JP4146088B2 - ディスクドライブ内において上昇作用を改良したフレクシャ - Google Patents

Description

【０００１】
発明の分野
本発明は、ディスクデバイスのフレクシャ形状に関する。詳細には、本発明は、準雰囲気スライダ装置を使用する傾斜路・ロード／アンロード・ディスクドライブに有利に使用可能なフレクシャ形状を提供する。
【０００２】
発明の背景
一般に、ディスクデバイスは、ユーザーが容易に使用できるような形式で多量のデータを記憶するためにワークステーション、パーソナルコンピュータ、ラップトップ型コンピュータ、その他のコンピュータシステムに使用される。通常、ディスクデバイスは、スピンドルモータで回転するマグネットディスクを備えている。ディスク表面は、一連のデータトラックに分割される。データトラックは、内径と外径とを有するバンドを横切って互いに半径方向に間隔を空けて配置される。
【０００３】
それぞれのデータトラックは、概してディスク周りに延びており、ディスク表面上でトラックの半径方向の伸長部分内部で磁気転移作用によりデータを記憶することができる。磁気変換器等のインタラクティブ要素は、データを読取るように磁気転移作用を検知しまたはディスク表面に磁気転移させる電気信号を伝達し、データを書込むように使用される。磁気変換器は、ディスクの磁気表面と適当に相互作用する位置に磁気変換器の能動要素を含む読取り／書込みギャップを含む。このギャップの半径方向の寸法は、磁気転移を含むデータトラックの半径方向の伸長部分内部に適合し、その結果、インテラクティブ要素がそれぞれのデータトラックの上方で適切に中心方向に移動されたときに、一つのトラックの磁気転移作用だけがインテラクティブ要素により変換される。
【０００４】
従来から知られているように、磁気変換器は、その下方でディスクが回転するようにヘッド構造体によりロータリアクチュエータアームとロードビームとに取付けられると共に、アクチュエータアームによってディスクの予め選択されたデータトラックの上方にこの選択的に位置決めされてディスクの予め選択されたデータトラックからデータを読取りまたはデータを書込む。アクチュエータアームは、ディスク表面を横切ってアクチュエータアームを移動させるように制御可能なボイスコイルモータに順番に取付けられる。
【０００５】
また、ヘッドアクチュエータは、ディスクが回転することにより生じる電流によって、変換器をディスク表面のデータトラックの上方で浮遊するようにエアベアリング表面を有するスライダを含んでいる。このように、変換器は、ヘッドとディスク表面との磨耗を最小にするようにディスクドライブの通常作動時にはディスク表面に物理的に接触しない。変換器がディスク表面上を浮遊する距離は、いわゆる「浮遊高度」に関連する。ヘッドの半径方向位置に関係なく同じ高さでヘッドの浮遊高度を維持することが設計時における目標である。
【０００６】
磁気変換器は典型的にはスライダ本体の後縁に設置されている。接触作用始動停止（ａ ｃｏｎｔａｃｔ ｓｔａｒｔ ｓｔｏｐ）（ＣＳＳ）動作では、スライダは、ディスクが回転していないときにはディスクの表面に静置され、ディスクが回転すると直ちにディスク表面上に最終的に浮遊するまでディスク表面を滑動する。ディスクの回転作用を停止すると、スライダはディスク表面に再度静置する。ＣＳＳシステムには種々の問題があることが分かっている。まず、ディスクにスライダが接触することにより、スライダやディスクが損傷する場合がある。また、スライダとディスクとの間にスライダやディスクを損傷させる「始動摩擦」すなわち「静止摩擦」が生じる場合もある。
【０００７】
当該技術分野における一つの技術的課題は、傾斜路をローディング／アンローディングすることである。この処置では、スライダがディスクに静置しないようにしている。その代わりに、読取りまたは書込み作用が必要とされない場合には、（フレクシャを介して結合されている）ロードビームは、ディスクの記録可能領域から離間されて傾斜式傾斜路の下部に接触する接点まで回転される。ロードビームはさらに回転し、それにより、ロードビームが傾斜路の傾斜部を上昇してディスク表面から離間するようになる。ロードビームがディスクから離間して移動すると、スライダおよびフレクシャは同様に回転式ディスクから離間するよう付勢される。
【０００８】
傾斜路をアンローディングすることは、特に、いわゆる「負圧」または「準雰囲気」スライダを使用するときにフレクシャに対して悪影響を及ぼす場合がある。公知の負圧スライダの一つの実施例が図１に示されている。ディスクに対面するスライダの側部は第一および第二のレール１０、１２の少なくとも一つを含んでおり、これらレールはクロスビーム１４またはスライダの前縁でレールに結合される同様の構造体を備えている。ディスクが回転することにより生ずる空気流はスライダの前縁およびクロスビーム１４の上方を通過し、これにより、第一及び第二のレール１０、１２とクロスビーム１４との間の領域１６が負圧すなわち約０．１０ＭＰａ（１気圧）以下の圧力の領域になる。この負圧により、スライダーは高記録密度と大ディスク容量とを可能にする回転式ディスクの下方に浮遊される。
【０００９】
図２を参照すると、従来のフレクシャが示されている。フレクシャ５０は、隣接端部５２を有する主要本体５１を含んでいる。第一および第二の「アウトリガ」５３ａ、５３ｂが、フレクシャの遠位端部５４で結合されるように設けられる。タブ５５は、ネック部分５６を通ってフレクシャ５０の遠位端部５４から延びるように設けられる。スライダ（例えば図１のスライダ）は、スライダの前縁がフレクシャの隣接端部５２に対面すると共にスライダの後縁がフレクシャの遠位端部５４に対面するようにフレクシャ５０のタブ５５に取付けられる。
【００１０】
図３を参照すると、フレクシャ５０はロードビーム６０に取付けられ、スライダ６５はフレクシャ５０のタブ部分に取付けられているのが示されている。この実施例では、半球形部（ｂｕｂｂｌｅ）６７はディスク表面から離間して対面するスライダの側部に設けられる。半球形部６７、アウトリガ５３ａ、５３ｂ、タブ５５、およびネック部分５６によって、スライダ６５は可動ディスク６８に対して縦移動および回転できる。図３に示すように、スライダ６５の前縁は、可動ディスクの上で浮遊するスライダの性能に寄与すべくわずかに上方に揺動する。傾斜路ロード／アンロード・ドライブにこのフレクシャを使用する場合には、ディスク表面から離間するロードビームの運動により、フレクシャは可動ディスクの表面から離間される。フレクシャがディスク表面から離間されると、フレクシャはフレクシャの後縁において上向き矢印で示されるようにスライダ６５を引き揚げる。これにより、スライダは前方に揺動される。しかしながら、スライダの負圧領域は維持される。従って、ロードビームが傾斜路を上昇してディスク表面から離間され続けると、スライダは下向き矢印で示すように可動なディスク表面に対してスライダの負圧引力を維持して、図３に示されるようにフレクシャを曲げる。フレクシャは、スライダが最終的にディスク表面から引き離されるまで、伸ばされると共に曲げられ続ける。このように伸ばされることにより、フレクシャは、フレクシャと、スライダの揺動・回転を制御するフレクシャの特性とに有害な作用を及ぼすような機構上の変形を生じる場合がある。
【００１１】
上述したように、以上の問題を回避するフレクシャの改良設計が必要である。
【００１２】
詳細な説明
図面を参照すると、まず図４では、参照番号２０により概ね形成されたディスクドライブの実施例が示されている。ディスクドライブ２０は、多数の記憶用ディスク２２ａから２２ｄと多数の読取り／書込みヘッド２４ａから２４ｈとを含んでいる。それぞれの記憶用ディスク２２ａから２２ｄには、ユーザのデータを記憶する複数のデータトラックが設けられている。図４に示すように、一つのヘッドがディスク２２ａから２２ｄの各表面に設けられており、それにより、データを総ての記憶用ディスクのデータトラックから読取りまたはデータトラックに書込むことができるようになる。ヘッドは前置増幅器３１に結合されている。ディスクドライブ２０は、本発明に使用されるディスクドライブシステムを単に示したものであり、本発明はさらに多数またはさらに少数の記憶用ディスクを含んだディスクドライブシステムで実行可能であることが理解されよう。
【００１３】
従来技術で知られたように、記憶用ディスク２２ａから２２ｄは、スピンドルモータ配列体２９により回転するように装着される。さらに、読取り／書込みヘッド２４ａから２４ｈは、記憶用ディスク２２ａから２２ｄの予め選択された範囲に位置決めするためのそれぞれのアクチュエータアーム２８ａから２８ｈにより支持され、その結果、データをデータトラックから読取ると共に、データトラックに書込むことができる。そのために、アクチュエータアーム２８ａから２８ｈは、ディスク表面に対して半径方向に横切るアクチュエータアーム２８ａから２８ｈを調節可能な状態で回転するように作用するボイスコイルモータ３２によりピン３０に回転可能な状態に装着される。
【００１４】
それぞれの読取り／書取りヘッド２４ａから２４ｈは、フレクシャ要素（例えば、図７に示す本発明のフレクシャ）によりそれぞれのアクチュエータアーム２８ａから２８ｈに装着され且つあらゆる方法でエアベアリング表面（図示しない）を有するスライダ２６に装着された磁気変換器２５を備えている。前述したように、ディスクドライブシステムで典型的に使用されるとスライダ２６は、読取り／書込みヘッド２４ａから２４ｈの磁気変換器２５をディスクドライブシステムに非接触作動するようにそれぞれの記憶用ディスク２２ａから２２ｄの表面の上に「浮遊」させる。非使用時には、ボイスコイルモータ３２は、アクチュエータアーム２８ａから２８ｈを傾斜路まで回転させ、アクチュエータアーム２８ａから２８ｈのロードビームは記憶用ディスクから離間された静置位置までロードビームを上昇させる。
【００１５】
プリント回路基板（ＰＣＢ）３４は、スピンドルモータ２９とボイスコイルモータ３２とを制御するための制御電子機器を装着するように設けられている。また、ＰＣＢ３４は、前置増幅器３１を介して読取り／書込みヘッド２４ａから２４ｈに結合される読取り／書込みチャンネル回路系を含み、記憶用ディスク２２ａから２２ｄのデータトラックにデータを伝達することとデータトラックからデータを伝達することとを制御する。ＰＣＢ３４をディスクドライブの種々の構成部品に結合する方法は、従来技術で知られており、読取り／書込みチャンネル回路を前置増幅器３１に結合するようにコネクタ３３を含んでいる。
【００１６】
読取り作動時は、ディスク表面にデータ領域の磁気転移からヘッドにより変換される電気信号は、前置増幅器３１を介して処理するための読取り／書込みコントローラ３６の読取りチャンネルに入力される。ＰＣＢ３４のメモリは、読取り／書込みコントローラを介して記憶用ディスク２２ａから２２ｄのデータ領域から読取られまたはデータ領域に書込まれるバッファデータに使用可能である。バッファデータは、データ記憶用ディスクドライブを使用するホストコンピュータへの伝達またはホストコンピュータからの伝達が可能である。
【００１７】
図５を参照すると、本発明に基づくボイスコイルモータ３２の通常の構成要素からなる分解図が示されている。電気コイル要素１４０は、ピン３０を受容していて二つのアクチュエータアーム２８の間に公知の方法で配置されている開口部１４０ａを有している。電気コイル要素１４０は、ディスクドライブ２０内に取り付けられた二つのプレート１４６ａ、１４６ｂの間に位置決めされた電気コイル部分１４０ｂを有している。永久磁石１４４が二つの取付用プレート１４６ａ、１４６ｂのうちの一方に固定されており、それにより、永久磁石１４４の磁場は、前述したアクチュエータ制御部４０によりコイルに電圧を印加することによって電気コイル部分１４０ｂにより発生した磁場と相互作用する。電気コイル部分１４０ｂと永久磁石１４４との間における磁気的相互作用によって、電気コイル要素１４０が移動してピン３０を回転させると共に、印加された電圧の大きさおよび方向の関数としてアクチュエータアーム２８ａから２８ｈを移動させる。結果的に、制御された電圧を印加することによって、ヘッド２４ａから２４ｈを予め選択されたデータトラック上に位置決めすることができる。
【００１８】
本発明の実施形態に基づくフレクシャの形状の頂面図が図６に示されている。フレクシャ本体１０３は第一および第二のアウトリガ１２１、１２３を含んでいる。この実施形態においては、第一のアウトリガ１２１は、フレクシャ本体１０３から略遠位方向に延びる第一の区分１００と、第一の区分に結合されていて略近位方向に延びる第二の区分１１５とを含んでいる。同様に、第二のアウトリガ１２３は、フレクシャ本体１０３から略遠位方向に延びる第一の区分１０１と、第一の区分に結合されていて略近位方向に延びる第二の区分１１７とを含んでいる。第一および第二のアウトリガの第二の区分１１５、１１７は近位区分１２５において連結している。タブ区分１１０はスライダ装置など（例えば図７における要素１３０）を取り付けるために設けられている。スライダ装置などを取り付けた後においては、スライダ装置の前縁（図７には示さない）はフレクシャの近位区分を向いている。スライダ装置を移動させるのをさらに容易にするために、ネック区分１１２をタブ区分１１０と近位区分１２５との間に設けることもできる。
【００１９】
図４のディスクドライブによる作動時における傾斜路上昇する（すなわち、ロードビームが傾斜路に沿って上昇する）ときに、スライダ装置は容易に上昇されて移動式ディスク表面から離れる。図６に示されるように、ロードビームとフレクシャ本体１０３とが傾斜路上昇作用時に上昇するときに、スライダ装置をディスクから上昇させる力が、スライダの後縁とは反対側のスライダの前縁に集中される。例えば図６においては、スライダ装置をディスクから上昇させる力はフレクシャのネック区分１１２付近において集中される。スライダの側面図が図７に示されており、この側面図においては上昇させる力を集中させることが上方向の指示矢印により示されている。スライダの前縁が上昇されるときに、準雰囲気圧領域（ｓｕｂ−ａｍｂｉｅｎｔ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｒｅａ）において加圧作用が増す。これにより、スライダと移動式ディスクとの間の引力が小さくなる。従って、傾斜路上昇作用時にスライダの前縁においてスライダを上昇させることによって、スライダの後縁においてスライダを上昇させる場合よりも、スライダをディスク表面から高速で上昇させることができる。スライダをディスク表面から迅速に取り除くことによって、フレクシャ構造部における応力を少なくすることができる。
【００２０】
本発明の別の実施形態を図８に示す。図８においてはタブ区分３１０は、ネック区分３１２によってフレクシャの主要本体３０３の近位部分に結合されている。要求される場合には、遠位区分３２１により一緒に結合されているアウトリガ３００、３０１を設けることもできる。図８におけるフレクシャ形状の欠点は、タブ区分３１０に取り付けられたスライダが、図７のフレクシャ形状と比較して自由に移動（例えば縦方向移動または回転）することができないことである。図７のフレクシャの場合には、傾斜路上昇作用時に、スライダ本体の前縁が上方に引かれてスライダの下方の圧力が増す（すなわち、準雰囲気圧領域の領域の大きさが減少する）と共に、スライダ本体をディスク表面から迅速に離れるよう移動させることができる。
【００２１】
図９を参照すると、本発明の追加の実施形態が示されており、図９においては導電性トレースが設けられていて、ＰＣＢ上の構成要素（図４を参照されたい）を、フレクシャに取り付けられたスライダ（図９における要素１３０）まで電気的に結合している。この実施形態においては、トレース１２７、１２８がフレクシャの主要本体１０３上において追従していて第一および第二のアウトリガ１２１、１２３の一部として延びている。トレース１２７、１２８はネック区分１１２を越えてタブ区分１１０の遠位部分まで延びている。図１０においては、導電性トレースを備えたフレクシャの別の実施形態が示されている。図示されるように、トレースは第一および第二のアウトリガの遠位部分からタブ区分１１０まで延びている。導電性トレースを公知の方法でフレクシャ構造部に取り付けるか、または導電性トレースをフレクシャ構造部の一部として形成することもできる。
【００２２】
実施形態は本明細書において明確に図示されて説明されているが、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、特許請求の範囲の教示するところによって本発明の変更例および変種例をカバーすることができるのは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の雰囲気圧スライダの平面図である。
【図２】 従来のフレクシャ形状の平面図。
【図３】 図１、図２のフレクシャとスライダとの側面図である。
【図４】 典型的なディスクドライブの斜視図である。
【図５】 図１のディスクドライブのアクチュエータアーム・ボイスコイルモータの構成部品の平面図である。
【図６】 本発明の実施形態に従って構成されたフレクシャの平面図である。
【図７】 ロードビームに結合された図６のフレクシャの側面図である。
【図８】 本発明の実施形態に従って構成されたフレクシャの第二実施形態の平面図である。
【図９】 導電性トレースを含む図６のフレクシャの平面図である。
【図１０】 導電性トレースを備えた図６のフレクシャの他の例である。

Claims (12)

1. 傾斜路・ロード／アンロード・ディスクドライブに使用されるフレクシャにおいて、
   フレクシャ本体と、
   前記フレクシャ本体に結合されていて互いに分離した第一および第二のアウトリガとを具備し、これらアウトリガのそれぞれは、
   前記フレクシャ本体から略遠位方向に延びる第一の区分と、
   前記第一の区分に結合されていて前記フレクシャ本体に向かって近位方向に延びる第二の区分と、
   該第二の区分の近位端に結合される近位区分と、
   該近位区分に結合されるタブ区分と、を含んでおり、
   さらに、スライダ装置が該タブ区分に結合されており、それにより、前記フレクシャ本体の上昇が、前記タブ区分の前縁部分に集中した上昇力を生じさせるようになる、フレクシャ。
2. 前記タブ区分と前記近位区分との間に結合されるネック区分をさらに具備する請求項１に記載のフレクシャ。
3. 前記第一および第二のアウトリガに結合されている導電性トレースをさらに具備し、該導電性トレースは、前記フレクシャの前記タブ区分に取り付けられたスライダに結合されるようになっている請求項１に記載のフレクシャ。
4. 傾斜路・ロード／アンロード・ディスクドライブに使用されるヘッドサスペンションアセンブリにおいて、
   フレクシャ本体と、
   前記フレクシャ本体に結合されていて互いに分離した第一および第二のアウトリガとを含み、これらアウトリガのそれぞれは、
   前記フレクシャ本体から略遠位方向に延びる第一の区分と、
   前記第一の区分に結合されていて前記フレクシャ本体に向かって近位方向に延びる第二の区分と、
   該第二の区分の近位端に結合される近位区分と、
   該近位区分に結合されるタブ区分と、を含んでおり、
   さらに、スライダ装置が該タブ区分に結合されており、それにより、前記フレクシャ本体の上昇が、前記タブ区分の前縁部分に集中した上昇力を生じさせるようになる、ヘッドサスペンションアセンブリ。
5. 前記タブ区分を前記スライダ装置に直接的に結合させ、前記スライダ装置は準雰囲気圧領域を有している請求項４に記載のヘッドサスペンションアセンブリ。
6. 前記フレクシャが、
   前記タブ区分と前記近位区分との間に結合されたネック区分をさらに含む請求項４に記載のヘッドサスペンションアセンブリ。
7. 前記フレクシャが、
   前記第一および第二のアウトリガに結合されている導電性トレースをさらに含み、該導電性トレースは前記フレクシャの前記タブ区分に取り付けられた前記スライダに結合されている請求項４に記載のヘッドサスペンションアセンブリ。
8. 傾斜路・ロード／アンロード・ディスクドライブにおいて、
   回転されるようになっているディスクと、
   フレクシャとを具備し、
   該フレクシャは、
   フレクシャ本体と、
   前記フレクシャ本体に結合されていて互いに分離した第一および第二のアウトリガを含み、これらアウトリガのそれぞれは、
   前記フレクシャ本体から略遠位方向に延びる第一の区分と、
   前記第一の区分に結合されていて前記フレクシャ本体に向かって近位方向に延びる第二の区分と、
   該第二の区分の近位端に結合される近位区分と、
   該近位区分に結合されるタブ区分と、を含んでおり、
   さらに、スライダ装置が該タブ区分に結合されており、それにより、前記フレクシャ本体の上昇が、前記タブ区分の前縁部分に集中した上昇力を生じさせるようになっており、前記スライダは前記回転式ディスク上に浮遊するようになっている、ディスクドライブ。
9. 前記タブ区分を前記スライダ装置に直接的に結合させ、前記スライダ装置は準雰囲気圧領域を含んでいる請求項８に記載のディスクドライブ。
10. さらに、ディスクと、前記フレクシャに結合されていて遠位端を有するロードビームと、傾斜路とを具備し、前記ロードビームの遠位端は前記傾斜路を摺動して上昇するようになっていて、前記スライダを前記ディスクから離すよう上昇させる請求項９に記載のディスクドライブ。
11. 前記フレクシャが、
    前記タブ区分と前記近位区分との間に結合されたネック区分をさらに含む請求項８に記載のディスクドライブ。
12. 前記フレクシャが、
    前記第一および第二のアウトリガに結合された導電性トレースをさらに含み、該導電性トレースは前記フレクシャの前記タブ区分に取り付けられた前記スライダに結合されている請求項８に記載のディスクドライブ。

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