JP4053752B2 - 記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置等の回転ディスク状の記録媒体を用いる記録装置に係り、特に、回転に伴って生じる記録媒体の振動を低減する構造を備えた記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の記録装置，例えば、磁気ディスク装置は、一般に、回転ディスク状の記録媒体と、この記録媒体に対し読み書きを行うためのヘッドが先端に配置されたアームと、ヘッドを所定位置に移動させるためアクチュエータと、これらを収納するハウジングと、制御装置や入出力系から構成される。磁気ディスク装置では、ディスクが回転することによって、ケーシング内で空気流が生じ、空気流の乱れによってフラッタと呼ばれるディスクの振動が発生することが知られている。ディスクが振動すると、ディスクとヘッドの相対位置が変動し、その結果ディスク上の情報の読み込み、書き込み精度が低下するという問題が生じる。
【０００３】
この問題に対し、第１には、例えば、文献IEEE TRANSACTION ON MAGNETS，VOL.35 NO.5， (1999)PAGE2301-2303に記載されているように、ハウジングにディスクを囲みディスクと同心円状に形成したシュラウドを形成する方法がある。本方法によれば、シュラウドを設け、シュラウドとディスクの隙間を縮めることによってディスクの上下面での空気の出入りを抑制し、ディスク面上外周部で生じる周期的な２次流れの発生を低減することができ、結果フラッタ振動を低減することができる。
【０００４】
また、第２に、例えば、特開２０００−３３１４６０号公報に記載されているように、ディスク面の片面に円周方向と半径方向に広がった部分的に環状の平滑面をもつスクイーズ空気軸受板を０．３ｍｍ以下の隙間でディスク面に対向させて設置固定させる方法がある。本方法によれば、ディスク面とスクイーズ空気軸受板との間を充分小さくすることによってディスク面に空気膜のスクイーズ減衰力を作用させフラッタの振動を強制的に低減させるものである。
【０００５】
さらに、第３に、例えば、特開２００１−１６７５５４号公報に記載されているように磁気ディスク装置のカバーの凹凸を２段構造にし、磁気ディスク面上のアームが横切る領域に対応する部分に比較して磁気ディスク面上のアームが横切る領域以外に対応する部分においてカバーとディスクの隙間を狭くする方法がある。本方法によれば、隙間に発生する空気流が抑制され、磁気ディスクのフラッタが低減される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
最近、磁気ディスク装置においては、記録密度の増大と、アクセス時間の短縮が求められており、そのためには磁気ディスク上のトラックピッチの縮小化や、記録媒体回転数の増大が必要となる。アクセス時間の短縮化に伴いディスクの回転数は１００００ｒｐｍ以上と高速化しているが、フラッタ振動はディスク回転数のおおよそ２乗に比例し、前述のようにフラッタ振動が原因となり、読み込み、書き込み精度が低下し、トラックピッチの縮小化の妨げとなっている。フラッタ振動は非定常の空気力によってディスクが振動するものであり、フラッタ振動を低減させるためには、ディスク面上を流れる空気流を抑制する、ディスク外周部シュラウド付近に生じる周期的な２次流れや周方向流れの乱れ・変動を低減する、あるいはフラッタ振動そのものを強制的に減衰させることが必要になる。
【０００７】
しかしながら、第１の方法（シュラウドの隙間を縮める方法）では、磁気ディスク装置においてはディスク面上にヘッドが先端に配置されたアームを挿入する必要があり、アームがディスク面上を横切る範囲に関しては、シュラウドを設けることができない。従って、シュラウドとディスクの隙間を縮めても、ディスク上下面間の空気流の出入りによる周期的な２次流れを低減する効果は限定されることになる。また、ディスク上下面間の周期的な２次流れを抑制することができても、周方向の空気流は抑制されないため、ディスク周方向流れがアームにあたること等によって生じる乱れに起因するフラッタ振動を低減することができないものである。これらの理由により、フラッタ振動低減効果は限定的なものとなる。
【０００８】
また、第２の方法（スクイーズ空気軸受板を０．３ｍｍ以下の隙間でディスク面に対向させて設置固定する方法）では、スクイーズ減衰力によって強制的にディスク振動を低減させるものであるが、スクイーズ効果を出すために０．３ｍｍ以下の隙間で設置固定するためには、寸法精度を極めて高くして設置固定する必要があり、工作精度，組み立て容易性，耐衝撃性の観点から多大な労力を必要するという問題がある。
【０００９】
また、第３の方法（磁気ディスクカバーの凹凸を２段構造にし、磁気ディスク面上のアームが横切る領域以外に対応するディスクとカバーの隙間を、アームが横切る領域に比較してできるだけ狭くする方法）においては、隙間を狭くするとアームが横切る領域とアームが横切る領域以外との境界においてディスクとカバーの隙間に大きな段差が生じ、ディスクとカバー間の空気流は抑制できても、段差によって大きな空気流の乱れを生じ、その結果、隙間をどんどん狭くしても段差が大きくなり、フラッタ振動が低減しないという問題があった。
【００１０】
以上のように、従来の各方法では、周方向の空気流、および空気流の乱れが低減できない、あるいは乱れを強制的に減衰させるために、工作精度、組み立て容易性、耐衝撃性の観点から製造に多大な労力を要するという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、製造が容易で、空気流、及び空気流の乱れを同時に低減し、その結果フラッタ振動を効果的に低減することのできる記録装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、回転軸に対し、中心軸が固定された少なくとも１枚のディスクと、このディスク上に記録された情報を読み込み、あるいは上記ディスク上に情報を書き込むために上記ディスク面上を移動可能なヘッドと、このヘッドを支持するアームと、このアームを移動させるアクチュエータと、上記アームが移動可能な範囲で上記ディスクと同心円弧状に上記ディスクを包むシュラウド部分を有し、上記ディスク，上記アーム，上記アクチュエータを収容するハウジングと、上記ハウジングを閉じるカバーとを有する記録装置において、上記ディスク面上のアームが横切る範囲以外において、上記ディスク面と上記カバー、あるいは上記ディスク面と上記ハウジングの隙間をアームが横切る範囲より縮めるための第１の凸部と、この第１の凸部の一部にディスク面とカバー、あるいは上記ディスク面と上記ハウジングの隙間を第１の凸部よりさらに縮めるための第２の凸部を備え、上記第２の凸部は、上記ディスクの回転方向上流側部分を、上記ディスクの回転中心と上記凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し回転方向に傾斜させたものである。
かかる構成により、製造が容易で、空気流、及び空気流の乱れを同時に低減し、その結果フラッタ振動を効果的に低減し得るものとなる。
【００１３】
（２）上記（１）において、好ましくは、上記第２の凸部は、上記ディスクの回転軸と上記アーム回転軸とを結ぶ直線から上記ディスクの逆回転方向にさかのぼって１１０°から１７０°の位置を基準として逆回転方向に扇状に広がる範囲に設けたものである。
【００１４】
（３）上記（１）において、好ましくは、上記第１の凸部の一部にディスク面とカバー、あるいは上記ディスク面と上記ハウジングの隙間を第１の凸部よりさらに縮めるための第２の凸部を備え、上記第２の凸部のディスク回転方向の下流側の端部は、上記回転軸を中心として上記ヘッドと反対側の位置を中心として、±３０°の範囲に設けるようにものである。かかる構成により、製造が容易で、空気流、及び空気流の乱れを同時に低減し、その結果フラッタ振動を効果的に低減し得るものとなる。
【００１５】
（４）上記（１）において、好ましくは、上記第２の凸部は、上記ディスクの回転方向上流側部分を、上記ディスクの回転中心と上記凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し、外周側が下流側となるように回転方向に傾斜させるようにものである。
【００１６】
（５）さらに、上記目的を達成するために、本発明は、回転軸に対し、中心軸が固定された少なくとも１枚のディスクと、このディスク上に記録された情報を読み込み、あるいは上記ディスク上に情報を書き込むために上記ディスク面上を移動可能なヘッドと、このヘッドを支持するアームと、このアームを移動させるアクチュエータと、上記アームが移動可能な範囲で上記ディスクと同心円弧状に上記ディスクを包むシュラウド部分を有し、上記ディスク，上記アーム，上記アクチュエータを収容するハウジングと、上記ハウジングを閉じるカバーとを有する記録装置において、上記回転軸に対し、上記ディスク面上で上記アームが横切る範囲と上記回転軸に対し反対側に、上記ディスク面と上記カバーの隙間、あるいは上記ディスク面と上記ハウジングの隙間を縮めるための凸部を備え、上記凸部は、上記ディスクの回転方向上流側部分を、上記ディスクの回転中心と上記凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し回転方向に傾斜させるようにものである。
かかる構成により、製造が容易で、空気流、及び空気流の乱れを同時に低減し、その結果フラッタ振動を効果的に低減し得るものとなる。
【００１７】
（６）上記（５）において、好ましくは、上記凸部は、上記ディスクの回転軸と上記アーム回転軸とを結ぶ直線から上記ディスクの逆回転方向にさかのぼって１１０°から１７０°の位置を基準として逆回転方向に扇状に広がる範囲に設けたものである。
【００１８】
（７）上記（５）において、好ましくは、上記第２の凸部は、上記ディスクの回転方向上流側部分を、上記ディスクの回転中心と上記凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し、外周側が下流側となるように回転方向に傾斜させたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図８を用いて、本発明の一実施形態による記録装置の構成及び効果について説明する。
最初に、図１〜図４を用いて、本実施形態による記録装置の構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による記録装置のカバーを取り外した状態におけるハウジング内部の構成を示す上面図である。図２は、本発明の一実施形態による記録装置のカバー取付時における概略構成を示す上面図である。図３は、図２のＡ−Ａ’断面図である。図４は、図２の破線Ｂに沿う断面形状を示す展開断面図である。
【００２０】
図１に示すように、磁気ディスク装置は、回転ディスク状の記録媒体であるディスク１と、ディスク１に対し読み書きを行うためのヘッド５が先端に配置されたアーム４と、ヘッド５を所定位置に移動させるためアクチュエータ６と、これらを収納するハウジング１０とを備えている。
【００２１】
情報の記録を行うためのディスク１は、図３にて後述するモータ３０によって、矢印Ｒ１方向のディスク回転方向に回転する。ハウジング１０は、図３にて後述するカバー２によって内部が密閉されている。ハウジング１０の一部には、ディスク１の外径より若干大きい径をもつ同心円弧状のシュラウド１２が形成されている。ディスク１から情報の読み込み、あるいはディスク１に対し情報の書き込みを行うためのヘッド５は、アーム４の一方の端部付近に固定されている。アーム４の他方の端部は、アーム４を回転させるためのアーム回転軸３によってハウジング１０に支持されている。アーム４は、アクチュエータ６によってアーム回転軸３を回転軸として回転し、ヘッド５を必要な場所に移動する。ヘッド５は、停止時においては、アーム４がディスク外方向に移動することによって、ランプ２０に待避する。アーム４及びヘッド５は、ディスク１の面上の情報の読み書き、および停止時のヘッド５の待避のため、斜線で示したアームが横切るアーム移動範囲２８を移動する。ヘッド５の読み込み、書き込みのための情報は、信号配線７によって伝達される。ディスク１は必要な記録情報量に応じ複数枚積層され、アーム４及び、ヘッド５もそれに応じ複数個設けられる。
【００２２】
３，５”の磁気ディスク装置の場合、アーム４の長さＬ１（ヘッド５の位置から回転軸３の回転中心までの長さ）は、ほぼ一定であり、４５±２ｍｍ程度である。ヘッド５は、回転軸３を中心として円弧状の動きをする。ディスク１の面上に形成されるトラックとヘッド５の位置関係（トラックの方向に対するヘッドの角度）をできるだけ変えないようにするため、アーム４の長さがほぼ一定の場合、ディスク１の回転中心に対するアーム４の回転軸３の位置は、ほぼ一義的に定まってくる。
【００２３】
なお、図１に示すように、シュラウド１２の開口部には、突起１４が形成されているが、この点については、後述する。
【００２４】
次に、図２〜図４を用いて、カバー２の凹凸形状について説明する。
図２に示すように、カバー２には、第１の領域１８と、第２の領域１９と、第１の凸部１５，１６と、第２の凸部１７とが形成されている。図３に示すように、第１の凸部１５，１６と、第２の凸部１７とは、第１の領域１８の平面を基準とすると、磁気ディスク１Ａの側（ハウジング１０の内側方向；紙面に垂直で、奥方向）に、突出している部分である。また、図３に示すように、第２の凸部１７は、第１の凸部１５，１６よりも、磁気ディスク１Ａの側に対する突出量が大きいものである。第１の凸部１５と、第１の凸部１６との磁気ディスク１Ａに対する突出量は等しいものである。換言すると、第２の凸部１７と磁気ディスク１Ａとの間の距離は、第１の凸部１５，１６と磁気ディスク１Ａとの距離よりも狭いものである。さらに、図３に示すように、第２の領域１９は、第１の領域１８の平面を基準とすると、磁気ディスク側と反対側（ハウジングの外側方向；紙面に垂直で、手前方向）に、突出している部分である。
【００２５】
図２に示したカバー２の領域１８は、図３に示すように、アーム５とカバー２が接触しない程度の隙間となるように形成されている。領域１８は、図３に示すように、モータ３０と接触しない程度の隙間ともなっている。また、図２に示したカバー２の領域１９は、図３に示すように、アクチュエータ６や、アーム５が収容できるような高さになるように形成されている部分であり、ハウジング１０の外部に向かって凸に形成されている。
【００２６】
すなわち、本実施形態においては、カバー２には、アーム４が横切る範囲２８よりもディスク面１とカバー２の隙間を縮めるために、ハウジング内部に向かって凸に形成されている第１の凸部１５，１６と、ディスク１の面上でアームが横切る範囲２８とディスク回転軸Ｏに対し反対側に、ディスク面とカバーの隙間を第１の凸部よりさらに縮めるために、ハウジング内部に向かって凸に形成されている第２の凸部１７が設けられている。凸部１５，１６，１７は、例えば、プレス加工等で形成するか、あるいはカバー内面に板を貼り付ける事で形成してもよいものである。
【００２７】
ここで、図２及び図４を用いて、第１の凸部１５，１６と、第２の凸部１７が設けられる範囲について説明する。
図４は、図２の破線Ｂに沿った断面の要部を展開した状態を示している。図４の横軸は、ディスクの回転軸Ｏとアーム回転軸３とを結ぶ直線をθ＝０°として、この位置から、ディスク１の逆回転方向（ディスク１の回転方向Ｒと反対方向）に遡った角度を示している。図４の縦軸は、ディスク１の高さを基準として、カバー２の各部１５，１６，１７，１８，１９の高さＨを示している。
【００２８】
図２に示すように、第２の凸部１７は、ディスクの回転軸とアーム回転軸とを結ぶ直線からディスクの逆回転方向にさかのぼって、角度θ１の位置を基準として逆回転方向に扇状に広がる範囲に設けられている。ここで、例えば、θ１＝１４０°である。このとき、第２の凸部１７の回転方向上流側は、ディスク１の回転中心Ｏと第２の凸部１７の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線３１に対し、回転方向（矢印Ｒ方向）に、角度θ６だけ、傾斜して形成されている。この結果、図２に示したように第２の凸部１７において、扇内周においては、例えば、広がり角θ４＝１２０°、扇外周においては広がり角θ３＝９０°となっている。
【００２９】
また、一方の第１の凸部１５は、アームが横切る領域２８を回避する位置（θ５）を基準として、第２の凸部１７と接する位置まで、ディスクの逆回転方向にさかのぼって、角度θ２の範囲で扇状に広がる範囲で設けられている。例えば、θ５＝１３°とすると、θ２＝１２７°である。
【００３０】
また、他方の第１の凸部１６は、第２の凸部１７と接する位置から、アームが横切る領域２８を回避する位置（例えば、θ７＝８０°）まで、ディスクの逆回転方向にさかのぼって、扇状に広がる範囲で設けられている。
【００３１】
これらの関係については、図４に示すように、θ＝０°の位置を基準とすると、θ＝０〜１３°の範囲は、領域１８であり、ディスク１に対する高さはＨ３となっている。Ｈ３は、例えば、２．２５ｍｍである。θ＝１３〜１４０°の範囲は、第１の凸部１５であり、ディスク１に対する高さはＨ２となっている。Ｈ２は、例えば、１．２５ｍｍである。θ＝１４０〜２５５°の範囲は、領域１７であり、ディスク１に対する高さはＨ１となっている。Ｈ１は、例えば、０．６ｍｍである。なお、第２の凸部１７のディスク１の逆回転方向の端部は、図２に示したように、角度θ５だけ傾いているので、θ＝２５５は、破線Ｂの位置における角度である。θ＝２５５〜２８０°の範囲は、第１の凸部１６であり、ディスク１に対する高さはＨ２となっている。Ｈ２は、例えば、１．２５ｍｍである。θ＝２８０〜３６０°の範囲は、領域１８であり、ディスク１に対する高さはＨ３となっている。Ｈ３は、例えば、２．２５ｍｍである。なお、参考までに、領域１９の高さＨ４は、破線で示すように、領域１８における高さＨ３よりも高くなっている。
【００３２】
次に、図５〜図８を用いて、第２の凸部の形状・位置と、フラッタ振幅の関係について説明する。
【００３３】
図５は、本発明の一実施形態による記録装置における第２の凸部の形状・位置と、フラッタ振幅の関係の説明図である。図６，図７は、図５に示した実験条件の説明図であり、図８は、実験結果の説明図である。
【００３４】
図５に示す結果を得るために用いた実験装置としては、外径８４ｍｍのディスクが５枚積層され、回転数１００００ｒｐｍで回転する実際の磁気ディスク装置を用いた。カバー２には、図２に示したように、ディスク面上のアームが横切範囲１８以外において第１の凸１５，１６部が設けられており、カバー内面のディスク面上に相当する場所に対し、扇状の板を貼ることによって第２の凸部１７を形成している。第１の凸部１５，１６とディスク１の面の隙間は１．２５ｍｍ、第２の凸部１７とディスク１の面での隙間は０．６ｍｍである。実験においてはカバー２にレーザーを通過させるための微小な穴を開け、レーザードップラ流速計を用いて、ディスクの面外振動振幅を計測した。計測結果を元に、フラッタ振動に起因する周波数成分を取り出して、フラッタ振幅を算出した。
【００３５】
図４は、カバーに設けた第２の凸部１７の配置場所とフラッタ振動との関係を調べた実験結果を示している。図４に示すグラフにおいて、縦軸は、ディスク面上のアームが横切る範囲以外においてディスク面とカバーの隙間を一律に１．２５ｍｍ縮めた第１の凸部のみで構成したカバーを用いた時の値を「１」とした時の無次元振幅を示している。横軸は、図２に示した角度θ１である。
【００３６】
データＸ１は、図６に示すように、カバーの一部にθ４＝９０°の扇状の第２の凸部を設け、角度θ１を変えてフラッタ振幅を計測したものである。なお、このとき、このとき、第２の凸部１７の回転方向上流側は、図２に示したように、結ぶ直線３１に対して、回転方向（矢印Ｒ方向）に、角度θ６だけ、傾斜することは行っておらず、第２の凸部は内周側も外周側も同じく、θ４＝９０°なっている。
【００３７】
データＸ２は、同様に１２０度の扇状の第２の凸部を設け、角度θ１を変えてフラッタ振幅を計測したものである。
【００３８】
データＸ３は、図７に示すように、アーム下流側において、第１の凸部と第２の凸部の境界を一致させ、アーム上流側の第２の凸部の基準角度θ１を変えてフラッタ振幅を計測したものである。すなわち、図２に示した第１の凸部１６に相当するものがない場合である。
【００３９】
また、データＸ４は、第２の凸部を設けずに、第１の凸部とディスクの隙間を０．６ｍｍとした状態で、フラッタ振幅を計測したものである。
【００４０】
以上のようにして、データＸ４から、第２の凸部１７を設けることなく、第１の凸部だけを設けて、ディスクとカバーの隙間を縮めた場合（ディスクと第１の凸部の距離０．６ｍｍ）は、フラッタ振幅が悪化することがわかる。すなわち、第１の凸部だけでディスク面とカバーの隙間を縮めると、第１の凸部の段差が大きくなり、空気流に大きな乱れを生じ、アームと干渉することによって乱れが増大し、フラッタ振動を増加させているためである。
【００４１】
これに対し、本実施形態のように、第２の凸部１７を設けた場合（データＸ１，Ｘ２，Ｘ３の場合）、θ１が小さいうちは第１の凸部だけによって隙間を縮めた場合と同様にフラッタ振幅は高いが、θ１が増加し、θ１＝１００〜１１０°以上となると、基準以下まで低下する。さらに、１４０°付近で極小値をとり、その後また増加していることがわかる。θ１＝１７０〜２００°までは、基準以下まで低下している。すなわち、第２の凸部の扇形形状の角度によらず、θ１を１１０°〜１７０°とすることで、フラッタ振幅を基準より低減できることが分かる。また、扇形形状によらず、θ１＝１４０とすることで、フラッタ振幅を最小（フラッタ振幅比＝０．８５）にすることができる。
【００４２】
次に、図８を用いて、第２の凸部１７のディスクの回転方向上流側部分を、ディスクの回転中心と凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し回転方向にθ６だけ傾斜させることによる効果について説明する。
【００４３】
図８において、データＹ１は、図５において、θ１＝１４０°、扇角度１２０°の時のフラッタ振幅を示している。データＹ２は、データＹ１で示した条件において、さらに、回転方向上流側がディスクの回転中心と凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し回転方向にθ６＝７０°だけ傾斜させ、図２に示したように、第２の凸部１７の形状を、θ３＝９０°、θ４＝１２０°としたものである。
【００４４】
データＹ１とデータＹ２を比較すると、凸部の回転方向上流側部分を、回転方向に傾斜させることによって、そうでない場合に比較して約５％フラッタ振幅が低減できていることがわかる。
【００４５】
なお、以上の説明では、ディスク面上のアームが横切る範囲１８以外に、２つの異なる高さをもった第１の凸部１５，１６と、第２の凸部１７を形成されているが、第２の凸部１７においては、ディスクの回転方向に隣接する第１の凸部１５との間に、必ずしも、明確な段差を持つ必要はないものである。例えば、図４に示すように、ディスク面とカバーの隙間がディスク回転方向に対し連続的に変化するような第２の凸部１７Ａを設けてもよく、または、段階的に拡大するような第２の凸部１７Ｂを設けてもよいものである。なお、第２の凸部１７Ａ，１７Ｂの場合においても、第２の凸部１７のディスク回転方向の下流側におけるディスクと第２の凸部が最小になる位置を、ディスクの回転軸Ｏとアーム回転軸３とを結ぶ直線からθ＝１４０°の位置に設けることによって、フラッタ振幅比を極小値できることは変わりないものであった。
【００４６】
本実施形態において、ハウジング内部の空気の流れに注目すると、ディスクの回転に伴ってディスク面上ではディスク回転方向と同一方向にディスク周方向の空気流が生じる。周方向の空気流の一部はアーム上流側、すなわち図１において紙面に向かって左側のシュラウド開口部から、ハウジング下部のアクチュエータ近傍に流れ込み、また、アーム下流側、すなわち図１において紙面に向かって右側のシュラウド開口部からディスク内に流れ込む。
【００４７】
以上説明したように、ディスク回転軸に対しアームが横切る範囲と異なる場所に、第１の凸部と、第２の凸部を形成することにより、第１の凸部によって、ディスク面上でアームが横切る範囲以外の隙間を一律に縮め、かつディスク面上でアームが横切る範囲とディスク回転軸に対し反対側に、ディスク面とカバーの隙間、あるいはディスク面とハウジングの隙間を更に縮めるための第２の凸部を備え、この第２の凸部は、ディスクの回転軸と上記アーム回転軸とを結ぶ直線からディスクの逆回転方向にさかのぼって１１０°から１７０°の位置を基準として、逆回転方向に扇状に広がる範囲に設けるることによって、第１の凸部だけで同じだけ隙間を縮める場合に比較して、アーム上流近傍における第１の凸部の段差による空気流の乱れが低減できるため、結果フラッタ振動をより低減することができる。
【００４８】
さらに、第２の凸部において、回転方向上流側がディスクの回転中心と第２の凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し回転方向に傾斜していることによって、ディスクとカバー間の周方向流れが、ディスク外周方向に傾き、シュラウド、ディスク間の隙間に強制的にディスク回転軸方向の流れが生じ、結果不安定流れの原因となるディスク外周部のシュラウド付近に生じる周期的な２次流れを壊すことができ、フラッタ振動が低減される。また、上記効果はディスク面とカバーの間の空気流の乱れと空気流を抑制し、かつ周方向の空気流の流れを偏らせることによって作用するものであるため、以下に示す実験結果にあるようにカバーとディスクの隙間が０．６ｍｍ程度でも作用し、容易に製作することができる。
【００４９】
また、上述した実施形態は、次のようにとらえることもできる。すなわち、図２に示す例において、第２の凸部１７のディスク回転方向の下流側の位置と、ヘッド５の位置関係を見ると、ディスク回転軸Ｏに対して、アームが横切る範囲２８と反対側に、ディスク面とカバーの隙間、あるいはディスク面とハウジングの隙間を縮めるための第２の凸部１７が形成されている。すなわち、第２の凸部のディスク回転方向の下流側の端部の位置は、ヘッド５から角度θ８が１８０°の位置（図２におけるθ１＝１４０°の位置）を中心として、±３０°の範囲内（図２におけるθ１＝１１０〜１７０°の範囲内）ととらえることもできるものである。
【００５０】
次に、同じく図４を用いて、本発明の第２の実施形態による記録装置の構成及び効果について説明する。
図２に示した構成では、第２の凸部１７の他に、ディスク回転方向の両側に第１の凸部１５，１６を設けている。しかしながら、図４に一点鎖線で示すように、第１の凸部１５Ａ，１６Ａは、アームが横切る範囲２８と同じ高さＨ３として、範囲２８と一体化した一つの凸部としてもよいものである。すなわち、アームが横切る範囲２８に対して、単一の凸部１７を形成するようにしてもよいものである。
【００５１】
このときも、凸部１７の位置は、θ１を１１０°〜１７０°とすることで、フラッタ振幅を基準より低減でき、また、扇形形状によらず、θ１＝１４０とすることで、フラッタ振幅を最小（フラッタ振幅比＝０．８５）にすることができる。
【００５２】
以上説明したように、ディスク回転軸に対しアームが横切る範囲と反対側の場所に凸部を備え、この凸部は、ディスクの回転軸と上記アーム回転軸とを結ぶ直線からディスクの逆回転方向にさかのぼって１１０°から１７０°の位置を基準として、逆回転方向に扇状に広がる範囲に設けるることによって、アーム上流近傍における空気流の乱れが低減できるため、結果フラッタ振動をより低減することができる。
【００５３】
次に、図１及び図９〜図１２を用いて、本発明の第３の実施形態による記録装置の構成及び効果について説明する。
図９は、本発明の第３の実施形態による記録装置の要部拡大平面図である。図１０及び図１１は、シュラウド開口部における空気流の説明図である。図１２は、実験結果の説明図である。なお、図９〜図１１において、図１と同一符号は同一部分を示している。
【００５４】
図１に示したように、本実施形態では、シュラウド１２のアーム上流側の円弧開口部に、突起１４を設けている。突起１４は、厚さＤ１が１ｍｍ程度、幅Ｗ１が１〜２ｍｍ程度で、ディスク回転軸方向，すなわち、紙面に垂直方向に向かって、ハウジング内部の高さ全体、あるいは少なくともその一部に設ける。突起１４の拡大形状は、図９に示すとおりである。
【００５５】
図１０は、突起１４を設けていない場合であるが、この場合、シュラウド１２の円弧開口部の幅は、幅Ｗ２から徐々に広くなっている。このように、幅が広くなる形状の場合、シュラウド開口部において、ディスク面上と面外を出入りする流れがシュラウドの円弧開口部で剥離して、大きな空気流の乱れＴ１を形成し、フラッタ振動が増大する。
【００５６】
それに対して、図１１に示すように、シュラウド１２の円弧開口部に突起を付けることによって、シュラウド１２の開口部の幅は、Ｗ２からＷ３のように一旦広がった後、再び突起１４を設けることによって、幅Ｗ４（Ｗ４＜Ｗ３）まで縮小する。その結果、シュラウド開口部において、ディスク面上と面外を出入りする流れがシュラウドの円弧開口部で剥離して大きな空気流の乱れを形成することを防ぎ、フラッタ振動を低減することができる。
【００５７】
さらに、複数のディスクが積層された装置においては、カバーとディスクの隙間、あるいはハウジングとディスクの隙間を縮めるため設けられる凸部１７は、カバーあるいはハウジングと隣接したディスクに作用するが、本実施形態における突起１４は、カバーあるいはハウジングに隣接していないディスクに対しても作用するため、両者をあわせて設置することによって、複数の積層されたディスクに対し効果的にフラッタ振動を低減することができる。なお、突起１４は、ハウジング１０の別体で構成することもできるが、ハウジング１０と一体で形成してもよいものである。
【００５８】
なお、突起１４は、アームの上流側に位置するシュラウド開口部にのみ設けられているが、アームの下流側に位置するシュラウド開口部にも設けてもよいものである。
【００５９】
ここで、図１２を用いて、突起１４を設けたことによる効果について説明する。
図１２のデータＹ３は、突起１４のみを設けた場合のフラッタ振幅を示している。突起１４を設けることによって、フラッタ振幅を約１５％低減することができる。また、データＹ３は、図２に示したように、突起１４と、さらに、第２の凸部１７を設け、そして、凸部のディスクの回転方向上流側部分を、ディスクの回転中心と凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対して、角度θ６だけ回転方向に傾斜させることによって、フラッタ振幅をさらに、８％低減することができる。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態によれば、突起１４を備えることによって、アーム上流近傍における空気流の乱れが低減できるため、結果フラッタ振動を低減することができる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、製造が容易で、空気流、及び空気流の乱れを同時に低減し、その結果フラッタ振動を効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による記録装置のカバーを取り外した状態におけるハウジング内部の構成を示す上面図である。
【図２】本発明の一実施形態による記録装置のカバー取付時における概略構成を示す上面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】図２の破線Ｂに沿う断面形状を示す展開断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による記録装置における第２の凸部の形状・位置と、フラッタ振幅の関係の説明図である。
【図６】図５に示した実験条件の説明図である。
【図７】図５に示した実験条件の説明図である。
【図８】実験結果の説明図である。
【図９】本発明の第３の実施形態による記録装置の要部拡大平面図である。
【図１０】シュラウド開口部における空気流の説明図である。
【図１１】シュラウド開口部における空気流の説明図である。
【図１２】実験結果の説明図である。
【符号の説明】
１…ディスク
２…カバー
３…アーム回転軸
４…アーム
５…ヘッド
６…アクチュエータ
７…信号配線
１０…ハウジング
１２…シュラウド
１４…突起
１５，１６…第１の凸部
１７…第２の凸部
２０…ランプ
２８…アームが横切る範囲
３０…モーター
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置等の回転ディスク状の記録媒体を用いる記録装置に係り、特に、回転に伴って生じる記録媒体の振動を低減する構造を備えた記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の記録装置，例えば、磁気ディスク装置は、一般に、回転ディスク状の記録媒体と、この記録媒体に対し読み書きを行うためのヘッドが先端に配置されたアームと、ヘッドを所定位置に移動させるためアクチュエータと、これらを収納するハウジングと、制御装置や入出力系から構成される。磁気ディスク装置では、ディスクが回転することによって、ケーシング内で空気流が生じ、空気流の乱れによってフラッタと呼ばれるディスクの振動が発生することが知られている。ディスクが振動すると、ディスクとヘッドの相対位置が変動し、その結果ディスク上の情報の読み込み、書き込み精度が低下するという問題が生じる。
【０００３】
この問題に対し、第１には、例えば、文献IEEE TRANSACTION ON MAGNETS，VOL.35 NO.5， (1999)PAGE2301-2303に記載されているように、ハウジングにディスクを囲みディスクと同心円状に形成したシュラウドを形成する方法がある。本方法によれば、シュラウドを設け、シュラウドとディスクの隙間を縮めることによってディスクの上下面での空気の出入りを抑制し、ディスク面上外周部で生じる周期的な２次流れの発生を低減することができ、結果フラッタ振動を低減することができる。
【０００４】
また、第２に、例えば、特開２０００−３３１４６０号公報に記載されているように、ディスク面の片面に円周方向と半径方向に広がった部分的に環状の平滑面をもつスクイーズ空気軸受板を０．３ｍｍ以下の隙間でディスク面に対向させて設置固定させる方法がある。本方法によれば、ディスク面とスクイーズ空気軸受板との間を充分小さくすることによってディスク面に空気膜のスクイーズ減衰力を作用させフラッタの振動を強制的に低減させるものである。
【０００５】
さらに、第３に、例えば、特開２００１−１６７５５４号公報に記載されているように磁気ディスク装置のカバーの凹凸を２段構造にし、磁気ディスク面上のアームが横切る領域に対応する部分に比較して磁気ディスク面上のアームが横切る領域以外に対応する部分においてカバーとディスクの隙間を狭くする方法がある。本方法によれば、隙間に発生する空気流が抑制され、磁気ディスクのフラッタが低減される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
最近、磁気ディスク装置においては、記録密度の増大と、アクセス時間の短縮が求められており、そのためには磁気ディスク上のトラックピッチの縮小化や、記録媒体回転数の増大が必要となる。アクセス時間の短縮化に伴いディスクの回転数は１００００ｒｐｍ以上と高速化しているが、フラッタ振動はディスク回転数のおおよそ２乗に比例し、前述のようにフラッタ振動が原因となり、読み込み、書き込み精度が低下し、トラックピッチの縮小化の妨げとなっている。フラッタ振動は非定常の空気力によってディスクが振動するものであり、フラッタ振動を低減させるためには、ディスク面上を流れる空気流を抑制する、ディスク外周部シュラウド付近に生じる周期的な２次流れや周方向流れの乱れ・変動を低減する、あるいはフラッタ振動そのものを強制的に減衰させることが必要になる。
【０００７】
しかしながら、第１の方法（シュラウドの隙間を縮める方法）では、磁気ディスク装置においてはディスク面上にヘッドが先端に配置されたアームを挿入する必要があり、アームがディスク面上を横切る範囲に関しては、シュラウドを設けることができない。従って、シュラウドとディスクの隙間を縮めても、ディスク上下面間の空気流の出入りによる周期的な２次流れを低減する効果は限定されることになる。また、ディスク上下面間の周期的な２次流れを抑制することができても、周方向の空気流は抑制されないため、ディスク周方向流れがアームにあたること等によって生じる乱れに起因するフラッタ振動を低減することができないものである。これらの理由により、フラッタ振動低減効果は限定的なものとなる。
【０００８】
また、第２の方法（スクイーズ空気軸受板を０．３ｍｍ以下の隙間でディスク面に対向させて設置固定する方法）では、スクイーズ減衰力によって強制的にディスク振動を低減させるものであるが、スクイーズ効果を出すために０．３ｍｍ以下の隙間で設置固定するためには、寸法精度を極めて高くして設置固定する必要があり、工作精度，組み立て容易性，耐衝撃性の観点から多大な労力を必要するという問題がある。
【０００９】
また、第３の方法（磁気ディスクカバーの凹凸を２段構造にし、磁気ディスク面上のアームが横切る領域以外に対応するディスクとカバーの隙間を、アームが横切る領域に比較してできるだけ狭くする方法）においては、隙間を狭くするとアームが横切る領域とアームが横切る領域以外との境界においてディスクとカバーの隙間に大きな段差が生じ、ディスクとカバー間の空気流は抑制できても、段差によって大きな空気流の乱れを生じ、その結果、隙間をどんどん狭くしても段差が大きくなり、フラッタ振動が低減しないという問題があった。
【００１０】
以上のように、従来の各方法では、周方向の空気流、および空気流の乱れが低減できない、あるいは乱れを強制的に減衰させるために、工作精度、組み立て容易性、耐衝撃性の観点から製造に多大な労力を要するという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、製造が容易で、空気流、及び空気流の乱れを同時に低減し、その結果フラッタ振動を効果的に低減することのできる記録装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、回転軸に対し、中心軸が固定された少なくとも１枚のディスクと、このディスク上に記録された情報を読み込み、あるいは上記ディスク上に情報を書き込むために上記ディスク面上を移動可能なヘッドと、このヘッドを支持するアームと、このアームを移動させるアクチュエータと、上記アームが移動可能な範囲で上記ディスクと同心円弧状に上記ディスクを包むシュラウド部分を有し、上記ディスク，上記アーム，上記アクチュエータを収容するハウジングと、上記ハウジングを閉じるカバーとを有する記録装置において、上記ディスク面上のアームが横切る範囲以外において、上記ディスク面と上記カバー、あるいは上記ディスク面と上記ハウジングの隙間をアームが横切る範囲より縮めるための第１の凸部と、この第１の凸部の一部にディスク面とカバー、あるいは上記ディスク面と上記ハウジングの隙間を第１の凸部よりさらに縮めるための第２の凸部を備え、上記第２の凸部は、上記ディスクの回転方向上流側部分を、上記ディスクの回転中心と上記凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し回転方向に傾斜させたものである。
かかる構成により、製造が容易で、空気流、及び空気流の乱れを同時に低減し、その結果フラッタ振動を効果的に低減し得るものとなる。
【００１３】
（２）上記（１）において、好ましくは、上記第２の凸部は、上記ディスクの回転軸と上記アーム回転軸とを結ぶ直線から上記ディスクの逆回転方向にさかのぼって１１０°から１７０°の位置を基準として逆回転方向に扇状に広がる範囲に設けたものである。
【００１４】
（３）上記（１）において、好ましくは、上記第１の凸部の一部にディスク面とカバー、あるいは上記ディスク面と上記ハウジングの隙間を第１の凸部よりさらに縮めるための第２の凸部を備え、上記第２の凸部のディスク回転方向の下流側の端部は、上記回転軸を中心として上記ヘッドと反対側の位置を中心として、±３０°の範囲に設けるようにものである。かかる構成により、製造が容易で、空気流、及び空気流の乱れを同時に低減し、その結果フラッタ振動を効果的に低減し得るものとなる。
【００１５】
（４）上記（１）において、好ましくは、上記第２の凸部は、上記ディスクの回転方向上流側部分を、上記ディスクの回転中心と上記凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し、外周側が下流側となるように回転方向に傾斜させるようにものである。
【００１６】
（５）さらに、上記目的を達成するために、本発明は、回転軸に対し、中心軸が固定された少なくとも１枚のディスクと、このディスク上に記録された情報を読み込み、あるいは上記ディスク上に情報を書き込むために上記ディスク面上を移動可能なヘッドと、このヘッドを支持するアームと、このアームを移動させるアクチュエータと、上記アームが移動可能な範囲で上記ディスクと同心円弧状に上記ディスクを包むシュラウド部分を有し、上記ディスク，上記アーム，上記アクチュエータを収容するハウジングと、上記ハウジングを閉じるカバーとを有する記録装置において、上記回転軸に対し、上記ディスク面上で上記アームが横切る範囲と上記回転軸に対し反対側に、上記ディスク面と上記カバーの隙間、あるいは上記ディスク面と上記ハウジングの隙間を縮めるための凸部を備え、上記凸部は、上記ディスクの回転方向上流側部分を、上記ディスクの回転中心と上記凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し回転方向に傾斜させるようにものである。
かかる構成により、製造が容易で、空気流、及び空気流の乱れを同時に低減し、その結果フラッタ振動を効果的に低減し得るものとなる。
【００１７】
（６）上記（５）において、好ましくは、上記凸部は、上記ディスクの回転軸と上記アーム回転軸とを結ぶ直線から上記ディスクの逆回転方向にさかのぼって１１０°から１７０°の位置を基準として逆回転方向に扇状に広がる範囲に設けたものである。
【００１８】
（７）上記（５）において、好ましくは、上記第２の凸部は、上記ディスクの回転方向上流側部分を、上記ディスクの回転中心と上記凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し、外周側が下流側となるように回転方向に傾斜させたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図８を用いて、本発明の一実施形態による記録装置の構成及び効果について説明する。
最初に、図１〜図４を用いて、本実施形態による記録装置の構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による記録装置のカバーを取り外した状態におけるハウジング内部の構成を示す上面図である。図２は、本発明の一実施形態による記録装置のカバー取付時における概略構成を示す上面図である。図３は、図２のＡ−Ａ’断面図である。図４は、図２の破線Ｂに沿う断面形状を示す展開断面図である。
【００２０】
図１に示すように、磁気ディスク装置は、回転ディスク状の記録媒体であるディスク１と、ディスク１に対し読み書きを行うためのヘッド５が先端に配置されたアーム４と、ヘッド５を所定位置に移動させるためアクチュエータ６と、これらを収納するハウジング１０とを備えている。
【００２１】
情報の記録を行うためのディスク１は、図３にて後述するモータ３０によって、矢印Ｒ１方向のディスク回転方向に回転する。ハウジング１０は、図３にて後述するカバー２によって内部が密閉されている。ハウジング１０の一部には、ディスク１の外径より若干大きい径をもつ同心円弧状のシュラウド１２が形成されている。ディスク１から情報の読み込み、あるいはディスク１に対し情報の書き込みを行うためのヘッド５は、アーム４の一方の端部付近に固定されている。アーム４の他方の端部は、アーム４を回転させるためのアーム回転軸３によってハウジング１０に支持されている。アーム４は、アクチュエータ６によってアーム回転軸３を回転軸として回転し、ヘッド５を必要な場所に移動する。ヘッド５は、停止時においては、アーム４がディスク外方向に移動することによって、ランプ２０に待避する。アーム４及びヘッド５は、ディスク１の面上の情報の読み書き、および停止時のヘッド５の待避のため、斜線で示したアームが横切るアーム移動範囲２８を移動する。ヘッド５の読み込み、書き込みのための情報は、信号配線７によって伝達される。ディスク１は必要な記録情報量に応じ複数枚積層され、アーム４及び、ヘッド５もそれに応じ複数個設けられる。
【００２２】
３，５”の磁気ディスク装置の場合、アーム４の長さＬ１（ヘッド５の位置から回転軸３の回転中心までの長さ）は、ほぼ一定であり、４５±２ｍｍ程度である。ヘッド５は、回転軸３を中心として円弧状の動きをする。ディスク１の面上に形成されるトラックとヘッド５の位置関係（トラックの方向に対するヘッドの角度）をできるだけ変えないようにするため、アーム４の長さがほぼ一定の場合、ディスク１の回転中心に対するアーム４の回転軸３の位置は、ほぼ一義的に定まってくる。
【００２３】
なお、図１に示すように、シュラウド１２の開口部には、突起１４が形成されているが、この点については、後述する。
【００２４】
次に、図２〜図４を用いて、カバー２の凹凸形状について説明する。
図２に示すように、カバー２には、第１の領域１８と、第２の領域１９と、第１の凸部１５，１６と、第２の凸部１７とが形成されている。図３に示すように、第１の凸部１５，１６と、第２の凸部１７とは、第１の領域１８の平面を基準とすると、磁気ディスク１Ａの側（ハウジング１０の内側方向；紙面に垂直で、奥方向）に、突出している部分である。また、図３に示すように、第２の凸部１７は、第１の凸部１５，１６よりも、磁気ディスク１Ａの側に対する突出量が大きいものである。第１の凸部１５と、第１の凸部１６との磁気ディスク１Ａに対する突出量は等しいものである。換言すると、第２の凸部１７と磁気ディスク１Ａとの間の距離は、第１の凸部１５，１６と磁気ディスク１Ａとの距離よりも狭いものである。さらに、図３に示すように、第２の領域１９は、第１の領域１８の平面を基準とすると、磁気ディスク側と反対側（ハウジングの外側方向；紙面に垂直で、手前方向）に、突出している部分である。
【００２５】
図２に示したカバー２の領域１８は、図３に示すように、アーム５とカバー２が接触しない程度の隙間となるように形成されている。領域１８は、図３に示すように、モータ３０と接触しない程度の隙間ともなっている。また、図２に示したカバー２の領域１９は、図３に示すように、アクチュエータ６や、アーム５が収容できるような高さになるように形成されている部分であり、ハウジング１０の外部に向かって凸に形成されている。
【００２６】
すなわち、本実施形態においては、カバー２には、アーム４が横切る範囲２８よりもディスク面１とカバー２の隙間を縮めるために、ハウジング内部に向かって凸に形成されている第１の凸部１５，１６と、ディスク１の面上でアームが横切る範囲２８とディスク回転軸Ｏに対し反対側に、ディスク面とカバーの隙間を第１の凸部よりさらに縮めるために、ハウジング内部に向かって凸に形成されている第２の凸部１７が設けられている。凸部１５，１６，１７は、例えば、プレス加工等で形成するか、あるいはカバー内面に板を貼り付ける事で形成してもよいものである。
【００２７】
ここで、図２及び図４を用いて、第１の凸部１５，１６と、第２の凸部１７が設けられる範囲について説明する。
図４は、図２の破線Ｂに沿った断面の要部を展開した状態を示している。図４の横軸は、ディスクの回転軸Ｏとアーム回転軸３とを結ぶ直線をθ＝０°として、この位置から、ディスク１の逆回転方向（ディスク１の回転方向Ｒと反対方向）に遡った角度を示している。図４の縦軸は、ディスク１の高さを基準として、カバー２の各部１５，１６，１７，１８，１９の高さＨを示している。
【００２８】
図２に示すように、第２の凸部１７は、ディスクの回転軸とアーム回転軸とを結ぶ直線からディスクの逆回転方向にさかのぼって、角度θ１の位置を基準として逆回転方向に扇状に広がる範囲に設けられている。ここで、例えば、θ１＝１４０°である。このとき、第２の凸部１７の回転方向上流側は、ディスク１の回転中心Ｏと第２の凸部１７の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線３１に対し、回転方向（矢印Ｒ方向）に、角度θ６だけ、傾斜して形成されている。この結果、図２に示したように第２の凸部１７において、扇内周においては、例えば、広がり角θ４＝１２０°、扇外周においては広がり角θ３＝９０°となっている。
【００２９】
また、一方の第１の凸部１５は、アームが横切る領域２８を回避する位置（θ５）を基準として、第２の凸部１７と接する位置まで、ディスクの逆回転方向にさかのぼって、角度θ２の範囲で扇状に広がる範囲で設けられている。例えば、θ５＝１３°とすると、θ２＝１２７°である。
【００３０】
また、他方の第１の凸部１６は、第２の凸部１７と接する位置から、アームが横切る領域２８を回避する位置（例えば、θ７＝８０°）まで、ディスクの逆回転方向にさかのぼって、扇状に広がる範囲で設けられている。
【００３１】
これらの関係については、図４に示すように、θ＝０°の位置を基準とすると、θ＝０〜１３°の範囲は、領域１８であり、ディスク１に対する高さはＨ３となっている。Ｈ３は、例えば、２．２５ｍｍである。θ＝１３〜１４０°の範囲は、第１の凸部１５であり、ディスク１に対する高さはＨ２となっている。Ｈ２は、例えば、１．２５ｍｍである。θ＝１４０〜２５５°の範囲は、領域１７であり、ディスク１に対する高さはＨ１となっている。Ｈ１は、例えば、０．６ｍｍである。なお、第２の凸部１７のディスク１の逆回転方向の端部は、図２に示したように、角度θ５だけ傾いているので、θ＝２５５は、破線Ｂの位置における角度である。θ＝２５５〜２８０°の範囲は、第１の凸部１６であり、ディスク１に対する高さはＨ２となっている。Ｈ２は、例えば、１．２５ｍｍである。θ＝２８０〜３６０°の範囲は、領域１８であり、ディスク１に対する高さはＨ３となっている。Ｈ３は、例えば、２．２５ｍｍである。なお、参考までに、領域１９の高さＨ４は、破線で示すように、領域１８における高さＨ３よりも高くなっている。
【００３２】
次に、図５〜図８を用いて、第２の凸部の形状・位置と、フラッタ振幅の関係について説明する。
【００３３】
図５は、本発明の一実施形態による記録装置における第２の凸部の形状・位置と、フラッタ振幅の関係の説明図である。図６，図７は、図５に示した実験条件の説明図であり、図８は、実験結果の説明図である。
【００３４】
図５に示す結果を得るために用いた実験装置としては、外径８４ｍｍのディスクが５枚積層され、回転数１００００ｒｐｍで回転する実際の磁気ディスク装置を用いた。カバー２には、図２に示したように、ディスク面上のアームが横切範囲１８以外において第１の凸１５，１６部が設けられており、カバー内面のディスク面上に相当する場所に対し、扇状の板を貼ることによって第２の凸部１７を形成している。第１の凸部１５，１６とディスク１の面の隙間は１．２５ｍｍ、第２の凸部１７とディスク１の面での隙間は０．６ｍｍである。実験においてはカバー２にレーザーを通過させるための微小な穴を開け、レーザードップラ流速計を用いて、ディスクの面外振動振幅を計測した。計測結果を元に、フラッタ振動に起因する周波数成分を取り出して、フラッタ振幅を算出した。
【００３５】
図４は、カバーに設けた第２の凸部１７の配置場所とフラッタ振動との関係を調べた実験結果を示している。図４に示すグラフにおいて、縦軸は、ディスク面上のアームが横切る範囲以外においてディスク面とカバーの隙間を一律に１．２５ｍｍ縮めた第１の凸部のみで構成したカバーを用いた時の値を「１」とした時の無次元振幅を示している。横軸は、図２に示した角度θ１である。
【００３６】
データＸ１は、図６に示すように、カバーの一部にθ４＝９０°の扇状の第２の凸部を設け、角度θ１を変えてフラッタ振幅を計測したものである。なお、このとき、このとき、第２の凸部１７の回転方向上流側は、図２に示したように、結ぶ直線３１に対して、回転方向（矢印Ｒ方向）に、角度θ６だけ、傾斜することは行っておらず、第２の凸部は内周側も外周側も同じく、θ４＝９０°なっている。
【００３７】
データＸ２は、同様に１２０度の扇状の第２の凸部を設け、角度θ１を変えてフラッタ振幅を計測したものである。
【００３８】
データＸ３は、図７に示すように、アーム下流側において、第１の凸部と第２の凸部の境界を一致させ、アーム上流側の第２の凸部の基準角度θ１を変えてフラッタ振幅を計測したものである。すなわち、図２に示した第１の凸部１６に相当するものがない場合である。
【００３９】
また、データＸ４は、第２の凸部を設けずに、第１の凸部とディスクの隙間を０．６ｍｍとした状態で、フラッタ振幅を計測したものである。
【００４０】
以上のようにして、データＸ４から、第２の凸部１７を設けることなく、第１の凸部だけを設けて、ディスクとカバーの隙間を縮めた場合（ディスクと第１の凸部の距離０．６ｍｍ）は、フラッタ振幅が悪化することがわかる。すなわち、第１の凸部だけでディスク面とカバーの隙間を縮めると、第１の凸部の段差が大きくなり、空気流に大きな乱れを生じ、アームと干渉することによって乱れが増大し、フラッタ振動を増加させているためである。
【００４１】
これに対し、本実施形態のように、第２の凸部１７を設けた場合（データＸ１，Ｘ２，Ｘ３の場合）、θ１が小さいうちは第１の凸部だけによって隙間を縮めた場合と同様にフラッタ振幅は高いが、θ１が増加し、θ１＝１００〜１１０°以上となると、基準以下まで低下する。さらに、１４０°付近で極小値をとり、その後また増加していることがわかる。θ１＝１７０〜２００°までは、基準以下まで低下している。すなわち、第２の凸部の扇形形状の角度によらず、θ１を１１０°〜１７０°とすることで、フラッタ振幅を基準より低減できることが分かる。また、扇形形状によらず、θ１＝１４０とすることで、フラッタ振幅を最小（フラッタ振幅比＝０．８５）にすることができる。
【００４２】
次に、図８を用いて、第２の凸部１７のディスクの回転方向上流側部分を、ディスクの回転中心と凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し回転方向にθ６だけ傾斜させることによる効果について説明する。
【００４３】
図８において、データＹ１は、図５において、θ１＝１４０°、扇角度１２０°の時のフラッタ振幅を示している。データＹ２は、データＹ１で示した条件において、さらに、回転方向上流側がディスクの回転中心と凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し回転方向にθ６＝７０°だけ傾斜させ、図２に示したように、第２の凸部１７の形状を、θ３＝９０°、θ４＝１２０°としたものである。
【００４４】
データＹ１とデータＹ２を比較すると、凸部の回転方向上流側部分を、回転方向に傾斜させることによって、そうでない場合に比較して約５％フラッタ振幅が低減できていることがわかる。
【００４５】
なお、以上の説明では、ディスク面上のアームが横切る範囲１８以外に、２つの異なる高さをもった第１の凸部１５，１６と、第２の凸部１７を形成されているが、第２の凸部１７においては、ディスクの回転方向に隣接する第１の凸部１５との間に、必ずしも、明確な段差を持つ必要はないものである。例えば、図４に示すように、ディスク面とカバーの隙間がディスク回転方向に対し連続的に変化するような第２の凸部１７Ａを設けてもよく、または、段階的に拡大するような第２の凸部１７Ｂを設けてもよいものである。なお、第２の凸部１７Ａ，１７Ｂの場合においても、第２の凸部１７のディスク回転方向の下流側におけるディスクと第２の凸部が最小になる位置を、ディスクの回転軸Ｏとアーム回転軸３とを結ぶ直線からθ＝１４０°の位置に設けることによって、フラッタ振幅比を極小値できることは変わりないものであった。
【００４６】
本実施形態において、ハウジング内部の空気の流れに注目すると、ディスクの回転に伴ってディスク面上ではディスク回転方向と同一方向にディスク周方向の空気流が生じる。周方向の空気流の一部はアーム上流側、すなわち図１において紙面に向かって左側のシュラウド開口部から、ハウジング下部のアクチュエータ近傍に流れ込み、また、アーム下流側、すなわち図１において紙面に向かって右側のシュラウド開口部からディスク内に流れ込む。
【００４７】
以上説明したように、ディスク回転軸に対しアームが横切る範囲と異なる場所に、第１の凸部と、第２の凸部を形成することにより、第１の凸部によって、ディスク面上でアームが横切る範囲以外の隙間を一律に縮め、かつディスク面上でアームが横切る範囲とディスク回転軸に対し反対側に、ディスク面とカバーの隙間、あるいはディスク面とハウジングの隙間を更に縮めるための第２の凸部を備え、この第２の凸部は、ディスクの回転軸と上記アーム回転軸とを結ぶ直線からディスクの逆回転方向にさかのぼって１１０°から１７０°の位置を基準として、逆回転方向に扇状に広がる範囲に設けるることによって、第１の凸部だけで同じだけ隙間を縮める場合に比較して、アーム上流近傍における第１の凸部の段差による空気流の乱れが低減できるため、結果フラッタ振動をより低減することができる。
【００４８】
さらに、第２の凸部において、回転方向上流側がディスクの回転中心と第２の凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し回転方向に傾斜していることによって、ディスクとカバー間の周方向流れが、ディスク外周方向に傾き、シュラウド、ディスク間の隙間に強制的にディスク回転軸方向の流れが生じ、結果不安定流れの原因となるディスク外周部のシュラウド付近に生じる周期的な２次流れを壊すことができ、フラッタ振動が低減される。また、上記効果はディスク面とカバーの間の空気流の乱れと空気流を抑制し、かつ周方向の空気流の流れを偏らせることによって作用するものであるため、以下に示す実験結果にあるようにカバーとディスクの隙間が０．６ｍｍ程度でも作用し、容易に製作することができる。
【００４９】
また、上述した実施形態は、次のようにとらえることもできる。すなわち、図２に示す例において、第２の凸部１７のディスク回転方向の下流側の位置と、ヘッド５の位置関係を見ると、ディスク回転軸Ｏに対して、アームが横切る範囲２８と反対側に、ディスク面とカバーの隙間、あるいはディスク面とハウジングの隙間を縮めるための第２の凸部１７が形成されている。すなわち、第２の凸部のディスク回転方向の下流側の端部の位置は、ヘッド５から角度θ８が１８０°の位置（図２におけるθ１＝１４０°の位置）を中心として、±３０°の範囲内（図２におけるθ１＝１１０〜１７０°の範囲内）ととらえることもできるものである。
【００５０】
次に、同じく図４を用いて、本発明の第２の実施形態による記録装置の構成及び効果について説明する。
図２に示した構成では、第２の凸部１７の他に、ディスク回転方向の両側に第１の凸部１５，１６を設けている。しかしながら、図４に一点鎖線で示すように、第１の凸部１５Ａ，１６Ａは、アームが横切る範囲２８と同じ高さＨ３として、範囲２８と一体化した一つの凸部としてもよいものである。すなわち、アームが横切る範囲２８に対して、単一の凸部１７を形成するようにしてもよいものである。
【００５１】
このときも、凸部１７の位置は、θ１を１１０°〜１７０°とすることで、フラッタ振幅を基準より低減でき、また、扇形形状によらず、θ１＝１４０とすることで、フラッタ振幅を最小（フラッタ振幅比＝０．８５）にすることができる。
【００５２】
以上説明したように、ディスク回転軸に対しアームが横切る範囲と反対側の場所に凸部を備え、この凸部は、ディスクの回転軸と上記アーム回転軸とを結ぶ直線からディスクの逆回転方向にさかのぼって１１０°から１７０°の位置を基準として、逆回転方向に扇状に広がる範囲に設けるることによって、アーム上流近傍における空気流の乱れが低減できるため、結果フラッタ振動をより低減することができる。
【００５３】
次に、図１及び図９〜図１２を用いて、本発明の第３の実施形態による記録装置の構成及び効果について説明する。
図９は、本発明の第３の実施形態による記録装置の要部拡大平面図である。図１０及び図１１は、シュラウド開口部における空気流の説明図である。図１２は、実験結果の説明図である。なお、図９〜図１１において、図１と同一符号は同一部分を示している。
【００５４】
図１に示したように、本実施形態では、シュラウド１２のアーム上流側の円弧開口部に、突起１４を設けている。突起１４は、厚さＤ１が１ｍｍ程度、幅Ｗ１が１〜２ｍｍ程度で、ディスク回転軸方向，すなわち、紙面に垂直方向に向かって、ハウジング内部の高さ全体、あるいは少なくともその一部に設ける。突起１４の拡大形状は、図９に示すとおりである。
【００５５】
図１０は、突起１４を設けていない場合であるが、この場合、シュラウド１２の円弧開口部の幅は、幅Ｗ２から徐々に広くなっている。このように、幅が広くなる形状の場合、シュラウド開口部において、ディスク面上と面外を出入りする流れがシュラウドの円弧開口部で剥離して、大きな空気流の乱れＴ１を形成し、フラッタ振動が増大する。
【００５６】
それに対して、図１１に示すように、シュラウド１２の円弧開口部に突起を付けることによって、シュラウド１２の開口部の幅は、Ｗ２からＷ３のように一旦広がった後、再び突起１４を設けることによって、幅Ｗ４（Ｗ４＜Ｗ３）まで縮小する。その結果、シュラウド開口部において、ディスク面上と面外を出入りする流れがシュラウドの円弧開口部で剥離して大きな空気流の乱れを形成することを防ぎ、フラッタ振動を低減することができる。
【００５７】
さらに、複数のディスクが積層された装置においては、カバーとディスクの隙間、あるいはハウジングとディスクの隙間を縮めるため設けられる凸部１７は、カバーあるいはハウジングと隣接したディスクに作用するが、本実施形態における突起１４は、カバーあるいはハウジングに隣接していないディスクに対しても作用するため、両者をあわせて設置することによって、複数の積層されたディスクに対し効果的にフラッタ振動を低減することができる。なお、突起１４は、ハウジング１０の別体で構成することもできるが、ハウジング１０と一体で形成してもよいものである。
【００５８】
なお、突起１４は、アームの上流側に位置するシュラウド開口部にのみ設けられているが、アームの下流側に位置するシュラウド開口部にも設けてもよいものである。
【００５９】
ここで、図１２を用いて、突起１４を設けたことによる効果について説明する。
図１２のデータＹ３は、突起１４のみを設けた場合のフラッタ振幅を示している。突起１４を設けることによって、フラッタ振幅を約１５％低減することができる。また、データＹ３は、図２に示したように、突起１４と、さらに、第２の凸部１７を設け、そして、凸部のディスクの回転方向上流側部分を、ディスクの回転中心と凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対して、角度θ６だけ回転方向に傾斜させることによって、フラッタ振幅をさらに、８％低減することができる。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態によれば、突起１４を備えることによって、アーム上流近傍における空気流の乱れが低減できるため、結果フラッタ振動を低減することができる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、製造が容易で、空気流、及び空気流の乱れを同時に低減し、その結果フラッタ振動を効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による記録装置のカバーを取り外した状態におけるハウジング内部の構成を示す上面図である。
【図２】本発明の一実施形態による記録装置のカバー取付時における概略構成を示す上面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】図２の破線Ｂに沿う断面形状を示す展開断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による記録装置における第２の凸部の形状・位置と、フラッタ振幅の関係の説明図である。
【図６】図５に示した実験条件の説明図である。
【図７】図５に示した実験条件の説明図である。
【図８】実験結果の説明図である。
【図９】本発明の第３の実施形態による記録装置の要部拡大平面図である。
【図１０】シュラウド開口部における空気流の説明図である。
【図１１】シュラウド開口部における空気流の説明図である。
【図１２】実験結果の説明図である。
【符号の説明】
１…ディスク
２…カバー
３…アーム回転軸
４…アーム
５…ヘッド
６…アクチュエータ
７…信号配線
１０…ハウジング
１２…シュラウド
１４…突起
１５，１６…第１の凸部
１７…第２の凸部
２０…ランプ
２８…アームが横切る範囲
３０…モーター
Claims (7)
- 回転軸に対し、中心軸が固定された少なくとも１枚のディスクと、このディスク上に記録された情報を読み込み、あるいは上記ディスク上に情報を書き込むために上記ディスク面上を移動可能なヘッドと、このヘッドを支持するアームと、このアームを移動させるアクチュエータと、上記アームが移動可能な範囲で上記ディスクと同心円弧状に上記ディスクを包むシュラウド部分を有し、上記ディスク，上記アーム，上記アクチュエータを収容するハウジングと、上記ハウジングを閉じるカバーとを有する記録装置において、
上記ディスク面上のアームが横切る範囲以外において、上記ディスク面と上記カバー、あるいは上記ディスク面と上記ハウジングの隙間をアームが横切る範囲より縮めるための第１の凸部と、
この第１の凸部の一部にディスク面とカバー、あるいは上記ディスク面と上記ハウジングの隙間を第１の凸部よりさらに縮めるための第２の凸部を備え、
上記第２の凸部は、上記ディスクの回転方向上流側部分を、上記ディスクの回転中心と上記凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し回転方向に傾斜させたことを特徴とする記録装置。 - 請求項１記載の記録装置において、
上記第２の凸部は、上記ディスクの回転軸と上記アーム回転軸とを結ぶ直線から上記ディスクの逆回転方向にさかのぼって１１０°から１７０°の位置を基準として逆回転方向に扇状に広がる範囲に設けたことを特徴とする記録装置。 - 請求項１記載の記録装置において、
上記第１の凸部の一部にディスク面とカバー、あるいは上記ディスク面と上記ハウジングの隙間を第１の凸部よりさらに縮めるための第２の凸部を備え、上記第２の凸部のディスク回転方向の下流側の端部は、上記回転軸を中心として上記ヘッドと反対側の位置を中心として、±３０°の範囲に設けたことを特徴とする記録装置。 - 請求項１記載の記録装置において、
上記第２の凸部は、上記ディスクの回転方向上流側部分を、上記ディスクの回転中心と上記凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し、外周側が下流側となるように回転方向に傾斜させたことを特徴とする記録装置。 - 回転軸に対し、中心軸が固定された少なくとも１枚のディスクと、このディスク上に記録された情報を読み込み、あるいは上記ディスク上に情報を書き込むために上記ディスク面上を移動可能なヘッドと、このヘッドを支持するアームと、このアームを移動させるアクチュエータと、上記アームが移動可能な範囲で上記ディスクと同心円弧状に上記ディスクを包むシュラウド部分を有し、上記ディスク，上記アーム，上記アクチュエータを収容するハウジングと、上記ハウジングを閉じるカバーとを有する記録装置において、
上記回転軸に対し、上記ディスク面上で上記アームが横切る範囲と上記回転軸に対し反対側に、上記ディスク面と上記カバーの隙間、あるいは上記ディスク面と上記ハウジングの隙間を縮めるための凸部を備え、
上記凸部は、上記ディスクの回転方向上流側部分を、上記ディスクの回転中心と上記凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し回転方向に傾斜させたことを特徴とする記録装置。 - 請求項５記載の記録装置において、
上記凸部は、上記ディスクの回転軸と上記アーム回転軸とを結ぶ直線から上記ディスクの逆回転方向にさかのぼって１１０°から１７０°の位置を基準として逆回転方向に扇状に広がる範囲に設けたことを特徴とする記録装置。 - 請求項５記載の記録装置において、
上記第２の凸部は、上記ディスクの回転方向上流側部分を、上記ディスクの回転中心と上記凸部の回転方向上流側の先端部を結ぶ直線に対し、外周側が下流側となるように回転方向に傾斜させたことを特徴とする記録装置。
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