JP3806529B2

JP3806529B2 - ロード・アンロード機構を備えた磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP3806529B2
Application number: JP34958898A
Authority: JP
Inventors: 武史吉田; 哲也浜口; 智和石井; 省三三枝; 晋介樋口
Original assignee: 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ
Priority date: 1998-12-09
Filing date: 1998-12-09
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2018-12-09
Also published as: KR20000047475A; EP1011096A3; JP2000173213A; SG93840A1; US20020071219A1; KR100372994B1; US6549377B2; TW463150B; EP1011096B1; DE69937600D1; EP1011096A2; DE69937600T2; US6369988B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロード・アンロード機構を備えた磁気ディスク装置に係り、アンロード時にサスペンションの一部がランプに衝突する際の装置信頼性を確保する機構に関するものである。なお本発明は、特に、3.5インチ、３インチ、2.5インチ、1.8インチ、1.3インチ、１インチ、0.7インチ等の小形磁気ディスク装置に適用するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平６−９６５３２号公報に開示された小形磁気ディスク装置を例にして従来の小形磁気ディスク装置について説明する。積層した情報記録ディスクは、ベースに固定したスピンドルモータにより一定速度で回転駆動される。スライダに設けられたヘッドはサスペンションを介してキャリッジに支持され、ディスクとの間に微小隙間を隔てて浮上し、情報の記録再生を行なう。ヘッドの高速高精度な位置決めは、キャリッジをボイスコイルモータにより回転駆動することにより行なう。スリーブにピボット軸と２個の転がり軸受を組み込んだピボットアセンブリをキャリッジに設け、ピボットアセンブリをベース上に固定することにより、キャリッジはピボット軸回りに回転できる。キャリッジを駆動するボイスコイルモータは、駆動コイル、永久磁石、ヨークから構成されている。このうち、キャリッジには駆動コイルを取付け、残りの永久磁石、ヨーク（これらを含めて「磁石・ヨークアセンブリ」と称する）はベース上に固定してある。磁気回路に挾まれた駆動コイルは磁界作用を受けているので、駆動コイルに通電することにより、キャリッジを駆動することができ、ヘッドをディスク上の所定の場所に位置決めすることができる。
【０００３】
小形磁気ディスク装置においては、記録密度と耐衝撃特性の向上が最重要課題である。これを解決するため、ロード・アンロード機構を搭載した装置が提案されている。本機構方式の主流は、ランプロードと呼ばれるもので、例えば、米国公開特許公報、ＵＳＰ５，２３７，４７２号や、ＵＳＰ５，５７４，６０４号に開示されている。サスペンション先端に張り出したリフトタブを、ベースに固定したランプと称するカム曲面をガイドとして駆動し、ディスクにヘッドをロードする。また、リード・ライト動作終了時には、ヘッドをディスクからアンロードし、ランプに退避する。ヘッドをディスクから退避する方式であるため、ヘッド粘着の心配がない。このため、従来のテクスチャ等の粘着防止加工を施す必要がなく、平滑ディスクを使用することが可能である。したがって、ヘッド浮上量を低減でき、記録密度の向上が図れる。また、ヘッドをディスクから退避するため、非動作時の耐衝撃特性を著しく向上することができる。
【０００４】
尚、本発明と紛らわしい公知例として、特開平０８−１２９８４０号公報、特開平０８−１６１８４２号公報には、磁気ディスクの記録範囲を拡大するために、ディスクの回転待機中（ロード時又はアンロード時）と回転中（記録時又は再生時）とでランプの位置を異ならせたディスク装置の記載がある。しかしながら、いずれの公報にもランプ位置をロード時とアンロード時に変位可能に支持したディスク装置については、全く記載がない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記ランプロード方式では、いずれの公知例においても、サスペンション先端に張り出したリフトタブはサスペンションに固定されており、ランプはベースにねじ等で固定されている。したがってアンロード時に、リフトタブがランプに乗り上げる際の衝突による衝撃力は過大なものとなり、ヘッドに損傷を与えることがある。また、衝突により、リフトタブとランプが摩耗し、その摩耗粉がディスク、スライダ、ヘッド等に付着し、場合によっては動作障害が起こる。このため、ロード・アンロードの動作回数に制限があった。
【０００６】
本発明の目的は、頻繁に繰り返しロード・アンロード動作を行なっても、アンロード動作時のリフトタブ衝突によるヘッド損傷が無く、リフトタブおよびランプが摩耗しにくく、摩耗粉による動作障害のない、信頼性の高いロード・アンロード機構を備えた磁気ディスク装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、前記ヘッドを前記ディスク上にロードし、前記ヘッドを前記ディスクからアンロードするためのガイドとなるランプを有し、前記サスペンションの一部が前記ランプと摺動することによってロード・アンロード動作を行なうロード・アンロード機構を搭載した磁気ディスク装置において、ロード時とアンロード時に前記ランプ位置を変位可能に支持した。言い換えれば、ロード時には、リフトタブがランプ上を移動し始める時にランプの位置または姿勢が変化し、アンロード時には、リフトタブがランプに衝突した直後にランプの位置または姿勢が変化するものである。
【０００８】
また本発明は、前記ランプの位置または姿勢が、アンロード時に変化する構造にした。
【０００９】
また本発明は、前記ランプの姿勢を拘束する拘束部材を１ないし２個前記ベースまたは前記カバーに備え、ロード時ないしはアンロード時に前記サスペンションの一部が前記ランプと摺動する際に前記ランプに摩擦力が作用し、前記ランプが前記拘束部材に当たるまで変位することにより前記ランプの位置または姿勢がロード時およびアンロード時に異なるようにした。
【００１０】
また本発明は、前記ランプと前記拘束部材が接触する部分のうち、前記ランプ上、あるいは前記拘束部材表面に弾性材料または粘弾性材料等の緩衝部材を設けた構造とした。
【００１１】
また本発明は、前記ランプを回転変位可能に支持した。
【００１２】
また本発明は、前記ランプを並進変位可能に支持した。
【００１３】
また本発明は、前記拘束部材を弾性材料、または、粘弾性材料で構成した。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明によるロード・アンロード機構を備えた磁気ディスク装置の一実施形態の全体構成図である。装置カバー１ｂの一部を破断した状態を示す。ディスク２ａは、ベース１ａに固定したスピンドルモータ２ｂにより回転駆動される。ディスク２ａとの間に微小隙間隔てて浮上し、情報の記録再生を行なうヘッド（図示せず）は、スライダ６に設けられ、スライダ６は、サスペンション５ａに支持されている。また、サスペンション５ａは、キャリッジ４ａに支持されている。ピボット軸４ｂとスリーブ（図示せず）との間に２個の転がり軸受（図示せず）を収めたピボットアセンブリ４ｃをキャリッジ４ａに保持し、ピボット軸４ｂをベース１ａに固定することにより、キャリッジ４ａをピボット軸４ｂ回りに回転可能に支持する。ヨークと永久磁石とから成る磁石・ヨークアセンブリ３ａ、およびキャリッジ４ａに設けた駆動コイル３ｂにより構成したボイスコイルモータによりキャリッジ４ａを回転駆動し、ヘッドをディスク２ａの所定のトラックに位置決めし、情報の記録再生を行なう。
【００１６】
本発明の装置は、ロード・アンロード機構を備え、情報の記録再生時にはスライダ６に設けたヘッドをディスク２ａに矢印Ａの方向にロードする。また、スリープおよび停止時にはヘッドを矢印Ａと反対方向にディスク２ａからアンロードし、ランプ７ａに乗り上げて退避する。図１は、ヘッドの退避状態（アンロード終了状態）を示している。ベース１ａには、ランプ７ａを備える。ランプ７ａはランプ回転軸８により回転自由に支持され、ランプ姿勢拘束部材９によってその回転変位が拘束される。ランプ回転軸８およびランプ姿勢拘束部材９は、本実施形態例ではベース１ａの水平面上に設けてあるが、それらの設置方法はこの限りでは無く、カバー１ｂ等を利用しても良い。ランプ回転軸８による回転機構は、転がり軸受、または滑り軸受で構成されている。ランプ姿勢拘束部材９は、粘弾性材料等の損失係数の大きな材料で製作する。サスペンション５ａの先端に設けたリフトタブ５ｂが、ランプ７ａに設けた摺動面７ｂをガイドとして移動することにより、ヘッドのロード・アンロード動作を行なう。摺動面７ｂは、カム曲面を形成し、リフトタブ５ｂにスムーズな滑り運動を行なわせる。
【００１７】
本発明の特徴は、アンロード動作時にリフトタブ５ｂがランプ７ａにまず衝突し、ランプ７ａに乗り上げる際の衝撃力を低減する構造を有することである。すなわち、リフトタブ５ｂがランプ７ａに衝突すると、ランプ７ａが微小回転運動をする。ランプ７ａが動くと、ランプ７ａはランプ姿勢拘束部材９に当たり、その回転変位が拘束される。ランプ姿勢拘束部材９は、ランプ７ａによって押し付けられることにより弾性変形し、衝撃力の消滅と共に元の形状に復元する。ランプ７ａの微小回転変位運動、およびランプ姿勢拘束部材の弾性変形により上記衝撃エネルギが消費される。その結果、前記サスペンションが受ける衝撃力が緩和され、ヘッドの損傷防止ができる。また、衝撃力が低減されるので、リフトタブおよびランプが摩耗しにくく、摩耗粉による動作障害のない、信頼性の高い装置が実現できる。
【００１８】
リフトタブのガイドとなるランプの構造を図２を用いて説明する。図２は、図１に示したランプの正面図で、矢印Ｂの方向から見た図である。７ｅ、７ｆは、リフトタブ滑走面であり、７ｅはディスクの上面、７ｆはディスクの下面に対してロード・アンロードを行なうためのガイド面となる。これらのガイド面は、平面を含む滑らかな曲面に形成しておく。本実施形態図は、１枚のディスクを有する装置用であるが、複数枚のディスクを有する装置では、リフトタブ滑走面を単純にディスク枚数に応じて増やした構造にすれば良い。
【００１９】
前記ランプ上を滑走するリフトタブの形状を図１０、図１１、図１２を用いて説明する。図１０は、サスペンションから張り出したリフトタブ形状を表わす第１の実施形態の平面図である。断面AA'図に示すように、リフトタブ５ｂには、例えばプレス加工により、ランプと摺動する曲面５ｃを形成する。図１１は、リフトタブ形状を表わす第２の実施形態図である。リフトタブ５ｂには、例えばプレス加工により、加工穴５ｄと、ランプと摺動する曲面５ｅを形成する。この例では、球面状の摺動曲面が形成されるため、ランプとは点接触を行なう。図１２は、リフトタブ形状を表わす第３の実施形態図である。リフトタブ５ｂの一部に予め穴を設け、例えば硬球を前記穴に圧入する。この例でも、球面状の摺動曲面が形成されるため、ランプとは点接触を行なう。
【００２０】
次に、前記ランプの微小回転変位および衝撃吸収について、図３を用いて説明する。図３は、ランプ微小回転変位機構および衝撃吸収部の第１の実施形態を表わす平面図である。ロード時にはリフトタブ（図示せず）がランプ７ａに設けたリフトタブ滑走面７ｂ上を矢印Ａの方向に摺動し、ランプ姿勢拘束部材９ａにランプ７ａが押し付けられた状態、すなわち、実線７ｃで示したランプ姿勢の状態でリフトタブはランプ７ａを離れ、ディスク（図示せず）上にロードされる。アンロード時にはリフトタブが矢印Ａと反対方向に移動し、ランプ７ａに設けたリフトタブ滑走面７ｂに衝突し、ランプ７ａが微小回転し、ランプ姿勢拘束部材９ｂにランプ７ａが押し付けられた状態、すなわち、二点鎖線７ｄで示したランプ姿勢となり、リフトタブがリフトタブ滑走面７ｂ上を摺動し、キャリッジ（図示せず）がストッパ（図示せず）に当たるまで運動する。以上のように、ランプ７ａはランプ姿勢拘束部材９ａ、９ｂによって、角度θだけ角変位可能に支持されており、ロード時とアンロード時で姿勢が変化する。ランプ姿勢拘束部材は、例えば、ゴムや樹脂材料等の損失係数の高い粘弾性材料を用いる。アンロード時にランプ７ａが微小回転変位し、ランプ姿勢拘束部材９ｂに当たると、ランプ姿勢拘束部材９ｂは弾性変形し、衝撃エネルギを吸収する。
【００２１】
ランプ姿勢拘束部材の他の構造について図４を用いて説明する。図４は、ランプ微小回転変位機構および衝撃吸収部の第２の実施形態を表わす平面図であり、ロード時のランプ姿勢を示す。ランプ姿勢拘束部材９ａ、９ｂは、例えば、ステンレス、アルミニウム、プラスチック等の材料で形成する。ランプ姿勢拘束部材９ａ、９ｂの表面を例えば、ゴムや樹脂材料等の粘弾性材料でできた緩衝部材１０ａ、１０ｂで取り巻くようにする。アンロード時にリフトタブ（図示せず）がランプ７ａに設けたリフトタブ滑走面７ｂに衝突し、ランプ７ａが微小回転変位し、ランプ姿勢拘束部材９ｂに当たると、ランプ姿勢拘束部材９ｂは弾性変形し、衝撃エネルギを吸収する。ここでは、ロード時のランプ７ａとランプ姿勢拘束部材９ｂとの隙間をδとした。しかし、アンロード時に緩衝部材１０ｂがランプ７ａに押し付けられて撓むので、δはほぼ零とした構造としても良い。
【００２２】
図５は、ランプ微小回転変位機構および衝撃吸収部の第３の実施形態を表わす平面図である。ランプ姿勢拘束部材９ａ、９ｂは、例えば、ステンレス、アルミニウム、プラスチック等の材料で形成する。ランプ姿勢拘束部材９ｂの表面を例えば、ゴムや樹脂材料等の粘弾性材料でできた緩衝部材１０ｂ（厚さｔ）で取り巻くようにする。ここでは、ロード時のランプ７ａとランプ姿勢拘束部材９ｂとの隙間を零とした。アンロード時に、リフトタブ（図示せず）がランプ７ａに衝突後、ランプ７ａが微小回転変位し、ランプ姿勢拘束部材９ｂに当たると、ランプ姿勢拘束部材９ｂは弾性変形し、衝撃エネルギを吸収する。
【００２３】
図６は、ランプ微小回転変位機構および衝撃吸収部の第４の実施形態を表わす平面図であり、ロード時のランプ姿勢を示す。ランプ姿勢拘束部材９ａ、９ｂは、例えば、ステンレス、アルミニウム、プラスチック等の材料で形成する。例えば、ゴムや樹脂材料等の板状の粘弾性材料でできた緩衝部材１１ａ、１１ｂをランプ７ａ上に接着、ないしは、はめ込みによって取り付け、アンロード時にリフトタブ（図示せず）がランプ７ａに衝突後、ランプ７ａが微小回転変位し、ランプ姿勢拘束部材９ｂに当たると、緩衝部材１１ｂは弾性変形し、衝撃エネルギを吸収する。ここでは、ロード時のランプ７ａとランプ姿勢拘束部材９ｂとの隙間をδとした。しかし、アンロード時に緩衝部材１１ｂがランプ７ａに押し付けられて撓むので、δはほぼ零とした構造としても良い。
【００２４】
前記ランプ姿勢拘束部材の第１の例（図１、図３）、第２の例（図４）、第３の例（図５）、第４の例（図６）において、ランプ姿勢拘束部材９ａ、９ｂ、および緩衝部材１０ａ、１０ｂは、その断面形状が円形の例を示したが、その形状はこの限りではなく、楕円や多角形形状でも良い。
【００２５】
以上説明したように、本発明により、前記サスペンションが受ける衝撃力が緩和され、ヘッドの損傷防止ができる。また、衝撃力が低減されるので、アンロード時にリフトタブおよびランプが摩耗しにい。さらに、ロード時とアンロード時でランプ上の摺動軌跡が異なるので、摺動によるランプおよびリフトタブの摩耗量が約半分になり、摩耗粉による動作障害のない、信頼性の高い装置が実現できる。図７は、ランプ上のリフトタブ摺動軌跡を示した図である。ロード動作では、リフトタブの摺動点は、１４の一点鎖線で示した摺動軌跡をたどり、ヘッドはディスクにロードされる。また、アンロード動作では、リフトタブの摺動点は、１５の二点鎖線で示した摺動軌跡をたどり、リフトタブはリフトタブ摺動面７ｂの所定の位置（アンロードホームポジション）で止まる。その結果、ロード時とアンロード時でランプ上の摺動軌跡は、リフトタブ摺動面７ｂの中央付近で交差するものの、互いにずれる。公知例に示される従来の装置では、１往復のロード・アンロードサイクルでランプ上の常に同じ場所を２回摺動するのに対し、本発明では、常にほぼ一方向にしか摺動しないので、摺動回数は従来の約半分になる。ロード時とアンロード時では摩擦力の方向が逆向きになるので、ロード時とアンロード時でランプ上の同じ場所を摺動する従来の装置では、リフトタブとランプの摺動部分に作用する剪断応力は正負交互に変化する。しかし、本発明では、ランプ上を常にほぼ同じ方向にしか摺動しないため、応力振幅は従来装置の約半分になる。以上の結果、ランプおよびリフトタブの摩耗量が従来装置の約半分になる。
【００２６】
以上、ランプを微小回転変位させる機構例について述べたが、次にランプを微小並進変位させる機構例について説明する。図８は、ランプ微小並進変位機構を含む装置全体構成の参考図である。また、図９は、ランプ微小並進変位機構の拡大図である。図１に示したランプ微小回転変位機構および衝撃吸収部を含む装置全体構成図と同一符号のものは、同一部分である。図８は、ヘッドの退避状態（アンロード終了状態）を示している。ベース１ａには、ランプ１６ａを備える。ランプ１６ａは、２枚の板ばね１２により一方向のみ並進自由に支持されている。すなわち、ディスク２ａを参照するならば、ディスク２ａの面内方向にのみ柔らかく、その他の自由度が拘束される構成とする。なお、図８では、ベース１ａの長手方向と直角方向に板ばね１２を配置した。しかし、ヘッドの退避状態（アンロード終了状態）において、リフトタブ５ｂとピボット軸４ｂを結ぶ線分と平行になるように板ばね１２を配置しても良い。ランプ１６ａは、２枚の板ばね１２によって支持されているため、通常、中立位置で保持されているが、アンロード時にはリフトタブの衝突により、変位する。そこで、ランプ１６ａの側面に緩衝部材１３をベース１ａの水平面上に設置し、ランプ１６ａの並進変位を規制すると共に、上記衝突エネルギを吸収する。板ばね１２
および緩衝部材１３は、本実施形態例ではベース１ａの水平面上に設けてあるが、それらの設置方法はこの限りでは無く、カバー１ｂ等を利用しても良い。緩衝部材１３は、粘弾性材料等の損失係数の大きな材料で製作する。
【００２７】
【発明の効果】
本発明では、前記ランプを微小変位可能に支持し、前記ランプの姿勢が、アンロード時に変化する構造にした。また、前記ランプ姿勢を拘束する拘束部材を備え、前記ランプと前記拘束部材が接触する部分に粘弾性材料等の緩衝部材を設けた。アンロード時に前記リフトタブが前記ランプに乗り上げる際に生ずる衝撃エネルギが、前記ランプの微小変位運動と前記緩衝部材の変形により消費される。その結果、前記サスペンションが受ける衝撃力が緩和され、ヘッド損傷を防止できる。また、アンロード時の衝撃力が低減されるので、リフトタブおよびランプが摩耗しにくく、摩耗粉による動作障害のない、信頼性の高い装置が実現できる。さらに、ロード時とアンロード時でランプ上の摺動軌跡は互いにずれるので、摺動回数、応力振幅は従来の約半分になり、摩耗粉による動作障害のない、信頼性の高い装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一実施形態であるランプ微小回転変位機構および衝撃吸収部を含む装置全体構成図。
【図２】ランプの正面図（図１のＢ視図）。
【図３】ランプ微小回転変位機構および衝撃吸収部の第１の実施形態を表わす平面図。
【図４】ランプ微小回転変位機構および衝撃吸収部の第２の実施形態を表わす平面図。
【図５】ランプ微小回転変位機構および衝撃吸収部の第３の実施形態を表わす平面図。
【図６】ランプ微小回転変位機構および衝撃吸収部の第４の実施形態を表わす平面図。
【図７】ランプ微小回転変位機構におけるロード時およびアンロード時のリフトタブ摺
動軌跡。
【図８】ランプ微小並進変位機構を含む装置全体構成の参考図。
【図９】図８に示すランプ微小並進変位機構の拡大図。
【図１０】リフトタブ形状の第１の実施形態を表わす平面図。
【図１１】リフトタブ形状の第２の実施形態を表わす平面図。
【図１２】リフトタブ形状の第３の実施形態を表わす平面図。

Claims

情報を記録するディスクと、該ディスクを回転駆動するスピンドルモータと、前記ディスクに情報を記録、あるいは前記ディスクから情報を再生するヘッドと、前記ヘッドを備えたスライダを支持したサスペンションと、前記サスペンションを支持したキャリッジと、前記ヘッドを前記ディスク上に位置決めするために前記キャリッジに回転トルクを与えるボイスコイルモータと、これらを支持包含するベースおよびカバーとを備え、前記ヘッドを前記ディスク上にロードし、前記ヘッドを前記ディスクからアンロードするためのガイドとなるランプを有し、前記サスペンションの一部が前記ランプと摺動することによってロード・アンロード動作を行なう磁気ディスク装置において、
前記ランプの姿勢を拘束する拘束部材を１ないし２個前記ベースまたは前記カバーに備え、ロード時あるいはアンロード時に前記サスペンションの一部が前記ランプと摺動する際に前記ランプに摩擦力が作用し、前記ランプが前記拘束部材に当たるまで変位することにより前記ランプの位置または姿勢がロード時とアンロード時で異なることを特徴とするロード・アンロード機構を備えた磁気ディスク装置。
前記ランプと前記拘束部材が接触する部分のうち、前記ランプ上、あるいは前記拘束部材表面に緩衝部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載のロード・アンロード機構を備えた磁気ディスク装置。
前記拘束部材を弾性材料または粘弾性材料で構成したことを特徴とする請求項１記載のロード・アンロード機構を備えた磁気ディスク装置。
前記緩衝部材を弾性材料または粘弾性材料で構成したことを特徴とする請求項２記載のロード・アンロード機構を備えた磁気ディスク装置。