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公開番号2025125501
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-27
出願番号2024198709
出願日2024-11-14
発明の名称精密アクチュエータ反力相殺フレキシブルサスペンション
出願人ウェスタンデジタルテクノロジーズインコーポレーテッド
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類G11B 21/21 20060101AFI20250820BHJP(情報記憶)
要約【課題】面密度の増加に対応する高精度のハードディスクドライブのサスペンションアセンブリを提供する。
【解決手段】サスペンションアセンブリ300は、複数のアームが延在するキャリッジを含み、アームは、キャリッジの各端部の外側アーム302と、外側アーム間の内側アームとを含み、これによって、各内側アームは、2つのサスペンションアセンブリを支持し、各外側アームは、外側アームの内側に結合された1つのサスペンションアセンブリのみを支持する。各サスペンションアセンブリは、対応する精密アクチュエータ310と、各外側アームの外側に結合された対向サスペンションアセンブリと、を含み、各対向サスペンションアセンブリは、外側アームの内側に結合された動作サスペンションアセンブリの複数の構造特性モードを緩和する質量分布及び剛性分布を有し、構造的にフレキシブルなダミーロードビームを含む。
【選択図】図3A
特許請求の範囲【請求項１】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）であって、
スピンドル上に回転可能に取り付けられた複数のディスク媒体を含む、ディスクスタックと、
前記複数のディスク媒体のディスク媒体との間で読み取り及び書き込みを行うように構成された読み取り－書き込みトランスデューサを各々が収容する、複数のヘッドスライダと、
前記複数のディスク媒体の部分にアクセスするために、前記複数のヘッドスライダを移動させるように構成された、第１段階のアクチュエータと、
前記アクチュエータに結合されたヘッドスタックアセンブリ（ＨＳＡ）であって、前記ＨＳＡが、
前記アクチュエータに結合されたキャリッジと、
前記キャリッジに結合された複数のアームであって、前記複数のアームが、前記ディスクスタックの各端部における外側アームと、前記外側アームの間の１つ又は複数の内側アームと、を含み、各内側アームが、２つのサスペンションアセンブリを支持し、各外側アームが、１つのサスペンションアセンブリを支持し、各サスペンションアセンブリが、前記複数のヘッドスライダのうちの対応するヘッドスライダを移動させて対応するディスク媒体の部分にアクセスするように構成された、対応する精密アクチュエータを備える、複数のアームと、
対応するサスペンションアセンブリに対向する少なくとも１つの外側アームの側部に結合された、対向サスペンションアセンブリであって、前記対向サスペンションアセンブリが、前記対応するサスペンションアセンブリの複数の構造的特性モードに対向するように構成された、質量分布及び剛性分布を有する、対向サスペンションアセンブリと、を備える、ヘッドスタックアセンブリ（ＨＳＡ）と、を備える、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記対向サスペンションアセンブリが、前記対応するサスペンションアセンブリの前記複数の構造的特性モードに対抗するように構成された、質量分布及び剛性分布を有する、対応する対向ロードビームを、移動させるように構成された、精密アクチュエータを備える、請求項１に記載のＨＤＤ。
【請求項３】
前記対向ロードビームが、前記対向ロードビームの本体からのカットアウト部を含む、請求項２に記載のＨＤＤ。
【請求項４】
前記対向ロードビームが、フレキシブル構造体として構成されている、請求項２に記載のＨＤＤ。
【請求項５】
前記対向ロードビームが、前記対向ロードビームの本体からのカットアウト部を含む、請求項４に記載のＨＤＤ。
【請求項６】
各対向サスペンションアセンブリの前記精密アクチュエータの制御電圧が、前記対応するサスペンションアセンブリから反対方向に前記対向ロードビームを駆動するように、構成されている、請求項２に記載のＨＤＤ。
【請求項７】
前記対向サスペンションアセンブリが、長方形の本体と、前記本体を貫通するカットアウト部と、を含む、対向ロードビームを含む、請求項１に記載のＨＤＤ。
【請求項８】
前記対向サスペンションアセンブリが、台形の本体と、前記本体を貫通するカットアウト部と、を含む、対向ロードビームを含む、請求項１に記載のＨＤＤ。
【請求項９】
前記対向サスペンションアセンブリが、不均一な厚さを有する対向ロードビームを含む、請求項１に記載のＨＤＤ。
【請求項１０】
前記対向サスペンションアセンブリが、前記外側アームに連結され、前記対向ロードビームが連結される、ベースプレートを更に備え、
前記対向ロードビームが、前記ベースプレートと構造的に接合する第１の部分において、第１の厚さを有し、前記ベースプレートから離れて延在する第２の部分において、異なる第２の厚さを有する、請求項９に記載のＨＤＤ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、ハードディスクドライブに関し得るが、詳細には、精密アクチュエータ反力相殺のためのフレキシブルサスペンションアセンブリ（flexible suspension assembly）に関し得る。
続きを表示（約 4,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（Hard Disk Drive、ＨＤＤ）は、保護エンクロージャ内に収容され、磁気表面を有する１つ又は複数の円形ディスク上にデジタル符号化データを記憶する、不揮発性記憶デバイスである。ＨＤＤが動作中の場合に、各磁気記録ディスクは、スピンドルシステムによって、急速に回転される。データは、アクチュエータによってディスクの特定の場所の上に位置付けられた読み取り－書き込みヘッド（又は「トランスデューサ（transducer）」）を使用して磁気記録ディスクから読み取られ、磁気記録ディスクに書き込まれる。読み取り－書き込みヘッドは、磁場を使用して、磁気記録ディスクの表面にデータを書き込み、この表面からデータを読み取る。書き込みヘッドは、書き込みヘッドのコイルを通って流れる電流を使用して磁場を生成することによって、機能する。異なるパターンの、正の電流及び負の電流を伴って、書き込みヘッドに電気パルスが送られる。書き込みヘッドのコイル内の電流は、ヘッドと磁気ディスクとの間の間隙にわたる局所的な磁場を生成し、次に、この磁場は、記録媒体上の小領域を磁化する。
【０００３】
ＨＤＤは、一般に、サスペンションアセンブリ及びその上に取り付けられた対応するヘッドスライダを含み、かつ読み取り／書き込みトランスデューサ（又は「ヘッド（head）」）を収容する、少なくとも１つのヘッドジンバルアセンブリ（Head Gimbal Assembly、ＨＧＡ）を含む。各スライダは、サスペンションアセンブリの自由端部に取り付けられるが、サスペンションアセンブリは、アクチュエータの剛性アームから片持ち支持される。いくつかのアクチュエータアームを組み合わせて、単一の可動ユニット、典型的には、回転枢動軸受システムを有するヘッドスタックアセンブリ（Head Stack Assembly、ＨＳＡ）を、形成してもよい。従来のＨＤＤのサスペンションアセンブリは、典型的には、その基端部にマウントプレートを有する比較的剛性の高いロードビームを含み、マウントプレートは、アクチュエータアームに取り付けられ、そのアクチュエータアームの自由端部は、スライダ及びその読み取り－書き込みヘッドを支持するフレクシャ（又は「ジンバル（gimbal）」若しくは「ジンバルフレクシャ（gimbal flexure）」）を搭載する。マウントプレートとロードビームの機能端部との間には、垂直曲げ方向（ディスク表面に対して垂直）に柔軟な「ヒンジ（hinge）」が、効果的に配置されている。ヒンジは、ロードビームが、回転するディスク表面に向かってスライダ及び読み取り－書き込みヘッドを吊り下げ、ロードすることを、可能にする。次に、フレクシャの機能は、スライダがその配向を調節するために前後左右に揺れ得る（すなわち、ジンバルし得る）ように、スライダにジンバル支持を提供することである。
【０００４】
面密度（ディスク表面の所与の領域に記憶され得る情報ビットの量の尺度）の増加により、比較的粗い位置付けを提供する一次音声コイルモータ（Voice Coil Motor、ＶＣＭ）アクチュエータに加えて、比較的微細な位置付けを介した改善されたヘッド位置付けのための、二次アクチュエータ及び更なる三次アクチュエータ（一般に、「精密アクチュエータ」）の必要な開発及び実装を、もたらした。いくつかのＨＤＤは、記録トラックに対するヘッドのより正確な位置付けを可能にするために、記録ヘッドの第２段階の作動及び／又は第３段階の作動を提供するために、ミリ－アクチュエータ設計又はマイクロ－アクチュエータ設計を用いる。ミリ－アクチュエータは、サスペンションの前端部全体、例えば、ロードビーム、フレクシャ、及びスライダを移動させるアクチュエータとして広く分類されてもよく、典型的には、第２段階のアクチュエータとして使用される。マイクロ－アクチュエータ（又は「マイクロアクチュエータ（microactuator）」）は、スライダのみを移動（例えば、回転）させるアクチュエータとして広く分類されてもよく、スライダをサスペンション及びロードビームに対して移動させる、又はスライダ本体に対して読み取り－書き込み要素のみを移動させる。マイクロアクチュエータは、より正確なヘッドの位置付けのために、第１段階のアクチュエータ（例えば、ＶＣＭ）のみと組み合わせて使用されてもよい、又は第１段階のアクチュエータ及び第２段階のアクチュエータ（例えば、ミリ－アクチュエータ）と組み合わせて、使用されてもよい。別段の指示がない限り、「マイクロアクチュエータ」、「ミリ－アクチュエータ（milli-actuator）」、「二次アクチュエータ（secondary actuator）」、「三次アクチュエータ（tertiary actuator）」、「デュアルステージアクチュエータ（dual stage actuator）」、「精密アクチュエータ（fine actuator）」等の用語は、本明細書で使用される場合、ＨＤＤの文脈におけるＶＣＭアクチュエータなどの一次の相対的に粗い位置付けアクチュエータと組み合わせて使用される、相対的に細かい位置付けアクチュエータ（例えば、技術的には二次又は三次のいずれか）を指す。圧電（piezoelectric、ＰＺＴ）ベーストランスデューサ及び容量性微小加工トランスデューサは、ＨＤＤスライダと共に使用するために開発された２つのタイプの精密アクチュエータである。
【０００５】
本セクションに説明され得るいずれのアプローチも、追求され得るアプローチであるが、必ずしも以前に考案又は追求されている手法ではない。したがって、別段の指示がない限り、本セクションに記載されたアプローチのいずれも、それらが本セクションに含まれることによって単に先行技術として適格であると仮定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
実施形態は、添付図面の図において、限定としてではなく、例として示されており、同様の参照番号は類似の要素を指す。
ある実施形態によるハードディスクドライブを図示する、平面図である。
ある実施形態によるアクチュエータアセンブリを図示する、斜視図である。
ある実施形態による、内側のアームに結合されたハードディスクドライブ用サスペンションアセンブリを図示する、平面図である。
ある実施形態による、外側のアームに結合されたハードディスクドライブ用対向サスペンションアセンブリを図示する、平面図である。
ある実施形態による、共用アーム上に取り付けられた図３Ａのサスペンションアセンブリ及び図３Ｂの対向サスペンションアセンブリを図示する、平面図である。
ある実施形態による、共有アーム上の単一の従来型サスペンションアセンブリ及びミラーサスペンションアセンブリを含む、例示的な周波数応答関数を図示する、グラフである。
ある実施形態による、共有アーム上の単一の従来型サスペンションアセンブリ及び対向サスペンションアセンブリを含む、例示的な周波数応答関数を図示する、グラフである。
ある実施形態による、単一の従来型サスペンションアセンブリ及び対向サスペンションアセンブリを含む、例示的な周波数応答関数を図示する、グラフである。
ある実施形態による、共有アーム上の単一の従来型サスペンションアセンブリ及び対向サスペンションアセンブリを含む、例示的な周波数応答関数を図示する、グラフである。
ある実施形態による、第１の例示的な対向サスペンションアセンブリを図示する、平面図である。
ある実施形態による、第２の例示的な対向サスペンションアセンブリを図示する、平面図である。
ある実施形態による、第３の例示的な対向サスペンションアセンブリを図示する、平面図である。
ある実施形態による、第４の例示的な対向サスペンションアセンブリを図示する、平面図である。
ある実施形態による、不均一な厚さを有する例示的な対向サスペンションアセンブリを図示する、側断面図である。
ある実施形態による、ヘッドスタックアセンブリ（ＨＳＡ）を製造する方法を図示する、フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
一般に、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）用のヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）のサスペンションアセンブリのための精密アクチュエータ反力相殺のアプローチが、記載されている。以下の明細書では、説明を目的として、本明細書に記載された本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載されている。しかしながら、本明細書に記載された本発明の実施形態は、これらの具体的な詳細なしで実施され得ることは明らかであろう。その他の場合では、本明細書に記載された本発明の実施形態を不必要に不明瞭にすることを回避するために、周知の構造及びデバイスが、ブロック図の形態で表されてもよい。
【０００８】
導入
用語
本明細書における「ある実施形態（an embodiment）」、「一実施形態（one embodiment）」などへの言及は、記載されている特定の特徴、構造、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味することが、意図される。しかしながら、このような語句の実例は、必ずしも全てが同じ実施形態を指すとは限らない。
【０００９】
「実質的に（substantially）」という用語は、大部分が又はほぼ構造化された、構成された、寸法決めされた等の特徴を記載していることが理解されるであろうが、その製造公差等は、実際には、構造、構成、寸法等が、常には又は必ずしも正確に述べられない状況を、結果として生じ得る。例えば、「実質的に垂直な（substantially vertical）」として構造を記載するとすれば、側壁は、全ての実用上の目的で垂直であるが、正確に９０度ではない場合があるように、その用語には、その明白な意味が割り当てられる。
【００１０】
「最適な（optimal）」、「最適化する（optimize）」、「最小の（minimal）」、「最小化する（minimize）」、「最大の（maximal）」、「最大化する（maximize）」等の用語は、それと関連付けられた特定の値を有しない場合があるが、このような用語が本明細書で使用される場合、当業者であれば、このような用語が、本開示の全体と一致する有益な方向に、値、パラメータ、メトリック等に影響を及ぼすことを含むと理解することが、意図される。例えば、何かの値を「最小（minimal）」として記載することは、値が実際に理論上の最小値（例えば、ゼロ）に等しいことを必要としないが、対応する目標が理論上の最小値に向かって有益な方向に値を移動させることになるという点で、実際的な意味で理解されるべきである。
（【００１１】以降は省略されています）

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