JPH0612804A

JPH0612804A - ディスクドライブ装置とそのヘッドサスペンション機構

Info

Publication number: JPH0612804A
Application number: JP5063250A
Authority: JP
Inventors: Michael O King; マイケル・オ−・キング; Burce J Jackson; ブ−ス・ジェイ・ジャクソン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1992-02-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1994-01-21
Also published as: US5225949A; EP0557583A1

Abstract

(57)【要約】【目的】ディスクドライブ装置のヘッドサスペンション
アームの実装幅を狭めることによって、装置の小型軽量
化を図る。【構成】駆動手段に接続された作動腕３に固定されて、
ディスク１、１間で移動する負荷ビームは、読み書きヘ
ッド５、５をそれぞれ実装した２つのビーム７、７をそ
の読み書きヘッドを外側にして間隔を開けて連結してな
り、この２つのビーム７、７は、相互の連結箇所から上
記ヘッドと反対側にそれぞれ延長された接続延長部７
Ｃ、７Ｃをそれぞれ備え、該接続延長部は、上記作動腕
３の両面に固定される。これにより、負荷ビームの作動
腕に対する取付け幅が、小さくて済む。

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

【０００１】本発明は、一般に、ディスク・ドライブに
関するものであり、とりわけ、ディスク・スタックにお
けるディスクの軸方向の間隔を短縮することを可能なら
しめる、ディスク・ドライブ用のヘッド・サスペンショ
ン・アセンブリに関するものである。

【従来技術と発明が解決しようとする課題】

【０００２】ディスク・ドライブの開発傾向としては、
情報記憶の容積密度を高め、記憶情報に対するアクセス
に要する時間を短縮することが要求されている。情報の
記憶密度を高めるアプローチの1 つは、一定の容積内に
おけるディスク数を増すことである。これには、ヘッド
・サスペンション・アセンブリの設計に直接影響する、
ディスクの軸方向における間隔を短縮することが必要に
なる。ディスクの数を増すと、アクチュエータ・アセン
ブリに必要なヘッド、荷重ビーム、及び、アームの数も
増し、その全てが、ヘッドを支持し、移動させ、位置決
めするアクチュエータ・アセンブリの質量または重量を
増すことになる。これは、ディスクの情報にアクセスす
るのに要する時間を短縮するという要件に矛盾する。

【０００３】ヘッド・サスペンション・アセンブリは、
従来、アクチュエータに接続され、このアクチュエータ
によって移動されるアームから構成されている。アーム
の遠位端は、たわみ荷重ビームまたは弾性荷重ビーム
の、取り付け端部と呼ばれる一方の端部に接続されてい
る。変換器、例えば、磁気ヘッドは、荷重ビームの遠位
端上のディスク表面に面した位置に、たわむように支持
されている。2 つ以上のディスクのディスク・スタック
において、アクチュエータ・アセンブリの一方のアーム
は、ヘッドの面が、ディスク・スタックにおける隣接デ
ィスクの隣接表面に面するように、2 つのこうした荷重
ビームを背面合わせに支持している。

【０００４】荷重ビームは、1 つの形状因子として、通
常、厚さ約3 ミルほどの弾性ステンレス鋼板で製造され
る。荷重ビームは、チャネルすなわちU 字形の断面を備
えている。アームの遠位端に取り付けられた荷重ビーム
の取り付け端部は、溶接された強化板で作られている。
荷重ビームの取り付けに利用されるこの強化板は、荷重
ビームの製作プロセスにおいて、荷重ビームを曲げるの
に不可欠な強化機能を備えている。荷重ビームのこの曲
げ加工は、周知のように、ディスク表面に対して必要な
ヘッドのバネ荷重をもたらすために行われる。荷重ビー
ムをアームに取り付ける一般的な実施法は、荷重ビーム
及び強化板に設けられた穴を介して荷重ビームをアーム
にネジで留めることである。ワトラスの米国特許第3,93
1,641 号及び第4,167,765 号参照のこと。さらに最近に
なって、強化板に、アームの遠位端の穴にはまるボスが
設けられた。クーン他の米国特許第4,829,395 号参照の
こと。荷重ビームをアームにしっかり取り付けるため、
この穴の中で、ボールに、バス・スウェージングが施さ
れている。強化板、または、スウェージ板は、荷重ビー
ム構造の不可欠な部分である。

【０００５】クーン他の米国特許第4,829,395 号には、
内容として、クーン他によれば、厚さが0.020 インチで
あるが、ここでは、より最近の実施法と歩調を合わせて
0.012 インチとする、強化板の厚さを除いて一致した、
材料の構造及び厚さに関する先行技術の記載がある。

【０００６】クーン他による前記構成の場合、例えば厚
さ12ミルの強化板によって、アームの遠位端に対する取
り付けポイントにおいて、アクチュエータ・アセンブリ
の厚さが増すが、これは、ディスクの間隔を短縮しよう
とする場合の要因である。上記ワトラスの特許による先
行技術の実施法では、荷重ビームがアームの遠位端にネ
ジで取り付けられるか、ボール・スウェージングで取り
付けられるかはともかくとして、荷重ビームとアームの
遠位端の間に強化板が配置される。従って、アームの厚
さ、荷重ビームの2 倍の厚さ、強化板の2 倍の厚さ、ネ
ジによる取り付けが利用される場合には、ネジ頭の2 倍
の厚さ、及び、アームの遠位端におけるディスク表面と
アーム・アセンブリの間隔の2 倍から成る、アームの遠
位端におけるアクチュエータ・アセンブリの厚さによっ
て、ディスクの軸方向における最小の間隔が決まる。デ
ィスクとアーム・アセンブリの間には、取り付けエラー
の公差、衝撃及び振動時における各種構造の移動に備え
て、隙間を設けておかなければならない。

【０００７】米国特許第4,829,395 号は、前述の先行技
術による構成について論述し、ディスクの間隔を狭めよ
うとして、強化板とアームの間に荷重ビームを配置する
ことによって、アームの遠位端、すなわち、荷重ビーム
/ アーム取り付け部におけるアクチュエータ・アセンブ
リの厚さを減らすアーム構造を開示している。さらに、
アクチュエータ・アセンブリを制御して、強化板が隣接
するディスク間に通らないようにすることによって、デ
ィスクの間隔を強化板の厚さの2 倍だけ狭めることがで
きる。これは、もちろん、2 つのヘッド、そのたわみ取
り付け部、荷重ビームの遠位端の厚さ、及び、荷重ビー
ムの遠位端間の隙間を組み合わせた厚さが、荷重ビーム
/ アーム取り付け位置におけるアクチュエータ・アセン
ブリの厚さを下まわるという仮定に立つものである。

【０００８】図1 には、クーン他が特許権を得たタイプ
の先行技術による構造が示されている。軸方向に間隔を
あけたディスク1 は、軸2 まわりを回転する。アーム・
スタック構造のアーム3 は、端部3aを備え、ここには一
対の荷重ビーム4 の取り付け端部4aが取り付けられてい
る。荷重ビームの端部4bには、隣接するディスク1 のそ
れぞれの表面に向かい合った面を有する変換器5 がたわ
むように取り付けられている。強化板たるスウェージ板
6 が、各荷重ビーム4 の取り付け端部4aに溶接されてい
る。ボス6aは、各スウェージ板6 の一体部分である。荷
重ビーム4 は、アーム3 の端部3aの向かい合った面に押
しつけるようにして配置されているが、この位置におい
て、ボス6aは、アーム3 の端部における開口部3bの両端
に突き出している。これらのボスは、荷重ビームをアー
ム3 にしっかり固定するため、穴3b内においてボール・
スウェージ加工が施されている。ディスク1 の間の位置
には、スウェージ板6 が示されている。クーン他によれ
ば、スウェージ板が該ディスク間を通れないようにする
場合、ディスク間隔をスウェージ板6 の2 倍の厚さに等
しい距離だけ狭くすればよい。該状況において、スウェ
ージ板6 は、ディスク1 の周縁の外側にとどまるので、
ディスクは、荷重ビーム4 だけしかクリアする必要がな
い。

【０００９】図1 を参照して明らかなように、スウェー
ジ板6 の厚さが12ミルと仮定すると、スウェージ板6 を
クリアするのに必要な間隔から、この間隔を24ミルだけ
狭めることによって、スウェージ板に対して設けられた
隙間と同じ隙間が荷重ビームに対して設けられることに
なる。ただし、このアプローチによるディスク間隔の短
縮は、ボス6aの軸方向の寸法によって制限される。ボス
は、穴3bの壁面をしっかりととらえ、これを維持するの
に十分な長さを備えていなければならない。さらに、ボ
スの両端間には、スウェージ加工時における端部間接触
を回避するのに十分な隙間が必要になる。

【００１０】より新しい先行技術の設計では、一方のボ
スがもう一方のボスにはまるような、ボスの設計が行わ
れている。これは、インターロック・スウェージ加工と
して知られている。内側ボスにおけるボール・スウェー
ジ加工によって、同時に、ボスが互いに固定され、ま
た、外側ボスがアームの端部における穴に固定される。
この結果、アーム/ 荷重ビーム・アセンブリの厚さが減
少する。

【課題を解決するための手段】

【００１１】荷重ビームの強化板は、荷重ビームを精確
に曲げる製作プロセスに必要な部品である。該強化板
は、一体化された強化構造を形成するために、必ずし
も、溶接されるとは限らない。

【００１２】先行技術におけるように、アームの厚さを
増すことになる、強化板またはスウェージ板を介したア
ームに対する荷重ビームの取り付けの代わりに、本発明
では、溶接、接着剤、または、できれば、スウェージ加
工によって、強化板を互いに取り付け、荷重ビームが強
化板の厚さの2 倍だけ間隔をあけて配置された、一体化
ヘッド・サスペンション・アセンブリを形成する。従っ
て、強化板の厚さが、それぞれ、20ミルで、荷重ビーム
のステンレス鋼板の厚さが3 ミルと仮定すると、この一
体化アセンブリの全厚さは、46ミルにしかならない。荷
重ビームの端部には、個々の磁気ヘッドがたわむように
取り付けられており、そのスライダ面は、アセンブリの
外側に面している。

【００１３】本発明を利用することによって、ディスク
間隔を狭めることもできるし、あるいは、アーム構造と
ディスクの隙間を広げることも可能である。

【００１４】このサスペンション・アセンブリをアーム
の端部に取り付けるため、荷重ビームの端部は、強化板
を越えて延長されている。この荷重ビームの延長部は、
アームの端部にまたがり、溶接、あるいは、できれば接
着によって接合される。やはり、強化板の厚さが20ミル
で、荷重ビームが厚さ3 ミルのステンレス鋼板からなる
ものと仮定すると、アーム/ 荷重ビーム取り付け位置に
おけるアーム構造の全厚さは、46ミルにしかならない。
該位置には、板及びネジといった突出物はない。

【００１５】構造形状は、機械的に安定している。この
構成の場合、矩形または平行四辺形のアーム/ 荷重ビー
ム接続部が形成される。アームの端部と強化板の向かい
合う端部との間における荷重ビームの脚の長さは、全て
の動作荷重及び機械的衝撃による所定の荷重に対して、
安定した圧縮及び曲げを可能にするように選択されてい
る。この目的を達成するため、強化板とアームの間の荷
重ビーム延長部には、側方の周縁フランジを設けること
が可能である。必然的に、スウェージ板6 がディスクの
間を通らないようにしておくことになる、従って、ヘッ
ド・サスペンションの有効長が荷重ビーム4 長さだけに
厳格に制限されることになる、クーン他による場合とは
異なり、この場合、ヘッド・サスペンション・アセンブ
リ全体が、隣接するディスクの間を通過することが可能
である。

【実施例】

【００１６】図1 の先行技術による構造は、図2 に示す
ように、やはり、軸2 まわりを回転可能なディスク1
が、軸方向に積み重ねられ、アーム・スタック構造の厚
さ寸法の縮小によって、軸方向の間隔が大幅に狭められ
た本発明によって改良される。

【００１７】図2 の場合、1 対の荷重ビーム7 は、その
端部7bの所定位置に変換器すなわちヘッド5 が取り付け
られており、この位置において、ヘッド5 は、それぞ
れ、隣接するディスク2 の向かい合った表面に接触す
る。各荷重ビーム7 には、その取り付け端部7aに永久取
り付けされた強化板8 が設けられている。通常、これら
の強化板は、荷重ビームに対して複数のポイント8eでレ
ーザによるスポット溶接が施されている。強化板8 は、
溶接、接着、または、スウェージ加工によって、その並
置された表面が互いに接合されているが、現在のとこ
ろ、スウェージ加工が、強化板を互いに接合するのに望
ましく、容易に行える方法である。荷重ビームの延長部
7cは、強化板8 を越えて延びている。これらの延長部7c
は、強化板8 の1 つの厚さの2 倍に相当する距離だけ間
隔をあけて配置されている。延長部7cは、アーム3 の端
部3aの厚さだけ広がっており、適合する手段によってア
ーム3 に接合されている。とりわけ、荷重ビーム7 の金
属がアーム3 の金属または他の材料と異なっているよう
な状況では、適合する接着剤を用いた接着による接合が
望ましい。材料が異なり、その熱膨張係数が異なる場
合、望ましい接着剤または接合剤は、接着に失敗がなけ
れば、また、ヘッド/ ディスク/ クチュエータの位置ず
れを生じる、接合部の面間における永久変位を被らなけ
れば、ある程度、せん断荷重に順応するコンプライアン
スを備えている。適合する接合剤には、シアノ・アクリ
ル、エポキシ、熱可塑性接着剤( 溶融) 、及び、圧感タ
イプ接着剤がある。このグループのうち、シアノ・アク
リルが、現在のところ、本発明の最良の態様を実施する
上で望ましい。

【００１８】本発明の最良の実施態様は、図3A、図3B、
図4A、及び、図4Bに示すタイプの荷重ビームから構成さ
れる。図3A及び図3Bには、荷重ビームの前面が示されて
いる。図4A及び図4Bには、背面が示されている。これら
の図面には、互いにスウェージ加工を施されて、一体化
ヘッド・サスペンション・システムを形成する荷重ビー
ム構成が示されている。荷重ビームそれ自体は、同一で
あり、通常、平面図形でエッチングを施し、図3A及び図
4Aに見られる構造をなすように形成された薄いステンレ
ス鋼板から構成される。荷重ビームは、その取り付け端
部7aからテーパ状をなし、端部7bに向かって細くなり、
この領域において、フランジ7dが設けられている。端部
4bのたわみ部分9 には、ヘッド5 が取り付けられてい
る。ヘッド5 は、フランジ7dを曲げる方向とは反対側に
ある荷重ビーム7 の前面と呼ぶ表面に、たわみ部分9 に
よって取り付けられている。強化板8 は、荷重ビーム7
のヘッド5 が取り付けられている表面とは反対側にあた
る、背面と呼ぶ表面に取り付けられており、延長部7cと
共に、荷重ビームの取り付け端部7aを形成している。強
化板8 は、実際には、かみ合ったスウェージ板である。
スウェージ板8aは、雌スウェージ板であり、スウェージ
板8bは、雄スウェージ板である。雄スウェージ板8bに
は、雌スウェージ板8 の開口部8dにはまるボス8cが設け
られている。図2に示すように、これらのスウェージ板
は、互いに面どうしがはめ込まれ、ボス8cが雌スウェー
ジ板8aの開口部8d内に突き出す。次に、荷重ビームが、
縦軸に関してアライメントのとれるように精密に割り出
しを施され、ボール・スウェージ加工を実施して、スウ
ェージ板8aと8bが互いにしっかり固定される。6 つのス
ポットにおけるレーザ溶接部8eによって、それぞれの荷
重ビームとスウェージ板がしっかりと接合され、一体化
ヘッド・サスペンション・アセンブリが形成される。図
2 に示すように、荷重ビーム延長部7cは、荷重ビームの
取り付け端部7aから、アーム3 の端部の厚さ寸法をまた
ぐのに十分な距離だけ突き出し、その後、前述のよう
に、アームにしっかりと接合される。このためのジグ手
順については、周知のところである。

【００１９】アーム3 については、クーン他によって解
説されているような単一ピース・アーム・スタック構造
の一部とすることが可能な、単一ピース構造として説明
してきたが、本発明の譲受人に譲渡された、「Magnetic
Head Suspension Assembly in a Disk Drive
」と題する米国特許第4,949,931 号においてフート他
による解説のあるタイプのアーム構造を用いることも可
能である。この参考にした出願の内容については、参考
までに本書に組み込まれている。

【００２０】このフート他による特許では、ステンレス
鋼から作られる積層アーム構造3 について記載がある。
これらのアーム構造は、軸受け箱に取り付けられて、回
転アクチュエータ構造の一部を構成する。該ステンレス
鋼アームは、同一の平面及び断面形状に作られ、背面合
わせにアセンブルして、軸受け箱に取り付けられる。こ
れらのステンレス鋼アームは、図2 に示すように、スウ
ェージ板と異なる、または、同じ厚さの板材で製造する
ことができ、荷重ビーム延長部間にはめ込まれるステン
レス鋼は、レーザでスポット溶接を施すことが可能であ
る。

【００２１】図2 に示すアーム3 の端部3aからのスウェ
ージ板8 の間隔によって、アーム3の端部3aとスウェー
ジ8 の間に位置し、平行四辺形タイプの構造を形成す
る、各荷重ビーム延長部7cの非支持部分は、動作荷重及
び所定の値の機械的衝撃が生じた場合に、崩壊を回避す
るのに十分な長さの垂直圧縮安定性を得ることになる。
例示の構造は、寸法的に安定しており、ディスクの軸方
向における間隔の大幅な縮小を可能にする。荷重ビーム
延長部7cのこの領域を強化して、該領域における安定性
を向上させるため、7c1 ドットによるアウト・ラインで
示すように、荷重ビームの側方エッジには、フランジを
設けることができる。さらに代替案として、スウェージ
板8 とアーム3 の端部3aの先端が接するようにすること
も可能である。

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、スウェージ
板は、互いに固定されるが、アームには固定されないの
で、ヘッド・サスペンション・アセンブリのアームに対
する取り付け部における厚さが大幅に減少することにな
る。荷重ビーム、スウェージ板とヘッドの間において、
荷重ビーム延長部によって、アームの短縮が可能にな
る。この結果、ヘッド・サスペンションの重量が減少し
て、回転慣性モーメントが小さくなる。さらに、アーム
の厚さは、一対のスウェージ板を組み合わせた厚さとほ
ぼ同じにすることもできるし、あるいは、積層対をなす
ステンレス鋼板に関連して述べたように、前記厚さより
薄くすることも可能である。該構造によって、ディスク
・スタックの軸方向において測定したアームの断面寸法
が縮小されるので、ヘッド・サスペンション全体が、デ
ィスクの間を通過することができる。従って、本発明に
よる該構造から生じるもう1 つの利点は、スウェージ領
域及びアーム構造全体における回転または線形推進質量
が減少するので、該構造の慣性モーメントが小さくなる
ということである。さらに、荷重ビーム延長部をアーム
に接着または溶接することによって、荷重ビーム/ アー
ム取り付け領域に、ネジ頭またはスウェージ板といった
突出部がなくなるので、ディスクが損傷を被らずに済
み、クリアするためのスペースが不要になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のディスクドライブ装置のヘッドサスペン
ション機構を示す側面図である。

【図２】本発明の一実施例に係るヘッドサスペンション
機構を示す側面図である。

【図３Ａ】負荷ビームの一方のビームの平面図である。

【図３Ｂ】図３Ａの斜視図である。

【図４Ａ】負荷ビームの他方のビームの平面図である。

【図４Ｂ】図４Ａの斜視図である。

【符号の説明】

１：ディスク２：回転軸５：ヘッド７：荷重ビーム８：強化板７ｃ：荷重ビーム延長部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向に間隔を開けて回転自在に実装され
た複数のディスクと、作動腕と、上記ディスク間で該ディスク面に沿って上記作動腕を動
作させる手段と、読み書きヘッドをそれぞれ実装した２つのビームをその
読み書きヘッドを外側にして間隔を開けて連結してなる
負荷ビームとからなり、上記２つのビームは、相互の連結箇所から上記ヘッドと
反対側にそれぞれ延長してなる接続延長部をそれぞれ備
え、該接続延長部を、上記作動腕の両面に固定して上記
負荷ビームを上記ディスク間で該ディスク面に沿って動
作させることを特徴とするディスクドライブ装置。
【請求項２】軸方向に間隔を開けて回転自在に実装され
た複数のディスク上の情報を読み書きする読み書きヘッ
ドを動作自在に支持してなるディスクドライブ装置のヘ
ッドサスペンション機構において、読み書きヘッドをそれぞれ実装した２つのビームをその
読み書きヘッドを外側にして間隔を開けて連結してなる
負荷ビームであって、該各２つのビームは、相互の接続
箇所から上記ヘッドと反対側にそれぞれ延長され該負荷
ビームを駆動する駆動源側に固定される接続延長部を備
える、ことを特徴とするディスクドライブ装置のヘッドサスペ
ンション機構。