JPH065017A - ディスク駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスク間隔の削減及び慣性の低減を可能と
すべく厚さ及び重量を削減したヘッド懸架アセンブリを
提供すること 【構成】 ステンレス鋼製の平坦なストリッフ゜という形態の細長
部材(7)を有し、この細長部材(7)は末端部(7a)を有し、
この末端部(7a)はステンレス鋼製のロート゛ヒ゛ーム(4)とストリッフ゜(7)
とを位置合わせした状態でロート゛ヒ゛ーム(4)の取り付け端部
(4a)に溶接される。ロート゛ヒ゛ーム(4)の末端部(4b)上の対応
位置に磁気ヘット゛(5)が取り付けられる。ロート゛ヒ゛ーム(4)が互
いに位置合わせされ、その末端部(4b)上の磁気ヘット゛(5)
が反対に向いた状態で、ストリッフ゜(7)がその末端部(7a)で
一体的に溶接される。ストリッフ゜(7)は置き換え対象となる
補強板又はすえ込み板と同じ厚さである。アクチュエータ(2)の
アーム(3)は、ストリッフ゜(7)の取り付け端部(7b)間に位置決め
され固定される。これにより軽量で寸法的な安定性を有
する堅牢なＡフレーム型構造が与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般にディスク駆動機
構に関し、特にディスク・スタック内のディスクの軸方
向間隔を縮減可能なディスク駆動機構用のヘッド懸架ア
センブリに関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスク駆動機構の開発においては、情
報記憶の容積密度を高め、その記憶情報にアクセスする
のに必要な時間を削減することが趨勢となっている。情
報記憶密度を高める方法には、所定容積におけるディス
ク数を増大させる、という方法がある。これはディスク
の軸方向間隔の縮減を必要とするものであり、その縮減
はヘッド懸架アセンブリの設計に直接影響を及ぼす。デ
ィスク数が増大すると、必要なヘッド、アクチュエータ
・アセンブリ用のロード・ビーム及びアームの数が増大
し、それらは全て、ヘッドの支持し、移動、及び位置決
めを行うアクチュエータ・アセンブリの質量即ち重量に
加えられる。これは、ディスク上の情報にアクセスする
のに必要な時間を削減するという要求に反するものであ
る。

【０００３】ヘッド懸架アセンブリは、従来は、アクチ
ュエータによって移動されるようにそのアクチュエータ
に接続されたアームを備えている。そのアームの末端
は、可撓性もしくは弾性を有するロード・ビームの一端
（取り付け端部と呼ばれる）に接続されている。トラン
スデューサ例えば磁気ヘッドは、ロード・ビームの末端
の、ディスク表面と直面する位置に可撓的に支持され
る。ディスク２枚以上のディスク・スタックでは、アク
チュエータ・アセンブリの一つのアームは、ディスク・
スタック中の隣接ディスクの隣接表面と直面するヘッド
表面と背中合わせの関係で、２つの前記ロード・ビーム
を担持することになる。

【０００４】ロード・ビームは、弾性ステンレス鋼シー
トから製造され、これは一つの形状係数としては通常は
約0.0762mm（3mil）というオーダーの厚さを有する。ロ
ード・ビームはチャネル即ちＵ字形の断面を有してい
る。アームの末端に取り付けられたロード・ビームの取
り付け端部は補強板からなり、この補強板は前記アーム
の末端に溶接される。ロード・ビームを取り付けるため
に使用されるこの補強板は、ロード・ビームの製造工程
中にロード・ビームを曲げるために不可欠な補強機能も
有している。ロード・ビームを曲げるのは、公知のよう
に、ディスク表面に対し、必要とされるヘッドのばね付
勢を与えるために実施される。ロード・ビームのアーム
への取り付けに関する一般的な方法は、ロード・ビーム
及び補強板を貫いて穿設された穴を通して、ロード・ビ
ームをアームにねじ止めする、という方法である。最近
では、アームの末端の穴に嵌合するボスを補強板に設け
ることが行われている。このボスが前記穴にボール・タ
ップすえ込みされて(ball swage)、ロード・ビームがア
ームに確実に取り付けられる。補強板、即ちすえ込み板
は、ロード・ビーム構造の不可欠な部品である。

【０００５】このような構成において、厚さが約0.508m
m（20mil）となり得る補強板は、アームの末端への取り
付け点におけるアクチュエータ・アセンブリの厚さに加
えられる。これは、ディスク間隔を削減する試みにとっ
て一つの要因となる。従来の方法では、ロード・ビーム
をアームの末端にねじ又はボール・タップのいずれで取
り付けるにせよ、ロード・ビームとアームの末端との間
に補強板を設けている。従って、アームの厚さと、ロー
ド・ビームの厚さの２倍と、補強板の厚さの２倍と、ね
じの頭の厚さの２倍（ねじ止めが行われる場合）と、ア
ームの末端でのディスク表面とアーム・アセンブリとの
隙間の２倍との総和からなる、アームの末端におけるア
クチュエータ・アセンブリの厚さにより、ディスクの最
小軸方向間隔が決まる。

【０００６】米国特許第4,829,395号の特許権所有者で
あるコーン氏等は、前述の従来技術に論及し、ディスク
間隔の削減を達成する研究において、ロード・ビームを
補強板とアームとの間に配することにより、アームの末
端、即ちロード・ビーム／アーム取り付け部におけるア
クチュエータ・アセンブリの厚さを縮減するアーム構造
を開示している。従って、隣接するディスク間を補強板
が通るのを防止するようにアクチュエータ・アセンブリ
を制御することにより補強板の２倍の厚さだけディスク
間隔を削減することが可能である。これは、勿論、２つ
のヘッド及びその撓み取り付け部の厚さの総和、ロード
・ビームの末端の厚さ、及びロード・ビームの末端間の
隙間が、ロード・ビーム／アーム取り付け部におけるア
クチュエータ・アセンブリの厚さより小さいことを前提
にしている。

【０００７】本明細書の図１は、コーン氏等が開示した
種類の従来の構造を示すものである。軸方向に隔置され
たディスク１は軸２を中心に回転する。アーム・スタッ
ク構造のアーム３は末端部３ａを有し、この末端部３ａ
に一対のロード・ビーム４の取り付け端部４ａが取り付
けられる。ロード・ビーム４の末端部４ｂはトランスデ
ューサ５の可撓的な取り付けを行い、このトランスデュ
ーサ５は、隣接するディスク１のそれぞれの表面と直面
する面を有している。すえ込み板６は、各ロード・ビー
ム４の取り付け端部４ａに溶接されている。ボス６ａは
各すえ込み板６の不可欠部分である。ロード・ビーム
は、アーム３の末端部３ａの対向面に向かって配置さ
れ、その位置において、ボス６ａは、アーム３の末端部
の開口部３ｂの対向端部内へと突出している。これらの
ボスは、ロード・ビームをアーム３に固定するために穴
３ｂ内にボール・タップすえ込みされている。ディスク
１の間の位置にすえ込み板６を示す。コーン氏等によれ
ば、すえ込み板６がディスク間を通るのを防止すれば、
ディスク間隔はすえ込み板６の厚さの２倍に等しい間隔
だけ削減できる。この場合には、すえ込み板６がディス
ク１の周縁部の外側に留まるので、ディスクはロード・
ビーム４だけをクリアすればよい。

【０００８】図１を参照すれば明らかであるように、す
え込み板６の厚さを0.508mm(20mil)とすると、すえ込み
板６をクリアするのに必要な間隔から1.016mm(40mil)だ
け間隔を削減でき、すえ込み板用に設けられていたのと
同じ隙間がロード・ビーム用に得られる。しかし、この
方法によるディスク間隔の削減は、ボス６ａの軸方向寸
法によって制約される。ボスは、穴３ｂの壁上で固定把
持を確保及び維持するのに充分な長さでなければならな
い。更に、すえ込み時の端部同士の接触を避けるのに十
分な隙間がボスの端部間に必要である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ディ
スク駆動機構において、ディスク間隔の削減及び慣性の
低減をそれぞれ可能とするため、厚さ及び重量を削減し
たヘッド懸架アセンブリを提供することである。慣性の
低減は、ディスク上に記憶された情報にアクセスする際
のシーク時間の短縮に助するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によるヘッド懸架
アセンブリは、一対のトランスデューサ即ちヘッドと、
一対のロード・ビームと、そのロード・ビームの末端に
ヘッドを可撓的に取りつけるための湾曲部と、ディスク
・スタック中で軸方向に隔置されたディスクのうち隣接
する一対のディスクの表面の間でそれら表面と直面し、
ヘッドの作動面が互いに反対方向に向いた状態で、背中
合わせの関係でロード・ビームを支持する手段とから構
成されている。

【００１１】背中合わせの関係で２つのロード・ビーム
を支持する手段は、溶接可能な２枚の金属ストリップか
ら成っている。ここでヘッド・ベース・ストリップと称
するこれらの金属ストリップは、その端部がロード・ビ
ームの取り付け端部においてロード・ビームの対応する
面に固定されている。ロード・ビームと連結されている
領域におけるヘッド・ベース・ストリップの端部が、向
かい合った関係で一体的に固定されて、ロード・ビーム
が背中合わせの関係で位置合わせされる。ヘッド・ベー
ス・ストリップの対向端部即ち取り付け端部が、アクチ
ュエータ・アームの対向面に固定されて、アクチュエー
タ・アセンブリの一部を形成する。

【００１２】アクチュエータ・アームによって支持さ
れ、取り付け端部にてアクチュエータ・アームの厚さに
よって互いに隔置され、且つ両端にて互いに連結され
た、取り付け端部におけるヘッド・ベース・ストリップ
は、構造的な剛性及び安定性を有する三角形のくさび形
の構造又はＡ形フレームの構造を構成する。

【００１３】各々が従来の補強板とほぼ同じ厚さを有
し、形状係数が同一の、ヘッド・ベース・ストリップに
よって、ディスク間のヘッド懸架厚さはわずか４６ミル
となる。これは、下記の通り計算される。

【００１４】 このヘッド・ベース・ストリップの構造は、これに対応
する長さのアクチュエータ・アームより大幅に質量が小
さくなるものである。この軽量のヘッド・ベース・スト
リップ構造でそれより重いアクチュエータ・アームの対
応部分を置き換えることによって重量が軽減され、その
結果、ディスク駆動機構における直線と回転の双方のア
クチュエータ用途に関してヘッド懸架アセンブリの慣性
モーメントが低減される。

【００１５】本発明は、図面に関連して以下の説明を参
照することにより一層良好に理解されるであろう。

【００１６】

【実施例】現在出願人が把握している本発明を実施する
最適な実施態様を図面に示す。ここではその一例とし
て、回転式ディスク１と回転式アクチュエータ・アセン
ブリ２とを備えた回転式アクチュエータ型のディスク駆
動機構において本発明を実施している。

【００１７】図１、図２及び図３は同じ尺度で示したも
のであり、図１の従来の構造と比較し、本発明によって
得られる改良点は、図面を検討することにより自明であ
る。図１及び従来の実施態様と同様に、図２及び図３
も、ディスクのスピンドルの軸心の周りを所定の一定速
度で回転するように回転可能に支持されている。ディス
クは軸方向に積載され、図３に示すように、その軸方向
間隔は、図１に示す軸方向間隔と比較して大幅に縮小さ
れている。これは、図３、図４及び図５に示すように、
特にロード・ビーム／ヘッド・ベース・ストリップの接
合部４ａ，７ａにおいてアーム積層(armstack)構造の厚
さ寸法が縮減されているからである。回転式アクチュエ
ータ・アセンブリ２は、アクチュエータのスピンドルの
軸心２ａを中心として回転するよう支持されている。ア
クチュエータ・アセンブリ２は、アクチュエータのスピ
ンドルの軸心２ａを中心として回転するベアリング・ハ
ウジング２ｂと、そのベアリング・ハウジングに接続さ
れたアーム３と、ロード・ビーム４と、そのロード・ビ
ーム４の末端に設けられたヘッド５と、前記ロード・ビ
ーム４の取り付け端部４ａに接続された末端部７ａと前
記アーム３の末端部３ａに接続された取り付け端部７ｂ
とを有するヘッド・ベース・ストリップ７とから構成さ
れている。図２に示すように、アーム３からヘッド５に
至るアセンブリは、従来のアセンブリより薄く、図示の
ように構成されていて、近接して隔置されたディスクの
間を全体が通過するようになっている。

【００１８】ヘッド懸架アセンブリの製造には、ロード
・ビームの製造工程及び取り付けにおける変化が極めて
僅かであることが必要とされる。この一層薄いロード・
ビーム・アセンブリを製造するには、従来のすえ込み
板、即ち補強板６をヘッド・ベース・ストリップ７と置
き換えるだけでよい。形状係数が一定である場合には、
ロードビーム４に変更はない。ヘッド・ベース・ストリ
ップ７は、同じ形状係数の従来の補強板と同一の厚さを
有し且つ同一の材料から製造される。従って、ヘッド・
ベース・ストリップ７の末端部７ａにおけるロード・ビ
ーム４への溶接に変更はない。同様に、この溶接された
アセンブリの固定、及びロード・ビームの曲げに際して
は、その取り付け又は曲げ技術をそれほど変更する必要
はない。ロード・ビームを背中合わせ関係で位置決めす
るように、そのロード・ビーム・アセンブリの面７ｅを
接合することは、すえ込みにより、またエポキシ等の適
当な接着剤を使用した接着により、また本発明を実施す
るための現在最適な態様において好適であるように、ロ
ード・ビームの取り付け端部４ａにおいてその端部の隣
接位置で２つ又はそれ以上のスポット溶接部７ｃ（図２
参照）を用いてヘッド・ベース・ストリップ７と共にレ
ーザ・スポット溶接を行うことにより、達成することが
できる。

【００１９】このようにして形成されたロード・ビーム
・アセンブリはアーム３と共に治具にかけられて(ji
g)、アームと接着されるか、溶接されることが好まし
い。図１に示すように、アームがアーム・スタック構造
２と一体構造である場合、個々のロード・ビーム・アセ
ンブリの治具かけは、ヘッド・ベース・ストリップをア
ームの対向面に固定するために接着剤を使用することを
除き、ロード・ビームをアームにボール・タップすえ込
みする図１の形式の従来のアセンブリで用いられる治具
技術を用いて行うことができる。また、アーム３がベア
リング・ハウジング２ｂと別個である図２及び図３の場
合には、ヘッド懸架アセンブリは、アクチュエータ・ア
センブリ２のベアリング・ハウジング部２ｂと別個のア
センブリとして形成される。次いでこれらの別個のヘッ
ド懸架アセンブリは、ベアリング・ハウジング支持体２
ｃで互いに位置合わせされて治具にかけられ、その後に
アーム３の輪部３ｂが、例えばボルト（図示せず）によ
って支持体に固定される。この技術は、本発明の出願人
に譲渡され、本明細書で参考文献として引用することに
よりその全体を織り込んだものとする、Wayne E. Foote
氏の米国特許第4,994,931号である「Actuator Structu
re For A Magnetic Head Suspension Assembly In A Di
sk Drive (ディスク駆動における磁気ヘッド懸架アセン
ブリ用のアクチュエータ構造)」に開示されている。

【００２０】ロード・ビーム４の前面の詳細を図６Ａ及
び図６Ｂに示し、その裏面の詳細を図７Ａ及び図７Ｂに
示す。ロード・ビーム４の取り付け端部４ａは、平坦
で、位置４ｅでヘッド・ベース・ストリップ７の末端部
７ａにレーザ・スポット溶接で溶接されている。ヘッド
・ベース・ストリップ７の末端部７ａにおいて、ロード
・ビーム４は、その前面を横切る図６Ａのライン４ｆに
沿って、図示のように上方に曲げられる。その曲げ角度
は、特定の予荷重を得るため、ロード・ビームの取り付
け端部４ａ間の間隔と、ディスク間の間隔とによって決
まる。ロード・ビームの軽量化を達成するため、ロード
・ビームは、その取り付け端部からその幅にテーパがつ
けられ、その末端部に向かってその末端部まで幅が狭く
なっている。トランスデューサ即ちヘッド５は、平坦面
から変位した部分を有する薄いステンレス鋼の板ばね９
により、ロール及びピッチ方向においてばね付勢された
所定範囲の自由を有すると共に方向的安定性を有するよ
うに取り付けられている。公知のように、前記板ばねの
一部はロード・ビームの末端部４ｂに溶接され、他の部
分はヘッド５に接合されている。図６Ａ及び６Ｂに示す
ように、フランジ４ｄは、フランジ領域でロードビーム
を強化するために、取り付け端部と末端部との間で、テ
ーパがつけられた側縁部に沿って、ロード・ビームの前
面から下方に曲げられて、ディスクに対するヘッドのば
ね付勢が、曲げ領域４ｆにおいてロード・ビームの撓み
によって決定されるようになっている。フランジは、ロ
ード・ビームの末端部４ｂに向かって重量を削減させる
ため、その端部において一層細くなっていることが好ま
しい。

【００２１】ロード・ビーム４が、ヘッド・ベース・ス
トリップに背中合わせの対として溶接され、更にそのヘ
ッド・ベース・ストリップが、長さを短縮したアームに
溶接される、この改良された設計では、ヘッド懸架アセ
ンブリのヘッド・ベース・ストリップ部分は、例えば図
１の種類のアームの材料より大幅に薄い材料から製造す
ることが可能であり、それでも尚、アーム・スタック構
造のヘッド懸架アセンブリ部としての強度要件を満たし
ている。駆動機構もしくはアクチュエータ・アセンブリ
の慣性の低減は、ヘッド・ベース・ストリップ７の領域
においてヘッド懸架アセンブリを軽量化することによっ
て達成される。この軽量化は、回転式アクチュエータ・
アセンブリにおいて、アクチュエータのスピンドルの軸
心２ｂを中心とした大きな半径の範囲内の部位で行われ
るので、慣性の回転モーメントが大幅に低減される。こ
れにより、アクチュエータのスピンドルの軸心２ａを中
心として与えられた所定のトルクについての角加速度が
増大し、その結果として、シーク時間が短縮されること
が理解されよう。

【００２２】ヘッド・ベース・ストリップ７の取り付け
端部７ｂをアーム３の末端部３ａの対向面に溶接し、且
つヘッド・ベース・ストリップ７の末端部７ａをロード
・ビーム４の取り付け端部４ａの取り付け部分又はその
近傍で互いに溶接することによって、一層薄い材料で高
い強度が達成される。このようにして形成された三角形
の開放くさび形又はＡフレーム構造によって、同じ厚さ
の平坦な材料を使用して達成可能な強度より大幅に高い
強度が得られる。更に、開示したヘッド懸架アセンブリ
は、一層低コストな設計となる。アーム３及びとヘッド
・ベース・ストリップは双方とも平坦な板状材料から容
易に打ち抜き加工することができる。所定の形状係数に
ついてロードビームが現存し、製品として利用できる。
任意に選択することであるが、ヘッド・ベース・ストリ
ップ７は、組み立て及び溶接の前に曲げる必要はない。
何故なら、ヘッド懸架アセンブリにおける組み立て位置
でヘッド・ベース・ストリップをその末端部と取り付け
端部とで固定した後にその溶接を行うことは容易に実施
可能であり、ヘッド・ベース・ストリップ７で採用した
僅かな曲げは、意図される機能のための長い柱状部の安
定性要件を劣化させるものではないからである。

【００２３】開示した構造及びその応用にはステンレス
鋼等の材料が好ましい。ステンレス鋼は非磁性体であ
り、その薄い板部材を寸法上安定した所望形状に容易に
打ち抜き加工及び成形することができ、また容易に溶接
でき、更にその部品間の熱膨張係数が同じとなる製造後
の構造は、環境の熱循環中に接合部が外れるということ
がない。しかし、当業者であれば、非磁性特性を呈し別
の固定方法を必要とする別の材料を、本発明を実施する
上で好ましい材料の代わりに使用可能であることが理解
されよう。

【００２４】なお、本出願と同日付けで出願され、本発
明の出願人に譲渡されたMichael O.King 等の第842,701
号「 Head Suspension Assembly For A Disk Drive (デ
ィスク駆動機構用のヘッド懸架アセンブリ)」は本出願
の関連出願である。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、ヘ
ッド懸架アセンブリの厚さ及び重量を削減してディスク
間隔の削減及び慣性の低減が可能となり、これによりデ
ィスク上に記憶された情報にアクセスする際のシーク時
間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アクチュエータ構造のアーム／ロード・ビーム
・アセンブリの詳細を示す、従来のディスク駆動機構の
一部の部分断面側面図である。

【図２】本発明の原理を実施したヘッド懸架アセンブリ
を有するアクチュエータ構造を示す、ディスク駆動機構
の一部の平面図である。

【図３】図２のラインIII-IIIに沿った断面を示す部分
断面側面図である。

【図４】ヘッド・ベース・ストリップの末端へのロード
・ビームの取り付け端の取り付け部においてヘッド懸架
アセンブリの一部を示す部分拡大側面図である。

【図５】アクチュエータ・アームの末端へのヘッド・ベ
ース・ストリップの取り付け端の取り付け部においてヘ
ッド懸架アセンブリの一部を示す部分拡大側面図であ
る。

【図６】（ａ）はロード・ビームの前面を詳細に示す、
ヘッド懸架アセンブリの一部の平面図、（ｂ）はその斜
視図である。

【図７】（ａ）はロード・ビームの裏面を詳細に示す、
ヘッド懸架アセンブリの一部の平面図、（ｂ）はその斜
視図である。

【符号の説明】

１ 回転式ディスク ２ 回転式アクチュエータ・アセンブリ ３ アーム ３ａ 末端部 ４ ロード・ビーム ４ａ 取り付け端部 ４ｂ 末端部 ５ ヘッド ７ ヘッド・ベース・ストリップ ７ａ 末端部 ７ｂ 取り付け端部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向するディスク面を有する少なくとも２
   つのディスクが軸方向に隔置されて回転可能に取り付け
   られてなるディスク・スタックと、 平坦な面を有する取り付け端部とその取り付け端部の反
   対側の末端部とを各々が有する一対の細長いロード・ビ
   ームと、 その各ロード・ビームの各末端部上に対応して配置され
   たヘッドと、 各ロード・ビームの各取り付け端部上に固定された所定
   厚さの平坦な端部を有する手段と、 前記ロード・ビームが位置合わせされていると共に前記
   ヘッドが反対方向に面しているヘッド懸架アセンブリと
   して前記ロード・ビームを一体的に連結するように１つ
   の平坦な端部とその他の平坦な端部とを連結する手段
   と、 前記対向するディスク面の隣接する面に各ヘッドが対向
   して、前記ディスク・スタックにおいて軸方向に隔置さ
   れた２つの隣接するディスク間でほぼ放射方向の経路を
   移動するように、前記ヘッド懸架アセンブリを支持する
   手段とからなることを特徴とする、ディスク駆動機構。