(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスクを所定速度で回転駆動させるスピンドルモータと、前記磁気ディスクに情報の読み書きを行う磁気ヘッドとを有する磁気ディスク装置において、前記磁気ディスクの回転中心を通るベース長手方向中心線より前記磁気ヘッド側であって前記磁気ディスクの回転中心を通るベース短手方向中心線に対して反対側の第１コーナ部と、該第１コーナ部と前記磁気ディスクの回転中心をはさんで反対側の第２コーナ部とに、前記磁気ディスクの回転中心の周方向に不連続な減衰部材を配置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、前記減衰部材が前記ベースに設けた凹部に固定されたことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
請求項２記載の磁気ディスク装置において、前記凹部が前記減衰部材の厚さと実質同じくぼみを有することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項４】
請求項１，２または３記載の磁気ディスク装置において、前記減衰部材の上に保護部材が固定されたことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項５】
請求項１，２，３または４記載の磁気ディスク装置において、前記減衰部材が熱可塑性樹脂基材と充填材からなることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項６】
請求項１，２，３または４記載の磁気ディスク装置において、前記減衰部材が粘弾性体とその上に固定された拘束部材からな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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスクを所定速度で回転駆動させるスピンドルモータと磁気ディスクに情報の読み書きを行う磁気ヘッドとを有する磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置は、記憶容量を大きくするための高記録密度化と、データの転送速度をあげるためのヘッドアクセス高速化を目指して設計されている。
【０００３】
磁気ディスク装置のヘッドアクセス動作は、磁気ヘッドを目標位置に高速移動させるシーク動作と、目標位置に位置決めするセトリング動作がある。シーク動作は、ヘッドアクチュエータをボイスコイルモータの駆動力で駆動するが、その際その駆動力の反力がベースに伝わり磁気ディスク装置の振動を引き起こす。
【０００４】
磁気ディスク装置に生じた振動は、磁気ヘッドと磁気ディスクとの間に相対変位を生じさせる。これが、ヘッド位置決めの外乱となり、シーク動作時に生じた振動が長く残留するとその後のセトリング動作の時間が長くなるという問題がおこる。
【０００５】
この問題を解決する従来技術として、特開２０００−１００１５０号公報に開示されているダンパ技術がある。これは筐体に大きな減衰比をもつダンパを設けたものである。このダンパは、磁気ディスク装置がパソコン内部のフレーム等に設置されたときに生じる磁気ディスク装置全体が回転振動するような振動の低減に非常に有効である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような振動は特開２０００−１００１５０号公報によると、３００Ｈｚ〜８００Ｈｚの比較的低周波数の振動である。
【０００７】
近年、位置決め制御技術の向上により低周波の位置外乱に対する追従特性が向上した結果、より高い周波数の振動が問題となるようになった。
【０００８】
磁気ディスク装置に発生する振動でセトリング時間に悪影響を及ぼす主なものは、ヘッドアクチュエータの振動およびスピンドルの回転面内の振動である。前者はおよそ４ｋＨｚ〜６ｋＨｚ程度の周波数の振動であり、後者はおよそ２ｋＨｚ〜３ｋＨｚ程度である。
【０００９】
前者については、後者よりも減衰が早いことおよびシーク軌道の工夫により振動低減を図ることができる。しかし後者は、前者に比べ減衰が遅いこと、周期がシーク動作自体の周期の数倍程度であるためシーク軌道の工夫による対策がとりにくいこと、また、位置決め制御に対する位置外乱として悪影響が最も大きくなる周波数帯にあることにより制御系で低減することが難しい。
【００１０】
このスピンドルの振動は、スピンドルの回転部分と筐体が回転面内で逆方向に振動し、その間の軸受，シャフトおよびベースとスピンドルの取り付け部周辺が弾性変形するものである。言い換えればスピンドル回転部および筐体がマスとなり、２つのマスの間をばねでつないだ系の振動である。この振動では筐体とスピンドルが逆方向に振動するため、筐体にヘッドアクチュエータを介して支持されている磁気ヘッドと、スピンドルに取り付けられている磁気ディスクの間に、相対変位が生じる。これが位置決め制御系に対する外乱となる。
【００１１】
この振動問題に対し、特開２０００−１００１５０号公報に記載のダンパでは、筐体の振動は低減低減できるが、依然スピンドルの振動が残留する課題がある。
【００１２】
上記のスピンドルの振動を低減するには、スピンドルと筐体の間に減衰を付与する必要がある。スピンドルと筐体の間で弾性変形している主な部材はスピンドルモータの軸受，シャフトおよびモータベースの周辺である。
【００１３】
この中で軸受およびシャフトに直接減衰を付与することはスペース上難しい。また各部材同士を減衰作用の大きな樹脂などを介して連結することは、温度変化や衝撃あるいは経年変化により連結部が可塑的な変形を生じ、ベースに対するスピンドルの位置決め精度が悪化してしまうことにより、磁気ヘッドの位置決めに悪影響をおよぼす課題がある。
【００１４】
そこで、ベースのスピンドルモータベースの周辺部に減衰部材を設ける手段が有効となるが、磁気ディスク装置の外形には標準化された規格寸法（フォームファクタ）が定められており、フォームファクタを守りながら、減衰部材を追加するには、磁気ディスク装置の制御用基板を減衰部材の貼り付け位置をさけた小さい面積にするか、ベースのスピンドルモータ固定部の周辺の板厚を薄くすることが必須である。
【００１５】
しかしながら、前者は制御用回路基板上の回路の高密度実装ができなくなるという課題があり、後者はスピンドルの支持剛性が低下し衝撃に対する耐久性が低下する課題がある。
【００１６】
本発明の目的は、制御用回路基板を小さくすることなくまたベースのスピンドルモータ固定部の周辺の板厚を薄くすることなく、セトリング時のスピンドル振動を低減する磁気ディスク装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁気ディスクを所定速度で回転駆動させるスピンドルモータと、前記磁気ディスクに情報の読み書きを行う磁気ヘッドとを有する磁気ディスク装置において、前記磁気ディスクの回転中心を通るベース長手方向中心線より前記磁気ヘッド側であって前記磁気ディスクの回転中心を通るベース短手方向中心線に対して反対側の第１コーナ部と、該第１コーナ部と前記磁気ディスクの回転中心をはさんで反対側の第２コーナ部とに、前記磁気ディスクの回転中心の周方向に不連続な減衰部材を配置したことを特徴とする。
【００１８】
本発明は、前記減衰部材が前記ベースに設けた凹部に固定されたことを特徴とする。
【００１９】
本発明は、前記凹部が前記減衰部材の厚さと実質同じくぼみを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明は、前記減衰部材の上に保護部材が固定されたことを特徴とする。
【００２１】
本発明は、前記減衰部材が熱可塑性樹脂基材と充填材からなることを特徴とする。
【００２２】
本発明は、前記減衰部材が粘弾性体とその上に固定された拘束部材からなることを特徴とする。
【００２３】
上記の目的を達成するために、本発明では、スピンドルの回転面内の振動に対し最適化された減衰部材の配置とすることで、スピンドルの支持剛性の低下を最小限に抑え、スピンドルの回転面内の振動を効果的に低減する。
【００２４】
スピンドルの回転面内の振動においては、スピンドルの振動に対して、ベースのスピンドル固定部において、振動の方向と直角方向の部位に大きなひずみエネルギーが発生する。
【００２５】
一般に振動系において、主要なばね作用を生じている部位でひずみエネルギーは大きくなり、減衰部材を取り付けた場合、最も効果が大きくなる。
【００２６】
ここで、セトリング時に問題となるスピンドルの振動は、スピンドルの中心から見てヘッドの方向への振動である。そこで、それに直角方向の部位に減衰部材を配置すれば良い。
【００２７】
すなわち、ベース上をスピンドルの中心を通り磁気ディスク装置の長辺および短辺に平行な直線で分割した４つの部位のうち、ヘッドの存在する部位に隣り合った２つの部位を含むような減衰部材の配置が望ましい。また、比較的振動低減効果の小さい、ヘッドの存在する部位およびその対角上の部位は、従来どおり、ベースの板厚を厚くすることにより、スピンドル軸方向の支持剛性の低下を最小限に抑えることができる。
【００２８】
以上のように構成した本発明では、磁気ディスク装置のセトリング時のスピンドル面内振動が低減され、ヘッドアクセスの高速化を実現し、ひいてはデータ転送速度が高速な磁気ディスク装置を提供できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の磁気ディスク装置の第１の実施の形態で底面側の分解斜視図である。磁気ディスク装置のベース１のスピンドルモータ２の固定部の周辺に減衰部材３が設けられている。また、ベース１には制御回路基板４が固定される。制御回路基板４はベース１全体とほぼ同じ大きさであり、減衰部材３の上から覆い被さるように取り付けられる。
【００３０】
図２は磁気ディスク装置の内部を示す平面図である。磁気ディスク装置の筐体はベース１とカバー（図示せず）により構成される。ベース１の中央には所定の速度で回転するスピンドル５を有する図１のスピンドルモータ２が取り付けられている。スピンドル５に磁気記録媒体である磁気ディスク６が取り付けられている。
【００３１】
磁気ディスク６に情報の読み書きを行う磁気ヘッド７を搭載するスライダがキャリッジアーム８の先端に支持されている。キャリッジアーム８は軸受体９に回動可能に取り付けられている。この軸受体９はスピンドル５と回転軸が平行になるようにベース１に取り付けられている。
【００３２】
磁気ヘッド６を移動させるための動力はボイスコイルモータ１０により発生する。すなわち、磁気ヘッド７を移動させるためにキャリッジアーム８を軸受体９の周りに回転させるべく、ボイスコイルモータ１０に水平方向の力が発生する。その力の反力がベース１を通してスピンドルモータ２に伝わり、スピンドル２の振動を励起する。
【００３３】
図３は本発明において問題とするスピンドル振動の振動モードを示した模式図である。スピンドル５およびベース１がそれぞれ一体となって、互いに反対方向に移動するように振動する。振動の方向は原理的に、磁気ディスク装置筐体の重心とスピンドル５の中心を結ぶ線にほぼ直交する方向となる。
【００３４】
磁気ディスク装置の実装上、大きな質量を持つボイスコイルモータ１０と磁気ヘッド７の位置は、スピンドル５の中心を通り磁気ディスク装置の長辺に平行な直線に対し反対の位置にくるため、スピンドル５の振動方向はちょうど磁気ヘッド６の動作する方向、すなわち位置決め方向に相当する。そのため、シーク動作時にこのスピンドル振動が励起されると、その振動が位置外乱となりセトリング動作に長時間を要するようになり問題となる。
【００３５】
図４はスピンドル振動が生じたときのスピンドルおよびベースの変形を示した断面図である。ベース１にモータベース１１が取付けられ、モータベース１１にシャフト１２が回転可能に取り付けられ、シャフト１２にステータコイル１３ところがり軸受１４が固定され、ころがり軸受１４にスピンドル５が固定され、スピンドル５の下端に固定のマグネットがステータコイル１３に対向して、スピンドルモータを構成している。スピンドル５に磁気ディスク６がスペーサ１５をはさんで図では三枚装着され、スピンドル５の上端にクランパ１６が取り付けられて磁気ディスク６を固定している。
【００３６】
スピンドル５が回転面内方向に変位すると、シャフト１２が倒れるように変形し、ベース１に傾きが生じる。
【００３７】
このとき、図５に示すように、ベース１のスピンドルモータ２の固定部はスピンドルモータ２の回転軸を通る線の周りにねじれるような変形を生じ、ねじれの大きくなる振動の方向と直角方向のコーナ部Ａ，Ｂに大きなひずみエネルギーを生じる。この部位Ａ，Ｂに集中して減衰部材を配置することで、より小さな面積で大きな振動低減効果を発生させることができる。
【００３８】
このコーナ部Ａ，Ｂの位置は、図５および図１において、磁気ディスク６の回転中心を通るベース長手方向中心線より磁気ヘッド７側であって磁気ディスク６の回転中心を通るベース短手方向中心線に対して反対側の第１コーナ部Ａ（図５）と、第１コーナ部Ａと磁気ディスク６の回転中心をはさんで反対側の第２コーナ部Ｂ（図５）の位置である。図１の減衰部材３，３はこの第１コーナ部Ａ，第２コーナ部Ｂの位置で磁気ディスク６の回転中心の周方向に配置されている。
【００３９】
図６は図１において減衰部材を接着する前の底面側の分解斜視図である。図５の第１コーナ部Ａ，第２コーナ部Ｂの位置で磁気ディスク６の回転中心の周方向に、凹部１７，１７が設けられ、そこに減衰部材３，３が接着され、そのうえから保護シール１８，１８が貼り付けられる。ここで凹部１７，１７は減衰部材３，３の厚さと実質同じくぼみである。減衰部材３，３は、高い減衰能をもつ材料が望ましい。例えば、合成樹脂やゴムなどのバインダー成分にシリカやガラス繊維あるいは鉄粉などのフィラー成分を混合した減衰材シートやアスファルト系材料などが挙げられる。
【００４０】
ここで、減衰部材３，３の取り付け箇所はベース５１をスピンドルモータ２の回転軸の周りに４分割した部位の２つとしたが、減衰部材３，３の主な部分が上記の部位にあれば良く、多少別の部位にまたがって配置したとしてもさしつかえない。
【００４１】
また、減衰部材を熱可塑性樹脂の基材と充填材とし、混合したものを高温で流し込み冷却固化させたものや、有機溶剤に溶かし塗料状にしたものを塗布し乾燥固着させたものを用いるのも有効である。
【００４２】
図７は本発明の磁気ディスク装置の第２の実施の形態で減衰部材を接着する前の底面側の分解斜視図である。ベース１の凹部１，７１７に粘弾性体１９，１９を介して拘束板２０，２０が接着されている。粘弾性体１９，１９としては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴムなどのゴム系材料が好ましく、拘束板２０，２０としてはステンレス鋼板あるいは黄銅などの金属系の材料が好ましい。本粘弾性体１９と拘束板２０からなる減衰部材は、ベース１の変形に対し、拘束板２０とベース１との間の粘弾性体１９に生じるせん断ひずみにより減衰力を発生させる。
【００４３】
図８は本発明による振動低減効果を示したグラフである。ベース１の板厚の１／２の厚さの減衰材部材のシートを設けた場合Ｈと減衰材を使用しない場合Ｊの、ベースの短辺方向の振動の加速度を示している。前半の振動の大きな部分がシーク動作時、後半の周期の長いうねりに小さな振動が乗っている部分がセトリング動作時である。周期の長いうねりは磁気ディスク全体の剛体運動であり、小さな振動がスピンドル振動に相当する。本グラフはベースの加速度を示しているためスピンドル振動の割合が小さいが、ヘッドの追従誤差の信号である位置決め誤差信号に直すとそれが主たる部分を占めることになる。セトリング動作時前半におけるスピンドル振動成分の大きさは、減衰材シートを設けた場合Ｄaと減衰材を設けない場合Ｄbとを比較すると、減衰材シートを設けた場合Ｄaの方が減衰材無しの場合Ｄbの約１／２となっている。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、制御用回路基板を小さくすることなくまたベースのスピンドルモータ固定部の周辺の板厚を薄くすることなく、セトリング時のスピンドル振動を低減する磁気ディスク装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気ディスク装置の第１の実施の形態で底面側の分解斜視図である。
【図２】磁気ディスク装置の内部を示す正面図である。
【図３】スピンドル振動の振動モードを示した模式図である。
【図４】スピンドル振動が生じたときのスピンドルおよびベースの変形を示した断面図である。
【図５】スピンドル振動が生じたときのベースの様子を示す底面側の斜視図である。
【図６】図１において減衰部材を接着する前の底面側の分解斜視図である。
【図７】本発明の磁気ディスク装置の第２の実施の形態で減衰部材を接着する前の底面側の分解斜視図である。
【図８】本発明による振動低減効果を示したグラフである。
【符号の説明】
１：ベース、２：スピンドルモータ、３：減衰部材、４：制御回路基板、５：スピンドル、６：磁気ディスク、７：磁気ヘッド、８：キャリッジアーム、９：軸受体、１０：ボイスコイルモータ、１２：シャフト、１７：凹部、１８：保護保護シール、１９：粘弾性体、２０：拘束板、Ａ：第１コーナ部、Ｂ：第２コーナ部。
【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】
0003895137.tif 000009