JPH02226557A - ディスク装置用アクチュエータの案内機構 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディスク装置用アクチュエータの案内機構に関
し、特にヘッドをディスクの半径方向に移動させるリニ
アアクセス方式のアクチュエータを搭載したディスク装
置に係る。

〔従来の技術〕

近年、磁気ディスク装置は記憶容量の増大に伴い、磁気
ヘッドを磁気ディスク上に位置決めするアクチュエータ
に対して特に高精度が要求されつつある。この要求を達
成するためには、高精度のサーボコントロールとスピン
ドルが必要とされるのはもちろんであるが、特にキャリ
ッジを案内するガイドレールの精度・安定化が問題とな
ってきている。すなわち、ガイドレールの支持構造が悪
く不安定であったり、ガイドレールが変形するとキャリ
ッジに傾きが生じる。特にデータヘッドとサーボヘッド
を結ぶ直線が傾く様な変形モードの場合、データヘッド
はこの傾き分だけオフトラックを生じ、位置決め精度の
悪化を生ずる。

従来の磁気ディスク装置用アクチュエータの案内機構は
、例えば米国特許第４４２７９０５号公報に記載されて
いる様に、円柱状のガイドレール１２１を二つの平面を
有するハウジング１２２に密接せしめ、ネジ１２３にて
固定する方法が知られている。これを第５図に示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、円柱形のガイドレールとハウジングは
線接触する。その状態を第６図及び第７図にて示す。こ
こで円柱２１及びそれがわん曲した半円柱２３はガイド
レールに相当し、平面２０及びこのわん曲した準平面２
２はハウジングに相当する。円柱２１が平面２０と接触
する場合、理想的には両者は第６図の点線で示す接線Ａ
Ａ’の領域で接触する。しかし、実際には、完全なる幾
何学的形状を造ることは不可能である。従って、厳密に
いえば第７図に示す様に、ガイドレールは半円柱２３と
なり、ハウジングは準平面２２となるので、その接触領
域は例えばＢ□、Ｂ、のように接線でなくなってしまう
。

同様にガイドレールが角柱形である場合について考える
。その接触状態を第８図及び第９図にて示す。角柱２４
、準角柱２５はガイドレールに相当し、平面２０と準平
面２２はハウジングに相当する。角柱２４と平面２０が
接触する場合は、理想的には第８図の斜線部Ｃで示すよ
うに角柱２４の１つの平面Ｃで接触する。しかし、上述
と同様の理由から厳密にいえば第９図に示す様に、ガイ
ドレールはわん曲した準角柱２５となり、ハウジングも
わん曲した準平面２２となるのでその接触領域は例えば
、Ｄ□、Ｄ、、Ｄ３の様に複数の微小領域となってしま
う。

以上のように実際には、ガイドレールとハウジングの接
触箇所を特定することができず、ガイドレールをハウジ
ングに安定に取付けることが困難となる。これによって
キャリッジに傾きが生じ、前述のごとく位置決め精度の
悪化を招くことになる。

また、一般にガイドレールは耐摩耗性が要求されるため
ステンレス等の鉄鋼系材料で形成し、ハウジングは磁気
ディスク基板と同じ線膨張係数を有するアルミ系の合金
で形成される。従って、ガイドレールとハウジングは熱
膨張係数が違うため、周囲温度が変化するとバイメタル
現象により、ガイドレールが変形し、にれがキャリッジ
に傾きを生じせしめ前述の如く位置決め精度の悪化を招
（ことになる。

本発明の目的は、ディスク装置に使用されるリニア方式
のアクチュエータにおいて、該アクチュエータ部のガイ
ドレールをハウジングに精度良く、安定的にて支持する
ことが可能で、かつ、ガイドレールとハウジングとの間
の相対位置変動を極力減少できるディスク装置用アクチ
ュエータの案内機構を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明ではガイドレールと
これを支持するハウジングとの間にボールの如き転動体
を配設し、ガイドレールとハウジングとを転動体を介し
て接する様に構成したものである。

この場合、ガイドレールと転動体、転動体とハウジング
とが接触する様に、ガイドレールとハウジングとを転動
体を介して互いに押しつける様に、予圧手段が設けられ
る。

転動体は例えばハウジングに凹部を設け、この凹部内に
配設される。

〔作用〕

ガイドレールを例えばボールを介してハウジングに押し
つけて支持すると、ガイドレールはボールと接触してハ
ウジングに支持されることになる。

このボールを配置を最適な場所に配置することによりガ
イドレールを安定に支持することができる。

例えばガイドレールをその長手方向に平行に少なくとも
２つの平面を設けて構成し、該平面のうち、第一の平面
の同一直線上にない３ケ所の部分と、第二の平面の２ケ
所の部分とにおいて接触するようにボールを配設して、
該ボールを介してガイドレールを支持することによって
達成される。

ここで、ガイドレールとしては、例えば断面が六角形の
形状のものを用い、支持手段はハウジングに５ケ所の凹
部を設け、凹部にボールなどの転動体を配設することに
より構成する。これによって、ガイドレールの工作精度
が少々悪かったり。

ガイドレールに熱変形等が生じても、常にガイドレール
に設けた５ケ所の接触部分により、ハウジングに支持さ
れる。従って、ガイドレールをハウジングに精度よく、
かつ安定良く取り付けることが可能である。

また、ガイドレールと、ハウジングが異なる材料ででき
ており、線膨張係数がお互いに異なる場合には、温度が
上昇すると、両者の間に熱膨張差が生じる。しかし、こ
の場合でもガイドレールとハウジングとは、転動体を介
して接触しているので、転動体が転がることによってガ
イドレールとハウジング間に相対的なすべりが生じ、熱
によるひずみを解消することができる。従って温度が変
化しても両者に熱応力が発生せずガイドレールも変形し
ないため、これにより案内されるアクチュエータの姿勢
も一定に保つことができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第３図
は本発明の一実施例であるアクチュエータの案内機構を
有する磁気ディスク装置の全体端成図である。この磁気
ディスク装置は、磁気ディスク円板１、スピンドル２、
磁気ヘッド３、ガイドレール４、ハウジング５、キャリ
ッジ６、軸受７、コイル８、永久磁石９からなる。

磁気ディスク１は、スピンドル２にて固定され、高速度
で回転する。磁気ディスク１にデータの記録再生するた
めの磁気ヘッド３はキャリッジ６に搭載される。キャリ
ッジ６の後部にはコイル８が備えられており、このコイ
ル８と永久磁石９によってリニアモータが構成される。

そして、このリニアモータによって味動されて、キャリ
ッジ６はα方向に移動する。ここでキャリッジ６は軸受
７を介して、ガイドレール４に保持されている。

第１図（α）は本実施例のアクチュエータのガイドレー
ル取付部の詳細を示す正面図である。第１図（ｂ）はそ
の側面図である。ガイドレール４は断面が六角形の形状
であり、そのうち２面４１゜４２がハウジング５に支持
される。ガイドレール４は、例えばステンレス鋼よりな
り、ハウジング５は、例えばアルミ材よりなる。１１ｃ
Ｌ〜ｌｉｅはガイドレール４を支持するための支持部で
あり、ハウジング５に凹部を設け、中にボールｌｌａ〜
１１（ｌを配置したものである。このボール１１α〜ｌ
ｉｅは、第１図に示す様に、ガイドレール４の垂直面４
１に１ｌｃＬ、ｌｌｂ、ｌｉｅの３カ所。

水平面４２にｌｉｄ、ｌｉｅの２カ所の計５カ所設けら
れている。

次に本実施例の機能を説明する。ガイドレール４は六角
形の６面のうち２面４１．４２の全体がハウジング５に
接するのではなく、５つのボール１１α〜ｌｉｅを介し
て接しており、このボール１１α〜ｌｉｅ以外は、ガイ
ドレール４とハウジング５は接していない。このように
ガイドレール４は、ボール１１α〜ｌｉｅとの接点で支
持されるので、工作精度が高精度でなくても、また、バ
イメタル現象が起ったとしてもボールｌｌａ〜１１ａが
転動することによってガイドレール４とハウジング５に
熱応力を発生せず常に同じ状態で高精度にガイドレール
４を支持することができる。

また、第３図に示す磁気ディスク装置が実際に稼動する
と、コイル８等より発生する熱によりガイドレール４が
熱変形をおこしたり、キャリッジ６のα方向への高速移
動により軸受７を通してガイドレール４に様々な力が加
わる。この場合、ガイドレール４の有する自由度は６つ
ある。すなわち、第２図で示すようにガイドレールの長
手方向であるＸ方向、Ｘ方向と垂直で互いに垂直なＹ方
向とＺ方向の３つの自由度と、そして、これらＸ。

Ｙ、Ｚ軸を中心に回転する３つの回転方向の自由度であ
る。

本実施例では、これら６つの自由度のうちＸ軸方向を除
く５つの自由度を有効に制限するように、５つのボール
１１７１〜ｌｌａを設けている。第２図において、ボー
ルｌｌａ〜ｌｌｅがガイドレール４に及ぼす力を１１α
　〜１１０′の矢印にて示す。

Ｙ軸方向の自由度は１１α　、ｌｌｂ’、１１０′で、
Ｚ軸方向の自由度はｌｉｄ’　　ｌｉｅで、Ｘ軸回りの
自由度は１１α　〜１１０′の５カ所で、Ｙ軸回りの自
由度はｌｉｄ’　　ｌｉｅで、Ｚ軸回りの自由度は１１
α　、ｌｌｂ’で制限している。尚、Ｘ方向の自由度に
ついて支持しないのは、ガイドレール４の熱変位を、Ｘ
方向ににがすためである。

ここで、前述したように接触領域を特定するには、接触
領域の数が少ない方が好ましい。そして、上述の５つの
自由度を制限するのであれば１１ａ　　　ｌｌｂ’　　
ｌｉｅ　　、ｌｉｄ’の支持力があれば十分である。

しかし、ボール１ｌｃＬ〜ｌｉｅは、接着剤等で固定さ
れているわけではなく、ハウジング５に設けた凹部にボ
ール１１α〜ｌｉｅを挿入するのみでガイドレール４に
接触して支持しているにすぎない。これは、ボール１１
α〜ｌｉｅを固定してしまうとガイドレール４とキャリ
ッジ８の熱膨張係数が違うため、温度変化によりバイメ
タル現象が生じ、ガイドレール４が変形してしまうから
である０本実施例では支持部１１４〜ｌｉｅはボールで
あるため、摩擦力は、転がり摩擦のみであり、熱応力の
発生を小さくすることができる。

なお、ガイドレール４は第４図（ＯＬ）、　（ｂ）に示
すように、ネジ１２にてハウジング５に固定されるが、
このネジ１２によりガイドレール４の姿勢を拘束しない
様に、かつ、ガイドレール４とハウジング５とが、ボー
ル１１α〜ｌｉｅを介して押しつけ合う様に、ハウジン
グ５とネジ１２との間にネジ１３を配置しである。これ
により、ガイドレール４は常にボール１１α〜ｌｉｅを
介して安定良くハウジング５にて支持される。

以上のように、本実施例によれば、工作精度が悪かった
り、熱変形等があっても接触領域が変化することなく、
高精度でガイドレールを支持することができ、さらに、
ガイドレールの５つの自由度を制限するため、きわめて
高い安定度にてガイドレールを支持することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ガイドレールをハウジングに高精度に
て取付けられており、磁気ディスク稼動中に温度変化が
あってもガイドレールとハウジングとの間に生じる相対
位置変動を防止することができ、アクチュエータの走行
が安定し磁気ヘッドの位置決め精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例のアクチュエータのガイ
ドレール取付部の詳細図であり、（、ｉ）は正面図で（
ｂ）は側面図、第２図はガイドレールの有する自由度を
説明するための図、第３図は磁気ディスク装置の全体構
成を示す図、第４図はガイドレールのハウジングへの固
定状態を示す図であり、（α）は斜視図で（ｂ）は側面
図、第５図は従来技術におけるガイドレールとハウジン
グの固の 定状態を示す図、第６図から第もＪま従来技術における
ハウジングとガイドレールの接触状態を説明するための
図である。 ３・・・磁気ヘッド、４・・・ガイドレール、５・・・
ハウジング、６・・・キャリッジ、７・・・軸受、８・
・・コイル、９・・・永久磁石、１ｏ・・・支持部材、
１１・・・支持部、１２・・・ネジ、１３・・・バネ。 躬 （し） 第 ？ 口 系 ６虐 乃８Ｉ！１ 躬 国 （ＯＬ） Ｃｂ） ／３ 筋 国 Ｆｌ’７０ Ｎ５９力 Ｓ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヘッドを搭載するキャリッジと、該キャリッジを
   ディスクの半径方向に駆動する駆動手段と、該キャリッ
   ジに備えられた軸受と、該軸受が接触しながら走行する
   ことによって該キャリッジの移動を案内するガイドレー
   ルと、該ガイドレールを支持するハウジングを有するデ
   ィスク装置用アクチュエータの案内機構において、該ガ
   イドレールとハウジングの間に転動体を配設し、該転動
   体に接触してガイドレールがハウジングに支持されるこ
   とを特徴とするアクチュエータの案内機構。
2. （２）該転動体はボールであり、前記ハウジングに凹部
   を形成して当該凹部に該ボールを配設することを特徴と
   する請求項第１項に記載のディスク装置用アクチュエー
   タの案内機構。
3. （３）上記ガイドレールを上記転動体を介して上記ハウ
   ジングに押しつけるための予圧手段を設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載のディスク装置用ア
   クチュエータの案内機構。