JP2007280555A - Magnetic disk unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気ディスク装置に係り、特に、装置内部にヘリウムガスなどの低密度の気体を封入するのに好適な密封型磁気ディスク装置に関するものである。 The present invention relates to a magnetic disk device, and more particularly to a sealed magnetic disk device suitable for enclosing a low-density gas such as helium gas inside the device.
近年の磁気ディスク装置は、大容量・高記録密度さらには高速アクセスに対する要求から、ディスクを高速回転させ、ヘッドジンバルアセンブリを高速駆動させている。このため、少なからず、空気の乱れ（風乱）が生じ、ディスクやヘッドジンバルアセンブリに振動が発生する。この風乱振動は、高密度に記録されたディスク上のデータにヘッドを位置決めする際の大きな障害となる。風乱の発生はランダムであり、その大きさや周期を予測することは難しく、迅速かつ正確な位置決め制御は、複雑・困難になるためである。また、風乱振動は騒音の要因ともなり装置の静粛性を損なう要因ともなる。
高速回転に伴う装置内の空気の作用で発生する問題としては、上記以外に消費電力の増加がある。ディスクを高速で回転させると、その近傍の空気も一緒に引きずられて回転する。一方ディスクから離れた空気は静止しているため、この間にせん断力が発生し、ディスク回転を止めようとする負荷となる。これは風損と呼ばれ、高速回転になればなるほど大きくなる。この風損に逆らって高速回転を行うには、モータは大きな出力を必要とし、大きな電力を必要とする。
ここで、前記風乱及び風損は装置内部の気体の密度に比例することに着目し、密封された磁気ディスク装置内において、空気の代わりに低密度の気体を封入して風乱や風損を低減しようとするアイデアがあった。
低密度の気体としては、水素やヘリウムなどが考えられるが、実使用を考慮すると、効果が大きく、安定していて安全性の高いヘリウムが最適と考えられる。ヘリウムガスを密閉した磁気ディスク装置では、上記問題を解決し、迅速かつ正確な位置決め制御、省電力、良好な静粛性を実現できる。
しかし、ヘリウムは、その分子がきわめて小さく、拡散係数は大きいため、通常の磁気ディスク装置に用いられている筐体では、密閉性が低く、通常使用中に、ヘリウムが簡単に漏出してしまうという課題があった。
ここで、ヘリウムなどの低密度の気体を密封可能にすべく、例えば、下記特許文献１のような従来例が提案されている。
In recent magnetic disk devices, the disk is rotated at high speed and the head gimbal assembly is driven at high speed in response to demands for large capacity, high recording density and high speed access. For this reason, air turbulence (wind turbulence) is generated, and vibrations are generated in the disk and the head gimbal assembly. This turbulent vibration is a major obstacle when positioning the head on the data on the disk recorded with high density. This is because the occurrence of turbulence is random, and it is difficult to predict the magnitude and period of the turbulence, and quick and accurate positioning control is complicated and difficult. In addition, turbulent vibration is a factor of noise and a factor of impairing the quietness of the apparatus.
Another problem that occurs due to the action of air in the apparatus accompanying high-speed rotation is an increase in power consumption. When the disk is rotated at high speed, the air in the vicinity is also dragged and rotated. On the other hand, since the air away from the disk is at rest, a shearing force is generated during this time, which becomes a load for stopping the disk rotation. This is called windage loss and becomes larger as the rotation speed becomes higher. In order to perform high-speed rotation against this windage loss, the motor requires a large output and requires a large amount of electric power.
Here, paying attention to the fact that the wind turbulence and wind damage are proportional to the gas density inside the apparatus, in the sealed magnetic disk drive, a low density gas is enclosed instead of air, and the wind turbulence and wind damage are There was an idea to try to reduce it.
As the low density gas, hydrogen, helium, and the like can be considered. However, in consideration of actual use, helium, which has a large effect, is stable, and has high safety, is considered optimal. In the magnetic disk device sealed with helium gas, the above problems can be solved, and quick and accurate positioning control, power saving, and good quietness can be realized.
However, since helium has a very small molecule and a large diffusion coefficient, the casing used in a normal magnetic disk device has a low hermeticity, and helium leaks easily during normal use. There was a problem.
Here, in order to be able to seal a low-density gas such as helium, a conventional example such as the following Patent Document 1 has been proposed.
図１には、従来例に係る密封型磁気ディスク装置の筐体のカバーがない状態の上面図が示される。 FIG. 1 shows a top view of a sealed magnetic disk apparatus according to a conventional example without a cover of the housing.
図１において、スピンドルモータ１１及び該スピンドルモータ１１により回転駆動される、情報記録再生媒体としての磁気ディスク１２が設けられる。また、ボイスコイルモータを含むアクチュエータアセンブリ１３と、アクチュエータアセンブリ１３により回転駆動される、ヘッドジンバルアセンブリ１４とが設けられる。ヘッドジンバルアセンブリ１４の先端部には、磁気ディスク１２との間で情報の記録、再生を行うための磁気ヘッド１５が、磁気ディスク１２との間で空気軸受面（ＡＢＳ）を有するスライダを介して、設けられる。
ヘッドジンバルアセンブリ１４が磁気ディスク１２の半径方向に回転駆動して、磁気ヘッド１５が磁気ディスク１２上に位置決めされ、記録再生が行われる。さらに、ＦＰＣアセンブリ１６は、磁気ヘッド１５や各モータと、これらを駆動制御するための筐体外の回路基板を接続し、磁気ヘッド１５が記録再生する情報や、各モータを駆動するための駆動電流を伝送させる。上述した筐体内のスピンドルモータ１１、磁気ディスク１２、アクチュエータアセンブリ１３、ヘッドジンバルアセンブリ１４及びＦＰＣアセンブリ１６（以下、ＨＤＡという）と筐体外の回路基板により、磁気ディスク装置が機能する。
上記ＨＤＡが搭載された筐体にカバーの取り付けを行い、内部にヘリウムガスを注入し、密封型磁気ディスク装置とする。
In FIG. 1, a
The
A cover is attached to the housing on which the HDA is mounted, and helium gas is injected into the inside to form a sealed magnetic disk device.
図２には、従来例に係る密封型磁気ディスク装置の断面図の一例が示される。 FIG. 2 shows an example of a cross-sectional view of a sealed magnetic disk apparatus according to a conventional example.
ここで、筐体内のヘリウムが漏れる可能性が高い箇所として、スピンドルモータ１１などが搭載されたベース２２とカバー２３の接合箇所が挙げられる。当該箇所を完全に密封すべく、接合位置２４において、ベース２２側壁の上部とカバー２３をレーザー溶接あるいは半田接合する。
そして、レーザー溶接あるいは半田接合を行う場合は、その耐久性・信頼性やコストの観点から、ベース２２とカバー２３の材料を選定する必要があり、例えば、アルミニウムダイキャストで成型したベース及びプレスあるいは切削により形成されたアルミニウムのカバーが選定され得る。
Here, as a part where helium in the casing is likely to leak, a joint part between the
When laser welding or soldering is performed, it is necessary to select materials for the
しかしながら、ベースをダイキャストで成型する場合、鋳型には、型抜きしやすくするために、離型剤が塗布されており、また、鋳型内には、大気中のガスが存在する。 However, when the base is molded by die-casting, a mold release agent is applied to the mold so that the mold can be easily removed, and atmospheric gas exists in the mold.
そして、ベースを鋳造する際には、上記の離型剤や大気中のガスなどの不純物を巻き込み、成型したベース内は、不純物を含有してしまう。
このようなベースに、ＨＤＡを搭載した状態で、カバーを接合する必要がある。接合方法としては、レーザー溶接か、半田あるいはロウ付けが考えられる。
半田あるいはロウ付けでは、接合部の温度はレーザー溶接よりも低く、また、ベースを溶融する範囲もレーザー溶接よりはるかに浅いため、後述するレーザー溶接の場合のように、ベース内部へ悪影響を与えることはない。
しかしながら、半田あるいはロウ付けでは、接合部の温度が熱拡散しやすく、周辺の広い範囲で高熱となり、ＨＤＡの耐熱性の問題から、ＨＤＡを破壊しかねない。
また、レーザー溶接では、溶接箇所のみが高熱となり、半田あるいはロウ付けの場合のように、ＨＤＡへ悪影響を与えることはない。
しかしながら、レーザー溶接では、接合部の温度が半田あるいはロウ付けよりも高く、また、ベースを溶融する範囲も半田またはロウ付けよりはるかに深いため、ベース内部に悪影響を及ぼす。具体的には、上述したように、ダイキャストで成型されたベース内には不純物が含有されており、この不純物はアルミニウムよりも沸点が低い。このため、ベースの溶融箇所が高熱となると、アルミニウムに先んじて不純物が急激に膨張し、周辺のアルミニウムを吹き飛ばす結果、欠陥（ブローホール）ができてしまう。封入するヘリウムは、このようなブローホールを介して、漏出しやすくなるため、ブローホールが生じないようにする必要がある。
And when casting a base, impurities, such as said mold release agent and atmospheric gas, are involved, and the molded base will contain impurities.
It is necessary to join the cover to such a base with the HDA mounted. As a joining method, laser welding, soldering or brazing can be considered.
In soldering or brazing, the joint temperature is lower than that of laser welding, and the melting range of the base is much shallower than that of laser welding. There is no.
However, in soldering or brazing, the temperature of the joint portion is likely to be thermally diffused and becomes high in a wide area around the periphery, which may destroy the HDA due to the heat resistance problem of the HDA.
Further, in laser welding, only the welded portion becomes hot and does not adversely affect the HDA as in the case of soldering or brazing.
However, in laser welding, the temperature of the joint is higher than that of solder or brazing, and the range in which the base is melted is much deeper than that of solder or brazing, which adversely affects the inside of the base. Specifically, as described above, an impurity is contained in a die-cast base, and this impurity has a lower boiling point than aluminum. For this reason, when the melted portion of the base is heated, the impurities are rapidly expanded prior to aluminum, and as a result, the surrounding aluminum is blown away, resulting in a defect (blow hole). Since the sealed helium is likely to leak through such a blow hole, it is necessary to prevent the blow hole from being generated.
本発明の目的は、ＨＤＡにもベースにも支障なく、ベースとカバーを接合するための構造を提供し、装置内部にヘリウムガスなどの低密度の気体を封入し、長期間密封できるようにすることにある。 It is an object of the present invention to provide a structure for joining a base and a cover without any trouble in HDA and base, and to enclose a low-density gas such as helium gas inside the apparatus so that it can be sealed for a long time. There is.
上記目的を達成するために、本発明の密封型磁気ディスク装置は、ディスクと、該ディスクを回転駆動するスピンドルモータと、前記ディスク上で情報を記録再生するヘッドと、該ヘッドを前記ディスク上の半径方向に移動するためのアクチュエータアセンブリが設けられたベースと、該ベースを接合するカバーを備え、前記ベースと前記カバーが接合された空間に低密度のガスを密封した密封型磁気ディスク装置であって、ベースは、その側壁上に金属部材を接合したベースであって、該金属部材とカバーとが溶接される。
なお、前記金属部材は、前記ベースの側壁上に半田、または、ロウ付けにより接合される。
In order to achieve the above object, a sealed magnetic disk apparatus according to the present invention includes a disk, a spindle motor that rotationally drives the disk, a head that records and reproduces information on the disk, and the head on the disk. A sealed magnetic disk drive comprising a base provided with an actuator assembly for moving in a radial direction and a cover for joining the base, and sealing a low-density gas in a space where the base and the cover are joined. The base is a base in which a metal member is joined on the side wall, and the metal member and the cover are welded.
The metal member is joined to the side wall of the base by soldering or brazing.
また、前記ベースは、ダイキャストで成型したものであり、前記金属部材は、前記ベースにインサート成型されたものであり、前記金属部材と前記ベースとの隙間に樹脂が含浸される。 The base is molded by die casting, the metal member is insert-molded on the base, and a resin is impregnated in a gap between the metal member and the base.
なお、前記ベースは、アルミをダイキャストで成型したものであり、前記金属部材は、アルミニウム合金、あるいは、ステンレス合金であることが望ましい。 The base is preferably formed by die-casting aluminum, and the metal member is preferably an aluminum alloy or a stainless alloy.
そして、前記低密度のガスとしては、主にヘリウムが用いられる。 And as said low density gas, helium is mainly used.
本発明によれば、ベースの側壁上に接合された金属部材は、不純物を含まないため、カバーとレーザー溶接されても、ブローホールが発生することはなくなる。
そして、レーザー溶接による溶融は、金属部材にとどまるため、レーザー溶接による熱が、ダイキャストで成型されたベース内の不純物にまでは影響を与えない。
従って、装置内部にヘリウムガスなどの低密度の気体を封入しても、ほぼ完全に密封することができる。
According to the present invention, since the metal member joined on the side wall of the base does not contain impurities, even if the cover is laser welded, blow holes are not generated.
Since melting by laser welding remains in the metal member, the heat from laser welding does not affect impurities in the base molded by die casting.
Therefore, even if a low-density gas such as helium gas is sealed inside the apparatus, it can be sealed almost completely.
以下、本発明を実施するための形態を図面に沿って説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図３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４は、本発明の第１の実施形態に係る磁気ディスク装置において、ＨＤＡ及びカバーのない状態の斜視図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the magnetic disk device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a perspective view of the magnetic disk device according to the first embodiment of the present invention with no HDA and no cover. FIG.
図３に示すように、磁気ディスク装置のベース２２には、ＨＤＡが搭載されている。
そして、図３及び図４に示すように、ベース２２の側壁上には、側壁の外周に沿った枠の形状で、かつ、不純物のない溶接用金属部材３１が設けられ、この溶接用金属部材３１とカバー２３が接合される。
図５は、図３の溶接用金属部材３１周辺の拡大図である。
ベース２２の側壁上に、ロウあるいは半田５２を介して、溶接用金属部材３１がロウ付けあるいは半田付けされる。そして、溶接用金属部材３１とカバー２３の接する面の接合箇所５１において、レーザー溶接される。
このような構造とする製法について説明する。
まず、金属板に、プレス、鍛造、押し出し、あるいは切削などの加工を施し、枠形状の溶接用金属部材３１とする。
そして、ベース２２の側壁上に、ロウあるいは半田５２を塗布し、溶接用金属部材３１をその上に設置した後、リフロー装置により、ロウ付けあるいは半田付けを行う。
その後、溶接用金属部材３１が接合されたベースにＨＤＡを搭載し、所定の検査等を行った後、最終的にカバー２３と溶接用金属部材３１を接合箇所５１にて、レーザー溶接する。
既述したように、ベース２２は、ダイキャストで成型されるが故に、不純物が含有され、カバーとの直接のレーザー溶接は、この不純物による悪影響を引き起こす。
しかしながら、上記した溶接用金属部材３１は、金属板を加工しただけであり、不純物が含有されることはない。
従って、溶接用金属部材３１にブローホールが生じることはなく、ヘリウムが漏出することはない。また、レーザー溶接による溶融は、溶接用金属部材３１にとどまるため、レーザー溶接による熱が、ベース２２の不純物に悪影響を与えることもない。
なお、溶接用金属部材３１とベース２２のロウ付けあるいは半田付けでは、レーザー溶接に比べて、ベース２２が溶融する割合は格段に小さく、さらに、レーザー溶接に比べて、低熱で行われるので、ベース２２にブローホールが生じる心配はない。
図６は、本発明の第２の実施形態に係る磁気ディスク装置の断面図であり、図７は、本発明の第２の実施形態に係る磁気ディスク装置において、ＨＤＡ及びカバーのない状態の斜視図である。
図６に示すように、磁気ディスク装置のベース２２には、ＨＤＡが搭載されている。
そして、図６及び図７に示すように、ベース２２の側壁上には、側壁の外周に沿った枠の形状で、かつ、不純物のない溶接用金属部材６１が設けられ、この溶接用金属部材６１とカバー２３が接合される。
図８は、図６の溶接用金属部材６１周辺の拡大図である。
ベース２２の側壁上に、樹脂８２を介して、溶接用金属部材６１が接合され、溶接用金属部材６１とカバー２３の接する面の接合箇所８１において、レーザー溶接される。
このような構造とする製法について説明する。
まず、金属板に、プレス、鍛造、押し出し、あるいは切削などの加工を施し、枠形状の溶接用金属部材６１とする。
次に、ベースをアルミダイキャストにより成型する際には、予め溶接用金属部材６１となる枠の形状を鋳型内にセットしておく。
そして、溶接用金属部材６１がセットされた鋳型内に、アルミニウムを鋳造し、インサート成型する。鋳造されたベース２２は、冷却されて固まるにつれ収縮し、ベース２２の有する段差の内側にある溶接用金属部材６１を押さえつけ、ベース２２と溶接用金属部材６１が固定される。
しかし、これだけでは、溶接用金属部材６１とベース２２の間を完全に塞ぐことはできず、隙間ができてしまう。
このため、溶接用金属部材６１が固定されたベース２２に樹脂８２を含浸させ、隙間を塞ぎ、完全密封状態とする。
具体的には、樹脂を入れたチャンバー内に、溶接用金属部材６１が固定されたベース２２全体を沈め、チャンバーを閉じる。その後、チャンバー内を真空ポンプにて真空にし、溶接用金属部材６１とベース２２の間に樹脂を含浸させる。その後、チャンバー内を大気状態に戻し、樹脂８２を含浸させたベースを取り出す。
こうしてできたベースにＨＤＡを搭載し、所定の検査等を行い、最終的にカバー２３と溶接用金属部材６１を接合箇所８１にて、レーザー溶接する。
既述したように、ベース２２は、ダイキャストで成型されるが故に、不純物が含有され、カバーとの直接のレーザー溶接は、この不純物による悪影響を引き起こす。
しかしながら、上記した溶接用金属部材６１は、金属板を加工しただけであり、不純物が含有されることはない。
従って、溶接用金属部材６１にブローホールが生じることはなく、ヘリウムが漏出することはない。また、レーザー溶接による溶融は、溶接用金属部材６１にとどまるため、レーザー溶接による熱が、ベース２２の不純物に悪影響を与えることもない。
そして、上記のようにインサート成型した場合に生じる溶接用金属部材６１とベース２２の間の隙間も、樹脂を含浸させることにより、完全密封とすることができる。
なお、第１及び第２の実施形態において、ベース２２は、アルミダイキャストで成型したものとし、溶接用金属部材３１及び６１は、アルミニウム合金、あるいは、ステンレス合金とすることが望ましい。また、アルミニウム合金としては、A1070、A1100、A1200、A2319、A4043、A4045、A4047、A5554、A5654、A5356、A5556、A5183のうち、いずれかを用いることが望ましい。
図９は、従来のベースにカバーを溶接した場合の接合箇所周辺の内部拡大図であり、図１０は、本発明のベースにカバーを溶接した場合の接合箇所周辺の内部拡大図である。
図９で示される大小の穴状になっているものが、溶融した金属の中で拡散したブローホールであり、この状態では、封入したヘリウムが漏出しやすくなってしまう。
しかし、図１０では、このようなブローホールは見られない。従って、本発明の接合構造によれば、ブローホールの発生を防ぎ、装置内部を完全に密封することができることが分かる。
そして、本実施形態により、完全密封されたヘリウムによれば、迅速かつ正確な位置決め制御、省電力、良好な静粛性を実現できる。また、省電力を考慮しない場合は、より高速なディスクの回転あるいはヘッドジンバルアセンブリの駆動を実現でき、装置性能の向上を図ることができる。
また、本実施形態により、完全密封された筐体によれば、気圧変動、湿度変動のＨＤＡへの影響を除去することができ、ＨＤＡ内のモータオイルなどの酸化劣化を防止することができる。
As shown in FIG. 3, the HDA is mounted on the
As shown in FIGS. 3 and 4, on the side wall of the
FIG. 5 is an enlarged view of the periphery of the
A
A manufacturing method having such a structure will be described.
First, the metal plate is subjected to processing such as pressing, forging, extrusion, or cutting to form a frame-shaped
Then, brazing or
Thereafter, the HDA is mounted on the base to which the metal member for welding 31 is joined, and after a predetermined inspection or the like, the
As described above, since the
However, the metal member for welding 31 described above is merely a metal plate processed and does not contain impurities.
Therefore, no blowhole is generated in the
In the brazing or soldering of the metal member for welding 31 and the
FIG. 6 is a cross-sectional view of a magnetic disk device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a perspective view of the magnetic disk device according to the second embodiment of the present invention without an HDA and a cover. FIG.
As shown in FIG. 6, the HDA is mounted on the
6 and 7, on the side wall of the
FIG. 8 is an enlarged view around the
A
A manufacturing method having such a structure will be described.
First, the metal plate is subjected to processing such as pressing, forging, extrusion, or cutting to obtain a frame-shaped
Next, when the base is molded by aluminum die casting, the shape of the frame that becomes the
Then, aluminum is cast and insert-molded in a mold in which the
However, with this alone, the gap between the welding
For this reason, the base 22 to which the
Specifically, the
An HDA is mounted on the base thus formed, a predetermined inspection or the like is performed, and finally, the
As described above, since the
However, the above-described
Therefore, no blowhole is generated in the
The gap between the welding
In the first and second embodiments, the
FIG. 9 is an internal enlarged view of the vicinity of the joint when the cover is welded to the conventional base, and FIG. 10 is an internal enlarged view of the vicinity of the joint when the cover is welded to the base of the present invention.
The large and small holes shown in FIG. 9 are blowholes diffused in the molten metal, and in this state, the sealed helium is likely to leak.
However, such a blow hole is not seen in FIG. Therefore, according to the joining structure of this invention, it turns out that generation | occurrence | production of a blowhole can be prevented and the inside of an apparatus can be sealed completely.
According to the present embodiment, the completely sealed helium can realize quick and accurate positioning control, power saving, and good quietness. Further, when power saving is not taken into consideration, higher-speed disk rotation or head gimbal assembly driving can be realized, and the performance of the apparatus can be improved.
Further, according to the present embodiment, the completely sealed casing can remove the influence of fluctuations in atmospheric pressure and humidity on the HDA, and can prevent oxidative deterioration of motor oil and the like in the HDA.
２１…ＨＤＡ、２２…ベース、２３…カバー、３１…溶接用金属部材、５１…接合箇所、５２…ロウあるいは半田、６１…溶接用金属部材、８１…接合箇所、８２…樹脂 DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... HDA, 22 ... Base, 23 ... Cover, 31 ... Metal member for welding, 51 ... Joining place, 52 ... Solder or solder, 61 ... Metal member for welding, 81 ... Joining place, 82 ... Resin
Claims (5)
前記ベースは、その側壁上に金属部材を接合したベースであって、該金属部材と前記カバーとが溶接されていることを特徴とする密封型磁気ディスク装置。 A disk, a spindle motor for rotating the disk, a head for recording / reproducing information on the disk, a base provided with an actuator assembly for moving the head in a radial direction on the disk, and the base A sealed magnetic disk device in which a low-density gas is sealed in a space where the base and the cover are joined,
The base is a base in which a metal member is joined on a side wall thereof, and the metal member and the cover are welded to each other.
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