JP2007066508A - ハードディスクドライブのパーチクル排出装置及びこれを備えたハードディスクドライブ - Google Patents

Abstract

【課題】パーチクル排出装置及びこれを備えたハードディスクドライブを提供すること。
【解決手段】ハードディスクドライブのカバー部材１１２と、ディスク１２０の回転により発生した空気流動をディスク１２０の外郭へ誘導する流路を形成するように、カバー部材１１２の底面にディスク１２０に対向して付着された空気誘導部材１７０と、を備え、空気誘導部材１７０の外周に沿って形成された流路の流動空気流入部の断面積より流動空気出口部の断面積がさらに小さいことを特徴とするハードディスクドライブのパーチクル排出装置が提供される。これにより、ディスク１２０の回転により発生した空気流動が、カバー部材１１２の底面に付着された空気誘導部材１７０によりディスク１２０の外郭へ誘導されつつその流動速度も速くなるので、ディスク１２０上のパーチクルがディスク１２０の外郭に効果的に排出される。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハードディスクドライブに係り、さらに詳細には、ディスク上に存在するホコリなどのパーチクルを含む流動空気をディスクの外郭へ誘導するパーチクル排出装置及びそれを備えたハードディスクドライブに関する。

ディスク上に存在するホコリなどの微細パーチクルは、ディスク表面に付着して読み取り／書き込みヘッドの動作を不安定にさせる。すなわち、読み取り／書き込みヘッドがディスク面に存在する微細パーチクルに衝突すると、硬い微細パーチクルにより読み取り／書き込みヘッドにスクラッチが発生して、読み取り／書き込みヘッドの性能を劣化させ、蓄積された微細パーチクルによるディスク層の汚染または損傷を引き起こす。すなわち、蓄積された微細パーチクルによりディスクの潤滑層及び保護層などが剥がれ、これにより磁気記録層の性能が劣化して深刻なディスクエラーを発生させることがある。

したがって、ハードディスクドライブ内、特に読み取り／書き込みヘッド及びディスク面に微細パーチクルが残らないように排出させることが必須である。

図１には、ハードディスクドライブ内に残存する微細パーチクルを除去するための従来のハードディスクドライブのフィルタリング装置が採用された、ハードディスクドライブの一例が図示されている。

図１を参照すれば、従来のハードディスクドライブは、ベース部材３及びカバー部材２から形成されたハウジング１と、ベース部材３上に設置されたスピンドルモータ６と、スピンドルモータ６に固設された一つまたはそれ以上のデータ保存用ディスク４と、データの再生及び記録のための読み取り／書き込みヘッドをディスク４上の所定位置に移動させるためのアクチュエータ５と、を備えている。

このようなハードディスクドライブにおいて、ディスク４は高速回転し、ハウジング１内の空気は、前記ディスク４の回転方向と同じ方向、すなわち、矢印Ａ方向に流動される。このように流動される空気のうち一部は、前記ディスク４の外周側に形成されたエアーガイド９によりガイドされてフィルター７を通過する。このような過程で、流動空気に含まれているホコリなどの微細パーチクルは、フィルター７によってろ過される。

図１のような２．５インチ以上のハードディスクドライブでは、ディスクの直径が大きいためにその回転速度も比較的速く（約５，４００ｒｐｍ以上）、ディスクの回転による空気流動が円滑になされてパーチクルの排出が容易であった。

特開２０００−１５６０６８号公報

しかし、小型かつ薄型のＳＦＦ（Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ）ハードディスクドライブでは、そのディスク直径が小さく、回転速度も比較的低い。したがって、ディスクの回転により発生する空気流動が十分に行われず、ディスク上に流れ込んだパーチクルがディスクの外側に容易に排出されない。このような現象によって、読み取り／書き込みヘッド及びディスク表面が物理的に損傷するか、読み取り／書き込みヘッドの性能が低下するなどの問題点が発生する。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ディスク上のパーチクルを効率的に除去し、パーチクルによるディスクの損傷とヘッドの損傷及び性能低下が防止することが可能なパーチクル排出装置及びこれを備えたハードディスクドライブを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、ハードディスクドライブのカバー部材と、ディスクの回転により発生した空気流動をディスクの外郭へ誘導する流路を形成するように、ディスクに向ってカバー部材の底面に付着された空気誘導部材と、を備え、空気誘導部材の外周に沿って形成された流路の流動空気出口部の断面積は、流動空気流入部の断面積より小さいことを特徴とする、ハードディスクドライブのパーチクル排出装置が提供される。かかる構成により、ディスクの回転により発生した空気流動が、空気誘導部材によりハードディスクの外郭へ誘導されつつその流動速度が速くなって、ディスク上のパーチクルをディスクの外郭に効果的に排出することができる。これにより、パーチクルによるディスクの損傷とヘッドの損傷及び性能低下が防止される。

具体的には、空気誘導部材の内周は、ディスクの回転中心と同心をなし、ディスクを回転させるスピンドルモータの外周に隣接するようにしてもよい。

そして、空気誘導部材の内周は、ディスクの回転中心と同心をなし、空気誘導部材の外周は、ディスクの回転中心からの半径がディスクの回転方向に沿って次第に大きくなる流線型であってもよい。

また、空気誘導部材は、ハードディスクドライブの内部及び外部の気圧を均一に調節するためのフィルターであってもよい。

また、空気誘導部材は、ハードディスクドライブ外部の有害ガスまたは水分が内部に流れ込むことを遮断するためのフィルターであってもよい。

また、空気誘導部材の外周に沿って形成された流路の流動空気出口部の前方に位置し、流動空気内に含まれたパーチクルを捕集するフィルターをさらに備えるようにしてもよい。これにより、ディスクの外郭に排出されるパーチクルを効率的に捕集することができる。

この場合、フィルターは、吸着フィルターであってもよく、あるいは、再循環フィルターであってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ベース部材と、ベース部材上に設置されてデータ保存用ディスクを回転させるためのスピンドルモータと、ベース部材に設置されて読み取り／書き込みヘッドをディスク上の所定位置に移動させるためのアクチュエータと、ベース部材の上部に組み立てられるカバー部材と、を備えるハードディスクドライブにおいて、ディスクの回転により発生した空気流動をディスクの外郭へ誘導する流路を形成するように、ディスクに向ってカバー部材の底面に付着された空気誘導部材を備え、空気誘導部材の外周に沿って形成された流路の流動空気出口部の断面積が流動空気流入部の断面積よりが小さいことを特徴とする、ハードディスクドライブが提供される。かかる構成により、ディスクの回転により発生した空気流動が、空気誘導部材によりハードディスクの外郭へ流動されつつその流動速度が速くなって、ディスク上のパーチクルをディスクの外郭に効果的に排出することができる。これにより、パーチクルによるディスクの損傷とヘッドの損傷及び性能低下が防止される。

また、空気誘導部材の内周は、ディスクの回転中心と同心をなし、ディスクを回転させるスピンドルモータの外周に隣接するようにしてもよい。

そして、空気誘導部材の内周は、ディスクの回転中心と同心をなし、空気誘導部材の外周は、ディスクの回転中心からの半径がディスクの回転方向に沿って次第に大きくなる流線型であってもよい。

また、空気誘導部材は、ブレス・フィルターであってもよい。

また、空気誘導部材の外周に沿って形成された流路の流動空気出口部の前方に位置し、流動空気内に含まれたパーチクルを捕集するフィルターをさらに備えてもよい。これにより、ディスクの外郭に排出されるパーチクルを効率的に捕集することができる。

この場合、フィルターは、吸着フィルターであってもよく、あるいは、再循環フィルターであってもよい。

以上説明したように本発明によれば、ディスク上のパーチクルを効率的に除去し、パーチクルによるディスクの損傷とヘッドの損傷及び性能低下が防止される。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図２は、本発明の実施形態によるパーチクル排出装置が採用されたハードディスクドライブを概略的に示す斜視図であり、図３は、本発明の空気誘導部材の作用を説明するためのパーチクル排出装置の概略図である。

図２と図３とを共に参照すれば、本実施形態にかかるハードディスクドライブは、ベース部材１１１及びカバー部材１１２から形成されたハウジング１１０と、ベース部材１１１上に設置されてディスク１２０を回転させるスピンドルモータ１３０と、読み取り／書き込みヘッドを持つアクチュエータ１４０とを備える。カバー部材１１２は、複数の締結ねじ１１９のような締結手段によりベース部材１１１の上部に締結されて、ディスク１２０、スピンドルモータ１３０及びアクチュエータ１４０などを保護する役割をする。

ベース部材１１１の底面には、ハードディスクドライブを作動させるための印刷回路基板１６０が結合され、印刷回路基板１６０上には複数の回路素子１６２が実装される。

アクチュエータ１４０は、ディスク１２０にデータを記録またはディスク１２０からデータを再生するための読み取り／書き込みヘッドをディスク１２０上の所定位置に移動させるためのものであって、ベース部材１１１上に回動自在に設置される。具体的には、アクチュエータ１４０は、ベース部材１１１に設置されたアクチュエータピボット１４１に回転自在に結合されたスイングアーム１４２と、スイングアーム１４２の一側端部に結合されヘッドが搭載されたスライダー１４４をディスク１２０の表面側に付勢するように支持するサスペンション１４３と、スイングアーム１４２を回転させるためのボイスコイルモータ（ＶＣＭ；Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）１４６と、を備える。ＶＣＭ１４６は、スイングアーム１４２の他側端部に結合されるＶＣＭコイル１４７と、ＶＣＭコイル１４７と対面するように配置されたマグネット１４８と、を備える。

本発明の一実施形態によるパーチクル排出装置は、ディスク１２０の表面と対向する側のカバー部材１１２の底面に空気誘導部材１７０を設置する方式を採用している。カバー部材１１２の底面には、ディスク１２０の回転により発生した空気流動をディスク１２０の外郭へ誘導する空気誘導部材１７０が付着される。空気誘導部材１７０は、カバー部材１１２の底面のうちディスク１２０の表面に対向する位置に付着される。

より詳細には、空気誘導部材１７０の形状は、ディスク１２０の回転方向に沿って長く延びた螺旋状になっている。特に、空気誘導部材１７０は、空気が流れ込む上流側端部１７０ａから空気が排出される下流側端部１７０ｂに向かってその幅Ｗが次第に広くなる形状である。さらに、空気誘導部材１７０の内周１７０ｃは、ディスク１２０の回転中心と同心をなしつつスピンドルモータ１３０の外周と可能な限り隣接し、空気誘導部材１７０の外周１７０ｄは、ディスク１２０の回転中心からの半径がディスク１２０の回転方向に沿って次第に大きくなる流線型に形成される。このような形状によって、ディスク１２０の外側のエッジと空気誘導部材１７０の外周１７０ｄとの間隔がディスク１２０の回転方向に沿って次第に狭くなることによって、空気誘導部材１７０とベース部材１１１あるいはカバー部材１１２の側壁との間に形成された流路の断面積が段々と小さくなる。しかし、本発明は、本実施形態に限定されず、流動空気の流路に沿って流路の断面積が不規則的に変わる他の実施形態や、流路の流動空気流入部の断面積より流動空気出口部の断面積が小さく形成されたさらに他の実施形態も、本発明の目的を達成する本発明の内容に含まれる。

以下では、図３を参照して前記した空気誘導部材の作用を説明する。

スピンドルモータ１３０によりディスク１２０が回転し始めれば、矢印で示す方向の空気流動Ｆが発生する。このように発生した空気流動は、空気誘導部材１７０の外周１７０ｄに沿ってガイドされる。したがって、空気流動は、空気誘導部材１７０の外周１７０ｄとベース部材１１１あるいはカバー部材１１２の側壁との間でディスク１２０の回転方向Ｄに沿って流動する。この時、ディスク１２０の回転方向に沿って空気誘導部材１７０の外周とディスク１２０の外側エッジとの間隔が益々狭くなることによって、空気流動は順次ディスク１２０外郭へ誘導される。空気誘導部材１７０の下流側端部１７０ｂに近づくほど、空気誘導部材１７０の外周１７０ｄとベース部材１１１の側壁との間隔が狭くなって流路断面積が狭くなり、したがって、流動空気の流速が速くなり、圧力が降下して吸入作用が強化される。これによって、ディスク１２０上のパーチクルが速い空気流動と共にハードディスク１２０外郭に排出される。

さらに、本実施形態では、空気誘導部材１７０とカバー部材１１２あるいはベース部材１１１の側壁との間に形成された流路の流動空気出口部の前方に隣接して設置され、空気誘導部材１７０に沿って流動を形成した空気中のパーチクルを捕集するフィルターをさらに備える。このようなフィルターとしては、具体的には、吸着フィルター１８０が使われる。この吸着フィルター１８０は、空気誘導部材１７０とベース部材１１１あるいはカバー部材１１２の側壁との間に形成された流路の流動空気出口部の前方に位置するように、カバー部材１１２の底面に付着される。したがって、上述したように空気流動と共にハードディスク１２０外郭に排出されるパーチクルが、吸着フィルター１８０により効率的に捕集される。

一方、空気流動と共にディスク１２０の外側に排出されるパーチクルをフィルタリングするためのフィルターとして、ハードディスクドライブのベース部材１１１に設置された再循環フィルターを使用してもよい。これについては、後述する。

図４は、図２に図示された空気誘導部材の一実施形態として採用されたブレス・フィルターの断面図である。

空気誘導部材１７０として、ブレス・フィルターを用いてもよい。一般的に、ブレス・フィルター１７０は、ハードディスクドライブの内部と外部との圧力を均一にする役割を行うと同時に、ハードディスクドライブ外部の有害ガスや水分が内部に流れ込むことを遮断する役割を行う。具体的には、図３に示すように、ブレス・フィルター１７０は、一般的に、フィルター要素１７１、１７２により取り囲まれた炭素粒子１７３で構成されており、その内部には、ハードディスク１２０の外部と内部とが連結された呼吸通路１７４が形成されている。呼吸通路１７４の一端は、カバー部材１１２に貫設された呼吸孔１７５に連通される。呼吸通路１７４を通じて外部空気がハードディスクドライブの内部に流れ込む時、空気中に含まれた有害ガスや水分が前記炭素粒子１７３に吸着されて除去されることによって、ハードディスクドライブの内部にはきれいな空気のみ流れ込むようになる。

図５は、図２に示したパーチクル捕集フィルターの他の例として、ベース部材に設置された再循環フィルターを示す部分斜視図である。

図５を参照すると、空気流動Ｆと共にディスク１２０外側に排出されるパーチクルをフィルタリングするためのパーチクル捕集フィルターとして、ハードディスクドライブのベース部材１１１に再循環フィルター１９２が設置される。再循環フィルター１９２は、空気誘導部材１７０の下流側端部１７０ｂの前方に位置するように設置され、ベース部材１１１に固設されたフィルターホルダー１９１により支持される。

一方、再循環フィルター１９２は、図２〜図４に図示された吸着フィルター１８０の代わりに使われるか、あるいは、吸着フィルター１８０と共に使われてもよい。

以下では、本発明の効果を立証するための実験結果を説明する。

下の表１は、それぞれ４つの場合において、０．８５インチのハードディスクドライブの内部に０．１μｍの大きさを持つパーチクルと０．３μｍの大きさを持つパーチクルとをそれぞれ０．０５ｃｃ／ｓｅｃで注入した後、注入されたパーチクルの９０％が除去されるまでかかる時間を測定したものである。

表１を参照すると、０．１μｍのパーチクルを９０％以上除去する時間は、フィルターが全く設置されていない場合で１３．４秒と最も長くかかった。一方、本実施形態にかかる空気誘導部材、特に改善された形状のブレス・フィルター及び再循環フィルターが設置された場合には、８．０秒と最も短くなるということが分かる。

以上説明したように、ディスクの回転により発生した空気流動が、カバー部材の底面に付着された空気誘導部材、望ましくは、ブレス・フィルターによりハードディスクの外郭へ流動されつつその流動速度が速くなって、ディスク上のパーチクルをディスクの外郭に効果的に排出することができる。これにより、パーチクルによるディスクの損傷とヘッドの損傷及び性能低下が防止される。さらに、空気誘導部材とカバー部材あるいはベース部材の側壁との間に形成された流路の流動空気出口部の前方に隣接して設置されたフィルターにより、ディスクの外郭に排出されるパーチクルが効率的に捕集される。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、微細パーチクルを含む流動空気をディスクの外郭へ誘導してディスク上のパーチクルを効率的に除去できるパーチクル排出装置及びこれを備えたハードディスクドライブに利用できる。

従来のフィルタリング装置が採用されたハードディスクドライブを概略的に示す斜視図である。 本発明の実施形態によるパーチクル排出装置が採用されたハードディスクドライブを概略的に示す斜視図である。 本発明の空気誘導部材の作用を説明するためのパーチクル排出装置の概略図である。 図２に図示された空気誘導部材の一実施形態として採用されたブレス・フィルターの断面図である。 図２に図示されたパーチクル捕集フィルターの他の例として、ベース部材に設置された再循環フィルターを示す部分斜視図である。

符号の説明

１１０ ハウジング
１１１ ベース部材
１１２ カバー部材
１１９ 締結ねじ
１２０ ディスク
１３０ スピンドルモータ
１４０ アクチュエータ
１４１ アクチュエータピボット
１４２ スイングアーム
１４３ サスペンション
１４４ スライダー
１４６ ＶＣＭ
１４７ ＶＣＭコイル
１４８ マグネット
１６０ 印刷回路基板
１６２ 回路素子
１７０ 空気誘導部材
１７０ａ 上流側端部
１７０ｂ 下流側端部
１７５ 呼吸孔
１８０ 吸着フィルター
Ｄ ディスク０の回転方向
Ｗ 空気誘導部材の幅

Claims (15)

1. ハードディスクドライブのカバー部材と；
   ディスクの回転により発生した空気流動を前記ディスクの外郭へ誘導する流路を形成するように、前記カバー部材の底面に前記ディスクに対向して付着された空気誘導部材と；
   を備え、
   前記空気誘導部材の外周に沿って形成された前記流路の流動空気出口部の断面積は、流動空気流入部の断面積より小さいことを特徴とする、ハードディスクドライブのパーチクル排出装置。
2. 前記空気誘導部材の内周は、前記ディスクの回転中心と同心をなし、前記ディスクを回転させるスピンドルモータの外周に隣接することを特徴とする、請求項１に記載のハードディスクドライブのパーチクル排出装置。
3. 前記空気誘導部材の内周は、前記ディスクの回転中心と同心をなし、前記空気誘導部材の外周は、前記ディスクの回転中心からの半径が前記ディスクの回転方向に沿って次第に大きくなる流線型であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載のハードディスクドライブのパーチクル排出装置。
4. 前記空気誘導部材は、前記ハードディスクドライブの内部及び外部の気圧を均一に調節するためのフィルターであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のハードディスクドライブのパーチクル排出装置。
5. 前記空気誘導部材は、前記ハードディスクドライブ外部の有害ガスまたは水分が内部に流れ込むことを遮断するためのフィルターであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のハードディスクドライブのパーチクル排出装置。
6. 前記空気誘導部材の外周に沿って形成された前記流路の流動空気出口部の前方に位置し、流動空気内に含まれたパーチクルを捕集するフィルターをさらに備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のハードディスクドライブのパーチクル排出装置。
7. 前記フィルターは、吸着フィルターであることを特徴とする、請求項６に記載のハードディスクドライブのパーチクル排出装置。
8. 前記フィルターは、再循環フィルターであることを特徴とする、請求項６に記載のハードディスクドライブのパーチクル排出装置。
9. ベース部材と、前記ベース部材上に設置されてデータ保存用ディスクを回転させるためのスピンドルモータと、前記ベース部材に設置されて読み取り／書き込みヘッドを前記ディスク上の所定位置に移動させるためのアクチュエータと、前記ベース部材の上部に組み立てられるカバー部材と、を備えるハードディスクドライブにおいて、
   前記ディスクの回転により発生した空気流動を前記ディスクの外郭へ誘導する流路を形成するように、前記カバー部材の底面に前記ディスクに対向して付着された空気誘導部材を備え、前記空気誘導部材の外周に沿って形成された前記流路の流動空気出口部の断面積が流動空気流入部の断面積より小さいことを特徴とする、ハードディスクドライブ。
10. 前記空気誘導部材の内周は、前記ディスクの回転中心と同心をなし、前記ディスクを回転させるスピンドルモータの外周に隣接することを特徴とする、請求項９に記載のハードディスクドライブ。
11. 前記空気誘導部材の内周は、前記ディスクの回転中心と同心をなし、前記空気誘導部材の外周は、前記ディスクの回転中心からの半径が前記ディスクの回転方向に沿って次第に大きくなる流線型であることを特徴とする、請求項９または１０のいずれかに記載のハードディスクドライブ。
12. 前記空気誘導部材は、ブレス・フィルターであることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれかに記載のハードディスクドライブ。
13. 前記空気誘導部材の外周に沿って形成された前記流路の流動空気出口部の前方に位置し、流動空気内に含まれたパーチクルを捕集するパーチクル捕集フィルターをさらに備えることを特徴とする、請求項９〜１２のいずれかに記載のハードディスクドライブ。
14. 前記パーチクル捕集フィルターは、吸着フィルターであることを特徴とする、請求項１３に記載のハードディスクドライブ。
15. 前記パーチクル捕集フィルターは、再循環フィルターであることを特徴とする、請求項１３に記載のハードディスクドライブ。

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