JP2019046527A - ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筺体の気密性を維持しつつ、コネクタ接続部の高さを低減可能なディスク装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、ディスク装置は、内部に空気よりも密度の低い低密度ガスが封入されている筐体と、筐体内に回転自在に設けられた複数枚の磁気ディスクと、複数のヘッドと、ヘッドに電気的に接続された配線を含む配線部材と、ベースに固定されベースの透孔５８を閉じた封止基板６４と、制御回路基板５４と、第１の２ピースコネクタ６２と、封止基板と制御回路基板とを接続した第２の２ピースコネクタ６１と、を備えている。第２の２ピースコネクタ６１は、封止基板に実装された第３コネクタ６１ａと、制御回路基板に実装され、第３コネクタに嵌合される第４コネクタ６１ｂと、を有する。
【選択図】図７

Description

この発明の実施形態は、ディスク装置に関する。

ディスク装置として、磁気ディスクドライブは、ベースおよびトップカバーを有する筐体を備え、この筐体内に、回転可能な磁気ディスクおよび磁気ヘッドを支持したアクチュエータが配設されている。ディスクドライブの性能を向上する方法として、筐体内にヘリウム等の低密度ガスを封入し、磁気ディスクおよび磁気ヘッドの回転抵抗を低減する方法が提案されている。
このような磁気ディスクドライブでは、トップカバーを筐体のベースにレーザー溶接することにより、密閉型の筐体とし、筐体内の気密性を上げている。このレーザー溶接は、トップカバーの外周の全周に沿って行われる。また、筐体内に設けられた磁気ヘッドの電気信号を装置外に設けられた制御回路基板に伝送するため、筐体の底壁を貫通するコネクタが設けられている。上記のようなガスを封入した磁気ディスクドライブでは、筐体内の気密性を維持するため、上記コネクタとしてハーメチックコネクタを用いることが望ましい。

特開２０１６−１２６９９１号公報 特表平１１−５１２５４９号公報 国際公開第２００６／０４３５８７号

この発明の実施形態の課題は、筺体の気密性を維持しつつ、コネクタ接続部の高さを低減可能なディスク装置を提供することにある。

実施形態によれば、ディスク装置は、透孔を有するベースと前記ベースに固定されたカバーと、を有し、内部に空気よりも密度の低い低密度ガスが封入されている筐体と、前記筐体内に回転自在に設けられた複数枚の磁気ディスクと、前記磁気ディスクに対して情報の記録、再生を行う複数のヘッドと、前記ヘッドに電気的に接続された配線を含む配線部材と、前記ベースに固定され前記透孔を閉じた封止基板と、前記ベースの背面に対向して配置された制御回路基板と、前記封止基板と前記配線部材とを接続した第１の２ピースコネクタと、前記封止基板と前記制御回路基板とを接続した第２の２ピースコネクタと、を備えている。第２の２ピースコネクタは、前記封止基板に実装された第３コネクタと、前記制御回路基板に実装され、前記第３コネクタに嵌合される第４コネクタと、を備えている。

図１は、第１の実施形態に係るハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の外観を示す斜視図。 図２は、第１の実施形態に係るＨＤＤの分解斜視図。 図３は、前記ＨＤＤの筐体のベースを示す斜視図。 図４は、前記ベースの背面側および制御回路基板を示す分解斜視図。 図５は、前記ベースのコネクタ装着部およびコネクタユニットを示す分解斜視図。 図６は、コネクタユニットの第１主面側を示す斜視図。 図７は、図４の線Ａ−Ａに沿ったコネクタ装着部およびコネクタユニットの断面図。 図８は、コネクタユニットの第２の２ピースコネクタを分離した状態を示す断面図。 図９は、第２の実施形態に係るＨＤＤのベースのコネクタ装着部およびコネクタユニットを示す断面図。

以下図面を参照しながら、実施形態に係るディスク装置ついて説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

以下、ディスク装置として、実施形態に係るハードディスクドライブ（ＨＤＤ）について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＨＤＤの外観を示す斜視図、図２は、ＨＤＤの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、ほぼ矩形状の筐体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、複数のねじ１３によりベース１２にねじ止めされベース１２の上端開口を閉塞する内カバー１４と、内カバー１４に重ねて配置され、周縁部がベース１２に溶接された外カバー（トップカバー）１６と、を有している。ベース１２は、内カバー１４と隙間を置いて対向する矩形状の底壁１２ａと、底壁１２ａの周縁に沿って立設された側壁１２ｂとを有し、例えば、アルミニウムにより一体に成形されている。側壁１２ｂは、互いに対向する一対の長辺壁と互いに対向する一対の短辺壁とを含んでいる。側壁１２ｂの上端面に、ほぼ矩形枠状の固定リブ１２ｃが突設されている。

内カバー１４は、例えば、ステンレスにより矩形板状に形成されている。内カバー１４は、その周縁部がねじ１３によりベース１２の側壁１２ｂの上面にねじ止めされ、固定リブ１２ｃの内側に固定されている。外カバー１６は、例えば、アルミニウムにより矩形板状に形成されている。外カバー１６は、内カバー１４よりも僅かに大きな平面寸法に形成されている。外カバー１６は、その周縁部が全周に亘って、ベース１２の固定リブ１２ｃに溶接され、気密に固定されている。

内カバー１４および外カバー１６のそれぞれには、筐体１０内と外部とを連通する通気孔４６、４８が形成されている。筐体１０内の空気は、通気孔４６、４８を通して排気され、更に、これらの通気孔４６、４８を通して、筐体１０内に空気よりも密度の低い低密度ガス（不活性ガス）、例えば、ヘリウムが封入される。外カバー１６の外面には、通気孔４８を塞ぐように例えばシール（封止体）５０が貼付される。

図２に示すように、筐体１０内には、記録媒体としての複数、例えば、５〜９枚の磁気ディスク１８、および磁気ディスク１８を支持および回転させる駆動部としてのスピンドルモータ２０が設けられている。スピンドルモータ２０は、底壁１２ａ上に配設されている。各磁気ディスク１８は、例えば、直径９５ｍｍ（３．５インチ）に形成され、その上面および／または下面に磁気記録層を有している。各磁気ディスク１８は、スピンドルモータ２０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によりクランプされ、ハブに固定されている。これにより、各磁気ディスク１８は、ベース１２の底壁１２ａと平行に位置した状態に支持されている。磁気ディスク１８は、スピンドルモータ２０により所定の回転数で回転される。
なお、図２に示すように、本実施形態において、５〜９枚の磁気ディスク１８が筐体１０内に収容されるが、磁気ディスク１８の枚数はこれに限られない。また、単一の磁気ディスク１８が筐体１０内に収容されても良い。

筐体１０内には、磁気ディスク１８に対して情報の記録、再生を行なう複数の磁気ヘッド３２、これらの磁気ヘッド３２を磁気ディスク１８に対して移動自在に支持したヘッドスタックアッセンブリ（アクチュエータ）２２が設けられている。また、筐体１０内には、ヘッドスタックアッセンブリ２２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）２４、磁気ヘッド３２が磁気ディスク１８の最外周に移動した際、磁気ヘッド３２を磁気ディスク１８から離間したアンロード位置に保持するランプロード機構２５、および変換コネクタ（第１コネクタ）６２ａ等の電子部品が実装された基板ユニット（配線部材）２１が設けられている。基板ユニット２１は、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）で構成されている。このＦＰＣは、ヘッドスタックアッセンブリ２２上の中継ＦＰＣを介して磁気ヘッド３２およびＶＣＭ２４のボイスコイルに電気的に接続されている。

ヘッドスタックアッセンブリ２２は、回転自在な軸受ユニット２８と、軸受ユニット２８から延出した複数のアーム３０と、各アーム３０から延出したサスペンション３４と、を有している。各サスペンション３４の先端部に磁気ヘッド３２が支持されている。
ベース１２の底壁１２ａの外面には、後述する制御回路基板５４がねじ止めされている。制御回路基板５４は、スピンドルモータ２０の動作を制御するとともに、基板ユニット２１を介してＶＣＭ２４および磁気ヘッド３２の動作を制御する。

図３は、構成要素を取り除いた状態の筐体のベースを示す斜視図、図４は、筐体の背面側および制御回路基板を示す斜視図、図５は、ベースのコネクタ装着部およびコネクタユニットを示す分解斜視図、図６は、コネクタユニットの内面側を示す斜視図、図７は、図４の線Ａ−Ａに沿ったコネクタ装着部およびコネクタユニットの断面図である。
図３および図４に示すように、ベース１２の底壁１２ａにおいて、一方の短辺側の端部に例えば矩形状の透孔（貫通孔）５８が形成されている。透孔５８は、底壁１２ａの内面および外面（背面）に開口している。そして、透孔５８にコネクタユニット６０の第２コネクタ６２ｂが装着あるいは挿通されている。

図５および図７に示すように、底壁１２ａの背面（外面）において、透孔５８を含む領域に、ほぼ矩形状の装着凹所７０が形成されている。凹所７０の底面は、透孔５８の周囲に位置する設置面７２を構成している。設置面７２の対角方向に対向する２つの角部に、それぞれ位置決めピン７６が立設されている。位置決めピン７６の突出高さは、装着凹所７０の深さと同程度に形成されている。２本の位置決めピン７６は、ベース１２の底壁１２ａと一体に成形されている。設置面７２上にメッキ層、例えば、ニッケルメッキ層を設けてもよい。

図５、図６および図７に示すように、コネクタユニット６０は、封止基板６４と、この封止基板６４に実装された第２コネクタ６２ｂおよび第３コネクタ６１ａと、を備えている。封止基板６４は、ベース１２の装着凹所７０に対応するほぼ矩形状に形成され、かつ、装着凹所７０よりも僅かに小さい平面寸法に形成されている。封止基板６４の板厚は、装着凹所７０の深さよりも僅かに大きい。逆に、装着凹所７０は、封止基板６４の板厚よりも浅く形成されている。封止基板６４は、例えば、プリント回路基板を多数層重ねてなる多層回路基板で構成している。封止基板６４は、平坦な第１主面６４ａと、この第１主面６４ａと反対側の平坦な第２主面６４ｂと、を有している。

第２コネクタ６２ｂは、第１主面６４ａのほぼ中央部に実装されている。第３コネクタ６１ａは、第２主面６４ｂのほぼ中央部に実装され、第２コネクタ６２ｂと対向している。第２コネクタ６２ｂおよび第３コネクタ６１ａは、封止基板６４内に形成された導電層、スルーホール等により形成された導電パス６５を介して、互いに電気的に接続されている。

封止基板６４の対角方向に対向する２つの角部に、それぞれ位置決め孔６６が形成されている。これらの位置決め孔６６は、ベース１２の位置決めピン７６に対応した位置に設けられ、それぞれ位置決めピン７６を挿通可能に形成されている。
図４、図５および図７に示すように、コネクタユニット６０は、底壁１２ａに形成された装着凹所７０に装着されている。すなわち、封止基板６４は、第１主面６４ａおよび第１コネクタ６２ａを底壁１２ａ側に向けた状態で、装着凹所７０に装着されている。一対の位置決めピン７６が封止基板６４の位置決め孔６６にそれぞれ挿通される。これにより、封止基板６４は、底壁１２ａに対する面方向の位置が位置決めされる。

封止基板６４の第１主面６４ａは、シール材７８により設置面７２に固定され、ベース１２の透孔５８を覆っている。シール材７８として、例えば、環状に形成されたハンダシート（図５参照）を用いている。ハンダシートは、溶融することにより、透孔５８の周囲を覆い、かつ、封止基板６４の第１主面６４ａと設置面７２との間に充填されている。このようにシール材７８は、封止基板６４を設置面７２に固定するとともに、第１主面６４ａと設置面７２との間のスペースを気密にシールしている。これにより、封止基板６４は、ベース１２の背面側で透孔５８を気密に封止している。

封止基板６４に実装された第２コネクタ６２ｂは、透孔５８内に挿通され、この透孔５８を介してベース１２内部に露出している、すなわち、ベース１２の内側から第２コネクタ６２ｂに他のコネクタを接続可能に設けられている。ベース１２内に設けられた基板ユニット２１の第１コネクタ６２ａがコネクタユニット６０の第１コネクタ６２ｂに嵌合および接続される。第１コネクタ６２ａおよび第２コネクタ６２ｂにより第１の２ピースコネクタ６２を構成している。本実施形態において、第１コネクタ６２ａは、凹型コネクタであり、第２コネクタ６２ｂは凸型コネクタとして構成されている。

コネクタユニット６０の第３コネクタ６１ａは、ベース１２の外面（背面）側に露出している。図４、図７および図８に示すように、制御回路基板５４がベース１２の底壁１２ａの背面にほぼ平行に対向して配置される。制御回路基板５４は、複数のねじにより底壁１２ａにねじ止めされる。制御回路基板５４は、コネクタユニット６０を覆って設けられる。制御回路基板５４には第４コネクタ６１ｂが実装されている。この第４コネクタ６１ｂは、コネクタユニット６０の第３コネクタ６１ａに嵌合および接続される。第３コネクタ６１ａおよび第４コネクタ６１ｂにより第２の２ピースコネクタ６１を構成している。

図７および図８に示すように、封止基板６４に実装された第３コネクタ６１ａは、凹型コネクタであり、制御回路基板５４に実装された第２コネクタ６２ｂは凸型コネクタとしている。すなわち、凹型コネクタとして第３コネクタ６１ａは、１つあるいは複数の凹部８１と、凹部８１に設けられた複数の導電端子８２と、を有している。凸型コネクタである第４コネクタ６１ｂは、１つあるいは複数の凸部８４と、凸部８４上に設けられた複数の導電端子８６と、を有している。凸部８４を第３コネクタ６１ａの凹部８１に挿入、嵌合することにより、第３コネクタ６１ａと第４コネクタ６１ｂとが機械的に接続および嵌合される。同時に、導電端子８６と導電端子８２とが接触し、第３コネクタ６１ａと第４コネクタ６１ｂとが電気的に接続される。
図７に示すように、第４コネクタ６１ｂを第３コネクタ６１ａに嵌合、接続した状態において、制御回路基板５４と封止基板６４との間の間隔Ｔ１、すなわち、第２の２ピースコネクタ６１の高さは、３ｍｍ以下、例えば、２．５ｍｍ程度としている。なお、第１の２ピースコネクタ６２も同様に、高さ（封止基板６４の第１主面と基板ユニット２１との間隔）を、例えば、２．５ｍｍ程度とすることが可能である。

以上のように、コネクタユニット６０により筐体１０内の気密性を維持した状態で、ベース１２内に設けられた磁気ヘッド３２およびＶＣＭのボイスコイルは、中継ＦＰＣ、基板ユニット２１、第１コネクタ６２ａ、コネクタユニット６０、および第４コネクタ６１ｂを介して、筐体１０の外側に設けられた制御回路基板５４に電気的に接続される。

以上のように構成された第１の実施形態に係るＨＤＤによれば、封止基板６４と制御回路基板５４とを接続するためのコネクタを２ピースコネクタとすることにより、更に、２ピースコネクタを、凹型コネクタとこれに嵌合する凸型コネクタとで構成することにより、コンプレッション型のコネクタに比較して、コネクタの高さを大幅に低減することが可能となる。これにより、制御回路基板５４とベース底壁との間隔Ｔ１を大幅に低減することが可能となる。言い換えると、制御回路基板５４の位置を基準とした場合、ベース底壁を制御回路基板５４に接近させることができ、その分、筐体１０内の深さ、設定スペースを拡大することが可能となる。これにより、筐体１０内に一層多くの磁気ディスク、例えば、９枚以上の磁気ディスクを設置可能となる。

また、２ピースコネクタを用いることにより、制御回路基板５４にコネクタからの押圧力が作用せず、制御回路基板および封止基板の変形、撓み等を防止することができる。またシール材７８に外力が作用しないため、封止信頼性を向上することができる。更に、２ピースコネクタの内、凹型コネクタを封止基板６４に実装し、凸型コネクタを制御回路基板側に実装することにより、コネクタの接続信頼性を向上することが可能となる。コネクタに負荷が作用した場合、凹型コネクタの方が凸型コネクタよりも損傷を受け難い。コネクタが損傷し、交換等のメインテナンスを行う場合、封止基板側のコネクタよりも制御回路基板側のコネクタの方が格段に交換が容易である。そのため、上記のように、封止基板側を凹型コネクタとすることにより、コネクタの損傷を低減し、接続信頼性の向上およびメインテナンス性の向上を図ることができる。
以上のことから、第１の実施形態によれば、筺体の気密性を維持しつつ、コネクタ接続部の高さを低減可能な磁気ディスク装置が得られる。

次に、他の実施形態に係るＨＤＤについて説明する。なお、以下に説明する他の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を簡略化あるいは省略し、第１の実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係るＨＤＤのベースのコネクタ装着部およびコネクタユニットを示す断面図である。図９に示すように、基板ユニット２１と封止基板６４とを接続するための第１の２ピースコネクタ６２は、基板ユニット２１に実装された第１コネクタ６２ａと、封止基板６４の第１主面６４ａに実装された第２コネクタ６２ｂとを備えている。第２の実施形態によれば、第１コネクタ６２ａを凸型コネクタとし、封止基板６４上の第２コネクタ６２ｂを凹型コネクタとしている。
このように凹型コネクタを封止基板６４側に実装することにより、コネクタの接続信頼性を一層向上することが可能となる。以上のことから、第２の実施形態においても、筺体の気密性を維持しつつ、コネクタ接続部の高さを低減可能な磁気ディスク装置が得られる。

本発明は上述した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、封止基板は、多層回路基板に限らず、他の材料、例えば、ガラス、セラミックで形成してもよい。ガラスあるいはセラミックを用いる場合、封止基板６４の導電パスは、封止基板６４に埋め込まれた複数本の導電ピンにより構成してもよい。封止基板の形状、板厚、形成材料は、上述した実施形態に限らず、種々変更可能である。位置決めピンおよび位置決め孔の数は、それぞれ２つに限らず、必要に応じて３つ以上設けてもよい。
コネクタユニット６０の利用は、筐体内の基板ユニットと筐体外の制御回路基板との接続に限らず、他の部品間の接続に適用してもよい。ディスクドライブを構成する要素の材料、形状、大きさ等は、必要に応じて変更可能である。ディスクドライブにおいて、磁気ディスクおよび磁気ヘッドの数は、必要に応じて増減可能であり、磁気ディスクのサイズも種々選択可能である。磁気ディスク装置を構成する要素の材料、形状、大きさ等は、上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更可能である。筐体に封入するガスは、ヘリウムに限定されることなく、適宜、他のガスを選択可能である。

１０…筐体、１２…ベース、１４…内カバー、１６…外カバー（トップカバー）、
１８…磁気ディスク、２１…基板ユニット、２２…ヘッドアクチュエータ、
３２…磁気ヘッド、６１…第２の２ピースコネクタ、
６１ａ…第３コネクタ（凹型コネクタ）、６１ｂ…第４コネクタ（凸型コネクタ）、
６２…第１の２ピースコネクタ、６２ａ…第１コネクタ、６２ｂ…第２コネクタ、
６４…封止基板、７０…透孔、７２…設置面、８１…凹部、８４…凸部

Claims (8)

1. 透孔を有するベースと前記ベースに固定されたカバーと、を有し、内部に空気よりも密度の低い低密度ガスが封入されている筐体と、
   前記筐体内に回転自在に設けられた複数枚の磁気ディスクと、
   前記磁気ディスクに対して情報の記録、再生を行う複数のヘッドと、
   前記ヘッドに電気的に接続された配線を含む配線部材と、
   前記ベースに固定され前記透孔を閉じた封止基板と、
   前記ベースの背面に対向して配置された制御回路基板と、
   前記封止基板と前記ヘッドＦＰＣとを接続した第１の２ピースコネクタと、
   前記封止基板と前記制御回路基板とを接続した第２の２ピースコネクタと、を備え、
   前記第２の２ピースコネクタは、前記封止基板に実装された第３コネクタと、前記制御回路基板に実装され、前記第３コネクタに嵌合される第４コネクタと、を備えているディスク装置。
2. 前記第３コネクタは、凹部および前記凹部に設けられた複数の接続端子を有する凹型コネクタで構成され、前記封止基板に実装されている請求項１に記載のディスク装置。
3. 前記第４コネクタは、前記凹型コネクタの前記凹部に嵌合可能な凸部および前記凸部に設けられた複数の接続端子を有する凸型コネクタで構成され、前記制御回路基板に実装されている請求項２に記載のディスク装置。
4. 前記ベースは、前記透孔が形成された底壁と、前記底壁の外面で、前記透孔を含む領域に形成された装着凹所と、前記装着凹所の底面で形成され前記透孔の周囲に設けられた設置面と、を有し、
   前記封止基板は、シール材により前記設置面に固定され、前記透孔を気密に塞いでいる請求項１から３のいずれか１項に記載のディスク装置。
5. 前記封止基板は、前記設置面に固定された第１主面と、前記第１主面と反対側に位置する第２主面と、を有し、前記第１の２ピースコネクタは、前記第１主面に実装され前記透孔内に配置された第２コネクタと、前記配線部材に実装され前記第２コネクタに嵌合した第１コネクタと、を有し、前記第３コネクタは、前記第２主面に実装され、前記封止基板を挟んで前記第２コネクタと対向している請求項４に記載のディスク装置。
6. 前記制御回路基板は、前記底壁の外面に対向して配置され、前記封止基板を覆い、前記第４コネクタは、前記制御回路基板に実装され、前記第３コネクタに嵌合されている請求項５に記載のディスク装置。
7. 前記封止基板は、前記装着凹所の深さよりも大きい板厚を有し、前記装着凹所内に配置されている請求項６に記載のディスク装置。
8. 前記封止基板の第２主面と前記制御回路基板との間隔は、３ｍｍ以下である請求項７に記載のディスク装置。

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