JPH0197156A - 磁気ヘッドポジショナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の属する技術分野 本発明は、磁気ディスク装置に用いる磁気へラドポジシ
ョナに関するものである。

（２）従来の技術とその問題点 従来、磁気ディスク装置においては、回転する媒体上に
多数配置された同心円状の情報トラックの任意のトラッ
クに磁気ヘッドを移動せしめて情報の記録再生を行うた
め、半径方向に磁気ヘッドを移動していた。通常は媒体
半径方向に移動できる直線案内機構を有するキャリッジ
に磁気ヘッドを搭載し、ボイスコイルモータによる駆動
力を用いて移動せしめている。

直線案内機構は、第１図に示すように、ガイドレールと
ミニチュアベアリングで構成され、ガイドレール上をキ
ャリッジに支持されたベアリングが転勤することにより
キャリッジ移動時の摩擦損失を少なくしていた。また、
転動摩擦を行う面を高硬度材料で構成し、且つ面を平滑
に仕上げて摩耗を減らすなどの工夫をしていた。しかし
、いかに摩耗を減らす工夫を施しても、現実にはガイド
レール部、ベリリング部分の摩耗による塵芥発生があり
、この塵芥がヘッド媒体間に混入するとへ゛ラド・媒体
に損傷を与えることから、発生した塵芥を捕獲するため
、筐体内の空気を循環させる際にフィルタを通過するよ
う工夫していた。しかし、周知のようにフィルタによる
塵芥捕獲は確率事象であって少ない割合ではあるが捕獲
しきれない塵芥もあり、これがヘッド・媒体間の狭い隙
間に混入し、ヘッドクラッシュを惹起するなど、磁気デ
ィスク装置の長期信頼性を損ねる原因となっていた。

非接触の案内機構として電磁石の吸引を利用した磁気軸
受や高圧空気の圧力を利用した空気軸受が知られている
が前者は位置の変化を検出し、電磁吸引力を制御して安
定化させることから複雑な制御回路が必要なこと、吸引
力を発生させる際の磁場漏洩が大きく磁気記録媒体上に
記録された情報を消去しやすいことから実用には供され
ていなかった。また、後者は高圧空気の発生に摺動部分
のあるコンプレッサを使用するため、高圧空気に塵芥の
混入する恐れがあった。また、共に案内精度を維持する
のに多大の電力を必要とする欠点があだ。

また、駆動力を発生させるために、従来はボイスコイル
モータを用いていたが、コイルを小型化するために導体
に流れる電流密度を上げようとすると発熱が大きくなっ
てコイルの接着剤などの信牽頁性を低下させることから
、電流密度を１０’Ａ／胴２程度とする必要があり、こ
の結果、ボイスコイルモータの小型化に限度があった。

また、コイルが発熱するため、装置内での温度上昇が生
じてトラックずれを引き起こし、トラック密度を向上さ
せる上での阻害要因となっていた。

更に、ポジショナが基本的に案内機構と駆動力発生機構
でできており、これらを結合させるために接着・組立な
どの工程を必要としていた。

（３）発明の目的 本発明は、低電力で非接触を実現するため、マイナス効
果を利用してポジショナ可動部を磁気浮上させ、かつ駆
動コイルを超伝導材で構成して電気抵抗をゼロとして発
熱を原理的にな（した磁気へッドボジシゴナを提供する
ものである。

（４）発明の構成 以下本発明の詳細な説明する。

（４−１）発明の特徴と従来技術との差異従来はベアリ
ングを用いた案内機構であったのに対し、本発明では多
極着磁したコの宇土の永久磁石対の間に超電導材料で形
成した板を配置し、系全体を臨界温度以下に設定するこ
とにより超電導体に発生するマイスナ効果を用いて磁気
浮上させるもので、本質的に浮上を行うための位置制御
・電力を必要とせずかつ高い支持剛性を得るものである
。

（４−２）実施例 第１図は本発明による案内機構の例であり、１は永久磁
石で構成したガイドレール、２は可動板、３は給気孔、
４は絞り、１０はボイスコイル部、１１は駆動用磁石、
２１はヘッドアーム取付は部を示す。

図示しない磁気へラドアームは、取付穴２１ａを用いて
取付は部２１に取付けられる。磁気ヘッドと対向する磁
気記録媒体及びその駆動機構は図示していないが従来の
構成と同様である。可動板２の少なくともコの字状永久
磁石に対向する面は超電導材料で構成されている。

動作開始前は常電導状態であるから、可動板２は重力状
態に従ってガイドレール１の一部と接触している。この
状態で給気孔３より冷却気体を給気すると、系全体が冷
却され、超電導材料の臨界温度以下となると超電導部分
を通過していた永久磁石１からの磁束が超電導体外に排
斥される。いわゆるマイスナ効果により可動板２はコの
字状永久磁石から反発されて非接触となる。

磁気軸受としての剛性は、可動板２とガイドレール１と
の隙間ｄによりマイスナ効果により排斥すべき磁束密度
φの関係が減少する勾配、すなわち−θφ／θｄが大き
いほど高くなる。本発明による永久磁石１は第２図に示
すようにピッチＬの繰り返しで逆極性に着磁されている
ことから、その磁束は多極着磁した永久磁石表面から畔
れるに従って急速に減衰し、永久磁石の表面での磁束密
度φ。に対し φ＝φ。ｅｘｐ　（−πｄ／Ｌ） の関係で示され、多極着磁をしない場合に比べて高い剛
性を得ることができる。

上記多極着磁領域を均−且つ長区間に亘り形成すること
は困難であるが、磁気ディスク用のボジショナで必要と
される案内距離はせいぜい２ないし５ｃｍ程度であり、
０．１ｍｍ程度の着磁した永久磁石板を積層して形成す
る上でなんら問題はない。

両端部分を案内機構として使用することから、可動板２
の中央部分に矢印Ａ＋の方向に沿う駆動力を発生するた
めの超電導ボイスコイル１０を組み込むことは極めて容
易である。該ボイスコイルの作用は通常のフラットコイ
ル形ボイスコイルモータのそれと全く同様である。マイ
スナ効果の発現できる温度では当然電気抵抗が零であり
、超電導材料を線材化してコイルを構成すれば良い。ま
た発熱がないことから、コイルの電流密度を超電導現象
の持続できる上限（Ｊｃ）まで増やすことが可能であり
、例えばＪｃ＝１０６Ａ／ｍｍ”程度の材料を用いれば
コイルの体積を現状の１／１００程度とすることが可能
で、ホトエツチングなどによる渦巻状のコイルの利用も
可能である。すなわち第３図（ａ）に示されたセラミッ
クなどの基板３０の上に、スパッタもしくは焼付けの方
法で第３図ら）のように超電導材料膜３１を形成し、両
端部を残すとともに中央部にコイルを形成するように第
３図（Ｃ）のマスク付けをし、さらにエツチングにより
、第３図（ｄ）のようにスパイラル溝加工すればよい。

この様な加工は例えばＢ　ａ　ｚ　Ｙ　Ｃｕ　ｘ　Ｏを
系の超電導材料の場合にはマスク３２を用いて燐酸エツ
チング、もしくはイオンエツチングで一括形成でき、従
来、コイルを支持体に接着し、さらにそれをベアリング
などで構成した案内機構に組み込んでいたポジショナ可
動部の製造工程に比較して極めて簡単に形成することが
できる。また、コイルが薄くできることはコイルに印加
する磁場を発生する磁気回路の効率が向上することに結
び付くから、ボイスコイルモータ用磁石１１も小さくで
き、従って、磁気へッドボジショナ全体を極めてコンパ
クトに構成できることも自明である。また、コイル発熱
がないから、発熱に起因するオフトラックが原理的に生
じず、トラック密度を高めることができる利点がある。

また、本発明では冷却気体を永久磁石に配置した給気孔
より供給することから、静圧気体軸受けとしての浮上刃
も働く、マイスナ効果による浮上刃に比較して弱い力で
あるが、異常時などで超電導状態が破れても可動板を非
接触に保ちうる特徴を持つ。

（５）発明の詳細 な説明したように、本発明によれば簡単にガイドレール
部、ベアリング部分の摩耗による塵芥発生が一切ない非
接触案内が実現でき、かつコイルによる発熱もないから
、駆動機構を極めてコンパクトに構成することが可能と
なり、高信頼でトラック密度の高い磁気ディスク装置が
実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による案内機構の構造例を示す斜視図、
第２図は本発明によるガイドレール用磁石の着磁状態を
示すための第１図のＸ２面に沿う断面図、第３図は可動
板の形成工程を示す。 １・・・永久磁石で構成したガイドレール２・・・可動
板、　３・・・給気孔、　４・・・絞り、１０・・・ボ
イスコイル部、　１１・・・駆動用磁石、２１・・・ヘ
ッドアーム取り付は部、　２１ａ・・・取付穴、３０・
・・基板、　３１・・・超電導膜、　３２・・・マスク
。 特許出願人　　日本電信電話株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも両端が超電導材料で構成されている可動板と
   その両端を支えるコの字状の永久磁石で構成される直線
   案内機構を有し、かつ該永久磁石が多極着磁されている
   ことを特徴とする磁気ヘッドポジショナ。