JP5037438B2 - ディスク・ドライブ及びディスク・ドライブの密閉筐体内に低密度ガスを再注入する方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディスク・ドライブの密閉筐体内に低密度ガスを再注入する方法に関し、特に、密閉筐体内に低密度ガスを再注入するための封止手法に関する。

近年のハードディスク・ドライブ（以下、ＨＤＤ）は、大容量・高記録密度、さらには高速アクセスに対する要求から、磁気ディスクを高速回転させ、ヘッド・ジンバル・アセンブリ（以下においてＨＧＡ）を高速駆動させている。このため、少なからず、空気の乱れ（風乱）が生じ、磁気ディスクやＨＧＡに振動が発生する。この風乱振動は、高密度に記録された磁気ディスク上のデータにヘッドを位置決めする際の大きな障害となる。風乱の発生はランダムであり、その大きさや周期を予測することは難しく、迅速かつ正確な位置決め制御は、複雑・困難になるためである。また、風乱振動は騒音の要因ともなり装置の静粛性を損なう要因ともなる。

高速回転に伴う装置内の空気の作用で発生する問題としては、上記以外に消費電力の増加がある。磁気ディスクを高速で回転させると、その近傍の空気も一緒に引きずられて回転する。一方、磁気ディスクから離れた空気は静止しているため、この間にせん断力が発生し、ディスク回転を止めようとする負荷となる。これは風損と呼ばれ、高速回転になればなるほど大きくなる。この風損に逆らって高速回転を行うには、モータは大きな出力を必要とし、大きな電力を必要とする。

ここで、前記風乱及び風損は装置内部の気体の密度に比例することに着目し、密閉されたＨＤＤ内において、空気の代わりに低密度の気体を封入して風乱や風損を低減しようとするアイデアがある。空気より低密度の気体としては、水素やヘリウムなどが考えられるが、実使用を考慮すると、効果が大きく、安定していて安全性の高いヘリウムが最適と考えられる。ヘリウム・ガスを封入したＨＤＤでは、上記問題を解決し、迅速かつ正確な位置決め制御、省電力、良好な静粛性を実現できる。

しかし、低密度の気体は、その分子が小さく、拡散係数は大きいため、通常のＨＤＤに用いられている筐体では、密閉性が低く、通常使用中に、低密度の気体が簡単に漏出してしまうという課題があった。そこで、ヘリウム・ガスなどの低密度の気体（以下において低密度ガス）を密封可能にすべく、例えば、特許文献１、２のような従来例が提案されている。
米国特許出願公開第２００５／００６８６６６号明細書 特開２００７−２８０５５５号公報

上述のように、ヘリウム・ガスなどの低密度ガスは非常に漏出しやすい気体であるため、ＨＤＤに対する封止方法としては溶接、あるいは半田付けが考えられる。また、ＨＤＤの組み立て後の検査工程において不良と判定された場合、そのＨＤＤ内の部品を交換して修復することが行われる。この修復を容易に行うことができるように、低密度ガスを封入した後、検査工程が終了するまでは、溶接、半田付けを行わないようにすることが望ましい。

そこで、上記特許文献１は、このジレンマを解決する手法の一つとして、カバーを二重にして封止する方法を開示している。この方法は、検査工程終了まで、ヘリウム・ガスの透過性が低いガスケットを用いた分解交換容易な一次カバーをベースに固定し、検査合格後に二次カバーをとりつけて溶接もしくは半田付けにより接合、密閉する。このように、二重カバー構造を利用することで、ＨＤＤ内にヘリウム・ガスを封入すると共に、検査後の分解交換を容易に行うことができる。

完成したＨＤＤからのヘリウム・ガスの漏れを防止するため、溶接もしくは半田付けによる二次カバーの接合部分にヘリウム・ガスのリークが存在しないことを検査する。この検査においてヘリウム・ガスのリークが発見されると、そのリーク箇所を溶接もしくは半田付けにより補修する。リーク孔が小さくヘリウム・ガスのリーク量が少ない場合、補修後のＨＤＤ内に十分なヘリウム・ガスが残っているため、ＨＤＤは設計されたパフォーマンスを示すことができる。

しかし、リーク孔が大きい、あるいは複数のリーク箇所が存在することでリーク箇所の補修に時間がかかる場合、筐体からのヘリウム・ガスのリーク量が大きくなる。リークにより筐体内のヘリウム・ガスが規定量未満となり、ＨＤＤが設計された性能を実現できない場合、筐体内にヘリウム・ガスを、もう一度、封入することが必要となる。しかし、半田や溶接により接合した二次カバーを有する筐体を分解するには多くの作業と時間がかかり、特に、溶接により密閉されている場合にその分解は困難である。

あるいは、製造時のリーク検査をパスした密閉ＨＤＤであっても、ユーザの使用環境下において、その筐体内からヘリウム・ガスが徐々に漏れ出て、内部のヘリウム・ガスが規定量未満まで減少することが考えられる。この場合においても、ＨＤＤの筐体内にヘリウム・ガスを、再度、封入することが必要である。
従って、ヘリウム・ガスなどの低密度ガスが筐体内に封入されているＨＤＤを完成した後、容易に、そして効率的に、などの低密度ガスをＨＤＤの筐体内に再封入することができる技術が望まれる。

本発明の一態様は、密閉された筐体を有するディスク・ドライブに対して、低密度ガスを再注入する方法である。この方法は、密閉された筐体を有するディスク・ドライブを設置する。前記密閉された筐体の外部と内部を貫通する孔から低密度ガスを再注入する。前記孔を金属層と接着層とを有する封止ラベルによりふさぐ。これにより、密閉筐体を有するディスク・ドライブに低密度ガスを容易に再封入することができる。

好ましい例において、前記筐体の外面から、前記孔を形成し、前記孔から前記低密度ガスを再注入する。これにより、筐体の製造において低密度ガスを再注入するための孔を形成する必要がなく、製造効率の低下を避けることができる。さらに好ましくは、前記筐体の外表面上に保護ラベルがはってあり、前記保護ラベルをはがした位置に前記孔を形成する。これにより、新たに孔を形成することによるリーク経路の生成を防ぐことができる。

前記孔から、前記筐体内に配置されているフィルタを介して、前記低密度ガスを前記筐体内に再注入することが好ましい。これにより、部品が実装されている筐体内部への塵埃の侵入を防ぐことができる。さらに前記筐体は、ベースと、前記ベースに固定された内側カバーと、前記ベースに接合され前記内側カバーを覆う外側カバーと、を有し、前記孔は前記外側カバーにあり、前記外側カバーの孔と、前記内側カバーに予め形成されている孔と、前記内側カバーの孔の内側にあるフィルタと、を介して、前記低密度ガスを前記ベース内に再注入することが好ましい。これにより、部品が実装されている筐体内部への塵埃の侵入を防ぎつつ、容易かつ効率的に低密度ガスを再注入することができる。

前記筐体は、ベースと、前記ベースに固定された内側カバーと、前記ベースに接合され前記内側カバーを覆う外側カバーと、を有し、前記筐体は、前記外側カバーからその対面までのギャップがその周囲よりも大きい部分を有し、前記低密度ガスを再注入するための前記孔を、前記部分内の前記外側カバーに形成することが好ましい。これにより、新たに孔を形成する際に筐体に傷がつくことを避けることができる。

さらに、前記内側カバーは、前記ベースに対して、ガスケットを介して固定されており、前記部分は前記ガスケットの内側にあり、前記内側カバーに形成されている凹部を含み、前記外側カバーの前記凹部と対向する位置に、前記低密度ガスを再注入するための前記孔を形成することが好ましい。これにより、筐体の外形を小さくすることができる。
あるいは、前記内側カバーは、前記ベースに対して、ガスケットを介して固定されており、前記部分は前記ガスケットの外側にあり、前記内側カバーに形成されている孔を介して前記ベースの一部に対向する位置に、前記低密度ガスを再注入するための前記孔を形成することが好ましい。これにより、より確実に、新たに孔を形成する際に新たなリーク経路が生成されることを避けることができる。

好ましくは、前記孔の径は２．０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、前記封止ラベルの径は１０ｍｍ以上である。これにより、効果的に低密度ガスの再注入と孔の封止を行うことができる。
好ましい他の例において、前記孔は予め形成されており、前記孔は金属薄膜と接着層とを有する封止ラベルでふさがれており、前記封止シールをはがして、前記孔から低密度ガスを再注入し、前記低密度ガスの再注入後に、前記孔を新しい封止ラベルでふさぐ。これにより、新たに孔を形成することによる筐体の破損や新たなリーク経路の生成を確実に避けることができる。

本発明の他の態様に係るディスク・ドライブは、ベースと前記ベースに接合されているカバーとを有する密閉された筐体と、前記ベース内にあるディスクと、前記ベース内において前記ディスクを回転するモータと、前記ベース内において前記ディスクにアクセスするヘッド・スライダと、前記ベース内において前記ヘッド・スライダを支持し、前記ヘッド・スライダを前記ディスク上で移動する移動機構と、前記密閉された筐体内に封入されている低密度ガスと、前記筐体の外側と内側を貫通する前記低密度ガスの再注入部を覆うように貼付されたラベルとを有する。これにより、密閉筐体を有するディスク・ドライブに低密度ガスを容易に再封入することができる。

好ましくは、前記カバーの内側にガスケットを設けた第２のカバーを設ける。これにより、筐体を仮密閉した状態で、ディスク・ドライブのテストを行うことができる。さらに好ましくは、前記第２のカバーに、前記低密度ガスを前記ベース内に再注入する貫通孔を設ける。これにより、筐体外面に設けた孔から低密度ガスを容易に再注入することができる。あるいは、前記カバーと前記第２のカバーとは、前記再注入部と前記貫通孔とを繋ぐ通路の一部を構成する接着シートにより接着されていることが好ましい。これにより、二つのカバーの強度を上げると共に、効率的に低密度ガスを再注入することができる。好ましい例において、前記再注入部に予め孔を設け、前記ラベルはその孔を封止する密閉ラベルである。これにより、容易に低密度ガスを再注入することができる。

本発明によれば、密閉筐体を有するディスク・ドライブに低密度ガスを容易に再封入することができる。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。本実施形態においては、ディスク・ドライブの一例として、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）について説明する。

本形態のＨＤＤは密閉筐体を有し、その筐体内部に空気よりも密度が低いガス（低密度ガス）が封入されている。図１は、本実施形態に係る密閉ＨＤＤの構成を模式的に示す分解斜視図である。ＨＤＤは、ヘッド・ディスク・アセンブリ１０（以下においてＨＤＡ）と、ＨＤＡ１０の外部底面に固定された制御回路基板（不図示）とを有している。ＨＤＡ１０は、ベース１０２、一次カバーである内側カバー２０１、接着層３０１、そして、二次カバーである外側カバー４０１を有している。これらが筐体の主要部品となる。

外側カバー４０１の外側表面に、封止ラベル４１１が付着されている。封止ラベル４１１は、外側カバー４０１に形成されている低密度ガス再注入用孔（図１において不図示）を塞いでいる。低密度ガス再注入用孔とそれを塞ぐ封止ラベル４１１については後に詳述する。

内側カバー２０１は、ガスケット（図１において不図示）を介してベース１０２にネジによって固定される。図１においては、内側カバー２０１のネジ用孔２１１ａ〜２１１ｆが示されている。内側カバー２０１は、これらの他、スピンドル・モータ用及びアクチュエータ用のネジ用孔２１１ｇ〜２１１ｊが形成されている。

ベース１０２と内側カバー２０１とが形成する内部の収容空間内には、ＨＤＡ１０を構成する各構成部品が収容されている。なお、ネジ用孔２１１ａ〜２１１ｊを含む内側カバー２０１の複数のネジ用孔は、封止ラベル（不図示）により塞がれる。また、低密度ガスをベース１０２と内側カバー２０１とが形成する内部の収容空間内に注入するための孔２１３が凹部２１４内に形成されている。この孔２１３については後に詳述する。

図１に明示した各構成要素について説明を行う前に、図２を参照して、内側カバー２０１とベース１０２とが形成する収容空間内の構成について説明を行う。なお、収容空間内の各構成要素の動作は、制御回路基板上の制御回路が制御する。ＨＤＤの各構成要素は、ベース１０２内に収容されている。

ヘッド・スライダ１０５は、データを記憶するディスクである磁気ディスク１０１へアクセス（リードもしくはライト）する。ヘッド・スライダ１０５は、外部ホスト（不図示）との間で入出力されるデータを書き込み及び／又は読み出しを行うヘッド素子部と、そのヘッド素子部がその面上に形成されているスライダとを有する。ヘッド素子部は、電気信号を磁界に変換する記録素子及び／又は磁気ディスク１０１からの磁界を電気信号に変換する再生素子を有する。

アクチュエータ１０６は、ヘッド・スライダ１０５を支持し、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１０９によって駆動されて回動軸１０７において回動する。アクチュエータ１０６及びＶＣＭ１０９のアセンブリはヘッド・スライダ１０５の移動機構である。アクチュエータ１０６は、ヘッド・スライダ１０５が配置された長手方向におけるその先端部から、サスペンション１１０、アーム１１１、及びフラットコイル１１３の順で結合された各構成部材を有する。ＶＣＭ１０９は、フラットコイル１１３とステータ・マグネット（不図示）などの要素から構成されている。サスペンション１１０とヘッド・スライダ１０５とによって、ヘッド・ジンバル・アセンブリ（ＨＧＡ）を構成する。

ベース１０２に固定されたスピンドル・モータ（ＳＰＭ）１０３は、磁気ディスク１０１を所定の角速度で回転する。磁気ディスク１０１からのデータの読み取り／書き込みのため、アクチュエータ１０６は回転している磁気ディスク１０１のデータ領域上空でヘッド・スライダ１０５を移動する。スライダの空気軸受面（Air Bearing Surface：ＡＢＳ）と回転している磁気ディスク１０１との間の空気の粘性による圧力が、サスペンション１１０によって磁気ディスク１０１方向に加えられる圧力とバランスすることによって、ヘッド・スライダ１０５は磁気ディスク１０１上を、ギャップを置いて浮上する。

磁気ディスク１０１の回転が停止する等のときには、アクチュエータ１０６はヘッド・スライダ１０５をデータ領域からランプ１１５に退避させる。尚、ヘッド・スライダ１０５がデータ書き込み／読み出し処理を行わない場合に、磁気ディスク１０１の内周に配置されているゾーンに退避するＣＳＳ（Contact Start and Stop）方式に、本発明を適用することも可能である。ＨＤＤは、１もしくは複数枚の、片面記憶あるいは両面記憶の磁気ディスクを有する。

図１に戻って、本形態のＨＤＡ１０の筐体は、上記各構成部品を収容するベース１０２、ベース１０２の上部開口を塞ぐ内側カバー２０１、内側カバー２０１を覆うように配置された外側カバー４０１、そして内側カバー２０１と外側カバー４０１との間にあって、それらを接着する接着層３０１を有している。本形態の接着層３０１の外形は、外側カバー４０１及び内側カバー２０１の外形よりも小さい。接着層３０１には、スリット３１１が形成されている。このスリット３１１については後に詳述する。

接着層３０１は、外側カバー４０１と内側カバー２０１とを接着している。溶接などによって固定するため、あるいは筐体サイズが規格で決められていることなどから、外側カバー４０１は一般に薄く形成され、その強度が低い。このため、接着層３０１が外側カバー４０１を内側カバー２０１に接着固定することで、外側カバー４０１を補強する。

本形態のＨＤＤは、収容空間内に空気よりも密度が小さい低密度ガスが封入される。これによって、磁気ディスク１０１の回転やアクチュエータ１０６の回動による風乱、風損を抑制する。使用する低密度ガスは、水素ガスやヘリウム・ガスが考えられるが、効果が大きく、安定していて安全性の高いヘリウム・ガスが最適であり、以下においてはヘリウム・ガスを例として説明する。

ＨＤＤは、取り外し可能な内側カバー２０１と、ヘリウム・ガスの漏れを防ぐ外側カバー４０１とを有しており、製造工程におけるリワークを容易とすると共に、最終製品としてＨＤＤからヘリウム・ガスが漏れ出ることを効果的に防止することができる。ＨＤＤの製造は、ヘッド・スライダ１０５を製造し、ヘッド・スライダ１０５とは別に、サスペンション１１０を製造する。ヘッド・スライダ１０５をサスペンション１１０に固着してＨＧＡを製造する。その後、ＨＧＡにアーム１１１及びフラットコイル１１３を固定して、アクチュエータ１０６とヘッド・スライダ１０５とのアセンブリであるヘッド・スタック・アセンブリ（ＨＳＡ）を製造する。

製造されたＨＳＡの他、ＳＰＭ１０３、磁気ディスク１０１などの構成部品をベース１０２内に実装した後、内側カバー２０１をネジによってベース１０２に固定する。図３は、本形態のＨＤＤ１の筐体構造を模式的に示す断面図である。図３において、ベース１０２内の構成部品は省略されている。図３に示すように、内側カバー２０１とベース１０２との間には、フッ素ゴムなどの弾性体で形成されたリング状のガスケット２１６が配置されている。内側カバー２０１は、ステンレス、アルミニウム、真鍮などの板材で形成される。ガスケット２１６は、ベース１０２の内部空間を囲むように内側カバー２０１に設けられており、ヘリウム・ガスをベース１０２と内側カバー２０１との間の空間に仮密封できる構造となっている。図３において、スピンドル・モータ用ネジ用孔２１１ｇは、封止ラベル２３１で封止されている。

ガスケット２１６が固着した内側カバー２０１をベース１０２に固定した後、内側カバー２０１とベース１０２とが構成する空間内にヘリウム・ガスを封入する。内側カバー２０１に形成されている孔２１３からヘリウム・ガスをベース１０２内に注入する。例えば、チャンバ内に組み立てた上記アセンブリを配置し、チャンバの真空引きとヘリウム・ガス充填とを繰り返すことでヘリウム・ガスを注入する。

この処理により、内側カバー２０１の孔２１３から内部にヘリウム・ガスが入り込み、アセンブリの内部空間がヘリウム・ガスで満たされる。アセンブリをチャンバから取り出し、内側カバー２０１の孔２１３を封止ラベル（不図示）で塞ぐ。これにより、ヘリウム・ガスが、ベース１０２と内側カバー２０１との間の空間に仮密封される。

内側カバー２０１とベース１０２とが構成する空間内にヘリウム・ガスが封入された状態において、制御回路基板をそのアセンブリに実装し、外側カバー４０１を固定する前にサーボ書き込みやＨＤＤの動作検査を行う。従って、サーボ書き込み及び検査工程においては、外側カバー４０１と接着層３０１とは、まだ実装されていない。

検査工程は、仕様・性能レベルをクリアできていない不良部品がないか検査する。不良部品が発見された場合、その装置を組み立て工程に戻し、一度取り付けた内側カバー２０１を外し、その不良部品のみを交換する修復作業（リワーク）を行う。内側カバー２０１はネジよって固定されているに過ぎず、簡単に取り外すことができるため、リワーク処理を妨げることはない。

検査工程において仕様・性能レベルをクリアした装置は、再度、組み立て工程に移行し、接着層３０１と外側カバー４０１とが実装される。外側カバー４０１を接合する前に、内側カバー２０１の孔２１３を塞いでいた封止ラベルを剥がす。これにより、外側カバー４０１を接合した後のリーク検査を実効あるものとする。筐体内のヘリウム・ガスが漏れる可能性が高い箇所として、ベース１０２と外側カバー４０１の接合箇所が挙げられる。当該箇所を完全に密封すべく、図１に示すベース１０２の壁上に形成されているリッジ１２４上面に、外側カバー４０１をレーザ溶接あるいは半田接合する。図４の例は、外側カバー４０１とリッジ１２４との溶接による接合部４６１を示している。

図１及び４に示すように、リッジ１２４はベース１０２の上部開口及び内側カバー２０１の周囲を囲んでおり、外側カバー４０１とリッジ１２４との接合部４６１も、それらを囲むように形成される。外側カバー４０１の接合により、筐体内の空間が密封される。レーザ溶接あるいは半田接合を行う場合は、その耐久性・信頼性やコストの観点から、ベース１０２と外側カバー４０１の材料を選定する必要がある。

例えば、アルミニウム・ダイキャストで成型したベース１０２及びプレスあるいは切削により形成されたアルミニウムの外側カバー４０１、あるいは、銅とマグネシウムの含有量が比較的少ないアルミニウム合金から冷鍛で形成したベース１０２及びプレスあるいは切削により形成されたアルミニウムの外側カバー４０１を選定するのが好ましい。

ＨＤＤの製造工程は、外側カバー４０１をベース１０２に接合した後に、ＨＤＡ１０のリーク検査を行う。特に、外側カバー４０１とベース１０２との接合部４６１からのヘリウム・ガスのリーク検査は重要である。リーク検査は、ヘリウム・ガス検出器を使用する。ベース１０２と内側カバー２０１との空間に封入されていたヘリウム・ガスの一部は、内側カバーの孔２１３から出て行き、外側カバー４０１と内側カバー２０１との間に存在する。外側カバー４０１の接合部に欠陥が存在すると、その場所からヘリウム・ガスが漏れる。ヘリウム・ガス検出器によりヘリウム・ガス・リークを検出すると、そのリーク箇所を半田あるいは溶接により塞ぐ。

リーク箇所の補修までのリーク量が少ない場合は問題がない。しかし、筐体からのヘリウム・ガスのリーク量が多いと、筐体内のヘリウム・ガスが規定量未満となり、ＨＤＤが異常動作を示すあるいは所望のパフォーマンスを発揮できなくなる。このような場合、ＨＤＡ１０の筐体内にヘリウム・ガスを、再度、封入することが必要となる。

本形態のＨＤＤの製造方法は、ヘリウム・ガスのリークがありそのリーク箇所を補修した場合は常に、あるいは、リーク箇所を補修しさらにヘリウム・ガスのリーク量が多い場合に、ヘリウム・ガスの再封入を行う。筐体内に必要量のヘリウム・ガスが存在するか否かは、例えば、補修した後のＨＤＡ１０のテスト工程において、スピンドル・モータやアクチュエータの動作に必要な電力を測定することで特定することができる。

本形態のＨＤＤの製造において、ヘリウム・ガス再注入用孔を形成する位置及びその近傍である再注入部に筐体内外を貫通する孔を新たに形成し、その孔からヘリウム・ガスを筐体内に再注入する。孔を形成した後においては、この孔及びその近傍部分が再注入部である。このように、再注入部は、孔が開いていなければ空ける予定の場所とその近傍、既に孔が開いていれば、孔とその近傍である。ヘリウム・ガスの再注入後、さらに、この再注入部の孔を封止ラベルにより塞ぐ。これにより、外側カバー４０１を接合した後に、筐体を分解することなく、容易にヘリウム・ガスを筐体内に再封入することができる。

ヘリウム・ガスの再封入は、例えば、次の方法で行うことができる。外側カバー４０１にヘリウム・ガスの再注入用の孔を形成する。ヘリウム・ガス再注入用孔を形成したＨＤＡをチャンバ内に配置する。チャンバ内を真空にした後、さらに、チャンバ内にヘリウム・ガスを充填する。

これにより、ＨＤＡの筐体内に、ヘリウム・ガス再注入用孔からヘリウム・ガスが注入される。ヘリウム・ガスの充填率を上げるためには、チャンバ内の真空引きとヘリウム・ガスの充填を複数回繰り返す。ヘリウム・ガスの再注入が終了すると、ＨＤＡをチャンバ内から取り出し、あるいは、チャンバ内にあるＨＤＡに対して、封止ラベル４１１を貼り付け、ヘリウム・ガス再注入用孔を塞ぐ。

図４（ａ）、（ｂ）は、外側カバー４０１に形成したヘリウム・ガス再注入用孔４１２及びその近傍の構造を示す斜視図である。図４（ａ）において、再注入用孔４１２の近くにおいてＨＤＡ１０を切断した切断面が示されている。図４（ｂ）は、図４（ａ）において円で囲まれた部分の拡大図である。

図４（ｂ）において、外側カバー４０１に孔４１２が形成されている。孔４１２は、ドリルや針などのジグを使用して空けることができる。孔４１２は、外側カバー４０１を貫通し、筐体の内外をつないでいる。外側カバー４０１の外側表面において点線で囲まれている領域は、孔４１２を塞ぐ封止ラベル４１１が付着する領域である。封止ラベル４１１は、孔４１２の全領域と重なっている。孔４１２が小径の孔であり、封止ラベル４１１に塞がれた孔４１２からヘリウム・ガスが漏れ出ることはない。

外側カバー４０１の孔４１２と対向する位置において、内側カバー２０１の孔２１２が形成されている。さらに、内側カバーの孔２１２は、ベース１０２の凹部１２５に露出している部分に形成されている。外側カバーの孔４１２は、スピンドル軸方向において見たときに内側カバーの孔２１２と重なっており、内側カバーの孔２１２の外形は、外側カバーの孔４１２よりも大きい。

同様に、外側カバーの孔４１２は、スピンドル軸方向において見たときにベースの凹部１２５と重なっており、凹部１２５の外形は外側カバーの孔４１２よりも大きい。このように、外側カバーの孔４１２は内側カバーの孔２１２を介して、ベースの凹部１２５につながっている。従って、外側カバーの孔４１２の形成位置から、ベースの凹部１２５底面までのギャップはその周囲よりも大きい。

外側カバー４０１に孔４１２を形成するため、ドリルや針などのジグを外側カバー４０１の外側から内側に差し込む。このとき、ジグ先端が逃げるための空間が存在しない場合、外側カバー４０１の下にある内側カバー２０１やベース1０２を傷つけるおそれがある。あるいは、外側カバー４０１に孔４１２を形成する位置のすぐ下に内側カバー２０１やベース1０２が存在して外側カバー４０１の下に空間がない場合にジグにより孔４１２を空けにくくなる。

本例においては、外側カバー４０１に孔４１２を形成する位置は、内側カバーの孔２１２を介して、ベース１０２の凹部１２５底面に対向している。従って、ジグの先端は、外側カバー４０１に孔４１２を形成した後に、内側カバー２０１の孔２１２を貫通し、さらに、凹部１２５にいたることができる。このため、容易に孔４１２を形成することができると共に、孔４１２の形成においてジグにより内側カバー２０１やベース1０２を傷つけることがない。

図４（ｂ）に示すように、外側カバーの孔４１２、内側カバーの孔２１２、そしてベースの凹部１２５は、スピンドル軸方向において見た場合、ガスケット２１６の外側にある。このため、ジグの先端がガスケット２１６の内側の部品に接触することがなく、より安全に外側カバー４０１に孔４１２を形成することができる。

図５は、外側カバーの孔４１２から注入されたヘリウム・ガスの通路（流路）を模式的に示している。図５は、外側カバー４０１を外した上体のＨＤＡ１０の上面図である。ベース１０２には、内側カバー２０１が固定されており、内側カバー２０１の上に接着層３０１が接着している。外側カバーの孔４１２の位置は、図５に示した内側カバーの孔２１２の位置に存在する。

外側カバーの孔４１２から注入したヘリウム・ガスは、図５の矢印で示すように、接着層３０１とベース１０２のリッジ１２４との間の空間を流れる。ヘリウム・ガスは、接着層３０１のスリット３１１から露出している内側カバー２０１の凹部２１４内に形成されている孔２１３（図１を参照）から、内側カバー２０１とベース１０２との間の空間内に入る。接着層３０１と内側カバーの孔２１３との間には間隙が存在するので、接着層３０１が内側カバーの孔２１３に入るヘリウム・ガスを妨げることはない。このように、接着層３０１はヘリウム・ガスの通路の一部を構成している。これにより、内側カバー２０１と外側カバー４０１の強度を上げると共に、効率的にヘリウム・ガスをベース１０２内部に入れることができる。

図６（ａ）、（ｂ）は、内側カバー１０２に形成されている孔２１３近傍の構造を示すための斜視図である。図６（ａ）において、孔２１３の近くにおいてＨＤＡ１０を切断した切断面が示されている。図６（ｂ）は、図６（ａ）において円で囲まれた部分の拡大図である。内側カバー１０２の内側には、孔２１３と重なる位置に、フィルタ２１７が固定されている。フィルタ２１７は、外部から内側カバー１０２の内部に塵埃が侵入することを防止する。典型的には、フィルタ２１７は、樹脂筐体と、筐体内部の吸湿材、そしてフィルタ部材とを有している。

再注入されるヘリウム・ガスは、孔２１３から、フィルタ２１７を介して、主要部品が実装されている内部空間に入る。フィルタ２１７を介してヘリウム・ガスを再注入することによって、ヘリウム・ガスと共に塵埃が内部に入ることを防止し、ヘリウム・ガス再注入処理の信頼性を高めることができる。

フィルタ２１７は、磁気ディスクの記録面上から外れて、磁気ディスクと重ならない位置に配置されていることが好ましい。フィルタ２１７を配置するためには、内側カバー２０１の下にある程度の空間が必要となると共に、外部から入ったヘリウム・ガスが磁気ディスクに直接に吹き付けられることで、磁気ディスク表面が曇ることを避けることができるからである。

上記好ましい例において、ヘリウム・ガス再注入用孔４１２がガスケット２１６の外側にある。以下において、スピンドル軸方向において見た場合に、ヘリウム・ガス再注入用孔４１２がガスケット２１６の内側にある例を説明する。図７（ａ）、（ｂ）は、ヘリウム・ガス再注入用孔４１２が、内側カバー２０１の凹部２１４と対向する位置に形成されているＨＤＡ１０を示している。

図７（ａ）は、ヘリウム・ガス再注入用孔４１２の近傍において切断したＨＤＡ１０を示す図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）において円で囲まれた部分の拡大図である。外側カバー４０１の外表面に点線で示しているのは、封止ラベル４１１の添付領域である。上記例と同様に、封止ラベル４１１は、孔４１２の全領域と重なっている。孔４１２が小径の孔であり、封止ラベル４１１に塞がれた孔４１２からヘリウム・ガスが漏れ出ることはない。

図７（ａ）、（ｂ）に示す内側カバー２０１及びフィルタ２１７の構造は、図６（ａ）、（ｂ）を参照して説明した構造と同じである。外側カバーの孔４１２の下側に内側カバーの凹部２１４が存在し、外側カバーの孔４１２を形成する位置の対面は、凹部２１４の面である。このため、孔４１２が形成される位置における外側カバー４０１と内側カバー２０１との間のギャップは、内側カバーの凹部２１４の外側の周囲領域よりも大きい。このように、孔４１２を形成する位置が内側カバーの凹部２１４と重なった位置にあるので、外側カバー４０１の外側からジグにより孔４１２を形成するとき、ジグ先端の逃げのための空間が確保され、孔４１２を安全、容易に形成することができる。

図７（ａ）、（ｂ）の例においては、内側カバーの凹部２１４と外側カバー４０１とで画定される空間内に、外側カバーの孔４１２と内側カバーの孔２１３とが存在している。このため、外側カバーの孔４１２から再注入されたヘリウム・ガスは、すぐに内側カバーの孔２１３に達し、内側カバー２０１の内側の空間へと入っていく。外側カバーの孔４１２から再注入されたヘリウム・ガスが接着層３０１によって遮られないように、ジグにより接着層３０１に新たな孔を形成するのではなく、接着層３０１は、外側カバーの孔４１２と内側カバーの孔２１３とをつなぐ孔を予め形成しておくことが好ましい。

本例においては、外側カバーの孔４１２はガスケット２１６の内側で形成される。このため、ガスケット２１６の外側に孔４１２を形成するための領域が不要であり、ＨＤＡ１０の外形を小さくすることができる。また、孔４１２の下には内側カバーの凹部２１４が存在するため、ジグによる内側カバー２０１の損傷を避けることができる。内側カバーの凹部２１４内に孔２１３が存在するため、ヘリウム・ガス流路のために接着層３０１を除去する面積を小さくことができる。

上記例は、外側カバー４０１にヘリウム・ガス再注入のための孔４１２を形成する。以下において、ベース１０２にヘリウム・ガス再注入のための孔を形成する例を説明する。図８（ａ）は、ベース１０２の底面に形成されているヘリウム・ガス再注入のための孔１２７を示す平面図である。孔１２７の周囲を囲む点線は、孔１２７を塞ぐ封止ラベル１２８が貼り付けられる領域を示している。

図８（ｂ）は、孔１２７におけるベース１０２の断面図である。ベース１０２の内側には孔１２７を覆うようにフィルタ１２９が配置されている。フィルタ１２９は吸湿材２９１とフィルタ部材２９２とを有しており、フィルタ部材２９２と孔１２７との間に吸湿材２９１が存在する。より詳しくは、ベース１０２内部底面に溝２１８が形成されており、孔１２７はその溝２１８に通じている。吸湿材２９１は孔１２７及び溝２１８の露出している。孔１２７からベース内部に入ったヘリウム・ガスは、ベース１０２内部底面の溝２１８を通り、フィルタ部材２９２を介してベース１０２の内部空間へ拡散していく。

上記各例のヘリウム・ガス再注入方法は、ＨＤＡ１０の筐体に孔を形成し、その孔を介して筐体外部から内部にヘリウム・ガスを再注入する。再注入後の孔を封止ラベルにより塞ぐことで、孔からヘリウム・ガスが漏れ出ることを防ぐことができる。封止ラベルは、金属層と接着層とを有する複数層で構成されている。図９は、封止ラベルの好ましい例を模式的に示している。図９において、封止ラベル８０は、内側から、接着層８０１、内側樹脂層８０２、金属層８０３、外側樹脂層８０４の順序で積層されている。
典型的に、各層の形状は同一である。上記各例の封止ラベルは円形であるが、封止ラベルは円形以外の形状を有していてもよい。接着層８０１は、典型的には、アクリル系樹脂で形成される。金属層８０３は、典型的には、アルミニウム箔あるいは蒸着により形成したアルミニウム薄膜である。内側樹脂層８０２及び外側樹脂層８０４は、典型的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で形成される。
封止ラベル８０の各層の膜厚は、設計により適切な値が選択される。例えば、５０μｍの金属層８０３と、２５μｍの他の層で封止ラベル８０を構成することができる。封止ラベル８０は、封止ラベル８０の強度を増すため、あるいは金属層８０３の酸化防止のために、内側樹脂層８０２及び外側樹脂層８０４を有することが好ましいが、その一方あるいは双方を省略してもよい。

ＨＤＡ１０の再注入部の外部表面のヘリウム・ガス再注入用孔を形成する位置及びその近傍には、保護ラベルを貼っておくことが好ましい。保護ラベルは、例えば、封止ラベルと同じ構造及び寸法のラベルを使用することができる。なお、本明細書でラベルとは、封止ラベルと保護ラベルを含む上位の概念を意味する。ヘリウム・ガス再注入用孔の近傍に傷が存在する場合、ヘリウム・ガス再注入用孔を形成することでリーク経路が形成される危険がある。そのため、ヘリウム・ガス再注入用孔を形成する位置及びその近傍、つまり再注入部をカバーする保護ラベルを貼っておくことによって、ヘリウム・ガス再注入用孔を形成することによるリーク経路の形成を防ぐことができる。

ヘリウム・ガスの再注入は、製造したＨＤＡ１０の一部のみに必要であることから、上記各例のように、ヘリウム・ガスのリークが存在するＨＤＡ１０に対してのみ孔を新たに形成し、その孔からヘリウム・ガスを再注入することが好ましい。これに対して、ＨＤＡ１０の部品製造において予めヘリウム・ガス再注入孔を形成しておくことができる。ヘリウム・ガス再注入孔は、封止ラベルによって塞いで置く。

ヘリウム・ガス再注入処理は、封止ラベルを剥がし、露出した孔からヘリウム・ガスを再注入し、その後、その孔を新しい封止ラベルにより塞ぐ。予めヘリウム・ガス再注入孔を形成しておくことで、新たに孔を形成する必要がなく、孔形成による部品の破損をより確実に避けることができる。

ヘリウム・ガス再注入用孔が大きすぎる場合、温度変化や気圧変化により、封止ラベルの剥がれ及びヘリウム・ガスのリークが起きる。このため、ヘリウム・ガス再注入用孔の径は、２．０ｍｍ以下であることが好ましい。ヘリウム・ガス再注入用孔が円形ではない場合、最も大きい径が２．０ｍｍ以下であることが好ましい。ヘリウム・ガス再注入用孔の径の下限は、ヘリウム・ガスの再注入の効率の点から決めることができ、例えば、径を０．１ｍｍ以上とする。ヘリウム・ガス再注入用孔が円形ではない場合、最も小さい径が０．１ｍｍとすればよい。

封止ラベルの寸法は、ヘリウム・ガス再注入用孔の寸法に対して十分に大きいことが重要である。ここで、封止ラベルの寸法は、金属層及び接着層の小さい方の寸法である。封止ラベルが円形である場合、ヘリウム・ガス再注入用孔の中心を通る直線方向において、封止ラベルの寸法は１０ｍｍ以上であることが好ましい。封止ラベルが円形でない場合、上記直線方向における封止ラベルの最小寸法が１０ｍｍ以上であることが好ましい。

ヘリウム・ガス再注入用孔の寸法と封止ラベルの寸法とについて測定を行った。図１０は、１０ｍｍ径の円形封止ラベルと１８ｍｍ径の円形封止ラベルのそれぞれで、ヘリウム・ガス再注入用孔を塞いだ場合のリーク・レートの各測定結果を示している。測定に使用した封止ラベルは、５０μｍ接着層、５０μｍアルミニウム層、そして２５μｍ外側層ＰＥＴ層で構成されていた。測定は、複数の異なる径の円形孔について行った。測定した孔の径は、０．６ｍｍ、０．９ｍｍ、１．３ｍｍ、２．０ｍｍ、そして３．０ｍｍであった。また、ベースに孔を形成した複数台のＨＤＡと外側カバーに孔を形成した複数台のＨＤＡのそれぞれについて測定を行った。

図１０において、Ｘ軸はヘリウム・ガス再注入用孔の径、Ｙ軸はリーク・レートを示している。Ｘ軸の単位はｍｍ、Ｙ軸の単位は、Ｐａ・ｍ^３／ｓである。図１０のグラフは、複数台のＨＤＡの平均値を示している。測定は、各寸法のヘリウム・ガス再注入用孔と封止ラベルとを有するＨＤＡを、チャンバイ内に配置し、チャンバイ内を真空に引いた後、ヘリウム・ガスのリーク・レートをヘリウム測定器によりリーク・レートを測定した。

図１０のグラフに示すように、２．０ｍｍ以下のヘリウム・ガス再注入用孔に対して、１０ｍｍ径の円形封止ラベルと１８ｍｍ径の円形封止ラベルの双方が、十分は封止性能を示した。３．０ｍｍのヘリウム・ガス再注入用孔を有するＨＤＡ内、１８ｍｍ径の円形封止ラベルとベース孔を有するＨＤＡ以外のＨＤＡの測定におい封止ラベルが剥がれてしまい、リーク・レートを測定することはできなかった。以上の結果から、２．０ｍｍ径以下のヘリウム・ガス再注入用孔に対して、１０ｍｍ径以上の封止ラベルが十分な封止性能を示すことを確認できた。

以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。例えば、本発明はＨＤＤに特に有用であるが、それ以外のディスク・ドライブに適用してもよい。外側カバーとベースとは、半田、特に溶接により接合することが好ましいが、他の方法を排除するものではない。また、設計によっては、接着層を形成しなくてもよい。本発明は内側カバーを有していないディスク・ドライブに適用することができる。

本実施形態に係る密閉ＨＤＤの構成を模式的に示す分解斜視図である。 本実施形態に係るＨＤＤの内部構造を模式的に示す平面図である。 本形態に係るＨＤＤの筐体構造を模式的に示す断面図である。 本実施形態係る外側カバーに形成したヘリウム・ガス再注入用孔及びその近傍の構造を模式的に示す図である。 本実施形態において、外側カバーの孔から注入されたヘリウム・ガスの流路及びヘリウム・ガスの流れについて説明する図である。 本実施形態において、内側カバーに形成されている孔の近傍の構造を示すための図である。 本実施形態において、外側カバーのヘリウム・ガス再注入用孔の近傍において切断したＨＤＡを示す図である。 本実施形態において、ベースの底面に形成されているヘリウム・ガス再注入のための孔を模式的に示す図である。 本実施形態に係る封止ラベルの構造を模式的に示す図である。 本実施形態のＨＤＡにおいて、１０ｍｍ径の円形封止ラベルと１８ｍｍ径の円形封止ラベルのそれぞれで、ヘリウム・ガス再注入用孔を塞いだ場合のリーク・レートの各測定結果を示している。

符号の説明

１０ ヘッド・ディスク・アセンブリ（ＨＤＡ）、１０１ 磁気ディスク
１０２ ベース、１０３ スピンドル・モータ、１０５ ヘッド・スライダ
１０６ アクチュエータ、１０７ 回動軸、１０９ ボイス・コイル・モータ
１１０ サスペンション、１１１ アーム、１１３ フラットコイル
１１５ ランプ、１２４ リッジ、１２５ ベースの凹部
１２７ ヘリウム・ガス再注入用孔、１２８ 封止ラベル、１２９ フィルタ
２０１ 内側カバー、２１１ａ〜２１１ｊ ネジ用孔
２１２ ヘリウム・ガス再注入用孔を形成するための孔
２１３ ヘリウム・ガス注入用孔、２１４ 内側カバーの凹部、
２１６ ガスケット、２１７ フィルタ、３０１ 接着層、３１１ スリット
４０１ 外側カバー、４１１ 封止ラベル、４１２ ヘリウム・ガス再注入用孔
８０ 封止ラベル、８０１ 接着層、８０２ 内側樹脂層、８０３ 金属層
８０４ 外側樹脂層

Claims (6)

1. 密閉された筐体を有するディスク・ドライブを設置し、
   前記密閉された筐体の外部と内部を貫通する孔を、前記筐体の外面から形成し、
   前記孔から低密度ガスを再注入し、
   前記孔を金属層と接着層とを有する封止ラベルによりふさぎ、
   密閉された筐体を有するディスク・ドライブに対して、低密度ガスを再注入する方法であって、
   前記筐体は、ベースと、前記ベースに固定された内側カバーと、前記ベースに接合され前記内側カバーを覆う外側カバーと、を有し、
   前記筐体は、前記外側カバーからその対面までのギャップがその周囲よりも大きい部分を有し、
   前記低密度ガスを再注入するための前記孔を、前記部分内の前記外側カバーに形成する、方法。
2. 前記内側カバーは、前記ベースに対して、ガスケットを介して固定されており、
   前記部分は前記ガスケットの内側にあり、前記内側カバーに形成されている凹部を含み、
   前記外側カバーの前記凹部と対向する位置に、前記低密度ガスを再注入するための前記孔を形成する、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記内側カバーは、前記ベースに対して、ガスケットを介して固定されており、
   前記部分は前記ガスケットの外側にあり、
   前記内側カバーに形成されている孔を介して前記ベースの一部に対向する位置に、前記低密度ガスを再注入するための前記孔を形成する、
   請求項１に記載の方法。
4. ベースと、前記ベースに固定された内側カバーと、前記ベースに接合され前記内側カバーを覆う外側カバーと、を有し、前記外側カバーからその対面までのギャップがその周囲よりも大きい部分を有する密閉された筐体と、
   前記ベース内にあるディスクと、
   前記ベース内において前記ディスクを回転するモータと、
   前記ベース内において前記ディスクにアクセスするヘッド・スライダと、
   前記ベース内において前記ヘッド・スライダを支持し、前記ヘッド・スライダを前記ディスク上で移動する移動機構と、
   前記密閉された筐体内に封入されている低密度ガスと、
   前記筐体の外側と内側を貫通する前記低密度ガスの再注入部を覆うように貼付されたラベルと、を備え、
   前記低密度ガスを再注入するための前記再注入部を、前記部分内の前記外側カバーに設けた、ディスク・ドライブ。
5. 前記内側カバーは、前記ベースに対して、ガスケットを介して固定されており、
   前記部分は前記ガスケットの内側にあり、前記内側カバーに形成されている凹部を含み、
   前記外側カバーの前記凹部と対向する位置に、前記低密度ガスを再注入するための前記再注入部を設けた、
   請求項４に記載のディスク・ドライブ。
6. 前記内側カバーは、前記ベースに対して、ガスケットを介して固定されており、
   前記部分は前記ガスケットの外側にあり、
   前記内側カバーに形成されている孔を介して前記ベースの一部に対向する位置に、前記低密度ガスを再注入するための前記再注入部を形成する、
   請求項４に記載のディスク・ドライブ。

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