JPH10506213A - 固定されたボイスコイル磁石板を有するディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 カバー及び／又はベースと一体に形成されたボイスコイル磁石板を有するディスク駆動装置。製造工程の際、鋼製の磁石板をカバーとベースのダイカストの適所に配置し、次いで、溶融金属を注入してカバーとベースを形成する。その結果、磁石板は、カバー及びベースと一体となり、頂部磁石とカバーとの間の境界、或いは底部磁石とベースとの間の境界のまわりに流体の漏れが生じない。かくして、ディスク駆動装置は、外部環境に対して密封される。

Description

【発明の詳細な説明】 固定されたボイスコイル磁石板を有するディスク駆動装置 発明の背景 発明の分野 本発明は、データ記憶装置に関し、より詳細には、ディスク駆動装置の製造工 程の際にディスク駆動装置のベース及び／又はカバーと一体に形成されるボイス コイルモータ磁石板を有するディスク駆動装置に関する。関連技術の説明 ウィンチェスター型のディスク駆動装置は一般に、データを、読取り／書込み 変換ヘッドと磁気記憶ディスク上の各データトラックとの間を移送させることに よって作動する。変換ヘッドは、アクチュエータ組立体によって支持されており 、アクチュエータ組立体は、変換ヘッドをディスクの表面上で回動させるように 形成されている。アクチュエータ組立体と変換ヘッドの回動は一般に、アクチュ エータ組立体の変換ヘッドと反対側の端部のところにアクチュエータ組立体の一 部として形成されたボイスコイルモータ（ＶＣＭ）によって行われる。 ＶＣＭは典型的には、駆動装置内に固定された永久磁石と、アクチュエータ組 立体とともに回動するように永久磁石に隣接してアクチュエータ組立体に固定さ れた電気巻線とによって構成されている。巻線は、磁石によって得られる磁場内 に置かれ、巻線に電流が流れると、磁場は巻線に力を及ぼし、アクチュエータ組 立体と変換ヘッドを回動させる。ＶＣＭは、制御電子装置に接続されており、制 御電子装置は、巻線を通る電流を制御し、かくしてアクチュエータ組立体と変換 ヘッドの記憶ディスクに対する位置決めを制御する。 制御信号に応答して変換ヘッドを記憶ディスク上の異なるデータトラック間を 移動させるようにアクチュエータ組立体を回動させるのに要する時間は、駆動シ ーク時間と呼ばれる。ディスク駆動装置のマイクロプロセッサに関する改良に伴 い、ディスク駆動装置のシーク時間は、データがヘッドとディスクとの間を移送 される速度を制限する主要な要因になった。それ故、シーク時間を最少にするた め、工業上の広範な努力がなされてきた。シーク時間は、主として、アクチュエ ータ組立体をディスク上のデータトラック間で回動させるようにＶＣＭで発生さ れるトルクで決まる。磁場の強さ、アクチュエータ組立体の慣性モーメント、及 び電気巻線のインダクタンスを含む、幾つかの要因が、最大ＶＣＭトルクをもた らす。インダクタンスの場合には、ＶＣＭの巻線内のインダクタンスが大きいと 、巻線内の電流の変化に対して大きな抵抗を生ずることとなる。シーク時間を速 くするには電流の迅速な変化が必要となるので、巻き線内のインダクタンスが大 きいと、シーク時間が遅くなる。 通常、ボイスコイル磁石組立体は又、磁石に隣接して、駆動装置のハウジング 内に固定された透磁性板を有している。通常の磁石組立体は更に、頂部磁石板と 底部磁石板との間に延びた透磁性のリターンポストを有している。磁石板とリタ ーンポストは一緒になって閉鎖磁場ループを作り、磁束線が永久磁石から出る。 この形体は、アクチュエータの近傍において巻線と同程度に磁場を最大にするよ うに形成された。この領域における磁場は、ＶＣＭによって発生されるトルクの 強さに直接寄与する。 ＶＣＭ内にリターンポストを設けると、一定の欠点が生ずるが、リターンポス トはこれまで、所要の磁場強度を得るために必要であった。ＶＣＭ内にリターン ポストを設けることによって生ずる欠点の１つとして、巻線内のインダクタンス が増加する。上述のように、インダクタンスが増加すると、シーク時間が遅くな る。リターンポストによって生ずる別の欠点として、ポストが工学的誤差を備え て製造され、全く同じ構造ももつポストはない。ポストの寸法及び／又は構造が 僅かに異なっている場合でさえ、閉鎖ループを通る磁場が変動する。かくして、 磁石間の磁場、したがってＶＣＭによって発生されるトルクは、異なるディスク 駆動装置において変動する。更に、側部ポストを設けると、ディスク駆動装置の 製造が複雑になり、製造コストが増大する。 発明の概要 したがって、本発明の目的は、頂部磁石板と底部磁石板がそれぞれカバーとベ ースの一部として一体に形成されている、ディスク駆動装置に使用されるＶＣＭ 磁石組立体を提供することである。 本発明の別の目的は、磁石とカバー及びベースとの間の境界のまわりに流体の 漏れが生ずることなしに、カバーとベースの内部にそれぞれ頂部磁石板と底部磁 石板を提供し、これによりヘッドとディスク組立体に密封環境を確保することで ある。 本発明の更に別の目的は、頂部磁石板と底部磁石板との間に磁石リターンポス トを使用することなしに大きな磁場を形成する、ディスク駆動装置に使用される ＶＣＭ磁石組立体を提供することである。 これらの及び他の目的は、カバー及び／又はベースと一体に形成されたＶＣＭ 磁石板を有するディスク駆動装置に関する本発明によって達成される。製造工程 の際、鋼製の磁石板をカバーとベースのダイカストの適所に配置し、次いで、溶 融金属を注入してカバーとベースを形成する。その結果、磁石板は、カバー及び ベースと一体となり、頂部磁石とカバーとの間の境界、或いは底部磁石とベース との間の境界のまわりに流体の漏れが生じない。かくして、ディスク駆動装置は 、外部環境に対して密封される。磁石板には、製造工程の際に溶融アルミニウム が流れ込む複数の溝が形成され、これにより磁石板がそれぞれカバーとベースに しっかり固定されるのを確保する。 磁石板をカバー及び／又はベースと一体に形成したことにより、閉鎖磁場ルー プを提供するのに通常必要とされる磁石側部ポストを省くことができる。リター ンポストのないＶＣＭ磁石組立体を提供することにより、迅速なシーク時間、簡 単で廉価なＶＣＭの設計、磁場強度の良好な制御を含む、幾つかの利点が得られ る。側部ポストリターン径路の欠如による磁場の減少は、厚い磁石板と磁石を有 することによって補整される。磁石板と磁石の厚さの増加は、ベースとカバーに 隣接してではなく、ベースとカバーに磁石板を形成することによって、可能にな る。 本発明の別の実施例では、アクチュエータとスピンドルモータが両方とも頂部 及び／又は底部磁石板に取付けられるように、頂部及び／又は底部磁石板をスピ ンドルモータの周囲の領域に延長してもよい。このような設計は、アクチュエー タに取付けられた読取り／書込みヘッドとスピンドルモータで支持されたディス クとの不均一な熱膨張の結果生ずる相対移動を減少させる。 図面の簡単な説明 次に、図面を参照して、本発明を説明する。 第１図は、本発明によるディスク駆動装置の拡大斜視図である。第２図は、本 発明による固定されたボイスコイル磁石組立体の拡大斜視図である。第３図は、 本発明によるボイスコイル磁石組立体の横断面図である。第４Ａ図は、ノッチを 備えた本発明による磁石板の平面図である。第４Ｂ図は、第４Ａ図に示した実施 例の側面図である。第５図は、本発明によるディスク駆動装置の別の実施例であ る。 最良の態様の説明 次に、一般にディスク駆動装置の製造工程の際にディスク駆動装置のベース及 び／又はカバーと一体に形成されたボイスコイル磁石板を有するディスク駆動装 置に関する第１図〜第５図を参照して、本発明を説明する。本発明は、種々の設 計および寸法のディスク駆動装置とともに作動する。 次に、第１図を参照すると、複数の記憶ディスク２２_a-dと、複数の読取り／ 書込みヘッド２４_a-hとを有するディスク駆動装置２０が示されている。記憶デ ィスク２２_a-dの８つの表面の各々に対して、１つのヘッド２４が設けられてい る。ディスク駆動装置２０のディスクとヘッドの数は、上述の数よりも多くても よいし少なくてもよい。各読取り／書込みヘッド２４は、スライダに取付られた トランスデューサを備えている。各ヘッド２４_a-hのスライダは、アクチュエー タアーム２８_a-hで支持されている。トランスデューサは、普通の誘導変換要素 でもよく、或いは、変形実施例では、磁気抵抗（ＭＲ）変換要素でもよい。ディ スク駆動装置２０は更に、アクチュエータアーム２８_a-hを備えたアクチュエー タ組立体２７を有している。アクチュエータ組立体２７は、後述するボイスコイ ルモータ（ＶＣＭ）によってピン３０を中心として回動するように形成されてい る。公知のように、ディスク駆動装置２０の作動の際、ディスク２２_a-dは、ス ピンドルモータ２９によって回転され、アクチュエータアーム２８_a-hは、デー タが読取り／書込みヘッド２４_a-hとディスク２２_a-dの複数の同心のデータトラ ックとの間を移送されるように、読取り／書込みヘッド２４_a-dをディスクの表 面上で回動させる。ディスク駆動装置２０は更に、プリント配線回路(ＰＣＢ)を 有しており、プリント配線回路には、駆動装置用のデータ移送および制御電子回 路が設けられている。 ヘッドおよびディスク組立体（ＨＤＡ）は好ましくは、ＨＤＡに密封環境を形 成するように互いに嵌められたベース３６とカバー３８の内部に収納されている 。ＰＣＢは好ましくは、ベース３６の下側に配置されている。好ましい実施例で は、ベースとカバーは、アルミニウムで形成されている。 第１図〜第４Ｂ図に示されるように、ＶＣＭは、磁石組立体４０と、導電巻線 ４２とを有している。巻線４２は、アクチュエータ組立体のサブアーム２７ａと ２７ｂとの間に固定され、ＰＣＢ３４から電流を受け入れるようになっている。 磁石組立体４０は、頂部磁石４４と底部磁石４６をそれぞれ有しており、これら の磁石は、間に巻線４２を配置することができるように互いに間隔を隔てて配置 されている。好ましい実施例では、磁石４４、４６は、ネオジム−鉄−ホウ素合 金又は同等の材料のような、普通の永久磁性材料によって構成されている。両方 の磁石は、アクチュエータ組立体が回動する平面と実質的に平行な頂面と底面を 有している。磁石４４は、頂面および底面と実質的に直交した磁化方向を有して もよく、磁石の半分が頂部から底部へＮ−Ｓ磁性を有し、もう半分が頂部から底 部へＳ−Ｎ磁性を有するように磁化してもよい。磁石４６は好ましくは、同じ磁 化配向を備えている。かくして、第３図に示されるように形成されたとき、磁場 Ｂが構成され、磁束線が底部磁石４６のＮ極から頂部磁石４４のＳ極に、そして 頂部磁石４４のＮ極から底部磁石４６のＳ極に流れる。 周知のように、磁場Ｂ内に置かれた巻線４２に電流が流れると、磁場Ｂは、巻 線に磁束線の方向と直交方向に力を及ぼす。上述のように、巻線４２はアクチュ エータ組立体２７に固定されており、磁場Ｂによって及ぼされる力は、アクチュ エータ組立体２７並びにアクチュエータ組立体に取付けられたヘッド２４_a-hを ディスク２２_a-dの表面上で回動させる。巻線４２を流れる電流の時間と方向は 、ヘッド２４_a-hを各記憶ディスク２２_a-d上の所望のデータトラックに正確に位 置決めするように、ＰＣＢ３４によって制御される。 さらに、第１図〜第４Ｂ図に示されるように、本発明は更に、頂部磁石４４が 固定される上側磁石板４８と、底部磁石４６が固定される下側磁石板５０とを有 している。上側磁石板４８と下側磁石板５０は、例えば低炭素鋼のような透磁性 材料で形成されており、両方の磁石内で各磁石の半分（即ち、Ｎ極）から各磁石 のもう半分（即ち、Ｓ極）に、上側磁石板と下側磁石板との間の空隙を通して磁 束線を伝達するように機能する。 「発明の背景」の項に記載されているように、普通の磁石板は、カバーとベー スの表面に隣接して取付けられている。しかしながら、本発明によれば、磁石板 ４８、５０は、カバーとベースの内部に、カバーとベースのそれぞれ一部として 形成されている。製造工程の際、予め形成された磁石板は、ベースとカバーを形 成するのに使用されるダイカスト内に位置決めされる。磁石板が適当に位置決め されると、溶融アルミニウムがダイカストに注入され、磁石板の周囲を形成する 。その結果、上側磁石板と下側磁石板は、それぞれカバーとベースの一部として 一体に形成され、磁石板とカバーおよびベースとの境界には、流体が漏れる隙間 はない。したがって、ＨＤＡに対する密封環境が維持される。 第４Ａ図および第４Ｂ図に示されるように、本発明の好ましい実施例では、上 側磁石板と下側磁石板に、ノッチ５２ａ、５２ｂ、５２ｃを形成するのがよい。 ベースとカバーの製造の際、溶融アルミニウムがダイに注入されると、アルミニ ウムは、ノッチに流れ込む。その結果、アルミニウムが硬化した後、ノッチは、 上側磁石板と下側磁石板をカバーとベースにそれぞれしっかり固定する。上側磁 石板と下側磁石板に、他のノッチ形体を形成してもよく、或いは磁石板をカバー とベースに互いに係合し固定するのに役立つ他の形状寸法を形成してもよい。 上側磁石板４８と下側磁石板５０をそれぞれカバー３８とベース３６内に形成 すると、磁石板４８、５０と磁石４４、４６の両方が、同じ寸法の普通のディス ク駆動装置内の磁石板および磁石と比較して、大きな寸法を有するという利点が 得られる。例えば、（ＰＣＢ３４を含まない）全体高さが約０.６６５インチ（ １６.８９１ｍｍ）の３．５インチ（８８.９ｍｍ）の形状係数のディスク駆動装 置においては、上側磁石板と下側磁石板および頂部磁石と底部磁石の厚さは、好 ましい実施例では、以下の通りである。 上側磁石板：０．１９２５インチ（４．８８９５ｍｍ） 下側磁石板：０．１９２５インチ（４．８８９５ｍｍ） 頂部磁石 ：０．０９０インチ （２．２８６ｍｍ） 底部磁石 ：０．０９０インチ （２．２８６ｍｍ） これらの寸法は、好ましくは０.１０インチ（２.５４ｍｍ）の頂部磁石と底部磁 石との間の空隙を可能にする。磁石板と磁石は、変形実施例では異なる厚さを有 していてもよく、３.５インチ（８８.９ｍｍ）以上又は以下の形状係数を有する 駆動装置に対して異なる厚さを有していてもよい。磁石板は、磁石からの磁場が 磁石板を完全に通過し、ＰＣＢ３４又は他の周囲の電子部品を妨害するノイズを 生じさせないように、十分な厚さを有している。かくして、例えば、頂部磁石と 底部磁石に強力な磁性材料を使用するとき、磁束線がベース及び／又はカバーを 通過しないように、厚い磁石板が必要となる。 ＶＣＭにおいて磁石と磁石板の厚さが増加すると、頂部磁石４４と底部磁石４ ６との間の隙間の磁場Ｂが増大する。リターンポストがなく、頂部磁石と底部磁 石との間の空隙が０.１０インチ（２.５４ｍｍ）である本発明の好ましい実施例 では、隙間内の磁場は、７９７６ガウスであることが実験的に測定されている。 これに対して、リターンポストおよび同様な空気隙間を有し、磁石の厚さが０. ７８インチ（１９.８１ｍｍ）、磁石板の厚さが０.１１８インチ(２.９９７ｍｍ )である普通のＶＣＭでは、隙間内の磁場は、約７５６５ガウスであることが実 験的に測定されている。したがって、本発明では、リターンポストなしでさえ、 空隙内の磁場が約４１１ガウス増加する。 普通のＶＣＭ磁石組立体に利用されているリターンポストを省くと、幾つかの 利点が得られる。第１に、リターンポストがないと、巻線４２内のインダクタン スが低下し、これにより電流が巻線４２を通って変化する速度が増加する。電流 の変化の迅速な速度は、迅速なシーク時間を提供する。さらに、リターンポスト の欠如は、磁場の性質の良好な制御と一層の均一性を可能にする。１つの理由は 、普通のボイスコイルにおける磁場の強度がリターンポストの高さに非常に依存 していることである。しかしながら、製造誤差のため、リターンポストの高さは ボ イスコイル毎に変動し、したがって、磁場の強度は駆動装置毎に変動する。リタ ーンポストを省くと、ボイスコイル毎の磁場の強度は、比較的均一なままである 。 さらに、普通の設計の特別のボイスコイル内でのリターンポストの存在は、磁 場強度の変動、即ち非線形分布を発生させる。例えば、第３図に示される斜視図 で見たボイスコイルでは、アクチュエータの２つの異なる位置での巻線の横断面 が示されている。点５４ａ、５４ｂは、磁石組立体４０の水平中心のところにあ る巻線の第１の位置を表している。点５６ａ、５６ｂは、磁石組立体４０の側部 のところにある巻線の第２の位置を表している。第２の場合は、ヘッド２４_a-h がディスク２２_a-dの内径又は外径のところに位置決めされている状況に対応し ている。 普通の磁石組立体では、点５４ａ、５４ｂで示される第１の位置のところで巻 線によって発生されるトルクは、点５６ａ、５６ｂで示される第２の位置のとこ ろで巻線によって発生されるトルクよりも大きい。一方、リターンポストのない 本発明による磁石組立体では、巻線によって発生される第１の位置から第２の位 置へのトルクの差は、非常に減少する。かくして、リターンポストを省いた直接 の結果として、隙間の長さにわたる磁場強度は、より均一で線形である。これは 、空隙を通る巻線の比較的均一な移動を提供し、記憶ディスク２２_a-dの表面上 でのヘッド２４_a-hの移動をより均一にし制御する。 本発明は、リターンポストの省略が部品の少ない簡単な設計を可能にし製造を 廉価にするという別の利点を提供する。 第５図に示される変形実施例では、アクチュエータ組立体２７とスピンドルモ ータ２９の両方が、鋼製の磁石板５０に設けられた穴を通して嵌められた一対の 取付けねじによってベースに取付けられるように、下側磁石板５０を拡大しても よい。かくして、温度が変化しても、熱膨張により磁石組立体４０と巻線、或い はアクチュエータ組立体２７とディスク２２_a-dとが相対的に移動しないことが 確保される。別の実施例では、不均一な熱膨張および駆動装置の構成要素間の相 対移動を回避するため、カバーは又、アクチュエータ組立体２７とスピンドルモ ータ２９の両方が鋼製の磁石板４８に設けられた穴を通して嵌められた一対の取 付けねじによってカバーに取付けられるように、拡大された磁石板４８を有する のがよい。 本発明を詳細に説明したが、本発明は、ここに開示された実施例に限定されな いことを理解すべきである。添付の請求の範囲に記載され定められるような本発 明の精神又は範囲から逸脱することなしに、当業者によって種々の変形、置換、 及び修正を行うことができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．密封環境を形成するハウジングと、 前記密封環境内に配置された、情報を記憶するための記憶媒体と、 前記密封環境内に配置された、情報を前記記憶媒体に移送し、前記記憶媒体 から移送するためのトランスデューサと、 前記密封環境内に配置された、前記トランスデューサを前記記憶媒体に対し て位置決めするためのアクチュエータ組立体と、 該アクチュエータ組立体を回動させるためのモータとを備え、該モータが、 前記アクチュエータ組立体に取り付けられた、電流を伝えるための巻線と、 前記巻線の領域に磁場を形成するための磁石組立体とを有し、該磁石組立体 が、 前記巻線に並置された、前記磁場を形成するための少なくとも１つの磁石と 、 前記巻線と反対側の前記磁石の側で前記磁石に並置された、前記磁場の磁束 を前記少なくとも１つの磁石の極間を移送させるための少なくとも１つの磁石板 とを有し、該少なくとも１つの磁石板が、これと前記ハウジングとの間の境界に 沿って前記密封環境に流体が漏れ或いは前記密封環境から流体が漏れないように 、前記ハウジングの一部として一体に形成されている、 ことを特徴とするディスク駆動装置。 ２．前記少なくとも１つの磁石と反対側の前記巻線の側で前記巻線に並置された 、前記巻線に電流が流れるとき前記巻線に磁力を及ぼすための第２の磁石と、前 記巻線と反対側の前記第２の磁石の側で前記第２の磁石に並置された、前記磁束 を前記第２の磁石の極間を移送させるための第２の磁石板とを備え、該第２の磁 石板が、第２の磁石板とハウジングとの間の境界に沿って前記密封環境に流体が 漏れ或いは前記密封環境から流体が漏れないように、ハウジングの一部として一 体に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のディスク駆動装 置。 ３．前記磁石板が約０.１９２５インチ（４.８８９５ｍｍ）の厚さを有すること を特徴とする請求の範囲第１項に記載のディスク駆動装置。 ４．前記磁石板が約０.０９インチ（２.２８６ｍｍ）の厚さを有することを特徴 とする請求の範囲第１項に記載のディスク駆動装置。 ５．前記磁場が、約７９７６ガウス以下の強度を有することを特徴とする請求の 範囲第１項に記載のディスク駆動装置。 ６．ベースとカバーを有するディスク駆動装置のアクチュエータ組立体の導電巻 線に力を及ぼすための磁石組立体であって、 巻線に並置され、巻線の上方に配置された上側磁石板と、 巻線に並置され、巻線の下方に配置された下側磁石板とを備え、上側磁石板 と下側磁石板が、巻線に電流が流れると巻線に力を及ぼすように巻線に近接して 磁場を発生させ、 上側磁石板に隣接して上側磁石板の上方に配置され、磁束を上側磁石板の極 間で移送するための頂部磁石板を備え、該頂部磁石板が、カバーと上側磁石板と の間の境界に沿って流体が通過しないように、カバー内にカバーの一部として一 体に形成されており、 下側磁石板に隣接して下側磁石板の下方に配置され、磁束を下側磁石板の極 間で移送するための底部磁石板を備え、該底部磁石板が、ベースと下側磁石板と の間の境界に沿って流体が通過しないように、ベース内にベースの一部として一 体に形成されている、 ことを特徴とする磁石組立体。 ７．前記上側磁石板が約０.１９２５インチ（４.８８９５ｍｍ）の厚さを有する ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の磁石組立体。 ８．前記頂部磁石が約０.０９インチ（２.２８６ｍｍ）の厚さを有することを特 徴とする請求の範囲第６項に記載の磁石組立体。 ９．前記下側磁石板が約０.１９２５インチ（４.８８９５ｍｍ）の厚さを有する ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の磁石組立体。 10．前記底部磁石が約０.０９インチ（２.２８６ｍｍ）の厚さを有することを特 徴とする請求の範囲第６項に記載の磁石組立体。 11．前記磁場が、約７９７６ガウス以下の強度を有することを特徴とする請求の 範囲第６項に記載の磁石組立体。 12．ディスク駆動装置のボイスコイルモータ用の磁石組立体を製造する方法であ って、 ディスク駆動装置のカバーのダイカスト内に第１の磁石板を配置する工程と 、 カバーを形成する溶融材料を第１の磁石板のまわりの前記ダイカスト内に供 給する工程と、 ディスク駆動装置のベースのダイカスト内に第２の磁石板を配置する工程と 、 ベースを形成する溶融材料を第２の磁石板のまわりの前記ダイカスト内に供 給する工程と、 少なくとも１つの磁石を第１の磁石板及び／又は第２の磁石板に付ける工程 と、 ベースとカバーを接合してディスク駆動装置に密封環境を提供する工程と、 を備えていることを特徴とする方法。