(57)【要約】【課題】アンローディング時におけるスライダとディスクとの衝突を防止するアクチュエータのサスペンション組立体を提供する。【解決手段】本発明のサスペンション組立体は、先端付近にディスク１２０側に突出したディンプル１４５を備えるロードビーム１４１と、ロードビーム１４１に結合された後端部からその長手方向に沿って前方側に延び、ディンプル１４５と接触可能な第１面とスライダ１４９を支持する第２面とを有するフレクシャ１４３と、対向するロードビーム１４１とフレクシャ１４３とを着脱させ、スライダ１４９を備えるフレクシャ１４３の剛性を選択的に変化させる着脱型リミッタ１５０とを備える。リミッタ１５０は、アンローディング中はロードビーム１４１とフレクシャ１４３とを付着させてスライダ１４９の振動を抑制し、ローディング中はロードビーム１４１とフレクシャ１４３とを脱着可能にしてスライダ１４９の振動を許容する。【選択図】図２
2007188627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
読み取り／書き込みヘッドが搭載されたスライダをディスクの表面側に付勢するように支持するハードディスクドライブ用のアクチュエータのサスペンション組立体において、
前記アクチュエータに備えられたスイングアームの端部に結合されて前記スイングアームの長手方向に沿って延び、先端付近には前記ディスク側に突出したディンプルが設けられたロードビームと、
前記ロードビームに結合された後端部から前記ロードビームの長手方向に沿って前方側に延び、前記ディンプルと接触可能な第１面と前記スライダを支持する第２面とを有するフレクシャと、
対向する前記ロードビームと前記フレクシャとを着脱させて、前記スライダが装着されたフレクシャの剛性を選択的に変化させる着脱型リミッタと、
を備え、
前記リミッタは、
前記ディスクの外郭側に移動するアンローディング中は、前記ロードビームと前記フレクシャとを付着させて前記スライダの振動を抑制し、
前記ディスク上に位置するローディング中は、前記ロードビームと前記フレクシャとを脱着可能にして前記スライダの振動を許容することを特徴とする、サスペンション組立体。
【請求項２】
前記リミッタは、静電気的、電磁気的、または機械的方式のうちから選択された一つの方式を利用して、前記ロードビームと前記フレクシャとを着脱させることを特徴とする、請求項１に記載のサスペンション組立体。
【請求項３】
前記リミッタは、
対向する位置に配置された前記ロードビーム側の第１プレートおよび前記フレクシャ側の第２プレートと、
前記第１プレートと第２プレートとに対して逆極性の電荷を供給する電源供給部と、
を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のサスペンション組立体。
【請求項４】
前記ロードビームには、前記第１プレートを支持するサポートアームが結合され、
前記サポートアームは、前記ロードビームに固定された固定端部および前記第１プレートが付着された自由端部を有することを特徴とする、請求項３に記載のサスペンション組立体。
【請求項５】
前記サポートアームは、弾性部材からなることを特徴とする、請求項４に記載のサスペンション組立体。
【請求項６】
前記第２プレートは、前記フレクシャの前記第１プレートと対向する対向面に直接結合されていることを特徴とする、請求項３に記載のサスペンション組立体。
【請求項７】
前記電源供給部は、
所定の直流電圧を提供する静電圧源と、
前記静電圧源と前記第１プレートおよび前記第２プレートとの間に設けられた電源を選択的に連結または遮断するスイッチング素子と、
を備えることを特徴とする、請求項３に記載のサスペンション組立体。
【請求項８】
前記第１プレートの前記第２プレートに対する対向面には、絶縁フィルムが形成されることを特徴とする、請求項３に記載のサスペンション組立体。
【請求項９】
前記第２プレートと前記フレクシャとの間には、絶縁フィルムが介在することを特徴とする、請求項３に記載のサスペンション組立体。
【請求項１０】
前記スライダのアンローディング中に前記ディンプルを介して接触していた前記ロードビームと前記フレクシャとの分離が感知されたとき、前記ロードビームと前記フレクシャとを付着させるために前記リミッタにオン信号を出力する制御部を備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のサスペンション組立体。
【請求項１１】
前記ロードビームと前記フレクシャとの間には、電気抵抗を測定するための所定の検出電圧が印加され、
前記電気抵抗の変化に基づいて、前記ロードビームと前記フレクシャとの接触の有無が感知されることを特徴とする、請求項１０に記載のサスペンション組立体。
【請求項１２】
所定の内部空間を形成するベース部材およびカバー部材と、前記内部空間に受容されるスピンドルモータ、アクチュエータおよびパーキングランプと、前記スピンドルモータに装着された少なくとも１つのディスクを備えたハードディスクドライブにおいて、
前記アクチュエータは、
アクチュエータピボットに回転自在に結合されたスイングアームと、
前記スイングアームに結合され、請求項１〜１１のうちいずれかに記載のサスペンション組立体と、
を備えることを特徴とする、ハードディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ；以下、「ＨＤＤ」という。）のアクチュエータのサスペンション組立体に関し、さらに詳細には、データの記録／再生のための読み取り／書き込みヘッドを備えるサスペンション組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの情報記録装置の１つであるＨＤＤは、読み取り／書き込み（リード／ライト）ヘッドを使用してディスクに／からデータを記録／再生する装置である。このようなＨＤＤには、読み取り／書き込みヘッドをディスク上の所定位置に移動させるためのアクチュエータが設けられ、アクチュエータの先端には、読み取り／書き込みヘッドを備えたサスペンション組立体が設けられる。
【０００３】
図１に、従来のサスペンション組立体４０の垂直断面構造が示す。図１に示すように、サスペンション組立体４０は、先端にリフトタップ４７が設けられたロードビーム４１と、読み取り／書き込みヘッドを備えるスライダ４９を支持するフレクシャ４３とを備える。ロードビーム４１には、フレクシャ４３に向かって凸状に突出したディンプル４５が設けられており、ロードビーム４１とフレクシャ４３とは、ディンプル４５において相互接触する。
【０００４】
スライダ４９は、高速回転されるディスク２０上で所定の空気流れを誘導することによって浮力を発生させ、スライダ４９に設けられた読み取り／書き込みヘッドは、ディスク２０から一定の浮上高に浮き上がった状態でデータの記録／再生機能を行う。スライダ４９としては、負圧型スライダが使われる。負圧型スライダは、ディスク２０上を飛行するとき、正圧と負圧とを共に発生させる空気軸受面を有する。このとき、ディンプル４５によって、スライダ４９は、ローリングおよびピッチング運動をしながら、浮上に有利な姿勢を取れる。
【０００５】
ドライブ装置の電源がオフになってディスク２０の回転が停止すると、ロードビーム４１の先端のリフトタップ４７は、ディスク２０の外郭に配置されたパーキングランプ（図示せず。）に沿って移動する。ディスク２０から外れたスライダ４９は、ディスク２０の外郭に安全にアンローディングされる。
【０００６】
パーキングランプに進入されたリフトタップ４７は、ディスク２０の表面から遠ざかる方向に案内され、リフトタップ４７は、パーキングランプの表面から垂直上昇力Ｆｒを受ける。スライダ４９には、リフトタップ４７がパーキングランプに沿ってディスク２０の表面から遠ざかる間に、周囲空気の流動によってこれをディスク２０の表面に接近させようとする吸入圧力Ｆａが作用するので、スライダ４９は、ディスク２０の表面から離れられなくなる。吸入圧力Ｆａは、スライダ４９の空気軸受面で発生した負圧の結果である。これにより、ロードビーム４１とフレクシャ４３とが相互遠ざかる方向に弾性変形し、ディンプル４５を通じて接触されているロードビーム４１とフレクシャ４３とが相互分離される。
【０００７】
ロードビーム４１とフレクシャ４３との距離がストッパ５０によって定められた所定の距離だけ離隔されれば、スライダ４９は、ストッパ５０の作用によりディスク２０の表面から離れてリフト・オフされる。リフト・オフ時には、ロードビーム４１とフレクシャ４３とが振動して垂直方向（Ｚ方向）に揺れる。このため、スライダ４９がディンプル４５を中心にθ方向のピッチ運動または垂直振動する場合、スライダ４９がディスク２０の表面に衝突する危険が大きい。ストッパ５０は、スライダ４９の運動を所定の範囲内に制限することによって、スライダ４９とディスク２０との衝突を抑制するものである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２１３８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来のストッパ５０は、既定の範囲を超えるスライダ４９の例外的な垂直変位を防止するものであり、スライダ４９の運動自体を防止するためのものではない。このため、従来の技術では、非常に制限された範囲の衝突のみが防止され、アンローディング時に発生するスライダ４９の衝突は防止することができなかった。アンローディング時のスライダ４９の衝突により、ドライブ装置に永久的な損傷が生じたり、ディスク２０に記録されたデータが再生不良状態となるような損傷が生じたりして、製品の耐久性および信頼性が低下するという問題点があった。
【００１０】
さらに、アンローディング時にスライダ４９の振動を最小限に抑制するために、従来の技術では、リフトタップ４７の移動速度を制限するしかなかった。このため、アンローディング時間が遅延するという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、アンローディング時におけるスライダとディスクとの衝突を防止することの可能な、新規かつ改良されたアクチュエータのサスペンション組立体とそれを備えたＨＤＤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、読み取り／書き込みヘッドが搭載されたスライダをディスクの表面側に付勢するように支持するハードディスクドライブ用のアクチュエータのサスペンション組立体が提供される。本発明にかかるサスペンション組立体は、アクチュエータに備えられたスイングアームの端部に結合されてスイングアームの長手方向に沿って延び、先端付近にはディスク側に突出したディンプルが設けられたロードビームと、ロードビームに結合された後端部からロードビームの長手方向に沿って前方側に延び、ディンプルと接触可能な第１面とスライダを支持する第２面とを有するフレクシャと、対向するロードビームとフレクシャとを着脱させることにより、スライダが装着されたフレクシャの剛性を選択的に変化させる着脱型リミッタと、を備える。リミッタは、ディスクの外郭側に移動するアンローディング中は、ロードビームとフレクシャとを付着させてスライダの振動を抑制し、ディスク上に位置するローディング中は、ロードビームとフレクシャとを脱着可能にしてスライダの振動を許容することを特徴とする。
【００１３】
ここで、リミッタは、静電気的、電磁気的、または機械的方式のうちから選択された一つの方式を利用して、ロードビームとフレクシャとを着脱させることができる。また、リミッタは、対向する位置に配置されたロードビーム側の第１プレートおよびフレクシャ側の第２プレートと、第１プレートと第２プレートとに対して逆極性の電荷を供給する電源供給部と、を備えるように構成することができる。
【００１４】
また、ロードビームには、第１プレートを支持するサポートアームが結合される。サポートアームは、ロードビームに固定された固定端部および第１プレートが付着された自由端部を有するように構成することができる。サポートアームは、例えば弾性部材からなる。
【００１５】
第２プレートは、フレクシャの第１プレートと対向する対向面に直接結合させてもよい。また、電源供給部は、所定の直流電圧を提供する静電圧源と、静電圧源と第１プレートおよび第２プレートとの間に設けられた電源を選択的に連結または遮断するスイッチング素子と、を備えるように構成することができる。
【００１６】
第１プレートの第２プレートに対する対向面に、絶縁フィルムを形成してもよい。また、第２プレートとフレクシャとの間に、絶縁フィルムを介在させてもよい。
【００１７】
本発明のＨＤＤには、スライダのアンローディング中にディンプルを介して接触していたロードビームとフレクシャとの分離が感知されたとき、ロードビームとフレクシャとを付着させるためにリミッタにオン信号を出力する制御部をさらに備えることもできる。ここで、ロードビームとフレクシャとの間には、電気抵抗を測定するための所定の検出電圧が印加され、電気抵抗の変化に基づいて、ロードビームとフレクシャとの接触の有無を感知するようにしてもよい。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、所定の内部空間を形成するベース部材およびカバー部材と、内部空間に受容されるスピンドルモータ、アクチュエータおよびパーキングランプと、スピンドルモータに装着された少なくとも１つのディスクを備えたハードディスクドライブが提供される。ここで、アクチュエータは、アクチュエータピボットに回転自在に結合されたスイングアームと、スイングアームに結合され、上述したサスペンション組立体と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、着脱型リミッタをサスペンション組立体に採用することによって、アンローディング時にスライダの自由度を拘束してディスクとの衝突を未然に防止することができる。これにより、アンローディング速度を大きく向上させても、安全なアンローディングが維持され、アンローディング速度の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば、アンローディング時におけるスライダとディスクとの衝突を防止することの可能なアクチュエータのサスペンション組立体とそれを備えたＨＤＤを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２２】
（第１の実施形態）
まず、図２および図３に基づいて、本発明の第１の実施形態にかかるＨＤＤについて説明する。なお、図２は、本実施形態にかかるＨＤＤの概略的構成を示す分解斜視図である。図３は、図２に示すＨＤＤの一部であるサスペンション組立体の斜視図である。
【００２３】
まず、図２に示すように、ＨＤＤは、データ記録用ディスク１２０を回転させるためのスピンドルモータ１２５と、その先端の読み取り／書き込みヘッドをディスク１２０の外郭にピボットさせて、ディスク１２０上の所定位置に移動させるアクチュエータ１３０と、を備える。
【００２４】
スピンドルモータ１２５は、ＨＤＤのベース部材１１２上に設置される。このスピンドルモータ１２５には、１または２以上のデータ記録用ディスク１２０が装着されており、ディスク１２０は、スピンドルモータ１２５によって高速で回転される。
【００２５】
アクチュエータ１３０は、ベース部材１１１に設置されたアクチュエータピボット１３１と、スイングアーム１３３と、サスペンション組立体１４０と、コイル支持部１３５と、ボイスコイルモータ（Ｖｏｉｃｅ  Ｃｏｉｌ  Ｍｏｔｏｒ：ＶＣＭ）と、を備える。スイングアーム１３３は、アクチュエータピボット１３１に回転自在に結合される。スイングアーム１３３には、サスペンション組立体１４０が結合され、サスペンション組立体１４０の先端には、スライダ１４９が設けられる。
【００２６】
ボイスコイルモータは、スイングアーム１３３を回転させるための駆動力を提供するものであって、ＶＣＭコイル１３７に入力される電流とマグネット１７５とによって形成された磁場との相互作用により、フレミングの左手法則による方向にスイングアーム１３３を回転させる。ＶＣＭコイル１３７は、スイングアーム１３３の後端部と結合されたコイル支持部１３５上に組立てられる。マグネット１７５は、ＶＣＭコイル１３７と対向するようにＶＣＭコイル１３７の上部と下部とにそれぞれ配置され、ヨーク１７１に付着されて支持される。
【００２７】
スピンドルモータ１２５とアクチュエータ１３０とは、上下に対向するように結合されるベース部材１１２とカバー部材１１１とによって設けられた内部空間に受容される。ベース部材１１２とカバー部材１１１とは、外部異物の侵入を防止して内部に収納された部品を保護し、駆動ノイズが外部に伝えられないように遮断する機能を行う。
【００２８】
ＨＤＤの電源がオンになってディスク１２０が回転し始めると、ＶＣＭは、スイングアーム１３３を所定方向、例えば、逆時計回り方向に回転させて、スライダ１４９をディスク１２０上にローディングさせる。スライダ１４９は、回転するディスク１２０によって発生する揚力によってディスク１２０の表面から所定高さに浮き上がる。このような状態で、スライダ１４９に付着された読み取り／書き込みヘッドは、ディスク１２０の特定トラックを追従しつつ、ディスク１２０に／から所定のデータを記録／再生する。
【００２９】
一方、ＨＤＤの電源がオフになってディスク１２０の回転が停止すると、ＶＣＭは、スイングアーム１３３を逆方向、例えば、時計回り方向に回転させて、スライダ１４９をディスク１２０上で離隔させる。
【００３０】
次に、図３および図４に基づいて、本実施形態にかかるサスペンション組立体について説明する。なお、図４は、本実施形態にかかるサスペンション組立体を示す垂直断面図である。
【００３１】
サスペンション組立体１４０は、図３および図４に示すように、スイングアーム１３３の先端部に結合されたロードビーム１４１と、スライダ１４９を備えて支持するフレクシャ１４３とを備える。スライダ１４９は、フレクシャ１４３によりディスク１２０側に付勢するように支持される。ロードビーム１４１とフレクシャ１４３とは、ロードビーム１４１の一部を下方に突出させて形成されたディンプル１４５を介して相互接触されている。これにより、ほぼ点接触するロードビーム１４１とフレクシャ１４３との間には、一定の間隔が確保される。スライダ１４９は、ディスク１２０上から所定の高さに浮上した状態で本来の機能を行うが、ディンプル１４５によって確保された空間においてローリングおよびピッチング運動をして、浮上に有利な姿勢を取る。
【００３２】
一方、ロードビーム１４１とフレクシャ１４３との間には、ディスク１２０からパーキングランプ１６０に進入するスライダ１４９の振動を制限するために、アンローディング過程の一部区間で選択的に稼動されるリミッタ１５０が介在される。この詳細については後述する。また、ロードビーム１４１の先端部には、リフトタップ１４７が設けられる。リフトタップ１４７がパーキングランプ１６０上に載置されることによって、ディスクから離隔されたスライダ１４９が安全にパーキングされる。
【００３３】
パーキングランプ１６０は、アンローディング動作が開始されてディスク１２０側から進入されるリフトタップ１４７をガイドするための複数の支持面１６１、１６３、１６５、１６７を有する。ディスク１２０の外郭側に移動されたリフトタップ１４７は、これらの支持面１６１、１６３、１６５、１６７に接触した状態でランプ１６０上の所定位置に案内されて載置される。より詳細には、パーキングランプ１６０は、リフトタップ１４７をディスク１２０の表面から離隔させて案内する傾斜面１６１と、リフトタップ１４７がディスク１２０の表面から十分に離隔された状態を維持して水平移動するように、これをガイドする水平安内面１６３と、一旦パーキングされたリフトタップ１４７が外部の衝撃によってディスク１２０側に任意移動しないように、傾斜面１６１と逆傾斜を有する離脱阻止面１６５と、リフトタップ１４７が停止する停止定着面１６７と、を備える。
【００３４】
アンローディング動作が開始されたロードビーム１４１の先端のリフトタップ１４７は、ディスク１２０から離隔され、ディスク１２０の外郭に配置されたパーキングランプ１６０側に進入される。パーキングランプ１６０の進入位置では、ディスク１２０から遠ざかる方向に上向きに傾斜した傾斜面１６１が設けられている。このため、リフトタップ１４７は傾斜面１６１に沿って移動しながらパーキングランプ１６０から垂直上昇力Ｆｒを受ける。これにより、リフトタップ１４７は、ディスク１２０から所定の垂直高さに離隔されるようにガイドされる。
【００３５】
一方、スライダ１４９とディスク１２０との間には、ディスク１２０の回転によって空気の流れが誘導され、一種の空気軸受が形成される。このとき、負圧型スライダ１４９には、スライダ１４９をディスク１２０の表面から一定の浮上高さに上昇させようとする正圧と、スライダ１４９がディスク１２０から離隔しないように、ディスク１２０の表面に接近させようとする方向の負圧とが作用する。アンローディング動作が開始された所定時間以降では、負圧が正圧より優勢となり、正圧と負圧との合力で、スライダ１４９には、空気軸受力Ｆａが作用する。
【００３６】
このように、アンローディング過程では、リフトタップ１４７に作用する垂直上昇力Ｆｒと、スライダ１４９に作用する空気軸受力Ｆａとによって、ロードビーム１４１とフレクシャ１４３とが相互離隔される方向に弾性変形し、ディンプル１４５を介して接触するロードビーム１４１とフレクシャ１４３とが離される。ロードビーム１４１とフレクシャ１４３とが所定距離以上離隔されると、弾性復原力によってスライダ１４９がディスク１２０の表面から離隔する、いわゆるリフト・オフが発生する。このリフト・オフによる振動によってロードビーム１４１とフレクシャ１４３とは垂直方向に揺れ、特に振動過程でスライダ１４９がディンプル１４５を中心にθ方向のピッチング運動または垂直方向（Ｚ方向）に並進運動する場合、スライダ１４９とディスク１２０の表面との間に衝突が発生するため、ドライブ装置と読み取り／書き込みヘッドとに永久的な損傷が生じる危険が高い。
【００３７】
本実施形態では、スライダ１４９の揺動を制限して衝突損傷を防止するために、能動制御方式のリミッタ１５０を備えることを特徴とする。リミッタ１５０は、相互に対向して配置された第１プレート１５５と第２プレート１５９とを備える。第１プレート１５５および第２プレート１５９は、それぞれロードビーム１４１とフレクシャ１４３とに固定される。より具体的には、第１プレート１５５は、サポートアーム１５１を介してロードビーム１４１に支持されており、第２プレート１５９は、別途の支持構造を設けることなくフレクシャ１４３上に直接ボンディングされる。サポートアーム１５１は、一種のカンチレバー（片持ち梁構造の）ビームであって、ロードビーム１４１に固定された一端（固定端）と自由変形が許容される他端（自由端）とを有し、自由端には第１プレート１５５が結合される。
【００３８】
図５に、図４の部分Ｖを拡大した部分拡大図を示す。図５に示すように、第１プレート１５５および第２プレート１５９は、それぞれ静電圧源１８１の両端子に接続される。例えば、第１プレート１５５は静電圧源１８１の正極性端子に、第２プレートは静電圧源１８１の負極性端子にそれぞれ接続される。一方、電源供給回路には、所定の直流電圧を供給するための静電圧源１８１以外に、静電圧源１８１と各プレート１５５、１５９との間における電源の流れを選択的に連結または遮断するためのスイッチング素子１８５を設けることができる。スイッチング素子１８５は、制御部の出力信号に依存してリミッタ１５０をオン／オフする。
【００３９】
スイッチング素子１８５が閉じると、各プレート１５５、１５９は、電源供給回路により電荷が供給され、蓄積された電荷によって第１プレート１５５と第２プレート１５９との間には所定の電圧差が形成される。相互逆極性に充電された第１プレート１５５と第２プレート１５９とは、電気的引力によって引き付けられて静電気的に相互付着する。このとき、スライダ１４９の先端側が固定されることによってディンプル１４５を中心としたスライダ１４９のピッチング運動や垂直方向への並進運動が抑制され、スライダ１４９が水平に近い姿勢で固定される。これにより、スライダ１４９の揺動によるディスク１２０との衝突を事前に防止することができる。
【００４０】
一方、スイッチング素子１８５が開くと、電源供給が遮断されて静電気的な極性を喪失した第１プレート１５５および第２プレート１５９は、相互に引き付けあう引力を喪失して離隔する。拘束状態から外れたスライダ１４９は、自由な運動が可能になる。ディスク１２０上にローディングされたスライダ１４９は、その浮上の安全性を高めるために、ピッチング／ローリングなど自由な運動が許容される必要がある。
【００４１】
図５を参照すれば、第１プレート１５５および第２プレート１５９は、それぞれ絶縁フィルムと電極板とを備えて形成される。より具体的には、第１プレート１５５は、第２プレート１５９と対向する面に絶縁フィルム１５４が設けられた第１電極板１５３を備える。絶縁フィルム１５４は、相互逆極性に充電された第１プレート１５５および第２プレート１５９間の放電を防止し、リミッタ１５０がオフになった状態で第１プレート１５５および第２プレート１５９に残留する電荷を迅速に除去するために設けられる。リミッタ１５０が作動を停止した状態でも残留電荷の影響で第１プレート１５５および第２プレート１５９間の電気的な付着状態が解消されない場合、ディスク１２０上でスライダ１４９の浮上安定性が大きく低下し、ドライブ装置の安定した駆動が難しくなるためである。
【００４２】
第２プレート１５９は、フレクシャ１４３との間に絶縁フィルム１５８が介在された第２電極板１５７を備える。絶縁フィルム１５８は、電荷が蓄積された第２電極板１５７とフレクシャ１４３との間の電荷移動を防止し、これにより、フレクシャ１４３に設けられたスライダ１４９の磁化損傷を防止する役割を行う。一方、第１電極板１５３と第２電極板１５７とは、電源供給回路によって容易に電荷が蓄積されるように優れた通電性を有する金属素材の薄板から形成することができる。
【００４３】
一方、本実施形態のリミッタ１５０は、ディンプル１４５とフレクシャ１４３との分離が開始される時点で作動されることが望ましい。すなわち、アンローディング過程でパーキングランプ１６０によってディスク１２０から遠ざかるように案内されるロードビーム１４１と、空気軸受力によってディスク１２０の表面に近づくように強制されるフレクシャ１４３が分離される時点、すなわち、ディンプル１４５とフレクシャ１４３との間の非接触が感知された時点でリミッタ１５０を作動させることが望ましい。ディンプル１４５とフレクシャ１４３との接触／非接触状態は、これら間の電気抵抗をリアルタイムで測定することによって容易に認識することができる。このため、ディンプル１４５とフレクシャ１４３とを経由する所定の電気ループが設けられる。
【００４４】
以上、第１の実施形態にかかるサスペンション組立体について説明した。次に、本発明の第２の実施形態にかかるサスペンション組立体について説明する。
【００４５】
（第２の実施形態）
図６Ａおよび図６Ｂに、本発明の第２の実施形態のサスペンション組立体を示す。本実施形態のサスペンション組立体は、第１の実施形態にかかるサスペンション組立体と比較してリミッタの構成が相違する。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、リミッタ２５０の第１プレート２５５は、固定端である一端と自由端である他端とを有するカンチレバー構造の弾性ビーム２５１に支持されている。弾性ビーム２５１の固定端部は、スイングアーム（図示せず。）に直接結合され、自由端部は、折曲されて中央点Ａにおいて第１プレート２５５を支持する。弾性ビーム２５１とフレクシャ２４３との間には、ディンプル２４５が配置されている。弾性ビーム２５１の自由端部には第１プレート２５５が支持されており、第１プレート２５５と対向するフレクシャ２４３の対向面には第２プレート（図示せず）が結合されている。一方、後述する解析において、フレクシャ２４３は、荷重に関係なく変形しない剛体としてモデリングした。
【００４６】
ディンプル２４５とフレクシャ２４３とが分離される時点でリミッタ２５０に電源が印加されると、第１プレート２５５または該第１プレート２５５と対向して配置された第２プレートには、プレート２５５の全面にわたって分散された静電気力ｆｅｓが発生する。リミッタ２５０が稼動される前に水平姿勢を維持した弾性ビーム２５１は、リミッタ２５０に電源が印加されるにつれて発生する静電気力ｆｅｓによってフレクシャ２４３側に引き付けられて変形する。このような変形により、第１プレート１５５と第２プレートとは相互に接近して接触する。このとき、静電気力ｆｅｓは、弾性ビーム２５１をフレクシャ２４３側に変形させるのに十分な程度に提供される必要がある。第１プレート２５５の全面に所定のプロファイルを有して分散作用される静電気力ｆｅｓは、第１プレート２５５の中央点Ａに集中的に作用する集中荷重ＦｅｓとＡ点を中心にしたモーメントＭｅｓとに等価変換される。
【００４７】
【数１】
2007188627.tif 000003
【００４８】
このとき、εｏは、空気に対する誘電率を表し、一般的に８．８５４×１０−１２Ｆ／ｍとなる。ｗｌｏｃｋは、第１プレート２５５の幅であって、本実施形態では０．６ｍｍに設定されている。ａおよびｂは、それぞれディンプル２４５から第１プレート２５５の先端および後端までの距離であって、本実施形態ではそれぞれ０．１９６ｍｍと１．１０９ｍｍとに設定されている。また、θｏは、ディンプル２４５の分離時点でフレクシャ２４３の臨界ピッチ角度であり、幾何学的な解析から臨界ピッチ角度θｏは５２０μｒａｄと得られた。
【００４９】
第１プレート２５５と第２プレートとの電位差Ｕが１Ｖで与えらたとき、Ａ点に作用する集中荷重ＦｅｓとモーメントＭｅｓとは、それぞれ４１．３μＮと９．８９８μＮ・ｍｍとなる。このように弾性ビーム２５１に作用する荷重が計算されると、弾性ビーム２５１の垂直変位Ｖおよび回転変位Φは、弾性ビーム２５１の長さ座標Ｘｓに依存する関数（Ｖ（Ｘｓ）、Φ（Ｘｓ））で表示することができる。Ｘｓ＝ｌ（弾性ビームの長さ）であるＡ点での垂直変位Ｖ（ｌ）および回転変位Φ（ｌ）は、下記数式２からそれぞれ８１．８μｍと１９．３μｒａｄと得られる。
【００５０】
【数２】
2007188627.tif 000004
【００５１】
ここで、ｌは、弾性ビーム２５１の長さを表し、Ｅは、弾性ビーム２５１の弾性係数、そして、Ｊｙは、弾性ビーム２５１の断面に対する慣性を表す。本実施形態では、弾性係数を標準的なステンレス鋼の弾性係数であるＥ＝１９０Ｇｐａとし、弾性ビーム２５１の断面を１４７．２×２５．４μｍ２として算出した。
【００５２】
一方、ディンプル２４５の分離時点で第１プレート２５５がフレクシャ２４３または第２プレートに接触されるためには、第１プレート２５５の先端（ｌｅａｄｉｎｇ  ｅｄｇｅ）と後端（ｔｒａｉｌｉｎｇ  ｅｄｇｅ）とは、それぞれ数式３に示す垂直変位ｄｌｅａｄｉｎｇ、ｄｔｒａｉｌｉｎｇを有さねばならない。
【００５３】
【数３】
2007188627.tif 000005
【００５４】
また、下記数式４からわかるように、入力電圧Ｕを１Ｖとするとき、静電気力による変形量Ｖ（ｌ）とΦ（ｌ）とは、幾何学的な形状を考慮した変形量、ｄｌｅａｄｉｎｇ、ｄｔｒａｉｌｉｎｇ、θｏに比べて、数オーダほど大きい値が得られる。
【００５５】
【数４】
2007188627.tif 000006
【００５６】
このように、１Ｖの入力電圧Ｕでの弾性ビーム２５１の変形量が幾何学的に要求される変形量よりはるかに大きい値を有するので、弾性ビーム２５１に設けられた第１プレート２５５は、弾性ビーム２５１の十分な変形を通じて臨界ピッチ角度で回転されたフレクシャ２４３に対して接触する。
【００５７】
一方、第１プレート２５５と第２プレートとの間に提供される静電気力は、電源供給回路の出力性能とも関係する。電源供給回路の出力電圧が高まるにつれて、両プレート間の静電気力も増加する。本実施形態の電源供給回路は、十分な静電気力が確保される範囲内で最小限のサイズに設計されることが望ましい。これにより、設置空間を節約してドライブ装置のコンパクト化に寄与し、コストの負担を最小化することができる。このような背景で、追加的な解析を行った結果、リミッタ２５０の入力電圧Ｕを０．１Ｖとする場合にも、第１プレート２５５と第２プレートとの付着状態は、十分に維持されることが確認された。
【００５８】
図７Ａおよび図７Ｂに、本実施形態のリミッタに対する解析モデルを示す。ディンプル２４５とフレクシャ２４３とが分離され始める時点以降に、フレクシャ２４３が最大に変形した状態をモデリングしたものである。フレクシャ２４３の最大変形状態は、フレクシャ２４３の下端がディスクと接触する直前まで変形された状態を意味し、安全な設計のために最大変形状態でもリミッタ２５０の接触状態は維持される必要がある。
【００５９】
リミッタ２５０に電源が印加されると、第１プレート２５５または該第１プレート２５５と対向して配置された第２プレートには、その全面にわたって分散された静電気力が作用する。この静電気的な引力は、第１プレート２５５のＡ点に加えられる集中荷重Ｆｅｓで等価的に変換される。
【００６０】
【数５】
2007188627.tif 000007
【００６１】
このとき、ｈｄｅは、第１プレート２５５と第２プレートとの間に配置された絶縁フィルムの厚さであって、０．０５μｍとした。εｄｅは、絶縁フィルムの相対誘電率であって、１０×１０−１２Ｆ／ｍとした。また、Ｓｌｏｃｋは、第１プレート２５５の全体面積を意味するものであって、Ｓｌｏｃｋ＝ｌｌｏｃｋ×ｗｌｏｃｋで表すことができる。ここで、ｌｌｏｃｋ＝ｂ−ａとなる。したがって、数式５からＡ点に作用する集中荷重Ｆｅｓは、９．７ｍＮとなる（数式６）。
【００６２】
【数６】
2007188627.tif 000008
【００６３】
一方、最大変形状態に対する幾何学的な解析により、フレクシャ２４３の最大ピッチ角度θｍａｘと、フレクシャ２４３のディンプルポイントＣに対する最大垂直変位ΔＺＣｍａｘとは、それぞれ次のようになる。
【００６４】
【数７】
2007188627.tif 000009
【００６５】
したがって、第１プレート２５５の中央点Ａでの最大垂直変位Ｖ（ｔｅｘｔｒ、ｌ）と最大回転変位Φ（ｔｅｘｔｒ、ｌ）とは、下記数式８のようになる。
【００６６】
【数８】
2007188627.tif 000010
【００６７】
弾性理論によれば、それぞれ最大垂直変位と最大回転変位とを提供するために、Ａ点に作用する集中荷重Ｆｅｌ（１）、Ｆｅｌ（２）は、数式９のように与えられる。
【００６８】
【数９】
2007188627.tif 000011
【００６９】
垂直変位条件および回転変位条件をともに満足させるために、Ａ点に印加される集中荷重は、約１８μＮとなる。これより、フレクシャ２４３と同じ変形状態を有するために弾性ビーム２５１に要求される荷重（Ｆｅｌｍａｘ＝１８μＮ）に比べて、１Ｖの印加電圧Ｕ下の静電気力（Ｆｅｓ＝９．７ｍＮ）が数オーダ大きいことがわかる（数式１０）。
【００７０】
【数１０】
2007188627.tif 000012
【００７１】
したがって、リミッタ２５０の印加電圧Ｕを１Ｖとしたとき、フレクシャ２４３がディスクに対して接触する直前まで変形される場合（最大変形状態）にも、第１プレート２５５と第２プレートとの付着状態をそのまま維持することができる。さらに解析によれば、０．１Ｖの印加電圧Ｕ下で、両プレート間に提供される静電気力は、約９７μＮとなり、最大変位を作るための荷重に比べて５倍ほどの大きい値が得られる。このように、印加電圧を０．１Ｖに下げても、第１プレート２５５と第２プレートとの付着状態は、安定して維持することができる。
【００７２】
以上、第２の実施形態にかかるサスペンション組立体について説明した。次に、第１の実施形態にかかるリミッタを備えるサスペンション組立体とストッパを備える従来のサスペンション組立体との性能分析結果を示す。
【００７３】
（性能分析）
図８Ａおよび図８Ｂには、それぞれ着脱型リミッタを採用した本実施形態とストッパを採用した従来の技術とにおいて、アンローディング時にサスペンション組立体に作用する各種の荷重に対するプロファイルを示す。アンローディング動作が開始されてリフトタップ１４７がパーキングランプ１６０に進入されると、リフトタップ１４７はパーキングランプ１６０の支持面によって垂直上昇力を受ける。垂直上昇力は、初期進入区間では実質的に線形的に増加する。
【００７４】
一方、スライダ１４９には、ディスク１２０の表面で発生した空気流れによって正圧と負圧とが作用するが、スライダ１４９をディスク１２０の表面から離隔させようとする正圧は、ディスク１２０の回転速度が低下するにつれて急降下する一方、スライダ１４９をディスク１２０の表面に接近させようとする負圧は、緩慢に降下する傾向を示す。これは、パーキングランプ１６０による垂直上昇力およびリフトタップ１４７の垂直変位（図９Ａおよび図９Ｂ）が増加するにつれて、スライダ中心（図９Ａおよび図９Ｂ）およびスライダピッチ角度（図１１Ａおよび図１１Ｂ）が増加するためである。これにより、初期進入区間で正圧と負圧との合力で与えられる空気軸受力は、マイナス（−）の値を有し、スライダ１４９は、ディスク１２０の表面側に空気軸受力を受ける。空気軸受力に対抗してスライダ１４９を弾性的に支持するサスペンション組立体１４０の弾性力は、空気軸受力とほぼ類似したプロファイルを有する。
【００７５】
また、リフトタップ１４７がパーキングランプ１６０に進入した以後に、約１．５ｍｓが経過した時点で垂直上昇力、空気軸受力、および弾性支持力のプロファイルでは微小な振動が現れる。これは、スライダ１４９がディスク１２０の表面からリフト・オフされる際に発生する弾性振動に起因するものである。従来の技術では、単純にスライダの垂直変位を所定の範囲に制限するストッパの採用に比べて、本実施形態では、スライダ１４９をロードビーム１４１に対して付着して固定するか、または少なくとも固定状態に近接させるリミッタ１５０を採用している。これにより、リフト・オフ時の振動幅や振動回数を従来の技術に比べて非常に低減することができ、スライダ１４９とディスク１２０の表面との衝突防止という本実施形態の目的を達成することができる。
【００７６】
次に、図９Ａおよび図９Ｂには、本実施形態にかかる脱付着型リミッタを採用した場合と従来の技術によるストッパを採用した場合とにおいて、リフトタップおよびスライダの垂直変位を経時的に示すプロファイルである。図９Ａおよび図９Ｂでは、ロードビーム１４１の先端に位置したリフトタップ１４７Ｌ／ＵＬ  ＴＡＢの垂直変位を破線で表し、スライダ１４９の中心の垂直変位を実線で表す。
【００７７】
アンローディング動作が開始され、リフトタップ１４７がパーキングランプ１６０の傾斜面１６１に沿って移動すると、リフトタップ１４７の垂直変位は経時的に線形的に増加する。リフトタップ１４７が傾斜面１６１に沿って上昇する初期区間の間に、スライダ１４７は、これをディスク１２０の表面に接近させようとする空気軸受力を受けつつも、その垂直変位がほぼ一定の状態に維持される。このとき、従来の技術では、ストッパによって決まった所定の限界に至れば、ストッパの作用によってスライダが引っ張られ、ディスクから離隔されて上昇する。一方、本実施形態では、リミッタ１５０の作用を通じてスライダ１４９がロードビーム１４１に付着した状態で引き上げられ、ディスク１２０から離隔（リフト・オフ）されて上昇する。
【００７８】
従来の技術と本実施形態とを比較すると、従来の技術では、スライダがディスクから離隔される瞬間に相対的に大きいスケールの垂直振動を示す一方、本実施形態では、同じ瞬間に相対的に小さい振動を示す。これは、従来の技術のリミッタは、単純にスライダの垂直変位を制限するストッパの機能を行うだけに対し、本実施形態のリミッタ１５０は、スライダ１４９の先端部を固定することによってスライダ１４９の振動を抑制する機能を行うためである。
【００７９】
図１０Ａおよび図１０Ｂには、本実施形態および従来の技術におけるスライダとディスク表面との間のクリアランスの経時的なプロファイルを示す。図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、スライダ１４９がディスク１２０から離隔されるリフト・オフの際に垂直振動をすることにより、ディスク１２０の表面とのクリアランスも振動する。本実施形態は、従来の技術より振動が小さい。このとき、アンローディング過程におけるスライダ１４９とディスク１２０表面との間の最小クリアランスは、本実施形態では＋４．０９６ｎｍであり、従来の技術では−５．８１５ｎｍである。マイナス（−）のクリアランスは、解析上の便宜のために導入されたものであり、実質的には、スライダとディスク表面との間に衝突が発生したことを意味する。
【００８０】
図１１Ａおよび図１１Ｂには、本実施形態および従来の技術におけるスライダのピッチ角度の経時的なプロファイルを示す。本実施形態の最大ピッチ角度は約１２ｍｒａｄ、従来の技術の最大ピッチ角度は約２０ｍｒａｄである。このように、本実施形態ではピッチ角度が半分ほどに減少し、振動回数も非常に減少したことが確認できる。
【００８１】
図１２には、フレクシャのピッチ剛性によるクリアランスの変化を示す。ここで、フレクシャ１４３のピッチ剛性は、フレクシャ１４３に付着されたスライダ１４９を、ディンプル１４５を中心にピッチ方向に単位角度だけ回転させるために必要とされるモーメントの大きさを表し、すなわちスライダ１４９のピッチ運動に対するフレクシャ１４３の抵抗の大きさを表す。
【００８２】
スライダ１４９がディスク１２０上にローディングされた状態では、ディンプル１４５を中心に自由に揺動しつつその姿勢を校正できなければならない。このため、ピッチ剛性が非常に低いことが望ましく、リミッタ１５０はオフ状態に維持される。アンローディング動作が開始されると、リミッタ１５０がオンになり、フレクシャ１４３がロードビーム１４１に付着して、フレクシャ１４３のピッチ剛性は急増する。このようにして、ディスク１２０の表面から離れる瞬間の離脱衝撃によるピッチ方向の振動を最小限に抑制することができる。図１２の水平軸には、リミッタがオンになった状態でのピッチ剛性が示されているが、ピッチ剛性の増加と共にスライダ１４９の揺動が強く抑制されるので、ディスク１２０の表面間のクリアランスは増加する。アンローディング時にクリアランスに対する最小許容基準を３ｎｍまたはそれ以上とすれば、要求されるピッチ剛性は、約２．１×１０−０．４Ｎ−ｍ／ｒａｄ以上となることが望ましい。
【００８３】
図１３は、リフトタップの移動速度に対するスライダとディスクとの間のアンローディング時のクリアランスの変化を示すプロファイルである。図１３に示すように、従来の技術では、リフトタップの移動速度が向上するにつれてクリアランスは急に減少する。より具体的には、約１．３（ｉｐｓ）でゼロ（０）レベルに落ち、その後マイナス（−）の値を有する。マイナス（−）の値は、解析上の便宜のために付与されたものであって、実質的にスライダがディスクの表面に対して衝突したということを意味する。このような結果は、リフトタップの移動速度が向上するにつれて、スライダがディスク面から離れるリフト・オフ瞬間にスライダに作用する離脱衝撃が増大して、スライダの振動が増加するためである。
【００８４】
一方、本実施形態では、図１３に示すように、リフトタップ１４７の移動速度が向上するにつれて、クリアランスはさらに緩やかに変化し、移動速度の向上と共にクリアランスが多少増加する傾向を示す。このように、リフトタップ１４７の移動速度が１〜５（ｉｐｓ）の範囲内で許容基準（３ｎｍ）を超える十分なクリアランスが確保される。本実施形態によれば、リフトタップ１４７の移動速度を向上させることによって、アンローディング時間の短縮を図ることができ、定量的に見た場合、リフトタップ１４７の移動速度を従来の技術に比べて約５倍に向上させることができる。
【００８５】
図１４は、リフトタップの移動速度によってスライダのリフト・オフに要する時間（破線で表示）と全体アンローディングにかかる時間（実線で表示）とを、従来の技術と本発明とで比較したプロファイルである。
【００８６】
まず、スライダ１４９がディスク１２０の表面から離隔させる、すなわちリフト・オフに要する時間は、本実施形態（ｍｏｄ．ＨＧＡ）と従来の技術（ｃｏｖ．ＨＧＡ）とのいずれもリフトタップ１４７の移動速度が向上するにつれて徐々に短縮され、本実施形態と従来の技術との間で大きな差はない。また、全体アンローディングに要する時間も、リフトタップの移動速度によって短縮される傾向を示す。しかし、アンローディング時間は、本実施形態（ｍｏｄ．ＨＧＡ）と従来の技術（ｃｏｖ．ＨＧＡ）とでほぼ類似した傾斜を有して線形的に変化するが、本実施形態のアンローディング時間は、従来の技術に比べて約１６％短縮される。このように、本実施形態でアンローディング時間を短縮可能であるのは、リミッタ１５０の稼動によってリフト・オフ時にスライダ１４９の振動が抑制され、発生した振動は迅速に減衰するため、振動によってアンローディング時間が遅延しないからである。
【００８７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、ＨＤＤとそのアクチュエータのサスペンション組立体に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】従来のサスペンション組立体の垂直断面構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかるサスペンション組立体を用いたＨＤＤを示す平面図である。
【図３】図２のサスペンション組立体の斜視図である。
【図４】図３のサスペンション組立体の垂直断面図である。
【図５】図４のＶ部分を拡大した垂直断面図であって、本発明の第１の実施形態にかかるリミッタを示す。
【図６Ａ】本発明の第２の実施形態にかかるリミッタに対する解析モデルおよびその挙動を示す説明図である。
【図６Ｂ】本発明の第２の実施形態にかかるリミッタに対する解析モデルおよびその挙動を示す説明図である。
【図７Ａ】本発明の第２の実施形態にかかるリミッタに対する解析モデルおよびその挙動を示す説明図である。
【図７Ｂ】本発明の第２の実施形態にかかるリミッタに対する解析モデルおよびその挙動を示す説明図である。
【図８Ａ】本発明の第１の実施形態におけるアンローディング動作中にサスペンション組立体に作用する力とその変化様相とを示すグラフである。
【図８Ｂ】従来の技術におけるアンローディング動作中にサスペンション組立体に作用する各力とその変化様相とを示すグラフである。
【図９Ａ】本発明の第１の実施形態におけるリフトタップとスライダとの垂直変位を示すグラフである。
【図９Ｂ】従来の技術におけるリフトタップとスライダとの垂直変位を示すグラフである。
【図１０Ａ】本発明の第１の実施形態におけるスライダとディスク表面との間のクリアランスの変化様相を示すグラフである。
【図１０Ｂ】従来の技術におけるスライダとディスク表面との間のクリアランスの変化様相を示すグラフである。
【図１１Ａ】本発明の実施形態におけるスライダのピッチ方向の各変位を示すグラフである。
【図１１Ｂ】従来の技術におけるスライダのピッチ方向の各変位を示すグラフである。
【図１２】サスペンションのピッチ剛性に対するサスペンションとディスクとの間のクリアランスの変化を示すグラフである。
【図１３】リフトタップの移動速度によるクリアランスの変化を示すグラフである。
【図１４】本発明の第１の実施形態および従来の技術における、リフトタップの移動速度とリフト・オフに要する時間およびアンローディング時間とを示すグラフである。
【符号の説明】
【００９０】
１１１、１１２  ベース部材
１２０          ディスク
１２５          スピンドルモータ
１３０          アクチュエータ
１３１          アクチュエータピボット
１３３          スイングアーム
１３５          コイル支持部
１３７          ＶＣＭコイル
１４０          サスペンション組立体
１４３、２４３  フレクシャ
１４５、２４５  ディンプル
１４９          スライダ
１５０、２５０  リミッタ
１５５、２５５  第１プレート
１５９          第２プレート
１６０          パーキングランプ
１７１          ヨーク
１７５          マグネット
【図１】
2007188627.tif 000013
【図２】
2007188627.tif 000014
【図３】
2007188627.tif 000015
【図４】
2007188627.tif 000016
【図５】
2007188627.tif 000017
【図６Ａ】
2007188627.tif 000018
【図６Ｂ】
2007188627.tif 000019
【図７Ａ】
2007188627.tif 000020
【図７Ｂ】
2007188627.tif 000021
【図８Ａ】
2007188627.tif 000022
【図８Ｂ】
2007188627.tif 000023
【図９Ａ】
2007188627.tif 000024
【図９Ｂ】
2007188627.tif 000025
【図１０Ａ】
2007188627.tif 000026
【図１０Ｂ】
2007188627.tif 000027
【図１１Ａ】
2007188627.tif 000028
【図１１Ｂ】
2007188627.tif 000029
【図１２】
2007188627.tif 000030
【図１３】
2007188627.tif 000031
【図１４】
2007188627.tif 000032