JP3921440B2

JP3921440B2 - carriage

Info

Publication number: JP3921440B2
Application number: JP2002326262A
Authority: JP
Inventors: 真長▲廣▼; 雅彦瀬賀; 寿洋有坂; 利彦清水; 広光増田
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: 2002-11-11
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-11-11
Also published as: JP2004164703A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置のキャリッジに係り、特に、磁気ヘッドの位置決めに好適なキャリッジの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年磁気ディスク装置では、記録容量増大のため、記録密度の向上が求められている。そのためには、磁気ヘッドの位置決め精度を上げることが重要であるが、位置決め精度向上の阻害要因としては、ディスクの回転やキャリッジの位置決め動作による機構系の振動による位置決め誤差や、磁気ディスク装置の外部から振動が加わった場合に生じる位置決め誤差などが挙げられる。これらの位置決め誤差を低減するためには、位置決め制御の制御帯域を広くするか、あるいは機構系の振動を低減することが必要である。
【０００３】
これらのうち、キャリッジの位置決め動作による機構系の振動では、トラックから他のトラックへのヘッド移動動作において、目標トラックへの位置決めの際にキャリッジに入力される駆動力によって、キャリッジの各部分が励振されて生じる振動成分が大きい。
【０００４】
特に、キャリッジアーム（以下、単に「アーム」と呼ぶ）の面内曲げおよび面外曲げを伴う振動モードは、揺動型のキャリッジにおいてはアームの先端にあるヘッドを振り回すことになるので影響が大きい。
【０００５】
また、ヘッドが目標トラックに移動した後、トラックに追従している状態においても、ディスクの回転によって発生する風乱により、アームの各部分が励振されて生じる振動成分も無視できない。特に、アーム面内曲げ１次の振動成分は数１００Ｈｚから１ｋＨｚ付近に発生することが多く、問題となる場合がある。
【０００６】
ここで、アームの面内曲げ１次モード、およびアームの面外曲げ１次モードとは、複数あるアームのそれぞれが片持ち梁の１次曲げのように変形するモードであり、またアームの面内曲げ２次モード、およびアームの面外曲げ２次モードとは、複数あるアームのそれぞれが片持ち梁の２次曲げのように変形するモードである。
【０００７】
さらには位置決め動作における残留振動によってデータの読み出しあるいは書き込み可能となるまでの時間が増大することで、ディスク装置の読み出し／書き込みの速度が低下するという問題もある。
【０００８】
このような残留振動を低減する方法としては、特開平４−１６８６７１号公報に記載のように、粘弾性体によって振動を減少させる方法などがある。
この方法では、胴体部に一端が固定され、他の一端が粘弾性体を介してアームにばね力を作用する、少なくとも一対のばね手段を備えた構造となっている。これによって、アームの面外曲げを伴う振動モードにおいて、アームと板ばねとの間に相対変位が生じることで、その双方の間に配置された粘弾性体にひずみが生じ、アームの振動が減衰する仕組みとなっている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平４−１６８６７１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
特開平４−１６８６７１号公報の方法によると、アームの面外曲げを伴う振動モードにおいては粘弾性体のひずみによる減衰効果が期待できるが、アームの面内曲げを伴う振動モードに対しては、アームの変位方向が板ばねの押し付け方向と一致しているためアームと粘弾性体と板ばねが一体となって振動してしまうことになり、粘弾性体にひずみが発生せず減衰効果が得られないという問題がある。
【００１１】
また、アームを側面から板ばねによって押さえ付ける構造のためアームが変形してしまうという問題も考えられる。仮に板ばねでアームを片側からのみ押す場合を考えると、特にロータリーアクチュエータ方式の場合、経時的にオフトラックし、ヘッド間距離が初期状態から変化し増加する場合がある。またこの場合、アームの剛性のアンバランスが生じ、面外振動が円板半径方向に見えやすくなると考えられる。すなわち前記板ばねはアームの両側に設ける必要があり、かつキャリッジの側面の広い部分を覆うばね構造を必要としており、キャリッジ全体の重量に対して比較的大きな割合の重量増加を必要とする。したがって結果的にアクセスタイムの悪化や主共振周波数の低下による制御帯域の狭小化といった新たな課題を解決する必要があると考えられる。
【００１２】
本件出願では、上記課題を解決すべく、ヘッド位置決め動作時の残留振動および目標トラックに追従時のディスク回転風乱による振動を低減することにより位置決め精度を向上し、それによって記録密度を向上させることを可能とし記録容量の大きい磁気ディスク装置を実現することである。また位置決め誤差を低減することにより読み出し／書き込み速度を向上させ、高速転送の可能な磁気ディスク装置のキャリッジの構造を提供している。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
キャリッジアームがサスペンション固定部と、ディスク面に略並行に配置された第１および第２の腕部とからなり、第１の腕部と第２の腕部に対向する面をもつ拘束部材を設け、前記拘束部材と第１の腕部、および前記拘束部材と第２の腕部とが粘弾性体を介して連結されかつ前記拘束部材と胴体部が接着により固定されている構成とした。アームの中央部に減衰構造を設け、アームの剛性の対称性・軽量化と、部品点数を低減した構造とできる。
【００１４】
アームの面内曲げを伴う振動モードにおいて、第１の腕部と第２の腕部それぞれの拘束部材に対する面内方向の相対変位が生じることで、各々の腕部と拘束部材との間に設けられた粘弾性体に大きなひずみが生じ、そのため粘弾性体の持つ減衰効果を高めることができる。一方、アームの面外曲げを伴う振動モードにおいては、第１の腕部と第２の腕部それぞれの拘束部材に対する面外方向の相対変位が生じることで、各々の腕部と拘束部材との間に設けられた粘弾性体に大きなひずみが生じ、そのため粘弾性体の持つ減衰効果を高めることができる。
【００１５】
第１の腕部および第２の腕部において、それぞれの中央部分の幅が胴体部側端部あるいはサスペンション側端部の幅よりも大きくした形状にすることで減衰効果をさらに高めることができる。これはアーム曲げ変形において同じヘッド変位で比較した場合に、端部の剛性が相対的に低いために中央の幅の広い部分が変形せず、端部で変形が起こる。これによって第１の腕部と第２の腕部の相対変位がより大きくなり、その結果各腕部と拘束部材の間により大きなひずみを発生するためである。
【００１６】
拘束部材が胴体部に固定されている構造であれば拘束部材は変位することなく、それぞれ同じ面外方向に変位した第１の腕部と第２の腕部との間に設けられた粘弾性体による減衰効果がある。仮に、拘束部材が胴体部に固定されず、第１の腕部と第２の腕部のみによって支持されている場合を考えると、第１の腕部と第２の腕部がそれぞれ同じ面外方向に変位した際には、第１の腕部と第２の腕部と拘束部材及び粘弾性体が一体となって変位してしまい粘弾性体による減衰が不充分になってしまうためである。
【００１７】
前記拘束部材と胴体部は必ずしも接着されている必要はなく、粘弾性体による支持でも構わない。この場合、第１の腕部および第２の腕部と拘束部材の間にある粘弾性体に加え、前記拘束部材と胴体部の間にある粘弾性体も減衰に寄与することになる。同じ相対変位の条件下で、前記拘束部材と胴体部を接着した場合と粘弾性体によって支持した場合とを比較すると、粘弾性体によって支持する方法では相対変位に対するひずみを分け合う粘弾性体の合計面積が広くなるので、結果的に１箇所の粘弾性体のひずみが少なくなる。
【００１８】
第１の腕部と第２の腕部の内側面に対向した面をもつ拘束部材が、第１の腕部と第２の腕部の間に配置され、かつ第１の腕部と第２の腕部とが粘弾性体を介して連結された構造にすること、つまり拘束部材と粘弾性体がすっぽりとアームの孔部に収まってしまう構造にすることにより、アームの厚さを増加させることなく減衰構造とできる。
【００１９】
磁気ヘッドの電気信号用配線部にあたるロングテール部が第１の腕部と第２の腕部の間に配置され、かつ前記ロングテール部が前記拘束部材を兼ねた構造することにより、部品点数を削減できる。
【００２０】
各アームを独立した部品とし、複数のアームをスタックすることによってキャリッジとする構造により、各アームの拘束部材および粘弾性体等を配置した後に組み立てる事が可能になり、作業性を大幅に向上できる。
【００２１】
各アームの拘束部材があらかじめ一体となっている構造であり、部品点数を削減し、かつ作業工数を低減することができる。
【００２２】
拘束部材に、粘弾性体を押しつけるための孔部を設けることにより、組立性良い構造とできる。
【００２３】
拘束部材は樹脂などの軽量な材料を使用し、キャリッジ全体を軽量化し、アクセスタイムの低下や、主共振周波数の低下による制御帯域の狭小化その他の不都合を極力排除できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用した第１の実施例であるキャリッジの上面図、図２はキャリッジの組立て方法を示した斜視図である。また本発明のキャリッジを搭載した磁気ディスク装置の例を図３に示す。
【００２５】
キャリッジ１の先端にはサスペンション２を介して磁気ヘッド（図示せず）を搭載したスライダ３が取り付けられている。コイル４に電流を流すことによりボイスコイルモータ５とコイル４の間に力が発生し、軸受け部を中心にキャリッジ１が回転し、スライダ３をディスク６上の任意の半径位置に位置決めすることができる。
【００２６】
キャリッジアーム７は、キャリッジアームの第１の腕部８ａと第２の腕部８ｂとサスペンション固定部９からなるが、アーム中央部１０ａおよび１０ｂのディスク面と平行な面に粘弾性体１１を介してＴ字形状をした拘束板１２が橋渡しするように貼り付けられており、またＴ字形状の残りの一端はアーム根元部１３に接着により固定されている。この例では、拘束板１２は５０〜２００μｍ程度の厚さのステンレス鋼板であり、粘弾性体１１は５０〜１００μｍ程度の厚さの粘着材料である。
【００２７】
また、第１の腕部８ａおよび第２の腕部８ｂにおいて、それぞれの中央部分の幅が胴体部側端部あるいはサスペンション側端部の幅よりも大きくした形状になっている。これはアーム曲げ変形において同じヘッド変位で比較した場合に、端部の剛性が相対的に低いために中央の幅の広い部分が変形せず、端部で変形が起こる。これによって第１の腕部８ａと第２の腕部８ｂの相対変位がより大きくなり、一方拘束板１２が胴体部１４の近傍に接着固定されており、しかも十分に剛であるためその長さは不変であることから、粘弾性体１１にせん断ひずみを生じることになる。このひずみエネルギーを粘弾性体１１は熱エネルギーに変換して消散することで減衰効果が発生する。このメカニズムによれば粘弾性体１１に生じるひずみが大きければ、すなわち拘束板１２と各腕部の中央部１０ａおよび１０ｂとの相対変位が大きいほど、費消されるエネルギーが大きくなりより減衰効果が高まることになる。
【００２８】
また、図２のように、それぞれのキャリッジアームは独立した部品となっており、複数のアームをスタックすることによってキャリッジが構成される方式になっている。各アームの拘束部材および粘弾性体等をあらかじめ配置した後に組み立てる事が可能であり、すべてのアームに減衰構造を付加することにより、効果的な振動の低減が可能であるのは明らかであるとともに、作業性を大幅に向上させる事ができる。
【００２９】
図４は本発明を適用した第２の実施例であるキャリッジの斜視図、図５はキャリッジの組立て方法を示した斜視図である。
キャリッジアーム７には腕部８ａおよび８ｂおよびサスペンション固定部９および胴体部１４で囲まれた孔部１７が設けられており、これに内接する形でアームダンパ本体１５が配置されている。アームダンパ本体１５の材質は樹脂であり、図５のように各アームの拘束部材が一体となった構造をしており、かつ胴体部１４にアームダンパ固定部１８を介して接着によって固定されている。また、回転する円板との干渉を避けるため、各アーム間の円板位置がくびれた構造とし、各アームの拘束部材はアームと同じ厚さとした。各アームの２本の腕部と拘束部材の間に配置された粘弾性体１６は、この例では５０〜２００μｍ程度の厚さの粘着材料である。
【００３０】
アーム形状は実施例１での場合と同様、第１の腕部８ａおよび第２の腕部８ｂにおいて、それぞれの中央部分の幅が胴体部側端部あるいはサスペンション側端部の幅よりも大きくした形状になっている。
また、アームダンパ本体１５には作業性をよくするための押し付け孔２０が設けられている。
本実施例では各アームの拘束部材をまとめて一つの部品とすることで、部品点数の大幅削減と作業性の向上が図られている。また、アームの内側面を粘弾性体貼りつけ面とすることにより、拘束部材と粘弾性体がすっぽりとアームの孔部に収まってしまう構造にすることができ、アームの厚さを増加させることなく減衰機構を付加させることが可能となる本方法は、ディスク装置の薄型化に関しても非常に有効な手段となる。
【００３１】
次に、本実施例の組立方法について図５を用いて解説する。まず、各アームの拘束部材が一体となっているアームダンパ本体１５の、各々のアームの腕部に対抗する面に、あらかじめ粘弾性体１６を貼りつける。粘弾性体１６の数量は、各アームにつき２枚となる。
【００３２】
一方キャリッジの孔部１７の胴体部側にはあらかじめアームダンパ固定部１８が接着によって設置されている。これは、バリ取り加工上、もともとある段差をなくすのが難しいため胴体部１４に直接アームダンパ本体１５を取りつけることができないためで、別部品であるアームダンパ固定部１８により、アームダンパ本体１５を取りつける面を平らにするねらいがある。またアームダンパ固定部１８のアームダンパを取りつける面の表面には接着剤を流し込む溝部１９が設けてある。
【００３３】
次に、キャリッジの上方からアームダンパ本体１５を孔部１７に差し入れる。この際、粘弾性体１６とアームの腕部８ａおよび８ｂが誤って接触しないようアームダンパ本体１５をアームダンパ固定部１８に押し当ててスライドさせながら挿入する。また、粘弾性体１５とアーム腕部８ａおよび８ｂの間に０．２ｍｍのクリアランスを設けてある。アームダンパ本体１５を挿入した後、アームダンパ本体１５の中央に設けられた押しつけ孔２０に棒を差しこみ、ヘッド方向側に押しつけて粘弾性体１６をアーム腕部８ａおよび８ｂに粘着させる。アームの孔部１７は、ヘッド側に近付くほど幅が狭くなっており、ヘッド方向側に直線的に押しつけるだけで粘着が可能な構造となっている。最後に、アームダンパ本体１５とアームダンパ固定部１８を接着する。その際、アームダンパ固定部１８に設けた溝部１９に接着剤を流し込むことによって接着固定を行う。
【００３４】
図６は本発明を適用した第３の実施例であるキャリッジの上面図である。キャリッジアーム７には腕部８ａおよび８ｂおよびサスペンション固定部９および胴体部１４で囲まれた孔部１７が設けられており、この孔部１７にあらかじめ材質が樹脂のアームダンパ部材２１をモールド成形する。このアームダンパ部材２１はアームの腕部８ａおよび８ｂとの間に５０μｍから２００μｍの幅の隙間が設けてあり、ここに液体状の粘弾性体２２を流し込み、固着させることによってアームダンパ部材２１と腕部８ａおよび８ｂの間を埋める。これにより、アームダンパ部材の取りつけ工程などを大幅に省く事ができ、工数と部品点数の大幅な低減が可能となる。
【００３５】
本発明の第１および第２および第３の実施例によるキャリッジを用いることで、アームの面内曲げを伴う種々の振動モードに対して高い減衰効果を与えることができる。特にヘッド位置決め動作時の残留振動および目標シリンダに追従時のアームの風乱振動を低減し、読み出し／書き込み速度を向上させ、高速転送が可能なかつ信頼性に優れた磁気ディスク装置を提供することができる。
【００３６】
以上の説明において、面内とは、ディスク面に平行な面に沿った方向を指し、面外とはディスク面に垂直な軸線方向を指すものとする。尚、以上の説明で用いた図面は、説明の関係上、縦横比、各部の寸法比は必ずしも正しくない。
【００３７】
以上をまとめて本願サスペンションの特徴を下記に列挙する。
１．ディスクに情報を読み書きをする磁気ヘッドを搭載するスライダと、スライダを保持しスライダに所定の荷重を与えるためのサスペンションと、サスペンションを固定するためのキャリッジアームと、ピボットシャフトおよびＶＣＭコイルを有する胴体部からなるキャリッジにおいて、キャリッジアームがサスペンション固定部と、ディスク面に略並行に配置された第１および第２の腕部とからなり、第１の腕部と第２の腕部に対向する面をもつ拘束部材を設け、前記拘束部材と第１の腕部、および前記拘束部材と第２の腕部とが粘弾性体を介して連結され、かつ、前記拘束部材と前記胴体部あるいは前記胴体部付近が接着により固定されていることを特徴としたキャリッジ。
【００３８】
２．ディスクに情報を読み書きをする磁気ヘッドを搭載するスライダと、スライダを保持しスライダに所定の荷重を与えるためのサスペンションと、サスペンションを固定するためのキャリッジアームと、ピボットシャフトおよびＶＣＭコイルを有する胴体部からなるキャリッジにおいて、キャリッジアームがサスペンション固定部と、ディスク面に略並行に配置された第１および第２の腕部とからなり、第１の腕部と第２の腕部に対向する面をもつ拘束部材を設け、前記拘束部材と第１の腕部、前記拘束部材と第２の腕部、および前記拘束部材と前記胴体部あるいは前記胴体部付近とが粘弾性体を介して連結されていることを特徴としたキャリッジ。
【００３９】
３．ディスクに情報を読み書きをする磁気ヘッドを搭載するスライダと、スライダを保持しスライダに所定の荷重を与えるためのサスペンションと、サスペンションを固定するためのキャリッジアームと、ピボットシャフトおよびＶＣＭコイルを有する胴体部からなるキャリッジにおいて、キャリッジアームがサスペンション固定部と、ディスク面に略並行に配置された第１および第２の腕部とからなり、第１の腕部と第２の腕部の内側面に対向した面をもつ拘束部材が、第１の腕部と第２の腕部の間に配置され、かつ前記拘束部材と前記胴体部あるいは前記胴体部付近とが接着により固定され、かつ前記拘束部材が第１の腕部と第２の腕部とに粘弾性体を介して連結されていることを特徴としたキャリッジ。
【００４０】
４．ディスクに情報を読み書きをする磁気ヘッドを搭載するスライダと、スライダを保持しスライダに所定の荷重を与えるためのサスペンションと、サスペンションを固定するためのキャリッジアームと、ピボットシャフトおよびＶＣＭコイルを有する胴体部からなるキャリッジにおいて、キャリッジアームがサスペンション固定部と、ディスク面に略並行に配置された第１および第２の腕部とからなり、第１の腕部と第２の腕部の内側面に対向した面をもつ拘束部材が、第１の腕部と第２の腕部の間に配置され、かつ前記拘束部材と前記胴体部あるいは前記胴体部付近とが粘弾性体を介して連結され、かつ前記拘束部材が第１の腕部と第２の腕部とに粘弾性体を介して連結されていることを特徴としたキャリッジ。
【００４１】
５．上記１に記載のキャリッジにおいて、前記磁気ヘッドの電気信号用配線部にあたるロングテール部が第１の腕部と第２の腕部の間に配置され、かつ前記ロングテール部が前記拘束部材を兼ねた構造となっていることを特徴としたキャリッジ。
６．上記２に記載のキャリッジにおいて、前記磁気ヘッドの電気信号用配線部にあたるロングテール部が第１の腕部と第２の腕部の間に配置され、かつ前記ロングテール部が前記拘束部材を兼ねた構造となっていることを特徴としたキャリッジ。
７．上記１に記載のキャリッジにおいて、それぞれのアームが独立した部品となっており、複数のアームをスタックする事によってキャリッジが構成されることを特徴としたキャリッジ。
８．上記２に記載のキャリッジにおいて、それぞれのアームが独立した部品となっており、複数のアームをスタックする事によってキャリッジが構成されることを特徴としたキャリッジ。
【００４２】
９．上記３に記載のキャリッジにおいて、それぞれのアームが独立した部品となっており、複数のアームをスタックする事によってキャリッジが構成されることを特徴としたキャリッジ。
１０．上記４に記載のキャリッジにおいて、それぞれのアームが独立した部品となっており、複数のアームをスタックする事によってキャリッジが構成されることを特徴としたキャリッジ。
１１．上記５に記載のキャリッジにおいて、それぞれのアームが独立した部品となっており、複数のアームをスタックする事によってキャリッジが構成されることを特徴としたキャリッジ。
１２．上記６に記載のキャリッジにおいて、それぞれのアームが独立した部品となっており、複数のアームをスタックする事によってキャリッジが構成されることを特徴としたキャリッジ。
【００４３】
１３．上記３に記載のキャリッジにおいて、各アームの前記拘束部材が一体となっていることを特徴としたキャリッジ。
１４．上記３に記載のキャリッジにおいて、前記拘束部材があらかじめ前記アームとモールド形成されており、前記拘束部材と第１の腕部の間および前記拘束部材と第２の腕部の間にある隙間に液体粘弾性体を注入し、固着させることによって、前記拘束部材と第１の腕部の間および前記拘束部材と第２の腕部の間に粘弾性体を配置することを特徴としたキャリッジ。
１５．上記３に記載のキャリッジにおいて、前記拘束部材があらかじめ前記アームとモールド形成されており、前記拘束部材と第１の腕部の間および前記拘束部材と第２の腕部の間をすべてモールで連結したことを特徴としたキャリッジ。
１６．上記３に記載のキャリッジにおいて、前記拘束部材に、前記粘弾性体を押しつけるための孔部を設けたことを特徴とするキャリッジ。
１７．上記１３に記載のキャリッジにおいて、前記拘束部材に、前記粘弾性体を押しつけるための孔部を設けたことを特徴とするキャリッジ。
１８．上記１から上記１７までに記載のキャリッジにおいて、第１の腕部および第２の腕部において、それぞれの中央部分の幅が胴体部側端部あるいはサスペンション側端部の幅よりも大きい形状にしたことを特徴とするキャリッジ。
【００４４】
【発明の効果】
アームの面内曲げおよび面外曲げを伴う種々の振動モードに対して高い減衰効果を与えることができる。キャリッジの振動を抑えて位置決め誤差を低減できる。高記録密度の磁気ディスク装置を提供することができる。また、読み出し／書き込み速度を向上させることができるので、高速転送の可能な磁気ディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例であるキャリッジの上面図である。
【図２】第１の実施例であるキャリッジの組立て方法を示した斜視図である。
【図３】第１の実施例を用いた磁気ディスク装置の模式図である。
【図４】第２の実施例であるキャリッジの斜視図である。
【図５】第２の実施例であるキャリッジの組立て方法を示した斜視図である。
【図６】第３の実施例であるキャリッジの上面図である。
【符号の説明】
１…キャリッジ、２…サスペンション、
３…スライダ、４…コイル、
５…ボイスコイルモータ、６…ディスク、
７…キャリッジアーム、８…キャリッジアームの腕部、
９…サスペンション固定部、１０…アーム中央部、
１１…粘弾性体、１２…拘束板、
１３…アーム根元部、１４…胴体部、
１５…アームダンパ本体、１６…粘弾性体、
１７…アーム孔部、１８…アームダンパ固定部、
１９…溝部、２０…押しつけ孔、
２１…アームダンパ部材。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a carriage of a magnetic disk device, and more particularly to a carriage structure suitable for positioning a magnetic head.
[0002]
[Prior art]
In recent years, magnetic disk devices have been required to improve recording density in order to increase recording capacity. For this purpose, it is important to increase the positioning accuracy of the magnetic head. However, as an impediment to improving the positioning accuracy, positioning errors due to the rotation of the disk and the vibration of the mechanical system due to the positioning operation of the carriage, and the outside of the magnetic disk device Positioning error that occurs when vibration is applied from the above. In order to reduce these positioning errors, it is necessary to widen the control band of positioning control or reduce the vibration of the mechanism system.
[0003]
Among them, in the vibration of the mechanical system due to the positioning operation of the carriage, each part of the carriage is excited by the driving force input to the carriage during the positioning to the target track in the head moving operation from the track to the other track. The generated vibration component is large.
[0004]
In particular, a vibration mode involving in-plane bending and out-of-plane bending of a carriage arm (hereinafter simply referred to as an “arm”) has a large influence because the head at the tip of the arm is swung in a swing type carriage. .
[0005]
Even when the head moves to the target track and is following the track, the vibration component generated by exciting each part of the arm due to the turbulence generated by the rotation of the disk cannot be ignored. In particular, the first-order vibration component in the arm in-plane bending often occurs in the vicinity of several hundred Hz to 1 kHz, which may cause a problem.
[0006]
Here, the arm in-plane bending primary mode and the arm out-of-plane bending primary mode are modes in which each of a plurality of arms is deformed like a primary bending of a cantilever beam, and the surface of the arm. The internal bending secondary mode and the arm out-of-plane bending secondary mode are modes in which each of a plurality of arms is deformed like secondary bending of a cantilever beam.
[0007]
Furthermore, there is a problem that the read / write speed of the disk device decreases because the time until data can be read or written increases due to residual vibration in the positioning operation.
[0008]
As a method of reducing such residual vibration, there is a method of reducing vibration with a viscoelastic body as described in JP-A-4-168671.
This method has a structure including at least a pair of spring means in which one end is fixed to the body portion and the other end acts a spring force on the arm via the viscoelastic body. This causes a relative displacement between the arm and the leaf spring in a vibration mode involving out-of-plane bending of the arm, which causes distortion in the viscoelastic body arranged between the two, and attenuates the vibration of the arm. It is a mechanism to do.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 4-168671
[Problems to be solved by the invention]
According to the method of Japanese Patent Laid-Open No. 4-168671, a damping effect due to the distortion of the viscoelastic body can be expected in the vibration mode involving out-of-plane bending of the arm, but for the vibration mode involving in-plane bending of the arm, Since the displacement direction of the arm matches the pressing direction of the leaf spring, the arm, viscoelastic body and leaf spring will vibrate together, and the viscoelastic body is not distorted and a damping effect is obtained. There is a problem that can not be.
[0011]
Another problem is that the arm is deformed due to the structure in which the arm is pressed from the side by a leaf spring. Considering the case where the arm is pushed only from one side with a leaf spring, particularly in the case of the rotary actuator system, there is a case where the head is off-tracked with time and the distance between the heads changes from the initial state and increases. Further, in this case, it is considered that the arm rigidity is unbalanced and the out-of-plane vibration is easily seen in the radial direction of the disk. That is, the leaf springs need to be provided on both sides of the arm, and require a spring structure that covers a wide portion of the side surface of the carriage, which requires a relatively large increase in weight relative to the weight of the entire carriage. Therefore, as a result, it is considered that it is necessary to solve new problems such as the narrowing of the control band due to the deterioration of the access time and the decrease of the main resonance frequency.
[0012]
In the present application, in order to solve the above problems, the positioning accuracy is improved by reducing the residual vibration during head positioning operation and the vibration caused by the disk rotation turbulence when following the target track, thereby improving the recording density. To realize a magnetic disk device with a large recording capacity. Further, a read / write speed is improved by reducing positioning errors, and a carriage structure of a magnetic disk device capable of high-speed transfer is provided.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A carriage arm includes a suspension fixing portion and first and second arm portions arranged substantially parallel to the disk surface, and a restraining member having a surface facing the first arm portion and the second arm portion is provided. The restraining member and the first arm portion, and the restraining member and the second arm portion are connected via a viscoelastic body, and the restraining member and the body portion are fixed by adhesion. A damping structure is provided in the central part of the arm, making it possible to achieve a structure in which the rigidity of the arm is symmetrical and light, and the number of parts is reduced.
[0014]
In the vibration mode with in-plane bending of the arm, the relative displacement in the in-plane direction with respect to the restraining member of each of the first arm portion and the second arm portion is generated, so that it is provided between each arm portion and the restraining member. A large strain occurs in the obtained viscoelastic body, so that the damping effect of the viscoelastic body can be enhanced. On the other hand, in the vibration mode accompanied by the out-of-plane bending of the arm, the relative displacement in the out-of-plane direction with respect to the restraining member of each of the first arm portion and the second arm portion occurs, so that each arm portion and the restraining member A large strain is generated in the viscoelastic body provided therebetween, so that the damping effect of the viscoelastic body can be enhanced.
[0015]
In the first arm portion and the second arm portion, the damping effect can be further enhanced by making the width of the central portion larger than the width of the body side end portion or the suspension side end portion. This is because, when compared with the same head displacement in arm bending deformation, the rigidity of the end portion is relatively low, so that the wide portion at the center is not deformed, and deformation occurs at the end portion. This is because the relative displacement between the first arm portion and the second arm portion is thereby increased, and as a result, a larger strain is generated between each arm portion and the restraining member.
[0016]
If the restraining member is fixed to the body portion, the restraining member is not displaced, and viscoelasticity is provided between the first arm portion and the second arm portion that are displaced in the same out-of-plane direction. There is an attenuation effect by the body. Assuming that the restraint member is not fixed to the body part and is supported only by the first arm part and the second arm part, the first arm part and the second arm part are respectively out of the same plane. This is because, when displaced in the direction, the first arm portion, the second arm portion, the restraining member, and the viscoelastic body are displaced together, and attenuation by the viscoelastic body becomes insufficient. .
[0017]
The restraining member and the body portion do not necessarily need to be bonded, and may be supported by a viscoelastic body. In this case, in addition to the viscoelastic body between the first arm portion and the second arm portion and the restraining member, the viscoelastic body between the restraining member and the body portion also contributes to attenuation. Comparing the case where the restraint member and the body portion are bonded to each other and the case where the body portion is supported by the viscoelastic body under the same relative displacement condition, the method of supporting by the viscoelastic body is the sum of the viscoelastic bodies sharing the strain with respect to the relative displacement. Since the area becomes wide, as a result, the strain of the viscoelastic body at one place is reduced.
[0018]
A restraining member having a surface facing the inner surface of the first arm portion and the second arm portion is disposed between the first arm portion and the second arm portion, and the first arm portion and the second arm portion. The thickness of the arm is increased by adopting a structure in which the arm part of the arm is connected via a viscoelastic body, that is, a structure in which the restraining member and the viscoelastic body are completely contained in the hole of the arm. Without a damping structure.
[0019]
The long tail portion corresponding to the electric signal wiring portion of the magnetic head is arranged between the first arm portion and the second arm portion, and the long tail portion also serves as the restraining member, thereby reducing the number of parts. Can be reduced.
[0020]
The structure in which each arm is an independent part and a carriage is formed by stacking a plurality of arms makes it possible to assemble after arranging the restraining member and viscoelastic body of each arm, thereby greatly improving workability. .
[0021]
In this structure, the restraining members of each arm are integrated in advance, so that the number of parts can be reduced and the number of work steps can be reduced.
[0022]
By providing a hole for pressing the viscoelastic body in the restraining member, a structure with good assemblability can be obtained.
[0023]
The restraining member is made of a light material such as a resin, so that the entire carriage is lightened, and the inconvenience can be eliminated as much as possible, such as a reduction in access time and a narrowing of the control band due to a decrease in the main resonance frequency.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a top view of a carriage according to a first embodiment to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a perspective view showing a method of assembling the carriage. FIG. 3 shows an example of a magnetic disk device equipped with the carriage of the present invention.
[0025]
A slider 3 on which a magnetic head (not shown) is mounted is attached to the tip of the carriage 1 via a suspension 2. By applying a current to the coil 4, a force is generated between the voice coil motor 5 and the coil 4, the carriage 1 rotates around the bearing portion, and the slider 3 can be positioned at an arbitrary radial position on the disk 6. it can.
[0026]
The carriage arm 7 includes a first arm portion 8a, a second arm portion 8b, and a suspension fixing portion 9 of the carriage arm, and a viscoelastic body 11 is provided on a plane parallel to the disk surface of the arm center portions 10a and 10b. The T-shaped restraint plate 12 is pasted so as to bridge, and the other end of the T-shape is fixed to the arm root portion 13 by bonding. In this example, the restraint plate 12 is a stainless steel plate having a thickness of about 50 to 200 μm, and the viscoelastic body 11 is an adhesive material having a thickness of about 50 to 100 μm.
[0027]
Further, in the first arm portion 8a and the second arm portion 8b, the width of each central portion is larger than the width of the body side end portion or the suspension side end portion. This is because, when compared with the same head displacement in arm bending deformation, the rigidity of the end portion is relatively low, so that the wide portion at the center is not deformed, and deformation occurs at the end portion. As a result, the relative displacement between the first arm portion 8a and the second arm portion 8b becomes larger, while the restraint plate 12 is bonded and fixed in the vicinity of the body portion 14 and is sufficiently rigid so that its length is long. Is invariant, and shear strain is generated in the viscoelastic body 11. The viscoelastic body 11 converts this strain energy into thermal energy and dissipates it to produce a damping effect. According to this mechanism, the greater the strain generated in the viscoelastic body 11, that is, the greater the relative displacement between the restraint plate 12 and the central portions 10a and 10b of each arm, the greater the energy consumed and the greater the damping effect. It will be.
[0028]
Further, as shown in FIG. 2, each carriage arm is an independent component, and a carriage is configured by stacking a plurality of arms. It is clear that the restraining members and viscoelastic bodies of each arm can be assembled after being arranged in advance, and it is clear that effective vibration can be reduced by adding damping structures to all the arms. Workability can be greatly improved.
[0029]
FIG. 4 is a perspective view of a carriage according to a second embodiment to which the present invention is applied, and FIG. 5 is a perspective view showing a method of assembling the carriage.
The carriage arm 7 is provided with a hole portion 17 surrounded by the arm portions 8a and 8b, the suspension fixing portion 9 and the body portion 14, and an arm damper main body 15 is disposed so as to be inscribed therein. The material of the arm damper main body 15 is resin, has a structure in which the restraining members of the respective arms are integrated as shown in FIG. 5, and is fixed to the body portion 14 by bonding via the arm damper fixing portion 18. In addition, in order to avoid interference with the rotating disk, the disk position between each arm is constricted, and the restraining member of each arm has the same thickness as the arm. The viscoelastic body 16 disposed between the two arm portions of each arm and the restraining member is an adhesive material having a thickness of about 50 to 200 μm in this example.
[0030]
The arm shape is the same as in the first embodiment, in the first arm portion 8a and the second arm portion 8b, the width of each central portion is made larger than the width of the body side end portion or suspension side end portion. It has a shape.
The arm damper main body 15 is provided with a pressing hole 20 for improving workability.
In this embodiment, the restraining members of each arm are combined into one component, so that the number of components can be greatly reduced and workability can be improved. In addition, by making the inner surface of the arm a viscoelastic body attachment surface, the restraining member and the viscoelastic body can be completely accommodated in the hole of the arm, and the thickness of the arm is increased. This method, which can add a damping mechanism without any problem, is a very effective means for reducing the thickness of the disk device.
[0031]
Next, the assembly method of the present embodiment will be described with reference to FIG. First, the viscoelastic body 16 is affixed in advance to the surface of the arm damper main body 15 in which the restraining members of the arms are integrated against the arm portion of each arm. The number of viscoelastic bodies 16 is two for each arm.
[0032]
On the other hand, an arm damper fixing portion 18 is installed in advance on the body side of the carriage hole portion 17 by bonding. This is because it is difficult to eliminate a certain level difference from the viewpoint of deburring, so the arm damper main body 15 cannot be directly attached to the body portion 14, and the surface to which the arm damper main body 15 is attached by the arm damper fixing portion 18 which is a separate part. There is an aim to flatten. Further, a groove portion 19 into which an adhesive is poured is provided on the surface of the arm damper fixing portion 18 where the arm damper is attached.
[0033]
Next, the arm damper main body 15 is inserted into the hole 17 from above the carriage. At this time, the arm damper body 15 is pressed against the arm damper fixing portion 18 and inserted while being slid so that the viscoelastic body 16 and the arm portions 8a and 8b of the arm do not accidentally contact each other. Further, a clearance of 0.2 mm is provided between the viscoelastic body 15 and the arm arm portions 8a and 8b. After the arm damper main body 15 is inserted, a stick is inserted into the pressing hole 20 provided in the center of the arm damper main body 15 and pressed toward the head direction side to adhere the viscoelastic body 16 to the arm arm portions 8a and 8b. The hole 17 of the arm becomes narrower as it approaches the head side, and has a structure that allows adhesion by simply pressing linearly against the head direction side. Finally, the arm damper main body 15 and the arm damper fixing portion 18 are bonded. At that time, the adhesive is fixed by pouring an adhesive into the groove portion 19 provided in the arm damper fixing portion 18.
[0034]
FIG. 6 is a top view of a carriage according to a third embodiment to which the present invention is applied. The carriage arm 7 is provided with a hole portion 17 surrounded by the arm portions 8a and 8b, the suspension fixing portion 9 and the body portion 14, and an arm damper member 21 made of a resin is molded in the hole portion 17 in advance. The arm damper member 21 is provided with a gap having a width of 50 μm to 200 μm between the arm portions 8 a and 8 b of the arm. The liquid viscoelastic body 22 is poured and fixed to the arm damper member 21 and the arm portion. Fill between 8a and 8b. As a result, it is possible to greatly omit the step of attaching the arm damper member, and it is possible to significantly reduce the man-hours and the number of parts.
[0035]
By using the carriages according to the first, second, and third embodiments of the present invention, a high damping effect can be given to various vibration modes involving in-plane bending of the arm. In particular, it is possible to reduce the residual vibration during head positioning operation and the turbulent vibration of the arm when following the target cylinder, improve the read / write speed, and provide a magnetic disk device capable of high-speed transfer and excellent in reliability. it can.
[0036]
In the above description, “in-plane” refers to a direction along a plane parallel to the disk surface, and “out-of-plane” refers to an axial direction perpendicular to the disk surface. In the drawings used in the above description, the aspect ratio and the dimensional ratio of each part are not necessarily correct for the sake of explanation.
[0037]
The features of the present suspension are listed below in summary.
1. A slider having a magnetic head for reading and writing information on a disk, a suspension for holding the slider and applying a predetermined load to the slider, a carriage arm for fixing the suspension, a body portion having a pivot shaft and a VCM coil In this carriage, the carriage arm includes a suspension fixing portion and first and second arm portions arranged substantially parallel to the disk surface, and has a surface facing the first arm portion and the second arm portion. A restraining member, the restraining member and the first arm part, and the restraining member and the second arm part are connected via a viscoelastic body, and the restraining member and the body part or the body part A carriage characterized in that the vicinity is fixed by adhesion.
[0038]
2. A slider having a magnetic head for reading and writing information on a disk, a suspension for holding the slider and applying a predetermined load to the slider, a carriage arm for fixing the suspension, a body portion having a pivot shaft and a VCM coil In this carriage, the carriage arm includes a suspension fixing portion and first and second arm portions arranged substantially parallel to the disk surface, and has a surface facing the first arm portion and the second arm portion. The restraining member has a first arm portion, the restraining member and the second arm portion, and the restraining member and the body portion or the vicinity of the body portion are connected via a viscoelastic body. A carriage characterized by
[0039]
3. A slider having a magnetic head for reading and writing information on a disk, a suspension for holding the slider and applying a predetermined load to the slider, a carriage arm for fixing the suspension, a body portion having a pivot shaft and a VCM coil In this carriage, the carriage arm includes a suspension fixing portion and first and second arm portions disposed substantially parallel to the disk surface, and faces the inner surfaces of the first arm portion and the second arm portion. A restraining member having a curved surface is disposed between the first arm portion and the second arm portion, and the restraining member and the body portion or the vicinity of the body portion are fixed by adhesion, and the restraining member is A carriage characterized in that it is connected to a first arm part and a second arm part via a viscoelastic body.
[0040]
4). A slider having a magnetic head for reading and writing information on a disk, a suspension for holding the slider and applying a predetermined load to the slider, a carriage arm for fixing the suspension, a body portion having a pivot shaft and a VCM coil In this carriage, the carriage arm includes a suspension fixing portion and first and second arm portions disposed substantially parallel to the disk surface, and faces the inner surfaces of the first arm portion and the second arm portion. A restraining member having a curved surface is disposed between the first arm portion and the second arm portion, and the restraining member and the body portion or the vicinity of the body portion are connected via a viscoelastic body, and A carriage characterized in that the restraining member is connected to a first arm portion and a second arm portion via a viscoelastic body.
[0041]
5. 2. The carriage according to 1, wherein a long tail portion corresponding to an electric signal wiring portion of the magnetic head is disposed between the first arm portion and the second arm portion, and the long tail portion also serves as the restraining member. Carriage characterized by its structure.
6). 3. The carriage according to 2 above, wherein a long tail portion corresponding to an electric signal wiring portion of the magnetic head is disposed between the first arm portion and the second arm portion, and the long tail portion also serves as the restraining member. Carriage characterized by its structure.
7). 2. The carriage according to 1 above, wherein each arm is an independent component, and the carriage is configured by stacking a plurality of arms.
8). 3. The carriage according to 2 above, wherein each arm is an independent part, and the carriage is configured by stacking a plurality of arms.
[0042]
9. 4. The carriage according to claim 3, wherein each arm is an independent part, and the carriage is configured by stacking a plurality of arms.
10. 5. The carriage according to claim 4, wherein each arm is an independent component, and the carriage is configured by stacking a plurality of arms.
11. 6. The carriage according to claim 5, wherein each arm is an independent component, and the carriage is configured by stacking a plurality of arms.
12 7. The carriage according to claim 6, wherein each arm is an independent part, and the carriage is configured by stacking a plurality of arms.
[0043]
13. 4. The carriage according to claim 3, wherein the restraining member of each arm is integrated.
14 4. The carriage according to 3 above, wherein the restraining member is molded with the arm in advance, and a liquid is placed in a gap between the restraining member and the first arm portion and between the restraining member and the second arm portion. A carriage characterized in that a viscoelastic body is disposed between the restraining member and the first arm portion and between the restraining member and the second arm portion by injecting and fixing a viscoelastic body.
15. 4. The carriage according to claim 3, wherein the restraining member is molded with the arm in advance, and the restraint member and the first arm portion and the restraint member and the second arm portion are all connected by molding. Carriage characterized by
16. 4. The carriage according to claim 3, wherein a hole for pressing the viscoelastic body is provided in the restraining member.
17. 14. The carriage according to 13, wherein a hole for pressing the viscoelastic body is provided in the restraining member.
18. In the carriage described in 1 to 17 above, in the first arm portion and the second arm portion, the width of each central portion is larger than the width of the body side end portion or the suspension side end portion. A carriage characterized by that.
[0044]
【The invention's effect】
A high damping effect can be given to various vibration modes involving in-plane bending and out-of-plane bending of the arm. Positioning errors can be reduced by suppressing carriage vibration. A magnetic disk device having a high recording density can be provided. In addition, since the read / write speed can be improved, a magnetic disk device capable of high-speed transfer can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view of a carriage according to a first embodiment.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a carriage assembling method according to the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic diagram of a magnetic disk device using the first embodiment.
FIG. 4 is a perspective view of a carriage according to a second embodiment.
FIG. 5 is a perspective view showing a carriage assembling method according to a second embodiment.
FIG. 6 is a top view of a carriage according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ... carriage 2 ... suspension
3 ... slider, 4 ... coil,
5 ... Voice coil motor, 6 ... Disc,
7 ... Carriage arm, 8 ... Arm part of carriage arm,
9 ... Suspension fixing part, 10 ... Arm central part,
11 ... Viscoelastic body, 12 ... Restraint plate,
13 ... arm base part, 14 ... trunk part,
15 ... Arm damper body, 16 ... Viscoelastic body,
17 ... arm hole, 18 ... arm damper fixing part,
19 ... groove, 20 ... pressing hole,
21 ... Arm damper member.

Claims

A slider having a magnetic head for reading / writing information on a disk, a suspension for holding the slider and applying a predetermined load to the slider, a carriage arm for fixing the suspension, a body portion having a pivot shaft and a VCM coil In a carriage consisting of
A carriage arm suspension fixing portion, and first and second arm portions disposed substantially parallel to the disk surface,
A restraining member having a surface facing the inner surface of the first arm portion and the second arm portion is disposed between the first arm portion and the second arm portion, and the restraining member and the body portion or A carriage characterized in that the vicinity of the body portion is fixed by adhesion, and the restraining member is connected to the first arm portion and the second arm portion via a viscoelastic body.

A slider having a magnetic head for reading / writing information on a disk, a suspension for holding the slider and applying a predetermined load to the slider, a carriage arm for fixing the suspension, a body portion having a pivot shaft and a VCM coil In a carriage consisting of
A carriage arm suspension fixing portion, and first and second arm portions disposed substantially parallel to the disk surface,
A restraining member having a surface facing the inner surface of the first arm portion and the second arm portion is disposed between the first arm portion and the second arm portion, and the restraining member and the body portion or A carriage characterized in that the vicinity of the body portion is connected via a viscoelastic body, and the restraining member is connected to the first arm portion and the second arm portion via a viscoelastic body.

The carriage according to claim 1.
The carriage, wherein the restraining member and the body portion or the vicinity of the body portion are bonded and fixed via a damper fixing member.

A magnetic disk device comprising the carriage according to claim 1.