(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース上に、回転円板形の磁気ディスクと、前記磁気ディスクに情報を記録又は再生するヘッドを支持したヘッド支持機構が連接されたキャリッジアームとを備えた磁気ディスク装置において、
前記ベースの全周に前記ベースと一体的に形成され前記磁気ディスクと前記キャリッジアームとを囲う側壁を設け、
前記側壁の前記磁気ディスク側の内壁面で、前記キャリッジアームを挿入するための開口部を除いて、前記磁気ディスクの外周を囲むシュラウドを形成すると共に、前記側壁の前記開口部に開口角度を狭くするように内側に突き出して前記磁気ディスクの外周を囲むシュラウドを形成し、
前記磁気ディスクの外周端面と前記シュラウドとの間隔を０．１mmより大きく０．６mm以下と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に記載の磁気ディスク装置において、前記磁気ディスクは一つのスピンドルモータ軸に複数枚が積層され、前記磁気ディスクの外周端面と対向するシュラウド面は機械加工されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、一つのスピンドルモータ軸に複数の磁気ディスクが積層され、前記磁気ディスクの外径は３．５インチで、その定格回転数は７６００rpm以上であ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に記載の磁気ディスク装置において、一つのスピンドルに複数の磁気ディスクが積層され、前記磁気ディスクの外径は２.5インチで、その回転数は１２０００rpm以上であり、さらに各磁気ディスクの外周端面と前記シュラウドとの間隔は0.1mmより大きく0.４mm以下であ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】
本発明は磁気ヘッドあるいは光ヘッド等により回転する円板に情報を読み書きする回転型記録装置に係り、回転円板に生ずる流体振動を低減して高精度な位置決めを実現できる磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置では、容量の増大に伴って処理速度の高速化が求められており、ディスク回転数が次第に増加している。しかし回転数の増加は、回転にともなって発生する流体力によりディスク振動を増大させ、位置決め精度を低下させる要因として新たな問題になってきた。
【０００３】
従来の技術としては特開昭５９−７２６８０号公報に開示されているように、ディスクの外周に所定の間隔を隔ててシュラウドを設けることにディスク上下振動（以後フラッタと呼ぶ）を低減できる事が示されている。具体的に同公報では、シュラウドの内壁と磁気ディスクの外周との距離をＤを変化させると、距離Ｄが１２mmの場合の振動量は約２０μと大きく、距離Ｄが１０mmの場合の振動量Gは約１０μ、距離Ｄが６mmの場合の振動量は１５μ、距離Ｄが３mm以下の場合の振動量Ｅは８μと極めて少ない。従って、磁気ディスクの外周とシュラウドの内壁との間隔Ｄを３mm以下にすると振動を最小限に押さえることができると記載されている。
【０００４】
また、特開平９−２０４７６７号公報にはシュラウド間隔を０．１mm以下にして磁気ディスク板表面に被覆した液体潤滑剤の飛散を防止することが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開昭５９−７２６８０号公報に示されるようにシュラウドの内壁とディスク外周との間隔に関しては２ｍｍまでしか開示されていない。
【０００６】
また、特開平９−２０４７６７号公報では０．１mm以下とすることしか開示がない。
【０００７】
ところで、磁気ディスク装置では、記憶容量の増大に伴ってデータ転送速度の高速化が求めれられている。そのためディスクの回転速度は次第に増加してきており、今後もこの傾向は続くと予想される。ディスクの回転数の増加はディスクの振動であるフラッタを増加させ、ヘッドの位置決め誤差を増加させる主要因となっているため、更なる振動低減を図る必要がある。
【０００８】
そこで、ディスクフラッタを低減するには大きく分けて２つの方法があり、一つは励振源である流体力を低減（厳密には圧力分布を平均化）する方法であり、もう一つはディスクの剛性を高めて振動を小さくする方法である。ディスク剛性を高める手段として板厚を増加させる方法があるが、板厚の増加は装置の大型化につながるため、好ましくない。
【０００９】
本発明の目的は、高速回転による位置決め誤差要因のフラッタ増加と、大容量化による位置決め精度向上という相反する要求を満足する装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では励振源である流体力を低減することによりフラッタ防ぎ、高速回転の大容量磁気ディスク装置を提供する。具体的には、磁気ディスクを囲むシュラウド（外壁）とディスク外周側端面の間隔（シュラウド間隔）を０．６mm以下にすると共に、製作の難易性から0.1ｍｍよりも大きな間隔とした。
【００１１】
ディスク回転に伴い発生する空気流によりディスク面の上面と下面の圧力差が発生し、これがディスクを加振してディスクのフラッタを発生させている。シュラウド間隔を所定の間隔以下に狭小化すると、ディスクの上面と下面の空気が隔離され圧力差を低減することができる。
【００１２】
これにより、フラッタ振幅を低減することが可能となり、高速回転の記録装置においてもヘッドの位置決め精度を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施例を図１から図４を用いて説明する。図１（１）は装置の全体図で、図１（２）は上面図である。
【００１４】
磁気ディスク１はスピンドルモータ２軸に積層されており、情報を記録／再生する磁気ヘッド３はスライダ４に搭載され、スライダ４は磁気ヘッド支持機構５により支持され、支持機構５はアーム６に連結されている。キャリッジ９はガイドアーム６とピボットベアリング７とボイスコイルモータ（以後、ＶＣＭ８と称する）から構成され、ピボットベアリングベアリング７を中心にガイドアームアーム６がＶＣＭ８により回転させられる。そしてこれらはベース１０の上に設置されており、ベースの周りは壁（シュラウド壁２０）で囲まれている。ディスク１の外周とシュラウド２０の内壁間は所定の距離（以後、シュラウド間隔と称する）を保っている。
【００１５】
シュラウド２０の１部にはガイドアーム６をディスク１の面上に挿入するための開口部３０が設けられている。この開口部３０の開口角度はアームの組立易さ、ヘッドがディスク内周から外周に移動した場合にもアームがシュラウドと接触することがなく、且つなるべく小さくなるように設計されている。本実施例では開口角度は約４５°に設定されている。
【００１６】
装置のベース１０の周りには全周に壁が設けられている。そして、ディスク側では壁がディスクの外周を囲む壁（シュラウド２０）の役割をしているが、開口部近傍では前述の壁とは別に、ディスクを囲むための壁（シュラウド２０）が延長して設けてある。
【００１７】
一方、キャリッジ９側の壁４０は、ディスク１の外周を囲むシュラウド２０の役割は無く、キャリッジを囲み装置を密閉する役割をしている。繰り返しになるが、ディスクの外周を囲む用に設けられ壁をここではシュラウド２０として定義し、そのように呼ぶ事とする。本発明はこのシュラウド２０とディスク１の端面の間隔を所定の範囲に規定することで、ディスクの高速回転時に発生するファラッタ振幅を低減するものである。以下その詳細を説明する。
【００１８】
図１（２）のＡ−Ａ断面を図２に示す。
【００１９】
図２を用いてシュラウド間隔の定義を説明する。
【００２０】
図２に示すようにディスク１はスピンドルモータ２軸に積層されておりベース１０にスピンドルモータ２が設置されている。ベース１０からはベース１０と一体成型されたシュラウド２０が設けられている。このシュラウド（壁）２０の内壁２１はディスク１の端面１１から所定の間隔（この間隔を以後シュラウド間隔と呼ぶことにする）を保って、ディスクの全周に設けられている。但し、キャリッジ９のアーム６がディスク面上に挿入されている部分にはアーム６挿入用の開口部が設けられている（図示せず）。シュラウドの内壁は略円形で、その中心はディスク１、あるいはスピンドル２の回転中心と略一致している。このため、前述したシュラウド間隔はディスクの全周で略同一となる。但し、アーム６挿入部には開口部が設けられておりシュラウド２０が無いので、開口部は除く。
【００２１】
図３にシュラウド隙間とフラッタ振幅の関係を示す。
【００２２】
フラッタ振幅は測定結果を示している。測定には外径寸法がは3.5インチの磁気ディスクを用い、７２００rpmで回転させたときのフラッタ振幅をLDV（レーザドップラー）を用いる変位計で測定した。シュラウド間隔を０．２mmから、０．４、０．６、０．８１、１．２、２．５、４、６mmと変化させて測定を行なった。測定結果は振幅の平均値を無次元化して表示している。
【００２３】
図中の丸、三角、四角はフラッタ振動の周波数の違いを示している。この測定結果から注目すべきことは、シュラウド間隔を０．６mm以下に狭小化していくとフラッタ振幅が低減するという点である。また、０．６mmから６mmの範囲ではシュラウド間隔を小さくしてもフラッタの振幅は小さくならない。一方、０．６mm以下の場合には０．４mm、０．２mmとシュラウド間隔を狭小化していくとフラッタの振幅を著しく低減できることがわかる。具体的には、シュラウド間隔が０．２mmでは０．６mmのフラッタ振幅に比べて約１／１０以下に低減することができる。
【００２４】
本実施例では、シュラウド間隔を０．４mmにしている。これはシュラウド間隔が約１mmとした場合に比較して、その振幅を約半分にすることができる間隔である。もちろん０．５mmにした場合にもその効果はある。シュラウド間隔は狭ければ狭いほどフラッタ振幅の低減という観点からは望ましいが、一方組立の観点からは困難ととなっていく。
【００２５】
また、ディスクの外径寸法公差以下に（±０．０５）、組立公差などを加味すると、シュラウド間隔を０．１mm以下にすることは困難と思われる。上述した結果より、シュラウド間隔は０．１mmより大きく０．６mm以下に設定することにより、フラッタを低減できることが明かとなった。
【００２６】
図４はシュラウド間隔を狭小化したときの流れ解析を行い、その解析結果から求めたディスクの表面と裏面との空気圧力の差を等高線として表示したものである。図４（１）はシュラウド間隔が２mm、図４（２）は１mm、図４（３）は０.５mm、図４（４）は０.２mmの場合の圧力差の等高線図を示している。
【００２７】
同図からシュラウド間隔が２mmと１mmの場合にはディスクの外周側にピーク値を持つ等高線の山が見られる。これらの圧力差はディスクの加振力となりなり、ディスクのフラッタの要因となっている。一方、シュラウド間隔を０．５mm、０．２mmと狭小化した場合には、フラッタの要因となる圧力差のピーク値をもつ等高線の山は見えない。換言すれば、圧力差が発生しないので、フラッタの振幅が小さくなる。この結果は図３の実験結果と定性的にも定量的にも良く一致している。この解析結果からもシュラウド間隔を０．５mm以下にすることがフラッタ抑さえることに有効であることが分かった。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施例を説明する。第２の実施例と本実施例と第１の実施例との違いは、本実施例では、ディスクの外径寸法が２．５インチ（板厚０．８mm）、回転数が１２６００rpmと高い点である。また、本実施例では１４０°の開口部を設けている点である。
【００２９】
本実施例を用いて行った２.５インチ磁気ディスク装置のシュラウド間隔とフラッタ振幅の関係を示す（図５）。フラッタ測定条件を以下に示す。
【００３０】
0003732001.tif 000002
本実施例の測定結果も第１の実施例の効果と同様に、シュラウド間隔を狭小化することがフラッタの低減に有効で有ることを示している。本実施例ではシュラウド間隔が０．４mm以下となった場合にそのフラッタ低減効果が現われる。このため本実施例ではシュラウド間隔を０．４mmとしている。これにより約１０％のフラッタ振幅を低減することが可能である、また、０．２mmにすると約５０％に低減することが可能となる。
【００３１】
また、同図から開口部３０の角度を４５°、８５°、１４０°に変化させた場合にもシュラウド間隔を低減することによるフラッタ振幅の低減効果に大きな差異は見られなかった。つまり、開口角度を４５°から１４０°に拡大してもシュラウド間隔を小さくすることによりフラッタを低減できることを実験的に確認した。このため、本実施例では組立の容易性を考慮して開口角度を約１４０°としている。また、シュラウド間隔の下限値は、第１実施例と同様に、ディスクの製作公差と組立公差により０．１mmより大きくする必要があると考えられる。
【００３２】
ここで、第１の実施例と第２の実施例のフラッタ低減のシュラウド間隔は０．６mm、０．４mmと異なるように見えるが、ディスクの直径で無次元化する２．５インチでは約１／１５０、３．５インチでは約１／１３０となり略一致することがわかった。本実施例においても第１の実施例と同様に、シュラウド間隔の狭小化によりフラッタを低減し、高速回転の大容量装置を提供する事が可能である。
【００３３】
また、シュラウドの１部に装置内の空気の清浄化を目的としたエアフィルタを設置するためのポケットを設けることにより、その部分のシュラウド間隔が他の部分のシュラウド間隔よりも広くなった場合にも、第１の実施例と同様の効果が得られることを確認している。
【００３４】
【発明の効果】
磁気ディスクの外周端面とシュラウドとの間隔を０．１mmより大きく０．６mm以下とすることにより、磁気ディスクの一方の面側と他方の面側の空気を隔離して両面間に発生する圧力差を低減することができるので、フラッタを低減して、高速大容量の磁気ディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例
【図２】シュラウド間隔の定義
【図３】シュラウド間隔とフラッタ振幅の関係１（測定結果）
【図４】ディスク表面と裏面の空気圧力差の等高線図（解析結果）
【図５】シュラウド間隔とフラッタ振幅の関係２（測定結果）
【符号の説明】
１…磁気ディスク、２…スピンドル、３…磁気ヘッド、４…スライダ、５…磁気ヘッド支持機構、６…アーム、７…ピボットベアリング、８…ボイスコイルモータ、９…キャリッジ、１０…ベース、１１…端面、２０…シュラウド（壁）、２１…内壁、２２…外壁、３０…開口部。
【図１】
0003732001.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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