JP3058687B2 - 薄型ディスクドライブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明者 フレデリック マーク ステファンスキー 継続出願に関する情報 本出願は、1988年１月25日に提出された係属中の出願
番号第147,804号の一部継続出願である。

関連出願の参照 １）ディスクドライブシステムコントローラアーキテク
チャ 発明者 ジョン P.スクァイヤ、トム A.ファイアお
よびルイス J.シュリンクル、1987年６月２日提出、出
願番号第057,289号 ２）ディスクドライブソフトウェアシステムアーキテク
チャ 発明者 ジョン P.スクァイヤ、トム A.ファイアお
よびルイス J.シュリンクル、1987年６月２日提出、出
願番号第057,806号 ３）埋め込まれたリアルタイム診断モニタを用いたディ
スクドライブシステムアーキテクチャ 発明者 ジョン P.スクァイヤ、1987年６月２日提
出、出願番号第058,289号 ４）消費電力の低い、埋め込みサーボ型のハイドディス
クドライブシステムアーキテクチャ 発明者 ジョン P.スクァイヤおよびルイス J.シュ
リンクル、1988年２月４日提出、出願番号第152,069号 ５）多重埋め込み二次サーボフィールドを用いたディス
クドライブシステム 発明者 ルイス J.シュリンクルおよびジョン P.ス
クァイア、1989年６月27日提出、出願番号第386,504号 ６）ディスクドライブの磁気停止装置 発明者 フレデリック マーク ステファンスキー、
1988年11月10日提出、出願番号第269,873号 これら関連する出願は、本出願の譲受人に譲渡され、
引用によって一体化されている。

発明の背景 発明の技術分野 本発明は、ディスクドライブに関するもので、特に、
ハード（固定）ディスクドライブに関するものである。

関連する技術の説明 パーソナルコンピュータ、ポータブルコンピュータお
よびラップトップコンピュータが開発されることによっ
て、ディスクドライブのサイズが小さくなり、かつ、そ
のメモリ容量が増大することになった。そのサイズおよ
び重量を、さらに低減させるとともに、現存するディス
クドライブの耐久性およびメモリ容量を、さらに増大さ
せる試みは、限られた成功しか得ることができなかっ
た。固定ディスクドライブあるいはハードディスクドラ
イブのサイズ（特に、高さ）および重量並びに現存する
ディスクドライブが、物理的な衝撃および／または振動
に耐える能力を有していないことが、ラップトップコン
ピュータおよび場合によっては、より大きなポータブル
コンピュータに、固定ディスクを組み込むことの障害と
なっていた。

現存するディスクドライブには、多数の機械的な部品
が組み込まれている。また、ディスクドライブ内の部品
は、それぞれ、ドライブの重量およびドライブによって
占められる空間を増大させている。多数の機械的な部品
は、製造を困難かつ高価にするとともに、ドライブが、
機械的に故障する可能性および蓋然性を、増大させてい
る。重要なことに、機械的な部品の数は、物理的な衝撃
および振動に耐えるドライブの能力に関係している。

物理的な衝撃および振動に対する耐性は、ディスク、
ヘッドおよびディスクドライブ内の種々のベアリング
を、損傷から守るために、重要である。特に、データの
損失を誘起し得るディスクの損傷およびドライブの寿命
を終了させ、その結果、全てのデータの損失を生じさせ
得るヘッドあるいはベアリングの損傷を防止する必要が
ある。しかしながら、従来のディスクドライブは、物理
的な衝撃に対して限られた耐性を有しているにすぎなか
った。

アクチュエータアームに加えられるあらゆる力は、シ
ーク動作をする際に、ヴォイスコイルによって生成され
るトルクに付加され、あるいはトルクから減じられて、
補償されなければならない。この補償は、フレックス回
路によってアクチュエータ上に及ぼされるトルクが、ア
クチュエータの位置によって変化するという事実によっ
て、複雑にさせられている。

ディスクドライブが非動作のときに、ヴォイスコイル
のアームをある位置にロックするために、種々のロック
装置（あるいはラッチ装置）が用いられてきた。ラッチ
装置においては、信頼性を高めるために、独立して組み
立てられるハイパワーのユニットを用いる傾向にある。
しかしながら、ハイパワーのラッチ装置によって、ディ
スクドライブ内あるいはコンピュータ内の他の領域内に
おいて、好ましくない多量の熱が生成される。さらに、
従来のラッチ装置の動作は、位置依存性がある。したが
って、ディスクドライブおよびディスクドライブの取り
付けられているコンピュータの配置が、ラッチ装置の信
頼性に影響を及ぼし得る。そのような信頼性の位置的な
依存性は、ポータブルコンピュータについては、満足な
ものではなかった。

発明の概要 したがって、本発明の目的は、薄型かつ軽量のディス
クドライブを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、１インチ高のフォームフ
ァクターを有する多重化されたプラター（platter）
（ディスク）のディスクドライブを提供することにあ
る。

本発明の他の目的は、物理的な衝撃に対する耐性を有
するディスクドライブを提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、データ記憶容量が増大した薄型
ディスクドライブを提供することにある。

本発明の他の目的は、あらゆる機械的なヘッドのオフ
トラッキングが、機械的に最小限にされるとともに、そ
れが、電気的に補正されるディスクドライブを提供する
ことにある。

本発明の他の目的は、単一の電気的なコネクタが、す
べての電気信号およびデータ信号を、ディスクの存在す
る環境から、その環境の外部まで伝送するディスクドラ
イブアセンブリであって、ベースプレートを通じて、こ
れらの電気信号を伝達するヘッダーが、ドライブの内部
と外部との間の唯一の伝達手段であるディスクドライブ
アセンブリを提供することにある。

本発明のこれらおよび他の目的は、頂部および底部を
有するベース、二つのディスクを備え、前記ベースの前
記頂部上に支持され、データを格納する記憶手段、前記
ディスクから情報を読み出すとともに、前記ディスク上
に情報を書き込む相互作用手段、前記ベース上に支持さ
れ、制御信号に応答して、前記ディスク手段に対して、
前記相互作用手段を選択的に位置させるアクチュエータ
手段並びに前記ベースにシール可能に取り付けられ、前
記ディスク、前記相互作用手段および前記アクチュエー
タ手段を取り囲むカバーを備えたヘッドディスクアセン
ブリと、前記ベースの前記底部に隣接するように、前記
ヘッドディスクアセンブリに取り付けられ、前記アクチ
ュエータ手段を制御する制御信号を生成し、前記相互作
用手段に情報信号を与えるとともに、前記相互作用手段
から情報信号を受け取る制御手段とを有し、前記ヘッド
ディスクアセンブリおよび前記制御手段の最大の全高が
略１インチであるディスクドライブによって達成され
る。

本発明による顕著な効果は、略同一径のディスクを使
用している従来のディスクトライブに対して、ディスク
ドライブの高さが低減されることにある。特に、本発明
の３・1/2インチ（3.5″）の単一のプラターおよび多重
化されたプラターのドライブは、全高が１インチであ
る。さらに、本発明のディスクドライブは、軽量であ
り、本発明のドライブは、１ポンドを僅かに超えるにす
ぎない。

本発明の他の効果は、単一の電気コネクタ（ヘッダ）
が、ケーシングの内部と外部との間で全ての電気信号を
伝送し、それによって、ケーシング内の制御された環境
に汚染物質がはいりこむ可能性を低減させることにあ
る。重要なことに、本発明にかかるディスクドライブ
は、空気透過フィルターを必要としない。

本発明の他の効果は、ディスクアセンブリが、物理的
な衝撃および振動によって誘起させられる損傷に対して
耐性を有していることにある。

本発明の他の効果は、少数の機械的な部品が、機械的
な故障に起因する事故の可能性を低減させることにあ
る。

図面の簡単な説明 第１図乃至第７図は、本発明のディスクドライブの第
１実施例を図示したものであり、とくに、 第１図は、本発明にしたがったディスクドライブの第
１実施例の略等角図である； 第２図は、本発明にしたがったディスクドライブの第
１実施例のカバーを取り外した略等角図である； 第３図は、第２図の３−３′線に沿った略断面図であ
る； 第４図は、本発明のディスクドライブの第１実施例の
分解図である； 第５図は、本発明のディスクドライブの第１実施例の
略端面図である； 第６図は、アクチュエータアセンブリを示す図であ
る； 第７図は、ラッチ機構を示す図である。

第８図乃至第12図は、本発明のディスクドライブの第
２実施例を図示したものであり、とくに、 第８図は、本発明にしたがったディスクドライブの第
２実施例のカバーを取り外した略等角図である； 第９図は、本発明のディスクドライブの第２実施例の
略分解等角図である； 第10図は、本発明にしたがったディスクドライブの第
２実施例のプリント回路基板およびベースの略分解等角
底面図である； 第11図は、本発明にしたがったディスクドライブの第
２実施例の略端面図である； 第12図は、本発明の第２実施例にかかるアクチュエー
タおよびラッチ機構の部分を示す略分解等角図である。

好ましい実施例の説明 本発明にしたがったディスクドライブを、第１図乃至
第12図を参照して説明する。例えば、ここに説明される
ディスクドライブは、磁気コーティングのなされた一つ
或いは二つのハードディスクを有し、ウィンチェスター
方式を用いている。しかしながら、本発明のハードディ
スクドライブは、色々な数のディスクや、光ディスクの
ような他のタイプのディスクおよびレーザーのような他
の読みだし／書き込み方式を用いてもよい。本発明のデ
ィスクドライブにおいて用いられるディスクの直径は、
3.75インチ或いはいわゆる“３・1/2インチ”ディスク
のオーダの直径を有するが、本発明のディスクドライブ
を、3.75インチよりも大きい半径或いは小さい半径を有
する他のディスクに用いて実施することが可能である。

本発明の第１実施例或いは第２実施例にかかるディス
クドライブは、高さ1.0インチ（2.54cm）、長さ5.75イ
ンチ（14.61cm）および幅4.0インチ（10.16cm）という
外形寸法を有している。総重量は、１ポンドを僅かに超
えるくらいであり、第１実施例においては1._1bs（0._k
g）、第２実施例においては、1.31bs（0.59kg）であ
る。したがって、本発明のディスクドライブは、半分の
高さの（one−half hight）５・1/4インチディスクドラ
イブの半分（1/2）のサイズである。重要なことに、本
発明のディスクドライブは、20Mbの容量を有する標準の
約３・1/2インチディスクドライブの1/3乃至1/2の重量
しかないことである。第１実施例が、40Mbの容量にフォ
ーマットされ、第２実施例が、120Mbの容量にフォーマ
ットされたときに、サイズ或いは重さが変わることな
く、さらに大きく相対的に小さくなる。

第１図には、組み立てられた本発明のディスクドライ
ブが示されている。縮尺で描かれていないが、第１図に
は、ディスクドライブの長さ、幅および高さの関係、即
ち、ディスクドライブの低いプロファイルが示されてい
る。特に、本発明のディスクドライブの高さ“H"は、１
インチである。

第１実施例および共通する特徴 薄型ドライブである第１実施例の特徴は、ベースプレ
ート12およびカバー14の勾配をつけられたプロファイル
にある。この勾配をつけられたプロファイルによって、
ディスクドライブの第１の端部10aで、ベースプレート1
2の下に余分な垂直方向のスペースが与えられ、ディス
クドライブ10の第２の端部10bで、ベースプレート12と
カバー14との間に、余分な垂直方向のスペースが与えら
れる。勾配をつけられたプロファイルが与えられない場
合には、ベースプレート12の上および下に割り当てられ
た空間の量が、それぞれ、ディスクドライブ10の第１の
端部10aおよび第２の端部10bで与えられるスペースの最
大量となる。したがって、ディスクドライブの全高は増
大する。カバー14は、ベースプレート12にシール可能に
取り付けられ、ベースプレート12がカバー14との間に、
制御された環境を提供している。ベースプレート12とカ
バー14との間のガスケット16（第４図参照）が、シール
を提供している。制御された環境を与える能力は、空気
透過フィルターの必要性を軽減し、その結果、本発明の
ディスクドライブに、内部の空気フィルターシステムを
用いることが可能になる。ディスクドライブの作動中に
ガスケット16によって提供されるシールは、実験による
圧力で、水面下200フィートから海抜10000フィートま
で、安定している。

第２図に示されるように、ディスクドライブの内部の
部品は、ディスク20およびスピンモータ22、ディスク20
に対してヘッド26を位置させるアクチュエータアセンブ
リ24並びにヘッダー30、ブラケット32、リバースフレッ
クス回路34およびラッチアーム38をピボット回転させる
コイル36を有するヘッダーアセンブリ28という三つの相
互に関係のあるグループに分けられる。

アクチュエータアセンブリ24は、ピボット回転可能な
アクチュエータアーム40、アクチュエータアーム40の第
１の端部に取り付けられたヘッド26（第４図参照）、ア
クチュエ．タアームの第１の端部からピボット点に対し
て反対側上にあるアクチュエータアーム40の第２の端部
に取り付けられたアクチュエータコイル42およびマグネ
ット構造体44を有している。マグネット構造体44は、マ
グネット46（第４図参照）を支持し、以下に詳述するよ
うに、その部品は、磁気透過性材料から形成されて、マ
グネット46によって生成される磁界の帰路を与えてい
る。マグネット構造体44およびアクチュエータコイル42
は、コイル42内の電流が、マグネット46によって生成さ
れた磁界を通過して、アクチュエータアーム40をピボッ
ト回転させる力を生成するように配置されている。コイ
ル42の反対方向内を通る電流によって、反対方向にトル
クが生成されて、アクチュエータアーム40が、ピボット
回転させられて、ヘッド26を、ディスク20の内径48と外
径50とを含むこれらの間のあらゆる位置に、位置させる
ことができる。

ヴォイスコイルを用いた従来のディスクドライブにお
いて、フレックス回路は、ヘッダー30とアクチュエータ
アーム40との間の領域に設けられている。リバースフレ
ックス回路34が、ディスクの方向に彎曲することによっ
て、ラッチコイル36を、ヘッダー30とアクチュエータコ
イル40との間に位置させることができる。

プリント回路アセンブリ（または制御手段）52が、ベ
ースプレート12の底部に取り付けられている。ヘッダー
30は、すべての電気信号を、プリント回路アセンブリ52
からベースプレート12とカバー14との間の制御された環
境まで送る。ヘッダー30は、僅かに三本のリード線しか
必要とされないDCモータを用いているため、最小限の数
のピンを有している。そのようなモータは、ジョン P.
スクァイヤおよびルイス J.シュリンクルによって発明
され、本出願の譲受人に譲渡された、1986年７月１日に
出願された「ブラシレスDCモータの速度を制御する方法
および装置」という名称の米国特許第第880,754号に記
載されている。

全高の低いディスクドライブを提供する本発明のディ
スクドライブ10の構造を、第３図および第５図を参照し
て説明する。第３図は、第２図の３−３′直線に沿った
断面図である。第５図に示されるように、ベースプレー
ト12は、ベースプレート12の第１の側部12cおよび第２
の側部12dに、二本のレール54a,54bを有している。レー
ル54a,54bは、ベースプレート12の取付け面12eが、レー
ル54a,54bの置かれている表面の面に対して角度をもっ
て位置するように構成されている。ベースプレート12の
支持面との間の角度のある関係によって、ベースプレー
トの第１の端部10aでベースプレート12の下の空間は、
ベースプレートの第２の端部10bにおける空間より広く
なっている。その上に取り付けられた部品を含むプリン
ト回路アセンブリ52は、わずかな量の空間しか必要とし
ないが、プリント回路アセンブリ上のコネクタ56および
電源プラグ58を、ベースプレート12の第１の端部10aに
設ける必要があり、これらは、双方とも、プリント回路
アセンブリ52よりもより多くの空間を必要とする。ベー
スプレート12の勾配によって、ベースプレートの第１の
端部12aの下に、コネクタ56および電源プラグ48のため
に必要な垂直方向のスペースが与えられている。コネク
タ56は、プリント回路アセンブリ52とホストコンピュー
タ（図示せず）との間のインタフェースを与え、電源プ
ラグ58は、プリント回路アセンブリ52と外部電源（図示
せず）との間のインタフェースを与えている。

逆に言えば、ディスク20は、ベースプレートの第１の
端部12aの上に位置させられた唯一の部品であるのに対
して、アクチュエータアセンブリ24は、ベースプレート
の第２の端部12bの上に位置させられている。アクチュ
エータアセンブリ24は、ディスク20に比し、より多くの
垂直方向の空間を必要とし、このアクチュエータアセン
ブリ24を収容するために、ベースプレート12の勾配によ
って、ベースプレートの第２の端部12b上に、ベースプ
レートの第１の端部12a上よりも、より多くのスペース
が与えられている。第１図に示されるように、ベースプ
レート12に当接するカバー14の部分は、ベースプレート
の角度に対応する角度を有するため、カバー14の頂部
は、支持面に対して平行になる。したがって、たとえベ
ースプレートが、勾配をつけられていても、ディスクド
ライブ10の側面は、平行四辺形ではなく矩形である。

ディスク20は、支持面に平行であるとともに、ベース
プレート12の面に対して傾けられた面内に置かれてい
る。ベースプレート12上の全ての支持点は、内部部品
（例えば、アクチュエータアセンブリ24）が、ディスク
20および支持面と同一の面内．置かれるように設計され
ている。

第４図乃至第７図を参照して、アクチュエータアセン
ブリ24の構造および作用を説明する。アクチュエータア
センブリ24の機能は、アクチュエータアームアセンブリ
40をピボット回転させることによって、ヘッド26を、デ
ィスク20の表面に対して位置させることにあり、さらに
詳細には、ヘッド26を、ディスク20上の個々のトラック
の上に位置させることにある。ヘッド26は、可撓部60に
よって、アクチュエータアーム40上に支持されている。
ベースプレート12に固定されたベアリングカートリッジ
62が、アクチュエータアーム40内に挿入され、ピボット
点が形成されている。アクチュエータアーム40は、クリ
ップリング63によって、ベアリングカートリッジ62に取
り付けられている。エポキシの代わりにクリップリング
63を用いることによって、ベアリングカートリッジ62
を、組み立てに先立って、テストすることができ、アク
チュエータアーム40とこれを、独立して清浄することが
できる。アクチュエータコイル42は、ヘッド26からピボ
ット点に対して反対側のアクチュエータアーム40上に設
けられている。取り付けられた全ての部品を含むアクチ
ュエータアーム40は、精密にバランスがとられ、即ち、
ピボット点に対してそれぞれの側に、等しい重量が与え
られるため、ヘッド26の位置させることは、線型的な衝
撃および振動に、それほど感応しない。

アームアセンブリ40を回転させるのに用いられる力
は、ヴォイスコイルアセンブリによって与えられる。こ
のヴォイスコイルアセンブリは、アクチュエータコイル
42およびマグネット構造体44を有している。マグネット
構造体44は、磁気透過性材料から形成された頂板64およ
び底板66、同じく磁気透過性材料から形成された支持ポ
スト68,70並びに頂板64に取り付けられた第１のマグネ
ット46aおよび第２のマグネット46bを備えている。頂板
64および底板66は、支持ポスト68,70と協動して、第１
のマグネット46aおよび第２のマグネット46bによって与
えられる磁界の帰路として機能している。支持ポスト6
8,70と、頂板64或いは底板66の一方との間に、エアーギ
ャップが存在しないことが重要である。即ち、いかなる
エアーギャップも、帰路に不連続を生成し、磁界の強さ
を大きく低減させる。

第１のマグネット46aおよび第２のマグネット46bは、
（例えば、第１のマグネット46aのＳ極および第２のマ
グネット46bのＮ極が、頂板64に取り付けられているよ
うに、）頂板64に取り付けられた反対の極を有し、第１
のマグネット46aおよび第２のマグネット46bの各々と底
板66との間に、第１の磁界▲▼および第２の磁界▲
▼を与えている。第１の磁界▲▼および第２の
磁界▲▼は、三つの磁界の閉ループに取り囲まれて
いる。第１の磁界の閉ループは、第１のマグネット46a
と底板66との間を延び、底板66、第１の支持部68および
頂板64によって提供される帰路を通過している。第２の
磁界の閉ループは、第１のマグネット46aから底板66
へ、底板66を通過し、底板66と第２のマグネット46bと
の間を通って、第２のマグネット46bから頂板64を経
て、第１のマグネット46aへ通じている。第３の磁界の
閉ループは、底板66と第２のマグネット46bとの間を延
び、頂板64、第２の支持部70および底板66によって提供
される帰路を通過している。磁界▲▼，▲▼を
含むことによって、帰路において、各磁界の強度が、第
１のマグネット46aおよび第２のマグネット46bと底板66
との間の領域で、それぞれ増大させられ、この領域内の
磁界の強さが、ヴォイスコイルによって、アクチュエー
タアーム40上に及ぼされるトルクに直接関係し、したが
って、アクチュエータ40の回転速度およびドライブのシ
ーク時間に直接関係する。

アクチュエータコイル42は、第１の磁界▲▼およ
び第２の磁界▲▼内の両方向に電流を送るように、
位置させられている。

磁界内における電流伝送ワイヤ上の力は、磁界の強度
に比例し、式＝id×によって表すことができる。
ここで、は力、ｉは電流、は、ワイヤの長さ、
は、磁界である。アクチュエータコイル42内の両方向に
電流が流れることによって、それぞれ、力▲▼，▲
▼が与えられ、これらの力▲▼，▲▼が、
アクチュエータアーム40を、反対方向にピボット回転さ
せる。

衝突止めが、アクチュエータアーム40のピボット回転
を制限するために設けられ、ヘッド26は、ディスク20の
選ばれた内径48と外径50との間のみを移動する。外径の
衝突止めは、支持ポスト68上に嵌合されたスリーブ76に
よって与えられる（第５図参照）。アクチュエータアー
ム40のピボット回転によって、ヘッド26が、ディスク20
の外径50に位置させられたとき、アクチュエータアーム
40のある部分が、外径の衝突止め76に当接し、それによ
って、ヘッド26がさらに動かされるのが防止される。内
径の衝突止めは、ラッチ機構（第７図参照）の部分によ
って与えられ、後述される。

第２図、第４図、第６図および第７図を参照して、ヘ
ッダー30からヘッド26まで電気信号を伝送するリバース
フレックス回路34およびアクチュエータアセンブリ24に
つき説明にする。リバースフレックス回路は、三つの部
分に分けられている。第１の部分80は、電流をアクチュ
エータコイル42に伝送している。第２の部分は、電流伝
送部80を、第３のデータ伝送部84から分離させるグラウ
ンド面である。データ伝送部84は、ヘッド26に、ディス
ク20上に情報を記録するために信号を与えるとともに、
ディスク20からデータを読みだすときに、ヘッダー30を
介して、ヘッド26からプリント回路アセンブリ52へ、信
号を伝送する。他の方法で、リバースフレックス回路34
の第１の部分80を通過するアクチュエータコイル42のた
めに必要な大電流によって引き起こされる比較的弱いデ
ータ信号との干渉が、グラウンド面82を設けることによ
って防止される。

リバースフレックス回路34は、ヘッダー30のピン31a
と、電気的に接続されている。しかしながら、ピン31a
は、また、リバースフレックス回路34を位置させるため
に機能している。特に、ブラケット32は、リバースフレ
ックス回路34およびラッチコイル36を支持している。ブ
ラケット32は、単一の取付け点86によって、ベースプレ
ート12に取り付けられ、リバースフレックス回路34とピ
ン31aの係合によって、回転可能に位置させられてい
る。以下に説明されるように、ラッチ機構の動作にとっ
て、ラッチコイル36の位置決めは重要なことである。補
強部88が、リバースフレックス回路34に、それがピン31
aに係合するとともに、ブラケット32に取り付けられて
いる領域内に取り付けられ、回動自在に位置させられた
ブラケット32に必要な剛性を与え、リバースフレックス
回路34とピン31aの係合を容易にする。リバースフレッ
クス回路34は、ヘッダー31の領域内において、ベースプ
レート12の面に平行であるが、それは、略90゜曲がって
通過するため、ディスク20に向かって延び、ヘッダー30
をアクチュエータアセンブリ24に接続されるループを形
成する。

リバースフレックス回路34の第１の部分80は、リバー
スフレックス回路34が、アクチュエータアーム40と接合
する点で、終端している。しかしながら、第２の部分82
および第３の部分84は、ベアリングカートリッジ62を取
り囲むアクチュエータアーム40の肩部90まわりを包んで
いる。リバースフレックス回路34の第２の部分82および
第３の部分84が、肩部90まわりを包んでいることによっ
て、電流伝送ワイヤのアクセスが提供され、この電流伝
送ワイヤは、リバースフレックス回路34が、ヘッダー30
のピン31aに係合している領域内でベースプレートに対
向しているフレックス回路の側に設けられ、したがっ
て、ブラケット32からアクチュエータアーム40に延びる
リバースフレックス回路34の彎曲部分の内側に設けられ
ている。第１の部分82および第２の部分84が、肩部90ま
わりを包んでいるので、電流伝送ワイヤが設けられてい
るリバースフレックス回路34の側が、その端部で露出さ
せられ、ヘッド26をリバースフレックス回路34に接続し
ているワイヤ91の取付けが容易になる。リバースフレッ
クス回路34がアクチュエータアーム40に最初に接する点
で、ワイヤ91が、リバースフレックス回路34に接続され
るべきであるとすると、ワイヤ91を、リバースフレック
ス回路34まわりに包み、或いは、リバースフレックス回
路34を通る接続を設ける必要がある。これらは、双方と
も、より複雑であり、ワイヤ91とリバースフレックス回
路34との間を電気的に接続する方法としては、あまり好
ましくない。ヴォイスコイルアセンブリ以外の手段によ
ってアクチュエータアーム40上に及ぼされる全てのトル
クは、ディスク20に対して、ヘッド26を位置させる際
に、アクチュエータ24の機能に、悪影響を及ぼす。これ
は、特に、「ディスクドライブソフトウェアシステムア
ーキテクチャおよび埋め込まれたリアルタイム診断モニ
タを用いたディスクドライブソフトウェアシステムアー
キテクチャ」という名称の上述の出願において記載され
たあらゆるシーク機能に追従するトラックに対して、悪
影響を及ぼす。ヴォイスコイルアセンブリによって与え
られた力は、リバースフレックス回路34によって及ぼさ
れる力を、補償するように制御されなければならない。
したがって、リバースフレックス回路34内の曲率半径Ｒ
（第７図参照）は、リバースフレックス回路34によって
アクチュエータアーム40上に及ぼされるトルクを最小限
にするように、できるだけ大きくされる。実際に、リバ
ースフレックス回路34の曲率半径は、従来のフレックス
回路の曲率半径の略二倍となっている。さらに、アクチ
ュエータアーム40が回転するときに、リバースフレック
ス回路34は、本質的に、線型的に動くのに対して、従来
のリバースフレックス回路は、その彎曲部全体にわたっ
て、曲がらなければならない。したがって、リバースフ
レックス回路によって、アクチュエータアーム40上に及
ぼされるトルクは、従来のフレックス回路によって及ぼ
されるトルクよりも、大幅に低減させられている。

リバースフレックス回路34によって与えられる他の利
点は、従来のフレックス回路が設けられている位置に、
ラッチコイル36を位置させて、ラッチコイル36を、リバ
ースフレックス回路34およびブラケット32に一体化させ
ることができることにある。ヘッダー30からラッチコイ
ル36に分離したワイヤは、不要である。さらに、この一
体化させられた一群の部品を取り付けるには、個々の部
品を取り付ける場合よりも少ない工程で済む。その上、
上述のように、ラッチコイル36の臨界的な位置は、リバ
ースフレックス回路34およびブラケット32のピボット回
転の位置を制御している補強部88によって与えられる。

ベースプレート12とカバー14との間のシールされた周
囲と、プリント回路アセンブリ52との間の接続は、全て
ヘッダー30によって与えられる。リバースフレックス回
路34に係合するピン31aは、また、モータワイヤコネク
タ92に係合している。ピン31bは、ベースプレート12の
下を延びるとともに、プリント回路アセンブリ52上の背
面挿入型コネクタ（rear entry connector）（図示せ
ず）に係合している。IC回路部品およびディスクリート
回路部品並びに表面の配線が、ベースプレート12から離
間して対向しているプリント回路アセンブリ52の側にあ
るため、背面挿入型コネクタが用いられる。

第４図、第５図および第７図を参照して、ヘッド26
が、ディスク20の内径48で位置させられる向きに、アク
チュエータアーム40をロックするラッチ機構につき説明
する。ディスクドライブ10をパワーダウンするあいだ、
制御手段52によって、アクチュエータアセンブリ24は、
ディスク20の回転速度が、ヘッド26がディスク26上に着
く点まで減少される前、ヘッドがディスク20のデータの
ない領域の上のディスクの内径にある位置に、アクチュ
エータアームをピボット回転させる。したがって、ヘッ
ド26は、ディスク20の内径で、データのない領域にのみ
着く。

電磁ラッチは、ラッチコイル36、ラッチアーム38およ
びスプリング100を備えている。ラッチアーム38は、ピ
ボット軸94上をピボット回転し、アクチュエータアーム
40内のラッチノッチ98と係合するフィンガー96を有して
いる。スプリング100は、ラッチアーム38を、ロック位
置に付勢する。

ラッチコイル36およびスイーベルプレート（swivel p
late）104を有する電磁石は、スプリング100の力に抗し
て、ラッチアーム38をロックされない位置にピボット回
転させるために用いられる。ラッチコイル36は、外壁部
108および中央極部110を有するキャプチャプレート（ca
pture plate）106を備えている。外壁部108および中央
極部110は、電磁石の両極を形成し、電流がコイル（図
示せず）を通過するときに、キャプチャプレート106の
磁界が、スイーベルプレート104を引きつける。即ち、
スイーベルプレート104が、ラッチアーム38に取り付け
られているため、スイーベルプレート104は、あらゆる
方向に旋回することができ、かつ、スイーベルプレート
104が、電磁石によって捕まえられるときに、外壁部108
と滑らかに連なる。外壁部108全体とスイーベルプレー
ト104との間を接触させることが、スイーベルプレート1
04を捕獲および保持する信頼性を高めるために必要であ
る。キャプチャプレート106の中央極部110は、段を付け
られているため、中央極部110とスイーベルプレート104
との間には、ほんの少しの接触領域しか存在しない。こ
の少しの接触領域によって、コイル（図示せず）内の電
流が、中断されたときに、ラッチコイル36が、スイーベ
ルプレート104をリリースすることができる。高い直流
電圧が、短時間、ラッチコイル36に加えられ、スイーベ
ルプレート104が捕獲される。次いで、加えられた電圧
は、小さな捕獲維持レベルに低減される。したがって、
この構造は、消費電力が少なく、かつ、熱の損失が小さ
い。さらに、ラッチコイル36の消費電力が少ないにもか
かわらず、スイーベルプレート104を捕獲し、保持し、
リリースする際の信頼性が高い。

スプリング100は、フィンガー96と係合する線型的な
スプリングである。スプリングの動きを低減させ、それ
によって、一定でより大きなスプリング力を与えるた
め、スプリング100は、ピボット軸94のピボット点の外
側で終端している。

フィンガー96は、また、内径の衝突止めとしても機能
している。フィンガー96は、アクチュエータアーム40内
の開口部102の一縁部であるノッチ98に係合するように
位置させられているため、内径の衝突止めに好適であ
る。ラッチが、ラッチされていないときに、フィンガー
96と開口部102の同一のエッジとが当接することによっ
て、内径の衝突止めが提供される。しかしながら、ラッ
チアーム38が、ラッチされる位置に動かされる際の、ラ
ッチアーム38のピボット回転によって、ピボット軸94と
開口部102のエッジとの間の距離が減少させられる。し
たがって、アクチュエータアーム40は、僅かにピボット
回転し、ヘッドを、内径48を越えて、データのない領域
に移動させる。

上述した本発明のディスクドライブの構造によって、
優れた耐衝撃性および耐振動性が与えられる。特に、こ
のディスクドライブは、200Gの非動作時の衝撃に耐える
であろうし、復元不可能なエラーなしに5Gの動作時の衝
撃に耐えるであろう。５乃至500Hzの範囲内の2Gの非動
作時の振動が、明示される耐性の限界である。復元不可
能なエラーなしに動作時の振動は、５乃至500Hzの範囲
に対して、0.5Gで明示される。

ディスク20は、アクチュエータアセンブリ24の性能に
よって、表面あたり752トラックを有し、１インチあた
り1150トラックのトラック密度をもって作動する。した
がって、トラックあたり26ブロック使用し、かつ、ブロ
ックあたり512バイト使用すれば、第１実施例にかかる
ディスクドライブは、20メガバイト（MB）のフォーマッ
トされた容量を有している。このアクチュエータアセン
ブリ24によって、平均シーク時間が28ms、トラックから
トラックまでのシーク時間が7msとなる。この平均シー
ク時間は、指令される可能性のある全てのトラックアド
レスのペア間をシークするのに必要な総時間を、指令さ
れたアドレスのペアの総数で割ることによって決定され
る。

本発明のディスクドライブ10の組み立ては、従前のデ
ィスクドライブの組み立てる場合よりも、必要とする工
程数が少なくてすむ。スピンモータ22およびディスク20
が、ベースプレート12に取り付けられる。次いで、アク
チュエータアーム40、ブラケット32、リバースフレック
ス回路34およびラッチコイル36を含む、全て前もって組
み立てられた一体化されたアクチュエータ群が取り付け
られる。さらに、マグネット構造体44が、その取付け点
の一方に位置させられ、アクチュエータコイル42を保持
するアクチュエータアーム40の一部分が、マグネット構
造体44の頂板64と底板66との間に延びる位置まで、この
マグネット構造体44が、ピボット回転させられる。次い
で、ラッチアーム36が、そのピボット点上に位置させら
れる。そして、ディスク20は、パック書き込みがなされ
（pack written）、その後に、カバー14が取り付けられ
る。最後に、プリント回路アセンブリ52が、クリーンル
ームの外で取り付けられる。

第２実施例 第８図乃至第12図を参照して、本発明の第２実施例し
たがったディスクドライブ200につき説明する。

第８図乃至第10図に示されるように、ディスクドライ
ブ200の構造体は、ベース212およびカバー214を有して
いる。ガスケット216によって、ベース212とカバー214
との間に、シールおよび制御された環境が与えられてい
る。第１のディスク220および第２のディスク221が、ベ
ース212上に支持されるとともに、スピンモータ222によ
って回転させられる。モータ222は、ベース212内のウェ
ル223内に取り付けられ、それによって、下部のディス
ク221を、ベース212の頂面に可能な限り近づけることが
できる。

アクチュエータアセンブリ224は、ヘッド226a乃至226
dを、ディスク220,221に対して位置させる。即ち、ヘッ
ド226a,226bは、それぞれ、ディスク220の両面から情報
を読みだし、これらに情報を書き込み、ヘッド226c,226
dは、それぞれ、ディスク221の両面から情報を読みだ
し、これらに情報を書き込む。以下の表１および表２
は、ディスク220,221およびヘッド226a乃至226dのある
特性を示している。

表１ ディスク数 2 データ面の数 4 データシリンダの数 1522 （表面あたりのトラック数） トラックあたりのセクタ 40（物理的な数） 39（アクセス可能な数） セクタあたりのバイト数 662 セクタあたりのデータバイト 512 バイト データ面あたりの容量（フォーマット済） 30 メガバイト 総データ容量（フォーマット済） 120 メガバイト 表２ ディスク直径 95 ミリメートル 3.74 インチ ディスクトラックバンド幅 20.32 ミリメートル 0.8 インチ トラック密度 1850トラック／インチ ビット密度（最大） 23,800fci プリント回路基板228およびプリント回路基板228上に
取り付けられた回路要素229を有するコントローラ227
は、スピンモータ222およびアクチュエータアセンブリ2
24に、制御信号を与え、ヘッド226a乃至ｄにデータ信号
与えるとともに、ヘッド226a乃至ｄからデータ信号を受
け取る。ヘッダー230は、コントローラ227と、ベース21
2とカバー214との間の環境との間の全ての電気的接続を
与えている。ヘッダー230は、プラスチックヘッダー232
内に埋め込まれた導電ピン231を備え、さらに、このプ
ラスチックヘッダー232は、ベース212内に嵌め込まれて
いる。ブラケット232は、リバースフレックス回路ルー
プ234を有するフレックス回路233およびフレックス回路
233とピン231との間を電気的に相互に接続するコネクタ
236を支持している。

第12図を参照すると、アクチュエータアセンブリ224
は、ピボット回転可能なアクチュエータアーム240およ
びアクチュエータモータを有している。このアクチュエ
ータモータは、いわゆるヴォイスコイルモータであり、
（アクチュエータアーム240に設けられた）コイル224、
第１のマゲネット246a、第２のマグネット246b、頂板26
4、底板266、第１の支持ポスト268および第２の支持ポ
スト270を備えている。頂板264および底板266は、第１
の支持ポスト268および第２の支持ポスト270と協動し
て、第１のマグネット246aおよび第２のマグネット246b
によって与えられる磁界の帰路を生成している。ヴォイ
スコイルモータ上における作用は、第１実施例について
上述した通りである。

第８図乃至第10図を参照して、１インチ高のフォーム
ファクターディスクドライブの平行な平面におかれた二
枚のディスク220,221を収容することのできる本発明の
第２実施例にかかるディスクドライブ200の構造につき
説明する。本発明の第１実施例においては、ベース12の
勾配をつけられたプロファイルによって、完全に覆いの
つけられた電源コネクタ58を用いることが可能であっ
た。特に、電源コネクタ58は、勾配のつけられたプロフ
ァイルによって、ベース12の下により大きな空間が与え
られ、かつ、ベース12とカバー14の頂部との間により少
ない空間が与えられているディスクドライブ10の第１の
端部10aに設けられていた。第２実施例においては、ベ
ース212は、第１のサイドレール213aおよび第２のサイ
ドレール213bを有するとともに、ベース212の取付け面
は、支持点215a乃至215gによって画定されている平面に
平行となっている。ベース212の下のスペースは、ドラ
イブ200の両端部において、同一である。即ち、第２実
施例においては、勾配のつけられたプロファイルは用い
られていない。第１実施例に対して、レール213a,213b
の均一な高さは、ドライブ10の第２の端部10bにおける
レール54a,54bに対する高さと等しい。したがって、ベ
ース212とカバー214との間の空間は、ディスク220,221
が存在するドライブ200の端部で増大している。ベース2
12とカバー214との間の増大させられたこの空間および
ウェル223内のモータ222の配置によって、二つのディス
ク220,221を、実質的に平行な空間内に設けることがで
きる。

プリント回路基板228は、スクリュー254a乃至254cに
よって、ベース212に取り付けられ、絶縁シート255が、
プリント回路基板228とベース212との間に設けられて、
ベース212に対向するプリント回路基板228の背面側228b
上にあらわれる半田付けした点の短絡が防止される。プ
リント回路基板228は、開口部253を有し、ウェル223
が、開口部253を通って突出している。

インタフェースコネクタ256および電源コネクタ258が
存在するドライブ200の端部で、レール213a,213bの高さ
が、低減されるためには、電源コネクタ258から、覆い
の部分を取り外すことが必要である。したがって、電気
コネクタ258のピン259は、ピン259とベース212との間の
領域において、覆い260によって保護されていない。し
かしながら、ピン259に取り付けられたコネクタそれ自
身が、絶縁されているため、ピン259とベース212との間
で、短絡が生ずるおそれはない。テスト用に用いられる
第３のコネクタ259は、第11図に示されるように、コネ
クタ256,258から、ドライブ200の反対側の端部に設けら
れている。

第11図および第12図を参照して、アクチュエータアー
ム240をロックするラッチ機構につき説明する。ラッチ
機構は、第２の支持ポスト270に設けられたマグネット
アセンブリ280およびラッチアーム282を有している。こ
の来値アーム282は、ラッチフィンガー283を備え、アク
チュエータアーム240上に取り付けられている。マグネ
ットアセンブリ280は、スロット284を有し、マグネット
による磁界（図示せず）を含んでいるため、ラッチフィ
ンガー283が、スロット284に入っているときにのみ、磁
界はラッチフィンガー283に影響を及ぼす。このラッチ
アセンブリの動作は、「ディスクドライブの磁気停止装
置」という名称の上述の出願に記載されている。

マグネットアセンブリ288のスロット284内に設けられ
た弾性エレメント285は、内径の衝突止めとして機能す
る。第１の支持ポスト268上に設けられたスリーブ288
は、アクチュエータアーム240上のタブ290とともに、外
径の衝突止めとして機能する。

表３は、ディスクドライブ200のある動作特性を示し
ている。

表３ シーク時間 トラックからトラックまで ８ msec 平均 約19 msec 最大 35 msec 平均待ち時間 8.8 msec 回転速度（±0.1％） 3399 rpm コントローラのオーバーヘッド １ msec データ転送レイト メディアから／メディアへ 1.5 メガバイト／秒 データ転送レイト バッファから／バッファへ 4.5 メガバイト／秒 インターリーブ １−to−１ バッファサイズ 64 キロバイト 全てのシーク時間は、公称直流入力電圧に対して測定
されている。平均シーク時間は、指定される可能性のあ
る全てのトラックアドレスのペア間をシークするのに必
要な総時間を、指令されたペアの総数で割ることによっ
て決定される。

表４は、ディスクドライブ200のある環境特性を示し
ている。

表４ 温度 動作時 ５゜乃至55゜ 非動作時 −40℃乃至60℃ 温度勾配 最大20℃／時 湿度 動作時 ８％乃至80％ 凝縮なし 非動作時 ８％乃至80％ 凝縮なし 最大湿球 26℃ 高度（海抜） 動作時 −200乃至10000フィート 非動作時（最大） 40000 フィート 表５は、ディスクドライブ200の耐衝撃性および耐振
動性を示している。衝撃は、11msecの継続時間を有する
1/2サインパルスを用いて測定され、振動は、１分あた
りに１オクターブ変化する掃引されたサイン波（swept
sine wave）を用いて測定している。

表５ 非動作時の衝撃 75G 非動作時の振動 ５乃至62Hz 0.020″（二重振幅） 63乃至500Hz 4G （ピーク） 動作時の衝撃 5G （復元不可能なエラーなし） 動作時の振動 ５乃至27Hz 0.025″（二重振幅） 28乃至500Hz 5G （ピーク） （復元不可能なエラーなし） 好ましい実施例の説明から、本発明のディスクドライ
ブの多くの特徴および効果は、その技術分野における当
業者にとって明らかであろう。例えば、この技術分野に
おける当業者は、ここに説明したディスクドライブの構
造が、３・1/2インチより小さいおよびそれより大きい
ディスクを有するディスクドライブとともに用いるため
の大きさにすることができることを理解するであろう。
したがって、以下の請求の範囲は、発明の範囲内に含ま
れる変形および均等物をカバーするものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−189091（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−12296（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−174795（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 33/12 313 G11B 25/04 101

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】薄型ディスクドライブであって、 頂部および底部を有するベースと、 前記ベースの前記頂部上に支持され、データを格納する
   記憶手段であって、実質的に平行な平面内に置かれた二
   つのディスクを有する記憶手段と、 前記ディスク上から情報を読みだすとともに、前記ディ
   スク上に情報を書き込む相互作用手段と、 前記ベース上に支持され、制御信号に応答して、前記デ
   ィスクに対して、前記相互作用手段を選択的に位置させ
   るアクチュエータ手段と、 前記ベースにシール可能に取り付けられ、前記ディス
   ク、前記相互作用手段および前記アクチュエータ手段を
   取り囲むカバーとを有する ヘッドディスクアセンブリと、 前記ベースの前記底部に隣接するように、前記ヘッドデ
   ィスクアセンブリに取り付けられ、前記アクチュエータ
   手段を制御する制御信号を生成し、前記相互作用手段に
   情報信号を与えるとともに、前記相互作用手段から情報
   信号を受け取る制御手段であって、前記ベースと実質的
   に同一の寸法を有する 制御手段とを備え、 前記ヘッドディスクアセンブリおよび前記制御手段の最
   大の全高が、略１インチであり、 さらに、 前記ベース内に設けられたヘッダーを備え、 前記制御手段が、 頂部および底部を有するプリント回路基板と、 前記回路基板の頂部上に取り付けられた回路部品と、 前記回路基板の頂部上に取り付けられ、前記回路基板の
   底部が、前記ベースに対向するように、前記ヘッダーと
   係合する背面挿入型のコネクタ とを有することを特徴とする薄型ディスクドライブ。
2. 【請求項２】薄型ディスクドライブであって、 前記ディスクドライブの最大長および最大幅を画定する
   とともに、ウェルを有するハウジングと、 それぞれが、データを格納する複数のトラックを有する
   第１のディスクおよび第２のディスクと、 前記ウェルに取り付けられ、前記ハウジング内に前記デ
   ィスクを支持するとともに、前記ディスクを回転させる
   スピンモータと、 前記ディスクと相互に作用し、前記トラックからデータ
   を読みだすとともに、前記トラック上にデータを書き込
   むトランスデューサと、 前記トランスデューサを、前記ディスクに隣接させて支
   持するアクチュエータ手段と、 前記アクチュエータ手段を制御して、前記トランスデュ
   ーサを、前記トラックの選択されたトラックの上に位置
   させるとともに、前記スピンモータを制御する回路要素
   を有するプリント回路基板とを備え、 前記プリント回路基板が、前記ハウジングに隣接し、前
   記ウェルが、前記プリント回路基板を通って突出し、前
   記ハウジングおよび前記プリント回路基板の最大の全高
   が、略１インチとなるように、前記ハウジング上に取り
   付けられ、 前記ハウジングが、略５・3/4インチの長さと、略４イ
   ンチの幅とを有し、 さらに、 前記ハウジング内に設けられたヘッダーを備え、 前記制御手段が、 頂部および底部を有するプリント回路基板と、 前記回路基板の頂部に取り付けられた回路部品と、 前記回路基板の頂部に取り付けられ、前記回路基板の底
   部が、前記ベースに対向するよに、前記ヘッダーと係合
   する背面挿入型のコネクタ とを有することを特徴とする薄型ディスクドライブ。
3. 【請求項３】ホストコンピュータに応答し、その全高
   が、１インチ以下のディスクドライブであって、 頂部、底部、ウェルおよびベースプレートの底部から延
   びる第１のサイドレールおよび第２のサイドレールを有
   するベースと、 第１のディスクおよび第２のディスクと、前記ウェルに
   取り付けられ、前記ディスクを支持するとともに、回転
   させるモータと、 前記ディスクから情報を読みだすとともに、前記ディス
   ク上に情報を書き込む相互作用手段と、 前記ベースプレートの前記頂部の第１の端部で支持さ
   れ、制御信号に応答して、前記ディスクに対して、前記
   相互作用手段を選択的に位置させるアクチュエータ手段
   と、 前記ベース内に設けられ、前記ベースプレートの底部に
   垂直に延び、前記相互作用手段と電気的に相互接続させ
   られたピンを有するヘッダーと、 前記第１のサイドレールと前記第２のサイドレールとの
   間に位置させられ、前記ピンを受け入れるコネクタを備
   え、制御信号を生成し、前記ヘッダーを介して、前記相
   互作用手段に情報信号を与えるとともに、前記相互作用
   手段から情報信号を受け入れる制御手段と、 前記ベースの前記頂部にシール可能に取り付けられ、前
   記カバーと前記ベースとの間に、前記ディスク、前記相
   互作用手段および前記アクチュエータ手段のための制御
   された環境を与えるカバーとを備え、 前記ベース、前記カバーおよび前記制御手段の最大の全
   高が、略１インチであることを特徴とするディスクドラ
   イブ。
4. 【請求項４】前記制御手段が、その上に設けられた回路
   要素および開口部を有するプリント回路基板を有し、 前記プリント回路基板が、前記ベースプレートおよび第
   ２の表面に対向する第１の表面を有し、 前記コネクタが、前記プリント回路基板の前記第２の表
   面上に取り付けられた背面挿入型のコネクタを有し、 前記ウェルが、前記プリント回路基板内の前記開口部を
   通って突出していることを特徴とする請求の範囲第３項
   に記載のディスクドライブ。
5. 【請求項５】前記ベースプレートおよび前記カバーの最
   大の全高が、１インチより大きくないことを特徴とする
   請求の範囲第３項に記載のディスクドライブ。