JP4034789B2 - ディスクドライブ装置 - Google Patents

Description

この発明は、ディスクドライブ装置に係り、特に、ディスクドライブ装置、例えば、ＨＤＤ装置（ハードディスクドライブ装置）のキャリッジの改良に関する。

近年の情報処理技術の急速な発展に伴い、ディスクドライブ装置、例えば、ＨＤＤ装置（ハードディスクドライブ装置）においても、記録媒体の記録密度の向上並びに記録媒体への記録速度の向上がますます求められている。このため記録媒体を検索する記録ヘッドの位置決め精度が非常に重要な問題となっている。しかし、ディスクドライブ装置内の狭い空間でディスクが高速回転されるため、現状でも内部の空気流速が最大数十m/s以上になっている箇所もあり、風乱と呼ばれる内部の気流の乱れがヘッド位置決め精度に大きな影響を与えている。現状では思考錯誤的に各部品形状を変えて問題を回避しているが、今後さらに高速化・高密度化するにあたって、風乱を低減し、位置決め精度を向上することが必要とされている。

特許文献１には、記録媒体としてのディスクに略平行に円形の整流板をケース内に設け、ディスクフラッタと称されるディスクのばたつきを防ぎ、ヘッドの位置決め精度を向上させる手法が提案されている。

また、特許文献２には、ディスク表面に沿って生成される気流の乱れをランプ部材と一体化させた整流板によって抑制する手法が提案されている。
特開２００４−１８５６６６ 特開２００４−１７１６７４

従来のディスクドライブ装置のように整流板をケース内に設ける手法では、新たに部材としての整流板を設けることが必要とされ、新たな部材が増え、これに伴いディスクドライブ装置のコスト上昇に繋がる問題がある。

従来のディスクドライブ装置のように整流版を採用した構造では、数値解析の結果によれば、静止したアームと回転しているディスク間に働くせん断モーメントによりキャリッジが振動しているという結果が得られている。この特許文献２に提案された手法では、このキャリッジの振動による影響を取り除くことは困難である。

この発明は、上記問題点を解決するためになされるものであり、その目的は、ディスク及びキャリッジの間に掛かるせん断モーメントによるキャリッジの振動を抑制してヘッド位置決め精度を向上させることができるディスクドライブ装置を提供することにある。

この発明によれば、 ケースと、
前記ケース内に収納され、情報を記録することができるディスク面を備えるディスクと、
前記ディスクを回転駆動するためのモータと、
前記ディスク面に情報を記録及び記録された前記情報を再生するためのヘッドと、
前記ヘッドを支持する弾性変形が可能なサスペンションと、
前記サスペンションを先端で支持するキャリッジアームと、
前記キャリッジアームが設けられ、前記ディスク面を前記ディスク面の途中まで横切るように前記ヘッドを回動するためのキャリッジ機構と、
を有するディスクドライブ装置であって、
前記キャリッジアームには、前記ディスク面に対向して形成されたガイド壁間に前記ディスク面上に生じる気流をガイドするガイド溝が前記キャリッジアームの長手方向に沿って形成され、当該ガイド壁の一部が切除されて当該キャリッジアームの基部に導入部が形成され、当該キャリッジアームの前記先端に導出部が設けられ、前記キャリッジアームには、前記ガイド溝でガイドされる気流の一部を流出する孔が形成され、前記キャリッジ機構は、前記ディスク面上の気流を前記導入部から前記ガイド溝に導入させるように当該キャリッジアームを回転して当該キャリッジアームを前記ディスク上に進入させ、前記導入された気流を前記ガイド溝でガイドさせて前記導出部から流出されるとともに当該気流の一部を前記孔を介して前記キャリッジアームの上方に向けて流出させることを特徴とするディスクドライブ装置が提供される。

この発明に係るディスクドライブによれば、ディスクとキャリッジの間にかかるせん断モーメントによるキャリッジの振動を押さえることが可能であり、ヘッド位置決め精度を向上させることができる。

以下、必要に応じて図面を参照しながら、この発明の一実施の形態に係るディスクドライブ装置を説明する。

図１は、この発明の一実施の形態に係るディスクドライブ装置としてのＨＤＤ装置（ハードディスクドライブ装置）を概略的に示している。以下の説明では、ＨＤＤ装置の後述するベース１２の開口部を上とした場合を基準に説明する。すなわち説明中での上下左右や表裏等の方向はこの基準に対する相対的な方向を意味し、ＨＤＤ装置が設置される方向によって変化するものである。

図１に示すＨＤＤ装置は、ドライブケース１０を備え、このケース１０は、略矩形状の底壁及びこの周囲に立設された側壁を有するとともに上面が開口された矩形箱状のベース１２と、複数のねじによりベース１２の側壁上の開口部にねじ止めされてベースの上端開口部を閉塞したトップカバー（図示せず）を具備している。尚、図１においては、ＨＤＤ装置の内部構造を示すために、トップカバーは、ベース上端開口部から除去して示されている。

ケース１０内には、ベース１２の底壁に取り付けられたスピンドルモータ１８と、このスピンドルモータ１８によって支持及び回転駆動される記録媒体としての磁気ディスク１６とが配設されている。ＨＤＤ装置は、その外形サイズが規格またはデファクトスタンダードに従って作られる場合が多く、一般的には１枚から５枚の磁気ディスク１６が配設される。以下、例として２枚の磁気ディスク１６が配設されたＨＤＤ装置について説明する。

また、ケース１０内には、磁気ディスク１６への情報の記録、および記録された情報の再生を行なう単数または複数の磁気ヘッド４０、これらの磁気ヘッド４０を磁気ディスク１６に対して移動自在に支持するキャリッジアッセンブリ２２、キャリッジアッセンブリ２２を回動及び位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）２４、磁気ヘッド４０が磁気ディスク１６の最外周に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスク１６から離間した退避位置に保持するランプロード機構２５、及びプリアンプ等を有する基板ユニット２１が収納されている。

また、ベース１２の底面には、基板ユニット２１を介してスピンドルモータ１８、ＶＣＭ２４、及び磁気ヘッド４０の動作を制御する図示しないプリント回路基板（図示せず）がねじ止めされている。

図１に示すように、キャリッジアッセンブリ２２（キャリッジ機構）は、ベース１２の底面上に固定された軸受部２６と、軸受部２６から延出した単数または複数のキャリッジアーム３２とを備えている。これらのキャリッジアーム３２は、磁気ディスク１６の表面と平行に、かつ、互いに所定の間隔を置いて位置している。複数のキャリッジアーム３２を備えている場合には、それぞれのキャリッジアーム３２は、軸受部２６から同一方向へ延出している。また、キャリッジアッセンブリ２２は、弾性変形可能な細長い板状のサスペンション３８を備えている。サスペンション３８は、板ばねにより構成され、その基端がスポット溶接或いは接着によりキャリッジアーム３２の先端に固定され、キャリッジアーム３２から延出されている。なお、各サスペンション３８は、対応するキャリッジアーム３２と一体に形成されていてもよい。

サスペンション３８の延出端には、磁気ヘッド４０が取り付けられている。磁気ヘッド４０は、ほぼ矩形状のスライダとこのスライダに形成された記録再生用のＭＲ（磁気抵抗）ヘッドとを有し、サスペンション３０の先端部に形成されたジンバル部に固定されている。それぞれサスペンション３８に取り付けられた４つの磁気ヘッド４０は、その２個が互いに向かい合って位置し、各磁気ディスク１６を両面側から挟むように配設されている。

一方、キャリッジアッセンブリ２２は、軸受部２６からキャリッジアーム３２と反対の方向へ延出した支持枠４５を有し、この支持枠４５により、ＶＣＭ２４の一部を構成するボイスコイル４７が支持されている。支持枠４５は、合成樹脂によりボイスコイル４７の外周に一体的に成形されている。ボイスコイル４７は、ベース１２上に固定された一対のヨーク４９間に位置し、これらのヨーク４９及び一方のヨーク４９に固定された図示しない磁石とともにＶＣＭ２４を構成している。そして、ボイスコイル４７に通電することにより、軸受部２６の回りでキャリッジアッセンブリ２２が回動し、磁気ヘッド４０は磁気ディスク１６の所望のトラック上に移動して位置決めされる。

ランプロード機構２５は、ベース１２の底面に設けられているとともに磁気ディスク１６の外側に配置されたランプ５１及び各サスペンション３８の先端から延出したタブ５３を備えている。キャリッジアッセンブリ２２が回動し、磁気ヘッド４０が磁気ディスク１６の外側の退避位置まで回動する際、各タブ５３は、ランプ５１に形成されたランプ面５４と係合し、その後、ランプ面５４の傾斜によって引き上げられ、磁気ヘッド４０をアンロードする。

図１に示すように、磁気ディスク１６は、一例として直径６５ｍｍ（２．５インチ）に形成され、その中央部に内孔（図示せず）を有し、上面および下面に磁気記録層を有している。スピンドルモータ１８は、ロータとして機能するハブ（図示せず）を備え、このハブに、２枚の磁気ディスク１６が互いに同軸的に嵌合され、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１６は、スピンドルモータ１８により所定の速度でハブとともに一体に回転駆動される。

図１に示されるディスクドライブ装置においては、ディスクドライブ装置が作動されると、スピンドルモータ１８が附勢されて磁気ディスク１６が回転され、ＶＣＭ２４が作動して軸受部２６の周りにキャリッジアーム３２が回動してランプ５１上に退避していたアンロード状態の磁気ヘッド４０が磁気ディスク１６の略半径方向に沿って回動されて磁気ヘッド４０が磁気ディスク１６上に位置される。この磁気ヘッド４０は、ディスク面を前記ディスク面の途中まで横切るように移動制御されてその位置が制御され、この磁気ヘッド４０によって磁気ディスク１６の記録面の記録、再生される。なお、ここで磁気ディスク１６上とはディスク面上、すなわち磁気ディスク１６の上面の直上および磁気ディスク１６の下面の直下のことをいう。

磁気ディスク１６の回転に伴いその表面の空気層が気流としてディスク１６の表面を流れ、また、磁気ディスク１６の回転によって与えられる遠心力によって気流が磁気ディスク１６の外周に向けて流出される。従って、キャリッジアーム３２は、この外周に向けて流出する気流に抗して磁気ディスク１６に向けて回動されるとともに磁気ディスク１６の表面上では、その表面に生じる気流層上に乗ることとなる。ここで、キャリッジアーム３２が磁気ディスク１６上に進入する際にキャリッジアーム３２に向けられる気流の乱れが大きいとキャリッジアーム３２が振動し、また、キャリッジアーム３２が磁気ディスク１６上で回動される際に磁気ディスク１６上に生じる気流層に同様に乱れが大きいと、同様にアームが振動される。そこで、この発明の実施例に係るディスクドライブ装置においては、図２及び図３に示すように、キャリッジアーム３２とディスク１６との間を流れる気流の流れを任意に誘導（ガイド）してキャリッジ周りの気流の乱れ（風乱）を抑制している。

図２及び図３は、図１に示されたキャリッジアッセンブリ２２を拡大して示している。図２及び図３では、キャリッジアッセンブリ２２の構造を説明する為にサスペンション３８及び支持枠４５を除去して軸受け部２６及びこの軸受け部２６から延出されるキャリッジアーム３２のみが示されている。

キャリッジアーム３２には、図２及び図３に矢印Ｆｄで示されるように、キャリッジ周りの気流の方向をキャリッジアーム３２の長手方向に近づけるように（以下長手方向に沿ってという）気流をガイドする溝（グルーブ）６０が図２に斜線で示すように形成されている。ここで、キャリッジアーム３２の長手方向に沿ってとは、キャリッジアーム３２が延出されている方向に沿うことを意味し、長手方向は、直線的に延出される場合に限らず、キャリッジアーム３２が湾曲して延出される場合には、その湾曲された延出方向に沿う場合をも含むものである。

最も上に位置するキャリッジアーム３２の場合その裏面に、最も下に位置するキャリッジアーム３２の場合は、その表面に溝６０は設けられる。また、最も上および最も下に位置するキャリッジアーム３２の間に設けられたキャリッジアーム３２の場合は、その両面に溝６０は設けられる。すなわち、溝６０はキャリッジアーム３２のディスクと対向する面に設けられる。

このガイド溝６０は、キャリッジアーム３２を横切方向に流れる気流をガイド溝６０に導入する為の導入部６０Ａ、導入された気流をガイドする為のガイド部６０Ｂ、及びガイドされた気流をキャリッジアーム３２の先端に向けて流出ための導出部６０Ｇから構成されている。導入部６０Ａは、軸受部２６に近接し、軸受部２６に連結されることから比較的十分な剛性が与えられているキャリッジアーム３２の基部に設けられている。また、導入部６０Ａはキャリッジアーム３２のディスク１６の回転中心側、すなわちスピンドルモータ１８側に設けられている。ガイド部６０Ｂは、キャリッジアーム３２の長手方向に沿って延出されている。導出部６０Ｇは、キャリッジアーム３２の先端側、すなわちサスペンション３８が支持されている側に設けられている。

また、このキャリッジアーム３２には、図２及び図３に示すようにキャリッジアーム３２下に生ずる気流から与えられる加圧を減じる為に１又は複数の孔６２Ａ，６２Ｂ、６２Ｃが形成されている。尚、孔６２Ａ，６２Ｂ、６２Ｃがキャリッジアーム３２に形成されても、実質的にキャリッジアーム３２に十分な剛性を与えることができる。

キャリッジアーム３２が磁気ディスク１６上に進入する際には、磁気ディスク１６からその外周に流出する気流の一部は、キャリッジアーム３２の導入部６０Ａからガイド溝６０に導入され、ガイド部６０Ｂに沿って流出されてキャリッジアーム３２の先端に向けて流出される。従って、キャリッジアーム３２は、ガイド部６０Ｂに沿って安定して流れる気流によってキャリッジアーム３２を横切る気流を減少し、キャリッジアーム３２に加わるせん断力が緩和された状態で回動され、振動することなく、磁気ディスク１６上に回動される。また、ガイド部６０Ｂに沿って流出される気流の一部は、孔６２Ａ，６２Ｂ、６２Ｃからキャリッジアーム３２の上方に向けて流出される。従って、ガイド部６０Ｂに沿って流出される気流からキャリッジアーム３２が上方に向けてリフトされるような作用力が減少され、この状態でキャリッジアーム３２が回動される。その結果、キャリッジアーム３２がその面に対して上下動するような振動を生ずることを確実に防止することができる。

また、図２及び図３に示すように、キャリッジアーム３２が回動されて磁気ディスク１６上に配置された際には、同様に磁気ディスク１６上の気流は、キャリッジアーム３２の導入部６０Ａからガイド溝６０に導入され、ガイド部６０Ｂに沿って流出されてキャリッジアーム３２の先端に向けて導出部６０Ｇから流出される。従って、キャリッジアーム３２は、ガイド部６０Ｂに沿って安定して流れる気流によって実質的にその剛性が高められた状態で回動され、キャリッジアーム３２と磁気ディスク１６との間に定常的に生じている気流層によって振動することなく、磁気ディスク１６上を移動することができる。また、ガイド部６０Ｂに沿って流出される気流の一部は、孔６２Ａ，６２Ｂ、６２Ｃからキャリッジアーム３２の上方に向けて流出される。従って、ガイド部６０Ｂに沿って流出される気流からキャリッジアーム３２が上方に向けてリフトされるような作用力が減少され、この状態でキャリッジアーム３２が磁気ディスク１６上を移動される。その結果、同様にキャリッジアーム３２は、キャリッジアーム３２と磁気ディスク１６の表面との間の安定した気流層によってキャリッジアーム３２が保持され、キャリッジアーム３２が振動することを確実に防止することができる。

図４（ａ）〜（ｃ）は、ガイド溝６０が形成された種々の形態に係るキャリッジアーム３２の裏面構造を示している。ここで図４は説明の便宜上、キャリッジアーム３２の１８０°反転させた状態を図示している。図４（ａ）は、キャリッジアーム３２の裏面を切削してその両側に気流を整流するためのガイド壁７０を設けているキャリッジアーム３２の構造を示している。図４（ａ）に示される構造では、図５（ａ）に示されるように両側のガイド壁７０間にガイド部６０Ｂが定められ、ガイド壁７０の一部が切除されて導入部６０Ａ及び導出部６０Ｇが定められている。ガイド部６０Ｂ及び導入部６０Ａは、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すようにキャリッジアーム３２の裏面に限らず、その上面に導入部６０Ｃ及びガイド部６０Ｄとして更に設けても良い。この図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すキャリッジアーム３２では、キャリッジアーム３２の長手方向に沿ってその上面及び下面に沿って気流が生じ、同様にキャリッジアーム３２を磁気ディスク１６上で移動させることができる。キャリッジアーム３２の表面を切削してその両側に気流を整流するためのガイド壁７０を設けることによってその上面に導入部６０Ｃ及びガイド部６０Ｄを設けることができる。

ガイド壁７０は、図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示すようにその上面及び裏面にガイド部６０Ａ，６０Ｄを定める壁面は、平坦に形成してその外側面を曲面、例えば、紡錘形状に形成してキャリッジアーム３２の側面に向けられている気流に対しての抵抗を少なくしてキャリッジアーム３２が滑らかに気流を横切ることができる形状としても良い。図５（ｄ）に示されるようにその両側が紡錘形のガイド壁７０を備えるキャリッジアーム３２は、その裏面のみにガイド部６０Ｄが設けられても良いことは明らかである。

また、溝（グルーブ）６０は、共通のガイド部６０Ａが図５（ｅ）に示すような複数のガイド壁７０Ａ〜７０Ｅの互いに隣接する間に定められる複数のガイド部６０Ｅに連通されるように形成されても良い。複数のガイド部６０Ｅは、キャリッジアーム３２の長手方向に沿って気流をガイドするように延出される。このように複数のガイド部６０Ｅを有するキャリッジアーム３２では、共通のガイド部６０Ａには共通の導入部６０Ａから流入される気流が導入され、共通のガイド溝６０に導入された気流がこの複数のガイド溝６０Ｅに分配されてキャリッジアーム３２の長手方向に沿って流出される。図５（ｅ）に示される構造によれば、キャリッジアーム３２は、キャリッジアーム３２と磁気ディスク１６の表面との間の安定した気流層によってキャリッジアーム３２が保持される。従って、キャリッジアーム３２が振動することを確実に防止することができる。当然ながら、複数のガイド部６０Ｅは、図５（ｆ）に示すようにキャリッジアーム３２の裏面に限らず、上面に設けても良いことは明らかである。

上述した実施の形態では、また、ガイド溝６０は、整流作用をガイド壁７０で与えているが、壁面に限らず、板状のガイド翼が設けられ、その間に定められるガイド溝６０に沿って気流を流す整流作用をガイド翼が与えても良いことは明らかである。即ち、上記実施の形態において、キャリッジアーム３２の長手方向に沿って気流をガイドできるのであれば、グルーブ或いはガイド翼が採用され、これらがキャリッジアーム３２の回転軸近傍或いはディスクのエッジ（外周端）が通過する付近に設けられれば良いこととなる。その結果として、キャリッジアーム３２の最もせん断モーメントの大きいところで、そのモーメントを小さくすることができる。また、この位置で流れを制御することにより、流れの方向を変える際に気流からキャリッジアーム３２が受ける力を最小限に抑えることができ、ヘッドの位置決め精度の悪化を招くことを防止することができる。

以上のように、キャリッジアーム３２の磁気ディスク１６に対向する面に、ガイド溝６０を設けることにより、キャリッジアーム３２とディスク１６の間を流れる気流の流れを任意に誘導することができ、キャリッジアーム３２周囲で気流の乱れ（風乱）を抑制することができる。特に、キャリッジアーム３２の長手方向に気流を誘導することにより、キャリッジアーム３２を横切る流れを抑制することができる。従って、キャリッジアーム３２を支持している軸受部２６の回りのせん断モーメントを抑制することができ、ヘッドの位置決め精度を向上させることができる。

また、キャリッジの振動を抑制する部材としてのグルーブ（ガイド溝）或いはガイド翼は、キャリッジと容易に一体化させて形成することが可能である。従って、部材を増やすことなく位置決め精度を向上させることができ、位置決め精度を向上させたディスクドライブ装置を低コストで実現することができる。また、振動抑制部材がキャリッジと一体化しているために、記録データを読み書きする際にキャリッジがいずれの位置に動いても、同様に振動抑制の効果を期待することができる。

この発明の実施の形態に係るＨＤＤの内部構造を概略的に示す平面図である。 図１に示されるキャリッジアームの構造を概略的に示す平面図である。 図１に示されるキャリッジアームの構造を概略的に示す平面図である。 図２及び図３に示されるキャリッジアームの種々の形態を概略的に示す部分斜視図である。 図２及び図３に示されるキャリッジアームの種々の形態を概略的に示す断面図である。

符号の説明

１０．．．ケース、１２．．．ベース、１６．．．磁気ディスク、１８．．．スピンドルモータ、２２．．．キャリッジアッセンブリ、２４．．．ボイスコイルモータ、２２．．．キャリッジアッセンブリ、２５．．．ランプロード機構、２６．．．軸受部、３２．．．キャリッジアーム、４０．．．磁気ヘッド、６０．．．ガイド溝、６０Ａ．．．導入部、６０Ｂ．．．ガイド部、６２Ａ，６２Ｂ、６２Ｃ．．．孔、７０．．．ガイド壁

Claims (2)

1. ケースと、
   前記ケース内に収納され、情報を記録することができるディスク面を備えるディスクと、
   前記ディスクを回転駆動するためのモータと、
   前記ディスク面に情報を記録及び記録された前記情報を再生するためのヘッドと、
   前記ヘッドを支持する弾性変形が可能なサスペンションと、
   前記サスペンションを先端で支持するキャリッジアームと、
   前記キャリッジアームが設けられ、前記ディスク面を前記ディスク面の途中まで横切るように前記ヘッドを回動するためのキャリッジ機構と、
   を有するディスクドライブ装置であって、
   前記キャリッジアームには、前記ディスク面に対向して形成されたガイド壁間に前記ディスク面上に生じる気流をガイドするガイド溝が前記キャリッジアームの長手方向に沿って形成され、当該ガイド壁の一部が切除されて当該キャリッジアームの基部に導入部が形成され、当該キャリッジアームの前記先端に導出部が設けられ、前記キャリッジアームには、前記ガイド溝でガイドされる気流の一部を流出する孔が形成され、前記キャリッジ機構は、前記ディスク面上の気流を前記導入部から前記ガイド溝に導入させるように当該キャリッジアームを回転して当該キャリッジアームを前記ディスク上に進入させ、前記導入された気流を前記ガイド溝でガイドさせて前記導出部から流出されるとともに当該気流の一部を前記孔を介して前記キャリッジアームの上方に向けて流出させることを特徴とするディスクドライブ装置。
2. 前記キャリッジアームは、その外側面が曲面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブ装置。

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