JP2007207329A - ディスク装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 この発明は、信頼性の高いラッチ機構を有するディスク装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 本発明のラッチ機構は、筐体に設けられた回転中心軸と、この回転中心軸を中心にアクチュエータを退避位置に係止する第1位置と該アクチュエータの退避位置からの移動を許容する第2位置との間で回動可能に設けられた第1のラッチアームと、同じ回転中心軸を中心に、この第1のラッチアームとは逆の動作をする第2のラッチアームとを有し、第1の位置と第3の位置、及び、第2の位置と第4の位置が回転中心軸を通る線を中心に対称であることで、外部から回転衝撃に対する確実にアクチュエータをロックを実現可能なディスク装置を提供する。
【選択図】 図8

Description

この発明は、ディスク状の媒体に情報を記憶および再生する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、矩形箱状の筐体を有している。筐体内には、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。
また、筐体内には、磁気ヘッドを磁気ディスクから外れた位置に退避させた退避位置にヘッドアクチュエータを拘束するランプロード機構、および外部からの振動などによりヘッドアクチュエータが退避位置から不用意に外れることを防止するためのラッチ機構が設けられている。
ラッチ機構として、ヘッドアクチュエータの回転軸に対して直交する方向に回転軸を有するラッチレバーを設け、ラッチレバーに永久磁石を付設し且つこの永久磁石に対向して鉄芯付きの電磁石を筐体に固定したラッチ機構が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、この種の電磁ラッチ機構の場合、ラッチレバーが1つしか設けられていないため、ラッチレバーの回転中心に対して、特定方向の回転衝撃が印加され、電磁吸引力を超える衝撃力を受けたとき、ラッチはずれが生じる。この際にさらにアクチュエータ中心軸に対しアクチュエータを回転する衝撃力が同時に作用すると、アクチュエータがディスク媒体表面上に移動し、アクチュエータの先端に設けられているヘッドがディスク媒体表面上に衝突、或いは、吸着してしまうという懸念がある。
特開2003−68038号公報
この発明の目的は、信頼性の高いラッチ機構を有する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、本発明のディスク装置は、磁性体により形成された筐体と、この筐体内に回転可能に設けられたディスク状の媒体と、この媒体に情報を記録および再生するヘッドと、このヘッドを前記媒体に沿って移動させるアクチュエータと、前記ヘッドを前記媒体から外れた位置に保持すべく前記アクチュエータを退避位置に係止するラッチ機構と、を有し、前記ラッチ機構は、前記筐体に設けられた回転中心軸と、前記回転中心軸を中心に、前記アクチュエータを前記退避位置に係止する第1位置と該アクチュエータの前記退避位置からの移動を許容する第2位置との間で回動可能に設けられた第1のラッチアームと、前記回転中心軸を中心に、前記アクチュエータを前記退避位置に係止する第3位置と該アクチュエータの前記退避位置からの移動を許容する第4位置との間で回答可能に設けられた第2のラッチアームとを有し、前記第1の位置と前記第3の位置、及び、前記第2の位置と前記第4の位置が前記回転中心軸を通る線を中心に対称であることを特徴とする。
上記発明によれば、ディスク装置に対して外部から回転衝撃が係った場合、回転衝撃の方向に関わらず確実にアクチュエータをロックすることが可能となる。また、回転衝撃が係った時にどちらか一方のラッチアームがこの回転衝撃力により確実にアクチュエータを保持するように閉じるため、電磁石の吸引力を減らしてコイル、マグネットの小型化することが可能となる。
この発明のディスク装置は、上記のような構成および作用を有しているので、信頼性の高いラッチ機構を有する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、この発明の実施の形態に係るディスク装置として、ハードディスクドライブ(以下、HDDと称する)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は後述する種々の部材が収納されたほぼ矩形箱状の筐体10と、筐体10の外面に重ねて設けられた矩形状の制御回路基板12と、を備えている。筐体10および制御回路基板12は、例えば、長さLが32mm、幅Wが24mmに形成され、筐体および制御回路基板を含む厚さTは、収納するディスクの枚数に応じて、例えば、3.3mmあるいは5mm程度に設定されている。
図2ないし図5に示すように、筐体10は、互いにほぼ等しい寸法に形成された第1シェル10aおよび第2シェル10bにより構成されている。第1および第2シェル10a、10bは、それぞれ磁性体材料によりほぼ矩形状に形成され、周縁部には側壁が立設されている。第1および第2シェル10a、10bは、その周縁部同士が対向した状態で、互いに向い合わせて配置されている。第1および第2シェル10a、10bの周縁部には帯状のシール材16が巻き付けられ、このシール材により周縁部が互いに接続されているとともに、周縁部間の隙間がシールされている。これにより、矩形箱状の密閉された筐体10が構成されている。
第1シェル10aの底面は矩形状の実装面11を形成している。実装面11の角を含む筐体10の4つの角は円弧状に丸めて形成されている。これにより、筐体10の周縁部に巻装されたシール材16が、筐体の角で損傷することを防止しているとともに、シール材の浮きによる気密性の悪化を防止している。
筐体10内において、筐体の周縁部には複数の支持ポスト18が設けられている。各支持ポスト18は、第1シェル10aの内面に固定された基端を有し、第1シェルの内面に対してほぼ垂直に立設されている。各支持ポスト18の位置で、実装面11にねじ孔が形成され、支持ポスト内まで延びている。
筐体10内には、ディスク状の媒体として機能する例えば、直径0.85インチの磁気ディスク20、こ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22、磁気ディスクに対して情報の書き込み、読み出しを行なう磁気ヘッド24、磁気ディスク20に対して磁気ヘッドを移動自在に支持したキャリッジ26(アクチュエータ)、キャリッジを回動および位置決めする駆動モータとしてのボイスコイルモータ(以下、VCMと称する)28、磁気ヘッドが磁気ディスクの周縁部に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスクから離間した位置にアンロードして保持拘束するランプロード機構30、キャリッジを退避位置に保持するラッチ機構32、およびヘッドIC等を有する基板ユニット34等が収納されている。
磁気ヘッド24は、空気軸受け面を有しており、回転する磁気ディスク20上を浮上しながら滑らかに移動することができる。しかし、非回転の磁気ディスク20と磁気ヘッド24が対向すると、磁気ディスク20上に記録された情報を損傷する可能性がある。
スピンドルモータ22は、第1シェル10aに取り付けられている。スピンドルモータ22は枢軸36を有し、この枢軸は第1シェル10aの内面に固定され、この内面に対してほぼ垂直に立設されている。枢軸36の延出端は、第2シェル10bの外側からねじ込まれた固定ねじ37により第2シェルにねじ止めされている。これにより、枢軸36は第1および第2シェル10a、10bに両持ち支持されている。
枢軸36には、図示しない軸受けを介してロータが回転自在に支持されている。ロータの第2シェル10b側の端部は円柱形状のハブ43を構成し、このハブには、磁気ディスク20が同軸的に嵌合されている。ハブ43の端部には、環状のクランプリング44が嵌合されて、磁気ディスク20の周縁部を保持している。これにより、磁気ディスク20はロータに固定され、ロータと一体的に回転可能に支持されている。
ロータの第1シェル10a側の端部には図示しない環状の永久磁石が固定され、ロータと同軸的に位置している。スピンドルモータ22は、第1シェル10aに取り付けられたステータコア、およびこのステータコアに巻回された複数のコイルを有し、これらステータコアおよびコイルは、永久磁石の外側に隙間を置いて配置されている。
ヘッドアクチュエータを構成するキャリッジ26は、第1シェル10aの内面上に固定された軸受け組立体52を備えている。軸受け組立体52は、第1シェル10aの内面に対して垂直に立設された枢軸53と、一対の軸受けを介して枢軸53に回転自在に支持された円筒形状のハブ54と、を有している。枢軸53の延出端は、第2シェル10bの外側からねじ込まれた固定ねじ56により第2シェルにねじ止めされている。これにより、枢軸53は第1および第2シェル10a、10bに両持ち支持されている。軸受け部として機能する軸受け組立体52は、スピンドルモータ22に対し、筐体10の長手方向に並んで配設されている。
キャリッジ26は、ハブ54から延出したアーム58、アームの先端から延出した細長い板状のサスペンション60、ハブ54からアームと反対方向に延出した支持フレーム62を備えている。サスペンション60の延出端には、図示しないジンバル部を介して磁気ヘッド24が支持されている。磁気ヘッド24はサスペンション60のばね力により磁気ディスク20表面に向かって所定のヘッド荷重が印加されている。支持フレーム62には、VCM28を構成するボイスコイル64が一体的に固定されている。
キャリッジ26を軸受組立体52の回りで回動させるVCM28は、第1シェル10a上に固定され互いに隙間を置いて対向した一対のヨーク63と、一方のヨークの内面に固定されボイスコイルに対向した図示しない磁石と、を備えている。ボイスコイル64に通電することにより、キャリッジ26は、図3に示す退避位置と磁気ディスク20の表面上に位置する動作位置との間を回動し、磁気ヘッド24は磁気ディスク20の所望のトラック上に位置決めされる。図3に示す2つのストッパ130によりキャリッジ26の可動範囲は制限される。
第1シェル10aに固定されたラッチ機構32は、退避位置に移動したキャリッジ26をラッチ(係止)し、HDDが衝撃等の外力を受けた際、キャリッジ26が退避位置から作動位置へ移動することを防止する。
ランプロード機構30は、第1シェル10aの内面に固定され磁気ディスク20の周縁部に対向したランプ部材70と、サスペンション60の先端から延出し係合部材として機能するタブ72と、を備えている。ランプ部材70は樹脂などで金型成型され、タブ72が係合可能なランプ面73を有している。キャリッジ26が磁気ディスク20の内周部から磁気ディスク外周の退避位置まで回動すると、タブ72は、ランプ部材70のランプ面73に係合し、その後、ランプ面の傾斜によって引き上げられ、磁気ヘッド24のアンロード動作を行なう。キャリッジ26が退避位置まで回動すると、タブ72はランプ部材70のランプ面73上に支持され、磁気ヘッド24は磁気ディスク20の表面から離間した状態に保持される。
基板ユニット34は、フレキシブルプリント回路基板により形成された本体34aを有し、この本体34aは第1シェル10aの内面に固定されている。本体34a上にはヘッドIC、ヘッドアンプ等の電子部品が実装されている。基板ユニット34は本体34aから延出した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)34bを有している。メインFPC34bの延出端は、キャリッジ26の軸受け組立体52近傍に接続され、更に、アーム58およびサスペンション60上に設けられた図示しないケーブルを介して磁気ヘッド24に電気的に接続されている。基板ユニット34の本体底面には制御回路基板12と接続するためのコネクタ34cが実装されている。このコネクタ34cは、第1シェル10aに形成された開孔を介して第1シェルの実装面11に露出している。
図2および図4に示すように、プリント回路基板からなる制御回路基板12は筐体10の実装面11とほぼ等しい長さおよび幅を有した矩形状を有している。筐体10の実装面11には、スピンドルモータ22に対応した円形の凸部70a、および軸受け組立体52に対応した円形の凸部70bがそれぞれ形成されている。制御回路基板12には、これらの凸部70a、70bにそれぞれ対応した円形の開口72a、72bが形成されている。制御回路基板12の4つの角部は、それぞれ斜めに、例えば、各辺に対して45度の角度で斜めに切欠かれ、それぞれ切欠き部77を形成している。制御回路基板12の内面上、つまり、筐体10と対向する面上には、複数の電子部品74、およびコネクタ71が実装されている。また、制御回路基板12にはHDDを外部機器と電気的に接続するためのフレキシブルプリント回路基板76が接続されている。フレキシブルプリント回路基板76は制御回路基板12の一方の短辺から外方に引き出され、その延出端には複数の接続端子75が形成されている。
上記構成の制御回路基板12は、筐体10の実装面11に重ねて配置され、複数のねじにより第1シェル10aにねじ止めされている。この際、制御回路基板12は、4つの辺が実装面11の4辺とそれぞれ整列した状態、つまり、実装面11の4辺と一致した状態で配置されている。実装面11に形成された凸部70a、70bは、それぞれ制御回路基板12の開口72a、72b内に配置されている。制御回路基板12上に実装されたコネクタ71は、基板ユニット34のコネクタに接続される。
制御回路基板12の4つの角部に形成された切欠き部77は、それぞれ実装面11の4つの角部に位置している。これにより、実装面11の4つの角部は制御回路基板12によって覆われることなく外部に露出している。実装面11の露出した4つの角部を含む筐体10の角部は、制御回路基板12に接触することなく筐体を保持するための保持部78をそれぞれ構成している。
以下、この発明の第1の実施の形態に係るラッチ機構32について、図6および図7に示す模式図を参照して詳細に説明する。図6には、発明の要部の構成のみを簡略化して図示してあるとともにVCM28の一対のヨーク63および磁石の図示を省略したHDDの内部構造を示してある。また、図7には、図6の線分VII-VIIで切断した断面図として、ラッチ機構32の動作を説明するための動作説明図を示してある。
ラッチ機構32は、第1シェル10aに取り付けられた支持部材112に対し、ピン82により、回転可能に取り付けられたラッチアーム80を有する。すなわち、ラッチアーム80は、その先端および後端が第1シェル10aおよび第2シェル10bに離接する方向に回転可能に取り付けられている。
ラッチアーム80の先端には、キャリッジ26の支持フレーム62の後端側から突設された突起62aに係合する爪部81が突設されている。すなわち、図7(a)に示すラッチ位置にラッチアーム80が回動された状態で、爪部81が支持フレーム62の突起62aに係合し、キャリッジ26が図6に示す退避位置から動作位置へ移動することを防止する。一方、図7(b)に示す解除位置にラッチアーム80が回動された状態で、キャリッジ26の動作位置への移動が許容される。
ラッチアーム80の後端には、永久磁石84が埋設されている。また、第2シェル10bの永久磁石84に対向する位置には、支持部材112を介して鉄芯86および巻線88を有する電磁石90が取り付けられている。電磁石90は、ラッチアーム80の後端に埋設された永久磁石84に対して制御可能な磁界を作用させる。
例えば、電磁石90の巻線88に電流を流さずにおくと鉄芯86と永久磁石84の間に吸入力が作用するので図7(a)に示すようにラッチアーム80がラッチ位置に配置され、ラッチアーム80の先端にある爪部81が支持フレーム62の突起62aに係合可能となる。この状態で、キャリッジ26が退避位置から動作位置へ移動しようとすると、支持フレーム62の突起62aがラッチアーム80の爪部81に係合して移動が規制され、キャリッジ26が退避位置に係止される。
逆に、電磁石90の巻線88に適切な方向にある一定以上の電流を流して永久磁石84を遠ざける方向の磁界を生じると、図7(b)に示すように、永久磁石84と電磁石90との間に反発力が作用し、ラッチアーム80が解除位置に付勢される。この状態で、キャリッジ26の退避位置から動作位置への移動が許容される。
ラッチアーム80を解除位置に付勢したとき、ラッチアーム80の爪部81がラッチ位置から退避すると同時に、永久磁石84が第1シェル10aに近付く方向に移動するが、本実施の形態では、永久磁石84が近付く部位で第1シェル10aに孔92を形成したため、永久磁石84に不所望な磁界が作用することがなく、電流を止めるとラッチアーム80は自然にラッチ位置に戻る。
次に、本実施形態に係るラッチ機構の構造と動作について、図8を用いて詳細に説明する。
図8(a)から図8(d)に、本実施例に係る電磁ラッチ構造の側面図の動作状況を状況に応じて順に示す。
本実施形態において、図8(a)はラッチ閉状態、図8(b)はラッチ開状態を示す。また図8(c)はラッチ閉状態で、回転衝撃力が図示する矢印Aの方向に作用した状態、図8(d)は同じく閉状態であるが、図(c)とは逆方向の回転衝撃力が作用した状態である。(7)、(8)から分かるように、いずれかの方向である矢印Cの方向の回転衝撃に対し、第1のラッチアーム80a、又は、第2のラッチアーム80bのどちらかのラッチアームが開状態となったとしても、もう一方のラッチアームは閉状態になる。
すなわち、本実施形態のラッチ機構80は、第1のラッチアーム80aと第2のラッチアーム80bを有し、これらは共に筐体10に設けられた回転中心軸82に取り付けられている。
第1のラッチアーム80aの端部には爪部81aが設けられ、アクチュエータ26が係止状態のとき、突起62に引っかかるような形状をしている。また、第1のラッチアーム80aの他の端部には、永久磁石84aが設けられ、HDDが非動作時に筐体10に唯一設けられ、鉄等の磁性材料で形成されたコア86とこのコア86に巻かれたコイル88からなる電磁石に吸引され、ロック状態となる。
また、第2のラッチアーム80bの端部には爪部81bが設けられ、アクチュエータ26が係止状態のとき、突起62に引っかかるような形状をしている。また、第2のラッチアーム80bの他の端部には、永久磁石84bが設けられ、HDDが非動作時に筐体10に唯一設けられ、鉄等の磁性材料で形成されたコア86とこのコア86に巻かれたコイル88からなる電磁石に第1のラッチアームと同様に吸引され、ロック状態となる。
第1のラッチアーム80aは、アクチュエータ26を退避位置30に係止する第1位置(図8(a)の状態)と、このアクチュエータ26の退避位置からの移動を許容する第2位置(図8(b)の状態)との間で回動可能に設けられ、第2のラッチアーム80bは、回転中心軸82を中心に、アクチュエータ26を退避位置30に係止する第3位置(図8(a)の状態)と、このアクチュエータ26の退避位置からの移動を許容する第4位置(図8(b)の状態)との間で回答可能に設けられている。
第1のラッチアーム80aの第1の位置と、第2のラッチアーム80bの第3の位置は、回転中心軸82が通る線を中心に対称な位置となっており、また、第1のラッチアーム80aの第2の位置と、第2のラッチアーム80bの第4の位置は、回転中心軸82が通る線を中心に対称な位置となっている。
すなわち、本実施形態のラッチ機構80は、第1のラッチアーム80aと第2のラッチアーム80bは、回転中心軸82を中心に、アクチュエータ26が退避位置30に係止する際は、第1のラッチアーム80aは第1位置に、第2のラッチアーム80bは第3位置に位置し、アクチュエータ26が退避位置30からの移動を許容する際は、第1のラッチアーム80aは第2の位置に、第2のラッチアーム80bは第4の位置に位置する構造となっている。
また、アクチュエータ26が退避位置30に係止する際に、ディスク装置に外部から衝撃が印加された場合には、第1のラッチアーム80a又は第2のラッチアーム80bの少なくともどちらか一方が、アクチュエータ26を退避位置30に維持するように動作する。
すなわち、第1のラッチアーム80aと第2のラッチアーム80bが同一の回転中心軸82に取り付けられ、図中の矢印A、又は、矢印Bのどちらかの方向に回転衝撃を受けても、第1のラッチアーム80a、又は、第2のラッチアーム80bのどちらか一方がアクチュエータ26に設けられた突起62に引っかかり、アクチュエータを確実にラッチする。これにより、アクチュエータ26のディスク媒体20上への飛び出しを避けることが可能となる。
また、このような構造のため、電磁石の発生力は、ラッチアーム26の動作に必要な力だけを考慮すれば良く、回転衝撃力に打ち勝つ電磁力を発生させる必要が無いため、電磁石の小型化、低消費電力化を達成することが可能となる。
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、磁気ディスク20の枚数は1枚に限らず、必要に応じて増加可能である。ヘッドは1つに限らず必要に応じて増加可能である。磁気ディスクは、0.85インチに限らず、1.8インチあるいは2.5インチとしてもよい。
この発明の実施の形態に係るHDDを示す斜視図。 図1のHDDの分解斜視図。 図1のHDDの筐体および内部構造を示す平面図。 図1のHDDの制御回路基板側を示す斜視図。 図1の線A−Aに沿ったHDDの断面図。 本実施形態に係るラッチ機構を含むHDDの内部構造を模式的に示した概略図。 図6の線分VII-VIIに沿って切断した部分拡大断面図(第1ラッチアームのみ記載)。 本実施形態に係るラッチ機構の動作を説明する図。
符号の説明
10…筐体、10a…第1シェル、10b…第2シェル、12…制御回路基板、16…シール材、20…磁気ディスク、26…キャリッジ、28…VCM、32…ラッチ機構、62…支持フレーム、62…突起、80…ラッチアーム、80a…第1のラッチアーム、80b…第2のラッチアーム、81a、b…爪部、82…回転中心軸(ピン)、84a、b…永久磁石、86…電磁石用コア、88…電磁石用コイル。

Claims (3)

  1. 磁性体により形成された筐体と、
    この筐体内に回転可能に設けられたディスク状の媒体と、
    この媒体に情報を記録および再生するヘッドと、
    このヘッドを前記媒体に沿って移動させるアクチュエータと、
    前記ヘッドを前記媒体から外れた位置に保持すべく前記アクチュエータを退避位置に係止するラッチ機構と、を有し、
    前記ラッチ機構は、
    前記筐体に設けられた回転中心軸と、
    前記回転中心軸を中心に、前記アクチュエータを前記退避位置に係止する第1位置と該アクチュエータの前記退避位置からの移動を許容する第2位置との間で回動可能に設けられた第1のラッチアームと、
    前記回転中心軸を中心に、前記アクチュエータを前記退避位置に係止する第3位置と該アクチュエータの前記退避位置からの移動を許容する第4位置との間で回答可能に設けられた第2のラッチアームとを有し、
    前記第1の位置と前記第3の位置、及び、前記第2の位置と前記第4の位置が前記回転中心軸を通る線を中心に対称である
    ことを特徴とするディスク装置。
  2. 前記第1のラッチアームと前記第2のラッチアームは、前記回転中心軸を中心に、前記アクチュエータが前記退避位置に係止する際、それぞれ第1位置と第3位置に位置し、前記アクチュエータが前記退避位置からの移動を許容する際、それぞれ第2の位置と第4の位置に位置する
    ことを特徴とする請求項1に記載のディスク装置。
  3. 前記アクチュエータが前記退避位置に係止する際に前記ディスク装置に外部から衝撃が印加された場合、
    前記第1のラッチアーム又は前記第2のラッチアームの少なくともどちらか一方が前記アクチュエータを前記退避位置に維持するように動作する
    ことを特徴とする請求項1に記載のディスク装置。
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