JP3966198B2 - ヘッド支持装置およびこれを用いたディスク装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピュータ等の記録再生装置として用いられる浮上形のヘッドを有するディスク装置、例えば磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置等が備えるヘッド支持装置において、ヘッドを支持してディスクのデータ記録面上を目標位置に移動して位置決めするヘッド支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク装置（ＨＤＤ）等のディスク記録再生装置（以下ディスク装置と略記する）は、ヘッドにより記録媒体であるディスクの記録面に対して、データの記録再生を行う。ＨＤＤでは、ヘッド支持装置が設けられて、これにより、ヘッドはディスクのデータ記録面に対して、所定の間隔を以て浮上した状態で支持されて、ディスク上を半径方向に移動（回転移動）するように構成されており、これらの構成、構造を含めて多くの提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、従来の浮上形のヘッドを有するディスク装置のヘッド支持装置の一例として、ＨＤＤ等の磁気記録再生装置におけるヘッド支持装置について、磁気記録再生装置の主要部の構成を平面図で示した図９、およびヘッド支持装置の構成と作用を説明するために要部斜視図で示した図１０を用いて説明する。
【０００４】
図９において、ヘッド支持装置７１は、比較的剛性の低い支持アーム７２、板ばね部７３、比較的剛性の高いベースアーム７４、支持アーム７２の一方の端部であってディスクに対向する面に設けられたスライダ７５、およびこのスライダ７５に搭載されたヘッド（図示せず）から構成されている。支持アーム７２は比較的剛性が低く設計されており、その他方の端部は折り曲げられて板ばね部７３を構成し、この板ばね部７３がベースアーム７４に接続されている。さらに、ベースアーム７４は、回動軸受部７６で回動自在に軸支され、ベースアーム７４に取り付けられた駆動手段７７により、ヘッド支持装置７１はディスク７８面に平行な方向に所定の角度範囲で回動することができる。なお、ヘッド支持装置７１、回動軸受部７６および駆動手段７７からヘッド駆動装置７０が構成される。
【０００５】
ディスク７８は回転駆動手段７９によって所定の回転速度で回転する。磁気記録再生装置の記録再生時には、ディスク７８の回転に伴って生じる空気流による浮揚力と、スライダ７５をディスク７８面側へ付勢する付勢力との力の釣り合いにより、スライダ７５は一定の浮上量で浮上し、ヘッドはこの一定の浮上状態で記録再生を行う。なお、ディスク７８面側へスライダ７５を付勢する力は、ヘッド支持装置７１の板ばね部７３により主として加えられる。
【０００６】
すなわち、記録再生時には、ヘッド支持装置７１は、ベースアーム７４に設けられた駆動手段７７により、回動軸受部７６を中心として回動し、スライダ７５に搭載されたヘッドがディスク７８表面から所定の浮上量で浮上した状態で所定のトラックに位置決めされて、記録再生が行われる。
【０００７】
さらに、図１０を用いて、ヘッド支持装置７１の構成および作用について説明する。図１０は、図９のヘッド支持装置７１における磁気ヘッドが設けられた部分の要部斜視図である。
【０００８】
図１０において、磁気ヘッド（図示せず）は、支持アーム７２の一端の下面側に設けられたスライダ７５の磁気記録媒体（図示せず）との対向面に設けられている。一方、支持アーム７２の他端が折り曲げられて板ばね部７３が構成され、板ばね部７３がベースアーム７４に係止されている。磁気記録媒体の上下動（面振れ等による）や、量産時のスライダ７５と磁気記録媒体との間の距離の製造バラツキ等によるスライダ７５の磁気記録媒体への荷重が変化することを抑えるために、板ばね部７３には切り欠き部８０が設けられ、板ばね部７３の剛性を下げるとともに、ばね定数を小さくして、柔軟性を持たせるような構成となっている。
【０００９】
このようなヘッド支持装置においては、ディスクへの記録再生時にディスクの上下動が生じても、スライダを安定に浮上させてヘッドがディスクの所定のトラック位置からずれる、いわゆるオフトラックを防止するとともに、ディスクの上下動に対しても十分に追従できるようにするために、スライダに対して所定の荷重をディスク方向へ付勢する付勢力を主として板ばね部で印加し、支持アームは柔軟性を有する構成としてある。したがって、スライダをディスク面方向に付勢するために必要な付勢力を板ばね部により確実に確保することが要求される。また、スライダの浮上量には製造バラツキが生じるので、これによりスライダのディスク面方向への付勢力が変動することを防ぐことも必要とされる。このために、図９に例示したように支持アームに切り欠き部を設けたり薄板構造とすることで、剛性を下げるとともにばね定数も小さくして、ヘッド支持装置にある程度の柔軟性を与えて付勢力の変動を吸収することがなされている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−８２０５２号公報（第４頁、第１図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来のヘッド支持装置では、支持アームを薄板構造にしているため、主共振点の周波数、いわゆる共振周波数が低くなる。この結果、所定のトラックへ位置決めするためにヘッド支持装置が回動動作をする場合に、ねじれ等の振動モードが発生する。この振動モードをセトリング（整定）するにはある程度の時間を要し、結果としてアクセス時間を短くすることが困難になるという課題があった。
【００１２】
さらに、従来のヘッド支持装置においては、その重心は板ばね部よりもヘッドが取り付けられている部位に近いところに位置している。このため、磁気記録再生装置に外部からの強い衝撃等が加わった場合、スライダ部分ではディスクの回転によって発生する空気流による浮揚力と、スライダをディスク側へ付勢する付勢力とのバランスが崩れ、スライダがディスク表面から跳躍するような現象が発生しやすい。このような跳躍が生じると、スライダがディスクに衝突して、ディスクが磁気的または機械的損傷を生じる場合があるという課題があった。
【００１３】
また、切り欠き部を設けたり薄板構造とすることで、剛性を下げるとともにばね部のばね定数を小さくして、付勢力の変動を吸収することは可能になっていたが、ばね定数のバラツキの許容範囲を広げることは困難であったし、スライダの荷重を加えるときのばねの発生応力を小さくして、しかもスライダの押圧を大きくできるような理想的なばねの設計はほとんどなされていなかった。
【００１４】
このような課題は、上述した磁気記録再生装置だけでなく、浮上形のヘッドを有するディスク装置、例えば光ディスク装置や光磁気ディスク装置等においても同様である。
【００１５】
また、磁気記録再生装置の小型化、特に薄型化が要求されており、ヘッド支持装置の薄型化が装置の薄型化を実現するためにも必要とされている。
【００１６】
本発明は、これらの課題を解決するためになされたもので、支持アームのばね部の発生応力を小さくすることができ、ヘッドに必要十分な付勢力を与えながら、高い柔軟性を有し、耐衝撃性に優れ、かつ、薄型のヘッド支持装置およびこれを用いたディスク装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明のヘッド支持装置は、ヘッドを搭載したスライダと、スライダがフレクシャーを介して一方の端部に配設され、他方の端部の近傍にその長手方向の中心線に沿って弾性部材が一体に形成された支持アームと、支持アームに当接する一対のピボットを設けた第１のベースアームとを有し、弾性部材の先端部が第１のベースアームに固着され、かつ、弾性部材の中央部に開ロ部を設けた構成を有する。また、開口部を支持アームの中心線に対して対称に形成した構成を有する。また、開ロ部を円形状、楕円形状または多角形状に形成した構成を有する。また、開ロ部を菱形形状に形成した構成を有する。また、開ロ部をスリット形状に形成した構成を有する。さらに、開口部を支持アームの中心線に平行で弾性部材の略中心を通る線に垂直な線に対して非対称に形成した構成を有する。
【００１８】
また、上記の目的を達成するため本発明のヘッド支持装置は、ヘッドを搭載したスライダと、スライダがフレクシャーを介して一方の端部に配設され、他方の端部の近傍にその長手方向の中心線に沿って弾性部材が一体に形成された支持アームと、支持アームに当接する一対のピボットを設けた第１のベースアームとを有し、弾性部材の先端部が第１のベースアームに固着され、かつ、弾性部材に中央部がその支持アームと第１のベースアームとの連結部の幅よりも幅が狭くなる狭小部を設けた構成を有する。また、狭小部を支持アームの中心線に対して対称に形成した構成を有する。また、狭小部を半円形状、半楕円形状に形成した構成を有する。また、狭小部を多角形状に形成した構成を有する。さらに、狭小部を支持アームの中心線に平行でかつ弾性部材の略中心を通る線に垂直な線に対して非対称に形成した構成を有する。
【００１９】
これらの構成により、耐衝撃性の高い、高速アクセスが可能で、かつ、弾性部材のばね部に発生する応力を均一化でき、ばね定数を高めずに支持アームの小型化を可能にし、弾性部材のばね部の軽量化が図ることができる。
【００２０】
また、本発明のディスク装置は、上記に説明したいずれかのヘッド支持装置を備えた構成を有する。この構成により、耐衝撃性が高く、アクセス速度を向上させたディスク装置の実現を図ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１、図２は本発明の実施の形態１におけるヘッド支持アームおよびヘッド支持装置を説明するための図である。以下、ディスク装置として磁気記録再生装置を例に挙げて説明する。図１（ａ）はコンピュータの記憶装置等に用いられるディスク装置の浮上形のヘッドを有するヘッド支持装置のヘッド支持アームの構成を示す主要部斜視図、図１（ｂ）はヘッド支持アームの主要部である支持アーム部分の平面図である。図２はヘッド支持装置のヘッド支持アーム部の主要部を破断面にして示した側面図である。なお、図１は主要部の形状をより詳しく見えるようにするため、実際の配置状態とは上下逆転した形態で示している。図２は実際の配置状態を示している。
【００２３】
図１、図２において、磁気ヘッド（図示せず）を搭載したスライダ１が、例えばＳＵＳ等の金属薄板とフレキシブル配線板とが一体になったいわゆるジンバル装置を兼ね備えたフレクシャー２に固着され、さらに、フレクシャー２は支持アーム３に固着されている。支持アーム（サスペンションとも言う）３に設けられたディンプル２０（図１に図示せず）の頂点がフレクシャー２に当接し、フレクシャー２に固着されたスライダ１がディンプル２０の頂点の周りに自在に動くことができるように構成されている。支持アーム３にはその長手方向の中心線４の近傍の一部を切り欠いて舌片状をした板ばね様の弾性部材５が形成され、この舌片状をした板ばね様の弾性部材５の一端が第１のベースアーム６にスポット溶接法、超音波溶接法、レーザ溶接法等の周知の方法によって固着されている。なお、弾性部材５は支持アーム３とは異なる別個の材料部材で構成してもよく、別個の材料部材としたときには、上述の周知の溶接法等の方法によって、舌片状をした板ばね様の弾性部材５の一端を支持アーム３に、他端を第１のベースアーム６に固着する。また、第１のベースアーム６には、支持アーム３の長手方向の中心線４に対して左右が対称になる位置に２個のピボット７が設けられ、これらのピボット７のそれぞれの頂点が支持アーム３に当接している。したがって、第１のベースアーム６に配設された２個のピボット７のそれぞれの頂点を支点として、第１のベースアーム６に固着された支持アーム３の弾性部材５の弾性力に抗して支持アーム３を揺動させるように構成されており、支持アーム３に固着されたスライダ１が記録媒体（図示せず）の表面を押圧するようにスライダ１を記録媒体側に付勢している。さらに、第１のベースアーム６の他端には第２のベースアーム（図示せず）と一体化するための結合部９が形成されている。磁気ヘッドが搭載されたスライダ１、フレクシャー２、弾性部材５を有する支持アーム３および第１のベースアーム６によってヘッド支持アーム１１を構成している。
【００２４】
また、支持アーム３の長手方向の中心線４の付近の一部を中心線４に対して対称に切り欠いて弾性部材５が形成され、支持アーム３の左右両側面はそれぞれその長手方向に対して略全域にわたって連続した形状になっており、したがって、左右両側面を略全域にわたってそれぞれ曲げ加工によりサイド補強部１０を設けてもよい。支持アーム３にサイド補強部１０を設けることによって、支持アーム３の剛性を非常に大きくすることができ、支持アーム３の共振周波数を、従来の２ｋＨｚ前後から１０ｋＨｚ前後へと大幅に大きくすることができるので、ヘッド支持アーム１１の回動速度を非常に速くすることができ、したがって、アクセス速度を非常に速くすることも可能となる。
【００２５】
第１のベースアーム６と第２のベースアームとは結合部９で結合され、後述するディスク装置で説明するように、回動軸受部（図１、図２に図示せず）と回動軸受部を挟んで第１のベースアーム６とは反対側に例えばボイスコイルモータ等の駆動手段が構成されている。ヘッド支持アーム１１と第２のベースアームからヘッド支持装置が構成され、これにより記録媒体の大きさに応じて、ヘッド支持アーム１１の第１のベースアーム６または第２のベースアームのいずれかのアーム部の長さを変えて対応させることができ、大きさや種類の異なる記録媒体を有する磁気記録再生装置を作成する場合の標準化に対して実用的な構成とすることができる。
【００２６】
上述のスライダ１が記録媒体の表面を押圧する押圧力は、弾性部材５の材質、厚み、２個のピボット７のそれぞれの頂点の高さ、支持アーム３と弾性部材５の接続部あるいは固着部の位置によって任意に設定することができる。例えば、弾性部材５を剛性の高い材料で、厚く形成することにより大きな付勢力を印加することができる。あるいは、２個のピボット７の頂点の高さを高くしても、大きな付勢力を印加することもできる。また、押圧力による弾性部材５に生ずる応力は弾性部材５の形状を変更することにより小さくすることが可能であり、本発明の実施の形態１では、菱形形状をした開口部８を形成して、ばねの発生応力を小さくするように設計している。
【００２７】
次に、弾性部材５に中心線４に対して対称な開口部８を設けた場合の弾性部材５に発生する応力について図３、図４を参照して説明する。図３（ａ）は図１に示したヘッド支持アーム１１の主要部である支持アーム部分を示した平面図であり、図３（ｂ）は支持アーム部分の中心線４に沿って切断した支持アーム３および弾性部材５の断面図に、弾性部材５に垂直方向の力ｆ1が働くときのスライダ１に作用するロード荷重ｆ0、ピボット７に作用するピボット押圧力Ｆpおよび弾性部材５に全体的に働く反時計方向のモーメント−Ｍ1をそれぞれブロック矢印で模式的に記入して示している。
【００２８】
図４（ａ）は弾性部材に開口部が形成されていない場合の応力の状態を示している。
【００２９】
このとき、ばねに発生する曲げ応力分布は図中の下部に示すように、両端部が最大（σ1）となり中央は曲げ応力がゼロになる。弾性部材５のばね部の荷重発生能力の最適化を図るためには発生応力の均一化が必要となる。そこで、図４（ｂ）に示すように弾性部材５の中央部に菱形形状の開口部８を形成すると、図中の下部に示したように応力分布は、両端部の曲げ応力σ2が中央部までなだらかに続いており、均一化が図られることとなる。σ1＞σ2であるので、ばね定数は開口部８を設けない場合に比べ小さくできることが推察できる。
【００３０】
この場合、歪みエネルギとばね形状から弾性部材５の応力分布は理論的に計算でき、以下に（式１）、（式２）で示したように表わされる。
【００３１】
０＜ｘ≦ｌEでは、
【００３２】
【数１】
【００３３】
ｌE＜ｘ＜ｌAでは、
【００３４】
【数２】
【００３５】
ただし、数式中の、ｈは弾性部材５の厚さ、Ｉは弾性部材５の右端面の断面慣性モーメント、ｆ0はスライダに与える荷重力、ｎは弾性部材５における菱形形状の開口部８以外の部分が残存する割合を示す閉口率であってｎ＝ｂ／ｃで表わされ、ｒは弾性部材５の長さとばね部始点から開口部８中心までの距離の比でｒ＝ｌE／ｌA、ｍは弾性部材５の長さとばね部始点からピボット位置までの距離の比でｍ＝ｌB／ｌAである。
【００３６】
また、ばね定数Ｋは以下に（式３）で示したように表わされる。
【００３７】
【数３】
【００３８】
実際に（式１）、（式２）を用いて、板厚４０μｍ、ばね部幅１．８ｍｍ、アーム長１３ｍｍで、菱形形状の開口部を設けたＳＵＳ３０４製の弾性部材について閉口率ｎに対する応力分布を数値計算した結果を図５に示す。この結果から、閉口率ｎの値が小さい程、弾性部材の応力そのものを下げられるとともに、応力分布が均一化できることがわかる。したがって、弾性部材に開口部を設けることにより、設計の自由度が高まることになる。また、（式３）に示したばね定数の関係式から、ばね定数は極小値を取るので、ばね定数を低減できることを示している。また。弾性部材に開口部を設ければ、弾性部材の重量が低減されるので、支持アームの軽量化が図れることになる。
【００３９】
なお、上述した支持アームの弾性部材の開口部の形状は、弾性部材の長さとばね部始点から開口部中心までの距離の比ｒがｒ＝０．５となる左右対称の開口部の例で説明してきたが、本発明はこの例に限定されるものではなく、左右非対称な開口部を形成してもよい。この左右非対称な開口部を設けた弾性部材の場合も、弾性部材の応力を低下でき、応力分布は左右対称ではないが開口部の両端部でそれぞれ均一化できることが示されている。
【００４０】
また、上述した支持アームの弾性部材の開口部の数は、そのほぼ中央部に１箇所だけ設けた例で説明してきたが、本発明はこの例に限定されるものではなく、弾性部材内の複数箇所に開口部を形成してもよい。そして、開口部の配置は支持アームの中心線に対して対称に配置するのが望ましい。このように、複数箇所に配置した開口部を設けた弾性部材の場合も、弾性部材の応力を低下でき、応力分布を均一化できる。
【００４１】
また、上述の支持アームの弾性部材に設ける開口部の形状は、菱形形状で説明してきたが、本発明はこの例に限定されるものではなく、弾性部材に設ける開口部の形状は円形状、楕円形状、多角形状等の形状であってもよい。このような円形状、楕円形状、多角形状等の形状の開口部を設けた弾性部材の場合も、弾性部材の応力を低下でき、応力分布を均一化できる効果は変わらない。
【００４２】
さらに、支持アームの弾性部材に設ける開口部は菱形形状や円形状、楕円形状、多角形状等の形状で複数箇所に配置してもよい。これらのほかに、開口部をスリット状形状で複数箇所に配置することも可能である。ただし、このような場合も、支持アームの中心線に対して対称に開口部を配置することが望ましい。図６は支持アームの弾性部材に設ける各種開口部の例を示しており、これらの例のほかにも開口部の数や形状、配置箇所を組み合わせて構成することが可能である。
【００４３】
（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２におけるヘッド支持アームおよびヘッド支持装置を説明するための図である。図７（ａ）はコンピュータの記憶装置等に用いられるディスク装置の浮上形のヘッドを有するヘッド支持装置のヘッド支持アームの構成を示す主要部斜視図、図７（ｂ）はヘッド支持アームの主要部である支持アーム部分の平面図である。なお、図７は主要部の形状をより詳しく見えるようにするため、図１と同様に実際の配置状態とは上下逆転した形態で示している。
【００４４】
本発明の実施の形態２が実施の形態１と異なるところは、図７から明らかなように弾性部材５５の形状にある。すなわち、実施の形態１における支持アーム３では形状が長方形状の弾性部材５に開口部８を設けた構成であったが、実施の形態２における支持アーム２では、第１のベースアーム６上に一端が固着されたその弾性部材５５の中央部に中心線４に対称で両端部より幅が狭くなる切り欠き状の狭小部５８を２箇所に有し、開口部８は設けられていない。そのほかの構成については、実施の形態１におけるヘッド支持装置と同じである。図７においては、実施の形態１におけるヘッド支持アーム、ヘッド支持装置と同じ構成要素には同じ符号を付している。実施の形態２におけるヘッド支持アーム、ヘッド支持装置およびこれらを用いたディスク装置の構成が実施の形態１と同じ部分については、重複を避けるため説明を省略する。
【００４５】
本発明の実施の形態２におけるヘッド支持アーム、ヘッド支持装置は、スライダ１が記録媒体の表面を押圧する押圧力は、弾性部材５５の材質、厚み、２個のピボット７のそれぞれの頂点の高さ、支持アーム３と弾性部材５５の接続部あるいは固着部の位置によって任意に設定することができる。例えば、弾性部材５５を剛性の高い材料で厚く形成することにより大きな付勢力を印加することができる。あるいは、２個のピボット７の頂点の高さを高くしても、大きな付勢力を印加することもできる。また、押圧力による弾性部材５５に生ずる応力は弾性部材５５の形状を変更することにより小さくすることが可能であり、本発明の実施の形態２では、弾性部材５５の中央部に中心線４に対称で両端部より幅が狭くなる切り欠き状の狭小部５８を２箇所設けて、ばねの発生応力を小さくするように設計している。
【００４６】
この弾性部材５５の中央部に中心線４に対称で両端部より幅が狭くなる狭小部５８を２箇所設けた場合の弾性部材５５に発生する応力については、実施の形態１と同様に理論計算が可能である。実施の形態２における弾性部材５５は、中心線４で切断して上下を逆にして接続すれば、実施の形態１における支持アーム３における弾性部材５と同じ形状になり、同様の計算により、同様の結果が得られることは容易に理解できる。実施の形態２における弾性部材５５の応力分布およびばね定数を示す結果は（式１）、（式２）、（式３）における正負符号を一部変えた形で求められる。ただし、この場合、ｎは閉口率ではなく、残存率と称する。
【００４７】
実施の形態２においては、弾性部材５５の狭小部５８の残存率ｎの値が小さい程、弾性部材５５の応力そのものを下げられるとともに、応力分布が均一化できる。したがって、弾性部材５５に狭小部を設けることにより、設計の自由度が高まることになる。また、ばね定数は得られる関係式がやはり極小値を取るので、ばね定数を低減できることになる。また、弾性部材５５に狭小部５８を設ければ、弾性部材５５の重量が低減されるので、支持アーム３の軽量化が図られることになる。
【００４８】
なお、支持アーム３の弾性部材５５の中央部に中心線４に対称で両端部より幅が狭くなる切り欠き状の狭小部５８の形状については、図７においては三角形状の例を示したが、本発明はこの例に限るものではなく、直線ではなく半円形状や半楕円形状等の曲線で形成してもよい。また、弾性部材５５の中心線４と平行な辺部に複数箇所の切り欠き形状を組み合わせて狭小部を形成してもよい。そして、これらの狭小部５８の形状は実施の形態１と同様に左右非対称であってもよい。これらの直線で形成されていない半円形状や半楕円形状の狭小部を有する弾性部材の場合も、複数箇所に組み合わせて形成した狭小部を有する弾性部材の場合も、弾性部材の応力を低下でき、応力分布を均一化できる効果は変わらない。さらに、これらの狭小部５８と、実施の形態１で説明した各種形状の開口部８を組み合わせて形成した弾性部材を用いることも可能である。図８に、支持アーム３の弾性部材５５の中心線４と平行な辺部に設けた狭小部５８の形状の例、および各種形状の狭小部５８と開口部８を組み合わせて形成した形状の例をいくつか示す。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のヘッド支持アーム、ヘッド支持装置は、一端にヘッドを搭載したスライダを有する支持アームと第１のベースアームを弾性部材を介して固着し、支持アームあるいは第１のベースアームのいずれか一方に２個のピボットを設け、２個のピボットのそれぞれの頂点の押圧力によって、支持アームを記録媒体の表面側に回動させ、スライダを記録媒体の表面に押圧する構成とし、さらに、支持アームの弾性部材には開口部または狭小部を設ける構成を有しているので、耐衝撃性の高い、高速アクセスが可能なヘッド支持装置を提供することができ、弾性部材のばね部に発生する応力を均一化でき、ばね定数を高めずに支持アームの小型化を可能にし、弾性部材のばね部の軽量化が図られ、耐衝撃性を向上できるという優れた効果を有している。
【００５０】
また、このようなヘッド支持アームを搭載したヘッド支持装置を用いることにより、耐衝撃性が高く、アクセス速度が高い等の信頼性の高いディスク装置を実現することができるという大きな効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１におけるヘッド支持アームの構成を示す主要部斜視図
（ｂ）は本発明の実施の形態１におけるヘッド支持アームの主要部である支持アーム部分の平面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるヘッド支持装置のヘッド支持アームの主要部を破断面にして示した側面図
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態１におけるヘッド支持アームの主要部である支持アーム部分の平面図
（ｂ）は本発明の実施の形態１における支持アーム部分の中心線に沿って切断した支持アームおよび弾性部材の断面図
【図４】（ａ）は弾性部材に開口部が形成されていない場合の応力の状態を示す図
（ｂ）は弾性部材の中央部に菱形形状の開口部が形成されている場合の応力の状態を示す図
【図５】本発明の実施の形態１における菱形形状の開口部を設けた弾性部材について閉口率に対する応力分布を数値計算した結果の例を示すグラフ
【図６】本発明の実施の形態１における支持アームの弾性部材に設ける各種開口部の形状の例を示す図
【図７】（ａ）は本発明の実施の形態２におけるヘッド支持アームの構成を示す主要部斜視図
（ｂ）は本発明の実施の形態２におけるヘッド支持アームの主要部である支持アーム部分の平面図
【図８】本発明の実施の形態２における支持アームの弾性部材に設ける各種形状の狭小部、および各種形状の狭小部と開口部を組み合わせて形成した例を示す図
【図９】従来の磁気記録再生装置の主要部の構成を示す平面図
【図１０】従来のヘッド支持装置の構成と作用を説明するための要部斜視図
【符号の説明】
１，７５ スライダ
２ フレクシャー
３，７２ 支持アーム
４ 中心線
５，５５ 弾性部材
６ 第１のベースアーム
７ ピボット
８ 開口部
９ 結合部
１０ サイド補強部
１１ ヘッド支持アーム
５８ 狭小部
７０ ヘッド駆動装置
７１ ヘッド支持装置
７３ 板ばね部
７４ ベースアーム
７６ 回動軸受部
７７ 駆動手段
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピュータ等の記録再生装置として用いられる浮上形のヘッドを有するディスク装置、例えば磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置等が備えるヘッド支持装置において、ヘッドを支持してディスクのデータ記録面上を目標位置に移動して位置決めするヘッド支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク装置（ＨＤＤ）等のディスク記録再生装置（以下ディスク装置と略記する）は、ヘッドにより記録媒体であるディスクの記録面に対して、データの記録再生を行う。ＨＤＤでは、ヘッド支持装置が設けられて、これにより、ヘッドはディスクのデータ記録面に対して、所定の間隔を以て浮上した状態で支持されて、ディスク上を半径方向に移動（回転移動）するように構成されており、これらの構成、構造を含めて多くの提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、従来の浮上形のヘッドを有するディスク装置のヘッド支持装置の一例として、ＨＤＤ等の磁気記録再生装置におけるヘッド支持装置について、磁気記録再生装置の主要部の構成を平面図で示した図９、およびヘッド支持装置の構成と作用を説明するために要部斜視図で示した図１０を用いて説明する。
【０００４】
図９において、ヘッド支持装置７１は、比較的剛性の低い支持アーム７２、板ばね部７３、比較的剛性の高いベースアーム７４、支持アーム７２の一方の端部であってディスクに対向する面に設けられたスライダ７５、およびこのスライダ７５に搭載されたヘッド（図示せず）から構成されている。支持アーム７２は比較的剛性が低く設計されており、その他方の端部は折り曲げられて板ばね部７３を構成し、この板ばね部７３がベースアーム７４に接続されている。さらに、ベースアーム７４は、回動軸受部７６で回動自在に軸支され、ベースアーム７４に取り付けられた駆動手段７７により、ヘッド支持装置７１はディスク７８面に平行な方向に所定の角度範囲で回動することができる。なお、ヘッド支持装置７１、回動軸受部７６および駆動手段７７からヘッド駆動装置７０が構成される。
【０００５】
ディスク７８は回転駆動手段７９によって所定の回転速度で回転する。磁気記録再生装置の記録再生時には、ディスク７８の回転に伴って生じる空気流による浮揚力と、スライダ７５をディスク７８面側へ付勢する付勢力との力の釣り合いにより、スライダ７５は一定の浮上量で浮上し、ヘッドはこの一定の浮上状態で記録再生を行う。なお、ディスク７８面側へスライダ７５を付勢する力は、ヘッド支持装置７１の板ばね部７３により主として加えられる。
【０００６】
すなわち、記録再生時には、ヘッド支持装置７１は、ベースアーム７４に設けられた駆動手段７７により、回動軸受部７６を中心として回動し、スライダ７５に搭載されたヘッドがディスク７８表面から所定の浮上量で浮上した状態で所定のトラックに位置決めされて、記録再生が行われる。
【０００７】
さらに、図１０を用いて、ヘッド支持装置７１の構成および作用について説明する。図１０は、図９のヘッド支持装置７１における磁気ヘッドが設けられた部分の要部斜視図である。
【０００８】
図１０において、磁気ヘッド（図示せず）は、支持アーム７２の一端の下面側に設けられたスライダ７５の磁気記録媒体（図示せず）との対向面に設けられている。一方、支持アーム７２の他端が折り曲げられて板ばね部７３が構成され、板ばね部７３がベースアーム７４に係止されている。磁気記録媒体の上下動（面振れ等による）や、量産時のスライダ７５と磁気記録媒体との間の距離の製造バラツキ等によるスライダ７５の磁気記録媒体への荷重が変化することを抑えるために、板ばね部７３には切り欠き部８０が設けられ、板ばね部７３の剛性を下げるとともに、ばね定数を小さくして、柔軟性を持たせるような構成となっている。
【０００９】
このようなヘッド支持装置においては、ディスクへの記録再生時にディスクの上下動が生じても、スライダを安定に浮上させてヘッドがディスクの所定のトラック位置からずれる、いわゆるオフトラックを防止するとともに、ディスクの上下動に対しても十分に追従できるようにするために、スライダに対して所定の荷重をディスク方向へ付勢する付勢力を主として板ばね部で印加し、支持アームは柔軟性を有する構成としてある。したがって、スライダをディスク面方向に付勢するために必要な付勢力を板ばね部により確実に確保することが要求される。また、スライダの浮上量には製造バラツキが生じるので、これによりスライダのディスク面方向への付勢力が変動することを防ぐことも必要とされる。このために、図９に例示したように支持アームに切り欠き部を設けたり薄板構造とすることで、剛性を下げるとともにばね定数も小さくして、ヘッド支持装置にある程度の柔軟性を与えて付勢力の変動を吸収することがなされている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−８２０５２号公報（第４頁、第１図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来のヘッド支持装置では、支持アームを薄板構造にしているため、主共振点の周波数、いわゆる共振周波数が低くなる。この結果、所定のトラックへ位置決めするためにヘッド支持装置が回動動作をする場合に、ねじれ等の振動モードが発生する。この振動モードをセトリング（整定）するにはある程度の時間を要し、結果としてアクセス時間を短くすることが困難になるという課題があった。
【００１２】
さらに、従来のヘッド支持装置においては、その重心は板ばね部よりもヘッドが取り付けられている部位に近いところに位置している。このため、磁気記録再生装置に外部からの強い衝撃等が加わった場合、スライダ部分ではディスクの回転によって発生する空気流による浮揚力と、スライダをディスク側へ付勢する付勢力とのバランスが崩れ、スライダがディスク表面から跳躍するような現象が発生しやすい。このような跳躍が生じると、スライダがディスクに衝突して、ディスクが磁気的または機械的損傷を生じる場合があるという課題があった。
【００１３】
また、切り欠き部を設けたり薄板構造とすることで、剛性を下げるとともにばね部のばね定数を小さくして、付勢力の変動を吸収することは可能になっていたが、ばね定数のバラツキの許容範囲を広げることは困難であったし、スライダの荷重を加えるときのばねの発生応力を小さくして、しかもスライダの押圧を大きくできるような理想的なばねの設計はほとんどなされていなかった。
【００１４】
このような課題は、上述した磁気記録再生装置だけでなく、浮上形のヘッドを有するディスク装置、例えば光ディスク装置や光磁気ディスク装置等においても同様である。
【００１５】
また、磁気記録再生装置の小型化、特に薄型化が要求されており、ヘッド支持装置の薄型化が装置の薄型化を実現するためにも必要とされている。
【００１６】
本発明は、これらの課題を解決するためになされたもので、支持アームのばね部の発生応力を小さくすることができ、ヘッドに必要十分な付勢力を与えながら、高い柔軟性を有し、耐衝撃性に優れ、かつ、薄型のヘッド支持装置およびこれを用いたディスク装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明のヘッド支持装置は、ヘッドを搭載したスライダと、スライダがフレクシャーを介して一方の端部に配設され、他方の端部の近傍にその長手方向の中心線に沿って弾性部材が一体に形成された支持アームと、支持アームに当接する一対のピボットを設けた第１のベースアームとを有し、弾性部材の先端部が第１のベースアームに固着され、かつ、弾性部材の中央部に開ロ部を設けた構成を有する。また、開口部を支持アームの中心線に対して対称に形成した構成を有する。また、開ロ部を円形状、楕円形状または多角形状に形成した構成を有する。また、開ロ部を菱形形状に形成した構成を有する。また、開ロ部をスリット形状に形成した構成を有する。さらに、開口部を支持アームの中心線に平行で弾性部材の略中心を通る線に垂直な線に対して非対称に形成した構成を有する。
【００１８】
また、上記の目的を達成するため本発明のヘッド支持装置は、ヘッドを搭載したスライダと、スライダがフレクシャーを介して一方の端部に配設され、他方の端部の近傍にその長手方向の中心線に沿って弾性部材が一体に形成された支持アームと、支持アームに当接する一対のピボットを設けた第１のベースアームとを有し、弾性部材の先端部が第１のベースアームに固着され、かつ、弾性部材に中央部がその支持アームと第１のベースアームとの連結部の幅よりも幅が狭くなる狭小部を設けた構成を有する。また、狭小部を支持アームの中心線に対して対称に形成した構成を有する。また、狭小部を半円形状、半楕円形状に形成した構成を有する。また、狭小部を多角形状に形成した構成を有する。さらに、狭小部を支持アームの中心線に平行でかつ弾性部材の略中心を通る線に垂直な線に対して非対称に形成した構成を有する。
【００１９】
これらの構成により、耐衝撃性の高い、高速アクセスが可能で、かつ、弾性部材のばね部に発生する応力を均一化でき、ばね定数を高めずに支持アームの小型化を可能にし、弾性部材のばね部の軽量化が図ることができる。
【００２０】
また、本発明のディスク装置は、上記に説明したいずれかのヘッド支持装置を備えた構成を有する。この構成により、耐衝撃性が高く、アクセス速度を向上させたディスク装置の実現を図ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１、図２は本発明の実施の形態１におけるヘッド支持アームおよびヘッド支持装置を説明するための図である。以下、ディスク装置として磁気記録再生装置を例に挙げて説明する。図１（ａ）はコンピュータの記憶装置等に用いられるディスク装置の浮上形のヘッドを有するヘッド支持装置のヘッド支持アームの構成を示す主要部斜視図、図１（ｂ）はヘッド支持アームの主要部である支持アーム部分の平面図である。図２はヘッド支持装置のヘッド支持アーム部の主要部を破断面にして示した側面図である。なお、図１は主要部の形状をより詳しく見えるようにするため、実際の配置状態とは上下逆転した形態で示している。図２は実際の配置状態を示している。
【００２３】
図１、図２において、磁気ヘッド（図示せず）を搭載したスライダ１が、例えばＳＵＳ等の金属薄板とフレキシブル配線板とが一体になったいわゆるジンバル装置を兼ね備えたフレクシャー２に固着され、さらに、フレクシャー２は支持アーム３に固着されている。支持アーム（サスペンションとも言う）３に設けられたディンプル２０（図１に図示せず）の頂点がフレクシャー２に当接し、フレクシャー２に固着されたスライダ１がディンプル２０の頂点の周りに自在に動くことができるように構成されている。支持アーム３にはその長手方向の中心線４の近傍の一部を切り欠いて舌片状をした板ばね様の弾性部材５が形成され、この舌片状をした板ばね様の弾性部材５の一端が第１のベースアーム６にスポット溶接法、超音波溶接法、レーザ溶接法等の周知の方法によって固着されている。なお、弾性部材５は支持アーム３とは異なる別個の材料部材で構成してもよく、別個の材料部材としたときには、上述の周知の溶接法等の方法によって、舌片状をした板ばね様の弾性部材５の一端を支持アーム３に、他端を第１のベースアーム６に固着する。また、第１のベースアーム６には、支持アーム３の長手方向の中心線４に対して左右が対称になる位置に２個のピボット７が設けられ、これらのピボット７のそれぞれの頂点が支持アーム３に当接している。したがって、第１のベースアーム６に配設された２個のピボット７のそれぞれの頂点を支点として、第１のベースアーム６に固着された支持アーム３の弾性部材５の弾性力に抗して支持アーム３を揺動させるように構成されており、支持アーム３に固着されたスライダ１が記録媒体（図示せず）の表面を押圧するようにスライダ１を記録媒体側に付勢している。さらに、第１のベースアーム６の他端には第２のベースアーム（図示せず）と一体化するための結合部９が形成されている。磁気ヘッドが搭載されたスライダ１、フレクシャー２、弾性部材５を有する支持アーム３および第１のベースアーム６によってヘッド支持アーム１１を構成している。
【００２４】
また、支持アーム３の長手方向の中心線４の付近の一部を中心線４に対して対称に切り欠いて弾性部材５が形成され、支持アーム３の左右両側面はそれぞれその長手方向に対して略全域にわたって連続した形状になっており、したがって、左右両側面を略全域にわたってそれぞれ曲げ加工によりサイド補強部１０を設けてもよい。支持アーム３にサイド補強部１０を設けることによって、支持アーム３の剛性を非常に大きくすることができ、支持アーム３の共振周波数を、従来の２ｋＨｚ前後から１０ｋＨｚ前後へと大幅に大きくすることができるので、ヘッド支持アーム１１の回動速度を非常に速くすることができ、したがって、アクセス速度を非常に速くすることも可能となる。
【００２５】
第１のベースアーム６と第２のベースアームとは結合部９で結合され、後述するディスク装置で説明するように、回動軸受部（図１、図２に図示せず）と回動軸受部を挟んで第１のベースアーム６とは反対側に例えばボイスコイルモータ等の駆動手段が構成されている。ヘッド支持アーム１１と第２のベースアームからヘッド支持装置が構成され、これにより記録媒体の大きさに応じて、ヘッド支持アーム１１の第１のベースアーム６または第２のベースアームのいずれかのアーム部の長さを変えて対応させることができ、大きさや種類の異なる記録媒体を有する磁気記録再生装置を作成する場合の標準化に対して実用的な構成とすることができる。
【００２６】
上述のスライダ１が記録媒体の表面を押圧する押圧力は、弾性部材５の材質、厚み、２個のピボット７のそれぞれの頂点の高さ、支持アーム３と弾性部材５の接続部あるいは固着部の位置によって任意に設定することができる。例えば、弾性部材５を剛性の高い材料で、厚く形成することにより大きな付勢力を印加することができる。あるいは、２個のピボット７の頂点の高さを高くしても、大きな付勢力を印加することもできる。また、押圧力による弾性部材５に生ずる応力は弾性部材５の形状を変更することにより小さくすることが可能であり、本発明の実施の形態１では、菱形形状をした開口部８を形成して、ばねの発生応力を小さくするように設計している。
【００２７】
次に、弾性部材５に中心線４に対して対称な開口部８を設けた場合の弾性部材５に発生する応力について図３、図４を参照して説明する。図３（ａ）は図１に示したヘッド支持アーム１１の主要部である支持アーム部分を示した平面図であり、図３（ｂ）は支持アーム部分の中心線４に沿って切断した支持アーム３および弾性部材５の断面図に、弾性部材５に垂直方向の力ｆ1が働くときのスライダ１に作用するロード荷重ｆ0、ピボット７に作用するピボット押圧力Ｆpおよび弾性部材５に全体的に働く反時計方向のモーメント−Ｍ1をそれぞれブロック矢印で模式的に記入して示している。
【００２８】
図４（ａ）は弾性部材に開口部が形成されていない場合の応力の状態を示している。
【００２９】
このとき、ばねに発生する曲げ応力分布は図中の下部に示すように、両端部が最大（σ1）となり中央は曲げ応力がゼロになる。弾性部材５のばね部の荷重発生能力の最適化を図るためには発生応力の均一化が必要となる。そこで、図４（ｂ）に示すように弾性部材５の中央部に菱形形状の開口部８を形成すると、図中の下部に示したように応力分布は、両端部の曲げ応力σ2が中央部までなだらかに続いており、均一化が図られることとなる。σ1＞σ2であるので、ばね定数は開口部８を設けない場合に比べ小さくできることが推察できる。
【００３０】
この場合、歪みエネルギとばね形状から弾性部材５の応力分布は理論的に計算でき、以下に（式１）、（式２）で示したように表わされる。
【００３１】
０＜ｘ≦ｌEでは、
【００３２】
【数１】
ｌE＜ｘ＜ｌAでは、
【００３４】
【数２】
ただし、数式中の、ｈは弾性部材５の厚さ、Ｉは弾性部材５の右端面の断面慣性モーメント、ｆ0はスライダに与える荷重力、ｎは弾性部材５における菱形形状の開口部８以外の部分が残存する割合を示す閉口率であってｎ＝ｂ／ｃで表わされ、ｒは弾性部材５の長さとばね部始点から開口部８中心までの距離の比でｒ＝ｌE／ｌA、ｍは弾性部材５の長さとばね部始点からピボット位置までの距離の比でｍ＝ｌB／ｌAである。
【００３６】
また、ばね定数Ｋは以下に（式３）で示したように表わされる。
【００３７】
【数３】
実際に（式１）、（式２）を用いて、板厚４０μｍ、ばね部幅１．８ｍｍ、アーム長１３ｍｍで、菱形形状の開口部を設けたＳＵＳ３０４製の弾性部材について閉口率ｎに対する応力分布を数値計算した結果を図５に示す。この結果から、閉口率ｎの値が小さい程、弾性部材の応力そのものを下げられるとともに、応力分布が均一化できることがわかる。したがって、弾性部材に開口部を設けることにより、設計の自由度が高まることになる。また、（式３）に示したばね定数の関係式から、ばね定数は極小値を取るので、ばね定数を低減できることを示している。また。弾性部材に開口部を設ければ、弾性部材の重量が低減されるので、支持アームの軽量化が図れることになる。
【００３９】
なお、上述した支持アームの弾性部材の開口部の形状は、弾性部材の長さとばね部始点から開口部中心までの距離の比ｒがｒ＝０．５となる左右対称の開口部の例で説明してきたが、本発明はこの例に限定されるものではなく、左右非対称な開口部を形成してもよい。この左右非対称な開口部を設けた弾性部材の場合も、弾性部材の応力を低下でき、応力分布は左右対称ではないが開口部の両端部でそれぞれ均一化できることが示されている。
【００４０】
また、上述した支持アームの弾性部材の開口部の数は、そのほぼ中央部に１箇所だけ設けた例で説明してきたが、本発明はこの例に限定されるものではなく、弾性部材内の複数箇所に開口部を形成してもよい。そして、開口部の配置は支持アームの中心線に対して対称に配置するのが望ましい。このように、複数箇所に配置した開口部を設けた弾性部材の場合も、弾性部材の応力を低下でき、応力分布を均一化できる。
【００４１】
また、上述の支持アームの弾性部材に設ける開口部の形状は、菱形形状で説明してきたが、本発明はこの例に限定されるものではなく、弾性部材に設ける開口部の形状は円形状、楕円形状、多角形状等の形状であってもよい。このような円形状、楕円形状、多角形状等の形状の開口部を設けた弾性部材の場合も、弾性部材の応力を低下でき、応力分布を均一化できる効果は変わらない。
【００４２】
さらに、支持アームの弾性部材に設ける開口部は菱形形状や円形状、楕円形状、多角形状等の形状で複数箇所に配置してもよい。これらのほかに、開口部をスリット状形状で複数箇所に配置することも可能である。ただし、このような場合も、支持アームの中心線に対して対称に開口部を配置することが望ましい。図６は支持アームの弾性部材に設ける各種開口部の例を示しており、これらの例のほかにも開口部の数や形状、配置箇所を組み合わせて構成することが可能である。
【００４３】
（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２におけるヘッド支持アームおよびヘッド支持装置を説明するための図である。図７（ａ）はコンピュータの記憶装置等に用いられるディスク装置の浮上形のヘッドを有するヘッド支持装置のヘッド支持アームの構成を示す主要部斜視図、図７（ｂ）はヘッド支持アームの主要部である支持アーム部分の平面図である。なお、図７は主要部の形状をより詳しく見えるようにするため、図１と同様に実際の配置状態とは上下逆転した形態で示している。
【００４４】
本発明の実施の形態２が実施の形態１と異なるところは、図７から明らかなように弾性部材５５の形状にある。すなわち、実施の形態１における支持アーム３では形状が長方形状の弾性部材５に開口部８を設けた構成であったが、実施の形態２における支持アーム２では、第１のベースアーム６上に一端が固着されたその弾性部材５５の中央部に中心線４に対称で両端部より幅が狭くなる切り欠き状の狭小部５８を２箇所に有し、開口部８は設けられていない。そのほかの構成については、実施の形態１におけるヘッド支持装置と同じである。図７においては、実施の形態１におけるヘッド支持アーム、ヘッド支持装置と同じ構成要素には同じ符号を付している。実施の形態２におけるヘッド支持アーム、ヘッド支持装置およびこれらを用いたディスク装置の構成が実施の形態１と同じ部分については、重複を避けるため説明を省略する。
【００４５】
本発明の実施の形態２におけるヘッド支持アーム、ヘッド支持装置は、スライダ１が記録媒体の表面を押圧する押圧力は、弾性部材５５の材質、厚み、２個のピボット７のそれぞれの頂点の高さ、支持アーム３と弾性部材５５の接続部あるいは固着部の位置によって任意に設定することができる。例えば、弾性部材５５を剛性の高い材料で厚く形成することにより大きな付勢力を印加することができる。あるいは、２個のピボット７の頂点の高さを高くしても、大きな付勢力を印加することもできる。また、押圧力による弾性部材５５に生ずる応力は弾性部材５５の形状を変更することにより小さくすることが可能であり、本発明の実施の形態２では、弾性部材５５の中央部に中心線４に対称で両端部より幅が狭くなる切り欠き状の狭小部５８を２箇所設けて、ばねの発生応力を小さくするように設計している。
【００４６】
この弾性部材５５の中央部に中心線４に対称で両端部より幅が狭くなる狭小部５８を２箇所設けた場合の弾性部材５５に発生する応力については、実施の形態１と同様に理論計算が可能である。実施の形態２における弾性部材５５は、中心線４で切断して上下を逆にして接続すれば、実施の形態１における支持アーム３における弾性部材５と同じ形状になり、同様の計算により、同様の結果が得られることは容易に理解できる。実施の形態２における弾性部材５５の応力分布およびばね定数を示す結果は（式１）、（式２）、（式３）における正負符号を一部変えた形で求められる。ただし、この場合、ｎは閉口率ではなく、残存率と称する。
【００４７】
実施の形態２においては、弾性部材５５の狭小部５８の残存率ｎの値が小さい程、弾性部材５５の応力そのものを下げられるとともに、応力分布が均一化できる。したがって、弾性部材５５に狭小部を設けることにより、設計の自由度が高まることになる。また、ばね定数は得られる関係式がやはり極小値を取るので、ばね定数を低減できることになる。また、弾性部材５５に狭小部５８を設ければ、弾性部材５５の重量が低減されるので、支持アーム３の軽量化が図られることになる。
【００４８】
なお、支持アーム３の弾性部材５５の中央部に中心線４に対称で両端部より幅が狭くなる切り欠き状の狭小部５８の形状については、図７においては三角形状の例を示したが、本発明はこの例に限るものではなく、直線ではなく半円形状や半楕円形状等の曲線で形成してもよい。また、弾性部材５５の中心線４と平行な辺部に複数箇所の切り欠き形状を組み合わせて狭小部を形成してもよい。そして、これらの狭小部５８の形状は実施の形態１と同様に左右非対称であってもよい。これらの直線で形成されていない半円形状や半楕円形状の狭小部を有する弾性部材の場合も、複数箇所に組み合わせて形成した狭小部を有する弾性部材の場合も、弾性部材の応力を低下でき、応力分布を均一化できる効果は変わらない。さらに、これらの狭小部５８と、実施の形態１で説明した各種形状の開口部８を組み合わせて形成した弾性部材を用いることも可能である。図８に、支持アーム３の弾性部材５５の中心線４と平行な辺部に設けた狭小部５８の形状の例、および各種形状の狭小部５８と開口部８を組み合わせて形成した形状の例をいくつか示す。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のヘッド支持アーム、ヘッド支持装置は、一端にヘッドを搭載したスライダを有する支持アームと第１のベースアームを弾性部材を介して固着し、支持アームあるいは第１のベースアームのいずれか一方に２個のピボットを設け、２個のピボットのそれぞれの頂点の押圧力によって、支持アームを記録媒体の表面側に回動させ、スライダを記録媒体の表面に押圧する構成とし、さらに、支持アームの弾性部材には開口部または狭小部を設ける構成を有しているので、耐衝撃性の高い、高速アクセスが可能なヘッド支持装置を提供することができ、弾性部材のばね部に発生する応力を均一化でき、ばね定数を高めずに支持アームの小型化を可能にし、弾性部材のばね部の軽量化が図られ、耐衝撃性を向上できるという優れた効果を有している。
【００５０】
また、このようなヘッド支持アームを搭載したヘッド支持装置を用いることにより、耐衝撃性が高く、アクセス速度が高い等の信頼性の高いディスク装置を実現することができるという大きな効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１におけるヘッド支持アームの構成を示す主要部斜視図
（ｂ）は本発明の実施の形態１におけるヘッド支持アームの主要部である支持アーム部分の平面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるヘッド支持装置のヘッド支持アームの主要部を破断面にして示した側面図
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態１におけるヘッド支持アームの主要部である支持アーム部分の平面図
（ｂ）は本発明の実施の形態１における支持アーム部分の中心線に沿って切断した支持アームおよび弾性部材の断面図
【図４】（ａ）は弾性部材に開口部が形成されていない場合の応力の状態を示す図
（ｂ）は弾性部材の中央部に菱形形状の開口部が形成されている場合の応力の状態を示す図
【図５】本発明の実施の形態１における菱形形状の開口部を設けた弾性部材について閉口率に対する応力分布を数値計算した結果の例を示すグラフ
【図６】本発明の実施の形態１における支持アームの弾性部材に設ける各種開口部の形状の例を示す図
【図７】（ａ）は本発明の実施の形態２におけるヘッド支持アームの構成を示す主要部斜視図
（ｂ）は本発明の実施の形態２におけるヘッド支持アームの主要部である支持アーム部分の平面図
【図８】本発明の実施の形態２における支持アームの弾性部材に設ける各種形状の狭小部、および各種形状の狭小部と開口部を組み合わせて形成した例を示す図
【図９】従来の磁気記録再生装置の主要部の構成を示す平面図
【図１０】従来のヘッド支持装置の構成と作用を説明するための要部斜視図
【符号の説明】
１，７５ スライダ
２ フレクシャー
３，７２ 支持アーム
４ 中心線
５，５５ 弾性部材
６ 第１のベースアーム
７ ピボット
８ 開口部
９ 結合部
１０ サイド補強部
１１ ヘッド支持アーム
５８ 狭小部
７０ ヘッド駆動装置
７１ ヘッド支持装置
７３ 板ばね部
７４ ベースアーム
７６ 回動軸受部
７７ 駆動手段
Claims (28)
- ヘッドを搭載したスライダと、
前記スライダを一端に保持する支持アームと、
前記支持アームと第１のベースアームとを連結する弾性部材と、
前記支持アームと前記第１のベースアームとの間に設けられたピボット軸受部と、
を有し、
前記弾性部材の一端は前記支持アームの長手方向において、前記ピボット軸受部を挟んで前記スライダの反対側に設けてあり、前記弾性部材の他端は前記支持アームの長手方向において、前記ピボット軸受部を挟んで前記スライダ側に設けるとともに、前記第１のベースアームに固着されており、
前記弾性部材に開ロ部を設けたことを特徴とするヘッド支持装置。 - 前記開口部が、前記弾性部材の中央部に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のヘッド支持装置。
- 前記開口部を前記支持アームの前記中心線に対して対称に形成したことを特徴とする請求項１に記載のヘッド支持装置。
- 前記開ロ部を円形状、楕円形状または多角形状に形成したことを特徴とする請求項１に記載のヘッド支持装置。
- 前記開ロ部を菱形形状に形成したことを特徴とする請求項１または請求項３に記載のヘッド支持装置。
- 前記開ロ部をスリット形状に形成したことを特徴とする請求項１または請求項３に記載のヘッド支持装置。
- 少なくとも２個の前記開口部を有し、前記支持アームの中心線に対して前記開口部をそれぞれ対称な位置に形成したことを特徴とする請求項１に記載のヘッド支持装置。
- ヘッドを搭載したスライダと、
前記スライダを一端に保持する支持アームと、
前記支持アームと第１のベースアームとを連結する弾性部材と、
前記支持アームと前記第１のベースアームとの間に設けられたピボット軸受部と、
を有し、
前記弾性部材の一端は前記支持アームの長手方向において、前記ピボット軸受部を挟んで前記スライダの反対側に設けてあり、前記弾性部材の他端は前記支持アームの長手方向
において、前記ピボット軸受部を挟んで前記スライダ側に設けるとともに、前記第１のベースアームに固着されており、
前記弾性部材の前記支持アームと前記第１のベースアームとの連結部の幅よりも幅が狭くなる狭小部を前記弾性部材に設けたことを特徴とするヘッド支持装置。 - 前記狭小部を前記支持アームの長手方向の中心線に対して対称に形成したことを特徴とする請求項８に記載のヘッド支持装置。
- 前記狭小部の前記支持アームと前記第１のベースアームとの連結部以外の辺を、半円形状、半楕円形状、または多角形状に形成したことを特徴とする請求項８に記載のヘッド支持装置。
- 前記狭小部の形状を半円形状、半楕円形状または多角形状に形成したことを特徴とする請求項８に記載のヘッド支持装置。
- 前記弾性部材の長手方向に平行な辺部にそれぞれ少なくとも２個の前記狭小部を有し、前記支持アームの中心線に対して前記狭小部をそれぞれ対称な位置に形成したことを特徴とする請求項８に記載のヘッド支持装置。
- ヘッドを搭載したスライダと、
前記スライダを一端に保持する支持アームと、
前記支持アームと第１のベースアームとを連結する弾性部材と、
前記支持アームと前記第１のベースアームとの間に設けられたピボット軸受部と、
を有し、
前記弾性部材の一端は前記支持アームの長手方向において、前記ピボット軸受部を挟んで前記スライダの反対側に設けてあり、前記弾性部材の他端は前記支持アームの長手方向において、前記ピボット軸受部を挟んで前記スライダ側に設けるとともに、前記第１のベースアームに固着されており、
前記弾性部材に開ロ部と、前記弾性部材の両端部より幅が狭くなる狭小部とを設けたことを特徴とするヘッド支持装置。 - ヘッドを搭載したスライダと、
前記スライダを一端に保持する支持アームと、
前記支持アームと第１のベースアームとを連結する弾性部材と、
前記支持アームと第１のベースアームとの間に設けられたピボット軸受部と、
を有し、
前記弾性部材の一端は前記支持アームの長手方向において、前記ピボット軸受部を挟んで前記スライダの反対側に設けてあり、前記弾性部材の他端は前記支持アームの長手方向において、前記ピボット軸受部を挟んで前記スライダ側に設けるとともに、前記第１のベースアームに固着されており、
前記支持アームの長手方向に垂直な方向の前記弾性部材の長さが、前記弾性部材の中央部に比べて、前記支持アームの端部近傍において長いことを特徴とするヘッド支持装置。 - 前記軸受部が第１のベースアームに設けられ、前記軸受部の先端が前記支持アームに当接していることを特徴とする請求項１、請求項８、請求項１３および請求項１４のいずれか１項に記載のヘッド支持装置。
- 前記軸受部が前記支持アームに設けられ、前記軸受部の先端が前記第１のベースアームに当接していることを特徴とする請求項１、請求項８、請求項１３および請求項１４のいずれか１項に記載のヘッド支持装置。
- 前記スライダを前記支持アームの端部に配設するフレクシャーを有することを特徴とする請求項１、請求項８、請求項１３および請求項１４のいずれか１項に記載のヘッド支持装置。
- 前記弾性部材は、前記支持アームと一体に形成されたことを特徴とする請求項１、請求項８、請求項１３および請求項１４のいずれか１項に記載のヘッド支持装置。
- 前記軸受部が、２個のピボットであることを特徴とする請求項１、請求項８、請求項１３および請求項１４のいずれか１項に記載のヘッド支持装置。
- 前記ピボットが、前記支持アームの長手方向の中心線に対して対称な位置に設けられたことを特徴とする請求項１９に記載のヘッド支持装置。
- 前記支持アームは、前記軸受部を回動中心として回動可能であることを特徴とする請求項１、請求項８、請求項１３および請求項１４のいずれか１項に記載のヘッド支持装置。
- 前記支持アームは、前記スライダの表面に対して垂直な方向に、前記弾性部材により付勢力を付与されることを特徴とする請求項１、請求項８、請求項１３および請求項１４のいずれか１項に記載のヘッド支持装置。
- 前記支持アームは、サイド補強部を設けたことを特徴とする請求項１、請求項８、請求項１３、請求項１４のいずれか１項に記載のヘッド支持装置。
- 記録媒体と、
ヘッドを搭載したスライダと、
前記スライダを一端に保持する支持アームと、
前記支持アームと第１のベースアームとを連結し、前記支持アームに対して前記記録媒体の記録面の方向への付勢力を付与する第１の弾性部材と、
前記支持アームと第１のベースアームとの間に設けられた第１のピボット軸受部と、
を有し、
前記弾性部材の一端は前記支持アームの長手方向において、前記ピボット軸受部を挟んで前記スライダの反対側に設けてあり、前記弾性部材の他端は前記支持アームの長手方向 において、前記ピボット軸受部を挟んで前記スライダ側に設けるとともに、前記第１のベースアームに固着されており、
前記第１の弾性部材に設けられた開口部
を有することを特徴とするディスク装置。 - 前記支持アームは、前記第１の軸受部を回動中心として回動可能であることを特徴とする請求項２４に記載のディスク装置。
- 前記支持アームは、前記スライダの表面に対して垂直な方向に、前記第１の弾性部材により付勢力を付与されることを特徴とする請求項２４に記載のディスク装置。
- 前記支持アームを前記記録媒体の半径方向へ回動させる回動中心となる第２の軸受部を有することを特徴とする請求項２４に記載のディスク装置。
- 前記支持アームは、サイド補強部を設けたことを特徴とする請求項２４に記載のディスク装置。
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