JP2005500635A - ディスク・ドライブの音響減衰用の平行ばね設計 - Google Patents

Abstract

ディスク・ドライブ（１００）のアクチュエータ（１１０）によって生み出される音響雑音を減衰させるための梁ダンパ（１４０）。梁ダンパ（１４０）は、ディスク・ドライブ（１００）のハウジング（１０２、１０４）の一部分とアクチュエータ・モータ（１２６）との間で圧縮される。梁ダンパ（１４０）は、ハウジング（１０２、１０４）とアクチュエータ・モータ（１２６）の上部又は下部極（１３４、１５４）とのうちの選択されたどちらか一方に固定された実質的に平らなプラットホーム（１４８）を含む。複数の可撓梁（１５０）が、選択された角度でプラットホーム（１４８）から延び、ハウジング（１０２、１０４）と上部又は下部極（１３４、１５４）とのうちの残りの一方と接触して、アクチュエータ・モータ（１２６）に対してハウジングを弾力によって偏倚する。梁ダンパ（１４０）は、延性金属のシートから形成されることが好ましい。延性金属シートは打ち抜いてプラットホーム（１４８）及び可撓梁（１５０）を形成し、その後、可撓梁（１５０）を所望の角度に曲げる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００１年３月２１日に提出されたＰＡＲＡＬＬＥＬ ＳＰＲＩＮＧ ＤＥＳＩＧＮ ＦＯＲ ＡＣＯＵＳＴＩＣ ＤＡＭＰＩＮＧという名称の米国仮出願番号６０／２７７，７８４の恩典を請求するものである。
請求の発明は一般にディスク・ドライブ・データ記憶装置に関し、詳細には、ディスク・ドライブによって生み出される音響雑音を減衰させるダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスク・ドライブは、大量のデータを使用者がすぐに使用できる形態で記憶するために多くのコンピュータ環境で一般的に使用されている。ディスク・ドライブは一般に、スピンドル・モータによって一定の速度で高速回転する１枚又は数枚の磁気ディスクを有する。ディスクはそれぞれデータ記憶面を有し、データ記憶面は、内径及び外径を有するバンドを横切って半径方向に間隔をあけて配置された一連の同心データ・トラックに分割されている。データは、磁束遷移の形態でデータ・トラックに記憶される。この磁束遷移は、１つ又は複数の読取り／書込みヘッドによって引き起こされる。
【０００３】
読取り／書込みヘッドはそれぞれ、磁気変換器などの相互作用要素を含む。磁気変換器は、データ・トラックにデータを書き込み、又はデータ・トラックに記憶されたデータを読み取るために、選択されたデータ・トラック上の磁気遷移を感知する。読取り／書込みヘッドはそれぞれ、回転アクチュエータ・アームに取り付けられており、データ・トラックにデータを書き込み、又はデータ・トラックに記憶されたデータを読み取るため、アクチュエータ・アームによって選択されたデータ・トラックの上空に配置される。読取り／書込みヘッドはそれぞれ、ディスクの回転によって生み出される気流に応答してディスクの上空でヘッドを浮かび上がらせるエア・ベアリング面を有するスライダ・アセンブリを含む。望ましい間隙は、読取り／書込みヘッドと対応するディスクとを分離する。
【０００４】
一般的な応用では、スピンドル・モータのハブの上に、中心に穴のあいた複数のディスクと複数のスペーサ・リングが交互に積み重ねられる。ハブは、この積み重ねられたスタックの中心部分を画定するほかに、ディスク及びスペーサ・リングを共通の軸に関して整列させる働きをする。ディスク、スペーサ・リング及びスピンドル・モータ・ハブは全体として、ディスク・パック・アセンブリを画定する。相補的なアクチュエータ・アーム・スタックに取り付けられてアクチュエータ・アセンブリの一部を構成する読取り／書込みヘッドは、この積み重ねられたディスクの表面にアクセスする。アクチュエータ・アセンブリは、読取り／書込みヘッドから可撓線回路に電気信号を伝える機構を含み、可撓線回路は、ディスク・ドライブのベース・デッキに取り付けられた可撓線回路コネクタに電気信号を伝える。
【０００５】
ディスク・ドライブが使用されていないとき、読取り／書込みヘッドは、ディスクのデータ記憶面とは別の位置に着地している。着地ゾーンは一般に、回転しているディスクの回転速度が、エア・ベアリングを維持するのに必要な閾速度よりも低下する以前に読取り／書込みヘッドが位置するそれぞれのディスクの表面に設定される。着地ゾーンは普通、ディスクの内径の近くに位置する。
【０００６】
アクチュエータ・アセンブリは一般に、アクチュエータ・アセンブリの中央に配置されたピボット・アセンブリ回りに回動するアクチュエータ本体を有する。ボイス・コイル・モータがアクチュエータ・アセンブリの近位端の位置を決定する。アクチュエータ・アセンブリの近位端の位置が決まることによって、読取り／書込みヘッドを支持しているアクチュエータ・アセンブリの遠位端がディスクの表面を横切って移動する。
【０００７】
ボイス・コイル・モータのコイルは電流を流す。コイルを流れるこの電流は電場を生み出す。コイルは、ボイス・コイル・モータの上部極と下部極の間の磁場の中に置かれる。コイルの電場は、上部極と下部極によって生み出される磁場と相互作用して、アクチュエータ・アセンブリを、ピボット・アセンブリ回りに回動させる。
【０００８】
アクチュエータ・アセンブリの回動運動によって、静止した上部磁極及び下部磁極に反作用力が生じ、これによって上部極及び下部極が振動する。上部極及び下部極はベース・デッキに取り付けられているので、上部極及び下部極の振動は、ディスク・ドライブ全体、特に上ぶたに伝わる。上ぶたの振動は、周囲の環境に音響雑音を生み出す。
【０００９】
ボイス・コイル・モータのこの望ましくない振動の問題に対処する多数の試みが実施された。例えば、Ｋｉｍに発行された米国特許第５９９９３７４号（Ｋｉｍ’３７４）は、上部ヨーク（上部極）にあけた穴に挿入した３つの弾性ねじ形ダンパを使用して振動を減衰させることを開示している。この３つの弾性ダンパの頂部が上ぶたの内面をしっかりと押して、上ぶたの運動を抑制する。
【００１０】
Ａｈｍａｄ他に発行された米国特許第６１７５４６９号（Ａｈｍａｄ’４６９）は、透磁性ライナに接合されたエラストマー部材を使用して減衰部材を形成することを開示している。この減衰部材はディスク・ドライブの上ぶたに取り付けられ、上ぶたとボイス・コイル・モータの上部極との間で圧縮される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
Ｋｉｍ’３７４のダンパとＡｈｍａｄ’４６９の減衰部材はともに、上ぶたの振動の抑制に使用できることが分かっているが、ボイス・コイル・モータによって生み出され、上ぶたに伝わる振動エネルギーを放散させることによって、上ぶたによって生み出される音響雑音をより効果的に低減する装置がなお求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
好ましい実施例によれば、ディスク・ドライブによって生み出される音響雑音を低減するために、ディスク・ドライブのボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）用の梁ダンパが提供される。この梁ダンパは、ディスク・ドライブの振動エネルギーを放散させることによって音響雑音を低減させる。
【００１３】
ディスク・ドライブは、上ぶたと、上部磁極を備えたＶＣＭとを有する。ＶＣＭは、アクチュエータ・アセンブリを回動運動させるためにＶＣＭが生み出す起電力に反応して上部極及び下部極に発揮される力によって、ディスク・ドライブ内に振動エネルギーを発生させる。梁ダンパは、ディスク・ドライブの上ぶたに固定され、上部極の上に支持される。梁ダンパは、実質的に平らなプラットホームと、プラットホームから延び、上部極と係合して、弾力によって上ぶたを上部極から離して偏倚する一連の可撓梁とを含む。
【００１４】
請求の発明を特徴づけるこれらの特徴及び利点、並びに他のさまざまな特徴及び利点は、以下の詳細な説明を読み、関連図面を検討することによって明白となろう。
【実施例】
【００１５】
図面を参照、具体的には図１を参照すると、本発明の好ましい実施例に従って構築されたディスク・ドライブ１００の上面図が示されている。ディスク・ドライブ１００は、さまざまなディスク・ドライブ構成要素が取り付けられたベース・デッキ１０２を含む。ディスク・ドライブはさらに、ベース・デッキ１０２及びガスケット１０５とともにディスク・ドライブ１００のハウジングを構成するふた１０４を有する。
【００１６】
選択された関心の構成要素を露出させるために、上ぶた１０４は部分的に切り取られて示されている。ディスク・ドライブ１００の構造上の詳細については、その多くが当業者に周知であり、かつ本発明を説明する上でも不必要なため、これらの詳細は以下の説明には含まれない。
【００１７】
ベース・デッキ１０２にはスピンドル・モータ１０６が取り付けられており、スピンドル・モータ１０６には１枚又は数枚のディスク１０８が取り付けられている。クランプ・リング１１０が、一定の速度で高速回転するスピンドル・モータ１０６にディスク１０８を固定する。ディスク１０８の隣りにアクチュエータ・アセンブリ１１２が位置する。アクチュエータ・アセンブリ１１２はピボット軸受アセンブリ１１４回りに、ディスク１０８と平行な平面内で回転する。アクチュエータ・アセンブリは、ピボット軸受アセンブリ１１４によって支持されたＥブロック１１５を含む。Ｅブロック１１５は、ロード・アーム・アセンブリ１１８を支持したアクチュエータ・アーム１１６を有する。ロード・アーム・アセンブリ１１８は読取り／書込みヘッド１２０を支持し、読取り／書込みヘッド１２０をそれぞれ１枚のディスク１０８の表面に隣接させる。読取り／書込みヘッド１２０は、読取り／書込みヘッド１２０を支持した従来型のスライダ・アセンブリ（図示せず）を使用して、データ読取り又はデータ書込み空間関係に維持される。
【００１８】
ディスク１０８はそれぞれ、同心の円形データ・トラック（図示せず）に分割されたデータ記録面１２２を含むデータ記憶場所を有し、データ・トラックからデータを読み取り、又はデータ・トラックにデータを書き込むため、読取り／書込みヘッド１２０はデータ・トラックに隣接して位置する。データ記録面１２２は、ディスク・ドライブ１００が使用されていないときに読取り／書込みヘッド１２０が静止するテクスチャの付いた円形の着地ゾーン１２４を、１枚のディスク１０８の内径の近くに有する。
【００１９】
Ｅブロック１１５は、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１２６によってその位置が決められる。Ｅブロックは、アクチュエータ・アセンブリの近位端でＥブロック１１５に取り付けられたコイル・ヨーク１２８を有する。コイル・ヨーク１２８はコイル１３０を支持している。コイル１３０は、磁石アセンブリ１３２によって生み出される磁場の中にある。磁石アセンブリ１３２は、上部及び下部永久磁石を支持した一対の鋼板（上部極１３４及び下部極１３６）を含む（図１では上部極１３４だけが見えている）。
【００２０】
コイル１３０は上部磁石と下部磁石の間に配置されている。コイル１３０に電流が流れると電磁場が確立され、この電磁場が、磁石アセンブリ１３２によって確立された磁場と相互作用して、コイル１３０が磁石アセンブリ１３２に対して相対的に移動する。コイル１３０の移動によって、アクチュエータ・アセンブリ１１２がピボット軸受アセンブリ１１４回りに回動して、読取り／書込みヘッドをディスク１０８に対して望ましい位置に配置する。可撓線回路１３８が、アクチュエータ・アセンブリ１３２とディスク・ドライブのプリント回路板（図示せず）との間の必要な導電経路を提供する。ディスク・ドライブ・プリント回路板は、ベース・デッキ１０２の下側に取り付けられている。ディスク・ドライブ・プリント回路板は、読取り／書込みヘッド１２０の動作を制御するディスク・ドライブ読取り／書込み回路を提供する。ディスク・ドライブ・プリント回路板はさらに、ディスク・ドライブ１００の他のインタフェース及び制御回路を提供する。
【００２１】
図１にはさらに、梁ダンパ１４０が（破線で）示されている。後に論じるとおり、梁ダンパ１４０は、上ぶた１０４と上部極１３４の間に置かれて、ディスク・ドライブ１００によって生み出される音響雑音を低減する。
【００２２】
梁ダンパ１４０をより詳細に説明するため、図２に、上ぶた１０４の内面の平面図を示す。図２に示した上ぶた１０４の特徴には、アクチュエータ・アセンブリの接点１４２、スピンドル・モータの接点１４４、及びディスク１０８に隣接した積層減衰構造１４６が含まれる。
【００２３】
梁ダンパ１４０は、接着剤層又は他の適当な固定法を使用して、上ぶた１０４の内面に取り付けられている。梁ダンパ１４０は平らなベース又はプラットホーム１４８を含み、そこから、いくつかの可撓梁１５０がある角度で延びている。上ぶた１０４をベース・デッキ１０２に取り付けると、可撓梁１５０は上部極１３４と係合し、弾力によって上ぶた１０４を上部極１３４から離して偏倚する。この偏倚が弾性偏倚であるのは、この構成では可撓梁１５０がばねのような働きをするためである。そのため、可撓梁１５０は、上部極１３４を通して可撓梁１５０に伝わった振動エネルギーを放散させ、同時に、上ぶた１０４を上部極１３４にしっかりと結合する。一連の可撓梁１５０中のそれぞれの可撓梁１５０は、図示のように梁ダンパ１４０の弦（正中線）に沿って間隔をあけて配置されることが好ましい。
【００２４】
図３及び図４に梁ダンパ１４０をより詳細に示す。図３は等角図、図４は図３の線４−４に沿った断面立面図である。梁ダンパ１４０は、ステンレス鋼、他の延性金属などの平らな材料シートから形成されることが好ましい。この材料シートを打ち抜き、カットして所望の形状を得る。可撓梁１５０をカットし、所望の角度で上方へ曲げ、プラットホーム１４８に対応する開口１５２を残すことに留意されたい。可撓梁１５０は、開口１５２と実質的に同じ形状を保持し、又は可撓梁１５０の周縁から少量の材料を切り取って、可撓梁１５０を対応する開口１５２よりも小さくすることができる。
【００２５】
図５に、梁ダンパ１４０及びＶＣＭ１２６の断面立面図を示す。ＶＣＭ１２６の磁石アセンブリ１３２は、上部極１３４及び下部極１５４、並びに上部及び下部永久磁石１５６、１５８を含む。コイル１３０は、磁石１５６と１５８の間に配置されて示されている。それぞれの可撓梁１５０の先端１６０は、上部極１３４の上面と押圧的に係合する。したがって、コイル１３０の急速な運動によって引き起こされる磁石アセンブリ１３２の振動は、上ぶた１０４と上部極１３４の間の可撓梁１５０の圧縮によって減衰される。所望の圧縮量及び結果として得られる減衰は、可撓梁１５０の寸法、可撓梁１５０がプラットホーム１４８との間に形成する初期角度、及び材料の弾性係数を適当に選択することによって達成することができる。
【００２６】
図６に、他の好ましい実施例に従って構築された梁ダンパ１４０の断面立面図を示す。より具体的には梁ダンパ１４０が、図示のように丸みを帯びた輪郭を有する可撓梁１６２を含む。可撓梁１６２はそれぞれ、上部極と押圧的に係合する湾曲した係合面１６４を有し、そのため先端１６６が上部極１３４と接触しない。この構成の利点は、梁ダンパ１４０と上部極１３４の間でのこすり合いながらの係合によって粒子が生成される可能性が小さくなることである。
【００２７】
図７に、他の好ましい実施例に従って構築された梁ダンパ１４０の断面立面図を示す。図７の梁ダンパ１４０は、上ぶた１０４ではなしに上部極１３４に取り付けられて示されている。図７の梁ダンパは、図１〜図５の実施例に示したような実質的に線状の可撓梁１６８を有するが、ゴムなどの振動吸収性材料１７０が追加されている。材料１７０は、それぞれの可撓梁１６８の先端１７２に適用され、梁ダンパ１４０の減衰特性を向上させ、さらに粒子生成を低減する働きをする。この振動吸収性材料は、材料コーティング又は別個の材料片とすることができる。
【００２８】
図１〜図７に関してこれまでに説明した本発明の全ての実施例では、上ぶた１０４の励振を低減し、それによってエネルギーの分配に対してより堅固なアセンブリを提供することで、梁ダンパ１４０が、弾力によって上ぶた１０４を上部極１３４から離して有利に偏倚する。図１〜図７に示した可撓梁の数は例示的なものにすぎず、請求の発明の範囲を限定するものではない。
【００２９】
異なる数の可撓梁を有する梁ダンパでは、上ぶた１０４の減衰特性が異なることが観察された。したがって可撓梁の具体的な数及び形状は、所与の応用の要件に基づいて選択することが好ましい。
【００３０】
一般に、製造上の制限条件が許す限り、梁ダンパに対してできるだけ多くの可撓梁を使用することが好ましい。これは、可撓梁を多くすると、可撓梁によって放散される振動エネルギーが一般に大きくなり、振動エネルギーがより広い面積に分布する傾向があるためである。さらに、より多くの可撓梁を使用することによって、可撓梁間に多少の剛性の変動があっても、梁ダンパによる全体的なエネルギー放散が大きな影響を受けることがなくなる。
【００３１】
梁ダンパ１４０が従来技術に優るいくつかの利点を有することを理解されたい。梁ダンパ１４０は容易に製造し、取り付けることができる。このことは、ディスク・ドライブの大量製造環境において重要な考慮事項である。板ばねとしての可撓梁１５０、１６２、１６８の動作は、Ｋｉｍ’３７４及びＡｈｍａｄ’４６９によって開示されたサンドイッチ式の圧縮材料に比べて、上ぶた１０４と上部極１３４との間の結合を向上させる。可撓梁はさらに、コイル１３０の移動方向に平行な方向の振動の減衰を向上させ、圧縮材料とは違って、時間の経過とともに弛緩し弾性を失う傾向がない。可撓梁の数及び形状を適当に選択することによって所望の減衰特性を容易に得ることができる。
【００３２】
以上の実施例では、上ぶた１０４と上部極１３４の間に梁ダンパ１４０を配置したが、このような構成は例示を目的としたものであって、先に請求した発明を限定するものでは必ずしもない。したがって、希望ならば例えば、ベース・デッキ１０２と下部極１５４の間に梁ダンパ１４０を配置することも容易に企図される。
【００３３】
（本明細書において具体化され、上記請求項において請求された）発明は、ディスク・ドライブによって生み出される音響雑音を低減するための、ディスク・ドライブ（例えば１００）のＶＣＭ（例えば１２６）用の梁ダンパ（例えば１４０）に関することを理解されたい。この梁ダンパは、ディスク・ドライブの振動エネルギーを放散させることによって音響雑音を低減させる。ディスク・ドライブ１００は、上ぶた１０４と、上部磁極１３４を備えたＶＣＭ１２６とを有する。ＶＣＭは、アクチュエータ・アセンブリ（例えば１１２）を回動運動させるためにＶＣＭが生み出す起電力に反応して上部極及び下部極に発揮される力によって、ディスク・ドライブ内に振動エネルギーを発生させる。梁ダンパは、上ぶたをベース・デッキ（例えば１０２）に取り付けたときに上部極と整列するように上ぶたに取り付けられる。梁ダンパは、（ａ）実質的に平らなプラットホーム（例えば１４８）と、（ｂ）プラットホームから延び、上部極と係合して、弾力によって上ぶたをＶＣＭの上部極から離して偏倚するいくつかの可撓梁（例えば１５０、１６２、１６８）とを含む。
【００３４】
添付の請求項では、最初の手段によって実行される先に挙げた機能が、極１３４又はハウジング部材（例えば上ぶた１０４）に固定されたプラットホーム１４８を有する開示の梁ダンパ１４０によって実施されると理解される。いくつかの可撓梁１５０、１６２及び１６８がプラットホーム１４８から所望の角度で延び、残りのハウジング１０４又は極１３４と係合する。梁ダンパ１４０は延性金属から形成され、そのため可撓梁は実質的に板ばねとして動作する。したがって、Ｋｉｍ’３７４及びＡｈｍａｄ’４６９が開示しているものなどの圧縮性フォーム・ラバー層又は他の弾性ダンパは請求の範囲には含まれず、請求の構造に等価の構造の定義から明示的に排除される。
【００３５】
以上の説明では、本発明のさまざまな実施例の多数の特性及び利点を、本発明のさまざまな実施例の構造及び機能の詳細とともに記載したが、この詳細な説明は例示的なものにすぎず、添付の請求項を表現するのに使用された用語の幅広い一般的な意味によって指示される範囲で、本発明の原理に含まれる詳細、特に構造及び部分の配置に変更を加えることができることを理解されたい。例えば、梁ダンパの具体的な応用に応じて、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、同じ機能を維持しつつ特定の要素を変更することができる。
【００３６】
さらに、本明細書に記載した実施例は、ディスク・ドライブの梁ダンパを対象としているが、請求の発明の趣旨及び範囲から逸脱することなくこの梁ダンパを、音響雑音の発生が問題となっている他の装置に対して使用することができることを当業者は理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の好ましい実施例に従って構築されたディスク・ドライブの部分切断平面図である。
【図２】図１のディスク・ドライブの上ぶた及び梁ダンパの内側の平面図である。
【図３】図２の梁ダンパの等角図である。
【図４】図３に示した断面４−４の断面図である。
【図５】ディスク・ドライブの梁ダンパ及びボイス・コイル・モータの部分断面立面図である。
【図６】本発明の他の好ましい実施例に基づく梁ダンパの部分断面立面図である。
【図７】本発明の他の好ましい実施例に基づく梁ダンパの部分断面立面図である。

Claims (10)

1. ディスク・ドライブが上ぶたを有し、ボイス・コイル・モータが透磁性の上部極を有するディスク・ドライブのボイス・コイル・モータ用の梁ダンパであって、上部極と上ぶたの間にあり、
   （ａ）実質的に平らなプラットホームと、
   （ｂ）プラットホームから延び、上部極と係合して、弾力によって上ぶたをボイス・コイル・モータの上部極から離して偏倚する複数の可撓梁と
   を備えた梁ダンパ。
2. 梁ダンパの材料が延性金属である、請求項１に記載の梁ダンパ。
3. それぞれの可撓梁の先端が振動吸収材料で覆われた、請求項１に記載の梁ダンパ。
4. 可撓梁がそれぞれ、丸みを帯びた輪郭を有し、この輪郭が、上部極と押圧的に係合する湾曲した接触面を提供する、請求項１に記載の梁ダンパ。
5. 平らな材料シートを用意する段階と、平らな材料シートを打ち抜いてプラットホーム及び可撓梁を形成する段階と、可撓梁をプラットホームに対して所望の角度に曲げる段階とを含む方法によって形成された、請求項１に記載の梁ダンパ。
6. （ａ）ハウジングと、
   （ｂ）ハウジングの中に支持された回転可能なディスクと、
   （ｃ）透磁性材料層を含む極を有するボイス・コイル・モータと、
   （ｄ）ハウジングと極の間に配置されたボイス・コイル・モータ用の梁ダンパと
   を備え、梁ダンパが、
   （ｄ１）ハウジングと極のうちの選択されたどちらか一方に固定された実質的に平らなプラットホームと、
   （ｄ２）プラットホームに対する選択された角度でプラットホームから延び、それぞれハウジングと極のうちの残りの一方と係合して、ボイス・コイル・モータに対してハウジングを弾力によって偏倚するいくつかの可撓梁と
   を備えた
   ディスク・ドライブ。
7. それぞれの可撓梁の先端が振動吸収材料で覆われた、請求項６に記載のディスク・ドライブ。
8. 可撓梁がそれぞれ、丸みを帯びた輪郭を有し、この輪郭が、ハウジングと極のうちの残りの一方と押圧的に係合する湾曲した接触面を提供する、請求項６に記載のディスク・ドライブ。
9. 可撓梁の数が少なくとも４個である、請求項６に記載のディスク・ドライブ。
10. 梁ダンパが、平らな材料シートを用意する段階と、平らな材料シートを打ち抜いてプラットホーム及びいくつかの可撓梁を形成する段階と、それぞれの可撓梁をプラットホームに対して所望の角度に曲げる段階とを含む方法によって形成された、請求項６に記載のディスク・ドライブ。