JP2005174512A - ヘッド支持装置、ヘッド支持装置を用いたディスク装置および組み立て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスク装置組み立ての際、ディスク面に異物が付着を最小限に抑え、ディスク装置の組み立て歩留まりを向上させる。
【解決手段】磁気ディスクを装着したスピンドルモータ１を設けた第一の基板２と、ヘッド支持アーム９、ヘッドアンプ基板７およびランプブロック１０を設けた第二の基板６とを重ね合わせて組み立てる。また、前記ヘッド支持アーム９に設けられたロード荷重調整機構とを備え、第二の基板上にヘッド支持アームがアッセンブリされた後にロード荷重調整を可能とする。これによって、組み立て段階で磁気ディスク上に部品を積み上げることがないため、ディスクに付着する異物を極力少なくすることができ、ヘッド支持アームのロード荷重バラツキを解消できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヘッドを支持するヘッド支持アームを、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）によって駆動するディスク装置に関するものである。

従来のディスク装置としては、ボイス・コイル・モータのマグネットを上蓋に設けるものがあった（例えば、特許文献１参照）。図１２は、前記特許文献1に記載された従来のディスク装置を示すものである。

以下に従来のディスク装置について説明する。

従来、ディスク装置は特許文献1の図１に記載されたものが知られている。図１２は従来のディスク装置の分解斜視図を示すものである。図１２において、スピンドルモータ１００には、磁気記録媒体１０２が装着されている。なお、スライダ１０３は、ヘッド支持アーム１０１の先端部に配置されたサスペンション１０４に取り付けられ所定の押圧力（プリロード）を加えるように設けられている。さらに磁気記録媒体１０２の上面に磁気ヘッドを有するスライダ１０３を回転軸として旋回して磁気記録媒体１０２上の記録トラックに位置決めするヘッド支持アーム１０１が設けられている。ヘッド支持アーム１０１のスライダ１０３を保持側の反対側には、ヘッド支持アーム１０１を旋回駆動させるコイル１０５が設けられている。また、ディスク装置が停止状態にあるとき、スライダ１０３を磁気記録媒体１０２から退避させる為に設けられたランプブロック１０６が、磁気記録媒体１０２に一部重ねて配置されている。ランプブロック１０６にはサスペンション１０４の先端に設けられたタブ１０７を持ち上げるための傾斜面１０６ａが設けられている。スライダ１０３が磁気記録媒体１０２からアンロードする、あるいはロードする際にこの傾斜面１０６ａによってタブが持ち上げられ、スムーズにロード・アンロード動作をおこなう。ヘッドアンプを有するヘッドアンプ基板１０９は、スピンドルモータ１００が取り付けられた第一の基板１０８上に固定される。ヘッドアンプ基板１０９は、ヘッド支持アーム１０１からヘッドアンプ基板１０９の間を中継するフレキシブル配線（ＦＰＣ）１１０でつながれている。また、ヘッド支持アーム１０１を駆動するＶＣＭマグネット１１１は、第一の基板１０８の下側から取り付けられる。第一の基板１１８に構成部品が装着された後、第二の基板である上蓋１１２を取り付け外部と空気の出入りを完全に遮断される。

以上のように、従来のディスク装置は、その主要部品が第一の基板１０８上にアッセンブリーされるように構成されている。
特開平04-78072号公報（第５頁、図１）

しかしながら上記の従来の構成では、組み立ての際、スピンドルモータに磁気記録媒体を組み付けたあとランプブロックを取り付け、その後にヘッドアンプ基板がフレキシブル基板で連結されたヘッド支持アームを第一の基板に組み付けることになる。そのため、組み立て作業中に磁気記録媒体（ディスク）の上に異物が付着する可能性が非常に高くなる。これによって磁気記録媒体上を非常に僅かに浮上するスライダに異物が付着しヘッドを破損する可能性が増加するという問題点を有していた。また、磁気記録媒体の取替えを行うとき、ランプブロックおよびヘッド支持アームを取り外す必要があり、作業性が非常に悪くなるという問題点も有していた。また、スライダのロード荷重は基本的にサスペンションのバネの曲げ角度で決まっており、組み立て工程でロード荷重を調整することは不可能である。したがってロード荷重がスペックを満たさない場合は、ヘッド支持機構を交換する以外に方法はなく、高価なスライダをつけた状態でヘッド支持アームを廃棄することになるという問題を有していた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、組み立て作業時に磁気記録媒体上に異物を落とさないこと、さらにスライダに与えるロード荷重を調整する調整手段を提供し、組み立て作業性の向上、信頼性向上、組み立て歩留まりの向上を目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のディスク装置および組み立て方法は、磁気ヘッドを有するスライダを先端に支持するヘッド支持アームが、スライダがディスクから退避するロード・アンロード方式のディスク装置であって、スピンドルモータを取り付ける第一の基板と、ヘッド支持アームを取り付ける第二の基板と、前記第二の基板に設けられ前記ヘッド支持アームを収納時の位置に固定するランプブロックとを有する。

本構成によって、ディスク装置の組み立ての際磁気記録媒体上に異物が付着することを防止でき、スライダを破損する可能性を低減できる。さらに、第二の基板にヘッド支持アームをアッセンブルした状態で、ロード荷重調整を可能とする。

本発明のディスク装置および組み立て方法によれば、組み立て時の磁気記録媒体上の異物を少なくでき、またリワークの際最も効率よく磁気記録媒体の交換を可能とするＨＤＤ装置および組み立て方法が得られる。さらに、第二の基板にヘッド支持アームを組み込み後、最終工程でのスライダのロード荷重の調整を可能にし、サスペンションのロード荷重バラツキを抑えるとともに歩留まりの改善が図れる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるディスク装置および組み立て方法の斜視図である。図２は、第一の基板上にディスク装置の主要部品が搭載された状態を示す斜視図、図３は、第二の基板上にディスク装置の主要部品を搭載した状態を示す斜視図である。図２，３において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図１において、スピンドルモータ１は、第一の基板２上に取り付けられている。磁気記録媒体５は、スピンドルモータ１の取り付け面１ａ上に装着されクランパ３で挟み込まれネジ４で固定される。第一の基板の四隅には、支柱２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄが設けられ第二の基板６とネジ４で締結される。スライダに設けられたヘッド素子からの信号を増幅するヘッドアンプ基板７とヘッド支持アーム９とは、フレキシブル配線パターン８でつながれている。このヘッドアンプ基板７とヘッド支持アーム９とからなるユニットを第二の基板６に、下側から取り付けられる。このときヘッドアンプ基板７は第二の基板６上において所定の位置に接着あるいは締結される。また、ヘッド支持アーム９は、第二の基板６とヘッド支持アーム９の回動軸であるベアリングユニット２６をネジ４ｂで締結され回動自在な状態で取り付けられる。ヘッド支持アーム９を取り付けた後、ランプブロック１０を取り付ける。このとき、ランプブロック１０と第二の基板６との間にヘッド支持アーム先端部１１に設けられたタブ１１を挟み込む。

ヘッドアンプ基板７からメインＰＣＢ１２への中継フレキシブル配線１３は、第一の基板２に設けられたフレキシブル配線用穴１４を通してディスク装置外に引き出される。この中継フレキシブル配線の端部は、メインＰＣＢ１２上に設けられたコネクタ１５にて接続される。なお、ディスク装置では、ヘッドの損傷につながるため外部からパーティクルやコンタミネーションが進入することを防ぐ必要がある。完全に外部とフレキシブル配線用穴１４から空気の出入りを完全に封止するためにフレキシブル配線を包む略円筒状パッキン１６を設けている。このパッキン１６は、最終的に第一の基板２および第二の基板６が重ねて四隅をネジ４ｃで支柱２７を締結されたとき、ヘッドアンプ基板７と第一の基板２とで挟持される。これによって、第一基板２のフレキシブル配線用穴１４の周囲およびヘッドアンプ基板７からのフレキシブル配線１３の周囲を封止する。また、第一の基板と第二の基板の重ねあわされたとき、外周部に生じる隙間は封止用テープ２８を外周に貼り付けることにより完全に外部と遮断される。

ＶＣＭのマグネット１７は、第二のシャーシ６の内側に所定の位置に位置決めされ接着固定される。図４（ａ）は、フレキシブル配線用穴１４がパッキン１６によって封止された状態を示す断面図である。中継フレキシブル配線１３の先端部はメインＰＣＢ１２に設けられたコネクタ１５に装着されている。また図４（ｂ）は、ソケット型コネクタ３１、２９を用いた時の、メインＰＣＢとヘッドアンプ基板の接続を示した図である。封止用パッキン３０で雌側コネクタ２９は、外部と遮断している。

つぎに、ヘッド支持機構について図５〜図９を用いて説明する。

図５はヘッド支持アームの動作原理について示すための、ヘッド支持アームの概略構成を示す側面図であり、図６はその平面図である。図７は、ヘッド支持アームを組み立て分解斜視図である。図５、図６において下面に磁気ヘッド（図示せず）を設けたスライダ１７を、一端下面に搭載したヘッド支持アーム９は、中央部において、図示するように板バネ部１８の一端側部分と止着されており、板バネ部１８の一部分である板バネ保持部１８ａはピボット軸受１９と止着されている。

これによって、ヘッド支持アーム９はピボット軸受１９に板バネ部１８を介して弾性的に保持された状態となる。なお、図７において、ヘッド支持アーム９の組み立てを第二の基板上で行っても良い。すなわち最初にベアリングを第二の基板に締結し、そのベアリングユニット２６に対して、ピボット軸受け１９、ジンバル機構２２を設けたヘッド支持アーム９、カラ−２４の順に装着し最後にナット２５で固定するようにしても良い。このように組み立てを行っても、つぎに説明する荷重調整機構により組み立て後にスライダ１７をディスクに押し付けるロード荷重を調整できる。

つぎに、荷重発生機構について説明する。

ピボット軸受１９には一対の頂部１９ａ及び１９ｂ（図示せず）が設けられており、その頂部がヘッド支持アーム９に対し、それぞれ図６におけるＰａ、Ｐｂ点において当接し、板バネ部１８の弾性力によってヘッド支持アーム９の一端側が磁気記録媒体５方向へ付勢され、このとき、当接点Ｐａ及びＰｂ点には圧縮応力が発生する。磁気記録媒体５が無い場合は、板バネ部１８が変形して、ヘッド支持アーム９は図５における一点鎖線で示したようにスライダ１７がディスク面位置より下降するように構成されている。

ディスク装置の動作時、つまり磁気記録媒体５に対してスライダ１７が浮上している際のスライダ１７へのロード荷重は、ピボット軸受１９の各頂部１９ａ及び１９ｂによるヘッド支持アーム９に対する磁気記録媒体５方向への圧縮応力によって生じることになる。

板バネ部１８の板バネ保持部１８ａは、ピボット軸受１９とカラー２４を介してナット２５で締結される（図９）。このときピボット軸受１９の歯状突起１９ｃ、１９ｄとカラー２４にも受けられて歯状凹部２４ａ、２４ｂとで板バネ保持部１８ａを挟み込むように構成されている。

次に、荷重調整機構について説明する。

ベアリングユニット２６の外輪に形成されたネジ部２６ａは、ナット２５で板バネ保持部１８ａを締め付ける。このとき、このナットの締め付け量によって板バネ１８の変形度合が変わるように歯状突起１９ｃ、１９ｄと歯状凹部２４ａ、２４ｂが配置される。その結果、ナット２５の締め付けを緩めるとロード荷重か減少し、反対にナット１５を締め付けるとロード荷重が増加するように構成されている。したがって、図3に示したヘッド支持アーム９が第二の基板に組み立てられた状態で、ナット２５の締め付け量を変化させロード荷重を調整することが可能となる。なお、ナットの緩み防止として、図８に示すように第二のナット２５ａを設けても良い。このようにナット２５の締め付け量の調整は、図３に示すようにヘッド支持アームが第二の基板にアッセンブルされた状態で行うことができる。

ヘッド支持アーム９の荷重発生機構をこのような構成にすることにより、ヘッドを支持する機能部と荷重発生の為のバネ部１８の機能を独立して設計できる。そのためヘッド支持アーム９を剛性の高い材料で形成することが可能となる。したがって、ピボット軸受１９から、ピボット軸受の各頂部１９ａ及び１９ｂ、ヘッド支持アーム９のピボット軸受１９に支持された領域からスライダ１７が形成される領域にいたるまでの全領域において、剛性の高い材料によってヘッド支持アームを形成することができる。図６において、ヘッド支持アーム９は、ステンレス製の板金でエッチング成形後曲げ加工されたロードビーム２０を例えば液晶ポリマー製の成形樹脂材料２１でアウトサート成形しＶＣＭのボイスコイル３０を一体化している。

このようにヘッド支持アーム９を成形樹脂材料で高剛性な構成すれば、ヘッド支持アーム９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せず、セトリング動作が必要ないので、高速なヘッド支持アーム９の回動及び位置決めが可能となり、ディスク装置のアクセス速度を向上することが可能となる。

また弾性手段である板バネ部１８が、ヘッド支持アーム９の剛体構造の中には組み込まれず、機能的にはヘッド支持アーム９とは独立して設けられているために、板バネ部１８の厚み、材質等を変更することにより、板バネ部１８の強度及びバネ定数を選定することが可能となる。

また、ヘッド支持アーム９を使用する際の構成によって、板バネ部１８によって保持された部分の重心位置、たとえばボイス・コイル・モータによって回動を行う場合には、ボイスコイル３０をインサート成形したコイルホルダ部とを含めたヘッド支持アーム９の重心位置を、ヘッド支持アーム９の磁気記録媒体５の半径方向の回動軸と磁気記録媒体５の記録面に対して垂直方向の回動軸との交点と同一、つまりヘッド支持アーム９とピボット軸受１９の頂部１１ａ及び１１ｂとが当接する点Ｐａ及びＰｂを結ぶ線上の中点Ｐと実質的に同じ位置となる（図６において、Ｐ点とＰａ点との距離及びＰ点とＰｂ点との距離が等しくＬとなる）ようにヘッド支持アームを設計することにより、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アームを提供することが可能となる。

つぎに、図１、図１０及び図１１において、ランプブロック１０によるヘッド支持機構の保持機構について説明する。図１に示すように、ランプブロック１０は第二の基板６にネジ４ｄにより締結される。また、位置決めボス１０ｇで位置規制される。ランプブロック１０はヘッド支持アーム９が第二の基板６に組み込まれた後に、ヘッド支持アーム９の先端にあるタブ１１をアンロード位置にて位置規制して固定する。ランプブロック１０は、ランプ取付部１０ｅの側面から水平方向に凸設した第１の斜面１０ａ、第１の平面１０ｂ、第２の斜面１０ｃ、第１の段差側面１０ｄ、およびディスク装置が停止時にタブ１１が当接して停止する第２の平面１０ｆを有する。また、第１の斜面１０ａの裏面側１０ｇ１０ｈは磁気記録媒体５と隙間を有して取り付けられている。タブ１１は、ランプブロック１０の上面にある第１の斜面１０ａ、第１の平面１０ｂ、第２の斜面１０ｃ、第１の段差側面１０に当接しながら、ヘッド支持アーム９をガイドする。また、第二の基板６の下面とランプブロック１０の第１の平面１０ｂとの間隔がその間を通過するヘッド支持アーム９のタブ１１の大きさよりも僅かに大きく設定されている。

第１の平面１０ｂ及び第２の平面１０ｆは磁気記録媒体５のディスク面と平行な面であり、第１の段差側面１４ｄは第２の平面１０ｆに対して（９０＋α）°の角度を有する。スライダ１７を磁気記録媒体５からアンロードさせる際、スライダ１７をディスク面より持ち上げる第１の平面１０ｂが設定されている。また、第２の段差側面１０ｄは第２の平面１０ｆに対して垂直に近い傾斜角を有している。

つぎに、ランプでのヘッド支持アームのラッチ動作について説明する。

ディスク装置に停止指令が入力されると、磁気記録媒体５を回転させた状態のまま、ＶＣＭに第一の方向に電流が供給されてヘッド支持アームを時計方向に回動させ、磁気記録媒体５の外側方向に移動させる。磁気記録媒体５の外周部近傍において、ヘッド支持アーム９のタブ部１１は、ランプブロック部１４の第１の斜面１０ａに当接し、更に、アクチュエータ７の時計方向への回動により、ランプブロック部１１の第１の斜面１０ａ、第１の平面１０ｂ、第２の斜面１０ｃ、段差側面１０ｄ、第２の平面１０ｆへと順次導かれ、第２の平面１０ｆ上に導かれて停止する。待避位置においてアクチュエータ７を構成するヘッド支持アーム２１のタブ部８が第２の平面１４ｅに当接している時、アクチュエータ７を構成する板ばね部１８によりタブ１１に第２の平面１０ｆに対して押圧力が作用している。

ディスク装置が停止状態から起動指令が入力されると、ＶＣＭに上記第一の方向に対して逆方向（第二の方向）に電流が供給される。このときＶＣＭのボイスコイル３０は、マグネット１７の端に位置しており純粋な回転トルクよりはスライダ１７をディスク面に対して垂直方向に上昇させる力が発生する。この垂直力により、タブ１１は第１の段差側面１０ｄを乗り越えることができる。その後、ヘッド支持アームは、スライダ１７を磁気記録媒体上に案内する。ディスク装置組み立ての際、タブ１１はこの段差側面１０ｄに規制されているので、タブ１１が不用意にランプブロック１０から離脱することがない。

本発明にかかるヘッド支持装置、およびヘッド支持装置を用いたディスク装置は、スピンドルモータを設けた第一の基板と、ヘッド支持アーム、ヘッドアンプ基板およびランプブロックを設けた第二の基板と、ヘッド支持アームのロード荷重可変手段とを有し、ディスク装置組み立ての際、組み立て性、組み立て信頼性の向上、組み立て歩留まり向上を実現する上で有用である。また浮上形のヘッドを有する光ディスク装置、光磁気ディスク装置等の用途にも応用できる。

本発明の実施の形態１におけるディスク装置の組み立て分解斜視図 本発明の実施の形態１における第一の基板の斜視図 本発明の実施の形態１における第二の基板の斜視図 （ａ）本発明の実施形態１におけるディスク装置の配線引出し要部断面図（ｂ）本発明の実施形態１におけるディスク装置のソケット型コネクタ要部断面図 本発明の実施形態１におけるヘッド支持アームの側面図 本発明の実施形態１におけるヘッド支持アームの概観図 本発明の実施形態１におけるヘッド支持アームの組み立て分解斜視図 本発明の実施形態１におけるディスク装置のベアリングユニットの断面図 本発明の実施形態１におけるヘッド支持アームの荷重調整機構の断面図 本発明の実施形態１におけるディスク装置のランプブロックの斜視図 本発明の実施形態１におけるランプブロックの側面図 従来のディスク装置の組み立て分解斜視図

符号の説明

１ スピンドルモータ
２ 第一の基板
３ クランパ
４ ネジ
５ 磁気記録媒体
６ 第二の基板
７ ヘッドアンプ基板
８ フレキシブル配線パターン
９ ヘッド支持アーム
１０ ランプブロック
１１ タブ
１２ メインＰＣＢ
１３ 中継フレキシブル配線
１４ フレキシブル配線用穴
１５ コネクタ
１６ パッキン
１７ スライダ
１８ 板バネ部
１９ ピボット軸受
２０ ロードビーム
２１ 成形樹脂
２２ ジンバル機構
２３ プリロードボタン
２４ カラー
２５ ナット
２６ ベアリングユニット
２７ 支柱
２８ 封止用テープ
３０ ボイスコイル

Claims (13)

1. ヘッド支持アームと、
   前記ヘッド支持アームの一端下面に取り付けられたヘッドと、
   前記ヘッド支持アームが記録媒体の半径方向及び記録面に対して垂直方向に回動可能に設けられた軸受部と、
   前記ヘッド支持アームに設けられ前記記録媒体方向の付勢力を付与する板バネ部と、
   前記板バネ部に連続して形成された板バネ保持部と、
   前記板バネ保持部を挟持する歯状突起部と，
   前記歯状突起部に噛み合う歯状凹部とで構成される付勢力可変手段とを設けたことを特徴とするヘッド支持装置。
2. 前記軸受部には、前記支持アームと接するように、一対の頂部を有するピボット軸受が設けられ、前記ピボット軸受の頂部と前記支持アームとが当接する点を支点として、前記支持アームが記録面に対して垂直方向に回動可能に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のヘッド支持装置。
3. ヘッドを有するスライダを先端に支持するヘッド支持アームと、
   スライダがディスクから退避する際前記ヘッド支持アームの先端に設けたタブに作用しスライダをディスクから離間させるランプブロックと、
   スピンドルモータを取り付ける第一の基板と、
   前記スピンドルモータに取り付けられたディスクと、
   前記ヘッド支持アームと前記ランプブロックを取り付ける第二の基板と
   前記第一の基板と前記第二の基板を重ね合わせて一体とする固着手段とを有することを特徴とするディスク装置。
4. 前記第二の基板にＶＣＭマグネットを取り付けたことを特徴とする請求項３記載のディスク装置。
5. 前記第二の基板に前記ヘッド支持アームからの信号を増幅するヘッドアンプ基板を有するヘッドアンプ基板を取り付けたことを特徴とする請求項３記載のディスク装置。
6. ヘッドアンプ基板からの信号を外部に取り出すシール部が前記第一の基板と第二の基板を重ね合わせて組み立てられる際、ヘッドアンプ基板と第一のシャーシとに挟持されることを特徴とする請求項５記載のディスク装置。
7. 前記ヘッド支持アームを前記第二の基板に取り付け後、プリロードを調整する調整機構を有することを特徴とする請求項３記載のディスク装置。
8. 第二の基板にヘッド支持アームを取り付け、第一の基板にスピンドルモータを設け、ディスクを前記スピンドルモータに取り付ける。前記ヘッド支持アームの先端に取り付けられたスライダのエアーベアリング面と前記ディスクの記録面を対抗した状態で前記第一の基板と前記第二の基板を重ね合わせて固定することを特徴とするディスク装置の組み立て方法。
9. 第二の基板にヘッドアンプ基板を前記ヘッド支持アームと同時に取り付けることを特徴とする前記請求項８記載のディスク装置の組み立て方法。
10. 第二の基板にVCMマグネットを前記ヘッド支持アーム組み込み前に取り付けることを特徴とする前記請求項９記載のディスク装置の組み立て方法。
11. 第二の基板にランプブロック１０を前記ヘッド支持アーム組み込み後に取り付けることを特徴とする前記請求項９記載のディスク装置の組み立て方法。
12. 前記第二の基板にベアリングを取り付け、その後、ベアリングユニットにヘッド支持アームを組み込むことを特徴とするディスク装置の組み立て方法。
13. ヘッド支持アームを第二の基板に取り付け後、前記支持アームのスライダ押圧力を調整することを特徴とするディスク装置の組み立て方法。

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