JP2007087552A - ディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 落下時の高衝撃にも耐えうるように耐衝撃性を著しく高めたディスク駆動装置を提供する。
【解決手段】 回転駆動されるディスク１１０と、サスペンション１３０を介してヘッド１２３を支持するとともに、上記ヘッド１２３にディスク１１０に対するシーク動をさせるヘッドアクチュエータ１２０と、上記ディスク１１０および上記ヘッドアクチュエータ１２０を収容する筐体２００と、を備えたディスク駆動装置であって、上記サスペンション１３０の先端にはタブ１４０が設けられる一方、上記筐体２００には係止部材２２０が設けられ、上記タブ１４０と上記係止部材２２０とにより、上記筐体２００に加わった衝撃によって上記ヘッド１２３が上記ディスク表面から所定高さ浮き上がった場合に上記タブ１４０が上記係止部材２２０に係止され、上記ヘッド１２３がディスク１１０に向けて落下することを防止するヘッド係止機構３００を構成した。
【選択図】 図３

Description

本願発明は、ハードディスクなどのディスク状記録媒体を用いて情報の記録再生を行うディスク駆動装置に関し、より詳しくは、耐衝撃性を著しく改善したものに関する。

ハードディスク駆動装置は、小型化と大容量化が進み、モバイル型のパソコンに記憶装置として搭載されているほか、最近では、携帯型のミュージックプレーヤやビデオカメラにおいても、楽曲や音声、映像を記録するための装置として搭載されるにいたっている（たとえば特許文献１参照）。

このハードディスク駆動装置は、高速回転駆動される1枚または複数枚のディスクと、このディスクの表面に接触、またはわずかに浮上して情報の読み書きを行うヘッドとを基本的に備える（特許文献２参照）。ヘッドは、ディスクに対するシーク動を行うためのヘッドアクチュエータに支持されている。

ところで、ハードディスク駆動装置は、小型でありながら記録容量を比較的大きくすることができ、しかもアクセス時間を短くできるという利点があるが、一般に衝撃に弱いという評価がなされている。その理由は、上記のように、ヘッドアクチュエータに支持されたヘッドがディスク表面に直接接触し、またはわずかに浮上して情報の読み書きを行う構成となっているからである。ヘッドがディスク上にあるときにハードディスク駆動装置に大きな衝撃が加わると、ヘッドがディスク表面に物理的な衝撃力を与え、これによってディスク上のデータが破壊されることがあるほか、ディスク表面の記録層が物理的に壊れてしまうということもある。

ハードディスク装置の耐衝撃性は、小型化に伴ってヘッドアクチュエータの質量が小さくなってきていることにより改善されている。また、耐衝撃性を高める方策としてはその他に、ヘッドアクチュエータにおいてディスクに対するヘッドに与圧を与えるためのサスペンションの剛性や予圧を高めたり、ヘッドアクチュエータそのものの剛性を高めたり軽量化を図るといったものがあるが、落下時に装置に加わる高衝撃には到底耐えることができない。さらには、加速度センサーを内蔵し、落下状態を検知するとヘッドをディスク外へ退避させる機能を与えたものもあるが、加速度センサーや制御回路のコストが余分にかかるし、制御に要する時間より早く衝撃が加わった場合に確実に対処できない場合があるなどの問題がある。

特開２００４−２０６７６８ 特開２００５−３２３９５

本願発明は、上記の事情のもとで考え出されたものであって、落下時の高衝撃や別の物をぶつけられる等して発生する衝撃にも耐えうるように耐衝撃性を著しく高めたディスク駆動装置を提供することをその課題とする。

上記の課題を解決するため、本願発明では、次の手段を採用した。

すなわち、本願発明によって提供されるディスク駆動装置は、回転駆動されるディスクと、サスペンションを介してヘッドを支持するとともに、上記ヘッドにディスクに対するシーク動をさせるヘッドアクチュエータと、上記ディスクおよび上記ヘッドアクチュエータを収容する筐体と、を備えたディスク駆動装置であって、上記サスペンションの先端にはタブが設けられる一方、上記筐体には係止部材が設けられ、上記タブと上記係止部材とにより、上記筐体に加わった衝撃によって上記ヘッドが上記ディスク表面から所定高さ浮き上がった場合に上記タブが上記係止部材に係止され、上記ヘッドがディスクに向けて落下することを防止するヘッド係止機構を構成したことを特徴としている。

好ましい実施の形態においては、上記タブは上記サスペンションに対して固定状に設けられている一方、上記係止部材は上記筐体に対して可動式に設けられ、上記係止部材は、上記タブの上記ディスクに対する所定距離の浮き上がり動を許容するとともに、この浮き上がり動の後のディスクに向けた落下動を防止するように上記タブを係止する。

この場合においてより好ましくは、上記係止部材は、支軸に対し、その一方側の質量が他方側の質量より大となるようにして揺動可能に支持されており、上記筐体に加わった衝撃によって上記ヘッドとともに上記タブが浮き上がった場合に、上記他方側が上記タブを係止するように揺動する。

他の好ましい実施の形態においては、上記タブは上記サスペンションに対して所定の延伸位置から上記ディスクに向けて折れ曲がるように揺動可能に設けられている一方、上記係止部材は上記筐体に対して固定状に設けられ、上記タブは、上記筐体に加わった衝撃によって上記ヘッドとともに浮き上がる場合に揺動して上記係止部材を乗り越えることができるとともに、上記係止部材を乗り越えた後は延伸位置を維持して上記係止部材に係止される。

この場合においてより好ましくは、上記タブは、延伸位置に戻るように付勢されている。

この場合においてさらに好ましくは、上記係止部材は、上記ヘッドのシーク動に伴う上記タブの移動経路に沿って、ディスクの外延に至るまで延びている。

ディスク駆動装置の作動中、ヘッドは、サスペンションの予圧によってディスク表面に対して弾性的に押し付けられている。この場合、ヘッドは、ディスク表面に直接接触している場合もあるが、わずかに浮上している場合もある。このディスク駆動装置に衝撃が加わった場合、この衝撃に起因してサスペンションに支持されたヘッドがディスク表面からバウンドし、次の瞬間にサスペンションの予圧によってディスクに衝突する。このようなヘッドの挙動がディスク表面の物理的破損を惹起させる。本願発明では、このようなバウンドによってディスク表面から浮き上がったヘッドをタブと係止部材とからなる係止機構によって受け止め、バウンド後にヘッドがディスク表面に衝突することを回避することができる。

本願発明のその他の特徴および利点については、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明から、明らかとなろう。

以下、本願発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図に示す実施形態は、ハードディスク駆動装置に本願発明を適用したものである。まず、図１を参照し、ハードディスク駆動装置１００の基本的な構成を説明する。

ボックス状の筐体２００内において、矢印Ａ方向に回転駆動可能なディスク１１０が設けられており、このディスク１１０の側方には、ヘッドアクチュエータ１２０が設けられている。ヘッドアクチュエータ１２０は、ＶＣＭなどによって軸１２１を中心として揺動駆動させられるアーム１２２と、このアーム１２２の先端に取り付けられたヘッド１２３とを備えている。より詳細には、図２に示すように、アーム１２２の先端にはサスペンション１３０が取り付けられるとともに、このサスペンション１３０の先端下部に、ヘッド１２３が取り付けられている。ヘッド１２３は、ディスク１１０上にあるとき、サスペンション１３０の付勢力によってディスク１１０の表面に押し付けられた状態となる。ディスク１１０が回転することにより、ヘッド１２３は、ディスク１１０の表面に直接接触するか、または、わずかに浮上しつつ、ディスク１１０に対して情報の読み書きを行う。また、アーム１２２が揺動することにより、ヘッド１２３は、軸１２１を中心とした円弧軌道を移動し、シーク動をすることができるとともに、ディスク１１０の外側に退避した位置をとることができる。

サスペンション１３０の先端には、タブ１４０が延出状に取り付けられている。このタブ１４０は、本来、アーム１２２が揺動してヘッド１２３がディスク１１０の外側へ退避した際にディスク１１０に隣接して設けられたランプ２１０によって支持され、ヘッド１２３がディスク１１０の周縁から落下するのを防止する機能を有するものである。これにより、ヘッド１２３のディスク１１０外への退避およびディスク１１０上への再進入が円滑に行われる。

本願発明においては、ハードディスク駆動装置１００に衝撃が加わった際にディスク１１０からバウンドして浮き上がったヘッド１２３を係止保持するヘッド係止機構３００が設けられる。図１ないし図３に示す実施形態においてこのヘッド係止機構３００は、上記タブ１４０を、軸１４１を中心として、サスペンション１３０の延びる方向に延出する姿勢（図２、図３(a)）からディスク１１０に向けて折れ曲がる姿勢（図3(a)の仮想線、図3(b)）をとることができるように揺動可能な構成とする一方、筐体２００の内面に、上記タブ１４０を係止可能な係止部材２２０を固定状に設けることにより実現している。好ましくは、上記タブ１４０は、延出姿勢に復帰するように付勢しておくことが望ましい。なお、上記タブ１４０は、延出姿勢から上記とは逆方向、すなわちディスク１１０から離れる方向に折れ曲がることはないようにしておくとともに、ディスク１１０に向けて折れ曲がった姿勢をとるとき、タブ１４０の先端位置は、ヘッド１２３の下面位置より上位となるようにしておく。

係止部材２２０は、アーム１２２の揺動にともなってヘッド１２３がディスク１１０上を移動する範囲と対応して上記タブ１４０が移動しうる範囲に設けられる。すなわち、上記係止部材２２０は、上記タブ１４０の移動経路において、タブ１４０の先端に対して平面視においてわずかに重なるように、円弧状のエッジをもったものとされる。

上記の構成において、ハードディスク駆動装置１００が作動中に落下によって床などに衝突するなどして強い衝撃を受けると、ディスク１１０に接触するか、またはわずかに浮上していたヘッド１２３は（図３(a)）、衝撃によるバウンドによってディスク１１０から浮き上がる。この浮き上がり量は、上記の衝撃が大きいほど大きくなる。その際、上記タブ１４０は、ディスク１１０に向けて折れ曲がることができるから、上記係止部材２２０を乗り越えることができる（図３(b)）。次の瞬間には、サスペンション１３０の付勢力により、ヘッド１２３はディスク１１０に向けて衝突しようとするが、この動きは、上記タブ１４０が上記係止部材２２０に係止されることにより阻止される（図３(c)）。なお、衝撃時、タブ１４０がディスク１１０に向けて折れ曲がることがあるが、その場合であっても、折れ曲がった状態でのタブ１４０の先端位置がヘッド１２３の下面位置より上位となるようにしてあるので、タブ１４０の折れ曲がりによってディスク１１０の表面を傷つけるといったことはない。

アーム１２２を揺動させることにより、上記タブ１４０は、係止部材２２０に係止されたまま、ディスク１１０の外側に向けてスライドする。すなわち、アーム１２２を揺動させることにより、ヘッド１２３を、ディスク１１０から浮き上がらせたまま、ディスク１１０外に退避させることができる。タブ１４０は、円弧状をした係止部材２２０の端部から上記したランプ２１０に乗り移ってこのランプ２１０に支持されるため、ヘッド１２３のディスク１１０上への再進入に備えることができる。

このように、上記構成を備えるディスク駆動装置１００は、床に落下するなどして強い衝撃を受けた場合に、ディスク１１０からバウンドして浮き上がったヘッド１２３を係止保持し、浮き上がった状態のヘッド１２３がディスク表面に衝突するといったことを防止することができる。したがって、強い衝撃によってディスク１１０が物理的に破損するといったことを、効果的に防止することができる。

図４および図５は、ヘッド係止機構３００の他の実施形態を示している。この実施形態では、上記タブ１４０を、サスペンション１３０の先端から固定的に延出する従来と同様の構成としておく一方、筐体２００の内面に設けるべき係止部材２２０を可動式にしてある。

すなわち、この可動式の係止部材２２０は、図４に示されるように、断面Ｃ字状をしており、その中央において軸２３０を中心として揺動可能に支持されている。この係止部材２２０はまた、上記軸２３０に対して上方に延びる一端側２２１に錘２２１ａを付けておき、他端側２２２に比較して質量が大となるようにしてある。さらに、この係止部材２２０の背には、突起２２３が設けられている。

一方、筐体２００には、バネ性をもって容易に弾性変形可能であるとともに、電気的に強制変形可能なストッパ部材２４０を設けてある。このストッパ部材２４０は、上下に段違いとなった第１のストッパ部２４１と第２のストッパ部２４２とを有する。

通常状態においては、図４に示すように、上記係止部材２２０は、傾斜した状態において、突起２２３が第１のストッパ部２４１に当接することによって安定する。すなわち、傾斜状態においては、一端側２２１の質量が大であることから、係止部材２２０は、図４の時計回り方向に回動しようとするが、その回動が突起２２３と第１のストッパ部２４１との当接によって阻止されるからである。このとき、係止部材２２０の他端側２２２と上記タブ１４０との関係は、タブ１４０が図４の上方にバウンドしても、干渉しない関係にある。

ハードディスク駆動装置１００が落下するなどして強い衝撃を受けると、バウンド動によってヘッド１２３がディスク１１０から浮き上がるが、同時に、傾斜状態にある係止部材２２０の一端側２２１の錘２２１ａにも上向きの力が作用するため、係止部材２２０は反時計回り方向に回動する（図５）。回動後の状態は、突起２２３が第２のストッパ部２４２にラッチ係合することによって保持される。この回動後の係止部材２２０の他端側２２２とタブ１４０との関係は、図５に示されるように、干渉関係にある。

したがって、ハードディスク駆動装置１００が衝撃を受け、その衝撃によってヘッド１２３がバウンドによって浮き上がる前に係止部材２２０が反時計回りに回動して図に示す姿勢をとった場合には、図５(a)に示すように、タブ１４０が係止部材２２０の他端側２２２の下面に当接し、ヘッド１２３の必要以上の浮き上がりが抑制される。この場合、次の瞬間、ヘッド１２３はディスク１１０上に落ちるが、浮き上がり量がわずかとなるように抑制されるので、このヘッド１２３の落下によってディスク１１０が破損する可能性は、著しく減じられる。

また、ハードディスク駆動装置１００が衝撃を受け、その衝撃によって、ヘッド１２３がバウンドによって先に浮き上がり、それより遅れて係止部材２２０が反時計回りに回動した場合には、図５(b)に示すように、ディスク１１０の方へ戻ろうとするタブ１４０が係止部材２２０の他端側２２２の上面に係止され、ヘッド１２３を浮き上がり状態に保持する。したがって、バウンドによる浮き上がり後にヘッド１２３がディスク１１０に衝突することを防止することができる。

なお、係止部材２２０を図５(a)(b)に示すような突起２２３が第２のストッパ部２４２に当接する状態から、図4に示すように突起２２３が第１のストッパ部２４１に当接する通常状態に復帰させるには、ストッパ部材２４０を電気的に変形させて、第２のストッパ部２４２と突起２２３との係合を解除するようにすればよい。

このように、この実施形態においても、ヘッド１２３が衝撃に起因してバウンドにより浮き上がり、その後、ディスク１１０に衝突してこれを破損させるといったことを、効果的に防止することができる。

もちろん、この発明の範囲は上述した実施形態に限定されるものではない。サスペンション１３０の先端に設けられるタブ１４０を利用し、衝撃によるバウンドによってヘッド１２３がディスク１１０から浮き上がったとき、この浮き上がった状態をタブ１４０と係止部材２２０との間の係合により保持させることが本願発明のポイントである。かかる機能を持たせるべく、タブ１４０と係止部材２２０により実現できるあらゆる構成が、本願発明の範囲に包摂される。

以上のまとめとして、この発明の構成およびその変形例につき、以下に付記として列挙する。

（付記１）回転駆動されるディスクと、サスペンションを介してヘッドを支持するとともに、上記ヘッドにディスクに対するシーク動をさせるヘッドアクチュエータと、上記ディスクおよび上記ヘッドアクチュエータを収容する筐体と、を備えたディスク駆動装置であって、
上記サスペンションの先端にはタブが設けられる一方、上記筐体には係止部材が設けられ、上記タブと上記係止部材とにより、上記筐体に加わった衝撃によって上記ヘッドが上記ディスク表面から所定高さ浮き上がった場合に上記タブが上記係止部材に係止され、上記ヘッドがディスクに向けて落下することを防止するヘッド係止機構を構成したことを特徴とする、ディスク駆動装置。
（付記２）上記タブは上記サスペンションに対して固定状に設けられている一方、上記係止部材は上記筐体に対して可動式に設けられ、上記係止部材は、上記タブの上記ディスクに対する所定距離の浮き上がり動を許容するとともに、この浮き上がり動の後のディスクに向けた落下動を防止するように上記タブを係止する、付記１に記載のディスク駆動装置。
（付記３）上記係止部材は、支軸に対し、その一方側の質量が他方側の質量より大となるようにして揺動可能に支持されており、上記筐体に加わった衝撃によって上記ヘッドとともに上記タブが浮き上がった場合に、上記他方側が上記タブを係止するように揺動する、付記２に記載のディスク駆動装置。
（付記４）上記タブは上記サスペンションに対して所定の延伸位置から上記ディスクに向けて折れ曲がるように揺動可能に設けられている一方、上記係止部材は上記筐体に対して固定状に設けられ、上記タブは、上記筐体に加わった衝撃によって上記ヘッドとともに浮き上がる場合に揺動して上記係止部材を乗り越えることができるとともに、上記係止部材を乗り越えた後は延伸位置を維持して上記係止部材に係止される、付記１に記載のディスク駆動装置。
（付記５）上記タブは、延伸位置に戻るように付勢されている、付記4に記載のディスク駆動装置。
（付記６）上記係止部材は、上記ヘッドのシーク動に伴う上記タブの移動経路に沿って、ディスクの外延に至るまで延びている、付記４または５に記載のディスク駆動装置。

本願発明の第１の実施形態を示す平面図である。 第１の実施形態におけるサスペンション先端部の構成を示す斜視図である。 第１の実施形態の作動状態説明図である。 第２の実施形態の説明図である。 第２の実施形態の作動状態説明図である。

符号の説明

１００ ハードディスク駆動装置
１１０ ディスク
１２０ ヘッドアクチュエータ
１２２ アーム
１２３ ヘッド
１３０ サスペンション
１４０ タブ
２００ 筐体
２１０ ランプ
２２０ 係止部材
２２１ 一端側（係止部材の）
２２１ａ 錘
２２２ 他端側（係止部材の）
２２３ 突起
３００ ヘッド係止機構
２４０ ストッパ部材
２４１ 第１のストッパ部
２４２ 第２のストッパ部

Claims (5)

1. 回転駆動されるディスクと、サスペンションを介してヘッドを支持するとともに、上記ヘッドにディスクに対するシーク動をさせるヘッドアクチュエータと、上記ディスクおよび上記ヘッドアクチュエータを収容する筐体と、を備えたディスク駆動装置であって、
   上記サスペンションの先端にはタブが設けられる一方、上記筐体には係止部材が設けられ、上記タブと上記係止部材とにより、上記筐体に加わった衝撃によって上記ヘッドが上記ディスク表面から所定高さ浮き上がった場合に上記タブが上記係止部材に係止され、上記ヘッドがディスクに向けて落下することを防止するヘッド係止機構を構成したことを特徴とする、ディスク駆動装置。
2. 上記タブは上記サスペンションに対して固定状に設けられている一方、上記係止部材は上記筐体に対して可動式に設けられ、上記係止部材は、上記タブの上記ディスクに対する所定距離の浮き上がり動を許容するとともに、この浮き上がり動の後のディスクに向けた落下動を防止するように上記タブを係止する、請求項１に記載のディスク駆動装置。
3. 上記係止部材は、支軸に対し、その一方側の質量が他方側の質量より大となるようにして揺動可能に支持されており、上記筐体に加わった衝撃によって上記ヘッドとともに上記タブが浮き上がった場合に、上記他方側が上記タブを係止するように揺動する、請求項２に記載のディスク駆動装置。
4. 上記タブは上記サスペンションに対して所定の延伸位置から上記ディスクに向けて折れ曲がるように揺動可能に設けられている一方、上記係止部材は上記筐体に対して固定状に設けられ、上記タブは、上記筐体に加わった衝撃によって上記ヘッドとともに浮き上がる場合に揺動して上記係止部材を乗り越えることができるとともに、上記係止部材を乗り越えた後は延伸位置を維持して上記係止部材に係止される、請求項１に記載のディスク駆動装置。
5. 上記係止部材は、上記ヘッドのシーク動に伴う上記タブの移動経路に沿って、ディスクの外延に至るまで延びている、請求項４に記載のディスク駆動装置。

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