JP4878774B2 - ピボット軸固定構造体および情報記憶装置 - Google Patents

ピボット軸固定構造体および情報記憶装置 Download PDF

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Description

本発明は,ハードディスクドライブのような情報記憶装置に係り,より詳しくはアクチュエータのピボット軸を堅固に固定させるためのピボット軸固定構造体とこれを備えた情報記憶装置に関する。
コンピュータの情報記憶装置のうち一つであるハードディスクドライブ(Hard Disk Drive;HDD)は,読み取り/書き取りヘッド(read/write head)を使用してディスクに記憶されたデータを再生するか,或いはディスクにデータを記録する装置である。こうしたハードディスクドライブにおいて,上記ヘッドは回転するディスクの記録面から所定高さ浮上した状態でアクチュエータにより所望の位置に移動しつつその機能を遂行する。
図1は,従来のハードディスクドライブの構造を概略的に示した分解斜視図であり,図2は図1に示された従来のHDDのピボット軸固定構造を示す部分断面図である。
図1と図2とを共に参照すれば,HDDのベース部材11には,ディスク20を回転させるためのスピンドルモーター30と,データの記録及び再生のための読み取り/書き取りヘッドをディスク20上の所望の位置に移動させるアクチュエータ40が設けられる。
アクチュエータ40は,ベース部材11に固設されたピボット軸41に回転可能に結合されたスイングアーム42と,スイングアーム42の一側端部に設けられて,ヘッドが搭載されたスライダーをディスク20の表面側に付勢されるように支持するサスペンション43と,スイングアーム42を回転させるためのボイスコイルモーター(Voice Coil Motor;VCM)50と,を有する。VCM50は,サーボ制御システムにより制御され,スイングアーム42の他側端部に結合されたVCMコイル52に入力される電流と,VCMコイル52と対面するように配置されたマグネット54,56により形成された磁場との相互作用により,フレミングの左手の法則に従う方向にスイングアーム42を回転させる。すなわち,ディスクドライブの電源がオンになって,ディスク20が回転し始めれば,VCM50は,スイングアーム42を反時計方向に回転させて,ヘッドをディスク20の記録面上に移動させる。逆に,ディスクドライブの電源がオフになってディスク20の回転が停止すれば,VCM50はスイングアーム42を時計方向に回転させて,ヘッドをランプ60にパーキングさせる。
そして,ベース部材11の上部には,カバー部材12が多数のカバー締結スクリュー19を使用して組み立てられる。カバー部材12は,ディスク20やアクチュエータ40などを包んで保護し,ディスクドライブの内部に塵や湿気が流入されることを防止する役割を果たす。カバー部材12には,ディスク20とカバー部材12との間隔を縮めてディスク20の振動を低減させるためのグルーブ13が設けられている。
ピボット軸41は,いろいろの構造を有することができ,図2にはその一例が示されている。図2に示されたピボット軸41は,ベース部材11に固定された第1のピボット軸41aと,第1のピボット軸41aの上部に螺合される第2のピボット軸41bとから構成されている。
ディスクドライブの作動時に,外部からの衝撃及びHDD自体の振動によるピボット軸41の振れと,これによるアクチュエータ40の動きとを防止するために,ピボット軸41は,その下端部だけではなく,その上端部も固定される必要がある。このため,従来には,ピボット軸41の上面,すなわち第2のピボット軸41bの上面にスクリュー締合ホール45を形成し,このスクリュー締合ホール45にピボット固定スクリュー49を締結ることによって,ピボット軸41の上端部をカバー部材12に固定させた。ピボット固定スクリュー49は,カバー部材12に形成された貫通ホール15を通じてスクリュー締合ホール45に締結される。
米国特許第5,568,341号明細書
ところで,上記のような構成を有したHDDにおいては,ベース部材11にカバー部材12を結合させるため一般に6個のカバー締結スクリュー19が使用されるだけではなく,ピボット軸41をカバー部材12に固定させるため1個のピボット固定スクリュー49が使用される。このように,HDDの組立て時に多くのスクリュー19,49が使用されることによって,組立て時間及びコストが多く所要するという短所がある。そして,多くのスクリュー19,49の巻きと緩みにより金属と金属との接触が頻繁に発生することによって,金属粒子が発生し,こうした金属粒子は,ディスク20の表面にスクラッチを発生させるか,或いはヘッドに損傷を加えてその性能低下を誘発させるという問題点がある。
そして,一般に電動ドライブを使用してピボット固定スクリュー49を締結するが,この際,アクチュエータ40に衝撃が加えられてヘッドとディスク20との間に衝突が発生することがあり,これによりヘッドの性能低下とディスク20の表面の損傷とを惹起することがある。また,電動ドライブによりピボット固定スクリュー49を締結するとき,その締結トルクが十分でなければ,ピボット固定スクリュー49が緩む可能性が高く,これによりピボット軸41とアクチュエータ40とが甚だしく振れるという問題点が発生することがある。
また,ピボット固定スクリュー49と,ピボット軸41の上面に形成されたスクリュー締合ホール45とが正確に同軸上に一致しない状態でピボット固定スクリュー49の締結がなされれば,アクチュエータ40の回転時に,自体振動誘発及び耐衝撃特性の低下によりディスクドライブの信頼性に深刻な影響を及ぼす。そして,ピボット固定スクリュー49がスクリュー締合ホール45に斜めにむりに締結された場合には,ディスクドライブの不良発生による分解作業時に,金属粒子が発生する可能性が非常に高い。また,ピボット固定スクリュー49がスクリュー締合ホール45から緩まないことにより,ディスクドライブ自体を使用できないという致命的な不良を起こす場合も発生しうる。こうした問題点は,ピボット固定スクリュー49が電動ドライブによりあまり強いトルクで締結された場合にも発生する可能性がある。
そこで,本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので,その目的とするところは,固定スクリューを使用せずとも,ピボット軸を堅固に固定させることが可能な,新規かつ改良されたピボット軸固定構造体および情報記憶装置を提供するところにある。
また,本発明の他の目的は,ピボット軸固定構造体を備えることによって,組立て生産性及び信頼性が向上された情報記憶装置を提供するところにある。
上記課題を解決するために,本発明のある観点によれば,情報貯蔵記憶装置のピボット軸固定構造体であって,アクチュエータを回転可能に支持するピボット軸の上面に形成された突起挿入ホールと,カバー部材の底面から突設されて,突起挿入ホールに螺合せずに前記突起挿入ホールとの間に隙間を有しながら挿入される突起と,カバー部材の底面と前記ピボット軸の上面との間に介在されるように,突起の外周に挟まれる可変性部材と,を備えることを特徴とする情報貯蔵記憶装置のピボット軸固定構造体が提供される。
上記情報貯蔵記憶装置は,ハードディスクドライブであり,アクチュエータは,ハードディスクドライブの少なくとも一つのヘッドを移動させてもよい。
上記可変性部材は,円形のリング状を有するようにしてもよい。上記可変性部材は,ゴム又はスポンジよりなった構成されるようにしてもよい。
上記突起は,カバー部材に一体で形成されるようにしてもよい。上記突起の端部には,チャンファーが形成されるようにしてもよい。
上記ピボット軸は,ベース部材に固定された第1のピボット軸と,第1のピボット軸の上部に螺合される第2のピボット軸とからなり,上記突起挿入ホールは,第2のピボット軸の上面に形成されるようにしてもよい。上記ピボット軸は,その下端部がベース部材に螺合されて固定されるようにしてもよい。
上記課題を解決するために,本発明の別の観点によれば,ベース部材と,ベース部材の上部に結合されるカバー部材と,ベース部材に設けられたピボット軸と,ピボット軸に回転可能に結合されるアクチュエータと,ピボット軸をカバー部材に固定させるためのものであり,ピボット軸の上面に形成された突起挿入ホールと,カバー部材の底面から突設されて,突起挿入ホールに螺合せずに前記突起挿入ホールとの間に隙間を有しながら挿入される突起と,カバー部材の底面とピボット軸の上面との間に介在されるように突起の外周に挟まれる可変性部材と,を備えることを特徴とする,情報記憶装置が提供される。
上記情報記憶装置は,ハードディスクドライブであり,上記アクチュエータは,ハードディスクドライブの少なくとも一つのヘッドを移動させてもよい。上記可変性部材は,円形のリング状を有するようにしてもよい。上記可変性部材は,ゴム又はスポンジより構成されてもよい。上記突起は,カバー部材に一体に形成されてもよい。上記突起の端部には,チャンファーが形成されてもよい。
上記ピボット軸は,ベース部材に固定された第1のピボット軸と,第1のピボット軸の上部に螺合される第2のピボット軸とよりなり,突起挿入ホールは,第2のピボット軸の上面に形成されてもよい。上記ピボット軸は,その下端部がベース部材に螺合されて固定されてもよい。
上記課題を解決するために,本発明の別の観点によれば,情報記憶装置のピボット軸固定構造体であって,情報記憶装置のピボット軸をカバー部材に結合する手段と,カバー部材の底面とピボット軸の上面との間に介在され,結合手段近くに配置された可変性部材と,を備え,前記ピボット軸をカバー部材に結合する手段は,前記ピボット軸の上面に形成された突起挿入ホールと,前記カバー部材の底面から突設されて前記突起挿入ホールに螺合せずに前記突起挿入ホールとの間に隙間を有しながら挿入される突起と,からなることを特徴とする,情報記憶装置のピボット軸固定構造体が提供される。
上記情報記憶装置は,ハードディスクドライブであり,ピボット軸は,少なくとも一つのヘッドを移動させるアクチュエータを回転可能に支持してもよい。上記可変性部材は,円形のリング状を有するようにしてもよい。上記可変性部材は,ゴム又はスポンジからなるようにしてもよい。
以上説明したように,本発明によれば,HDDの組立てに使用されるスクリューの数が減少されて,ディスクドライブの組立て時間及びコストが低減され,金属と金属との摩擦による金属粒子が発生する可能性を減少することができる。従って,金属粒子によるディスク及びヘッドの損傷及び性能低下を抑制することができる。
また,本発明によるHDDの組立て作業において,電動ドライブを使用したピボット固定スクリューの締結工程がないため,電動ドライブからアクチュエータに加えられる衝撃により,ヘッドの性能が低下するか,或いはディスクの表面が損傷されるという従来の問題点が解消されうる。また,電動ドライブによるピボット固定スクリューの締結トルクがあまり大きいか,或いはピボット固定スクリューがスクリュー締合ホールにずれてむりに挟まれることにより,ピボット固定スクリューがスクリュー締合ホールから取り出せないという従来の問題点が解消されうる。
また,本発明によれば,可変性部材がピボット軸の上面を弾性加圧するため,電動ドライブによるピボット固定スクリューの締結トルクが不十分なことによって,ピボット軸とアクチュエータとに振れが発生するという従来の問題点も解消されうる。
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図3は,本発明の好適な実施形態によるピボット軸固定構造体が採用されたHDDを示した分解斜視図であり,図4は図3に示された本発明によるピボット軸固定構造体を示したHDDの部分断面図である。
図3と図4とを共に参照すれば,本発明によるHDDには,ベース部材111と,カバー部材112と,アクチュエータ140と,アクチュエータ140を回転可能に支持するピボット141と,ピボット軸141を固定させるためのピボット軸固定構造体が備えられる。
ベース部材111は,一般的にアルミニウム又はアルミニウム合金よりなり,ダイキャスティングにより製造されうる。こうしたベース部材111の上面側には,データ記憶用ディスク120,スピンドルモーター130及びアクチュエータ140などを収容するための空間が形成される。
スピンドルモーター130は,ディスクドライブのベース部材111に設けられる。このスピンドルモーター130のハブには,少なくとも一つのディスク120が設けられてハブと共に回転される。アクチュエータ140は,データの記録及び再生のための読み取り/書き取りヘッドをディスク120上の所定位置に移動させるためのものであり,スイングアーム142と,サスペンション143と,VCM150と,を有する。スイングアーム142は,ベース部材111に固設されたピボット軸141に回転可能に結合される。
サスペンション143は,スイングアーム142の先端部に結合されて,ヘッドが搭載されたスライダーをディスク120の表面側へ付勢されるように支持する。VCM150は,スイングアーム142を回転させるための駆動力を提供するものであり,スイングアーム142の後端部に結合されたVCMコイル152と,VCMコイル152と対面するようにその上側と下側に配置されたマグネット154,156と,を有する。
こうしたVCM150は,サーボ制御システムにより制御され,VCMコイル152に入力される電流とマグネット154,156により形成された磁場の相互作用によりフレミングの左手の法則による方向にスイングアーム142を回転させる。すなわち,ディスクドライブの電源がオンになってディスク120が回転し始めれば,VCM150は,スイングアーム142を反時計方向に回転させて,ヘッドをディスク120の記録面上に移動させる。逆に,ディスクドライブの電源がオフになってディスク120の回転が停止すれば,VCM150は,スイングアーム142を時計方向に回転させてヘッドがディスク120を外れるようにする。この際,ディスク120の記録面を外れたヘッドは,ディスク120の外側に設けられたランプ160にパーキングされる。
カバー部材112は,ベース部材111の上部に結合されて,ディスク120,スピンドルモーター130及びアクチュエータ140などを包んで保護する役割と共に,ディスクドライブの内部に塵や湿気が流入されることを防止し,ディスクドライブの内部から発生された騒音が外部に伝播されることを遮断する役割を果たす。カバー部材112は多数の,例えば6個のカバー締結スクリュー119を使用してベース部材111に結合される。
カバー部材112には,グルーブ113が形成されうる。このグルーブ113は,ディスク120とカバー部材112との間隔を縮めて,ディスク120の振動を低減させるためのものであって,カバー部材112の剛性を強める役割も果たす。ピボット軸固定構造体は,ピボット軸141をカバー部材112に固定させるためのものであり,これでディスクドライブの作動時に,外部からの衝撃及びディスクドライブ自体の振動によるピボット軸141の振れと,これによるアクチュエータ140の動きとを防止する役割を果たす。
こうした役割を果たす本発明によるピボット軸固定構造体は,カバー部材112の底面に形成された突起146と,ピボット軸141の上面中心に形成されて突起146が挿入される突起挿入ホール145とを備える。突起挿入ホール145は,ピボット軸141の中心に形成される。
そして,本発明によるピボット軸固定構造体は,カバー部材112の底面とピボット軸141の上面との間に配置され,突起146の外周に挟まれる可変性部材(deformable member)147をさらに備える。可変性部材147は,カバー部材112の底面に付着されうる。可変性部材147は,所定の弾性と緩衝性とを有した物質,例えばゴム又は衝撃を吸収することができる圧縮性物質,例えばスポンジよりなりうる。そして,可変性部材147は,円形のリング状を有することが望ましい。
突起146は,カバー部材112の底面からピボット軸141と同軸に所定高さ突出されるように形成される。そして,突起146の端部には,チャンファー(chamfer)146aを形成するようにしてもよい。チャンファー146aは,突起146が突起挿入ホール145により容易に挿入されうるためのものである。突起146は,カバー部材112に一体に形成されうる。具体的に,カバー部材112は,通常的にステンレス鋼板のプレス成型により製造されるが,この際,突起146もカバー部材112と共にプレス成型により一体に形成されうる。
ピボット軸141は,アクチュエータ140のスイングアーム142を回転可能に支持する役割を果たすものであり,ベース部材111に固定された第1のピボット軸141aと,第1のピボット軸141aの上部に螺合される第2のピボット軸141bとよりなりうる。第1のピボット軸141aの下端部は,ベース部材111に固設される。具体的に,第1のピボット軸141aの下端部は,ベース部材111に一体に形成されうる。第1のピボット軸141aの上端部には,第2のピボット軸141bが螺合される。
突起挿入ホール145は,第2のピボット軸141bの上面中心に形成される。カバー部材112がベース部材111に結合されたとき,突起挿入ホール145には,カバー部材112に設けられた突起146が挿入される。そして,突起挿入ホール145の直径は,突起146の直径より若干広いことが望ましい。これは,カバー締結スクリュー119を使用して,カバー部材112をベース部材111に結合するとき,突起146の中心と突起挿入ホール145の中心とが若干ずれても突起146が突起挿入ホール145に容易に挿入されうるためのものである。また,この場合には,突起146の中心と突起挿入ホール145の中心とがずれることによって発生しうるピボット軸141の傾斜が防止される。
カバー部材112がベース部材111に結合されたとき,可変性部材147は,ピボット軸141の上面を弾性加圧し,これによりピボット軸141の上端部は,カバー部材112に堅固に固定される。このように,ピボット軸141の下端部は,ベース部材111に固定され,その上端部は,突起146と可変性部材147とによりカバー部材112に堅固に固定されることによって,ディスクドライブの作動時に外部からの衝撃やディスクドライブの自体振動によっても,ピボット軸141の振れが発生しない。特に,可変性部材147は,弾性と緩衝性とを有した物質よりなるため,ピボット軸141を通じてアクチュエータ140に伝達される衝撃や振動を減衰させることができ,これによりピボット軸141とアクチュエータ140の振れをより効果的に防止することができる。
図5は,本発明によるピボット軸固定構造体が異なる構造を有したピボット軸に適用された例を示すHDDの部分断面図である。図5を参照すれば,HDDには,一つの本体よりなるピボット軸241が使用され,このピボット軸241は,その下端部がピボット支持スクリュー249によりベース部材111に螺合されることによって,ベース部材111に固設される。そして,このように一つの本体よりなるピボット軸241の上面にカバー部材112に形成された突起146が挿入される突起挿入ホール245が形成される。
一方,HDDには,図4と図5に示されたピボット軸141,241以外にも多様な構造を有したピボット軸が使用され,かかる多用な構造を有したピボット軸にも本発明によるピボット軸固定構造体が適用されうる。
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は,固定スクリューを使用せずとも,アクチュエータのピボット軸を堅固に固定させることができるピボット軸固定構造体と,これを備えたHDDとに適用可能である。
従来のHDDの構造を概略的に示した分解斜視図である。 図1に示された従来のHDDのピボット軸固定構造を示す部分断面図である。 本発明の一実施形態によるピボット軸固定構造体が採用されたHDDを示した分解斜視図である。 同実施の形態にかかるピボット軸固定構造体を示したHDDの部分断面図である。 同実施の形態にかかるピボット軸固定構造体が異なる構造を有したピボット軸に適用された例を示すHDDの部分断面図である。
符号の説明
111 ベース部材
112 カバー部材
113 グルーブ
119 カバー締結スクリュー
120 ディスク
130 スピンドルモーター
140 アクチュエータ
141 ピボット軸
141a 第1のピボット軸
141b 第2のピボット軸
142 スイングアーム
143 サスペンション
145 突起挿入ホール
146 突起
146a チャンファー
147 可変性部材
150 VCM
152 VCMコイル
154,156 マグネット
160 ランプ

Claims (20)

  1. 情報記憶装置のピボット軸固定構造体であって,
    アクチュエータを回転可能に支持するピボット軸の上面に形成された突起挿入ホールと,
    カバー部材の底面から突設されて,前記突起挿入ホールに螺合せずに前記突起挿入ホールとの間に隙間を有しながら挿入される突起と,
    前記カバー部材の底面と前記ピボット軸の上面との間に介在されるように,前記突起の外周に挟まれる可変性部材と,を備えることを特徴とするピボット軸固定構造体。
  2. 前記情報記憶装置は,ハードディスクドライブであり,前記アクチュエータは,前記ハードディスクドライブの少なくとも一つのヘッドを移動させることを特徴とする,請求項1に記載のピボット軸固定構造体。
  3. 前記可変性部材は,円形のリング状を有したことを特徴とする,請求項1または2のいずれかに記載のピボット軸固定構造体。
  4. 前記可変性部材は,ゴム又はスポンジより構成されることを特徴とする,請求項1〜3のいずれかに記載のピボット軸固定構造体。
  5. 前記突起は,前記カバー部材に一体で形成されたことを特徴とする,請求項1〜4のいずれかに記載のピボット軸固定構造体。
  6. 前記突起の端部には,チャンファーが形成されたことを特徴とする,請求項1〜5のいずれかに記載のピボット軸固定構造体。
  7. 前記ピボット軸は,ース部材に固定された第1のピボット軸と,前記第1のピボット軸の上部に螺合される第2のピボット軸とよりなり,前記突起挿入ホールは,前記第2のピボット軸の上面に形成されたことを特徴とする,請求項1〜6のいずれかに記載のピボット軸固定構造体。
  8. 前記ピボット軸は,その下端部がース部材に螺合されて固定されたことを特徴とする,請求項1〜7のいずれかに記載のピボット軸固定構造体。
  9. ベース部材と,
    前記ベース部材の上部に結合されるカバー部材と,
    前記ベース部材に設けられたピボット軸と,
    前記ピボット軸に回転可能に結合されるアクチュエータと,
    前記ピボット軸を前記カバー部材に固定させるためのものであり,前記ピボット軸の上面に形成された突起挿入ホールと,
    前記カバー部材の底面から突設されて,前記突起挿入ホールに螺合せずに前記突起挿入ホールとの間に隙間を有しながら挿入される突起と,
    前記カバー部材の底面と前記ピボット軸の上面との間に介在されるように前記突起の外周に挟まれる可変性部材と,
    を備えることを特徴とする,情報記憶装置。
  10. 前記情報記憶装置は,ハードディスクドライブであり,前記アクチュエータは,前記ハードディスクドライブの少なくとも一つのヘッドを移動させることを特徴とする請求項9に記載の情報記憶装置。
  11. 前記可変性部材は,円形のリング状を有したことを特徴とする,請求項9または10のいずれかに記載の情報記憶装置。
  12. 前記可変性部材は,ゴム又はスポンジより構成されることを特徴とする,請求項9〜11のいずれかに記載の情報記憶装置。
  13. 前記突起は,前記カバー部材に一体に形成されたことを特徴とする,請求項9〜12のいずれかに記載の情報記憶装置。
  14. 前記突起の端部には,チャンファーが形成されたことを特徴とする,請求項9〜13のいずれかに記載の情報記憶装置。
  15. 前記ピボット軸は,前記ベース部材に固定された第1のピボット軸と,前記第1のピボット軸の上部に螺合される第2のピボット軸とよりなり,前記突起挿入ホールは,前記第2のピボット軸の上面に形成されたことを特徴とする,請求項9〜14のいずれかに記載の情報記憶装置。
  16. 前記ピボット軸は,その下端部が前記ベース部材に螺合されて固定されたことを特徴とする,請求項9〜15のいずれかに記載の情報記憶装置。
  17. 情報記憶装置のピボット軸固定構造体であって,
    前記情報記憶装置のピボット軸をカバー部材に結合する手段と,
    前記カバー部材の底面と前記ピボット軸の上面との間に介在され,前記結合手段近くに配置された可変性部材と,を備え,
    前記ピボット軸をカバー部材に結合する手段は,前記ピボット軸の上面に形成された突起挿入ホールと,前記カバー部材の底面から突設されて前記突起挿入ホールに螺合せずに前記突起挿入ホールとの間に隙間を有しながら挿入される突起と,からなることを特徴とする,ピボット軸固定構造体。
  18. 前記情報記憶装置は,ハードディスクドライブであり,前記ピボット軸は,少なくとも一つのヘッドを移動させるアクチュエータを回転可能に支持することを特徴とする請求項17に記載のピボット軸固定構造体。
  19. 前記可変性部材は,円形のリング状を有したことを特徴とする請求項17または18のいずれかに記載のピボット軸固定構造体。
  20. 前記可変性部材は,ゴム又はスポンジよりなったことを特徴とする請求項17〜19のいずれかに記載のピボット軸固定構造体。
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