JP2007213672A - 磁気ヘッドサスペンション及び磁気ディスク記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロード・アンロードを行うのに十分な剛性を有し、ランプとの接触部での摩耗や破壊の起きにくいリフトタブを備える、薄くて軽量なサスペンションを提供する。
【解決手段】サスペンション２は、ロードビーム２ｅと、フレクシャ２ｆとで構成される。磁気ヘッド１はフレクシャ２ｆ取付けられている。ロードビーム２ｅは、ディンプル２ｄを介して磁気ヘッド１に磁気ディスク方向への荷重を与えている。リフトタブ２ａはロードビーム２ｅの先端に設けられ、Ｕ字形状をなしており、底面部２ｂの曲率半径Ｒ_１は側面部２ｃの曲率半径Ｒ_２と比べて大きくなっている。リフトタブ２ａがランプ７の斜面を滑走する際には底面部２ｂとランプ７の斜面が接触する。側面部２ｃの曲率半径Ｒ_２をＲ_１より小さくすることで、リフトタブ２ａの高さｈを確保し、リフトタブ２ａがランプ７の斜面から受ける応力Ｆにより曲がるのを防いでいる。
【選択図】図２Ｄ

Description

本発明は情報を磁気的に記録・再生する磁気ディスク記憶装置に関し、特に、記録・再生を行うための磁気ヘッドを支持するサスペンションのリフトタブ機構及びそれを用いた磁気ディスク記憶装置のロード・アンロード機構に関する。

小型・大容量の磁気ディスク記憶装置の用途は、ノートブックＰＣなどのコンピュータの分野だけでなく、携帯可能な音楽再生装置などの携帯情報機器の分野にも拡大している。携帯情報機器の分野では、機器の取扱いの際に働く衝撃等の負荷に耐える製品が要求される。磁気ディスク記憶装置においては、衝撃を受けても磁気ヘッドとディスクの接触などでディスク及びディスクに記録された情報を破壊しないように、衝撃等の負荷の影響を低減する機構が採用されている。

記録・再生を行うときに磁気ヘッドをディスク上に送り出して浮上させ（ロード）、不要なときには磁気ヘッドをディスクから退避（アンロード）させるロード・アンロード機構を採用することで、衝撃によるディスクの損傷を起きにくくした磁気ディスク記憶装置が知られている。ロード・アンロード機構は、磁気ヘッドを支持するサスペンションに円筒状のリフトタブを設け、斜面を形成したランプ上を滑らせて昇り降りさせる機構である。

磁気ディスク記憶装置を使用している期間にロード・アンロードによるランプとリフトタブの摩擦が数万回以上起こるため、ランプやリフトタブの摩耗による損傷や発塵が懸念される。塵埃が磁気ヘッドとディスクの間に入り込むことにより磁気ヘッドがディスク上を安定して浮上できなくなったり、磁気ヘッドやディスクを傷つけることで、記録・再生ができなくなったり、記録された情報が破壊される可能性がある。

ランプとリフトタブの接触部に働く力を小さくすることで、ランプやリフトタブの摩耗を防ぐことができる。そのためにはリフトタブをランプに押付ける荷重を小さくすることと、ランプとリフトタブの接触部付近の曲率半径を大きくしてやることで接触部の応力を低減することが有効である。

しかしながら、リフトタブの押付け荷重はサスペンションにより磁気ヘッドをディスク上に押付ける荷重を付与する機構と同様の方法で与えられるのが一般的であり、磁気ヘッドの押し付け荷重は浮上特性を定める重要な要素であるから、浮上特性と独立してリフトタブの押付け荷重を小さく設計することは困難である。リフトタブの曲率半径を大きくすることでランプとの接触部の応力を低減できるが、円筒状のリフトタブでは剛性が小さくなるため、押付け荷重によりリフトタブが変形するなどして、ロード・アンロードを確実に行えなくなる可能性がある。

磁気ヘッドがディスク上を浮上しているときに衝撃を受けた際には、磁気ヘッドを支持するサスペンションに慣性力が働き、磁気ヘッドの浮上特性に影響する。衝撃により磁気ヘッドが安定して浮上できなくなると、記録・再生ができなくなったり、磁気ヘッドとディスクが接触して傷ついたり、記録された情報が破壊される懸念がある。軽量なサスペンションを用いることによりこの影響を低減できるが、薄いばね性金属を加工して軽量なサスペンションを形成する場合には、サスペンションと一体に形成されるリフトタブも同様に薄くなるため、ロード・アンロードを行うのに十分な剛性を確保できない可能性がある。

特許文献１には、リフトタブとロードビームの連結部に補強片を設けてリフトタブの剛性を確保する機構が開示されている。特許文献２には、ロードビーム部と、ロードビーム部とリフトタブを連結する傾斜部位とに跨るようにフランジを設け、リフトタブの剛性を確保する機構が開示されている。特許文献３には、リフトタブ又はランプの案内面のいずれかに球又はコロを配置することにより、接触部の摩擦を低減し、摩耗粉の発生を抑える機構が開示されている。

特開２００５−１１６１２９号公報 特開２００５−１６６２０３号公報 特開２００２−７４８７４号公報

上記特許文献１及び２には、リフトタブ部の剛性を確保する機構は開示されているが、リフトタブとランプの接触部の応力を低減する機構については開示されていない。特許文献３には、リフトタブ又はランプに球又はコロを配置することにより接触部の摩擦を低減する機構が開示されているが、微細な球やコロを用いることによる接触部の応力増加や複雑な構造を製造するための製造コストの増加が懸念される。

本発明の目的は、ロード・アンロードを行うのに十分な剛性を有し、ランプとの接触部での摩耗や破壊の起きにくいリフトタブを備えた軽量な磁気ヘッドサスペンションを提供することである。

本発明の他の目的は、耐衝撃性に優れた磁気ディスク記憶装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の磁気ヘッドサスペンションにおいては、先端部から延伸するリフトタブを有するロードビームと、ロードビームに一端が取付けられ磁気ヘッドを支持するフレクシャとを有し、前記リフトタブは底面部と側面部を有するＵ字形状をなし、前記底面部の曲率半径が側面部の曲率半径より大きいことを特徴とする。

前記底面部の曲率半径が０．１５ｍｍ以上であることが望ましい。

具体例においては、前記ロードビーム及びリフトタブの厚さが０．０４ｍｍ以下であり、前記底面部の曲率半径が０．２５ｍｍ以上で、前記側面部の曲率半径が０．２ｍｍ以下である。

他の具体例では、前記ロードビーム及びリフトタブの厚さが０．０４ｍｍ以下であり、前記リフトタブの幅が０．２５〜０．３ｍｍであり、前記底面部の曲率半径が０．２５ｍｍ以上で、前記側面部の曲率半径が０．２ｍｍ以下である。

複数の磁気ディスクを有する磁気ディスク装置に実装する場合は、前記リフトタブの中心が前記ロードビームの中心からずれていることが望ましい。

上記他の目的を達成するために、本発明の磁気ディスク記憶装置においては、
先端部から延伸するリフトタブを有するロードビームと、ロードビームに一端が取付けられ磁気ヘッドを支持するフレクシャとを有し、前記リフトタブは底面部と側面部を有するＵ字形状をなし、前記底面部の曲率半径が側面部の曲率半径より大きい磁気ヘッドサスペンションと、
前記磁気ヘッドが記録あるいは再生する情報を保持する磁気ディスクと、
前記磁気ヘッドのロード・アンロード時に前記リフトタブの底面部が接触して昇り降りする斜面を有するランプと、を有することを特徴とする。

前記底面部の曲率半径が０．１５ｍｍ以上であることが望ましい。

上記他の目的を達成するために、本発明の磁気ディスク記憶装置においては、
両面に情報の記録面を有する複数の磁気ディスクと、
前記磁気ディスクの各記録面に配置され、先端部から延伸するリフトタブを有するロードビームと、ロードビームに一端が取付けられ前記磁気ディスクに対して情報の記録あるいは再生を行う磁気ヘッドを支持するフレクシャとを有し、前記リフトタブは底面部と側面部を有するＵ字形状をなし、中心が前記ロードビームの中心からずれており、前記底面部の曲率半径が側面部の曲率半径より大きい磁気ヘッドサスペンションと、
前記磁気ヘッドのロード・アンロード時に前記リフトタブの底面部が接触して昇り降りする斜面を有するランプと、を有することを特徴とする。

前記底面部の曲率半径が０．１５ｍｍ以上であることが望ましい。

前記複数の磁気ディスクの間に配置される一対の磁気ヘッドサスペンションは、対向する前記リフトタブの位置が幅方向にずれている。

本発明によれば、薄い板を加工して形成された軽量な磁気ヘッドサスペンションにおいて、リフトタブの剛性を損なうことなく、ロード・アンロード時のリフトタブとランプの接触部の応力を低減することができる。また、軽量な磁気ヘッドサスペンションを有する耐衝撃性に優れた磁気ディスク記憶装置を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１、図２Ａ〜図２Ｄ、図３及び図４を参照して第１の実施例による磁気ヘッドサスペンション（以下、単にサスペンションという）及びそれを用いた磁気ディスク記憶装置を説明する。図１は、磁気ディスク記憶装置の概略構成を示す平面図である。図１において、磁気ヘッド１はサスペンション２の先端部付近に取付けられ（図２Ｂ参照）、サスペンション２はアーム３に取付けられている。アーム３は軸受け機構４のピボットを中心にボイスコイルモータ（ＶＣＭ）５により回転移動できるように軸受け機構４に取付けられる。磁気ヘッド１及びＶＣＭ５はフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）６などを介して制御回路と電気的に接続され、制御回路は、磁気ヘッド１を用いて記録・再生する情報を電気的に処理したり、ＶＣＭ５の動作を制御する。

サスペンション２の先端部にはリフトタブ２ａが設けられ、ＶＣＭ５によりランプ7の退避位置にリフトタブ２ａを移動させ、退避させることができる。磁気ディスク８をスピンドルモータ９により回転させ、ＶＣＭ５により磁気ヘッド１及びサスペンション２をランプ７から磁気ディスク８上に送り出し（ロード）、磁気ヘッド１を磁気ディスク８上で浮上させ、ＶＣＭ５により磁気ヘッド１を磁気ディスク８上の所望の位置に移動させ、電磁変換により磁気ディスク８に対して情報を磁気的に記録・再生する。記録・再生が終了した後、再びＶＣＭ５によりリフトタブ２ａをランプ７の退避位置に移動させ（アンロード）、磁気ヘッド１を磁気ディスク８から退避させる。

図２Ａはサスペンション２の全体構成を示す平面図である。図２Ｂはサスペンション２の側面図であり、磁気ヘッド１が取付けられている様子が理解できる。図２Ｃはリフトタブ２ａがランプ７の斜面を昇るときに受ける応力Ｆを示す。図２Ｄは図２ＡのＡ−Ａ線断面図であり、サスペンション２の先端部に設けられたリフトタブ２ａの形状を示す。サスペンション２は、ロードビーム２ｅと、ロードビーム２ｅに一端が取付けられたフレクシャ２ｆとで構成される。フレクシャ２ｆの解放端側には磁気ヘッド１が取付けられている。ロードビーム２ｅは、一端がアーム３に取付けられ、他端側においてディンプル２ｄを介して磁気ヘッド１に磁気ディスク方向への荷重を与えている。リフトタブ２ａはロードビーム２ｅの先端から延伸して設けられている。図２Ｄを用いてリフトタブ２ａの形状を説明する。リフトタブ２ａは底面部２ｂと側面部２ｃを有するＵ字形状をなしている。底面部２ｂの曲率半径Ｒ_１は側面部２ｃの曲率半径Ｒ_２と比べて大きくなっており、図３に示すように、ランプ７の斜面を滑走する際には底面部２ｂとランプ７の斜面が接触する。側面部２ｃの曲率半径Ｒ_２をＲ_１より小さくすることで、リフトタブ２ａの高さｈを確保し、リフトタブ２ａがランプ７の斜面から受ける応力Ｆにより曲がるのを防いでいる。

最近の２．５型や１．８型などの小型の磁気ディスク装置で使用されているサスペンションは、厚さが０．０４〜０．１ｍｍのステンレス材を加工して形成されているが、本実施例では、厚さｔが０．０４ｍｍよりも薄い材料、例えば０．０２５ｍｍのステンレス材を加工して形成したロードビーム２ｅを用いて軽量なサスペンション２を実現している。この場合、リフトタブ２ａの側面部２ｃの高さhが０．０４ｍｍよりも十分に高くなるように側面部２ｃを成形することにより、リフトタブ２ａの剛性を確保して、応力Ｆによりリフトタブ２ａが過大に変形するのを防ぐことができる。

ランプ７と接触する底面部２ｂを十分に確保するためには、リフトタブ２ａの幅ｗが０．２５〜０．３ｍｍあるのが望ましく、リフトタブ２ａの高さｈが０．０４ｍｍに比べて十分に高くなるようにするためには、側面部２ｃの曲率半径Ｒ_２が０．２ｍｍ以下になるように成形するとよい。例としては、Ｒ₁が０．２５ｍｍ、Ｒ₂が０．１５ｍｍとすることで、底面部２ｂとランプ７の接触圧力Ｐを小さく、かつ、応力Ｆによりリフトタブ２ａが過大に変形するのを防ぐだけの剛性を確保することが可能となる。

図４にリフトタブ２ａの底面部２ｂの曲率半径Ｒ_１とランプ７の斜面との接触時に発生する最大接触圧力Ｐの関係を示す。参考文献（村上敬宜著「弾性力学」、第１１版、養賢堂、1999年）などを参照してＨｅｒｔｚの円筒接触における最大接触圧力を計算することができる。曲率半径Ｒ_１が０．１ｍｍ未満の領域では、Ｒ_１を小さくするにつれて最大接触圧力Ｐは急激に増えている。最大接触圧力Ｐが大きければリフトタブ２ａ及びランプ７の接触部付近に生じる応力Ｆも大きくなるので、ランプ７及びリフトタブ２ａの摩耗や破壊が起きやすくなる。製造上のばらつきを０．０５ｍｍほど考慮すると、曲率半径Ｒ_１を０．１５ｍｍ以上にすることで、リフトタブ２ａとランプ７の接触に伴う応力Ｆを小さく抑えることができる。

上記第１の実施例によれば、厚さの薄いばね性金属を加工して形成された軽量のサスペンションであっても、リフトタブの剛性を確保して曲がりにくくし、かつ、ランプとの接触部での接触圧力を小さく抑えて摩耗や破壊が起きにくくすることが可能である。

次に、図５、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ及び図７Ｂを参照して第２実施例によるサスペンション及びそれを用いた磁気ディスク記憶装置を説明する。図５は複数の磁気ヘッド１、サスペンション２及び磁気ディスク８を備えた大容量の磁気ディスク記憶装置の部分斜視図である。磁気ヘッド１、サスペンション２及び磁気ディスク８が複数であることを除き、他の部位の構成は上記第１の実施例の磁気ディスク記憶装置と同じである。図７Ａは図５に示す磁気ディスク記憶装置を側面から見た概略構成図であり、サスペンション２及びリフトタブ２ａの配置が理解しやすいように磁気ディスクを省略してある。図５及び図７Ａに示すように、２枚の磁気ディスク８の間に、対を成す２個のサスペンション２が互いに向き合うように実装されている。ランプ７の退避位置に磁気ヘッド１をアンロードする際には、図７Ａに示すように対をなす２個のリフトタブ２ａが互いに接近する。リフトタブ２ａは、第１の実施例と同様に（図２Ｄ参照）、底面部２ｂの曲率半径Ｒ_１を側面部２ｃの曲率半径Ｒ_２より大きくすることでランプ７との接触部における接触圧力を小さく抑えると同時に、リフトタブ２ａの高さｈを確保して応力で曲がりにくくなるようにしている。

ここで、リフトタブ２ａの高さｈが高くなると、ランプ７上で互いに接近した１対のリフトタブ２ａが接触する危険性がある。ロード・アンロード時にリフトタブ２ａが接触すると、リフトタブ２ａを破壊したり、ランプ７に対をなすリフトタブ２ａが挟まって引っかかったりして、ロード・アンロードができなくなる恐れがある。本実施例では、図６Ａに示すようにリフトタブ２ａの中心２ｈをサスペンション２の中心２ｇからずらしてやることで、図７Ｂ（図７ＡのＢ−Ｂ線断面図）に示すように対向するリフトタブ２ａの位置を幅方向にずらし、リフトタブ２ａ間の距離を確保することで、両者の接触を防いでいる。位置をずらして形成するのはリフトタブ２ａだけでよく、対をなす他の部位の配置を変更する必要はない。また、リフトタブ２ａは図６Ｂに示すように、図６Ａとは逆側にずらしてもよく、いずれか一方にずらして形成すれば、リフトタブ２ａが対向した場合、互いの位置がずれることになる。また、複数種のサスペンションを形成する必要はないので、サスペンションの製造工程を複雑にしたり、あるいは増加させることはない。

上記第２の実施例によれば、複数の磁気ヘッドと磁気ディスクを有する大容量の磁気ディスク記憶装置において、対をなすリフトタブの隙間を確保するために磁気ディスクの間隔や磁気ディスク記憶装置の全高を増すことなく、リフトタブの剛性を確保しつつランプとの接触部での接触圧力を小さく抑えた軽量なサスペンションを実装することが可能になる。また、軽量なサスペンションを実装できるので、耐衝撃性に優れた磁気ディスク記憶装置を実現することができる。

第１の実施例による磁気ヘッドサスペンションを実装した磁気ディスク記憶装置の構成を示す平面図である。 第１の実施例による磁気ヘッドサスペンションの構成を示す平面図である。 図２Ａの側面図である。 リフトタブに加わる応力Ｆを示す側面図である。 図２ＡのＡ−Ａ線断面図である。 第１の実施例による磁気ヘッドサスペンションのリフトタブが、ロード・アンロード時にランプ上を滑走する状態を示す図である。 リフトタブとランプが接触する際のリフトタブとランプの最大接触圧力Ｐとリフトタブ底面部の曲率半径Ｒ_１との関係を示す図である。 第２の実施例による磁気ヘッドサスペンションを実装した磁気ディスク記憶装置の構成を示す部分斜視図である。 第２の実施例による磁気ヘッドサスペンションの構成を示す平面図である。 第２の実施例による磁気ヘッドサスペンションの他の構成を示す平面図である。 図５の側面図であり、複数個実装した磁気ヘッドサスペンションの配置関係を示す図である。 図７ＡのＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１…磁気ヘッド、
２…サスペンション、
２ａ…リフトタブ、
２ｂ…リフトタブの底面部、
２ｃ…リフトタブの側面部、
２ｄ…ディンプル、
２ｅ…ロードビーム、
２ｆ…フレクシャ、
２ｈ…リフトタブの中心、
２ｇ…サスペンションの中心、
３…アーム、
４…軸受け機構、
５…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、
６…フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）、
７…ランプ、
８…磁気ディスク、
９…スピンドルモータ。

Claims (10)

1. 先端部から延伸するリフトタブを有するロードビームと、該ロードビームに一端が取付けられ磁気ヘッドを支持するフレクシャとを有し、前記リフトタブは底面部と側面部を有するＵ字形状をなし、前記底面部の曲率半径が側面部の曲率半径より大きいことを特徴とする磁気ヘッドサスペンション。
2. 前記底面部の曲率半径が０．１５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドサスペンション。
3. 前記ロードビーム及びリフトタブの厚さが０．０４ｍｍ以下であり、前記底面部の曲率半径が０．２５ｍｍ以上で、前記側面部の曲率半径が０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドサスペンション。
4. 前記ロードビーム及びリフトタブの厚さが０．０４ｍｍ以下であり、前記リフトタブの幅が０．２５〜０．３ｍｍであり、前記底面部の曲率半径が０．２５ｍｍ以上で、前記側面部の曲率半径が０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドサスペンション。
5. 前記リフトタブの中心が前記ロードビームの中心からずれていることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドサスペンション。
6. 先端部から延伸するリフトタブを有するロードビームと、該ロードビームに一端が取付けられ磁気ヘッドを支持するフレクシャとを有し、前記リフトタブは底面部と側面部を有するＵ字形状をなし、前記底面部の曲率半径が側面部の曲率半径より大きい磁気ヘッドサスペンションと、
   前記磁気ヘッドが記録あるいは再生する情報を保持する磁気ディスクと、
   前記磁気ヘッドのロード・アンロード時に前記リフトタブの底面部が接触して昇り降りする斜面を有するランプと、
   を有することを特徴とする磁気ディスク記憶装置。
7. 前記底面部の曲率半径が０．１５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項６記載の磁気ヘッドサスペンション。
8. 両面に情報の記録面を有する複数の磁気ディスクと、
   前記磁気ディスクの各記録面に配置され、先端部から延伸するリフトタブを有するロードビームと、該ロードビームに一端が取付けられ前記磁気ディスクに対して情報の記録あるいは再生を行う磁気ヘッドを支持するフレクシャとを有し、前記リフトタブは底面部と側面部を有するＵ字形状をなし、中心が前記ロードビームの中心からずれており、前記底面部の曲率半径が側面部の曲率半径より大きい磁気ヘッドサスペンションと、
   前記磁気ヘッドのロード・アンロード時に前記リフトタブの底面部が接触して昇り降りする斜面を有するランプと、
   を有することを特徴とする磁気ディスク記憶装置。
9. 前記底面部の曲率半径が０．１５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項８記載の磁気ヘッドサスペンション。
10. 前記複数の磁気ディスクの間に配置される一対の磁気ヘッドサスペンションは、対向する前記リフトタブの位置が幅方向にずれていることを特徴とする請求項８記載の磁気ヘッドサスペンション。

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