JP7179793B2 - ディスク装置 - Google Patents
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Description
磁気ヘッドは、磁気ディスク上に位置している状態では、磁気ディスクから浮上している。しかしながら、近年、磁気ディスクの薄厚化に伴い、ディスク装置の外部から衝撃が加えられた際に磁気ディスクが変形し、磁気ヘッドが磁気ディスクの変形に追従して浮上することができずに特に内周側で磁気ディスクに接触する恐れがある。
ディスク装置として、本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。
図1は、カバーを外して示す本実施形態に係るHDDの分解斜視図、図2は、カバーを取外した状態のHDDの平面図、図3は、本実施形態に係るHDDを概略的に示すブロック図である。
図1に示すように、HDDは、矩形状の筐体10を備えている。筐体10は、上面の開口した矩形箱状のベース12と、カバー(トップカバー)14と、を有している。ベース12は、矩形状の底壁12aと、底壁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。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。カバー14は、複数のねじ13によりベース12の側壁12b上にねじ止めされ、ベース12の上部開口を気密に閉塞する。
なお、図示した例では、衝撃センサ35及び位置センサ39は、プリント回路基板27上に位置しているが、設置位置はこの例に限らない。
メインコントローラ90およびドライバIC92は、例えば、プリント回路基板27に構成されている。メインコントローラ90は、R/Wチャネル94と、ハードディスクコントローラ(HDC)96と、マイクロプロセッサ(MPU)97と、を備えている。メインコントローラ90は、ヘッドアンプIC41を介して磁気ヘッド17に電気的に接続されている。メインコントローラ90は、ドライバIC92を介して、VCM24、スピンドルモータ19、ラッチ駆動部43Bに電気的に接続されている。HDC96は、ホストコンピュータ95に接続可能である。また、図1に示した衝撃センサ35や位置センサ39などのセンサ93は、MPU97に電気的に接続されている。
図4は、HDDに70Gの衝撃が印加された際の磁気ディスク18の変位量を示すグラフである。横軸は、最内周部位18Aからの距離を示し、縦軸は、磁気ディスク18の変位量を示している。
最内周部位18Aでは変位量が0μmであり、外周縁18Bにおいては、変位量が約180μmである。最内周部位18Aから外周縁18Bにかけて変位量が増加している。この時の磁気ディスク18の曲率を計算すると図5に示すようになる。
曲率は、図4で示した変位量とは相反して最内周部位18Aに近づく程増加している。すなわち、衝撃下での磁気ディスク18は、最内周部位18Aに近い程湾曲し、外周縁18Bに近い程平坦になる。図4に示した変位量においても、最内周部位18A側が湾曲し、外周縁18B側が平坦になっている。この時の磁気ヘッド17の浮上変化量は図6に示すようになる。
磁気ヘッド17の浮上量は、最内周部位18Aに近い程低下している。つまり、磁気ディスク18の曲率が大きい程、磁気ヘッド17は磁気ディスク18の変形に追従し難く磁気ディスク18に接触する恐れがある。また、最内周部位18Aからの距離が10mm以降では、磁気ヘッド17の浮上量は変化していない。すなわち、衝撃下では最内周部位18Aから10mm以上外周側に磁気ヘッド17が回避すれば、磁気ヘッド17と磁気ディスク18の接触のリスクが無くなることが読み取れる。
所定距離Dは磁気ディスク18の厚さや印加される衝撃値により変化する。D:最内周部位18Aからの所定距離、h:浮上変化量とし、所定距離Dと浮上変化量hを近似式で表すと以下の式(1)となる。
磁気ディスク18の変形量は衝撃値に比例して大きくなる。また、磁気ディスク18の厚さの2乗に反比例する。浮上変化量hは磁気ディスク18の変形に比例して変化するため、浮上変化量hは衝撃値に対して比例し、磁気ディスク18の厚さの2乗に反比例する。これより、G:衝撃値、t:磁気ディスクの厚さとし、所定距離D、衝撃値G、磁気ディスクの厚さt、浮上変化量hの関係を表すと、以下の式(2)となる。
ここで、許容される浮上変化量h=-4nmとして、式(2)に当てはめると、以下の式(3)となる。
式(3)から所定距離Dと磁気ディスクの厚さtの関係は図7のグラフのように示される。
磁気ディスクの厚さが薄くなる程、退避すべき所定距離Dは大きくなる。例えば、衝撃値70G、磁気ディスクの厚さ0.6mmのとき、所定距離D=3.3mm以上の外周側に磁気ヘッドを退避させれば良いが、例えば、衝撃値70G、磁気ディスクの厚さが0.4mmと薄くなれば、所定距離D=6mm以上の外周側に磁気ヘッドを退避させなければならない。ただし、図6に示したように、最内周部位18Aから10mm以降の位置においては浮上量が変化しないため、10mm以上離れた位置に退避する場合には、磁気ディスクの厚さは影響しない。これより、所定距離Dの最大値は、10mmである。換言すると、所定距離Dは、10mm以内の値となる。
図8は、衝撃検知時のヘッドアクチュエータ22及びラッチ43Aの動作を示す図である。
まず、図1に示した衝撃センサ35がHDDに印加された衝撃を検知する。衝撃センサ35により所定値よりも大きい衝撃が検知された場合であって、図8(A)に示すように磁気ヘッド17が最内周部位18Aから所定距離D未満に位置している場合に、ラッチ駆動部43Bは、ラッチ43Aをヘッドアクチュエータ22側に移動させてヘッドアクチュエータ22に突き当てる。このとき、ラッチ43Aは、支持フレーム42において係合部51の外部に突き当たる。図示した例では、ラッチ43Aは、支点43Cを軸に回動する構成を有しているが、ラッチ43Aの構成は、この例に限らない。
メインコントローラ90は、衝撃センサ35において所定値よりも大きい衝撃が検知されたか否かを判断する(ST1)。メインコントローラ90は、衝撃センサ35において所定値よりも大きい衝撃が検知されたと判断したのに基づいて(ST1、YES)、位置センサ39において磁気ヘッド17が最内周部位18Aから所定距離D未満に位置しているか否かを判断する(ST2)。メインコントローラ90は、位置センサ39において磁気ヘッド17が最内周部位18Aから所定距離D未満に位置していると判断したのに基づいて(ST2、YES)、ドライバIC92を介してラッチ駆動部43Bを駆動する(ST3)。ラッチ駆動部43Bは、ヘッドアクチュエータ22にラッチ43Aを突き当てる。メインコントローラ90は、ドライバIC92を介してVCM24を駆動して磁気ヘッド17が所定距離D以上に位置するようにヘッドアクチュエータ22を回動する(ST4)。これにより、図8に示したように、ラッチ43Aが係合部51に係合される。
なお、メインコントローラ90が位置センサ39において磁気ヘッド17を所定距離Dより内側で検出しなかった場合(ST2、NO)、ラッチ駆動部43B及びVCM24は駆動されない。
図10は、図2の線E-Eに沿ったHDDの横断面図である。
一例では、スピンドルモータ19は、底壁12aにほぼ垂直に立設された枢軸61と、枢軸61の回りで回転自在に支持された円筒状の回転軸62と、回転軸62の周囲に同軸的に固定されたほぼ円筒形状のハブ64と、底壁12aに固定され回転軸62の周囲に配置された固定子コイルSCと、更に、ハブ64の内周面に取付けられ固定子コイルSCに対向した円筒状のマグネットMと、を有している。ハブ64は、枢軸61と同軸的に位置する外周面と、外周面の下端(底壁12a側の端)に一体に形成された環状のフランジ65とを有している。
図11に示すインナーストッパー60は、ヘッドアクチュエータ22側へ移動可能である。インナーストッパー60は、インナーストッパー駆動部60Aによって移動される。インナーストッパー駆動部60Aには、例えば、上記した電磁ラッチ、又は、圧電素子によって駆動されるラッチと同様の駆動方法を用いても良い。また、図示した例では、インナーストッパー駆動部60Aは、支点を軸に回動する構成を有しているが、インナーストッパー駆動部60Aの構成は、この例に限らない。
まず、図1に示した衝撃センサ35がHDDに印加された衝撃を検知する。衝撃センサ35により所定値よりも大きい衝撃が検知された場合であって、図12(A)に示すように磁気ヘッド17が最内周部位18Aから所定距離D未満に位置している場合に、ラッチ駆動部43Bは、ラッチ43Aをヘッドアクチュエータ22側に移動させてヘッドアクチュエータ22に突き当てる。
なお、図8、図11、図12に示した第1実施形態の構成について、図8及び図12の構成においては、VCM24が磁気ヘッド17を所定距離D内から退避させるための駆動部として機能し、図11の構成においては、インナーストッパー駆動部60Aが磁気ヘッド17を所定距離D内から退避させるための駆動部として機能している。
第2実施形態は、衝撃検知時に磁気ヘッド17がランプ80に乗り上げるのを抑制するための構成である。
図13は、第2実施形態を示す図である。図13に示す例では、アウターストッパー50の位置を移動させることで、磁気ヘッド17がランプ80に乗り上げるのを抑制する。
図13に示すアウターストッパー50は、ヘッドアクチュエータ22側へ移動可能である。アウターストッパー50は、アウターストッパー駆動部50Aによって移動される。アウターストッパー駆動部50Aには、例えば、上記した電磁ラッチ、又は、圧電素子によって駆動されるラッチと同様の駆動方法を用いても良い。また、図示した例では、アウターストッパー駆動部50Aは、支点を軸に回動する構成を有しているが、アウターストッパー駆動部50Aの構成は、この例に限らない。
まず、図1に示した衝撃センサ35がHDDに印加された衝撃を検知する。衝撃センサ35により所定値よりも大きい衝撃が検知された場合、アウターストッパー駆動部50Aは、アウターストッパー50をヘッドアクチュエータ22側に移動させる。アウターストッパー50がヘッドアクチュエータ22側へ移動した状態では、アウターストッパー50とヘッドアクチュエータ22が当接した際に、磁気ヘッド17は、ランプ80より内側に位置している。
まず、図1に示した衝撃センサ35がHDDに印加された衝撃を検知する。衝撃センサ35により所定値よりも大きい衝撃が検知された場合、ラッチ駆動部43Eは、ラッチ43Dをヘッドアクチュエータ22側に移動させる。ラッチ43Dは、ヘッドアクチュエータ22の側面22Bと対向する位置に移動される。ヘッドアクチュエータ22の側面22Bは、アウターストッパー50と対向する面である。ラッチ43Dがヘッドアクチュエータ22の側面22Bに突き当った状態で、磁気ヘッド17は、ランプ80より内側に位置している。
第3実施形態は、磁気ヘッド17が磁気ディスク18の内周側では所定距離D以上に退避するとともに、外周側ではランプ80に乗り上げるのを抑制するための構成である。
図15は、第3実施形態を示す図である。
図15に示す構成は、図12に示したラッチ43Aの構成と、図14に示したラッチ43Dの構成を有している。例えば、インナーストッパー60側のラッチ43A及びヘッドアクチュエータ22については、図12に示したのと同様の動作を行う。ラッチ43Aがヘッドアクチュエータ22側へ移動されるのと同時に、ラッチ43Dもヘッドアクチュエータ22側に移動される。これにより、衝撃検知時に磁気ヘッド17を所定距離Dの内側から退避させるとともに、磁気ヘッド17がランプ80に乗り上げるのを抑制することができる。
第4実施形態は、磁気ヘッド17が所定距離Dの内周側に位置しないように、インナーストッパー60の位置が予め設定された構成である。
図16は、第4実施形態を示す図である。ヘッドアクチュエータ22がインナーストッパー60に突き当たった状態で、磁気ヘッド17は、所定距離D以上の位置に位置している。すなわち、インナーストッパー60の位置は、磁気ヘッド17が所定距離Dの内周側に位置しないように設定されている。このような構成は、常時振動が印加される状況下で使用されるHDDに用いることができる。
18A…最内周部位、18B…外周縁、20…クランプばね、
22…ヘッドアクチュエータ、24…VCM、35…衝撃センサ、
39…位置センサ、D…所定距離、43A…ラッチ、43B…ラッチ駆動部、51…係合部、50…アウターストッパー、60…インナーストッパー、66…スペーサリング。
Claims (10)
- ベースと、
前記ベースに回転自在に支持されたディスク状の記録媒体であって、支持された最内周部位と外周縁とを有する記録媒体と、
前記記録媒体に対して情報処理を行うヘッドと、
前記ベースに回動可能に設けられ、前記ヘッドを前記最内周部位と前記外周縁との間で移動可能に支持したヘッドアクチュエータと、
作用する衝撃を検知する第1センサと、
前記第1センサにより所定値よりも大きい衝撃が検知され、かつ、前記ヘッドが前記最内周部位から所定距離未満に位置している場合、前記ヘッドが前記所定距離以上に位置するように前記ヘッドアクチュエータを回動する駆動部と、を備え、
前記所定距離は、
D:前記最内周部位からの前記所定距離、
t:前記記録媒体の厚さ、
G:衝撃値
として、以下の条件式
を満たしている、ディスク装置。 - 前記記録媒体をクランプするクランプばねと、
前記クランプばねと同軸的に位置し前記記録媒体に接するスペーサリングと、を備え、
前記記録媒体の前記最内周部位は、前記クランプばねの前記記録媒体と接する最外周位置、及び、前記スペーサリングの最外周位置のうち、外周側に位置している一方によって定義される、請求項1に記載のディスク装置。 - 前記駆動部は、前記ヘッドアクチュエータに設けられたボイスコイルと、前記ボイスコイルに対向して設けられた磁石と、を有している、請求項1又は2に記載のディスク装置。
- 前記ベースに支持され前記ヘッドアクチュエータ側へ移動可能なラッチと、
前記ラッチを移動させるラッチ駆動部と、を備え、
前記ヘッドアクチュエータは、前記ラッチが係合可能な係合部を有し、
前記ラッチ駆動部は、前記第1センサにより所定値よりも大きい衝撃が検知された場合、前記ラッチを前記ヘッドアクチュエータ側に移動させ前記係合部に係合させる、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のディスク装置。 - 前記ベースに支持され前記ヘッドアクチュエータ側へ移動可能なラッチと、
前記ラッチを移動させるラッチ駆動部と、
前記ヘッドアクチュエータの回動を規制するインナーストッパーと、を備え、
前記ラッチ駆動部は、前記第1センサにより所定値よりも大きい衝撃が検知された場合、前記ラッチを前記ヘッドアクチュエータ側に移動させ、前記インナーストッパーと前記ヘッドアクチュエータとの間で前記ヘッドアクチュエータに突き当てる、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のディスク装置。 - 前記ラッチは、電磁ラッチ、または、圧電素子によって駆動されるラッチである、請求項4又は5に記載のディスク装置。
- 前記ベースに支持され前記ヘッドアクチュエータ側へ移動可能なインナーストッパーを備え、
前記駆動部は、前記第1センサにより所定値よりも大きい衝撃が検知された場合、前記インナーストッパーを前記ヘッドアクチュエータに押し当てることで前記ヘッドアクチュエータを回動するインナーストッパー駆動部である、請求項1又は2に記載のディスク装置。 - 前記所定距離は、10mm以内である請求項1乃至7のいずれか1項に記載のディスク装置。
- 前記記録媒体の厚さは、0.8mm以下である、請求項1乃至8のいずれか1項に記載のディスク装置。
- 前記記録媒体に対する前記ヘッドの位置を検知する第2センサを備え、
前記駆動部は、前記第2センサにより前記ヘッドが前記最内周部位から前記所定距離未満に位置していると検知された情報に基づいて、前記ヘッドアクチュエータを回動する、請求項1乃至9のいずれか1項に記載のディスク装置。
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