JP2009187600A - ディスク・ドライブ装置及び磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部からの衝撃により回動するアクチュエータを確実に係止する。
【解決手段】本発明の一実施形態において、ラッチ１８及びアクチュエータ１４は、２つの異なる振り角においてラッチ１８がアクチュエータ１４を係止することができるような構造を有している。ラッチ１８の振り角は回動軸１８１を中心とした回動における角度（回動角度）である。図４（ａ）において、ラッチ１８は、浅い角度においてアクチュエータ１４と係合している。図４（ｂ）において、深い角度において、ラッチ１８はアクチュエータ１４と係合している。異なる振り角においてラッチ１８がアクチュエータ１４を係止することができるので、アクチュエータを確実に係止することができる。
【選択図】図４

Description

本発明はディスク・ドライブ装置及び磁気ディスク装置に関し、特に、装置内において外力により回動するアクチュエータを係止するラッチ機構に関する。

磁気ディスク装置の一つであるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）において、回転する磁気ディスク上で、アクチュエータに保持された磁気ヘッドが所定のトラックに位置決めされ、その磁気ヘッドがデータを読み書きする。磁気ディスク上には、データを記録するためのデータ領域が定められている。ＨＤＤの動作終了時には、データ領域のデータを保護するため、磁気ヘッドはデータ領域外の所定の待機位置にアクチュエータにより移動され、ＨＤＤの非動作時には上記待機位置に保持される。

非動作時にＨＤＤに対して外部から衝撃が加わると、その衝撃によりアクチュエータが回動して磁気ヘッドがデータ領域に戻され、その際に、磁気ヘッドがデータを破壊することがある。そのため、ＨＤＤは、衝撃時にもアクチュエータをデータ領域外において保持しておくため、アクチュエータを係止するラッチ機構を有している（例えば、特許文献１を参照）。このようなラッチ機構の代表的なものとして、マグネット・ラッチとメカニカルラッチが知られている。

典型的なマグネット・ラッチの一つは、ラバーに内蔵したマグネットがアクチュエータの端部に組み付けられた鉄片を吸着することによりアクチュエータを保持する機構を有している。マグネット・ラッチは、衝撃時にもアクチュエータを保持しておくために、相応の磁力でアクチュエータを吸着しておく必要がある。一方、材料の使用量を削減するため、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）のマグネットのサイズを小さくすることがある。

マグネット・サイズが減少すると、ＶＣＭのトルク定数が減少する。このため、ＶＣＭのトルク定数が小さいＨＤＤでは、ＨＤＤの起動時にアクチュエータをマグネット・ラッチから引き剥がすための十分なトルクを得ることができない可能性がある。一方、マグネット・ラッチから引き剥がすことができる程度に吸着力を小さくすると、衝撃時にアクチュエータを保持しておくことができないという問題を生じる。

メカニカルラッチは機械的にアクチュエータを係止するため、マグネット・ラッチのようにＶＣＭのマグネットによってその機能が影響を受けることはない。典型的なメカニカルラッチとしては、２ピース・タイプのメカニカルラッチが知られている。２ピース・タイプのメカニカルラッチは、ロングレバーとショートバーを組み合わせた機構を有し、時計回り及び反時計回りの両方の外部衝撃に対応することができる。ロングレバーが外力による慣性力で回動し、ロングレバーに係合したショートバーがロングレバーの動きに応じて開閉することで、アクチュエータを係止する。

しかし、２ピース・タイプのメカニカルラッチにおいては、ＨＤＤが振動下にあると、ロングレバーが加振され、ＨＤＤに有害な振動の源となる。また、ロングレバーの自由な回動を保障するため、また、ロングレバーの実装領域が狭いため、一般のロングレバーは、軸方向において固定されておらずに遊びが存在し、特に大きな振動の原因となりうる。このようなメカニカルラッチの振動によりアクチュエータあるいは磁気ヘッドが振動し、ＨＤＤがエラーを起こす可能性がある。また、２ピース・タイプのメカニカルラッチにおいては、ロングレバーとショートバーの２部品を組み合わせて使用する必要があるため、部品点数が多くなると共に組み付け工程も多くなるため、製品コストの削減に寄与するには限界がある。
特開２００１−１４８１５号公報

２ピース・タイプのメカニカルラッチが有する上記問題は、１ピース・タイプのメカニカルラッチ（シングルラッチ）により解決することができる。シングルラッチは、アクチュエータと係合するフックを有し、そのフックを含む１ピース構造体が、磁力、アクチュエータあるいは慣性力により回動することで開閉し、外力により回動するアクチュエータを係止する。シングルラッチはロングレバーに相当する部品を有していないため、ＨＤＤが振動下にあってもＨＤＤに有害な振動の原因となることがない。

しかし、シングルラッチはアクチュエータと同様の動きを示すロングレバーに拠らず回動するため、開閉のための回動動作は外部衝撃によるアクチュエータの回動動作とは一致しない。このため、シングルラッチの振り角の範囲（回動範囲）を大きくすることで、アクチュエータがラッチと接触することなく磁気ディスク上へ移動することを防ぐことが好ましい。

しかし、ラッチのアクチュエータとの係合ポイントが一つである場合、ラッチ振り角範囲を大きくすると、ラッチの係合面の角部がアクチュエータと接触する可能性が高くなる。ラッチ係合面の角部がアクチュエータと接触すると、ラッチの係合面がアクチュエータの係合面とかみ合わず、ラッチがアクチュエータに弾かれてしまう可能性が高くなる。これにより、ラッチがオープン状態となり、アクチュエータが磁気ディスク上に移動する。

従って、シングルラッチにおいて、外力により回動するアクチュエータをより確実に係止することができる仕組みが要求される。また、２ピース・タイプのメカニカルラッチにおいても、回動するアクチュエータをより確実に係止することができる仕組みを実装することが好ましい。

本発明の一態様に係るディスク・ドライブ装置は、ディスクのデータ記録領域にアクセスするヘッドと、前記ヘッドを支持し、回動することで前記ヘッドを移動するアクチュエータと、回動軸において回動し、異なる複数の振り角において、外力により前記データ記録領域へ向かって回動する前記アクチュエータを係止可能なラッチとを有する。前記ラッチは、前記アクチュエータのアクチュエータ・フックと係合することで前記アクチュエータを係止するラッチ・フックを有する。前記異なる複数の振り角のそれぞれにおいて係合ポイントは異なっている。前記異なる係合ポイントのそれぞれにおいて、前記ラッチ・フックの面と前記アクチュエータ・フックの面とが当接している。好ましくは、前記ラッチはバーと前記ラッチ・フックとを有する１ピース構造体を有し、前記アクチュエータが前記バーを押すことによって前記ラッチは回動する。

前記ラッチ・フックは、それぞれが前記アクチュエータ・フックの面と当接する複数の当接面を有し、前記複数の当接面のそれぞれは、前記異なる複数の振り角のそれぞれに対応して異なる角度を有していることが好ましい。さらに好ましくは、前記ラッチ・フックは、前記アクチュエータと当接する第１の面と、前記第１の面よりも浅い振り角において前記アクチュエータと当接する第２の面とを有し、前記第１の面は、前記第２の面よりも前記ラッチの回動軸に近い位置に形成されている。あるいは、前記異なる複数の当接面のそれぞれは、前記ラッチの回動軸方向における異なる段に形成されていることがさらに好ましい。さらに、前記異なる複数の当接面は前記ラッチの回動軸から異なる距離にあることが好ましい。

好ましくは、前記アクチュエータが待機位置にあるとき、前記ラッチは閉じている。好ましくは、第１振り角の係止位置における前記アクチュエータは、前記第１振り角よりも浅い第２の振り角における係止位置よりも、前記ディスクの端から遠くにある。

本発明の他の態様に係る磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、前記磁気ディスクにアクセスする磁気ヘッドと、前記磁気ディスク上において前記磁気ヘッドを移動するアクチュエータと、前記アクチュエータのアクチュエータ・フックとラッチ・フックとの接触により前記アクチュエータの移動を停止することが可能なラッチとを有する。前記ラッチ・フックは前記アクチュエータ・フックと接触する接触面を少なくとも２面含んでいる。前記アクチュエータ・フックと前記ラッチ・フックとが接触する際の前記アクチュエータの待機位置からの回動角が、前記接触面に応じて互いに異なる。好ましくは、前記アクチュエータ・フックは、前記ラッチ・フックのそれぞれの前記接触面に対応する接触面を含み、前記ラッチ・フックの前記接触面と前記アクチュエータ・フックの前記接触面とは面接触する。

好ましくは、前記ラッチ・フックの接触面は、前記ラッチの回動軸方向の互いに異なる位置に形成される。前記ラッチ・フックの接触面は、前記ラッチの回動軸部に対して互いに異なる面角度をもって形成されることがさらに好ましい。
好ましくは、前記ラッチは、前記アクチュエータに押圧されることにより前記ラッチを閉じた状態にするバーをさらに含み、１つの部品により形成される。

本発明の他の態様に係る磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、前記磁気ディスクにアクセスする磁気ヘッドと、前記磁気ディスク上において前記磁気ヘッドを移動するアクチュエータと、前記アクチュエータのアクチュエータ・フックとラッチ・フックとの接触により前記アクチュエータの移動を停止することが可能なラッチとを有する。前記ラッチ・フックは第１の接触面と、第２の接触面を有する。前記アクチュエータ・フックと前記ラッチ・フックの第１の接触面が接触した際の前記アクチュエータの待機位置からの回動角が、前記アクチュエータ・フックと前記ラッチ・フックの第２の接触面が接触した際の前記アクチュエータの待機位置からの回動角より小さい。

好ましくは、前記アクチュエータ・フックは、前記ラッチ・フックの第１の接触面と第２の接触面に対応する接触面を含み、前記ラッチ・フックの第１接触面、第２の接触面と、前記アクチュエータ・フックの前記接触面とは面接触する。

好ましくは、前記ラッチ・フックの第１の接触面と第２の接触面は、前記ラッチの回動軸方向の互いに異なる位置に形成される。さらに、前記ラッチ・フックの第１の接触面と第２の接触面は、前記ラッチの回動軸部に対して互いに異なる面角度をもって形成されることが好ましい。

好ましくは、前記ラッチが、オープン状態の位置から所定の回動角分回動した位置で、前記ラッチ・フックの第２の接触面は前記アクチュエータ・フックの接触面と接触し、前記ラッチが、前記オープン状態の位置から前記所定の回動角よりも大きな回動角分回動した位置で、前記ラッチ・フックの第１の接触面は前記アクチュエータ・フックの接触面と接触する。

本発明のラッチ機構により、外力により回動するアクチュエータを、より確実に係止することができる。

以下に、本発明を適用した実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため必要に応じて重複説明は省略されている。本形態においては、ディスク・ドライブ装置の一例であるＨＤＤについて説明する。本形態のＨＤＤは、外力による慣性力により回動するアクチュエータを係止するメカニカルラッチを有している。

本形態においては、好ましいメカニカルラッチとして、１ピース・タイプのメカニカルラッチ（シングルラッチ）を説明する。このシングルラッチは、外力による慣性力によってデータ領域側に回動するアクチュエータと係合し、その回動を止める。本形態の特徴的な点は、シングルラッチとアクチュエータとの複数の係止ポイントが存在することである。シングルラッチは、異なる複数の振り角において、アクチュエータを係止することができる。これにより、シングルラッチがアクチュエータを確実に係止することができる。

図１は、本形態のメカニカルラッチ１８が実装されているＨＤＤ１の全体構成を示している。ベース１０は、その上部開口を塞ぐトップ・カバー（不図示）と固定されて筐体を構成し、ＨＤＤ１の各構成要素を収容する。スピンドル・モータ１３は、所定角速度で磁気ディスク１１を回転する。データを記憶するディスクの一例である磁気ディスク１１は、磁化されることによってデータを記憶する磁性層を有する。ヘッドの一例であるヘッド・スライダ１２は、スライダと、スライダ表面に固定されたヘッド素子部を備える。ヘッド素子部は、記録素子及び／又は再生素子を有している。

アクチュエータ１４は回動軸１５に回動自在に保持されており、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１６によって駆動される。アクチュエータ１４はヘッド・スライダ１２を保持し、回動軸１５において回動することによってヘッド・スライダ１２を移動する。アクチュエータ１４は、ヘッド・スライダ１２が配置されたその先端部から、サスペンション１４１、サスペンション１４１を支持し、回動軸１５が嵌合する孔を有するアーム１４２、コイル・サポート１４３、コイル・サポート１４３の内周側のフラットコイル１４４の順で結合された各構成部材を備えている。ＶＣＭ１６は、フラットコイル１４４と、そのフラットコイル１４４を挟むように配置された二つのマグネット（不図示）から構成される。図１には、上側のマグネットを保持するマグネット保持板１６１が示されている。

図１に例示するように、データを読み書きするため、アクチュエータ１４は回転している磁気ディスク１１のデータ領域でヘッド・スライダ１２を移動する。アクチュエータ１４が回動することによって、ヘッド・スライダ１２が磁気ディスク１１の表面の半径方向に沿って移動する。ヘッド・スライダ１２は磁気ディスク１１上を浮上する。

ランプ１７は磁気ディスク１１の外周側において、磁気ディスク１１の横に設けられている。ＨＤＤ１の非動作時やアイドル時など、データ・アクセスを行わないとき、アクチュエータ１４はランプ１７上において待機位置にある。ヘッド・スライダ１２のアンロードにおいて、アクチュエータ１４は磁気ディスク１１のデータ領域上からランプ１７の方向に回動し（図１における時計回り）、アクチュエータ１４先端のタブ１４５がランプ１７上を摺動しながら移動し、アクチュエータ１４は待機位置で停止する。このとき、ヘッド・スライダ１２は、磁気ディスク１１から外れた位置にある。ロードにおいて、アクチュエータ１４は、アンロードと反対方向に回動し、ヘッド・スライダ１２を磁気ディスク１１のデータ領域上に移動する。

アクチュエータ１４が待機位置にあるとき、ＨＤＤ１に外力が加わると、アクチュエータ１４が慣性力によって回動し、アクチュエータ１４及びヘッド・スライダ１２が磁気ディスク１１のデータ領域上に移動する可能性がある。ヘッド・スライダ１２は停止している磁気ディスク１１に吸着される。また、アクチュエータ１４がランプ１７から急激にロードされると、ヘッド・スライダ１２が大きく振動する。このため、データ領域におけるデータ、ヘッド・スライダ１２あるいはサスペンション１４１が破損する可能性が高い。シングルラッチ（以下においてラッチ）１８は、外力によりヘッド・スライダ１２あるいはサスペンション１４１が磁気ディスク１１上に移動しないように、回動するアクチュエータ１４を係止する。

図２（ａ）は、磁気ディスク１１上にあるアクチュエータ１４とラッチ１８とを示している。図２（ｂ）は、ランプ１７上の待機位置に停止しているアクチュエータ１４とラッチ１８とを示している。ラッチ１８は、回動軸１８１において回動する。アクチュエータ１４が磁気ディスク１１上にあるとき、ラッチ１８は開いている。一方、アクチュエータ１４が待機位置にあるとき、ラッチ１８は閉じている。アクチュエータ１４が待機位置にあるときにラッチ１８が閉じていることで、外部から衝撃が加わった場合にラッチ１８がアクチュエータ１４をより確実に係止することができる。

アクチュエータ１４（ヘッド・スライダ１２）が待機位置にアンロードされるとき（図２（ａ）から図２（ｂ）への移動）、コイル・サポート１４３の磁気ディスク１１側端がラッチ１８のバー１８２に当接し、バー１８２を押し込む。時計回りの回動するアクチュエータ１４がラッチ１８を押して、ラッチ１８が反時計回りに回動する。これにより、オープン状態にあったラッチ１８がクローズ状態となる。

図３（ａ）〜（ｄ）は、ラッチ１８の構造を示す斜視図である。図３（ａ）及び（ｃ）は、アクチュエータ１４側のラッチ１８の構造を示している。図３（ｂ）及び（ｄ）は、その反対側の構造を示している。図３（ａ）及び（ｂ）において、図の下側がベース１０の底面側であり、上側がトップカバー側である。図３（ｃ）及び（ｄ）において、図の上側がベース１０の底面側であり、下側がトップカバー側である。

ラッチ１８は１ピース・タイプのメカニカルラッチであり、バー１８２、ボディ１８３、アーム１８４、ラッチ・フック１８５、カウンター・ウエイト１８６、そして、磁性体からなるピン１８７有している。ピン１８７以外の構成要素は１ピース構造体であり、典型的にはポリアセタールなどの樹脂で一体成形される。ボディ１８３には孔１８８が形成されており、ラッチ１８の回動軸１８１が嵌合する。

図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明したようにアンロードにおいてコイル・サポート１４３と当接するバー１８２は、図３（ｂ）に符号を示しているように、ボディ１８３からアクチュエータ１４側に突出するアーム８２１と、そのアームから鉛直下方に延びるタブ８２２とを有している。具体的には、コイル・サポート１４３は、バー１８２のタブ８２２に当接する。タブ８２２のコイル・サポート１４３との当接面は曲面であり、アクチュエータ１４の回動により、コイル・サポート１４３との接触点が移動しても、いずれの位置においても同様な接触状態を実現する。

アーム１８４は、ボディ１８３から回動軸１８１と垂直に延びており、その先にはラッチ・フック１８５が鉛直下方に延びて形成されている。ラッチ・フック１８５は、アクチュエータ１４のフック１４６に係合し、外力により磁気ディスク１１側に回動するアクチュエータ１４を係止する。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、アクチュエータ・フック１４６は、コイル・サポート１４３に形成されている。より具体的には、アクチュエータ・フック１４６は、コイル・サポート１４３の、磁気ディスク１１側後端にある。アクチュエータ１４の回動軸１５は、ヘッド・スライダ１２とアクチュエータ・フック１４６との間にある。

ラッチ・フック１８５とバー１８２のタブ８２２とは、回動軸用孔１８８を中心として所定の角度で形成されている。カウンター・ウエイト１８６は、回動軸１８１を挟んでラッチ・フック１８５の反対側に形成されており、ラッチ１８全体の重心位置を、回動軸用孔１８８の孔径の範囲内に位置させている。

バー１８２の近傍に、ピン１８７が組み付けられている。ピン１８７は磁性体であり、ＶＣＭ１６のマグネットの磁力により吸引される。ラッチ１８は、図２（ａ）、（ｂ）において回動軸１８２を中心にして時計回りに回転するようなバイアス力を受ける。このバイアス力により、図２（ａ）に示したように、アクチュエータ１４が磁気ディスク１２の上にあるとき、ラッチ１８がオープン状態に維持される。図２（ａ）において、ラッチ１８が最も開いた状態にあり、ラッチ・フック１８５がベース１０の側壁１０１に最も近い位置にある。具体的には、ラッチ・フック１８５の先端は、ベース１０の側壁１０１の突出部に当接している。

図２（ｂ）に示すように、待機位置において、コイル・サポート１４３とラッチ１８のバー１８２が接触した状態で、ラッチ１８位置が保持されている。また、ラッチ・フック１８５は鉛直下方に延びており、ラッチ・フック１８５を支持するアーム１８４は、コイル・サポート１４３に形成されているアクチュエータ・フック１４６上方に、立体的に重なり合うような位置にある。これにより、待機位置において、ラッチ１８をアクチュエータ・フック１４６の移動の軌跡とオーバーラップする位置に配置することが可能となり、ベース１０内の限られたスペースにラッチ１８を設置することができる。

起動時のアクチュエータ１４のロード方法について説明する。ＨＤＤ１が起動され、磁気ディスク１１が定常回転に達すると、アクチュエータ１４は所定の速度で回動軸１５を中心にして反時計回りに待機位置から移動する。ラッチ１８は、アクチュエータ１４の移動に伴い、ピン１８７によるバイアス力により時計回り方向に回動し、ラッチ・フック１８５がベース１０の内側壁１０１に接触した状態で保持される（図２（ａ））。

次に、アクチュエータ１４のアンロード方法について説明する。アクチュエータ１４は、回動軸１５を中心にして時計回りに回動し、ランプ１７に乗り上げて、待機位置で停止する。アクチュエータ１４の回動において、コイル・サポート１４３の左側端面が、ラッチ１８のバー１８２に当接し、ラッチ１８を反時計回りに回動させる。待機位置では、アクチュエータ・フック１４６の移動軌跡上にラッチ・フック１８５が配置されているので、ラッチ１８はクローズ状態である（図２（ｂ）)。以下において、アクチュエータ１４が待機位置にあるときのラッチ１８のクローズ状態を通常クローズ状態と呼ぶ。待機位置では、ラッチ・フック１８５が、ヘッド・スライダ１２がランプ１７上から磁気ディスク１１上にロードされる方向にアクチュエータ１４が回動することを妨げるように配置される。

以下において、非動作時に、ＨＤＤ１に外力が加えられたときのラッチ１８及びアクチュエータ１４の挙動について説明する。外力は、いろいろな方向の力の成分を含むものであり、ＨＤＤ１を回転させるモーメントも含まれる。かかるモーメントを受けると、モーメントの方向により、アクチュエータ１４は、磁気ディスク１１側に回動する（反時計回りの回動）、あるいは、磁気ディスク１１から離れる方向に回動する（時計回りの回動）。このように、アクチュエータ１４は、外力による慣性力によって、いずれの方向にも回動しうるが、時計回りで回動したアクチュエータ１４はクラッシュ・ストップに衝突し、そのリバウンドとして反時計回りに回動する。ラッチ１８は、アクチュエータ１４のこれら反時計回りの回動を係止する。

アクチュエータ１４が磁気ディスク１１側に回動すれば、上述のように、磁気バイアス力によりラッチ１８はオープンする方向（時計回り）に回動する。このように、通常クローズ状態よりもオープン状態に近い回動位置にあるラッチ１８を、浅い位置でのクローズ状態と呼ぶ。しかしながら、外部からの衝撃がさほど大きくない場合、その持続時間は長くても数ｍＳｅｃ程度であり、外力を受けた際のアクチュエータ１４の回動速度は、ラッチ１８の回動速度より相対的に十分早い。そのため、アクチュエータ１４が衝撃により回動を始めても、ラッチ１８はまだオープン状態には至らず、ラッチ・フック１８５が、アクチュエータ・フック１４６を捉えることができ、ヘッド・スライダ１２が磁気ディスク１１上にロードされることはない。

このように、ラッチ１８の動作は、ラッチ１８が通常クローズ状態からオープン状態になるまで回動するのにかかる時間を基準とする。ロードにおいては当該時間よりも遅くアクチュエータ１４を回動することによりラッチ１８が外れる。ＨＤＤ１に外部衝撃が与えられた時は、衝撃時のアクチュエータ１４の回動時間が上記時間よりも十分に短い、すなわち、回動速度が速いことを利用して、ラッチ１８はアクチュエータ１４を係止する。

これに対して、ＨＤＤ１に対して、アクチュエータ１４の反時計回りの方向における大きな衝撃が加わった場合、アクチュエータ１４及びラッチ１８は、反時計回りに回動する。つまり、ラッチ１８は、通常クローズ状態（図２（ｂ）)からさらに反時計回りに回動し、ラッチ・フック１８５は、通常クローズ状態の位置より深い位置に入りこむ。このように、通常クローズ状態よりも深い回動位置にあるラッチ１８を、深い位置でのクローズ状態と呼ぶ。

アクチュエータ１４の時計回りの方向における大きな衝撃が加わった場合、アクチュエータ１４がクラッシュ・ストップに衝突してリバウンドするのと同様に、ラッチ１８のバー１８２は、アクチュエータ１４のコイル・サポート１４６でリバウンドし、より深くラッチ・フック１８５が入り込む（深い位置でのクローズ状態）。

このように、アクチュエータ１４とラッチ１８の回動は、外部からの衝撃により変化する。従って、ＨＤＤ１に外力が加わったときのラッチ１８の動きを正確に予想、制御することは難しい。このようなラッチ１８により確実にアクチュエータ１４を係止するため、好ましくは、ラッチ１８は、通常の２ピース・ラッチよりも広い振り角範囲（回動範囲）を有する。具体的には、反時計回りの方向における大きな回動角度（ストローク）を有する。これにより、反時計回りに回動したラッチ・フック１８５がアクチュエータ・フック１４６の内側にいる時間を長く取ることでアクチュエータ１４がラッチ１８と係合せずに磁気ディスク１１上に移動してしまうことを防ぐ。

さらに、本形態のラッチ１８及びアクチュエータ１４は、複数の異なる振り角においてラッチ１８がアクチュエータ１４を係止することができるような構造を有している。具体的には、図を参照して説明している本例のラッチ１８は、２つの異なる振り角においてアクチュエータ１４を係止することができる。

ラッチ１８の振り角は回動軸１８１を中心とした回動における角度（回動角度）であり、図３に示すラッチ１８は異なる２つの回動角度（回動位置）において、アクチュエータ１４を係止することができる。図４（ａ）において、ラッチ１８は、浅い角度においてアクチュエータ１４と係合している。図４（ｂ）において、深い角度において、ラッチ１８はアクチュエータ１４と係合している。

浅い角度におけるラッチ・フック１８５（ラッチ１８）は、磁気ディスク１１からより遠い回動位置にある。深い角度におけるラッチ・フック１８５（ラッチ１８）は、磁気ディスク１１により近い回動位置にある。このように、クローズ状態にあるラッチ１８の回動角度の深さは、ラッチ１８がオープン状態にあるときを基準としており、ラッチ・フック１８５がベース１０の内側壁１０１に最も近い状態が基準である。

ラッチ１８が異なる係合面でアクチュエータ１４を係止するとき、アクチュエータ１４は異なる回動位置にあることが好ましい。これにより、ラッチ１８とアクチュエータ１４の構造及び動きに応じた適切な係止を行うことができる。さらに、ラッチ１８が深い角度においてアクチュエータ１４を係止するとき、浅い角度でアクチュエータ１４を係止するときよりも、アクチュエータ１４が磁気ディスク１１から遠い（待機位置に近い）位置にあることが好ましい。

ラッチ１８の機能を考慮すれば、アクチュエータ１４は、磁気ディスク１１から遠く、待機位置に近い位置で係止することが好ましい。ラッチ・フック１８５が深く入り込んだままでいられ、ラッチ１８がオープン状態になるまでの時間を稼ぐことができ、ラッチ１８がアクチュエータ１４を空振りする危険が減るからである。

また、メカニカルラッチ１８が実装されているＨＤＤ１において、典型的なアクチュエータ１４は、コイル・サポート１４６に挿入されている磁性体を有しており、その磁性体とＶＣＭ１９との間の磁力により、アクチュエータ１４が待機位置方向に引っ張る。この磁力は、アクチュエータ１４が磁気ディスク１１に近づくにつれて減少する。このため、アクチュエータ１４が、一旦ラッチ１８に引っ掛かった後に続けて衝撃が加わった場合、アクチュエータ１４が待機位置に近い方がアクチュエータ１４自身により大きなブレーキがかかり、磁気ディスク１１上へ出て行きにくくなる。

一方、アクチュエータ１４の係止位置が磁気ディスク１１に近い方が、待機位置からの移動時間を稼ぐことができ、通常のロード時のマージン（アクチュエータ１４がラッチ１８に係止されずに磁気ディスク１１上に出て行くためのマージン）は増加する。外部からの衝撃が加わらない限りラッチ１８は深い角度には入り込まないため、深い角度における係止において上記ロード・マージンを考慮する必要はない。このため、上述のように、ラッチ１８が浅い角度においてアクチュエータ１４を係止するとき、深い角度でアクチュエータ１４を係止するときよりも、アクチュエータ１４が磁気ディスク１１に近いことが好ましい。

図５（ａ）、（ｂ）は、浅い角度におけるラッチ１８とアクチュエータ１４の係合部を示している。図６（ａ）、（ｂ）は、深い角度におけるラッチ１８とアクチュエータ１４の係合部を示している。図５（ａ）、図６（ａ）は、トップカバー側から係合部を見た図であり、図５（ｂ）、図６（ｂ）は、フラットコイル１４４の後側（ベース１０の側壁１０１）から係合部を見た図である。

図５（ａ）、（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ラッチ・フック１８５とアクチュエータ・フック１４６とが係合することで、ラッチ１８がアクチュエータ１４を係止する。浅い角度における係合と、深く角度における係合とでは、ラッチ・フック１８５の係合ポイントは異なっている。具体的には、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、ラッチ・フック１８５は下側係合面８５１と、上側係合面８５２とを有している。上側係合面８５２は、ラッチ１８の回動軸１８１方向において、下側係合面８５１よりも上側、つまりトップカバー側にある。下側係合面８５１は、回動軸１８１方向において、上側係合面８５２よりもベース１０の内側底面近くにある。

浅い角度において、ラッチ・フック１８５の下側係合面８５１が、アクチュエータ・フック１４６の面に当接している。一方、深い角度において、ラッチ・フック１８５の上側係合面８５２が、アクチュエータ・フック１４６の面に当接している。図３、図５及び図６に示すように、ラッチ・フック１８５の上側係合面８５２は、下側係合面８５１よりも、ラッチ１８の回動軸１８１に近い位置にある。

また、浅い角度における係合と深く角度における係合とでは、アクチュエータ・フック１４６の係合ポイントは異なっている。図７は、アクチュエータ・フック１４６の構造を示す部分斜視図である。図７に示すように、アクチュエータ・フック１４６は、外側係合面４６１と、外側係合面４６１のフラットコイル１４４側にある内側係合面４６２とを有している。係合面４６１、４６２は、アクチュエータ１４が磁気ディスク１１のデータ記録領域へ向かって回動するときのアクチュエータ・フック１４６の前面に形成されている。内側係合面４６２は、外側係合面４６１よりも、アクチュエータ１４の回動軸１５に近い。ラッチ・フック１８５及びアクチュエータ・フック１４６の各係合面８５１、８５２、４６１、４６２は、ラッチ１８及びアクチュエータ１４の回動軸１８１、１５に平行である。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、浅い角度において、フラットコイル１４４からより遠いアクチュエータ・フック１４６の外側係合面４６１が、ラッチ・フック１８５の下側係合面８５１に当接している。一方、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、深い角度において、フラットコイル１４４により近い内側係合面４６２が、ラッチ・フック１８５の上側係合面８５２に当接している。このように、ラッチ・フック１８５とアクチュエータ・フック１４６の面が当接する（面接触）ことで、ラッチ１８が回動するアクチュエータ１４を確実に係止することができる。

深い角度において、ラッチ１８の回動軸１８１に近い上側係合面８５２が、アクチュエータ１４の回動軸１５に近い内側係合面４６２と係合する。このように、深い角度において、ラッチ・フック１８５とアクチュエータ・フック１４６のそれぞれの回動軸１８１、１５に近い面８５２、４６２が当接することで、より待機位置に近い位置において、アクチュエータ１４を係止することができ、コンピュータ・システムの床への自由落下やラックへの固定などにおいて発生する連続的な衝撃に備えることができる。

図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、ラッチ・フック１８５は、その回動軸１８１方向において、２段の係合面８５１、８５２を有している。本形態の係合面８５１、８５２は、それぞれ、曲面ではなく平坦面である。アクチュエータ・フック１４６の内側係合面４６２、外側係合面４６１も同様である。アクチュエータ１４のロード動作を阻害することなく、慣性力でアクチュエータ１４が磁気ディスク１１側に回動するときには確実にアクチュエータ・フック１４６と係合することができる。

係合面８５１、８５２を上下方向における異なる位置に形成することで、ラッチ・フック１８５の半径方向（回動軸１８１に垂直な方向）におけるサイズを大きくすることなく、アクチュエータ・フック１４６と当接する係合面８５１、８５２の幅（ラッチ回動軸１８５に垂直な方向における寸法）を大きくすることができる。

ラッチ・フック１８５の下側係合面８５１と上側係合面８５２とは、異なる角度を有している。これにより、下側係合面８５１と上側係合面８５とは、アクチュエータ１４の通常回動動作を阻害することなく、異なる回動位置においてアクチュエータ・フック１４６と係合する。下側係合面８５１と上側係合面８５２の角度は、アクチュエータ１４の外側係合面４６１と内側係合面４６２の角度に依存する。

アクチュエータ１４の通常回動動作への干渉をより確実に避けるためには、内側係合面４６２は外側係合面４６１と平行であるか、あるいは、図７に示すように、内側係合面４６２は、外側係合面４６１に対して傾斜しており、内側係合面４６２の内側端（回動軸１５に近い端）がフラットコイル１４４に近づいている。つまり、外側係合面４６１と内側係合面４６２とが、フラットコイル１４４側において凹であり、フラットコイル１４４の外側へ凸を形成している。

ラッチ・フック１８５の下側係合面８５１と上側係合面８５２は、それぞれ、所定の回動位置において、上記の角度を有する外側係合面４６１と内側係合面４６２とに当接するような角度を有している。より具体的には、図５（ａ）、図６（ａ）に示すように、上側係合面８５２は、下側係合面８５１に対して、時計回りに傾いている。図５（ａ）、図６（ａ）の例において、下側係合面８５１の左側端は右側端よりもラッチ回動軸１８１に近く、上側係合面８５２の左右端の関係はその逆である。なお、下側係合面８５１あるいは上側係合面８５２の左右端とラッチ回動軸１８１との距離は同一であることもある。

アクチュエータ・フック１４６は、コイル・サポート１４５の磁気ディスク１１側（左側）の後端コーナーに形成されている。ラッチ１８の回動軸１８１とアクチュエータ１４の回動軸１５とを結ぶ線は、アクチュエータ１４の回動位置によらず、常にアクチュエータ・フック１４６の係合面４６１、４６２の磁気ディスク１１側にあり、より磁気ディスク１１に近い位置にある。

ラッチ１８の振り角の範囲は、ラッチ１８とベース１０の内壁１０１との接触により規定されている。図２（ａ）に示すようにラッチ１８がオープン状態にあるとき、ラッチ・フック１８５側の面が内壁１０１に当接している。図４（ｂ）に示すように、ラッチ１８が最も反時計回りに回動した状態において、ラッチ・フック１８５と反対側の面において、ラッチ１８は内壁１０１に当接している。

図４（ｂ）、図６（ａ）に示すように、本例のラッチ１８は、深い振り角においてアクチュエータ１４と係合しているとき、その先端の一部がマグネット保持板と重なっている。浅い振り角においてアクチュエータ１４と係合しているとき、ラッチ１８はマグネット保持板とは重なっていない。このようにラッチ１８がアクチュエータ１４を係止することができる振り角範囲を広くすることで、ラッチ１８がアクチュエータ１４をより確実に係止することができる。

上述のように、ラッチ・フック１８５は、ラッチ回動軸１８５に平行な方向において異なる位置にある複数段の係合面を有していることが好ましい。係合面の数（係止ポイントの数）は、３以上であってもよい。係合面が増えると各係合面の面積が減少するため、必要な面積を確保することができる範囲で係合面の数を増やすことができる。ラッチ・フック１８５が３以上の係合面を有する場合、各係合面の角度は、最も上側の係合面から最も下側の係合面まで段階的に変化する。

深い角度における係合面と浅い角度における係合面の位置は、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明したラッチ１８の例に限定されない。例えば、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、上側係合面８５３は浅い角度においてアクチュエータ・フック１４６に係合し、下側係合面８５４が深い角度においてアクチュエータ・フック１４６に係合するようにしてもよい。係合面の上下位置は、ラッチ１８の形状及びその製造方法に応じて、適切なものを選択することができる。

上記ラッチ構造と異なり、係合面をラッチ回動軸１８５においてスタックするのではなく、ラッチ回動軸１８５に垂直な方向において並ぶように複数の係合面を形成してもよい。図９（ａ）〜（ｄ）に示されているラッチ１８は、深い角度における係合面８５５と浅い角度における係合面８５６とを有しており、これら係合面８５５、８５６はラッチ回動軸１８５が延びる方向に垂直な方向において並んでいる。ラッチ回動軸１８５における寸法は、係合面８５５、８５６において同一である。

具体的には、深い角度における係合面８５５は、浅い角度における係合面８５６よりも、ラッチ回動軸１８５（回動軸孔１８８）に近い位置にある。また、係合面８５５、８５６は、ラッチ回動軸１８５（回動軸孔１８８）に向かって凸を形成するように傾いている。係合面８５５、８５６以外の構造は、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明したラッチ構造と実質的に同様である。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるまのではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲内において容易に変更、追加、変換することが可能である。本形態においては、ディスク・ドライブ装置として磁気ディスクを用いたＨＤＤを説明したが、ディスク型の記録媒体に対応したディスク・ドライブ装置であれば、その記録方法は特に限定されない。本発明は、シングルラッチに特に有用であるが、２ピースのメカニカルラッチに適用することもできる。

本発明のラッチは、アクチュエータが磁気ディスク内周側領域で待機するコンタクト・スタート・ストップを使用するＨＤＤに適用することができる。ラッチとアクチュエータの係合ポイントは、同一係合面における異なる位置であってもよい。また、ラッチあるいはアクチュエータの係合面は連続していることが好ましいが、離間していてもよい。アクチュエータの係合フックは、上に説明した位置に形成されていることが好ましいが、他の位置に形成されていてもよく、その位置に合わせてラッチが配置される。

本発明の実施の形態におけるハードディスク・ドライブの全体構成を模式的に示す平面図である。 本実施の形態において、磁気ディスク上にあるアクチュエータとラッチ、ランプ上の待機位置に停止しているアクチュエータとラッチ、を示している。 本実施の形態に係るシングルラッチの構造を示す斜視図である。 本実施の形態において、浅い角度においてアクチュエータと係合しているラッチ、及び、深い角度においてアクチュエータと係合しているラッチ、を示している。 本実施の形態において、浅い角度におけるラッチとアクチュエータの係合部を示している。 本実施の形態において、深い角度におけるラッチとアクチュエータの係合部を示している。 本実施の形態において、アクチュエータ・フックの構造を示す斜視図である。 本実施の形態において、他の態様に係るシングルラッチの構造を示す斜視図である。 本実施の形態において、他の態様に係るシングルラッチの構造を示す斜視図である。

符号の説明

１ ハードディスク・ドライブ、１０ ベース、１１ 磁気ディスク
１２ ヘッド・スライダ、１３ スピンドル・モータ、１４ アクチュエータ
１５ アクチュエータ回動軸、１６ ボイス・コイル・モータ、１７ ランプ
１８ シングルラッチ、１０１ ベース内側壁、１４１ サスペンション
１４２ アーム、１４３ コイル・サポート、１４４ フラットコイル、１４５ タブ
１４６ アクチュエータ・フック、１６１ マグネット保持板、１８１ ラッチ回動軸
１８２ バー、１８３ ラッチ・ボディ、１８４ アーム、１８５ ラッチ・フック
１８６ カウンタ・マス、１８７ 磁性体、１８８ ラッチ回動軸孔、８２１ アーム
８２２ タブ、４６１ 外側係合面、４６２ 内側係合面、８５１ 下側係合面
８５２ 上側係合面、８５３ 上側係合面、８５４ 下側係合面
８５５ 深い角度における係合面、８５６ 浅い角度における係合面

Claims (18)

1. ディスクのデータ記録領域にアクセスするヘッドと
   前記ヘッドを支持し、回動することで前記ヘッドを移動するアクチュエータと、
   回動軸において回動し、異なる複数の振り角において、外力により前記データ記録領域へ向かって回動する前記アクチュエータを係止可能なラッチと、を有し、
   前記ラッチは、前記アクチュエータのアクチュエータ・フックと係合することで前記アクチュエータを係止するラッチ・フックを有し、
   前記異なる複数の振り角のそれぞれにおいて係合ポイントは異なっており、
   前記異なる係合ポイントのそれぞれにおいて、前記ラッチ・フックの面と前記アクチュエータ・フックの面とが当接している、
   ディスク・ドライブ装置。
2. 前記ラッチは、バーと前記ラッチ・フックとを有する１ピース構造体を有し、
   前記アクチュエータが前記バーを押すことによって前記ラッチは回動する、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
3. 前記ラッチ・フックは、それぞれが前記アクチュエータ・フックの面と当接する複数の当接面を有し、
   前記複数の当接面のそれぞれは、前記異なる複数の振り角のそれぞれに対応して異なる角度を有している、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
4. 前記ラッチ・フックは、前記アクチュエータと当接する第１の面と、前記第１の面よりも浅い振り角において前記アクチュエータと当接する第２の面とを有し、
   前記第１の面は、前記第２の面よりも前記ラッチの回動軸に近い位置に形成されている、
   請求項３に記載のディスク・ドライブ装置。
5. 前記異なる複数の当接面のそれぞれは、前記ラッチの回動軸方向における異なる段に形成されている、
   請求項３に記載のディスク・ドライブ装置。
6. 前記異なる複数の当接面は、前記ラッチの回動軸から異なる距離にある、
   請求項５に記載のディスク・ドライブ装置。
7. 前記アクチュエータが待機位置にあるとき、前記ラッチは閉じている、
   請求項２に記載のディスク・ドライブ装置。
8. 第１振り角の係止位置における前記アクチュエータは、前記第１振り角よりも浅い第２の振り角における係止位置よりも、前記ディスクの端から遠くにある、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ装置。
9. 磁気ディスクと、
   前記磁気ディスクにアクセスする磁気ヘッドと、
   前記磁気ディスク上において前記磁気ヘッドを移動するアクチュエータと、
   前記アクチュエータのアクチュエータ・フックとラッチ・フックとの接触により前記アクチュエータの移動を停止することが可能なラッチと、を有する磁気ディスク装置であって、
   前記ラッチ・フックは前記アクチュエータ・フックと接触する接触面を少なくとも２面含んでおり、
   前記アクチュエータ・フックと前記ラッチ・フックとが接触する際の前記アクチュエータの待機位置からの回動角が、前記接触面に応じて互いに異なる、
   磁気ディスク装置。
10. 前記アクチュエータ・フックは、前記ラッチ・フックのそれぞれの前記接触面に対応する接触面を含み、
    前記ラッチ・フックの前記接触面と前記アクチュエータ・フックの前記接触面とは面接触する、
    請求項９に記載の磁気ディスク装置。
11. 前記ラッチ・フックの接触面は、前記ラッチの回動軸方向の互いに異なる位置に形成される、
    請求項９に記載の磁気ディスク装置。
12. 前記ラッチ・フックの接触面は、前記ラッチの回動軸部に対して互いに異なる面角度をもって形成される、
    請求項１１に記載の磁気ディスク装置。
13. 前記ラッチは、前記アクチュエータに押圧されることにより前記ラッチを閉じた状態にするバーをさらに含み、１つの部品により形成される、
    請求項９に記載の磁気ディスク装置。
14. 磁気ディスクと、
    前記磁気ディスクにアクセスする磁気ヘッドと、
    前記磁気ディスク上において前記磁気ヘッドを移動するアクチュエータと、
    前記アクチュエータのアクチュエータ・フックとラッチ・フックとの接触により前記アクチュエータの移動を停止することが可能なラッチと、を有する磁気ディスク装置であって、
    前記ラッチ・フックは第１の接触面と、第２の接触面を有し、
    前記アクチュエータ・フックと前記ラッチ・フックの第１の接触面が接触した際の前記アクチュエータの待機位置からの回動角が、前記アクチュエータ・フックと前記ラッチ・フックの第２の接触面が接触した際の前記アクチュエータの待機位置からの回動角より小さい、
    磁気ディスク装置。
15. 前記アクチュエータ・フックは、前記ラッチ・フックの第１の接触面と第２の接触面に対応する接触面を含み、
    前記ラッチ・フックの第１接触面、第２の接触面と、前記アクチュエータ・フックの前記接触面とは面接触する、
    請求項１４に記載の磁気ディスク装置。
16. 前記ラッチ・フックの第１の接触面と第２の接触面は、前記ラッチの回動軸方向の互いに異なる位置に形成される、
    請求項１４に記載の磁気ディスク装置。
17. 前記ラッチ・フックの第１の接触面と第２の接触面は、前記ラッチの回動軸部に対して互いに異なる面角度をもって形成される、
    請求項１６に記載の磁気ディスク装置。
18. 前記ラッチが、オープン状態の位置から所定の回動角分回動した位置で、前記ラッチ・フックの第２の接触面は前記アクチュエータ・フックの接触面と接触し、
    前記ラッチが、前記オープン状態の位置から前記所定の回動角よりも大きな回動角分回動した位置で、前記ラッチ・フックの第１の接触面は前記アクチュエータ・フックの接触面と接触する、
    請求項１４に記載の磁気ディスク装置。

Images