JP5453052B2 - ディスク装置用サスペンション - Google Patents

Description

この発明は、例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置のためのディスク装置に使用されるディスク装置用サスペンションに関する。

パーソナルコンピュータ等の情報処理装置に、ハードディスク装置（ＨＤＤ）が使用されている。ハードディスク装置は、スピンドルを中心に回転する磁気ディスクと、ピボット軸を中心に旋回するキャリッジなどを含んでいる。キャリッジはアーム（アクチュエータアーム）を有し、ボイスコイルモータ等のポジショニング用モータによって、ピボット軸を中心にディスクのトラック幅方向に旋回するように構成されている。

前記アクチュエータアームにサスペンションが取付けられている。サスペンションは、ロードビーム(load beam)と、ロードビームに重ねて配置されるフレキシャ(flexure)などを含んでいる。フレキシャの先端付近に形成されたジンバル部に、磁気ヘッドを構成するスライダが取付けられている。スライダには、データの読取りあるいは書込み等のアクセスを行なうための素子（トランスジューサ）が設けられている。ディスクが回転すると、前記スライダがディスク表面から僅かに浮上するとともに、ディスクとスライダとの間にエアベアリングが形成される。

前記ジンバル部は、前記フレキシャの一部に形成されたタング部を含んでいる。このタング部の一方の面に前記スライダが取付けられている。ロードビームの先端部にはディンプルと称される凸部が形成されている。このディンプルはロードビームの一方の面からタング部に向かって突出している。ディンプルの裏面はロードビームの他方の面において凹んでいる。

前記ディンプルの先端がタング部に当接することにより、タング部がディンプルの先端によって揺動自在に支持されている。スライダはタング部と共にディンプルの先端を支点として揺動運動（ジンバル運動）をなす。このためスライダが左右均等に揺動できるようにするために、スライダの幅方向の中心にディンプルが形成されている必要がある。

ディスク装置は記憶密度をより高くすることが望まれており、しかも小型化が要求されている。このためスライダをこれまで以上に高精度に位置決めすることが望まれている。例えば特許文献１に記載されているように、スライダを高精度に位置決めするための方法などが提案されている。

一方で、例えば特許文献２に記載されているように、ヒータ制御等を行うための回路部品をスライダに設けるなど、種々の機能を備えたスライダも提案されている。このようにスライダに内蔵する機能部品が多様化する傾向があることなどから、スライダに設ける端子の数が増えて端子間のピッチが狭くなっている。その場合、スライダの位置精度が悪いと、スライダの端子とタング部の端子との電気的な接続が不良になることがある。このためスライダの位置精度を高める必要があり、また、スライダとディンプルとの位置関係をさらに高精度に規制する必要もある。

特開２００５−１３５４６７号公報 特開２００９−１２３２８２号公報

前記フレキシャはロードビームに対してレーザ溶接等によって固定されるため、ロードビームに対するフレキシャの取付位置を高精度に規制するには限界がある。このため特許文献１のようにディンプルがロードビームに設けられている場合には、ロードビームのディンプル位置をいくら高精度に規制したとしても、ロードビームに対するフレキシャの取付位置の精度が悪ければ、ディンプルとスライダとの位置精度が悪くなってしまう。

そこで、ディンプルをタング部に形成することにより、スライダとディンプルとの位置精度を高めることも提案されている。その場合、タング部の一方の面（スライダ取付面）にスライダが接着剤等によって固定され、タング部の他方の面にディンプルが形成されている。

前記ディンプルは、タング部のジンバル運動の可動範囲を確保するために、ある程度の高さが必要である。ディンプルの高さが低いと、タング部の揺動角度が大きくなったときにタング部の一部がロードビームと干渉し、ジンバル運動の可動範囲が狭くなってしまうからである。

このためディンプルを小さくすることには限界がある。ディンプルの裏面はタング部のスライダ取付面において凹部となっているため、ディンプルが従来と同じ大きさのままでスライダが小さくなると、相対的にスライダに対する前記凹部の大きさの割合いが増大する。特に超小形のスライダでは、この凹部の存在により、スライダが傾いたり、タング部に対するスライダの接着強度が弱くなったりすることがある。

従ってこの発明の目的は、スライダとディンプルとの相対位置を高精度に規制することができ、かつ、ディンプルが小さくてもタング部のジンバル運動の可動範囲が小さくなることを回避できるディスク装置用サスペンションを提供することにある。

本発明のディスク装置用サスペンションは、ディスク装置のアクチュエータアームにベース部を介して取付けるロードビームと、前記ロードビームに重ねて配置されかつスライダを取付けるためのタング部を有するフレキシャと、前記タング部の前記スライダを取付ける面とは反対側の第１平面部に形成され、前記ロードビームに向って該タング部の厚さ方向に突出する先端を有したディンプルと、前記ロードビームの前記タング部と向かい合う第２平面部に形成され、前記ディンプルに向って該ロードビームの厚さ方向に突出する先端面を有しかつ該先端面に前記ディンプルの前記先端を当接させた状態において前記タング部を揺動可能に支持する凸部とを具備し、前記ディンプルは、前記タング部の側面方向から見て、前記第１平面部から円弧状に突出する形状であり、前記凸部は、前記ロードビームの側面方向から見て、前記第２平面部に沿う断面の面積が前記先端面に向って小さくなる台形状をなし、前記ディンプルの突出高さが前記凸部の突出高さよりも小さくかつ前記ディンプルを前記先端側から見たディンプル面積が前記凸部の前記先端面の面積よりも小さい。

この発明の好ましい形態では、前記ディンプルの突出高さが前記凸部の突出高さよりも小さく、かつ、前記ディンプルを前記先端側から見たディンプル面積が前記凸部の前記先端面の面積よりも小さい。前記ディンプルの一例は、前記タング部の側面方向から見て、前記第１平面部から円弧状に突出する形状である。前記凸部の一例は、円錐台あるいは角錐台などのように、ロードビームの側面方向から見て、前記第２平面部に沿う断面の面積が前記先端面に向って小さくなる台形状（テーパ状）をなしている。

本発明によれば、タング部に形成されたディンプルが、ロードビームに形成された凸部の先端面に当接した状態のもとで、タング部がディンプルの先端を中心として揺動（ジンバル運動）をする。この場合、タング部は、ロードビームに対して、ディンプルの突出高さと凸部の突出高さを合計した距離だけ離れる。このためディンプルが小さくとも、タング部とロードビームとの間の距離を十分確保することができ、ジンバル運動の可動範囲が小さくなることがない。しかもタング部にスライダとディンプルが設けられているため、スライダとディンプルとの相対位置をより高精度に規制することが可能となる。

ディスク装置の一例を示す斜視図。 図１に示されたディスク装置の一部の断面図。 本発明の１つの実施形態を示すディスク装置用サスペンションの斜視図。 図３に示されたサスペンションの先端部を拡大して示す斜視図。 図３に示されたサスペンションの先端部の平面図。 図３に示されたサスペンションの先端部をフレキシャ側から見た斜視図。 図３に示されたサスペンションの先端部をフレキシャ側から見た平面図。 図５中のＦ８−Ｆ８線に沿うサスペンションの一部の断面図。 図８中のＦ９−Ｆ９線に沿うサスペンションの一部の断面図。

以下に本発明の１つの実施形態に係るディスク装置用サスペンションについて、図１から図９を参照して説明する。
図１に示すディスク装置（ＨＤＤ）１は、ケース２と、スピンドル３を中心に回転するディスク４と、ピボット軸５を中心に旋回可能なキャリッジ６と、キャリッジ６を駆動するためのポジショニング用モータ（ボイスコイルモータ）７などを有している。ケース２は、図示しない蓋によって密閉される。

図２は、ディスク装置１の一部を模式的に示す断面図である。図２に示されるように、キャリッジ６にアーム（アクチュエータアーム）８が設けられている。アクチュエータアーム８の先端部にサスペンション１０が取付けられている。サスペンション１０の先端部に、磁気ヘッドを構成するスライダ１１が設けられている。ディスク４が高速で回転すると、ディスク４とスライダ１１との間にエアベアリングが形成される。

ポジショニング用モータ７によってキャリッジ６を旋回させると、サスペンション１０がディスク４の径方向に移動することにより、スライダ１１がディスク４の所望トラックまで移動する。スライダ１１の端部には、例えばＭＲ素子のように電気信号と磁気信号とを変換することができる素子１２（図６に示す）が設けられている。これらの素子１２によって、ディスク４に対するデータの書込みあるいは読取り等のアクセスが行なわれる。

図３は本発明の１つの実施形態に係るサスペンション１０を示している。このサスペンション１０は、ベースプレート１７を含むベース部１８と、ロードビーム２０と、配線付きフレキシャ(flexure with conductors)２１などを備えている。ロードビーム２０の基部２０ａはベースプレート１７と重なっている。ロードビーム２０の厚さは例えば３０μｍ〜１００μｍ前後である。

ロードビーム２０は、ベース部１８を介してアクチュエータアーム８（図１と図２に示す）に固定される。ロードビーム２０には、厚さ方向に弾性的に撓むことが可能なばね性を有するヒンジ部２２が形成されている。図３に矢印Ｘで示す方向がサスペンション１０の長手方向（前後方向）すなわちロードビーム２０の長手方向である。

図４と図５はサスペンション１０の先端部を示している。図６と図７はサスペンション１０の先端部を図４とは反対側から見た斜視図である。図４〜図７に示されるように配線付きフレキシャ２１（以下、単にフレキシャと称する）は、ロードビーム２０に沿って設けられている。

フレキシャ２１は、ロードビーム２０よりも薄い金属板からなるメタルベース２１ａと、このメタルベース２１ａに沿って電気絶縁層を介して形成された所定パターンの配線部２１ｂなどを備えている。フレキシャ２１のメタルベース２１ａは、例えば厚さ１０〜２５μｍ程度のステンレス鋼の圧延板からなり、レーザ溶接等によってロードビーム２０の所定位置に固定されている。

フレキシャ２１は、左右一対のアウトリガー部２５と、可動部分であるタング部２６とを一体に備えている。タング部２６はロードビーム２０の先端部付近に形成された連続部２７を介して、アウトリガー部２５に連なっている。タング部２６はメタルベース２１ａの一部であり、ばね性を有しているため、フレキシャ２１の厚み方向に弾性的に撓むことができる。

図８と図９に示されるようにタング部２６は、スライダ１１が固定されるスライダ取付面３０と、スライダ取付面３０とは反対側に位置する第１平面部３１とを有している。スライダ取付面３０にスライダ１１が取付けられている。スライダ１１の前端部に、磁電変換素子等のトランスジューサとして機能する素子１２（図６に示す）が設けられている。スライダ１１の端子部３５（図６に示す）は、フレキシャ２１の配線部２１ｂに電気的に接続されている。このスライダ１１とサスペンション１０とによってヘッドジンバルアセンブリが構成されている。

タング部２６にディンプル４０が形成されている。ディンプル４０は、タング部２６の前記第１平面部３１からロードビーム２０に向って、タング部２６の厚さ方向に突出している。ディンプル４０の一例は、タング部２６の側面方向から見て、第１平面部３１から円弧状に突出する形状であり、ディンプル４０の先端４０ａがロードビーム２０に向って突出している。図７に示すようにディンプル４０は、スライダ１１の中心線Ｃ上でスライダ１１の重心Ｇ付近に位置している。

ディンプル４０は、例えばプレスによって形成されている。このためタング部２６のスライダ取付面３０には、ディンプル４０の裏面に相当する位置に凹部４０ｂが形成されている。なお、プレス以外の手段（例えばディンプル４０の周りをエッチングすることによってディンプル４０を残す）によってディンプル４０を形成してもよい。ディンプル４０の突出高さ、すなわち第１平面部３１からの突出高さＨ１（図９に示す）は、従来の一般的なディンプルの突出高さ（例えば５０μｍ）に比べて十分小さく、例えば１０μｍ程度である。

スライダ１１はスライダ取付面３０に接着材等の固定手段によって固定されている。このディンプル４０は、スライダ１１の幅方向（図９に矢印Ｗで示す方向）の中央に形成されている。言い換えると、スライダ１１の幅方向の中央がディンプル４０の先端４０ａと一致するように、スライダ１１がスライダ取付面３０に位置決めされて固定されている。

ロードビーム２０は、タング部２６と向かい合う第２平面部５０を有している。この第２平面部５０のディンプル４０と対応した位置に、凸部５１が設けられている。凸部５１はプレスによって形成されている。このためロードビーム２０の第２平面部５０とは反対側の面には、凸部５１の裏面である凹み５１ａが形成されている。ただしこの凸部５１はプレス以外の手段、例えば凸部５１の周りをエッチングすることによって凸部５１を残すとか、あるいは凸部５１用の部品をロードビーム２０に貼り付けることなどによって設けられてもよい。

凸部５１の先端面５２は、ディンプル４０に向ってロードビーム２０の厚さ方向に突出している。凸部５１の形状の一例は円錐台であるが、角錐台などでもよい。要するに凸部５１は、ロードビーム２０の側面方向から見て、第２平面部５０に沿う断面積が先端面５２に向って小さくなる台形状（テーパ状）をなしている。このため凸部５１をプレスによって形成することが容易であり、しかも凸部５１の先端面５２の径を凸部５１の基部の径よりも小さくすることができるため、タング部２６がジンバル運動をする際にタング部２６が凸部５１に接しにくくなり、ジンバル運動の可動範囲を大きくすることができる。

凸部５１の突出高さ、すなわち第２平面部５０からの突出高さＨ２（図９に示す）は、ディンプル４０の突出高さＨ１よりも大きく、例えば４０μｍ程度である。ディンプル４０の突出高さＨ１は凸部５１の突出高さＨ２の半分以下であるとよい。ディンプル４０の面積（先端４０ａ側から見たディンプル面積）は、凸部５１の先端面５２の面積よりも小さい。要するにディンプル４０は、凸部５１と比較して十分小さな突起である。

そしてディンプル４０の先端４０ａが凸部５１の先端面５２に当接している。すなわちディンプル４０の先端４０ａが凸部５１の先端面５２に当接した状態において、タング部２６が揺動可能に支持され、タング部２６がディンプル４０の先端４０ａを支点として、ローリング方向Ｒ（図６に示す）とピッチング方向Ｐなどに揺動することができるようになっている。

前記サスペンション１０によれば、フレキシャ２１のタング部２６の第１平面部３１に突設された小形のディンプル４０が、ロードビーム２０の第２平面部５０に突設された凸部５１の先端面５２に当接し、ディンプル４０の先端４０ａが凸部５１の先端面５２によって支持された状態でタング部２６がディンプルの先端４０ａを中心としてジンバル運動をなす。

このためタング部２６に形成されたディンプル４０の突出高さＨ１（図９に示す）が小さくとも、タング部２６の第１平面部３１からロードビーム２０の第２平面部５０までの距離Ｈ３を十分確保することができる。このためディンプル４０が小さくても、タング部２６が揺動したときにタング部２６がロードビーム２０と干渉することを回避することができ、正規のジンバル運動の可動範囲を確保することができる。

また、タング部２６に形成されるディンプル４０が小さくてすむため、ディンプル４０の裏側の凹部４０ｂが小さくてすむ。このためスライダ１１がさらに小形化しても、スライダ１１が凹部４０ｂによって傾いたり、接着強度が弱くなることを回避できるものである。

しかもタング部２６にスライダ１１とディンプル４０が設けられるため、スライダ１１とディンプル４０との相対位置を高精度に規制することができる。ロードビーム２０に設ける凸部５１は、ディンプル４０の先端４０ａを受けることができればよいため、凸部５１の位置精度が多少悪くても、ジンバル運動に影響を与えるほどではない。

なお図９に２点鎖線Ｌで示すように、凸部５１の先端面５２を中央が凹んだ形状とし、この凹んだ先端面５２にディンプル４０の先端４０ａを当接させることによって、ディンプル４０の先端４０ａが凸部５１の先端面５２から外れにくくしてもよい。

またこの発明を実施するに当たり、ロードビームやフレキシャの形状をはじめとして、タング部、ディンプル、凸部等の具体的な構成や形状、配置等を、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更して実施できることは言うまでもない。

８…アクチュエータアーム
１０…ディスク装置用サスペンション
１１…スライダ
１８…ベース部
２０…ロードビーム
２１…フレキシャ
２６…タング部
３０…スライダ取付面
３１…第１平面部
４０…ディンプル
４０ａ…先端
５０…第２平面部
５１…凸部
５２…先端面

Claims (1)

1. ディスク装置のアクチュエータアームにベース部を介して取付けるロードビームと、
   前記ロードビームに重ねて配置されかつスライダを取付けるためのタング部を有するフレキシャと、
   前記タング部の前記スライダを取付ける面とは反対側の第１平面部に形成され、前記ロードビームに向って該タング部の厚さ方向に突出する先端を有したディンプルと、
   前記ロードビームの前記タング部と向かい合う第２平面部に形成され、前記ディンプルに向って該ロードビームの厚さ方向に突出する先端面を有しかつ該先端面に前記ディンプルの前記先端を当接させた状態において前記タング部を揺動可能に支持する凸部と、
   を具備し、
   前記ディンプルは、前記タング部の側面方向から見て、前記第１平面部から円弧状に突出する形状であり、
   前記凸部は、前記ロードビームの側面方向から見て、前記第２平面部に沿う断面の面積が前記先端面に向って小さくなる台形状をなし、
   前記ディンプルの突出高さが前記凸部の突出高さよりも小さくかつ前記ディンプルを前記先端側から見たディンプル面積が前記凸部の前記先端面の面積よりも小さいことを特徴とするディスク装置用サスペンション。

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