JPH0565958B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は、回転するデイスクのポンプ作用によ
つて気体が循環する密封式データ記録用デイス
ク・フアイル、具体的には、デイスク・フアイル
内の各種発熱装置を冷却するためのかかるデイス
ク・フアイル内の改良された気体循環システムに
関する。

Ｂ 従来技術 通常のデータ記録用デイスク・フアイルは、同
心円状のデータ・トラツクを備えた１枚ないし複
数の回転デイスク、各種トラツク上でデータの読
取りまたは書込みを行なうための１個ないし複数
のヘツド、それに支持アーム組立体によつてヘツ
ドに接続され、読取り操作中または書込み操作中
にヘツドを所期のトラツク上に移動させてそのト
ラツクの中心線上方で維持するためのアクチユエ
ータを利用している。デイスクはスピンドル上に
スタツクとして装着し、このスピンドルは、回転
軸、回転軸をデイスク・フアイルのフレームまた
は底板に支持する軸受組立体、それに回転軸の端
部にあるハブを含んでいる。ある種のデイスク・
フアイルでは、デイスク・フアイルのハウジング
（通常、底板とカバー板を含む）は一般に密封さ
れ、ハウジング内の空気が回転するデイスクのポ
ンプ作用によつて循環する。こうしたデイスク・
フアイルでは、ハブに複数の孔がついており、そ
れらの孔と連絡する開口のあるデイスク・スペー
サでデイスク同志が分離されている。デイスクが
回転すると空気がハブの孔とデイスク・スペーサ
の開口を通つて引き出され、デイスク表面を横切
つてデイスクの周囲に追い出される。デイスクの
周囲から出た空気は、ハブの底部に戻り再循環す
る。

Ｃ 発明が解決しようとする問題点 通常のデータ記録用デイスク・フアイル内のア
クチユエータは、通常「ボイス・コイル・モー
タ」（VCM）であり、永久磁石固定子の磁界内を
移動するコイルを含んでいる。ボイス・コイル・
モータに電流を通じると、コイル、したがつてそ
れに接続されたヘツドが、デイスク上の同心円状
のデータ・トラツクにアクセスするため半径方向
に移動する。ヘツドに電気的に接続された読取
り／書込み回路は通常、電子回路モジユールに収
容される。この電子回路モジユールは、ヘツドを
アクチユエータに接続する支持アーム上など、ヘ
ツドの近傍に装着する必要がある。密封したデイ
スク・フアイルでは、ボイス・コイル・モータの
コイルと電子回路モジユールがどちらも熱源なの
で、回転するデイスクのポンプ作用によつて循環
させた空気により、それらを冷却しなければなら
ない。通常の密封デイスク・フアイルは空気流を
閉じ込めたり、デイスクの周囲からデイスク・フ
アイル内部の特定の構成要素に向かわせたりせ
ず、アームとコイルを横切つてある方向に空気を
流させるにすぎない。その方向は、線形ボイス・
コイル・モータの場合、一般にコイルの直線形経
路に平行である。こうした空気の流れは電子回路
モジユールとコイルを効率的に冷却できず、実際
に比較的低周波数のバイアス力を発生させる。こ
のバイアス力は「風損（windage）」と呼ばれ、
コイルに連続的に作用する。この力によつて、ヘ
ツドは読取り動作中または書込み動作中トラツク
から外れるので、ヘツドをトラツクの中心線の真
上に保持するために、この力をデイスク・フアイ
ル・サーボ制御システムで効果的に補償しなけれ
ばならない。

Ｄ 問題点を解決するための手段 本発明によれば、データ記録用デイスク・フア
イルのデイスク・スタツクの中心部から外周縁に
向けて動流体力学的に排出される冷却流体を90度
以内の所定角度だけ離隔した少なくとも２つの排
出口からデイスク・スタツク外の領域に排出す
る。一方の排出口は、集気ダクトを通してボイ
ス・コイル・モータの摺動運動方向と略垂直方向
に冷却流体をボイス・コイル・モータに向けて送
風する。他方の排出口は、ヘツドを支持するアー
ム・アクチユエータの摺動方向に一致した位置に
設けた所定の大きさの開口から成り、これを介し
て冷却流体を直接にデイスク・スタツク外の領域
に排出する。具体的には、デイスク・フアイルの
ハウジングに集気ダクトを取り付け、その入口を
回転デイスクの周囲のごく近傍に配置する。集気
ダクトの出口はボイス・コイル・モータのコイル
付近に配置し、出口から出る気体流がコイルの直
線形経路に垂直になるような向きにする。ダクト
の出口は入口よりも面積が小さく、したがつてコ
イルの冷却速度が増大する。その上、気体は一般
にコイルの直線形経路に垂直に流れるので、「風
損」が大幅に減少し、読取り動作中または書込み
動作中のサーボ制御システムの性能が向上する。
集気ダクトの入口付近にはシールドが配置される
が、一般にデイスク・スタツク中のデイスクの周
囲と一致するように曲がつている。このシールド
は、気体流の第二の部分をデイスクの周囲からア
ーム上の電子回路モジユールを横切る方向に向か
わせる。電子回路モジユールを横切つて通過した
気体は、ボイス・コイル・モータの前方位置に基
板上に固定された遮板により、その排出路が偏向
され、コイルの直線形経路に垂直に流れることを
妨げられ、コイルを横切つて流れと合体する。コ
イルと電子回路モジユールを横切つた後に合体し
た気体は、次にフイルタを通つて、汚染物質や粒
子状物質を除去される。気体はフイルタを通つた
後、チヤネルを経てデイスク・スタツクの一番下
の部分に戻り、ハブ中を上昇して、回転デイスク
によつて再循環される。

回転デイスクから出た気体の残りの部分、すな
わち集気ダクトの入口にも集気ダクトに取り付け
られたシールドの開口にも向かわなかつた部分
は、デイスク・フアイルのハウジングの内壁に沿
つてらせん状に下降し、そこでチヤネルから来た
気体と合体しハブ中を通つて回転デイスクに戻
る。

本発明の本質および利点をさらに深く理解する
には、下記の説明を添付の図面と併せ参照された
い。

Ｅ 実施例 第１図の断面図に示すように、デイスク・フア
イル・ハウジングは底板１０とカバー１２を含ん
でいる。底板１０に装着されたデイスク駆動モー
タ１４が、回転軸１６を駆動する。回転軸１６の
モータ１４とは逆の末端にハブ１８が取り付けら
れている。回転軸１６は軸方向に隔置された軸受
２２，２４によつて底板１０の円筒形部分２０に
取り付けられている。カバー板４０は駆動モータ
１４を取り囲み、底板と接続している。

ハブ１８の下側リム２６が、軸方向に並んだデ
イスクのスタツク中の一番下のデイスク２８を支
持している。ハブ１８上の各デイスクは、円周上
に隔置された開口３１を有するリング状デイス
ク・スペーサ３０によつて上下のデイスクから分
離されている。ボルト３４で回転軸１６の端部に
取り付けられたデイスク・クランプ３２により、
デイスク・スタツク中のすべてのデイスクに軸方
向負荷がかかる。ハブ１８には軸方向に延び円周
状に隔置された孔３６があり、デイスク・スペー
サ３０の開口３１と連絡している。

そらせ板３８がデイスク・スタツクの一番下の
デイスク２８と平行に延び、底板１０に固定され
ている。そらせ板３８の真中には開口があり、ハ
ブ１８の下側リム２６がその中で回転できる。そ
らせ板３８は底板１０の全周にわたつて延び、そ
の円周上に開口３９が隔置されている。開口３９
の役割については後述する。

デイスク駆動モータ１４は、モータ・カバー板
４０で取り囲まれ、全体的に外界から密封されて
いる。第１図に示したデイスク・フアイルは、外
気がデイスク・フアイルのハウジング内部で循環
されない全体的密封型であるので、カバー１２と
底板１０の間のシールなどを通つてハウジングか
ら外に漏れる空気の補給を行なうため、底板１０
内にフイルタ材料４４を含む通気ポート４２が設
けられている。

カバー１２を取り外したデイスク・フアイルの
平面図を第２図に示す。読取り／書込みヘツド５
０がアーム５４に取り付けられたサスペンシヨン
５２上に装着される。アーム５４は、ボイス・コ
イル・モータのアクチユエータの一部分となるコ
イル５６に接続されている。コイル５６は円筒形
でも方形でもよいが、コイル５６を装着したサポ
ート６２に接続されたローラ６０によつて、矢印
５８で示す直線方向に移動できる。ローラ６０
は、底板１０に取り付けられたガイド・レール６
４に沿つて移動する。コイル５６は、下側磁石６
６，６８、コイル５６の中心を貫く中心コア７
０、上側磁石（図示せず）および磁束戻り経路を
形成する側板（図示せず）からなる磁気回路中を
移動する。磁石６６，６８は、底板１０に接続さ
れた磁石支持板７１に装着されている（第２図に
示したコイル５６および付随の磁石構造の図で
は、コイル５６がガイド・レール６４に沿つてど
う移動するかを示すために、上側磁石と磁石支持
板および磁束戻り経路となる側板を取り除いてあ
る）。プレート７１のような磁石支持板が前板７
２に接続されている。前板７２は一般に空気がデ
イスクからボイス・コイル・モータ内部に入るの
を防止する。読取り／書込みチヤネル用回路を含
む電子回路モジユール８０が、読取り／書込みヘ
ツド５０に電気的に結合され、アーム５４に装着
されている。第２図では、１個の磁石構造とコイ
ルおよび関連する１個のアーム５４とヘツド５０
しか示してないが、通常のデイスク・フアイルで
は、各ボイス・コイル・モータに複数のアームが
取り付けられ、複数のボイス・コイル・モータが
デイスク・スタツク全体と一緒に動作できるよう
になつていることもある。

集気ダクト８２が取付けブラケツト８１，８４
によつて底板１０に固定されている。集気ダクト
８２は、第１図に破線で示すように、デイスク・
スタツクの軸方向長さ全体にわたつて延び、隣接
する底板１０とカバー１２の側壁および頂壁に対
して密封されている。ダクト８２にはシールド８
８として機能する付加部分があり、シールド８８
は一般にデイスク・スタツク中のデイスクの外周
と同心状である。シールド８８も、デイスク・ス
タツクの軸方向長さ全体にわたつて延びている。
集気ダクト８２と付属のシールド８８は、ポリカ
ーボネートなど適当なプラスチツク材料製でよ
い。

底板１０にはフイルタ９０（第２図）が固定さ
れている。フイルタ９０の入口側はボイス・コイ
ル・モータに向き、出口側は戻りチヤネル９２に
通じている。戻りチヤネル９２は、ウエブ９１と
底板１０から上方に延びる側壁９４，９６および
そらせ板３８によつて画定される。カバー１２の
内部に取り付けられた壁９８（第１図）がフイル
タ９０を取り囲みその周囲を密封しているので、
ボイス・コイル・モータからフイルタ９０を通つ
てきた空気は、チヤネル９２に流れ込まざるを得
ない。壁９８は、カバー板１２を形成する鋳造物
の内側ウエブでよい。戻りチヤネル９２は、矢印
９４，９７（第１図）で示すように、空気がハブ
１８に向かう戻り経路となる。すなわち、カバー
１２を底板１０に固定すると、ボイス・コイル・
モータを含む領域と戻りチヤネルを含む領域との
間に、カバー１２の壁９８とフイルタ９０と底板
１０のウエブ９１からなる垂直壁が画定される。

デイスク・フアイルが動作する際、回転デイス
クは、空気を送り出してカバー１２と底板１０で
画定されるハウジング内を流れさせる手段として
働く。デイスクが矢印１００（第２図）の方向に
回転するとき、空気はハブ１８と底板１０の円筒
形部分２０の間を上方に矢印９７，９９の方向に
循環する。空気はハブ１８の孔３６とデイスク・
スペーサ３０の開口を通つて、デイスクの表面を
横切つて引き出される。空気がデイスクの周囲か
ら押し出されるとき、その第１の部分は矢印１０
２で示すようにダクト８２の入口８６に向かう。
ダクト８２の入口８６はデイスク・スタツクの軸
方向長さにわたつて延び、カバー１２の壁内に密
封されているので、空気はダクト８２以外のボイ
ス・コイル・モータ領域に流れ込むことを妨げら
れる。

デイスクの周囲から出た空気の第２の部分は、
デイスク・スタツク領域へのアーム５４のアクセ
スを提供する開口１０４を通つて方向付けられ
る。開口１０４は、ダクト８２に取り付けられた
シールド８８の縁部とカバー１２から下方に延び
るウエブ１０６（第１図）によつて画定される。
ウエブ１０６は、フイルタ９０を取り囲む壁９８
（第１図）の延長部分である。ウエブ１０６は底
板１０上の領域１０７（第２図）にある。底板１
０上の領域１０７はウエブ９１の延長部分であ
る。空気の第２の部分は開口１０４を通つて矢印
１０９の方向に出るが、前板７２のためにコイル
５６に達することを妨げられる。

ダクト８２の出口８９から出た空気は、コイル
５６を通つてコイル５６と下側磁石６６，６８お
よび上側磁石（図示せず）の間の隙間に入る。空
気はコイル５６を通ると矢印９１で示すようにフ
イルタ９０に向かう。空気はコイル５６の直線形
経路５８に垂直に向かうので、アクチユエータに
作用する風損はなく、したがつてボイス・コイ
ル・モータに作用するバイアス力をサーボ制御シ
ステムで補償する必要もない。その上、ダクトの
出口８９は入口８６よりも面積が大幅に小さいた
め、空気の流速が大幅に増し、したがつてコイル
５６の冷却速度が上がる。同様に、開口１０４を
通つて出た空気がアーム５４上の電子回路モジユ
ールを冷却する。フイルタ９０は一般に底板１０
とカバー１２内の壁９８および１０６に密封され
ているので、コイル５６と電子回路モジユール８
０を通過した別れていた空気流が合体し、フイル
タ９０を通過する。この合体した空気はフイルタ
９０を通過した後、戻りチヤネル９２に入りハブ
１８と底板１０の円筒形部分２０の間の領域に戻
る。その後、空気は再度ハブ１８の孔３６とデイ
スク・スペーサ３０の開口３１を通過して、回転
デイスクによつて再循環する。

複数個のアクチユエータを有するデイスク・フ
アイルでは、インサートまたはプラグ、たとえば
出口８９を個別のポート８５，８７に分割するプ
ラグ８３（第２図）を用いてダクト８２の出口８
９を複数の出口に分割することができる。すなわ
ち、第２図に示した実施例では、コイル５６は２
重ボイス・コイル・モータ式デイスク・フアイル
の下側のボイス・コイル・モータのコイルであ
り、空気出口ポート８７によつて冷却される。

デイスク・スタツクの周辺から出た空気の残り
の部分、すなわちダクト８２にも開口１０４にも
入らなかつた空気は、カバー１２の内壁に沿つて
らせん状に下降してそらせ板３８に向かう。第２
図に破線で示すように、そらせ板３８には底板１
０の内壁付近に円周状の開口３９があり、空気を
そらせ板３８と底板１０の間に入らせる。カバー
１２の内壁に沿つてらせん状に下降した空気は、
上方に向かつてハブ１８を通り、そこでチヤネル
９２からハブ１８に入つた空気と合体する。

以上、通気ポート４２を利用して空気を補給
し、かつデイスク駆動モータ１４をカバー板４０
で全体的に密封するという、全体的に密封したデ
イスク・フアイルに関して本発明の１実施例であ
る空気流システムを説明してきたが、この空気流
システムは本出願人による米国特許第4367503号
に記載されているような気密シールされたデイス
ク・フアイルにも完全に応用できる。こうした気
密デイスク・フアイルでは、空気の補給は不要で
あり、ヘリウムなど空気以外の冷却気体も使用で
きる。

Ｆ 発明の効果 本発明により、ボイス・コイル・モータの風損
が大幅に減少し、読取り動作中または書込み動作
中のサーボ制御システムの性能が向上する。ま
た、ボイス・コイル・モータ等の発熱性構成要素
を効率良く冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、デイスク・スタツクとハブ、フイル
タ、および破線の集気ダクトを図示した、デイス
ク・フアイルの部分断面図である。第２図は、シ
ールド、フイルタ、空気戻りチヤネルを備えた集
気ダクトを図示した、カバーを取り外したデイス
ク・フアイルの平面図である。 １０……底板、１２……カバー、１４……デイ
スク駆動モータ、１８……ハブ、３０……デイス
ク・スペーサ、３８……そらせ板、４０……モー
タ・カバー板、４２……通気ポート、５０……ヘ
ツド、５４……アーム、５６……コイル、６６，
６８……磁石、８０……電子回路モジユール、８
２……集気ダクト、８６……ダクト入口、８８…
…シールド、８９……ダクト出口、９０……フイ
ルタ、９２……戻りチヤネル、１０４……シール
ド開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板を貫通して軸受され、一端が駆動モータ
   に噛合している回転軸と、 該回転軸の他端に固定され、複数の開口を有す
   るハブと、 平行に離隔して上記ハブにより支持された複数
   の記録用デイスクと、 上記ハブの上記開口と連通する複数の透孔を有
   し、上記デイスク間の間隔片として作用する複数
   のスペーサと、 一端に記録／再生ヘツドを固定し、中間部にヘ
   ツド制御用電子回路モジユールを固定し、他端に
   直線運動をするボイス・コイル・モータを連結し
   たアーム・アクチユエータ・アセンブリと、 上記基板と一体になつて上記駆動モータ、記録
   用デイスク・スタツク及びボイス・コイル・モー
   タを包囲するハウジングと、 を備え、デイスク・スタツクの下方からハブの開
   口を通つて各デイスクの表面に沿つて清浄な冷却
   気体をデイスク中心部から外周縁に排出させ、次
   にボイス・コイル・モータを冷却し、フイルタを
   通してデイスク・スタツクへ循環させる閉鎖型の
   データ記録用デイスク・フアイルにおいて、 吸入口がデイスク・スタツクの外周に近接して
   配置され、排出口がボイス・コイル・モータの直
   線運道路に実質的に垂直な方向に冷却流体を排出
   するようボイス・コイル・モータに近接して配置
   された大断面積の吸入口及び小断面積の排出口を
   有する集気ダクトを上記ハウジングに固定し、 上記ヘツドのアームのデイスク・スタツク内へ
   の摺動運動を許容する所定の大きさの開口を規定
   し、デイスク・スタツクと同心状の流体隔板のデ
   イスク・スタツクの外周に近接して上記ハウジン
   グに固定し、 上記開口から流入し上記電子回路モジユールを
   冷却する冷却流体の排出路を偏向するための遮板
   をボイス・コイル・モータ及び電子回路モジユー
   ルの間の位置において基板上に固定した、 ことを特徴とする上記デイスク・フアイル。