(57)【要約】磁気ディスク装置において、ディスク周りの流れを安定化し、ディスクやヘッド位置決めアクチュエータに生じる流体起因振動を低減し、ヘッドの位置決め精度を向上させる。回転するモータに取り付けられ、スペーサを挟んで積み重ねられた複数の磁気ディスクと、前記磁気ディスクの外周を囲む静止構造体を備えた磁気ディスク装置において、前記静止構造体に支持された整流板を、一組の前記磁気ディスクの間に、前記磁気ディスクの積層方向に複数枚挿入するように構成する。
2012169048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するモータに取り付けられ、スペーサを挟んで積み重ねられた複数の磁気ディスクと、前記磁気ディスクの外周を囲む静止構造体を備えた磁気ディスク装置において、
前記静止構造体に支持された整流板を、一組の前記磁気ディスクの間に、前記磁気ディスクの積層方向に複数枚挿入するように構成したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
請求項１記載の磁気ディスク装置において、
一組の前記磁気ディスクの間に挿入する前記整流板は、２枚であることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
請求項１記載の磁気ディスク装置において、
前記整流板の前記静止構造体への取り付け部を除いた前記整流板の外縁と前記静止構造体との間に、空気が流れる隙間を有するように構成したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項４】
請求項２記載の磁気ディスク装置において、
前記整流板の前記静止構造体への取り付け部を除いた前記整流板の外縁と前記静止構造体との間に、空気が流れる隙間を有するように構成したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項５】
請求項１記載の磁気ディスク装置において、
一組の前記磁気ディスクの間に挿入された複数の前記整流板が、リブにより、互いに結合された構造を有することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項６】
請求項５記載の磁気ディスク装置において、
前記リブが、前記磁気ディスクの半径方向に延びる細長い形状であることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項７】
請求項２記載の磁気ディスク装置において、
一組の前記磁気ディスクの間に挿入された前記２枚の整流板が、リブにより、互いに結合された構造を有することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項８】
請求項７記載の磁気ディスク装置において、
前記リブが、前記磁気ディスクの半径方向に延びる細長い形状であることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項９】
請求項３記載の磁気ディスク装置において、
一組の前記磁気ディスクの間に挿入された複数の前記整流板が、リブにより、互いに結合された構造を有することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１０】
請求項９記載の磁気ディスク装置において、
前記リブが、前記磁気ディスクの半径方向に延びる細長い形状であることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１１】
請求項４記載の磁気ディスク装置において、
一組の前記磁気ディスクの間に挿入された前記２枚の整流板が、リブにより、互いに結合された構造を有することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の磁気ディスク装置において、
前記リブが、前記磁気ディスクの半径方向に延びる細長い形状であることを特徴とする磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置、特に、ディスクに生じる流体起因振動を低減するようにした磁気ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置では、情報記録媒体である磁気ディスクと磁気ディスクに対して磁気情報の読み書きを行うための磁気ヘッドを有し、磁気ヘッドを支持し磁気ディスク上の所定の半径位置に移動させるためのＶＣＭアクチュエータを備えている。磁気情報は磁気ディスク上に円周状に配置されたトラックに沿って書きこまれている。これを正しく読み書きするために、磁気ヘッドはトラックに対して高精度に位置決め制御される必要があり、磁気ディスク装置の大記録容量・高記録密度化に伴い、より高精度の位置決め精度を実現する機構・制御方法が必要となる。位置決め精度を悪化させる外乱振動の要因の一つが、ディスクフラッタと呼ばれる磁気ディスクの流体起因振動である。【０００３】
磁気ディスクの回転に伴い、磁気ディスク装置内部には複雑な空気流が生じる。磁気ディスクの周辺は特に高速かつ乱れの強い流れになっており、それにより生じる磁気ディスク表面の圧力変動により磁気ディスクの振動であるディスクフラッタが発生する。ディスクフラッタは、磁気ヘッドが追従すべきトラックの位置を変動させ、位置決め精度を低下させるため、ディスクフラッタの低減は、磁気ディスク装置の高記録密度化とって重要な課題である。【０００４】
ディスクフラッタを低減する手法の一つとして、特許文献１に記された、磁気ディスクとその外周を覆うシュラウドの隙間を狭小化する方法や、特許文献２に記された、ディスク間に断面が三角形の形状の仕切り部材を挿入する方法が提案されている。これらは、シュラウドやディスク間の仕切り部材により、磁気ディスク周りの流れを安定化させることで、空気流の乱れを抑制し、ディスクフラッタを低減せしめている。また、特許文献３にもあるように、ディスクの内周に空気を吹き出すことで、ディスクフラッタを低減させる方法も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２３２８６６号公報
【特許文献２】特公平４−４７９１８号公報
【特許文献３】特開平１１−２９７０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ディスクフラッタはディスク周辺の流れの乱れに起因するが、ディスクが回転しているため、ディスク間の流れには次に述べるような本質的な不安定性が存在している。すなわち、ディスク間の空気は、ディスクの回転に合わせて、中央のモータの周りを回転するような流れとなっている。そして、その回転によりディスク間の空気は遠心力を受け、ディスク外周へと向かう力を受ける。磁気ディスク装置において、ディスクはシュラウドによって外周部をおおわれているため、シュラウド近傍で圧力が高くディスクの内周側で圧力が低い、図７の実線６１に示すような圧力分布を示す。その結果、図３に示すように、ディスク近傍では遠心力により外側へ向かう流れ２４が生じ、ディスク間の中央付近では、ディスク内外周の圧力差により外周から内周に向う流れ２５が生じる。このとき、外周へ向かう流れ２４と内周へ向かう流れ２５が狭いディスク間に隣り合っているため、両者の間に強いせん断抵抗が働き、流れは不安定で非常に乱れの大きなものとなる。これは、特許文献２に記載された、ディスク間に仕切り板を入れた構造でも同様である。流れの乱れは、結果としてディスクあるいはヘッドを搭載するアクチュエータの振動を引き起こし、ヘッドの位置決め精度を悪化させる原因となる。【０００７】
特許文献３の方法は、モータ側からディスク内周部に直接空気を導入することでディスクの内外周での圧力差を低減し、流れの不安定性を解消するものである。ただし、十分な空気流量を確保しようとすると、ディスクを支えるモータハブあるいはスペーサに大きな加工が必要となり、強度および精度が低下し、組みたて時に生じるディスクの静変形が増大してしまう問題がある。【０００８】
本発明は、磁気ディスク装置において、ディスク周りの流れを安定化し、ディスクやヘッド位置決めアクチュエータに生じる流体起因振動を低減し、ヘッドの位置決め精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明では、ディスク間に複数のプレートをディスクの軸方向に一定の隙間を設けて設置する。【００１０】
本発明の磁気ディスク装置の代表的な一例を挙げるならば、回転するモータに取り付けられ、スペーサを挟んで積み重ねられた複数の磁気ディスクと、前記磁気ディスクの外周を囲む静止構造体を備えた磁気ディスク装置において、前記静止構造体に支持された整流板を、一組の前記磁気ディスクの間に、前記磁気ディスクの積層方向に複数枚挿入するように構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、ディスクの回転に伴い発生するディスク内周と外周の圧力差を低減すると同時に、ディスク近傍の外側へ向かう流れとディスク間中央の内側へ向かう流れを分離することでディスク周りの流れの不安定性を低減し、ディスクやアクチュエータなどの磁気ディスク装置内部の部品の流体起因振動を低減し、ヘッドの位置決め精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一の実施例の磁気ディスク装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第一の実施例の磁気ディスク装置を示す斜視図である。
【図３】従来技術におけるディスク間の流れを示した模式図である。
【図４】本発明の第一の実施例におけるディスク間の流れを示した模式図である。
【図５】従来技術を模擬した条件でのディスク間の流れのシミュレーション結果を示す断面図である。
【図６】本発明の第一の実施例を模擬した条件でのディスク間の流れのシミュレーション結果を示す断面図である。
【図７】シミュレーションにより求めた圧力分布を示すグラフである。
【図８】シミュレーションにより求めたディスク振動の周波数スペクトルを示すグラフである。
【図９】シミュレーションにより求めたディスク振幅を示したグラフである。
【図１０】本発明の第二の実施例の磁気ディスク装置を示す断面図である。
【図１１】本発明の第三の実施例の磁気ディスク装置を示す断面図である。
【図１２】本発明の第三の実施例のプレートを示す平面図である。
【図１３】本発明の第三の実施例のプレートの製造方法を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の第一の実施例を示す断面図である。磁気ディスク装置１は、両面に情報を記録することができるディスク２と、ディスク２を回転駆動するスピンドルモータ３を搭載している。ディスク２はスペーサ４を挟んでスピンドルモータ３に取り付けられている。ディスク２の間には、２枚のプレート５が挿入されている。スピンドルモータ３およびプレート５はベース６に取り付けられている。ベース６にはカバー７が取り付けられ、装置内部の部品および空気は外部に対して封止される。ベース６のディスク２の外縁に対向する部分をシュラウド８と呼び、シュラウド８によりディスク周辺の流れが円周方向に向かうよう整流される。プレート５とシュラウド８の間は空気が抵抗なく流れるよう適度な隙間９が設けられている。シュラウド８は、静止構造体として動作する。また、ディスク２とプレート５の間の間隔およびプレート５同士の間隔は、空気の流れを妨げない程度に広くとる必要があるが、一般的には、概略同じ間隔となるようにするのが望ましいと考えられる。【００１５】
図２は、第一の実施例を示す斜視図である。カバー７および一番上のディスク２は取り外した状態を示している。ディスク２の上の一部分は磁気ヘッドを搭載したアクチュエータ１０が入るため、プレート５は、アクチュエータ１０と干渉しないよう、円板の一部を切り欠いた扇形形状となっている。プレート５は、外周部に複数個設けられた固定部１１でベース６に対してねじなどで固定される。固定部１１以外のプレート外縁とシュラウド８の間には、適度な隙間が設けられている。【００１６】
図３は、従来技術におけるディスク間の流れを示した模式図である。ディスク２１の回転に伴い、ディスク２１近傍の空気は遠心力により外側に向かう力を受ける。それにより、シュラウド２２近傍の圧力が高まり、スペーサ２３近傍の相対的に圧力が低くなる。この圧力差により、ディスク２１から離れた部分の空気は内側へ向かう力を受ける。従って、ディスク２１近傍では外周へ向かう流れ２４が、ディスク２１から離れた部分では内側へ向かう流れ２５が発生する。【００１７】
図４は、本発明の第一の実施例におけるディスク間の流れを示した模式図である。ディスク２の間の空気は２つのプレート５により３つの領域に分けられている。ディスク２に接する領域３１では、ディスク２の回転に伴い、外側に向かう遠心力を受ける。プレート５に挟まれた領域３２ではディスク２の回転の影響を受けにくく、外周部と内周部の圧力差のため、領域３２の空気は内側へ向かう力を受ける。そのため、領域３１で外側へ向かう流れ３３が発生し、領域２では内側へ向かう流れ３４が発生する。図３の従来技術の場合と比べて、本実施例では外側へ向かう流れ３３と内側へ向かう流れ３４が分離されているため、流れの乱れが小さくなる。同時に、内側へ向かう流れ３４がシュラウド８近傍の圧力とスペーサ４近傍の圧力差を緩和するため、両者の圧力差は小さくなる。その結果、遠心力とディスク内外周の圧力差によって生じる不安定が緩和される。ディスク間の流れが安定化することにより、ディスク２あるいはアクチュエータ１０に生じる流体起因振動を低減することができる。なお、プレート５は、整流板として動作する。【００１８】
図５は、従来技術の、シュラウド４１で囲まれた２枚の回転ディスク４２間の流れのシミュレーション結果である。ディスク４２の回転中心を通る断面におけるディスク４２間の空気の流れの向きと大きさを矢印で示している。シミュレーションにおいてディスク４２およびロータ４３は回転しており、シュラウド４１は静止している。シミュレーション結果は、図３のように、ディスク近傍で外周へ向かう流れが、ディスク間中央付近で内周へ向かう流れが生じていることを示しており、これらの対抗する流れが隣接していることが分かる。【００１９】
図６は、第一の実施例の、シュラウド５１で囲まれた２枚の回転ディスク５２間に２枚の静止したプレート５３を挿入した場合の流れのシミュレーション結果である。図５と同様に、ディスク５２の回転中心を通る断面におけるディスク５２間の空気の流れの向きと大きさを矢印で示している。シミュレーション結果は、図４のように、ディスク５２−プレート５３間で外周へ向かう流れが、プレート５３間で内周へ向かう流れが生じていることを示しており、両者はプレート５３により分離されており、隣接することはない。【００２０】
図７は、図５および図６に示したシミュレーションで得られたディスク間の圧力分布を示したグラフである。横軸は圧力測定点の半径位置を示しており、左端がスペーサ外径、右端がシュラウド壁面、シュラウドからわずかに左側（内周側）にディスク外径が位置している。縦軸はディスク間の中央の高さにおける圧力の時間平均値を示す。実線がプレート無の場合６１の場合、破線が２枚のプレートを入れた場合６２の結果である。両シミュレーション結果ともにシュラウド壁近傍の圧力が０Ｐａとなるように原点を合わせて表示している。流れの不安定性の原因となるスペーサ近傍とシュラウド近傍の圧力差が、プレートを２枚入れた場合、大きく低減していることが分かる。【００２１】
図８は、シミュレーションにより得られたディスク振動の周波数スペクトルの計算値である。灰色の線がプレート無しの場合のスペクトル６３、黒色の線がプレートを２枚挿入した場合のスペクトル６４である。また、図９に周波数スペクトルを積分して求めたディスクの振幅値を示す。２枚プレートの場合の方が、プレート無しの場合に比べてディスク振動が低減しているのが分かる。
【実施例２】
【００２２】
図１０は、本発明の第二の実施例を示す断面図である。２枚のディスク７１の間に３枚のプレート７２が挿入されている。第一の実施例ではディスク間のプレートの数は２枚であったが、３枚以上の場合も流れを安定化し流体起因振動を低減する作用および効果は同じである。しかし、実際の磁気ディスク装置では、高さ方向の寸法の制約があり、プレートの枚数を増やすとその分必要な高さ寸法が増大してしまうため、現実的なプレートの枚数としては、本発明の効果を得られる最低限の枚数である２枚が望ましい。
【実施例３】
【００２３】
図１１は、本発明の第三の実施例を示す断面図である。ディスク８１の間に、プレート８２が２枚挿入されており、プレート８２はリブ８３で結合されている。リブ８３は、半径方向に長い棒状の形状をしており、プレート８２間の領域８４における内周側へ向かう流れ８５を阻害しない。プレート８２がリブ８３で結合された構造は、リブ８３がない場合と比べ、プレート８２の面外曲げに対する剛性が著しく増加し、磁気ディスク装置外部から加わる衝撃加速度などによるプレート８２の変形を小さく抑えることができる。また、リブ８３はプレート間の領域８４の半径方向の流れは阻害しないが、円周方向の流れは阻害する。領域８４の円周方向の流速がちいさくなることで、領域８４の空気に働く遠心力が小さくなり、シュラウド近傍とスペーサ近傍の圧力差は、リブ８３がない第一の実施例の場合と比較して、さらに小さくなる。なお、リブ８３は、半径方向から傾けて設けても良い。また、長い棒状の形状に限られるものではなく、例えば、円柱状のリブをプレート間に分離して設けるなど、２枚のプレートを間隔をあけて結合するものであれば良い。【００２４】
図１２は、本発明の第三の実施例のプレートを示す平面図である。リブ８３を設置する角度は、プレート８２間の半径方向の流れ８５を阻害しない程度でかつ、プレート８２の面外曲げ剛性を高めるのに寄与する程度とするのが望ましい。具体的には、リブ間の角度θは、１０度から９０度の間の範囲の値にするのが良い。【００２５】
図１３は、本発明の第三の実施例で示されたプレートの製造方法を示す分解斜視図である。リブ９１が一体に成形されたプレート９２と、もう一方のプレート９３を重ね合わせ、組み立て穴９４で位置決めしながら、リブ９１の上面と対抗するプレート９３の下面を接着する。プレート９１およびプレート９３の材料はアルミニウム合金などの金属材料およびその表面にめっきを施したもの、あるいは、エンジニアリングプラスチックなどの樹脂材料が望ましい。
【符号の説明】
【００２６】
１  磁気ディスク装置
２  ディスク
３  スピンドルモータ
４  スペーサ
５  プレート
６  ベース
７  カバー
８  シュラウド
９  隙間
１０  アクチュエータ
１１  固定部
２１  ディスク
２２  シュラウド
２３  スペーサ
２４  外側へ向かう流れ
２５  内側へ向かう流れ
３１  ディスク２に接する領域
３２  プレート５に挟まれた領域
３３  外側へ向かう流れ
３４  内側へ向かう流れ
４１  シュラウド
４２  ディスク
４３  ロータ
５１  シュラウド
５２  ディスク
５３  プレート
６１  プレート無しの場合
６２  ２枚のプレートを入れた場合
６３  プレート無しの場合のスペクトル
６４  ２枚のプレートを入れた場合のスペクトル
７１  ディスク
７２  プレート
８１  ディスク
８２  プレート
８３  リブ
８４  プレート８２間の領域
８５  内周側へ向かう流れ
９１  リブ
９２  プレート
９３  プレート
９４  組み立て穴
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
2012169048.tif 000016
2012169048.tif 000017