JPH10162519A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ディスク装置

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JPH10162519A
JPH10162519A JP8316400A JP31640096A JPH10162519A JP H10162519 A JPH10162519 A JP H10162519A JP 8316400 A JP8316400 A JP 8316400A JP 31640096 A JP31640096 A JP 31640096A JP H10162519 A JPH10162519 A JP H10162519A
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magnetic disk
disk drive
arm
carriage
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一良 花田
Toshihisa Okazaki
寿久 岡崎
Satomitsu Imai
郷充 今井
Masayuki Honchi
雅之 本地
Hideyuki Takagi
秀幸 高木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の小型化及び薄型化、大容量高記録密度
化、情報処理速度の高速化に適した位置決め構造を達成
する磁気ディスク装置を提供する。 【解決手段】 ヘッドと同等の固有振動数を有する部材
を、ヘッドを1本搭載したヘッドアームの反対面に設け
る。また、ヘッドと同等の固有振動数を有する部材は、
ディスクに対向する最外形(磁気ディスク面に対して垂
直な方向へ投影されたプロフィール)がヘッドと同等
か、あるいは、これをはみ出さない範囲の形状とする。
また、ヘッドと同等の固有振動数を有する部材を、ヘッ
ドと同じ手段でヘッドアームに設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータの記
憶装置の一つである磁気ディスク装置に係り、特に、磁
気ディスク装置の小型化及び薄型化、大容量高記録密度
化、情報処理速度の高速化に好適な位置決め構造を有す
る磁気ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、装置の小型化及び薄型化、大
容量高記録密度化、情報処理速度の高速化を達成するた
めの位置決め機構としては、特開平8−45205号公
報(以下第一の従来例という。)及び特開平5−325
459号公報(以下第二の従来例という。)に記載の例
がある。上記第一、第二の従来技術は、磁気ディスク装
置に発生する振動を抑制して、位置決め精度を高めるも
のである。
【0003】すなわち、第一の従来例は、ボイスコイル
モータとベースを粘弾性部材等を介して固定することに
より、キャリッジの移動によって発生するボイスコイル
モータの振動がベースに伝達されることを抑制するもの
である。
【0004】また、上記第二の従来例は、スプリングア
ームに振動吸収材を設けることにより、シーク時のスプ
リングアームによる残留振動を抑制するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置は、
ノートブック型のパ−ソナルコンピュータの内部に実装
されるなど、従来から小型化及び薄型化、大容量高記録
密度化が要求されている。また、このようなノートブッ
ク型のパ−ソナルコンピュータ等は外部からの給電以外
に、内部にバッテリーを搭載し身近にコンセントが無く
ても使用できるタイプが主流であることから、低消費電
力化についても要求されている。この他にも、装置の信
頼性や低価格化、情報処理速度の高速化が要求されてい
ることはいうまでもない。
【0006】上記の要求から、磁気ディスク装置の位置
決め機構としては、ディスクとヘッドの相対的な位置ズ
レをできるだけ小さくしなければならない。その要因と
してはヘッドやこれを支持するキャリッジ揺動部の振動
及びディスクやこれを支持するスピンドルモータ回転部
の振動がある。
【0007】ヘッドがディスク面上に円周状に記録され
た情報を読み出す時に、振動の幅が大きいと、目的の位
置の半径方向に隣接する情報にかかってしまうため、情
報の半径方向の間隔を大きく設けなければならない。こ
れでは大容量化ははかれない。また、小型化及び薄型化
にも問題がある。
【0008】また、ヘッドの振動は位置決め制御におい
て、ヘッド位置の補正を繰り返す回数が多くなり、目的
の位置に正確に位置決めするまでの時間を要することか
ら、磁気ディスク装置の情報処理速度の高速化に問題が
ある。
【0009】また、従来から、搭載されたディスクの全
面を使用するために、キャリッジのヘッドアームには、
図6に示すようにヘッドが2本搭載された部分と、図7
に示すようにヘッドが1本搭載された部分とがある。ヘ
ッドが1本搭載された部分は、ヘッドが2本搭載された
部分よりも、振動(振幅)が大きいという問題点があ
る。
【0010】これらの課題を解決する方法として、前記
第一の従来例、第二の従来例にあるような方式が検討さ
れてきたが、ヘッドが1本搭載された部分の振動(振
幅)を抑えるには、不十分であった。
【0011】本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑
み成されたもので、ヘッドが1本搭載された部分の振動
(振幅)を抑制し、装置の小型化及び薄型化、大容量高
記録密度化、情報処理速度の高速化に適した位置決め機
構を備えた磁気ディスク装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の磁気ディ
スク装置は、情報を記録する磁気ディスクと、これを保
持して回転させるスピンドルモータと、磁気ディスクに
情報を記録再生するためのスライダを備えたジンバルか
ら成るヘッドと、ヘッドを固定するヘッドアーム部と、
ヘッドをディスク面上の半径方向に移動位置決めするた
めのキャリッジと、これらを保持し、且つ、これらを外
気から遮断するためのベース及びカバーを有するヘッド
ディスク組立体から成る磁気ディスク装置に適用される
ものであり、次の特徴を有している。
【0013】すなわち、実装状態でヘッドと同等の固有
振動数を有する部材を、ヘッドを1本搭載したヘッドア
ームの反対面に設けたことを特徴としている。
【0014】本発明の第2の磁気ディスク装置は、次の
特徴を有している。すなわち、前記第1の発明におい
て、前記部材の磁気ディスク面に対して垂直な方向へ投
影されたプロフィールは、磁気ディスク面に対して垂直
な方向へ投影されたヘッドのプロフィールと同等の形状
か、あるいは、磁気ディスク面に対して垂直な方向へ投
影されたヘッドのプロフィールからはみ出さない形状で
あることを特徴としている。
【0015】本発明の第3の磁気ディスク装置は、次の
特徴を有している。すなわち、前記部材は、ヘッドと同
じ手段でヘッドアームに設けられていることを特徴とし
ている。
【0016】なお、ヘッドを1本搭載したヘッドアーム
の反対面に、2本のヘッドを搭載したアームと同等の振
動数を発生するように部材を設けても良い。さらに、ヘ
ッドを1本搭載したヘッドアームの反対面に、2本のヘ
ッドを搭載したアームと同等の振動数を発生するように
設けた部材について、上記第2の発明と第3の発明を適
用しても良い。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面に示す実施の形
態により、さらに詳細に本発明について説明する。
【0018】図1から図3は、本発明の磁気ディスク装
置の一実施の形態の基本構造を示す一部断面図であり、
磁気ディスク装置を3分割して現したものである。ま
た、図4は磁気ディスク装置の一実施の形態の基本構造
(図1から図3と同等)を示す上面図(カバ−開放状
態)である。なお、以下の説明において、ヘッドとはス
ライダを搭載したジンバル部分を示すものとする。
【0019】図1から図3に示す磁気ディスク装置の基
本構造において、アルミニウムまたは硝子を基板材料と
し、その表面に磁性膜を形成した磁気的に情報を保持す
るディスク5は、スピンドルモ−タにより回転駆動され
る。スピンドルモータは、次のように構成されている。
すなわち、ステンレスを素材とするモータシャフト6f
と、この上下に圧入したモータベアリング6bを介して
精度良く回転するアルミニウムを素材とするハブ6aが
あり、ハブ6aは軸方向にスプリング(図示せず)で予
圧をかけられている。モータシャフト6fのモータベア
リング6b間に固定されたモータコイル6cとそれに対
向するハブ6a内面に永久磁石のモータ磁石6dを固定
し、モータコイル6cに通電することによってハブ6a
を回転させる。ハブ6aにディスク5を挿入し、アルミ
ニウムまたはステンレスまたは鉄を素材とし、リング形
状となっているクランプリング4を用いて、ディスク5
をハブ6aに締結する。クランプリング4の締結方法
は、ハブ6aに焼きばめして締結する。あるいは、ハブ
6aの上面にネジを用いて、締結しても良い。
【0020】回転駆動しているディスク5の表面上に、
0.1ミクロン以下の一定な空間を保ちながら浮上させ
て、磁気的に情報を書き込み或いは読みだす為の電気信
号と磁界との間を変換する電磁コイルを備えるフェライ
トまたは金属薄膜による形成を主流とした材料でつくら
れたヘッド16と、これをディスク5の面上に正確に位
置決めするためのアルミニウムまたはマグネシウムを素
材としたキャリッジ3があり、これらは絶縁皮膜のある
アルミニウム線または銅線にて巻き線状態としたコイル
9と永久磁石のマグネット2aとこれを支持し磁気回路
を形成するためのヨーク2bにより構成されるボイスコ
イルモータ2により駆動位置決めされる。ヨーク2bの
一方は、コイル9に対してS極になっているマグネット
2aとコイル9に対してN極になっているマグネット2
aの2種類を備えている。これらはディスク5面上に情
報を書き込み或いは読み出すためにヘッド16が移動す
る時の、コイル9移動角度の中心から左右方向にコイル
9が移動する円弧に沿ってそれぞれ固定されている。も
う一方のヨーク2bには上記マグネット2a位置とコイ
ル9をはさんで対象な位置にマグネット2aが固定され
ており、マグネット2aの極性は、コイル9を介在させ
て対向するマグネット2aの極性と逆になっている。こ
れによってマグネット2aの間の同一方向に巻き線され
たコイル9に電力量と電流方向を制御しながら流すこと
によりキャリッジ3を駆動位置決めする。
【0021】ここで、従来の磁気ディスク装置と異なる
新規な点は、図2において、複数のディスク5のうち最
上位及び最下位のディスク5のヘッドアーム3aには、
その第1の面にヘッド16が搭載され、第2の面(第1
の面の反対面)に、ダミーサスペンション1が搭載され
ている点である。
【0022】また、実装上ボイスコイルモータ2のカウ
ンタヨーク2cを外した状態で、キャリッジ3のコイル
9部をボイスコイルモータ2のマグネット2a間に挿入
し、その後カウンタヨーク2cをヨーク2bどうしを連
結するように接触させて、ネジにてヨーク2bに締結す
る。ヘッド16の読み書き時の信号は、ヘッド16に設
けられた電磁コイルの細線によって、キャリッジ3のヘ
ッド16を支持しているヘッドアーム3aを通り(図示
せず)、FPC(フレキシブルプリント基板)14(図
4参照)によってヘッド16の読み書き時の信号を制御
するリードライト制御基板12に伝達され、さらにリー
ドライト制御基板12の下面に位置するアルミニウムま
たはステンレスまたは鉄を素材としたベース7に接着す
ることにより設けられた密閉型コネクタ10によって、
ヘッドディスク組立体(以下、HDAと称する)外に伝
達されている。密閉型コネクタ10とは、HDA内外間
の電気信号を中継するもので、信号を伝達するための複
数からなるピンとそれを保持するためのモールド成型部
分との密閉が完全になっているものである。コイル9の
電流についても、FPC14を通って密閉型コネクタ1
0に伝達されている。
【0023】上記密閉型コネクタ10はHDA外に設け
られた装置を制御するための回路基板11に伝達されて
いる。また、スピンドルモ−タ6の駆動電流はモータシ
ャフト6fの下方から回路基板11にケーブルとコネク
タにて伝達されている(図示せず)。異常時にコイル9
に規定以上の電流が流れキャリッジ3が暴走し、ヘッド
16によってディスク5を損傷したり、あるいは、ヘッ
ド16がディスク5面上から脱落することを防止するた
め、ストッパ19が設けられている。また、ヘッド16
がディスク5上の位置を検知するための情報を、製造時
にディスク5上に装置のヘッド16で記録する作業があ
り、コイル9に0.1A程度の電流を流して、キャリッ
ジ3をストッパ19に押し付けた状態から情報を記録し
始めるので、その位置決めの役割ももっている。モ−タ
シャフト6fとキャリッジ3の回転中心軸、ボイスコイ
ルモータ2はベ−ス7に固定し、アルミニウムまたはス
テンレスまたは鉄を素材としたカバー8をネジにてベ−
ス7、モータシャフト6f、キャリッジ3の回転中心
軸、ボイスコイルモータ2に固定する。カバー8に設け
られたネジの穴付近は、ネジ頭が締結後にカバー8の上
面から飛び出ないように凹んでいる。HDA内を外気か
ら密閉するためにベ−ス7とカバー8の合わせ面上に湿
気を透さない程度の厚みをもったアルミニウム泊を素材
としその片面に接着剤を施した密閉シール17を貼り付
ける(図1〜図3参照)。
【0024】上記のように構成されるHDAは、ヘッド
16とディスク5の間の情報の書き込み或いは読みだす
動作状態において、その信号を正確に処理するために、
この空間に介在物が進入して磁界を妨げてはならないこ
とから、常に清浄に保たなければならないので、内部フ
ィルタ13(図4参照)を設け、ディスク5の回転によ
り発生するHDA内部の空気循環によって内部塵埃の捕
獲を行なうようにしている。
【0025】また、HDA内部の湿度制御やガスの吸着
をするために空調剤15を搭載して、HDA内の湿度を
常に一定の範囲内に設定するとともに、ヘッド16とデ
ィスク5間の接触耐力に悪影響のあるガスを吸着させて
装置の信頼性を向上させている。大容量形の磁気ディス
ク装置は、記憶容量を得るために複数のディスク5を搭
載しており、このディスク5の面に対しそれぞれヘッド
16が存在するため、ディスク5とディスク5の間にデ
ィスクスペ−サ18(図1〜図3参照)を設け、ヘッド
16とヘッド16の間隔はキャリッジ3のヘッド16取
付け面を精度良く仕上げることにより間隔を一定に保つ
ようしている。
【0026】次に、上記した図1から図4に示す磁気デ
ィスク装置が従来技術と異なっている点、すなわち、複
数のディスク5のうち最上位及び最下位のディスク5の
ヘッドアーム3aの第1の面にヘッド16が搭載され、
第2の面(第1の面の反対面)に、ダミーサスペンショ
ン1が搭載されている点について、詳しく説明する。
【0027】図5は、片面にダミーサスペンション1を
搭載し、反対面にヘッド16(スライダを搭載したジン
バル部分)を搭載(1本)したヘッドアーム3aを示し
た図である。また、図6は、ヘッド16が2本搭載され
たヘッドアーム3aを示した図(従来技術)である。ま
た、図7はヘッド16が1本搭載されたヘッドアーム3
aを示した図(従来技術)である。
【0028】図7に示すヘッド16が1本搭載されたヘ
ッドアーム3aは、ヘッド16の振動を相殺する部材が
ないため、振幅が大きくなる。これに対して、図5に示
すように、ヘッド16を1本搭載しているヘッドアーム
3a(図5)の反対面にダミーサスペンション1を搭載
する(図3)ことにより、ヘッド16の振動をダミーサ
スペンション1で相殺することができ、キャリッジ3の
振幅を低減することができる。
【0029】ダミーサスペンション1は、ヘッドアーム
3aに搭載されてヘッド16と同じ振動数を発生するよ
うに、形状及び板厚によって重量のバランスを考慮した
ものである。実施の形態では、ステンレス鋼を素材と
し、ヘッド16と固有振動数が同じになる形状とし、プ
レス加工で作成した。これを、ヘッド16と同じ手段で
あるスウエッジにてヘッドアーム3aに固定した(図5
参照)。
【0030】ダミーサスペンション1の形状に関して
は、キャリッジ3の揺動によってベース7やクランプリ
ング4またはハブ6aにダミーサスペンション1が接触
したり、これによってディスク5上をヘッド16が移動
する範囲を狭くすることがないように、実施の形態では
ディスク5に対向する外形(磁気ディスク面に対して垂
直な方向へ投影されたプロフィール)がヘッド16と同
等か、あるいは、これをはみ出さない範囲の形状として
いる。
【0031】また、ディスク5面に垂直な方向の厚さ
も、できるだけ薄くなければならない。実施例ではステ
ンレスの板であり、装置の衝撃許容値に対してダミーサ
スペンション1の固定されていない側の先端が、カバー
8またはベース7に接触しない程度のすき間を確保して
いる。実施例のダミーサスペンション1は板厚0.12
mmであり、装置の非動作時衝撃許容値50Gにて先端
が0.13mmたわむ程度である。
【0032】図8は、本発明の一実施の形態の磁気ディ
スク装置(最上位及び最下位のディスク5に対して、ダ
ミーサスペンション1と1本のヘッド16を搭載したヘ
ッドアーム3a備えた装置、図5参照)の振動特性を表
したグラフであり、横軸に周波数、縦軸に変位/加振電
流=変位/加速度をプロットしたものである。伝達関数
は、変位/加速度の伝達率をみているので、理想的な伝
達率は図示するように、−40dB/decadeの直
線80となる。しかし、実際の磁気ディスク装置は共振
点をもっているので、直線80よりも上に持ち上がる波
形となる。したがって、共振点の大きさは、直線80の
ラインを基準(0)として表される。
【0033】図9は、従来の1本のヘッド16を搭載し
たヘッドアーム3a(図5参照)を有する磁気ディスク
装置の振動特性を表したグラフである。
【0034】図9においては、横軸に表す周波数5.3
KHz付近に32dB程度(直線80を基準(0)とす
る)のピークがみられる。周波数5.3KHzは、1本
のヘッド16を搭載したヘッドアーム3aの振動に起因
するピークであることが判明している。これに対して、
図8では横軸に表す周波数5.3KHz付近の値は22
dB程度(直線80を基準(0)とする)であり、従来
技術と比較してピークが大幅に低減しており、顕著な効
果がみられる。
【0035】以上により、図7に示す1本のヘッド16
を搭載したヘッドアーム3aを有する装置に比べてキャ
リッジ3の振動ピーク値を大幅に低くできるので、ヘッ
ド16が目的の位置に正確に位置決めするまでの時間が
短縮でき、磁気ディスク装置の情報処理速度の高速化が
はかれる。また、ディスク5上の隣接する情報との間隔
を狭めることができるので磁気ディスク装置の大容量高
記録密度化がはかれる。
【0036】また、ダミーサスペンション1は板厚0.
12mmであり、装置の小型化及び薄型化に適してい
る。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、ヘッドが1本搭載され
た部分のヘッドアームの振動(振幅)を抑制し、装置の
小型化及び薄型化、大容量高記録密度化、情報処理速度
の高速化に適した位置決め機構を備えた磁気ディスク装
置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の磁気ディスク装置の一実施の
形態の基本構造を3分割した左端部分の一部断面図。
【図2】図2は、本発明の磁気ディスク装置の一実施の
形態の基本構造を3分割した中央部分の一部断面図。
【図3】図3は、本発明の磁気ディスク装置の一実施の
形態の基本構造を3分割した右端部分の一部断面図。
【図4】図4は磁気ディスク装置の一実施の形態の基本
構造(図1から図3参照)を示す上面図(カバ−開放状
態)である。
【図5】図5は、片面にダミーサスペンションを搭載
し、反対面にヘッドを搭載(1本)したヘッドアームを
示した図。
【図6】図6は、ヘッドが2本搭載されたヘッドアーム
を示した図。
【図7】図7はヘッドが1本搭載されたヘッドアームを
示した図。
【図8】図8は、最上位及び最下位のディスク5に対し
て、ダミーサスペンション1と1本のヘッド16を搭載
したヘッドアーム3a備えた磁気ディスク装置(図5参
照)の振動特性を表したグラフ。
【図9】図9は、従来の1本のヘッドを搭載したヘッド
アーム(図5参照)を有する磁気ディスク装置の振動特
性を表したグラフ。実施例の振動特性を表すグラフ。
【符号の説明】
1:ダミーサスペンション、2:ボイスコイルモータ、
2a:マグネット、2b:ヨーク、2c:カウンタヨー
ク、3:キャリッジ、3a:ヘッドアーム、4:クラン
プリング、5:ディスク、6:スピンドルモータ、6
a:ハブ、6b:モータベアリング、6c:モータコイ
ル、6d:モータ磁石、6f:モータシャフト、7:ベ
ース、8:カバー、9:コイル、10:密閉型コネク
タ、11:回路基板、12:リードライト制御基板、1
3:内部フィルタ、14:FPC、15:空調剤、1
6:ヘッド、17:密閉シール、18:ディスクスペー
サ、19:ストッパ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本地 雅之 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 高木 秀幸 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 情報を記録する磁気ディスクと、これを
    保持して回転させるスピンドルモータと、磁気ディスク
    に情報を記録再生するためのスライダを備えたジンバル
    から成るヘッドと、ヘッドを固定するヘッドアーム部
    と、ヘッドをディスク面上の半径方向に移動位置決めす
    るためのキャリッジと、これらを保持し、且つ、これら
    を外気から遮断するためのベース及びカバーを有するヘ
    ッドディスク組立体から成る磁気ディスク装置におい
    て、 実装状態でヘッドと同等の固有振動数を有する部材を、
    ヘッドを1本搭載したヘッドアームの反対面に設けたこ
    とを特徴とする磁気ディスク装置。
  2. 【請求項2】 上記部材の磁気ディスク面に対して垂直
    な方向へ投影されたプロフィールは、磁気ディスク面に
    対して垂直な方向へ投影されたヘッドのプロフィールと
    同等の形状か、あるいは、磁気ディスク面に対して垂直
    な方向へ投影されたヘッドのプロフィールからはみ出さ
    ない形状であることを特徴とする請求項1記載の磁気デ
    ィスク装置。
  3. 【請求項3】 上記部材は、ヘッドと同じ手段でヘッド
    アームに設けられていることを特徴とする請求項1記載
    の磁気ディスク装置。
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