JP3866679B2

JP3866679B2 - ディスク装置

Info

Publication number: JP3866679B2
Application number: JP2003121580A
Authority: JP
Inventors: 紀夫吉川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: JP2004326949A; SG117477A1; CN1540664A; US20040212925A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、密閉されたケース内で回転駆動されるディスクにヘッドを対向させて情報の記録再生を行なうディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディスク装置として、外部圧力による変形を抑制するための構造を有するトップカバー１１２を備えたディスクドライブ１００が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このディスクドライブは、外圧によるトップカバーの変形を抑制することにより、トップカバーがディスクやディスクを回転するモータに接触することを防止している。
【０００３】
このトップカバーは、その周辺部にある複数の固定部を介してディスクドライブのベースに取り付けられる。ベース内には、ディスクを回転させるモータの他に、ディスクに記録したデータを読み取るためのヘッドやコントローラが収容されている。
【０００４】
このトップカバーは、剛性を高めるため、第１の凹部１２４、第１の凹部よりディスクに近い第２の凹部１２６、および第１の凹部よりディスクから離れた凸部１２８を有する。第１の凹部はトップカバーの周辺部を除く略全面に設けられ、凸部はディスクの回転中心と同軸に円形に形成され、第２の凹部はこの凸部を部分的に囲むように円弧状に設けられている。
【０００５】
【特許文献１】
ＵＳ６，３５１，３４４Ｂ１（要約、図４、５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したディスクドライブのトップカバーは、例えば、ディスクドライブをノートＰＣなどの携帯機器に組み込む上で、十分満足のいく剛性を備えたものではない。例えば、このディスクドライブをノートＰＣに組み込んでキーボード操作した際に、トップカバーが押されて変形してしまうことが考えられる。
【０００７】
トップカバーが変形すると、ベース内に収容したモータ等の部品にトップカバーが接触してしまう。このように、トップカバーが他の金属部品と接触すると、ゴミが発生し、このゴミがヘッドやディスク表面に付着する。ヘッドやディスクにゴミが付着すると、データの読み取りが不可能になる。
【０００８】
また、トップカバーが変形してディスクに接触すると、ディスクに傷が付き、記録した情報が一部欠落したり、ディスク全面を損傷したりして、ディスクドライブが壊れてしまう可能性がある。
【０００９】
また、この場合、回転途中のディスク或いはディスククランパにトップカバーが接触して負荷がかかり、ディスクの回転数が急激に変化し、ヘッドがディスクの外側に退避しないままディスクが停止してしまう現象が起こる。このように、ヘッドがディスクに対向した状態でディスクの回転が停止すると、ヘッドがディスクに吸着されてディスクドライブが完全に動作不能となる問題が生じる。
【００１０】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、トップカバーの剛性を十分に高めることができ、信頼性を高めることができるディスク装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のディスク装置は、ディスクと、このディスクを支持および回転する駆動部と、上記ディスクに対して情報の記録再生を行うヘッドと、上記ディスク、駆動部、およびヘッドを収納したケースと、を備え、上記ケースは、開口を有したケース本体と、このケース本体に固定され上記開口を閉塞しているとともに上記ディスクに対向した板状の蓋体と、を有し、上記蓋体は、上記ディスクの外周に対向した円弧状の第１の段部と、この第１の段部より上記ディスクに近い円弧状の第２の段部と、この第２の段部より上記ディスクに近い円弧状の第３の段部と、を有し、上記第１乃至第３の段部は、上記ヘッドの移動経路から外れた位置で上記ディスクに対向して同心円状に少なくとも１８０°を超える角度範囲に亘って設けられており、上記第２の段部は、上記第１の段部の内周側に設けられ、上記第３の段部は、上記第２の段部の中に設けられており、上記第１の段部と上記第３の段部との間の段差に対する、上記第１の段部と上記第２の段部との間の段差の比が、０．３〜０．８５であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のディスク装置は、ディスクと、このディスクを支持および回転する駆動部と、上記ディスクに対して情報の記録再生を行うヘッドと、上記ディスク、駆動部、およびヘッドを収納したケースと、を備え、上記ケースは、開口を有したケース本体と、このケース本体に固定され上記開口を閉塞しているとともに上記ディスクに対向した板状の蓋体と、を有し、上記蓋体は、上記ディスクの外周に対向した円弧状の第１の段部と、この第１の段部より上記ディスクに近い円弧状の第２の段部と、この第２の段部より上記ディスクに近い円弧状の第３の段部と、を有し、上記第１乃至第３の段部は、上記ヘッドの移動経路から外れた位置で上記ディスクに対向して同心円状に少なくとも１８０°を超える角度範囲に亘って設けられており、上記第２の段部は、上記第１の段部の内周側に設けられ、上記第３の段部は、上記第２の段部の中に設けられており、上記第２の段部の径方向に沿った幅に対する、上記第３の段部の径方向に沿った幅の比が、０．３〜０．９であることを特徴とする。
【００１４】
上記発明によると、蓋体に円弧状の第１乃至第３の段部を設けることにより、蓋体の剛性を高めることができ、外部圧力による蓋体の変形を抑制でき、信頼性の高いディスク装置を提供できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明を磁気ディスク装置としてのハードディスクドライブ１（以下ＨＤＤ１と称する）に適用した実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１に示すように、ＨＤＤ１は、密閉された扁平な矩形状のケース１１を備え、このケース１１は、上面の開口した矩形箱状のケース本体１０と、複数のねじ１６によりケース本体１０にねじ止めされてケース本体１０の上端開口を閉塞する矩形板状のトップカバー（蓋体）１５と、を有している。
【００１７】
ケース本体１０内には、磁気記録媒体としての２枚の磁気ディスク１２ａ、１２ｂ（ディスク）、これらの磁気ディスクを支持および回転させるスピンドルモータ１３（駆動部）、磁気ディスクに対して情報の記録、再生を行なう複数の磁気ヘッド２２（ヘッド）、これらの磁気ヘッドを磁気ディスク１２ａ、１２ｂに対して移動自在に支持したヘッドアクチュエータ１４、ヘッドアクチュエータ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）１９、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に対向する位置から外れた退避位置に保持するとともに、磁気ディスクの外周付近が面方向に振れることを規制するランプロード機構１８（保持機構）、ヘッドクチュエータを退避位置に保持するイナーシャラッチ機構２０、およびプリアンプ等の回路部品が実装されたフレキシブルプリント回路基板ユニット（以下、ＦＰＣユニットと称する）１７が収納されている。
【００１８】
また、ケース本体１０の外面には、ＦＰＣユニット１７を介してスピンドルモータ１３、ＶＣＭ１９、および磁気ヘッドの動作を制御する図示しないプリント回路基板がねじ止めされ、ケースの底壁と対向して位置している。
【００１９】
各磁気ディスク１２ａ、１２ｂは、例えば、直径４８ｍｍ（１．８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１２ａ、１２ｂは、スピンドルモータ１３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２１によりクランプされ、ハブの軸方向に沿って所定の間隔をおいて積層されている。そして、磁気ディスク１２ａ、１２ｂは、スピンドルモータ１３により所定の速度で回転駆動される。
【００２０】
ヘッドアクチュエータ１４は、ケース１０の底壁上に固定された軸受組立体２４、軸受組立体に取り付けられた４本のアーム２７、および各アームに支持された４つの磁気ヘッド組立体３０を備えている。各磁気ヘッド組立体３０は、板ばねによって形成された細長いサスペンションと、サスペンションに固定された磁気ヘッド２２と、を備えている。
【００２１】
そして、各磁気ヘッド２２は、アーム２７およびサスペンションの表面に貼り付け固定された図示しない中継フレキシブルプリント回路基板、およびメインフレキシブル回路基板３２を介してＦＰＣユニット１７に電気的に接続されている。
【００２２】
ＨＤＤ１の動作時、ヘッドアクチュエータ１４がＶＣＭ１９によって回動され、磁気ヘッド２２が磁気ディスク１２ａ、１２ｂ上をほぼ径方向に沿って移動し、所望のトラック上に位置決めされる。
【００２３】
一方、略矩形板状のトップカバー１５は、例えば、板厚０．２５ｍｍ程度の鉄（ＳＰＣＣ圧延鋼材、ステンレス）板をプレス成形することにより形成されている。図２には、トップカバー１５を上方から見た平面図を示してあり、図３には、ＨＤＤ１を磁気ディスクの中心で切断した断面図を示してある。以下、トップカバー１５の形状について説明する。
【００２４】
トップカバー１５の４つのコーナ部付近、および長辺側の側縁のほぼ中央には、それぞれ透孔４０が形成されている。そして、トップカバー１５は、各透孔４０に挿通されたねじ１６をケース本体１０の周縁部に形成されたねじ孔にねじ込むことによりケース本体１０に固定され、ケース本体１０の上端開口を閉塞しているとともに、磁気ディスク１２ａと所定の隙間をおいてほぼ平行に対向している。従って、トップカバー１５の各透孔４０を含む部分は、トップカバーをケース本体１０に固定するための固定部を構成している。
【００２５】
また、トップカバー１５において、軸受組立体２４と対向する位置には、透孔４２が形成されている。そして、透孔４２に挿通された固定ねじ４３を軸受組立体２４の上端部にねじ込むことにより、トップカバー１５の一部と軸受組立体とが連結されている。
【００２６】
トップカバー１５は、上述した６つの透孔４０を含む周辺部を除く殆どの部分が外方に向かって、図１においては上方に向かって隆起した凸部をなすようにプレス成形されている。特に、トップカバー１５は、２枚の磁気ディスク１２ａ、１２ｂ（以下、総称してディスク１２と称する）を概ね包囲する略円形の凸部５０を有する。
【００２７】
凸部５０は、ディスク１２の中心と対向する中心対応部Ｃと同軸にディスク１２と略同じ径に形成されている。この凸部５０は、ディスク１２の外周に対向した円弧状の第１の段部５１、第１の段部５１の内周側に隣接して設けられた円弧状の第２の段部５２、第２の段部５２の中に閉じた状態で形成された円弧状の第３の段部５３、および第２の段部５２の内周側に隣接して設けられた略円形の第４の段部５４を有する。本実施の形態では、第１の段部５１および第４の段部５４が凸部５０と同じ高さに形成されており、第４の段部５４は凸部５０と連続しており、第１の段部５１は後述するリブ５５、５６を介して分離している。
【００２８】
そして、この凸部５０（第１の段部５１、第４の段部５４）の高さを基準にして、第２の段部５２がディスク１２により近い位置に形成され、第３の段部５３がさらにディスク１２に近い位置に形成されている。また、第１乃至第３の段部５１、５２、５３は、それぞれ、磁気ヘッド２２の移動経路から外れた位置でディスク１２に対向して同心円状に設けられ、少なくとも１８０°を超える角度範囲に亘って設けられている。本実施の形態では、第１乃至第３の段部５１、５２、５３は、磁気ヘッド２２の移動経路から外れた位置で、できるだけ大きな角度範囲で設けられている。尚、第４の段部５４は、ディスク１２をスピンドルモータ１３に取り付けた図示しないハブを避けるように設けられている。
【００２９】
凸部５０に対して第１の段部５１を分離する位置には、２つのリブ５５、５６（梁部）が設けられている。各リブ５５、５６は、トップカバー１５をケース本体１０に固定するための透孔４０からディスク１２の中心に対向する中心対応部Ｃに向かって放射状に形成され、第２の段部５２と同じ高さに形成されている。また、一方のリブ５６は、第２の段部５２および第３の段部５３の一端を規定している。
【００３０】
また、ＨＤＤ１のランプロード機構１８に対してディスク１２の径方向に対向する位置には、ディスク１２の外周付近がその面外方向に振動することを規制するための規制段部５８が形成されている。規制段部５８は、第１の段部５１を部分的に切り欠くように設けられ、ディスク１２が面外方向に振動したとき、外周付近にトップカバー１５の内面を接触させるように機能する。これにより、ランプロード機構１８によって振動が規制されたディスク１２の反対側で、ディスク１２の振動を規制することができ、ＨＤＤ１を落下した際などの大きな衝撃によってディスク１２が割れることを防止できる。
【００３１】
以上のように、本実施の形態によると、凸部５０に円弧状の３つの段部５１〜５３を、略円形の段部５４を中心にして形成することより、トップカバー１５の剛性を高めることができ、外部圧力がかかった際の変形を抑制できる。そして、このＨＤＤ１をノートＰＣ等の携帯機器に搭載して使用する上で、十分に満足のいく強度を実現でき、トップカバー１５が内部部品に接触することを防止でき、上述したようなゴミの発生、ディスク１２の傷発生、モータへの負荷発生を防止でき、ＨＤＤ１の信頼性を高めることができる。
【００３２】
また、本実施の形態によると、トップカバー１５をケース本体１０に固定するための固定部から中心対応部Ｃに向けて放射状に延びたリブ５５、５６を設けたため、トップカバー１５の剛性をより高めることができた。
【００３３】
ところで、本実施の形態のトップカバー１５の剛性は、上述した第２および第３の段部５２、５３の径方向に沿った幅Ｗ１、Ｗ２（図２）、第１（第４）の段部５１に対する第２の段部５２の段差Ｈ１（図３）、および第１の段部５１に対する第３の段部５３の段差Ｈ２（図３）によって変化する。つまり、Ｗ１、Ｗ２、Ｈ１、Ｈ２を適切な値に設定することにより、トップカバー１５の剛性を高めることができる。以下、剛性を高めることのできるＷ１、Ｗ２、Ｈ１、Ｈ２について考察する。
【００３４】
図３に示すように、トップカバー１５の第４の段部５４の高さは、ディスク１２を回転させるスピンドルモータ１３のハブの高さに応じて略決定される。また、上段のディスク１２ａに最も近い第３の段部５３の高さも略一定となる。このため、第４の段部５４（第１の段部５１）と第３の段部５３との間の段差Ｈ２は、ＨＤＤ１に略固有の値となる。
【００３５】
この点を考慮し、段差Ｈ２を一定とし、第１の段部５１と第２の段部５２の段差Ｈ１を種々変化させ、トップカバー１５の剛性を調べたところ、図４に示すような結果が得られた。尚、ここでは、トップカバー１５の剛性として、中心対応部Ｃを所定の押圧力で押圧した場合におけるトップカバーの最大変形量比を調べた。変形量比として、段差Ｈ１の高さが０の場合を１とした。
【００３６】
これによると、段差Ｈ１と段差Ｈ２との比（Ｈ１／Ｈ２）を０．３〜０．８５に設定したとき、トップカバー１５の最大変形量比を０．７８未満とすることができる。この領域は最小値に対して８％以内となる範囲である。
【００３７】
特に、上述した従来のディスクドライブ（ＵＳ６，３５１，３４４Ｂ１）のように、第２の段部５２に相当する部分を無くした（Ｈ１／Ｈ２＝０）場合を想定すると、トップカバー１５の最大変形量が０．１８［ｍｍ］を超えており、十分に満足のいく剛性が得られていないことが分る。
【００３８】
一方、トップカバー１５の剛性を高める上で最適なＷ２／Ｗ１を調べるため、第２の段部５２の幅Ｗ１と第３の段部５３の幅Ｗ２を種々変更した際のトップカバー１５の変形量比を調べた。その結果を図５に示す。尚、ここでは、変形量比として、幅Ｗ２が０の場合を１とした。
【００３９】
これによると、幅Ｗ１と幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ１）を０．３〜０．９に設定することにより、０．６５未満にすることができる。この領域は、最小値に対して８％以内となる範囲である。
【００４０】
特に、上述した従来のディスクドライブ（ＵＳ６，３５１，３４４Ｂ１）のように、第３の段部５３に相当する部分を無くした（Ｗ２／Ｗ１＝０）場合を想定すると、トップカバー１５の変形量比が１．０に達し、十分に満足のいく剛性が得られていないことが分る。
【００４１】
以上のように、トップカバー１５の剛性を高めるためには、第１の段部５１と第３の段部との間の段差Ｈ２に対する、第１の段部５１と第２の段部５２との間の段差Ｈ１の比（Ｈ１／Ｈ２）を０．３〜０．８５に設定し、および／或いは第２の段部５２の径方向に沿った幅Ｗ１に対する、第３の段部５３の径方向に沿った幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ１）を０．３〜０．９に設定すれば良いことが分る。
【００４２】
なお、この発明は、上述した実施の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、上述した実施の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、上述した実施の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良い。
【００４３】
例えば、上述した実施の形態では、ランプロード機構１８に対向する位置にだけ規制段部５８を設けた場合について説明したが、これに限らず、図６に示すように、第１の段部５１の外周に沿って且つ全長に亘って円弧状の規制段部６０を設けても良い。この場合、上述した実施の形態の規制段部５８と同様に、規制段部６０は、第３の段部５３よりディスク１２ａに近い位置に設けられる（図７）。これにより、ディスク１２の略全周に亘ってディスク１２の振動を規制することができ、ディスク１２の割れをより確実に防止できる。
【００４４】
つまり、規制段部６０を第３の段部５３よりディスク１２に近い位置に設けることで、ＨＤＤ１の動作時ならびに非動作時において外部から衝撃を受けたとき、第３の段部５３の位置でトップカバー１５がディスク１２に接触することを防止できる。言い換えると、ディスク１２ａの表面から第２の段部５２までの距離Ｌ１、第３の段部までの距離Ｌ２、および規制段部６０までの距離Ｌ３が、
Ｌ３＜Ｌ２＜Ｌ１
を満たすように各段部の高さを設定することにより、ディスク１２の割れを防止できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のディスク装置は、上記のような構成および作用を有しているので、トップカバーの剛性を十分に高めることができ、信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るハードディスクドライブの概略構造を示す分解斜視図。
【図２】図１のＨＤＤのトップカバーを示す平面図。
【図３】図１のＨＤＤの断面図。
【図４】図２のトップカバーの各段部の段差の比を変えた場合における変形量の変化を示すグラフ。
【図５】図２のトップカバーの各段部の幅の比を変えた場合における変形量比の変化を示すグラフ。
【図６】第１の段部の全周に亘って規制段部を設けたトップカバーを示す平面図。
【図７】図６のトップカバーを備えたＨＤＤの断面図。
【符号の説明】
１…ハードディスクドライブ、１０…ケース本体、１２ａ、１２ｂ…磁気ディスク、１５…トップカバー、５１…第１の段部、５２…第２の段部、５３…第３の段部、５５、５６…リブ、５８、６０…規制段部、Ｗ１…第２の段部の幅、Ｗ２…第３の段部の幅、Ｈ１…第２の段部の段差、Ｈ２…第３の段部の段差。

Claims

ディスクと、
このディスクを支持および回転する駆動部と、
上記ディスクに対して情報の記録再生を行うヘッドと、
上記ディスク、駆動部、およびヘッドを収納したケースと、を備え、
上記ケースは、
開口を有したケース本体と、
このケース本体に固定され上記開口を閉塞しているとともに上記ディスクに対向した板状の蓋体と、を有し、
上記蓋体は、
上記ディスクの外周に対向した円弧状の第１の段部と、
この第１の段部より上記ディスクに近い円弧状の第２の段部と、
この第２の段部より上記ディスクに近い円弧状の第３の段部と、を有し、
上記第１乃至第３の段部は、上記ヘッドの移動経路から外れた位置で上記ディスクに対向して同心円状に少なくとも１８０°を超える角度範囲に亘って設けられており、
上記第２の段部は、上記第１の段部の内周側に設けられ、上記第３の段部は、上記第２の段部の中に設けられており、
上記第１の段部と上記第３の段部との間の段差に対する、上記第１の段部と上記第２の段部との間の段差の比が、０．３〜０．８５であることを特徴とするディスク装置。
ディスクと、
このディスクを支持および回転する駆動部と、
上記ディスクに対して情報の記録再生を行うヘッドと、
上記ディスク、駆動部、およびヘッドを収納したケースと、を備え、
上記ケースは、
開口を有したケース本体と、
このケース本体に固定され上記開口を閉塞しているとともに上記ディスクに対向した板状の蓋体と、を有し、
上記蓋体は、
上記ディスクの外周に対向した円弧状の第１の段部と、
この第１の段部より上記ディスクに近い円弧状の第２の段部と、
この第２の段部より上記ディスクに近い円弧状の第３の段部と、を有し、
上記第１乃至第３の段部は、上記ヘッドの移動経路から外れた位置で上記ディスクに対向して同心円状に少なくとも１８０°を超える角度範囲に亘って設けられており、
上記第２の段部は、上記第１の段部の内周側に設けられ、上記第３の段部は、上記第２の段部の中に設けられており、
上記第２の段部の径方向に沿った幅に対する、上記第３の段部の径方向に沿った幅の比が、０．３〜０．９であることを特徴とするディスク装置。
上記第２の段部の内周側には、上記ディスクを駆動部に取り付けるためのハブに対向する略円形の第４の段部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディスク装置。
上記第４の段部は、上記第１の段部と略同じ高さであることを特徴とする請求項３に記載のディスク装置。