JP4309454B2 - ヘッドスタックアッセンブリおよびこれを備えたディスク駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は、ディスク状の記録媒体を備えたディスク駆動装置に用いるヘッドスタックアッセンブリ、およびこれを備えたディスク駆動装置に関する。

近年、コンピュータの外部記録装置や画像記録装置として磁気ディスク装置、光ディスク装置などのディスク装置が広く用いられている。
一般に、磁気ディスク装置、例えば、ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと称する）は、磁気ディスク、磁気ディスクを回転駆動するスピンドルモータ、磁気ディスクに対してデータのリード／ライトを行う磁気ヘッド、磁気ヘッドを支持したヘッドスタックアッセンブリ、ヘッドスタックアッセンブリを駆動するボイスコイルモータ、基板ユニット等を備え、これらはほぼ密閉構造の筐体に収容されている。

ヘッドスタックアッセンブリは、軸受部、この軸受部から延出した複数のヘッドジンバルアッセンブリ（以下、ＨＧＡと称する）、軸受部からＨＧＡと反対方向に延出しているとともにボイスコイルモータのコイルを支持した支持フレームを備えている。各ＨＧＡは、軸受部から延出したアーム、アームから延出したサスペンション、およびジンバル部を介してサスペンションに取付けられたヘッドを有している。複数のアームは、スペーサを間に挟んで軸受部に積層状態で固定されている。

１枚の磁気ディスクに対して、ＨＧＡはディスク表面用および裏面用の２つが設けられている。例えば、２枚の磁気ディスクを用いたディスク駆動装置においては、ヘッドスタックアッセンブリは、軸受部にそれぞれスペーサを挟んで積層された４つのＨＧＡを備えて構成されている。

近年、例えば、上記のような２枚の磁気ディスクを備えた上位機種用に設計された磁気ディスク装置と共通の部品、つまり、筐体、駆動機構、ヘッドスタックアッセンブリ等を用いて構成され、磁気ディスクの枚数およびＨＧＡの数を減らした兼価版の磁気ディスク装置が提供されている。このような磁気ディスク装置では、共通部品を用いることにより、製造コストの削減を図っている。

例えば、磁気ディスク２枚用に設計されたヘッドスタックアッセンブリを磁気ディスク１枚用として用いる場合、ＨＧＡは２つに減らされる。このように、ＨＧＡの数を減らした場合、ヘッドスタックアッセンブリ全体の重量バランスがくずれ、重心が軸受部からずれてしまう。ヘッドスタックアッセンブリの重心を回動中心となる軸受部に一致させることは、ヘッドの位置決め精度を向上するために重要となる。そこで、削減したＨＧＡに代えて、アームに近い形状および構造を有した２つのダミーアームおよびスペーサを、２つのＨＧＡとともに軸受部に取付けることにより、ヘッドスタックアッセンブリの重量バランスを調整している。

また、他のヘッドスタックアッセンブリでは、軸受部自体の構成を、バランスウエイトを取り付け可能な構成に変更し、ＨＧＡの数を減らした場合には、これらに代えてバランスウエイトを軸受部に取り付け、重量バランスを調整する構成が提案されている（特許文献１）。
特開２００２−１７０３４５号公報

しかしながら、ダミーアームおよびスペーサを積層した構成の場合、ダミーアームの製造コストが比較的高く、ヘッドスタックアッセンブリ全体の製造コストを削減することが難しい。また、組立て時、ＨＧＡを減らした分に相当する本数のダミーアームおよびスペーサをＨＧＡととともに軸受け部に取付ける必要があり、組立て工数の削減を図ることができない。複数のダミーアーム毎の組立て公差が加算され、重心位置がバラツキ易い。

特許文献１に開示されているように、軸受部を、バランスウエイトを取付け可能な構成とした場合、軸受部自体の設計を変更する必要があるとともに、ウエイト取付け部を設ける分だけ軸受部が大型となる。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、重心位置のバラツキを低減することができるとともに、組立て工数および製造コストの削減を図ることが可能なヘッドスタックアッセンブリ、およびこれを備えたディスク駆動装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、この発明の形態に係るヘッドスタックアッセンブリは、４本のアームと、隣り合う２本のアーム間に位置するスペーサが積層状態で装着可能に形成される軸受部と、前記軸受部から第１方向に延出し、それぞれヘッドを支持する２本のアームと、前記２本のアーム間で前記軸受部に積層されるスペーサと、前記軸受部から第２方向に延出しコイルを支持する支持フレームと、前記軸受部に前記２本のアームの一方に重ねて設けられるダミースペーサと、を具備し、前記ダミースペーサは、前記２本のアームの厚さおよび前記スペーサの厚さの合計にほぼ等しい厚さに形成される環状のスペーサ本体と、前記スペーサ本体から延出し、前記アームと重なる領域に設けられ前記一方のアームと対向するバランス調整部と、を有し、さらに、前記スペーサ本体とバランス調整部とが一体に成形されていることを特徴とする。

この発明の態様によれば、重心位置のバラツキを低減することができるとともに、組立て工数および製造コストの削減を図ることが可能なヘッドスタックアッセンブリ、およびこれを備えたディスク駆動装置を提供することができる。

以下図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係るＨＤＤについて詳細に説明する。図１は、トップカバーを外してＨＤＤの内部構造を示している。図１に示すように、ＨＤＤは筐体１０を備えている。筐体１０は、上面の開口した矩形箱状のベース１２と、複数のねじ１１によりベースにねじ止めされてベースの上端開口を閉塞したトップカバー１４と、を有している。ベース１２は、矩形状の底壁１２ａと、底壁の周縁に沿って立設された側壁１２ｂとを有している。

筐体１０内には、記録媒体としての１枚の磁気ディスク１６、および磁気ディスクを支持および回転させる駆動部としてのスピンドルモータ１８が設けられている。スピンドルモータ１８は、底壁１２ａ上に配設されている。なお、筐体１０は、複数枚、例えば、２枚の磁気ディスクを収容可能な大きさに形成され、スピンドルモータ１８は、２枚の磁気ディスクを支持および駆動可能に形成されている。

筐体１０内には、磁気ディスク１６に対して情報の記録、再生を行なう複数の磁気ヘッド１７、これらの磁気ヘッドを磁気ディスク１６に対して移動自在に支持したヘッドスタックアッセンブリ（以下、ＨＳＡと称する）２２、ＨＳＡを回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）２４、磁気ヘッドが磁気ディスクの最外周に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスクから離間した退避位置に保持するランプロード機構２５、ＨＤＤに衝撃等が作用した際、ＨＳＡを退避位置に保持するラッチ機構２６、およ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。ベース１２の底壁１２ａ外面には、図示しないプリント回路基板がねじ止めされている。プリント回路基板は、基板ユニット２１を介してスピンドルモータ１８、ＶＣＭ２４、および磁気ヘッドの動作を制御する。ベース１２の側壁には、可動部の稼動によって筐体内に発生した塵埃を捕獲する循環フィルタ２３が設けられ、磁気ディスク１６の外側に位置している。

磁気ディスク１６は、例えば、直径６５ｍｍ（２．５インチ）に形成され、上面および下面に磁気記録層を有している。磁気ディスク１６は、スピンドルモータ１８の図示しないハブに互いに同軸的に嵌合されているとともにクランプばね２７によりクランプされ、ハブに固定されている。これにより、磁気ディスク１６は、ベース１２の底壁１２ａと平行に位置した状態に支持されている。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、例えば、５４００ｒｐｍあるいは７２００ｒｐｍの速度で回転される。

図２はＨＳＡ２２を示す斜視図、図３はＨＳＡを分解して示す分解斜視図である。また、図４はＨＳＡを示す平面図および断面図、図５はＨＳＡの一部を拡大して示す断面図である。図１ないし図５に示すように、ＨＳＡ２２は、回転自在な軸受部２８と、軸受部から延出した２本のヘッドジンバルアッセンブリ（以下、ＨＧＡと称する）３０と、ＨＧＡ間に積層配置されたスペーサリング４４と、後述するダミースペーサ５０と、を備えている。

軸受部２８は、ベース１２の長手方向に沿って磁気ディスク１６の回転中心から離間して位置しているとともに、磁気ディスクの外周縁近傍に配置されている。軸受部２８は、ベース１２の底壁１２ａに立設される枢軸３２と、枢軸に軸受３４を介して回転自在に、かつ、枢軸と同軸的に支持された円筒形状のスリーブ３６と、を有している。スリーブ３６の上端には環状のフランジ３７が形成され、下端部外周にはねじ部３８が形成されている。軸受部２８のスリーブ３６は、最大本数として、例えば、４本のＨＧＡと、隣合う２つのＨＧＡ間に位置するスペーサとを積層状態で取付け可能な大きさ、ここでは、取付け可能な軸方向長さを有して形成されている。

本実施形態において、磁気ディスク１６は１枚に設定されていることから、取付け可能な最大本数である４本よりも少ない２本のＨＧＡ３０が軸受部２８に設けられている。各ＨＧＡは、軸受部２８から延出したアーム４０、アームから延出したサスペンション４２、およびサスペンションの延出端にジンバル部を介して支持された磁気ヘッド１７を有している。

アーム４０は、例えば、ステンレス、アルミニウム、ステンレスを積層して薄い平板状に形成され、その一端、つまり、基端には円形の透孔４１が形成されている。サスペンション４２は、細長い板ばねにより構成され、その基端がスポット溶接あるいは接着によりアーム４０の先端に固定され、アームから延出している。なお、サスペンション４２およびアーム４０は、同一材料で一体に形成してもよい。

磁気ヘッド１７は、図示しない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４２の先端部に形成されたジンバル部に固定されている。また、磁気ヘッド１７は、図示しない４つの電極を有している。アーム４０およびサスペンション４２上には図示しない中継フレキシブルプリント回路基板（以下、中継ＦＰＣと称する）が設置され、磁気ヘッド１７は、この中継ＦＰＣを介して後述するメインＦＰＣ２１ｂに電気的に接続される。

スペーサリング４４は、アルミニウム等により所定の厚さおよび所定の外径に形成されている。このスペーサリング４４には、合成樹脂からなる支持フレーム４６が一体的に成形され、スペーサリングから外方に延出している。支持フレーム４６には、ＶＣＭ２４のボイスコイル４７が固定されている。

ダミースペーサ５０は、環状のスペーサ本体５２と、スペーサ本体から延出したバランス調整部５４とを有し、例えば、ステンレス等の金属により、一体的に形成されている。スペーサ本体５２の外径は、スペーサリング４４の外径と等しく形成されている。すなわち、スペーサ本体５２のアームと接触する部分の外径は、スペーサリング４４がアームに接触する部分の外径と同一に形成されている。また、スペーサ本体５２の厚さＴ１は、ＨＧＡの最大本数よりも少ない本数分、ここでは、２本のＨＧＡにおけるアームの厚さ、つまり、２本のアーム分の厚さと、これらアーム間に配設されるスペーサリングの厚さとを合計した厚さに形成されている。

ダミースペーサ５０、２本のＨＧＡ３０、スペーサリング４４は、スペーサ本体５２の内孔、アーム４０の透孔４１、スペーサリングの内孔に軸受部２８のスリーブ３６が挿通された状態でスリーブの外周に嵌合され、スリーブの軸方向に沿ってフランジ３７上に積層配置されている。ダミースペーサ５０のスペーサ本体５２は、フランジ３７と一方のアーム４０との間、およびスペーサリング４４は、２本のアーム４０間にそれぞれ挟まれた状態でスリーブ３６の外周に嵌合されている。更に、スリーブ３６の下端部外周には、環状のワッシャ５６が嵌合されている。

スリーブ３６の外周に嵌合されたダミースペーサ５０、２本のアーム４０、スペーサリング４４、ワッシャ５６は、スリーブ３６のねじ部３８に螺合されたナット５８とフランジ３７との間に挟持され、スリーブの外周上に固定保持されている。

２本のアーム４０は、スリーブ３６の円周方向に対して互いに所定位置に位置決めさ、スリーブから同一の方向へ延出している。これにより、２本のＨＧＡは、スリーブ３６と一体的に回動可能となっているとともに、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向かい合っている。また、スペーサリング４４と一体の支持フレーム４６は、軸受部２８からアーム４０と反対の方向へ延出している。支持フレーム４６からはピン状の２本の端子６０が突出し、これらの端子は、支持フレーム４６内に埋め込まれた図示しない配線を介してボイスコイル４７に電気的に接続されている。

図２、図４、および図５に示すように、ダミースペーサ５０のバランス調整部５４は、スペーサ本体５２からアーム４０の延出方向に沿って延出し、アームと重なる領域内に設けられている。バランス調整部５４は、スペーサ本体５２よりも僅かに小さな厚さに形成され、アーム４０と隙間を置いて対向している。そして、バランス調整部５４は、最高本数よりも少ない本数分、ここでは、２本分のＨＧＡの重量を補い、ＨＳＡ２２全体の重心が軸受部２８の回動中心上に位置するような、形状、寸法および重量に形成されている。

図１からよくわかるように、上記のように構成されたＨＳＡ２２をベース１２に組み込んだ状態において、磁気ディスク１６は２本のＨＧＡ３０間に位置している。ＨＤＤの動作時、アーム４０に取付けられた磁気ヘッド１７は、磁気ディスク１６の上面および下面にそれぞれ対向し、磁気ディスクを両面側から挟持する。支持フレーム４６に固定されたボイスコイル４７は、ベース１２上に固定された一対のヨーク６２間に位置し、これらのヨークおよび一方のヨーク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。

図１に示すように、基板ユニット２１は、フレキシブルプリント回路基板により形成された本体２１ａを有し、この本体２１ａはベース１２の底壁１２ａに固定されている。本体２１ａ上にはヘッドアンプ等の電子部品が実装されている。基板ユニット２１は本体２１ａから延出したメインフレキシブルプリント回路基板（以下、メインＦＰＣと称する）２１ｂを有している。メインＦＰＣ２１ｂの延出端は、ＨＳＡ２２の軸受部２８近傍に接続され、更に、アーム４０およびサスペンション４２上に設けられた図示しない中継ＦＰＣを介して磁気ヘッド１７に電気的に接続されている。基板ユニット２１の本体底面にはプリント回路基板と接続するための図示しないコネクタが実装されている。

ランプロード機構２５は、ベース１２の底壁１２ａ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６４と、各サスペンション４２の先端から延出したタブと、を備えている。ＨＳＡ２２が回動し、磁気ヘッド１７が磁気ディスク１６の外側の退避位置まで回動する際、各タブは、ランプ６４に形成されたランプ面と係合し、その後、ランプ面の傾斜によって引き上げられる。これにより、磁気ヘッド１７が磁気ディスク１６からアンロードされ、退避位置に保持される。

上記のように構成されたＨＤＤによれば、動作時、磁気ディスク１６が高速回転されるとともに、ボイスコイル４７に通電することにより、ＨＳＡ２２が軸受部２８を中心として回動し、磁気ヘッド１７は磁気ディスク１６の所望のトラック上に移動および位置決めされる。磁気ヘッド１７により、磁気ディスク１６に対して情報処理、すなわち、情報の書き込み、読み出しが行われる。

上記ＨＤＤによれば、磁気ディスク２枚用の上位機種と共通の筐体１０、その他の駆動部を用い、磁気ディスク１枚のＨＤＤを構成している。これにより、記録容量の少ない下位機種のＨＤＤを安価に製造することが可能となる。この際、ＨＳＡ２２において、２本のＨＧＡおよび１つのスペーサリングに代えて、単一のダミースペーサ５０を軸受部２８に積層配置し、このダミースペーサによりＨＳＡの重量バランスを調整し、ＨＳＡの重心を軸受部の回転中心に合わせている。ダミースペーサのスペーサ本体５２は、２本のアーム分の厚さおよびスペーサリングの厚さを合計した厚さと同一に形成していることから、このダミースペーサ単体を軸受部２８のスリーブに装着することにより、他の部品を更に設けることなく、軸受部に複数のＨＧＡを積層配置することができる。

従来用いていた２本のダミーアームおよび１つのスペーサリングの３部品に代えて単一部品のダミースペーサ５０を設ければよく、部品点数の削減により、製造コストの天元、組立て工数の削減を図ることが可能となる。また、部品点数の削減により、各部品のずれによる重心位置のバラツキを減少させることが可能であり、品質の向上を図ることができる。同時に、部品点数の削減により、軸受部に積層配置する際の各部品の公差が削減され、磁気ヘッドの高さバラツキを低減することが可能となる。例えば、従来のように、２本のダミーアームとスペーサとの３部品を軸受部に積層配置する際、１部品の公差が±０．００５ｍｍであるとすると、公差は３部品の合計で±０．０１５ｍｍとなるのに対して、ダミースペーサ５０の１部品のみである場合、公差は±０．００５ｍｍのみとなる。従って、部品の積層厚さのバラツキを低減することができる。

また、ダミースペーサ５０は、ダミーアーム等に比較して、充分な厚さに形成されていることから、ＨＳＡの重心調整が容易であり、ダミースペーサの設計の自由度を高くすることができる。ダミースペーサ５０のバランス調整部５４は、アーム４０と隙間を置いて対向し、直接アームに接触していないことから、バランス調整部がアームの変位を妨げることはない。

以上のことから、重心位置のバラツキを低減することができるとともに、組立て工数および製造コストの削減を図ることが可能なヘッドスタックアッセンブリ、およびこれを備えたＨＤＤが得られる。

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、上述した実施の形態においては、最大２枚の磁気ディスクを装着可能なディスク装置について説明したが、本発明は、３枚以上の磁気ディスクを装填可能なディスク装置およびヘッドスタックアッセンブリにも適用することが可能である。例えば、最大本数として６本のＨＧＡを装着可能に構成された軸受部に、２本のＨＧＡを取付けて用いる場合、ダミースペーサのスペーサ本体は、最大本数よりも少ない分、ここでは、４本分のアームの厚さと、２つのスペーサリングの厚さとの合計に一致した厚さに形成される。そして、ダミースペーサのバランス調整部は、ＨＧＡ４本分の重量のバランスを取るような形状、寸法および重さに形成される。
また、ＨＳＡを構成する部品の形成材料を、上述した実施形態に限定されることなく、種々選択可能である。

図１は、この発明の実施形態に係るＨＤＤを、そのトップカバーを取外して示す分解斜視図。 図２は、前記ＨＤＤにおけるヘッドスタックアッセンブリを示す斜視図。 図３は、前記ヘッドスタックアッセンブリの分解斜視図。 図４は、前記ヘッドスタックアッセンブリの平面図、および線Ａ−Ａに沿った断面図。 図５は、前記ヘッドスタックアッセンブリの軸受部分を示す断面図。

符号の説明

１０…ケース、１２…ベース、１２ａ…底壁、１２ｂ…側壁、１６…磁気ディスク、
１７…磁気ヘッド、１８…スピンドルモータ、２２…ヘッドスタックアッセンブリ、
２４…ＶＣＭ、２８…軸受部、３０…ＨＧＡ、３６…スリーブ、４０…アーム、
４２…サスペンション、４４…スペーサリング、５０…ダミースペーサ、
５２…スペーサ本体、５４…バランス調整部、

Claims (6)

1. ４本のアームと、隣り合う２本のアーム間に位置するスペーサが積層状態で装着可能に形成される軸受部と、
   前記軸受部から第１方向に延出し、それぞれヘッドを支持する２本のアームと、
   前記２本のアーム間で前記軸受部に積層されるスペーサと、
   前記軸受部から第２方向に延出しコイルを支持する支持フレームと、
   前記軸受部に前記２本のアームの一方に重ねて設けられるダミースペーサと、を具備し、
   前記ダミースペーサは、前記２本のアームの厚さおよび前記スペーサの厚さの合計にほぼ等しい厚さに形成される環状のスペーサ本体と、前記スペーサ本体から延出し、前記アームと重なる領域に設けられ前記一方のアームと対向するバランス調整部と、を有し、さらに、前記スペーサ本体とバランス調整部とが一体に成形されていることを特徴とするヘッドスタックアッセンブリ。
2. ６本のアームと、隣り合う２本のアーム間に位置するスペーサが積層状態で装着可能に形成された軸受部と、
   前記軸受部から第１方向に延出し、それぞれヘッドを支持する２本のアームと、
   前記２本のアーム間で前記軸受部に積層されるスペーサと、
   前記軸受部から第２方向に延出しコイルを支持する支持フレームと、
   前記軸受部に前記２本のアームの一方に重ねて設けられるダミースペーサと、を具備し、
   前記ダミースペーサは、前記４本のアームの厚さおよび前記２つのスペーサの厚さの合計にほぼ等しい厚さに形成される環状のスペーサ本体と、前記スペーサ本体から延出し、前記アームと重なる領域に設けられ前記アームと対向するバランス調整部と、を有し、前記スペーサ本体とバランス調整部とが一体に成形されていることを特徴とするヘッドスタックアッセンブリ。
3. 前記ダミースペーサのバランス調整部は、前記一方のアームと隙間を置いて対向していることを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドスタックアッセンブリ。
4. 前記スペーサは環状に形成され、前記軸受部の外周に嵌合され、
   前記ダミースペーサのスペーサ本体は、前記軸受部の外周に嵌合されているとともに、前記アームと接触する部分の外径が前記スペーサのアームと接触する部分と同一の外径に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドスタックアッセンブリ。
5. 前記軸受部は、一端にフランジ部を有したスリーブを有し、
   前記アームおよびスペーサは、前記スリーブの外周に互いに積層して装着され、
   前記ダミースペーサは、前記スリーブの外周に装着され前記アームとフランジ部との間に積層されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドスタックアッセンブリ。
6. ディスク状の記録媒体と、
   前記記録媒体を支持し回転させる駆動部と、
   前記記録媒体に対して情報処理を行うヘッドと、
   前記ヘッドを前記記録媒体に対して移動自在に支持し、前記記録媒体に対して任意の位置に位置決めする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のヘッドスタックアッセンブリと、
   を備えることを特徴とするディスク駆動装置。

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