(57)【要約】【課題】この発明は、安価且つ容易にアクチュエータの発生トルクを大きくできるディスク装置を提供することを課題とする。【解決手段】ＨＤＤは、ヘッドを媒体に対して移動するキャリッジ、およびキャリッジを駆動するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を有する。ＶＣＭは、磁性体により形成された第１シェル１０ａとの間で磁気回路を構成する磁石８１、およびキャリッジに固設され磁気ギャップに配置されたボイスコイル６４を有する。ボイスコイル６４のリードをカバーする突出部８２を逃す凹所８３を第１シェル１０ａに形成することで、結果的にコイル６４に向けて突出した凸部を形成し、磁気ギャップを部分的に狭くして十分な強度の発生トルクを確保する。【選択図】      図１０
2006048764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体により形成された筐体と、
この筐体内に回転可能に設けられたディスク状の媒体と、
この媒体に情報を記録および再生するヘッドと、
このヘッドを上記媒体に沿って移動させるアクチュエータと、を有し、
上記アクチュエータは、上記筐体との間で磁界を形成する磁石と該筐体との間の磁気ギャップに配置されたコイルを一体に備え、
上記筐体は、上記アクチュエータに干渉しない部位で、上記コイルに向けて部分的に突出した凸部を有することを特徴とするディスク装置。
【請求項２】
上記凸部は、上記筐体をプレス加工することにより形成されることを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
【請求項３】
上記筐体の外面に貼設された制御回路基板をさらに有し、
上記プレス加工により上記凸部の裏側にできた凹部に上記制御回路基板に実装された電子部品を収容することを特徴とする請求項２に記載のディスク装置。
【請求項４】
上記凸部は、上記筐体に別の磁性体を貼り合わせることにより形成されることを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
【請求項５】
上記筐体は、上記媒体およびアクチュエータを回転可能に取り付けた第１シェル、およびこの第１シェルとの間で密閉空間を形成する第２シェルを有し、
上記凸部は、上記第１シェルをプレス加工することにより形成されることを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
【請求項６】
上記第１シェルの外面に貼設された制御回路基板をさらに有し、
上記プレス加工により上記凸部の裏側にできた凹部に上記制御回路基板に実装された電子部品を収容することを特徴とする請求項４に記載のディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ディスク状の媒体に情報を記録および再生するディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータの外部記録装置や画像記録装置として磁気ディスク装置、光ディスク装置などのディスク装置が広く用いられている。  
ディスク装置として、例えば、磁気ディスク装置は、一般に、矩形箱状の筐体を有している。筐体内には、磁気記録媒体としての磁気ディスク、この磁気ディスクを支持および回転させるスピンドルモータ、磁気ディスクに対して情報の書き込み、読み出しを行なう複数の磁気ヘッド、これらの磁気ヘッドを磁気ディスクに対して移動自在に支持したヘッドアクチュエータ、ヘッドアクチュエータを回動および位置決めするボイスコイルモータ、ヘッドＩＣ等を有する基板ユニット等が収納されている。
【０００３】
ボイスコイルモータは、一般に、ヘッドアクチュエータの回動の基端側に設けられたコイル、コイルを狭持する位置関係で配置された一対の磁石、および各磁石に対応して設けられた一対のヨークを有する。コイルに流す電流値に対する発生トルクを示すボイスコイルモータのトルク定数は、コイルに作用する磁束密度によって決まる。例えば、一対の磁石の間の磁気ギャップを小さくして磁束密度を大きくすることで、発生トルクを大きくすることができ、効率の良いボイスコイルモータを提供できる。
【０００４】
しかし、上述した構造を有するボイスコイルモータでは、コイルに電流を流すためのリード線を磁気ギャップを介して引き出す必要があるため、磁気ギャップを満足のいく値まで小さくすることは困難であった。これに対し、磁気ギャップを形成する磁石を形状加工してリード線の厚さ分を逃がすための凹所を形成し、結果的に磁気ギャップを小さくしたモータ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
しかし、この装置では、磁石を部分的に切り欠いて凹所を形成するため、モータの製造コストが高くなる問題があった。また、磁石を形状加工することは技術的にも難しかった。
【特許文献１】実開平４−１７６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の目的は、安価且つ容易にアクチュエータの発生トルクを大きくできるディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のディスク装置は、磁性体により形成された筐体と、この筐体内に回転可能に設けられたディスク状の媒体と、この媒体に情報を記録および再生するヘッドと、このヘッドを上記媒体に沿って移動させるアクチュエータと、を有し、上記アクチュエータは、上記筐体との間で磁界を形成する磁石と該筐体との間の磁気ギャップに配置されたコイルを一体に備え、上記筐体は、上記アクチュエータに干渉しない部位で、上記コイルに向けて部分的に突出した凸部を有することを特徴とする。
【０００８】
上記発明によると、磁石との間で磁気回路を構成する筐体がアクチュエータのコイルに向けて部分的に突出した凸部を有するため、凸部を持たない場合と比較して、磁気ギャップを少なくとも部分的に小さくすることができ、コイルに作用する磁束密度を高くでき、発生トルクを大きくできる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明のディスク装置は、上記のような構成および作用を有しているので、安価且つ容易にアクチュエータの発生トルクを大きくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係るディスク装置として、ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと称する）について詳細に説明する。  
図１および図２に示すように、ＨＤＤは後述する種々の部材が収納されたほぼ矩形箱状の筐体１０と、筐体１０の外面に重ねて設けられた矩形状の制御回路基板１２と、を備えている。筐体１０および制御回路基板１２は、例えば、長さＬが３２ｍｍ、幅Ｗが２４ｍｍに形成され、筐体および制御回路基板を含む厚さＴは、収納するディスクの枚数に応じて、例えば、３．３ｍｍあるいは５ｍｍ程度に設定されている。
【００１１】
図２ないし図５に示すように、筐体１０は、互いにほぼ等しい寸法に形成された第１シェル１０ａおよび第２シェル１０ｂにより構成されている。第１および第２シェル１０ａ、１０ｂは、それぞれ磁性体材料によりほぼ矩形状に形成され、周縁部には側壁が立設されている。第１および第２シェル１０ａ、１０ｂは、その周縁部同士が対向した状態で、互いに向い合わせて配置されている。第１および第２シェル１０ａ、１０ｂの周縁部には帯状のシール材１６が巻き付けられ、このシール材により周縁部が互いに接続されているとともに、周縁部間の隙間がシールされている。これにより、矩形箱状の密閉された筐体１０が構成されている。
【００１２】
第１シェル１０ａの底面は矩形状の実装面１１を形成している。実装面１１の角を含む筐体１０の４つの角は円弧状に丸めて形成されている。これにより、筐体１０の周縁部に巻装されたシール材１６が、筐体の角で損傷することを防止しているとともに、シール材の浮きによる気密性の悪化を防止している。
【００１３】
筐体１０内において、筐体の周縁部には複数の支持ポスト１８が設けられている。各支持ポスト１８は、第１シェル１０ａの内面に固定された基端を有し、第１シェルの内面に対してほぼ垂直に立設されている。各支持ポスト１８の位置で、実装面１１にねじ孔が形成され、支持ポスト内まで延びている。
【００１４】
筐体１０内には、ディスク状の媒体として機能する例えば、直径０．８５インチの磁気ディスク２０、この磁気ディスクを支持および回転させるスピンドルモータ２２、磁気ディスクに対して情報の書き込み、読み出しを行なう磁気ヘッド２４（ヘッド）、磁気ディスク２０に対して磁気ヘッドを移動自在に支持したキャリッジ２６、キャリッジを回動および位置決めする駆動モータとしてのボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと称する）２８、磁気ヘッドが磁気ディスクの周縁部に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスクから離間した位置にアンロードして保持拘束するランプロード機構３０、キャリッジを退避位置に保持する電磁ラッチ機構３２、およびヘッドＩＣ等を有する基板ユニット３４等が収納されている。なお、キャリッジ２６およびＶＣＭ２８は、磁気ヘッド２４を磁気ディスク２０に沿って移動させる本発明のアクチュエータとして機能する。
【００１５】
スピンドルモータ２２は、第１シェル１０ａに取り付けられている。スピンドルモータ２２は枢軸３６を有し、この枢軸は第１シェル１０ａの内面に固定され、この内面に対してほぼ垂直に立設されている。枢軸３６の延出端は、第２シェル１０ｂの外側からねじ込まれた固定ねじ３７により第２シェルにねじ止めされている。これにより、枢軸３６は第１および第２シェル１０ａ、１０ｂに両持ち支持されている。
【００１６】
枢軸３６には、図示しない軸受を介してロータが回転自在に支持されている。ロータの第２シェル１０ｂ側の端部は円柱形状のハブ４３を構成し、このハブには、磁気ディスク２０が同軸的に嵌合されている。ハブ４３の端部には、環状のクランプリング４４が嵌合されて、磁気ディスク２０の周縁部を保持している。これにより、磁気ディスク２０はロータに固定され、ロータと一体的に回転可能に支持されている。
【００１７】
ロータの第１シェル１０ａ側の端部には図示しない環状の永久磁石が固定され、ロータと同軸的に位置している。スピンドルモータ２２は、第１シェル１０ａに取り付けられたステータコア、およびこのステータコアに巻回された複数のコイルを有し、これらステータコアおよびコイルは、永久磁石の外側に隙間を置いて配置されている。
【００１８】
ヘッドアクチュエータを構成するキャリッジ２６は、第１シェル１０ａの内面上に固定された軸受組立体５２を備えている。軸受組立体５２は、第１シェル１０ａの内面に対して垂直に立設された枢軸５３と、一対の軸受を介して枢軸５３に回転自在に支持された円筒形状のハブ５４と、を有している。枢軸５３の延出端は、第２シェル１０ｂの外側からねじ込まれた固定ねじ５６により第２シェルにねじ止めされている。これにより、枢軸５３は第１および第２シェル１０ａ、１０ｂに両持ち支持されている。軸受部として機能する軸受組立体５２は、スピンドルモータ２２に対し、筐体１０の長手方向に並んで配設されている。
【００１９】
キャリッジ２６は、ハブ５４から延出したアーム５８、アームの先端から延出した細長い板状のサスペンション６０、ハブ５４からアームと反対方向に延出した支持フレーム６２を備えている。サスペンション６０の延出端には、図示しないジンバル部を介して磁気ヘッド２４が支持されている。磁気ヘッド２４はサスペンション６０のばね力により磁気ディスク２０表面に向かって所定のヘッド荷重が印加されている。支持フレーム６２には、ＶＣＭ２８を構成するボイスコイル６４（コイル）が一体的に固定されている。
【００２０】
キャリッジ２６を軸受組立体５２の回りで回動させるＶＣＭ２８は、後に詳述するように、第１シェル１０ａの内面から離間して対向配置されたトップヨーク６３と、トップヨーク６３の内面に固定されボイスコイル６４に対向した磁石８１（後述する）と、を備えている。本実施の形態では、第１シェル１０ａが冷間圧延鋼板やＳＵＳ４３０などの磁性体の板を形状加工することにより形成されているため、第１シェル１０ａがボトムヨークとして機能し、磁石８１を有するトップヨーク６３との間で磁気回路を構成するようになっている。
【００２１】
そして、ボイスコイル６４に通電することにより、キャリッジ２６は、図３に示す退避位置と磁気ディスク２０の表面上に位置する動作位置との間を回動し、磁気ヘッド２４は磁気ディスク２０の所望のトラック上に位置決めされる。
【００２２】
第１シェル１０ａに固定された電磁ラッチ機構３２は、退避位置に移動したキャリッジ２６をラッチし、ＨＤＤが衝撃等の外力を受けた際、キャリッジ２６が退避位置から作動位置へ移動することを防止する。
【００２３】
ランプロード機構３０は、第１シェル１０ａの内面に固定され磁気ディスク２０の周縁部に対向したランプ部材７０と、サスペンション６０の先端から延出し係合部材として機能するタブ７２と、を備えている。ランプ部材７０は樹脂を金型成型することにより製造され、タブ７２が係合可能なランプ面７３を有している。キャリッジ２６が磁気ディスク２０の内周部から磁気ディスク外周の退避位置まで回動すると、タブ７２は、ランプ部材７０のランプ面７３に係合し、その後、ランプ面の傾斜によって引き上げられ、磁気ヘッド２４のアンロード動作を行う。キャリッジ２６が退避位置まで回動すると、タブ７２はランプ部材７０のランプ面７３上に支持され、磁気ヘッド２４は磁気ディスク２０の表面から離間した状態に保持される。
【００２４】
基板ユニット３４は、フレキシブルプリント回路基板により形成された本体３４ａを有し、この本体３４ａは第１シェル１０ａの内面に固定されている。本体３４ａ上にはヘッドＩＣ、ヘッドアンプ等の電子部品が実装されている。基板ユニット３４は本体３４ａから延出したメインフレキシブルプリント回路基板（以下、メインＦＰＣと称する）３４ｂを有している。メインＦＰＣ３４ｂの延出端は、キャリッジ２６の軸受組立体５２近傍に接続され、更に、アーム５８およびサスペンション６０上に設けられた図示しないケーブルを介して磁気ヘッド２４に電気的に接続されている。基板ユニット３４の本体底面には制御回路基板１２と接続するためのコネクタ３４ｃが実装されている。このコネクタ３４ｃは、第１シェル１０ａに形成された開孔を介して第１シェルの実装面１１に露出している。
【００２５】
図２および図４に示すように、プリント回路基板からなる制御回路基板１２は筐体１０の実装面１１とほぼ等しい長さおよび幅を有した矩形状を有している。筐体１０の実装面１１には、スピンドルモータ２２に対応した円形の凸部７０ａ、および軸受組立体５２に対応した円形の凸部７０ｂがそれぞれ形成されている。制御回路基板１２には、これらの凸部７０ａ、７０ｂにそれぞれ対応した円形の開口７２ａ、７２ｂが形成されている。制御回路基板１２の４つの角部は、それぞれ斜めに、例えば、各辺に対して４５度の角度で斜めに切欠かれ、それぞれ切欠き部７７を形成している。制御回路基板１２の内面上、つまり、筐体１０と対向する面上には、複数の電子部品７４、およびコネクタ７１が実装されている。また、制御回路基板１２にはＨＤＤを外部機器と電気的に接続するためのフレキシブルプリント回路基板７６が接続されている。フレキシブルプリント回路基板７６は制御回路基板１２の一方の短辺から外方に引き出され、その延出端には複数の接続端子７５が形成されている。
【００２６】
上記構成の制御回路基板１２は、筐体１０の実装面１１に重ねて配置され、複数のねじにより第１シェル１０ａにねじ止めされている。この際、制御回路基板１２は、４つの辺が実装面１１の４辺とそれぞれ整列した状態、つまり、実装面１１の４辺と一致した状態で配置されている。実装面１１に形成された凸部７０ａ、７０ｂは、それぞれ制御回路基板１２の開口７２ａ、７２ｂ内に配置されている。制御回路基板１２上に実装されたコネクタ７１は、基板ユニット３４のコネクタに接続される。
【００２７】
制御回路基板１２の４つの角部に形成された切欠き部７７は、それぞれ実装面１１の４つの角部に位置している。これにより、実装面１１の４つの角部は制御回路基板１２によって覆われることなく外部に露出している。実装面１１の露出した４つの角部を含む筐体１０の角部は、制御回路基板１２に接触することなく筐体を保持するための保持部７８をそれぞれ構成している。
【００２８】
図６には、上記筐体１０の第２シェル１０ｂ、トップヨーク２８、および磁石８１を取り外したＨＤＤの要部の構造の平面図を示してあり、図７には、さらにキャリッジ２６を取り外した状態を図示してある。また、図８には、取り外したキャリッジ２６の支持フレーム６２近傍を第１シェル１０ａ側から見た底面図を示してある。
【００２９】
図８に示すように、キャリッジ２６の底面側には、支持フレーム６２に個設されたボイスコイル６４から引き出されたリードをカバーする突出部８２が設けられている。この突出部８２は、ボイスコイル６４に電流を流すためのリードが必須であるため、必須の構成である。このため、図７に示すように、キャリッジ２６を取り外した後の第１シェル１０ａ内面には、キャリッジ２６の移動経路に沿って突出部８２を逃がすための扇形の凹所８３が形成されている。
【００３０】
言い換えると、キャリッジ２６の突出部８２は、ボイスコイル６４を第１シェル１０ａと磁石８１との間の磁気ギャップに配置したとき、キャリッジ２６のギャップ方向の高さを規定する。つまり、この突出部８２があるために、磁気ギャップが広がることになる。磁気ギャップが広がると、磁束密度が低くなり、ＶＣＭ２８の発生トルクが小さくなってしまう。例えば、図９に示すように、第１シェル１０ａの対向部分に凹所８３を設けない場合には、突出部８２の影響によって磁気ギャップが大きくなり、ボイスコイル６４に作用する磁束密度が大幅に低下し、発生トルクが小さくなってしまう。
【００３１】
このため、本実施の形態では、図１０に示すように、支持フレーム６２底面側の突出部８２を逃がすための凹所８３を第１シェル１０ａに形成することで、結果的にボイスコイル６４に向けて突出した凸部８４を形成し、磁気ギャップを少なくとも部分的に小さく保持するようにした。これにより、磁束密度の低下を最低限に抑えることができ、図９に示すように第１シェル１０ａを形状加工していない場合と比較して、ボイスコイル６４に作用する磁束密度を高く保つことができ、発生トルクを十分に確保できるようになった。
【００３２】
第１シェル１０ａに凹所８３を設けた場合におけるトルク定数を数値計算によって調べたところ、図１０に示すように第１シェル１０ａに凹所８３を形成して突出部８２を逃がすことで磁気ギャップＧを少なくとも部分的に狭めた本願発明の構造では、図１１にボイスコイル６４を破線で示した最外周位置から図１２にボイスコイル６４を破線で示した最内周位置までキャリッジ２６を回動したときの発生トルクを示すトルク定数は、図１３に実線で示す値を示した。これに対し、図９に示すように凹所８３を設けない場合、同条件におけるトルク定数は図１３に破線で示す値を示した。つまり、第１シェル１０ａに凹所８３を設けることにより、トルク定数を高くできることが分かる。
【００３３】
以上のように、本実施の形態によると、筐体１０の第１シェル１０ａを磁性体により形成して磁石８１との間でＶＣＭ２８の磁気回路を構成し、且つ第１シェル１０ａの一部をボイスコイル６４に向けて隆起させたため、例えば、第１シェル１０ａをプレス加工して凹部８３を形成するだけで、十分な磁束密度を有するＶＣＭ２８を安価且つ容易に構成できる。
【００３４】
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００３５】
例えば、上述したように、第１シェル１０ａに凹所８３を形成することにより、図１４に示すように、凸部８４の裏側にできた凹部９０に電子部品を配置するためのスペースを確保できる。例えば、このスペースには、制御回路基板１２に実装された電子部品７４が配置される。
【００３６】
また、上述した実施の形態では、第１シェル１０ａを形状加工して凹所８３および凸部８４を形成したが、これに限らず、第１シェル１０ａの内面に別の磁性体により形成された板状部材を貼り合わせることで凸部８４を形成しても良い。この場合、凸部８４の裏側に凹部９０はできないが、上述した実施の形態と同様に磁気ギャップを部分的に小さくすることができ、十分な発生トルクを有するＶＣＭを提供できる。
【００３７】
さらに、磁気ディスク２０の枚数は１枚に限らず、必要に応じて増加可能である。ヘッドは１つに限らず必要に応じて増加可能である。磁気ディスクは、０．８５インチに限らず、１．８インチあるいは２．５インチとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の実施の形態に係るＨＤＤを示す斜視図。
【図２】図１のＨＤＤの分解斜視図。
【図３】図１のＨＤＤの筐体および内部構造を示す平面図。
【図４】図１のＨＤＤの制御回路基板側を示す斜視図。
【図５】図１の線Ａ−Ａに沿ったＨＤＤの断面図。
【図６】ＨＤＤの第２シェル、トップヨーク、磁石を取り外した状態の要部の構造を示す平面図。
【図７】図６の構造からさらにキャリッジを取り外した状態を示す平面図。
【図８】取り外したキャリッジの支持フレーム近傍を示す底面図。
【図９】第１シェルに凹所を形成していない従来の構造を示す部分拡大断面図。
【図１０】第１シェルに凹所を形成した実施の形態を示す部分拡大断面図。
【図１１】キャリッジを最外周に配置したときの凹所とボイスコイルとの位置関係を示す図。
【図１２】キャリッジを最内周に配置したときの凹所とボイスコイルとの位置関係を示す図。
【図１３】凹所を設けた場合と設けない場合の発生トルクを比較して示すグラフ。
【図１４】凸部の裏側の凹部に電子部品を配置した例を示す部分拡大断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１０…筐体、１０ａ…第１シェル、１０ｂ…第２シェル、１２…制御回路基板、１６…シール材、２０…磁気ディスク、２６…キャリッジ、２８…ＶＣＭ、６２…支持フレーム、６３…トップヨーク、６４…ボイスコイル、７４…電子部品、８１…磁石、８２…突出部、８３…凹所、８４…凸部、９０…凹部。
【図１】
2006048764.tif 000003
【図２】
2006048764.tif 000004
【図３】
2006048764.tif 000005
【図４】
2006048764.tif 000006
【図５】
2006048764.tif 000007
【図６】
2006048764.tif 000008
【図７】
2006048764.tif 000009
【図８】
2006048764.tif 000010
【図９】
2006048764.tif 000011
【図１０】
2006048764.tif 000012
【図１１】
2006048764.tif 000013
【図１２】
2006048764.tif 000014
【図１３】
2006048764.tif 000015
【図１４】
2006048764.tif 000016