JPH06267237A - ディスクドライブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】組立が容易で、小型で薄いロータリ・アクチュ
エータ形式のディスクドライブ。 【構成】単一のディスク１３とディスクドライブ９ｄ２
に２つのアーム９ｄ５２とアクチュエータモータアーム
９ｅから成るアームスタック９ｄが設けられる。アーム
取付端の開口とモータアーム９ｅはアーム取付端の間に
設けられた円筒部材９ｄ２に係合し、固定される。円筒
部材はディスクドライブのハウジング上のスピンドル９
ａと軸嵌合する。円筒部材は円筒管状の球部材でスエー
ジ加工されており、アームとアームモータの取付端部に
取り付けられてスピンドル上で軸受対の共通軸受レース
と接着する。各アームの先端部には、トランスジューサ
９ｄ４が設けられ、ディスクが回転することにより、隣
接するディスク表面を走査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般にロータリ・アク
チュエータ形式のディスクドライブに関し、特に、ラッ
プトップ型、パームトップ型、ノートブック型コンピュ
ータまたはデータプロセッサ等の小型コンピュータに利
用できる、薄いディスクドライブに関するものである。

【０００２】

【従来技術とその問題点】小型コンピュータまたはプロ
セッサの携帯可能性によって、このような装置の用途及
び利用性が増し、計算またはデータ処理の動作中にユー
ザ・データの記憶及びアクセスを可能にするメモリの容
量を、従来の固体メモリが提供できる容量以上に増加さ
せる必要性が生じている。従来の固体メモリ、通常、ラ
ンダムアクセスメモリRAMは、交換可能にラップトップ
型またはノートブック型のプロセッサに挿入する場合、
例えば、幅54mm、長さ85.6mm、厚さ5mm等のこのような
適用例における大きさの範囲で小型なメモリ設備を提供
すると同時に、オぺレーティング・システムおよびコン
ピュータ・アプリケーションで要求されるもの以上に、
有益なユーザ・データの記憶容量およびアドレス指定能
力が不足している。

【０００３】ディスクドライブ等の回転メモリは、これ
ら小型のものにおいてさえ、現存する記録技術では、固
体メモリよりかなり大きい記憶容量を提供するが、この
ような小型のドライブ機構は問題である。ディスクドラ
イブを上述の大きさの範囲内の、例えば、PCカードの上
下のカバー内に適合するように圧縮するには、ディスク
・スピンドルおよびロータリ・アクチュエータのスピン
ドル構造の厚さまたは奥行を5mm未満に圧縮する必要が
ある。回転ディスクと移動するロータリ・アクチュエー
タ・アーム構造との隙間、およびカバーはmmの非常に小
さい分数であり、構造的におよび寸法的に安定な構造が
必要で、これに対しては、組立後調節をおこない、適切
な機能を達成するための構造的設備を設ける空間は存在
しないので、部品を高精度に製造しなければならず、設
計においては、組立時の部品の精密な指針を示さなけれ
ばならない。

【０００４】米国特許第4,754,353号に述べられるよう
に、ロータリ・アクチュエータ構造は典型的には、ロー
タリ・アクチュエータ構造を固定スピンドルによって受
ける軸受対を備えている。しかし、このような従来の開
発において、複数のディスクから成るディスクアセンブ
リをスタック状に備えているが、プロファイルの小さい
(low profile)アクチュエータ構造については何ら教唆
していない。

【０００５】

【発明の目的】本発明の目的は上述の問題点を解消し、
組み立てが容易で、小型で薄いロータリ・アクチュエー
タ形式のディスクドライブを提供することにある。

【０００６】

【発明の概要】例えば、PCカードに適合し、ラップトッ
プ型またはノートブック型のコンピュータまたはプロセ
ッサの電子部品にこのようなアプリケーションに用いる
標準PCMCIAコネクタと結合することが可能で、本発明に
係るロータリ・アクチュエータ・ディスクドライブは、
単一のディスク、ロータリ・アクチュエータ・ディスク
ドライブから成り、限られた空間で、部品の精密な軸方
向設置および位置合せをおこない、機械的に機能し、プ
ロファイルの小さい、ハードディスクドライブ・アセン
ブリを達成する、独特な部品構造構成を備えている。

【０００７】ロータリ・アクチュエータは、二つのアー
ム構造体を有するアームスタックを備えており、この取
付端部には、円筒状アクチュエータ・ハブと係合する円
筒開口が設けられている。アーム構造体は、ボイスコイ
ル・モータのアクチュエータ・モータ・アームの取付端
部によって間隔があいている。アクチュエータ・モータ
・アームもまた二つのアーム構造体の間に、円筒状のア
クチュエータ・ハブに嵌合する円筒開口を備えている。
本発明の一実施例では、円筒状アクチュエータ・ハブは
アーム構造体およびアクチュエータ・モータ・アームに
合せてスエージ加工(swaged)された球で、ディスクドラ
イブのベースまたは支持体に固定されたスピンドル上に
設けられた軸受対の外側共通軸受レースに固定されてい
る。スピンドルには肩部が設けられており、その上に軸
受対の底部軸受の内側レースが設けられている。軸受対
の外側共通軸受レースには肩部が設けられており、その
上に円筒状のアクチュエータ・ハブが載置され、円筒ア
クチュエータ・ハブには肩部が設けられており、その上
にアーム・スタックが載置され、すべては一方のアーム
構造体を単一のディスクの上に、他方のアーム構造体を
単一のディスクの下にしてアーム・スタックを軸方向に
間隔をおいて設置される目的で設けられている。各アー
ム構造体の末端部にあるトランスジューサは、ディスク
が回転するとディスクの隣接表面を走査する。現在のと
ころ本発明を実用化する最良態様と考えられる本発明の
他の実施例では、アーム構造体およびアクチュエータ・
アームは外側共通軸受レースの肩部に直接設置される。
アーム構造体アセンブリおよびアクチュエータ・アーム
は位置合せされて、接着剤または熱可塑性接合により固
定されている。

【０００８】

【本発明の実施例】図１および図２には、本発明に係る
形状係数の小さい(form factor 1.3)ハードディスクド
ライブが示されている。図１は実際のものより拡大して
描かれており、図２は図１をさらに拡大し、主要部の詳
細を示すものである。図２は、ロータリ・アクチュエー
タ・スピンドル構造を主としている。

【０００９】アルミニウム等の金属から成るメインフレ
ームまたはベース構造体５は中枢であり、すなわち、デ
ィスクドライブ構造の主要構造部材で、圧延または鋳造
金属の単一片であることが好ましい。これは、精密に機
械加工されており、ベースプレート5a、端壁5b、側壁5c
を備えている。端壁5bおよび側壁5cは、ベースプレート
5aの一部として一体形成されており、曲げやねじれに対
するメインフレーム５の剛性を増加させる。これは、ベ
ースプレート5aの内側表面5a1に慎重にみぞを設けて、
ベースプレート全体の最大厚さを一般的に維持すると共
に、構成および寸法が共に回転アクチュエータ形式のハ
ードディスクドライブ６に適する程度に安定な支持体を
提供する。ベースプレート5aは平坦な底面または外側表
面5a2を備えており、これにプリント回路板７を取付け
ることができる。プリント回路板は、図２において、破
線でその輪郭だけを示している。ディスクドライブをPC
カード形式の構造として実施する場合には、ディスクド
ライブ用プリント回路板７は好適にはベースプレート5a
の内側表面5a1の上に、ハードディスクドライブ６付近
の位置に設置される。フラット・フレキシブル・ケーブ
ル7dによって、プリント回路板７はコネクタ6aを介して
ハードディスクドライブ６と接続する。プリント回路板
は従来のとおり、処理および制御機能を提供し、ディス
クコントローラを含む電子装置および電子回路を備えて
おり、用途に応じて、電子式ディジタル・プロセッサま
たはホスト・コンピュータからの読取り要求または書込
み命令を、トラックおよびトラック・セクタの指示に翻
訳し、トラック探索およびトラック追跡の制御をおこな
い、トラック追跡中、読み書き動作モードに対するセク
タ識別およびタイミングの制御を行う。

【００１０】カバー5eは、接着剤接合などにより、図１
に示すようなタイプのメインフレームまたはベース５の
端壁及び側壁の上側縁部に固定され、アセンブリを封止
し、さらに堅固にしている。

【００１１】ハードディスクドライブ６は、図１および
図２からわかるように、ハードディスク・アセンブリ８
およびロータリ・アクチュエータ・アセンブリ９を備え
ている。

【００１２】ハードディスク・アセンブリ８は、突出ポ
ール・ステータ11（図示せず）および傘形ディスク・モ
ータ・ロータ12を有する直流ディスク・モータ10を備え
ている。直流ディスク・モータ10の詳細は本発明の理解
には不可欠でないので、図解してない。

【００１３】図１および図２は、ロータリ・アクチュエ
ータ・アセンブリ９の主要部を示す。ロータリ・アクチ
ュエータ・アセンブリ９は、スピンドル・フランジ9a1
に対向するようにベースプレート5aにねじ込まれている
スピンドル9aの周りを回転可能に軸受けされている。ス
ピンドル9aの上端部9a2にはプレス嵌めまたは焼き嵌め
された、または他の場合には、この方が望ましいが、接
着剤接合などにより取付けられた、軸方向に間を隔てて
設置された軸受対9bがあり、この軸受対は肩部またはフ
ランジ9b2で終端する共通の外側軸受レース(common bea
ring race)9b1を備えている。この軸受対の下側軸受の
内側レースの下方端は、スピンドルフランジ9a1に載置
される。このフランジ9b2は、ロータリ・アクチュエー
タ・アセンブリ９のアクチュエータ・アーム・スタック
9dをディスク13に対して精密な関係に軸方向に位置決め
または指示するためのスピンドル・アセンブリに関する
軸方向基準を提供する。

【００１４】アクチュエータ・アセンブリ９は更に外側
軸受レース・フランジ9b2上に載置され、アーム・スタ
ック9dのアーム9d5を取付けるフランジ9c1が設けられて
いる円筒管状のアクチュエータ・ハブ9cを備えている。
二つのアーム9d5は、図３に示されるように、荷重はり
(load beam)で構成され、各々、領域9d54の中で共に接
着剤で接合されている取付端部9d51および荷重はり9d52
を備えている。単一片で可撓性の荷重はりは取付端部9d
51にスポット溶接または接合されたリング9d55と共に機
能するする(contemplated with)こともできる。取付端
部には円筒管状のアクチュエータ・ハブ9cの外側円筒表
面上を滑動する円形開口9d53が設けられている。ハブ9c
に対するアーム・スタック9dの荷重はり9d5の軸方向の
位置決めおよび軸上の間隔設定は、それぞれ、ハブ・ス
ペーサ・リング9d2および9d3により行われ、後者はアク
チュエータ・モータ・アーム9eの取付端部である。荷重
はり9d5の取付端部9d1は図示するように円筒ハブ9cと係
合する。円筒アクチュエータ・ハブ9cを外側軸受レース
9b1に取付ける前に、ロータリ・アクチュエータ・アセ
ンブリ９を図１に示すようなアライメントで正確な位置
合せをおこなうために治具に取り付け、スエージ工具ま
たは球を円筒管状のハブ9cに対して軸方向に押圧し、ハ
ブを拡張させ、摩擦によってアセンブリを固定する。円
筒管状のハブ9cをその後外側軸受レース9b1の周りに嵌
合させ、フランジ9b2の上に載置させる。この位置で、
アセンブリは自動的に軸方向に指示され、接着剤接合に
より好適に固定される。

【００１５】組立てられると、図示するように二つの荷
重はり9d5は精密に軸方向に支持されてディスク13をは
さみ、一方がディスクの上側表面の上に、他方がディス
クの下側表面の下にくるようにはさむ。トランスジュー
サ9d4は各荷重はりアーム構造9dの末端部にばね付勢さ
れた位置に取付けられ、空気軸受によりディスク表面上
を飛行して、ディスクが回転している間ディスク13の隣
接している表面を走査する。

【００１６】軸方向ギャップ直流アクチュエータ・モー
タ9fには、通常、「ボイス・コイル」モータが知られて
おり、アクチュエータ・モータ・アーム9eの末端部に固
定されて、ベースプレート5aの内側表面5a1に固定され
ている永久磁石ステータ構造9f5の下部極9f2と上部極9f
3との間で、アクチュエータ・スピンドル9aの軸の周り
を一平面上で円弧を描くようにゆれるフラットコイル9f
1を備えている。下部極9f2の上に設置されている永久磁
石9f4はコイル9f1を永久磁石ステータ構造の両極9f2、9
f3に連結する磁界を発生する。コイル9f1が一極性また
は反対極性の直流で付勢されると、コイルの電磁界が永
久磁石の磁界と相互作用して、上部極9f2と下部極9f3と
の間でスピンドル9aの軸の周りに、一平面上で弓形経路
を描くようにコイルを一方の方向または反対の方向に動
かす。コイル電流の制御はトラック探索およびトラック
追跡の目的に対して従来と同様である。スピンドル9aの
上側端部9a2は、カバー5eに係合するよう突出している
ことが好ましく、そこに固定されることとなる。これに
より、スピンドルの振動が最小化または除去される。

【００１７】本発明の一実施例では、厚さが約0.05mmの
平坦な上側および下側表面を有する厚さ5mm(0.197イン
チ)のプロファイルは、アクチュエータ・アセンブリ９
を深さ約4mmの空間にまで圧縮する。

【００１８】本発明を実用化するのに現在のところ最良
と考えられる一態様を図４に示す。この例は、図２の実
施例をさらに改善し、構成を簡単化している。ここで
は、スピンドル9aは直径1.0mmのロッドで、軸受対9bの
内側軸受レースに接着剤等で接合されている。ハブ9cは
排除され、荷重はり9d5の取付端部9d51内の円形開口ま
たは穴9d53の直径が小さくなり、軸受対9bの外側軸受レ
ース9b1の外径に滑動するように嵌合している。スペー
サ9d2、9d3および荷重はり9d5は、外側軸受レース9bの
フランジ9b2に図示の順で設置され、これは図２の例と
同様である。熱硬化性または熱可塑性接合座金9g（図５
参照）がアーム・スタックの各境界に設置されている。
接合座金9gは、例えば、厚さ約0.005cm(約0.002イン
チ）である。アセンブリは図１に示すような所望のアラ
イメントを達成するために治具に取付けられ、圧縮さ
れ、超音波エネルギを受けて、軸方向境界面でおよび外
側軸受レース9b1の円筒表面とアームおよびアーム・ス
タックのスペーサとの間で超接合を達成する。後者は、
境界面からの接合材料の塑性流動による。その後、アセ
ンブリ・アクチュエータのスピンドル9eの下方端部をベ
ースプレート5aの穴と位置合せしまたは指示して、スピ
ンドルの上側端部に力を加えることによってその穴にプ
レス嵌めする。スピンドル9eの上側端部は、カバー5eの
内側表面に接着剤で接合されてスピンドルの末端部を固
定させると共に薄いカバーを支持する。

【００１９】このような最小の厚さのハードディスクド
ライブの主要部品の寸法（mm単位）の好適な例を以下に
示す。 ディスク13 1.3形状係数 ディスク13の厚さ 0.381 カバー5eの厚さ 0.500 スピンドル9aの直径 1.000 外側軸受レース9bの直径 3.000 ディスク表面と荷重はり9d5の取付端部9d51との間の隙間 0.277 接着接合による荷重はりの取付端部9d51におけるアーム9d5の厚さ 0.231 ベースプレート５の底表面からディスク13の底表面まで 3.211 荷重はりとカバー5eの内側表面との間の隙間 0.121

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、ＰＣカード等に適
合し、小型コンピュータに容易にかつ正確に取り付けら
れる、プロフィルの小さく、薄いディスクドライブを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるディスクドライブの平
面図。

【図２】図１の断面図。

【図３】図１の部分拡大平面図。

【図４】本発明の他の実施例であるディスクドライブの
断面図。

【図５】本発明に用いられた接合座金の概略図。

【符号の説明】

５：メインフレーム ５a：ベースプレート ６：ディスクドライブ ７：ＰＣボード ８：ハードディスク・アセンブリ ９：ロータリ・アクチュエータ・アセンブリ ９a:スピンドル ９d5:アーム ９d52：荷重はり ９d4：トランスジューサ ９e:アクチュエータ・モータ・アーム １０：ディスク・モータ １３：ハード・ディスク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面を有する支持部材と、前記支持部材の
   前記表面上に回転可能に取り付けられた少なくとも一つ
   のディスクと、前記支持部材の前記表面から突出するよ
   うに設けられたアクチュエータ・スピンドルと、前記ス
   ピンドルに軸方向に間隔を隔てた位置に固定された別個
   の内側軸受レース及び共通外側軸受レースを有する、軸
   上に間隔を隔てて設置された軸受対と、前記共通外側軸
   受レースの端部に設けられた前記表面に隣接している軸
   受肩部と、各々が内部に円形開口を備えており、取付端
   部を有する少なくとも二つのアーム構造体と、フラット
   コイルを有する永久磁石式アクチュエータ・モータと、
   前記フラットコイルが取り付けられ、その内部に円形開
   口を有する取付端部を備えているアクチュエータ・モー
   タ・アームと、前記アーム構造体の取付端部および前記
   アクチュエータ・モータ・アームを前記共通外側軸受レ
   ースに固定させ、前記円形開口の中心を前記スピンドル
   の軸中心に合せ、一方の前記アーム構造体を前記ディス
   クの上に設置させ、他方の前記アーム構造体と前記ディ
   スクの下側に設置させる手段と、前記各アーム構造体の
   末端部の、前記少なくとも一つのディスクの表面に隣接
   する位置に設けられているトランスジューサから構成す
   ることを特徴とするディスクドライブ。