(57)【要約】【課題】簡単な構造でディスク方向の剛性が高く、ディスクの回転によって生じる風乱の影響を受けにくいアーム構造を有する磁気ディスク装置を提供することを目的とする。【解決手段】磁気ディスク装置のアームの長手方向の軸に垂直な断面において、ディスクに対して垂直方向に最大となるアームの厚さがアクチュエータの回転軸に向かうにしたがって次第に厚くなるよう、曲げ振動モードの共振周波数が高いアーム構造とし、そのディスク方向の剛性が高くなる構成とした。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクと、前記ディスクを回転させるためのモーターと、前記ディスクに対しデータの書込みあるいはデータの読取りを行うためのヘッドと、前記ヘッドを支持するアームと、前記ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるための回転軸を有し且つ前記アームに連結されているアクチュエータと、前記モーター、前記アクチュエータを支持するベースを備えた磁気ディスク装置であって、
前記アームは、前記ディスクに対して垂直方向のアームの厚さが前記アクチュエータの前記回転軸に向かうにしたがって徐々に厚くなっていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
ディスクと、前記ディスクを回転させるためのモーターと、前記ディスクに対しデータの書込みあるいはデータの読取りを行うためのヘッドと、前記ヘッドを支持するアームと、前記ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるための回転軸を有し且つ前記アームに連結されているアクチュエータと、前記モーター、前記アクチュエータを支持するベースを備えた磁気ディスク装置であって、
前記アームは、前記ディスクに対して垂直方向のアームの厚さが前記アクチュエータの前記回転軸に向かうにしたがって徐々に厚くなっており、前記アームの長手方向に対して垂直な面に対する断面形状は、前記回転軸と平行な軸に対して対称形状であることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
ディスクと、前記ディスクを回転させるためのモーターと、前記ディスクに対しデータの書込みあるいはデータの読取りを行うためのヘッドと、前記ヘッドを支持するアームと、前記ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるための回転軸を有し且つ前記アームに連結されているアクチュエータと、前記モーター、前記アクチュエータを支持するベースを備えた磁気ディスク装置であって、
前記アームは、前記ディスクに対して垂直方向のアームの厚さが前記アクチュエータの前記回転軸に向かうにしたがって徐々に厚くなっており、前記アームの上面に、長手方向に向かって延びる凸状部材を形成したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項４】
ディスクと、前記ディスクを回転させるためのモーターと、前記ディスクに対しデータの書込みあるいはデータの読取りを行うためのヘッドと、前記ヘッドを支持するアームと、前記ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるための回転軸を有し且つ前記アームに連結されているアクチュエータと、前記モーター、前記アクチュエータを支持するベースを備えた磁気ディスク装置であって、
前記アームは、前記ディスクに対して垂直方向のアームの厚さが前記アクチュエータの前記回転軸に向かうにしたがって徐々に厚くなっており、前記アームの上面には、長手方向に向かって延びる凹状の溝を形成したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項５】
ディスクと、前記ディスクを回転させるためのモーターと、前記ディスクに対しデータの書込みあるいはデータの読取りを行うためのヘッドと、前記ヘッドを支持するアームと、前記ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるための回転軸を有し且つ前記アームに連結されているアクチュエータと、前記モーター、前記アクチュエータを支持するベースを備えた磁気ディスク装置であって、
前記アクチュエータの前記回転軸方向に延び且つ前記回転軸に向かうにしたがって徐々に厚くなる凸状部材を、前記アームの上面に形成したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項６】
前記アームの長手方向に対して垂直な面に対する断面形状は、前記ディスクの中心に近い側のエッジを鋭角に構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記アームの長手方向に対して垂直な面に対する断面形状は、前記ディスクの中心に近い側のエッジを、前記ディスクの中心に遠い側のエッジよりも鋭角に構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
前記アームの材質をプラスチックで構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載の磁気ディスク装置。
【請求項９】
前記凸状部材は前記アームと一体的に形成し、且つ前記アームの材質をプラスチックで構成したことを特徴とする請求項５に記載の磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピュータ等で用いられる小型ディスクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来磁気ディスク装置は、限られた空間の中にできるだけ多くのディスクとヘッドを収納するために、厚さが一定の薄い板形状のアームを使うことが主流であった。このような場合はアームの剛性はできるだけ確保しながら、一方でシーク時間をできるだけ短くするための工夫が行われた。たとえばアームの平面形状がアーチ型をしていて、さらにアームの中央に２個ないし３個の穴を設けていた。（たとえば特許文献１参照）
しかし板厚方向の剛性は板厚の３乗に比例するため、板厚が一定のアームではディスクに垂直な方向の剛性を上げることが難しい。また複数のヘッドを有する磁気ディスク装置ではアームの本数も複数になるがアームの共振特性が各アームで異なっているとヘッドのトラック方向の制御や外部からのショックに対する耐衝撃に関する設計が難しくなる。これらの問題を解決するため、ヘッドの取り付け数の少ないアームに対して、ヘッドの取り付け数の多いアームと等価な剛性になるように重りを付加する方法がある。（たとえば特許文献２参照）
しかし近年記録密度の増加により１ディスク２ヘッドで十分な記録容量を確保できるようになってきており、さらに数年後には１ヘッドでも一般のユーザーには十分な容量になるだろうと予想されている。また近年ディスクの回転によって生じる風がアームを振動させ、ヘッドのオフトラックを引き起こすことが確認されている。この問題に対してアームの断面を流線型にして風の抵抗を小さくしようとするアイデアがある。（たとえば特許文献３参照）
しかし近年記録密度の向上のためトラック密度が１０万ＴＰＩを超えようとしている。従来オフトラックに影響を与えるのはアームのねじり振動であったが、このようなトラック密度になるとアームの曲げ振動もオフトラックに影響を与える恐れが出てきた。理想的なアームの曲げ振動モードはオフトラック方向（曲げ方向に直角な方向）には振れないが、現実にはアームは完全には対称形ではないためごく微量のオフトラック方向の振れが発生する。
【０００３】
今後トラック密度が上がると、この微量のオフトラック方向の振れが無視できなくなると思われる。流線型の断面は非対称な形状のため曲げモードの共振に対してオフトラック方向の振れが発生する恐れがある。
【０００４】
図３は従来のアクチュエータを示している。アーム３０は均一な板厚の部材によって作られていた。図３のアームの長手方向の中心線における断面Ａ−Ａを図４に示す。アームが均一な厚さの板材によって作られていると、ディスクと垂直な方向（図４の４２方向）に対するアームの剛性が得られにくいため、外部からの衝撃や振動により４２方向の振動が容易に発生しやすく、振動の振幅が大きくなるとヘッドのトラッキング制御が不可能になったり、アームとディスクが接触するという不具合が発生する恐れがある。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第５２６８８０５号公報
【特許文献２】
特開２００１−１２６４２８号公報
【特許文献３】
実開昭６１−７２７７５号公報
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の磁気ディスク装置は、ディスクと、ディスクを回転させるためのモーターと、ディスクに対しデータの書込みあるいはデータの読取りを行うためのヘッドと、ヘッドを支持するアームと、ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるための回転軸を有し且つ前記アームに連結されているアクチュエータと、モーター、アクチュエータを支持するベースを備えた磁気ディスク装置であって、
アームは、ディスクに対して垂直方向のアームの厚さがアクチュエータの回転軸に向かうにしたがって徐々に厚くなっていることを特徴としたものである。
【０００７】
本発明によれば、簡単な構造で、風による振動励起の影響が小さく、曲げ振動モードの共振周波数が高いアームを備えた磁気ディスク装置を提供できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載された磁気ディスク装置は、ディスクと、ディスクを回転させるためのモーターと、ディスクに対しデータの書込みあるいはデータの読取りを行うためのヘッドと、ヘッドを支持するアームと、ディスクを横切って概ね半径方向にヘッドを移動させるための回転軸を有し且つアームに連結されているアクチュエータと、モーター、アクチュエータを支持するベースを備えた磁気ディスク装置であって、アームは、ディスクに対して垂直方向のアームの厚さがアクチュエータの回転軸に向かうにしたがって徐々に厚くなっていることを特徴としたものであり、簡単な構造で、曲げ振動モードの共振周波数が高いアーム構造を実現できる。
【０００９】
つぎに本発明の請求項２に記載された磁気ディスク装置は、ディスクと、ディスクを回転させるためのモーターと、ディスクに対しデータの書込みあるいはデータの読取りを行うためのヘッドと、ヘッドを支持するアームと、ディスクを横切って概ね半径方向にヘッドを移動させるための回転軸を有し且つアームに連結されているアクチュエータと、モーター、アクチュエータを支持するベースを備えた磁気ディスク装置であって、
アームは、ディスクに対して垂直方向のアームの厚さがアクチュエータの前記回転軸に向かうにしたがって徐々に厚くなっており、アームの長手方向に対して垂直な面に対する断面形状は、回転軸と平行な軸に対して対称形状であることを特徴としたものであり、曲げモードの共振状態でオフトラック方向の振れが生じにくいという効果がある。
【００１０】
つぎに本発明の請求項３に記載された磁気ディスク装置は、ディスクと、ディスクを回転させるためのモーターと、ディスクに対しデータの書込みあるいはデータの読取りを行うためのヘッドと、前記ヘッドを支持するアームと、ディスクを横切って概ね半径方向に前記ヘッドを移動させるための回転軸を有し且つ前記アームに連結されているアクチュエータと、モーター、アクチュエータを支持するベースを備えた磁気ディスク装置であって、
アームは、前記ディスクに対して垂直方向のアームの厚さがアクチュピータの回転軸に向かうにしたがって徐々に厚くなっており、アームの上面に、長手方向に向かって延びる凸状部材を形成したことを特徴としたものであり、簡単な構造で、アーム全体の重量の増加も少なく、曲げ振動モードの共振周波数が高いアーム構造を実現できる。
【００１１】
以下に本発明の請求項に示す実施の形態について、一般的な磁気ディスク装置を例にして説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
まず本発明の請求項１から請求項３に示す実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す磁気ディスクの斜視図、また図２はその分解図である。このディスクはベース１、ディスク２、及びアクチュエータ３を備える。ディスク２はスピンドルモーター４によって駆動され回転する。アクチュエータ３の一端において、サスペンション５が取り付けられ、サスペンション５の先端部にはヘッド素子が取り付けられる。また上ヨーク７の裏側にはマグネットが固定されて、下ヨーク９と所定の間隔を保ってベース１に固定され、磁気回路を形成している。動作時には前記磁気回路とアクチュエータコイル８の電磁相互作用によってアクチュエータ３をピボット軸６を中心に旋回させてヘッド素子をディスク２上の所望の位置に位置決めする。また１０と１１はアクチュエータ３の回動範囲の端に設けられアクチュエータ３の回動範囲を規制するとともに衝突時の衝撃力を緩和する働きのあるクラッシュストップである。１０と１１は円筒形の弾性体からできておりベース１に固定されている。
【００１３】
次に図５から図８を用いて請求項１におけるアームの形状について説明する。図５、図６はアーム部の斜視図、図７はＹ−Ｚ面の断面図、図８はＸ−Ｚ面と平行な面で切断したアームの断面を示している。このアームの長手方向の軸に垂直な断面（図８の８０）において、前記ディスクに対して垂直方向に最大となるアームの厚さ８１がアクチュエータの回転軸３１（図８のＺ軸）に向かうにしたがって次第に厚くなっている。板厚方向の静的な剛性は板厚の３乗に比例するため、図４におけるアームの４２方向の剛性を上げるためにはアームの厚さを増やすのがよいが、均一な厚さではアームの自由端側（図４の４１）が重くなるため図４における振動モードの周波数は下がってしまい、動的な剛性はあまり向上しない。そこで図５から図８に示すような自由端に向かって次第に薄くなるような板厚にすれば、静的な剛性を上げながら曲げ振動モードの周波数も向上させることができる。
【００１４】
（実施の形態２）
次に図９から図１１を用いて請求項４におけるアームの形状について説明する。
【００１５】
図９はアーム部の斜視図、図１０はＹ−Ｚ面の断面図、図１１はＸ−Ｚ面と平行な面で切断したアームの断面を示している。このアームの長手方向の軸に垂直な断面（図１１の１１１）において、ディスクに対して垂直方向に最大となるアームの厚さ（図１１の１１２または１１３）がアクチュエータの回転軸３１（図１１のＺ軸）に向かうにしたがって次第に厚くなっている点は実施の形態１と同じであるが、図１１の断面１１１がＺ軸と平行な軸１１４に対して対称であることが異なっている。もし対称でない場合は図９において９０方向のアームの曲げ振動が起こった場合、アームの長手方向の中心軸９１に対して９２方向のねじれ振動が発生しやすい。ねじり振動が起こると、ヘッドの先端では９３方向の振動成分がわずかに発生しそれがトラック追従制御に大きな影響を与える。しかし図１１に示すように軸１１４に対して断面が対称ならばねじりモーメントが発生しないためねじり振動が発生しにくいという効果があるので、この問題に対して非常に有利となる。
【００１６】
（実施の形態３）
次に図１２から図１４を用いて請求項５におけるアームの形状について説明する。図１２はアーム部の斜視図、図１３はＹ−Ｚ面の断面図、図１４はＸ−Ｚ面と平行な面で切断したアームの断面を示している。この実施例における実施の形態２との違いは、アーム１２０の中央上面に、長手方向に向かって延びる凸状部材１２１を形成し、アーム１２０の中央上面部を高くしている点である。
【００１７】
このような構成にすればアームの重量増加を極力小さく抑えながら、ディスクに垂直な方向のアームの曲げ剛性を高くすることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明のアーム形状によれば、アームの剛性を向上させるとともに、ディスクの回転によって生じる気流による風乱の影響を受けにくい磁気ディスク装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における磁気ディスク装置の斜視図
【図２】本発明における磁気ディスク装置の分解図
【図３】従来例におけるアーム部の斜視図
【図４】従来例におけるアーム部の断面図
【図５】本発明の実施の形態１におけるアーム部の斜視図
【図６】本発明の実施の形態１におけるアーム部の斜視図
【図７】本発明の実施の形態１におけるアーム部の断面図
【図８】本発明の実施の形態１におけるアーム部の断面図
【図９】本発明の実施の形態２におけるアーム部の斜視図
【図１０】本発明の実施の形態２におけるアーム部の断面図
【図１１】本発明の実施の形態２におけるアーム部の断面図
【図１２】本発明の実施の形態３におけるアーム部の斜視図
【図１３】本発明の実施の形態３におけるアーム部の断面図
【図１４】本発明の実施の形態３におけるアーム部の断面図
【図１５】本発明の実施の形態２におけるアーム部の断面図
【図１６】本発明の実施の形態４におけるアーム部の斜視図
【図１７】本発明の実施の形態４におけるアーム部の断面図
【図１８】本発明の実施の形態４におけるアーム部の断面図
【図１９】本発明の実施の形態５におけるアーム部の斜視図
【図２０】本発明の実施の形態５におけるアーム部の断面図
【図２１】本発明の実施の形態５におけるアーム部の断面図
【図２２】本発明の実施の形態５における磁気ディスク装置のアーム部の斜視図
【図２３】本発明の実施の形態５における磁気ディスク装置のアーム部の断面図
【符号の説明】
１  ベース
２  ディスク
３  アクチュエータ
４  スピンドルモーター
５  サスペンション
６  ピボット軸
７  上ヨーク
８  コイル
９  下ヨーク
１０  クラッシュストップ
１１  クラッシュストップ
３０  アーム
３１  回転軸
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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