(57)【要約】    【課題】  アーム・フラッタリングを抑制したアクチュエータ・アームを提供する。    【解決手段】  アクチュエータ・アーム・ユニット１２０のアクチュエータ・アーム１０４の主体面には、長手方向に中央を延びている剛性領域２０２と剛性領域に隣接して長手方向に延びている実質的に平坦な面で形成し、剛性領域よりも厚さの薄い整流領域２００とを備える。整流領域と剛性領域を形成した領域からはバランス開口を取り除いており、アーム・フラッタリングを軽減している。整流領域は、バランス開口に代えてアクチュエータ・アームの重量を軽減する作用も発揮する。【選択図】      図４
2005190619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに回転可能に支持される回転円板形記録媒体と、
前記回転円板形記録媒体にアクセス可能なヘッドと、
前記ヘッドを搭載し、前記ベースに回動可能に支持され、回動方向に広がった主体面を含み、該主体面が長手方向に中央を延びている剛性領域と該剛性領域に隣接して長手方向に延びている実質的に平坦な面で形成され前記剛性領域よりも厚さの薄い整流領域とを備えたアクチュエータ・アームと
を有する回転円板形記憶装置。
【請求項２】
前記整流領域を前記剛性領域の両側に形成した請求項１記載の回転円板形記憶装置。
【請求項３】
前記主体面が第１の主体面と第２の主体面とを含み、前記剛性領域と前記整流領域とを第１の主体面と第２の主体面とに形成した請求項１記載の回転円板形記憶装置。
【請求項４】
前記第１の主体面に形成した整流領域と前記第２の主体面に形成した整流領域とがほぼ平行な請求項３記載の回転円板形記憶装置。
【請求項５】
前記剛性領域が実質的に平坦な面を含み、前記整流領域の厚さが前記剛性領域の厚さに対して３０％〜７０％の範囲である請求項４記載の回転円板形記憶装置。
【請求項６】
前記主体面が、前記剛性領域と前記アクチュエータ・アームの基端部との間に開口部を含む請求項１記載の回転円板形記憶装置。
【請求項７】
前記整流領域が円弧状の境界で前記剛性領域に隣接する請求項１記載の回転円板形記憶装置。  
【請求項８】
前記主体面が、前記整流領域と前記剛性領域の境界に傾斜面を含む請求項１記載の回転円板形記憶装置。
【請求項９】
ベースに回転可能に支持される回転円板形記録媒体と、
前記回転円板形記録媒体にアクセス可能なヘッドと、
前記ヘッドを搭載し、前記ベースに回動可能に支持され、回動方向に広がった主体面を含み、該主体面が長手方向に中央を延びている剛性領域と該剛性領域に隣接して長手方向に延びている実質的に平坦な面で形成され前記剛性領域よりも厚さの薄い整流領域とを備えたアクチュエータ・アームとを有し、
前記アクチュエータ・アームをダイカスト鋳造、押出成形、又は引抜成形で形成したアクチュエータ基材を切削して形成した回転円板形記憶装置。
【請求項１０】
前記アクチュエータ基材が金属で構成され、前記アクチュエータ基材をフライスで切削してアクチュエータ・アームを形成した請求項９記載の回転円板形記憶装置。
【請求項１１】
前記アクチュエータ・アームを形成する際、前記整流領域を形成した後に前記剛性領域を形成する請求項１０記載の回転円板形記憶装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータ基材を、積層した複数のフライスで同時に切削して複数のアクチュエータ・アームを形成する請求項１０記載のアクチュエータ・アームの製造方法。
【請求項１３】
前記複数のアクチュエータ・アームがそれぞれ第１の主体面と第２の主体面とを備え、前記剛性領域と前記整流領域とをそれぞれのアクチュエータ・アームの第１の主体面と第２の主体面とに形成した請求項１２記載の回転円板形記憶装置。
【請求項１４】
前記整流領域がフライスの外形に一致する円弧状の境界で前記剛性領域に隣接する請求項１０記載の回転円板形記憶装置。
【請求項１５】
前記主体面が、前記整流領域と前記剛性領域の境界に前記フライスで切削された傾斜面を含む請求項１４記載の回転円板形記憶装置。
【請求項１６】
前記整流領域の面積が前記整流領域と前記剛性領域の面積を加えた面積の１０％〜７０％の範囲にある請求項９記載の回転円板形記憶装置。
【請求項１７】
前記整流領域を前記剛性領域の長手方向の中心を通る線に対して対称な形状に形成した請求項９記載の回転円板形記憶装置。
【請求項１８】
前記主体面に、前記アクチュエータ・アームの長手方向の基端部側に開口部を形成した請求項９記載の回転円板形記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置又は光磁気ディスク装置といった回転円板形記憶装置においてアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリの振動を抑制する技術に関し、さらに詳細には、回転するディスクの表面に発生した空気流に起因するアクチュエータ・アームのフラッタリングを抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転円板形記憶装置の一例としての磁気ディスク装置は、表面に磁性層が形成されスピンドル軸の廻りで回転するように配置した磁気ディスク、アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリ（以下、ＡＨＳＡという。）、及びデータの転送及び装置の動作を制御する制御ユニットを備える。ＡＨＳＡは、ヘッド・サスペンション・アセンブリ（以下、ＨＳＡという。）とアクチュエータ・アセンブリとで構成する。ＨＳＡは、データの読み取り及び書き込み又はその何れか一方を行うために磁気ディスクにアクセスするヘッド、ヘッドが取り付けられ空気軸受面（以下、ＡＢＳという。）を備えたスライダ、スライダが取り付けられるフレキシャというバネ構造体、及びフレキシャを支持するロード・ビームで構成する。アクチュエータ・アセンブリは、ＨＳＡを支持するアクチュエータ・アーム、ボイス・コイル・モータ（以下、ＶＣＭという。）を構成するボイス・コイル、ボイス・コイルを保持するコイル・サポート、及びピボット軸受ハウジングで構成する。
【０００３】
ヘッド及びスライダで構成するヘッド／スライダは、フレキシャで支持されてピボット運動をしながら、回転する磁気ディスクの表面上を極僅かの高さで浮上して所定のトラック位置に位置付けられ、トラックの追従動作を行うように制御される。各トラックには、サーボ情報が記録されている。制御ユニットは、ヘッドが読み取ったサーボ情報から目的位置と現在位置との誤差を計算し、ＡＨＳＡに修正動作をさせながらヘッドがトラックの中心を浮上するようにＶＣＭを制御する。制御ユニットがヘッドの位置制御をしている間に、振動や衝撃等によりヘッドに予期しない変位が発生すると、所定のトラックに位置付けるまでに必要以上の時間を費やしたり、ヘッドが誤ったトラックにアクセスしてしまったりする。
【０００４】
磁気ディスク装置の記録密度の向上に伴い、ヘッドを所定のトラックに位置付ける際の精度は一層厳しくなってきている。磁気ディスク装置では、磁気ディスクが高速で回転して表面にトラックの回転方向に沿って流れるように発生した空気流をスライダに浮力を得るために利用する。ディスク表面に発生した空気流は、また、ヘッドがデータの読み書きをする間、ＡＨＳＡに衝突して流速の変化を生じる。ＶＣＭで駆動されるアクチュエータ・アームには、通常固有振動が発生しているが、アクチュエータ・アームの周辺で空気流に流速の変化があると固有振動の振幅は増大し、いわゆるアーム・フラッタリングという揺れとなってヘッドの位置制御に影響を与える。
【０００５】
アクチュエータ・アームが振動する際の変位モードには、曲げ（ベンディング）、横揺れ（スウェイ）、及び捻れ（トージョン）等がある。曲げとは、アクチュエータ・アームの磁気ディスクの表面に垂直な方向の変位であり、横揺れとは、アクチュエータ・アームが回動する方向の変位であり、捻れとは、アクチュエータ・アームの長手方向に仮想した中心線を中心に回転する方向の変位である。磁気ディスクの回転数が速くなるほど空気流の速度は速くなりアーム・フラッタリングは大きくなる。また、スタックする磁気ディスクの数、即ち、アクチュエータ・アームの数が多いほどＡＨＳＡ全体が受ける空気流の影響が大きくなり、アーム・フラッタリングも増大する。
【０００６】
近年、トラック・ピッチの急速な狭小化に伴い従来以上にアーム・フラッタリングを防止する必要性が生じてきており、容量増大を図るためにスタックする磁気ディスクの数を増加したり、アクセス速度を向上するために磁気ディスクの回転数を上昇させたりしたこと等も背景にあって、アーム・フラッタリングの防止が重要な課題になってきている。特許文献１及び特許文献２は、空気流の乱れを抑えてアクチュエータ・アームに起因するフラッタリングを抑制する技術を開示する。
【０００７】
図１は、従来のＡＨＳＡ１０の斜視図である。ＡＨＳＡ１０は、ピボット軸受ハウジング１１、コイル・サポート１４、ボイス・コイル１６、及びアクチュエータ・アーム１２ａ〜１２ｄで構成したアクチュエータ・アセンブリと、これに結合されたＨＳＡ１８ａ〜１８ｆとで構成される。図１において、アクチュエータ・アーム１２ａ〜１２ｄを４本積層しており、ヘッドが磁気ディスクにアクセスする際には、各アクチュエータ・アームの間で磁気ディスクが回転している状態になる。最上段に積層したアクチュエータ・アーム１２ａと、最下段に積層したアクチュエータ・アーム１２ｄには、それぞれ１セットずつＨＳＡを結合し、内側に積層したたその他の２本のアクチュエータ・アーム１２ｂ、１２ｃにはそれぞれ２セットずつＨＳＡを結合している。従って、各アクチュエータ・アーム１２ａ〜１２ｄは、それぞれが対向する磁気ディスクの表面に発生した空気流の影響を受けることになる。
【０００８】
各アクチュエータ・アーム１２ａ〜１２ｄには、それぞれ３つのバランス開口５を形成している。バランス開口５は、ピボット軸を中心としたＡＨＳＡ全体の重量バランスを図るために設けている。つまり、ＡＨＳＡの重心をピボット軸上に設定することにより、磁気ディスクに外部から平行移動を伴う衝撃があっても、ＡＨＳＡを回動させないようにして、位置決め精度への影響を小さくしている。重量バランスをとることにより、さらに、ＡＨＳＡの動作特性も良好になる。
【特許文献１】米国特許第５４４６６１２号公報
【特許文献２】米国公開第２００３−１６４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のように構成したアクチュエータ・アーム１２ａ〜１２ｄは、ピボット軸受ハウジング１１に一端を固定した片持ち構造になっているため、アーム・フラッタリングが生ずると、ＨＳＡ１８ａ〜１８ｆの先端部に取り付けたヘッド／スライダに対して振動を伝達する。図２は、図１に示したアクチュエータ・アーム１２ｂのＡ−Ａ断面を模式的に描いた図である。図２において、上表面６１、下表面６３はアクチュエータ・アーム１２ｂが磁気ディスクの表面に対向する表面である。内側面６５、外側面６７はアクチュエータ・アセンブリの回動方向におけるアーム形状を形作る面であり、内側面６５はＡＨＳＡ１０を実装したときにスピンドル軸に近い方の面である。
【００１０】
図２に示す矢印Ｄは磁気ディスクの回転方向であり、矢印Ｄの方向に沿って発生した空気流Ｗ１及び空気流Ｗ２は、アクチュエータ・アーム１２ｂの上表面６１及び下表面６３からある程度離れていれば整流となって流れる。一方、アクチュエータ・アーム１２ｂの上表面６１及び下表面６３に接近して流れる空気流は、アクチュエータ・アーム１２ｂの内側面６５に衝突し、さらに、外側面６７の部分では急速な気圧の変化によって流速が変化し渦流又は乱流を生ずる。
【００１１】
開口部５において空気流は、流速の変化を伴って反対面側に抜ける空気流Ｗ４及び空気流Ｗ５となったり、開口縁６で渦流Ｗ３及び渦流Ｗ６となって、アクチュエータ・アーム１２ｂの上表面６１と下表面６３の不定位置に圧力差を発生させたりする。開口部５で発生した乱流は、内側面６５及び外側面６７で生じた乱流と相俟ってアクチュエータ・アーム１２ｂの固有振動の振幅を増幅し、アーム・フラッタリングをもたらす。
【００１２】
そこで本発明の目的は、ＡＨＳＡを構成するアクチュエータ・アームのアーム・フラッタリングを抑制し、ヘッドの制御特性を向上した回転円板形記憶装置を提供することにある。さらに本発明の目的は、製作の容易なアーム・フラッタリングの抑制構造を備えたアクチュエータ・アームを実装した回転円板形記憶装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の原理は、アクチュエータ・アームからアーム・フラッタリングの原因になっている開口部を除去し、重量が増大した分をアクチュエータ・アームの端部で生じていた流速変化を軽減する構造を備えた整流領域を形成して補うと共に中央に剛性領域を形成して剛性を維持するという構造にある。
【００１４】
本発明の第一の態様は、ベースに回転可能に支持される回転円板形記録媒体と、前記回転円板形記録媒体にアクセス可能なヘッドと、前記ヘッドを搭載し、前記ベースに回動可能に支持され、回動方向に広がった主体面を含み、該主体面が長手方向に中央を延びている剛性領域と該剛性領域に隣接して長手方向に延びている実質的に平坦な面で形成され前記剛性領域よりも厚さの薄い整流領域とを備えたアクチュエータ・アームとを有する回転円板形記憶装置を提供する。
【００１５】
アクチュエータ・アームの主体面は、回動方向に広がって回転円板形記録媒体に対向しており、回転により発生した空気流が表面を流れる。しかし、主体面においては剛性領域がアクチュエータ・アームの長手方向に中央を延びておりバランスのよい剛構造になっている。さらに、整流領域が剛性領域に隣接して長手方向に延びているために、空気流がアクチュエータ・アームの側面に衝突することによる流速の変化を軽減することができる。整流領域は、剛性領域よりも厚さが薄く、アクチュエータ・アーム全体の重量を軽減する役割も果たす。従って、本発明のアクチュエータ・アームにはバランス開口を設けてアクチュエータ・アセンブリ全体の重量バランスを図る必要がない。
【００１６】
整流領域を剛性領域の両側に形成すると、捻れ方向においてアクチュエータ・アームの重量と剛性がそれぞれにおいてバランスがとれて都合がよい。また剛性領域と整流領域を第１の主体面と第２の主体面の双方に形成すれば、アクチュエータ・アームを積層した２枚の回転円板形記録媒体の間に配置する場合にいずれの主体面もアーム・フラッタリングを抑制する効果を発揮する。第１の主体面に形成した整流領域と第２の主体面に形成した整流領域とがほぼ平行になるように構成することにより、整流領域を傾斜させたり複数の厚さを含んだ平坦面として構成したりするよりも加工を容易にすることができる。このとき剛性領域が実質的に平坦な面を含んでいるときに、整流領域の厚さを剛性領域の厚さに対して３０％〜７０％の範囲にすると、加工上も剛性領域と整流領域のバランス上も都合がよい。
【００１７】
さらに、整流領域の形成だけでは、重量バランスをとることができない場合は剛性領域とアクチュエータ・アームの基端部との間に開口部を形成するとよい。アクチュエータ・アームの基端部は、ピボット軸受ハウジングに近いため回動方向に幅広で剛性も高いため開口部を形成してもアーム・フラッタリングへの影響は小さい。整流領域が円弧状の境界で剛性領域に隣接すると、アクチュエータ・アームが特に流速の速いトラックの外周側に移動したとき、空気流が円弧に沿って流れアーム・フラッタリングの抑制に一層の効果がある。さらに、円弧状の境界は、アクチュエータ・アームの基端部側に肉厚部を多く残すことができ、剛性を高めるのに都合のよい形状である。整流領域と剛性領域の境界に傾斜面を形成すると、整流領域から剛性領域に空気流が大きな流速の変化をすることなく流れることができる。
【００１８】
本発明の第２の態様は、ベースに回転可能に支持される回転円板形記録媒体と、前記回転円板形記録媒体にアクセス可能なヘッドと、前記ヘッドを搭載し、前記ベースに回動可能に支持され、回動方向に広がった主体面を含み、該主体面が長手方向に中央を延びている剛性領域と該剛性領域に隣接して長手方向に延びている実質的に平坦な面で形成され前記剛性領域よりも厚さの薄い整流領域とを備えたアクチュエータ・アームとを有し、前記アクチュエータ・アームをダイカスト鋳造、押出成形、又は引抜成形で形成したアクチュエータ基材を切削して形成した回転円板形記憶装置を提供する。
【００１９】
本発明に係るアクチュエータ・アームの剛性領域と整流領域は、アクチュエータ・アームをダイカスト鋳造等で成型したアクチュエータ基材を、フライスで切削することにより形成するのに適した構造である。アクチュエータ基材として金属を選択し、フライスで切削することによりアクチュエータ・アーム・ユニットを一体に形成することができる。フライスにより最初に整流領域を削り、つぎに剛性領域を形成するのと同時にアクチュエータ・アームを削り出す手順を踏むことにより、製作工程の容易化を図ることができる。フライスによる削り跡は、剛性領域と整流領域との間に円弧状の境界となり、さらに、境界に設ける傾斜面となるので都合がよい。さらに整流領域の面積が、整流領域の面積と剛性領域の面積を加えた面積に対して１０％〜７０％になるようにすると効果を発揮することができ、好ましくは、３０％〜７０％にするとアクチュエータ・アームの軽量化と剛性の維持を図るのに適した構造になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、ＡＨＳＡを構成するアクチュエータ・アームのアーム・フラッタリングを抑制し、ヘッドの制御特性を向上した回転円板形記憶装置を提供することができた。さらに本発明により、製作が容易なアーム・フラッタリングの抑制構造を備えたアクチュエータ・アームを実装した回転円板形記憶装置を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［磁気ディスク装置の説明］
図３を参照して、本発明の実施の形態に係る磁気ディスク装置を説明する。本明細書及び図面を通じて、同一の構成要素には同一の参照番号を付して説明する。
図３は、磁気ディスク装置２０の概略の構成を示す平面図である。回転円板形記憶装置の一例である磁気ディスク装置２０は、ディスク・エンクロージャのベース２４に様々な構成要素が取り付けられている。回転円板形記録媒体の一例である磁気ディスク２２は、表面に磁性層が形成された記録面を両面に備え、下部に設けたスピンドル・モータ（以後、ＳＰＭという。）を構成するハブに取り付けられてスピンドル軸２６の廻りを回転する。本実施の形態においては、磁気ディスク２２は５枚平行に積層されているが、本発明において磁気ディスクの数は５枚に限定するものではなく、また、磁気ディスクの積層枚数が多いほど一般にアーム・フラッタリングは大きくなるので本発明は有効に作用する。
【００２２】
磁気ディスク装置２０は、磁気ディスク２２の外周近辺にランプ３０を備えたロード／アンロード方式を採用するが、コンタクト・スタート・ストップ（以下、ＣＳＳという。）方式を採用してもよい。ＡＨＳＡ１００は、ＨＳＡ１０２、アクチュエータ・アーム１０４、コイル・サポート１０６、ピボット軸受ハウジング１１６、及びコイル・サポート１０６が保持するボイス・コイル１０８を含んで構成している。ＡＨＳＡ１００は、ベース２４にピボット軸１１０とピボット・カートリッジとを介してＡ１方向とＢ１方向に回動可能に取り付けられる。アクチュエータ・アーム１０４とコイル・サポート１０６とピボット・カートリッジの取り付け部分となるピボット軸受ハウジング１１６は一体に成型されている。
【００２３】
ＨＳＡ１０２はアクチュエータ・アーム１０４に取り付けられるロード・ビーム１１２とロード・ビームに取り付けられるフレキシャ１１４とを含んで構成し、ロード・ビーム１１２の先端部にはマージ・リップ２８又はタブを設けている。フレキシャ１１４にはヘッド／スライダ（図示せず。）が取り付けられている。ヘッド／スライダは、ヘッドとヘッドが取り付けられたスライダで構成される。ヘッドは、データの再生を行う再生ヘッドとデータの記録を行う記録ヘッドで構成するが、記録ヘッドと再生ヘッドを共用するタイプのものを採用することができる。
【００２４】
さらに、本発明は、記録ヘッド又は再生ヘッドのみを備える記録専用又は再生専用の磁気ディスク装置に適用することも可能である。スライダには、磁気ディスク２２に対向する面に、回転する磁気ディスク２２の表面に発生する空気流から浮力を受けるＡＢＳを形成しており、ヘッド／スライダはＡＢＳの作用により記録面上に僅かの間隙を保って浮上することができる。ヘッド／スライダは、ＡＢＳが磁気ディスク２２の記録面に対向するようにフレキシャに取り付けられている。ロード・ビーム１１２はヘッド／スライダを磁気ディスク２２の記録面に押しつける方向の圧力（押付荷重）を生成し、押付荷重とＡＢＳが受ける浮力とがバランスして浮上高さが画定する。
【００２５】
ＡＨＳＡ１００の後端部には、ボイス・コイル１０８を保持するコイル・サポート１０６を設けている。さらにコイル・サポート１０６を上から覆うように上部側のボイス・コイル・ヨーク３２がベース２２から支持されて配置されている。ボイス・コイル・ヨーク３２に対向するように、下部側の別のヨーク（図示せず。）をベース２４の上に設けて１対のヨークを構成し、下部側のヨークにはボイス・コイル・マグネット（図示せず。）を取り付けて、上部側のヨークとの間にヨーク・ギャップを形成している。ボイス・コイル・マグネットは上部側と下部側のヨークのいずれか一方又は双方に取り付けてもよい。
【００２６】
１対のヨークとボイス・コイル・マグネットはボイス・コイル磁気回路を構成し、ボイス・コイル磁気回路とボイス・コイル１０８がＶＣＭを構成する。ヨークとボイス・コイル・マグネットが形成するヨーク・ギャップの磁界の中にボイス・コイル１０８を配置して電流を流し、電流の方向及び大きさを制御すことによりＡＨＳＡ１００をＡ１方向又はＢ１方向に制御された速度及び加速度で回動させることができる。
【００２７】
ボイス・コイル・ヨーク３２の下部には、それぞれゴム等の弾性体を含んで形成されたアウター・クラッシュ・ストップ３４とインナー・クラッシュ・ストップ３６とをベース２４又は下部側ヨークから立設するように取り付けている。アウター・クラッシュ・ストップ３４とインナー・クラッシュ・ストップ３６とは、ＡＨＳＡ１００の最大回動範囲を制限する制限部材として機能する。アウター・クラッシュ・ストップ３４は、ヘッド／スライダが磁気ディスク２２の外側に回動する方向（Ａ１方向）を制限し、インナー・クラッシュ・ストップ３６は、ヘッド／スライダがスピンドル軸２６に向かって回動する方向（Ｂ１方向）を制限する。ランプ３０は、平坦面と斜面とを組み合わせて形成し、磁気ディスク２２の回転が停止してＡＢＳの浮力が消失する前に各面をマージ・リップ２８が摺動してヘッド／スライダを退避させることができるようになっている。
【００２８】
［アクチュエータ・アーム・ユニットの説明］
図４は、図３において説明したＡＨＳＡ１００を構成するアクチュエータ・アーム・ユニット１２０の斜視図である。図５は、図４のＢ−Ｂ断面を示す図である。アクチュエータ・アーム・ユニット１２０は、アクチュエータ・アーム１０４ａ〜１０４ｆ、ピボット軸受ハウジング１１６、及びコイル・サポート１０６で構成している。６本のアクチュエータ・アーム１０４ａ〜１０４ｆは、ピボット軸受ハウジング１１６から相互に分離した積層構造になっている。ピボット開口１２４にはピボット・カートリッジを挿入し、ＡＨＳＡ１００がＶＣＭの駆動力でピボット軸１１０の廻りを回動できるようになっている。
【００２９】
５枚積層した磁気ディスク２２ａ〜２２ｅは、記録面が全体で１０面あるためアクチュエータ・アーム１０４ａ〜１０４ｆには、各記録面に対応するようにＨＳＡ１０２を１０セット設けている。ヘッドが磁気ディスク２２の記録面にアクセスするときは、５枚の磁気ディスク２２ａ〜２２ｅが各アクチュエータ・アーム１０４ａ〜１０４ｆの間に存在する状態になる。ＨＳＡ１０２は、最上段に積層したアクチュエータ・アーム１０４ａと、最下段に積層したアクチュエータ・アーム１０４ｆにはそれぞれ１セットずつ取り付け、内側に積層したその他の４本のアクチュエータ・アーム１０４ｂ〜１０４ｅには２セットずつ取り付ける。各アクチュエータ・アーム１０４ａ〜１０４ｆの先端側にはＨＳＡ１０２をスウェージ加工で結合するスウェージ開口１２２を設けている。
【００３０】
各アクチュエータ・アーム１０４は、回動方向に広がった主体面である上表面と下表面を有しており、上表面と下表面にそれぞれ剛性領域２０２と整流領域２００ａ、２００ｂを形成している。主体面とは、アクチュエータ・アーム１０４の磁気ディスクに対向する面ということもできる。剛性領域２０２は、アクチュエータ・アームの上表面と下表面との間の厚さが厚い領域で、ピボット開口１２４の中心とスウェージ開口１２２の中心を結ぶ長手方向の仮想中心線にその中心が一致するように形成しており、主としてアクチュエータ・アーム１０４の剛性を維持する役割を担う。ただし、本発明の範囲には、剛性領域の中心線と仮想中心線とが一致しないものも含む。整流領域２００ａ、２００ｂは、剛性領域２０２よりも上表面と下表面との間の厚さが薄い領域で、主としてアクチュエータ・アーム１０４の重量を軽減し、空気流の流速変化を軽減する役割を担う。ここで、アクチュエータ・アームのスウェージ開口１２２側を先端部といい、ピボット開口１２４側を基端部ということにする。
【００３１】
本実施の形態では、整流領域２００ａ、２００ｂを剛性領域２０２の両側に長手方向の中心線に対して対称な形状になるように形成している。しかし、本発明の範囲には、剛性領域の両側に非対称の整流領域を形成するものや、剛性領域の片側にだけ形成するものも含む。整流領域２００ａ、２００ｂは、境界２０４ａ、２０４ｂで剛性領域２０２に隣接し、アクチュエータ・アームの横端部２０６ａ、２０６ｂまで長手方向に延びるように形成する。また、境界２０４ａ、２０４ｂには、傾斜面２１０ａ、２１０ｂ（図６参照）を形成している。ここに、剛性領域２０２とは整流領域と剛性領域の境界２０４ａ、２０４ｂの最も基端部寄りの位置を結んだ仮想線２０８と、最も先端部寄りの位置を結んだ仮想線２０９の間にある肉厚部分と定義する。また、整流領域を剛性領域の片側に設ける形態の場合は、剛性領域は長手方向において整流領域に隣接する領域と定義する。整流領域２００とはアクチュエータ・アーム１０４の主体面に剛性領域に隣接するように横端部まで形成し、剛性領域よりも厚さの薄い領域と定義する。
【００３２】
本実施の形態では、整流領域２００と剛性領域２０２には、バランス開口を設けていないが、整流領域２００の厚さを剛性領域２０２の厚さに比べて薄くすることで、ＡＨＳＡ全体の重量バランスをとっている。整流領域２００ａ、２００ｂの面積は、整流領域２００ａ、２００ｂの面積と剛性領域２０２の面積を加えた面積に対して１０％〜７０％になるようにすると効果を発揮し、好ましくは３０％〜７０％にすると、アクチュエータ・アーム１０４の軽量化と剛性の維持を図るのに適している。本実施の形態では、剛性領域２０２及び整流領域２００ａ、２００ｂは実質的に平坦な面で、製作を容易にするため上表面側と下表面側とで平行になっている。実質的に平坦な面とは、加工上の理由で多少の凹凸があってもよいことを意味する。整流領域２００の厚さを剛性領域２０２の厚さの３０％〜７０％の範囲で選択すると、重量バランスやアーム・フラッタリングを抑制する上で特に効果的である。しかし、本発明は、整流領域２００を横端部２０６から剛性領域２０２まで傾斜するように構成してもよく、また、整流領域内において剛性領域よりも薄い範囲で段差がつくように厚さに変化をつけてもよい。
【００３３】
厚さの薄い整流領域２００ａ、２００ｂを形成するだけでアクチュエータ・アーム・ユニット１２０又はＡＨＳＡ１００の重量バランスをとることができない場合は、補助的にバランス開口１１８を設けてもよい。バランス開口１１８は、長手方向の中心線上において、上表面から下表面まで貫通しており、仮想線２０８で画定される剛性領域２０２よりも基端部側に設けている。アクチュエータ・アームの基端部側は、ピボット軸受ハウジング１１６に連なる部分で幅広に形成しており、剛性も高いためバランス開口１１８を設けてもアーム・フラッタリングへの影響が少なく、重量バランス上の利点を受けることができる。しかし、本発明の範囲には、整流領域２００ａ、２００ｂをさらに基端部側に延ばしたりその形状を変更したりして厚さの薄い領域を拡大しバランス開口を全く設けない構造にすることまでも含んでいる。
【００３４】
整流領域２００ａと２００ｂを長手方向の中心線に対して対称な形状に形成すると、中心線を挟んだ両側の質量が均一になり、アクチュエータ・アーム１０４の捻れに対する振動特性を悪化させない。本実施の形態においては整流領域と剛性領域との境界２０４ａ、２０４ｂを円弧状に形成しており、その形状は後述するようにアーム・フラッタリングの抑制に効果的であると共に、加工が極めて容易であるという利点がある。さらに、円弧状の境界は、アクチュエータ・アームの基端部側において剛性領域の面積を拡大して剛性を向上させるのに適した形状でもある。バランス開口１１８を設ける場合は、バランス開口の最も近い縁との距離を長くして剛性を維持するのに適した形状でもある。
【００３５】
アクチュエータ・アーム１０４ａ〜１０４ｆは、磁気ディスク２２ａ〜２２ｅの面に直交する方向の力に対してピボット軸１１０による片持ち梁の剛構造モデルを想定した固有振動数を想定できる。一般に片持ち梁の固有振動数は先端部の質量が小さいほど、またバネ剛性が大きいほど高くなる。固有振動数の上昇は振幅の減少に繋がる。従って、アクチュエータ・アーム１０４ａ〜１０４ｆは、整流領域２００ａ、２００ｂの円弧状の境界２０４ａ、２０４ｂ同士が重なり、剛性領域２０２が基端部側と先端部側に分断しないように形成する必要がある。アクチュエータ・アーム１０４ａ〜１０４ｆの先端部側でスウェージ開口１２２周辺は、ＨＳＡ１０２の取り付け精度を確保するために剛性領域２０２より少し薄くなっているが、固有振動数を下げるような影響はない。
【００３６】
［整流領域と剛性領域における空気流の動き］
図６は、図４、図５に示したアクチュエータ・アーム１０４ｂの整流領域２００a、２００ｂ及び剛性領域２０２の作用を説明する図である。アクチュエータ・アーム１０４ｂは、仮想中心面２１２に対して上表面と下表面を対称に形成しているので、上表面にだけ参照番号を付して説明するが、下表面及び他のアクチュエータ・アームについても同様に理解してよい。磁気ディスク２２ａ、２２ｂの矢印Ｄ方向への回転によって発生するアクチュエータ・アーム１０４ｂの上表面の空気流Ｗ１１、下表面の空気流Ｗ１２はそれぞれ、横端部２０６ａから横端部２０６ｂへ、即ち、図の左から右へと移動する。アクチュエータ・アーム１０４ｂにおいて剛性領域２０２と整流領域２０２ａ、２０２ｂにはバランス開口を設けていないため、図２を参照して説明したようなバランス開口に起因した乱流は発生しない。図６において、流速の変化による乱流の発生個所は、横端部２０６ａ、２０６ｂ、傾斜面２１０ａ、２１０ｂになるが、傾斜面２１０ａ、２１０ｂは、空気流Ｗ１１に対して直交している横端部２０６ａ、２０６ｂに比べて、流速の変化が少なく乱流を起こしにくい構造である。
【００３７】
さらに、図２の従来のアクチュエータ・アームと比較すると、整流領域２００の厚さが剛性領域２０２の厚さの３０％から７０％であることから横端部２０６ａが空気流に直交する部分の面積が低減し、空気流から受ける力も低下している。乱流によるアクチュエータ・アーム１０４ｂに作用する力の変動の大きさは、空気流によって受ける力に大まかに比例すると考えられ、アクチュエータ・アーム１０４ｂが空気流により受ける力は、ピボット軸１１０を中心とした回転トルクの変動となって現れる。アクチュエータ・アーム１０４ｂに作用する回転トルクは、ピボット軸１１０からの距離に比例することからピボット軸１１０に近い基端部側にバランス開口１１８を設けると、そこに乱流が発生したとしても先端部側にバランス開口を設けた場合よりも影響は小さい。一方ピボット軸１１０から遠い先端部側には、バランス開口を設けていないので、空気流はアクチュエータ・アーム１０４に対して大きなトルクの変動を与えない。
【００３８】
図７は、高速回転する磁気ディスク２２によって発生する空気流の、アクチュエータ・アーム１０４ｂに形成した円弧状の境界２０４ａ、２０４ｂを持つ整流領域２００における動きを説明する図である。図６では、断面図により空気流がアクチュエータ・アーム１０４ｂの横端部２０６ａ及び傾斜面２１０ａに対して衝突する状態を説明したが、図７では磁気ディスク２２ａと２２ｂから発生した空気流の影響を受けるアクチュエータ・アーム１０４ｂについて平面的な空気流の動きを説明する。他のアクチュエータ・アームについても同様に考えてよい。
【００３９】
回転する磁気ディスク２２の表面に発生する空気流は、磁気ディスクの円周方向、即ち、トラック方向に移動する。図７に示すように、アクチュエータ・アーム１０４ｂを磁気ディスク２２の外周トラック側に移動させるに従って、磁気ディスク２２ａで発生した空気流Ｗ１３は横端部２０６に対し入射角を小さくして斜めに流入することになる。空気流は横端部２０６ａから整流領域２００ａに向かう成分と、横端部２０６ａとの衝突によって磁気ディスク２２のスピンドル軸２６側に曲がる成分とに別れると考えられる。
【００４０】
図６に示したように横端部２０６ａから整流領域２００ａに向かった空気流は、境界２０４ａに衝突して傾斜面２１０ａに沿って曲がる成分と、剛性領域２０２を乗り越える成分に分かれると考えられる。本実施の形態に係るアクチュエータ・アーム１０４ｂの整流領域２００ａは、剛性領域との間に円弧状の境界２０４ａを備えており、境界２０４ａに形成した傾斜面２１０ａに衝突して曲がる空気流の成分は、円弧状の境界に沿って移動していくことができる。この傾向は、アクチュエータ・アーム１０４が、空気流の速度が速い磁気ディスク２２の外周トラックに近づくほど顕著になりアーム・フラッタリングを抑制するのに適した構造といえる。
【００４１】
また剛性領域２０２を乗り越える空気流の成分であっても、傾斜面２１０ａを斜めに上がる格好になるため、加工した傾斜面の角度よりも小さい角度、即ち、緩やかな斜面を乗り越えていくことになり、空気流の流速変化が小さくなる。剛性領域２０２から整流領域２００ｂに移動していく空気流も、加工した傾斜面の角度より緩やかな角度で、かつ、円弧状の境界２０４ｂに沿って整流領域２０２ｂに降りていき空気流の流速の変化が小さい。このように剛性領域２０２との間に円弧状の境界２０４を有する整流領域２００は、空気流が方向転換する際に発生する速度の変化を小さくして乱流の発生を防ぐことができる。
【００４２】
［アクチュエータ・アーム・ユニットの製作方法］
本実施の形態に係るアクチュエータ・アーム・ユニット１２０は、６本のアクチュエータ・アーム１０４ａ〜１０４ｆ、ピボット軸受ハウジング１１６、コイル・サポート１０６を一体に加工する。これは磁気ディスク装置の記憶容量の増加に伴い複数のディスクを重ねたディスク・スタックに適応するためである。アクチュエータ・アーム・ユニット１２０の材料としてはアルミニウムが一般に用いられる。アルミニウムは、ダイカスト鋳造の後に機械加工仕上げを加えてアクチュエータ・アーム・ユニットを製作するのに適している。また、アクチュエータ・アーム・ユニットに硬質のプラスチック材料を使用して、押出成形又は引抜成形等をした後に機械加工仕上げを加えて製作してもよい。本実施の形態では、最初に、ピボット軸１１０の軸長方向に連続した外形形状でアルミニウムのダイカスト鋳造を行って、棒状のアクチュエータ基材を形成する。
【００４３】
成形した棒状のアクチュエータ基材は、最初に外形加工をした後、高精度を要する複数のアクチュエータ・アーム１０４を同時に切削する。小さな部品であるが長く薄いアクチュエータ・アーム１０４をピボット軸受ハウジング１１６と一体にしたままの加工であるので熱歪の影響がでないようにする必要がある。そこで最初に一次工程として、ギャング・カッターと称する複数の薄刃フライスを精度よく並べ、隣接したアクチュエータ・アーム１０４の形状において、相互の間隔の大きい整流領域２００を傾斜面２１０と共に形成するために、アクチュエータ基材を片側ずつ切削する。このとき、左右同時に切削することもできる。一次工程の時には基材が充分にあるため熱の発散も充分であり、比較的重切削が可能となる。その意味で整流領域２００を先に切削することは有効である。
【００４４】
薄刃フライスの切削跡はそのまま境界２０４ａ、２０４ｂ及び傾斜面２１０ａ、２１０ｂとなる。整流領域の形成という一次工程により、二次工程以降において切削負荷を少なくして基材に対する加工加熱を少なくすることができる。隣接したアクチュエータ・アーム１０４を離間し、かつ剛性領域を形成するために、加工熱が平均に伝わる方向を選ぶ必要がある。そこで外径のそれぞれ違うギャング・カッターで長手方向の中心線に沿って、先端側のスェージ・ホールの側から数回に渡って切削し、アクチュエータ・アーム１０４を形成する。その後必要に応じてバランス開口１１８、スウェージ開口１２２の形成、及び仕上げ加工等を施す。バランス開口１１８等は、アクチュエータ基材として形成してもよい。このように本実施の形態に係るアクチュエータ・アーム・ユニット１２０は、円弧状の境界２０４で剛性領域２０２に隣接する整流領域２００を有するために、従来のバランス開口を梯子状に設ける形態に比べてもそれほど加工が複雑にならないという利点がある。
【００４５】
［他の実施形態］
図８は本発明の他の実施形態に係るアクチュエータ・アーム・ユニット３００の平面図である。アクチュエータ・アーム３０２の主体面には、長手方向に沿って中央部に剛性領域３０６を設け、さらに剛性領域３０６の両側に隣接し長手方向に沿って整流領域３０４ａ、３０４ｂを設けている。また、図８の裏側に相当する主体面にも同様に整流領域３０４と剛性領域３０６を設けている。整流領域３０４と剛性領域３０６は実質的に平坦な面で形成し、表の主体面に形成した整流領域３０４及び剛性領域３０６と裏の主体面に形成した整流領域３０４及び剛性領域３０６はそれぞれほぼ平行になっている。整流領域３０４の厚さは剛性領域３０６の厚さの３０％〜７０％になっている。本実施の形態においても、整流領域３０４ａ、３０４ｂの面積は、整流領域３０４ａ、３０４ｂの面積と剛性領域３０６の面積を加えた面積に対して１０％〜７０％になるようにすると、アクチュエータ・アームの軽量化と剛性の維持を図ることができる。
【００４６】
本実施の形態に係るアクチュエータ・アーム・ユニット３００では、バランス開口を設けないで、整流領域と剛性領域との境界３０８ａ、３０８ｂを直線的に形成している。境界には、傾斜面を設けてもよい。バランス開口を設けないので、整流領域３０４ａ、３０４ｂは図４で示した実施形態よりも長手方向に沿って基端部側に延ばし、重量バランスを図っている。このような形状の境界を有する整流領域は、ダイカスト鋳造や機械加工で形成することができるが、円弧状の境界に比べて一般に加工することが難しい。しかし、バランス開口を除去してアーム・フラッタリングを抑制し、かつ、軽量化と空気流の流速変化を低減するという効果があり、このような形状の整流領域を備えるアクチュエータ・アームも本発明の思想に含んでいる。
【００４７】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】従来のアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリの斜視図である。
【図２】図１に示したＡＨＳＡのバランス開口における空気流の動きを説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る磁気ディスク装置の概略の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るアクチュエータ・アーム・ユニットの斜視図である。
【図５】図４に示したアクチュエータ・アーム・ユニットのＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るアクチュエータ・アームの整流領域と剛性領域における空気流の動きを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るアクチュエータ・アームの整流領域と剛性領域における空気流の動きを示す図である。
【図８】本発明に係るアクチュエータ・アームの他の実施の形態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４９】
２０  磁気ディスク装置
２２  磁気ディスク
２４  エンクロージャのベース  
２６  スピンドル軸
２８  マージ・リップ
３０  ランプ          
３２  ボイス・コイル・ヨーク
３４  アウター・クラッシュ・ストップ
３６  インナー・クラッシュ・ストップ
１００  アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリ（ＡＨＳＡ）
１０２  ヘッド・サスペンション・アセンブリ（ＨＳＡ）
１０４、３０２  アクチュエータ・アーム
１０６  コイル・サポート
１０８  ボイス・コイル
１１０  ピボット軸
１１２  ロード・ビーム
１１４  フレキシャ
１１６  ピボット軸受ハウジング
１１８  バランス開口
１２０、３００  アクチュエータ・アーム・ユニット
１２２  スウェージ開口
１２４  ピボット開口
２００、３０４  整流領域
２０２、３０６  剛性領域
２０４、３０８  整流領域と剛性領域の境界
２０６  アクチュエータ・アームの横端部
２０８、２０９  仮想線
２１０  傾斜面
２１２  仮想中心面
【図１】
2005190619.tif 000003
【図２】
2005190619.tif 000004
【図３】
2005190619.tif 000005
【図４】
2005190619.tif 000006
【図５】
2005190619.tif 000007
【図６】
2005190619.tif 000008
【図７】
2005190619.tif 000009
【図８】
2005190619.tif 000010