JP4241910B2 - ヘッド／ディスク・アセンブリ用のディスク・ストレージ・システムおよびマウント・システム - Google Patents
ヘッド／ディスク・アセンブリ用のディスク・ストレージ・システムおよびマウント・システム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、ディスク・ストレージ・システムにおけるヘッド／ディスク・アセンブリのマウントに関し、具体的には、回転アクチュエータベースの位置決め機構を用いるディスク・ドライブ中の振動制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラック密度が増大し続けるのに従い、振動によって誘発されるトラック追従の誤差成分が、ディスク・ドライブの動作にとってさらに致命的なものになることが予測される。予測される２０Ｇビット／平方インチの面密度という将来の需要を達成するには、現在の２０ｋＴＰＩの設計点と比較して、５０，０００トラック／インチ（ｋＴＰＩ）のトラック密度が必要になる。
【０００３】
しかし、ＴＰＩが高くなると（例えば２０ｋＴＰＩ以上）、以降「シータ動力」と称するディスク・ドライブの面内（シータ座標の）回転振動が、主要なトラック・ミスレジストレーション（ＴＭＲ）成分として発生する。これは、回転アクチュエータ・システムを用いるハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）が、その基板の面内回転振動に対して非常に弱いためである。振動の問題に対する解決法はいくつかの原理に沿って開発することができるが、その範囲は新規なマウント・システムから精密なサーボ・アルゴリズムまでにわたる。しかし、本発明以前には、最適なものはおろか満足の行くものは１つとして存在しない。
【０００４】
コンピュータ・システムは、１つまたは複数のディスク・ドライブを含み、各ドライブが振動環境全体の一因となる。さらに、コンピュータ・システム自体も、外部の震動励振を受ける可能性がある。ディスク・ドライブ中のヘッドの位置決め精度は、ドライブ自体から発生する振動、および別のディスク・ドライブ、または同じマウント構造に取り付けられた他の周辺装置によって発生する振動両方の影響を受けやすい。回転アクチュエータ機構を用いるディスク・ドライブは、１）基板の周期的な振動を引き起こすスピンドルの質量の不均衡と、２）基板の一過性の動力を引き起こすアクチュエータのシーク反応トルクとの結果生じる機械的運動が原因となる自己振動を発生する。
【０００５】
これら２種類の成分（すなわち、スピンドルの質量不均衡、およびアクチュエータのシーク反応トルク）はコンピュータ・シャーシの振動も発生させ、その振動が同じシャーシに取り付けられた他のストレージ・デバイスに影響を与える。この影響を「放出振動」と呼ぶ。同様に、当該ドライブは、隣接する装置／ドライブが発生する「放出振動」も受けるが、これは外部から加わる振動成分と見なすことができる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、高性能のコンピュータ・ストレージ構成では、３種類の振動の課題（すなわち自己発生振動、外部振動、および放出振動）に対する解決が不可欠となる。本発明以前に、このような解決法は発見されていない。
【０００７】
さらに、この２．５インチおよび３．５インチのハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）の生成は、それぞれ携帯環境、およびデスクトップ／サーバ環境で動作するように設計することに留意されたい。製造者は、コンピュータ・システムのコストと重量を軽減するために、通例薄い構造部材を利用してＨＤＤのマウント・フレームを製造する。したがって、コンピュータ・フレームは、それ自体を振動に弱くするコンプライアントな物体である。このようなマウント構成では、ディスク・ドライブが、内部または外部のソースによって励振される振動に弱くなる。ＨＤＤ中のヘッド位置決めサーボ・システムは、３つの重要な動作を行う。初めにこれは、シーク・モードで速度サーボを使用して、最短時間でターゲットの近辺にヘッドを移動する。次いでサーボ・システムは、積分項を用いない位置コントローラを使用して、最短の静定（settle-out）時間でヘッドをターゲット・トラックに置く。そして、サーボ・システムは、比例積分微分タイプ（ＰＩＤ）の位置コントローラを用いてトラック追従モードに入る。シーク・モード中には、音声コイル・モータ（ＶＣＭ）ベースのアクチュエータにより最大の回転加速トルクが加えられ、それに続き減速トルクが加えられる。それに対応する基板上の反応トルクは、書き込み／読み取りヘッドの位置決め精度に悪影響を及ぼしかねない一過性の回転振動を引き起こす。
【０００８】
現在の３．５インチ・ディスク・ドライブは２０ｋＴＰＩに達しており、２０００年以後には２５ｋＴＰＩを超えるものと予測される。上記で述べたように、トラック密度を上げる際の大きな障害は、振動外乱がある場合にヘッドの位置決め精度が不十分なものになる点である。ＴＰＩが急激に増大しているために、トラック上での書き込み／読み取り素子の位置決めが大きな課題になっている。従来のサーボ制御システムは、次第に困難度が増す動作環境で良好に動作するように継続的に改良を加えていく必要がある。
【０００９】
スピンドル・モータ・アセンブリなどの機械コンポーネントは、完全には質量が均衡にならず、作動中に調和振動を発生することに留意されたい。調和振動励振は、ＨＤＤシステム全体の線形振動運動および回転振動運動の両方を発生する。１５ｋＴＰＩの設計点では、約１０万分の１インチ（例えば、約０．２５マイクロメータ）のアクチュエータ・ピボットについてのトラックの回転振動運動は、トラック・ピッチの１５％に相当する。補償を行わないと、トラック・ピッチの１５％のトラック追従誤差は、ディスク・ドライブの「ソフト」および「ハード」の誤差率性能に対して悪影響を与える可能性がある。この内部で発生する周期的振動による位置決め誤差は、米国特許第５，６０８，５８６号に提案されるサーボ方法を用いて解決することができる。
【００１０】
特別な衝撃振動分離型のマウント設計を用いると、米国特許第５，４００，１９６号に開示されるように、内部スピンドルのフォーシング（forcing）による回転振動成分を最小にすることができる。
【００１１】
しかし、米国特許第５，４００．１９６号に取り上げられる、内部のスピンドル振動を分離するように最適化したマウント設計も外部の入力振動に対してはまだ弱い。日本国特許第２，５６５，６３７号に定義される特定の基準のセットを満たす多角形に沿って分離マウントを配置することにより、ＨＤＤで回転振動を発生する外部振動入力を最小にすることができる。これより早く出願されたが未公開の米国特許第６，１２２，１３９号では、第２のアクチュエータを使用して反トルクを発生することにより、反応を中和する方法が提案された。
【００１２】
しかし、これら上記の方法の各々が解決するのはＨＤＤの３種の振動問題の一部のみで、いずれの方法も、シークによって誘発される一過性の動力に対する簡潔で低コストの解決を提供しない点で不完全なものである。したがって、振動に対してより堅牢な新規のマウント・フレームを用いたＨＤＤは競争力のある製品を生み出すことができるが、本発明以前には、このような問題は認識されておらず、またこのような解決を効果的に扱う構造も開発されていない。
【００１３】
センサ、サーボ・アルゴリズム、および慣性力発生装置を使用すると、ＨＤＤのような機械装置の望ましくない振動を制御することができる。従来は、衝撃を分離するゴム・マウントを使用して、線形衝撃入力からストレージ・デバイスを保護してきた。しかし、揺れ、空間の必要性、および耐衝撃性を高めたストレージ・コンポーネント設計の段階的な改良により、製造者はもはやディスク・ドライブの明確な衝撃分離を追求しなくなっている。従来の衝撃および振動の分離マウントの除去（例えば米国特許第５，３４９，４８６号を参照のこと）は、ドライブの動作中に発生する力学的問題によってさらに加速された（例えば、米国特許第４，９６７，２９３号参照）。１９９０年以降、ストレージ業界は、衝撃分離の設計から手を引いている。今日の市場では、衝撃および振動の分離システムを備えたディスク・ドライブは製造されていないものと思われる。以前には、衝撃分離システムを使用して衝撃ハンドリングからＨＤＤを保護していたが、実際にはこれが、静定時の問題と線形振動問題を悪化させていた。さらに、従来の分離システムでは、良質の熱伝導体ではない制振材料を使用している。
【００１４】
ＥＰＯ特許第０７１５３０８号は、磁気ディスク装置中のディスク・ユニット向けの支持機構を開示する。この磁気ディスク装置は、少なくとも１つの硬質部材の柔軟な部分によって構築される連結機構を含み、連結機構の一端を固定用ユニットに取り付け、もう一端をハード・ディスク・アセンブリに取り付ける。
【００１５】
したがって、前述の問題すべてから見ると、本発明以前には、複数の振動成分を効果的に補償し、シークによって誘発される静定時動力の問題を解決するようなシステムは存在しない。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以下の説明で用語「ヘッド／ディスク・アセンブリ」（ＨＤＡ）は、読み取り／書き込みヘッドのアセンブリ、ヘッドを配置するアクチュエータ、およびハード・ディスク・ドライブの中心にある情報記憶ディスクを表すのに使用する。ＨＤＡは密閉して、ハード・ディスク・エンクロージャ（ＨＤＥ）を構成することもできる。
【００１７】
概して、本発明は、アクチュエータ運動の面に対して垂直な軸を中心に自由に回転できるようにマウントする、回転アクチュエータベースの位置決め機構を用いるＨＤＡの構造を提供する。
【００１８】
本発明の第１の態様では、ディスク・ドライブ（および方法）は、静定時の動力、外部からの回転振動、および放出振動を最小にするように枢動可能にマウントするケーシングであって、ＨＤＥが実質的に自由に回転することを可能にするケーシングを含むハード・ディスク・エンクロージャ（ＨＤＥ）をマウントするためのシステムを含み、ＨＤＥの重心は、ケーシングのピボット点とほぼ同じにする。
【００１９】
本発明の第２の態様では、コンピュータ・シャーシにマウントするディスク・ドライブ・アセンブリは、少なくとも１つのディスクおよびアクチュエータを含むハード・ディスク・エンクロージャ（ＨＤＥ）と、ＨＤＥを収納し、内部フレーム上に提供される少なくとも１つのシータマウントを有する内側フレーム、およびコンピュータ・シャーシにマウントする外部フレームを含むドライブ・フレームとを含む。
【００２０】
本発明の第３の態様では、アクチュエータの運動面に対して垂直な軸を中心に自由に回転できるようにマウントする、回転アクチュエータベースの位置決め機構を用いるディスク・ドライブは、静定時の動力、外部からの回転振動、および放出振動のうち少なくとも１つを最小にするように軸を枢動可能にマウントするケーシングであって、ＨＤＥが実質的に自由に回転することを可能にするケーシングを含み、ＨＤＥの重心は、ケーシングのピボット点とほぼ同じになる。
【００２１】
本発明の第４の態様では、回転トルクを発生する機構で使用する装置は、静定時の動力、外部からの回転振動、および放出振動のうち少なくとも１つを最小にするように枢動可能にマウントするケーシングであって、ＨＤＥが実質的に自由に回転することを可能にするケーシングを含み、ＨＤＥの重心は、ケーシングのピボット点とほぼ同じになる。
【００２２】
本発明の第５の態様では、コンピュータ・シャーシは、筐体と、筐体中に収容する少なくとも１つのディスク・ドライブ・アセンブリと、筐体中に一体に構築した複数のシータマウントとを含む。
【００２３】
本発明の第６の態様では、コンピュータ・シャーシは、筐体、および筐体中に一体構築した複数のシータマウントを含む。
【００２４】
図１に示すように、剛体運動は、３つの線形座標（例えばＸ、Ｙ、Ｚ）および３つの角度座標（Ｆ、Ｑ、ｙ）に沿って発生しうる。この新規なマウント・システムは、シータ座標に沿って十分な角度回転自由度を提供する一方で、他のすべての５つの座標に沿ってディスク・ドライブを抑制する。残りの５座標に沿った線形運動の自由度、および角度運動の実質的な自由度は、このマウントでは許可されない。図１には、外部振動、スピンドル振動（不均衡）、基板の回転振動（これが主要な問題である）、および外乱トルクを発生する音声コイル・モータ（ＶＣＭ）の重心（ＣＧ）偏位、を含む振動源も示している。
【００２５】
必要とされる回転自由度の最大振幅は、一般的な３．５インチ・ドライブでアクチュエータが回転する角度の約３００分の１である。これは、０．１度の回転角度に相当する。ディスク・ドライブのシータ運動と結合する外部からの線形振動を除去するには、基板回転の枢軸が、自由に回転することのできるディスク・ドライブ・ハードウェアの重心を通らなければならない。本発明では、スピンドルの質量不均衡による基板の調和励振を最小にするために、スピンドル・モータの回転軸を基板の枢軸と一致させ（coalesce）なければならないことが好ましい。（アクチュエータはそれ自体の枢軸を中心に質量均衡するものと想定する。）
【００２６】
基板マウントの回転自由度は、単純な従来型のベアリング・システム、一群のフレクシャ、一群のベアリング、またはこれらの部品の組合せを用いて実現する。マウント・システムは、ディスク・ドライブの一体部分にすることができ、あるいはコンピュータ・マウント構造の一部として提供することもできる（例えばコンピュータ・シャーシ自体の一部として）。
【００２７】
本発明の独自で非自明的な特徴により、シークによって誘発される一過性の動力に対する平易で低コストの解決法でＨＤＤの３種の振動問題を解決する。さらに、この新規なマウント・フレームは振動に対してより堅牢である。すなわち、本発明は独自の回転マウント概念を使用し、３種の振動成分（すなわち自己発生振動、外部振動、および放出振動）を効果的に補償することにより、シークによって誘発される静定時の動力問題を解決したシステムを提供して、高性能のコンピュータ・ストレージ構成を提供する。
【００２８】
さらに、ベアリング・システムの材料、形状寸法、および配置を適切に選択することにより、熱および音の特性を制御することができる。さらに、先に述べたように、従来の分離システムは良好な熱伝導体ではない制振材料を使用している。本発明では、ゴム様の材料の代わりに金属製のフレクシャ部品を使用し、それにより熱伝導特性を高めることが好ましい。
【００２９】
以下、添付図面に示すその好ましい実施を参照して、単なる例として本発明を説明する。
【発明の実施の形態】
【００３０】
次いで図面、より具体的には図１〜６１を参照し、以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。
【００３１】
好ましい実施形態
好ましい実施形態の説明に先立ち、各種の振動源およびそれらが基板振動に与える影響を図１に示していることに再度留意されたい。アクチュエータ１０は、シーク中に反応トルクを発生する。スピンドル（すなわち１１）の質量不均衡は、周期的な励振を発生する。両成分は基板１２を励振して、Ｘ、Ｙ方向と、面内の角度座標θに沿って振動させる。さらに、システム・マウント・フレーム１３自体も、外部から加わる線形振動および回転振動を受ける可能性がある。アクチュエータの質量不均衡も、アクチュエータ・ピボットの線形振動によって生じるトルク外乱を通じてＴＭＲの一因となりうるが、通常この不均衡量は無視してよい。スピンドル・ベアリング（図１には図示せず）のコンプライアンスも望ましくないＴＭＲを発生させる可能性がある。
【００３２】
図２は、コンピュータ・システム２０中のいくつかのドライブの相互作用を示している。ドライブ＃Ａが当該製品（すなわちドライブ）である。ドライブ＃Ｂおよび＃Ｃなど他のドライブは、ドライブ＃Ａの動作に影響を及ぼすのと同時に、それら自体もドライブ＃Ａの放出振動によって影響を受ける可能性がある。
【００３３】
本発明による「シータマウント」と称する新しいマウント・システム概念は、下記で詳細に説明するように、ＨＤＤに見られる３つの主要な振動問題（すなわち、シーク反応によって誘発される静定時の回転動力、外部から加わる回転振動、および放出回転振動）を同時に解決する。
【００３４】
自励振動成分の中で最も解決が難しい問題は、シークによって誘発される一過性の動力の問題である。図３は、コンプライアントなコンピュータ・フレーム（完全に剛性のフレーム３１に取り付けたばね３２で表す）にマウントした基板３０（その上にアクチュエータ３０ａをマウントする）の一過性の動力を生み出す結合メカニズムを表す。シークの加速段階中には、反応トルクが基板３０をコンプライアント・コンピュータ・フレームの方へ一方向に移動させ、減速段階中には反対方向に移動させる。
【００３５】
コンプライアント・マウント（すなわちばね３２）は、基本的に外部トルクを加え、それにより、アクチュエータ３０ａ／基板３０システムの角運動量の変化を引き起こす一因となる。さらに、シーク終了時の残留トルクが、システム全体の静定時動力を励振する。したがって、図３に示すように、コンプライアント・マウントを使用してもなお残留トルクが発生する。それに続いて生じる動力は、基板の慣性およびマウント・フレームの剛性などのパラメータによって決まる。
【００３６】
この概略図で、時間間隔「Ｔ」中に適用される非ゼロ・トルクの時刻歴の結果、基板３０の非ゼロの角運動量が生じるのに対して、基板がθ座標に沿って自由に回転できるようにするとトルクがゼロに等しくなることが注目される。したがって、図３では、実際には、シーク終了時の基板の運動により、非ゼロの速度（すなわち図３のグラフで示す）が生じている。これが解決すべき主要な問題である。本発明によるシータマウントの設計概念は、角運動量の変化の実比率は加えられるトルクに比例するという角運動量保存の原理に基づく。したがって、コンポジットなアクチュエータ３０ａ／基板３０からなるシステムにトルクが加わらなければ、正味の角運動量は変化しえないことになる。
【００３７】
したがって、シータ面で自由に回転できるようにＨＤＤをマウントした場合、シーク中およびその終了時のアクチュエータ３０ａと基板３０の結合角運動量は、正味の外部トルクを受けないのでゼロのままになる。
【００３８】
図４〜６は、本発明による理想的な「シータマウント」の概念上の実現（すなわち、どのように理想的なマウント条件を見つけるか）を示しており、静止時のシステム（図４）、シーク時のコンプライアント・システム（図５）、シーク終了時のフリーマウント（コンプライアンス・ゼロ）のシステム（図６）を示している。したがって、図４〜６は、理想的な状況および条件を示している。下記で説明するフレクシャを用いた実用的なシータマウント・システム設計は、ほぼ理想に近い結果を達成する。
【００３９】
本発明によるシータマウントは、シーク時の一過性の動力という主要な問題を解決するだけでなく、残る２つの問題である、外部から加わる回転振動、および放出される回転振動をも排除する。
【００４０】
基板の回転モードに結合する外部からの線形振動を除去するには、図７〜９に示すように、ディスク・ドライブ・システムの重心（ＣＧ）を、シータマウントのピボット点と一致させることが好ましい。したがって、図７〜９は、外部からの線形振動の影響をどのように最小に抑えるかを示すものである。
【００４１】
すなわち、図７では、システムの静止時であり、ＣＧ５０がピボット点（すなわち点５１）から偏位されている。図８は、ＣＧを回転ポイントから偏位したことによる線形振動から生じるトルクを示し（すなわちこれが最悪の条件である）、一方、図９は、ＣＧがピボット点と一致しており、結果としてシータ動力が生じていないことを示す。
【００４２】
さらに、理想的な設計では、スピンドル・モータからピボット点を中心にして基板に加わるトルクをゼロにするために、スピンドルの回転軸と、シータマウントのピボット点を一致させなければならない。図１０〜１２は、基板のシータ動力を引き起こすスピンドルの質量不均衡の結果生じる調和力を示す。図１０は、スピンドルの回転軸６１からの枢軸の偏位を示す。スピンドル回転の軸と、シータマウントのピボット点との距離を最短にすることにより（すなわち図１２に示すように）、調和力によるモーメントを低減することができる。
【００４３】
スピンドルの質量は基板の全慣性のかなりの割合を占める成分なので、スピンドル軸とピボット位置との距離を最適化することにより実用的な設計を実現することができる。例えば、この距離がゼロの場合は、回転フォーシングに対するスピンドルの寄与は最小になるが、基板の追加的な質量負荷が過度に多く必要になる可能性がある。枢軸とスピンドル軸との距離が増すにつれて、調和モーメントが線形に増加するが、慣性に対するスピンドルの寄与はその距離の二乗として増加する。したがって、スピンドル軸と基板システムのＣＧを一致させるとスピンドルに関連する問題は最小に抑えられるが、いくらかの最適化を使用して、基板システムの偏位と全慣性をトレードオフすることができる。
【００４４】
したがって、本発明によるシータマウント概念実現の最良の方式では、図１３に示すように、３種の振動源に対する個々の解決（すなわち図６、９、および１２に示すもの）を組み合わせて統合的な設計とする。ここでは、移動システム全体の重心（ＣＧ）７０（「移動システム全体」は、重心についてはスピンドル＋ディスク＋アクチュエータ＋基板を表し、回転慣性については、システムの全慣性からディスク／スピンドルの慣性極モーメントを引いたものを含む）、シータマウントのピボット点７１、およびスピンドルの回転軸７２がすべて単一の軸に重なるように設計する。このように、スピンドルは、重心（ＣＧ）およびピボット・ピンで回転することが好ましい。
【００４５】
図１４〜１５は、現実世界の（すなわち実際的な）ディスク・ドライブ８０の状況における概念を示し、この場合はシステム全体（すなわちディスク・ドライブ・システム）の重心８１が、長方形の基板８４の幾何学的中心にはなく、スピンドル回転軸の近くに位置している。
【００４６】
図１４では、ヘッド／ディスク・アセンブリを含む従来型のＨＤＤ８５を、回転ベアリング８７などを用いて、マウント・プレート８６の形態の支持構造にマウントしている。マウント・プレートは、コンピュータ・フレームに装着する外側フレームに相当する。
【００４７】
図１５に示すように、追加の質量８２を提供して、重心を回転軸の方向に移動することができる（すなわち、質量８２を追加してＣＧ位置をコントロールする）。弱いばね８３は、ＨＤＤの可動部分を中立位置に戻す（すなわち、ＨＤＤの可動部分のセンタリングのために提供する）。例えば、本発明のコンテクストにおける「弱い」とは、回転のシータ面で２０〜３０Ｈｚ、あるいはそれ以下の振動周波数を提供するばねである。
【００４８】
図１５には、ばね８３を取り付け、それに対応する半径方向および接線方向を定義する点「Ｐ」も示している。ピボット・ベアリングが理想的なものである場合には、点Ｐの運動は、接線方向に沿ってしか発生できないことに留意されたい。
【００４９】
図１６〜１７は、標準フォーム・ファクタのディスク直径よりも小さくなるようにディスク・プラッタの直径を選択した設計配置を示す。
【００５０】
例えば、電力やディスク・フラッタを最小に抑えるなど他の技術的理由により、従来型の９５ｍｍ（直径）のディスク・プラッタの代わりに、３．５インチのフォーム・ファクタのドライブで７０ｍｍのプラッタ９０を使用することが可能である。この構成では、基板９１が必要とする０．１度の回転を調整するために利用できる空間が多量にある。
【００５１】
したがって、業界標準のフォーム・ファクタ内に収まるように基板の形状寸法を成形するのと同時に、必要な回転自由度を提供することができる。ドライブは、ハンドリング・プロセス中に回転衝撃を受ける可能性があるので、１組の柔らかいリミッタ９２を使用してドライブの反動動力を抑制することにより、パルス幅が比較的狭い衝撃による損傷を回避することができる。したがって、リミッタは、振幅の大きいＨＤＤの回転を制限する。さらに、図１７は、ＨＤＤの中立位置を（例えば図１５との関連で上記で説明した弱いばね８３と同じように）回復するための弱いばね９３も示している。また、このＨＤＤには単一のベアリング・サポート９４を示している。このベアリング９４は、スピンドル・モータ自体のベアリングとは異なることに留意されたい。
【００５２】
上記で説明した図面のシータマウントのピボット点は、従来型のベアリングによって提供されるものと思われる。ただし、枢動動作は、一群のフレクシャによっても、あるいは設計者が利用することができ、本明細書の全体を包含（take）する他の任意の周知形態のベアリング技術によっても提供することができる。
【００５３】
好ましい実施形態の代替構成
次いで、本発明によるシータマウントの代替構成をいくつか提示する。初めに、図１８〜２２に示すように、外部から（フォーム・ファクタを外れて）構成したシータマウントで、３．５インチのフォーム・ファクタの標準的なディスク・ドライブを検証する。
【００５４】
図１８〜２１に示すように、このディスク・ドライブ・アセンブリは２つの部分から構成される。すなわち、図１８に示す、保護され、ディスク（図示せず）およびアクチュエータ１０１を含む「ハード・ディスク・エンクロージャ（ＨＤＥ）」１００、およびＨＤＤ１００を収納し、内側フレームの両側および／または隅に提供すると好ましいフレクシャを有する内側フレーム１０２と、コンピュータ・シャーシにマウントする外側構造を提供する外側フレーム１０４とを有する「ドライブ・フレーム」（すなわち図１９および図２０に示す）である。図２１は、ＨＤＤ１００、内側フレーム１０２、フレクシャ１０３、およびＨＤＤの仮想ピボット１０５を含む、本発明によるシータマウントの概略的な平面図を示す。
【００５５】
図２２に、組立てたシステムの等測図を示す。ＨＤＤ１１００の可動（あるいは枢動可能）部分をフレームおよび電子回路と区別するために、頭字語「ＨＤＥ」を適宜使用する。ＨＤＤ１１００は内側フレーム１１０１に挿入し、内側フレーム１１０１を外側フレーム１１０２に挿入する。２つの部分（すなわち、内側フレーム１１０１および外側フレーム１１０２）を結合する機械的な支持は、複数の手段によって提供することができる。最も簡単な仕組みの１つには、図２２に示すようなフレクシャ１１０３の使用が挙げられる。一設計では、複数の（例えば４つの）金属製フレクシャを、ドライブの複数の（例えば４つの）隅に配置することができる。すべてが単一の仮想ピボット点を形成する５個以上のフレクシャを使用して、他の軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｆ、Ｙ）に沿った剛性を高めることができる。フレクシャは金属製でも、あるいは他の軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｆ、Ｙ）に沿って適度な剛性を提供する他の材料でも製造することができる。
【００５６】
図２３および２４に示すように、フレクシャは、薄いベリリウム銅で作ることが好ましい（例えば、例示的構成では約５ミル）。フレクシャの形状寸法は、中心部分をＨＤＥに向けて延長する（extrapolate）と、それが一点で交わり、それにより「仮想ピボット」を提供するようなものにする。ＨＤＥを単一のフレクシャの上に支持することにより、シークによって誘発される振動問題を解決することができる。しかし、このシステムは、他の軸沿いに作用する衝撃および振動力を受ける可能性が高い。
【００５７】
上記で述べた特定の設計では、５つのディスク・プラッタを含む３．５インチ・ドライブを支持した際に、シータ面に２５Ｈｚの回転共振振動が生じた。４つのフレクシャを使用すると、３つの線方向Ｘ、Ｙ、およびＺに十分な剛性が提供され、ドライブのＺ軸を中心とした回転のみしか可能にならなかった。この設計では、４つのフレクシャがドライブの重量を支えるのと同時に回転自由度を提供する。２５Ｈｚの回転共振は、堅さが１オーダー以上上回る従来のコンピュータ・フレームと比較すると、自由ピボットにより近いマウントに相当する。静定時のサーボは、２５Ｈｚで十分な誤差抑制機能を有し、したがって下記の実験データによって確認されるように、性能の低下は認められない。
【００５８】
本発明によるこのフレームに行った試験では、優れた耐振動性能が提供された。
【００５９】
図２５および２７はそれぞれ、直接取り付けたＨＤＤ（すなわち図２６の概略図参照）と、コンピュータ・フレームに相当するフレキシブル・シャーシに取り付けたシータマウント（すなわち図２８の概略図参照）との静定時の動作の比較を示している。シーク動力のデータから、角運動量原理の応用が、シークによって誘発される動力の影響を除去するのに非常に効果的に機能していることが明白に見て取れる。図２７は、ドライブに影響を与えることなく、すべての成分が除去されることを明白に示している。先に述べたように、図２６および２８の概略図はそれぞれ、直接取りつけた状態、およびシータマウントを用いた状態に相当する。データから認められるように、２５Ｈｚのマウント共振は、静定時の特性に測定可能な形では影響を与えていない。
【００６０】
図２９は、ＴＭＲに対する外部回転振動の影響を示すが、この図では位置誤差信号（ＰＥＳ）をビット（２５６ビット＝１トラック・ピッチ＝０．１ミル）で示している。３０ｒａｄ／ｓ２の入力振幅を選択した場合、直接マウントの構成ではＴＭＲが励振振動数とともに増大するのに対して（すなわち図２９の上の線を参照）、本発明によるシータマウントの場合、ＨＤＤは、外側フレームの角度振動に対して全くと言ってよいほど反応していない（すなわち図２９のグラフの下の線を参照）。したがって、シータマウントにより、効果的な回転振動分離特性が同時に達成される。
【００６１】
図３０は、線形入力振動の影響を示す。本発明による例示的設計では、シータマウントによるＨＤＤにＴＭＲのわずかな低下が認められる。しかし、シータ量の低下はわずかなのでこの結果は許容範囲にある。すなわち、ＨＤＤの重心の位置を調整することにより、このＴＭＲ成分を直接マウント型のシステムに近づけることができる。
【００６２】
図３１および３２は、１／３シークの動作中に放出されるマウント・フレームの角度振動の測定値を示している。図３１は、直接マウント式のＨＤＤの場合を示し、図３２は、本発明のシータマウントを用いた場合を示している。
【００６３】
放出される角度振動（すなわち、２．０インチ（約５．１ｃｍ）の距離を開けた２台の線形加速度計の差分出力を測定し、ｍＧ単位で表す）から、本発明の利益が見て取れることに留意されたい。すなわち、図３２に示すように、フレクシャが、取り付け位置に見られるシーク反応をほぼ完全に除去している。したがって、本発明によるシータマウントは、例えば、最良のデータ転送速度を達成するために多数のＨＤＤ間の干渉を最小限に抑えなければならないサーバ・クラス・コンピュータで使用するのに非常に魅力的である。
【００６４】
第２の例示的設計
図３３および図３４、３５に示す第２の例示的設計では、標準的な３．５インチのドライブ・フォーム・ファクタ内（すなわちフォーム・ファクタ内設計）で、本発明によるシータマウントを組み込むための変更を加えた基板構造を使用する。この試作設計には、現在３．５インチのフォーム・ファクタによって実現される、既存の容積測定エンベロップ中に取り付ける（package into）外側フレーム１７３の設計を組み込む。ＨＤＤ（基板１７１）自体は、フレクシャ１７４を取り付ける内側フレームを形成する。
【００６５】
図３３に示すように、第２の例示的設計はＨＤＡ１７０を含むが、図が分かりやすいようにそのカバーおよび内部部品は取り除いている。ＨＤＡケーシング１７１は、電子回路／コネクタ・モジュール１７２に結合（例えばその上部に装着する）し、これらを合わせてシータマウント（シート・メタル／鋳造）モジュール１７３に結合する（例えばその内部に装着する）。この外側フレーム１７３は複数のフレクシャ１７４を含み、これはフレーム１７３およびＨＤＤケーシング１７１に溶接、リベット留め、かつ／またはねじ留めすることができる。
【００６６】
図３４は、図３３を組立てたモジュールを示し、図３５は、フレクシャの細部（すなわち図３４の破線で囲った部分）を示している。
【００６７】
この手法で、発明人は既存のＨＤＥのベース・キャスティングに改良を加えて、基板の内部構造の機能特性を妨害することなく、この業界標準のマウント方式の整合性を維持している。図３６および３７は、「フォーム・ファクタ内」設計を達成するためのフレクシャの詳細を示している。
【００６８】
第３の例示的設計
図３８は、フレクシャ２０２を有する内側フレーム２０１の中にマウントしたＨＤＤ２００の平面図を表す。この内側フレーム２０２を外側フレーム２０３の中にマウントする。ＨＤＤの重心を参照番号２０４で示し、ピボットの固定された回転中心（すなわち重心からの偏位）を参照番号２０５で示す。図３９は、ピボット２０５をより詳細に示すために外側フレームを取り除いたＨＤＤを表す。
【００６９】
図３８および３９は、ピボット２０５自体で表すジャーナル・ベアリングを介してピボット２０５を提供することにより回転ポイントを固定した、第３の例示的設計を表す。
【００７０】
ジャーナル・ベアリング２０５は、ドライブ２００の重量を支え、フレクシャ２０２は、アイドル・モードでドライブを中立位置に戻すのに使用する。この設計では、ジャーナル・ベアリング２０５の枢軸と、フレクシャ・システムの枢軸を、単一の軸に一致させることが好ましい。一致させないと構成が過度に制約され、望ましいシータ面におけるドライブの自由回転が難しくなるか、あるいはこのシステムが望ましい回転面で移動する可能性がある。試験を行った試作品では、最小量の伸張動作を可能にする一方で回転自由度を提供するために、フレクシャ２０２を柔軟にしなければならなかった。これは、フレクシャを「Ｓ」字型の構成に成形することによって行った。第３の例示的設計による結果は、第１の例示的設計と同等のものであることが分かった。
【００７１】
シータマウントにはいくつかの変更を有利に行うことができる。例えば、図３８および３９に示すように、実際のピボット点（すなわち、純粋なフレクシャが提供する仮想のピボットに対して）を提供するベアリングを拡大して左右対称のベアリング構造を提供し、Ｚ軸に沿った重心の偏位が、それぞれＸ軸およびＹ軸に沿った線形入力振動に対して、Ｘ軸およびＹ軸を中心としたＨＤＥのロール動力およびピッチ動力を発生しないようにすることができる。この設計を概略的に図４０および４１に示すが、これらの図はそれぞれ、シータマウントと、上部および下部のベアリング・シータマウントの分解図を表している。これらの図に示すように、ＨＤＤ２１０は、上部ベアリング・マウント２１１および下部ベアリング・マウント２１２を含む。
【００７２】
ベアリング技術は、ボール・ベアリング、ジャーナル・ベアリング、空気ベアリング、あるいはアクティブ・スクイーズ・フィルム・ベアリングなど、各種のタイプから構成できることに留意されたい。アクティブ・ベアリングの場合、ベアリングを作動させる動力はディスク・ドライブの電子回路から得る。外部から加圧するベアリングを使用する場合は、ドライブと一体化したポンプによって給気を提供するか、あるいはスピンドル・モータ構造によって給気を生成することができる。また、ＨＤＥはその周辺部（edge）でフレクシャによって支持することもできる。
【００７３】
別の実施形態では、図４２の分解図に示すように、ＨＤＥ（すなわち２２０）を、その隅でフレクシャではないタイプのベアリング２２１によって支持することができる。この隅は、ＨＤＥ２２０とマウント・フレーム２２２との間に回転自由度を提供し、スライド・エレメントが、円弧（すなわち図４２の点線で示す）を形成する。この円の中心（すなわちピボット点２２３）は、ＨＤＥの重心に位置する。
【００７４】
図４３および４４はそれぞれ、上部フレクシャ・マウント２３１および下部フレクシャ・マウント２３２を有するＨＤＤ２３０の透視図と分解透視図を示すが、これらの図に示すように、フレクシャベースのシータマウントは、ＨＤＤとコンピュータ構造の間の音響結合を最小にする機会を提供する。弾性のある性質と制振性の両方を提供する材料を選択することにより、音響エネルギーの流れを制限することができる。それでも、伝導を通じた熱伝導は、それぞれ約１ｍｍの高さを有する薄い（例えば５ミル）フレクシャ２３３が支持するシータマウントによって低下する。このフレクシャは、上部マウントにも下部マウントにもある。しかし、多数の薄いフレクシャ２３３を配置することにより、この設計を最適化することができる。
【００７５】
図４３および４４は、スピンドルによって発生する熱を最大限に取り除くことを可能にする、修正を加えたフレクシャベースのピボットを示す。複数の「スポーク」状のレイアウトは、熱の流れを可能にするのと同時にシータマウント機能を提供する。このように、フレクシャのスポーク状配列を提供することができることに留意されたい。
【００７６】
図４５〜４９は、フォーム・ファクタ外（例えば図４５〜４７）あるいはフォーム・ファクタ内（例えば図４８、４９）のシータマウント設計を容易にするフレクシャ設計の変形形態を示す。
【００７７】
図４５は、主な動きがピボット点を中心とした接線になるＺ字形の設計を示す。接線方向の変位だけでなく、実質的に低い半径方向の変位も可能にするフレクシャは、それぞれ図４６および４７に示す、Ｓ字形設計とアコーディオン形設計である。このような自由度は、図３８、３９に示すようなベアリングにより実際のピボット点を提供する際に、設計の制約を緩めるために必要とされる。
【００７８】
フォーム・ファクタ内のシータマウントでは、図４８が普通のフレクシャの設計を示すのに対し、スロットをつけたフレクシャを図４９に示す。これは、接線方向で低い剛性を可能にし（例えば所与のＺ軸方向の高さに対して）、同時にＺ軸方向の高さを含む座標に沿って高い剛性を維持する。１つのＨＤＤマウントに、異なるタイプのフレクシャを使用できることに留意されたい。したがって、本発明は、必要な場合にはＸ、Ｙ、およびＺ軸の１つまたは複数のコンプライアンスを高めることも、低くすることもできる。
【００７９】
図５０に示す例では、柔軟性のある電気回路２５２を使用して、ＨＤＡ２５０の運動からマウント・フレーム２５１の運動を除去し、また電子回路カード２５４をＨＤＡに取り付ける代わりにフレームに取り付けることを可能にしている。これと同様の仕組みを作り、リンク２５３を介してスピンドル・モータにも動力を提供する。ＨＤＥ２５０とマウント・フレーム２５１（３．５インチのフォーム・ファクタを有する）との０．１度の回転に対する相対的な変位は、ＨＤＥのピボット点から５０ｍｍの距離で０．１ｍｍ未満である。これは、柔軟性のある回路リンクを使用して比較的容易に提供することのできる非常にわずかな機械運動である。したがって、柔軟性および応用性を高めるために柔軟性のある電気カードを提供することができる。
【００８０】
図５１は、ＨＤＤ２６２の一部として含まれる装備ではなく、コンピュータ・シャーシ２６１の一体部分としてシータマウント２６０を用いる方法を示している。この設計は、特にサーバ／ストレージ・システムの製造者にとって恩恵となるものである。外側フレームと内側フレームが個別の構造を使用する代わりに、革新的な設計により、コンピュータのシート・メタル・フレーム自体を修正して、シータマウントとして機能させることができる。
【００８１】
図５２および５３は、ドライブの「ホット・スワッピング」が日常的操作であるＲＡＩＤアレイおよびサーバ・システムに有用なオプションを示す。図５２および５３はそれぞれ、モジュール２７０の上部カバーと、シータマウント２７２をケース内に収めた取り外し可能なＨＤＤ２７１を示す。図５３は、サポート電子回路２７３、モジュールの下部カバー２７４、ホット・プラグが可能なレールおよびラッチ・システム２７５、およびコンピュータなどに接続するコネクタ２７６も示している。したがって、シータマウントを、信号調節を用いる取り外し可能なモジュールとして提供することができる。
【００８２】
図５４〜５９は、ドライブの電子回路カード・コネクタと外部コネクタとの間に回転運動自由度を提供する電気コネクタ設計を示す。これにより、図５０によって教示したようにドライブ・カード・エレクトロニクスをシータマウントの外側フレームに移さずに、ドライブに装着したままにすることができる。これは、フォーム・ファクタ外のシータマウントで使用する従来のＨＤＤ、あるいは他の要件のために封入したＨＤＤに使用することができる。また、図５２、５３によって教示した取り外しモジュールにも使用することができ、図５１で教示したようなサーバ／ストレージ・アレイにも有用である。
【００８３】
例えば、シータマウントを用いたＨＤＤ２８０を図５４に示す。コネクタの細部を図５５に示し、これは、ドライブ電子回路カード（ＨＤＤに直接マウントする）に接続するコネクタ２８１と、コネクタ２８１に結合し、もう一方の端でコンピュータ（図示せず）などに接続するコネクタ２８３に結合する折りたたんだフレックス・ケーブル２８２を含む。両矢印Ａで示すように、コネクタは、ＨＤＤ２８０中へのコネクタ２８１の挿入方向に垂直な横方向の運動で自由に動くことができる。
【００８４】
同様に図５６は、コネクタ部分を有するシータマウントによるＨＤＤを示し、その細部を図５７に示す。この構成は、図５５の構成と同様のものであるが、図５５の折りたたんだ柔軟ケーブルの代わりに、隙間をあけたフレックス・ケーブルを利用する。この隙間をあけたケーブルの各「フィンガー」の幅に対する長さの比率が大きいので、コネクタ２８１’は、両矢印Ａ’で示す方向に、最小の抵抗で自由に動くことができる。
【００８５】
さらに、図５８は、コネクタ部分を有するシータマウントＨＤＤを示しており、その細部を図５９に示す。この構成では、上部のコネクタ２８１Ａおよび下部のコネクタ２８１Ｂを利用する。上部コネクタ２８１Ａをコンピュータ・コネクタ２８３”に接続し、下部のコネクタ２８１ＢをＨＤＤ２８０”に接続する。上部コネクタと下部コネクタの間に、垂直の連結部（linkage）２８４を形成する。図５５の折りたたんだフレックス・ケーブルの代わりに、隙間をあけたフレックス・ケーブル２８２”を利用し、垂直結合部２８４の間に配置してコネクタ２８１Ａをコネクタ２８１Ｂに接続する。コネクタ２８１Ａと２８１Ｂ間の相対的な運動を、両矢印Ａ”で示す。
【００８６】
図６０および６１は、振動ダンパ、熱伝導媒体、および／または音響バッファとして作用するコンプライアントな材料２９２で、ＨＤＥ（例えばシータマウントを用いたＨＤＤ２９０）と、外部フレーム２９１または収納モジュール（図５２、５３）の間の空間を埋めた構成を示している。コネクタ２９３の細部は、例えば図５５に示す。このように、外部フレームを、音響および／または熱を低減する材料（例えば液体、柔軟性のあるポリマなど）で埋めると、これは自由回転を可能にしながら、ヒート・シンクおよび音響ダンパとして機能する。
【００８７】
以上のように、本発明の固有かつ非自明の態様を用いると、シークによって誘発される一過性の動力に対する平易で低費用の解決法により、ＨＤＤの３種の振動問題が解決される。
【００８８】
さらに、新規なマウント・フレームは振動に対してより堅牢である。すなわち、本発明は独自の回転マウント概念を使用し、３種の振動成分（例えば、自己発生振動、外部振動、および放出振動）を効果的に補償することにより、シークによって誘発される静定時の動力問題を解決したシステムを提供して、高性能のコンピュータ・ストレージ構成を提供する。
【００８９】
これと同じ設計原理は、３．５インチ以外の他のフォーム・ファクタを有するＨＤＤに容易に拡張されることに留意されたい。
【００９０】
したがって、本発明を用いると、回転振動動作を改良するのと同時に回転衝撃に対する保護を提供するシータマウントを用いて、２．５インチのフォーム・ファクタのＨＤＤをノートブック・コンピュータにマウントすることができる。さらに、シータマウントを用いてディスク・ドライブを自動車内にマウントすることにより、エンジンおよび乗車によって誘発される振動からドライブを保護することができる。加えて、シータマウントを使用することにより、１インチのＨＤＤを含むハンド・ヘルド・デバイスの衝撃および振動特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ディスク・ドライブに影響を与える振動源を表す図である。
【図２】 コンピュータ・システム２０のディスク・ドライブ（すなわちＡ、Ｂ、Ｃ）と関連する３つの主要な振動源の図である。
【図３】 シーク動力と、角運動量の保存を表す図である。
【図４】 コンプライアントなマウントを用いた場合、および用いない場合のシーク後のシータ動力のメカニズムを表す図である。
【図５】 コンプライアントなマウントを用いた場合、および用いない場合のシーク後のシータ動力のメカニズムを表す図である。
【図６】 コンプライアントなマウントを用いた場合、および用いない場合のシーク後のシータ動力のメカニズムを表す図である。
【図７】 外部からの線形振動による回転振動の発生および最小化を表す図である。
【図８】 外部からの線形振動による回転振動の発生および最小化を表す図である。
【図９】 外部からの線形振動による回転振動の発生および最小化を表す図である。
【図１０】 スピンドルの質量不均衡によって誘発される回転振動の最小化を表す図である。
【図１１】 スピンドルの質量不均衡によって誘発される回転振動の最小化を表す図である。
【図１２】 スピンドルの質量不均衡によって誘発される回転振動の最小化を表す図である。
【図１３】 本発明による統合シータマウント設計の図である。
【図１４】 本発明による実用的なシータマウント設計の図である。
【図１５】 本発明による実用的なシータマウント設計の図である。
【図１６】 （標準フォーム・ファクタよりも）小さな直径のディスク・プラッタを用いた、標準フォーム・ファクタのディスク・ドライブ向けのシータマウントの図である。
【図１７】 （標準フォーム・ファクタよりも）小さな直径のディスク・プラッタを用いた、標準フォーム・ファクタのディスク・ドライブ向けのシータマウントの図である。
【図１８】 フォーム・ファクタ外の、フレクシャベースのシータマウントの分解図である。
【図１９】 フォーム・ファクタ外の、フレクシャベースのシータマウントの分解図である。
【図２０】 フォーム・ファクタ外の、フレクシャベースのシータマウントの分解図である。
【図２１】 その平面図である。
【図２２】 図を明瞭にするためにカバーを取り除いた、フォーム・ファクタ外のフレクシャベースのシータマウントの等測図である。
【図２３】 フォーム・ファクタ外のシータマウントに使用するフレクシャ部品の各種の図である。
【図２４】 フォーム・ファクタ外のシータマウントに使用するフレクシャ部品の各種の図である。
【図２５】 コンプライアント・フレームに直接マウントしたディスク・ドライブの静定時の特性を示す図である。
【図２６】 シャーシへの直接マウントの概略図である。
【図２７】 コンプライアント・フレームに取り付けたシータマウント上のディスク・ドライブの静定時の特性を示す図である。
【図２８】 シータマウントの概略図である。
【図２９】 シータマウントを用いたＨＤＤと用いないＨＤＤの、回転振動入力によるトラック・ミスレジストレーション（ＴＭＲ）特性を示す図である。
【図３０】 シータマウントを用いたＨＤＤと用いないＨＤＤの、線形振動入力によるＴＭＲ特性を示す図である。
【図３１】 シータマウントを用いない場合の放出振動を表す図である。
【図３２】 シータマウントを用いた場合の放出振動を表す図である。
【図３３】 フォームファクタ内のフレクシャベースのシータマウントの分解図である。
【図３４】 フォームファクタ内のフレクシャベースのシータマウントの等測図である。
【図３５】 図３４の点線の円内に示すフレクシャおよびマウントの細部の図である。
【図３６】 フォームファクタ内のシータマウントに使用するフレクシャ部品の側面図である。
【図３７】 フォームファクタ内のシータマウントに使用するフレクシャ部品の透視図である。
【図３８】 ピボット・ベアリングで制約したフレクシャベースのシータマウントの平面図である。
【図３９】 ピボット・ベアリングで制約したフレクシャベースのシータマウントの透視図である。
【図４０】 上部および下部のピボット・ベアリング・サポートを有するシータマウントの透視図である。
【図４１】 上部および下部のピボット・ベアリング・サポートを有するシータマウントの分解図である。
【図４２】 ベアリング・システムを分散させたシータマウントの図である。
【図４３】 スピンドルによる熱を最大に除去するためのフレクシャを用いたシータマウントの透視図である。
【図４４】 スピンドルによる熱を最大に除去するためのフレクシャを用いたシータマウントの分解図である。
【図４５】 代替のフレクシャ設計の図である。
【図４６】 代替のフレクシャ設計の図である。
【図４７】 代替のフレクシャ設計の図である。
【図４８】 代替のフレクシャ設計の図である。
【図４９】 代替のフレクシャ設計の図である。
【図５０】 ユーザ・マウント・フレームにインタフェース・コネクタを固定させて保持し、内部電子回路に電気接続を提供する方法の図である。
【図５１】 高性能の構成のためにシータマウントのセットと一体化したコンピュータ・シャーシの
図である。
【図５２】 シータマウントを用いたアレイおよびサーバ用の取り外し可能ＨＤＤのモジュールの上部カバーの図である。
【図５３】 シータマウントを用いたアレイおよびサーバ用の取り外し可能ＨＤＤモジュールの下部カバーの図である。
【図５４】 シータマウント用の例示的コネクタ構成の図である。
【図５５】 図５４に示すコネクタの細部の図である。
【図５６】 シータマウント用の第２の例示的コネクタ構成の図である。
【図５７】 図５６に示すコネクタの細部の図である。
【図５８】 シータマウント用の例示的コネクタ構成の図である。
【図５９】 図５８に示すコネクタの細部の図である。
【図６０】 制振性および熱伝導を高めるためにコンプライアントな化合物を充填した、シータマウントを用いるＨＤＤの図である。
【図６１】 制振性および熱伝導を高めるためにコンプライアントな化合物を充填した、シータマウントを用いるＨＤＤの図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、ディスク・ストレージ・システムにおけるヘッド／ディスク・アセンブリのマウントに関し、具体的には、回転アクチュエータベースの位置決め機構を用いるディスク・ドライブ中の振動制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラック密度が増大し続けるのに従い、振動によって誘発されるトラック追従の誤差成分が、ディスク・ドライブの動作にとってさらに致命的なものになることが予測される。予測される２０Ｇビット／平方インチの面密度という将来の需要を達成するには、現在の２０ｋＴＰＩの設計点と比較して、５０，０００トラック／インチ（ｋＴＰＩ）のトラック密度が必要になる。
【０００３】
しかし、ＴＰＩが高くなると（例えば２０ｋＴＰＩ以上）、以降「シータ動力」と称するディスク・ドライブの面内（シータ座標の）回転振動が、主要なトラック・ミスレジストレーション（ＴＭＲ）成分として発生する。これは、回転アクチュエータ・システムを用いるハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）が、その基板の面内回転振動に対して非常に弱いためである。振動の問題に対する解決法はいくつかの原理に沿って開発することができるが、その範囲は新規なマウント・システムから精密なサーボ・アルゴリズムまでにわたる。しかし、本発明以前には、最適なものはおろか満足の行くものは１つとして存在しない。
【０００４】
コンピュータ・システムは、１つまたは複数のディスク・ドライブを含み、各ドライブが振動環境全体の一因となる。さらに、コンピュータ・システム自体も、外部の震動励振を受ける可能性がある。ディスク・ドライブ中のヘッドの位置決め精度は、ドライブ自体から発生する振動、および別のディスク・ドライブ、または同じマウント構造に取り付けられた他の周辺装置によって発生する振動両方の影響を受けやすい。回転アクチュエータ機構を用いるディスク・ドライブは、１）基板の周期的な振動を引き起こすスピンドルの質量の不均衡と、２）基板の一過性の動力を引き起こすアクチュエータのシーク反応トルクとの結果生じる機械的運動が原因となる自己振動を発生する。
【０００５】
これら２種類の成分（すなわち、スピンドルの質量不均衡、およびアクチュエータのシーク反応トルク）はコンピュータ・シャーシの振動も発生させ、その振動が同じシャーシに取り付けられた他のストレージ・デバイスに影響を与える。この影響を「放出振動」と呼ぶ。同様に、当該ドライブは、隣接する装置／ドライブが発生する「放出振動」も受けるが、これは外部から加わる振動成分と見なすことができる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、高性能のコンピュータ・ストレージ構成では、３種類の振動の課題（すなわち自己発生振動、外部振動、および放出振動）に対する解決が不可欠となる。本発明以前に、このような解決法は発見されていない。
【０００７】
さらに、この２．５インチおよび３．５インチのハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）の生成は、それぞれ携帯環境、およびデスクトップ／サーバ環境で動作するように設計することに留意されたい。製造者は、コンピュータ・システムのコストと重量を軽減するために、通例薄い構造部材を利用してＨＤＤのマウント・フレームを製造する。したがって、コンピュータ・フレームは、それ自体を振動に弱くするコンプライアントな物体である。このようなマウント構成では、ディスク・ドライブが、内部または外部のソースによって励振される振動に弱くなる。ＨＤＤ中のヘッド位置決めサーボ・システムは、３つの重要な動作を行う。初めにこれは、シーク・モードで速度サーボを使用して、最短時間でターゲットの近辺にヘッドを移動する。次いでサーボ・システムは、積分項を用いない位置コントローラを使用して、最短の静定（settle-out）時間でヘッドをターゲット・トラックに置く。そして、サーボ・システムは、比例積分微分タイプ（ＰＩＤ）の位置コントローラを用いてトラック追従モードに入る。シーク・モード中には、音声コイル・モータ（ＶＣＭ）ベースのアクチュエータにより最大の回転加速トルクが加えられ、それに続き減速トルクが加えられる。それに対応する基板上の反応トルクは、書き込み／読み取りヘッドの位置決め精度に悪影響を及ぼしかねない一過性の回転振動を引き起こす。
【０００８】
現在の３．５インチ・ディスク・ドライブは２０ｋＴＰＩに達しており、２０００年以後には２５ｋＴＰＩを超えるものと予測される。上記で述べたように、トラック密度を上げる際の大きな障害は、振動外乱がある場合にヘッドの位置決め精度が不十分なものになる点である。ＴＰＩが急激に増大しているために、トラック上での書き込み／読み取り素子の位置決めが大きな課題になっている。従来のサーボ制御システムは、次第に困難度が増す動作環境で良好に動作するように継続的に改良を加えていく必要がある。
【０００９】
スピンドル・モータ・アセンブリなどの機械コンポーネントは、完全には質量が均衡にならず、作動中に調和振動を発生することに留意されたい。調和振動励振は、ＨＤＤシステム全体の線形振動運動および回転振動運動の両方を発生する。１５ｋＴＰＩの設計点では、約１０万分の１インチ（例えば、約０．２５マイクロメータ）のアクチュエータ・ピボットについてのトラックの回転振動運動は、トラック・ピッチの１５％に相当する。補償を行わないと、トラック・ピッチの１５％のトラック追従誤差は、ディスク・ドライブの「ソフト」および「ハード」の誤差率性能に対して悪影響を与える可能性がある。この内部で発生する周期的振動による位置決め誤差は、米国特許第５，６０８，５８６号に提案されるサーボ方法を用いて解決することができる。
【００１０】
特別な衝撃振動分離型のマウント設計を用いると、米国特許第５，４００，１９６号に開示されるように、内部スピンドルのフォーシング（forcing）による回転振動成分を最小にすることができる。
【００１１】
しかし、米国特許第５，４００．１９６号に取り上げられる、内部のスピンドル振動を分離するように最適化したマウント設計も外部の入力振動に対してはまだ弱い。日本国特許第２，５６５，６３７号に定義される特定の基準のセットを満たす多角形に沿って分離マウントを配置することにより、ＨＤＤで回転振動を発生する外部振動入力を最小にすることができる。これより早く出願されたが未公開の米国特許第６，１２２，１３９号では、第２のアクチュエータを使用して反トルクを発生することにより、反応を中和する方法が提案された。
【００１２】
しかし、これら上記の方法の各々が解決するのはＨＤＤの３種の振動問題の一部のみで、いずれの方法も、シークによって誘発される一過性の動力に対する簡潔で低コストの解決を提供しない点で不完全なものである。したがって、振動に対してより堅牢な新規のマウント・フレームを用いたＨＤＤは競争力のある製品を生み出すことができるが、本発明以前には、このような問題は認識されておらず、またこのような解決を効果的に扱う構造も開発されていない。
【００１３】
センサ、サーボ・アルゴリズム、および慣性力発生装置を使用すると、ＨＤＤのような機械装置の望ましくない振動を制御することができる。従来は、衝撃を分離するゴム・マウントを使用して、線形衝撃入力からストレージ・デバイスを保護してきた。しかし、揺れ、空間の必要性、および耐衝撃性を高めたストレージ・コンポーネント設計の段階的な改良により、製造者はもはやディスク・ドライブの明確な衝撃分離を追求しなくなっている。従来の衝撃および振動の分離マウントの除去（例えば米国特許第５，３４９，４８６号を参照のこと）は、ドライブの動作中に発生する力学的問題によってさらに加速された（例えば、米国特許第４，９６７，２９３号参照）。１９９０年以降、ストレージ業界は、衝撃分離の設計から手を引いている。今日の市場では、衝撃および振動の分離システムを備えたディスク・ドライブは製造されていないものと思われる。以前には、衝撃分離システムを使用して衝撃ハンドリングからＨＤＤを保護していたが、実際にはこれが、静定時の問題と線形振動問題を悪化させていた。さらに、従来の分離システムでは、良質の熱伝導体ではない制振材料を使用している。
【００１４】
ＥＰＯ特許第０７１５３０８号は、磁気ディスク装置中のディスク・ユニット向けの支持機構を開示する。この磁気ディスク装置は、少なくとも１つの硬質部材の柔軟な部分によって構築される連結機構を含み、連結機構の一端を固定用ユニットに取り付け、もう一端をハード・ディスク・アセンブリに取り付ける。
【００１５】
したがって、前述の問題すべてから見ると、本発明以前には、複数の振動成分を効果的に補償し、シークによって誘発される静定時動力の問題を解決するようなシステムは存在しない。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以下の説明で用語「ヘッド／ディスク・アセンブリ」（ＨＤＡ）は、読み取り／書き込みヘッドのアセンブリ、ヘッドを配置するアクチュエータ、およびハード・ディスク・ドライブの中心にある情報記憶ディスクを表すのに使用する。ＨＤＡは密閉して、ハード・ディスク・エンクロージャ（ＨＤＥ）を構成することもできる。
【００１７】
概して、本発明は、アクチュエータ運動の面に対して垂直な軸を中心に自由に回転できるようにマウントする、回転アクチュエータベースの位置決め機構を用いるＨＤＡの構造を提供する。
【００１８】
本発明の第１の態様では、ディスク・ドライブ（および方法）は、静定時の動力、外部からの回転振動、および放出振動を最小にするように枢動可能にマウントするケーシングであって、ＨＤＥが実質的に自由に回転することを可能にするケーシングを含むハード・ディスク・エンクロージャ（ＨＤＥ）をマウントするためのシステムを含み、ＨＤＥの重心は、ケーシングのピボット点とほぼ同じにする。
【００１９】
本発明の第２の態様では、コンピュータ・シャーシにマウントするディスク・ドライブ・アセンブリは、少なくとも１つのディスクおよびアクチュエータを含むハード・ディスク・エンクロージャ（ＨＤＥ）と、ＨＤＥを収納し、内部フレーム上に提供される少なくとも１つのシータマウントを有する内側フレーム、およびコンピュータ・シャーシにマウントする外部フレームを含むドライブ・フレームとを含む。
【００２０】
本発明の第３の態様では、アクチュエータの運動面に対して垂直な軸を中心に自由に回転できるようにマウントする、回転アクチュエータベースの位置決め機構を用いるディスク・ドライブは、静定時の動力、外部からの回転振動、および放出振動のうち少なくとも１つを最小にするように軸を枢動可能にマウントするケーシングであって、ＨＤＥが実質的に自由に回転することを可能にするケーシングを含み、ＨＤＥの重心は、ケーシングのピボット点とほぼ同じになる。
【００２１】
本発明の第４の態様では、回転トルクを発生する機構で使用する装置は、静定時の動力、外部からの回転振動、および放出振動のうち少なくとも１つを最小にするように枢動可能にマウントするケーシングであって、ＨＤＥが実質的に自由に回転することを可能にするケーシングを含み、ＨＤＥの重心は、ケーシングのピボット点とほぼ同じになる。
【００２２】
本発明の第５の態様では、コンピュータ・シャーシは、筐体と、筐体中に収容する少なくとも１つのディスク・ドライブ・アセンブリと、筐体中に一体に構築した複数のシータマウントとを含む。
【００２３】
本発明の第６の態様では、コンピュータ・シャーシは、筐体、および筐体中に一体構築した複数のシータマウントを含む。
【００２４】
図１に示すように、剛体運動は、３つの線形座標（例えばＸ、Ｙ、Ｚ）および３つの角度座標（Ｆ、Ｑ、ｙ）に沿って発生しうる。この新規なマウント・システムは、シータ座標に沿って十分な角度回転自由度を提供する一方で、他のすべての５つの座標に沿ってディスク・ドライブを抑制する。残りの５座標に沿った線形運動の自由度、および角度運動の実質的な自由度は、このマウントでは許可されない。図１には、外部振動、スピンドル振動（不均衡）、基板の回転振動（これが主要な問題である）、および外乱トルクを発生する音声コイル・モータ（ＶＣＭ）の重心（ＣＧ）偏位、を含む振動源も示している。
【００２５】
必要とされる回転自由度の最大振幅は、一般的な３．５インチ・ドライブでアクチュエータが回転する角度の約３００分の１である。これは、０．１度の回転角度に相当する。ディスク・ドライブのシータ運動と結合する外部からの線形振動を除去するには、基板回転の枢軸が、自由に回転することのできるディスク・ドライブ・ハードウェアの重心を通らなければならない。本発明では、スピンドルの質量不均衡による基板の調和励振を最小にするために、スピンドル・モータの回転軸を基板の枢軸と一致させ（coalesce）なければならないことが好ましい。（アクチュエータはそれ自体の枢軸を中心に質量均衡するものと想定する。）
【００２６】
基板マウントの回転自由度は、単純な従来型のベアリング・システム、一群のフレクシャ、一群のベアリング、またはこれらの部品の組合せを用いて実現する。マウント・システムは、ディスク・ドライブの一体部分にすることができ、あるいはコンピュータ・マウント構造の一部として提供することもできる（例えばコンピュータ・シャーシ自体の一部として）。
【００２７】
本発明の独自で非自明的な特徴により、シークによって誘発される一過性の動力に対する平易で低コストの解決法でＨＤＤの３種の振動問題を解決する。さらに、この新規なマウント・フレームは振動に対してより堅牢である。すなわち、本発明は独自の回転マウント概念を使用し、３種の振動成分（すなわち自己発生振動、外部振動、および放出振動）を効果的に補償することにより、シークによって誘発される静定時の動力問題を解決したシステムを提供して、高性能のコンピュータ・ストレージ構成を提供する。
【００２８】
さらに、ベアリング・システムの材料、形状寸法、および配置を適切に選択することにより、熱および音の特性を制御することができる。さらに、先に述べたように、従来の分離システムは良好な熱伝導体ではない制振材料を使用している。本発明では、ゴム様の材料の代わりに金属製のフレクシャ部品を使用し、それにより熱伝導特性を高めることが好ましい。
【００２９】
以下、添付図面に示すその好ましい実施を参照して、単なる例として本発明を説明する。
【発明の実施の形態】
【００３０】
次いで図面、より具体的には図１〜６１を参照し、以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。
【００３１】
好ましい実施形態
好ましい実施形態の説明に先立ち、各種の振動源およびそれらが基板振動に与える影響を図１に示していることに再度留意されたい。アクチュエータ１０は、シーク中に反応トルクを発生する。スピンドル（すなわち１１）の質量不均衡は、周期的な励振を発生する。両成分は基板１２を励振して、Ｘ、Ｙ方向と、面内の角度座標θに沿って振動させる。さらに、システム・マウント・フレーム１３自体も、外部から加わる線形振動および回転振動を受ける可能性がある。アクチュエータの質量不均衡も、アクチュエータ・ピボットの線形振動によって生じるトルク外乱を通じてＴＭＲの一因となりうるが、通常この不均衡量は無視してよい。スピンドル・ベアリング（図１には図示せず）のコンプライアンスも望ましくないＴＭＲを発生させる可能性がある。
【００３２】
図２は、コンピュータ・システム２０中のいくつかのドライブの相互作用を示している。ドライブ＃Ａが当該製品（すなわちドライブ）である。ドライブ＃Ｂおよび＃Ｃなど他のドライブは、ドライブ＃Ａの動作に影響を及ぼすのと同時に、それら自体もドライブ＃Ａの放出振動によって影響を受ける可能性がある。
【００３３】
本発明による「シータマウント」と称する新しいマウント・システム概念は、下記で詳細に説明するように、ＨＤＤに見られる３つの主要な振動問題（すなわち、シーク反応によって誘発される静定時の回転動力、外部から加わる回転振動、および放出回転振動）を同時に解決する。
【００３４】
自励振動成分の中で最も解決が難しい問題は、シークによって誘発される一過性の動力の問題である。図３は、コンプライアントなコンピュータ・フレーム（完全に剛性のフレーム３１に取り付けたばね３２で表す）にマウントした基板３０（その上にアクチュエータ３０ａをマウントする）の一過性の動力を生み出す結合メカニズムを表す。シークの加速段階中には、反応トルクが基板３０をコンプライアント・コンピュータ・フレームの方へ一方向に移動させ、減速段階中には反対方向に移動させる。
【００３５】
コンプライアント・マウント（すなわちばね３２）は、基本的に外部トルクを加え、それにより、アクチュエータ３０ａ／基板３０システムの角運動量の変化を引き起こす一因となる。さらに、シーク終了時の残留トルクが、システム全体の静定時動力を励振する。したがって、図３に示すように、コンプライアント・マウントを使用してもなお残留トルクが発生する。それに続いて生じる動力は、基板の慣性およびマウント・フレームの剛性などのパラメータによって決まる。
【００３６】
この概略図で、時間間隔「Ｔ」中に適用される非ゼロ・トルクの時刻歴の結果、基板３０の非ゼロの角運動量が生じるのに対して、基板がθ座標に沿って自由に回転できるようにするとトルクがゼロに等しくなることが注目される。したがって、図３では、実際には、シーク終了時の基板の運動により、非ゼロの速度（すなわち図３のグラフで示す）が生じている。これが解決すべき主要な問題である。本発明によるシータマウントの設計概念は、角運動量の変化の実比率は加えられるトルクに比例するという角運動量保存の原理に基づく。したがって、コンポジットなアクチュエータ３０ａ／基板３０からなるシステムにトルクが加わらなければ、正味の角運動量は変化しえないことになる。
【００３７】
したがって、シータ面で自由に回転できるようにＨＤＤをマウントした場合、シーク中およびその終了時のアクチュエータ３０ａと基板３０の結合角運動量は、正味の外部トルクを受けないのでゼロのままになる。
【００３８】
図４〜６は、本発明による理想的な「シータマウント」の概念上の実現（すなわち、どのように理想的なマウント条件を見つけるか）を示しており、静止時のシステム（図４）、シーク時のコンプライアント・システム（図５）、シーク終了時のフリーマウント（コンプライアンス・ゼロ）のシステム（図６）を示している。したがって、図４〜６は、理想的な状況および条件を示している。下記で説明するフレクシャを用いた実用的なシータマウント・システム設計は、ほぼ理想に近い結果を達成する。
【００３９】
本発明によるシータマウントは、シーク時の一過性の動力という主要な問題を解決するだけでなく、残る２つの問題である、外部から加わる回転振動、および放出される回転振動をも排除する。
【００４０】
基板の回転モードに結合する外部からの線形振動を除去するには、図７〜９に示すように、ディスク・ドライブ・システムの重心（ＣＧ）を、シータマウントのピボット点と一致させることが好ましい。したがって、図７〜９は、外部からの線形振動の影響をどのように最小に抑えるかを示すものである。
【００４１】
すなわち、図７では、システムの静止時であり、ＣＧ５０がピボット点（すなわち点５１）から偏位されている。図８は、ＣＧを回転ポイントから偏位したことによる線形振動から生じるトルクを示し（すなわちこれが最悪の条件である）、一方、図９は、ＣＧがピボット点と一致しており、結果としてシータ動力が生じていないことを示す。
【００４２】
さらに、理想的な設計では、スピンドル・モータからピボット点を中心にして基板に加わるトルクをゼロにするために、スピンドルの回転軸と、シータマウントのピボット点を一致させなければならない。図１０〜１２は、基板のシータ動力を引き起こすスピンドルの質量不均衡の結果生じる調和力を示す。図１０は、スピンドルの回転軸６１からの枢軸の偏位を示す。スピンドル回転の軸と、シータマウントのピボット点との距離を最短にすることにより（すなわち図１２に示すように）、調和力によるモーメントを低減することができる。
【００４３】
スピンドルの質量は基板の全慣性のかなりの割合を占める成分なので、スピンドル軸とピボット位置との距離を最適化することにより実用的な設計を実現することができる。例えば、この距離がゼロの場合は、回転フォーシングに対するスピンドルの寄与は最小になるが、基板の追加的な質量負荷が過度に多く必要になる可能性がある。枢軸とスピンドル軸との距離が増すにつれて、調和モーメントが線形に増加するが、慣性に対するスピンドルの寄与はその距離の二乗として増加する。したがって、スピンドル軸と基板システムのＣＧを一致させるとスピンドルに関連する問題は最小に抑えられるが、いくらかの最適化を使用して、基板システムの偏位と全慣性をトレードオフすることができる。
【００４４】
したがって、本発明によるシータマウント概念実現の最良の方式では、図１３に示すように、３種の振動源に対する個々の解決（すなわち図６、９、および１２に示すもの）を組み合わせて統合的な設計とする。ここでは、移動システム全体の重心（ＣＧ）７０（「移動システム全体」は、重心についてはスピンドル＋ディスク＋アクチュエータ＋基板を表し、回転慣性については、システムの全慣性からディスク／スピンドルの慣性極モーメントを引いたものを含む）、シータマウントのピボット点７１、およびスピンドルの回転軸７２がすべて単一の軸に重なるように設計する。このように、スピンドルは、重心（ＣＧ）およびピボット・ピンで回転することが好ましい。
【００４５】
図１４〜１５は、現実世界の（すなわち実際的な）ディスク・ドライブ８０の状況における概念を示し、この場合はシステム全体（すなわちディスク・ドライブ・システム）の重心８１が、長方形の基板８４の幾何学的中心にはなく、スピンドル回転軸の近くに位置している。
【００４６】
図１４では、ヘッド／ディスク・アセンブリを含む従来型のＨＤＤ８５を、回転ベアリング８７などを用いて、マウント・プレート８６の形態の支持構造にマウントしている。マウント・プレートは、コンピュータ・フレームに装着する外側フレームに相当する。
【００４７】
図１５に示すように、追加の質量８２を提供して、重心を回転軸の方向に移動することができる（すなわち、質量８２を追加してＣＧ位置をコントロールする）。弱いばね８３は、ＨＤＤの可動部分を中立位置に戻す（すなわち、ＨＤＤの可動部分のセンタリングのために提供する）。例えば、本発明のコンテクストにおける「弱い」とは、回転のシータ面で２０〜３０Ｈｚ、あるいはそれ以下の振動周波数を提供するばねである。
【００４８】
図１５には、ばね８３を取り付け、それに対応する半径方向および接線方向を定義する点「Ｐ」も示している。ピボット・ベアリングが理想的なものである場合には、点Ｐの運動は、接線方向に沿ってしか発生できないことに留意されたい。
【００４９】
図１６〜１７は、標準フォーム・ファクタのディスク直径よりも小さくなるようにディスク・プラッタの直径を選択した設計配置を示す。
【００５０】
例えば、電力やディスク・フラッタを最小に抑えるなど他の技術的理由により、従来型の９５ｍｍ（直径）のディスク・プラッタの代わりに、３．５インチのフォーム・ファクタのドライブで７０ｍｍのプラッタ９０を使用することが可能である。この構成では、基板９１が必要とする０．１度の回転を調整するために利用できる空間が多量にある。
【００５１】
したがって、業界標準のフォーム・ファクタ内に収まるように基板の形状寸法を成形するのと同時に、必要な回転自由度を提供することができる。ドライブは、ハンドリング・プロセス中に回転衝撃を受ける可能性があるので、１組の柔らかいリミッタ９２を使用してドライブの反動動力を抑制することにより、パルス幅が比較的狭い衝撃による損傷を回避することができる。したがって、リミッタは、振幅の大きいＨＤＤの回転を制限する。さらに、図１７は、ＨＤＤの中立位置を（例えば図１５との関連で上記で説明した弱いばね８３と同じように）回復するための弱いばね９３も示している。また、このＨＤＤには単一のベアリング・サポート９４を示している。このベアリング９４は、スピンドル・モータ自体のベアリングとは異なることに留意されたい。
【００５２】
上記で説明した図面のシータマウントのピボット点は、従来型のベアリングによって提供されるものと思われる。ただし、枢動動作は、一群のフレクシャによっても、あるいは設計者が利用することができ、本明細書の全体を包含（take）する他の任意の周知形態のベアリング技術によっても提供することができる。
【００５３】
好ましい実施形態の代替構成
次いで、本発明によるシータマウントの代替構成をいくつか提示する。初めに、図１８〜２２に示すように、外部から（フォーム・ファクタを外れて）構成したシータマウントで、３．５インチのフォーム・ファクタの標準的なディスク・ドライブを検証する。
【００５４】
図１８〜２１に示すように、このディスク・ドライブ・アセンブリは２つの部分から構成される。すなわち、図１８に示す、保護され、ディスク（図示せず）およびアクチュエータ１０１を含む「ハード・ディスク・エンクロージャ（ＨＤＥ）」１００、およびＨＤＤ１００を収納し、内側フレームの両側および／または隅に提供すると好ましいフレクシャを有する内側フレーム１０２と、コンピュータ・シャーシにマウントする外側構造を提供する外側フレーム１０４とを有する「ドライブ・フレーム」（すなわち図１９および図２０に示す）である。図２１は、ＨＤＤ１００、内側フレーム１０２、フレクシャ１０３、およびＨＤＤの仮想ピボット１０５を含む、本発明によるシータマウントの概略的な平面図を示す。
【００５５】
図２２に、組立てたシステムの等測図を示す。ＨＤＤ１１００の可動（あるいは枢動可能）部分をフレームおよび電子回路と区別するために、頭字語「ＨＤＥ」を適宜使用する。ＨＤＤ１１００は内側フレーム１１０１に挿入し、内側フレーム１１０１を外側フレーム１１０２に挿入する。２つの部分（すなわち、内側フレーム１１０１および外側フレーム１１０２）を結合する機械的な支持は、複数の手段によって提供することができる。最も簡単な仕組みの１つには、図２２に示すようなフレクシャ１１０３の使用が挙げられる。一設計では、複数の（例えば４つの）金属製フレクシャを、ドライブの複数の（例えば４つの）隅に配置することができる。すべてが単一の仮想ピボット点を形成する５個以上のフレクシャを使用して、他の軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｆ、Ｙ）に沿った剛性を高めることができる。フレクシャは金属製でも、あるいは他の軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｆ、Ｙ）に沿って適度な剛性を提供する他の材料でも製造することができる。
【００５６】
図２３および２４に示すように、フレクシャは、薄いベリリウム銅で作ることが好ましい（例えば、例示的構成では約５ミル）。フレクシャの形状寸法は、中心部分をＨＤＥに向けて延長する（extrapolate）と、それが一点で交わり、それにより「仮想ピボット」を提供するようなものにする。ＨＤＥを単一のフレクシャの上に支持することにより、シークによって誘発される振動問題を解決することができる。しかし、このシステムは、他の軸沿いに作用する衝撃および振動力を受ける可能性が高い。
【００５７】
上記で述べた特定の設計では、５つのディスク・プラッタを含む３．５インチ・ドライブを支持した際に、シータ面に２５Ｈｚの回転共振振動が生じた。４つのフレクシャを使用すると、３つの線方向Ｘ、Ｙ、およびＺに十分な剛性が提供され、ドライブのＺ軸を中心とした回転のみしか可能にならなかった。この設計では、４つのフレクシャがドライブの重量を支えるのと同時に回転自由度を提供する。２５Ｈｚの回転共振は、堅さが１オーダー以上上回る従来のコンピュータ・フレームと比較すると、自由ピボットにより近いマウントに相当する。静定時のサーボは、２５Ｈｚで十分な誤差抑制機能を有し、したがって下記の実験データによって確認されるように、性能の低下は認められない。
【００５８】
本発明によるこのフレームに行った試験では、優れた耐振動性能が提供された。
【００５９】
図２５および２７はそれぞれ、直接取り付けたＨＤＤ（すなわち図２６の概略図参照）と、コンピュータ・フレームに相当するフレキシブル・シャーシに取り付けたシータマウント（すなわち図２８の概略図参照）との静定時の動作の比較を示している。シーク動力のデータから、角運動量原理の応用が、シークによって誘発される動力の影響を除去するのに非常に効果的に機能していることが明白に見て取れる。図２７は、ドライブに影響を与えることなく、すべての成分が除去されることを明白に示している。先に述べたように、図２６および２８の概略図はそれぞれ、直接取りつけた状態、およびシータマウントを用いた状態に相当する。データから認められるように、２５Ｈｚのマウント共振は、静定時の特性に測定可能な形では影響を与えていない。
【００６０】
図２９は、ＴＭＲに対する外部回転振動の影響を示すが、この図では位置誤差信号（ＰＥＳ）をビット（２５６ビット＝１トラック・ピッチ＝０．１ミル）で示している。３０ｒａｄ／ｓ２の入力振幅を選択した場合、直接マウントの構成ではＴＭＲが励振振動数とともに増大するのに対して（すなわち図２９の上の線を参照）、本発明によるシータマウントの場合、ＨＤＤは、外側フレームの角度振動に対して全くと言ってよいほど反応していない（すなわち図２９のグラフの下の線を参照）。したがって、シータマウントにより、効果的な回転振動分離特性が同時に達成される。
【００６１】
図３０は、線形入力振動の影響を示す。本発明による例示的設計では、シータマウントによるＨＤＤにＴＭＲのわずかな低下が認められる。しかし、シータ量の低下はわずかなのでこの結果は許容範囲にある。すなわち、ＨＤＤの重心の位置を調整することにより、このＴＭＲ成分を直接マウント型のシステムに近づけることができる。
【００６２】
図３１および３２は、１／３シークの動作中に放出されるマウント・フレームの角度振動の測定値を示している。図３１は、直接マウント式のＨＤＤの場合を示し、図３２は、本発明のシータマウントを用いた場合を示している。
【００６３】
放出される角度振動（すなわち、２．０インチ（約５．１ｃｍ）の距離を開けた２台の線形加速度計の差分出力を測定し、ｍＧ単位で表す）から、本発明の利益が見て取れることに留意されたい。すなわち、図３２に示すように、フレクシャが、取り付け位置に見られるシーク反応をほぼ完全に除去している。したがって、本発明によるシータマウントは、例えば、最良のデータ転送速度を達成するために多数のＨＤＤ間の干渉を最小限に抑えなければならないサーバ・クラス・コンピュータで使用するのに非常に魅力的である。
【００６４】
第２の例示的設計
図３３および図３４、３５に示す第２の例示的設計では、標準的な３．５インチのドライブ・フォーム・ファクタ内（すなわちフォーム・ファクタ内設計）で、本発明によるシータマウントを組み込むための変更を加えた基板構造を使用する。この試作設計には、現在３．５インチのフォーム・ファクタによって実現される、既存の容積測定エンベロップ中に取り付ける（package into）外側フレーム１７３の設計を組み込む。ＨＤＤ（基板１７１）自体は、フレクシャ１７４を取り付ける内側フレームを形成する。
【００６５】
図３３に示すように、第２の例示的設計はＨＤＡ１７０を含むが、図が分かりやすいようにそのカバーおよび内部部品は取り除いている。ＨＤＡケーシング１７１は、電子回路／コネクタ・モジュール１７２に結合（例えばその上部に装着する）し、これらを合わせてシータマウント（シート・メタル／鋳造）モジュール１７３に結合する（例えばその内部に装着する）。この外側フレーム１７３は複数のフレクシャ１７４を含み、これはフレーム１７３およびＨＤＤケーシング１７１に溶接、リベット留め、かつ／またはねじ留めすることができる。
【００６６】
図３４は、図３３を組立てたモジュールを示し、図３５は、フレクシャの細部（すなわち図３４の破線で囲った部分）を示している。
【００６７】
この手法で、発明人は既存のＨＤＥのベース・キャスティングに改良を加えて、基板の内部構造の機能特性を妨害することなく、この業界標準のマウント方式の整合性を維持している。図３６および３７は、「フォーム・ファクタ内」設計を達成するためのフレクシャの詳細を示している。
【００６８】
第３の例示的設計
図３８は、フレクシャ２０２を有する内側フレーム２０１の中にマウントしたＨＤＤ２００の平面図を表す。この内側フレーム２０２を外側フレーム２０３の中にマウントする。ＨＤＤの重心を参照番号２０４で示し、ピボットの固定された回転中心（すなわち重心からの偏位）を参照番号２０５で示す。図３９は、ピボット２０５をより詳細に示すために外側フレームを取り除いたＨＤＤを表す。
【００６９】
図３８および３９は、ピボット２０５自体で表すジャーナル・ベアリングを介してピボット２０５を提供することにより回転ポイントを固定した、第３の例示的設計を表す。
【００７０】
ジャーナル・ベアリング２０５は、ドライブ２００の重量を支え、フレクシャ２０２は、アイドル・モードでドライブを中立位置に戻すのに使用する。この設計では、ジャーナル・ベアリング２０５の枢軸と、フレクシャ・システムの枢軸を、単一の軸に一致させることが好ましい。一致させないと構成が過度に制約され、望ましいシータ面におけるドライブの自由回転が難しくなるか、あるいはこのシステムが望ましい回転面で移動する可能性がある。試験を行った試作品では、最小量の伸張動作を可能にする一方で回転自由度を提供するために、フレクシャ２０２を柔軟にしなければならなかった。これは、フレクシャを「Ｓ」字型の構成に成形することによって行った。第３の例示的設計による結果は、第１の例示的設計と同等のものであることが分かった。
【００７１】
シータマウントにはいくつかの変更を有利に行うことができる。例えば、図３８および３９に示すように、実際のピボット点（すなわち、純粋なフレクシャが提供する仮想のピボットに対して）を提供するベアリングを拡大して左右対称のベアリング構造を提供し、Ｚ軸に沿った重心の偏位が、それぞれＸ軸およびＹ軸に沿った線形入力振動に対して、Ｘ軸およびＹ軸を中心としたＨＤＥのロール動力およびピッチ動力を発生しないようにすることができる。この設計を概略的に図４０および４１に示すが、これらの図はそれぞれ、シータマウントと、上部および下部のベアリング・シータマウントの分解図を表している。これらの図に示すように、ＨＤＤ２１０は、上部ベアリング・マウント２１１および下部ベアリング・マウント２１２を含む。
【００７２】
ベアリング技術は、ボール・ベアリング、ジャーナル・ベアリング、空気ベアリング、あるいはアクティブ・スクイーズ・フィルム・ベアリングなど、各種のタイプから構成できることに留意されたい。アクティブ・ベアリングの場合、ベアリングを作動させる動力はディスク・ドライブの電子回路から得る。外部から加圧するベアリングを使用する場合は、ドライブと一体化したポンプによって給気を提供するか、あるいはスピンドル・モータ構造によって給気を生成することができる。また、ＨＤＥはその周辺部（edge）でフレクシャによって支持することもできる。
【００７３】
別の実施形態では、図４２の分解図に示すように、ＨＤＥ（すなわち２２０）を、その隅でフレクシャではないタイプのベアリング２２１によって支持することができる。この隅は、ＨＤＥ２２０とマウント・フレーム２２２との間に回転自由度を提供し、スライド・エレメントが、円弧（すなわち図４２の点線で示す）を形成する。この円の中心（すなわちピボット点２２３）は、ＨＤＥの重心に位置する。
【００７４】
図４３および４４はそれぞれ、上部フレクシャ・マウント２３１および下部フレクシャ・マウント２３２を有するＨＤＤ２３０の透視図と分解透視図を示すが、これらの図に示すように、フレクシャベースのシータマウントは、ＨＤＤとコンピュータ構造の間の音響結合を最小にする機会を提供する。弾性のある性質と制振性の両方を提供する材料を選択することにより、音響エネルギーの流れを制限することができる。それでも、伝導を通じた熱伝導は、それぞれ約１ｍｍの高さを有する薄い（例えば５ミル）フレクシャ２３３が支持するシータマウントによって低下する。このフレクシャは、上部マウントにも下部マウントにもある。しかし、多数の薄いフレクシャ２３３を配置することにより、この設計を最適化することができる。
【００７５】
図４３および４４は、スピンドルによって発生する熱を最大限に取り除くことを可能にする、修正を加えたフレクシャベースのピボットを示す。複数の「スポーク」状のレイアウトは、熱の流れを可能にするのと同時にシータマウント機能を提供する。このように、フレクシャのスポーク状配列を提供することができることに留意されたい。
【００７６】
図４５〜４９は、フォーム・ファクタ外（例えば図４５〜４７）あるいはフォーム・ファクタ内（例えば図４８、４９）のシータマウント設計を容易にするフレクシャ設計の変形形態を示す。
【００７７】
図４５は、主な動きがピボット点を中心とした接線になるＺ字形の設計を示す。接線方向の変位だけでなく、実質的に低い半径方向の変位も可能にするフレクシャは、それぞれ図４６および４７に示す、Ｓ字形設計とアコーディオン形設計である。このような自由度は、図３８、３９に示すようなベアリングにより実際のピボット点を提供する際に、設計の制約を緩めるために必要とされる。
【００７８】
フォーム・ファクタ内のシータマウントでは、図４８が普通のフレクシャの設計を示すのに対し、スロットをつけたフレクシャを図４９に示す。これは、接線方向で低い剛性を可能にし（例えば所与のＺ軸方向の高さに対して）、同時にＺ軸方向の高さを含む座標に沿って高い剛性を維持する。１つのＨＤＤマウントに、異なるタイプのフレクシャを使用できることに留意されたい。したがって、本発明は、必要な場合にはＸ、Ｙ、およびＺ軸の１つまたは複数のコンプライアンスを高めることも、低くすることもできる。
【００７９】
図５０に示す例では、柔軟性のある電気回路２５２を使用して、ＨＤＡ２５０の運動からマウント・フレーム２５１の運動を除去し、また電子回路カード２５４をＨＤＡに取り付ける代わりにフレームに取り付けることを可能にしている。これと同様の仕組みを作り、リンク２５３を介してスピンドル・モータにも動力を提供する。ＨＤＥ２５０とマウント・フレーム２５１（３．５インチのフォーム・ファクタを有する）との０．１度の回転に対する相対的な変位は、ＨＤＥのピボット点から５０ｍｍの距離で０．１ｍｍ未満である。これは、柔軟性のある回路リンクを使用して比較的容易に提供することのできる非常にわずかな機械運動である。したがって、柔軟性および応用性を高めるために柔軟性のある電気カードを提供することができる。
【００８０】
図５１は、ＨＤＤ２６２の一部として含まれる装備ではなく、コンピュータ・シャーシ２６１の一体部分としてシータマウント２６０を用いる方法を示している。この設計は、特にサーバ／ストレージ・システムの製造者にとって恩恵となるものである。外側フレームと内側フレームが個別の構造を使用する代わりに、革新的な設計により、コンピュータのシート・メタル・フレーム自体を修正して、シータマウントとして機能させることができる。
【００８１】
図５２および５３は、ドライブの「ホット・スワッピング」が日常的操作であるＲＡＩＤアレイおよびサーバ・システムに有用なオプションを示す。図５２および５３はそれぞれ、モジュール２７０の上部カバーと、シータマウント２７２をケース内に収めた取り外し可能なＨＤＤ２７１を示す。図５３は、サポート電子回路２７３、モジュールの下部カバー２７４、ホット・プラグが可能なレールおよびラッチ・システム２７５、およびコンピュータなどに接続するコネクタ２７６も示している。したがって、シータマウントを、信号調節を用いる取り外し可能なモジュールとして提供することができる。
【００８２】
図５４〜５９は、ドライブの電子回路カード・コネクタと外部コネクタとの間に回転運動自由度を提供する電気コネクタ設計を示す。これにより、図５０によって教示したようにドライブ・カード・エレクトロニクスをシータマウントの外側フレームに移さずに、ドライブに装着したままにすることができる。これは、フォーム・ファクタ外のシータマウントで使用する従来のＨＤＤ、あるいは他の要件のために封入したＨＤＤに使用することができる。また、図５２、５３によって教示した取り外しモジュールにも使用することができ、図５１で教示したようなサーバ／ストレージ・アレイにも有用である。
【００８３】
例えば、シータマウントを用いたＨＤＤ２８０を図５４に示す。コネクタの細部を図５５に示し、これは、ドライブ電子回路カード（ＨＤＤに直接マウントする）に接続するコネクタ２８１と、コネクタ２８１に結合し、もう一方の端でコンピュータ（図示せず）などに接続するコネクタ２８３に結合する折りたたんだフレックス・ケーブル２８２を含む。両矢印Ａで示すように、コネクタは、ＨＤＤ２８０中へのコネクタ２８１の挿入方向に垂直な横方向の運動で自由に動くことができる。
【００８４】
同様に図５６は、コネクタ部分を有するシータマウントによるＨＤＤを示し、その細部を図５７に示す。この構成は、図５５の構成と同様のものであるが、図５５の折りたたんだ柔軟ケーブルの代わりに、隙間をあけたフレックス・ケーブルを利用する。この隙間をあけたケーブルの各「フィンガー」の幅に対する長さの比率が大きいので、コネクタ２８１’は、両矢印Ａ’で示す方向に、最小の抵抗で自由に動くことができる。
【００８５】
さらに、図５８は、コネクタ部分を有するシータマウントＨＤＤを示しており、その細部を図５９に示す。この構成では、上部のコネクタ２８１Ａおよび下部のコネクタ２８１Ｂを利用する。上部コネクタ２８１Ａをコンピュータ・コネクタ２８３”に接続し、下部のコネクタ２８１ＢをＨＤＤ２８０”に接続する。上部コネクタと下部コネクタの間に、垂直の連結部（linkage）２８４を形成する。図５５の折りたたんだフレックス・ケーブルの代わりに、隙間をあけたフレックス・ケーブル２８２”を利用し、垂直結合部２８４の間に配置してコネクタ２８１Ａをコネクタ２８１Ｂに接続する。コネクタ２８１Ａと２８１Ｂ間の相対的な運動を、両矢印Ａ”で示す。
【００８６】
図６０および６１は、振動ダンパ、熱伝導媒体、および／または音響バッファとして作用するコンプライアントな材料２９２で、ＨＤＥ（例えばシータマウントを用いたＨＤＤ２９０）と、外部フレーム２９１または収納モジュール（図５２、５３）の間の空間を埋めた構成を示している。コネクタ２９３の細部は、例えば図５５に示す。このように、外部フレームを、音響および／または熱を低減する材料（例えば液体、柔軟性のあるポリマなど）で埋めると、これは自由回転を可能にしながら、ヒート・シンクおよび音響ダンパとして機能する。
【００８７】
以上のように、本発明の固有かつ非自明の態様を用いると、シークによって誘発される一過性の動力に対する平易で低費用の解決法により、ＨＤＤの３種の振動問題が解決される。
【００８８】
さらに、新規なマウント・フレームは振動に対してより堅牢である。すなわち、本発明は独自の回転マウント概念を使用し、３種の振動成分（例えば、自己発生振動、外部振動、および放出振動）を効果的に補償することにより、シークによって誘発される静定時の動力問題を解決したシステムを提供して、高性能のコンピュータ・ストレージ構成を提供する。
【００８９】
これと同じ設計原理は、３．５インチ以外の他のフォーム・ファクタを有するＨＤＤに容易に拡張されることに留意されたい。
【００９０】
したがって、本発明を用いると、回転振動動作を改良するのと同時に回転衝撃に対する保護を提供するシータマウントを用いて、２．５インチのフォーム・ファクタのＨＤＤをノートブック・コンピュータにマウントすることができる。さらに、シータマウントを用いてディスク・ドライブを自動車内にマウントすることにより、エンジンおよび乗車によって誘発される振動からドライブを保護することができる。加えて、シータマウントを使用することにより、１インチのＨＤＤを含むハンド・ヘルド・デバイスの衝撃および振動特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ディスク・ドライブに影響を与える振動源を表す図である。
【図２】 コンピュータ・システム２０のディスク・ドライブ（すなわちＡ、Ｂ、Ｃ）と関連する３つの主要な振動源の図である。
【図３】 シーク動力と、角運動量の保存を表す図である。
【図４】 コンプライアントなマウントを用いた場合、および用いない場合のシーク後のシータ動力のメカニズムを表す図である。
【図５】 コンプライアントなマウントを用いた場合、および用いない場合のシーク後のシータ動力のメカニズムを表す図である。
【図６】 コンプライアントなマウントを用いた場合、および用いない場合のシーク後のシータ動力のメカニズムを表す図である。
【図７】 外部からの線形振動による回転振動の発生および最小化を表す図である。
【図８】 外部からの線形振動による回転振動の発生および最小化を表す図である。
【図９】 外部からの線形振動による回転振動の発生および最小化を表す図である。
【図１０】 スピンドルの質量不均衡によって誘発される回転振動の最小化を表す図である。
【図１１】 スピンドルの質量不均衡によって誘発される回転振動の最小化を表す図である。
【図１２】 スピンドルの質量不均衡によって誘発される回転振動の最小化を表す図である。
【図１３】 本発明による統合シータマウント設計の図である。
【図１４】 本発明による実用的なシータマウント設計の図である。
【図１５】 本発明による実用的なシータマウント設計の図である。
【図１６】 （標準フォーム・ファクタよりも）小さな直径のディスク・プラッタを用いた、標準フォーム・ファクタのディスク・ドライブ向けのシータマウントの図である。
【図１７】 （標準フォーム・ファクタよりも）小さな直径のディスク・プラッタを用いた、標準フォーム・ファクタのディスク・ドライブ向けのシータマウントの図である。
【図１８】 フォーム・ファクタ外の、フレクシャベースのシータマウントの分解図である。
【図１９】 フォーム・ファクタ外の、フレクシャベースのシータマウントの分解図である。
【図２０】 フォーム・ファクタ外の、フレクシャベースのシータマウントの分解図である。
【図２１】 その平面図である。
【図２２】 図を明瞭にするためにカバーを取り除いた、フォーム・ファクタ外のフレクシャベースのシータマウントの等測図である。
【図２３】 フォーム・ファクタ外のシータマウントに使用するフレクシャ部品の各種の図である。
【図２４】 フォーム・ファクタ外のシータマウントに使用するフレクシャ部品の各種の図である。
【図２５】 コンプライアント・フレームに直接マウントしたディスク・ドライブの静定時の特性を示す図である。
【図２６】 シャーシへの直接マウントの概略図である。
【図２７】 コンプライアント・フレームに取り付けたシータマウント上のディスク・ドライブの静定時の特性を示す図である。
【図２８】 シータマウントの概略図である。
【図２９】 シータマウントを用いたＨＤＤと用いないＨＤＤの、回転振動入力によるトラック・ミスレジストレーション（ＴＭＲ）特性を示す図である。
【図３０】 シータマウントを用いたＨＤＤと用いないＨＤＤの、線形振動入力によるＴＭＲ特性を示す図である。
【図３１】 シータマウントを用いない場合の放出振動を表す図である。
【図３２】 シータマウントを用いた場合の放出振動を表す図である。
【図３３】 フォームファクタ内のフレクシャベースのシータマウントの分解図である。
【図３４】 フォームファクタ内のフレクシャベースのシータマウントの等測図である。
【図３５】 図３４の点線の円内に示すフレクシャおよびマウントの細部の図である。
【図３６】 フォームファクタ内のシータマウントに使用するフレクシャ部品の側面図である。
【図３７】 フォームファクタ内のシータマウントに使用するフレクシャ部品の透視図である。
【図３８】 ピボット・ベアリングで制約したフレクシャベースのシータマウントの平面図である。
【図３９】 ピボット・ベアリングで制約したフレクシャベースのシータマウントの透視図である。
【図４０】 上部および下部のピボット・ベアリング・サポートを有するシータマウントの透視図である。
【図４１】 上部および下部のピボット・ベアリング・サポートを有するシータマウントの分解図である。
【図４２】 ベアリング・システムを分散させたシータマウントの図である。
【図４３】 スピンドルによる熱を最大に除去するためのフレクシャを用いたシータマウントの透視図である。
【図４４】 スピンドルによる熱を最大に除去するためのフレクシャを用いたシータマウントの分解図である。
【図４５】 代替のフレクシャ設計の図である。
【図４６】 代替のフレクシャ設計の図である。
【図４７】 代替のフレクシャ設計の図である。
【図４８】 代替のフレクシャ設計の図である。
【図４９】 代替のフレクシャ設計の図である。
【図５０】 ユーザ・マウント・フレームにインタフェース・コネクタを固定させて保持し、内部電子回路に電気接続を提供する方法の図である。
【図５１】 高性能の構成のためにシータマウントのセットと一体化したコンピュータ・シャーシの
図である。
【図５２】 シータマウントを用いたアレイおよびサーバ用の取り外し可能ＨＤＤのモジュールの上部カバーの図である。
【図５３】 シータマウントを用いたアレイおよびサーバ用の取り外し可能ＨＤＤモジュールの下部カバーの図である。
【図５４】 シータマウント用の例示的コネクタ構成の図である。
【図５５】 図５４に示すコネクタの細部の図である。
【図５６】 シータマウント用の第２の例示的コネクタ構成の図である。
【図５７】 図５６に示すコネクタの細部の図である。
【図５８】 シータマウント用の例示的コネクタ構成の図である。
【図５９】 図５８に示すコネクタの細部の図である。
【図６０】 制振性および熱伝導を高めるためにコンプライアントな化合物を充填した、シータマウントを用いるＨＤＤの図である。
【図６１】 制振性および熱伝導を高めるためにコンプライアントな化合物を充填した、シータマウントを用いるＨＤＤの図である。
Claims (3)
- 基板と、この基板にマウントされ少なくとも一つの情報記憶ディスクを回転可能にマウントするスピンドルと、前記基板にマウントされヘッドを配置するアクチュエータとを含むハード・ディスク・エンクロージャ（ＨＤＥ）と、
このＨＤＥをマウントするフレームと、
前記スピンドルの軸および前記アクチュエータの軸に平行な軸を中心として回転自在に前記ＨＤＥを前記フレームにマウントする回転ベアリングとを備えたディスク・ストレージ・システム。 - 基板と、この基板にマウントされ少なくとも一つの情報記憶ディスクを回転可能にマウントするスピンドルと、前記基板にマウントされヘッドを配置するアクチュエータとを含むハード・ディスク・エンクロージャ（ＨＤＥ）と、
このＨＤＥをマウントするフレームと、
前記スピンドルの軸および前記アクチュエータの軸に平行な軸を中心として回転自在に前記ＨＤＥを前記フレームにマウントするフレクシャとを備えたディスク・ストレージ・システム。 - 前記基板にその重心を前記ＨＤＥの回転軸と一致させるための重りを備えた請求項１または２に記載のシステム。
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