JP2002208237A - ハードディスクドライブ組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスクドライブ装置の高さを低減する。 【解決手段】 回転軸まわりに回転するハードディスク
と、読み書きヘッドを位置せしめるアクチュエータ組立
体とを有する。前記回転軸と平行な軸まわりに回転可能
で、一端にヘッドを支持し他端に平坦かつ前記回転軸と
平行な軸まわりに巻かれたボイスコイルを有するアクチ
ュエータアームと、前記回転軸に垂直な平面内にある平
坦な上面をもつ底部磁気戻り板と、該底部磁気戻り板の
上方に離間し平坦な下面をもつ頂部磁気戻り板と、前記
上面及び下面の何れかに取付けられた平坦な板形状を有
する一対の磁石とを備える。該磁石の一方が前記回転軸
に平行な第１の方向において前記戻り板の間でボイスコ
イルを通過する磁界を発生し、他方が前記回転軸に平行
な第１の方向とは反対の第２の方向でボイスコイルを通
過する磁界を発生させるボイスコイルモータ磁石組立体
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（継続出願の情報）本願は、１９８８年１
月２５日付け米国特許出願第１４７，８０４号（現在、
米国特許第４，９６５，６８４号）の一部継続出願であ
る、係属中の米国特許出願第０７／５４９，２８３号の
一部継続出願である。

【０００２】（関連出願の相互参照） １）名称：「ディスク駆動装置の制御装置の構造（ＤＩ
ＳＫ ＤＲＩＶＥ ＳＹＳＴＥＭ ＣＯＮＴＲＯＬＬＥ
Ｒ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ）」。発明者：Ｊｏｈｎ
Ｐ．Ｓｑｕｉｒｅｓ、Ｔｏｍ Ａ．Ｆｉｅｒｓ及びＬ
ｏｕｉｓ Ｊ．Ｓｈｒｉｎｋｌｅ。１９８７年６月２日
付米国特許出願第０５７，２８９号（現在、米国特許第
４，９７９，０５６号）。 ２）名称：「ディスク駆動装置のソフトウェア装置の構
造（ＤＩＳＫ ＤＲＩＶＥ ＳＯＦＴＷＡＲＥ ＳＹＳ
ＴＥＭ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ）」。発明者：Ｊｏ
ｈｎ Ｐ．Ｓｑｕｉｒｅｓ、Ｔｏｍ Ａ．Ｆｉｅｒｓ及
びＬｏｕｉｓＪ．Ｓｈｒｉｎｋｌｅ。１９９０年２月２
３日付米国特許出願第４８８，３８６号（現在、放
棄）。 ３）名称：「埋込み形リアルタイム診断モニタを用いた
ディスク駆動装置の制御装置の構造（ＤＩＳＫ ＤＲＩ
ＶＥ ＳＹＳＴＥＭ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＲＣＨＩＴＥ
ＣＴＵＲＥ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ ＥＭＢＥＤＥＤ Ｒ
ＥＡＬ−ＴＩＭＥ ＤＩＡＧＮＯＳＴＩＣ ＭＯＮＩＴ
ＯＲ）」。発明者：Ｊｏｈｎ Ｐ．Ｓｑｕｉｒｅｓ。１
９８７年６月２日付米国特許出願第０５８，２８９号
（現在、放棄）の継続出願である、１９８９年１０月１
８日付米国特許出願第４２３，７１９号（現在、米国特
許第４，９７９，０５５号）。 ４）名称：「低電力ハードディスク駆動装置の構造（Ｌ
ＯＷ−ＰＯＷＥＲ ＨＡＲＤ ＤＩＳＫ ＤＲＩＶＥ
ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ）」。発明者：Ｊｏｈｎ
Ｐ．Ｓｑｕｉｒｅｓ及びＬｏｕｉｓ Ｊ．Ｓｈｒｉｎｋ
ｌｅ。１９８８年２月４日付米国特許出願第１５２，０
６９号（現在、放棄）の継続出願である、１９９０年８
月７日付米国特許出願第５６４，６９３号。 ５）名称：「多数の埋込み形直交サーボ磁界を用いたデ
ィスク駆動装置（ＤＩＳＫ ＤＲＩＶＥ ＳＹＳＴＥＭ
ＵＳＩＮＧ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＭＢＥＤＥＤ Ｑ
ＵＡＤＲＡＴＵＲＥ ＳＥＲＶＯ ＦＩＥＬＤＳ）」。
発明者：Ｌｏｕｉｓ Ｊ．Ｓｈｒｉｎｋｌｅ及びＪｏｈ
ｎ Ｐ．Ｓｑｕｉｒｅｓ。１９８９年７月２７日付米国
特許出願第３８６，５０４号。 ６）名称：「ディスク駆動装置用磁気パーキング装置
（ＭＡＧＮＥＴＩＣ ＰＡＲＫＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ
ＦＯＲ ＤＩＳＫ ＤＲＩＶＥ）」。発明者：Ｆｒｅｄ
ｅｒｉｃｋ Ｍａｒｋ Ｓｔｅｆａｎｓｋｙ。１９８８
年１１月１０日付米国特許出願第２６９，８７３号（現
在、放棄）の継続出願である、１９９１年１月２２日付
米国特許第６４３，７０３号。 ７）名称：「多数の超小型制御装置ハードディスク駆動
装置の制御構造（ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＭＩＣＲＯ ＣＯ
ＮＴＲＯＬＬＥＲ ＨＡＲＤ ＤＩＳＫ ＤＲＩＶＥ
ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ）」。発明
者：ＪｏｈｎＰ．Ｓｑｕｉｒｅｓ、Ｃｈａｒｌｅｓ
Ｍ．Ｓａｎｄｅｒ、Ｓｔａｎｔｏｎ Ｍ．Ｋｅｅｌｅｒ
及びＤｏｎａｌｄ Ｗ．Ｃｌａｙ。１９９０年１１月９
日付米国特許出願第０７／６１１，１４１号。 これらの各関連出願は本願の譲受人に譲渡されており、
ここに援用する。

【０００３】（発明の背景） （発明の分野）本発明はディスク駆動装置に関し、より
詳しくは、ハードディスク（固定ディスク）駆動装置に
関する。

【０００４】（関連技術の説明）パーソナルコンピュー
タ、ポータブルコンピュータ及びラップトップ形コンピ
ュータの開発は、ディスク駆動装置のサイズの縮小及び
記憶容量の増大に拍車をかけている。既存のディスク駆
動装置のサイズ及び重量を更に減少させ且つ耐久性及び
記憶容量を更に増大させる試みは、まずまずの成功を収
めている。固定ディスクすなわちハードディスク駆動装
置のサイズ（特に高さ）及び重量、及び既存のハードデ
ィスク駆動装置が物理的衝撃及び／又は振動に耐え得な
いことは、固定ディスクをラップトップ形コンピュータ
に組み込むことを妨げる（より大きなポータブルコンピ
ュータに組み込むことさえも妨げる）要因となってい
る。

【０００５】既存のディスク駆動装置には、多数の機械
部品が組み込まれている。また、ディスク駆動装置の各
部品は、該駆動装置の重量及び駆動装置が占拠する空間
の増大をもたらす。機械部品が多数になると、製造を困
難で高価なものとし且つ駆動装置の機械的故障の可能性
及び蓋然性を増大させる。重要なことは、機械部品の個
数が、物理的衝撃及び振動に耐え得る駆動装置の能力に
関係するということである。

【０００６】物理的衝撃及び振動に対する抵抗性は、デ
ィスク（単一又は複数）、ヘッド（単数又は複数）及び
ディスク駆動装置の種々のベアリングを損傷から保護す
る上で重要である。特に、データの喪失を招くディスク
への損傷や駆動装置の寿命を終了させ、データの全体的
喪失を招くヘッド又はベアリングへの損傷を防止する必
要がある。しかしながら、従来のディスク駆動装置は物
理的衝撃に対する抵抗性が制限されている。物理的衝撃
に対する抵抗性は、ポータブルコンピュータの場合に最
も重要である。

【０００７】慣用的な駆動装置では、ヘッド及びディス
クを支持するディスク駆動装置の機械部品の機械的歪み
すなわち撓みが、ヘッド（ヘッドは支持部品上の一点で
取り付けられている）を、ディスク（ディスクは支持部
品上の他点で取り付けられている）に対して移動させる
ことによるトラッキングの問題を引き起こす。ディスク
の上下面と関連するヘッドは、別々のヘッドが別々のシ
リンダ内に位置する点まで、ディスクに対して移動でき
る（１つのシリンダは、ディスクの上下面の同一トラッ
クを表す１つの垂直セグメントとして形成される）。こ
の問題は機械的オフトラックとして知られており、増大
するトラック密度により一層悪化する。

【０００８】従来のディスク駆動装置の他の問題は、駆
動装置をシールして汚染物質から保護するのが困難なこ
とである。この困難性の一部は、ディスクが収容される
環境へのアクセス箇所が多数存在することにある。これ
らのアクセス箇所は、ディスクを回転させるモータへの
電流の供給、ディスクの情報の読取り（及びディスクへ
の情報の記録）を行うヘッドへの（及びヘッドからの）
データ信号の伝達、及び或る場合にはディスク（単数又
は複数）に対するヘッド（単数又は複数）の位置決めを
行うボイスコイルへの電流の供給を行うための電気回路
をディスク駆動装置の内部に導くのに利用されている。

【０００９】従来のディスク駆動装置のこれらの欠点の
多くは、ディスクが収容されるケーシング（３次元ケー
シング又は「トイレットボウル」と呼ばれている）に起
因する。このようなケーシングは、鋳造金属（通常、ア
ルミニウム）からなる大型の３次元部片であり、ディス
クを収容する丸い部分をもつところから「トイレットボ
ウル」と呼ばれている。上方の板が、ケーシングの開放
頂部の全体をカバーし、ケーシングとのシールを形成す
る。

【００１０】スピンドル（該スピンドル上でディスクが
回転する）が、これらのケーシング及びカバーの両者を
貫通し且つ支持されている。ケーシング及びカバーを通
るスピンドルの突出部が、汚染物質が侵入し得る箇所を
形成している。また、ディスクに対してヘッドを位置決
めするステッパモータを使用するディスク駆動装置で
は、ステッパモータがケーシングの外部に配置され、ス
テッパモータとケーシングとの間にシールを必要とす
る。

【００１１】汚染物質がディスク駆動装置に侵入できる
箇所が存在することを認識し、慣用的なディスク駆動装
置の製造業者は、ブリーザフィルタ（呼吸フィルタ）を
設け、ディスクの回転によってディスク駆動装置がシー
ルのリークを通して空気を排出し且つブリーザフィルタ
のみを通して空気を取り入れるようにディスク駆動装置
を設計している。しかしながら、空気の流れが存在でき
るようにするにはブリーザフィルタにかなり粗いフィル
タを設けなくてはならず、従って濾紙を通って汚染物質
がディスク駆動装置に侵入する。

【００１２】鋳造ケーシング、特に、ケーシングにより
支持される駆動装置のエレメントの取付け部の位置を正
確に製造することは困難である。取付け孔はケーシング
の鋳造後にドリル穿孔しなければならず、これらの取付
け孔はケーシングと整合すると同時に互いに整合しなけ
ればならない。しかしながら、もっと重要なことは、３
次元鋳造ケーシングが熱応力によって撓み、上記機械的
オフトラックの問題を引き起こすということである。

【００１３】ボイスコイルを用いてアクチュエータアー
ムを枢動させ、ディスクに対してヘッドを位置決めする
慣用的なディスク駆動装置では、一端がアクチュエータ
アームに取り付けられ且つ他端がディスク駆動装置の固
定点に取り付けられたフレキシブル回路が、情報信号を
ヘッドに（及びヘッドから）伝達する。このようなフレ
キシブル回路の標準配向は、ディスクから離れる方向に
延びたループである。フレキシブル回路がアクチュエー
タに取り付けられる点とディスク駆動装置の端部との距
離は制限されており、従って、フレキシブル回路の弧す
なわち湾曲の半径は小さく、フレキシブル回路自体の長
さは制限される。従って、アクチュエータアームが枢動
するとフレキシブル回路の全体が移動し、該フレキシブ
ル回路によってアクチュエータアームにトルクが作用す
る。アクチュエータアームに作用するこのトルクは、シ
ーク作業を行うときに、ボイスコイルにより発生された
トルクに加算又は減算して補償しなければならない。フ
レキシブル回路によりアクチュエータに作用するトルク
がアクチュエータの位置によって変化するという事実か
ら、この補償は複雑である。

【００１４】ディスク駆動装置が作動していないときに
ボイスコイルのアームを特定位置にロックするのに、種
々の形式のロッキング装置（ラッチ装置）が使用されて
いる。ラッチ装置の趨勢は、信頼性が得られるように別
々に組み立てられる高出力ユニットを用いることであ
る。しかしながら、高出力ラッチ装置は、ディスク駆動
装置又はコンピュータの他のあらゆる領域において好ま
しくない多量の熱を発生する。また、慣用的なラッチ装
置の作動は位置従属形である。かくして、ディスク駆動
装置及び該ディスク駆動装置が装着されるコンピュータ
の配向はラッチ装置の信頼性に影響を与える。信頼性が
このように位置に依存することは、ポータブルコンピュ
ータにとって満足できるものではない。

【００１５】個々の磁気ディスクに利用できる非常に大
きな記憶容量及びインテル社の８０３８６及び８０４８
６チップのようなマイクロプロセッサが作動する非常に
大きな速度では、ディスク駆動装置のデータアクセス時
間はシステムの全体的性能にとって重要である。多くの
場合、ディスクがデータにアクセスし且つマイクロプロ
セッサにデータを供給する速度は、システムの主性能の
困難な点である。ディスクアクセス時間の１つの重要な
ファクタは駆動装置の「シーク時間」であり、一般にシ
ーク時間とは、磁気ディスクの特定トラック位置にある
特定データにアクチュエータがアクセスする時間として
定義されている。一般に、全アクセス時間は、ディスク
の連続トラック間の弧状経路に沿って読取り／書込みヘ
ッドを移動させるときのアクチュエータモータの効率
と、制御電子部品のデータ処理能力との関数である。

【００１６】（発明の要約）従って本発明の目的は、１
インチの高さ形状係数をもつ多プラッタ（ディスク）デ
ィスク駆動装置を提供することにある。本発明の他の目
的は、物理的衝撃からの損傷に対する抵抗性をもつディ
スク駆動装置を提供することにある。本発明の他の目的
は、大きなデータ記憶容量をもつ高さの小さなディスク
駆動装置を提供することにある。本発明の他の目的は、
ヘッドのあらゆる機械的オフトラッキングが機械的に最
小にされ且つ電子的に修正されるディスク駆動装置を提
供することにある。本発明の他の目的は、単一の電気的
コネクタが、ディスクを収容した環境から該環境の外部
に全ての電流及びデータ信号を搬送し、且つ基板を介し
てこれらの電気信号を通信するヘッダが駆動装置の内部
と外部との間の通信のみを行うディスク駆動組立体を提
供することにある。本発明の更に他の目的は、改良され
たボイスコイルモータ、より詳しくは効率の良いアクチ
ュエータ位置決め機構をもつディスク駆動装置を提供す
ることにある。

【００１７】本発明の上記及び他の目的は、ディスク駆
動装置において、ヘッド／ディスク組立体を有し、該ヘ
ッド／ディスク組立体が、上面及び下面をもつ基板と、
該基板の上面上に支持された、データを記憶するための
記憶手段と、２つのディスクからなる固体記憶手段と、
ディスクから情報を読取り且つ情報を書込むための相互
作用手段と、ディスク手段に対して相互作用手段を選択
的に位置決めするための、基板上に支持され且つ信号を
制御すべく応答するアクチュエータ手段と、ディスク、
相互作用手段及びアクチュエータ手段を封鎖すべく基板
に対してシール可能に取り付けられるカバーとを備え、
ディスク駆動装置が更に、アクチュエータ手段を制御す
る制御信号を発生し且つ相互作用手段に情報信号を供給
し且つ相互作用手段から情報信号を受けるための、基板
の前記下面に隣接するようにヘッド／ディスク組立体に
取り付けられた制御手段を有し、ヘッド／ディスク組立
体及び制御手段が約１インチの最大全高をもつディスク
駆動装置により達成される。

【００１８】本発明の特別な長所は、本発明のディスク
駆動装置が、ほぼ同じ直径をもつディスクを用いた慣用
的なディスク駆動装置に比べて高さが小さいことであ
る。より詳しくは、本発明の３．５インチ単一プラッタ
及び多プラッタ駆動装置は、１インチの全高を有する。
更に、本発明のディスク駆動装置は軽量であり、１ポン
ドより僅かに重いに過ぎない。本発明の他の長所は、単
一の電気コネクタ（ヘッダ）によりケーシングの外部と
内部との間の全ての電気信号を伝達し、これにより、ケ
ーシング内の制御環境内に汚染物質が侵入する可能性を
低減できることにある。重要なことは、本発明のディス
ク駆動装置がブリーザフィルタを必要としないことであ
る。

【００１９】本発明のディスク駆動装置の更に別の長所
は、該駆動装置がボイスコイルアクチュエータ組立体を
有し、該組立体が、記憶手段に関して複数の読取り／書
込みヘッドを取り付けるための手段と、前記ディスクに
対して複数の位置で前記取付け手段を位置決めするため
の手段とを備え、該位置決め手段が、ディスクの内径と
外径との間で比較的等しい効率を有していることにあ
る。

【００２０】（好ましい実施例の説明）図１〜図２４を
参照して、本発明によるディスク駆動装置を説明する。
例えばここに開示するディスク駆動装置は、磁気コーテ
ィングを備えた１枚又は２枚のハードディスクを有し、
且つウインチェスタ技術（Ｗｉｎｃｈｅｓｔｅｒ ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏｇｙ）を用いている。しかしながら、本発
明のディスク駆動装置は、種々の枚数のディスクを使用
でき、例えば光学ディスクのような他の形式のディスク
及び例えばレーザのような他の読取り／書込み技術を使
用できる。本発明のディスク駆動装置に使用されるディ
スクは３．７５インチ程度の直径を有し、いわゆる「３
・１／２」ディスクと呼ばれているものである。本発明
のディスク駆動装置は、３．７５インチより大きい（又
は小さい）他の直径のディスクにも適用できる。

【００２１】本発明の第１、第２及び第３実施例のいず
れの実施例におけるディスク駆動装置も次のような概略
的寸法、すなわち１．０インチ（約２．５４ｃｍ）の高
さ、５．７５インチ（約１４．６１ｃｍ）の長さ及び
４．０インチ（約１０．１６ｃｍ）の幅を有する。全重
量は、第１実施例が１ポンドより僅かに重く、第２実施
例が１．３ポンド（約０．５９ｋｇ）、第３実施例が
１．１６ポンドである。かくして、本発明のディスク駆
動装置は、１／２の高さの５・１／４インチディスク駆
動装置のサイズの１／２である。重要なことは、本発明
のディスク駆動装置の重量が、２０Ｍｂ容量の標準形３
・１／２インチディスク駆動装置の重量の約１／３〜１
／２程度であることである。第１実施例を４０Ｍｂ容量
に、第２実施例を１２０Ｍｂ容量に、及び第３実施例を
約２１３Ｍｂの記憶容量にフォーマット化するときに
は、サイズ及び重量を全く変えることなく、一層大きな
比例減力（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｒｅｄｕｃｔｉ
ｏｎｓ）が得られる。

【００２２】縮尺通りではないが、図１、図１４及び図
１５は、ディスク駆動装置の長さ、幅及び高さの関係
（ディスク駆動装置の低い輪郭）を示している。より詳
しくは、本発明のディスク駆動装置の高さ「Ｈ」は１イ
ンチである。

【００２３】（第１実施例及び共通の特徴）ディスク駆
動装置１０に低い高さを与える第１実施例の１つの特徴
は、基板１２及びカバー１４の傾斜輪郭にある。この傾
斜輪郭は、ディスク駆動装置１０の第１端部１０ａにお
いて基板１２の下に特別な垂直空間を与え、且つディス
ク駆動装置１０の第２端部１０ｂにおいて基盤１２とカ
バー１４との間に特別な垂直空間を与える。この傾斜輪
郭を付与しないものとすると、基板１２の上下に割り当
てられる空間は、ディスク駆動装置１０の第１端部１０
ａ及び第２端部１０ｂにおいて最大になり、従ってディ
スク駆動装置の全高が増大してしまう。カバー１４は基
板１２に対してシール状態に取り付けられ、基板１２と
カバー１４との間に制御環境（制御された環境）を形成
する。基板１２とカバー１４との間のガスケット１６
（図４）がシールを形成する。制御環境を形成できるた
め、ブリーザフィルタを設ける必要がなくなり、本発明
のディスク駆動装置１０に内部空気濾過装置を使用でき
る。ガスケット１６により与えられるシールは、海面下
２００フィート〜海面上１０，０００フィートの高度で
受ける圧力でディスク駆動装置１０が作動する間にも安
定している。

【００２４】図２に示すように、ディスク駆動装置１０
の内部部品は、３つの相互関連グループ、すなわち、デ
ィスク２０及びスピンモータ２２と、ディスク２０に対
してヘッド２６を位置決めするアクチュエータ組立体２
４と、ヘッダ３０、ブラケット３２、反転フレキシブル
回路（ｒｅｖｅｒｓｅ ｆｌｅｘ ｃｉｒｃｕｉｔ）３
４及びラッチアーム３８を枢動させるためのコイル３６
からなるヘッダ組立体２８とに分離される。

【００２５】アクチュエータ組立体２４は、アクチュエ
ータアーム４０と、該アクチュエータアーム４０の第１
端部に取り付けられたヘッド２６（図４）と、枢着点に
関しアクチュエータアーム４０の第１端部とは反対側の
第２端部に取り付けられたアクチュエータコイル４２
と、磁石構造体４４とを有する。磁石構造体４４は磁石
４６（図４）を支持しており、磁石構造４４の構成部品
は、以下に詳述するように、磁石４６により発生された
磁界の戻り経路が得られるように透磁性材料で形成され
ている。磁石構造体４４及びアクチュエータコイル４２
は、該コイル４２を流れる電流が磁石４６により形成さ
れる磁界を通り、アクチュエータアーム４０を枢動させ
る力を発生するように配置される。アクチュエータコイ
ル４２を逆向きに流れる電流は逆方向のトルクを発生
し、アクチュエータアーム４０を枢動させ且つヘッド２
６を、ディスク２０の内径４８及び外径５０を含むこれ
らの直径４８、５０間のあらゆる位置に位置決めする。

【００２６】ボイスコイルを使用する慣用的なディスク
駆動装置では、ヘッダ３０とアクチュエータアーム４０
との間の領域にフレキシブル回路が設けられている。反
転フレキシブル回路３４はディスク２０の方向に湾曲し
ており、これによりラッチコイル３６をヘッダ３０とア
クチュエータアーム４０との間に配置できる。

【００２７】基板１２の底部には、印刷回路組立体（す
なわち制御手段）５２が取り付けられる。ヘッダ３０
は、あらゆる電気信号を、印刷回路組立体５２から、基
板１２とカバー１４との間の制御環境に搬送する。３本
のみのリード線を必要とするＤＣモータを用いていると
いう事実から、ヘッダ３０は最少本数のピンを有する。
このようなモータは、本願の譲受人に譲渡された１９８
６年７月１日付米国特許第４，８７６，４９１号（名称
「ブラシレスＤＣモータの速度制御方法及び装置（ＭＥ
ＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＢＵ
ＲＵＳＨＬＥＳＳＤＣ ＭＯＴＯＲ ＳＰＥＥＤ ＣＯ
ＮＴＲＯＬ）」、発明者：Ｐ．Ｓｑｕｉｒｅｓ及びＬｏ
ｕｉｓ Ｊ．Ｓｈｒｉｎｋｌｅ）に開示されている。

【００２８】次に、図３（該図３は、図２の３−３′線
に沿う断面図である）及び図５を参照して、低い全高を
もつディスク駆動装置を形成する本発明のディスク駆動
装置１０の構造を説明する。図５に示すように、基板１
２は、該基板１２の第１側部１２ｃ及び第２側部１２ｄ
に設けられた２本のレール５４ａ、５４ｂを有してい
る。これらのレール５４ａ、５４ｂは、基板１２の取付
け面１２ｅが、レール５４ａ、５４ｂが配置される面の
平面に対して或る角度をなして配置されるように構成さ
れている。基板１２と支持面とのこの角度関係は、基板
１２の第１端部１２ａにおける基板１２の下の空間の方
が、第２端部１２ｂにおける基板１２の下の空間よりも
大きくなるようにする。印刷回路組立体５２（該組立体
５２には電気部品が取り付けられている）には小さな空
間のみが必要である。しかしながら、基板１２の第１端
部１２ａには、印刷回路組立体５２上にコネクタ５６及
び電源プラグ５８（これらは、両方共、印刷回路組立体
５２より大きな空間が必要である）を設ける必要があ
る。基板１２の傾斜は、該基板１２の第１端部１２ａの
下に、コネクタ５６及び電源プラグ５８にとって必要な
垂直空間を形成する。コネクタ５６は印刷回路組立体５
２とホストコンピュータ（図示せず）との間の接続を形
成し、電源プラグ５８は印刷回路組立体５２と外部電源
（図示せず）との間の接続を形成する。

【００２９】逆に云えば、基板１２の第１端部１２ａの
上方に配置される部品はディスク２０のみであり、一
方、基板１２の第２端部１２ｂの上方にはアクチュエー
タ組立体２４が配置される。アクチュエータ組立体２４
はディスク２０よりも大きな垂直空間を必要とし、基板
１２の傾斜は、アクチュエータ組立体２４を収容できる
ようにするため、基板１２の第１端部１２ａの上方の空
間よりも大きな空間を第２端部１２ｂの上方に形成す
る。図１に示すように、基板１２と組み合わされるカバ
ー１４の部分は基板１２の角度と一致する角度を有して
おり、これにより、カバー１４の頂部は支持面と平行に
なる。従って、基板１２には傾斜が付されていても、デ
ィスク駆動装置１０の輪郭は、平行四辺形ではなく、長
方形となる。

【００３０】ディスク２０は、支持面に対して平行で且
つ基板１２の平面に対して或る角度を形成する平面内に
ある。基板１２の取付け面１２ｅ上の全ての支持点は、
内部部品（例えばアクチュエータ組立体２４）が、ディ
スク２０の平面に対して平行な平面であってレール５４
ａ、５４ｂの支持点５５により形成される平面内に配置
されるように設計される。

【００３１】次に、図４〜図７に関連して、アクチュエ
ータ組立体２４の構造及び作動を説明する。アクチュエ
ータ組立体２４の機能は、アクチュエータアーム組立体
４０を枢動させることにより、ディスク２０の表面に対
してヘッド２６を位置決めすること（より詳しくは、デ
ィスク２０の個々のトラック上にヘッド２６を位置決め
すること）にある。ヘッド２６は、可撓性部材６０によ
りアクチュエータアーム４０上に支持されている。基板
１２に固定されるベアリングカートリッジ６２がアクチ
ュエータアーム４０に挿入され、枢着点を形成する。ア
クチュエータアーム４０は、クリップリング６３により
ベアリングカートリッジ６２に取り付けられる。エポキ
シの代わりにクリップリング６３を使用することによ
り、組立て前にベアリングカートリッジ６２を試験でき
且つアクチュエータアーム４０とは独立して掃除でき
る。枢着点に関してヘッド２６とは反対側において、ア
クチュエータアーム４０にはアクチュエータコイル４２
が設けられている。全ての部品が取り付けられたアクチ
ュエータアーム４０は正確にバランスがとられる。すな
わち、枢着点の両側に等量の重量が付与され、これによ
り、ヘッド２６の位置決めが、リニアな衝撃及び振動か
ら殆ど影響を受けることはない。

【００３２】アーム組立体４０の枢動に用いられる力は
ボイスコイル組立体より与えられる。ボイスコイル組立
体は、アクチュエータコイル４２及び磁石構造体４４を
備えている。磁石構造体４４は、透磁性材料で形成され
た上下の板６４、６６と、同じく透磁性材料で形成され
た支柱６８、７０と、上方の板６４に取り付けられた第
１及び第２磁石４６ａ、４６ｂとを有する。上下の板６
４、６６は、支柱６８、７０と協働して、第１及び第２
磁石４６ａ、４６ｂにより形成される磁界の戻り経路
（ｒｅｔｕｒｎｓ）として機能する。重要なことは、支
柱６８、７０と上下の板６４、６６との間にエアギャッ
プが存在しないことであり、エアギャップが存在する
と、戻り経路に不連続性が形成され、磁界の強さを大幅
に低下させる。

【００３３】第１及び第２磁石４６ａ、４６ｂは、上方
の板６４に逆の磁極が取り付けられており（例えば、上
方の板６４に、第１磁石４６ａのＳ極及び第２磁石４６
ｂのＮ極が取り付けられている）、第１及び第２磁石４
６ａ、４６ｂのそれぞれと下方の板６６との間に第１及
び第２磁界 を形成する。第１及び第２磁界 は、３つの閉磁界ループ内に含まれる。第１閉磁界ルー
プは、第１磁石４６ａと下方の板６６との間に位置し且
つ下方の板６６と、第１支柱６８と、上方の板６４とに
より形成される戻り経路を通る。第２閉磁界ループは、
下方の板６６及び該下方の板６６と第２磁石４６ｂとの
間を経て第１磁石４６ａから下方の板６６へと通り、且
つ上方の板６４を経て第２磁石４６ｂから第１磁石４６
ａへと通る。第３閉磁界ループは、下方の板６６と第２
磁石４６ｂとの間に位置し且つ上方の板６４と、第２支
柱７０と、下方の板６６とにより形成される戻り経路を
通る。戻り経路に磁界 を含めることにより、第１及び第２磁石４６ａ、４６ｂ
のそれぞれと下方の板６６との間の領域において各磁界
の強さが増大する。この領域の磁界の強さは、ボイスコ
イルがアクチュエータアーム４０に作用するトルク、従
ってアクチュエータアーム４０の回転速度及び駆動装置
のシーク時間に直接関係する。

【００３４】アクチュエータコイル４２は、該コイル４
２に、第１及び第２磁界 とは逆方向の電流が流れるように配置される。磁界中で
電流が流れるワイヤに作用する力は磁界の強さに比例
し、次式すなわち で表される。ここで、 は力、ｉは電流、 はワイヤの長さ、 は磁界である。アクチュエータコイル４２に逆方向の電
流を流すと、それぞれの力 （図２）が得られ、これらの力 はアクチュエータアーム４０を逆方向に枢動させる。

【００３５】ヘッド２６がディスク２０の選択された内
径４８と外径５０との間のみを移動するように、アクチ
ュエータアーム４０の枢動を制限するためのクラッシュ
ストッパが設けられている。外径クラッシュストッパ
は、支柱６８に嵌合されるスリーブ７６（図５）により
形成される。アクチュエータアーム４０の枢動によって
ヘッド２６がディスク２０の外径５０に配置されると、
アクチュエータアーム４０の一部が外径クラッシュスト
ッパ７６と接触し、これによりヘッド２６がこれ以上移
動することが防止される。内径クラッシュストッパはラ
ッチ機構（図７）の一部により形成され、これについて
は後述する。

【００３６】次に、図２、図４、図６及び図７を参照し
て、ヘッダ３０からヘッド２６及びアクチュエータ組立
体２４に電気信号を搬送する反転フレキシブル回路３４
について説明する。反転フレキシブル回路３４は３つの
部分に分けられる。第１部分８０は電流をアクチュエー
タコイル４２に搬送する。第２部分８２は、電流搬送部
分８０と第３データ搬送部分８４とを分離する接地平面
である。データ搬送部分８４は、ディスク２０に情報を
記録すべく信号をヘッド２６に供給し且つディスク２０
からデータを読み取るときに、ヘッダ３０を介してヘッ
ド２６から印刷回路組立体５２へと信号を搬送する。接
地平面８２を設けることにより、さもなくば反転フレキ
シブル回路３４の第１部分８０を通る、アクチュエータ
コイル４２に必要な大きな電流によって引き起こされる
虞れのある比較的弱いデータ信号との干渉が防止され
る。

【００３７】反転フレキシブル回路３４はヘッダ３０の
ピン３１ａに電気的に接続されているけれども、ピン３
１ａは反転フレキシブル回路３４を位置決めする機能も
有している。より詳しくは、ブラケット３２が反転フレ
キシブル回路３４及びラッチコイル３６を支持してい
る。ブラケット３２は単一の取付け点８６により基板１
２に取り付けられ、そして反転フレキシブル回路３４お
よびピン３１ａの係合によって回転され位置決めされる
（後述するように、ラッチコイル３６の位置決めは、ラ
ッチ機構の作動にとって重要である）。スチフナ（補強
材）８８が、ピン３１ａと係合するフレキシブル回路３
４の領域及びブラケット３２に取り付けられており、ブ
ラケット３２を回転位置決めするのに必要な剛性を付与
し且つ反転フレキシブル回路３４とピン３１ａとの係合
を容易にしている。反転フレキシブル回路３４は、ヘッ
ダ３０の領域において基板１２の平面に対して平行であ
るが、ディスク２０の方向に延びたループを形成し且つ
ヘッダ３０をアクチュエータ組立体２４に連結するよう
に、約９０°のベンド（曲り部）を通っている。

【００３８】反転フレキシブル回路３４の第１部分８０
は反転フレキシブル回路３４がアクチュエータアーム４
０に接続される箇所で終端している。しかしながら、第
２及び第３部分８２、８４は、ベアリングカートリッジ
６２を包囲するアクチュエータアーム４０の肩部９０の
周囲に巻き付けられている。肩部９０の周囲への反転フ
レキシブル回路３４の第２及び第３部分８２、８４の巻
付けは、反転フレキシブル回路３４がヘッダ３０のピン
３１ａと係合する領域において基板１２に対面するフレ
キシブル回路３４の側面（従って、ブラケット３２から
アクチュエータアーム４０へと延びた反転フレキシブル
回路３４の湾曲部分の内側）で、電流搬送ワイヤへのア
クセスを与える。第１及び第２部分８２、８４が肩部９
０の周囲に巻き付けられると、電流搬送ワイヤが設けら
れた反転フレキシブル回路３４の側面が該回路３４の端
部で露出され、ヘッド２６を反転フレキシブル回路３４
に接続するワイヤ９１の取付けを容易にする。もしも、
反転フレキシブル回路３４が最初にアクチュエータアー
ム４０と接触する箇所でワイヤ９１を反転フレキシブル
回路３４に接続するならば、反転フレキシブル回路３４
の周囲にワイヤ９０を巻き付けるか、反転フレキシブル
回路３４を介しての接続を行うことが必要になり、これ
らは、ワイヤ９１と反転フレキシブル回路３４とを電気
的に接続する方法としては複雑で、好ましくないもので
ある。ボイスコイル組立体以外の手段によってアクチュ
エータアーム４０に作用するあらゆるトルクは、ディス
ク２０（より詳しくは、「ディスク駆動装置のソフトウ
ェア装置の構造（ＤＩＳＫ ＤＲＩＶＥ ＳＯＦＴＷＡ
ＲＥ ＳＹＳＴＥＭ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ）」及
び「埋込み形リアルタイム診断モニタを用いたディスク
駆動装置の制御装置の構造（ＤＩＳＫ ＤＲＩＶＥ Ｓ
ＹＳＴＥＭ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲ
Ｅ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ ＥＭＢＥＤＥＤ ＲＥＡＬ−
ＴＩＭＥ ＤＩＡＧＮＯＳＴＩＣ ＭＯＮＩＴＯＲ）」
という名称の上記特許で説明されたあらゆるシーク機能
に続くトラック）に対してヘッド２６を位置決めするア
クチュエータ組立体２４の機能に影響を与える。ボイス
コイル組立体により付与される力は、反転フレキシブル
回路３４により付与される力を補償すべく制御しなけれ
ばならない。従って、反転フレキシブル回路３４の湾曲
部の半径Ｒ（図７）をできる限り大きくして、反転フレ
キシブル回路３４によりアクチュエータアーム４０に加
えられるトルクを最小にする。実際には、反転フレキシ
ブル回路３４の湾曲部の半径は、慣用的なフレキシブル
回路の湾曲部の半径の約２倍ほどの大きさである。ま
た、反転フレキシブル回路３４は、アクチュエータアー
ム４０が回転するときに本質的にリニアに移動するのに
対し、慣用的な反転フレキシブル回路はその湾曲部の全
体が曲がらなくてはならない。従って、反転フレキシブ
ル回路３４がアクチュエータアーム４０に作用するトル
クは、慣用的なフレキシブル回路がアクチュエータアー
ムに作用するトルクに比べ大幅に低下される。

【００３９】反転フレキシブル回路３４により得られる
他の長所は、慣用的なフレキシブル回路が配置される位
置にラッチコイル３６を配置できることであり、これに
より、ラッチコイル３６を、反転フレキシブル回路３４
及びブラケット３２と一体化できる。ヘッダ３０からラ
ッチコイル３６に導く別のワイヤは不要である。また、
この一体化された部品群の取付けは、個々の部品を取り
付ける場合よりも少ない工程数で済む。また、前述のよ
うに、反転フレキシブル回路３４と、ブラケット３２の
枢動位置を制御するスチフナ８８とによってラッチコイ
ル３６の厳格な位置決めがなされる。

【００４０】基板１２とカバー１４との間のシールされ
た環境（シール環境）と、印刷回路組立体５２との間の
あらゆる連結がヘッダ３０により与えられる。反転フレ
キシブル回路３４と係合するピン３１ａは、モータワイ
ヤコネクタ９２とも係合する。ピン３１ｂが基板１２の
下に延びて、印刷回路組立体５２上の後部入口コネクタ
（図示せず）と係合する。集積回路部品、個別回路部品
及び表面配線は、基板１２とは反対側の印刷回路組立体
５２上にあるので、後部入口コネクタが使用される。

【００４１】次に、図４、図５及び図７を参照して、ヘ
ッド２６がディスク２０の内径４８に位置決めされる方
向にアクチュエータアーム４０をロックするためのラッ
チ機構について説明する。ディスク駆動装置１０のパワ
ーダウン中、ディスク２０の回転速度がヘッド２６をデ
ィスク２０上に下降させる速度まで低下する前に、制御
手段５２は、アクチュエータ組立体２４によってアクチ
ュエータアーム４０を、ヘッド２６がディスク２０の内
径４８の非データ領域上に来る位置に枢動させる。かく
して、ヘッド２６は、ディスク２０の内径４８における
非データ領域上にのみ下降する。

【００４２】電磁ラッチは、ラッチコイル３６と、枢着
点９４上で枢動し且つアクチュエータアーム４０のラッ
チノッチ９８と係合するフィンガ９６を備えたラッチア
ーム３８と、該ラッチアーム３８をロック位置に押圧す
るためのばね１００とを有する。

【００４３】ラッチコイル３６及び旋回板１０４を備え
た電磁石が、ばね１００の力に抗してラッチアーム３８
を非ロック位置に枢動させるのに使用される。ラッチコ
イル３６は、外壁１０８及び中心磁極１１０を備えた捕
捉板１０６を有する。外壁１０８及び中心磁極１１０は
電磁石の逆の磁極を形成し、コイル（図示せず）に電流
を通すと、捕捉板１０６の磁界によって旋回板１０４を
引き付ける。旋回板１０４は、ラッチアーム３８があら
ゆる方向に旋回できて、旋回板１０４が電磁石により捕
捉されるとラッチアーム３８が外壁１０８と同一面（フ
ラッシュ）になるように、ラッチアーム３８に取り付け
られる。旋回板１０４の捕捉及び保持の信頼性を高める
には、外壁１０８の全体と旋回板１０４との接触が必要
である。捕捉板１０６の中心磁極１１０には段が付され
ており、中心磁極１１０と旋回板１０４との間に僅かな
接触面積のみが存在するようになっている。この小さな
接触面積により、コイル（図示せず）の電流が遮断され
るとラッチコイル３６が旋回板１０４を解放する。旋回
板１０４を短時間で捕捉できるようにするため、ラッチ
コイル３６には高いＤＣ電圧が印加される。この印加電
圧は、小さな捕捉維持レベルまで低下される。かくし
て、この構造は電力消費及び熱放散が小さい。また、ラ
ッチコイル３６の電力消費が小さいにも係わらず、ラッ
チコイル３６は、旋回板１０４の捕捉、保持及び解放に
高い信頼性を有している。

【００４４】ばね１００は、フィンガ９６と係合するリ
ニアばねである。ばねの移動を小さくし、これにより一
定で大きいばね力を付与するため、ばね１００は枢着点
９４の外側に終端している。

【００４５】フィンガ９６は、内径クラッシュストッパ
としても機能する。フィンガ９６は、アクチュエータア
ーム４０の開口１０２の一縁部にあるノッチ９８と係合
するように配置されているため、内径クラッシュストッ
パとして非常に適している。ラッチが非ラッチ位置にあ
るとき、フィンガ９６と開口１０２の同じ縁部とが当接
することにより内径クラッシュストッパが形成される。
しかしながら、ラッチ位置への移動時のラッチアーム３
８の枢動は、枢着点９４と開口１０２の縁部との間の距
離を短縮する。従って、ヘッド２６を内径４８を越えて
非データ領域まで移動させるには、アクチュエータアー
ム４０が僅かに枢動する。

【００４６】本発明の上記ディスク駆動装置１０の構造
は、衝撃及び振動に対する優れた保護が得られる。より
詳しくは、本発明のディスク駆動装置１０は、２００Ｇ
の非作動衝撃に耐えることができ、且つ回復不可能なエ
ラーなくして、５Ｇの作動衝撃に耐えることができる。
５〜５００Ｈｚの範囲内での２Ｇの非作動振動が特定許
容限度である。回復不可能なデータのない作動振動は、
５〜５００Ｈｚの範囲に対して０．５Ｇに特定される。

【００４７】ディスク２０は、１インチ当たり１１５０
トラックのトラック密度で作動するアクチュエータ組立
体２４の能力により、１面当たり７５２トラックを有す
る。かくして、１トラック当たり２６ブロック且つ１ブ
ロック当たり５１２バイトを用いるものとすれば、第１
実施例のディスク駆動装置１０は２０メガバイトのフォ
ーマット化された容量を有することになる。アクチュエ
ータ組立体２４は、２８ｍｓの平均シーク時間及び７ｍ
ｓのトラック−トラック間シーク時間が得られる。平均
シーク時間は、トラックアドレスの可能性のある全ての
命令対の間のシークに必要な全時間を、アドレスされた
命令対の個数で除することにより決定される。

【００４８】本発明のディスク駆動装置１０の組立て
は、慣用的なディスク駆動装置の組立てよりも少ない工
程数で済む。先ずスピンモータ２２及びディスク２０を
基板１２に取り付ける。次に、アクチュエータアーム４
０、ブラケット３２、反転フレキシブル回路３４及びラ
ッチコイル３６を含む一体化されたアクチュエータ群
（これらの全てが予め組み立てられている）を装着す
る。次に、磁石構造体４４を、その一方の取付け点に配
置し且つアクチュエータコイル４２を保持するアクチュ
エータアーム４０の部分が磁石構造体４４の上方の板６
４と下方の板６６との間に配置される位置まで枢動させ
る。次に、ラッチアーム３８を枢着点に配置する。次
に、ディスク２０をパック書き込みし、その後にカバー
１４を取り付ける。最後に、クリーンルームの外部で、
印刷回路組立体５２を取り付ける。

【００４９】第２実施例 図８〜図１２を参照して、本発明の第２実施例によるデ
ィスク駆動装置２００を説明する。図８〜図１２に示す
ように、ディスク駆動装置２００のこの構造は、基板２
１２及びカバー２１４を有する。ガスケット２１６は、
基板２１２とカバー２１４との間にシールされた制御環
境を形成する。基板２１２上には、スピンモータ２２２
により第１及び第２ディスク２２０、２２１が支持され
る。モータ２２２は基板２１２の凹部２２３内に取り付
けられ、これにより、下方のディスク２２１を基板２１
２の上面にできる限り近接させることができる。

【００５０】アクチュエータ組立体２２４はディスク２
２０、２２１に対してヘッド２２６ａ〜２２６ｄを位置
決めする。ヘッド２２６ａ、２２６ｂは、それぞれ、デ
ィスク２２０の両面から情報を読み取り且つ両面に情報
を書き込み、ヘッド２２６ｃ、２２６ｄは、それぞれ、
ディスク２２１の両面から情報を読み取り且つ両面に情
報を書き込む。下記の表１及び表２に、ディスク２２
０、２２１及びヘッド２２６ａ〜２２６ｄの或る特性を
示す。

【００５１】 表 １ ディスク数 ２ データ面数 ４ データシリンダ数（１面当たりのトラック） １５２２ シリンダ １トラック当たりのセクタ ４０ フィジカル ３９ アクセシブル １セクタ当たりのバイト ６６２ １セクタ当たりのデータバイト ５１２ バイト データ当たりのデータ容量 ３０ メガバイト 表面（フォーマット化） 全データ容量（フォーマット化） １２０ メガバイト

【００５２】 表 ２ ディスク直径 ９５ ｍｍ ３．７５ インチ データトラックバンド幅 ２０．３２ ｍｍ ０．８ インチ トラック密度 １８５０ トラック／インチ ビット密度（最大） ２３，８００ ｆｃｉ

【００５３】印刷回路板２２８及び該印刷回路板２２８
に取り付けられた回路２２９を備えた制御装置（コント
ローラ）２２７が、スピンモータ２２２及びアクチュエ
ータ組立体２２４に制御信号を伝達し且つヘッド２２６
ａ〜２２６ｄにデータ信号を供給し且つヘッド２２６ａ
〜２２６ｄからデータを受ける。ヘッダ２３０は、制御
装置２２７と、基板２１２とカバー２１４との間の環境
との間の全ての電気的接続を与える。ヘッダ２３０は、
後で基板２１２に植設されるプラスチックヘッダ２３２
内に埋入された導電ピン２３１を有する。印刷回路板２
２８の前方側面２２８ａ上に取り付けられた反対側の入
口コネクタ２３７はピン２３１を受け入れ、ピン２３１
は印刷回路板２２８を貫通してコネクタ２３７内に入
る。ブラケット２３７はフレキシブル回路２３３を支持
し、該フレキシブル回路２３３は、反転フレキシブル回
路ループ２３４と、フレキシブル回路２３３とピン２３
１とを電気的に相互接続するコネクタ２３６とを備えて
いる。

【００５４】図１２を参照すると、アクチュエータ組立
体２２４は、枢動可能なアクチュエータアーム２４０及
びアクチュエータモータを有している。アクチュエータ
モータはいわゆるボイスコイルモータであり、該ボイス
コイルモータは、コイル２４２（アクチュエータアーム
２４０に設けられる）と、第１及び第２磁石２４６ａ、
２４６ｂと、上方の板２６４と、下方の板２６６と、第
１支柱２６８及び第２支柱２７０とを備えている。上下
の板２６４、２６６は、第１及び第２支柱２６８、２７
０と協働して、第１及び第２磁石２４６ａ、２４６ｂに
より形成される磁界の戻り経路を形成する。ボイスコイ
ルモータの作動については、第１実施例に関連して前述
した通りである。

【００５５】次に、図８〜図１０を参照して、本発明の
第２実施例のディスク駆動装置２００に、１インチの高
さのフォームファクタディスク駆動装置内の平行平面内
に横たわる２つのディスク２２０、２２１を設けること
を可能にする構造について説明する。本発明の第１実施
例では、基板１２の傾斜輪郭が、完全包囲形電源コネク
タ５８の使用を可能にした。より詳しくは、電源コネク
タ５８は、ディスク駆動装置１０の第１端部１０ａ（該
第１端部１０ａでは、基板１２の下に大きな空間が形成
され且つ基板１２とカバー１４の頂部との間に小さな空
間が形成されている）に設けられた。これに対し第２実
施例では、基板２１２が第１及び第２側方レール２１３
ａ、２１３ｂを有し、基板２１２の取付け面は支持点２
１５ａ〜２１５ｇにより形成された平面に対して平行で
ある。基板２１２の下の空間は駆動装置２００の両端部
で同じであり、第２実施例では傾斜輪郭は用いられてい
ない。第１実施例と比較すると、レール２１３ａ、２１
３ｂの均一高さは、駆動装置１０の第２端部１０ｂにお
けるレール５４ａ、５４ｂに対する高さと同じである。
従って、基板２１２とカバー２１４との間の空間は、両
ディスク２２０、２２１が収容される側の駆動装置２０
０の端部で大きくなっている。基板２１２とカバー２１
４との間の空間がこのように大きいことと、モータ２２
２を凹部２２３内に配置したこととが相まって、両ディ
スク２２０、２２１を実質的に平行な平面内に設けるこ
とを可能にする。

【００５６】印刷回路板２２８は、ねじ２５４ａ〜２５
４ｃにより基板２１２に取り付けられる。印刷回路板２
２８と基板２１２との間には絶縁シート２５５が設けら
れ、基板２１２に対面する印刷回路板２２８の後面２２
８ｂ上に露出する半田付け箇所の短絡を防止する。印刷
回路板２２８は開口２５３を有し、凹部２２３がこの開
口２５３を通って突出する。

【００５７】インターフェースコネクタ２５６及び電源
コネクタ２５８が存在する側の駆動装置２００の端部に
おけるレール２１３ａ、２１３ｂの高さが小さいため、
電源コネクタ２５８から包囲の一部を除去する必要があ
る。かくして、電気コネクタ２５８のピン２５９は、該
ピン２５９と基板２１２との間の領域では包囲体２６０
によって保護されない。しかしながら、ピン２５９に取
り付けられるコネクタ自体は絶縁されているので、基板
２１２に対してピン２５９が短絡する危険はない。図１
１に示すように、コネクタ２５６、２５８とは反対側の
端部には、試験目的で使用される第３のコネクタ２５９
が設けられる。

【００５８】次に、図１１及び図１２を参照して、アク
チュエータアーム２４０をロックするラッチ機構につい
て説明する。ラッチ機構は、第２支柱２７０に設けられ
た磁石組立体２８０と、アクチュエータアーム２４０に
取り付けられたラッチフィンガ２８３を備えたラッチア
ーム２８２とを有する。磁石組立体２８０はスロット２
８４を有し、且つラッチフィンガ２８３がスロット２８
４に入るときのみに磁界がラッチフィンガ２８３に影響
を与えるように、磁石（図示せず）により形成される磁
界を収容する。

【００５９】磁石組立体２８０のスロット２８４内に設
けられた弾性エレメント２８５は、内径クラッシュスト
ッパとして機能する。第１支柱２６８上に設けられたス
リーブ２８８は、アクチュエータアーム２４０のタブ２
９０と協働して、外径クラッシュストッパとして機能す
る。

【００６０】表３は、ディスク駆動装置２００の或る性
能特性を示す。 表 ３ シーク時間 トラック−トラック ８ ミリ秒 平均 サブ−１９ ミリ秒 最大 ３５ ミリ秒 平均待ち時間 ８．８ ミリ秒 回転速度（±０．１％） ３３９９ ＲＰＭ データ転送速度 媒体へ（媒体から） １．５ メガバイト／秒 データ転送速度 媒体へ（媒体から） ４．０ メガバイト／秒 インターリーブ １−対−１ バッファサイズ ６４ キロバイト

【００６１】全てのシーク時間は、公称ＤＣ入力電圧に
ついて決定される。平均シーク時間は、トラックアドレ
スの可能性のある全ての命令対の間のシークに要する全
時間を命令対の全数で除すことにより決定される。

【００６２】表４は、ディスク駆動装置２００の或る環
境特性を示す。 表 ４ 温度 作動 ５°〜５５° 非作動 −４０℃〜６０℃ 温度勾配 １時間当たり２０℃（最大） 湿度 作動 ８％〜８０％ （非凝縮） 非作動 ８％〜８０％ （非凝縮） 最大湿球 ２６℃ 高度（対海面レベル） 作動 −２００〜１０，０００ フィート 非作動（最大） ４０，０００ フィート

【００６３】表５は、ディスク駆動装置２００の衝撃及
び振動耐性を示す。衝撃は、１１ミリ秒の時間をもつ１
／２正弦パルスを用いて測定し、振動は、１分間につき
１オクターブで変化する掃引正弦波を用いて測定した。 表 ５ 非作動衝撃 ７５Ｇ 非作動振動 ５〜６２Ｈｚ ０．０２０ インチ（全振幅） ６３〜５００Ｈｚ ４Ｇ （ピーク） 作動衝撃 ５Ｇ （回復不可能なエラーなし） 作動振動 ５〜２７Ｈｚ ０．０２５ インチ（全振幅） ２８〜５００Ｈｚ ０．５Ｇ （ピーク） （回復不可能なエラーなし）

【００６４】第３実施例 図１３〜図２４に関連して、本発明の第３実施例による
ディスク駆動装置３００を説明する。図１３〜図２０に
示すように、ディスク駆動装置３００の構造は、基板３
１２及びカバー３１４を有し、これらの基板３１２及び
カバー３１４は全体的にアルミニウムで形成されてい
る。ガスケット３１６は、基板３１２とカバー３１４と
の間に、シールされて大気圧から実質的に隔絶された制
御環境を形成する。以下に更に詳細に説明するように、
エラストマ材料／金属ガスケットは、第３実施例による
ディスク駆動装置３００に優れたシールを形成する。基
板３１２上には第１及び第２ディスク３２０、３２１が
支持され且つスピンモータ３２２により回転される。該
スピンモータ３２２は基板３１２の凹部３２３内に取り
付けられ、これにより下方のディスク３２１を基板３１
２の上面にできる限り近接させることができる。

【００６５】ガスケット３１６は、ディスク駆動装置３
００に優れたシール特性を与え且つ組立てを容易にする
ユニークなエラストマ材料／金属構造をもつように形成
される。一般に、気密シールされるディスク駆動装置
は、全体がエラストマ材料で形成される。図１３及び図
１９に示すように、ガスケット３１６は、２つのエラス
トマ材料層３１８₁、３１８₂の間にサンドイッチされた
金属層３１７を有する。一実施例では、金属層３１７は
ステンレス鋼で形成され、エラストマ材料層３１８₁、
３１８₂はブチルゴムで形成されている。ガスケット３
１６のこの構造は、駆動装置３００の製造時の組立てを
容易にする。なぜならば、金属層３１７により与えられ
る剛性により、純粋にエラストマ材料からなるガスケッ
トを用いた駆動装置よりも、基板上にガスケット構造体
を容易に座合させることができるからである。また、ガ
スケット３１６は、カバー３１４と基板３１２との間に
気密シールされた制御環境のためのシールを形成する。
この点で、ガスケット３１６は純粋にエラストマ材料か
らなるガスケットよりも優れた横方向強さを有する。ブ
チルゴムのような高弾性係数の材料を用いることにより
得られる剛性の付加は、サンドイッチされたステンレス
鋼と協働して、「ブローアウト」として知られている現
象に対する駆動装置の抵抗性を向上させる（ブローアウ
トとは、気密シールされた環境内の圧力に対する外部圧
力の変化によって、気密シールされた駆動装置の慣用的
なエラストマガスケットの変形を引き起こす現象であ
る）。

【００６６】アクチュエータ組立体３２４はディスク３
２０、３２１に対してヘッド３２６ａ〜３２６ｄを位置
決めする。すなわち、ヘッド３２６ａ、３２６ｂはディ
スク３２０への情報の読取り及び書込みを行い、ヘッド
３２６ｃ、３２６ｄはディスク３２１への情報の読取り
及び書込みを行う。ディスク３２０、３２１は、１４０
０エルステッド（Ｏｅ）の強さをもつ板状磁気ディスク
で構成される。下記の表６は、ディスク３２０、３２１
及びヘッド３２６ａ〜３２６ｄの或る特性を示す。ヘッ
ド３２６ａ〜３２６ｄは薄フィルムで構成でき、エアベ
アリングヘッドは、約７．５ミクロンのギャップ幅、約
０．４ミクロンのギャップ長及び約５グラムのヘッドグ
ラム荷重で、４．３マイクロインチの最小飛行高さ（ｍ
ｉｎｉｍｕｍ ｆｌｙｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ）で作動で
きる。

【００６７】 表 ６ ディスク数 ２ データ面数 ４ データシリンダ数 ２１２４ シリンダ （１面当たりのトラック） １トラック当たりのセクタ ５０ フィジカル ４９ アクセシブル １セクタ当たりのバイト ６６８ バイト １セクタ当たりのデータバイト ５１２ バイト データ当たりのデータ容量 ５３．３ メガバイト 表面（フォーマット化） 全データ容量（フォーマット化） ２１３．２ メガバイト ディスク直径 ９５ ｍｍ ３．７４ インチ データトラックバンド幅 ０．８４ インチ トラック密度 ２４９６ トラック／インチ ビット密度（最大） ３０，４５２ ｆｃｉ

【００６８】印刷回路板３２８及び該板３２８上に取り
付けられた回路を備えた制御装置３２７は、スピンモー
タ３２２及びアクチュエータ組立体３２４に制御信号を
与え、且つヘッド３２６ａ〜３２６ｄ、アクチュエータ
組立体３２４及びスピンモータ３２２にデータ信号を供
給し及びこれらからデータ信号を受け取る。ヘッダ３３
０は、基板３１２に植設されるプラスチックヘッダ３３
５内に埋設された導電ピン３３１を有している。ブラケ
ット３３２はフレキシブル回路３３３を支持しており、
該フレキシブル回路３３３は、反転フレキシブル回路ル
ープ３３４と、フレキシブル回路３３３とピン３３１と
を電気的相互接続するコネクタ３３６とを備えている。

【００６９】制御装置３２７には、「多数の超小型制御
装置ハードディスク構造（ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＭＩＣＲ
Ｏ ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ ＨＡＲＤ ＤＩＳＫ ＡＲ
ＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ）」という名称に係る前述の米国
特許出願に記載された装置を組み込むことができる。本
発明のこの第３実施例は、幾つかの異なるファクタを組
み込むことにより、第１実施例及び第２実施例のディス
ク駆動装置と同じ物理的形態のファクタ内で記憶容量を
大幅に増大できる。より詳しくは、本発明に使用する読
取り／書込みヘッドは、慣用的なエアベアリングヘッド
であるけれども、いわゆる７０％スライダを用いている
（７０％スライダでは、ヘッド及びスライダの寸法が第
１実施例及び第２実施例のディスク駆動装置に用いたス
ライダより約３０％だけ小さくなっている）。また、ヘ
ッドのギャップ幅は約７．５ミクロンに減少され、ギャ
ップ長は０．４ミクロンである。更に、記憶媒体が１４
００エルステッドの強さの板状ディスクに増強され、ト
ラック密度が２４９６トラック／インチに増大されるた
め、上記制御装置の構造は、４９個のセクタを用い且つ
２０メガバイト／秒のデータ速度を与えて、ディスク駆
動装置の記憶容量を約２１３メガバイトまで増大でき
る。

【００７０】印刷回路板３２８は取付けねじ（図示せ
ず）により基板３１２に取り付けられ、基板３１２に対
面する印刷回路板３２８の後面３２８ｂ上に露出する半
田付け箇所の短絡を防止すべく、印刷回路板３２８と基
板３１２との間には絶縁シート（シート２５５と同様な
シートであるが、図示せず）を設けることができる。印
刷回路板３２８は開口３５３を有し、凹部３２３が開口
３５３を通って突出する。

【００７１】第３実施例のディスク駆動装置は第２実施
例６０のディスク駆動装置２００と同様な構造を有し、
２つのディスク３２０、３２１を、高さが１インチで、
３・１／２インチの形状係数をもつディスク駆動装置内
の平行平面内に配置できるようにしている。本発明の第
１実施例では、基板１２の傾斜輪郭により、完全包囲形
電源コネクタ５８の使用を可能にした。これに対し第３
実施例では、第１実施例におけるように、基板３１２が
第１及び第２側方レール３１３ａ、３１３ｂを有し、基
板３１２の取付け面は支持点３１５ａ〜３１５ｇにより
形成された平面に対して平行である。基板３１２の下の
空間は駆動装置３００の両端部で同じであり、かくして
第３実施例では傾斜輪郭が用いられていない。第３実施
例では：第２実施例と同様に、モータ３２２を凹部３２
３内に配置することにより、両ディスク３２０、３２１
を実質的に平行な平面内に配置できるようになってい
る。印刷回路板３２８には、第２実施例に使用したもの
と同じインターフェースコネクタ、電源コネクタ及び試
験用コネクタを設けることができる。

【００７２】次に、図１４、図１８及び図２０に関連し
て、アクチュエータ組立体３２４の特定構造、作動及び
特徴について説明する。アクチュエータ組立体３２４の
機能は、アクチュエータアーム組立体３４０を枢動させ
ることによりディスク３２０、３２１の表面に対してヘ
ッド３２６を位置決めすることにあり、より詳しくは、
ディスク３２０、３２１上の個々のトラック上にヘッド
３２６を位置決めすることにある。ヘッド３２６は荷重
梁（ロードビーム）によりアクチュエータアーム３４０
上に支持されている。取付け領域３１２ａにおいて基板
３１２に固定されたベアリングカートリッジ３６２は、
アクチュエータアーム３４０内に挿入され、該アーム３
４０が枢着点「Ａ」（図２０）の回りで回転できるよう
にしている。アクチュエータアーム３４０は、クリップ
リング３６３によりベアリングカートリッジ３６２に取
り付けられる。前述のように、エポキシの代わりにクリ
ップリング３６３を使用することにより、組立て前にベ
アリングカートリッジ３６２を試験でき且つアクチュエ
ータアーム３４０とは独立して掃除することができる。
かくして、後述のように、ヘッド３２６は、ボイスコイ
ルモータにより、最内方のデータトラック２９５と最外
方のデータトラック２９６との間の任意の個個のデータ
トラックにおける弧状経路に沿って位置決めされる。

【００７３】アーム組立体３４０の枢動に用いられる力
は、コイル３２４（アクチュエータアーム３４０−１、
３４０−２上に設けられている）、第１及び第２磁石３
４６ａ、３４６ｂ、上方の板３６４、下方の板３６６、
支持板３６８及びラッチ本体３７０からなるいわゆるボ
イスコイルモータにより付与される。アクチュエータ組
立体３２４は、アーム組立体３４０の全回転移動範囲に
亘って該アーム３４０に比較的一定の大きさのトルクを
付与することによりアクチュエータの効率を向上させる
ユニークなコイル／磁石設計を構成している。上下の板
３６４、３６６は、第１支柱３６８及びラッチ本体３７
０と協働して、第１及び第２磁石３４６ａ、３４６ｂに
より与えられる磁界の戻り経路を形成する（ボイスコイ
ルモータの全体的作動は、第１及び第２実施例に関連し
て前述した通りである）。支柱３６８と、ラッチ本体３
７０と、上下の板３６４、３６６の両方との間にエアギ
ャップが存在しないことが重要である。エアギャップが
存在すると、戻り経路に不連続部が形成され、磁界の強
さが大幅に低下する。

【００７４】第１及び第２磁石３４６ａ、３４６ｂは双
極性（バイポーラ）であり、各磁極が第１及び第２領域
３４６₁、３４６₂を備えている。上方の板３６４には逆
の磁極が取り付けられ（例えば、上方の板３６４には、
第１磁石３４６ａのＳ極及び第２磁石３４６ｂのＮ極が
取付けられる）、第１及び第２磁石３４６ａ、３４６ｂ
のそれぞれと下方の板３６６との間に第１及び第２磁界 を形成する。第１及び第２磁界Ｂ₁、Ｂ₂は、上方の板３
６４、下方の板３６６、支柱３６８及びラッチ本体３７
０により形成される閉磁界ループ内に包囲される。アク
チュエータコイル３４２は、第１及び第２磁界 における電流方向とは逆方向に電流が流れるように位置
決めされる。両磁石３４６ａ、３４６ｂ間のこの領域に
おける磁界の強さは、ボイスコイルがアクチュエータア
ーム３４０に作用するトルク、従ってアクチュエータア
ーム３４０の回転速度及び駆動装置のシーク時間に直接
関連する。

【００７５】磁界中で電流が流れるワイヤに作用する力
は磁界の強さに比例し、次式すなわち で表される。ここで、 は力、ｉは電流、 はワイヤの長さ、 は磁界である。アクチュエータコイル３４２に逆方向の
電流を流すと、それぞれの力 （図１７）が得られ、これらの力 はアクチュエータアーム３４０を、ベアリング組立体３
６２の中心を通る軸線の回りで逆方向に枢動させる。

【００７６】アクチュエータアーム３４０はマグネシウ
ムで作ることができる。該アクチュエータアーム３４０
は、これに取り付けられる全ての部品を含めて、枢着点
の両側に等しい重量をもつようにバランスがとられ、ヘ
ッド３６２の位置決めがリニアな衝撃及び振動を殆ど受
けないようにする。

【００７７】慣用的なディスク駆動装置のボイスコイル
モータの試験は、アクチュエータ磁石の外周部での磁界
の強さがアクチュエータ磁石の中央部での磁界の強さよ
り小さいことを示している。これは、多分、図１６に磁
界ベクトルＢ₁、Ｂ₂で示すように、磁石３４６ａ、３４
６ｂの中央部の近くでの両板３６４、３６６間の磁界の
方向が本質的に垂直であることによると考えられる。一
方が領域３４６₁、３４６₂の間の分割線から磁石（側面
３４７−１、３４２−２）の周囲に向かって外方に移動
すると、磁束の方向は磁石３４６ａ、３４６ｂの表面に
対して垂直でなくなる。これは、アームが最内方のトラ
ック２９５から最外方のトラック２９６に向かって移動
するときに、ボイスコイルモータがアクチュエータアー
ム３４０に作用するトルクを低下させる効果をもつ。図
２１、図２２及び図２３は、アクチュエータアーム３４
０がヘッド３２６を内径トラック２９５及び外径トラッ
ク２９６に位置決めするときに、本発明の第１実施例及
び第２実施例におけるボイスコイルモータにより発生さ
れるトルクが減少する状態を示すものである（第１実施
例の場合を図２１に、第２実施例の場合を図２２及び図
２３に示す）。図２１は、制御装置２８からのシーク命
令に応答してアーム４０が加速されるときに、本発明の
第１実施例のディスク駆動装置のアクチュエータアーム
４０に加えられるトルクを示すグラフである。図２１に
示すように、ヘッド２６の内径位置及び外径位置におい
て記録された損失（ロス）は、試験した駆動装置につい
て約６％である。多数の同様な駆動装置について実験し
た結果、損失は、一般に、内径及び外径において約１０
％である。

【００７８】図２２及び図２３は、本発明の第２実施例
のディスク駆動装置のアクチュエータアーム２４０の加
速時に、ディスク２２０の内径トラック及び外径トラッ
クにおいて加えられるトルク間の関係を示すものであ
る。これらの図面に示すように、試験した２つの駆動装
置の損失は、ディスクの内径及び外径においてそれぞれ
約１２％及び１０％であることを示している。

【００７９】本発明の第３実施例のアクチュエータにつ
いてより高い効率を与えるため、コイル３２４及び磁石
３６４ａ、３４６ｂは、磁界 の存在時のコイル３２４の高効率領域及び磁石３４６
ａ、３４６ｂの周囲縁部における高磁界強さの両方が得
られるように設計されている。

【００８０】図２０は、上方の板３６４を取り外した状
態の、コイル３２４とアクチュエータ磁石３４６ｂとの
間の関係を示す詳細図である。磁石３４６ｂに関連して
述べる以下の原理は、上方の板３６４に設けられた磁石
３４６ａにも等しく適用されることを理解すべきであ
る。内径部及び外径部におけるトルク損失を補償するた
め、磁石３４６ｂの表面領域は、本発明の第１及び第２
実施例に示すアクチュエータ磁石に比べ明らかに増大さ
れている。より詳しくは、磁石３４６ｂは、該磁石３４
６ｂのそれぞれの端部３４７−１、３４７−２において
大きな表面積を有し、ヘッド３２６がディスク３２０の
内径２９５又は外径２９６にあるときに、前記大きな表
面積上にコイル部分３２４₁、３２４₂が位置決めされ
る。アクチュエータ３４０の回転軸線に近接して配置さ
れた磁石縁部３４８の曲率は極めて顕著であり、磁石３
４６ｂの縁部３４７−１、３４７−２とアクチュエータ
本体３４０の回転軸線との間の領域３４９₁、３４９₂を
形成する。磁石縁部３４８の弧状形状は、該縁部３４８
がコイル３２４の縁部３２４₃、３２４₄に関してほぼ接
線の関係をなすように形成され、且つ磁石３４６ｂに隣
接する「Ｂ」に関して一定の半径「Ｘ」をもつように形
成される。一態様においては、半径「Ｘ」は約０．３８
７インチである。磁石３４６ｂも外縁部３４５を有し、
該外縁部３４５は、磁石３４６ｂの領域３４６₁、３４
６₂の分割部において一定角度で出合う第１及び第２縁
部３４５₁、３４５₂を有する。第２実施例では、図１２
の試験から分かるように、コイル２４２の直線状で湾曲
していない部分のみが磁石２４６ａ、２４６ｂ上に横た
わる。本発明の第３実施例では、コイル３２４は、より
大きいコイル領域が磁石３４６の主要面上に設けられる
ように修正されている。より詳しくは、本発明の第２実
施例のディスク駆動装置では約３５％のコイル領域が利
用されるのに対し、第３実施例では利用されるコイル領
域が約４３％まで増大されている。かくして、磁界 には、大きなコイル領域が与えられ、従って第３実施例
のボイスコイルモータの効率が高められ、アクチュエー
タアーム３４０に大きなトルクが作用する。より詳しく
は、この実施例では、磁石３４６ａ、３４６ｂの形状の
改良及びコイル３４２の形状の改良により、アクチュエ
ータの枢着点「Ａ」の近くに小さな湾曲領域を与えて、
コイルの利用可能領域が約４３％まで増大される。ま
た、磁石端部３４７−１、３４７−２の近くの磁石３４
６ｂの大きな表面積により付与される大きな磁界強さの
ため、本発明の第１及び第２実施例における加速トルク
の低下が緩和される。図２４に示す加速トルクは、図２
１〜図２３に示す加速トルクより「直線性」が大きい。
すなわち、第３実施例のボイスコイルモータのトルク曲
線は、内径と外径との間でほぼ直線であり、図２１〜図
２３に示す曲線よりも弧状の度合いが小さい。内径及び
外径にヘッドを位置決めすることに関連する磁束及びト
ルクの損失が著しく低減され、図２４に関連して試験さ
れた駆動装置ではトルクの全損失は約３％である。

【００８１】本発明の第３実施例のアクチュエータの設
計により、アクセス時間が約４．７％改善される。一般
に、ハードディスク駆動装置のシーク時間仕様は、駆動
装置の最小期待効率に関連して決定される。すなわち、
慣用的な駆動装置では、所与の駆動装置の期待シークプ
ロファイルを得るのに、ディスクの最内方トラックと最
外方トラックとの間の所与の駆動装置についての最小ア
クチュエータトルク定数（Ｋ_t）が使用される。図２５
に示すように、主としてアクチュエータ磁石の周縁部に
生じる損失によってシーク時間が長くなり、磁石の中央
領域に発生する高トルクの利益が失われる。

【００８２】一般に、アクチュエータのディスクアクセ
スは制御手段により制御される３つのセグメント、すな
わち、トラックに向かうアクチュエータの全加速と、ト
ラック近くの特定領域（一般に、１／４トラック幅）内
の位置に向かうアクチュエータの制御された減速と、所
望のトラック上にヘッドを正確に位置決めするための位
置決めループとに分けられる。未処理の平均アクセス時
間（ｒａｗ ａｖｅｒａｇｅ ａｃｃｅｓｓ ｔｉｍ
ｅ）は、アクチュエータの加速及び減速からなるものと
して定義される。平均アクセス時間の有効な改善は、数
学的に次のように示すことができる。図１３〜図２０に
示すような駆動装置の未処理の平均アクセス時間は、

【００８３】 γ＝（１＋Ｖ_a／Ｖ_d）（２θ_s・ＪＲ／Ｋ_t・Ｖ_a）^1/2 で求められる。ここで、 θ_s＝アクチュエータの始動から終了までの移動距離
（ｒａｄ）（一般に、全ストロークの１／３、０．０７
ｒａｄ）、 Ｊ＝移動するアクチュエータの極慣性（２３．０×１０
^-6ｌｂｓ²）、 Ｒ＝コイルの抵抗（Ω）（２５Ω）、 Ｋ_t＝モータのトルク定数（一般に、０．７ｌｂ／ａｍ
ｐ）、 Ｖ_a＝アクチュエータを加速させるのに加えられる電圧
（９．５Ｖ）、 Ｖ_d＝アクチュエータを減速させるのに加えられる電圧
（５Ｖ）である。明瞭化のため、上記式はコイルのイン
ダクタンス効果及びバックＥＭＦを無視し且つ制御され
た減速であると仮定している。

【００８４】上記数値を入れて計算した全アクセス時間
は、１０．０９ｍｓである。トルク定数、例えばアクチ
ュエータアームの全ストロークに亘る磁界の「直線性」
を改善することにより、駆動装置のアクセス時間の改善
は以下の分析に示すようになる。定数Ｋ_tを除く全ての
変数を適用することにより、トルク式は次のように簡単
化される。

【００８５】γ＝Ｋ₁・（Ｋ₂／Ｋ₁） ここで、 Ｋ₁＝１＋Ｖ_a／Ｖ_d、及び、 Ｋ₂＝２θ_s・ＪＲ／Ｖ_a γ＝Ｋ₁・（Ｋ₂／Ｋ₁） ＝Ｋ₁・（Ｋ₂）^1/2・（１／Ｋ₁）と表現できるから、Ｋ
＝Ｋ₁・（Ｋ₂）^1/2とすれば、γ＝Ｋ・（１／Ｋ₁）とな
る。ここで、トルク定数Ｋ_tが１０％のファクタで増大
するものとすれば、 γ＝Ｋ・{１／（１．１・Ｋ_t）^1/2} ＝Ｋ・{１／（１．１）^1/2・Ｋ_t ^1/2} ＝０．９５３Ｋ・（１／Ｋ_t ^1/2）

【００８６】かくして、トルク定数が１０％改善される
毎に、アクセス時間γの４．７％の改善を図ることがで
きる。従って、ボイスコイル磁石の表面積及び該ボイス
コイル磁石により形成される磁界中のコイル領域を増大
させることにより全最小トルク定数を増大させることに
よって、駆動装置の平均シーク時間も同様に減少させる
ことができる。

【００８７】アクチュエータアーム３４０の枢動を制限
して、ヘッド３２６がディスク３２０の選択された内径
２９５と外径３２０との間のみを移動できるようにする
ためのクラッシュストッパが設けられている。外径クラ
ッシュストッパは、支柱３６８に嵌着されるスリーブ３
７６（図１６、図１７及び図２０）により形成される。
アクチュエータアーム３４０の枢動によってヘッド３２
６がディスク３２０の外径２９６に配置されるとき、ア
クチュエータアーム３４０−２の一部２４２が外径クラ
ッシュストッパ３７６と接触し、これにより、ヘッド３
２６が更に枢動することが防止される。内径クラッシュ
ストッパはラッチ機構の一部により形成され、これにつ
いては後述する。

【００８８】次に、図１４〜図２０に関連して、アクチ
ュエータアーム３４０をロックするためのラッチ機構を
説明する。本発明のディスク駆動装置の第３実施例のラ
ッチ機構は、ボイスコイルアクチュエータ磁石３４６
ａ、３４６ｂの力を利用して、アクチュエータをラッチ
する磁気保持力を与える。

【００８９】図１４〜図２０から分かるように、ラッチ
アーム３４０−１には、透磁性材料で形成された捕捉ピ
ン１３０が設けられている。ラッチ支持構造体２７０
は、アクチュエータ磁石３４６ａ、３４６ｂにより形成
される磁気回路がラッチ支持構造体２７０を通る磁束経
路を形成するように構成される。構造体２７０には、空
隙３９８−１〜３９８−４が形成され、磁束が磁石３４
６ａ、３４６ｂからエアギャップ３９９に通り得るよう
にしている。より詳しくは、エアギャップ３９９は約
０．０１２インチの幅Ｗを有する。捕捉ピン１３０は全
体として「Ｔ」形であり、アクチュエータラッチアーム
３４０−１のボアに通され且つスナップリング（図示せ
ず）によりボアに固定される部分１３１を備えている。
磁石３４６ａ、３４６ｂにより形成され且つ支持構造体
２７０を通る磁束は、該磁束がギャップ３９９に出合う
ときに縁取り効果（ｆｒｉｎｇｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）
を呈する。アクチュエータ３４０が、ヘッド３２６を内
径２９５のランディングゾーン上に位置決めするとき、
捕捉ピン１３０が引っ張られて、構造体２７０のタブ３
９８ａ、３９８ｂに当接する。ピン１３０がタブ３９８
ａ、３９８ｂと係合すると、磁石３４６ａ、３４６ｂに
より形成される磁束がピン１３０を通り、該ピン１３０
を、構造体２７０及び磁石３４６ａ、３４６ｂにより形
成される磁気回路の一部にする。

【００９０】このラッチ機構により得られるラッチ力は
５０〜６０インチグラムである。ラッチ力の大きさは、
ギャップ３９９の周囲を縁取りする磁束と平行な磁束経
路を形成すべく、ギャップ３９９を横切る短絡部３７５
（図１６）を設けることにより調節される。一般的に
は、アクチュエータの必要な磁気ラッチ力及び解放力を
付与するのにラッチ磁石を付加する必要はない。アクチ
ュエータ組立体３２４は、アクチュエータアーム３４０
をそのラッチ位置から解放させるのに充分な力を発生で
きる。ラッチ力の強さは、７５Ｇまでの非作動衝撃下で
アクチュエータを捕捉位置に保持するのに充分なもので
ある。

【００９１】表８は、ディスク駆動装置３００の或る性
能特性を示す。 表 ８ シーク時間 トラック−トラック ３ ミリ秒 平均 １９ ミリ秒 最大 ２５ ミリ秒 回転速度（±０．１％） ４４９１ ＲＰＭ データ転送速度 媒体へ（媒体から） ２０ メガバイト／秒 インターリーブ １−対−１ 表９は、ディスク駆動装置３００の或る環境特性を示
す。

【００９２】 表 ９ 温度 作動 ５°〜５５° 非作動 −４０℃〜６０℃ 温度勾配 １時間当たり２０℃（最大） 湿度 作動 ８％〜８０％ （非凝縮） 非作動 ８％〜８０％ （非凝縮） 最大湿球 ２６℃ 高度（対海面レベル） 作動 −２００〜１０，０００ フィート 非作動（最大） ４０，０００ フィート

【００９３】表１０は、ディスク駆動装置２００の衝撃
及び振動耐性を示す。衝撃は、１１ミリ秒の時間をもつ
１／２正弦パルスを用いて測定し、振動は、１分間につ
き１オクターブで変化する掃引正弦波を用いて測定し
た。 表 １０ 非作動衝撃 ７５Ｇ 非作動振動 ６３〜５００Ｈｚ ４Ｇ （ピーク） 作動衝撃 ５Ｇ （回復不可能なエラーなし） 作動振動 ２８〜５００Ｈｚ ０．５Ｇ （ピーク） （回復不可能なエラーなし）

【００９４】好ましい実施例についての上記説明から、
当業者には、本発明のディスク駆動装置の特徴及び長所
が明らかになったであろう。例えば、当業者には、上記
本発明のディスク駆動装置の構造を、３・１／２インチ
より小さい（又は大きい）ディスクをもつディスク駆動
装置に使用できる寸法に変更できることに気づくであろ
う。かくして、特許請求の範囲の記載は、本発明の範囲
内のあらゆる変更及び均等物をカバーするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるディスク駆動装置の第１実施例を
示す斜視図である。

【図２】本発明によるディスク駆動装置の第１実施例の
カバーを取り外した状態を示す斜視図である。

【図３】図２の３−３′線に沿う断面図である。

【図４】本発明によるディスク駆動装置の第１実施例を
示す分解図である。

【図５】本発明によるディスク駆動装置の第１実施例を
示す端面図である。

【図６】アクチュエータ組立体を示す図面である。

【図７】ラッチ機構を示す図面である。

【図８】本発明によるディスク駆動装置の第２実施例の
カバーを取り外した状態を示す斜視図である。

【図９】本発明によるディスク駆動装置の第２実施例を
示す分解図である。

【図１０】本発明によるディスク駆動装置の第２実施例
の印刷回路板及び基板を示す分解斜視底面図である。

【図１１】本発明によるディスク駆動装置の第２実施例
を示す端面図である。

【図１２】本発明の第２実施例に使用されるアクチュエ
ータ及びラッチ機構の一部を示す分解斜視図である。

【図１３】本発明によるディスク駆動装置の第３実施例
を示す分解斜視図である。

【図１４】本発明によるディスク駆動装置の第３実施例
を示す平面図である。

【図１５】図１４の１５−１５線に沿う断面図である。

【図１６】本発明のディスク駆動装置の第３実施例のア
クチュエータ組立体の部分分解図である。

【図１７】本発明の第３実施例のアクチュエータ組立体
の部分平面図である。

【図１８】図１７の１８−１８線に沿う断面図である。

【図１９】図１３の１９−１９線に沿うガスケット／カ
バー組立体の拡大断面図である。

【図２０】本発明の第３実施例のアクチュエータ組立体
の上方の板及び上方の磁石を取り外し、該組立体内に使
用されるアクチュエータコイルとアクチュエータ磁石と
の間の関係を詳細に示すアクチュエータ組立体の平面図
である。

【図２１】本発明のディスク駆動装置の第１実施例のボ
イスコイルモータが、ディスクの内径から外径に至るア
クチュエータの全移動ストロークに亘って、アクチュエ
ータアームに作用するトルクの相対的大きさを示すグラ
フである。

【図２２】本発明のディスク駆動装置の第２実施例のボ
イスコイルモータが、アクチュエータの全移動ストロー
クに亘って、アクチュエータアームに作用するトルクの
相対的大きさを示すグラフである。

【図２３】本発明のディスク駆動装置の第２実施例のボ
イスコイルモータが、アクチュエータの全移動ストロー
クに亘って、アクチュエータアームに作用するトルクの
相対的大きさを示すグラフである。

【図２４】本発明のディスク駆動装置の第３実施例のボ
イスコイルモータが、アクチュエータの全移動ストロー
クに亘って、アクチュエータアームに作用するトルクの
相対的大きさを示すグラフである。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年２月１５日（２００２．２．１
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイグ ウォーリス エイ アメリカ合衆国 コロラド州 80027 ル イスヴィル マナーウッド レーン 673 Ｆターム(参考） 5D068 AA01 BB01 CC12 EE21 GG25

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、回転軸のまわりに回転するため
   前記基板上に回転可能に設置された１つ以上のハードデ
   ィスクと、各ディスクに隣接して回転可能に設置され、
   各ディスク上の選択可能な半径方向の位置に複数の読取
   り／書込みヘッドを位置せしめるアクチュエータ組立体
   とを有するハードディスクドライブ組立体において、 前記回転軸と平行な軸まわりに回転するため前記基板に
   旋回可能に支持されたアクチュエータアームであって、
   該アームが、その一端に前記ヘッドを支持すると共に、
   他端に略平坦かつ前記回転軸と平行な軸まわりに巻かれ
   たボイスコイルを有する、アクチュエータアームと、 前記回転軸に垂直な平面内にある略平坦な上面をもつ底
   部磁気戻り板と、該底部磁気戻り板の上方に離間し略平
   坦な下面をもつ頂部磁気戻り板と、前記上面および下面
   のいずれかに取り付けられた略平坦な板形状を有する一
   対の磁石とを備え、該磁石の一方が前記回転軸に平行な
   第１の方向において前記戻り板の間で前記ボイスコイル
   を通過する磁界を発生し、該磁石の他方が前記回転軸に
   平行な第１の方向とは反対の第２の方向で前記ボイスコ
   イルを通過する磁界を発生させる、ボイスコイルモータ
   磁石組立体と、 を備えたハードディスクドライブ組立体。
2. 【請求項２】 前記ボイスコイルモータ磁石組立体は、
   ドライブ組立体中に組み立てられた１つのユニットとし
   て前記基板上のボスに固定されかつその中に前記ボイス
   コイルを差し込むために該ボイスコイルに向け前記回転
   軸と平行な軸上で前記ボスのまわりに回転されたもので
   ある、請求項１に記載のハードディスクドライブ組立
   体。
3. 【請求項３】 前記一対の磁石を前記頂部戻り板の下面
   に取り付けた、請求項１または２に記載のハードディス
   クドライブ組立体。
4. 【請求項４】 前記底部磁気戻り板と頂部磁気戻り板と
   の間に、透磁性材料で形成した支柱を設けた、請求項１
   から３のいずれか一項に記載のハードディスクドライブ
   組立体。