弾性部材による付勢力を回動支点においてバランスさせるバランサを備え、スライダを有するフレクシャ、支持アームの回動部分およびバランサの記録媒体方向の総重心の作用方向がピボットのそれぞれの頂点を結ぶ回動軸を通る構成、スリット部を支持アームの中心線に対して対称に形成した構成をも有している。

これらの構成によって、弾性部材の弾性力に抗して、支持アームを回動させ、所望の押圧力でスライダを記録媒体の表面に押圧し、回転する記録媒体の表面の動きに沿うように自在にスライダが動くことができ、さらに、支持アームの平面部に開口部を設けて軽量化と小型化を図るとともに、支持アームの共振特性を別の面から調整することを可能にしたヘッド支持装置を得ることができる。

また、フレクシャが支持アームと回動支点近傍において固着されているため、フレクシャの剛性がバランス性能や弾性部材からの付勢力に悪影響を及ぼすことがないため、耐衝撃性やスライダへの押し付け力に影響を及ぼすことがない。

また、支持アームの弾性部材の発生応力を小さくすることができるので、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、押し付け力の安定性が悪化しない、安定して、耐衝撃性に優れ、かつ、薄型のヘッド支持装置を構成することができる。さらに、支持アームにスリット部を設けているので、組み立て加工時の作業性に優れており量産対応が容易なだけでなく、軽量化、小型化が図られたヘッド支持装置を構成することができる。

また、本発明のディスク装置は、記録媒体と、記録媒体を回転させる回転駆動手段と、回転軸の回りを回転する記録媒体に情報を記録／再生する読み込み／書き込み用ヘッドと、ヘッドを搭載したスライダと、回転軸に平行で、かつ回転軸から離れた位置にある第１の軸の回りを回転可能な支持アームと、スライダを支持アームの端部に配設するフレクシャと、ヘッドに読み込み／書き込み位置で所定の付勢力を付加し、支持アームよりも弱い剛性を有する弾性部材と、駆動手段により第１の軸の回りに支持アームとともに回転可能に配設され、弾性部材により支持アームと連結したベースアームと、を備えたディスク装置において、支持アームは、スライダを一端で支持するとともに、ベースアームと支持アームとが接触する回動支点を中心として第１の軸に垂直な第２の軸の回りに回動可能であり、フレクシャが支持アームと回動支点近傍において固着されている構成を有している。この構成に加えて、支持アームが、スライダを一端で支持し、他端にスリットが形成されているとともに、ベースアームと支持アームとが接触する回動支点を中心として第１の軸に垂直な第２の軸の回りに回動可能であり、フレクシャがスリットを通って支持アームとベースアームに配設されている構成、弾性部材に開口部とスリット部とが設けられている構成をも有している。

これらの構成によって、ヘッドを目標のトラック位置に高速で移動させることができ、アクセス時間が大きく短縮した信頼性の高い、小型で薄型のディスク装置を実現することができる。

本発明のヘッド支持装置は、支持アームの長手方向の中心線の近傍の一部を切り欠いて開口部とスリット部を設けた舌片状をした板ばね状の弾性部材からなる弾性手段が形成されているので、支持アームとベースアームの間のヘッド信号配線の剛性によってバランス状態がくずれることはなく、支持アームの板ばね状の弾性部材の発生応力を小さくすることができ、高い柔軟性を有し、押し付け力の安定性が悪化しない、安定して、耐衝撃性に優れた効果を有するヘッド支持装置を提供することができるものである。さらに、弾性部材の開口部を通してフレクシャと支持アームを組み立てるとき、開口部にフレクシャのフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）の一方の端部を通す必要がなく、弾性部材のスリット部と支持アームの他端部のスリットとを利用してフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）の一方の端部を支持アームの背面側に配置することができるので、作業性に優れ、量産対応が容易なだけでなく、軽量化、小型化が図られたヘッド支持装置の実現を可能にするものである。さらに、このようなヘッド支持装置を搭載することにより、ヘッド位置決め制御特性が向上し、ヘッドを目標のトラック位置に高速で移動させることができ、アクセス時間を大きく短縮し、軽量化、小型化が図られたディスク装置の実現を可能にするものである。

（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。

図１、図２は本発明の実施の形態におけるヘッド支持装置を説明するための図である。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。図１（ａ）はコンピュータの記憶装置等に用いられるディスク装置の浮上形のヘッドを有するヘッド支持装置の構成を示す主要部斜視図、図１（ｂ）はヘッド支持装置の構成を示す主要部組み立て斜視図である。図２はヘッド支持装置の支持アーム部の主要部を破断面にして示した側面図である。

図１、図２において、磁気ヘッド等のヘッド（図示せず）を搭載したスライダ１が、例えばＳＵＳ等の金属薄板とヘッド信号配線を含むフレキシブル配線板（ＦＰＣ）とが一体になったいわゆるジンバル機構を兼ね備えたフレクシャ２に固着され、さらに、フレクシャ２のスライダ１側は支持アーム（サスペンションともいう）３に第１の接合部１２ａで固着されている。支持アーム３に設けられたディンプル２０（図１（ａ）に図示せず）の頂点がフレクシャ２に当接し、フレクシャ２に固着されたスライダ１がディンプル２０の頂点の回りに自在に揺動することができるように構成されている。ディンプル２０の頂点によって、支持アーム３とスライダ１が直接あるいはフレクシャ２を介して当接しているため、回転する磁気記録媒体１８（図１に図示せず、以下単に記録媒体１８ともいう）の表面の動きに沿うように、自在にスライダ１が動くことができる。なお、支持アーム３の長手方向の中心線４は、支持アーム３がベースアーム６等に設けられた駆動手段であるボイスコイル（図示せず）の作用により回動する回動中心を通るように設定されている。また、ディンプル２０の頂点は、フレクシャ２を介してスライダ１を支持するのではなく、直接スライダ１に当接するようにしてもよい。

そして、支持アーム３にはその長手方向の中心線４の近傍の一部を切り欠いて開口部８とスリット部１４ａを設けた舌片状をした板ばね状の弾性部材からなる弾性手段５が形成されている。この舌片状をした板ばね状の弾性部材からなる弾性手段５の一端がベースアーム６にスポット溶接法、超音波溶接法、レーザー溶接法等の周知の方法によって接合部５ａで固着されている。なお、弾性手段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状の弾性手段５の一端を支持アーム３に、他端をベースアーム６に固着する。支持アーム３には、スライダ１を搭載した側とは反対側に、長手方向の中心線４に沿ってスリット１４が形成されており、支持アーム３に形成したスリット１４と弾性手段５に形成したスリット部１４ａとは中心線４に沿って重なるように、支持アーム３と弾性手段５とが一体化されている。なお、図１（ｂ）には、スリット１４、スリット部１４ａの切り欠き幅を大きく示しているが、この図１（ｂ）の例に限定されるものでなく、単に切断して切り欠き幅がほとんどなく、あたかも接触しているような線状のスリット１４、スリット部１４ａであってもよい。また、上述の説明では、スリット１４は支持アーム３の中心線４に沿って平行に、また対称に形成するようにしているが、支持アーム３に形成したスリット１４でフレクシャ２の信号配線用のフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）のみの末端部分２ａをスライダ１搭載面側からベースアーム６面側に通すことが重要であり、中心線４に沿って平行でなくてもよいし、また対称に配置しなくてもよい。

また、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、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支点として、ベースアーム６に固着された支持アーム３の弾性部材からなる弾性手段５の弾性力に抗して支持アーム３を揺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１８の表面方向に押圧するようにスライダ１を記録媒体１８側に付勢している。

また、支持アーム３の他端（スライダ１側とは反対側の端部）に支持アーム３を補強して、バランサをも兼ねる補強板１３が固着されている。補強板１３の支持アーム３への固着は次の手順で行う。まず、例えばＳＵＳのようなステンレス薄板で形成されたある程度の剛性を有するフレクシャ基板とヘッド信号配線からなるフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）とを一体に形成したフレクシャ２と支持アーム３を、第１の接合部１２ａ、第２の接合部１２ｂ、およびピボット７で構成される回動支点近傍で中心線４を挟んで略対称な位置にある２箇所の第３の接合部１２ｃで固着する。続いて、フレクシャ２の第３の接合部１２ｃから端子側にいたる末端部分２ａはＳＵＳのようなステンレス薄板で形成されているフレクシャ基板がなくて、自在に動くフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）のみからなっているので、フレクシャ２のフレキシブル配線基板のみで細くなっている端子側の末端部分２ａを弾性部材からなる弾性手段５のスリット部１４ａと支持アーム３の他端部のスリット１４を通してから背面側に配設したうえで、レーザー溶接等の周知の方法によりバランサとなる補強板１３を固着する。上述の構成により、図２（ａ）に太い破線でフレクシャ基板とフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）とからなるフレクシャ２を示したように、支持アーム３の回動中心となるピボット７の近傍にヘッド信号配線用のフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）のみの末端部分２ａとフレクシャ基板との離脱点（第３の接合部１２ｃが相当する）を設けることになり、フレクシャ２を構成するＳＵＳのようなステンレス薄板で形成されているフレクシャ基板の剛性がヘッド支持装置１１のバランス性能や、弾性手段５による記録媒体１８への押圧力を悪化させることがない。

このバランサでもある補強板１３は、支持アーム３の回動部分およびスライダ１が取り付けられたフレクシャ２とともに、磁気記録媒体１８方向の総重心が、ベースアーム６の２個のピボット７のそれぞれの頂点を結ぶ線を回動軸となして、その回動軸を含む磁気記録媒体１８に垂直な平面上にあるように構成されている。このような補強板１３を設けることによって、外部からの衝撃等による衝撃力を受けたとき、支持アーム３をベースアーム６の２個のピボット７のそれぞれの頂点を結ぶ回動軸の回りに回動させる力は働かず、スライダ１が磁気記録媒体１８の表面に衝突して損傷を与えるようなことがなく、ヘッド支持装置１１を備えたディスク装置の信頼性を向上することができる。また弾性部材からなる弾性手段５の開口部８を通してフレクシャ２と支持アームを組み立てるとき、開口部８にフレクシャ２のフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）の末端部分２ａを通す必要がなく、弾性手段５のスリット部１４ａと支持アーム３の他端部のスリット１４を利用してフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）の末端部分２ａを支持アーム３の背面側に配置することができるので、作業性に優れ、量産対応が容易である。

また、図２において、フレクシャ２の第３の接合部１２ｃ（末端部分２ａとフレクシャ基板との離脱点でもある）を、支持アーム３の回動中心（支点）となるピボット７の頂点の近傍に配設した例を示しているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。フレクシャ２の第３の接合部１２ｃは、弾性部材からなる弾性手段５の一端が支持アーム３に固着形成されている固着点と、他端がベースアーム６に固着されている接合部５ａの間に配設されていればよい。この場合、ピボット７間を結ぶ線に垂直な支持アーム３の中心線４上で、支持アーム３のスライダ１側の距離をｌｕとし、支持アーム３のバランサ１３側の距離をｌ_ｖとしたとき、フレクシャ２の第３の接合部１２ｃは、図２中に１／２（ｌ_ｕ＋ｌ_ｖ）で示す範囲内に概略的に配設すればよいが、支持アーム３の回動中心（支点）となるピボット７の頂点近傍に配設することが望ましい。

なお、本発明の実施の形態のヘッド支持装置１１では、スライダ１、フレクシャ２、支持アーム３、弾性手段５、ベースアーム６等からなるヘッド支持装置１１を上述の例とは異なる構成とすることができる。例えば、図３に示すような構成が考えられる。このヘッド支持装置１１の別の構成例では、図３（ａ）に示すように支持アーム３のスライダ１（図３（ａ）に図示せず）を載置する側とは反対側にかなり大きいスリット１４を切り欠いて形成し、補強板１３と弾性部材からなる弾性手段５とを一体に形成した統合部材３１を用いて図３（ｂ）の組み立て斜視図に示すようにヘッド支持装置１１を構成している。このとき、フレクシャ２の自在に動くフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）のみからなっている第３の接合部１２ｃから端子側にいたる末端部分２ａを、スリット１４部に通しておいてから、弾性手段５を支持アーム３のスリット１４部に通し、支持アーム３、統合部材３１、ベースアーム６の各接合部分を固着してヘッド支持装置１１の主要部を組み立てる。

さらに、ベースアーム６の他端側にはヘッド支持装置１１のヘッドを搭載するスライダ１が記録媒体１８表面に沿って記録領域上を移動できるようにベースアーム６を回動させるための軸受部（図示せず）と一体化するための結合部９が形成されている。磁気ヘッド等のヘッドが搭載されたスライダ１、フレクシャ２、弾性部材からなる弾性手段５を有する支持アーム３およびベースアーム６によってヘッド支持装置１１を構成している。

以上のような方法でフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）の末端部分２ａを支持アーム３の背面側に配置させる構成をとってもよい。

また、本発明の実施の形態において、図１に示すように、支持アーム３の長手方向の中心線４の付近の一部を中心線４に対して対称に切り欠いて開口部８とスリット部１４ａを備える弾性部材からなる弾性手段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いる。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１０を設けることができる。支持アーム３に、サイド補強部１０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の捩れモードの共振周波数を、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、ヘッド支持装置１１の回動速度を非常に速くすることができ、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。

ベースアーム６は結合部９で、スライダ１を搭載する支持アーム３の記録媒体１８の半径方向への回動動作のために軸受部と結合され、軸受部（図１、図２に図示せず）を挟んでベースアーム６とは反対側に、例えばボイスコイルモータやリニアモータ等の駆動手段が構成されている。支持アーム３とベースアーム６からヘッド支持装置１１が構成され、記録媒体１８の大きさに応じて、ヘッド支持装置１１の支持アーム３、ベースアーム６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１８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。

上述のスライダ１が記録媒体１８（図３に図示せず）の表面方向に押圧する押圧力は、弾性部材からなる弾性手段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と弾性手段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、弾性手段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。また、押圧力による弾性手段５に生ずる応力は弾性手段５の形状を変更することにより小さくすることが可能であり、本発明の実施の形態では、菱形形状をした開口部８を形成し、中心線４に沿って細いスリット部１４ａを設けて、ばねの発生応力を小さくするように設計している。

次に、板ばね等の弾性部材からなる弾性手段５に中心線４に対して対称な開口部８を設けた場合の弾性手段５に発生する応力について図４、図５を参照しながら説明する。図４（ａ）には図１（ｂ）に示したヘッド支持装置１１の主要部である支持アーム３部の平面図を示し、図４（ｂ）には中心線４に沿って切断した支持アーム３および弾性手段５の断面図に、弾性手段５に垂直方向の力ｆ₁が働くときのスライダ１に作用するロード荷重ｆ₀、ピボット７に作用するピボット押圧力Ｆ_pおよび弾性手段５に全体的に働く反時計方向のモーメント−Ｍ₁をそれぞれブロック矢印で模式的に記入して示している。

図５（ａ）は弾性手段５に開口部８が形成されていない場合の応力の状態を示している。このとき、弾性部材からなる弾性手段５に発生する曲げ応力分布は図５（ａ）中の下部に示すように、両端部が最大（σ₁）となり中央は曲げ応力がゼロになる。弾性手段５の荷重発生能力の最適化を図るためには発生応力の均一化が必要となる。そこで、図５（ｂ）に示すように弾性手段５の中央部に菱形形状の開口部８を形成すると、図５（ｂ）中の下部に示したように応力分布は、両端部の曲げ応力σ₂が中央部までなだらかに続いており、均一化が図られることとなる。σ₁＞σ₂であるので、弾性手段５のばね定数は開口部８を設けない場合に比べ小さくできることが推察できる。

図５（ｂ）に示した弾性手段５の場合、歪みエネルギとばね形状から弾性部材からなる弾性手段５の応力分布を理論的に計算すると、以下に（式１）、（式２）で示したように表わされる。

０＜ｘ≦ｌ_Eでは、

ｌ_E＜ｘ＜ｌ_Aでは、

ただし、数式中の、ｈは板ばね状の弾性部材からなる弾性手段５の厚さ、Ｉは板ばね状の弾性手段５の右端面の断面慣性モーメント、ｆ₀はスライダ１に与える荷重力、ｎは弾性手段５における菱形形状の開口部８以外の部分が残存する割合を示す閉口率であってｎ＝ｂ／ｃで表わされ、ｒは弾性手段５の長さとばね部始点から開口部８中心までの距離の比でｒ＝ｌ_E／ｌ_A、ｍは弾性手段５の部材の長さとばね部始点からピボット７位置までの距離の比でｍ＝ｌ_B／ｌ_Aである。

また、ばね定数Ｋは以下に（式３）で示したように表わされる。

実際に（式１）、（式２）を用いて、板厚４０μｍ、ばね部幅１．８ｍｍ、アーム長１３ｍｍで、菱形形状の開口部８を設けたＳＵＳ３０４製の弾性手段５について閉口率ｎに対する応力分布を数値計算した結果を図６に示す。この結果から、閉口率ｎの値が小さい程、弾性手段５の応力そのものを下げられるとともに、応力分布が均一化できることがわかる。したがって、弾性手段５に開口部８を設けることにより、設計の自由度が高まることになる。また、（式３）に示したばね定数の関係式から、ばね定数は極小値を取るので、ばね定数を低減できることを示している。また、弾性部材からなる弾性手段５に開口部８を設ければ、弾性手段５の重量が低減されるので、支持アーム３の軽量化が図られることになる。

なお、上述した支持アームの弾性手段の開口部の形状は、弾性手段の長さと弾性手段のばね部始点から開口部中心までの距離の比ｒがｒ＝０．５となる左右対称の開口部の例で説明してきたが、本発明はこの例に限定されるものではなく、左右非対称な開口部を形成してもよい。この左右非対称な開口部を設けた弾性部材からなる弾性手段の場合も、弾性手段の応力を低下でき、応力分布は左右対称ではないが開口部の両端部でそれぞれ均一化できることが示されている。

また、上述の支持アームの弾性部材からなる弾性手段に設ける開口部の形状は、菱形形状で説明してきたが、本発明はこの例に限定されるものではなく、弾性手段に設ける開口部の形状は円形状、楕円形状、多角形状等の形状であってもよい。このような円形状、楕円形状、多角形状等の形状の開口部を設けた弾性手段の場合も、弾性手段の応力を低下でき、応力分布を均一化できる効果は変わらない。ただし、このような場合も、支持アームの中心線に対して対称に開口部を配置することが望ましい。

なお、上述の図４および図５による応力に関する理論的説明は、理解しやすくするため、本発明の実施の形態におけるヘッド支持装置１１と異なり支持アーム３の開口部８と弾性手段５の細長いスリット部１４ａが形成されていない構成で説明してきた。しかしながら、本発明の実施の形態におけるヘッド支持装置１１では、ヘッド支持装置１１が備える弾性手段５には、図４（ａ）に点線で示した細長いスリット部１４ａがある。この場合、支持アーム３のスリット１４に連続しているが、バランサとなる補強板１３が固着されて実際にはスリット部１４ａは閉じているので、舌片状の弾性部材からなる弾性手段５に図５（ｂ）のような菱形形状の開口部８が形成されたものとみなして、複雑な計算式を用いることなく議論を進めることができる。なぜなら、この場合は、スリット部１４ａがあるとしても、図４（ｃ）に示すように、支持アーム３と弾性手段５との間にある切り欠き部１５を開口部８の端の方でｂ／２の距離だけ斜めに切り欠いて、切り欠き端部１５ａのように形成することで、図４（ａ）における弾性手段５の幅ｂに相当する部分を支持アーム３の長手方向の中心線４を挟んで別々にｂ／２ずつ確保できるので、両方あわせて同じ大きさｂとなり、図４（ｃ）に示す本発明の実施の形態における別のヘッド支持装置の構成の場合も計算結果は同じになる。

以上説明したように本発明は、支持アームの長手方向の中心線の近傍の一部を切り欠いて開口部とスリット部を設けた舌片状をした板ばね状の弾性部材からなる弾性手段が形成されているので、フレクシャの剛性がバランス性能や弾性部材からなる弾性手段に悪影響を及ぼすことがないため、耐衝撃性、スライダの追従性に優れたヘッド支持装置の実現を可能にするものである。このようなヘッド支持装置を搭載することにより、ヘッド位置決め制御特性が向上し、ヘッドを目標のトラック位置に高速で移動させることができ、アクセス時間を大きく短縮し、軽量化、小型化が図られたディスク装置を実現することができるので、種々の情報装置に適用して磁気記録再生装置、光磁気ディスク装置や光ディスク装置等のヘッド支持装置として利用可能である。

（ａ）は本発明の実施の形態におけるヘッド支持装置の構成を示す主要部斜視図（ｂ）は本発明の実施の形態におけるヘッド支持装置の構成を示す主要部組み立て斜視図 本発明の実施の形態におけるヘッド支持装置の支持アーム部の主要部を破断面にして示した側面図 （ａ）は本発明の実施の形態におけるヘッド支持装置の別の構成を示す支持アーム部の主要構成部材の斜視図（ｂ）は本発明の実施の形態におけるヘッド支持装置の別の構成を示す主要部組み立て斜視図 （ａ）は本発明の実施の形態におけるヘッド支持装置の支持アーム部の平面図（ｂ）は本発明の実施の形態におけるヘッド支持装置の支持アーム部の中心線に沿って切断した断面図（ｃ）は本発明の実施の形態における別の構成のヘッド支持装置の支持アーム部の平面図 （ａ）は弾性手段に開口部が形成されていない場合の応力の状態を示す図（ｂ）は弾性手段の中央部に菱形形状の開口部が形成されている場合の応力の状態を示す図 本発明のヘッド支持装置の菱形形状の開口部を設けた弾性手段について閉口率に対する応力分布を数値計算した結果を示す図 従来の磁気記録再生装置の主要部の構成を示す平面図 従来のヘッド支持装置の構成と作用を説明するための要部斜視図

符号の説明

１，８５ スライダ
２ フレクシャ
２ａ 末端部分
３，８２ 支持アーム
４ 中心線
５ 弾性手段
５ａ 接合部
６，８４ ベースアーム
７ ピボット
８ 開口部
９ 結合部
１０ サイド補強部
１１，８１ ヘッド支持装置
１２ａ 第１の接合部
１２ｂ 第２の接合部
１２ｃ 第３の接合部
１３ 補強板
１４ スリット
１４ａ スリット部
１５，９０ 切り欠き部
１５ａ 切り欠き端部
１８ （磁気）記録媒体
２０ ディンプル
８０ ヘッド駆動装置
８３ 板ばね部
８６ 回転軸受部

Claims (17)

1. 回転軸の回りを回転する記録媒体に情報を記録／再生する読み込み／書き込み用ヘッドと、
   前記ヘッドを搭載したスライダと、
   前記回転軸に平行で、かつ前記回転軸から離れた位置にある第１の軸の回りを回転可能な支持アームと、
   前記スライダを前記支持アームの端部に配設するフレクシャと、
   前記ヘッドに読み込み／書き込み位置で所定の付勢力を付加し、前記支持アームよりも弱い剛性を有する弾性部材と、
   駆動手段により前記第１の軸の回りに前記支持アームとともに回転可能に配設され、前記弾性部材により前記支持アームと連結したベースアームと、
   を備えたヘッド支持装置において、
   前記支持アームは、前記スライダを一端で支持するとともに、前記ベースアームと前記支持アームとが接触する回動支点を中心として前記第１の軸に垂直な第２の軸の回りに回動可能であり、
   前記フレクシャが前記支持アームと前記回動支点近傍において固着されていることを特徴とするヘッド支持装置。
2. 前記フレクシャを前記支持アームと固着している前記回動支点近傍の位置が、前記支持アームの他端から前記支持アームの長さの１／２以内の距離にあることを特徴とする請求項１に記載のヘッド支持装置。
3. 前記支持アームは、前記スライダを一端で支持し、他端にスリットが形成されているとともに、前記ベースアームと前記支持アームとが接触する前記回動支点を中心として前記第１の軸に垂直な前記第２の軸の回りに回動可能であり、
   前記フレクシャが前記スリットを通って前記支持アームと前記ベースアームに配設されていることを特徴とする請求項１に記載のヘッド支持装置。
4. 前記弾性部材に開口部とスリット部とを設けることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のヘッド支持装置。
5. 前記開口部と前記スリット部とを連続させて形成することを特徴とする請求項４に記載のヘッド支持装置。
6. 前記開口部が、前記弾性部材の中央部に設けられたことを特徴とする請求項４に記載のヘッド支持装置。
7. 前記開口部を前記支持アームの中心線に対して対称に形成したことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のヘッド支持装置。
8. 前記開ロ部を円形状、楕円形状または多角形状に形成したことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のヘッド支持装置。
9. 前記開ロ部を菱形形状に形成したことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のヘッド支持装置。
10. 前記支持アームと前記弾性部材との連結部において、
    前記支持アームの前記スリットと前記弾性部材の前記スリット部とが前記中心線に沿って重なっていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のヘッド支持装置。
11. 前記弾性部材は、前記支持アームと一体に形成されたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のヘッド支持装置。
12. 前記フレクシャを前記支持アームと前記回動支点近傍において固着し、前記フレクシャの端子側部分を前記支持アームの前記スリットにおいて前記ベースアーム側に通した後に前記支持アームを補強する補強板を前記支持アームの前記スライダ側に固着して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装置。
13. 前記支持アームは前記弾性部材による前記付勢力を前記回動支点においてバランスさせるバランサを備え、前記スライダを有する前記フレクシャ、前記支持アームの回動部分および前記バランサの前記記録媒体方向の総重心の作用方向が前記回動支点を構成するピボットのそれぞれの頂点を結ぶ回動軸を通ることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のヘッド支持装置。
14. スリット部を前記支持アームの前記中心線に対して対称に形成したことを特徴とする請求項１または請求項３に記載のヘッド支持装置。
15. 記録媒体と、
    前記記録媒体を回転させる回転駆動手段と、
    回転軸の回りを回転する前記記録媒体に情報を記録／再生する読み込み／書き込み用ヘッドと、
    前記ヘッドを搭載したスライダと、
    前記回転軸に平行で、かつ前記回転軸から離れた位置にある第１の軸の回りを回転可能な支持アームと、
    前記スライダを前記支持アームの端部に配設するフレクシャと
    前記ヘッドに読み込み／書き込み位置で所定の付勢力を付加し、前記支持アームよりも弱い剛性を有する弾性部材と、
    駆動手段により前記第１の軸の回りに前記支持アームとともに回転可能に配設され、前記弾性部材により前記支持アームと連結したベースアームと、
    を備えたディスク装置において、
    前記支持アームは、前記スライダを一端で支持するとともに、前記ベースアームと前記支持アームとが接触する回動支点を中心として前記第１の軸に垂直な第２の軸の回りに回動可能であり、
    前記フレクシャが前記支持アームと前記回動支点近傍において固着されていることを特徴とするディスク装置。
16. 前記支持アームは、前記スライダを一端で支持し、他端にスリットが形成されているとともに、前記ベースアームと前記支持アームとが接触する前記回動支点を中心として前記第１の軸に垂直な前記第２の軸の回りに回動可能であり、
    前記フレクシャが前記スリットを通って前記支持アームと前記ベースアームに配設されていることを特徴とする請求項１５に記載のディスク装置。
17. 前記弾性部材に開口部とスリット部とが設けられていることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のディスク装置。

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