JP2008071377A - 記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造の容易性と高速移動が可能なキャリッジアーム及びそれを有する記憶装置を提供する。
【解決手段】記憶媒体に情報の記録又は/及び再生を行う磁気ヘッド120を搭載するサスペンション130を支持するキャッリッジアーム144であって、中央部近傍に貫通孔145を有し、貫通孔145に樹脂146が充填される。
【選択図】図3
【解決手段】記憶媒体に情報の記録又は/及び再生を行う磁気ヘッド120を搭載するサスペンション130を支持するキャッリッジアーム144であって、中央部近傍に貫通孔145を有し、貫通孔145に樹脂146が充填される。
【選択図】図3
Description
本発明は、一般には、記憶装置に係り、特に、ヘッドを支持してディスクの所望の位置に移動するキャリッジ及びその製造方法に関する。本発明は、例えば、ハードディスク装置(Hard Disc Drive:HDD)に使用されるヘッドキャリッジの製造方法に好適である。
HDDは、典型的に、ディスクと、ボイスコイルモータ(VCM)と、ヘッドスタックアッセンブリ(Head Stack Assembly:HSA)とを有する。HSAは、VCMによって軸周りに揺動するキャリッジ(「アクチュエータ」、断面がほぼE字形状であるために「Eブロック」、若しくは、「アクチュエータ(AC)ブロック」とも呼ばれる)と、キャリッジの支持部(以下、「アーム」という。)に取り付けら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部とを有する。磁気ヘッド部は、信号を記録及び再生する微小なヘッドコア(以下、単に「ヘッド」という。)とこれを支持するスライダとから構成される。
HDDにはヘッドを高速で目標トラックに高精度に位置決めする需要がある。ヘッドの高速移動のためにはアームの慣性モーメントを低減することが有効であるため、アームの一部に貫通孔を設けることが考えられる。しかし、このままではディスク回転によって生じる空気流が貫通孔に入り込んでスライダを振動させたり、ディスクを振動させたりする(ディスクの振動を「フラッタ」という)。振動の結果、ヘッドの位置決め精度が低下する。特に、近年のディスクの高速化により空気流の速度が増加し、また、ディスクの高記録密度化によってトラックピッチが狭くなり、ヘッドの位置決め精度の低下が顕著になる。そこで、従来は貫通孔に空気流が入らないようにアーム表裏面の貫通穴の周囲に板金で手作業で貼り付けて貫通孔を封止していた。
従来技術としては、例えば、特許文献1及び2がある。
国際公開2004/040572号公報
特開2005−190511号公報
アームとアームの間隔は狭くアームの表裏面に板金を接合する作業は困難である。また、ヘッドのより一層の高速移動のためにアームの慣性モーメントを低減する必要がある。
本発明は、製造の容易性と高速移動が可能なキャリッジアーム及びそれを有する記憶装置に関する。
本発明の一側面としてのキャリッジアームは、記憶媒体に情報の記録又は/及び再生を行うヘッドを搭載するヘッドジンバルアセンブリを支持するキャッリッジアームであって、中央部近傍に貫通孔を有し、前記貫通孔に樹脂が充填されていることを特徴とする。かかるキャリッジアームは貫通孔に樹脂が充填されて貫通孔に空気流が入り込むことを防止すると共に、板金よりも樹脂は軽いために高速移動が可能になる。また、樹脂封止は自動化することができるので作業性が向上する。
本発明の一側面としての記憶装置は、記憶媒体に情報の記録又は/及び再生を行うヘッドを搭載するヘッドジンバルアセンブリと、前記ヘッドジンバルアセンブリを支持するアームを有し、軸周りに回転するキャリッジとを有し、前記アームは、中央部近傍に貫通孔を有し、前記貫通孔に樹脂が充填されていることを特徴とする。かかる記憶装置は、前記キャリッジを回転させるボイスコイルモータを更に有し、前記ボイスコイルモータは、前記樹脂によって成形され、前記キャリッジの前記軸に関して前記アームと反対側に形成されたコイルブロックと、前記コイルブロックに搭載されたボイスコイルとを有してもよい。コイルブロックと貫通孔の封止材料に同一の樹脂を使用することによって同一の成形装置を使用することができるため、コストダウンを図ることができる。また、前記ボイスコイルは前記樹脂で成形されたモールドコイルであれば更にこれも同一の成形装置を使用することができるため便宜である。
本発明の別の側面としての記憶装置用キャリッジの製造方法は、記憶媒体に情報の記録又は/及び再生を行うヘッド支持するヘッドジンバルアッセンブリを搭載するためのアームを有する記憶装置用キャリッジを製造する方法であって、中央部近傍に貫通孔を有するアームを形成するステップと、前記アームを軸周りに回転駆動するボイスコイルモータのボイスコイルが搭載されるコイルブロックの成形と前記貫通孔の封止を同一の樹脂で行うステップとを有することを特徴とする。かかる製造方法によれば、コイルブロックの成形と貫通孔の充填とを同一の樹脂で行うので同一の成形装置を使用することができ、製造性の向上、コストダウンを図ることができる。また、樹脂が貫通孔に充填されたキャリッジアームは板金を使用するよりも高速移動が可能になる。
この場合、前記コイルブロックの成形と前記貫通孔の封止を同時に行うことができれば、スループットを更に向上することができる。かかる方法においては、前記キャリッジは複数のアームを有し、各アームは前記貫通孔を有し、前記充填ステップは、複数の貫通孔と当該複数の貫通孔の間に樹脂を充填し、前記方法は、前記複数の貫通孔の間の樹脂を除去するステップとを有してもよい。これにより、貫通孔一つずつ樹脂を充填するよりも作業が容易になる。
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、製造の容易性と高速移動が可能なキャリッジアーム及びそれを有する記憶装置を提供することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施例としてのHDD100を説明する。HDD100は、図1に示すように、筐体102内に、記録媒体(又は記憶媒体)としての複数の磁気ディスク104と、スピンドルモータ106と、HSA110と、ボイスコイルモータ(VCM)160とを収納する。ここで、図1は、HDD100の内部構造の概略平面図である。
筐体102は、例えば、アルミダイカストやステンレスなどから構成され、直方体形状を有し、内部空間を密閉する図示しないカバーが結合される。磁気ディスク104は高い面記録密度、例えば、100Gb/in2以上を有する。磁気ディスク104は、その中央に設けられた孔を介してスピンドルモータ106のスピンドル(ハブ)に装着される。
スピンドルモータ106は、例えば、図示しないブラシレスDCモータとそのロータ部分であるスピンドルを有する。例えば、2枚のディスク104を使用する場合、スピンドルには、ディスク、スペーサー、ディスク、クランプリングと順に積まれてスピンドルと締結したボルトによって固定される。
HSA110は、磁気ヘッド部120と、サスペンション130と、キャリッジ140と、ベースプレート150とを有する。
磁気ヘッド部120は、スライダ121と、スライダ121の空気流出端に接合されて、読み出し及び書き込み用のヘッド122を内蔵するヘッド素子内蔵膜123とを有する。
スライダ121は、略直方体に形成されるAl2O3−TiC(アルチック)製であり、ヘッド122を支持して回転するディスク104の表面から浮上する。ヘッド122は、ディスク104に記録再生を施す。スライダ121の磁気ディスク104に対向する面は浮上面125として機能する。磁気ディスク104の回転に基づき生成される気流126は浮上面125に受け止められる。ここで、図2は、磁気ヘッド部120の概略斜視図である。
ヘッド122は、例えば、図示しない導電コイルパターンで生起される磁界を利用して磁気ディスク104に2値情報を書き込む誘導書き込みヘッド素子(以下、「インダクティブヘッド素子」という。)と、磁気ディスク104から作用する磁界に応じて変化する抵抗に基づき2値情報を読み取る磁気抵抗効果(以下、「MR」という。)ヘッド素子とを有するMRインダクティブ複合ヘッドである。
サスペンション130は、磁気ヘッド部120を支持すると共に磁気ヘッド部120に対して磁気ディスク104に抗して弾性力を加える機能を有し、例えばステンレス製サスペンションである。サスペンション130は、磁気ヘッド部120を片持ち支持するフレキシャー(ジンバルばねその他の名称で呼ばれる場合もある)とベースプレートに接続されるロードビーム(ロードアームその他の名称で呼ばれる場合もある)とを有する。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バネ部を中央に有している。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。
なお、HGA(ヘッドジンバルアセンブリ)は、磁気ヘッド部120と、サスペンション130と、ベースプレート150とで構成される。
キャリッジ140は、磁気ヘッド部120を図1に示す矢印方向に回動する機能を有し、支軸142と、FPC143と、アーム144とを有する。
支軸142は、キャリッジ140に設けられた円筒中空孔に嵌合し、筐体102内に図1の紙面に垂直に延びる。FPC143は、配線部(サスペンションのロングテール部)に制御信号及びディスク104に記録されるべき信号並びに電力を供給すると共にディスク104から再生された信号を受信する。
アーム144は、支軸142の周りに回転又は揺動可能に設けられるアルミニウム製の剛体である。アーム144は貫通孔145を有する。貫通孔145は、HSAの取り付け部(円形貫通孔)から少し離れた位置から支軸領域(支軸142の周囲の円形領域)までの間で長手方向に延び、アームの中央部分近傍であって、細長い形状で設けられ、アーム144の表裏面又は上下面を貫通している。アーム144の上面又は表面は、例えば、図1に示す最上位のアーム144の面である。アーム144の下面又は裏面は上面又は表面の裏側の面である。本実施例の貫通孔145は、アーム144の表裏面を垂直に(支軸142と平行に又はディスク104面に垂直に)貫通しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、貫通孔145の延びる方向はアーム144の表裏面に対して傾斜していてもよい。
また、貫通孔145には樹脂146が充填されている。但し、本発明の封入物は樹脂に限定されずアルミニウムよりも軽い材料であれば足りる。従来は、図4(a)乃至図4(c)に示すように、アーム144の表裏面の貫通孔145の周囲に板金10を手作業で貼り付けていた。ここで、図4(a)は従来のHSA110の平面図、図4(b)は従来のHSA110の側面図、図4(c)は従来のアーム144の貫通孔145付近の概略拡大断面図である。しかし、図4(c)に示すように、隣接するアーム144間の間隔が狭いために板金10の貼り付け作業は困難であり、作業性が悪かった。しかし、貫通孔145を封止しないとアーム144揺動時にディスク104からの空気流が貫通孔145に入り込んでアーム144の振動、ディスク104のフラッタが発生し、ヘッド122の位置決め精度が低下する。
そこで、本実施例のアーム144は、貫通孔145に樹脂146を充填している。これにより、アーム144の振動、ディスク104のフラッタを防止してヘッド122の位置決め精度を維持することができる。また、樹脂146は板金10よりも軽量であるためにアーム144の慣性モーメントが低下してヘッド122の高速移動が可能になる。図5は、アーム144の慣性モーメントが低下するとヘッド122が目標トラックにアクセスする時間が短くなることを示すグラフである。縦軸がアクセス時間であり、横軸が慣性モーメントである。図5に示すように、アーム144の慣性モーメントが低下するとヘッド122のアクセス時間が短くなることが理解される。
本実施例と従来の構成との間で貫通孔145の大きさ、位置、数は変更していないが、本発明は貫通孔145の構成を限定するものではない。貫通孔145はアーム144の形状、重量分布、振動との関係などに依存して設けられる。例えば、貫通孔145がアーム144の重心を避けて設けられた方がアーム144の振動の低減に効果的である場合にはアーム144の重心位置の前後に2つの貫通孔を設けてもよい。このように、複数の貫通孔を設ける場合には従来は貫通孔毎に板金10による封止が必要であったが、本実施例では後述するように一回の樹脂成形ステップで貫通孔を封止することができるために作業性は向上している。
VCM160は、図1及び図3(a)及び図3(b)に示すように、コイルブロック162と、ボイスコイル164と、ヨーク166と、図示しない永久磁石を含む。ここで、図3(a)はHSA110の平面図、図3(b)はHSA110の側面図である。ここでは、3枚のディスク104の両面を記録再生する6個の磁気ヘッド部120を駆動するキャリッジ140を示しているが、ディスクの枚数が3枚に限定されないことはいうまでもない。
コイルブロック162は、キャリッジ140の支軸142からアーム144と反対側に設けられ、ボイスコイル164を支持する支持枠である。コイルブロック162は、樹脂モールドによりボイスコイル164の外周に一体的に成形される。ボイスコイル164は、筐体102上に固定された一対のヨーク166間に位置する。ボイスコイル164に流される電流の値に応じてキャリッジ140が支軸142回りに揺動する。
以下、図6乃至図8を参照して、図3に示す貫通孔145に樹脂146を充填する方法について説明する。ここで、図6(a)は、HSA110又はキャリッジ140の製造方法において本実施例の要部を説明するフローチャートである。まず、アーム144及び貫通孔145を形成する(ステップ1100)。
次に、コイルブロック162の成形と貫通孔145の樹脂封止を実行する(ステップ1200)。従来は、コイルブロック162の形成と貫通孔145の板金10によるシールは異なる工程で行っており、また、貫通孔145の板金10によるシールは手作業で行っていたが、本実施例では両者を同時にかつ自動的に行っている。これにより、作業性とスループットの向上を図ることができる。
なお、ステップ1200は、同一の成形装置で実行する趣旨であり、コイルブロック162の成形と貫通孔145の樹脂封止が時間的に同時であることまでは要求しない。但し、本実施例では後述するように同時に行っているので更なる作業性とスループットの向上を確保することができる。また、従来は板金10によるシールを手作業で行っていたが本実施例では自動化しているので、本発明は貫通孔145の封止を少なくとも自動化できれば足りる。本実施例は、コイルブロック162を成形する樹脂と貫通孔145を封止する樹脂とは同一の樹脂材料を使用している。
樹脂は、高い耐熱性、寸法精度、寸法安定性の用途に適した樹脂であり、例えば、スーパーエンプラ、結晶性プラスチック系のポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)材料を使用可能である。高い耐熱性の要請からは、連続しよう温度が200℃以上を満足することが好ましい。高い寸法精度と寸法安定性からは、成形収縮率及び線膨張係数が小さく、反り、捩れ、ひけのすくない成形品が得られ、吸湿による寸法変化が小さいことが好ましい。また、樹脂は、機械特性においては高強度、高靭性、高温化での物性低下が少なく耐クリープ性に優れていることが好ましい。更に、樹脂は、成形時の流動性が高く、薄肉〜厚肉の広範囲な製品の射出成形を可能にすることが好ましい。また、樹脂は、酸やアルカリ有機溶媒に強く、耐薬品性が良好であると共に難燃剤を使用せずにUL94V−0規格を満足することが好ましい。
以下、図6(b)を参照して、ステップ1200のより詳細なステップの例を説明する。まず、アーム144に図示しない治具を取り付ける(ステップ1202)。図示しない治具は、本実施例では、複数の貫通孔145を支軸142と平行な方向に接続し、最上位のアーム144の貫通孔145を開口し、一番下のアーム144の底面を封止する。この結果、最上位のアーム144の貫通孔145の上から樹脂146を支軸142と平行な方向(重力方向)に充填すると全ての貫通孔145及びその間に樹脂146が充填される。
次に、コイルブロック162の成形と貫通孔145の樹脂封止を同時に実行する(ステップ1204)。成形装置(モールド装置)にはコイルブロック162の成形に使用されていた従来の成形装置を使用することができ、新たな装置を必要としない。この状態を図7(a)及び図7(b)に示す。図7(a)はステップ1204の状態を説明する平面図であり、図7(b)は側面図である。
なお、ボイスコイル164は鉄心とモールドコイルを有してもよい。モールドコイルは、絶縁性を向上するためにコイル全体を樹脂に封入したコイルであり、樹脂成形で略平面形状を持つ板状に成形されて厚さが均一にされたものである。この場合、モールドコイルも同一の成形装置で形成することができる。
次に、隣接するアーム144間の樹脂146を除去する(ステップ1206)。この状態を図8(a)及び図8(b)に示す。図8(a)はステップ1206の状態を説明する平面図であり、図8(b)は側面図である。図8(b)において、ハッチング部分Hが切削加工によりモールドを除去した部分である。切削加工は、全てのハッチング部分Hを一度の除去することができ、作業性はよい。
再び、図6(b)に戻って最後に、キャリッジ140を筐体102に組み込んで完成する(ステップ1300)。
アーム144の先端には図示しない貫通孔が設けられる。かかるアーム144の貫通孔とベースプレート150を介してサスペンション130がアーム144に取り付けられる。アーム144は、図3(b)に示すように、側面から見ると櫛状に形成されている。
ベースプレート150は、サスペンション130をアーム144に取り付ける機能を有し、サスペンション130にレーザー溶接される被溶接部と、アーム144の図示しない貫通孔に挿入されてカシメ締結されるボスとを有する。
HDD100の動作において、スピンドルモータ106はディスク104を回転させる。ディスク104の回転に伴う空気流をスライダ121とディスク104との間に巻き込み微小な空気膜を形成する。かかる空気膜により、スライダ121にはディスク面から浮上する浮力が作用する。サスペンション130はスライダの浮力と対向する方向に弾性押付力をスライダに加える。この結果、浮力と弾性力の釣り合いが形成される。
上述の釣り合いにより、スライダ121とディスク104との間が一定距離だけ離間する。次に、キャリッジ140を支軸142回りに回動させ、ヘッド122をディスク104の目標トラック上にシークさせる。樹脂146は板金10よりも軽量でアーム144の慣性モーメントが低減されているのでヘッド122は目標トラックに高速アクセスすることができる。また、空気流は貫通孔145に入り込まないのでアーム144の振動やディスク104のフラッタを防止して位置決め精度を確保することができる。
書き込み時には、インターフェースを介して図示しないPCなどの上位装置から得たデータを受信し、これを変調してインダクティブヘッドに供給し、インダクティブヘッドを介して目標トラックにデータを書き込む。読み出し時には、MRヘッド素子に所定のセンス電流が供給され、MRヘッド素子はディスク104の目標トラックから所望の情報を読み出す。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。
また、磁気ディスク装置だけでなく、光(もしくは熱)磁気ディスク装置のキャリッジにおいても同様に適用可能である。
本発明は更に以下の事項を開示する。
(付記1) ディスクに情報を記録再生するヘッドを支持してディスクの所望の位置に移動するヘッドジンバルアッセンブリであって、前記ヘッドを支持し、板バネとして機能するサスペンションと、前記サスペンションを支持するアームを有し、前記サスペンションを軸周りに回転するキャリッジとを有し、前記アームは樹脂が充填されている貫通孔を有することを特徴とするヘッドジンバルアッセンブリ。(1)
(付記2) 記憶媒体に情報の記録又は/及び再生を行うヘッドを搭載するヘッドジンバルアセンブリと、前記ヘッドジンバルアセンブリを支持するアームを有し、軸周りに回転するキャリッジとを有し、前記アームは、中央部近傍に貫通孔を有し、前記貫通孔に樹脂が充填されていることを特徴とする記憶装置。(2)
(付記3) 前記キャリッジを回転させるボイスコイルモータを更に有し、前記ボイスコイルモータは、前記樹脂によって成形され、前記キャリッジの前記軸に関して前記アームと反対側に形成されたコイルブロックと、前記コイルブロックに搭載されたボイスコイルとを有することを特徴とする付記2記載のディスク装置。(3)
(付記4) 記憶媒体に情報の記録又は/及び再生を行うヘッド支持するヘッドジンバルアッセンブリを搭載するためのアームを有する記憶装置用キャリッジを製造する方法であって、中央部近傍に貫通孔を有するアームを形成するステップと、前記アームを軸周りに回転駆動するボイスコイルモータのボイスコイルが搭載されるコイルブロックの成形と前記貫通孔の封止を同一の樹脂で行うステップとを有することを特徴とする方法。(4)
(付記5) 前記コイルブロックの成形と前記貫通孔の封止を同時に行うことを特徴とする付記4記載の方法。(5)
(付記6) 前記キャリッジは複数のアームを有し、各アームは前記貫通孔を有し、前記充填ステップは、複数の貫通孔と当該複数の貫通孔の間に前記樹脂を充填し、前記方法は、前記複数の貫通孔の間の前記樹脂を除去するステップとを有することを特徴とする付記5記載の方法。
(付記2) 記憶媒体に情報の記録又は/及び再生を行うヘッドを搭載するヘッドジンバルアセンブリと、前記ヘッドジンバルアセンブリを支持するアームを有し、軸周りに回転するキャリッジとを有し、前記アームは、中央部近傍に貫通孔を有し、前記貫通孔に樹脂が充填されていることを特徴とする記憶装置。(2)
(付記3) 前記キャリッジを回転させるボイスコイルモータを更に有し、前記ボイスコイルモータは、前記樹脂によって成形され、前記キャリッジの前記軸に関して前記アームと反対側に形成されたコイルブロックと、前記コイルブロックに搭載されたボイスコイルとを有することを特徴とする付記2記載のディスク装置。(3)
(付記4) 記憶媒体に情報の記録又は/及び再生を行うヘッド支持するヘッドジンバルアッセンブリを搭載するためのアームを有する記憶装置用キャリッジを製造する方法であって、中央部近傍に貫通孔を有するアームを形成するステップと、前記アームを軸周りに回転駆動するボイスコイルモータのボイスコイルが搭載されるコイルブロックの成形と前記貫通孔の封止を同一の樹脂で行うステップとを有することを特徴とする方法。(4)
(付記5) 前記コイルブロックの成形と前記貫通孔の封止を同時に行うことを特徴とする付記4記載の方法。(5)
(付記6) 前記キャリッジは複数のアームを有し、各アームは前記貫通孔を有し、前記充填ステップは、複数の貫通孔と当該複数の貫通孔の間に前記樹脂を充填し、前記方法は、前記複数の貫通孔の間の前記樹脂を除去するステップとを有することを特徴とする付記5記載の方法。
100 ハードディスク装置(磁気ディスク装置)
110 ヘッドスタックアッセンブリ(HSA)
140 キャリッジ
144 アーム
145 貫通孔
146 樹脂
160 ボイスコイルモータ
162 コイルブロック
164 ボイスコイル
166 ヨーク
110 ヘッドスタックアッセンブリ(HSA)
140 キャリッジ
144 アーム
145 貫通孔
146 樹脂
160 ボイスコイルモータ
162 コイルブロック
164 ボイスコイル
166 ヨーク
Claims (5)
- 記憶媒体に情報の記録又は/及び再生を行うヘッドを搭載するヘッドジンバルアセンブリを支持するキャッリッジアームであって、
中央部近傍に貫通孔を有し、前記貫通孔に樹脂が充填されていることを特徴とするキャリッジアーム。 - 記憶媒体に情報の記録又は/及び再生を行うヘッドを搭載するヘッドジンバルアセンブリと、
前記ヘッドジンバルアセンブリを支持するアームを有し、軸周りに回転するキャリッジとを有し、
前記アームは、中央部近傍に貫通孔を有し、前記貫通孔に樹脂が充填されていることを特徴とする記憶装置。 - 前記キャリッジを回転させるボイスコイルモータを更に有し、
前記ボイスコイルモータは、
前記樹脂によって成形され、前記キャリッジの前記軸に関して前記アームと反対側に形成されたコイルブロックと、
前記コイルブロックに搭載されたボイスコイルとを有することを特徴とする請求項2記載の記憶装置。 - 記憶媒体に情報の記録又は/及び再生を行うヘッド支持するヘッドジンバルアッセンブリを搭載するためのアームを有する記憶装置用キャリッジを製造する方法であって、
中央部近傍に貫通孔を有するアームを形成するステップと、
前記アームを軸周りに回転駆動するボイスコイルモータのボイスコイルが搭載されるコイルブロックの成形と前記貫通孔の封止を同一の樹脂で行うステップとを有することを特徴とする方法。 - 前記コイルブロックの成形と前記貫通孔の封止を同時に行うことを特徴とする請求項4記載の方法。
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