JP4358135B2

JP4358135B2 - ボイスコイルモータ用ヨークおよび記録ディスク駆動装置

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Publication number: JP4358135B2
Application number: JP2005071901A
Authority: JP
Inventors: 美憲小川
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2025-03-14
Also published as: US7274119B2; US20060202565A1; JP2006252737A

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組み込まれるボイスコイルモータ用ヨークに関する。

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ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）に連結される。ＶＣＭは磁性体のヨークを備える。ヨークは、相互に結合される上ヨーク部材と下ヨーク部材とを備える。下ヨーク部材はベース上の第１基準面に受け止められる。上ヨーク部材は、ベースから立ち上がるボス上に規定される第２基準面に受け止められる。上ヨーク部材は第２基準面にねじ留めされる。２つのヨーク部材の間にはボイスコイルが配置される。ボイスコイルはヘッドアクチュエータに固着される。

磁束は２つのヨーク部材を循環する。ボイスコイルでは電流の流通に基づき磁束が生成される。ボイスコイルの磁束とヨークの磁束との相互作用に基づきボイスコイルの変位は実現される。ヘッドアクチュエータの揺動は引き起こされる。

前述のようにベース上の第１基準面で下ヨーク部材が位置決めされると、例えばヨークの寸法誤差などに基づき上ヨーク部材は必ずしも第２基準面に接触することができない。上ヨーク部材はボスに支持されることができない。その結果、ボイスコイルが高速度で移動すると、その反動でヨークには振動が発生してしまう。例えば振動に基づきヘッドアクチュエータではヘッドスライダの位置決め精度は低下してしまう。振動に基づき下ヨーク部材とベースとの接触に基づき騒音は発生する。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、振動や騒音の発生を回避することができるボイスコイルモータ用ヨークおよび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、第１発明によれば、支持体の第１基準面に受け止められて、第１基準面に連結される第１ヨーク部材と、第１ヨーク部材に結合されて、第１ヨーク部材と協働でボイスコイルの収容空間を区画し、第１基準面から相違する支持体上の第２基準面に向き合わせられる第２ヨーク部材と、第２ヨーク部材にねじ込まれ、前記第２ヨーク部材と前記第２基準面との間に配置されるねじ頭の面で前記第２基準面に受け止められるねじ部材とを備えることを特徴とするボイスコイルモータ用ヨークが提供される。

こうしたボイスコイルモータ用ヨークの固定にあたって、第１ヨーク部材は支持体の第１基準面に受け止められる。こうして第１ヨーク部材は支持体に確実に支持される。同時に、第２ヨーク部材はねじ部材の進退移動に基づきねじ部材で支持体の第２基準面に受け止められることができる。たとえ第２ヨーク部材の寸法誤差に基づき第２ヨーク部材と第２基準面との間に隙間が形成されても、第２ヨーク部材は支持体に確実に支持される。第１および第２ヨーク部材に外力が作用しても、第１および第２ヨーク部材では振動や騒音の発生は回避される。

こうしたボイスコイルモータ用ヨークでは、ねじ部材は高透磁率の磁性材料から構成されればよい。こうしてねじ部材が磁性材料から構成されれば、ねじ部材は第２ヨーク部材の一部として機能することができる。第２ヨーク部材では磁性体の体積の減少は回避されることができる。第２ヨーク部材では磁束の循環は十分に確保されることができる。

ボイスコイルモータ用ヨークでは、ねじ部材は、第２ヨーク部材に区画される受け入れ穴に受け入れられればよい。こうしてねじ部材が受け入れ穴に受け入れられれば、ボイスコイルモータ用ヨークでは厚みの増大は回避されることができる。例えばボイスコイルモータ用ヨークが記録ディスク駆動装置に組み込まれても、記録ディスク駆動装置の収容空間で余分な空間の占有は回避されることができる。

第２発明によれば、相互に異なる第１および第２基準面を規定する支持体と、支持体の第１基準面に受け止められて、第１基準面に連結される第１ヨーク部材と、第１ヨーク部材に結合されて、第２基準面に向き合わせられる第２ヨーク部材と、第２ヨーク部材にねじ込まれ、前記第２ヨーク部材と前記第２基準面との間に配置されるねじ頭の面で前記第２基準面に受け止められるねじ部材と、少なくとも第１および第２ヨーク部材のいずれかに向き合わせられるコイルとを備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置は提供される。

以上のような記録ディスク駆動装置では、第１ヨーク部材の固定にあたって、第１ヨーク部材は第１基準面に受け止められる。こうして第１ヨーク部材は支持体に確実に支持される。同時に、第２ヨーク部材はねじ部材の進退移動に基づきねじ部材で第２基準面に受け止められることができる。たとえ第２ヨーク部材の寸法誤差に基づき第２ヨーク部材と第２基準面との間に隙間が形成されても、第２ヨーク部材は支持体に確実に支持される。コイルの変位に基づき例えば第１ヨーク部材や第２ヨーク部材に反動力が作用しても、第１および第２ヨーク部材では振動や騒音の発生は回避される。

記録ディスク駆動装置は、ねじ部材に向き合わせられる位置で第２基準面から支持体を貫通し、ねじ部材のねじ頭よりも小径の貫通孔をさらに備えればよい。こうした貫通孔にはねじ部材を回すねじ回しが受け入れられることができる。第１および第２ヨーク部材が記録ディスク駆動装置に組み込まれた後に、ねじ回しに基づきねじ部材は第２基準面に対して進退移動することができる。こうしてねじ部材の位置は調整されることができる。その一方で、貫通孔の径はねじ部材のねじ頭よりも小さく規定されることから、ねじ部材の支持体からの抜け落ちは回避される。ねじ部材は第２基準面に確実に受け止められることができる。

ねじ部材は高透磁率の磁性材料から構成されればよい。こうしてねじ部材が磁性材料から構成されれば、ねじ部材は第２ヨーク部材の一部として機能することができる。第２ヨーク部材では磁性体の体積の減少は回避されることができる。第２ヨーク部材では磁束の循環は十分に確保されることができる。

ねじ部材は、第２ヨーク部材に区画される受け入れ穴に受け入れられればよい。こうしてねじ部材が受け入れ穴に受け入れられれば、ボイスコイルモータ用ヨークでは厚みの増大は回避されることができる。記録ディスク駆動装置の収容空間で余分な空間の占有は回避されることができる。

以上のように本発明によれば、振動や騒音の発生を回避することができるボイスコイルモータ用ヨークおよび記録ディスク駆動装置が提供されることができる。

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の外観を概略的に示す。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支持体すなわちベース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。板材には例えばステンレス鋼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、記録ディスクとしての１枚以上の磁気ディスク１４が収容される。磁気ディスク１４はスピンドルモータ１５の回転軸に装着される。スピンドルモータ１５は例えば５４００ｒｐｍや７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１４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１６がさらに収容される。ヘッドアクチュエータ１６はアクチュエータブロック１７を備える。アクチュエータブロック１７は、垂直方向に延びる支軸１８に回転自在に連結される。アクチュエータブロック１７には、支軸１８から水平方向に延びる複数のアクチュエータアーム１９が区画される。アクチュエータブロック１７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１９の先端には、アクチュエータアーム１９から前方に延びるヘッドサスペンション２１が取り付けられる。ヘッドサスペンション２１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２２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２２はヘッドサスペンション２１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２２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１４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１４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１４の回転に基づき磁気ディスク１４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２２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２１の押し付け力とが釣り合うことで磁気ディスク１４の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２２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２２の浮上中にアクチュエータアーム１９が支軸１８回りで回転すると、浮上ヘッドスライダ２２は磁気ディスク１４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２２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２２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１７にはボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２３が連結される。ＶＣＭ２３は例えば３本のねじ２４に基づきベース１３に固定される。その一方で、アクチュエータブロック１７には、支軸１８から水平方向に延びるボイスコイル２５が結合される。ボイスコイル２５は、後述されるように、ＶＣＭ２３の永久磁石に向き合わせられる。電流の供給に応じてボイスコイル２５で磁界が生成されると、アクチュエータブロック１７の回転は実現される。

図２に示されるように、ＶＣＭ２３はヨーク２９を備える。ヨーク２９は、第１および第２ヨーク部材から構成される。第１ヨーク部材に上ヨーク３１は区画される。上ヨーク３１に結合される第２ヨーク部材に下ヨーク３２は区画される。上ヨーク３１および下ヨーク３２は内向き面同士で向き合わせられる。下ヨーク３２には、下ヨーク３２から垂直方向に立ち上がる１対の側ヨーク３３、３３が一体に形成される。側ヨーク３３の頂上面には上ヨーク３１が結合される。上ヨーク３１や下ヨーク３２、側ヨーク３３は例えば鉄といった磁性体から構成される。

ベース１３には、底板の表面から直立するボス３４が区画される。ボス３４はベース１３に一体化される。ボス３４の頂上面には１水平面内に規定される第１基準面３５が規定される。第１基準面３５には上ヨーク３１の内向き面が受け止められる。ボス３４には前述のねじ２４がねじ込まれる。こうして上ヨーク３１は第１基準面３５に連結される。上ヨーク３１はベース１３に固定される。

その一方で、下ヨーク３２の外向き面は、ベース１３の底板の表面に規定される第２基準面３７に向き合わせられる。ここでは、下ヨーク３２の外向き面と第２基準面３７との間には隙間が区画される。第２基準面３７は第１基準面３５に相違する。ここでは、ＨＤＤ１１の厚み方向で第１基準面３５は第２基準面３７よりもカバー側に規定される。第２基準面３７は第１基準面３５に平行に規定されればよい。

下ヨーク３２の外向き面には受け入れ穴すなわちねじ孔３８が区画される。ねじ孔３８内には雌ねじが形成される。ここでは、ねじ孔３８は下ヨーク３２の外向き面から下ヨーク３２を貫通すればよい。ねじ部材３９はねじ孔３８に完全に受け入れられることができる。ねじ部材３９がねじ孔３８にねじ込まれると、ねじ部材３９は第２基準面３７に対して進退移動することができる。

前述されるように、下ヨーク３２の外向き面とベース１３の底板の表面との間には隙間が区画される。ねじ部材３９の位置は進退移動に基づき第２基準面３７に対して調整されることができる。こうしてねじ部材３９のねじ頭はベース１３の底板の表面に受け止められることができる。その結果、下ヨーク３２はねじ部材３９に基づきベース１３の底板に支持されることができる。こういったねじ部材３９は高透磁率の磁性材料から構成されればよい。

その一方で、ベース１３の底板には第２基準面３７から底板を貫通する貫通孔４１が形成される。貫通孔４１は、ベース１３の底板でねじ部材３９に向き合わせられる位置に形成される。貫通孔４１とねじ孔３８とは同軸に規定される。貫通孔４１はねじ部材３９のねじ頭よりも小径に規定される。後述されるように、貫通孔４１にはねじ部材３９を回すねじ回しが受け入れられることができる。貫通孔４１の開口にはシール部材４２が貼り付けられる。シール部材４２は貫通孔４１を密閉する。

上ヨーク３１および下ヨーク３２は協働で収容空間を区画する。収容空間には１対の永久磁石４３、４３が配置される。一方の永久磁石４３は上ヨーク３１の内向き面に固定される。他方の永久磁石４３は下ヨーク３２の内向き面に固定される。永久磁石４３で生成される磁束は上ヨーク３１や下ヨーク３２、側ヨーク３３内を循環する。

その一方で、収容空間では、永久磁石４３同士の間に前述のボイスコイル２５が配置される。ボイスコイル２５は上ヨーク３１側の永久磁石４３および下ヨーク３２側の永久磁石４３に向き合わせられる。ボイスコイル２５および永久磁石４３の間には隙間が形成される。ボイスコイル２５には導線（図示されず）が接続される。導線を介して流通する電流に基づきボイスコイル２５では磁束が生成される。

いま、ボイスコイル２５に電流が流通する場面を想定する。前述されるように、ボイスコイル２５では電流の流通に基づき磁束が生成される。同様に、永久磁石４３では磁束が生成される。ボイスコイル２５の磁束と永久磁石４３の磁束との相互作用でボイスコイル２５は収容空間内で変位する。ボイスコイル２５は支軸１８回りで揺動する。こうしてアクチュエータアーム１９の揺動は引き起こされる。

以上のようなＨＤＤ１１では、ヨーク２９の固定にあたって、上ヨーク３１は内向き面で第１基準面３５に受け止められる。上ヨーク３１はベース１３に確実に支持される。同時に、下ヨーク３２はねじ部材３９で第２基準面３７に受け止められる。たとえ下ヨーク３２の寸法誤差に基づき下ヨーク３２の外向き面と第２基準面３７との間に隙間が形成されても、下ヨーク３２はベース１３に確実に支持される。ボイスコイル２５の変位に基づき下ヨーク３２に反動力が作用しても、ヨーク２９では振動や騒音の発生は回避される。浮上ヘッドスライダ２２の位置決め精度の低下は回避される。

さらに、ねじ部材３９は、下ヨーク３２に形成されるねじ孔３８に受け入れられる。ＨＤＤ１１の薄型化に伴ってＨＤＤ１１の厚みが減少しても、収容空間で余分な空間の占有は回避されることができる。加えて、ねじ部材３９は高透磁率の磁性材料から構成されることから、ねじ部材３９は下ヨーク３２の一部として機能することができる。下ヨーク３２では磁性体の体積の減少は回避されることができる。下ヨーク３２では磁束の循環は十分に確保されることができる。

以上のようなＨＤＤ１１の組み立てにあたって、例えば図３に示されるように、ベース１３およびヨーク２９は用意される。ヨーク２９では、下ヨーク３２のねじ孔３８にねじ部材３９がねじ込まれる。ねじ部材３９はねじ孔３８に完全に受け入れられる。その後、下ヨーク３２は外向き面で第２基準面３７に向き合わせられると同時に、上ヨーク３１は内向き面で第１基準面３５に受け止められる。ねじ部材３９はベース１３の貫通孔４１に向き合わせられる。ねじ２４はボス３４にねじ込まれる。上ヨーク３１は第１基準面３７に連結される。こうして上ヨーク３１はベース１３に固定される。

続いて、例えば図４に示されるように、貫通孔４１からねじ回し４５の先端が差し込まれる。ねじ回し４５に基づきねじ部材３９は緩められる。こうしてねじ部材３９は下ヨーク３２から第２基準面３７に向かって移動する。ねじ部材３９のねじ頭の径は貫通孔４１の径よりも大きいことから、ねじ部材３９のねじ頭は第２基準面３７に受け止められる。こうしてねじ部材３９に基づき下ヨーク３２はベース１３に支持される。その後、貫通孔４１の開口にはシール部材４２が貼り付けられればよい。こうしてヨーク２９はベース１３に固定される。

（付記１）支持体の第１基準面に受け止められて、第１基準面に連結される第１ヨーク部材と、第１ヨーク部材に結合されて第１ヨーク部材と協働でボイスコイルの収容空間を区画し、第１基準面から相違する支持体上の第２基準面に向き合わせられる第２ヨーク部材と、第２ヨーク部材にねじ込まれ、第２基準面に対して進退移動するねじ部材とを備えることを特徴とするボイスコイルモータ用ヨーク。

（付記２）付記１に記載のボイスコイルモータ用ヨークにおいて、前記ねじ部材は高透磁率の磁性材料から構成されることを特徴とするボイスコイルモータ用ヨーク。

（付記３）付記１に記載のボイスコイルモータ用ヨークにおいて、前記ねじ部材は、前記第２ヨーク部材に区画される受け入れ穴に受け入れられることを特徴とするボイスコイルモータ用ヨーク。

（付記４）相互に異なる第１および第２基準面を規定する支持体と、支持体の第１基準面に受け止められて、第１基準面に連結される第１ヨーク部材と、第１ヨーク部材に結合されて、第２基準面に向き合わせられる第２ヨーク部材と、第２ヨーク部材にねじ込まれ、第２基準面に対して進退移動するねじ部材と、少なくとも第１および第２ヨーク部材のいずれかに向き合わせられ、ヘッドアクチュエータに結合されるコイルとを備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置。

（付記５）付記４に記載の記録ディスク駆動装置において、前記ねじ部材に向き合わせられる位置で前記第２基準面から前記支持体を貫通し、前記ねじ部材のねじ頭よりも小径の貫通孔をさらに備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置。

（付記６）付記４に記載の記録ディスク駆動装置において、前記ねじ部材は高透磁率の磁性材料から構成されることを特徴とする記録ディスク駆動装置。

（付記７）付記４に記載の記録ディスク駆動装置において、前記ねじ部材は、前記第２ヨーク部材に区画される受け入れ穴に受け入れられることを特徴とする記録ディスク駆動装置。

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）の外観を概略的に示す斜視図である。図１の２−２線に沿った断面図である。図２に対応し、ヨークをベースに固定する様子を概略的に示す断面図である。図２に対応し、ヨークをベースに固定する様子を概略的に示す断面図である。

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）、１３支持体（ベース）、１６ヘッドアクチュエータ、２５ボイスコイル（コイル）、２９ボイスコイルモータ用ヨーク（ヨーク）、３１第１ヨーク部材（上ヨーク）、３２第２ヨーク部材（下ヨーク）、３５第１基準面、３７第２基準面、３８受け入れ穴（ねじ孔）、３９ねじ部材、４１貫通孔。

Claims

支持体の第１基準面に受け止められて、前記第１基準面に連結される第１ヨーク部材と、前記第１ヨーク部材に結合されて、前記第１ヨーク部材と協働でボイスコイルの収容空間を区画し、前記第１基準面から相違する前記支持体上の第２基準面に向き合わせられる第２ヨーク部材と、前記第２ヨーク部材にねじ込まれ、前記第２ヨーク部材と前記第２基準面との間に配置されるねじ頭の面で前記第２基準面に受け止められるねじ部材とを備えることを特徴とするボイスコイルモータ用ヨーク。
請求項１に記載のボイスコイルモータ用ヨークにおいて、前記ねじ部材は高透磁率の磁性材料から構成されることを特徴とするボイスコイルモータ用ヨーク。
請求項１に記載のボイスコイルモータ用ヨークにおいて、前記ねじ部材は、前記第２ヨーク部材に区画される受け入れ穴に受け入れられることを特徴とするボイスコイルモータ用ヨーク。
相互に異なる第１および第２基準面を規定する支持体と、前記支持体の前記第１基準面に受け止められて、前記第１基準面に連結される第１ヨーク部材と、前記第１ヨーク部材に結合されて、前記第２基準面に向き合わせられる第２ヨーク部材と、前記第２ヨーク部材にねじ込まれ、前記第２ヨーク部材と前記第２基準面との間に配置されるねじ頭の面で前記第２基準面に受け止められるねじ部材と、少なくとも前記第１および第２ヨーク部材のいずれかに向き合わせられるコイルとを備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置。
請求項４に記載の記録ディスク駆動装置において、前記ねじ部材に向き合わせられる位置で前記第２基準面から前記支持体を貫通し、前記ねじ部材のねじ頭よりも小径の貫通孔をさらに備えることを特徴とする記録ディスク駆動装置。