JP4014522B2 - ハードディスクドライブのアクチュエータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，アクチュエータアームとモールディング部との結合力を強化させる構造を有する，ハードディスクドライブ（ＨＤＤ；Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）のアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＤＤはコンピュータの補助記憶装置の一つであり，磁気ヘッドにより磁気ディスクに貯蔵されたデータを再生し，磁気ディスクにデータを記録する装置である。
【０００３】
図１は，従来のＨＤＤを概略的に示した斜視図である。
図１を参照すれば，従来のＨＤＤは，ハウジング１０と，このハウジング１０内に設けられる記録媒体の磁気ディスク（ハードディスク）２０と，ハウジング１０のベースプレート１１上に設けられてディスク２０を回転させるスピンドルモータ３０と，データの記録／再生用磁気ヘッドを有するアクチュエータ４０とを具備している。
【０００４】
ハウジング１０は，コンピュータの本体内に設けられるものであり，スピンドルモータ３０及びアクチュエータ４０を支持するベースプレート１１と，ベースプレート１１の上部に結合されてディスク２０などを包んで保護するカバープレート１２とで構成されている。このようなハウジング１０は，通常ステンレスまたはアルミニウム材質などで製作される。
【０００５】
ディスク２０はデータの記録のための記録媒体であって，１つまたは複数が互いに所定間隔離れてスピンドルモータ３０により回転自在に設けられる。そして，ディスク２０の内周側には，電源オフ時に磁気ヘッドが搭載されたスライダ４２が安着されるランディングゾーン２１が設けられており，ランディングゾーン２１の外側には，データが貯蔵されるデータゾーン２２が設けられている。
【０００６】
アクチュエータ４０は，ベースプレート１１上に設けられた回動軸４７を中心に回動自在に設けられたアクチュエータアーム４６と，磁気ヘッドが搭載されたスライダ４２と，アクチュエータアーム４６の一端部に設けられてスライダ４２をディスク２０の表面側に付勢するように支持するサスペンション４４とを具備する。そして，参照符号４８は，アクチュエータアーム４６を回動させるボイスコイルモータを示す。
【０００７】
このような構成を有する従来のＨＤＤにおいて，電源がオフにされている間は，スライダ４２はサスペンション４４の弾性力によりディスク２０のランディングゾーン２１に安着されている。電源がオンにされてディスク２０が回転し始めれば，空気圧による揚力が発生し，スライダ４２は浮き上がる。スライダ４２は浮き上がった状態で，アクチュエータ４０のアクチュエータアーム４６の回動によりディスク２０のデータゾーン２２に移動する。ディスク２０のデータゾーン２２に移動したスライダ４２は，ディスク２０の回転による揚力とサスペンション４４による弾性力とが平衡をなす高さで浮き上がった状態を維持する。このため，スライダ４２に搭載された磁気ヘッドは，回転するディスク２０と一定の間隔を維持しながらディスク２０にデータを記録または再生する。
【０００８】
ＨＤＤには上述したように，１つまたは複数のディスクが設けられる。従来はデータの貯蔵容量を増加させるために，ＨＤＤに４つまたはそれ以上のディスクを設置することもあったが，最近はディスクの面記録密度が急激に増加したので，１つまたは２つのディスクだけでも十分な容量のデータを貯蔵することができる。特に，最近は主に１つのディスクを使用してその一側面または両側面にデータを記録する方式のＨＤＤが研究開発されている。このような場合には，磁気ヘッドも１つまたは２つだけで十分なので，アクチュエータも１つまたは２つのアクチュエータアームを有して，その高さが比較的低いロープロファイルアクチュエータが使われている。
【０００９】
図２は，従来のロープロファイルアクチュエータを示した斜視図であり，図３は，図２に表示されたＡ−Ａ線のコイル部位の拡大断面図である。
【００１０】
図２と図３とを共に参照すれば，従来のロープロファイルアクチュエータ５０は，中間部位にピボットホール５７が設けられたアクチュエータアーム５６を具備する。このアクチュエータアーム５６の一側端部には，磁気ヘッド５１が搭載されたスライダ５２をディスクの表面側に付勢するように支持するサスペンション５４が設けられる。そして，アクチュエータアーム５６の他端部には，ボイスコイルモータ５８のコイル５８ａが結合される。このコイル５８ａの上下側には，ボイスコイルモータ５８の磁石５８ｂが互いに所定間隔離れて対向するように設けられている。
【００１１】
一方，アクチュエータアーム５６は，金属材料，例えばアルミニウム板材をプレス加工やスタンピング加工することによって製作される。そして，コイル５８ａは，アクチュエータアーム５６の他端部に結合されるが，その結合はこれらの間に介在されるモールディング部５９によりなされる。すなわち，コイル５８ａとアクチュエータアーム５６との間にプラスチックレジンを射出モールディングしてモールディング部５９を形成すれば，コイル５８ａ及びアクチュエータアーム５６各々とモールディング部５９との接着力により，コイル５８ａはアクチュエータアーム５６に固定結合される。
【００１２】
このような構成を有するアクチュエータ５０は，サーボ制御システムにより制御され，コイル５８ａに入力される電流と磁石５８ｂにより形成された磁場との相互作用によって，フレミングの左手法則による方向に動く。この時，サーボ制御システムによりコイル５８ａに印加される電流の方向によってアクチュエータ５０の回動方向は非常に速く変わる。そして，磁気ヘッド５１の移動速度は，ＨＤＤのシークタイムを決定する重要な要素となる。したがって，より優秀な性能を発揮するためには十分な電流量及び磁場強度により強力な力（トルク）を生じるアクチュエータが有利である。
【００１３】
ＨＤＤの駆動中には，磁気ヘッド５１を所望の地点に移動させるためにアクチュエータ５０の回動方向が瞬間的に変わる動作が反復される。この反復動作により，アクチュエータ５０には多様な周波数及び大きさを有する振動が発生する。このような振動は，結局磁気ヘッド５１を振動させる要因として作用する。磁気ヘッド５１が振動すれば，位置エラー信号（ＰＥＳ；Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ Ｓｉｇｎａｌ）が大きくなる。これは結局，磁気ヘッド５１がディスク上に形成されたトラックに沿って，書き込み／読み出し機能に支障を与える。したがって，このような振動を最小化してこそＨＤＤの性能を向上させることができるので，アクチュエータ５０の各部品の動特性を最適に設計せねばならず，各部品間の結合状態が堅くなければならない。
【００１４】
【特許文献１】
米国特許第５，１６５，０９０号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，従来のアクチュエータ５０において，コイル５８ａをアクチュエータアーム５６に結合させるためのモールディング部５９とアクチュエータアーム５６との接触面が単純な平面になっていて，これらの間の結合力が弱い短所がある。したがって，アクチュエータ５０に上記のような振動が発生すれば，モールディング部５９とアクチュエータアーム５６とが部分的に分離しやすく，これによりアクチュエータ５０の振動は増加して磁気ヘッド５１の性能は低下する。また，アクチュエータ５０の製作時やＨＤＤの組立て時，または運送時に加わる衝撃により，モールディング部５９がアクチュエータアーム５６から分離する不良も発生することがある。そして，モールディング部５９とアクチュエータアーム５６との結合状態が悪くなるほど，アクチュエータ５０の共振周波数が低くなる傾向がある。このように共振周波数が低くなってサーボ制御システムで制御できる範囲を超える場合には，アクチュエータ５０の正常的な動作が不可能になる問題がある。特に，ロープロファイルアクチュエータ５０においては，アクチュエータアーム５６が非常に薄くてモールディング部５９とアクチュエータアーム５６との接触面積が小さいために，このような問題はさらに深刻になる。
【００１６】
特許文献１（米国特許第５，１６５，０９０号公報）は，スイングタイプアクチュエータに係り，その詳細な説明にはコイルとホールド部材との固定強度を高めるためにコイルの外周面にグルーブを形成するという特徴が開示されている。しかし，コイルの外周面にグルーブを形成することは，追加的な工程を必要とするので容易ではない。また，特許文献１に開示された上記方法は，熱可塑性レジンで製造されるホールド部材にコイルを直接結合させる場合には適しているが，図２及び図３を参照して説明したように，アルミニウムなどの金属材で製造されるアームに適用することは困難である。
【００１７】
本発明は上記従来技術の問題点を解決するために，アクチュエータの安定した動作を具現するためにアクチュエータアームとモールディング部との水平及び垂直方向への接触面積を拡大し，これらの間の結合力を強化させる構造を有するＨＤＤのアクチュエータを提供することをその目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するために本発明は，ディスクにデータを記録し，または／及び，記録されたデータを再生するための磁気ヘッドをディスク上の所定位置に移動させるＨＤＤのアクチュエータであって，磁気ヘッドが搭載されるスライダを支持するサスペンションと，ＨＤＤのベースプレート上に回動自在に設けられるようにその中間部位にはピボットホールが形成され，その一端部にはサスペンションが設けられるアクチュエータアームと，アクチュエータアームの他端部にモールディング部を介在して結合されるコイルと，コイルと所定間隔離れて，コイルの上面と底面のうち少なくとも一面と対向するように配された磁石を有するボイスコイルモータとを具備する。そして，モールディング部と接触するアクチュエータアームの接触面には，モールディング部に向かって突設された複数の突起が設けられて，モールディング部とアクチュエータアームとの水平または／及び垂直方向への接触面積を拡大しており，突起はその突出端部がその基底端部よりも広いことを特徴とするＨＤＤのアクチュエータを提供する。
【００１９】
本発明のＨＤＤのアクチュエータは，突起は接触面の高さ方向の中間部位に形成され，アクチュエータアームより薄いことが望ましい。
【００２０】
また，突起は，接触面の長手方向に所定間隔をおいて複数形成され，または接触面の長手方向に複数が連続的に形成されることが望ましい。
【００２１】
また，突起は，略鋸歯状になっていることが望ましい。
【００２３】
このような構成によれば，コイルをアクチュエータアームに結合させるモールディング部とアクチュエータアームとの水平及び／または垂直方向への接触面積が拡大し，これらの間の結合力が強化されることによって，アクチュエータのさらに安定した動作を保障できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下，添付された図面を参照しながら本発明によるＨＤＤのアクチュエータの望ましい実施の形態を詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
図４は，本発明の望ましい実施の形態によるＨＤＤのアクチュエータを示した分解斜視図であり，図５は，図４に表示されたＢ−Ｂ線のコイル部位の断面図である。
【００２６】
図４及び図５を共に参照すれば，本実施の形態によるＨＤＤのアクチュエータ１５０は，ディスクにデータを記録し，記録されたデータを再生するための磁気ヘッド１５１を，ディスク上の所定位置に移動させるための装置である。このようなアクチュエータ１５０は，ＨＤＤのベースプレート上に回動自在に設けられるアクチュエータアーム１５６を具備する。このため，アクチュエータアーム１５６の中間部位にはピボットホール１５７が形成される。アクチュエータアーム１５６の一端部には，磁気ヘッド１５１が搭載されたスライダ１５２をディスク表面側に付勢するように支持するサスペンション１５４が設けられる。
【００２７】
そして，参照符号１５８は，アクチュエータアーム１５６を回動させるためのボイスコイルモータ１５８を示す。ボイスコイルモータ１５８は，アクチュエータアーム１５６の他端部にモールディング部１５９を介在して結合されるコイル１５８ａと，コイル１５８ａと所定間隔離れてコイル１５８ａの底面と対向するように配される磁石１５８ｂとを具備する。磁石１５８ｂには主に永久磁石が使われ，ＨＤＤのベースプレート上に設けられる。一方，磁石１５８ｂは図４で１つだけ設けられたものと図示されたが，図２に示されたようにコイル１５８ａの上面と対向するようにコイル１５８ａの上側にも設けることができる。
【００２８】
アクチュエータアーム１５６は，金属材料，例えばアルミニウム板材などをプレス加工やスタンピング加工することによって製作される。モールディング部１５９は，コイル１５８ａをアクチュエータアーム１５６の他端部に結合させるためのものであり，コイル１５８ａとアクチュエータアーム１５６との間に，例えばプラスチックレジンを射出モールディングすることなどによって形成される。この時，本実施の形態によれば，モールディング部１５９と接触するアクチュエータアーム１５６の接触面１５６ａには，モールディング部１５９に向かって突出した突起１６１が形成される。このような突起１６１は，アクチュエータアーム１５６の製作時に同時に形成することができる。すなわち，アクチュエータアーム１５６を製作するためにアルミニウム板材をプレス加工やスタンピング加工する時に，突起１６１も同時に形成させることができる。したがって，突起１６１の形成のために追加的な工程が要らない長所がある。
【００２９】
具体的には図示されたように，突起１６１は，例えば略鋸歯形状を有し，接触面１５６ａの長手方向に複数が連続的に形成される。一方，突起１６１は互いに所定間隔離して，接触面１５６ａの長手方向全体にわたって形成してもよく，また，一部分にのみ形成してもよい。このような突起１６１によってモールディング部１５９とアクチュエータアーム１５６との水平及び／または垂直方向への接触面積が増大し，これにより，これらの間の結合力が強化される。また，突起１６１は，モールディング部１５９とアクチュエータアーム１５６との水平方向への相対的な動きを抑制するので，水平方向の振動や衝撃により，モールディング部１５９とアクチュエータアーム１５６とが互いに分離されることを防止する。したがって，モールディング部１５９とアクチュエータアーム１５６との結合状態の不良によるアクチュエータ１５０の振動が抑制されるので，位置エラー信号ＰＥＳが小さくなり，磁気ヘッド１５１の安定した動作を保障できるようになって，ＨＤＤの性能が向上する。
【００３０】
そして，突起１６１は，アクチュエータアーム１５６より薄くて接触面１５６ａの高さ方向の中間部位に形成することが望ましい。したがって，突起１６１はその上下面がモールディング部１５９により取り囲まれる。このような構造は，垂直方向の振動や衝撃によりモールディング部１５９がアクチュエータアーム１５６から離脱することを，より確実に防止する。
【００３１】
図６は，図４に示された突起の変形例を示した平面図である。図６において，図４に記載された参照符号と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。
【００３２】
図６に示された突起２６１は，その突出端部の幅Ｗ_２がその基底端部の幅Ｗ_１より広い形状になっている。すなわち，突起２６１は，アクチュエータアーム１５６の接触面１５６ａに近い部位はより狭い幅を有し，モールディング部１５９内に深く挿入された部位はより広い幅を有する。また，突起２６１は，図６に示された形状だけでなく，その突出端部の幅Ｗ_２がその基底端部Ｗ_１の幅より広いという条件下で多様な形状，例えば逆三角形などとしてもよい。
【００３３】
このような形状の突起２６１は，アクチュエータアーム１５６とモールディング部１５９との水平及び垂直方向への接触面積をさらに広げるので，水平方向の振動や衝撃によりモールディング部１５９がアクチュエータアーム１５６から分離することを防止するにあたりさらに効果的である。また，図６に示された突起２６１も，上記のようにアクチュエータアーム１５６の製作時に同時に形成できる。
【００３４】
以上，添付図面を参照しながら本発明のＨＤＤのアクチュエータの好適な実施形態について説明したが，本発明はこれらの例に限定されない。例えば，上記では１つのアクチュエータアームを有するアクチュエータを図示して説明したが，本発明は２つ以上のアクチュエータアームを有するアクチュエータにも適用でき，突起の形状も本発明の目的を達成できる範囲内であれば，多様な形状を有することができることは明らかである。したがって，いわゆる当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように，本発明によるＨＤＤのアクチュエータによれば，アクチュエータアームとモールディング部との水平及び／または垂直方向への接触面積が広くなって，これらの間の結合力が増大する。したがって，モールディング部とアクチュエータアームとの結合状態の不良によるアクチュエータの振動が抑制され，位置エラー信号が小さくなり，磁気ヘッドの安定した動作を保障できてＨＤＤの性能が向上する。また，水平及び／または垂直方向の振動によるモールディング部とアクチュエータアームとの分離を防止でき，外部の衝撃によってモールディング部がアクチュエータアームから分離することを防止できる。そして，アクチュエータアームに形成される突起は，アクチュエータアーム製作時に同時に形成できるので，別の追加的な工程が要らない長所がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は，従来のＨＤＤを概略的に示した斜視図である。
【図２】図２は，従来のロープロファイルアクチュエータを示した斜視図である。
【図３】図３は，図２に表示されたＡ−Ａ線のコイル部位の拡大断面図である。
【図４】図４は，本発明の望ましい実施の形態によるＨＤＤのアクチュエータを示した分解斜視図である。
【図５】図５は，図４に表示されたＢ−Ｂ線のコイル部位の断面図である。
【図６】図６は，図４に示された突起の変形例を示した平面図である。
【符号の説明】
１５０ アクチュエータ
１５１ 磁気ヘッド
１５２ スライダ
１５４ サスペンション
１５６ アクチュエータアーム
１５６ａ 接触面
１５７ ピボットホール
１５８ ボイスコイルモータ
１５８ａ コイル
１５８ｂ 磁石
１５９ モールディング部
１６１ 突起

Claims (5)

1. ディスクにデータを記録し，記録されたデータを再生するための磁気ヘッドを前記ディスク上の所定位置に移動させるハードディスクドライブのアクチュエータであって，
   前記磁気ヘッドが搭載されるスライダを支持するサスペンションと，
   前記ハードディスクドライブのベースプレート上に回動自在に設けられるように，中間部位にはピボットホールが形成され，一端部には前記サスペンションが設けられるアクチュエータアームと，
   前記アクチュエータアームの他端部にモールディング部を介在して結合されるコイルと，
   前記コイルと所定間隔離れて前記コイルの上面と底面のうちの少なくとも一面と対向するように配された磁石を有するボイスコイルモータとを具備し，
   前記モールディング部と接触する前記アクチュエータアームの接触面には前記モールディング部に向かって突設された複数の突起が設けられ，
   前記モールディング部と前記アクチュエータアームとの水平または／及び垂直方向への接触面積を拡大しており，
   前記突起はその突出端部がその基底端部よりも広いことを特徴とする，ハードディスクドライブのアクチュエータ。
2. 前記突起は前記接触面の高さ方向の中間部位に形成され，前記アクチュエータアームより薄いことを特徴とする，請求項１に記載のハードディスクドライブのアクチュエータ。
3. 前記突起は前記接触面の長手方向に所定間隔をおいて複数形成されたことを特徴とする，請求項１または２に記載のハードディスクドライブのアクチュエータ。
4. 前記突起は前記接触面の長手方向に複数が連続的に形成されたことを特徴とする，請求項１または２に記載のハードディスクドライブのアクチュエータ。
5. 前記突起は略鋸歯状になっていることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載のハードディスクドライブのアクチュエータ。

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