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発明の名称 ディスク装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−12150(P2007−12150A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−190676(P2005−190676)
出願日 平成17年6月29日(2005.6.29)
代理人 【識別番号】100109900
【弁理士】
【氏名又は名称】堀口 浩
発明者 畠中 達也
要約 課題
この発明は、省スペースで十分な機能を有する呼吸機構を備えたディスク装置を提供することを課題とする。

解決手段
本発明のディスク装置は、ディスク状の媒体を回転させるスピンドルモータと、前記媒体と前記スピンドルモータを回転可能に収容配置し、複数の連結孔を有し、当該連結孔の少なくとも一つが前記スピンドルモータの近傍に設けられた筐体と、前記スピンドルモータの回転動作により前記筐体内外に圧力差が生じたとき、前記筐体内外の圧力差が調整可能な擬似密閉容器と、前記複数の連結孔を前記擬似密閉容器で連結したことを特徴としており、これによりさまざまな環境条件において信頼性の高い磁気ディスク装置を提供することが可能となる。
特許請求の範囲
【請求項1】
ディスク状の媒体を回転させるスピンドルモータと、
前記媒体と前記スピンドルモータを回転可能に収容配置し、複数の連結孔を有し、当該連結孔の少なくとも一つが前記スピンドルモータの近傍に設けられた筐体と、
前記スピンドルモータの回転動作により前記筐体内外に圧力差が生じたとき、前記筐体内外の圧力差が調整可能な擬似密閉容器と、
前記複数の連結孔を前記擬似密閉容器で連結した
ことを特徴とするディスク装置。
【請求項2】
前記複数の連結孔の少なくとも一つに圧力弁を配した
ことを特徴とする請求項1に記載のディスク装置。
【請求項3】
前記請求項1に記載のディスク装置であって、
駆動回路を搭載し上記ディスクユニットに貼り合わせられる回路基板と、
前記筐体と前記回路基板との間に配置され、前記筐体と気密に連通した連通孔を有し、前記筐体内の気圧変化を相殺するように容積を変える偏平な袋と、
を備えていることを特徴とするディスク装置。
【請求項4】
前記袋は、その内部の気圧と外気圧との差が一定圧力を超えたときにその圧力差を相殺するように外気を吸入または排出するための吸排気弁を有することを特徴とする請求項3に記載のディスク装置。
【請求項5】
前記連通孔および吸排気弁は、互いに離間した位置に設けられていることを特徴とする請求項4に記載のディスク装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
この発明は、筐体内の気圧変化を抑制するための呼吸機構を備えたディスク装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、呼吸機構を備えたディスク装置として、例えば、筐体に設けられた防塵用のフィルタの外側に蛇腹状の伸縮可能な容器を密閉状態で取り付けた装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この容器は、筐体内の気圧変化に応じて伸縮するため、筐体内の気圧が変化した場合であっても、筐体内に外気が流入することを防止できる。
【0003】
しかし、蛇腹状の容器を筐体の外側に取り付けるためのスペースを確保する必要があり、装置の小型化の要求に反する。特に、特許文献1の第1図に示すように、容器内に吸水性樹脂等を配置する場合、伸縮のための比較的大きなスペースが必要となる。
【0004】
また、蛇腹状の容器の容量を超える気圧変化が筐体に生じた場合、容器が破損する問題が生じる。このため、十分な容量を確保すべく容器を大きくすると、上述したスペースの問題がより顕著となる。
【特許文献1】特開平3−266285号公報(第1図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
この発明の目的は、省スペースで十分な機能を有する呼吸機構を備えたディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本発明のディスク装置は、ディスク状の媒体を回転させるスピンドルモータと、前記媒体と前記スピンドルモータを回転可能に収容配置し、複数の連結孔を有し、当該連結孔の少なくとも一つが前記スピンドルモータの近傍に設けられた筐体と、前記スピンドルモータの回転動作により前記筐体内外に圧力差が生じたとき、前記筐体内外の圧力差が調整可能な擬似密閉容器と、前記複数の連結孔を前記擬似密閉容器で連結したことを特徴としている。
【0007】
また、本発明のディスク装置は、ディスク状の媒体を偏平な筐体内に回転可能に収容配置したディスクユニットと、このディスクユニットの筐体と気密に連通した連通孔を有し、該筐体内の気圧変化を相殺するように容積を変える偏平な袋と、この袋内に外気を吸入または排出するための吸排気弁と、を備えている。
【0008】
更に、本発明のディスク装置は、ディスク状の媒体を偏平な筐体内に回転可能に収容配置したディスクユニットと、駆動回路を搭載し上記ディスクユニットに貼り合わせられる回路基板と、上記ディスクユニットと回路基板との間に配置され、熱の伝達を抑制するとともに振動や音を吸収する偏平な袋と、を備え、上記袋は、上記ディスクユニットの筐体と気密に連通した連通孔を有し、該筐体内の気圧変化を相殺するように容積を変えることを特徴とする。
【0009】
上記発明によると、ディスクユニットに気密に連通した偏平な袋を設けたため、僅かなスペースに呼吸機構を配置でき、十分な容量を確保できる。
【発明の効果】
【0010】
この発明のディスク装置は、上記のような構成および作用を有しているので、装置を大型化することなく十分な機能を有する呼吸機構を提供でき、筐体内の気圧変化を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
(本発明の実施形態)
図1には、この発明の実施の形態に係るハードディスクドライブ(ディスク装置)(以下、単にHDDと称する)を分解した概略斜視図を示してある。
HDDは、上面が開放した略矩形のハウジングであるベース筐体1、およびトップカバー3を有する。トップカバー3は、ガスケット2(図2参照)を介してハウジングであるベース筐体1の上面にセットされ、図示しない複数のネジによってベース筐体1に取り付けられる。ベース筐体1およびトップカバー3は、本発明の筐体として機能する。
【0012】
ベース筐体1内には、磁気ディスク4(ディスク状の媒体)、磁気ディスク4を支持および回転するスピンドルモータ7、磁気ディスク4に対する情報の記録および/或いは再生を行なう複数の磁気ヘッド5を先端に搭載した複数のサスペンションアーム6、サスペンションアーム6を揺動させて磁気ヘッド5を磁気ディスク4の略半径方向に移動させるボイスコイルモータ31、磁気ヘッド5を磁気ディスク4から外れた退避位置に保持するためのランプロード機構20、振動により磁気ヘッド5が退避位置から外れることを防止するためのイナーシャラッチ機構21、ベース筐体1内のごみをトラップする循環フィルタ22、後述する呼吸機構13によってベース筐体1内に取り入れられる気体に含まれるゴミをトラップする呼吸フィルタ23、ヘッドICを搭載した印刷配線基板(FPC)24などが収容配置されている。
【0013】
図2には、上述した偏平な筐体1、3内に磁気ディスク4を回転可能に収容配置したディスクユニット、複数の電子部品32を含む駆動回路を搭載した回路基板14、および本発明の実施の形態に係る呼吸機構13の位置関係を模式的に図示してある。ここでは、図示明瞭化のため、ディスクユニットの筐体1、3内に配置した構成要素の図示を省略してある。
【0014】
図2に示すように、回路基板14は、ベース筐体1の裏面側に張り合わされる。このとき、回路基板14は、電子部品32を実装した面がベース筐体1の底部に向き合うように取り付けられる。ベース筐体1の一端には、回路基板14から延出されたコネクタ25(図1参照)が突設されている。コネクタ25は、外部装置と電気的に接続する複数本のピンを有する。また、ベース筐体1の裏面側には、FPC24から突設された複数本のピンを有するコネクタ(図示せず)が露出される。
【0015】
このHDDを動作させて磁気ディスク4に情報を記録し、或いは磁気ディスク4から情報を再生する際には、スピンドルモータ7によって磁気ディスク4を回転させて、ボイスコイルモータ31によってサスペンションアーム6を揺動させ、磁気ヘッド5を磁気ディスク4の所望するトラック(図示せず)上に移動させる。
【0016】
呼吸機構13は、ベース筐体1と回路基板14との間に配置される偏平な袋12を有する。袋12は、回路基板14に実装された電子部品32の凹凸形状に合わせて変形可能な柔らかい材料によって形成されている。本実施の形態では、厚さ100[μm]程度の2枚のポリプロピレンシートを貼り合わせて袋12を形成した。この袋12は、ベース筐体1と回路基板14との間で熱が伝達されることを抑制する断熱材として機能し、振動を吸収する緩衝部材として機能し、且つ音を吸収する防音部材として機能する。
【0017】
一方、ベース筐体1の底部には、袋12を取り付けるための呼吸孔10−a、10−bが底板を貫通して形成されており、この呼吸孔10−a、10−bの内側には、上述した吸着フィルタ11が設けられている。尚、袋12を形成するシートの厚さや材質は任意に変更でき、例えば、ポリエチレンやPETシート、或いはポリイミドや湿度遮蔽能力の高いメタルラミネートフィルムを用いても良い。
【0018】
次に本実施形態の詳細を以下に説明する。
まず、図2は、本発明の第1の実施形態に係る磁気ディスク装置の断面図であり、図3は、同実施形態に係る磁気ディスク装置の斜視図である。HDA(ヘッド・ディスク・アッセンブリ)ベース筐体1と、ガスケットであるシールゴム2と、ベース筐体を閉塞するトップカバー3、円板状の磁気ディスク4、情報の記録再生を行なう磁気ヘッド5と、磁気ヘッド5を回動可能に支持するヘッドキャリッジ6と、磁気ディスク4を回転させるスピンドルモータ7、スピンドルモータ7に磁気ディスク4を固定するためのディスククランプ8、ディスクスペーサ9、呼吸穴A10−a、呼吸穴B10−b、呼吸フィルタ11、圧力調整用袋12、外気の吸入排出弁機構13、回路基板14、吸気開口部15、排気開口部16からなる。
【0019】
ここで、図2の吸気開口部15は、スピンドルモータ7のハブ側面に隣接するように配することで、スピンドルモータ7ハブの回転力によって、その回転方向に発生する気流による減圧作用により、外部の空気をドライブ内に吸引する作用が発生するように配している。
【0020】
スピンドルモータ7のハブ表面のに吸気開口部15を配置した本実施形態では、圧力調整用の袋12は、回路基板14とHDAベース筐体1の間に挟まれるように配置しているが、任意の配置を取ることができるものである。たとえば、トップカバー3側のリム構造にあわせて袋形状を調整し配することも可能である。また、パソコン等の情報端末機器に実装する際に、後からこれらの袋を装着することも可能である。
【0021】
図4は本発明の第1の実施形態における呼吸穴A10−aの磁気ディスク4との配置例を示す図であり、図5はその側面図である。磁気ディスク4に近接するように配された整流板17に、呼吸フィルタ11を介して、呼吸孔10−aを形成し、吸気開口部15を磁気ディスク4に対向する位置に形成する。このとき整流板17からなる吸気開口部15は、所望の圧力を発生せしめるように、対向する磁気ディスク12の周速、吸気開口部15と磁気ディスク4の距離を適宜所望の圧力が得られるように調整することが可能となる。
【0022】
図6は本実施形態に用いられた呼吸穴B10−bの排気孔にもうけられた圧力調整器の一例を示すものである。圧力調整器は、標準気圧容器18とその容器を密閉する伸縮性を有する蓋19、圧力調整器支持機構部品30で構成されており、標準気圧容器18は、蓋19で密閉されており空気の漏れはない。
【0023】
ここで、蓋19は、排気開口部16に対向するように圧力調整器支持機構部品30によって固定され配置されており、エンクロージャーを形成するベース筐体1とトップカバー3内外の気圧を一定値に保つように調整することが出来る構造になっている。
【0024】
すなわち、蓋19は、標準気圧容器18と同設置環境であるエンクロージャーを形成するベース筐体1とトップカバー3内の気圧差により凹凸形に変形し、エンクロージャーを形成するベース筐体1とトップカバー3内の圧力を一定に保つことが可能となる。
【0025】
すなわちエンクロージャーを形成するベース筐体1とトップカバー3内の気圧の低いときは、内外の気圧差により凸形に膨らむことで、排気開口部16を塞ぎ、エンクロージャーを形成するベース筐体1とトップカバー3の圧力が高くなると、凹形に窪むことで排気開口部16を開放し、エンクロージャーを形成するベース筐体1とトップカバー3の圧力を下げる働きをする。
【0026】
このとき標準気圧容器18に封入する空気の圧力を調整することで目的の調整圧力を設定する事も可能であり、また蓋19と排気開口部16との距離を調整することで、調整圧力を所望の値に設定する事が可能となる。
【0027】
次に、具体的実施例によって本発明の実施形態を説明する。
まず、図2、図3に示すような、呼吸孔A10−aとして、吸気開口部15をスピンドルモータ7のハブ側面に隣接するように設置した磁気ディスク装置と、図4、図5、図6に示すような、磁気ディスク4に対向する位置に形成された整流板17に呼吸フィルタ11を介して、呼吸孔10−aを形成し、吸気開口部15を、磁気ディスク4に対向する位置に形成した磁気ディスク装置を準備した。
【0028】
次に、それぞれの磁気ディスク装置に呼吸孔B10−bとして呼吸フィルタ11のみを配し磁気ディスク装置と、図6に示す標準気圧容器18とその容器を密閉する伸縮性を有する蓋19、圧力調整器支持機構部品30で構成される圧力調整器を配した2.5インチ型の一枚磁気ディスク媒体を搭載したタイプの磁気ディスク装置を各10台ずつ準備した。
【0029】
これらの磁気ディスク装置の呼吸孔A10−a、吸気孔B10−bにそれぞれ連結するように椰子殻活性炭入りの圧力調整用袋12を配して実施例とした。
それぞれの構成を下記の表1にまとめて記す。
比較例として40mgの椰子殻活性炭と、20mgの吸湿剤からなる吸着フィルタを備えた一基の呼吸孔を有する2.5インチ型の一枚磁気ディスク媒体を搭載したタイプの磁気ディスク装置を10台ずつ準備した。
【0030】
上記磁気ディスク装置を、厚さ5mm、幅約50cm、奥行き20cmのシリコーンゴムの上に、約1cm間隔で5台並べた上で、同じシリコーンゴムのシートを被せて、さらに残り5台を同様に並べた上で、シリコーンゴムで表面を覆った。この状態で、動作試験を実施するため、磁気ディスク装置のファンクション試験機にそれぞれの磁器ディスク装置のコネクタを接続して、恒温槽に投入し試験をおこなった。
【0031】
試験条件は、−5℃から65℃の温度範囲を、10℃/minの速度で昇降温させ、各温度で1時間保持させる1サイクル2時間14分の温度サイクル試験を、100サイクル実施した。このとき磁気ディスク装置は、磁気ディスク4の最も外周位置で保持させた状態で、スピンドルモータ7を動作させた状態で試験を行なった。このとき10サイクル毎に、磁気ディスク装置を常温に戻し、磁気ディスク4の全面読み書きのファンクションテストを行った。
【0032】
同様の試験を、圧力調節袋12を設置しない通常の磁気ディスク装置でも行い、比較例とした。
試験の結果を以下の表1に示す。
【0033】
【表1】


【0034】
本実施形態では、10台中10台が100サイクルの試験を問題なくクリアできた。一方、比較例では、約30サイクル近傍から、読み取りエラー系の不具合が頻発し、60サイクル到達時点では、10台中10台が、試験継続不可能な状態となった。
【0035】
また、これら試験後の磁気ディスク装置の磁気ヘッド5の磁気ディスク対向面であるABS面(エア・ベアリング・サーフェス面)の調査をおこなったところ、本実施形態の磁気ディスク装置の磁気ヘッド5からは、付着物は観察されなかった。一方で、比較例の磁気ディスク装置からは、すべての磁気ディスク装置の少なくとも一箇所に、粘性の有機物系と思われる付着物が観察された。これら付着物を分析を分析したところ、付着物は有機シリコン系の化合物であることがわかった。
【0036】
(他の実施形態)
次に、本発明の他の実施形態を以下に説明する。
上述の実施例と同様の磁気ディスク装置を準備し、減圧チャンバーを用いて磁気ディスク装置を減圧環境での動作を模擬した試験を実施した。試験条件としては大気圧から、0.1気圧ステップで段階的に減圧していき、気圧において約30分の保持時間を設けた後、同圧力環境下で、前面読み書きの試験を行う動作を行い、エラーの発生の有無を確認した。
【0037】
試験の結果を以下の表2に示す。
【0038】
【表2】


【0039】
試験の結果、圧力調整器付きの実施例2および実施例4では、10台中10台が0.55気圧の試験を問題なくクリアできた。一方、圧力調整器なしの実施例では、実施例1で、0.6気圧において1台エラーが発生、また実施例3では、0.55気圧でNGが一台発生した。
【0040】
尚、比較例では、0.65気圧においてNGが発生し始め、0.55気圧においては、全数の10台のエラー発生が確認された。
これら試験磁気ディスク装置の分解調査の結果、エラー発生品については、すべての磁気ディスク装置において、磁気ディスク表面の少なくとも一面に薄傷が観察された。また磁気ヘッドの少なくとも一本において、磁気ディスクの成分のCo、Ptを含む付着物が観察されたが、実施例2、4の0.55気圧試験品については、磁気ディスク媒体上の傷、および磁気ヘッド付着物は検出されなかった。
【0041】
このように本発明によれば、エンクロージャーを形成するベース筐体に複数の連結孔を設け、この連結孔の少なくとも一つが、スピンドルモータ等回転部品の回転動作の影響を受けて、エンクロージャー内外の圧力差を発生させるように配したことで、エンクロージャー内の空気を積極的に置換、循環させることができる。
【0042】
これにより、循環経路に粒子フィルタ、吸着フィルタ、調湿材、ラジエーター、圧力調整器を挿入することで、エンクロージャー内の清浄度、温度、湿度圧力を積極的に制御することも可能となり、磁気ディスク装置のこれら環境条件に関連する信頼性を改善させる事ができるものである。
【0043】
上述のように本発明の磁気ディスク装置は、上記のような構成および作用を有していることで装置を大型化することなく十分な機能を有する呼吸機構を提供でき、筐体内の気圧変化を抑制することが可能となる。
【0044】
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【0045】
例えば、上述した実施の形態では、呼吸機構の袋12に取り付ける吸排気弁の作動するしきい値圧力を設定可能な弁に変更することが可能であることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置を示す分解斜視図。
【図2】本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置の断面模式図。
【図3】本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置の呼吸孔A、Bの配置例を示す斜視図。
【図4】本発明の実施形態の変形例に係る磁気ディスク装置の呼吸孔A、Bの配置例を示す斜視図。
【図5】本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置の呼吸孔A(吸気孔)の配置例を示す側面図。
【図6】本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置の呼吸孔B(排気孔)の配置例を示す側面図。
【符号の説明】
【0047】
1…ベース筐体(ハウジング)
2…ガスケット
3…トップカバー(ハウジング)
4…磁気ディスク
5…磁気ヘッド
6…サスペンションアーム
7…スピンドルモータ
8…クランパ
10−a、10−b…呼吸孔
11…吸着フィルタ
12…袋
13…呼吸機構
14…回路基板
15…吸気開口部
16…排気開口部
17…整流板
18…標準気圧容器
19…蓋
20…ランプロード機構
21…イナーシャラッチ機構
22…循環フィルタ
23…呼吸フィルタ
30…圧力調整器支持機構部品
25…コネクタ
31…ボイスコイルモータ
32…電子部品




 

 


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