JP3340506B2 - 改良型トランスデューサ懸架アセンブリを備えたディスク駆動機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般にディスク駆動機構
に関し、さらに詳細には、トランスデューサまたはヘッ
ド懸架アセンブリに関する駆動機構の機械的態様に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】Coon等
に与えられた米国特許第4,829,395号はトランスデュー
サまたはヘッド懸架アセンブリを備えたディスク駆動機
構について述べており、この駆動機構では、その末端で
トランスデューサを支持する個々のロード・ビームがそ
の取付端でネジまたはボール・スエージングされた取付
具によりアームスタック(armstack)・アセンブリの個々
のアームに取付けられている。Coon等の教示の要点は、
所定の容積に詰込み得るディスクの数を増やすことによ
り記録データの容積密度を高くするよう、この手段のみ
によって、具合良くディスクの軸方向間隔を小さくする
ことである。

【０００３】ディスク駆動機構は一層小さくなる傾向に
あって、特に携帯性を考慮する用途においては、形状係
数が更に小さく、データ容量が大きく、携帯性に付随す
る機械的衝撃に耐え得るよう充分頑丈で且つ軽量の駆動
機構が要求される。Coon等によるもののような駆動機構
の小型化は、機械的に実現不可能である。機械的悪環境
における改良された性能を提供する、形状係数のかなり
縮小された駆動機構を達成するためには、ディスク駆動
機構の機械的構成に関する新しい取り組みが必要であ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、トラン
スデューサまたはヘッド懸架アセンブリのロード・ビー
ムをアクチュエータ駆動モータ又は機構の移動部分に直
接取付け、それらの間の不必要なアームスタック及び／
又はアクチュエータ構造を排除することにより、ディス
ク駆動機構の大きさをかなり縮小することができる。こ
の手段により、トランスデューサ・アクチュエータ懸架
アセンブリの大きさおよび重量／慣性が共に減少する。

【０００５】本発明はリニアおよび回転アクチュエータ
駆動機構の双方に適用可能である。ここでは、本発明を
実用化するための、出願人の最良の態様を具現化する回
転アクチュエータ駆動機構の構造に関して、本発明を詳
細に開示する。

【０００６】従来技術形式の回転アクチュエータディス
ク駆動機構では、トランスデューサ・アクチュエータ／
懸架アセンブリは、ディスク駆動機構の固定の支持体上
に取付けられた軸受に支えられている。通常、この支持
体は基部であり、ここではそのように呼する。アクチュ
エータ・アセンブリは、軸受軸の周りを角度的に移動す
るにつれて、アームスタックの各アームに個々に接続さ
れているトランスデューサをディスクの表面に対して半
径方向の異なる位置に動かす。

【０００７】本発明を実用化する最良の態様の実施にお
いては、Coon等の特許に見られるような、回転アクチュ
エータの従来型アクチュエータ・アームスタック構造は
排除されている。その代わりとして、望ましくは円形断
面の、円筒状又は管状部材から構成され、回転アクチュ
エータ・アセンブリのハブとして機能するスピンドル
が、その中心軸の周りを回転するように、ディスク駆動
装置の基部上に軸受により回転可能に取付けられてい
る。この管状部材は、隣接する一端にフランジを備えて
いる。ステンレス鋼板のような柔軟な薄鋼板のロード・
ビームには、各々、一端すなわち取付端に隣接して補強
板が設けられている。開口または穴が、補強板およびロ
ード・ビームを貫いて、管状部材上を滑動またはスライ
ドして嵌合するような大きさに設定されている。トラン
スデューサは各ロード・ビームの他端、末端、に取付け
られている。モータ、望ましくはボイス・コイル・モー
タは、駆動機構の基部に固定された固定部分、永久磁
石、を備えており、移動部分、すなわちボイス・コイル
およびそのハウジングは管状部材に取付けられている。
この取付法では、コイル支持体またはハウジングにはそ
れを貫いて、コイルから離れた位置に、管状部材上を滑
動またはスライドして嵌合するような大きさの開口また
は穴が設けられている。ロード・ビームおよびボイス・
コイル・ハウジングは、所定の順序で管状部材上に積み
重ねられ、その積み重ねがフランジ上に取付けられてい
る。トランスデューサの電線、通常は平らなフレキシブ
ル回路、を支持するブラケットがスタック内にスタック
への最後の付加として好適に設けられている。ロード・
ビームは互いにおよびボイスコイル・ハウジングと位置
を調整されて、管状部材に固定される。

【０００８】本発明を実用化する最良の態様によれば、
ロード・ビームおよびコイル・ハウジングおよびブラケ
ットのスタック・アセンブリは整列した状態で保持さ
れ、管状部材のフランジに対して圧縮される。このアク
チュエータ・スタックの圧縮を続けたまま、スエージン
グ・ツール、好ましくはスエージ・ボール、を管状部材
の中心開口を通してフランジ端とは反対の端から押込
む。これはアクチュエータ・スタックの幾つかの部品の
開口または穴の中にある管状部材の外径を拡大または拡
張させ、アセンブリを固定する。

【０００９】以下の明細書を付随の図面と共に考慮して
参照することにより、本発明に対する理解がさらに深ま
るであろう。

【００１０】

【実施例】図面の図１から図５は本発明を実用化する最
良の態様を具現化する回転アクチュエータ形式のディス
ク駆動機構を示している。ディスク駆動機構は、支持体
または基部１を備えており、その上にディスク・スタッ
ク３および回転アクチュエータ・アセンブリ５が回転可
能に取付けられ、図示しないがハウジング内部に封印さ
れている。動作中、ディスク・スタック３は、スピンド
ル７の軸心の周りを、周知のように、電気モータ（図示
せず）により所定の一定速度で回転する。モータは基部
１に固定されている。回転アクチュエータ・アセンブリ
５は、管状部材9a（図３）の上に組立てられているが、
この管状部材は、２片のスピンドル９の一方の同軸部分
であり、その他方の部分9bは基部１に固定されている１
対の同軸軸受9cに軸受されている。回転アクチュエータ
・アセンブリ５は、アームスタックを構成する一つ以上
のロード・ビーム5aおよびそれに対するボイス・コイル
・モータ駆動機構5bを備えている。ボイス・コイル・モ
ータ5bの移動部分5b1は、ボイス・コイル5b3に対するコ
イル支持体またはハウジング5b2を備えている。コイル
支持体またはハウジング5b2の延長アーム5b6は、一つ以
上のロード・ビーム5aと共に、所定の順序で管状部材9a
に積重ねられ、それに固定されている。回転アクチュエ
ータ・アセンブリの角移動は、コイル支持体5b2にしっ
かりと固定されているピン5b4から成る衝突止め構造に
より制限されている。ピン5b4は、ボイス・コイルモー
タ5bの上部磁石板5b8の弧状端部または凹み5b5に隣接し
て突出しており、この位置でピン5b4は、弧状凹み5b5の
端部とかみ合っていて、回転アクチュエータ・アセンブ
リ５の角移動に対して機械的制限を与えている。上部磁
石板5b8は、ボイス・コイルモータ5bの部分を形成する
永久磁石5b9を支持している。

【００１１】回転アクチュエータ・アセンブリ５の構造
の詳細は、図３の拡大断面図で最も良くわかる。ここ
で、特定のディスク駆動機構について、ディスク・スタ
ック３は、軸方向に離れた、各々に3aと記してある、２
個のディスクを備えている。機械的限界内で、採用され
るディスクの数は、特定の用途に必要なデータの記憶量
によって決まり、本発明は一つ以上のディスクを使用し
て実用化することができる。

【００１２】回転アクチュエータ・アセンブリ５のスピ
ンドル・アセンブリ９は、スピンドル９の上方部分であ
る管状ハブまたは円筒状部材9aを備えている。管状ハブ
9aは好適には下方スピンドル部9bの延長上を滑動して嵌
合するものであり、これにより下方スピンドル部9bに同
軸方向に接合されている。下部スピンドル部9bは、基部
１の軸受対9cに軸受されている。この同軸スピンドル・
アセンブリ９は、下方スピンドル部9bの延長部にある同
軸ネジ穴にねじ込まれるネジ9eにより固定される。

【００１３】管状ハブ9aは周辺フランジ9dを備えてい
る。フランジは、連続しているか又は円周方向に間隔を
置いたセクタから構成することができる。この回転アク
チュエータ・アセンブリのすべての部分は、管状ハブ9a
のフランジ9dに載置されるスタックとして組立てられ
る。特に、このスタックの部分は、管状ハブ9aの上に特
定の順序で組立てられた、複数のロード・ビーム5a（図
４および図５を参照）およびコイル支持体またはハウジ
ング5b2のアーム5b6から構成されている。

【００１４】ロード・ビーム5aは図４及び図５に示すよ
うに構成されている。製作にあたり、それらは薄いステ
ンレス鋼板からエッチングされる。本発明の１つの実用
的な実施例では、ステンレス鋼板の厚さは約7.62×10^-2
mmであった。フランジ5a1は、必要なロード・ビームの
剛性をおよび安定性を提供するように機械的に形成され
る。タブ5a2は部分的に曲がっている。タブの曲げは、
トランスデューサの電線（図示せず）の据え付け時に完
了する。各ロード・ビームの取付端は、図４でわかるよ
うに、ロード・ビーム5aの一方の側に溶接された補強板
5a3を備えている。補強板5a3およびロード・ビーム5aを
貫いて開口または穴5a4が形成されている。この穴又は
開口5a4の直径は、管状ハブ9a上を滑動またはスライド
して嵌合するのに十分な大きさである。各ロード・ビー
ム5aの末端には板ばね5a5が取付けられており、これ
は、磁気ヘッドのような、トランスデューサ5a6に対す
るジンバル取付部として機能し、その滑動部は、周知の
ように、それに接合されている。トランスデューサは、
ロード・ビーム5aの、補強板5a3が取付けられている側
とは反対の側または面に取付けられている。

【００１５】アーム5b6で表されている、コイル支持体
またはハウジング5b2の延長部にはそれを貫いて、管状
ハブ9aの円筒状部分を滑動またはスライドして嵌合する
ような大きさの直径の開口または穴5b7も設けられてい
る。

【００１６】補強板5a3およびアーム5b6の厚さは、ディ
スクの軸方向間隔に関係している。ディスクの最小間隔
は、ディスク間でロード・ビーム／ヘッド・アセンブリ
を接触せずに動かすのに必要な間隔によって決まる。し
たがって、図３に示すアセンブリについては、補強板5a
3が向い合って設置される際に、補強板5a3はロード・ビ
ーム5aを、ロード・ビームの所定のあらゆる曲りと共
に、軸方向に間隔を空けたディスク3aの向い合う面と所
要のばね負荷接触させた状態にトランスデューサ5a6を
配置する距離だけ離して、軸方向に設置する。同様に、
アーム5b6の厚さは、図３でスタックの下部に見えるよ
うに、ディスク・スタックの最下ディスクの反対面に対
してトランスデューサに所要ばね負荷を提供するよう
に、ロード・ビーム5aをその各側に間隔を置いて設置す
る。開口5b7におけるアーム5b6の厚さは、ディスクの厚
さにロード・ビーム5aのばね負荷に必要な高さの２倍を
加えたものに等しい。

【００１７】トランスデューサ5a6が、ロード・ビーム5
a上の図５に示す位置と逆に配置されて、ロード・ビー
ム5aの補強板5a3と同じ側に設置された場合、補強板5a3
が対面接触して配置されていれば、トランスデューサ5a
6は互いに向い合い、ディスク3aの反対面と所要のばね
負荷接触を行うよう適切な間隔が形成される。トランス
デューサ5b6の向きを互いにそらせて、ロード・ビーム5
aをアーム5b6の反対側に設置すると、トランスデューサ
5a6は、軸方向に離して設置されたディスク3aの向い合
う面に対して適格にばね負荷されるように距離を置いて
設置される。

【００１８】図４に示したロード・ビームへのトランス
デューサの設置について、ロード・ビーム5aおよびコイ
ル支持体またはハウジング5b2のアーム5b6が、図３で最
も良くわかるように、下から上への順序で、円筒状部材
9aに積載される。トランスデューサ5a6に対する平らな
フレキシブル回路またはケーブルを支持するブラケット
5a7は、このアクチュエータ・アセンブリに必須のもの
ではないが、スタックの最上部に設置されている。ブラ
ケット5a7には、アクチュエータ・スタックに圧縮力を
加える部材がスタック面を圧迫するという点で、組立操
作中に有用な目的を有する。ブラケットが存在しないと
きは、支持板を必要ならば設置することができる。

【００１９】この組立後、ロード・ビームを互いに且つ
ボイス・コイル・ハウジングと整列させる。ジグがこの
目的に有用である。このように形成されたアクチュエー
タ・スタックは、アクチュエータ・スタックを円筒状部
材9aのフランジ9dに対して圧縮するよう軸方向圧力を受
ける。次にスエージング操作を実施して、円筒状部材9a
を拡げ、ロード・ビーム5aおよびアーム5b6の開口また
は穴の壁と固定圧縮係合させて、係合面および係合面間
で、周囲による機械的衝撃力が存在するとき、それらの
間の移動を幾分か防止するよう摩擦拘束を行う。

【００２０】スエージング操作は、アクチュエータ・ス
タックを整列状態に保持し且つフランジ9dに対して圧縮
状態に保持しながら、管状または円筒状部材9aの中心穴
を通して加圧されるスエージング・ボールを使用し、フ
ランジ9bとは反対の端から開始して、有利に実施され
る。このようにして完成したアセンブリは、スピンドル
９の下方スピンドル部9bに同軸方向に接合される。

【００２１】上述のようにボール・スエージング操作を
行うのが望ましいが、スエージング・ボールを管状また
は円筒状部材9aの中心穴を通して逆方向に加圧すること
によりスエージング操作を逆にすることができる。

【００２２】ボール・スエージングに関して、管状部材
に円筒状中心穴を設けるのが望ましい。しかし、他の断
面も考えられ、実現可能である。外面的には、管状部材
は、ロード・ビームおよびアクチュエータ駆動機構の移
動部分を自動的にキー止めまたは指示する縦方向のスロ
ットまたはキーを備えることができ、対応する断面のそ
こに開口を有する。同様に、楕円状断面または角横断面
が、内面的にも外面的にもこれら教示の範囲内で予測さ
れる。勿論、スエージング・ツールは必然的に管状部材
の内部横断面と同じ横断面のものであるが、わずかに大
きい。

【００２３】本発明によるトランスデューサ・アクチュ
エータ・アセンブリを最良の態様の実施例である回転ア
クチュエータとして説明したが、このアクチュエータ
は、管状部材9aを線形駆動モータまたは線形駆動機構の
線形移動部分に取付けるという簡単な手段により、リニ
アアクチュエータ形式のディスク駆動装置に適用し得る
ことが明らかである。

【００２４】このトランスデューサ・アクチュエータ構
造は不必要な構造を排除している。軽量ロード・ビーム
はディスクの大きさに合わせた寸法になっており、形状
係数が3.5以下のもののような形状係数の小さい駆動機
構に特に有用である。これにより不必要な構造、特にCo
on等の形式の鋳造アーム、が排除されている。これによ
りアクチュエータの質量および部品数が共に減少する。
アクチュエータの質量が減るため、アクチュエータの所
要駆動パワーが減ると共に、目標トラックにアクセスす
る時間、シーク時間、が短くなる。部品数の減少によ
り、部品の在庫が減り、経費負担が減少する。駆動機構
から部品を削減したことにより費用面の負担が削減さ
れ、より少ない部品を用いることにより、組立費用が少
なくなり、駆動機構の総費用が減少する。

【００２５】なお本発明は、この出願と同日に出願さ
れ、本発明の譲受人に譲渡されているGeorge A. Drenna
nの「改良型トランスデューサ懸架アセンブリを備えたデ
ィスク駆動装置」と題する出願と関連出願である。

【００２６】

【発明の効果】本発明は上述のように構成され、トラン
スデューサまたはヘッド懸架アセンブリのロード・ビー
ムをアクチュエータ駆動モータの移動部分に直接取付
け、それらの間の不必要なアームスタック及び／又はア
クチュエータ構造を排除することにより、ディスク駆動
機構の大きさをかなり縮小することができる。これによ
り、トランスデューサ・アクチュエータ懸架アセンブリ
の大きさおよび重量／慣性が共に減少し、アクチュエー
タの所要駆動パワーが減ると共に、シーク時間も短くな
る。さらに駆動機構の部品数も減少され、その結果、部
品の在庫及び経費負担が減少する。また、より少ない部
品を用いることにより、組立費用が少なくなり、駆動機
構の総費用も減少する。以上によって、形状係数の小さ
い駆動機構に特に有用であり、リニアおよび回転アクチ
ュエータ駆動機構の双方に適用可能な、低コストのディ
スク駆動機構が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の原理を具現化する回転アクチュ
エータ・ディスク駆動機構の１例の平面図である。

【図２】図２は図１のディスク駆動機構の斜視図であ
る。

【図３】図３は図１の直線III-IIIに沿って断面した回
転アクチュエータの拡大図である。

【図４】図４は本発明の回転アクチュエータ・アセンブ
リの分解斜視図である。

【図５】図５は組み立てに関して整列された状態にある
回転アクチュエータの３つの部品の分解斜視図である。

【符号の説明】

１ 基部 ３ａ ディスク ５ａ ロード・ビーム ５ａ４ 開口部 ５ａ６ トランスデューサ ５ｂ１ 移動部 ５ｂ７ 開口部 ５ｂ８ 磁石板 ９ａ 管状部材（ハブ） ９ｂ 下部スピンドル ９ｃ 同軸軸受対 ９ｄ 周辺フランジ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−225973（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−80884（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−120675（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−95282（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−55264（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 21/02 G11B 21/16

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスク駆動機構用の基部（１）と、 前 記ディスク駆動機構用の基部（１）に回転可能に取付
   けられている少なくとも１つのディスク（3a）と、貫通する軸方向の開口及び一端に隣接する周辺 フランジ
   （9d）を備えている管状支持部材（９）と、アーム（5b6）を備えるボイス・コイル・モータハウジ
   ング（5b2）と、該アーム（5b6）が、取付端及び、この
   取付端で貫通する開口部（5b7）を有することと、 取付端及び末端を備えた少なくとも１つのロード・ビー
   ム（5a）と、前記取付端が、その取付端を貫通する開口
   部（5a4）を備え、前記ロード・ビームの末端が、前記
   ディスク（3a）からデータを読み取り又は前記ディスク
   （3a）にデータを書き込むためのトランスデューサ（5a
   6）を取付けられていることと、 前記管状支持部材（９）が、前記各開口部（5a4、5b7）
   に嵌合し、前記ロード・ビーム（5a）及び前記アーム
   （5b6）の１つと前記フランジ（9d）を係合させて、前
   記アーム（5b6）及び前記ロード・ビーム（5a）を前記
   管状支持部材（９）上で積重ね、前記アーム（5b6）及
   び前記ロード・ビーム（5a）とともにアクチュエータ・
   アセンブリを形成することと、からなり 前記管状支持部
   材（９）が、前記軸方向の開口にボールを通過させるこ
   とによってスエージングされ、前記管状支持部材（９）
   が拡げられて、前記ロード・ビーム及び前記アームを係
   合かつ摩擦によって固定し、 スピンドル（9b）が前記ディスク駆動機構用の基部
   （１）上に移動可能に載置され、このスピンドルの軸が
   前記ディスク駆動機構用の基部（１）と実質上垂直に配
   置され、 前記管状支持部材（９）が、前記軸方向の開口に前記ス
   ピンドルを受容し、前記スピンドルに固定される ことを
   特徴とするディスク駆動機構。
2. 【請求項２】 少なくとも２つのロード・ビーム（5a）
   と、 前記アーム（5b6）が、前記管状支持部材（9a）上で前
   記ロード・ビーム（5a）の間に配置されていることと、 前記ロード・ビーム（5a）が前記ディスクの両面に突出
   していることとからなる 請求項１記載のディスク駆動機
   構。
3. 【請求項３】 軸方向に隔置されているとともに回転可
   能に取付けられている少なくとも２つのディスク（3a）
   と、 それぞれが表面及び裏面を備える少なくとも３つのロー
   ド・ビーム（5a）と、 各ロード・ビーム（5a）の取付端の裏面の補強板（5a
   3）と、各ロード・ビーム（5a）の末端で表面に取付け
   られているトランスデューサ（5a6）と、各補強板（5a
   3）が、各ロード・ビームの前記取付端の開口部と整列
   するとともに当該補強板を貫通する開口部（5a4）を備
   えていることと、 前記管状支持部材（9a）が周辺フランジ（9d）を備えて
   いることと、 前記少なくとも３つのロード・ビーム（5a）のうちの第
   １及び第２のロード・ビームが、前記管状支持部材（9
   a）上で前記管状支持部材（9a）と摩擦係合状態である
   とともに前記第１及び第２のロード・ビームの前記表面
   が向かい合わせの状態で、前記第１及び第２のロード・
   ビームの間に配置されて前記管状支持部材（9a）と摩擦
   係合状態にある前記アーム（5b6）と積重ねられている
   ことと、前記第１のロード・ビーム（5a）の補強板（5a
   3）が、前記周辺フランジ（9d）と係合して載置されて
   いることと、前記第１及び第２のロード・ビームのトラ
   ンスデューサ（5a6）が前記少なくとも２つのディスク
   （3a）のうちの第１のディスクの両面に対して配置され
   ていることと、 前記少なくとも３つのロード・ビーム（5a）のうちの第
   ３のロード・ビームが、前記管状支持部材（9a）上で前
   記管状支持部材（9a）と摩擦係合状態で配置されている
   ことと、前記第３のロード・ビームの補強板（5a4）
   が、前記第２のロード・ビーム（5a）の補強板（5a3）
   と係合していることと、前記第３のロード・ビーム(5a)
   が、前記少なくとも２つのディスク（3a）のうちの第２
   のディスクの表面に突出していることとからなる 請求項
   ２記載のディスク駆動機構。
4. 【請求項４】 前記管状支持部材（9a）及び前記各ロー
   ド・ビーム（5a）、前記アーム（5b6）がステンレス鋼
   からなる請求項１記載のディスク駆動機構。