JP2005293719A - ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造が容易であるとともに、剛性が高くかつアクチュエータを効率良く駆動することが可能なディスク装置を提供する。
【解決手段】 ディスク装置のヘッドアクチュエータは、軸受部から延出しているとともに金属で形成された支持フレームを有している。ボイスコイルモータのボイスコイル３６は、ヘッドアクチュエータの回転軸とほぼ平行に延びた巻回中心軸を有し、支持フレーム間に配置されている。ボイスコイルの外周部は、支持フレームに対向した対向外周部３６ａと、軸受部に対して最外周に位置しているとともに外部に露出した露出外周部３６ｂとを有している。ボイスコイルは、対向外周部と支持フレームと間にモールド成形された樹脂４５により支持フレームに固定されて、ボイスコイルのリード線４６は、モールド成形された樹脂４８により覆われヘッドアクチュエータの所定位置に固定されている。
【選択図】 図５

Description

この発明は、ディスク状の記録媒体を備えたディスク装置に関する。

近年、コンピュータの外部記録装置や画像記録装置として磁気ディスク装置、光ディスク装置などのディスク装置が広く用いられている。
ディスク装置として、例えば、磁気ディスク装置は、一般に、上面の開口した矩形箱状のケースと、複数のねじによりケースにねじ止めされてケースの上面開口を閉塞したトップカバーと、を有している。ケース内には、磁気記録媒体としての磁気ディスク、この磁気ディスクを支持および回転させる駆動手段としてのスピンドルモータ、磁気ディスクに対して情報の書き込み、読み出しを行なう複数の磁気ヘッド、これらの磁気ヘッドを磁気ディスクに対して移動自在に支持したヘッドアクチュエータ、ヘッドアクチュエータを回動および位置決めするボイスコイルモータ、ヘッドＩＣ等を有する基板ユニット等が収納されている。

ボイスコイルモータは、ヘッドアクチュエータの端部に設けられたボイスコイルと、ケースに固定されボイスコイルと対向した磁石およびヨークを有している。そして、ボイスコイルに通電することにより発生した磁界と磁石との磁界との相互作用により回転力を発生し、ヘッドアクチュエータを回動させる。

ヘッドアクチュエータに対するボイスコイルの固定構造としては、ヘッドアクチュエータから延出した金属フレームに接着剤によってボイルコイルを固定した構造（例えば、特許文献１）、およびボイスコイル全体を樹脂モールドにより覆い、アクチュエータと一体的に形成した構造（例えば、特許文献２）が提供されている。
特開平２−５５５５８号公報 特開２００３−２２４９５５号公報

上述した前者の接着剤による固定構造では、ボイスコイル接着表面の形状のバラツキに起因して、接着強度がバラツキ易い。従って、ボイスコイルの接着強度を一定に保つために、接着剤の充填量や粘度等を非常に気をつける必要がある。また、アクチュエータ組立時、コイル端子をアクチュエータ側の端子へ接続する際、ボイスコイルの接続用ワイヤーをフォーミングする必要がある。更に、この際、接続用ワイヤーの動きを抑える目的で、接続ワイヤーにも接着剤を塗布する場合がある。従って、前者の固定構造は、組立作用が面倒であり、製造効率を上げることが難しい。

一方、後者の固定構造の場合、接着剤の管理やコイルワイヤーのフォーミングは、モールドの成形時に完了しているため必要としない。しかし、その構造上、モールドがコイル外周全体を一律に覆う形となるため、前者の接着構造と比較して、そのモールドの厚み分だけボイスコイル有効線長が短くなってしまう。更に、ボイスコイルを保持する部分は樹脂で形成されているため、前者の金属フレームを用いた構造に比較して、コイルアッセンブリ全体の剛性が低くなってしまう。近年の高容量ＨＤＤにおいては、サーボサンプリング周波数が高くなってきており、コイルアッセンブリの共振周波数を上昇させる必要がある。しかし、上記のようにコイルアッセンブリ全体の剛性が低い場合には、共振周波数を充分に上げることが難しい。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、製造が容易であるとともに、剛性が高くかつアクチュエータを効率良く駆動することが可能なディスク装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、この発明の態様に係るディスク装置は、ディスク状の記録媒体と、前記記録媒体を支持しているとともに回転するモータと、前記記録媒体に対して情報処理を行うヘッドと、軸受部の回りで回動自在に設けられ、前記ヘッドを前記記録媒体に対して移動可能に支持したヘッドアクチュエータと、前記ヘッドアクチュエータを前記軸受部の周りで回動させるボイスコイルモータと、を備え、
前記ヘッドアクチュエータは、前記軸受部から延出しているとともに金属で形成された支持フレームを有し、
前記ボイスコイルモータは、前記ヘッドアクチュエータの回転軸とほぼ平行に延びた巻回中心軸を有し前記支持フレーム間に配置されたボイスコイルと、前記ボイスコイルから延出しているとともに接続端を有したリード線とを備え、
前記ボイスコイルの外周部は、前記支持フレームに対向した対向外周部と、前記軸受部に対して最外周に位置しているとともに外部に露出した露出外周部とを有し、このボイスコイルは、前記対向外周部と前記支持フレームと間にモールド成形された樹脂により前記支持フレームに固定されて、前記リード線は、モールド成形された樹脂により覆われ前記ヘッドアクチュエータの所定位置に固定されている。

この発明によれば、製造が容易であるとともに、剛性が高くかつアクチュエータを効率良く駆動することが可能なディスク装置を提供することができる。

以下図面を参照しながら、この発明をディスク装置としてのハードディスクドライブ（以下ＨＤＤと称する）に適用した実施の形態について詳細に説明する。

図１および図２に示すように、ＨＤＤは、上面の開口した矩形箱状のケース１０と、複数のねじによりケースにねじ止めされてケースの上端開口を閉塞する図示しないトップカバーと、を有している。

ケース１０内には、記録媒体としての２枚の磁気ディスク１２ａ、１２ｂ、これらの磁気ディスクを支持および回転させるスピンドルモータ１３、磁気ディスクに対して情報の記録、再生を行なう複数の磁気ヘッド、これらの磁気ヘッドを磁気ディスク１２ａ、１２ｂに対して移動自在に支持したヘッドアクチュエータ１４、ヘッドアクチュエータを回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）１６、磁気ヘッドが磁気ディスクの最外周に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスクから離間した位置に保持するランプロード機構１８、ヘッドクチュエータを退避位置に保持するイナーシャラッチ機構２０、およびプリアンプ等の回路部品が実装されたフレキシブルプリント回路基板ユニット（以下、ＦＰＣユニットと称する）１７が収納されている。

ケース１０の底壁外面には、ＦＰＣユニット１７を介してスピンドルモータ１３、ＶＣＭ１６、および磁気ヘッドの動作を制御する図示しないプリント回路基板がねじ止めされ、ケースの底壁と対向して位置している。

各磁気ディスク１２ａ、１２ｂは、例えば、直径６５ｍｍ（２．５インチ）に形成され、上面および下面に磁気記録層を有している。２枚の磁気ディスク１２ａ、１２ｂは、スピンドルモータ１３の図示しないハブに互いに同軸的に嵌合されているとともにクランプばね２１によりクランプされ、ハブの軸方向に沿って所定の間隔をおいて積層されている。そして、磁気ディスク１２ａ、１２ｂは、駆動部としてのスピンドルモータ１３により所定の速度で回転駆動される。

図１ないし図３に示すように、ヘッドアクチュエータ１４は、ケース１０の底壁上に固定された軸受組立体２４を備えている。軸受部として機能する軸受組立体２４は、ケース１０の底壁に立設された枢軸２３と、枢軸に一対の軸受を介して回転自在に支持された円筒形状のハブ２６と、を有している。ハブ２６の上端には環状のフランジ２９が形成され、下端部外周にはねじ部２６ｂが形成されている。

ヘッドアクチュエータ１４は、ハブ２６に取り付けられた４本のアーム２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、それぞれのアームから延出した４本のサスペンション３２、サスペンションの延出端に支持された磁気ヘッド３３、および３つのスペーサリング２８ａ、２８ｂ、２８ｃを備えている。

アーム２７ａないし２７ｄの各々は、例えば、ＳＵＳ３０４等のステンレス系の材料により、板厚２５０μｍ程度の薄い平板状に形成され、その一端、つまり、基端には円形の透孔３１が形成されている。また、各アーム２７ａないし２７ｄは、その基端から突出した突部を有し、この突部には位置決め孔３５が形成されている。

各サスペンション３２は、板厚６０〜７０μｍの細長い板ばねにより構成され、その基端がスポット溶接あるいは接着によりアーム２７ａないし２７ｄの先端に固定され、アームから延出している。なお、サスペンションおよびアームは、同一材料で一体に形成してもよい。

各磁気ヘッド３３は、図示しないほぼ矩形状のスライダとこのスライダに形成された記録再生用のＭＲ（磁気抵抗）ヘッドとを有し、サスペンション３２の先端部に形成されたジンバル部に固定されている。また、各磁気ヘッド３３は、図示しない４つの電極を有している。

一方、図２に示すように、ヘッドアクチュエータ１４の各磁気ヘッド３３は、それぞれ中継フレキシブルプリント回路基板（以下、中継ＦＰＣと称する）６２を介して後述するメインＦＰＣ４２に電気的に接続されている。中継ＦＰＣ６２は、ヘッドアクチュエータ１４の各アームおよびサスペンション３２の表面に貼り付け固定され、サスペンションの先端からアームの基端に亘って延びている。中継ＦＰＣ６２は、全体として細長い帯状に形成され、その先端は磁気ヘッド３３に電気的に接続されているとともに、その基端部はアームの基端から外側に延出し、複数の接続パッドを有した接続部６４を構成している。

図２および図３に示すように、４本のアーム２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄは、透孔３１にハブ２６を挿通することにより、ハブ２６の軸方向に沿ってフランジ２９上に積層された状態でハブの外周に嵌合されている。スペーサリング２８ａは、アーム２７ａ、２７ｂ間、スペーサリング２８ｂは、アーム２７ｃ、２７ｄ間、スペーサリング２８ｃは、後述するナット４１とアーム２７ｄとの間にそれぞれ挟まれた状態でハブ２６の外周に嵌合されている。スペーサリング２８ａないし２８ｃの各々は外側に突部を有し、この突部に固定用ねじを取り付けるためのねじ取り付け孔３９が形成されている。

ハブ２６の外周に嵌合された４本のアーム２７ａないし２７ｄ、およびスペーサリング２８ａ、２８ｂ、２８ｃは、ハブ２６のねじ部２６ｂに螺合されたナット４１とフランジ２９との間に挟持され、ハブ２６の外周上に固定保持されている。また、アーム２７ａないし２７ｄに設けられた位置決め孔３５、およびスペーサリング２８ａないし２８ｃに設けられたねじ取り付け孔３９には、上方から位置決め用のねじ４１が挿通され、最下端のスペーサリング２８ｃのねじ取り付け孔にねじ込まれている。これにより、アーム２７ａないし２７ｄ、およびスペーサリング２８ａないし２８ｃは、ハブ２６の円周方向に対して、互いに所定位置に位置決めされている。そして、４本のアーム２７ａないし２７ｄはハブ２６から同一の方向へ延出し、これらのアームおよびサスペンション３２は、ハブ２６と一体的に回動可能となっている。

アーム２７ａおよび２７ｂは所定の間隔を置いて互いに平行に位置し、これらのアームに取り付けられたサスペンション３２および磁気ヘッド３３は互いに向かい合って位置している。また、アーム２７ｃおよび２７ｄは所定の間隔を置いて互いに平行に位置し、これらのアームに取り付けられたサスペンション３２および磁気ヘッド３３は互いに向かい合って位置している。

図２ないし図５に示すように、スペーサリング２８ｂは、アーム２７ａないし２７ｄと反対方向へ延出した一対の支持アーム３４を有し、アルミニウム、ステンレス等の金属により一体に形成されている。一対の支持アーム３４は、枢軸２３に対してほぼ放射方向に延出しているとともに互いに離間して位置し、スペーサリング２８ｂとともにほぼＵ字形状の支持フレーム３７を構成している。

支持フレーム３７には、ＶＣＭ１６の一部を構成するボイスコイル３６が固定されている。ボイスコイル３６は、軸受組立体２４の枢軸２３とほぼ平行に延びた巻回軸を有し、ほぼ矩形枠状に巻回されている。ボイスコイル３６ボイスコイルの外周部は、支持フレーム３７に隣接対向した３辺の対向外周部３６ａと、枢軸２３に対して最外周に位置しているとともに外部に露出した１つの露出外周部３６ｂとを有している。

そして、ボイスコイル３６は、対向外周部３６ａと支持フレーム３７との隙間にインサート成形によりモールドされた樹脂４５により支持フレームに固定されている。但し、ボイスコイル３６の露出外周部３６ｂは、樹脂によって覆われることなく外部に露出している。ボイスコイル３６から延出したリード線４６は、スペーサリング２８ｂの表面上に引き回され、モールド成形された樹脂４８より覆われた状態でスペーサリングに固定されている。リード線４６先端の接続端は、スペーサリング２８ｂの側縁部にモールド成形されたコネクタ５０内に埋め込まれている。リード線４６の接続端は、コネクタ５０内に埋め込まれた接続端子４３に接続されている。

スペーサリング２８ｂは、アーム２７ｃ、２７ｄの一側縁とほぼ面一となる位置まで突出した突出部７０を一体に備え、この突出部には、後述するメインＦＰＣの接続端部４２ａをねじ止めするためのねじ孔７２が形成されている。

図１からよくわかるように、上記のように構成されたヘッドアクチュエータ１４をケース１０に組み込んだ状態において、磁気ディスク１２ａはアーム２７ａ、２７ｂ間に位置し、また、磁気ディスク１２ｂはアーム２７ｃ、２７ｄ間に位置する。

ＨＤＤの動作時、アーム２７ａ、２７ｂに取り付けられた磁気ヘッド３３は、磁気ディスク１２ａの上面および下面にそれぞれ対向し、磁気ディスク１２ａを両面側から挟持する。同様に、アーム２７ｃ、２７ｄに取り付けられた磁気ヘッド３３は、磁気ディスク１２ｂの上面および下面にそれぞれ対向し、磁気ディスク１２ｂを両面側から挟持する。

ヘッドアクチュエータ１４をケース１０に組み込んだ状態において、支持フレーム３７に固定されたボイスコイル３６は、ケース１０上に固定された一対のヨーク３８間に位置する。ボイスコイル３６は、これらのヨーク３８および一方のヨークに固定された図示しない磁石とともにＶＣＭ１６を構成している。ボイスコイル３６に通電することにより、ヘッドアクチュエータ１４が回動し、磁気ヘッド３３は磁気ディスク１２ａ、１２ｂの所望のトラック上に移動および位置決めされる。

図１に示すように、ＦＰＣユニット１７は、フレキシブルプリント回路基板をほぼ矩形状に折り曲げて形成されたベース部４０と、ベース部から延出した細長い帯状のメインフレキシブルプリント回路基板（以下、メインＦＰＣと称する）４２と、を有し、共通のフレキシブルプリント回路基板により一体的に形成されている。メインＦＰＣ４２の延出端部は接続端部４２ａを構成している。図２に示すように、接続端部４２ａの一方の表面には多数の接続パッド４４が形成され、各接続パッドはメインＦＰＣ４２の図示しない導体配線を通してベース部４０側に電気的に接続されている。接続端部４２ａの他方の表面には、ほぼ矩形板状の補強板５１が固定されている。接続端部４２ａおよび補強板５１には、透孔５８が貫通形成されている。そして、接続端部４２ａは、固定ねじ７４を、透孔５８を通してスペーサリング２８ｂのねじ孔７２にねじ込むことにより、ヘッドアクチュエータ１４の基端部にねじ止めされている。

図２および図３に示すように、アーム２７ａないし２７ｂから延出している中継ＦＰＣ６２の接続部６４は、メインＦＰＣ４２の接続端部４２ａ上に位置決め配置されている。各接続部６４の接続パッドは接続端部４２ａ側の対応する接続パッド４４にハンダ付けされている。これにより、メインＦＰＣ４２と４つの中継ＦＰＣ６２とが電気的かつ機械的に接続されている。言い換えると、ヘッドアクチュエータ１４とＦＰＣユニット１７とが電気的かつ機械的に接続され、ヘッドアクチュエータユニットが形成されている。

上記のように構成されたＨＤＤによれば、ボイスコイル３６は、支持フレーム３７に対して、モールド成形された樹脂４５により固定されている。また、ボイスコイル３６のリード線４６は、モールド成形された樹脂４８により覆われ、所定の形状に成形された状態でスペーサリング２８ｂに固定されている。従って、インサート成形により、ボイスコイル３６の固定とリード線４６のフォーミングとを同時に行うことができ、製造工程を低減しヘッドアクチュエータを効率良く製造することができる。

同時に、ボイスコイル３６の支持部として、金属等の剛性の高い材料で形成された支持フレーム３７を用い、インサート成形された樹脂によって固定することにより、ボイスコイルの保持力が強固となり、共振周波数を上げることができる。この際、ボイスコイル３６の最外周に位置した露出外周部３６ｂは樹脂で覆われることなく露出していることから、ヘッドアクチュエータの寸法を共通とした場合、コイル有効線長を最大限に延ばすことができる。

コイル端子の処理も必要な部分にのみ配置させることができ、不用意に本来あるべき箇所でないところでワイヤーを切断してしまったり、リード線の浮きが発生することを防止することが出来る。

具体的に言うと、本発明の構造によれば、リード線は、その導体部は樹脂内に納まり、露出する部分は、ＦＰＣに接合される部分そのものであるために、従来のリード線剥き出しに比べ、リード線の配置を手作業で整えるフォーミング等作業が不要になり、この作業中に発生するリード線の断線や、取り付け時のリード線の浮きの発生を避けられる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、ＨＤＤにおいて、磁気ディスクの枚数は１枚に限らず、必要に応じて増加可能である。この発明は、磁気ディスク装置に限らず、光ディスク装置等の他のディスク装置にも適用することができる。

この発明の実施形態に係るＨＤＤを示す斜視図。 上記ＨＤＤに設けられたヘッドアクチュエータの分解斜視図。 上記ヘッドアクチュエータの斜視図。 上記ヘッドアクチュエータの支持フレームおよびボイスコイルを示す斜視図。 上記支持フレームおよびボイスコイルの裏面側を示す斜視図。

符号の説明

１０…ベース、 １１…底壁、 １２ａ、１２ｂ…磁気ディスク、
１３…スピンドルモータ、 １６…ＶＣＭ、 ３４…支持アーム、
３６…ボイスコイル、 ３６ａ…対向外周部、 ３６ｂ…露出外周部、
４５、４８…樹脂、 ４６…リード線、 ５０…コネクタ

Claims (3)

1. ディスク状の記録媒体と、前記記録媒体を支持しているとともに回転するモータと、前記記録媒体に対して情報処理を行うヘッドと、軸受部の回りで回動自在に設けられ、前記ヘッドを前記記録媒体に対して移動可能に支持したヘッドアクチュエータと、前記ヘッドアクチュエータを前記軸受部の周りで回動させるボイスコイルモータと、を備え、
   前記ヘッドアクチュエータは、前記軸受部から延出しているとともに金属で形成された支持フレームを有し、
   前記ボイスコイルモータは、前記ヘッドアクチュエータの回転軸とほぼ平行に延びた巻回中心軸を有し前記支持フレーム間に配置されたボイスコイルと、前記ボイスコイルから延出しているとともに接続端を有したリード線とを備え、
   前記ボイスコイルの外周部は、前記支持フレームに対向した対向外周部と、前記軸受部に対して最外周に位置しているとともに外部に露出した露出外周部とを有し、このボイスコイルは、前記対向外周部と前記支持フレームと間にモールド成形された樹脂により前記支持フレームに固定されて、前記リード線は、モールド成形された樹脂により覆われ前記ヘッドアクチュエータの所定位置に固定されているディスク装置。
2. 前記ヘッドアクチュエータは、前記リード線の接続端に重ねてヘッドアクチュエータ上にモールド成形されたコネクタを備えている請求項１に記載のディスク装置。
3. 前記支持フレームはほぼＵ字形状に形成され、前記ボイルコイルは、ほぼ矩形状に巻回され、それぞれ前記支持フレームに対向した３辺の対向外周部と、前記１つの露出外周部とを有している請求項１又は２に記載のディスク装置。

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