JP2008123645A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度上昇時のベースとカバーの拘束力を低減することにより、磁気ヘッドと目標トラックの位置ずれを解消し、信頼性の高い磁気ディスク装置を実現することである。
【解決手段】ベース６はアルミダイカスト製で、四角形状で凹型をしており、４隅に段差部１０が設けられている。カバー７はステンレス又は鉄製の平板であり、その４隅が折り曲げられ、段差部１１を有している。カバー７は、その４隅及び側部の６箇所で、ベース６にボルト８により固定されるが、その際にガスケット９を挟んで密閉性を高くしている。ガスケット９はゴムパッキンに類する部材であるため、ベース６の平坦部分とカバー７の平坦部分で圧力をかける必要がある。そのために、ガスケット９はベース段差部１０の上側に配置し、カバー７とベース６の４隅の結合はベース段差部１１の下側で行う。
【選択図】図１

Description

本発明は磁気ディスク装置に関するものである。さらに詳細には温度変化時の磁気ディスク装置の信頼性に関するものである。

磁気ディスク装置は、一般に、特許文献１や特許文献２に記載されているように、ランチボックス型（凹型）のベースに、磁気ディスクを回転軸に支持し回転させるスピンドルモータと、磁気ディスクに対して磁気情報を記録・再生する磁気ヘッドを保持するサスペンションを支持し、サスペンションを介して磁気ヘッドを磁気ディスクの半径方向に移動し、位置決めするアクセス機構とを収容し、ベースの開口面を平板状のカバーで覆い、カバーの四隅および側部をベースの側壁にボルトで固定することにより、密閉筐体を構成している。

磁気ディスク装置は、コンピュータシステムの外部記憶装置を初めとし、画像データ記憶装置などＡＶ機器への用途が拡大しており、高記録密度化、大容量化が求められている。高記録密度化、大容量化を実現するために、磁気ヘッドと磁気ディスクとの距離、すなわち磁気ヘッドの浮上量を縮めて、線記録密度を上げると同時に、磁気ディスクの記録トラック幅を狭くして、トラック密度を上げている。

特開２００４−５７８３号公報 特開２００６−７９７４５号公報

現在の磁気ディスク装置では、加工性やコストの観点からベースはアルミダイカストで作られていることが多い。また、特に据え置き型の磁気ディスク装置では、静音性や必要な剛性を確保するために、カバーはステンレス又は鉄で作られていることが多い。特に近年では磁気ディスク装置がＡＶ機器で用いられることが多いため、より静音性や剛性が必要とされ、カバーはステンレス製又は鉄製になりつつある。

アルミニウムはステンレス及び鉄よりも線膨張係数が大きいため、温度変化が生じた場合には、カバーとベースを固定する接触部分に力が発生する。例えば温度上昇時には、アルミニウム製のベースの伸び量が、ステンレス製又は鉄製のカバーの伸び量よりも大きいため、ベースの伸びをカバーで拘束する変形となり、ベースとカバーの結合部には、ベースの伸びを拘束する力が生じる。以下、こうしたベースの変形を拘束する力を、温度変化時の拘束力と呼ぶことにする。

温度変化時の拘束力が、カバーとベースを固定しているボルトの締結力よりも小さい場合は特に問題とならないが、締結力を上回った場合には、締結部分が微小にずれてしまう。この際にベースやカバーの温度変化による歪が瞬間的に開放されるため、ベースに収納されたアクセス機構や磁気ディスクにも瞬間的に微小な変位が生じる。

通常、磁気ディスク装置では磁気ヘッドを磁気ディスク上の所定の記録トラックに位置決めする制御を行っており、ずれを生じない温度変化による変形はなんら問題ないが、締結部分にずれが発生した場合には瞬間的に磁気ヘッドと目標トラックの位置ずれが生じてしまい、位置決め制御をしていても追従できなくなってしまう。そのため、再生時には読み出し時間の増加を引き起こし、記録時には目標のトラックと隣接したトラックに誤って記録してしまい、既に記録された情報を破壊してしまうという問題が生じる。

特に、近年の磁気ディスク装置では、トラック密度の増大により、記録トラック幅が非常に狭くなっており、磁気ヘッドと記録トラックの位置ずれが発生しやすくなっている。磁気ヘッドと記録トラックの位置ずれが発生した場合には、磁気ディスク装置の記録再生の信頼性を低下させるため、非常に大きな問題となりつつある。

本発明は上記の課題を解決することが目的であり、温度変化時のカバーによるベースの拘束力を低減することにより、磁気ヘッドと目標トラックの位置ずれを解消し、信頼性の高い磁気ディスク装置を実現することである。

上記目的を達成するために、本発明においては、磁気記録再生部を収容する四角形状で凹型のベースと、ベースの開口面側に固定される、線膨張係数がベースよりも小さい平板状のカバーとを有する磁気ディスク装置において、ベースにボルト等により固定されるカバーの隅部の剛性を、カバーの隅部以外の部分よりも小さくすることを特徴とする。
具体的には、四角形状で隅部に段差部を設けたベースと、平板状で隅部に段差部を有するカバーを用い、ベースに磁気記録再生部を収容した後、ベースにカバーを被せ、ベースに設けた段差部の下側でカバーの段差部を固定するものである。カバーが略平面状である場合は、温度変化時にはカバーは平面の伸びもしくは収縮変形となり、ベースとの締結部に大きな拘束力が発生する。しかし、上記構成では、カバーに設けた段差部が曲げ変形することにより、カバーが柔軟に変形することができるため、温度変化時の拘束力が小さくなる。そのため、温度変化時でもベースとカバーの締結部分にずれが生じにくくなり、信頼性の高い磁気ディスク装置を実現することができる。
カバーに設けた段差部は、略直線状に折り曲げて形成することにより、カバーの段差部が容易に曲げ変形するため、温度変化時の拘束力をさらに小さくすることが可能となる。
また、カバーに設けた複数の段差部が独立であることにより、カバーの段差部が容易に曲げ変形するため、温度変化時の拘束力をさらに小さくすることが可能となる。
別な構成例としては、カバーの隅部のネジ穴の近傍に１個または複数個の穴を設けるものである。これにより、カバーの隅部の剛性を、隅部以外の部分よりも小さくすることができるため、温度上昇時に、隅部が柔軟に変形するため、ベースの伸びを拘束する力を小さくすることができる。

本発明によれば、温度変化時のカバーによるベースの拘束力を低減することができるため、磁気ヘッドと目標トラックの位置ずれが解消され、信頼性の高い磁気ディスク装置を実現することができる。

まず、磁気ディスク装置の環境温度の上昇時に、ベースの伸びをカバーで拘束することにより発生するベースの変形と、ベースとカバーの結合部に発生する力について説明する。図８に、ベースがアルミダイカスト製で、カバーがステンレス製であり、カバーの４隅及び側部の６箇所を、ベースにボルトで固定した磁気ディスク装置の、動作温度を１０゜Ｃ上昇させた場合の熱変形解析の結果を示す。図８に示すように、ベースの線膨張係数がカバーの線膨張係数より大きいため、ベースの伸びをカバーで抑制する変形となっている。図９に、図８の解析における、ベースとカバーの結合部に発生する力を示す。図９の矢印は、ベースの膨張による伸びをカバーで抑制することにより発生する力の方向を示し、矢印の長さは、力の大きさを示している。特にベースの４隅の部分に大きな力が発生している。この力がボルトの締結力による摩擦力を超えた場合に、締結部分が微小にずれ、この際にベースやカバーの温度上昇による歪が瞬間的に開放されるため、ベースに収納されたアクセス機構や磁気ディスクにも瞬間的に微小な変位が生じる。

本発明は、ベースとカバーの線膨張係数の違いに起因する、ベースとカバーの締結部のずれを抑制することを目的とするものであり、以下に、本発明の実施例による磁気ディスク装置を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施例による磁気ディスク装置の斜視図、図２はその展開図、図３はベースとカバーの結合部の模式図である。図１及び図２に示すように、ベース６はアルミダイカスト製で、四角形状の凹型であり、４隅に段差部（凹み）１０が設けられている。ベース６には、スピンドルモータ５、スピンドルモータ５の回転軸に取り付けられた磁気ディスク４、磁気ヘッド１を先端に保持したサスペンション２を支持するアクセス機構３、図示はしないが磁気ヘッド１に供給する記録信号を増幅し、磁気ヘッドからの再生信号を増幅するヘッドアンプ等が収納されている。ベース６の背面には、図示はしないが回路基板が取り付けられており、回路基板には、信号処理回路を内蔵するＬＳＩや磁気ディスク装置の全体を制御するマイクロ・コントローラ等が実装されている。

カバー７はステンレス製又は鉄製の平板であり、その４隅が折り曲げられ、段差部１１を構成している。カバー７の段差部１１は、ベース６の段差部１０に対応しており、カバー７をベース６に固定する際、カバー７の段差部１１をベース６の段差部１０に重ね、その段差部（４隅）及び側部の６箇所で、ボルト８により固定している。その際に、ガスケット９を挟んで密閉性を高くしているが、ガスケット９はゴムパッキンに類する部材であるため、ベース６の平坦部分とカバー７の平坦部分で圧力をかける必要がある。そのために、図３に示すように、ガスケット９はベース段差部１０の上側に配置し、カバー７とベース６の４隅の結合はベース段差部１０の下側で行う構成としている。

段差部１０を有するベース６は、鋳型をそのような形状にするか、あるいは鋳造したベースの隅部を削り出すことにより、形成することができる。カバー７は、ステンレス又は鉄の平板をプレス加工することにより形成することができる。カバー７の段差部１１は、平板の４隅が略直線状に２回折り曲げられたものである。具体的には、平板の４隅が直線状に折り曲げられて、平面で構成されるカバー段差側面部１２となり、さらにカバー段差側面部１２の先端が外側に直線状に折り曲げられることにより形成されたものである。

上記、図１〜図３に示した実施例の構成において、温度上昇時には図４に示すように、カバー段差側面部１２に平面の曲げ変形が生じる。平面の曲げ変形に関する剛性は、平面の伸び変形に関する剛性と比較して非常に小さくなる。そのため、温度上昇時にベース６がカバー７よりも膨張した場合でも、カバー段差側面部１２が柔軟に変形するため、カバー７の結合部を変位させることが容易となり、温度上昇時の拘束力を非常に小さくすることできる。したがって、現在の磁気ディスク装置のベースとカバーの締結力でも、ベースとカバーの締結部分のずれを防止することができる。これにより、磁気ヘッドと磁気ディスク上の目標トラックとの瞬間的な位置ずれを防止することができるので、磁気ディスク装置の信頼性を向上することができる。

図５に比較例として、概略平面形状に構成されているカバー２４を、ベース２０のボス状の固定部２２にボルト８により固定した場合の模式図を示す。上記実施例と同様に、ベース２０はアルミダイカスト製で、カバー２４はステンレス製である。環境温度が上昇すると、ベース２０の変形量がカバー５の変形量よりも大きくなるので、図５の矢印に示すように、ベース２０が膨張し、それをカバー２４で拘束する構成となり、ベース２０とカバー２４の締結部には拘束力が発生する。温度上昇時の拘束力は、仮想的に拘束されていないとした場合のベース２０とカバー２４の結合部分の変位差を強制的に０にするために必要な力と等しくなるため、ベース２０やカバー２４の剛性が高くなるほど大きくなる。図５に示す構成では、カバー２４は概略平面形状で構成されているため、カバー２４を強制的に変位させることは平面を伸ばすことと等しく、大きな力が必要となる。温度上昇時の拘束力が大きかったとしても、ベース２０とカバー２４の締結力がそれを上回っていれば、ベース２０とカバー２４の瞬間的なずれは生じないので、磁気ディスク装置の信頼性は低下しない。しかし、実際の磁気ディスク装置では、装置寸法の制約等から大幅に締結力を上げることは困難である。また、締結力をある程度大きくした場合には、小さな温度上昇時のベース２０とカバー２４の瞬間的なずれは解消されるが、大きく温度が上昇した場合には、瞬間的に大きな拘束力が開放されることになるため、ベース２０とカバー２４の瞬間的なずれも大きくなり、逆に信頼性を低下させることになりかねない。

このように、カバーが略平面形状の比較例に比べ、本発明の実施例では、前述のとおり、カバー７の４隅が折り曲げられて、段差部１１を構成しているので、温度上昇時には、カバー段差側面部１２が柔軟に変形するため、温度上昇時の拘束力を非常に小さくすることができるものである。カバー段差側面部１２は平面状であれば柔軟に変形することができるので、カバー段差部１１は図１〜図３に示したように、直線的に折れ曲がっていることが望ましい。また、温度上昇時には、図１及び図２に示した４箇所のカバー段差部１１は、それぞれが図４に示すように外側に変形する必要がある。そのため、各々のカバー段差側面部１２は独立していることが望ましい。カバー７の段差部１１は、４隅に設けることが望ましいが、少なくとも隅部の３箇所に設けることにより、温度変化時の拘束力を小さくすることができる。

次に図６及び図７を参照して第２の実施例を説明する。図６は磁気ディスク装置の上面図であり、カバーが固定されている様子を示している。図７は図６のＡ−Ａ線断面図であり、筐体の１つの隅部におけるベースとカバーの固定構造を示している。ベース２０は従来の構成と同じで良く、隅部にボス状の固定部２２が形成されている。カバー１５は、ステンレスあるいは鉄製の平板であり、４隅と側部２箇所にネジ穴１６が開けられており、ネジ穴１６の内側に複数個の穴１７が開けられている。この穴１７は、カバー１５の隅部の剛性を隅部以外の部分（平面部）よりも小さくするための穴である。図７に示すように、カバー１５の穴１７は、カバー１５がベース２０に固定されたときに、ボルト８とガスケット９の間に位置するように設けられている。これは、穴１７から筐体内部に塵埃が侵入しないようにするためである。

第２の実施例の構成においても、カバー１５の４隅の剛性が低下しているので、温度上昇時には、４隅が柔軟に変形するため、ベース２０の伸びを拘束する力を非常に小さくすることができる。これにより、ベース２０とカバー１５の締結部分のずれを防止することができる。したがって、磁気ヘッドと磁気ディスク上の目標トラックとの瞬間的な位置ずれを防止することができるので、磁気ディスク装置の信頼性を向上することができる。

なお、上記第２の実施例においては、カバー１５の４隅に穴１７を設けたが、これに限られるものではなく、少なくとも隅部の３箇所に設けることにより、温度変化時の拘束力を小さくする効果を得ることができる。

本発明の第１の実施例による磁気ディスク装置の斜視図である。 本発明の第１の実施例による磁気ディスク装置の分解斜視図である。 本発明の第１の一実施例による磁気ディスク装置のベースとカバーの結合部の模式図である。 本発明の第１の一実施例による磁気ディスク装置の温度上昇時のカバーの変形を示す模式図である。 比較例による磁気ディスク装置のベースとカバーの結合部の模式図である。 本発明の第２の実施例による磁気ディスク装置の上面図である。 図６のＡ−Ａ線断面図である。 磁気ディスク装置の動作温度を、１０゜Ｃ上昇させた場合の熱変形解析の結果を示す図である。 図８の熱変形解析における、ベースとカバーの結合部に発生する力を示す図である。

符号の説明

１…磁気ヘッド、２…サスペンション、３…アクセス機構、４…磁気ディスク、５…スピンドルモータ、６…ベース、７…カバー、８…ボルト、９…ガスケット、１０…ベース段差部、１１…カバー段差部、１２…カバー段差側面部、１５…カバー、１６…ネジ穴、１７…穴、２０…ベース、２２…固定部。

Claims (18)

1. スピンドルモータと、該スピンドルモータの回転軸に取り付けられた磁気ディスクと、磁気ヘッドを先端に保持したサスペンションを支持するアクセス機構とを四角形状で凹型のベースに収容し、該ベースの開口面側に、当該ベースよりも線膨張係数が小さい平板状のカバーを固定した磁気ディスク装置において、
   前記ベースは少なくとも３箇所の隅部に段差部を有し、前記カバーは前記ベースの３箇所の隅部に対応する隅部に段差部を有し、前記ベースの段差部に前記カバーの段差部が重ねられ、前記ベースの段差部の下側で前記カバーの段差部が固定されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 前記ベースの段差部は、凹みであることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
3. 前記カバーの段差部は、平面で構成される側面部を有することを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
4. 前記カバーの段差部は、前記隅部が略直線状に２回折り曲げられたものであることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
5. 前記カバーの段差部は、前記隅部が前記ベースの方向に略直線的に折り曲げられ、さらに外側に略直線的に折り曲げられたものであることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
6. 前記カバーの段差部は、それぞれが独立していることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
7. 前記ベースはアルミダイカストであり、前記カバーはステンレス又は鉄であることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
8. 前記ベースと前記カバーの接触面の間にガスケットが設けられていることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
9. 前記カバーは、少なくとも前記隅部を含む４箇所以上で、前記ベースにボルトにより固定されていることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
10. スピンドルモータと、該スピンドルモータの回転軸に取り付けられた磁気ディスクと、磁気ヘッドを先端に保持したサスペンションを支持するアクセス機構とを四角形状で凹型のベースに収容し、該ベースの開口面側に、当該ベースよりも線膨張係数が小さい平板状のカバーを固定した磁気ディスク装置において、
    前記ベースは４隅に段差部を有し、前記カバーは４隅に段差部を有し、前記ベースの段差部に前記カバーの段差部が重ねられ、前記ベースの段差部の下側で前記カバーの段差部が固定されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
11. 前記カバーの段差部は、平面で構成される側面部を有することを特徴とする請求項１０記載の磁気ディスク装置。
12. 前記ベースの段差部は凹みであり、前記カバーの段差部は前記ベースの段差部に沿って折り曲げられたものであることを特徴とする請求項１０記載の磁気ディスク装置。
13. 前記カバーの段差部は、それぞれが独立していることを特徴とする請求項１０記載の磁気ディスク装置。
14. 前記ベースと前記カバーの接触面の間にガスケットが設けられていることを特徴とする請求項１０記載の磁気ディスク装置。
15. 前記カバーは、少なくとも前記４隅を含む４箇所以上で、前記ベースにボルトにより固定されていることを特徴とする請求項１０記載の磁気ディスク装置。
16. スピンドルモータと、該スピンドルモータの回転軸に取り付けられた磁気ディスクと、磁気ヘッドを先端に保持したサスペンションを支持するアクセス機構とを四角形状で凹型のベースに収容し、該ベースの開口面側に、当該ベースよりも線膨張係数が小さい平板状のカバーを、ガスケットを介して、少なくとも隅部において固定した磁気ディスク装置において、
    前記カバーの隅部の少なくとも３箇所の剛性が、隅部以外の部分よりも小さいことを特徴とする磁気ディスク装置。
17. 前記カバーは、前記ベースとの固定部の少なくとも３箇所の内側に、穴が開けられていることを特徴とする請求項１６記載の磁気ディスク装置。
18. 前記カバーは、前記ベースとの固定部の少なくとも３箇所の、前記ガスケットと前記固定部との間に穴が開けられていることを特徴とする請求項１６記載の磁気ディスク装置。

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