JP2011123953A - ディスク装置 - Google Patents

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敬幸 岩瀬
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Abstract

【課題】外部からの音に起因する振動を抑制し、パフォーマンスの低下を抑制するディスク装置を提供する。
【解決手段】ディスク装置は、ディスク状の記録媒体16が収容される筺体10のトップカバー14と、記録媒体を回転させる駆動部と、記録媒体に情報処理を行わせるためのヘッド17と、ヘッドと電気的に接続するフレキシブルプリント回路基板(FPC)21bと、トップカバーの、フレキシブルプリント回路基板(FPC)に対向する位置に設けられる開口部50と、トップカバーとは別体で構成され、トップカバーの開口部を塞ぐように構成される開口閉塞部56と、を備えている。
【選択図】 図4

Description

この発明は、ディスク状の記録媒体を備えたディスク装置に関する。
近年、コンピュータの外部記録装置や画像記録装置として磁気ディスク装置、光ディスク装置などのディスク装置が広く用いられている。
一般に、磁気ディスク装置、例えば、ハードディスクドライブ(以下、HDDと称する)は、ベースおよびトップカバーを有する密閉構造の筐体を備えている。この筐体内に、磁気ディスク、磁気ディスクを回転駆動するスピンドルモータ、磁気ディスクに対してデータのリード/ライトを行う磁気ヘッド、磁気ヘッドを支持したキャリッジアッセンブリ、ボイスコイルモータ、基板ユニット等が配置されている。基板ユニットは、この基板ユニットからキャリッジアッセンブリへ延びるフレキシブルプリント回路基板(以下、FPCと称する)により磁気ヘッドに電気的に接続されている。
上記のような磁気ディスク装置では、シーク時のスピンドルモータの回転およびアクチュエータによる磁気ヘッドシーク動作を主な振動源として振動が発生する。この振動は、トップカバーにも伝播されるため、トップカバーが騒音放出する。このようなスピンドルモータあるいはアクチュエータの動作に起因するトップカバーの振動を抑制するため、トップカバーに凹所を設け、この凹所に、粘弾性材を介して防振板を貼り付けたディスク装置が提案されている(例えば、特許文献1)
また、トップカバーにおいて、ボイスコイルモータと対向する位置に開口を形成し、この開口内でボイスコイルモータにダンパーを固定するとともに、開口を制振部材で塞いだディスク装置が提案されている(例えば、特許文献2)。
特開2002−298567号公報 特開2004−178677号公報
一方、ディスク装置において、外部からの大音響を受けると、そのパフォーマンスが低下する現象が確認されている。外部からの音による振動がトップカバーを振動させ、それがディスク装置内の空気を伝播して、磁気ヘッドや、磁気ヘッドからの信号を基板ユニットに伝えるFPCを振動させることが原因と考えられる。上述したディスク装置では、このような外部からの音に起因するトップカバーの振動抑制については考慮されていない。
また、磁気ヘッド上の領域、あるいは、FPC上の領域は、内部クリアランスに余裕のない箇所であり、前述した特許文献1のように、凹所を設けることが難しい。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、外部からの音に起因する振動を抑制し、パフォーマンスの低下を抑制するディスク装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、この発明の態様に係るディスク装置は、ディスク状の記録媒体が収容される筺体のトップカバーと、前記記録媒体を回転させる駆動部と、前記記録媒体に情報処理を行わせるためのヘッドと、前記ヘッドと電気的に接続するフレキシブルプリント回路基板(FPC)と、前記トップカバーの、前記フレキシブルプリント回路基板(FPC)に対向する位置に設けられる開口部と、前記トップカバーとは別体で構成され、前記トップカバーの開口部を塞ぐように構成される開口閉塞部と、を備えている。
この発明の他の態様に係るディスク装置は、ディスク状の記録媒体が収容される筺体のトップカバーと、前記記録媒体を回転させる駆動部と、前記記録媒体に情報処理を行わせるためのヘッドと、前記ヘッドと電気的に接続するフレキシブルプリント回路基板(FPC)と、前記トップカバーの、前記ヘッドの移動領域と対向する位置に設けられる開口部と、前記トップカバーとは別体で構成され、前記トップカバーの開口部を塞ぐように構成される開口閉塞部と、を備えている。
上記構成によれば、外部からの大音響でパフォーマンスが低下しにくいディスク装置を提供することができる。
図1は、この発明の第1の実施形態に係るHDDを示す斜視図。 図2は、前記HDDを、そのトップカバーを取外して示す分解斜視図。 図3は、前記トップカバーおよびプレートを示す分解斜視図。 図4は、前記HDDの平面図。 図5は、図2の線A−Aに沿ったトップカバーの断面図。 図6は、本実施形態に係るHDDと比較例に係るHDDとについて、初期状態および大音響下におけるデータ読取り能力を測定比較した結果を示す図。 図7は、この発明の他の実施形態に係るHDDのトップカバーを示す断面図。 図8は、第2の実施形態に係るHDDを示す平面図。 図9は、第3の実施形態に係るHDDを示す平面図。
以下図面を参照しながら、この発明の実施形態に係るHDDについて詳細に説明する。
図1は、第1の実施形態に係るHDDを示す斜視図、図2は、HDDのトップカバーを取り外して内部構造を示す分解斜視図である。
図1および図2に示すように、HDDは筐体10を備えている。この筐体10は、上面の開口した矩形箱状のベース12と、矩形板状のトップカバー14とを備えている。トップカバーは、複数のねじ15によりベース12にねじ止めされ、ベース12の上端開口を閉塞している。
ベース12内には、記録媒体としての磁気ディスク16および機構部が設けられている。機構部は、磁気ディスク16を支持および回転させるスピンドルモータ18、磁気ディスクに対して情報の記録、再生を行なう複数の磁気ヘッド17、これらの磁気ヘッド17を磁気ディスク16に対して移動自在に支持したヘッドアクチュエータ20、ヘッドアクチュエータを回動および位置決めするボイスコイルモータ(以下VCMと称する)22、磁気ヘッドが磁気ディスクの最外周に移動した際、磁気ヘッド17を磁気ディスクから離間した位置に保持するランプロード機構24、HDDに衝撃等が作用した際、ヘッドクチュエータを退避位置に保持するイナーシャラッチ機構26、およびプリアンプ等の電子部品が実装された基板ユニット21が収納されている。
ベース12の外面には、基板ユニット21を介してスピンドルモータ18、VCM22、および磁気ヘッド17の動作を制御する、図示しないプリント回路基板がねじ止めされ、ベース12の底壁と対向して位置している。
磁気ディスク16は、例えば、直径65mm(2.5インチ)に形成され、上面および下面に磁気記録層を有している。磁気ディスク16は、スピンドルモータ18の図示しないハブに互いに同軸的に嵌合されているとともにクランプばね27によりクランプされ、ハブに固定されている。そして、磁気ディスク16は、駆動部としてのスピンドルモータ18により所定の速度、例えば、5400rpmあるいは7200rpmの速度で回転駆動される。
ヘッドアクチュエータ20は、ベース12の底壁12a上に固定された軸受組立体30を備えている。軸受部として機能する軸受組立体30は、ベース12の底壁12aに立設された枢軸32と、枢軸に一対の軸受を介して回転自在に支持された円筒形状のハブ34と、を有している。ヘッドアクチュエータ20は、ハブ34に取り付けられた2本のアーム36、それぞれのアームから延出した2本のサスペンション38、サスペンションの延出端に支持された磁気ヘッド17、および複数のスペーサリングを備えている。なお、各サスペンション38は対応するアーム36と一体に形成されていてもよい。
各磁気ヘッド17は、図示しないほぼ矩形状のスライダとこのスライダに形成された記録再生用のMR(磁気抵抗)ヘッド素子とを有し、サスペンション38の先端部に形成されたジンバル部に固定されている。各磁気ヘッド17は、それぞれ図示しない中継フレキシブルプリント回路基板(以下、中継FPCと称する)を介して後述するメインFPC21bに電気的に接続されている。中継FPCは、全体として細長い帯状に形成され、その先端は磁気ヘッド17に電気的に接続されているとともに、その基端部はメインFPC21bに電気的に接続されている。これにより、各磁気ヘッド17は、中継FPCおよびメインFPC21bを介して基板ユニット21に電気的に接続されている。
ハブ34の外周に嵌合されたアーム27は所定の間隔を置いて互いに平行に位置し、これらのアームに取り付けられたサスペンション38および磁気ヘッド33は互いに向かい合って位置している。
VCM22は、ハブ34からアーム27と反対方向に延出した図示しない支持フレーム、および支持フレームに支持されたボイスコイルを有している。ヘッドアクチュエータ20をベース12に組み込んだ状態において、ボイスコイルは、ベース12上に固定された一対のヨーク40間に位置し、これらのヨークおよび一方のヨークに固定された図示しない磁石とともにVCM22を構成している。そして、ボイスコイルに通電することにより、ヘッドアクチュエータ20が回動し、磁気ヘッド17は磁気ディスク16の所望のトラック上に移動および位置決めされる。
ランプロード機構24は、ベース12の底壁12aに設けられているとともに磁気ディスク16の外側に配置されたランプ42と、各サスペンション38の先端から延出した図示しないタブと、を備えている。ヘッドアクチュエータ20が回動し、磁気ヘッド17が磁気ディスク16の外側の退避位置まで回動する際、各タブは、ランプ42に形成されたランプ面と係合し、その後、ランプ面の傾斜によって引き上げられる。これにより、磁気ヘッド17は磁気ディスク16からアンロードされ、磁気ディスクの外側に保持される。
基板ユニット21は、フレキシブルプリント回路基板により形成された本体21aを有し、この本体21aはベース12の底壁12aに固定されている。本体21a上にはヘッドアンプ等の電子部品が実装されている。基板ユニット21は本体21aから延出したメインフレキシブルプリント回路基板(メインFPC)21bを有している。メインFPC21bの延出端は、ヘッドアクチュエータ20の軸受部30近傍に接続され、更に、アーム36およびサスペンション38上に設けられた中継FPCを介して磁気ヘッド17に電気的に接続されている。基板ユニット21の本体21aの底面には、基板ユニット21とプリント回路基板と接続するための図示しないコネクタが実装されている。
図1ないし図3に示すように、矩形板状のトップカバー14は、例えば、板厚0.25mm程度のアルミニウム合金板、ステンレス合金(SPB)等をプレス成形することにより形成されている。トップカバー14の4つのコーナ部、および一対の長辺側の側縁のほぼ中央には、それぞれ第1透孔43が形成されている。トップカバー14は、各第1透孔43に挿通されたねじ16をベース12の周縁部に形成されたねじ孔にねじ込むことによりベース12に締結され、ベースの上端開口を閉塞している。トップカバー14は、磁気ディスク16と所定の隙間をおいてほぼ平行に対向している。
トップカバー14において、軸受組立体30の枢軸32と対向する位置には、第2透孔45が形成されている。第2透孔45に挿通された固定ねじ46を枢軸32の上端部にねじ込むことにより、トップカバー14の一部と枢軸32とが締結されている。従って、枢軸32は、筐体10のベース12およびトップカバー14により両端部が支持されている。
図1ないし図4に示すように、トップカバー14において、磁気ディスク16と対向する領域には、トップカバーの剛性を高めるため、また、磁気ディスク16の回転に伴う乱流の発生を抑制するため、絞りにより凹所44が形成されている。凹所44は、磁気ディスク16の回転中心とほぼ同芯の中心を有した円弧状、あるいは馬蹄形状に形成され、磁気ディスク16の表面と対向して位置している。
図1ないし図5に示すように、トップカバー14において、磁気ヘッド17の移動領域、つまり、シーク領域と対向する領域、アーム36およびサスペンション38の移動領域と対向する領域、および、メインFPC21bと対向する領域に、1つの開口50が形成されている。本実施形態において、トップカバー14には、凹所52が形成され、この凹所52の底に開口50が形成されている。凹所52は、開口50と相似形状を有し、開口50よりも僅かに大きく形成されている。
開口50を覆って、平坦なプレート56がトップカバー14に貼付されている。開口閉塞部として機能するプレート56は、トップカバーとは別体で構成され、開口50よりも僅かに大きく、かつ、凹所52よりも僅かに小さく形成されている。プレート56は、凹所52内に配置され、開口50の周囲において、接着剤58によりトップカバー14、ここでは、凹所52の底壁に気密に貼付されている。これにより、プレート56は、開口50を気密に閉じているとともに、凹所52内に位置し、トップカバー14の外面とほぼ面一に配置されている。プレート56は、接着剤58を介在することにより、トップカバー14に直接、接触することなく、トップカバーに固定されている。
プレート56は、トップカバー14の共振周波数よりも高く、かつ、トップカバー14の共振周波数に出来るだけ近い共振周波数を有するように、比重、厚さ、材料を選択して形成されている。プレート56は、例えば、トップカバー14と同一の金属材料、例えば、SPBにより形成され、あるいは、トップカバー14よりも比重の大きい金属材料により形成される。また、プレート56は、金属材料に限らず、トップカバー14よりも比重の大きい樹脂材料等によって形成してもよい。
接着剤58は、樹脂系接着剤等、種々の接着剤を用いることができる。接着剤58は、弾性を有していることが望ましい。
以上のように構成されたHDDによれば、トップカバー14において、磁気ヘッドのシーク領域、およびメインFPCと対向する領域に開口50を開け、別のプレート56で覆っている。開口50の開いたトップカバー14と、貼り付けられるプレート56とは共振周波数が異なるため、これらを接着剤58で固定することで互いの共振を抑制する効果が得られる。これにより、筐体10の内部空間の高さを確保したままで、外部からの振動を抑制し、磁気ヘッドやメインFPCに伝え難くすることができる。従って、大音量等の外部からの空気の振動に起因する能力の低下、例えば、磁気ヘッド17の位置決め精度の低下を防止することができる。
プレート56の重量がトップカバー14に対し十分に重い方が制振効果が高い。また、プレート56の共振周波数が、トップカバー14と比較して高く、また互いの共振周波数が近い方が制振効果が高い。トップカバー14に開口50を形成することにより、トップカバー14の共振周波数をプレート56の共振周波数に近付けることができる。トップカバー14とプレート56を接着する接着剤58として制振効果を持つ樹脂材を使用することで、より高い効果が期待できる。
図6は、本実施形態に係るHDDと、比較例に係るHDDとについて、外部音響に対する能力の低下を比較した結果を示している。比較例に係るHDDにおいて、トップカバーは、開口を持たないものをノーマル、開口を有するものを開口あり、としている。プレートとして、厚さおよび重さの異なる3種類のプレートA、B、Cを用い、これらのプレートをトップカバーに貼付していない場合、およびプレートをトップカバーに貼付した場合について、能力を比較している。
図6に示すように、外部からの音がない「初期」状態において、N0.1ないし5の各HDDの信号読取り能力を100%としている。大音響下では、ノーマルでプレート無しのHDDは、いずれも、信号読取り能力が1%、あるいは、読取り不可となっている。開口を持たないノーマルのトップカバーに、プレートAあるいはBを貼付したHDDでは、信号読取り能力が3〜6%となっている。これに対して、開口ありのトップカバーにプレートを貼付したHDDの場合、いずれも信号読取り能力が5〜10%に向上している。
また、上記HDDによれば、トップカバーは、ヘッドがシークする領域およびFPC上の領域の少なくとも一方と対向する領域に開口を有しているため、トップカバーの開口を開ける面を予め低く設計することができる。トップカバーにプレートを貼り付けた場合でも、装置高さの制限を超えないように、また他の面より高くならないように設計することができる。更に、本実施形態では、トップカバー14に凹所52を設け、この凹所に開口50を形成し、凹所内にプレート56を設けることにより、プレート56がトップカバー14の外面から突出することがない。そのため、プレート56の部分が外部から押さえられやすい箇所となることがなく、磁気ヘッド、およびメインFPCの上を押さえつけられることが防止される。
第1の実施形態では、トップカバー14に凹所を設け、この凹所内にプレート56を配置する構成としたが、図7に示すように、トップカバー14に凹所を設けることなく、トップカバー14の外面にプレート56を貼付し、開口50を覆う構成としてもよい。このような構成においても、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、トップカバー14の開口50を開ける面を予め低く設計することができる。トップカバーにプレートを貼り付けた場合でも、装置高さの制限を超えないように、また他の面より高くならないように設計することができる。
次に、この発明の他の実施形態に係るHDDについて説明する。
図8は、第2の実施形態に係るHDDを示す平面図である。この図に示すように、トップカバー14において、メインFPC21bと対向する領域に、1つの開口50が形成されている。トップカバー14には、凹所52が形成され、この凹所52の底に開口50が形成されている。凹所52は、開口50と相似形状を有し、開口50よりも僅かに大きく形成されている。
開口50を覆って、平坦なプレート56がトップカバー14に貼付されている。プレート56は、開口50よりも僅かに大きく、かつ、凹所52よりも僅かに小さく形成されている。プレート56は、凹所52内に配置され、開口50の周囲において、接着剤によりトップカバー14、ここでは、凹所52の底壁に気密に貼付されている。これにより、プレート56は、開口50を気密に閉じているとともに、凹所52内に位置し、トップカバー14の外面とほぼ面一に配置されている。プレート56は、接着剤を介在することにより、トップカバー14に直接、接触することなく、トップカバーに固定されている。
プレート56は、トップカバー14の共振周波数よりも高く、かつ、トップカバー14の共振周波数に出来るだけ近い共振周波数を有するように、比重、厚さ、材料を選択して形成されている。プレート56は、例えば、トップカバー14と同一の金属材料、例えば、SPBにより形成され、あるいは、トップカバー14よりも比重の大きい金属材料により形成される。また、プレート56は、金属材料に限らず、トップカバー14よりも比重の大きい樹脂材料等によって形成してもよい。接着剤58は、樹脂系接着剤等、種々の接着剤を用いることができる。接着剤58は、弾性を有していることが望ましい。
第2の実施形態において、HDDの他の構成は前述した第1の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
上記のように構成されたHDDによれば、プレート56およびトップカバー14により、外部からの音に起因する振動を抑制し、メインFPC21bに伝わる振動を大幅に低減することができる。これにより、磁気ヘッドの位置決め精度の低下、信号読取り能力の低下を防止することが可能となる。その他、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
図9は、第3の実施形態に係るHDDを示す平面図である。第3の実施形態によれば、トップカバー14において、磁気ヘッド17の移動領域、つまり、シーク領域と対向する領域およびアーム36およびサスペンション38の移動領域と対向する領域に、1つの開口50が形成されている。本実施形態において、トップカバー14には、凹所52が形成され、この凹所52の底に開口50が形成されている。凹所52は、開口50と相似形状を有し、開口50よりも僅かに大きく形成されている。
開口50を覆って、平坦なプレート56がトップカバー14に貼付されている。プレート56は、開口50よりも僅かに大きく、かつ、凹所52よりも僅かに小さく形成されている。プレート56は、凹所52内に配置され、開口50の周囲において、接着剤58によりトップカバー14、ここでは、凹所52の底壁に気密に貼付されている。これにより、プレート56は、開口50を気密に閉じているとともに、凹所52内に位置し、トップカバー14の外面とほぼ面一に配置されている。プレート56は、接着剤58を介在することにより、トップカバー14に直接、接触することなく、トップカバーに固定されている。
プレート56は、トップカバー14の共振周波数よりも高く、かつ、トップカバー14の共振周波数に出来るだけ近い共振周波数を有するように、比重、厚さ、材料を選択して形成されている。プレート56は、例えば、トップカバー14と同一の金属材料、例えば、SPBにより形成され、あるいは、トップカバー14よりも比重の大きい金属材料により形成される。また、プレート56は、金属材料に限らず、トップカバー14よりも比重の大きい樹脂材料等によって形成してもよい。接着剤58は、樹脂系接着剤等、種々の接着剤を用いることができる。接着剤58は、弾性を有していることが望ましい。
第3の実施形態において、HDDの他の構成は前述した第1の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
上記のように構成されたHDDによれば、プレート56およびトップカバー14により、外部からの音に起因する振動を抑制し、磁気ヘッド17、ヘッドアクチュエータ20に伝わる振動を大幅に低減することができる。これにより、磁気ヘッドの位置決め精度の低下、信号読取り能力の低下を防止することが可能となる。その他、第3の実施形態においても、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、トップカバーに形成する開口およびプレートの形状や大きさは、前述した実施形態に限定されることなく、必要に応じて種々変形可能である。プレートは、板状に限らず、他の形状としてもよい。磁気ディスク装置において、磁気ディスクおよび磁気ヘッドの数は、必要に応じて増加可能であり、磁気ディスクのサイズも種々選択可能である。
10…筺体、12…ベース、12a…底壁、12b…側壁、14…トップカバー、
16…磁気ディスク、17…磁気ヘッド、18…スピンドルモータ、
20…ヘッドアクチュエータ、21…基板ユニット、21b…メインFPC、
30…軸受部、36…アーム、38…サスペンション、50…開口、52…凹所、
56…プレート、58…接着剤

Claims (9)

  1. ディスク状の記録媒体が収容される筺体のトップカバーと、
    前記記録媒体を回転させる駆動部と、
    前記記録媒体に情報処理を行わせるためのヘッドと、
    前記ヘッドと電気的に接続するフレキシブルプリント回路基板(FPC)と、
    前記トップカバーの、前記フレキシブルプリント回路基板(FPC)に対向する位置に設けられる開口部と、
    前記トップカバーとは別体で構成され、前記トップカバーの開口部を塞ぐように構成される開口閉塞部と、を備えることを特徴とするディスク装置。
  2. ディスク状の記録媒体が収容される筺体のトップカバーと、
    前記記録媒体を回転させる駆動部と、
    前記記録媒体に情報処理を行わせるためのヘッドと、
    前記ヘッドと電気的に接続するフレキシブルプリント回路基板(FPC)と、
    前記トップカバーの、前記ヘッドの移動領域と対向する位置に設けられる開口部と、
    前記トップカバーとは別体で構成され、前記トップカバーの開口部を塞ぐように構成される開口閉塞部と、を備えることを特徴とするディスク装置。
  3. ディスク状の記録媒体が収容される筺体のトップカバーと、
    前記記録媒体を回転させる駆動部と、
    前記記録媒体に情報処理を行わせるためのヘッドと、
    前記ヘッドと電気的に接続するフレキシブルプリント回路基板(FPC)と、
    前記トップカバーの、前記フレキシブルプリント回路基板(FPC)に対向する位置、および、前記ヘッドの移動領域と対向する位置に設けられる開口部と、
    前記トップカバーとは別体で構成され、前記トップカバーの開口部を塞ぐように構成される開口閉塞部と、を備えることを特徴とするディスク装置。
  4. 前記ヘッドを前記記録媒体に対して移動可能に支持するアクチュエータを更に備え、
    前記アクチュエータは、軸受部、この軸受部から延出したアーム、および前記ヘッドを支持したサスペンションを有し、前記トップカバーの開口は、前記アームおよびサスペンションと対向していることを特徴とする請求項2又は3に記載のディスク装置。
  5. 前記トップカバーは凹所を有し、前記開口は前記凹所の底に形成され、前記開口閉塞部は、前記凹所内に配設されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のディスク装置。
  6. 前記開口閉塞部は、前記開口の周囲において、接着剤により前記トップカバーに貼付されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のディスク装置。
  7. 前記開口閉塞部は、前記トップカバーよりも高い共振周波数を有していることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のディスク装置。
  8. 前記開口閉塞部は、前記トップカバーと同一の材料、あるいは、トップカバーよりも比重の大きい材料により板状に形成されていることを特徴とする請求項7に記載のディスク装置。
  9. 前記開口閉塞部は、前記トップカバーよりも比重の大きい樹脂材料により形成されていることを特徴とする請求項7に記載のディスク装置。
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