JP2001155458A - ディスクドライブ用サスペンションとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各部に要求される特性に応じることのできる
高性能なサスペンションを提供する。 【解決手段】 このディスクドライブ用サスペンション
１７は、ベースプレート３０と、ベースプレート３０に
取付けるロードビーム３１と、ロードビーム３１に取付
けるフレキシャ５０を備えている。ロードビーム３１
は、ベースプレート３０とは分離独立した板厚の厚いプ
レートからなる剛体部４０と、剛体部４０とは別体に構
成された薄い板状のばね部材４１からなるばね部４２を
有している。ばね部材４１は剛体部４０とベースプレー
ト３０とをつないでいる。ばね部材４１は剛体部４０よ
りも薄く低ばね定数であり、剛体部４０よりも撓みやす
くなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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に内蔵されるディスク
ドライブ用サスペンションと、その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転する磁気ディスクあるいは光磁気デ
ィスク等に情報を記録し再生するためのハードディスク
ドライブ（ＨＤＤ）は、軸を中心に旋回可能なキャリッ
ジを有している。このキャリッジは、ポジショニング用
モータによって、前記軸を中心に旋回駆動される。

【０００３】例えば米国特許（ＵＳＰ）第４，１６７，
７６５号明細書に記載されているようにキャリッジは、
アームと、アームの先端部に設けたサスペンションと、
サスペンションに取付けたスライダを含むヘッド部など
を備えている。そしてディスクが高回転することによっ
てスライダがディスク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
ようになっている。

【０００４】前記サスペンションは、精密な薄板ばねか
らなるロードビーム（load beam ）と、ロードビームの
先端部にレーザ溶接等によって固定された極薄い板ばね
からなるフレキシャ（flexure ）と、ロードビームの基
部にレーザ溶接等によって固定されたベースプレートな
どからなる。ベースプレートは前記アームのサスペンシ
ョン取付面に固定される。

【０００５】このようなディスクドライブでは、記録す
べき情報の高密度化とディスクの高回転化が進む傾向に
ある。したがってディスクドライブ用サスペンション
は、ディスクの記録面に対して高精度に位置決めするこ
との可能な優れた振動特性を有すること、およびディス
クの高回転化によって生じる風乱の影響を受けにくいこ
とが要求される。しかもこの種のサスペンションには、
新たに要求される種々の機能に対応すべく、さらに複雑
な加工が施される傾向もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記サスペンション
は、ディスクの高密度化に伴って、さらに高剛性でか
つ、ばね定数が低いことが要求されている。しかし従来
は、図１１に示すサスペンション１のロードビーム２の
ように、長さＬ１にわたる剛体部２ａと、長さＬ２のば
ね部２ｂとが一体となった部品であるため、剛体部２ａ
に要求される性能（高剛性）と、ばね部２ｂに要求され
る性能（低ばね定数）とを同時に満足することが難しか
った。

【０００７】特に剛体部２ａは、ばね部２ｂによって材
質と板厚が制約を受けてしまうことから、剛体部２ａの
剛性を高くするために、剛体部２ａの両側縁を折曲げる
ことによって曲げ縁３を形成したり、あるいはエンボス
加工によってリブ４を形成する必要があった。このため
ロードビーム２に高精度な加工が必要であり、加工工数
が多く、コストも高くなる。

【０００８】しかもロードビーム２に形成する曲げ縁３
やリブ４は、風の流れを妨げる原因となるため、ディス
クが高回転したときに風乱の影響を受けやすく、ロード
ビーム２がばたつくという問題も生じた。なお、ロード
ビーム２の基部にベースプレート５が固定されている。
ロードビーム２の先端部にフレキシャ６が固定されてい
る。フレキシャ６にはヘッド部７を構成するスライダ８
が装着される。

【０００９】ロードビームのばね定数を下げるために、
例えば特開平９−１９１００４号公報に記載されている
ロードビームのように、ばね部の板厚をパーシャルエッ
チングによって部分的に薄くすることも提案されてい
る。しかしながらパーシャルエッチングによってばね部
の板厚を正確に制御することには限界があり、ばね部の
板厚が不安定になって、ばね定数がばらつきやすいとい
う問題があった。

【００１０】また、特開平９−１２８９１９号公報に記
載されているサスペンションのように、ロードビームの
スライダ搭載部分の周囲にエッチングあるいはプレスに
よって幅の狭い複数の板ばね状の部分を形成し、これら
板ばね状の部分を板厚方向に変形させたものも提案され
ている。しかしこの従来例は、ロードビームの先端の狭
い領域に前記板ばね状の部分を形成する必要があり、そ
のためにきわめて繊細な加工を必要とし、ビームの形状
やばね定数がばらつきやすく品質が安定しないという問
題がある。

【００１１】従って本発明の目的は、要求される性能に
応じることのできる高性能なディスクドライブ用サスペ
ンションと、その製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を果たすための
本発明のサスペンションは、ベースプレートと、前記ベ
ースプレートに取付けるロードビームと、前記ロードビ
ームに取付けられかつヘッド部が設けられるフレキシャ
とを有するディスクドライブ用サスペンションにおい
て、前記ロードビームは、前記ベースプレートから分離
独立していて前記フレキシャが固定される剛体部と、前
記剛体部とは別体に構成されて前記剛体部と前記ベース
プレートとをつなぎかつ前記剛体部よりもばね定数が低
いばね部材からなるばね部とを具備している。

【００１３】この発明のサスペンションは、ロードビー
ムを構成する剛体部とばね部とが別部品であるため、サ
スペンションに要求される性能を満足すべく、剛体部と
ばね部の材質あるいは板厚等がそれぞれ個別に選択され
る。例えばロードビームの剛体部に板厚の大きなプレー
トを採用し、ばね部には板厚の薄い圧延鋼材などからな
る精度の高い低ばね定数のばね部材が採用される。

【００１４】前記ロードビームの剛体部にはステンレス
鋼を採用することも考えられるが、Ａｌ，Ｔｉ等の軽金
属（Ｆｅよりも軽い金属）の合金、もしくは合成樹脂に
よって構成することにより、さらなる軽量化と高剛性化
を両立させることもできる。あるいは前記ロードビーム
等が、アルミニウムやチタン等の軽金属もしくはそれら
を主体とする合金と、それ以外の金属（例えばステンレ
ス鋼）とを積層した２種類以上の材料からなる複合材
（クラッド材）によって構成されていてもよい。前記フ
レキシャと前記ばね部を、互いに一体に連なる１枚の板
によって構成することで、部品の共通化を図ってもよ
い。

【００１５】本発明のサスペンションを製造する工程
で、ベースプレートとロードビームの剛体部およびこれ
らを互いにつなぐ連結部を一体に有するサスペンション
半成品を採用することもできる。このサスペンション半
成品とは別体に構成されたばね部材を、前記サスペンシ
ョン半成品のベースプレートと剛体部に固定したのち、
前記連結部をベースプレートと剛体部から切離す。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の第１の実施形態に
ついて、図１から図３を参照して説明する。図３に示さ
れたハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１０は、軸１１
を中心に旋回可能なキャリッジ１２を有している。キャ
リッジ１２は、ボイスコイルモータ等のポジショニング
用モータ１３によって、軸１１を中心に旋回駆動され
る。

【００１７】キャリッジ１２は、複数のアーム（アクチ
ュエータアーム）１６と、各アーム１６の先端部に取付
けられたサスペンション１７と、各サスペンション１７
の先端部に設けたヘッド部１８などを備えている。モー
タ１３によってキャリッジ１２が駆動されることによ
り、ヘッド部１８がディスク１９の所望トラックまで移
動する。

【００１８】ヘッド部１８は、ディスク１９のトラック
と対向可能な位置に設けたスライダ２０と、スライダ２
０に保持されたトランスジューサ（図示せず）などを含
んでいる。ディスク１９が高速回転したときに、ディス
ク１９とスライダ２０との間に入り込む空気によって、
スライダ２０がディスク１９から僅かに浮上するととも
に、ディスク１９とスライダ２０との間にエアベアリン
グが形成される。

【００１９】図１に示すようにサスペンション１７は、
ベースプレート３０と、このベースプレート３０に取付
けるロードビーム３１などを含んでいる。図３に示すよ
うにベースプレート３０はアーム１６に固定される。ベ
ースプレート３０にはアーム１６のボス部（図示せず）
が挿入される円形の孔３３が形成されている。

【００２０】図２に示すようにロードビーム３１は、ベ
ースプレート３０とは分離独立した剛体部４０と、この
剛体部４０に固定されるばね部材４１からなるばね部４
２とを具備している。剛体部４０の厚さはばね部材４１
の板厚よりも厚い。図１において、長さＬがばね部４２
として機能する領域である。このばね部４２は、剛体部
４０よりもばね定数が小さく撓みやすくなっている。図
示例の剛体部４０は、軽量化と高剛性を両立させるため
に、例えばアルミニウム合金などの軽合金からなり、し
かも厚み方向に貫通する開口部４５が形成されている。
この剛体部４０は、アルミニウムなどの軽合金の板とス
テンレス鋼の板を積層してなる複合材であってもよい。

【００２１】開口部４５の代りに、例えばエッチング等
によって肉厚を薄くした凹部を形成してよい。ロードビ
ーム３１の材料にＴｉやＡｌ合金等の軽金属（Ｆｅより
も比重の小さい金属）もしくはＡｌ合金とステンレス鋼
の複合材を用いてもよいし、あるいは合成樹脂を用いて
もよい。こうすることにより軽量化が図れ、周波数特性
と振動特性が向上する。なお、ロードビーム３１に必要
に応じて曲げ加工が施されてもよい。

【００２２】ばね部４２を構成する板状のばね部材４１
は、例えばばね性のある薄いステンレス鋼圧延板からな
り、その一端部４１ａは、剛体部４０の端部４０ａに重
ねた状態でレーザ溶接等によって固定されている。ばね
部材４１の他端部４１ｂは、ベースプレート３０に重ね
かつレーザ溶接等によって固定されている。

【００２３】ばね部材４１をロードビーム３１の剛体部
４０に固定する手段として、溶接の代りに接着剤が使わ
れてもよい。剛体部４０が合成樹脂製の場合には、剛体
部４０を成形するための型にばね部材４１をセットした
状態で樹脂材料を型に流し込み硬化させ、いわゆるイン
モールド成形によってばね部材４１を剛体部４０に固定
してもよい。

【００２４】剛体部４０に極薄い板ばねからなるフレキ
シャ５０が取付けられている。フレキシャ５０は例えば
ステンレス鋼の圧延材からなり、レーザ溶接等によって
ロードビーム３１に固定されている。図２に示すように
剛体部４０の端部４０ｂに凸部５１が設けられている。
この凸部５１はフレキシャ５０のタング部５２に当接し
ている。この凸部５１はタング部５２に向かって突出し
ている。フレキシャ５０に、ヘッド部１８を構成するス
ライダ２０が装着される。

【００２５】このように構成されたサスペンション１７
は、ロードビーム３１を構成する剛体部４０とばね部４
２とが別部品によって構成され、それぞれに適した材料
と板厚を選定できるため、剛体部４０に要求される性能
（例えば高剛性）と、ばね部４２に要求される性能（例
えば低ばね定数）を両立させることが容易となる。ま
た、ばね部材４１に精度の高い圧延材を使用すること
で、安定した低ばね定数のばね部４２が得られる。

【００２６】この実施形態のロードビーム３１は、板厚
の厚いプレートを用いることができるため、図１１に示
す従来例のような曲げ縁やリブを設ける場合に比較して
空気の流れを妨げにくい形状にすることができ、ディス
クが高回転しても風乱による影響が低減する。

【００２７】図４はこの発明の第２の実施形態のサスペ
ンション１７Ａを示している。このサスペンション１７
Ａのばね部４２は、ばね部材４１の長さ方向中間部を折
曲げることによって折曲部６０が形成されている。それ
以外の構成は前記第１の実施形態のサスペンション１７
と同様であるから、第１の実施形態と共通の箇所に共通
符号を付して説明を省略する。

【００２８】図５はこの発明の第３の実施形態のサスペ
ンション１７Ｂを示している。このサスペンション１７
Ｂは、ばね部材４１の中央部に開口部６１が形成され、
開口部６１の両側が低ばね定数のばね部４２として機能
するようにしている。また、ばね部材４１の一部を折曲
げることによって折曲部６０が形成されている。それ以
外の構成は第１の実施形態と同様であるから、第１の実
施形態と共通の箇所に共通符号を付して説明を省略す
る。

【００２９】図６はこの発明の第４の実施形態のサスペ
ンション１７Ｃを示している。このサスペンション１７
Ｃは、アーム部分を有するいわゆるアームタイプのロン
グベースプレート３０Ｃと、配線付きフレキシャ５０Ｃ
を備えている。配線付きフレキシャ５０Ｃは、ばね性を
有する薄いステンレス鋼圧延板等の金属基板６５の表面
に、電気絶縁層を介して導電路６６を形成したものであ
る。導電路６６の一端はヘッド部１８の端子６７に導通
し、導電路６６の他端はベースプレート３０Ｃ上に設け
る端子６８に導通している。ばね部材４１の一部に折曲
部６０と開口部６１が形成されている。それ以外の構成
は第１の実施形態と同様であるから、第１の実施形態と
共通の箇所に共通符号を付して説明を省略する。このよ
うなアームタイプのベースプレート３０Ｃのアーム部分
についても、前述したようなＴｉやＡｌ合金等の軽金属
（Ｆｅよりも比重の小さな金属）や、Ａｌとステンレス
鋼などからなる複合材、あるいは合成樹脂を用いること
で、軽量化が図れるとともに、周波数特性と振動特性を
向上させることができる。

【００３０】図７はこの発明の第５の実施形態のサスペ
ンション１７Ｄを示している。このサスペンション１７
Ｄは、図８に示すようなサスペンション半成品７０を用
いて製造される。サスペンション半成品７０は、ベース
プレート３０と、ロードビーム３１の剛体部４０と、こ
れらベースプレート３０と剛体部４０とをつなぐ左右一
対の連結部７１とを備えている。連結部７１は、図７に
示すようにばね部材４１をベースプレート３０と剛体部
４０に重ねたときに、ばね部材４１の両側に張り出すよ
うになっている。

【００３１】サスペンション半成品７０の剛体部４０と
ベースプレート３０の双方にわたってばね部材４１を重
ね、例えばレーザ溶接等によってばね部材４１をベース
プレート３０と剛体部４０に固定する。そののち、プレ
ス等によって連結部７１を剛体部４０とベースプレート
３０から切離す。

【００３２】この実施形態によれば、ばね部材４１をサ
スペンション半成品７０に固定する前は、ベースプレー
ト３０と剛体部４０が連結部７１によって接続された１
個の部品となっているため、取扱いが容易であり、しか
も剛体部４０とベースプレート３０の相対位置をより正
確に規制することができる。

【００３３】図９はこの発明の第６の実施形態のサスペ
ンション１７Ｅを示している。このサスペンション１７
Ｅは、１枚の板状のばね部材４１Ｅによって、ばね部４
２とフレキシャ５０が形成されている。この場合、ばね
部４２とフレキシャ５０が一体化することにより、部品
の共通化が図れる。また、前記第６の実施形態のサスペ
ンション半成品７０と同様に、剛体部４０とベースプレ
ート３０が連結部７１によってつながれていて、ばね部
材４１Ｅをサスペンション半成品７０に固定したのち、
連結部７１を切除するようにしている。

【００３４】図１０はこの発明の第７の実施形態のサス
ペンション１７Ｆを示している。このサスペンション１
７Ｆは、配線付きフレキシャ５０Ｆを構成する１枚の板
状のばね部材４１Ｆに、ばね部４２と、ベースプレート
３０に積層する部分８０が一体に形成されている。配線
付きフレキシャ５０Ｆは、ばね性を有する薄いステンレ
ス鋼圧延板等の金属基板６５の表面に、電気絶縁層を介
して導電路６６を形成したものであり、導電路６６の一
端はヘッド部の端子６７に導通し、導電路６６の他端は
ベースプレート３０に積層される部分８０に設ける端子
６８に導通している。この実施形態の剛体部４０とベー
スプレート３０は、前記第６の実施形態のサスペンショ
ン半成品７０と同様に、連結部７１によってつながれて
いて、ばね部材４１Ｆをサスペンション半成品７０に固
定したのち、連結部７１を切除するようにしている。

【００３５】なお、この発明を実施するに当たって、ベ
ースプレートやロードビームをはじめとして、フレキシ
ャ、剛体部、ばね部材などのサスペンション構成要素
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。

【００３６】

【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、ロー
ドビームを構成する剛体部の材質や板厚がばね部に制約
を受けることがなくなり、それぞれの要求に応じた適正
材質および板厚の選択が可能となり、サスペンションに
要求される性能を満足することができる。例えばロード
ビームの剛体部に板厚の大きなプレートを採用すれば、
曲げ縁やリブなどの曲げ加工を行なうことなく、さらな
る高剛性化が可能になるとともに、剛体部の空気抵抗が
減少する。このためディスク高回転時の風乱の影響が減
少し、サスペンションフラッタ（風によるサスペンショ
ンのばたつき）の発生を抑制できる。

【００３７】この発明のサスペンションは安定した低ば
ね定数のばね部を得ることができ、ばね部の精度と低ば
ね定数を両立させたサスペンションが得られる。ロード
ビームの剛体部とばね部とが別体であるから、剛体部に
ばね部よりも軟質な材料を使用でき、剛体部を成形する
際のプレス等の加工自由度が増える。

【００３８】請求項２に記載した発明によれば、ロード
ビームの材料にＡｌ合金，Ｔｉ合金あるいは合成樹脂等
の低比重材料を採用することにより、ロードビームの軽
量化が可能となり、周波数特性が向上し、振動特性も改
善される。

【００３９】請求項３および請求項４に記載した発明に
よれば、ロードビームあるいはアームタイプのロングベ
ースプレートの材料にＡｌ合金，Ｔｉ合金、あるいはこ
れら軽合金を含む２種類以上の材料の複合材からなる低
比重材料を採用することにより、ロードビーム等の軽量
化が可能となり、周波数特性が向上し、振動特性も改善
される。また、ロードビームとベースプレートの双方に
前記低比重材料を使用することで、サスペンション全体
としてさらなる軽量化が図れ、ディスクドライブの高速
化が可能となる。

【００４０】請求項５に記載した発明によれば、フレキ
シャとばね部とが一体に連なった１枚の板を用いること
により、部品数が減少するとともに、フレキシャとばね
部との互いの位置決め精度が向上する。

【００４１】請求項６に記載した製造方法によれば、サ
スペンションを製造する工程の途中までベースプレート
と剛体部とを一体に扱うことができ、ベースプレートと
剛体部の材料の共通化が図れるため、部品点数を減らす
ことができるとともに、ばね部材をベースプレートと剛
体部に固定する際に両者の位置精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態を示すディスクドラ
イブ用サスペンションの斜視図。

【図２】 図１に示されたサスペンションの分解斜視
図。

【図３】 図１に示されたサスペンションを備えたハー
ドディスクドライブの一部の断面図。

【図４】 本発明の第２の実施形態を示すディスクドラ
イブ用サスペンションの斜視図。

【図５】 本発明の第３の実施形態を示すディスクドラ
イブ用サスペンションの斜視図。

【図６】 本発明の第４の実施形態を示すディスクドラ
イブ用サスペンションの斜視図。

【図７】 本発明の第５の実施形態を示すディスクドラ
イブ用サスペンションの斜視図。

【図８】 図７に示されたサスペンションに使われるサ
スペンション半成品とばね部材の斜視図。

【図９】 本発明の第６の実施形態を示すディスクドラ
イブ用サスペンションの斜視図。

【図１０】 本発明の第７の実施形態を示すディスクド
ライブ用サスペンションの分解斜視図。

【図１１】 従来のディスクドライブ用サスペンション
の斜視図。

【符号の説明】

１０…ディスクドライブ １７，１７Ａ〜１７Ｆ…サスペンション １８…ヘッド部 ３０，３０Ｃ…ベースプレート ３１…ロードビーム ４０…剛体部 ４１，４１Ｅ，４１Ｆ…ばね部材 ４２…ばね部 ５０，５０Ｃ，５０Ｆ…フレキシャ ７０…サスペンション半成品 ７１…連結部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 半谷 正夫 神奈川県愛甲郡愛川町中津字桜台4056番地 日本発条株式会社内 (72)発明者 齋藤 則幸 神奈川県愛甲郡愛川町中津字桜台4056番地 日本発条株式会社内 Ｆターム(参考） 5D059 AA01 BA01 CA13 CA23 DA22 DA26 DA33 EA07

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベースプレートと、 前記ベースプレートに取付けるロードビームと、 前記ロードビームに取付けられかつヘッド部が設けられ
   るフレキシャと、を有するディスクドライブ用サスペン
   ションにおいて、 前記ロードビームは、 前記ベースプレートから分離独立していて前記フレキシ
   ャが固定される剛体部と、 前記剛体部とは別体に構成されて前記剛体部と前記ベー
   スプレートとをつなぎかつ前記剛体部よりもばね定数が
   低いばね部材からなるばね部と、 を具備したことを特徴とするディスクドライブ用サスペ
   ンション。
2. 【請求項２】前記ロードビームの剛体部が軽金属もしく
   は合成樹脂からなることを特徴とする請求項１記載のデ
   ィスクドライブ用サスペンション。
3. 【請求項３】前記ロードビームが、軽金属を含む２種類
   以上の材料の複合材からなることを特徴とする請求項１
   記載のディスクドライブ用サスペンション。
4. 【請求項４】アームタイプのロングベースプレートが、
   軽金属を含む２種類以上の金属の複合材からなることを
   特徴とする請求項１記載のディスクドライブ用サスペン
   ション。
5. 【請求項５】前記フレキシャと前記ばね部が互いに一体
   に連なる１枚の板からなることを特徴とする請求項１記
   載のディスクドライブ用サスペンション。
6. 【請求項６】ベースプレートとロードビームの剛体部と
   これらベースプレートと剛体部をつなぐ連結部とを一体
   に有するサスペンション半成品、を製造する工程と、 前記サスペンション半成品とは別体に構成されたばね部
   材を前記サスペンション半成品のベースプレートと剛体
   部に固定する工程と、 前記ばね部材を前記サスペンション半成品に固定したの
   ち前記連結部を前記ベースプレートと剛体部から切離す
   工程と、 を具備したことを特徴とするディスクドライブ用サスペ
   ンションの製造方法。