JP3784793B2 - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は磁気ディスク装置に関する。

近年、コンピュータ等の外部記憶装置として使用される磁気ディスク装置は、高記録密度化すると共に小型薄型化している。小型薄型化しているものとしては、ＩＣカードスロットに挿入して使用し持ち運びもできる可搬型の磁気ディスク装置も開発されている。可搬型の磁気ディスク装置の場合、持ち運びに際して落下等により衝撃を受けることがある。落下時の衝撃による加速度は数千Ｇにも上るので、落下した際にもヘッドスライダやディスク媒体等に損傷を与えない信頼性の高い磁気ディスク装置が要求されている。

図１０は従来の磁気ディスク装置の一部破断斜視図である。この装置は、磁気ディスク媒体２と、磁気ディスク媒体２を回転駆動するスピンドル機構４と、磁気ディスク媒体２に対向して設けられ、磁気ディスク媒体２に対して情報の書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッドが搭載されるヘッドスライダ６と、ヘッドスライダ６を支持するヘッド支持機構８と、磁気ヘッドをディスク媒体の半径方向にシーク動作するためにヘッド支持機構８を駆動するアクチュエータ１０とを備えている。

ヘッド支持機構８は、ロードビームとジンバルとからなる。アクチュエータ１０は、軸１４の回りに回動可能に設けられヘッド支持機構８のロードビームが取り付けられる支持アーム１７を有するキャリッジ１６と、キャリッジ１６を回転駆動する駆動部（ボイスコイルモータ）１８とからなる。

この種の磁気ディスク装置においては、ロード／アンロード機構（図示せず）が設けられている。ロード／アンロード機構は電源が切られると、スピンドル機構４の回転慣性のエネルギーをスピンドルモータの逆起電力として取り出し、アクチュエータ１０のボイスコイルモータに電流を流して駆動し、カバー等に設置されるテーパ状乗り上げ用部材にヘッド支持機構８を乗り上げさせることにより、ヘッドスライダ６を磁気ディスク媒体２上から持ち上げてアンロードを行っている。一方、ロードに際しては、電源を投入してアクチュエータ１０を駆動することで、ヘッドスライダ６を磁気ディスク媒体２上の待機用トラック（ゼロシリンダともいう）に移動させる。

上述したロード／アンロード機構が用いられている場合、アンロードに際してヘッドスライダを持ち上げて退避させたとしても、ヘッドスライダが磁気ディスク媒体から離れるときやディスク媒体上に来るときにヘッドスライダの挙動が不安定になり、ヘッドスライダのエッジが磁気ディスク媒体に接触してヘッドクラッシュの原因になることがあった。

また、ヘッド支持機構やロード／アンロード機構の構造体の剛性が低い等の原因から、装置の落下等により衝撃を受けるとアンロードを行った状態であってもヘッドスライダが磁気ディスク媒体に衝突し、ヘッドスライダ或いは磁気ディスク媒体が損傷することがあった。

さらに、アンロードに際してのエネルギー源として用いられているスピンドルモータの逆起電力が装置の小型化によるスピンドルモータ回転部のイナーシャ低下及びモータ効率低下のために十分確保することができない等のロード／アンロード機構特有の問題が生じていた。

よって、本発明の目的は、ロード／アンロード機構を用いることなしに装置落下等の衝撃から磁気ヘッド（又はヘッドスライダ）及び磁気ディスク媒体を保護することができる磁気ディスク装置を提供することにある。

本発明によると、磁気ディスク媒体と、該磁気ディスク媒体を回転駆動するスピンドル機構と、該磁気ディスク媒体に対して情報の書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを支持するヘッド支持機構と、上記磁気ヘッドを上記磁気ディスク媒体の半径方向にシーク動作するために上記ヘッド支持機構を駆動するアクチュエータと、上記磁気ディスク媒体が回転を停止しているときに上記磁気ヘッドを該磁気ディスク媒体上の特定領域に退避させるリトラクト機構とを備えた磁気ディスク装置において、上記ヘッド支持機構の磁気ヘッド取り付け部周辺位置に係止部材を設け、かつ上記磁気ディスク上の特定領域に対向する該ディスク媒体の上方位置に、上記磁気ヘッドのシーク方向の面内方向に柔で垂直方向に剛な材料からなる変位制限部材を設け、該ディスク媒体が回転を停止しているときに該変位制限部材と上記ヘッド支持機構の係止部材との接触によって上記磁気ヘッドの磁気ディスク媒体面からの飛び上がりを抑制するようにしたことを特徴とする磁気ディスク装置が提供される。

本発明の上述した構成によると、後述する原理に従って、ロード／アンロード機構を用いることなしに装置落下等の衝撃から磁気ヘッド及び磁気ディスク媒体を保護することができるようになる。

本発明によると、ロード／アンロード機構を用いることなしに装置落下等の衝撃からヘッドスライダ及び磁気ディスク媒体を保護することができる磁気ディスク装置の提供が可能になるという効果が生じる。

以下本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は本発明第１実施例を示す図である。同図において（Ａ）は磁気ディスク装置の破断斜視図、（Ｂ）は同装置の破断側面図である。全図を通して実質的に同一の部分には同一の符号が付されている。

この実施例では、磁気ディスク媒体２、スピンドル機構４、その他の部品はケース２０内に収容されている。そして、装置電源オフの状態で磁気ディスク媒体２が停止しているときにヘッドスライダ６及びヘッド支持機構８の少なくとも一方（この例ではヘッド支持機構８）を磁気ディスク媒体２に向けて押し付けるために、ヘッド支持機構８のロードビーム先端にＬ字金具２２を設けると共に、ケースのカバー２０の蓋部の内側の磁気ディスク媒体２のインナー側のＣＳＳ領域に対向する位置に荷重機構２４を設けている。

荷重機構２４は、板バネ２４１と電磁石（図示せず）とからなる。電磁石はディスク媒体の停止時に非付勢状態となって板バネ２４１に対する吸着力を解除するように構成されている。

次に、この装置の動作を装置電源が切られた時点から説明する。電源が切られアクチュエータの制御が切れると、オートリトラクト機構により、ヘッドスライダ６が磁気ディスク媒体２上のインナー側の特定領域（例えばＣＳＳ領域）上へ退避する。慣性力により回転していたスピンドル４が停止した後、荷重機構２４の電磁石が非付勢状態となって板バネ２４１の吸着力を解除することにより、板バネ２４１が下降してヘッド支持機構８のジンバル先端に設けられたＬ字金具２２を磁気ディスク媒体２に向けて押し付ける。

ここで、装置が落下した衝撃により磁気ディスク媒体２に垂直な方向に各部品が加速度を受けたと仮定する。ヘッドスライダ６及びヘッド支持機構８の質量をｍH とし、受けた加速度がａの場合、これらはｍH ×ａ＝ＦH の慣性力を受けることになる。この慣性力ＦH よりも荷重機構２４から受ける力ＦP が大きければ、即ちＦH ＜ＦP であれば、ヘッドスライダ６が磁気ディスク媒体２に押し付けられた状態が維持され、これらは相対的に離れることがない。このようにして、ヘッドスライダ６及び磁気ディスク媒体２に傷が付くことが防止されるのである。

この例では、ヘッド支持機構８の一部に荷重をかけているが、ヘッドスライダ６自身に荷重をかけるように装置を構成してもよい。

図２は本発明の第２実施例を示す図である。同図において（Ａ）は磁気ディスク装置の破断斜視図、（Ｂ）は同装置の破断側面図である。

この実施例では、荷重機構２４によりヘッド支持機構８を磁気ディスク媒体２に向けて押し付けるために、図１の第１実施例におけるＬ字金具に代えて、ヘッド支持機構８のロードビーム（ロードビームの先端にジンバルを一体形成した機構ではジンバル）におけるヘッドスライダ６の概略中央部に相当する位置に突起２６を設けている。

この構成によると、電源が切れたときに、荷重機構２４によりヘッドスライダ６の中心に近い部分に荷重をかけることができるので、ヘッドスライダ６の相対変位を押さえ込む効果が大きくなる。

図３は本発明の第３実施例を示す図である。同図において（Ａ）は磁気ディスク装置の破断斜視図、（Ｂ）は同装置の破断側面図である。

この実施例では、図１の第１実施例における動力源（電磁石、ピエゾ素子、ヒータ等）によって積極的に駆動される荷重機構２４に代えて、動力源を必要としない荷重機構２４′をカバー２０の内側に取り付けている。ヘッド支持機構８のロードビーム先端にＬ字金具２２が設けられている点は図１の第１実施例と同じである。

荷重機構２４′は、Ｌ字金具２２及びヘッド支持機構８を介してヘッドスライダ６を磁気ディスク媒体２に押し付けるために、比較的バネ定数の小さい板バネ２８を有している。

電源が切断されアクチュエータの制御が切れると、ヘッドスライダ６はオートリトラクト機構により磁気ディスク媒体２のインナー側のＣＳＳ領域へ移動する。このとき、ヘッド支持機構８のロードビーム先端に取り付けられたＬ字金具２２が荷重機構２４′の下側に入り込み、Ｌ字金具２２は板バネ２８の底面に接触する。そして、この板バネ２８のバネ力によってヘッドスライダ６は磁気ディスク媒体２に押し付けられる。

この実施例によると、荷重機構に動力源が必要でなくなるので、装置の構成が簡単になる。

図４は本発明の第４実施例を示す図である。同図において（Ａ）は磁気ディスク装置の破断斜視図、（Ｂ）は同装置の破断側面図である。

この実施例では、ヘッドスライダ６及びヘッド支持機構８のディスク厚み方向の浮き上がり量を制限するために、ケースのカバー２０の内側における磁気ディスク媒体２のインナー側のＣＳＳ領域に対向する位置に変位制限部材３６を設けると共に、磁気ディスク媒体２が停止したときにヘッド支持機構８のジンバル先端に設けられたＬ字金具２２が変位制限部材３６の下方に位置するようにしている。

Ｌ字金具２２が変位制限部材３６の下方に位置しているときに、これらの間には僅かな隙間が生じるようにしておく。変位制限部材は、装置が衝撃により加速度を受けたときのヘッドスライダ６の浮き上がりをある程度までに規制するものである。

ヘッドスライダ６がｈだけ浮き上がり、ヘッド支持機構８のバネ定数をｋとすると、ヘッド支持機構８に蓄えられたエネルギーはｋｈ2 ／２となり、このエネルギーでヘッドスライダ６が磁気ディスク媒体２に衝突する。

従って、変位制限部材３６を設けることで浮き上がり量ｈを小さく押さえることにより、衝突エネルギーを小さくすることができ、ヘッドスライダ６及び磁気ディスク媒体２の損傷を防止することができる。

尚、変位制限部材３６の一部として、スポンジ等のダッシュポット要素、板バネ等のバネ要素或いはダッシュポット要素及びバネ要素を含む部材を用いても良い。また、Ｌ字金具２２の移動軌跡に沿った形状の変位制限部材を用いて、ヘッドスライダ６の位置にかかわらずに浮き上がりを防止するようにしても良い。

図５は本発明の第５実施例を示す図である。同図において（Ａ）は磁気ディスク装置の破断斜視図、（Ｂ）は同装置の破断側面図である。

この実施例では、図２の第２実施例におけるのと同じように、ヘッド支持機構８のジンバルにおけるヘッドスライダ６の中央部に相当する位置に突起２６を設け、磁気ディスク媒体２が停止したときに突起２６が変位制限部材３６の下方に位置するようにしている。

この構成によると、ヘッドスライダ６の中心の近傍を押さえることができるので、ヘッド支持機構８に負担がかからず、ヘッド支持機構８の損傷を防ぐことができる。

図６は本発明の第６実施例を示す図である。同図において（Ａ）は磁気ディスク装置の破断斜視図、（Ｂ）は同装置の破断側面図である。

この実施例では、円板状の変位制限部材３８をスピンドル４の可動部（ハブ、ディスククランパー、間隔リング等）に取り付け（この例ではハブの上部に変位制限部材を一体的に形成）、ヘッド支持機構８のジンバル先端にＬ字金具２２を設けている。

ヘッドスライダ６は装置電源が切断されアクチュエータの制御が行われなくなるとオートリトクラクト機構により磁気ディスク媒体２のインナー側のＣＳＳ領域、即ち変位制限部材３８の下方へと自動的に入り込み、前実施例におけるのと同じようにしてヘッドスライダ６及び磁気ディスク媒体２の損傷が防止される。

この実施例では、変位制限部材を前実施例のようにカバー２０の内側に取り付ける場合と比較して、磁気ディスク媒体面上からの変位制限部材３８の位置の確定精度を高くすることができる。このため、変位制限部材３８の下面とＬ字金具２２の先端との間隔を２００μｍ程度の小さい値に設定することができ、ヘッドスライダ６の浮き上がりを有効に抑制することができる。

図７は本発明の第７実施例を示す図である。同図において（Ａ）は磁気ディスク装置の破断斜視図、（Ｂ）は同装置の破断側面図である。

この実施例は、図６の第５実施例と対比して、Ｌ字金具２２に代えて、図２の第２実施例等におけるのと同じようにヘッド支持機構８のジンバルにおけるスライダ中央部に対応する位置に突起２６を設けている点で特徴付けられる。

この構成によると、前実施例における効果に加えて、ヘッドスライダ６の中心近くを押さえることができるため、ヘッド支持機構８に負担がかかりにくくなり、ヘッド支持機構８の損傷を防止することができるという効果が生じる。

図８は本発明の第１の構成の具体例に相当する第８実施例を示す図である。同図において（Ａ）は磁気ディスク装置の破断斜視図、（Ｂ）は同装置の破断側面図である。

この実施例では、変位制限部材４０をアクチュエータ１０の支持アーム１７の先端に取り付けている。この構成によっても、変位制限部材４０が第５乃至第８実施例におけるのと同じように機能するので、ヘッドスライダ６及び磁気ディスク媒体２の損傷を防止することができる。

また、本実施例によると、変位制限部材４０が常にヘッドスライダ６の上方に位置するので、オートリトクラクト機構の採用の有無にかかわらずヘッドスライダ６が何処の位置にあってもヘッドスライダ６の浮き上がりを抑制することができる。

図９は本発明の第２の構成の具体例である第９実施例を示す図である。同図において（Ａ）は磁気ディスク装置の破断斜視図、（Ｂ）は同装置の破断側面図である。

この実施例では、図１の荷重機構２４に代えて、カバー２０の内側に変位減衰板バネ機構３０を設けている。この機構３０は、磁気ディスク媒体２に平行な面内の方向に柔で垂直な方向に剛である板バネ３２を有している。板バネ３２の一部表面には摩擦係数μを大きくするための図示しない樹脂材が取り付けてある。

また、ヘッド支持機構８のロードビーム先端には、図１のＬ字金具２２に代えてニードル（係止部材）３４が取り付けられている。

この実施例における動作原理を説明する。装置電源が切断されアクチュエータの制御が切れるとオートリトラクト機構が働き、ヘッドスライダ６は磁気ディスク媒体２のインナー側のＣＳＳ領域に退避する。このとき、ヘッド支持機構８のロードビーム先端に取り付けられたニードル３４が変位減衰板バネ機構３０の板バネ３２に押し付けられる。

ここで、落下等による衝撃を受けたとして、磁気ディスク媒体２に対して上下方向の加速度をα、ヘッドスライダ６及びヘッド支持機構８の質量をｍH とすると、ヘッド支持機構８が受ける上下方向の慣性力ＦH はＦH ＝ｍH ａとなる。

ここで、ヘッド支持機構８はオートリトラクト機構によりＦR の力でシーク面内方向（磁気ディスク媒体２と平行な面内方向）から板バネ３２に押し当てられている。板バネ３２は、ＦH の慣性力で動こうとするヘッド支持機構８に対して−μＦR の押さえ付けようとする力を発生する。

従って、ヘッド支持機構８が受ける上下方向のトータルの力はＦT ＝ｍH ａ−μＦR となる。また、ヘッド支持機構８及び変位減衰板バネ機構３０が相対変位する際に摩擦によりエネルギーが失われる。

このため、ヘッドスライダ６の浮き上がりが少なくなり、ヘッドスライダ６が磁気ディスク媒体２に衝突する際のエネルギーが小さくなる。このようにしてヘッドスライダ６及び磁気ディスク媒体２の損傷が防止される。

尚、以上の実施例はヘッドスライダを磁気ディスク媒体のインナー側のＣＳＳ領域に退避させる構成であったが、同媒体のアウター側にＣＳＳ領域を設けてそこに退避させるようにしても良い。また、装置電源がオン状態で磁気ディスクを停止可能にしたディスク装置にも適用できる。

本発明の第１実施例を示す磁気ディスク装置の破断斜視図及び破断側面図である。 本発明の第２実施例を示す磁気ディスク装置の破断斜視図及び破断側面図である。 本発明の第３実施例を示す磁気ディスク装置の破断斜視図及び破断側面図である。 本発明の第４実施例を示す磁気ディスク装置の破断斜視図及び破断側面図である。 本発明の第５実施例を示す磁気ディスク装置の破断斜視図及び破断側面図である。 本発明の第６実施例を示す磁気ディスク装置の破断斜視図及び破断側面図である。 本発明の第７実施例を示す磁気ディスク装置の破断斜視図及び破断側面図である。 本発明の第８実施例を示す磁気ディスク装置の破断斜視図及び破断側面図である。 本発明の第９実施例を示す磁気ディスク装置の破断斜視図及び破断側面図である。 従来の磁気ディスク装置の破断斜視図である。

符号の説明

２ 磁気ディスク媒体
４ スピンドル機構
６ ヘッドスライダ
８ ヘッド支持機構
１０ アクチュエータ
２４ 荷重機構

Claims (1)

1. 磁気ディスク媒体と、該磁気ディスク媒体を回転駆動するスピンドル機構と、該磁気ディスク媒体に対して情報の書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを支持するヘッド支持機構と、上記磁気ヘッドを上記磁気ディスク媒体の半径方向にシーク動作するために上記ヘッド支持機構を駆動するアクチュエータと、上記磁気ディスク媒体が回転を停止しているときに上記磁気ヘッドを該磁気ディスク媒体上の特定領域に退避させるリトラクト機構とを備えた磁気ディスク装置において、
   上記ヘッド支持機構の磁気ヘッド取り付け部周辺位置に係止部材を設け、かつ上記磁気ディスク上の特定領域に対向する該ディスク媒体の上方位置に、上記磁気ヘッドのシーク方向の面内方向に柔で垂直方向に剛な材料からなる変位制限部材を設け、該ディスク媒体が回転を停止しているときに該変位制限部材と上記ヘッド支持機構の係止部材との接触によって上記磁気ヘッドの磁気ディスク媒体面からの飛び上がりを抑制するようにしたことを特徴とする磁気ディスク装置。

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