JP4348311B2 - 記録ディスク駆動装置 - Google Patents

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  • Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)
  • Moving Of Heads (AREA)

Description

本発明は、例えばハードディスク駆動装置(HDD)といった記録ディスク駆動装置に関し、特に、記録ディスクと、記録ディスクの外側に配置されるランプ部材とを備える記録ディスク駆動装置に関する。
例えばHDDにはヘッドアクチュエータが組み込まれる。ヘッドアクチュエータは所定の移動経路に沿って支軸回りで揺動することができる。ヘッドアクチュエータが磁気ディスクの外側に向かって順方向に最大限に揺動すると、ヘッドアクチュエータは休止位置に位置決めされる。ヘッドアクチュエータの先端はランプ部材に受け止められる。その一方で、ヘッドアクチュエータが休止位置から順方向とは反対の逆方向に向かって揺動すると、ヘッドアクチュエータの先端はランプ部材から離脱する。
HDD内にはいわゆるラッチ機構が組み込まれる。ラッチ機構は、第1軸に揺動自在に支持されるレバーと、レバーに連結されつつ第1軸に揺動自在に支持される重りとを備える。重りの慣性力に基づきレバーが第1軸回りで静止位置から揺動すると、レバーは揺動部材に接触する。第1方向に揺動するレバーとの接触や、第1方向に逆向きの第2方向に揺動するレバーとの接触に基づき、揺動部材は第2軸回りで静止位置から揺動する。こうして揺動部材はヘッドアクチュエータの移動経路に進入することができる。
特表2002−542557号公報 特開平11−16303号公報 国際公開第00/74056号パンフレット
こうしたHDDでは、例えば落下の衝撃に基づき相反する順方向および逆方向に連続して駆動力が生成されると、順方向の駆動力に基づき第2方向に第1軸回りでレバーは静止位置から揺動する。第2軸回りで揺動部材は静止位置から揺動する。こうして揺動部材はヘッドアクチュエータの移動経路に進入する。このとき、ヘッドアクチュエータは休止位置に保持される。続いて、連続する逆方向の駆動力に基づきヘッドアクチュエータは休止位置から揺動し始める。
このとき、レバーや揺動部材は静止位置からずれた位置に位置決めされることから、レバーや揺動部材は静止位置から揺動し始めることができない。その結果、揺動部材が移動経路に進入する前にヘッドアクチュエータは通過してしまう。揺動部材はヘッドアクチュエータの揺動を拘束することができない。ヘッドアクチュエータはランプ部材から離脱してしまう。ヘッドスライダは磁気ディスクの表面に接触してしまう。ヘッドスライダが破損してしまう可能性があった。
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、ヘッドアクチュエータの揺動を確実に拘束することができる記録ディスク駆動装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、記録ディスクに向き合わせられるヘッドスライダと、記録ディスクの外側に配置されるランプ部材と、ヘッドスライダを支持し、支軸回りの揺動に基づきランプ部材から離脱する際に所定の移動経路を辿るヘッドアクチュエータと、第1軸に揺動自在に支持されるレバーと、レバーに連結されつつ第1軸に揺動自在に支持され、第1軸回りに第1方向の揺動に基づきヘッドアクチュエータに向かって移動する重りと、第1方向に逆向きの第2方向に第1軸回りで重りの揺動を阻止する規制部材と、第2軸に揺動自在に支持され、第1軸回りで揺動するレバーに接触して第2軸回りでヘッドアクチュエータの移動経路に進入する揺動部材とを備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置が提供される。
記録ディスクの静止時、ヘッドアクチュエータは休止位置に保持される。同様に、重りやレバー、揺動部材は静止位置に保持される。衝撃に基づきヘッドアクチュエータをランプ部材から離脱させる方向に駆動力が生成されると、重りは静止位置から第1軸回りに第1方向に揺動する。重りはヘッドアクチュエータに向かって移動する。こうして静止位置からレバーの第1軸回りの揺動は引き起こされる。レバーの揺動に基づき揺動部材は静止位置から揺動してヘッドアクチュエータの移動経路に進入する。揺動部材に基づきヘッドアクチュエータの揺動は拘束される。
その一方で、衝撃に基づき前述とは逆の方向に駆動力が生成されると、規制部材の働きで第1方向に逆向きの第2方向に重りの揺動は阻止される。重りは静止位置に保持される。同様に、レバーおよび揺動部材は静止位置に保持される。このとき、ヘッドアクチュエータは休止位置に保持される。
以上のような記録ディスク駆動装置では、衝撃に基づき相反する方向に連続して駆動力が生成されても、重りやレバー、揺動部材は必ず静止位置から揺動し始める。したがって、ヘッドアクチュエータの揺動は確実に拘束されることができる。ヘッドスライダと記録ディスクとの間で接触は回避される。ヘッドスライダの破損は確実に回避されることができる。こうした記録ディスク駆動装置では、規制部材は、第2方向に第1軸回りでレバーの揺動を阻止してもよい。
こういった記録ディスク駆動装置では、規制部材は、第1軸回りで第2方向に揺動するレバーの接触に基づき第2軸回りで相反する回転モーメントを同時に生み出す第1および第2接触面を備えればよい。こうして規制部材で相反する回転モーメントが同時に生み出されれば、第1軸回りで第2方向にレバーの揺動は規制されることができる。こうした規制部材は例えば揺動部材を兼ねてもよい。
以上のように本発明は、衝撃に基づくヘッドアクチュエータの揺動を確実に拘束することができ、信頼性や安全性の高い記録ディスク駆動装置を提供することができる。
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
図1は本発明に係る記録ディスク駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置(HDD)11の内部構造を概略的に示す。このHDD11は箱形の筐体すなわちハウジング12を備える。ハウジング12は、例えば平たい直方体の内部空間すなわち収容空間を区画する箱形のベース13を備える。ベース13は例えばアルミニウムといった金属材料から鋳造に基づき成形されればよい。
ベース13には蓋体すなわちカバー(図示されず)が結合される。カバーとベース13との間で収容空間は密閉される。カバーは例えばプレス加工に基づき1枚の板材から成形されればよい。板材には例えばアルミニウムの金属板が用いられればよい。板材は例えば積層材から構成されてもよい。
収容空間には、記録媒体としての1枚以上の磁気ディスク15が収容される。磁気ディスク15はスピンドルモータ16の回転軸に装着される。スピンドルモータ16は例えば5400rpmや7200rpm、10000rpm、15000rpmといった高速度で磁気ディスク15を回転させることができる。
収容空間にはヘッドアクチュエータ17がさらに収容される。このヘッドアクチュエータ17はアクチュエータブロック18を備える。アクチュエータブロック18は、垂直方向に延びる支軸19に回転自在に連結される。アクチュエータブロック18には、支軸19から水平方向に延びる複数のアクチュエータアーム21が区画される。アクチュエータブロック18は例えば押し出し成形に基づきアルミニウムから成型されればよい。
個々のアクチュエータアーム21の先端には、アクチュエータアーム21から前方に延びるヘッドサスペンション22が取り付けられる。ヘッドサスペンション22の先端にはいわゆるジンバルばね(図示されず)が接続される。ジンバルばねの表面に浮上ヘッドスライダ23は固定される。こうしたジンバルばねの働きで浮上ヘッドスライダ23はヘッドサスペンション22に対してその姿勢を変化させることができる。
浮上ヘッドスライダ23にはいわゆる磁気ヘッドすなわち電磁変換素子(図示されず)が搭載される。この電磁変換素子は、例えば、薄膜コイルパターンで生成される磁界を利用して磁気ディスク15に情報を書き込む薄膜磁気ヘッドといった書き込み素子と、スピンバルブ膜やトンネル接合膜の抵抗変化を利用して磁気ディスク15から情報を読み出す巨大磁気抵抗効果(GMR)素子やトンネル接合磁気抵抗効果(TMR)素子といった読み出し素子とで構成されればよい。
磁気ディスク15の回転に基づき磁気ディスク15の表面で気流が生成されると、気流の働きで浮上ヘッドスライダ23には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力および負圧とヘッドサスペンション22の押し付け力とが釣り合うことで磁気ディスク15の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ23は浮上し続けることができる。
こういった浮上ヘッドスライダ23の浮上中にヘッドアクチュエータ17が支軸19回りで回転すると、浮上ヘッドスライダ23は磁気ディスク15の半径線に沿って移動することができる。その結果、浮上ヘッドスライダ23上の電磁変換素子は最内周記録トラックと最外周記録トラックとの間でデータゾーンを横切ることができる。こうして浮上ヘッドスライダ23上の電磁変換素子は目標の記録トラック上に位置決めされる。
アクチュエータブロック18にはボイスコイルモータ(VCM)24が連結される。アクチュエータブロック18には、支軸19から水平方向に延びる支持体25が一体に形成される。支持体25にはVCM24のコイル26が巻き付けられる。支持体25は、VCM24に固定される永久磁石(図示されず)に向き合わせられる。電流の供給に応じてコイル26で磁界が生成されると、アクチュエータブロック18すなわちヘッドアクチュエータ17の揺動は引き起こされる。
ヘッドサスペンション22の先端には、ヘッドサスペンション22の先端から前方に延びるロード部材すなわちロードタブ27が固定される。ロードタブ27はヘッドアクチュエータ17の揺動に基づき磁気ディスク15の半径方向に移動することができる。ロードタブ27の移動経路上には磁気ディスク15の外側でランプ部材28が配置される。ロードタブ27はランプ部材28の表面に受け止められる。
ランプ部材28は、磁気ディスク15の外側でベース13の底板に例えばねじ留めされる取り付け台29を備える。取り付け台29には、ヘッドアクチュエータ17の支軸19に向かって水平面に沿って突き出る突片31が形成される。突片31は例えば一体成型に基づき取り付け台29に一体化される。突片31の先端は最外周記録トラックの外側で非データゾーンに向き合わせられる。ランプ部材28およびロードタブ27は協働でいわゆるロードアンロード機構を構成する。ランプ部材28は例えば硬質プラスチック材料から成型されればよい。
ヘッドアクチュエータ17には保持機構32が組み合わせられる。この保持機構32は、支持部材33内に保持される永久磁石34と、永久磁石34に向き合わせられる金属片35とを備える。支持部材33は例えばゴムといった弾性樹脂材料から形成される。こうした支持部材33は例えばベース13に固定される。金属片35は支持体25の一端に取り付けられる。永久磁石34は金属片35に磁界を作用させる。金属片35は永久磁石34に引き寄せられる。
図1から明らかなように、ヘッドアクチュエータ17が磁気ディスク15の外側に向かって順方向D1に最大限に揺動すると、金属片35は永久磁石34に受け止められる。ロードタブ27はランプ部材28上に保持される。こうしてヘッドアクチュエータ17は休止位置に位置決めされる。その一方で、ヘッドアクチュエータ17が休止位置から順方向D1とは反対の逆方向D2に向かって揺動すると、ロードタブ27はランプ部材28から離脱する。
ヘッドアクチュエータ17には拘束機構すなわちラッチ機構41がさらに組み合わせられる。このラッチ機構41は、支持体25に形成される突出片42を備える。突出片42は支持体25の一端に形成される。突出片42は、支軸19の軸心を中心に描かれる仮想円上に延びる。こうした突出片42は支持体25に一体に形成されればよい。突出片42はヘッドアクチュエータ17すなわち支持体25の揺動に基づき前述の仮想円上で所定の移動経路に沿って移動する。
ラッチ機構41は、ベース13から直立する第1軸43に揺動自在に支持される平板状のレバー44を備える。レバー44には重り45が連結される。重り45は第1軸43に揺動自在に支持される。こうしてレバー44は重り45の慣性力に基づき第1軸43回りで揺動することができる。レバー44や重り45は例えばステンレス鋼といった金属材料から構成されればよい。
レバー44や重り45は静止位置から第1方向FDに第1軸43回りで揺動することができる。その一方で、後述されるように、レバー44や重り45では静止位置から第1方向FDに逆向きの第2方向SDに第1軸43回りで揺動は阻止される。第1方向FDは前述の逆方向D2と同一の向きに規定される。その一方で、第2方向SDは前述の順方向D1と同一の向きに規定される。
レバー44には、ベース13から直立する第2軸46に揺動自在に支持される揺動部材47が関連付けられる。後述されるように、揺動部材47は、第1方向FDに第1軸43回りで揺動するレバー44との接触に基づき第2軸46回りでヘッドアクチュエータ17すなわち突出片42の移動経路に進入することができる。揺動部材47は例えば樹脂材料から構成されればよい。
図2に示されるように、レバー44の先端には、レバー44の裏面からベース13の底板に向かって突き出る第1および第2接触片48、49が形成される。第2接触片49はレバー44の先端に配置されればよい。第1接触片48は第2接触片49に所定の間隔で隔てられる。第1および第2接触片48、49は例えば円柱形に形成されればよい。揺動部材47は第1および第2接触片48、49の間に配置される。
揺動部材47は、第2軸46から相互に反対向きに延びる第1および第2揺動片51、52を備える。第2揺動片52の表面には突片53が形成される。第1および第2揺動片51、52並びに突片53は一体に形成される。図3を併せて参照し、第1揺動片51は、その側面に規定される第1接触面54で第1接触片48に接触する。突片53は、その側面に規定される第2接触面55でレバー44に接触する。第2揺動片52は、その側面に規定される第3接触面56で第2接触片49に接触する。
第1揺動片51には、第1揺動片51が突出片42の移動経路に進入する際、突出片42の受け入れを許容する受け入れ口57が形成される。その一方で、第2揺動片52には磁性片すなわち金属片58が固定される。金属片58は、VCM24の永久磁石から作用する磁界に基づきVCM24に引き寄せられる。こうした金属片58の働きで第1揺動片51は突出片42の移動経路から後退した静止位置に保持される。
いま、磁気ディスク15の回転が停止する場面を想定する。情報の書き込みや読み出しが完了すると、VCM24は支軸19回りで順方向D1にヘッドアクチュエータ17を回転させる。アクチュエータアーム21およびヘッドサスペンション22は磁気ディスク15の外側に向かって駆動される。浮上ヘッドスライダ23が最外周記録トラックを越えてランディングゾーンすなわち非データゾーンに向き合うと、ロードタブ27は突片31に接触する。さらにアクチュエータアーム21が揺動すると、ロードタブ27は突片31上の傾斜面を登っていく。ロードタブ27は磁気ディスク15の表面から引き離される。
その後、アクチュエータアーム21が順方向D1にさらに揺動すると、ロードタブ27は突片31上を摺動する。ロードタブ27が最大限に磁気ディスク15から外側に遠ざかると、支持体25の金属片35は永久磁石34に受け止められる。ロードタブ27はランプ部材28上に位置決めされる。こうしてヘッドアクチュエータ17は休止位置に位置決めされる。磁気ディスク15の回転は停止する。ロードタブ27はランプ部材28上に保持されることから、無風状態にも拘わらず磁気ディスク15に対する浮上ヘッドスライダ23の衝突や接触は回避されることができる。磁気ディスク15の表面に広がる潤滑剤と浮上ヘッドスライダ23との吸着は効果的に阻止されることができる。
HDD11が情報の書き込みや読み出しといった指令を受け取ると、まず、磁気ディスク15の回転が始まる。磁気ディスク15の回転が定常状態に達すると、VCM24は逆方向D2に支軸19回りにヘッドアクチュエータ17を回転させる。アクチュエータアーム21およびヘッドサスペンション22は磁気ディスク15の回転軸に向かって駆動される。ロードタブ27は突片31上を摺動していく。アクチュエータアーム21の揺動に基づきロードタブ27は突片31上の傾斜面を下っていく。
こうしてロードタブ27が傾斜面を下っていく間に浮上ヘッドスライダ23は磁気ディスク15の表面に向き合う。浮上ヘッドスライダ23には、磁気ディスク15の表面に沿って生成される気流に基づき浮力が付与される。その後、アクチュエータアーム21が逆方向D2にさらに揺動すると、ロードタブ27はランプ部材28から離脱する。磁気ディスク15が定常状態で回転する結果、ランプ部材28に支えられなくても浮上ヘッドスライダ23は磁気ディスク15の表面から浮上し続けることができる。こうしてヘッドアクチュエータ17は所定の移動経路を辿る。
磁気ディスク15の静止時、図2に示されるように、ヘッドアクチュエータ17の金属片35は永久磁石34の磁界に基づき支持部材33に受け止められる。こうしてヘッドアクチュエータ17は休止位置に保持される。このとき、ベース13に加わる衝撃に基づき逆方向D2に駆動力が生成される場面を想定する。ヘッドアクチュエータ17は、永久磁石34の磁界にも拘わらず慣性力に基づき支軸19回りで休止位置から逆方向D2に揺動し始める。支持体25は支軸19回りで揺動する。ロードタブ27は磁気ディスク14の表面に向かって突片31上を摺動する。
図4に示されるように、重り45は慣性力に基づき第1軸43回りに第1方向FDの揺動に基づきヘッドアクチュエータ17に向かって移動する。こうした重り45の揺動に基づきレバー44は第1方向FDに第1軸43回りで静止位置から揺動し始める。揺動に基づきレバー44はヘッドアクチュエータ17から離れる方向に向かって移動する。レバー44の第2接触片49は第3接触面56で第2揺動片52に接触する。
こうした接触に基づき第2揺動片52は、第2軸46回りで静止位置から揺動し始める。第2揺動片52の揺動に基づき第1揺動片51は第2軸46回りで突出片42の移動経路に進入する。こうして突出片42は第1揺動片51の受け入れ口57に受け入れられる。ヘッドアクチュエータ17の揺動は拘束される。磁気ディスク15に向かうロードタブ27の移動は突片31上で拘束される。浮上ヘッドスライダ23と磁気ディスク15との間で接触は回避される。浮上ヘッドスライダ23の破損は確実に回避されることができる。
次に、ベース13に加わる衝撃に基づき順方向D1に駆動力が生成される場面を想定する。ヘッドアクチュエータ17が静止位置に位置決めされると、図2に示されるように、ヘッドアクチュエータ17の金属片35は支持部材33に受け止められる。したがって、順方向D1に駆動力が生成されても、駆動力は支持部材33で受け止められる。衝撃にも拘わらずヘッドアクチュエータ17の揺動は阻止されることができる。ヘッドアクチュエータ17は休止位置に保持される。
その一方で、重り45すなわちレバー44は、第1軸43回りで第2方向SDに揺動しようとする。このとき、レバー44は第1接触片48で揺動部材47の第1接触面54に接触する。同時に、レバー44は突片53の第2接触面55に接触する。その結果、揺動部材47には第2軸46回りで相反する回転モーメントが同時に生み出される。こうして揺動部材47の揺動は阻止される。同時に、第2方向SDに第1軸43回りで重り45すなわちレバー44の揺動は阻止される。レバー44および揺動部材47は静止位置に保持される。ここでは、揺動部材47は本発明の規制部材を兼ねる。
以上のようなHDD11では、衝撃に基づき相反する順方向D1および逆方向D2に連続して駆動力が生成されても、ヘッドアクチュエータ17は必ず休止位置から揺動し始める。同様に、ラッチ機構41では、レバー44および揺動部材47は必ず静止位置から揺動し始める。したがって、ヘッドアクチュエータ17の揺動は確実に拘束されることができる。ロードタブ27の移動はランプ部材28上で拘束されることができる。浮上ヘッドスライダ23と磁気ディスク15との間で接触は回避される。浮上ヘッドスライダ23の破損は確実に回避されることができる。
その一方で、従来のラッチ機構では揺動部材で突片の形成が省略される。こうしたラッチ機構では、例えば相反する順方向D1および逆方向D2に連続して駆動力が生成されると、まず、順方向D1の駆動力に基づき第2方向SDに第1軸回りでレバーは静止位置から揺動し始める。レバーは第1接触面のみに接触することから、第2軸回りで第1揺動片は揺動する。第1揺動片は突出片の移動経路に進入する。続いて、逆方向D2の駆動力に基づきヘッドアクチュエータは休止位置から揺動し始める。このとき、レバーや第1揺動片は静止位置からずれた位置に位置決めされることから、レバーや揺動部材は静止位置から揺動し始めることができない。その結果、揺動部材が移動経路に進入する前にヘッドアクチュエータすなわち突出片は通過してしまう。第1揺動片は受け入れ口で突出片を受け入れることができない。ヘッドアクチュエータはランプ部材から離脱してしまう。浮上ヘッドスライダおよび磁気ディスクの表面の接触に基づき浮上ヘッドスライダが破損してしまう可能性があった。
その他、図5に示されるように、突片53に代えて、HDD11には規制部材61が組み込まれてもよい。規制部材61は、第1軸43から重り45側でレバー44とベース13の内壁面との間に挟み込まれる。レバー44が規制部材61に接触すると、レバー44は静止位置に保持されることができる。規制部材61は例えば金属材料や弾性樹脂材料から形成されればよい。ただし、規制部材61は、ベース13の内壁面に一体に形成されてもよく、レバー44に一体に形成されてもよい。
こうしたHDD11では、規制部材61の働きで重り45すなわちレバー44では第2方向SDに第1軸43回りの揺動は阻止される。その結果、順方向D1に駆動力が生成されても、ラッチ機構41の作動は回避される。続いて、逆方向D2に揺動させる駆動力が連続して生成されても、ヘッドアクチュエータ17の揺動は確実に拘束されることができる。その一方で、レバー44では第1方向FDに第1軸43回りの揺動は許容される。前述と同様に、逆方向D2に駆動力が生成されても、ラッチ機構41は確実に作動することができる。
本発明の記録ディスク駆動装置には、前述のHDD11の他、光磁気ディスクとヘッドスライダに搭載される磁気ヘッドとを使用する光磁気ディスク駆動装置や、光ディスクとヘッドスライダに搭載される光学素子とを使用する光ディスク駆動装置といった記録ディスク駆動装置が含まれることができる。
本発明に係る記録ディスク駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置(HDD)の内部構造を概略的に示す斜視図である。 ラッチ機構の構造を概略的に示す部分拡大平面図である。 ラッチ機構の構造を概略的に示す部分拡大斜視図である。 ヘッドアクチュエータの揺動が拘束される様子を概略的に示す部分拡大平面図である。 ラッチ機構および規制部材の構造を概略的に示す部分拡大平面図である。
符号の説明
11 記録ディスク駆動装置(ハードディスク駆動装置)、15 記録ディスク、17 ヘッドアクチュエータ、19 支軸、23 ヘッドスライダ、28 ランプ部材、43 第1軸、44 レバー、45 重り、46 第2軸、47 揺動部材(規制部材)、54 第1接触面、55 第2接触面、61 規制部材、FD 第1方向、SD 第2方向。

Claims (3)

  1. 記録ディスクに向き合わせられるヘッドスライダと、記録ディスクの外側に配置されるランプ部材と、ヘッドスライダを支持し、支軸回りの揺動に基づきランプ部材から離脱する際に所定の移動経路を辿るヘッドアクチュエータと、第1軸に揺動自在に支持されるレバーと、レバーに連結されつつ第1軸に揺動自在に支持され、第1軸回りに第1方向の揺動に基づきヘッドアクチュエータに向かって移動する重りと、第1方向に逆向きの第2方向に第1軸回りで重りの揺動を阻止する規制部材と、第2軸に揺動自在に支持され、第1軸回りで揺動するレバーに接触して第2軸回りでヘッドアクチュエータの移動経路に進入する揺動部材とを備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置。
  2. 請求項1に記載の記録ディスク駆動装置において、前記規制部材は、前記第2方向に第1軸回りで前記レバーの揺動を阻止することを特徴とする記録ディスク駆動装置。
  3. 請求項2に記載の記録ディスク駆動装置において、前記規制部材は、第1軸回りで前記第2方向に揺動するレバーの接触に基づき第2軸回りで相反する回転モーメントを同時に生み出す第1および第2接触面を備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置。
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