JP2009015902A - ディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記憶容量を増大、高回転数化を図り性能の向上したディスク装置を提供する。
【解決手段】ディスク装置は、スピンドルモータ１８により回転されるディスク状の記録媒体１６と、ヘッド１７と、ヘッドを支持したキャリッジ２２と、ランプ４０と、ベース１２の角部の内、記録媒体の回転方向に関してヘッドの下流側でヘッドに最も近い角部に設けられた循環フィルタ５２と、を有している。ベース１２は、側壁１２ｂに形成され循環フィルタに空気流を導くガイド流路５８を有し、ガイド流路は、流入口５６を有しているとともに記録媒体の接線方向に直線状に延びた第１流路５８ａと、第１流路から記録媒体の回転中心方向に直線的に延びているとともに記録媒体に向かって開口した流出口６０を有した第２流路５８ｂと、を有している。側壁は、第２流路を規定しているとともに第１流路と直交する方向に延び第１流路を流れる空気流の方向を記録媒体の回転中心方向に変える壁面を有し、循環フィルタは、第２流路に設けられている。
【選択図】 図２

Description

この発明は、高速で回転するディスク状の記録媒体を備えたディスク駆動装置に関する。

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。
一般に、磁気ディスク装置、例えば、ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと称する）は、磁気ディスク、磁気ディスクを回転駆動するスピンドルモータ、磁気ディスクに対してデータのリード／ライトを行う磁気ヘッド、磁気ヘッドを支持したキャリッジアッセンブリ、キャリッジアッセンブリを駆動するボイスコイルモータ、基板ユニット等を備え、これらはほぼ密閉構造の筐体に収容されている。また、ＨＤＤは、筐体に形成された通気孔から流入する外気の塵挨、湿気、ガス成分を除去する呼吸フィルタ、および可動部の稼動によって筐体内に発生した塵埃を捕獲する循環フィルタを備えている。これらの呼吸フィルタ、循環フィルタ、キャリッジアッセンブリは、磁気ディスクの周囲に配設されている。

このような磁気ディスク装置において、高速なデータ処理を行うためには磁気ディスクの回転数を上げる必要がある。しかし、磁気ディスクが高速回転すると、磁気ディスクと同一回転方向の気流が発生し、この気流の乱れにより磁気ディスクが振動するディスクフラッターと呼ばれる現象が生じる。また、磁気ヘッドを支持したキャリッジに風外乱が作用し、キャリッジの変位が生じる。この場合、磁気ディスクに対する磁気ヘッドの位置決め精度が低下し、記録密度の向上に支障を生じる。

このような磁気ディスクの高速回転に伴う乱流の発生を抑制するため、循環フィルタの流入口に磁気ディスク外周に沿った整流壁を設けた装置が提案されている（例えば、特許文献１）。また、環状フィルタを通過した気流を磁気ディスクの外周からディスク中心方向に案内する気流ガイドを設けた装置が提案されている（例えば、特許文献２）。
特開２００６−１７９１１８号公報 特開２００６−１８５４８６号公報

しかしながら、上記構成の磁気ディスク装置において、循環フィルタ周囲での気流の乱れを抑制することができるが、循環フィルタからキャリッジまでの間おいて気流の乱れが発生する。そのため、キャリッジに当たる風外乱を低減することが難しい。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、ディスクフラッター、キャリッジの風外乱変位を抑制し、狭トラックピッチ化を可能とし、記憶容量を増大、高回転数化を図り性能の向上した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、この発明の形態に係るディスク装置は、矩形状の底壁および底壁の周縁部に沿って立設された側壁を有するベースを備えたケースと、前記ベースの底壁上に設けられたスピンドルモータと、前記スピンドルモータにより支持および回転されるディスク状の記録媒体と、前記記録媒体に対して情報処理をヘッドと、前記記録媒体との外周側に位置した軸受部を有し、前記ヘッドを前記記録媒体に対して移動自在に支持したキャリッジと、前記記録媒体の回転方向に関して、前記軸受部の下流側で前記記録媒体の外周側に配置され、前記ヘッドが前記記録媒体の外周縁の外側に移動した際に前記ヘッドを支持するランプと、前記底壁の角部の内、前記記録媒体の回転方向に関して前記ヘッドの下流側で前記ヘッドに最も近い角部に設けられた循環フィルタと、を備え、
前記ベースは、前記側壁に形成され前記循環フィルタに空気流を導くガイド流路を有し、前記ガイド流路は、流入口を有しているとともに前記記録媒体の接線方向に直線状に延びた第１流路と、前記第１流路から前記記録媒体の回転中心方向に直線的に延びているとともに前記記録媒体に向かって開口した流出口を有した第２流路と、を有し、前記側壁は、前記第２流路を規定しているとともに前記第１流路と直交する方向に延び前記第１流路を流れる空気流の方向を前記記録媒体の回転中心方向に変える壁面を有し、前記循環フィルタは、前記第２流路に設けられている。

本発明によれば、ディスクフラッター、サスペンションの風外乱変位を抑制し、狭トラックピッチ化を可能とし、記憶容量を増やせること、また回転数を高められ、パフォーマンスが高い磁気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ＨＤＤについて詳細に説明する。図１および図２は、トップカバーを外してＨＤＤの内部構造を示している。図１および図２に示すように、ＨＤＤはケース１０を備えている。ケース１０は、上面の開口した矩形箱状のベース１２と、複数のねじによりベースにねじ止めされてベースの上端開口を閉塞した図示しないトップカバーと、を有している。ベース１２は、矩形状の底壁１２ａと、底壁の周縁に沿って立設された側壁１２ｂとを有している。

ケース１０内には、ベース１２の底壁１２ａに取り付けられたスピンドルモータ１８と、このスピンドルモータによって支持および回転される２枚の磁気ディスク１６（上側の磁気ディスクのみを図示する）とが配設されている。また、ケース１０内には、磁気ディスク１６に対して情報の記録、再生を行なう複数の磁気ヘッド１７、これらの磁気ヘッドを磁気ディスク１６に対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリ２２、キャリッジアッセンブリを回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）２４、磁気ヘッドが磁気ディスクの最外周に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスクから離間した退避位置に保持するランプロード機構２５、ＨＤＤに衝撃等が作用した際、キャリッジアッセンブリを退避位置に保持するイナーシャラッチ機構２７、およびプリアンプ等を有する基板ユニット２１が収納されている。ベース１２の底壁１２ａ外面には、図示しないプリント回路基板がねじ止めされている。プリント回路基板は、基板ユニット２１を介してスピンドルモータ１８、ＶＣＭ２４、および磁気ヘッドの動作を制御する。

各磁気ディスク１６は、例えば、直径６５ｍｍ（２．５インチ）に形成され、上面および下面に磁気記録層を有している。２枚の磁気ディスク１６は、スピンドルモータ１８の図示しないハブに互いに同軸的に嵌合されているとともにクランプばね２７によりクランプされ、ハブに固定されている。これにより、磁気ディスク１６は、ベース１２の底壁１２ａと平行に位置した状態に支持されている。そして、磁気ディスク１４は、駆動部としてのスピンドルモータ１８により所定の速度、例えば、５４００ｒｐｍあるいは７２００ｒｐｍの速度で矢印Ａ方向に回転される。

側壁１２ｂの内、ベース１２の長手方向のほぼ半分の領域に位置した側壁１２ｂは、磁気ディスク１６の外周縁を囲んで位置している。この側壁１２ｂの内面１２ｃは、磁気ディスク１６の外周縁に沿って円弧状に形成され、磁気ディスクの外周縁に僅かな隙間を置いて対向している。

キャリッジアッセンブリ２２は、ベース１２の底壁１２ａ上に固定された軸受部２６と、軸受部から延出した４本のアーム２８と、を備えている。軸受部２６は、ベース１２の長手方向に沿って磁気ディスクの回転中心から離間して位置しているとともに、磁気ディスクの外周縁近傍に位置している。４本のアーム２８は、磁気ディスク１６の表面と平行に、かつ、互いに所定の間隔を置いて位置しているとともに、軸受部２６から同一の方向へ延出している。キャリッジアッセンブリ２２は、弾性変形可能な細長い板状のサスペンション３０を備えている。サスペンション３０は、板ばねにより構成され、その基端がスポット溶接あるいは接着によりアーム２８の先端に固定され、アームから延出している。なお、各サスペンション３０は対応するアーム２８と一体に形成されていてもよい。

サスペンション３０の延出端には磁気ヘッド１７が取り付けられている。磁気ヘッド１７は、ほぼ矩形状のスライダとこのスライダに形成された記録再生用のＭＲ（磁気抵抗）ヘッドとを有し、サスペンション３０の先端部に形成されたジンバル部に固定されている。それぞれサスペンション３０に取り付けられた４つの磁気ヘッド１７は、２個ずつ互いに向かい合って位置し、各磁気ディスクを両面側から挟むように配設されている。

一方、キャリッジアッセンブリ２２は、軸受部２６からアーム２８と反対の方向へ延出した支持枠３４を有し、この支持枠により、ＶＣＭ２４の一部を構成するボイスコイル３６が支持されている。支持枠３４は、合成樹脂によりボイスコイル３６の外周に一体的に成形されている。ボイスコイル３６は、ベース１２上に固定された一対のヨーク３８間に位置し、これらのヨーク、および一方のヨークに固定された図示しない磁石とともにＶＣＭ２４を構成している。ボイスコイル３６に通電することにより、軸受部２６の回りでキャリッジアッセンブリ２２が矢印Ｂ方向に回動し、磁気ヘッド１７は磁気ディスク１６の所望のトラック上に移動および位置決めされる。これにより、磁気ヘッド１７は、磁気ディスク１６に対して情報の書き込みあるいは読み出しを行うことができる。キャリッジアッセンブリ２２およびＶＣＭ２４はヘッドアクチュエータを構成している。

ランプロード機構２５は、ベース１２の底壁１２ａに設けられているとともに磁気ディスク１６の外側に配置されたランプ４０と、各サスペンション３０の先端から延出したタブ４２と、を備えている。ランプ４０は、磁気ディスク１６の回転方向Ａに関して、軸受部２６の下流側に位置している。キャリッジアッセンブリ２２が回動し、磁気ヘッド３２が磁気ディスク１６ａ、１６ｂの外側の退避位置まで回動する際、各タブ４２は、ランプ４０に形成されたランプ面と係合し、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３２をアンロードする。

基板ユニット２１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２１ａを有し、この本体２１ａはベース１２の底壁１２ａに固定されている。本体２１ａ上には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２１は本体２１ａ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）２１ｂを有している。メインＦＰＣ２１ｂの延出端は、キャリッジアッセンブリ２２の軸受部２６近傍に接続され、更に、アーム２８およびサスペンション３０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１７に電気的に接続されている。基板ユニット２１の本体底面にはプリント回路基板と接続するための図示しないコネクタが実装されている。

ＨＤＤは、トップカバーに形成された通気孔から流入する外気の塵挨、湿気、ガス成分を除去する呼吸フィルタ５０、および可動部の稼動によって筐体内に発生した塵埃を捕獲する循環フィルタ５２を備えている。これらの呼吸フィルタ５０および循環フィルタ５２は、磁気ディスク１６の周囲に配設されている。

詳細に述べると、循環フィルタ５２は、例えば、矩形のマット状に形成され、ベース１２の角部の内、磁気ディスク１６の回転方向Ａに関して、磁気ヘッド１７あるいはランプ４０の下流側で磁気ヘッド１７あるいはランプ４０に最も近い角部に設けられている。

ベース１２は、側壁１２ｂに形成され循環フィルタ５２に空気流を導くガイド流路５８
を有している。図１ないし図３に示すように、ガイド流路５８は、流入口５６を有しているとともに磁気ディスク１６の接線方向に沿って直線的に延びた第１流路５８ａと、第１流路から磁気ディスク１６の回転中心方向に向かって直線的に延びた第２流路５８ｂと、を有している。第２流路５８ｂは、磁気ディスク１６の中心に向かって開口した流出口６０を有している。流出口６０の開口幅は、流入口５６の開口幅に対して２倍以上に形成されている。本実施形態において、第１流路５８ａは中間部で屈曲した状態で直線的に延びている。第２流路５８ｂは、第１流路５８ａに対してほぼ直角な方向に延び、磁気ディスク１６の半径方向に沿って延びている。

側壁１２ｂは、第２流路５８ｂを規定した壁面１２ｄを有している。この壁面１２ｄは、底壁１２ａに対して垂直に起立しているとともに、第１流路５８ａの終端から流出口６０まで、第１流路５８ａと直交する方向に延びている。第１流路５８ａを流れる空気流は、壁面１２ｄに当たってほぼ９０度向きが変えられ、磁気ディスクの回転中心方向に導かれる。

ガイド流路の流出口６０は、磁気ディスク１６の回転中心を中心とする回転方向Ａにおいて、ランプ４０の位置とのなす角度θが８０度以上、１１０度以内の位置に設けられている。すなわち、磁気ディスク１６の回転中心とランプ４０とを通る線分Ｃ１と、磁気ディスクの回転中心と流出口６０とを通る線分Ｃ２と、のなす角度θが８０度以上、１１０度となるように、流出口６０が設けられている。

循環フィルタ５２は、第２流路５８ｂ内に配置され流出口６０を塞ぐように配設されている。これにより、循環フィルタ５２は磁気ディスク１６に対して接線方向に沿って配置されている。循環フィルタ５２は、その両端部を、側壁１２ｂに形成されたスリット６２に係合させた状態で、更に、底壁１２ａに突設された位置決め突起６４と係合した状態で、所定位置に保持されている。

一方、呼吸フィルタ５０は、ベース１２の角部の内、磁気ディスク１６の回転方向Ａに関して、循環フィルタ５２の下流側で循環フィルタに最も近い角部に設けられている。呼吸フィルタ５０は、ベース１２の側壁１２ｂの内面１２ｃに整列して位置した円弧状の外面５０ａを有している。

上記のように構成されたＨＤＤによれば、磁気ディスク１６が高速回転することによりその回転方向に沿った空気流が発生する。空気流の一部は、ガイド流路５８の流入口５６から第１流路５８ａに流入し、第１流路内を磁気ディスク１６の接線方向に流れた後、第２流路５８ｂを規定している壁面１２ｄによってほぼ９０度向きが変えられ、第２流路５８ｂ内を磁気ディスクの回転中心の方向、すなわち、磁気ディスクの半径方向に沿って流れる。そして、空気流は、循環フィルタ５２を通過し、空気流に含まれる塵埃が循環フィルタ５２に捕獲される。その後、空気流は、流出口６０から磁気ディスク１６の方向に戻され、磁気ディスクの外周縁に沿って流れる空気流と合流される。ガイド流路５８の流出口６０は、磁気ディスク１６の回転中心に対するランプ４０とのなす角度が８０度から１１０度以内に設けられ、更に、流出口６０の開口幅は流入口５６の開口幅に対して約２倍以上に形成されている。これにより、ガイド流路５８の流入口、流出口での空気流の乱れを小さくすることができる。

また、ガイド流路５８は、壁面１２ｄにより磁気ディスク１６の中心に向かって直角に曲げられるため、ガイド流路５８を流れる空気流は、壁面１２ｄに当たって向きが変えられる。そのため、第２流路５８ｂを流れる空気流の流速は、磁気ディスク最外周を流れる空気流の流速に比べて充分に遅くなっている。従って、第２流路５８ｂおよび流出口６０から流出する空気流は、合流する際、磁気ディスク最外周を流れる空気流に大きな影響を与えず、乱流の発生を抑制することができる。これにより、ディスクフラッターの発生を低減することが可能となる。

このように、第１流路５８ａと第２流路５８ｂとを直線的に直角に曲げた形状とすることにより、循環フィルタ５２によるパーティクルの捕集効率を維持しつつ、ディスクフラッターを抑制することができる。

また、流出口６０から磁気ディスク１６の回転中心方向に排出された空気流は、磁気ディスク１６の回転方向Ａに沿って流れ、キャリッジアッセンブリ２２の上流に到るまでに、更に整流される。従って、磁気ディスク１６が高速で回転した場合でも、磁気ディスク付近で発生する気流を整流し、気流の乱れに起因するディスクフラッターを低減することができる。また、キャリッジアッセンブリ２２のサスペンション３０の当たる風外乱を抑制される。これにより、風乱による磁気ディスクの振動を低減し、およびサスペンションの外乱変位を低減することができ、磁気ディスクに対する磁気ヘッドの位置決め精度が向上する。このことから、磁気ディスクの狭トラックピッチ化を可能とし、記憶容量を増大および回転数を高速化を図ることができ、パフォーマンスが高い磁気ディスク装置が得られる。

本発明者は、図４に示す比較例に係るＨＤＤと、本実施形態に係るＨＤＤとについて、ヘッドの位置決め精度をディスクフラッター成分に基づいて比較した。比較例では、ガイド流路５８の流出口６０および循環フィルタ５２は、磁気ディスク１６の回転方向Ａに関して、磁気ディスクの回転中心に対するランプ４０とのなす角度が約１８０度以上の位置に設けられている。また、ガイド流路は磁気ディスクの接線方向に延びている。

以下の表１は、位置決め精度を比較した結果を示している。この測定は、２枚の磁気ディスクについて４本の磁気ヘッドの平均値を示したもので、この値が小さいほど、位置決め精度が良いことを示している。この結果から、本実施形態に係るＨＤＤでは、比較例に対し、磁気ディスクの回転数が５４００ｒｐｍで約８％、７２００ｒｐｍで約１０％、位置決め精度が改善されている。

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、上述した実施の形態においては、２枚の磁気ディスクを備えた構成について説明したが、磁気ディスクの枚数は必要に応じて増加可能である。

この発明の実施形態に係るＨＤＤを、そのトップカバーを取外して示す平面図。 上記ＨＤＤを示す斜視図。 上記ＨＤＤのガイド流路部分を拡大して示す斜視図。 比較例に係るＨＤＤを示す平面図。

符号の説明

１０…ケース、１２…ベース、１２ａ…底壁、１２ｂ…側壁、１６…磁気ディスク、
１７…磁気ヘッド、１８…スピンドルモータ、２２…キャリッジアッセンブリ、
２６…軸受部、２８…アーム、３０…サスペンション、４０…ランプ、
５０…呼吸フィルタ、５２…循環フィルタ、５６…流入口、５８…ガイド流路、
５８ａ…第１流路、５８ｂ…第２流路、６２…流出口

Claims (5)

1. 矩形状の底壁および底壁の周縁部に沿って立設された側壁を有するベースを備えたケースと、
   前記ベースの底壁上に設けられたスピンドルモータと、
   前記スピンドルモータにより支持および回転されるディスク状の記録媒体と、
   前記記録媒体に対して情報処理をヘッドと、
   前記記録媒体との外周側に位置した軸受部を有し、前記ヘッドを前記記録媒体に対して移動自在に支持したキャリッジと、
   前記記録媒体の回転方向に関して、前記軸受部の下流側で前記記録媒体の外周側に配置され、前記ヘッドが前記記録媒体の外周縁の外側に移動した際に前記ヘッドを支持するランプと、
   前記底壁の角部の内、前記記録媒体の回転方向に関して前記ヘッドの下流側で前記ヘッドに最も近い角部に設けられた循環フィルタと、を備え、
   前記ベースの側壁は、前記記録媒体の外周縁に沿って円弧状に形成され記録媒体の外周縁に隙間を置いて対向した内面を有し、
   前記ベースは、前記側壁に形成され前記循環フィルタに空気流を導くガイド流路を有し、前記ガイド流路は、流入口を有しているとともに前記記録媒体の接線方向に直線状に延びた第１流路と、前記第１流路から前記記録媒体の回転中心方向に直線的に延びているとともに前記記録媒体に向かって開口した流出口を有した第２流路と、を有し、前記側壁は、前記第２流路を規定しているとともに前記第１流路と直交する方向に延び前記第１流路を流れる空気流の方向を前記記録媒体の回転中心方向に変える壁面を有し、前記循環フィルタは、前記第２流路に設けられているディスク装置。
2. 前記ガイド流路の流出口は、前記記録媒体の回転中心を中心とする回転方向において、前記ランプの位置とのなす角度が８０度以上、１１０度以内の位置に設けられている請求項１に記載のディスク装置。
3. 前記流出口の開口幅は、前記流入口の開口幅に対して２倍以上に形成されている請求項１又は２に記載のディスク装置。
4. 前記循環フィルタは矩形のマット状に形成され、前記記録媒体の接線方向沿って前記第２流路内に設けられている請求項１に記載のディスク装置。
5. 前記底壁の角部の内、前記記録媒体の回転方向に関して前記循環フィルタの下流側で前記循環フィルタに最も近い角部に設けられた呼吸フィルタを備え、前記呼吸フィルタは、前記ベースの側壁の内面に整列して位置した円弧状の外面を有している請求項１に記載のディスク装置。

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