(57)【要約】本発明は、サスペンションにねじれが発生してもヘッドがその影響を受けにくいサスペンション及びディスク装置を提供する。本発明のサスペンションは、ヘッドを記録担体に押し付けるロードビームと、ヘッドを支持するフレキシャーと、ロードビームとフレキシャーとを点接触させ、ヘッド周りのピッチングとローリングを可能にするディンプルとを有し、ロードビームは、押し付け力を印加するばね部と、ばね部からヘッドアームと対向する側に延在し、ヘッドアームとディスクとの距離が変動する方向に対してばね部よりも高い剛性を有する剛体部と、ディンプルに接続され、剛体部からばね部と対向する側に延在し、その方向で剛体部よりも高い弾性を有するつりあい部とを有する。
2002050835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクに情報を記録及び再生するヘッドを前記ディスクの所望の場所に位置決めするために移動するヘッドアームに接続可能であって、前記ヘッドを前記記録担体に所定の押付力で押し付けるロードビームと、
前記ヘッドを支持するフレキシャーと、
前記ロードビームと前記フレキシャーとを点接触させる突起としてのディンプルであって、前記ヘッドの当該ディンプルの周りのピッチングとローリングを可能にするディンプルとを有するサスペンションであって、
前記ロードビームは、
前記押付力を印加するばね部と、
前記ばね部から前記ヘッドアームと対向する側に延在し、前記ヘッドアームと前記ディスクとの距離が変動する方向に対して前記ばね部よりも高い剛性を有する剛体部と、
前記ディンプルに接続され、前記剛体部から当該剛体部の前記ばね部と対向する側に延在し、前記方向に対して前記剛体部よりも高い弾性を有するつりあい部とを有するサスペンション。
【請求項２】
前記つりあい部に設けられたおもりを更に有する請求項１記載のサスペンション。
【請求項３】
前記おもりは前記つりあい部に関して前記ヘッドとほぼ対称な位置に設けられる請求項２記載のサスペンション。
【請求項４】
前記つりあい部は前記剛体部を前記ディスクから離間する方向に屈曲して形成される請求項１記載のサスペンション。
【請求項５】
ディスクに情報を記録及び再生するヘッドを前記ディスクの所望の場所に位置決めするために移動するヘッドアームに接続可能であって、前記ヘッドを前記記録担体に所定の押付力で押し付けるロードビームと、
前記ヘッドを支持するフレキシャーと、
前記ロードビームと前記フレキシャーとを点接触させる突起としてのディンプルであって、前記ヘッドの当該ディンプルの周りのピッチングとローリングを可能にするディンプルと、
前記ロードビームに接続され、前記ヘッドに送る信号を増幅するプリアンプチップとを有するサスペンションであって、
前記ロードビームは、
前記押付力を印加するばね部と、
前記ばね部から前記ヘッドアームと対向する側に延在し、前記ヘッドアームから前記ディスクとの距離が変動する方向に対して前記ばね部よりも高い剛性を有する剛体部と、
前記ディンプル及び前記プリアンプチップに接続され、前記剛体部から当該剛体部の前記ばね部と対向する側に延在し、前記方向に対して前記剛体部よりも高い弾性を有するつりあい部とを有するサスペンション。
【請求項６】
前記プリアンプチップは前記つりあい部に関して前記ヘッドとほぼ対称な位置に設けられる請求項５記載のサスペンション。
【請求項７】
前記プリアンプチップと前記ヘッドとを電気的に接続する配線を前記ロードビームの前記ディスクと対向する側に更に有する請求項５記載のサスペンション。
【請求項８】
前記つりあい部はスルーホールを含み、前記配線は当該スルーホールを介して前記ヘッドと電気的に接続される請求項７記載のサスペンション。
【請求項９】
ディスクに情報を記録及び再生するヘッドを前記ディスクの所望の場所に位置決めするために移動するヘッドアームに接続可能であって、前記ヘッドを前記記録担体に所定の押圧力で押し付けるロードビームと、
前記ヘッドを支持するフレキシャーと、
前記ロードビームと前記フレキシャーとを点接触させる突起としてのディンプルであって、前記ヘッドの当該ディンプルの周りのピッチングとローリングを可能にするディンプルと、
前記ロードビームに接続され、前記ヘッドに送る信号を増幅するプリアンプチップとを有するサスペンションであって、
前記プリアンプチップは前記ロードビームに関して前記ヘッドとほぼ対称な位置に設けられるサスペンション。
【請求項１０】
ディスクに情報を記録及び再生するヘッドと、
当該ヘッドを前記ディスクの所望の場所に位置決めするために移動するヘッドアームと、
当該ヘッドアームに接続されて前記ヘッドを支持するサスペンションとを有するディスク装置であって、
前記サスペンションは、
前記ヘッドアームに接続されて、前記ヘッドを前記記録担体に所定の押付力で押し付けるロードビームと、
前記ヘッドを支持するフレキシャーと、
前記ロードビームと前記フレキシャーとを点接触させる突起としてのディンプルであって、前記ヘッドの当該ディンプルの周りのピッチングとローリングを可能にするディンプルと、
前記ロードビームに接続され、前記ヘッドに送る信号を増幅するプリアンプチップとを有し、
前記プリアンプチップは前記ロードビームに関して前記ヘッドとほぼ対称な位置に設けられるディスク装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、一般に、記録担体に対するヘッド移動機構に係り、特に、ヘッドを支持するサスペンションの構造に関する。本発明は、例えば、磁気ディスク装置の磁気ヘッドを支持するサスペンションに好適である。
技術背景
近年、画像や音声などの大容量データを取り扱う電子機器が増えている。このような電子機器において、ハードディスク装置（ＨＤＤ）は大容量でシーケンシャル・アクセスだけでなくランダム・アクセスも可能なため、代表的な補助記憶装置として汎用されている。ＨＤＤは、典型的に、磁性体を付着した円形状のディスクと、揺動可能なヘッドアーム（又はアクチュエータと呼ばれる場合もある）と、ヘッドアームに接続されたサスペンションと、サスペンションに支持された磁気ヘッドとを有する。磁気ヘッドは、信号を記録及び再生する微小なヘッドコアとこれを支持するスライダとから構成される。サスペンションの基端部にアームが結合され、サスペンションの末端部にスライダが取り付けられる。サスペンションは、スライダをディスクに所定の押付力で押し付ける板ばねとしての機能も有する。ディスクが停止している時はサスペンションによる押付力によってスライダはディスクに接触している。ディスクが回転すると回転に伴う空気流がスライダとディスクとの間に入り込んでスライダをディスク面から浮上させる。浮上したスライダは、浮上力と押付力との釣り合いによりディスクから一定距離だけ離間する。かかる状態において、アームが回動して磁気ヘッドをディスク上の所望の位置へ移動（シーク）させることで、ディスクへのアクセス（情報の読み出し及び書き込み）を行う。
現在、ＨＤＤのインターフェースとして知られるウインチェスタは、ディスクの交換ができない媒体固定方式、ディスクの停止時にヘッドがディスクに接触し、ディスクの回転時にヘッドがディスクから浮上するコンタクト・スタート・ストップ（ＣＳＳ）方式、及び、サスペンションによる押付力の減少によりヘッドが起動・停止時に受ける摩擦の軽減などの特徴を有する。かかるインターフェースの下、安定した記録再生を行うためにはヘッドの浮上量を一定に制御する、換言すれば、ヘッドの共振特性（ねじれ振動）を改善する必要がある。ねじれ振動が発生すると、スライダに取り付けられたヘッドの位置がディスク上の所望の位置からずれたり、ヘッドとディスクの間隔が一定に定まらずアクセス不能になったりする。
従来のＨＤＤは、典型的に、浮上量制御にサスペンションと動圧流体潤滑方式を採用している。
ディスクとヘッドアームとの距離をＺハイトと呼ぶが、Ｚハイトの方向（Ｚ方向）の変動はサスペンションにより吸収させる。典型的なサスペンションの一つであるワトラス形サスペンションは剛体ヘッドがフレキシャー（ジンバルその他の名称で呼ばれる場合もある）及びロードビーム（ロードアームその他の名称で呼ばれる場合もある）を介して剛体のヘッドアームに接続される。フレキシャー及びロードビームを併せたものがサスペンションである。ロードビームはＺ方向に十分な押付力を印加するように（板）バネ部を中央にのみ有している。従って、ロードビームは基端部が剛体部、中央がバネ部、末端部が剛体部に構成されている。また、スライダ面はディスクの反りやうねりに追従して常にディスク面と平行にならなければならないため、ディンプル（ピボットその他の名称で呼ばれる場合もある）という突起を介してロードビームとフレキシャーは接触しており、磁気ヘッドはディンプルを中心に柔らかくピッチングとローリングができるように設計されている。このように、サスペンションは、Ｚハイトの変動、ピッチング・ローリングには柔にその他の軸の運動に対しては剛に設計されている。剛の部分の共振モードはロードアームの基端部のねじれ変形である。
動圧（流体）潤滑方式は、ディスク回転に伴う空気流中にくさび形の隙間が形成されるようにヘッドを配置するものである。浮上時の空気膜の共振周波数はどの軸でも２０乃至４０ｋＨｚとサスペンションよりも大きいので空気膜がサスペンションに先立って共振することは原則としてない。しかも、仮に空気膜が振動しても共振周波数に比べて記録周波数は１乃至１５ＭＨｚと著しく大きいため、空気膜振動によって生じた再生出力振動はハイパスフィルタで容易に除去できる。
その他、従来ではねじれ振動を最小限にするために、サスペンションをねじれ剛性に強い構造として共振周波数を上げる方法（米国特許第５，７９３，５６９号公報）や、サスペンションの形状を工夫してねじれを抑える方法（米国特許第６，０２３，５７４号及び５，９９１，１２２号公報等）、ヘッド近傍におもりを設け共振点でのねじれを抑える方法（公開特許公報昭和５６年第１１７３６９号）などが提案されている。
発明の開示
しかし、近年のハードディスクの大容量化に伴うシーク速度の高速化により、従来のサスペンションではねじれ振動が顕著になってきた。ねじれ振動は、サスペンションの末端部（剛体部）がＺ方向には変形しないがＺ方向以外の方向にねじれて、それがフレキシャーに伝搬することによって発生する。従来のようにサスペンションの共振周波数を上げてもかかる周波数に達するとねじれ振動は必ず発生する。一方、おもりを用いる方法は共振点でのねじれ防止には効果的であるが、おもりを使用する分、部品点数が増加する。
そこで、本発明は、このような従来の課題を解決する新規かつ有効なサスペンション及びディスク装置を提供することを本発明の概括的目的とする。
より特定的には、本発明は、サスペンションの剛体部でねじれが発生してもヘッドがその影響を受けにくいサスペンション及びディスク装置を提供することを例示的目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのサスペンションは、ディスクに情報を記録及び再生するヘッドを前記ディスクの所望の場所に位置決めするために移動するヘッドアームに接続可能であって、前記ヘッドを前記記録担体に所定の押付力で押し付けるロードビームと、前記ヘッドを支持するフレキシャーと、前記ロードビームと前記フレキシャーとを点接触させる突起としてのディンプルであって、前記ヘッドの当該ディンプルの周りのピッチングとローリングを可能にするディンプルとを有し、前記ロードビームは、前記押付力を印加するばね部と、前記ばね部から前記ヘッドアームと対向する側に延在し、前記ヘッドアームと前記ディスクとの距離が変動する方向に対して前記ばね部よりも高い剛性を有する剛体部と、前記ディンプルに接続され、前記剛体部から当該剛体部の前記ばね部と対向する側に延在し、前記方向に対して前記剛体部よりも高い弾性を有するつりあい部とを有する。かかるワトラス形サスペンションは、剛体部で発生したねじれを剛体部より高い弾性を有するつりあい部が吸収するため、ねじれをつりあい部が支持するヘッドに伝搬しない。選択的に、つりあい部におもりを設けることも考えられる。前記おもりは前記つりあい部に関して前記ヘッドとほぼ対称な位置に設けられる。これにより、つりあい部の重量バランスを確保しつつ、力学的な安定を図ることができる。また、更に選択的に、前記つりあい部は前記剛体部を前記ディスクから離間する方向に屈曲して形成されてもよい。これによっても、つりあい部の重量バランスを確保しつつ、力学的な安定を図ることができる。
更に、本発明の側面としてのサスペンションは、前記ヘッドに送る信号を増幅するプリアンプチップを上述のサスペンションのつりあい部に設けている。かかるサスペンションは上述したサスペンションにおもりを設けた場合と同様な作用を奏すると共にヘッドにプリアンプチップを近づけることにより雑音の影響を低減することができる。従って、おもりと同様に、前記プリアンプチップは前記つりあい部に関して前記ヘッドとほぼ対称な位置に設けられてもよい。また、前記プリアンプチップと前記ヘッドとを電気的に接続する配線（例えば、ＦＰＣなど）を前記ロードビームの前記ディスクと対向する側に設けてもよい。これによっても、つりあい部の重量バランスを確保しつつ、力学的な安定を図ることができる。その場合、前記つりあい部はスルーホールを含み、前記配線は当該スルーホールを介して前記ヘッドと電気的に接続されることができる。これにより、重量バランスと、ヘッドとプリアンプチップとの電気的接続の両方を確保することができる。
本発明の別の側面としてのサスペンションは、ディスクに情報を記録及び再生するヘッドを前記ディスクの所望の場所に位置決めするために移動するヘッドアームに接続可能であって、前記ヘッドを前記記録担体に所定の押圧力で押し付けるロードビームと、前記ヘッドを支持するフレキシャーと、前記ロードビームと前記フレキシャーとを点接触させる突起としてのディンプルであって、前記ヘッドの当該ディンプルの周りのピッチングとローリングを可能にするディンプルと、前記ロードビームに接続され、前記ヘッドに送る信号を増幅するプリアンプチップとを有するサスペンションであって、前記プリアンプチップは前記ロードビームに関して前記ヘッドとほぼ対称な位置に設けられる。かかるサスペンションは、ヘッドとプリアンプチップの距離が近いため、雑音の影響を低減することができる。
本発明の更に別の側面としてのディスク装置は、ディスクに情報を記録及び再生するヘッドと、当該ヘッドを前記ディスクの所望の場所に位置決めするために移動するヘッドアームと、当該ヘッドアームに接続されて前記ヘッドを支持する上述のいずれかのサスペンションとを有する。かかるディスク装置は上述したサスペンションを有するものであり、同様の作用を奏する。
発明を実施するための最良の形態
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の一側面としてのサスペンション１００及び当該サスペンション１００を有するディスク装置２００を説明する。ここで、図１は、サスペンション１００の概略斜視図である。図２は、サスペンション１００の分解斜視図である。また、図３は、サスペンション１００を有するディスク装置２００の内部構造を示す概略平面図である。なお、各図において同一の参照符号は同一部材を示し、重複説明は省略する。また、同一の参照符号にアルファベットを付したものは一般に変形例を示し、特に断らない限りアルファベットのない参照符号はアルファベットを付した参照符号の全てを総括するものとする。
図２に最もよく示されているように、サスペンション１００は、ロードビーム１１０と、ディンプル１２５と、フレキシャー１３０とから構成されるワトラス形サスペンションである。ロードビーム１１０は、図３に示すヘッドアーム２２０に接続可能であり、ヘッド２１０をディスク２４０に所定の押付力で押し付ける。フレキシャー１３０はヘッド２１０を支持する。ディンプル１２５は、ロードビーム１１０とフレキシャー１３０とを点接触させる突起であり、その周りにヘッド２１０はピッチング及びローリングができる。
ロードビーム１１０は、略三角の形状を有する板状部材であり、つりあい部１１６側より接続部１１２側が例示的に幅広に形成されている。ロードビーム１１０は弾性に優れた部材より構成されることが好ましく、例えばステンレス（ＳＵＳ）材より形成される。本実施例において、ロードビーム１１０の材料はＳＵＳ３０４を使用している。ロードビーム１１０は、図２に示すように、Ｘ２方向からＸ１方向に沿って接続部１１２、ばね部１１４、剛体部１１６及びつりあい部１２０を有する。
接続部１１２はサスペンション１１２の基端部であり、図３に示すように、ヘッドアーム２２０に取り付け可能な部位である。接続部１１２はロードビーム１１０を安定的にアーム２２０に接続し得る面積を有する。ヘッドアーム２２０に取り付けられると接続部１１２は、後述するＺハイト（ヘッドアーム２２０とディスク２４０との距離）が変動する方向であるＺ方向（Ｚ１及びＺ２方向）に対して剛性であり、約１８００Ｈｚの共振周波数を有する。接続部１１２は、アーム２２０に例えば、ネジ止めなどにより取り付けられる。
ばね部１１４は接続部１１２からＸ１方向に延在する弾性変形可能な板ばねである。ばね部１１４は、ヘッド２１０の質量（例えば、約１．５ｍｇ）が浮上量に影響を及ぼさないようにするためにヘッド２１０をディスク２４０に十分な所定の押付力（例えば、約２０ｍＮ）を印加する。ばね部１１４は、約３００Ｈｚの共振周波数を有する。ばね部１１４の形状は、例えば、平板である。しかし、かかる形状は例示的であり、上述した押付力を達成するためであればその形状に限定を有するものではない。例えば、ばね部１１４は、ロードビーム１１０の先端（つりあい部１２０側）がディスク２４０側に傾斜するように屈曲した曲率を有するような形状、Ｚ方向に縊れを有する形状、波型をであってもよい。
ばね部１１４はその中央に所定の大きさの開口１１５を有する。開口１１５の大きさは、ばね部１１４に求められる弾性より決定される。即ち、弾性を高めたい場合には開口１１５を大きく形成すればよく、弾性を低くしたいときには開口１１５を小さく形成すればよい。なお、開口１１５を設けるかどうかは選択的であり、開口１１５を有さないばね部１１４であっても、かかる板ばねとしての機能を成し得るのなら開口１１５は省略可能である。
ばね部１１４の中央に開口１１５を設けることで部材の剛性を落とし、部材自身（ステンレス材）の弾性を利用することで、ばね部１１４はばね圧を有する板ばねとして機能する。ばね部１１４は上述したような曲率を有するので、ロードビーム１１０のＸ１側の先端（つりあい部１２０）側にＺ２方向の力を加えると、ロードビーム１１０はばね部１１４のばね圧によりＺ１方向に反発する。従って、ばね部１１４が印加する押付力が、ディスク２４０の回転に伴うヘッド２１０の浮上力と釣り合うことによりディスク２４０からのヘッド２１０の浮上量は一定に維持される。
剛体部１１６は、ばね部１１４からＸ１方向に延在し、Ｚ方向に対してばね部１１４よりも剛性である。剛体部１１６の剛性は、剛体部１１６の両端部を直角に折り曲げて形成されたリブ部１１７によって高められている。剛体部１１６はリブ部１１７を設けることでＸ２方向から見ると断面形状が略Ｕ字形となる。剛体部１１６は、ばね部１１４による押付力の実効を図ると共にロードビーム１００をねじれにくくしている。
剛体部１１６はロードビーム１１０の剛性を高める限り、その形状及び構成は限定されない。例えば、剛体部１１６がリブ部１１７を有するかどうかは選択的であり、ロードビーム１１０を成形する際、剛体部１１６を剛性の高い材料より形成し、リブ部１１７を省略してもよい。また、その他に、剛体部１１６と同一形状の平板を複数枚重ね合わせる、若しくは、棒状部材を補強材として剛体部に配置するといった構成でもよい。
つりあい部１２０は剛体部１１６のＸ１方向に隣接する側に位置し、かつ、ロードビーム１１０の接続部１１２と相対する側の端部に位置する。つりあい部１２０はヘッド２１０と略同一、又は多少大きな面積を有するように形成される。なお、剛体部１１６で形成されていたリブ部１１７はつりあい部１２０までは延在していない。
上述したようにつりあい部１２０には剛体部１１６に設けられていたようなリブ部１１７が形成されておらず、つりあい部１２０は剛体部１１６と比較し弾性的性質が強い。従って、ロードビーム１００にねじれが発生し剛体部１１６にねじれが生じても、弾性的性質によりねじれが吸収されるため、つりあい部１２０にはねじれが伝達され難くなる。即ち、ロードビーム１１０の先端の剛性を落とすことでつりあい部１２０にねじれが伝達されることを抑制し、当該つりあい部１２０の上方に配置されるヘッド２１０にねじれによる揺れ等の影響を与えることが少ないとされる。
本発明のサスペンション１００が有するロードビーム１１０は上述した構成により、ヘッド２１０のＺ方向の動きを制御する。例えば、本発明のロードビーム１１０はばね部１１４のばね圧で押付力を得ると伴に、ディスク２４０の表面の多少の凹凸に柔軟に変形可能である。また、剛体部１１６を有する為、ロードビーム１１０はその他の軸の動きに剛となる。更に、本発明のロードビーム１１０は先端につりあい部１２０を設けたことで、ロードビーム１１０で発生したねじれを吸収可能であり、ヘッド２１０へねじれが伝達されることを少なくできる。
ディンプル１２５はつりあい部１２０の略中央に位置し、本実施例においては略三角錐形状の突起がディスク２４０側に凸となるように形成されている。ディンプル１２５はフレキシャー１３０を突起の先端で支持し、かかるフレキシャー１３０に搭載されるヘッド２１０にピッチングとローリングが可能な自由度を与える。より詳細には、かかる構成において、フレキシャー１３０とディンプル１２５の接触している部分は点接触しているだけである。従って、フレキシャー１３０とつりあい部１２０はディンプル１２５の先端を中心に各々相対的な自由度を有する。ヘッド２１０がディスク２４０より浮上している状態では、ロードビーム１００にねじりが加えられたとしてもロードビーム１００はフレキシャー１３０との接点を中心に揺動するだけであって、ヘッド２１０にねじれの影響が伝達することを抑制する。なお、本実施例においてディンプル１２５は円錐形状に構成されるが、かかる構成は例示的である。例えば、ディンプル１２５を半球形状に形成しヘッド２１０に自由度を与えるとした構成でもよい。
フレキシャー１３０は平板より形成される板状の部材であって、典型的に、ヘッド搭載部１３２を有する。フレキシャー１３０はヘッド搭載部１３２がつりあい部１２０のディンプル１２５に位置するようにロードビーム１１０の上面１１１側に配置される。フレキシャー１３０は基本的にヘッド２１０を搭載可能な面積を有するに足りるものであるが、本実施例ではＸ２方向に更に延在する延在部１３８を有する。なお、本実施例では、フレキシャー１３０はかかる延在部１３８に配線パターン１３４を有する。なお、延在部１３８及び配線パターン１３４はフレキシャー１３０に必ずしも設けられている必要はなく、かかる構成は例示的である。本実施例において、フレキシャー１３０は、ロードビーム１１０と同一な材料であるステンレス材（ＳＵＳ３０４）より形成される。
フレキシャー１３０はヘッド２１０とディンプル１２５との間に介在し、ヘッド２１０をディンプル１２５上に配置するための底板としての機能を有する。また、本実施例において、フレキシャー１３０は上述した延在部１３８でヘッド２１０と接続する電気配線１３６のプリント板としての機能を有する。
ヘッド搭載部１３２はヘッド２１０と略同一な面積を有し、フレキシャー１３０のＸ１側の先端に位置する。ヘッド搭載部１３２はかかる部分においてヘッド２１０をフレキシャー１３０に搭載可能とする。また、ヘッド搭載部１３２はヘッド２１０に設けられたヘッド２１０及び配線パターン１３４が電気的に接続する端子接続部１３３を有する。端子接続部１３３は配線パターン１３４の端部が接続される場所であるとともに、ヘッド２１０を設けたヘッド２１０をヘッド搭載部１３２に配置した際、かかるヘッド２１０が電気的に接続可能とされる場所である。更に、ヘッド搭載部１３２は中心軸（図２中の点線）上、かつ、ヘッド搭載部１３２のほぼ中央に突起接触部１３９を有する。突起接触部１３９はフレキシャー１３０をロードビーム１１０に配置すると際、フレキシャー１３０の下面１３５において上述したつりあい部１２０のディンプル１２５と接触する部分である。なお、突起接触部１３９はヘッド搭載部１３２上の一点であってもよいが、ディンプル１２５の先端と係合を可能にするくぼみが形成されてもよい。
配線パターン１３４は複数の配線１３６の集合体であって、フレキシャー１３０の上面１３１側の延在部１３８に形成される。配線１３６は一端をヘッド搭載部１３２の端子接続部１３３に配置する。また、配線１３６の他端はフレキシャー１３０より延在し制御部２５０に接続される。なお、配線パターン１３４は当業界のいかなる技術をも適用可能であり、本明細書での詳細な説明は省略する。また、上述したように配線パターン１３４はフレキシャー１３０の延在する部分１３８にプリントする必要はなく、かかる延在する部分を省略し、ロードビーム１１０の上面１１１に配線１３６をプリントするといった構成であってもよい。
なお、サスペンション１００は、ロードビーム１１０の上面１１１上にフレキシャー１３０が配置され、フレキシャー１３０の上面１３１の後述するヘッド搭載部１３２にヘッド２１０及びヘッドコアが配置される。なお、ヘッドコアは小さい為、図において図示されないことを理解されたい。サスペンション１００のねじれを防止するためにサスペンション１００は図１に示す点線に対して線対称に形成される。サスペンション１００はスライダ１２２が先端側（Ｘ１方向側）になるように後述するディスク装置２００のヘッドアーム２３０に接続される。サスペンション１００はヘッド２１０をディスク２４０（Ｚ１方向側）に押し付けることでかかる浮上する力と釣り合い、スライダ１２０とディスク２４０の間隔を一定に維持する機能を有する。
以下、図４及び図５を参照するに、本発明のサスペンション１００の変形例であるサスペンション１００Ａについて説明する。ここで、図４は図１に示すサスペンション１００の変形例であるサスペンション１００Ａの概略斜視図である。図５は、図４に示すサスペンション１００Ａの構造を階層的に示した概略斜視図である。サスペンション１００Ａはサスペンション１００と基本的に同一な構成であるが、おもり１５０を有する点でサスペンション１００と異なる。なお、その他の点についてはサスペンション１００と同一であるため、ここでの詳細な説明は省略する。サスペンション１００Ａはサスペンション１００におもり１５０を設けることで、シーク動作に伴うサスペンション１００のねじれを更に効果的に抑制する機能を有する。
おもり１５０は所定の重量ｍを有し、つりあい部１２０のディンプル１２５と対向する側に配置される。おもり１５０の重量ｍは後述するようなつりあい部１２０の重量バランスを平衡するように設定される。また、おもり１５０はつりあい部１２０を介しヘッド２１０の真下近傍に配置される。なお、おもり１５０は形状において限定を有するものではないが、つりあい部１２０に配置可能な大きさであればよい。おもり１５０はつりあい部１２０の重量バランスを平衡する機能を有する。
図６を参照し、かかる機能をより詳細に説明する。ここで、図６は図４に示すサスペンション１００Ａが有するおもり１５０の機能を説明するための図である。サスペンション１００Ａはシーク動作に伴いＳ方向（Ｓ１及びＳ２方向を総括する方向）に加振される。例えば、Ｓ２方向に力Ｆ（加速度ａ）で加振されると、加振基準軸１０を基準とした上面１１及び下面１２に力Ｆの慣性力に伴う曲げモーメントが発生する。ここで加振基準軸１０はばね部１１４、剛体部、及びヘッド２１０位置を表すＺ−ｈｅｉｇｈｔの位置関係より決定され、ロードビーム１００Ａに力Ｆが作用する軸を示す。また、Ｚ−ｈｅｉｇｈｔとは、ロードビーム１１０とアーム２２０との接触面からヘッド２１０のディスク面２１１までの高さのことである。加振基準軸１０より上側に位置する上面１１には、ディンプル１２５先端付近に慣性力Ｆ１（ディンプル１２５に加わるスライダの重量ｍｓ×ａ）に伴う曲げモーメントＭ１（Ｆ１×ｈ１（加振基準軸１０からディンプル１２５先端までの高さ））が発生する。また、加振基準軸１０より下側に位置する下面１２には、おもり１５０の重心付近に慣性力Ｆ２（おもり１５０の重量ｍ×ａ）に伴う曲げモーメントＭ２（Ｆ２×ｈ２（加振基準軸１０からおもり１５０の重心までの高さ））が発生する。なお、おもり１５０を設けない場合にはＭ２＝０（Ｎ・ｍ）であり、つりあい部１２０には曲げモーメントＭ１のみが発生する。曲げモーメントＭ１はつりあい部１２０のねじれの原因となる。
おもり１５０を設けることで、つりあい部１２０は曲げモーメントＭ１に対向する曲げモーメントＭ２を得る。従って、Ｍ１＝Ｍ２となるようにおもり１５０の重量ｍを設定すれば、つりあい部１２０のねじれを低く抑えることができる。なお、おもり１５０の形状を変化させｈ２の値を設定することで、Ｍ１＝Ｍ２となるようにしてもよい。ここで、加振基準軸１０を境にモーメントが釣り合っている状態を、本明細書では重量バランスが平衡していると表現する。図７を参照するに、おもり１５０の重量ｍを増加させることで曲げモーメントＭ１に対向する曲げモーメントＭ２が増加しゲインが下がっていることが理解できるであろう。ここで、図７は図４に示すサスペンション１００のおもり１５０の重量ｍに対するヘッド２１０の揺れ具合を有限要素法解析により求めたグラフである。図７は横軸をおもり１５０の重量ｍ（ｍｇ）とし、縦軸にゲインｇ（ｄＢ）を示す。ここで、ゲインは揺れ具合を示す値であって、値が大きいほど揺れが大きいことを示す。なお、ゲインｇは次式より与えられる。
2002050835.tif 000003
数１を本実施例に適用すると、ｎ１はサスペンション１００Ａに加える揺れ幅のことであり、ｎ２はｎ１の揺れに対するヘッド２１０の揺れ幅に対応する。上述したようにつりあい部１２０の重量バランスを平衡とすることでゲインを下げることができ、ねじれを抑制することができる。
なお、本実施例ではつりあい部１２０の重量バランスを平衡にするためおもり１５０を使用したが、本発明これに限定されるものではない。即ち、つりあい部１２０の重量バランスが平衡となるならばおもり１５０は必要とされない。例えば図８及び図９に示すように、ロードビーム１１０の本体に対しＺ２方向に低く形成されたつりあい部１２０ａであっても、重量バランスを平衡にすることができる。ここで、図８は図４に示すサスペンション１００Ａのロードビーム１１０の変形例であるロードビーム１１０ａを示した概略斜視図である。図９は、図８に示すロードビーム１１０ａをサスペンション１００Ａに適用したときの、つりあい部１２０ａの重量バランスを説明するための図である。図９を参照するに、つりあい部１２０ａは加振基準軸１０ａの上面１１ａ側に発生する曲げモーメントＭ３（Ｆ３×ｈ３）と下面１２ａに発生する曲げモーメントＭ４（Ｆ４×ｈ４）が一致するようにつりあい部１２０ａを形成すれば重量バランスを平衡とすることが可能となる。
かかる構成から明らかなように、つりあい部１２０の重量バランスをとるには加振基準軸１０に対して上下のモーメントが一致するようにすればよい。従って、上述する構成のようにおもり１５０を設ける、もしくは、つりあい部１２０の形状を変化させることで、加振基準軸１０に対して上下のモーメントが一致するようにすることが可能である。一方、ばね部１１４、剛体部１１６、Ｚ−ｈｅｉｇｈｔを変更することで加振基準軸１０の位置は相対的に変化する。したがって、ばね部１１４、剛体部１１６、Ｚ−ｈｅｉｇｈｔのいずれかを変化させることで、上下のモーメントが一致するように加振基準軸１０を変化させれば、つりあい部１２０の重量バランスを平衡にすることができる。かかる方法であっても、ねじれを防止することが可能である。
また、図１０を参照するに、おもり１５０をヘッド２１０からＸ２方向に遠ざけた場合、ヘッド２１０のゲインは増加する。ここで、図１０は図４に示すサスペンション１００のおもり１５０をＸ２方向に移動させたときのヘッド２１０の揺れ具合を有限要素法解析により求めたグラフである。図１０は横軸をおもりのＸ２方向位置（ｍｍ）とし、縦軸にゲインｇ（ｄＢ）を示す。横軸が０はおもり１５０とヘッド２１０の重心が一致している点であり、横軸の変位はおもり１５０をＸ２方向に移動させた距離に相当する。即ち、おもり１５０はつりあい部１２０を介しヘッド２１０の真下近傍（０乃至０．５ｍｍ）に位置することがよいことが分かる。
次に、図１１乃至図５を参照するに、本発明のサスペンション１００の変形例であるサスペンション１００Ｂについて説明する。ここで、図１１は図１に示すサスペンション１００の変形例であるサスペンション１００Ｂの概略斜視図である。図４は図１１に示すサスペンション１００Ｂを裏側より見たときの概略斜視図である。図５は図１１に示すサスペンション１００Ｂの構造を階層的に示した概略斜視図である。
サスペンション１００Ｂは、サスペンション１００Ａのおもり１５０の代わりにプリアンプＩＣ１６０を使用している。ここでプリアンプＩＣは電気信号を増幅する回路である。サスペンション１００Ｂはおもり１５０と同様にプリアンプＩＣ１６０を使用することでつりあい部１２０の重量バランスを平衡すると伴に、ヘッド２１０に対する電気特性を向上する機能を有する。なお、その他において、サスペンション１００Ｂは動作及び機能に関しサスペンション１００Ａと相違するものではない。よって、以下、構成においてサスペンション１００Ａと相違する点のみ説明する。
図５を参照するに、プリアンプＩＣ１６０とヘッド２１０はつりあい部１２０を介して対抗する側に位置する。なお、このときおもり１５０と同様、プリアンプＩＣ１６０は重量バランスを平衡する位置に配置されるものとする。プリアンプＩＣ１６０を介しヘッド２１０を接続する為には、電気配線をロードビーム１１０の下面１１３を通すことで可能となる。本実施例では、サスペンション１００Ｂは電気配線にＦＰＣ１７０を使用する。ＦＰＣ１７０はロードビーム１１０の下面１１３をＸ２方向からＸ１方向に伸びており、ロードビーム１１０の先端で上面１１１側に折り返されヘッド搭載部１３２の端子接続部１３３に接続される。かかる構成は、ヘッド２１０と接続する端子接続部１３３とプリアンプＩＣ１６０の距離を短くすることが可能であり、ヘッド２１０からの微弱な信号に対応する上でも効果的である。
また、上述したおもり１５０と対応する位置にプリンアンプＩＣ１６０が配置される為、ＦＰＣ１７０のかかる位置にはプリアンプＩＣ接触部１７２が形成される。なお、プリアンプＩＣ接触部１７２にはプリアンプＩＣ１６０と電気的に接続可能な一対の端子１７３が設けられている。当該プリアンプＩＣ接触部１７２にプリアンプＩＣ１６０を取り付けることで、プリアンプＩＣ１６０はＦＰＣ１７０と電気的に接続する。かかる構成において、プリアンプＩＣ１６０はヘッド２１０からの電気信号を増幅すると伴に、おもり１５０と同様な作用を奏する。
また、図６に示すように、電気配線をプリアンプＩＣ１６０までロードビーム１１０の下面１１３にプリントし、折り返しが必要となるプリアンプＩＣ１６０からヘッド２１０までのみＦＰＣ１７０ａを使用する構成であってもよい。ここで、図６は図５に示すＦＰＣ１７０を変形例であるＦＰＣ１７０ａに置換した場合のサスペンション１００Ｂの構造を階層的に示した概略斜視図である。かかる構成はＦＰＣ１７０ａの長さが短い分、組み立て時にＦＰＣ１７０ａに傷がつきにくいという長所を有する。
更に、図７に示すように、電気配線のプリアンプＩＣ１６０からヘッド２１０の折り返しをつりあい部１２０にスルーホール１２３を設けることで行ってもよい。ここで、図７は図１１に示すサスペンション１００Ｂにスルーホール１２３を設けた場合の概略斜視図である。かかる構成は、プリアンプＩＣ１６０とヘッド２１０までの距離が短い分、ヘッド２１０からの微弱な電気信号に対応する上でも効果的であり、電気特性を更に向上させるという長所を有する。
次に、図３及び図１６を参照するに、ディスク装置２００について説明する。ここで、図１６は、図３に示すディスク装置２００の制御部２５０を示す図である。ディスク装置２００は、サスペンション１００と、ヘッド２１０と、アーム２２０と、アーム軸２３０と、ディスク２４０と、制御部２５０を有する。ディスク装置１００は筐体であり、かかる筐体内部にサスペンション１００、ヘッド２１０、アーム２２０、アーム軸２３０、ディスク２４０、制御部２５０を格納する。ディスク装置１００はディスク２４０近傍に配置されたアーム軸２３０にアーム２２０を接続し、かかるアーム２２０の先端にサスペンション１００が設けられる。なお、ヘッド２１０はサスペンション１００のヘッド２１０に取り付けられる。スライダが浮上するタイプのディスク装置には、ディスク停止時にヘッドが着地し、始動とともに離陸するＣＳＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ　Ｓｔａｒｔ　Ｓｔｏｐ）方式と、停止時にヘッドが外部に設けられたランプに待避するランプロード方式の２つがある。なお、本発明のディスク装置２００はかかる方式において限定を有するものではない。
サスペンション１００は上述したいかなる構成をも適用可能であり、ここでの詳細な説明は省略する。
ヘッド２１０は磁気ヘッドであり、ディスク２４０と面する側のディスク面２１１と、ヘッド搭載部１３２と面する側の搭載面２１２を有しており、かかる搭載面２１２をフレキシャー１３０側とし、フレキシャー１３０のヘッド搭載部１３２に配置される。なおこのとき、ヘッド２１０は、ヘッド２１０の重心と突起接触部１３９がＺ方向において一致するようにヘッド搭載部１３２に配置される。かかる構成によりヘッド２１０の重心はディンプル１２５上に位置し、ロードビーム１１０の押圧力はヘッド２１０に均一に加えられる。
ヘッド２１０はスライダ２１４と、図示しないヘッドコアより構成される。スライダ２１４はディスク２４０の回転に伴う空気流により一定の動圧を発生させ、回転するディスクの反り、並びにうねりに沿って常に一定の浮上量を保つ働きをする。一方、ヘッド２１０は信号を記録再生させるコイルを巻いた馬蹄形の磁気回路を有し、コイルより発生する磁束でディスク２４０を磁化する。なお、ヘッド２１０は、典型的にヘッドコアの形状より、馬蹄形のヘッドコアとワイヤー巻線から構成される（バルク技術と称される）モノシリック型又はコンポジット型と、巻線を含め薄膜技術から形成されたヘッドコアから構成される薄膜型の３種類に分類される。ここで、モノシリック型はフェライトと呼ばれるマンガン、亜鉛、及び鉄の混合酸化物の単体からスライダ２１４とヘッドコアが形成される形状であって、一方、コンポジット型はフェライトのヘッドコアとセラミクスのスライダとの複合体から形成される。なお、本発明はかかる構成において限定を有するものではなく、いかなる形状のヘッド２１０であってもよい。また、ヘッド２１０は当業界周知のいかなる技術をも適用可能であり、本明細書での詳細な説明は省略する。
アーム２２０はサスペンション１００を支持してこれを回転軸２３０に接続する。アーム２２０はほぼ扇形の形状をしており、板材より形成される。但し、これらの形状は例示的であり、アーム２２０は任意の形状を有することができる。アーム２２０はアーム軸２３０と協同し磁気ヘッドスライダ２３０をディスク２４０上の目的の位置へ移動させる。なお、アーム２２０は後述するアーム軸２３０と一体に形成するとした構成でもよい。
アーム軸２３０はディスク２４０の近傍に位置し、アーム２２０が接続される。アーム軸２３０はアーム２２０、ひいてはその先に位置するヘッド２１０をディスク２４０上でシーク動作させる機能を有する。アーム軸２３０は、例えばコイル及び永久磁石を有し電磁駆動させる駆動装置２３２によりアーム２２０を回動する。但し、これらの形状は例示的であり、アーム２２０を移動する駆動装置はいかなるものであってもよい。また、アーム軸２３０は、ヘッドの運動方向がサスペンション１００の軸と平行な方向に往復する軌跡を描くリニア式、及び円弧を描くスイングアーム式とがある。本発明のディスク装置１００はスイングアーム式に好適であるが、リニア式への適用を制限するものではない。なお、かかるシーク動作において、アーム軸２３０は制御部２５０の指示によりヘッド２１０を目的の位置へ移動させる。
ディスク２４０は円板であって、モータ２４２に接続されて回転可能に構成される。ディスク２４０はアルミニウム合金もしくはガラス板から成形され、その表面には磁性体が蒸着されている。ディスク装置２００がデスクトップ型パソコンに使用される場合、ディスク２４０の径は典型的に３．５インチである。しかし、ディスク２４０の径はこれに限定されず、ノート型パソコン用の２．５インチサイズ、又は例外的に５インチサイズであってもよい。また、図３においてディスク２４０は１枚であるが、複数枚重ね合わせた構造であってもよい。本発明のディスク装置２００は、複数枚のディスクを有するディスク装置を排除するものではない。
ディスク２４０は、磁性体がヘッド２１０によって磁化されることでデータの記録を可能とする。ディスク２４０は、ディスク表面を同心円状に分割するトラック、かかるトラックを放射状に分割するセクターとに画定されている。ディスク２４０は、複数のセクターを一単位とするクラスタを最小単位として効率よく記録がされる。
図８を参照するに、制御部２５０は、例えば、メモリ２５２と、制御回路２５４と、信号処理回路２５６とを有している。ここで、図８は図３記載のディスク装置の制御部２５０を示す図である。制御回路２５４は、メモリ２５２に格納されたファームウエアの制御の下、ヘッド２１０、駆動装置２３２、モータ２４２、及び信号処理回路２５６の動作を制御する。制御部２５０はヘッド２１０を介しディスク２４０のデータを読み出して、信号処理回路２２６に送信する。信号処理回路２５６は、図示しない外部装置のインターフェース（例えば、ＳＣＳＩインターフェース）に接続されており、データを復調して原情報を取り出してこれを外部装置に送信することができる。また、信号処理回路２５６は、ディスクに記録すべき情報を外部装置から受信してヘッド２１０を介してディスク２４０に書き込む。
動作において、ディスク装置２００は、制御部２５０の制御回路２５４により、モータ２４２を駆動しディスク２４０を回転させる。ディスク装置２００はディスク２４０の回転に伴う空気流をヘッド２１０とディスク２４０との間に巻き込み微小な空気膜を形成し、ヘッド２１０をディスク面２４０から浮上させる。また、このとき、サスペンション１００はヘッド２１０の浮上力と対向する方向にサスペンション１００のばね圧でヘッド２１０を押圧している。かかる２の力が釣り合いヘッド２１０とディスク２４０との間が一定に離間される。次に、制御部２５０がアーム軸２３０の駆動装置２３２を制御しアーム２２０及びサスペンション１００を回動させ、ヘッド２１０をディスク２４０上の目的のトラックに移動させる。その後、ヘッド２１０は目的のトラックから情報を読み出して信号処理回路２５６に送信するか、目的トラックへ信号処理回路２５６から受信した情報を書き込む。
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されずその要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
産業上の利用の可能性
本発明のサスペンションは発生したねじれを剛体部より高い弾性を有するつりあい部で吸収するため、つりあい部に設けられるヘッドにねじれが波及することがない。また、前記つりあい部を介し略真下におもりを設けたり、つりあい部をディスクから離間する方向に屈曲させた構成は、つりあい部の重量バランスを平衡させ力学的な安定を図ることでき、ねじりを抑えることに効果的である。更に、おもりとしてプリアンプＩＣを使用することで、電気的特性を高めることがさらに可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一側面としてのサスペンションの概略斜視図である。
第２図は、図１に示すサスペンションの分解斜視図である。
第３図は、図１に示すサスペンションを有する本発明の一側面としてのディスク装置の内部を示す概略平面図である。
第４図は、図１に示すサスペンションの変形例の概略斜視図である。
第５図は、図４に示すサスペンションの分解斜視図である。
第６図は、図４に示すサスペンションが有するおもりの機能を説明するための図である。
第７図は、図４に示すサスペンションのおもりの重量に対するヘッドの揺れ具合を有限要素法解析により求めたグラフである。
第８図は、図４に示すサスペンションのロードビームの変形例であるロードビームを示した概略斜視図である。
第９図は、図８に示すロードビームをサスペンションに適用したときの、つりあい部の重量バランスを説明するための図である。
第１０図は、図４に示すサスペンションのおもりをＸ２方向に移動させたときのヘッドの揺れ具合を有限要素法解析により求めたグラフである。
第１１図は、図１に示すサスペンションの変形例の概略斜視図である。
第１２図は、図１１に示すサスペンションを裏側より見た概略斜視図である。
第１３図は、図１１に示すサスペンションの分解斜視図である。
第１４図は、図５に示すＦＰＣの変形例としてのサスペンションの分解斜視図である。
第１５図は、図１１に示すサスペンションにスルーホールを設けた場合の概略斜視図である。
第１６図は、図３に示すディスク装置の制御部を示す図である。
【図１】
2002050835.tif 000004
【図２】
2002050835.tif 000005
【図３】
2002050835.tif 000006
【図４】
2002050835.tif 000007
【図５】
2002050835.tif 000008
【図６】
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【図７】
2002050835.tif 000010
【図８】
2002050835.tif 000011
【図９】
2002050835.tif 000012
【図１０】
2002050835.tif 000013
【図１１】
2002050835.tif 000014
【図１２】
2002050835.tif 000015
【図１３】
2002050835.tif 000016
【図１４】
2002050835.tif 000017
【図１５】
2002050835.tif 000018
【図１６】
2002050835.tif 000019
【国際調査報告】
2002050835.tif 000020
2002050835.tif 000021
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