JP5314403B2 - ディスク・ドライブ - Google Patents

Description

本発明はディスク・ドライブに関し、特に、ディスク・ドライブ内において外力により回動するアクチュエータを係止するラッチ機構に関する。

ディスク・ドライブの一つであるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）において、回転する磁気ディスク上で、アクチュエータに保持された磁気ヘッドが所定のトラックに位置決めされ、その磁気ヘッドがデータを読み書きする。磁気ディスク上には、データを記録するためのデータ領域が定められている。ＨＤＤの動作終了時には、データ領域のデータを保護するため、磁気ヘッドはデータ領域外の所定の待機位置にアクチュエータにより移動され、ＨＤＤの非動作時には上記待機位置に保持される。

非動作時にＨＤＤに対して外部から衝撃が加わると、その衝撃によりアクチュエータが回動して磁気ヘッドがデータ領域に戻され、その際に、磁気ヘッドがデータを破壊することがある。そのため、ＨＤＤは、衝撃時にもアクチュエータをデータ領域外において保持しておくため、アクチュエータを係止するラッチ機構を有している（例えば、特許文献１を参照）。このようなラッチ機構の代表的なものとして、マグネット・ラッチとメカニカルラッチが知られている。

典型的なマグネット・ラッチの一つは、ラバーに内蔵したマグネットがアクチュエータの端部に組み付けられた鉄片を吸着することによりアクチュエータを保持する機構を有している。マグネット・ラッチは、衝撃時にもアクチュエータを保持しておくために、相応の磁力でアクチュエータを吸着しておく必要がある。一方、材料の使用量を削減するため、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）のマグネットのサイズを小さくすることがある。

マグネット・サイズが減少すると、ＶＣＭのトルク定数が減少する。このため、ＶＣＭのトルク定数が小さいＨＤＤでは、ＨＤＤの起動時にアクチュエータをマグネット・ラッチから引き剥がすための十分なトルクを得ることができない可能性がある。一方、マグネット・ラッチから引き剥がすことができる程度に吸着力を小さくすると、衝撃時にアクチュエータを保持しておくことができないという問題を生じる。

メカニカルラッチは機械的にアクチュエータを係止するため、マグネット・ラッチのようにＶＣＭのマグネットによってその機能が影響を受けることはない。典型的なメカニカルラッチとしては、２ピース・タイプのメカニカルラッチが知られている。２ピース・タイプのメカニカルラッチは、ロングレバーとショートバーを組み合わせた機構を有し、時計回り及び反時計回りの両方の外部衝撃に対応することができる。ロングレバーが外力による慣性力で回動し、ロングレバーに係合したショートバーがロングレバーの動きに応じて開閉することで、アクチュエータを係止する。

しかし、２ピース・タイプのメカニカルラッチにおいては、ＨＤＤが振動下にあると、ロングレバーが加振され、ＨＤＤに有害な振動の源となる。また、ロングレバーの自由な回動を保障するため、また、ロングレバーの実装領域が狭いため、一般のロングレバーは、軸方向において固定されておらずに遊びが存在し、特に大きな振動の原因となりうる。このようなメカニカルラッチの振動によりアクチュエータあるいは磁気ヘッドが振動し、ＨＤＤがエラーを起こす可能性がある。
特開２００８−１９８４３２号公報

２ピース・タイプのメカニカルラッチが有する振動問題は、１ピース・タイプのメカニカルラッチ（シングルラッチ）により低減することができる。シングルラッチは、アクチュエータと係合するフックを有し、そのフックを含む１ピース構造体が、磁力、アクチュエータあるいは慣性力により回動することで開閉し、外力により回動するアクチュエータを係止する（例えば、特許文献１を参照）。シングルラッチはロングレバーに相当する部品を有していないため、ＨＤＤが振動下にあっても、ヘッドの位置決めに有害な振動の発生を抑制することができる。

典型的なシングルラッチは、アクチュエータが待機位置にあるときにクローズであり、外部衝撃により磁気ディスクに向かって回動するアクチュエータをロックする。また、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）からの漏洩磁束とシングルラッチに装着されている磁性体ピンにより、シングルラッチをオープンする方向に常時トルクがかかっている。アクチュエータの磁気ディスクへのロードにおいては、シングルラッチは、上記のトルクにより、アクチュエータの回動と共に回動して、クローズ状態からオープン状態となる。

外部からの様々な衝撃に対応してアクチュエータをロックするためには、シングルラッチがアクチュエータを係止することができる位置にある時間を長くすることが重要である。漏洩磁束によりシングルラッチのオープン方向に作用するＸＹトルクを小さくすることで、ラッチ・クローズの時間をより長くすることができる。

一方で、シングルラッチであっても、回動軸方向（Ｚ方向）における振動を抑制することが重要である。アクチュエータが磁気ディスク上にあるときは、シングルラッチの振動をできる限り抑制し、ヘッド・ポジショニングへの影響を低減することが要求される。オープン状態にあるシングルラッチのＺ方向における振動を抑制するためには、ＶＣＭからの漏洩磁束によるＺ方向への引力を強めることが有利に働く。

ＶＣＭからの漏洩磁束による力は、シングルラッチに装着されている磁性体ピンに働く。この磁性体ピンの大きさや位置を変更することでＺ方向の引力を強くすることができるが、同時に、ＸＹトルクも強くなってしまう。アクチュエータをロックするラッチ機能を損なうことなく耐振動特性を改善するためには、シングルラッチに作用するＸＹトルクを大きくすることなく、Ｚ方向における引力を強める技術が望まれる。

本発明の一態様のディスク・ドライブは、ディスクのデータ記録領域にアクセスするヘッドと前記ヘッドを支持し、回動することで前記ヘッドを移動するアクチュエータと、前記アクチュエータの回動軸方向において前記アクチュエータのボイス・コイルと重なるように配置され、そのボイス・コイルと共にボイス・コイル・モータを構成する、マグネット及びヨークと、回動軸において回動し、外力により前記データ記録領域へ向かって回動する前記アクチュエータを係止可能なラッチとを有する。前記アクチュエータが待機位置にあるとき、前記ラッチは前記アクチュエータの一部に支持されてクローズ位置にある。前記アクチュエータの前記待機位置から前記データ記録領域上への回動と共に、前記ラッチは、前記ボイス・コイル・モータからの漏洩磁界により前記ラッチの磁性体に作用する磁気バイアス力により回動してオープン位置で静止する。前記ヨークは、前記オープン位置における前記磁性体に向かって突出し、前記磁性体よりも低い位置にある突起を有する。前記突起は、前記磁性体が前記オープン位置に向かう方向において高さが高くなる先端部を有する。突起が上記構造を有することで、アクチュエータをロックするラッチのラッチ性能への影響を抑えながらその振動を抑制することができる。

前記突起の先端部は、前記磁性体が前記オープン位置に向かう方向において高くなる斜面の先端面を有していることが好ましい。これにより、効果的にラッチ性能への影響を抑えながらその振動を抑制することができる。さらに好ましくは、前記突起は、前記ヨークのプレート部から前記ラッチに向かって延出するアームと、そのアームから上方に折り曲げられたタブとを有し、前記タブの先端面は前記斜面の先端面である。これにより、先端面の位置及び角度を容易に好適な状態に設定することができる。

前記斜面の先端面の傾斜角度は、３０°〜４５°の範囲内にあることがさらに好ましい。これにより、より効果的にラッチ性能への影響を抑えながらその振動を抑制することができる。好ましくは、前記斜面の法線は、前記オープン位置における前記磁性体の軌道の接線方向を向いている。これにより、ラッチ性能への影響をより低減することができる。
好ましい例において、前記突起の先端部は、最も高い位置に頂点を有している。これにより、より効果的にラッチ性能への影響を抑えながらその振動を抑制することができる。

好ましい例において、前記突起の先端部は、第１段の面と、前記磁性体が前記オープン位置に向かう方向において前記第１段の面に隣接し前記第１段の面より高い位置にある第２段の面とを有する。前記突起は、前記ヨークのプレート部から前記ラッチに向かって延出するアームと、そのアームから上方に折り曲げられたタブとを有し、前記タブの先端面は、前記第１段の面と前記第２段の面とを有する。あるいは、前記突起は、水平に延びるアームと、そのアームの上面に先端よりも内側の位置において起立しているピンとを有し、前記アームの上面の先端は前記第１段の面であり、前記ピンの上面は前記第２の段の面である。これらにより、効果的にラッチ性能への影響を抑えながらその振動を抑制することができる。

本発明により、アクチュエータをロックするシングルラッチのラッチ性能への影響を抑えながらその振動を抑制することができる。

以下に、本発明を適用した実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため必要に応じて重複説明は省略されている。本形態においては、ディスク・ドライブ装置の一例であるＨＤＤについて説明する。本形態のＨＤＤは、外力による慣性力により回動するアクチュエータを係止するメカニカルラッチを有している。

本形態のメカニカルラッチは、１ピース・タイプのメカニカルラッチ（シングルラッチ）である。このシングルラッチは、外力による慣性力によってデータ領域側に回動するアクチュエータの回動を係止し、アクチュエータをロックする。本形態の特徴的な点は、シングルラッチの磁性体に磁気バイアス力を与える構造に特徴を有する。アクチュエータのボイス・コイル・モータの一部を構成するヨークは突起を有し、その突起の先端は特定の形状を有している。これにより、シングルラッチのラッチ性能への影響を抑えながらその振動を抑制することができる。

本形態のシングルラッチ及びそれに磁気バイアス力を与えるヨークの構造について詳細に説明する前に、本形態のシングルラッチが実装されるＨＤＤの構成について説明する。図１は、本形態のシングルラッチ１８が実装されているＨＤＤ１の全体構成を示している。ベース１０は、その上部開口を塞ぐトップ・カバー（不図示）と固定されて筐体を構成し、ＨＤＤ１の各構成要素を収容する。スピンドル・モータ１３は、所定角速度で磁気ディスク１１を回転する。データを記憶するディスクの一例である磁気ディスク１１は、スピンドル・モータ１３の回転するスピンドル軸に固定されている。ヘッドの一例であるヘッド・スライダ１２は、スライダと、スライダ表面に形成された記録素子及び／又は再生素子を有している。

アクチュエータ１４はアクチュエータ回動軸１５に回動自在に保持されており、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１６によって駆動される。アクチュエータ１４はヘッド・スライダ１２を保持し、アクチュエータ回動軸１５において回動することによってヘッド・スライダ１２を移動する。アクチュエータ１４は、ヘッド・スライダ１２が配置されたその先端部から、サスペンション１４１、そのサスペンション１４１を支持しアクチュエータ回動軸１５が嵌合する孔を有するアーム１４２、コイル・サポート１４３、コイル・サポート１４３の内周側のフラットコイル１４４の順で結合された各構成部材を備えている。ＶＣＭ１６は、フラットコイル１４４と、そのフラットコイル１４４を挟むように配置された二つのマグネット（図１において不図示）から構成される。図１には、上側のマグネットを保持するアッパー・ヨーク１６１が示されている。なお、マグネットは、下側あるいは上側の一方のみに配置されることもある。

図１に例示するように、ヘッド・スライダ１２のデータ記録領域へのアクセス（リードとライトとを含む概念）のため、アクチュエータ１４は回転している磁気ディスク１１のデータ領域でヘッド・スライダ１２を移動する。アクチュエータ１４が回動することによって、ヘッド・スライダ１２が磁気ディスク１１の表面の半径方向に沿って移動する。典型的に、ヘッド・スライダ１２は磁気ディスク１１上を浮上する。

ランプ１７は磁気ディスク１１の外周側において、磁気ディスク１１の横に設けられている。ＨＤＤ１の非動作時やアイドル時など、データ・アクセス（リードもしくはライト）を行わないとき、アクチュエータ１４はランプ１７上において待機位置にある。ヘッド・スライダ１２のアンロードにおいて、アクチュエータ１４は磁気ディスク１１のデータ領域上からランプ１７の方向に回動し（図１における時計回り）、アクチュエータ１４先端のタブ１４５がランプ１７上を摺動しながら移動し、アクチュエータ１４は待機位置で停止する。このとき、ヘッド・スライダ１２は、磁気ディスク１１から外れた位置にある。ロードにおいて、アクチュエータ１４は、アンロードと反対方向に回動し、ヘッド・スライダ１２を磁気ディスク１１のデータ領域に移動する。

アクチュエータ１４が待機位置にあるとき、ＨＤＤ１に外力が加わると、アクチュエータ１４が慣性力によって回動し、アクチュエータ１４及びヘッド・スライダ１２が磁気ディスク１１のデータ領域上に移動する可能性がある。アクチュエータ１４がランプ１７から急激にロードされると、ヘッド・スライダ１２が大きく振動する。このため、データ領域におけるデータ、ヘッド・スライダ１２あるいはサスペンション１４１が破損する可能性が高い。シングルラッチ（以下においてラッチ）１８は、外力によりヘッド・スライダ１２あるいはサスペンション１４１が磁気ディスク１１上に移動しないように、回動するアクチュエータ１４を係止する。

図２（ａ）は、磁気ディスク１１上にあるアクチュエータ１４とオープン状態で静止しているラッチ１８とを示している。図２（ｂ）は、ランプ１７上の待機位置に静止しているアクチュエータ１４とクローズ状態で静止しているラッチ１８とを示している。ラッチ１８は、ラッチ回動軸１８１において回動する。図２（ａ）に示すように、アクチュエータ１４が磁気ディスク１１上にあるとき、ラッチ１８は開いている。一方、アクチュエータ１４が待機位置にあるとき、図２（ｂ）に示すように、ラッチ１８は閉じている。アクチュエータ１４が待機位置にあるときにラッチ１８が閉じていることで、外部から衝撃が加わった場合にラッチ１８がアクチュエータ１４をより確実に係止することができる。

ラッチ１８がアクチュエータ１４の軌道上にあるとき、ラッチ１８はクローズの状態にあり、軌道上から外れているときはオープンの状態にある。従って、アクチュエータ１４の待機位置から磁気ディスク上への回動と共にラッチ１８は回動し、その回動の途中でクローズ状態からオープン状態に切り替わる。以下において、アクチュエータ１４が待機位置に停止しているとき、クローズ状態で静止しているラッチ１８の位置（状態）を待機クローズ位置（状態）と呼ぶ。また、アクチュエータ１４が磁気ディスク上にあるときにオープン状態で静止しているラッチ１８の位置（状態）を、静止オープン位置（状態）と呼ぶ。

アクチュエータ１４（ヘッド・スライダ１２）が磁気ディスク上から待機位置にアンロードされるとき（図２（ａ）から図２（ｂ）への移動）、コイル・サポート１４３の磁気ディスク１１側端がラッチ１８のバー１８２に当接し、バー１８２を押し込む。時計回りの回動するアクチュエータ１４がラッチ１８を押して、ラッチ１８がラッチ回動軸１８１において反時計回りに回動する。これにより、静止オープン状態にあったラッチ１８が待機クローズ状態となる。

図３（ａ）〜（ｄ）は、ラッチ１８の構造を示す斜視図である。図３（ａ）及び（ｃ）は、ベース内壁側のラッチ１８の構造を示している。図３（ｂ）及び（ｄ）は、アクチュエータ１４側の構造を示している。図３（ａ）及び（ｂ）において、図の下側がベース１０の底面側であり、上側がトップ・カバー側である。図３（ｃ）及び（ｄ）において、図の上側がベース１０の底面側であり、下側がトップ・カバー側である。

ラッチ１８は１ピース・タイプのメカニカルラッチであり、バー１８２、ボディ１８３、アーム１８４、ラッチ・フック１８５、カウンター・ウエイト１８６、そして、磁性体からなる磁性体ピン１８７を有している。磁性体ピン１８７以外の構成要素は１ピース構造体であり、典型的にはポリアセタールなどの樹脂で一体成形される。ボディ１８３には回動軸用孔１８８が形成されており、ラッチ１８のラッチ回動軸１８１が嵌合する。

図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明したようにアンロードにおいてコイル・サポート１４３と当接するバー１８２は、図３（ｂ）に符号を示しているように、ボディ１８３からアクチュエータ１４側に突出するアーム８２１と、そのアームから鉛直下方に延びるタブ８２２とを有している。具体的には、コイル・サポート１４３は、バー１８２のタブ８２２に当接する。タブ８２２のコイル・サポート１４３との当接面は曲面であり、アクチュエータ１４の回動により、コイル・サポート１４３との接触点が移動しても、いずれの位置においても同様な接触状態を実現する。

アーム１８４は、ボディ１８３からラッチ回動軸１８１と垂直に延びており、その先にはラッチ・フック１８５が鉛直下方に延びて形成されている。ラッチ・フック１８５は、アクチュエータ１４のフック１４６に接触し、外力により磁気ディスク１１側に回動するアクチュエータ１４を係止する。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、アクチュエータ・フック１４６は、コイル・サポート１４３に形成されている。より具体的には、アクチュエータ・フック１４６は、コイル・サポート１４３の、磁気ディスク１１側後端にある。アクチュエータ１４のアクチュエータ回動軸１５は、ヘッド・スライダ１２とアクチュエータ・フック１４６との間にある。

ラッチ・フック１８５とバー１８２のタブ８２２とは、回動軸用孔１８８を中心として所定の角度で形成されている。カウンター・ウエイト１８６は、ラッチ回動軸１８１を挟んでラッチ・フック１８５の反対側に形成されており、ラッチ１８全体の重心位置を、回動軸用孔１８８の孔径の範囲内に位置させている。

バー１８２の近傍に、磁性体ピン１８７が組み付けられている。磁性体ピン１８７は鉄やニッケルなどの磁性体であり、ＶＣＭ１６のマグネットの磁力により吸引される。ラッチ１８は、図２（ａ）、（ｂ）においてラッチ回動軸１８１を中心にして時計回りに回転するようなバイアス力を受ける。このバイアス力により、図２（ａ）に示したように、アクチュエータ１４が磁気ディスク１１の上にあるとき、ラッチ１８が静止オープン位置に維持される。図２（ａ）において、ラッチ１８が最も開いた状態にあり、ラッチ・フック１８５がベース１０の側壁１０１に最も近い位置にある。具体的には、ラッチ・フック１８５の先端は、ベース１０内の側壁１０１の突出部に当接している。

図２（ｂ）に示すように、待機位置において、コイル・サポート１４３とラッチ１８のバー１８２が接触した状態で、ラッチ１８は待機クローズ位置に保持されている。また、ラッチ・フック１８５は鉛直下方に延びており、ラッチ・フック１８５を支持するアーム１８４は、コイル・サポート１４３に形成されているアクチュエータ・フック１４６上方に、立体的に重なり合うような位置にある。

アクチュエータ１４の待機位置からのロード方法について説明する。ＨＤＤ１が起動され、磁気ディスク１１が定常回転に達すると、アクチュエータ１４は所定の速度でアクチュエータ回動軸１５を中心にして図２（ａ）、（ｂ）における反時計回りに待機位置から回動を開始する。ラッチ１８は、アクチュエータ１４の回動に伴い、ＶＣＭ１６から磁性体ピン１８７に作用する磁気バイアス力により時計回りに回動し、ラッチ・フック１８５がベース１０内の側壁１０１に接触した状態で保持される（図２（ａ））。

次に、アクチュエータ１４の磁気ディスク上からのアンロード方法について説明する。アクチュエータ１４は、アクチュエータ回動軸１５を中心にして時計回りに回動し、ランプ１７に乗り上げて、待機位置で停止する。アクチュエータ１４の回動において、コイル・サポート１４３の左側端面が、ラッチ１８のバー１８２に当接し、ラッチ１８を反時計回りに回動させる。待機位置では、アクチュエータ・フック１４６の移動軌跡上にラッチ・フック１８５が配置されているので、ラッチ１８はクローズ状態である（図２（ｂ）)。このように、待機位置では、ラッチ・フック１８５が、ヘッド・スライダ１２がランプ１７上から磁気ディスク１１上にロードされる方向にアクチュエータ１４が回動することを妨げるように配置される。

以下において、非動作時に、ＨＤＤ１に外力が加えられたときのラッチ１８及びアクチュエータ１４の挙動について説明する。外力は、いろいろな方向の力の成分を含むものであり、ＨＤＤ１を回転させるモーメントも含まれる。かかるモーメントを受けると、モーメントの方向により、アクチュエータ１４は、磁気ディスク１１側に回動する（反時計回りの回動）、あるいは、磁気ディスク１１から離れる方向に回動する（時計回りの回動）。このように、アクチュエータ１４は、外力による慣性力によって、いずれの方向にも回動しうるが、時計回りで回動したアクチュエータ１４はクラッシュ・ストップに衝突し、リバウンドにより反時計回りに回動する。ラッチ１８は、アクチュエータ１４のこれら反時計回りの回動を係止する。

アクチュエータ１４が磁気ディスク１１側に回動すれば、上述のように、磁気バイアス力によりラッチ１８はオープンする方向（時計回り）に回動する。しかしながら、外力を受けてアクチュエータ１４が反時計回りに回動を始めると、磁気バイアスが時計回りに掛かっているにせよ、ラッチ・フック１８５も反時計回りに回動する。ラッチ・フック１８５はアクチュエータ・フック１４６の移動軌跡上にあり、クローズ状態である。そのため、ラッチ・フック１８５は、アクチュエータ・フック１４６を捉えることができ、ヘッド・スライダ１２が磁気ディスク１１上にロードされることはない。

このように、ラッチ１８の動作は、ラッチ１８が待機クローズ状態からオープン状態になるまで回動するのにかかる時間を基準とする。ここでのオープン状態は回動しているラッチ１８がクローズからオープンへと切り替わるタイミングのオープン状態を指す。ロードにおいては磁気バイアスでラッチ１８がオープンになる時間よりも遅くアクチュエータ１４を回動することによりラッチ１８が外れる。ＨＤＤ１に外部衝撃が与えられた時は、衝撃時のアクチュエータ１４の回動時間が上記時間よりも十分に短い、すなわち、回動速度が速いこととラッチ１８が衝撃により反時計回りに回動することを利用して、ラッチ１８はアクチュエータ１４を係止する。

本形態は、ラッチ１８に対するＶＣＭ１６からの磁気バイアス力の与え方にその特徴を有している。図４（ａ）はＨＤＤ１の部分拡大図であり、アクチュエータ１４が磁気ディスク上にあるときに、静止オープン位置にあるラッチ１８を示す。図４（ｂ）はＨＤＤ１の部分拡大図であり、アクチュエータ１４が待機位置にあるときに待機クローズ位置で静止しているラッチ１８を示す。図４（ａ）、（ｂ）において、アクチュエータ１４は省略してある。上述のように、アクチュエータ１４のロード（磁気ディスク上への移動）において、ラッチ１８は、ＶＣＭ１６からの漏洩磁束により誘起される磁気バイアス力によって回動して、待機クローズ状態（図４（ｂ））から静止オープン状態（図４（ａ））へ変化する。

ラッチ１８には、二つの点において高い性能が要求される。一つは、外力により待機位置から磁気ディスク１１へ向かって回動するアクチュエータ１４を係止するラッチ性能である。もう一つは耐振動特性であり、外部から加わる衝撃や振動によって自身が振動することでヘッドの位置決めに対する有害な振動源とならないことが重要である。ＶＣＭ１６からの磁気バイアス力は、これら二つの特性を決定する重要なファクタである。

ラッチ性能を高めるためには、ラッチ１８がクローズ状態（アクチュエータ１４を係止することができる状態）にある時間を長くすることが重要である。そのためには、磁気バイアス力によるラッチ１８のＸＹトルクが小さいことが好ましい。磁気バイアス力は、ラッチ１８をオープン状態へと引き込む力である。従って、ＸＹトルクは、ラッチ１８がラッチ回動軸１８１において回動してオープンするときのトルクであり、ＸＹトルクを小さくすることでラッチがクローズしている時間をより長く得ることができる。

一方、耐振動特性を高めるためには、磁気バイアス力におけるＺ方向の成分を大きくすることが有効である。ラッチ１８は、ラッチ回動軸１８１にトップ・カバー側から挿入されており、その下面がベース内の台面に当接している。従って、Ｚ方向のベース底面に向かう磁気バイアス力を強くすることでラッチ１８の小さい動きが拘束され、ヘッド・ポジショニングに有害な振動の発生を抑制することができる。アクチュエータ１４（ヘッド・スライダ１２）が磁気ディスク上にあるとき、ラッチ１８は静止オープン状態（図４（ａ））にある。従って、静止オープン状態にあるラッチ１８に対する磁気バイアス力のＺ方向成分を大きくすることが必要である。

以上の説明から理解されるように、ＶＣＭ１６からラッチ１８に作用する磁気バイアス力は、静止オープン状態にあるラッチ１８に対して、大きなＺ方向成分を有することが要求される。一方、静止オープン状態にあるラッチ１８へのＺ方向磁気バイアス力を増加させても、ラッチ１８をクローズ状態からオープン状態へと変化させるＸＹトルクが増加しない、あるいは、その増加量ができるだけ小さいことが望まれる。

ラッチ１８に対する磁気バイアス力は、ＶＣＭ１６からの漏洩磁束とラッチ１８に装着されている磁性体ピン１８７との間で発生している。図５（ａ）は図４（ａ）のＡ−Ａ切断線における断面図、図５（ｂ）は図４（ｂ）のＢ−Ｂ切断線における断面図である。ＶＣＭ１６は、アッパー・ヨーク１６１、ロア・ヨーク１６２、そしてマグネット１６３を有している。マグネット１６３は、アッパー・ヨーク１６１に接触して固定されており、アッパー・ヨーク１６１とロア・ヨーク１６２との間にある。マグネットの数は、設計により１枚もしくは２枚とする。

アッパー・ヨーク１６１とロア・ヨーク１６２との間、あるいは、マグネット１６３とロア・ヨーク１６２との間において磁束が発生している。ここからの漏洩磁束が磁性体ピン１８７に作用して、磁性体ピン１８７をＶＣＭ１６に引っ張るバイアス力が働く。これにより、ラッチ１８がオープン方向（図４（ａ）、（ｂ）において時計回り）に回動する。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ロア・ヨーク１６２は、突起６２を有している。突起６２からの漏洩磁束が存在し、ロア・ヨーク１６２の外縁に漏洩磁束を発生させている。磁性体ピン１８７は、突起６２からの漏洩磁束により大きなバイアス力を受ける。図６（ａ）、図６（ｂ）は、それぞれ、静止オープン位置における磁性体ピン１８７の位置と、待機クローズ位置にある磁性体ピン１８７の位置とを示している。図６（ａ）、図６（ｂ）は、それぞれ、図５（ａ）、図５（ｂ）において、ラッチ１８における磁性体ピン１８７のみを抽出した図に相当する。磁性体ピン１８７は外周面に凹凸を有しており、ラッチの本体内にはめ込まれて固定されている。

突起６２は、ロア・ヨーク１６２のプレート部６２０から外側へ（ラッチ１８に向かって）と突出するアーム６２１と、そのアーム６２１から屈曲して上方に向かうタブ６２２を有している。図の構成において、アーム６２１は、プレート部６２０から水平（ラッチ回動軸１８１に垂直）に延びている。製造上は、アーム６２１は水平であることが好ましいが、上方あるいは下方に傾いていてもよい。タブ６２２は、アーム６２１から磁性体ピン１８７の底面に向かって延びている。タブ６２２の先端（突起６２の先端）には先端面６２３が形成されている。先端面６２３は、水平面（磁気ディスク記録面に平行あるいはラッチ回動軸１８１に垂直な面）に対して傾斜している。

突起６２からの漏洩磁束によって磁性体ピン１８７にラッチ・オープン方向への引力を与えるにおいて、アクチュエータ１４が磁気ディスク上にあってラッチ１８が静止オープン状態である（図６（ａ））とき、Ｚ方向（ラッチ回動軸１８１に沿った方向）における大きな引力を与えて耐振動特性を上げることが重要である。一方、ラッチ特性の点から、ラッチ１８がクローズ状態からオープン状態へと回動する速度を早くしすぎないよう、漏洩磁束による引力おけるＸＹトルクは小さいことが好ましい。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、突起６２の先端面６２３は、ＶＣＭ１６の内側から外側にいくにつれて下るように傾斜している。そのため、先端面６２３の高さ位置（Ｚ方向における位置であり、ベース底面が下側でトップ・カバーが上側）は磁性体ピン１８７がラッチ・オープン方向に移動して、ＶＣＭ１６に近づくに従って高くなる。先端面６２３のこの傾斜により、磁性体ピン１８７がラッチ・オープン方向に移動して、ＶＣＭ１６（突起６２）に近づくにつれて、磁性体ピン１８７の底面８７１と先端面６２３との間のＺ方向における距離が小さくなる。

磁性体ピン１８７に働くＺ方向の力は、先端面６２３との間のＸＹ面内での距離が小さくなると大きくなる。さらに、磁性体ピン１８７の底面８７１と先端面６２３との間のＺ方向における距離が小さい程、磁性体ピン１８７に働くＺ方向における力は大きくなる。従って、静止オープン位置にある磁性体ピン１８７に対して、より強いＺ方向の力を作用させることができる。これにより、アクチュエータ１４（ヘッド・スライダ１２）が磁気ディスク上にあるとき、静止オープン状態におけるラッチ１８の振動を効果的に抑制することができる。

図６（ａ）の構成例においては、磁性体ピン１８７の底面８７１のマグネット側端と突起先端面６２３のマグネット側端とは、Ｚ方向においてみた場合に略一致している。Ｚ方向の力は、ラッチ１８がクローズ状態からオープン状態に変化するにつれて徐々に増加し、オープン状態において最も強い。

一方、ＸＹトルクは先端面６２３との間のＸＹ面内での距離が小さくなると大きくなる。また、ＸＹトルクは磁性体ピン１８７の底面８７１と先端面６２３との間のＺ方向における距離が小さくなると増加するが、その度合いはＺ方向における力に対して小さい。そのため、先端面６２３により、静止オープン位置にある磁性体ピン１８７へのＺ方向の力が大きく増加するに対して、ＸＹトルクの増加を小さく抑えることができる。このように、タブ６２２の先端面６２３が上述のような斜面であることにより、静止オープン位置にあるラッチ１８へのＺ方向における磁気バイアス力を強めてその振動を抑制することができると共に、ＸＹトルクの増加を抑えることでラッチ性能の低下を抑えることができる。

図７（ａ）、（ｂ）は、突起６２の構造を示す斜視図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）における円で囲まれた部分の拡大図である。突起６２において、タブ６２２は、アーム６２１に対してプレス加工により折り曲げることで形成されている。傾斜する先端面６２３は、切削加工により形成することもできるが、製造効率を考慮すれば、プレス加工により形成することが好ましい。なお、突起６２は、先端面６２３の位置及び角度の調整のためにアーム６２１を有することが好ましいが、必要でなければそれに相当する部分を有していなくともよい。これは、以下に説明する他の異なる突起構造において同様である。

ロア・ヨーク１６２の製造において、プレート部からまっすぐ突出する突起を形成し、その先端を折り曲げることで、図に示す、アーム６２１、タブ６２２そして先端面６２３を有する突起を容易に形成することができる。また、タブ６２２の長さと曲げ角度を調整することで、先端面６２３の中心の高さ位置（Ｚ方向における位置）と、傾斜角度を調整することができる。このように、アーム６２１とタブ６２２とにより、先端面６２３の位置と傾斜を容易に所望位置に合わせることができる。

上述の説明から理解されるように、先端面６２３の傾斜角（図７（ｃ）におけるα）は、ラッチ１８に対するＺ方向の力とＸＹトルクとを決める重要な要素の一つである。図８は、傾斜角αが０°（水平先端面）の構成を基準として、傾斜角αが４５°と３０°のときのＺ方向における磁気バイアス力とＸＹトルクとを示すシミュレーション・データである。図８のグラフからわかるように、傾斜角αが４５°と３０°においては、基準に対して、Ｚ方向における力が増加し、ＸＹトルクは略同じである。傾斜角αが３０°〜４５°の範囲おいて、特に好ましい磁気バイアス力をラッチ１８に与えることができる。

図９（ａ）、（ｂ）は、突起６２の他の好ましい形状を示す斜視図である。図９（ａ）の突起６２は、円を描く磁性体ピン１８７の軌道に合わせて斜めに折り曲げられている。つまり、タブ６２２は、Ｚ方向上向きに折り曲げられると共に、ＸＹ面内において折り曲げられている。これにより、先端面６２３の法線をＸＹ面内に射影した方向が、静止オープン位置における磁性体ピン１８７の軌跡の接線方向に近づけることができる。磁性体ピン１８７の軌跡に合わせて傾けることで、クローズ位置でよりピン−突起の距離を長く取れてＸＹトルクを減らすことができる。なお、ＸＹ面内に屈曲するようにカットした後、Ｚ方向に折り曲げることで、この突起６２を形成することもできる。

図９（ｂ）の突起６２は、ロア・ヨーク１６２のプレート部から突出して、上側に折り曲げられた三角柱の形状を有している。このため、上側の角６２４が最も高い先端位置にある。図７（ａ）、図９（ａ）に示す突起形状と同様に、ラッチ１８が静止オープン位置へと近づくにつれて、磁性体ピン１８７と突起６２との間のＺ方向における距離は小さくなる。また、先端の点である角６２４が最も高い位置にあるため、静止オープン位置にある磁性体ピン１８７に対して、より強いＺ方向における力を作用させることができる。

図１０（ａ）、（ｂ）は、突起６２の他の好ましい形状を示す斜視図である。上記の突起６２は傾斜する面を有しているが、ここに示す突起６２は、水平であって高さ位置が異なる複数段の面を有している。ラッチ性能を悪化させることなく静止オープン位置におけるＺ方向の力を大きくするためには、高さが連続的に変化する傾斜を有する突起構造が好ましい。しかし、高さが異なる複数段差面を有することで、ラッチ位置に応じた磁気バイアス力をラッチ１８に与えることができる。

図１０（ａ）の構成において、突起６２は、タブ６２２の先端面として、水平な第１の面６２６と、第２の面６２５とを有している。第２の面６２５が第１の面６２６の内側（プレート部側）にあり、磁性体ピン１８７がクローズ位置からオープン位置へと向かう方向において、第２の面６２５は第１の面６２６に隣接している。第２の面６２５は、第１の面６２６より高い位置にある。タブ６２２のフラットな先端面の一部をつぶし加工することで、第１の面６２６を容易に形成することができる。

磁性体ピン１８７は、静止オープン位置において第２の面６２５に近いため、より強いＺ方向の力を受ける。静止オープン位置から離れると、外側の第１の面６２６と磁性体ピン１８７との間の距離が第２の面６２５と磁性体ピン１８７との間の距離よりも大きく、ラッチ性能の悪化を抑えることができる。Ｚ方向における力をより強めるため、好ましくは、磁性体ピン１８７は、静止オープン位置において、Ｚ方向においてみた場合に第２の面６２５と（少なくとも一部が）重なる。

なお、図１０（ａ）の構成において、第１の面６２６と第２の面６２５とは水平であるが、タブ６２２を傾けることで、これらの面６２６、６２５を傾斜させてもよい。これにより、各面６２５、６２６は、図７に示した斜面の先端面６２３と同様の作用を示す。また、タブ６２２の先端に、３段以上の高さが異なる面を形成してもよい。

図１０（ｂ）の構成において、突起６２は、水平に延びるアーム６２１の上面で起立するピン６２７を有している。ピン６２７をアーム６２１の上面に打ちつけることで、容易に固定することができる。ピン６２７の上面２７１は水平であり、アーム６２１の上面２１１よりも高い位置にある。待機クローズ位置にある磁性体ピン１８７に対して、アーム６２１の上面２１１の一部が、ピン６２７の上面２７１よりも近い。磁性体ピン１８７は、静止オープン位置においてピン６２７の上面２７１に近いため、より強いＺ方向の力を受ける。

ピン６２７は、アーム６２１の先端よりも内側に固定されている。静止オープン位置から離れると、アーム６２１の上面２１１と磁性体ピン１８７との間の距離がピン６２７の上面２７１と磁性体ピン１８７との間の距離よりも大きく、ラッチ性能の悪化を抑えることができる。Ｚ方向における力をより強めるため、好ましくは、磁性体ピン１８７は、静止オープン位置において、Ｚ方向においてみた場合にピン６２７の上面２７１と（少なくとも一部が）重なる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるまのではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲内において容易に変更、追加、変換することが可能である。本形態においては、ディスク・ドライブ装置として磁気ディスクを用いたＨＤＤを説明したが、ディスク型の記録媒体に対応したディスク・ドライブ装置であれば、その記録方法は特に限定されない。本発明のラッチは、アクチュエータが磁気ディスク内周側領域で待機するコンタクト・スタート・ストップを使用するＨＤＤに適用することができる。

本発明の実施の形態におけるハードディスク・ドライブの全体構成を模式的に示す平面図である。 本実施の形態において、磁気ディスク上にあるアクチュエータとラッチ、ランプ上の待機位置に停止しているアクチュエータとラッチ、を示している。 本実施の形態に係るシングルラッチの構造を示す斜視図である。 本実施の形態において、オープン状態にあるラッチとクローズ状態にあるラッチとを示す図である。 本実施の形態において、オープン状態にあるラッチとロア・ヨークの突起との位置関係及びクローズ状態にあるラッチとロア・ヨークの突起との位置関係を示す図である。 本実施の形態において、オープン状態にあるラッチの磁性体ピンとロア・ヨークの突起との位置関係及びクローズ状態にあるラッチの磁性体ピンとロア・ヨークの突起との位置関係を示す図である。 本実施の形態におけるロア・ヨークの突起の構造を示す斜視図である。 本実施の形態において、ロア・ヨークの突起の先端面の傾斜角とＺ方向の力及びＸＹトルクとの関係を示すデータである。 本実施の形態において、好ましい他の構造を有するロア・ヨークの突起を示す斜視図である。 本実施の形態において、好ましい他の構造を有するロア・ヨークの突起を示す斜視図である。

符号の説明

１ ハードディスク・ドライブ、１０ ベース、１１ 磁気ディスク
１２ ヘッド・スライダ、１３ スピンドル・モータ、１４ アクチュエータ
１５ アクチュエータ回動軸、１６ ボイス・コイル・モータ、１７ ランプ
１８ シングルラッチ、６２ 突起、１０１ ベース内の側壁、１４１ サスペンション
１４２ アーム、１４３ コイル・サポート、１４４ フラットコイル、１４５ タブ
１４６ アクチュエータ・フック、１６１ アッパー・ヨーク、１６２ ロア・ヨーク
１６３ マグネット、１８１ ラッチ回動軸、１８２ バー、１８３ ラッチ・ボディ
１８４ アーム、１８５ ラッチ・フック、１８６ カウンター・ウエイト
１８７ 磁性体ピン、１８８ 回動軸用孔、２１１ 突起のアームの上面
２７１ 突起上のピンの上面、６２０ プレート部
６２１ 突起のアーム、６２２ 突起のタブ、６２３ 突起の先端面、６２４ 突起の角
６２５ 突起の第２の面、６２６ 突起の第１の面、６２７ 突起上のピン
８２１ アーム、８２２ タブ、８５１ 係止面、８７１ 底面

Claims (9)

1. ディスクのデータ記録領域にアクセスするヘッドと
   前記ヘッドを支持し、回動することで前記ヘッドを移動するアクチュエータと、
   前記アクチュエータの回動軸方向において前記アクチュエータのボイス・コイルと重なるように配置され、そのボイス・コイルと共にボイス・コイル・モータを構成する、マグネット及びヨークと、
   回動軸において回動し、外力により前記データ記録領域へ向かって回動する前記アクチュエータを係止可能なラッチと、を有し、
   前記アクチュエータが待機位置にあるとき、前記ラッチは前記アクチュエータの一部に支持されてクローズ位置にあり、
   前記アクチュエータの前記待機位置から前記データ記録領域上への回動と共に、前記ラッチは、前記ボイス・コイル・モータからの漏洩磁界により前記ラッチの磁性体に作用する磁気バイアス力により回動してオープン位置で静止し、
   前記ヨークは、前記オープン位置における前記磁性体に向かって突出し、前記磁性体よりも低い位置にある突起を有し、
   前記突起は、前記磁性体が前記オープン位置に向かう方向において高さが高くなる先端部を有する、
   ディスク・ドライブ。
2. 前記突起の先端部は、前記磁性体が前記オープン位置に向かう方向において高くなる斜面の先端面を有している、
   請求項１のディスク・ドライブ。
3. 前記突起は、前記ヨークのプレート部から前記ラッチに向かって延出するアームと、そのアームから上方に折り曲げられたタブと、を有し、
   前記タブの先端面は前記斜面の先端面である、
   請求項２のディスク・ドライブ。
4. 前記斜面の先端面の傾斜角度は、３０°〜４５°の範囲内にある、
   請求項２に記載のディスク・ドライブ。
5. 前記斜面の法線は、前記オープン位置における前記磁性体の軌道の接線方向を向いている、
   請求項２に記載のディスク・ドライブ。
6. 前記突起の先端部は、最も高い位置に頂点を有している、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ。
7. 前記突起の先端部は、第１段の面と、前記磁性体が前記オープン位置に向かう方向において前記第１段の面に隣接し前記第１段の面より高い位置にある第２段の面と、を有する、
   請求項１に記載のディスク・ドライブ。
8. 前記突起は、前記ヨークのプレート部から前記ラッチに向かって延出するアームと、そのアームから上方に折り曲げられたタブと、を有し、
   前記タブの先端面は、前記第１段の面と前記第２段の面とを有する、
   請求項７に記載のディスク・ドライブ。
9. 前記突起は、水平に延びるアームと、そのアームの上面に先端よりも内側の位置において起立しているピンと、を有し、
   前記アームの上面の先端は前記第１段の面であり、前記ピンの上面は前記第２段の面である、
   請求項７に記載のディスク・ドライブ。

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