(57)【要約】  キャリッジアセンブリ（１６）では、支持アーム（３２）はコイル（３３）の直線領域（３３ａ）に並列に延びる。支持アーム（３２）は直線領域（３３ａ）の放射方向外端よりも外側に延びる。その結果、支持アーム（３２）の働きで支持アーム（３２）および枠体（３４）で構成されるコイル支えの剛性は高められる。本発明者らの検証によれば、コイル支えの周波数特性のゲインは著しく低減する。しかも、キャリッジアセンブリ（１６）の共振周波数は高められる。キャリッジアセンブリ（１６）の共振は抑制されることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支軸に回転自在に連結されるキャリッジブロック本体と、キャリッジブロック本体の正面から前方に延びるキャリッジアームと、キャリッジブロック本体の後方に配置されて、支軸の軸心から放射方向に延びる基準直線に沿って延びる直線領域を区画するコイルと、キャリッジブロック本体の背面から直線領域に並列に延びる１対の支持アームと、コイルおよび支持アームの間に充填されて、コイルおよび支持アームを相互に結合する樹脂製の枠体とを備え、支持アームはコイルの直線領域の放射方向外端よりも外側に延びることを特徴とするキャリッジアセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載のキャリッジアセンブリにおいて、前記枠体は前記支持アームの外側を覆うことを特徴とするキャリッジアセンブリ。
【請求項３】
請求項１に記載のキャリッジアセンブリにおいて、前記枠体内に部分的に埋め込まれて前記枠体内で前記コイルの一端に接続される第１電極と、前記枠体内に部分的に埋め込まれて前記枠体内で前記コイルの他端に接続される第２電極とを備えることを特徴とするキャリッジアセンブリ。
【請求項４】
筐体と、筐体内に収容される支軸と、支軸に回転自在に連結されるキャリッジブロック本体と、キャリッジブロック本体の正面から前方に延びるキャリッジアームと、キャリッジアームの前端から前方に延びるヘッドサスペンションと、ヘッドサスペンションに支持されるヘッドスライダと、キャリッジブロック本体の後方に配置されて、支軸の軸心から放射方向に延びる基準直線に沿って延びる直線領域を区画するコイルと、キャリッジブロック本体の背面から直線領域に並列に延びる１対の支持アームと、コイルおよび支持アームの間に充填されて、コイルおよび支持アームを相互に結合する樹脂製の枠体とを備え、支持アームはコイルの直線領域の放射方向外端よりも外側に延びることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載の記憶媒体駆動装置において、前記枠体は前記支持アームの外側を覆うことを特徴とする記憶媒体駆動装置。
【請求項６】
請求項４に記載の記憶媒体駆動装置において、前記枠体内に部分的に埋め込まれて前記枠体内で前記コイルの一端に接続される第１電極と、前記枠体内に部分的に埋め込まれて前記枠体内で前記コイルの他端に接続される第２電極とを備えることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった記憶媒体駆動装置に組み込まれるキャリッジアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されるように、ＨＤＤにはキャリッジが組み込まれる。キャリッジは、支軸に回転自在に連結されるキャリッジブロック本体を備える。キャリッジブロック本体の正面から前方にキャリッジアームが延びる。キャリッジブロック本体の背面から後方に１対の支持アームが延びる。支持アーム同士の間にはコイルが配置される。コイルは樹脂材で支持アームに取り付けられる。
【特許文献１】日本国特開２００２−３２９６９号公報
【特許文献２】日本国特開平５−６６３２号公報
【発明の開示】
【０００３】
コイルは、支軸の軸心から放射状に延びる直線領域を区画する。コイルは直線領域でボイスコイルモータの永久磁石に向き合わせられる。特許文献１の図３から明らかなように、支持アームの外端は直線領域の外端よりも大きく内側に配置される。キャリッジの剛性は低下する。剛性の低下に基づきキャリッジの共振が引き起こされる。ヘッドスライダの位置決め精度は低下してしまう。
【０００４】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、十分な剛性を確保しつつ共振を抑制することができるキャリッジアセンブリおよび記憶媒体駆動装置を提供することを目的とする。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明によれば、支軸に回転自在に連結されるキャリッジブロック本体と、キャリッジブロック本体の正面から前方に延びるキャリッジアームと、キャリッジブロック本体の後方に配置されて、支軸の軸心から放射方向に延びる基準直線に沿って延びる直線領域を区画するコイルと、キャリッジブロック本体の背面から直線領域に並列に延びる１対の支持アームと、コイルおよび支持アームの間に充填されて、コイルおよび支持アームを相互に結合する樹脂製の枠体とを備え、支持アームはコイルの直線領域の放射方向外端よりも外側に延びることを特徴とするキャリッジアセンブリが提供される。
【０００６】
こうしたキャリッジアセンブリでは、支持アームはコイルの直線領域に並列に延びる。支持アームは直線領域の放射方向外端よりも外側に延びる。その結果、支持アームの働きで支持アームおよび枠体で構成されるコイル支えの剛性は高められる。本発明者らの検証によれば、コイル支えの周波数特性のゲインは著しく低減する。しかも、キャリッジアセンブリの共振周波数は高められる。キャリッジアセンブリの共振は抑制されることができる。
【０００７】
こういったキャリッジアセンブリの製造にあたってキャリッジブロック本体は所定のキャビティを有する金型内に配置される。枠体は支持アームの外側を覆う。その結果、支持アームの外側および金型の内壁面の間には隙間が形成される。隙間には樹脂材料が充填される。樹脂材料のバリの発生は回避される。その一方で、支持アームの外側が露出すると、支持アームの外側は金型の内壁面に高い精度で接触しなければならない。その結果、支持アームや金型で十分な形状精度が確保されないと、支持アームの外側に樹脂材料のバリが発生してしまう。
【０００８】
キャリッジアセンブリは、枠体内に部分的に埋め込まれて枠体内でコイルの一端に接続される第１電極と、枠体内に部分的に埋め込まれて枠体内でコイルの他端に接続される第２電極とを備える。こうしたキャリッジアセンブリの製造にあたって、金型内ではコイル並びに第１電極および第２電極が配置される。コイルの一端および他端はそれぞれ第１電極および第２電極に予め接続される。金型のキャビティ内には樹脂材料が充填される。第１電極の一部および第２電極の一部並びにコイルの一端および他端は樹脂材料内に埋め込まれる。こうした製造方法によれば、枠体の外側にコイルの一端および他端の露出は回避される。枠体上で第１電極や第２電極の位置が予め所定の位置に特定されれば、第１電極や第２電極には簡単に配線パターンが位置合わせされることができる。キャリッジアセンブリの製造プロセスは簡略化される。キャリッジアセンブリの製造コストは削減される。
【０００９】
その一方で、従来では、コイルの一端や他端は枠体の外側に引き出される。引き出されたコイルの一端および他端は枠体の外側で例えば中継用フレキシブルプリント基板に接続される。中継用フレキシブルプリント基板は例えば枠体に両面テープで貼り付けられる。その結果、キャリッジアセンブリの製造にあたって中継用フレキシブルプリント基板や両面テープといった余計な部品が必要とされる。製造コストは上昇する。
【００１０】
以上のようなキャリッジセンブリは例えば記憶媒体駆動装置に組み込まれる。記憶媒体駆動装置は、筐体と、筐体内に収容される支軸と、支軸に回転自在に連結されるキャリッジブロック本体と、キャリッジブロック本体の正面から前方に延びるキャリッジアームと、キャリッジアームの前端から前方に延びるヘッドサスペンションと、ヘッドサスペンションに支持されるヘッドスライダと、キャリッジブロック本体の後方に配置されて、支軸の軸心から放射方向に延びる基準直線に沿って延びる直線領域を区画するコイルと、キャリッジブロック本体の背面から直線領域に並列に延びる１対の支持アームと、コイルおよび支持アームの間に充填されて、コイルおよび支持アームを相互に結合する樹脂製の枠体とを備える。このとき、支持アームはコイルの直線領域の放射方向外端よりも外側に延びる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る記憶媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構造を概略的に示す平面図である。
【図２】本発明に係るキャリッジアセンブリの構造を概略的に示す平面図である。
【図３】図１の３−３線に沿った部分拡大断面図である。
【図４】本発明に係るキャリッジアセンブリの構造を概略的に示す部分拡大平面図である。
【図５】本発明に係るキャリッジアセンブリの構造を概略的に示す斜視図である。
【図６】本発明に係るキャリッジアセンブリの構造を概略的に示す部分拡大斜視図である。
【図７】比較例に係るＨＤＤの周波数特性を示すグラフである。
【図８】具体例に係るＨＤＤの周波数特性を示すグラフである。
【図９】支持アームの長さに対する共振モードのゲインを示すグラフである。
【図１０】支持アームおよび直線領域の隙間に対する面内モードの振幅を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。【００１３】
図１は本発明に係る記憶媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は筐体すなわちハウジング１２を備える。ハウジング１２は箱形のベース１３およびカバー（図示されず）から構成される。ベース１３は例えば平たい直方体の内部空間すなわち収容空間を区画する。ベース１３は例えばアルミニウムといった金属材料から鋳造に基づき成形されればよい。カバーはベース１３の開口に結合される。カバーとベース１３との間で収容空間は密閉される。カバーは例えばプレス加工に基づき１枚の板材から成形されればよい。【００１４】
収容空間には、記憶媒体としての１枚以上の磁気ディスク１４が収容される。磁気ディスク１４はスピンドルモータ１５に装着される。スピンドルモータ１５は例えば５４００ｒｐｍや７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１４を回転させることができる。【００１５】
収容空間にはキャリッジアセンブリ１６がさらに収容される。キャリッジアセンブリ１６はキャリッジブロック１７を備える。キャリッジブロック１７は、垂直方向に延びる支軸１８に回転自在に連結されるキャリッジブロック本体１７ａを備える。キャリッジブロック本体１７ａには複数のキャリッジアーム１９が一体化される。キャリッジアーム１９はキャリッジブロック本体１７ａの正面から前方に延びる。キャリッジブロック１７は例えば押し出し成型に基づきアルミニウムから成型されればよい。【００１６】
個々のキャリッジアーム１９の前端にはヘッドサスペンション２１が取り付けられる。ヘッドサスペンション２１はキャリッジアーム１９の前端から前方に延びる。取り付けには例えばかしめ技術が用いられればよい。かしめにあたってキャリッジアーム１９の前端に区画される孔とヘッドサスペンション２１の後端に区画される孔とが位置合わせされればよい。ヘッドサスペンション２１の前端には浮上ヘッドスライダ２２が支持される。浮上ヘッドスライダ２２にはヘッド素子すなわち電磁変換素子が搭載される。【００１７】
磁気ディスク１４の回転に基づき磁気ディスク１４の表面で気流が生成されると、気流の働きで浮上ヘッドスライダ２２には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力および負圧とヘッドサスペンション２１の押し付け力とが釣り合うことで磁気ディスク１４の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２２は浮上し続けることができる。【００１８】
こういった浮上ヘッドスライダ２２の浮上中にキャリッジアセンブリ１６が支軸１８回りで回転すると、浮上ヘッドスライダ２２は磁気ディスク１４の半径線に沿って移動することができる。その結果、浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は最内周記録トラックと最外周記録トラックとの間でデータゾーンを横切ることができる。こうして浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は目標の記録トラック上に位置決めされる。【００１９】
キャリッジブロック１７には例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２３といった動力源が接続される。このボイスコイルモータ２３の働きでキャリッジブロック本体１７ａは支軸１８回りで回転することができる。こうしたキャリッジブロック本体１７ａの回転に基づきキャリッジアーム１９およびヘッドサスペンション２１の揺動は実現される。ボイスコイルモータ２３の詳細は後述される。【００２０】
図１から明らかなように、キャリッジブロック本体１７ａ上にはフレキシブルプリント基板ユニット２５が配置される。フレキシブルプリント基板ユニット２５はフレキシブルプリント基板２６を備える。フレキシブルプリント基板２６は例えば接着剤に基づき例えばステンレス鋼板といった金属板２７の表面に貼り付けられればよい。金属板２７は例えばねじに基づきキャリッジブロック本体１７ａの側面に固定されればよい。キャリッジブロック本体１７ａの側面は例えば支軸１８に平行に広がる平坦面で規定される。【００２１】
フレキシブルプリント基板２６にはヘッドＩＣ（集積回路）２８が実装される。磁気情報の読み出し時には、このヘッドＩＣ２８から電磁変換素子の読み出しヘッド素子に向けてセンス電流は供給される。同様に、磁気情報の書き込み時には、ヘッドＩＣ２８から電磁変換素子の書き込みヘッド素子に向けて書き込み電流は供給される。ヘッドＩＣ２８には、収容空間内に配置される小型の回路基板２９や、ベース１３の底板の裏側に取り付けられるプリント配線基板（図示されず）からセンス電流や書き込み電流は供給される。【００２２】
図２に示されるように、キャリッジブロック１７は、キャリッジブロック本体１７ａの背面から後方に延びるコイル支え３１を備える。コイル支え３１は１対の支持アーム３２、３２を備える。支持アーム３２はキャリッジブロック本体１７ａに一体化される。すなわち、支持アーム３２はアルミニウムから構成される。支持アーム３２、３２の間にはボイスコイル３３が配置される。ボイスコイル３３は例えばアルミニウムや、銅およびアルミニウムのクラッド材から構成されればよい。ボイスコイル３３には、支軸１８の軸心から放射方向に延びる基準直線ＲＬに沿って延びる直線領域３３ａが区画される。【００２３】
支持アーム３２およびボイスコイル３３は樹脂製の枠体３４で結合される。枠体３４は支持アーム３２およびボイスコイル３３の間に充填される。ボイスコイル３３は樹脂製のボビン３５に巻き付けられる。ボビン３５はボイスコイル３３の内側の空間を満たす。枠体３４は支持アーム３２の外側およびボイスコイル３３の外端を覆う。枠体３４は樹脂製の補強片３６を区画する。枠体３４は補強片３６でボビン３５に一体化される。補強片３６はボイスコイル３３の表面および裏面からキャリッジブロック本体１７ａの背面に沿って立ち上がる。ボビン３５および枠体３４は例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）や液晶ポリマー（ＬＣＰ）といった樹脂材料から一体成型されればよい。枠体３４およびボビン３５の形成方法の詳細は後述される。【００２４】
図３に示されるように、ボイスコイルモータ２３は、ベース１３に固定される上ヨーク３７および下ヨーク３８を備える。上ヨーク３７および下ヨーク３８には永久磁石３９が固定される。上ヨーク３７および下ヨーク３８の間には永久磁石３９の働きで磁界が形成される。ボイスコイルモータ２３の確立にあたって上ヨーク３７および下ヨーク３８の間には前述のコイル支え３１が配置される。こうしてボイスコイル３３は上ヨーク３７および下ヨーク３８の間で磁界中に配置される。電流の供給に応じてボイスコイル３３で磁界が生成されると、支軸１８回りでキャリッジブロック本体１７ａの回転は引き起こされる。図３から明らかなように、支軸１８の軸心方向に規定される枠体３４の厚みは、同様に支軸１８の軸心方向に規定される支持アーム３２の厚みやボイスコイル３３の厚みと等しく設定される。【００２５】
図４に示されるように、永久磁石３９は支軸１８の軸心回りに湾曲しつつ延びる。ボイスコイル３３は直線領域３３ａで永久磁石３９に向き合わせられる。支持アーム３２は直線領域３３ａに並列に直線状に延びる。支持アーム３２および直線領域３３ａの間隔は例えば０．５ｍｍ以下に設定されればよい。ここでは、間隔は例えば０．３ｍｍに設定される。支持アーム３２は直線領域３３ａの放射方向外端よりも外側に延びる。言い替えれば、支持アーム３２の長さＬ１は直線領域３３ａの長さＬ２よりも大きく設定される。【００２６】
図５に示されるように、ボイスコイル３３よりもベース１３側で補強片３６には、支軸１８の軸心に直交する仮想平面に沿って段差面４１が規定される。段差面４１には直立面４２が接続される。直立面４２は支軸１８の軸心に平行に広がる。直立面４２および段差面４１には前述のフレキシブルプリント基板２６の一端が重ね合わせられる。図６を併せて参照し、段差面４１から第１電極４３および第２電極４４が突き出る。第１電極４３および第２電極４４は補強片３６に部分的に埋め込まれる。第１電極４３および第２電極４４は例えば銅といった導電材料から構成される。【００２７】
補強片３６内にはボイスコイル３３の一端および他端が引き出される。補強片３６内では第１電極４３にボイスコイル３３の一端が巻き付けられる。同様に、補強片３６内で第２電極４４にボイスコイル３３の他端が巻き付けられる。その一方で、フレキシブルプリント基板２６には１対の第１配線パターン４５および第２配線パターン４６が形成される。第１配線パターン４５は第１電極４３に例えばはんだ材４７で電気接続される。同様に、第２配線パターン４６は第２電極４４に例えばはんだ材４７で電気接続される。こうしてヘッドＩＣ２８からボイスコイル３３に電流が供給される。【００２８】
以上のようなＨＤＤ１１では、支持アーム３２はボイスコイル３３の直線領域３３ａに並列に延びる。同時に、支持アーム３２は直線領域３３ａの放射方向外端よりも外側に延びる。こうした支持アーム３２の働きでコイル支え３１の剛性は高められる。後述の検証によれば、コイル支え３１の周波数特性のゲインは著しく低減する。しかも、キャリッジアセンブリ１６の共振周波数は高められる。キャリッジアセンブリ１６の共振は抑制されることができる。浮上ヘッドスライダ２２の位置決め精度は向上する。【００２９】
前述のキャリッジアセンブリ１６の製造にあたって成型後のキャリッジブロック１７は所定のキャビティを有する金型内に配置される。支持アーム３２の外側および金型の内壁面の間には隙間が形成される。金型内ではボイスコイル３３並びに第１電極４３および第２電極４４が配置される。ボイスコイル３３の一端および他端はそれぞれ第１電極４３および第２電極４４に予め接続される。金型のキャビティ内には樹脂材料が充填される。支持アーム３２の外側には樹脂材料が流れ込む。樹脂材料は硬化する。第１電極４３の一部および第２電極４４の一部並びにボイスコイル３３の一端および他端は樹脂材料内に埋め込まれる。こうしてコイル支え３１が形成される。【００３０】
こうした製造方法によれば、コイル支え３１の形成時にボイスコイル３３の一端および他端は第１電極４３および第２電極４４に予め巻き付けられる。補強片３６の外側にボイスコイル３３の一端および他端の露出は回避される。補強片３６上で第１電極４３や第２電極４４の位置が予め所定の位置に特定されれば、第１電極４３や第２電極４４には簡単にフレキシブルプリント基板２６が位置合わせされることができる。キャリッジアセンブリ１６の製造プロセスは簡略化される。キャリッジアセンブリ１６の製造コストは削減される。【００３１】
その一方で、従来では、ボイスコイル３３の一端や他端は枠体３４の外側に引き出される。引き出されたボイスコイル３３の一端および他端は枠体３４の外側で中継用フレキシブルプリント基板に接続される。中継用フレキシブルプリント基板はフレキシブルプリント基板２６に接続される。中継用フレキシブルプリント基板は例えば枠体３４に両面テープで貼り付けられる。その結果、キャリッジアセンブリ１６の製造にあたって中継用フレキシブルプリント基板や両面テープといった余計な部品が必要とされる。製造コストは上昇する。【００３２】
しかも、キャリッジアセンブリ１６では枠体３４は支持アーム３２の外側を覆う。その結果、キャリッジアセンブリ１６の製造にあたって支持アーム３２の外側および金型の内壁面の間には所定の隙間が形成される。隙間には樹脂材料が充填される。樹脂材料のバリの発生は回避される。その一方で、支持アーム３２の外側が露出すると、支持アーム３２の外側は金型の内壁面に高い精度で接触しなければならない。その結果、支持アーム３２や金型で十分な形状精度が確保されないと、支持アーム３２の外側に樹脂材料のバリが発生してしまう。【００３３】
本発明者らは支持アーム３２の効果を検証した。検証にあたって具体例および比較例が用意された。具体例には前述のＨＤＤ１１が用いられた。支持アーム３２の長さＬ１はボイスコイル３３の直線領域３３ａの長さＬ２よりも大きく設定された。比較例に係るＨＤＤでは支持アームの長さＬ１は直線領域の長さＬ２の半分に設定された。このとき、浮上ヘッドスライダの電磁変換素子で磁気ディスクから磁気情報が読み出された。読み出された磁気情報に基づき振動の周波数特性が解析された。【００３４】
その結果、図７に示されるように、比較例に係るＨＤＤでは主共振点は７．６［ｋＨｚ］の位置に特定された。その一方で、図８に示されるように、具体例に係るＨＤＤ１１では主共振点は９．８［ｋＨｚ］の位置に特定された。共振周波数は増大した。しかも、比較例に比べて周波数のゲインは低減した。比較例に比べて高周波数帯域でゲインの増減は抑制された。したがって、支持アーム３２が直線領域３３ａの放射方向外端よりも外側に配置されれば、コイル支え３１すなわちキャリッジアセンブリ１６の共振は抑制されることが確認された。【００３５】
次に本発明者らは支持アーム３２の長さとコイル支え３１の共振モードのゲインとの関係を検証した。検証にあたって有限要素法に基づきシミュレーションが実施された。その結果、図９に示されるように、支持アーム３２の長さが増大するにつれて共振モードのゲインは大幅に低減することが確認された。特に、支持アーム３２の長さが直線領域３３ａの長さと等しい場合（１００％）、支持アーム３２が形成されない場合（０％）に比べて、ゲインは半減した。支持アーム３２が直線領域３３ａの放射方向外端よりも外側に延びれば、共振モードのゲインは大幅に低減することが確認された。【００３６】
次に本発明者らは支持アーム３２および直線領域３３ａの隙間とボイスコイル３３の面内モードの振幅との関係を検証した。検証にあたって有限要素法に基づきシミュレーションが実施された。振幅は、支軸１８の軸心に直交する仮想平面内で特定された。その結果、図１０に示されるように、支持アーム３２および直線領域３３ａの隙間が減少すると、面内モードの振幅は減少することが確認された。支持アーム３２および直線領域３３ａの隙間はできる限り小さく設定されることが望ましいことが確認された。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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