JP4108600B2 - ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は一般的にディスク装置に関し、特に、ディスク装置のワイヤバランサ取り付け構造及びストッパ構造に関する。

近年、コンピュータ用外部記憶装置の一種である磁気ディスク装置の小型化、薄型化が進んでおり、さらに低消費電力化が求められている。また、大容量化のために磁気ディスクの記録密度の向上が要求され、装置に搭載する磁気ディスクの枚数が増加している。最近の磁気ディスク装置では、コンタクト・スタート・ストップ（ＣＳＳ）方式の浮上型磁気ヘッドスライダが用いられることが多い。

ＣＳＳ方式の浮上型磁気ヘッドスライダでは、装置停止時には磁気ヘッドスライダが磁気ディスクに接触し、情報の記録再生時には高速回転する磁気ディスク表面に発生する空気流体によって、磁気ヘッドスライダが磁気ディスク表面と微小間隙を保って浮上する。

磁気ディスクの回転が停止すると、ヘッドは磁気ディスク上の接触可能領域（ＣＳＳ領域）へ移動し、そこでヘッドと磁気ディスクが接触する。磁気ディスクが回転停止中は、ヘッドと磁気ディスクは接触したままである。

このように磁気ディスク回転中は、ヘッドが磁気ディスク上を微小な間隙を保って浮上するため、僅かな塵埃等が原因でヘッドクラッシュ等が発生する。このため、磁気ディスク及びこれらの磁気ディスクにデータの読み書きをする磁気ヘッドはディスクエンクロージャ（ハウジング）内に画成された密封室内に配置される。

磁気ディスクはモータを有するスピンドルアセンブリにより回転駆動される。スピンドルアセンブリは、ハウジングに固定されたスピンドルシャフトと、一対の軸受によりスピンドルシャフト回りに回転可能に取り付けられたスピンドルハブとを含んでいる。

スピンドルハブに磁気ディスクと環状スペーサとを交互に挿入し、ディスククランプをスピンドルハブにネジ締結することにより、複数枚の磁気ディスクが所定間隔離間してスピンドルハブに固定される。

このようなディスクの固定構造では、スピンドルアセンブリの各部品の製造誤差及び／又は組み立て誤差等により、ディスク回転のアンバランスが発生する。よって、通常はディスククランプにワイヤバランサを取り付けて、このディスク回転のアンバランスを吸収している。

また、最近の磁気ディスク装置では、ヘッドを磁気ディスクのトラックを横切って移動するのに一般的にロータリー型ヘッドアクチュエータが使用される。ロータリー型ヘッドアクチュエータの揺動範囲を限定するのはアクチュエータストッパであり、例えば、ヘッドアクチュエータが何らかの原因によって暴走した場合、ヘッドアクチュエータの先端に取り付けられた磁気ヘッドが磁気ディスクから外れないようにする役目等を果たすものである。また、サーボ・トラック・ライティングの基点をアウターストッパの位置により規定している。

従来の磁気ディスク装置のアクチュエータストッパ機構においては、磁気ディスク装置のベースの所定箇所に２つの穴を形成し、これらの穴中にそれぞれシャフトを圧入し、各シャフトに環状緩衝部材を装着してインナーストッパ又はアウターストッパを形成していた。そして、ヘッドアクチュエータのコイル支持アームがこれらのストッパと接触することにより、ヘッドアクチュエータの揺動範囲を限定していた。

しかし、このような従来のストッパ構造では、シャフトをベースと別部品で形成し、ベースの穴中にシャフトを圧入していたため、コストアップとなっていた。また、シャフトをベースに圧入することにより金属接触が起こり塵埃が発生するという問題があった。さらに従来のストッパ構造では、シャフトに環状ストッパゴムを圧入して装着していたため、温度特性の変化の大きい材料や柔らかい材料をストッパゴムに採用すると、シャフトに装着したゴムのずれが発生するという問題があった。

従来のディスクの固定構造では、ディスククランプの環状溝にワイヤバランサを装着し、そのバネ力でワイヤバランサをディスククランプの環状溝中に保持するようにしていた。しかし、ワイヤバランサをそのバネ力のみでディスククランプの環状溝中に保持するようにしていたため、ディスク装置に衝撃等が加わった場合、位置ずれの可能性があった。また、バネ力で環状溝を画成するアウター環状ランドの内周面に圧接されるため、ワイヤバランサの取り外しが困難であるという問題があった。

よって、本発明の目的は、ワイヤバランサの位置ずれを防止でき、さらにその取り外しが容易なディスク装置を提供することである。

本発明の他の目的は、構造が簡単で安価なアクチュエータストッパ機構を有するディスク装置を提供することである。

本発明によると、ベースを有するハウジングと；該ハウジング内に回転可能に取り付けられた複数のトラックを有するディスクと；該ディスクにデータのライト／リードを行なうヘッドと；前記ハウジングに回転可能に取り付けられ、先端部で前記ヘッドを支持するアクチュエータアームを有し、前記ヘッドを前記ディスクのトラックを横切って移動させるヘッドアクチュエータと；前記ディスクを回転するスピンドルアセンブリと；前記ディスクを前記スピンドルアセンブリに固定するディスククランプと；該ディスククランプに取り付けられたワイヤバランサとを具備し；前記ディスククランプは複数の固定穴を有するインナー環状ランドと、複数の切り欠きを有するアウター環状ランドと、該インナー及びアウター環状ランドの間に画成された環状溝とを有しており、前記ワイヤバランサは前記環状溝中に装着されてその一部が前記インナー環状ランド及び前記アウター環状ランドのいずれか一方に係止されていることを特徴とするディスク装置が提供される。

好ましくは、インナー環状ランドはその外周に複数の突起を有しており、ワイヤバランサはその中間部分に円弧状係止部を有している。そして、ワイヤバランサは、円弧状係止部がインナー環状ランドの突起の一つに係止されるように、環状溝中に装着されている。

代替案として、ワイヤバランサは少なくともその一端に係合用曲げ部を有している。そして、ワイヤバランサは、係合用曲げ部が切り欠きの一つに挿入され且つアウター環状ランドの内周面に当接するように、環状溝中に装着されている。

他の代替案として、ワイヤバランサは中間部分に円弧状係止部を有している。そして、ワイヤバランサは、円弧状係止部がアウター環状ランドの切り欠きの一つに挿入され且つアウター環状ランドの内周面に接触するように、環状溝中に装着されている。

本発明によると、ディスククランプに装着したワイヤバランサの位置ずれを確実に防止することができ、また必要に応じてワイヤバランサの取り外しを容易に行なうことができる。

以下、図面を参照して本発明の数多くの実施形態について説明する。各実施形態の説明において、実質的に同一構成部分には同一符号を付して説明する。図１を参照すると、カバーを外した状態の磁気ディスク装置の平面図が示されている。

図２はカバーをベースに固定した状態の図１の２−２線断面図である。図２に示されるように、ハウジング（ディスクエンクロージャ）１０はベース１２と、このベース１２に固定されたカバー１４とから構成されており、内部に密封室１５を画成している。

ベース１２に形成された円形開口１３内にはスピンドルアセンブリ６０のフランジ６２の一部が挿入され、複数のネジ６４によりフランジ６２がベース１２に締結されている。フランジ６２にはスピンドルシャフト１６が圧入固定されている。

スピンドルシャフト１６にはコイル６６を有するＤＣモータのステーター６５が接着により固定されており、一対の軸受６８，７０を介してＤＣモータのロータ７２が回転可能に取り付けられている。

軸受６８，７０のインナーレースがスピンドルシャフト１６に圧入固定されており、軸受６８，７０のアウターレースに環状スピンドルハブ７４及び環状ブッシュ８０が接着によりそれぞれ固定されている。

スピンドルハブ７４の内周面には環状ヨーク７６が接着されており、環状ヨーク７６の内周面には環状永久磁石７８が接着されている。永久磁石７８とステーター６５との間には所定のギャップが形成され、永久磁石７８がヨーク７６と協力してステーター６５回りに磁気回路を形成している。

環状ブッシュ８０の外周面はスピンドルハブ７４の内周面に接着されている。環状ブッシュ８０には環状溝８０ａが形成されており、フランジ６２にはこの環状溝８０ａに嵌合する環状突起６２ａが一体的に形成されている。

環状溝８０ａと、この環状８０ａ中に挿入された環状突起６２ａでラビリンスシール８２を形成しており、軸受７０に適用したグリースのオイルミストが密封室１５内に侵入するのを防止している。

軸受６８の上側のスピンドルシャフト１６とスピンドルハブ７４との間に磁性シール８４が設けられており、軸受６８に適用したグリースのオイルミストが密封室１５内に入るのを防止している。

スピンドルハブ７４に磁気ディスク２２と環状スペーサ８６とを交互に挿入し、ディスククランプ１８を複数のネジ２０でスピンドルハブ７４に締結することにより、複数枚の磁気ディスク２２（本実施形態では４枚の磁気ディスク）が所定間隔離間してスピンドルハブ７４に固定される。カバー１４に形成した穴を介してネジ３８をスピンドルシャフト１６に締結することにより、スピンドルシャフト１６の上端部がハウジング１０に固定される。

図１を再び参照すると、符号２４はアクチュエータアームアセンブリ２６と磁気回路２８とから構成されるロータリーアクチュエータを示している。アクチュエータアームアセンブリ２６は、ベース１２に固定されたシャフト３０回りに回転可能に取り付けられている。

アクチュエータアームアセンブリ２６は、一対の軸受を介してシャフト３０回りに回転可能に取り付けられたアクチュエータブロック３２と、アクチュエータブロック３２から一方向に伸長した複数のアクチュエータアーム３４と、各アクチュエータアーム３４の先端部に固定されたヘッドアセンブリ３６とを含んでいる。

各ヘッドアセンブリ３６は磁気ディスク２２にデータのライト／リードをする磁気ヘッド３８と、先端部に磁気ヘッド３８を支持しその基端部がアクチュエータアーム３４に固定されたサスペンション４０を含んでいる。

シャフト３０に対してアクチュエータアーム３４の反対側にはコイル支持アーム４２がアクチュエータブロック３２と一体的に形成されており、コイル支持アーム４２がコイル４４を支持している。コイル４４が磁気回路２８のギャップ中に挿入されて、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）４６が構成される。

符号４８は磁気ヘッド３８に書き込み信号を供給したり、磁気ヘッド３８からの読み取り信号を取り出すフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）を示しており、その一端がアクチュエータブロック３２の側面に固定されている。ベース１２にはアクチュエータアームアセンブリ２６の揺動範囲を規制するアウターストッパ５２と、インナーストッパ５４がそれぞれ固定されている。

図３Ａを参照すると、本発明第１実施形態のディスククランプ１８の平面図が示されている。ディスククランプ１８はアルミニウムから形成されており、スピンドルハブ７４が挿入される中心穴８８を有している。

ディスククランプ１８は更に、複数の（本実施形態では６個）固定用の穴９２を有するインナー環状ランド９０と、複数の等間隔に離間した切り欠き９７を有するアウター環状ランド９６と、インナー環状ランド９０とアウター環状ランド９６の間に画成された環状溝９８を有している。インナー環状ランド９０はその外周に複数の等間隔に離間した突起９４を有している。

図３Ｂを参照すると、第１実施形態のワイヤバランサ１００が示されている。ワイヤバランサ１００はバネ鋼から形成されており、予め円弧状に曲げ加工されている。さらに、ワイヤバランサ１００は中間部分に曲げ加工された円弧状係止部１０２を有している。

ワイヤバランサ１００をディスククランプ１８に装着しない状態で、スピンドルアセンブリ６０を駆動して磁気ディスク２２を高速で回転して振動テストを実施する。ディスククランプ１８のインナー環状ランド９０には回転数検出用の溝９３が形成されている。

この振動テストにおいて、スピンドルアセンブリ６０及び磁気ディスク２２を含む回転体にアンバランスがあると振動が発生し、溝９３に対して円周方向どの部分がアンバランス点であるかが判明する。

このようにして判明したディスククランプ１８のアンバランス点を中心にしてワイヤバランサ１００をディスククランプ１８に装着する。即ち、ワイヤバランサ１００を、円弧状係止部１０２がインナー環状ランド９０のアンバランス点の突起９４に係止されるように、環状溝９８中に装着する。

このようにワイヤバランサ１００を環状溝９８中に装着すると、ワイヤバランサ１００はそのバネ力でアウター環状ランド９６の内周面に圧接する。ワイヤバランサ１００の円弧状係止部１０２が突起９４に係止されているため、磁気ディスク装置に衝撃等が加わってもワイヤバランサ１００が位置ずれを起こすことは防止される。

さらに、アウター環状ランド９６は複数の切り欠き９７を有しているため、一つの切り欠き９７にピン等を挿入することによりワイヤバランサ１００をディスククランプ１８から容易に取り外すことができる。

図４Ａを参照すると、第２実施形態のディスククランプ１８Ａの平面図が示されている。本実施形態のディスククランプ１８Ａでは、インナー環状ランド９０は円形外周面を有しており、図３Ａに示したディスククランプ１８の複数の突起９４を有していない。ディスククランプ１８Ａの他の構成はディスククランプ１８と同様である。

図４Ｂを参照すると、第２実施形態のワイヤバランサ１０４はその両端に係合用曲げ部１０６を有している。ワイヤバランサ１０４は予め図示するような円弧形状に曲げ加工されている。

図４Ｃを参照すると、ワイヤバランサ１０４をディスククランプ１８Ａに装着した状態の平面図が示されている。ワイヤバランサ１０４をディスククランプ１８Ａの環状溝９８に装着すると、両端の係合用曲げ部１０６がアウター環状ランド９６の切り欠き９７にそれぞれ挿入され、ワイヤバランサ１０４はアウター環状ランド９６の内周面に圧接する。

係合用曲げ部１０６が切り欠き９７中に挿入されているため、磁気ディスク装置に衝撃等が加わった場合にも、ワイヤバランサ１０４がディスククランプ１８Ａに対して位置ずれを起こすことはない。

図５Ａは図４Ａに示したのと同様な第２実施形態のディスククランプ１８Ａの平面図を示している。図５Ｂを参照すると、片側に係合用曲げ部１１０を有する第３実施形態のワイヤバランサ１０８が示されている。ワイヤバランサ１０８は、予め図示するような円弧状形状に曲げ加工されている。

図５Ｃを参照すると、ワイヤバランサ１０８をディスククランプ１８Ａの環状溝９８中に装着した状態の平面図が示されている。ワイヤバランサ１０８の一端に形成された係合用曲げ部１１０が切り欠き９７内に挿入され、ワイヤバランサ１０８はディスククランプ１８Ａのアウター環状ランド９６の内周面に圧接する。

係合用曲げ部１１０が切り欠き９７中に挿入されているため、磁気ディスク装置に衝撃等が加わった場合にも、ワイヤバランサ１０８がディスククランプ１８Ａに対して位置ずれを起こすことはない。

図６Ａを参照すると、第３実施形態のディスククランプ１８Ｂの平面図が示されている。本実施形態のディスククランプ１８Ｂでは、アウター環状ランド９６に形成した切り欠き９７´の幅及びピッチが第１及び第２実施形態のディスククランプ１８，１８Ａの切り欠き９７より大きくなるように形成されている。

本実施形態の他の構成は、図４Ａに示したディスククランプ１８Ａと同様である。図６Ｂを参照すると、中間部分に円弧状係止部１１４が形成された第４実施形態のワイヤバランサ１１２が示されている。ワイヤバランサ１１２は、図示するような円弧状に予め曲げ加工されている。

図６Ｃを参照すると、ワイヤバランサ１１２をディスククランプ１８Ｂの環状溝９８中に装着した状態の平面図が示されている。円弧状係止部１１４が切り欠き９７´に嵌合し、ワイヤバランサ１１２はアウター環状ランド９６の内周面に圧接して保持される。

円弧状係止部１１４が切り欠き９７´に嵌合しているため、磁気ディスク装置に衝撃等が加わった場合にも、ワイヤバランサ１１２がディスククランプ１８Ｂに対して位置ずれを起こすことが防止される。

図７はアクチュエータアームアセンブリ２６のアクチュエータブロック３２周辺の裏面側斜視図を示している。コイル４４を支持するコイル支持アーム４２がアウターストッパ５２、インナーストッパ５４に当接することにより、アクチュエータアームアセンブリ２６の揺動範囲が規制される。

図８を参照すると、第１実施形態のアウターストッパ５２の断面図が示されている。以下のストッパの各実施形態の説明において、アウターストッパについて説明するが、インナーストッパも各実施形態のアウターストッパの構造と同様な構造を有している。

ストッパ５２は、ベース１２と一体的に形成されたシャフト１２０と、シャフト１２０に圧入された円筒緩衝ゴム１２２とから構成される。ストッパシャフト１２０をベース１２と一体的に形成したため、従来のストッパに比較して部品点数を削減でき、ストッパのコストダウンが可能である。

図９は第２実施形態のストッパ５２Ａの断面図を示しており、シャフト１２０の外周に環状溝１２１を形成し、この環状溝１２１に円筒緩衝ゴム１２２を装着する。本実施形態によると、円筒緩衝ゴム１２２の上下方向の位置ずれを防止できる。

図１０を参照すると、第３実施形態のアウターストッパ５２Ｂの断面図が示されている。本実施形態のアウターストッパ５２Ｂでは、ベース１２と一体的に形成されたシャフト１２４の高さをコイル支持アーム４２の高さより低く形成する。

円筒緩衝ゴム１２２を装着しない状態で、アクチュエータアームアセンブリ２６を所定位置に回転挿入し、その後円筒緩衝ゴム１２２がコイル支持アーム４２に衝突可能なように円筒緩衝ゴム１２２をシャフト１２４に部分的に圧入する。

本実施形態では、ストッパシャフト１２４を短く形成したため、アクチュエータアームアセンブリ２６の所定位置への回転挿入を可能とし、ロータリーアクチュエータ２４の組み立てを容易化することができる。

図１１は第４実施形態のアウターストッパ５２Ｃの断面図を示している。本実施形態では、シャフト１２４の高さをコイル支持アーム４２の高さより低く形成するとともに、カバー１４にはシャフト１２４に整列した突起１２６が一体的に形成されている。

円筒緩衝ゴム１２８を部分的にシャフト１２４に圧入するとともに、円筒緩衝ゴム１２８の上端部に突起１２６を挿入する。このように、カバー１４と一体的に形成された突起１２６を円筒緩衝ゴム１２８の上端部に挿入することにより、円筒緩衝ゴム１２８のシャフト１２４からの抜けを防止することができる。

図１２を参照すると、第５実施形態のアウターストッパ５２Ｄの断面図が示されている。本実施形態は、第４実施形態のストッパ５２Ｃの構成に加えて、シャフト１２４に対して、コイル支持アーム４２と反対側にベース１２と一体的に形成されたストッパ押え１３０を設けたものである。

ストッパ押え１３０で、コイル支持アーム４２が衝突することにより変形された円筒緩衝ゴム１２２を押えることができるため、円筒緩衝ゴム１２２のシャフト１２４からの抜けを確実に防止することができる。

図１３を参照すると、第６実施形態のアウターストッパ５２Ｅの断面図が示されている。本実施形態では、縦断面Ｈ形状の円筒緩衝ゴム１３２を採用し、カバー１４と一体的に形成された突起１２６´を長く形成し、図示するように円筒緩衝ゴム１３２の上端部に突起１２６´を深く挿入する。この構造により、円筒緩衝ゴム１３２のシャフト１２４からの抜けを確実に防止することができる。

図１４を参照すると、第７実施形態のアウターストッパ５２Ｆの断面図が示されている。本実施形態では、円筒緩衝ゴム１３３の内径Ｄ１を変えることにより外径を変えずにストッパ強度を変更可能である。例えば、図示するように円筒緩衝ゴム１３３の内径Ｄ１を突起１２６の外径よりも小さくすることにより、ストッパ強度を強くすることができる。

本実施形態によれば、円筒緩衝ゴム１３３の材料は同一で内径寸法のみの変更でストッパの強度を変更することができるので、材料変更による材料自体の評価（発生ガス分析調査など）がなく、短時間で円筒緩衝ゴムの変更が可能となる。また、内径寸法を変更するだけでストッパ強度が調整できるので、微調整が可能となる。

図１５を参照すると、第８実施形態のアウターストッパ５２Ｇの断面図が示されている。本実施形態では、上端部に第１の装着穴１３５を有するシャフト１３４をベース１２と一体的に形成する。カバー１４は第１の装着穴１３５に整列した第２の装着穴１３７を有している。

緩衝ゴム１３６は第１の突起１３８と、第１の突起１３８と反対側の第２の突起１４０を有しており、第１の突起１３８が第１の装着穴１３５に嵌合され、第２の突起１４０が第２の装着穴１３７に嵌合されている。

本実施形態の緩衝ゴム１３６は中実なゴムから形成されているので、緩衝ゴム１３６の強度を強くすることができ、さらに、緩衝ゴム１３６の上端部がカバー１４に形成した第２の装着穴１３７中に挿入されているので、緩衝ゴム１３６の抜けを確実に防止できる。

本実施形態の変形例として、長さの長い緩衝ゴムを採用することにより、シャフト１３４を省略して、ベース１２及びカバー１４に直接装着穴を形成して、シャフトなしでストッパを形成することができる。

図１はカバーを外した状態の磁気ディスク装置の平面図；
図２はカバーをベースに固定した状態の図１の２−２線断面図；
図３Ａはディスククランプの第１実施形態平面図；
図３Ｂはワイヤバランサの第１実施形態を示す図；
図３Ｃは図３Ｂのワイヤバランサを第１実施形態のディスククランプに装着した状態の平面図；
図４Ａはディスククランプの第２実施形態平面図；
図４Ｂはワイヤバランサの第２実施形態を示す図；
図４Ｃは図４Ｂのワイヤバランサを第２実施形態のディスククランプに装着した状態の平面図；
図５Ａは図４Ａに類似しており、第２実施形態のディスククランプの平面図；
図５Ｂは第３実施形態のワイヤバランサを示す図；
図５Ｃは図５Ｂのワイヤバランサを第２実施形態のディスククランプに装着した状態の平面図；
図６Ａは第３実施形態のディスククランプ平面図；
図６Ｂは第４実施形態のワイヤバランサを示す図；
図６Ｃは図６Ｂのワイヤバランサを第３実施形態のディスククランプに装着した状態の平面図；
図７はアクチュエータブロック周辺部の斜視図；
図８は第１実施形態のストッパ断面図；
図９は第２実施形態のストッパ断面図；
図１０は第３実施形態のストッパ断面図；
図１１は第４実施形態のストッパ断面図；
図１２は第５実施形態のストッパ断面図；
図１３は第６実施形態のストッパ断面図；
図１４は第７実施形態のストッパ断面図；
図１５は第８実施形態のストッパ断面図である。

Claims (4)

1. ベースを有するハウジングと；
   該ハウジング内に回転可能に取り付けられた複数のトラックを有するディスクと；
   該ディスクにデータのライト／リードを行なうヘッドと；
   前記ハウジングに回転可能に取り付けられ、先端部で前記ヘッドを支持するアクチュエータアームを有し、前記ヘッドを前記ディスクのトラックを横切って移動させるヘッドアクチュエータと；
   前記ディスクを回転するスピンドルアセンブリと；
   前記ディスクを前記スピンドルアセンブリに固定するディスククランプと；
   該ディスククランプに取り付けられたワイヤバランサとを具備し；
   前記ディスククランプは複数の固定穴を有するインナー環状ランドと、複数の切り欠きを有するアウター環状ランドと、該インナー及びアウター環状ランドの間に画成された環状溝とを有しており、
   前記ワイヤバランサは前記環状溝中に装着されてその一部が前記インナー環状ランド及び前記アウター環状ランドのいずれか一方に係止されていることを特徴とするディスク装置。
2. 前記インナー環状ランドはその外周に複数の突起を有し、前記ワイヤバランサはその中間部分に円弧状係止部を有しており、
   前記ワイヤバランサは、該円弧状係止部が前記インナー環状ランドの突起の一つに係止されるように、前記環状溝中に装着されている請求項１記載のディスク装置。
3. 前記ワイヤバランサは少なくともその一端に係合用曲げ部を有しており、
   前記ワイヤバランサは、該係合用曲げ部が前記切り欠きの一つに挿入され且つ前記アウター環状ランドの内周面に当接するように、前記環状溝中に装着されている請求項１記載のディスク装置。
4. 前記ワイヤバランサは中間部分に円弧状係止部を有しており、
   該ワイヤバランサは、該円弧状係止部が前記アウター環状ランドの切り欠きの一つに挿入され且つ該アウター環状ランドの内周面に接触するように、前記環状溝中に装着されている請求項１記載のディスク装置。

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