JPH02278577A - デイスク・フアイルのアクチユエータ - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明はディスク・ファイルのヘッドを位置付けるため
のリニヤ・アクチュエータに関する。

Ｂ、従来の技術 ディスク・ファイルの情報記録ディスク上から情報を読
取り、または書込むための変換ヘッドは、ディスク面上
の選択された同心円の情報保持トラックの上に正確に位
置付けられねばならない。ヘッドを位置付けるために、
幾つかの型式のリニヤ・アクチュエータが、使用されて
おり、ボイス・コイル型のリニヤ・アクチュエータが最
も広く使用されている。

ボイス・コイル型のアクチュエータは、マグネット・ア
センブリの中の円筒状の空隙中に設けられたボイス・コ
イルを含んでおり、このボイス・コイルが付勢されると
、ボイス・コイルは、空隙の軸方向に沿って移動される
。ボイス・コイルはヘッドを支持しているキャリッジに
結合され、保持されている。キャリッジは、ディスクの
半径方向に、直線状に移動するよう拘束する案内路、ま
たは案内面内で動作する。

上述したようなアクチュエータの例は、米国特許第４６
６１７２９号に記載されている。この特許において、案
内路は、水平方向で平行して設けられた２本の案内ロッ
ドであり、キャリッジは、これらの案内ロッドの間にあ
る３対の突き出たベアリング（ｏｕｔｒｉ８ｇｅｒ　ｂ
ｅａｒｉｎｇ　）によって動作される。このような案内
ロッドは通常、鋼製であり、案内ロッドが銅製であると
特定しているアクチュエータの１つの例が、ヨーロッパ
公開特許出願ＥＰＯ第２２３６１ＯＡ２号に記載されて
いる。

ボイス・コイル型のアクチュエータの磁石アセンブリに
よって磁化された案内ロッドは、キャリッジのベアリン
グを磁化させる傾向があり、若しこれらが磁化されると
、誤動作、または不均一動作を生じさせて、アクチュエ
ータの性能に悪影響を与えるから、案内ロッドに鋼材を
使用することは、ボイス・コイル型のアクチュエータの
場合には、問題を生じる可能性があることが判っている
。

また、磁気ディスク・ファイルの場合、鉄製の案内ロッ
ドはディスクの近辺の磁束に漏洩磁束路を与えることが
あり、従って、読取り、書込み動作に悪影響を与えると
いう問題も知られている。これらの問題の１つの解決方
法は、非磁性体のステンレス鋼を使用することであり、
そのような案内ロッドを使用したりニヤボイス・コイル
駆動装置が、米国特許第４２４７７９４号に記載されて
いる。

また、非磁性体の案内レール、またはベアリングの使用
に関する技術は、１９８６年３月の１８Ｍテクニカル・
ディスクロージャ・ブレティン、第２８巻第１０号の「
磁気記録ディスク・ファイルにおけるボイス・コイル型
のアクチュエータのベアリング及びレールを遮蔽するた
めの磁気的短絡回路Ｊ　（Ｍａｇｎｅｔｉｃ　５ｈｕｎ
ｔｓ　ｔｏ　５ｈｉｅｌｄ　ｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｓ　
ａｎｄ　ｒａｉｌｓ　ｏｆ　ａ　ｖｏｉｃｅ　ｃｏｉｌ
　ｍｏｔｏｒａｃｔｕａｔｏｒ　ｉｎ　ａ　ｍａｇｎｅ
ｔｉｃ　ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ　ｄｅｓｋ　ｆｉｌｅ　）
と題する記事に記載されている。

１９８５年１０月の１８Ｍテクニカル・ディスクロージ
ャ・ブレティン、第２８巻第３号の「ディスク・ファイ
ルのアクチュエータ中の漏洩磁束を減少させるための複
合中心コアＪ　（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｅｎｔｒｅ　ｃ
ｏｒｅ　ｆｏｒ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　５ｔｒａ
ｙ　ｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ　ｉｎ　ｄｉｓｋ　ｆ
ｉｌｅ　ａｃｔｕａｔｏｒｓ）と題する刊行物の記載は
、アクチュエータのステータ中の磁性ロッドにはんだ付
けされたステンレス鋼のような非磁性体ロッドな含む案
内ロッド用の中央コアを提案している。

Ｃ９発明が解決しようとする課題 リニヤ・アクチュエータの案内路に関して、上述の従来
の技術において言及されていない問題として、磨耗の問
題がある。平坦な案内路の使用は、ベアリングの負荷を
分散することによって磨耗を減少することは知られてい
るけれども、平坦な案内面を持つベアリングが精密なア
ライメントを必要とするということから、この方法は、
実際化するのにはコストが高くなる。従って、最近のデ
ィスク・ファイルにおいては、丸棒式の案内路の方が望
ましい。

丸棒式の案内路にせよ、平坦式の案内路にせよ、案内路
の表面の磨耗は、移動の方向に対してキャリッジを傾斜
させる傾向を生じるので、ディスク面上の磁気ヘッドの
半径方向の移動を非直線にさせる。このような変位は、
ヘッド位置付は用サーボ・システムによって成る程度調
節することが出来るけれども、何れにしてもサーボ・シ
ステムが追従可能な限界を越えて誤整合を生じて、トラ
ック密度の向上を阻むことになる。

リニヤ・アクチュエータ・システムにおける傾斜の問題
は、小さな半径のトラックを持つディスク・ファイルの
場合、−層解決が困難になる。これは、キャリッジのベ
アリングの間隔が小さくなり、そして、梃子の原理によ
り、１つのベアリングの小さな変位が増幅されて、ヘッ
ドの大きな変位を生じるからである。

ディスク・ファイルにおいて特に重要である磨耗に関す
る他の問題は、磨耗した物質の微粒子状の汚染物による
ものであり、この微粒子状の汚染物は、代表的な０．３
ミクロンのヘッド／ディスク間の空隙に侵入してディス
ク面を破損させる問題である。

耐磨耗性が高く、または電気的絶縁性が良いとして知ら
れている材料として、二酸化ジルコニウムのようなセラ
ミック材料が、軽い負荷の収態、または高温の収態の下
で磨耗が生じるような幾つかの装置に提案されている。

そのような幾つかの装置と、二酸化ジルコニウムの一般
論とが、ステーブンス（Ｒ，５ｔｅｖｅｎｓ　）の「二
酸化ジルコニウムの紹介Ｊ　（Ａｎ　１ｎｔｒｏｄｕｃ
ｔｉｏｎ　ｔｏ　ｚｉｒｃｏｎｉａ　）と題するマグネ
シウム・エレクトロン社の１９８６年の刊行物（Ｍａｇ
ｎｅｓｉｕｍ　Ｅｌｅｋｔｒｏｎ　Ｌｔｄ、、　１９８
６　）に記載されている。

米国特許第４７０９２８４号において、二酸化ジルコニ
ウムは、良好な辷りの性質と、耐磨耗性と、良好な加工
性と、静電気の帯電に対する抵抗が高い性質を有するの
で、磁気ヘッドの空気ベアリングのスライダ用材料とし
て、二酸化ジルコニウムを使用することが提案されてい
る。

従って、本発明の目的は、案内路の磨耗が少ないリニヤ
・アクチュエータを提供することにある。

００課題を解決するための手段 本発明に従って、ディスク上のトラックに対してディス
ク・ファイルのヘッドを位置付けるためのリニヤ・アク
チュエータを与えることによって、本発明の上述の目的
が達成される。本発明のアクチュエータは、ヘッドを支
持するキャリッジが、転がり接触式のベアリングと接触
する案内面上を移動する構造を有しており、その案内面
には、鋼よりも秀れた耐磨耗特性を持つセラミック材料
が使用される。

セラミック材料であればすべてのセラミック材料が、本
発明に対して効果的であると言うものではなく、成る種
のセラミックは鋼に比べて僅かしか改善されない。本発
明に適するセラミック材料は、十分な硬度と、耐破壊力
と、曲げ剛性と、粒子プルアウト（ｇｒａｉｎ　ｐｕｌ
ｌ　ｏｕｔ）とが必要であり、また、十分な滑面を得る
ための機械加工が可能であることが必要である。

本発明の目的に合致する良好なセラミック材料は、二酸
化ジルコニウムであり、特に、０．５ミクロンを越えな
い粒子サイズを持つ安定化された正方晶系結晶の二酸化
ジルコニウムが好ましい。

案内面を有する案内手段は、二酸化ジルコニウムの２本
の丸棒が望ましい。ボイス・コイル型のアクチュエータ
において、案内ロッドは、固定側のマグネット・アセン
ブリの分離された内部コアの円筒形溝と、固定側の端部
プレートに形成された円形の開口とによって、ロッドの
全長を支持することが可能である。

本発明に従ったアクチュエータは、匹敵する鋼製の案内
レール面よりも磨耗が少ないことが判明しているので、
ベアリング上のヘッド支持用キャリッジの傾斜を、製品
の寿命期間中、最少限にすることが出来る。このことは
、キャリッジの傾斜によって、ヘッドがトラックから逸
脱する（オフセットする）のを、ヘッド位置付はサーボ
の能力の範囲内に維持することが出来るので、トラック
密度を増加した小型のディスク・ファイルを作ることが
出来る。また、ヘッド積層体の高さと、転がり接触式の
ベアリングの高さとの比率を増加することが出来る。本
発明の装置は、従来の装置で発生された微粒子の汚染物
による磨耗、または破損の問題を生じない。

更に、磁気ディスク・ファイルにおいて、磁気ディスク
に隣接した案内ロッドに関連して生じる磁気に起因する
すべての問題が、セラミック材料を使用することによっ
て避けることが出来、ボイス・コイル駆動アセンブリの
最も内側に案内ロッドを設けることが可能となる。この
ような構造は、案内ロッドを強固に固定することが可能
であり、より小型のアクチュエータを作ることが可能と
なる。加えて、リニヤ・アクチュエータに非直線性の応
答を与える磁化される鋼製ベアリングの誤動作（ｅｏｇ
ｇｉｎｇ　）は、非磁性体であるセラミック材料によっ
て回避することが出来る。

また、セラミックの案内レールは、成る場合には、磁気
ディスクの磁気ヘッド及びキャリッジを他の機械部分か
ら電気的に絶縁することの利点を有する。

Ｅ、実施例 第１図はボイス・コイル型のアクチュエータ１−〇の一
部を分解して示す図であり、固定側のマグネット・サブ
アセンブリ２０と、磁気ヘッド積層体７０を支持する可
動側のキャリッジ・サブアセンブリ８０とを含んでいる
。このボイス・コイル型のアクチュエータ１０の動作に
おいて、電流型式の信号がボイス・コイル９０に印加さ
れ、この信号電流と、マグネット・サブアセンブリ２０
によって設定された磁界とが相互に作用して、ボイス・
コイル９０を移動させ、その結果磁気ヘッド積層体７０
を移動させる。

マグネット・サブアセンブリ２０は、湾曲した内面を有
する４つの磁極片３２で構成された２つの外部コア３０
を含んでおり、４つの磁極片３２は２つの１対のマグネ
ット部材３４の湾曲した外面上に固定されている。磁極
片３２は、その前端部及び後端部においてマグネット部
材３４と重なっている。更に、マグネット・サブアセン
ブリ２０は、短絡巻線として作用する非磁性の円筒形導
電体３６、即ち短絡巻線３６を含んでいる。

更に、マグネット・サブアセンブリ２０は、体的に紡造
され、且つ上部及び下部に２つの平坦部を持ち、断面が
ほぼ円形の後部プレート４２を有する鉄製の内部コア４
０を含んでいる。後部プレート４２から突出して、マグ
ネット部材３４の内部表面とほぼ同じ曲率の外表面を持
つ２つの内部コア部分４４が設けられている。内部コア
部分４４の長さに沿って平行に設けられた円筒形状の溝
部４６が、′８内部コア部分４４の内面に穿たれている
。円柱状の二酸化ジルコニウムの案内レール５０は、上
述の溝部４６と固着され、そして、＝１２ 案内レールの前端部は内部コア４０の前面４８を越えて
延びている。

更に、マグネット・サブアセンブリ２０は、内部コア４
０の後部プレート４２と同じように磁束路として機能す
る前部プレート６０を含んでいる。

前部プレート６０の背面には、磁極片３２の内面とほぼ
同じ曲率の外面を持つ台状部６２が設けられている。ま
た、前部プレート６０は、内部コア４０中の溝部４６と
対応する２つの円筒形状の溝部６６を含む開口６４が設
けられている。

第１図に示した磁気ヘッド積層体７０は、１０個のヘッ
ド／アーム・アセンブリ７２で構成されており、互に押
しあう関係で偏倚されている２つの可撓性条片７６を装
着した剛性のアーム部分７４を含んでいる。読取り／書
込み用磁気ヘッドに組み込まれているスライダ７８は、
各可撓性条片７６に装着されている。また、磁気ヘッド
積層体７０に含まれている磁気ヘッド／アーム・アセン
ブリ７２は、可撓性条片７６の一端に装着された剛性ア
ーム部分を含んでいる。サーボ読取り専用ヘッド７９は
可撓性条片７６の他端に装着されている。

また、キャリッジ・サブアセンブリ８０は、第１図に概
略が示されており、第２図及び第３図に細部が示されて
いる。キャリッジ・サブアセンブリ８０は２つの側壁８
２を含む垂直部材８１を含み、側壁８２は、複数個のス
ロット８３が設けられている。ヘッド・アーム・アセン
ブリの剛性のアームは、垂直部材８１の２つの側壁を貫
通するねじ８４によって平行に離隔した関係でスロット
中に固定されている。更に、キャリッジ・サブアセンブ
リは、上部から下部に跨がって延びる垂直壁を含んでお
り、この垂直壁は、ボイス・コイル９０が取り巻いてい
る（第１図参照）２つの湾曲した部材８５と、垂直部材
８１の中心から突出している水平部材８６とを持ってい
る。

ハの字形に構成された、６個の鋼製の転がり式のベアリ
ングが、キャリッジ・サブアセンブリ８０に取り付けら
れている。単一対のベアリング８７（８７，８７′　）
は、水平部材８６の一方の側に設けられ、水平部材８６
の他方の側に設けられた他の２つのベアリング対８８は
、前方のベアリング対が垂直部材８１の一方の側壁に設
げられるように、上述の一対のベアリング８７の両側に
位置付けられている。

組み立てられたアクチュエータ１０が第４図に示されて
いる。この組み立てられたアクチュエータ１０において
、マグネット部材３４を越えて延びた磁極片３２の周辺
部３３は、後部プレート４２の円弧状の外面４３と整置
されている。磁極片３２の他方の突出部３５は、前部プ
レート６０の背面上の弧試の台状部６２の周囲に嵌め込
まれ、そして、前部プレート６０の２つの開口６５に挿
通された２本のボルトによって固定される。非磁性体で
導電性のシリンダ、即ち短絡巻線３６は、内部コア部分
４４の表面に近接して、磁束路内に位置付けられている
。短絡巻線３６は「０字形」リング３７によって、マグ
ネット部材３４から離隔して維持されている。

第４図において、短絡巻線３６が、外部コア３２の間に
示されている。環状の空隙が、短絡巻線３６内面と内部
コア部分４４の外面との間に作られている。

キャリッジを取り囲んで取り付けられたボイス・コイル
９０が短絡巻線３６と内部コア部分４４との間で画定さ
れた空隙に位置付けられるように、キャリッジ・サブア
センブリ８０がマグネット・サブアセンブリ２０の中に
取り付けられる。キャリッジに装着されているベアリン
グ対８７及び８８は、内部コア４０に固定されている案
内レール５０と係合されており、これにより、キャリッ
ジ・サブアセンブリ８０は、案内レール５０と平行な方
向に移動することが出来る。単一対のベアリング対８７
のベアリング８７′の下側は、支持台９５中に設けられ
、且つキャリッジ・サブアセンブリに装着されているス
プリング９６によって支持されている（第５図及び第６
図参照）。この支持台９５は、２つのビン９７によって
キャリッジ・サブアセンブリ８０の水平部材８６の側壁
に固定されている。ベアリング８７′は、前方に偏倚さ
れているから、案内レール５０に対して事前負荷を与え
ている。このように、キャリッジ・サブアセンブリ８０
は、案内レールに対して偏倚されており、従って、ベア
リングの半径方向のガタと、キャリッジ及び案内レール
の間のガタとが除去される。

前部プレート５０は、前部プレートの４つのばか孔６７
ａと、内部コア部分４４の４つの対応するねじ孔にねじ
込まれたねじによって、内部コア４０に固着されている
。キャリッジ・サブアセンブリに装着されている磁気ヘ
ッド積層体７ｏは、前部プレート５０に設けられた開口
部６４を通って前方に突出している。

アクチュエータ１０には、キャリッジ・サブアセンブリ
８０の長手方向の移動を制限するための適宜の手段（図
示せず）と、ディスク・ファイルを使用しない時に、キ
ャリッジを固定位置に保持するためのラッチ（図示せず
）とを含んでいる。

第５図は、ベアリング構成の相互関係を示すため、キャ
リッジ・サブアセンブリ８０の部分を背面から見た模式
図である。単一のベアリング対８７が右側に示され、他
方の２つのベアリング対８８は、左側に示されている。

右側のベアリング対８７のベアリングの間の角度は、他
の２つのベアリング対８８のベアリングの間の角度とは
異なっている。

これらの角度の大きさは、上述のように、主として負荷
の不平衡を減少するために選ばれる。２つの対のベアリ
ングの間の角度より、単一の対のベアリングの間の角度
の方を小さくすることによって、負荷の不平衡が減少さ
れることが判明しており、これが第５図に示されている
。第５図を参照すると、単一の対のベアリング８７の間
の角度は、Ｓで示されており、２つの対のベアリング８
８の間の角度は、Ｄで示されている。従って、単一の対
のベアリング８７′の下側に事前負荷Ｐを与えると、他
の２つの対の各ベアリングの負荷Ｐｄは、次式で与えら
れる値となる。

Ｐｄ＝（ＰＸｃｏｓ　（Ｓ／２　））／（２Ｘｃｏｓ（
Ｄ／２）） 即ち、若し、角度Ｓと角度りとが同じならば、他の２つ
の対のベアリングの各々に加えられる負荷はＰｄ＝Ｐ／
２である。然しながら、若し、単一の対のベアリング８
７の闇の角度Ｓが６０’であれば、２つの対のベアリン
グ８８の間の角度りは１００６であり、２つのベアリン
グ対の各負荷Ｐｄは０．６７Ｐである。

この角度の最適値を選ぶことによって、負荷の不平衡を
減少することが可能である。従って、他の２つの対のベ
アリング辷りを回避するためには、単一の対のベアリン
グの事前負荷の大きさを減少することが必要である。こ
のように事前負荷を調節することは、ベアリングと、支
持する案内レールとの間の摩擦を減少し、従って、ベア
リング及び支持案内レールの磨耗を減少する。

また、上述のベアリングの角度の変化は、アクチュエー
タ・アセンブリの設計の他の面で有用なことが判明して
いる。上述したアクチュエータ・アセンブリ１０におい
て、キャリッジは、マグネシウム、またはアルミニウム
のような軽量材で作られる。これは、アクチュエータ１
０の他の部分を構成している材料よりも、熱による膨張
及び収縮が大きい。加えて、一方の側のベアリングだけ
に事前負荷システムがあり、このことは、１つの方向に
、すべての部分の長さの変化を偏らせる傾向がある。従
って、熱膨張の差異は、事前負荷の付与点の囲りでキャ
リッジ・アセンブリを回転させる傾向を生じる。この傾
向による影響を分析した結果、ベアリングを注意深く選
択した設計によって、この影響を補償することが出来る
ことが判っている。然しながら、角度の選択は、負荷の
制限にも依存している（上述したように）。図示のアク
チュエータ・アセンブリ１０に対しては、良好な負荷特
性を達成し、且つ熱膨張の相違による影響を補償するた
めに、妥協的な見地から計算され、選ばれた角度は、 ５−９０°で、Ｄ＝１１０゜ である。

案内レール５０に使用された二酸化ジルコニウム材料は
、京セラ社で販売されている安定化された正方品系の二
酸化ジルコニウム（ｔｅｔｒａｇｏｎａｌｌｙｓｔａｂ
ｉｌｉｚｅｄ　ｚｉｒｃｏｎｉａ　）　（材料コード、
Ｚ２０１Ｎ）である。この材料は、殆ど正方晶系結晶相
の二酸化ジルコニウムであり、無視し得る程度の比率の
立方晶系結晶（ｃｕｂｉｃ　ｃｒｙｓｔａｌ　）、また
は単斜晶系結晶（ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ　ｃｒｙｓｔａ
ｌ　）の二酸化ジルコニウムを含むものである。

正方品系の二酸化ジルコニウムは、準安定性の材料であ
り、安定剤によって安定化されないと、成る温度以下に
おいて、単斜晶系の結晶に還元する傾向がある。この実
施例の場合、安定剤は、３％モル濃度の酸化イツトリウ
ムである。

案内レール５０の材料の粒子寸法は、平均値で０．５ミ
クロンである。ラッピングで研磨されたロッドの表面仕
上げは、平均した平滑度が０．　１ミクロンで、ピーク
からピークまで０．３ミクロン以上の良好な表面の平滑
度を持つものである。

このリニヤ・アクチュエータの実施例における二酸化ジ
ルコニウムの秀れた耐磨耗特性は、理論的に説明出来な
いけれども、上述のパラメータは重要であると考えられ
る。また、この材料について重要なことは、ビッカース
の５００ｇの硬度テストによって測定された硬度が１２
．０ＧＰａ以上であり、耐破壊力は６’Ｍ　Ｐ　ａ　　
ｍ””以上の値で、且つ、曲げ剛性は、２０℃において
９５０　Ｍ　Ｐ　ａ以上の値を持っていることである。

第１図乃至第６図に示したアクチュエータと同じアクチ
ュエータを使用し、二酸イとジルコニウムの案内ロッド
を用いた場合の磨耗度と、他の材料の案内ロッドを用い
た場合の磨耗度とを比較するために行った磨耗テストを
以下に説明する。

テスト１−鋼の案内ロッド クロム炭素鋼の案内ロッドと、鋼製のベアリングとを用
いたアクチュエータについて、キャリッジを１０７回の
アクセス運動を実行したテストを行った。ベアリングの
事前負荷は２００グラムであった。ベアリングはキャリ
ッジと案内レールとの構成だけによって整列された。テ
ストの結果は、ストロークの終端部の所で磨耗の痕跡が
生じ、その大きさは、プロフィール測定器によって測定
した結果、約２ミクロンの深さであった。以下のテスト
と比較するための参考として述べると、この案内レール
の望ましい表面の平滑度は、平均０゜１ミクロン（ピー
クからピークまで０．３ミクロン）である。

テスト２−アルミナの案内レール 第１図乃至第６図に示されたものと同様のアクチュエー
タが用いられ、２つの異なった材料から作られたアルミ
ナの案内レールと、ポール・ベアリングについて３週間
の間（約１．５×１０７回のアクセス運動に匹敵する）
のテストが行われた。

すべての案内レールが５ミクロン以上の磨耗を示した。

大量の粉体が発生し、黒色粉体の大量の蓄積が案内レー
ル上に認められ、これは、アルミナとクロム鋼の混合物
であることが見出された。

テスト３−１部安定化された二酸化ジルコニウム（ＰＳ
Ｚ） モルガン・マドロック社（Ｍｏｒｇａｎ　Ｍａｔｒｏｃ
　）で販売されているタイプ番号、ｚｓｏｏの材料であ
って、２ミクロンから３ミクロンの平均直径の間の粒子
寸法の立方晶系結晶、単斜晶系結晶及び正方品系結晶の
二酸化ジルコニウムの混合物を含んだＰＳＺ案内レール
を持つアクチュエータに対して、ベアリングの公称事前
負荷、２００グラムの下で２．５×１０８回のアクセス
運動が与えられた。このテストは４０℃の温度で通常の
湿度の下で行われた。

１８個の磨耗トラックが検査され、そのうち６個が１ミ
クロン以上の深さで磨耗しており、その範囲は１．２ミ
クロンから４．５ミクロンまでであった。ベアリングの
磨耗を加えると、３個のアクチュエータにおいて、最悪
の場合、ディスクの半径方向におけるサーボ・ヘッドと
、データ・ヘッドとの最大のずれは、約０．５ミクロン
、１ミクロン及び３ミクロン（１９マイクロインチ、３
５マイクロインチ及び１１６マイクロインチ）であり、
この磨耗の大きさは、鋼のレールの場合よりも良いけれ
ども、この特定のアクチュエータに関しては受は入れら
れない値である。

テスト４−正方品系結晶の二酸化ジルコニラム（ＴＳＺ
）の案内レール 第１図乃至第６図に示したものと同様の７個のアクチュ
エータ中に、安定化された正方品系結晶の二酸化シリコ
ニウム（ＴＳＺ）の案内レールが組み込まれた。ＴＳＺ
の案内レールには京セラ社の製品（材料番号Ｚ２０１Ｎ
）が用いられ、平均０．１ミクロンの表面平滑度にラッ
ピングで研磨された。キャリッジのベアリングとして、
ＮＳＫ社の鋼ポール型の７ポール・ベアリングが用いら
れた。ベアリングは、キャツリジと案内レールの構造よ
り上の精度に個々に整列されなかった。

３個のアクチュエータは、公称の事前負荷、２００グラ
ムが与えられ、残りの４個のアクチュエータには、夫々
２８６グラム、３６０グラム、４００グラム及び６６２
グラムの事前負荷が与えられた。これらのアクチュエー
タは、５×１０８回のアクセス運動（製品寿命として予
定された回数の半分）が与えられた。

案内レールは、磨耗に関して視覚検査されたが、４２個
のベアリングから、より強く負荷を与えられだ３個のベ
アリングだけが磨耗していた。このテスト結果は、以下
の通りである。

事前負荷　　　　損傷の深さ アクチュエータ６４００グラム　　０．４ミクロンアク
チュエータ７６６０グラム　　０．３２ミクロンアクチ
ュエータ７６６０グラム　　０．６７ミクロンとれは、
０．３ミクロンのピークからピークの平滑度の公称仕様
と両立する値である。１ミクロンより大きな磨耗は、す
べてのものに見出されなかったし、公称の事前負荷のア
クチュエータの場合には、磨耗は観測されなかった。

中央のヘッド（サーボ・ヘッド）と、データ・ヘッドと
の最大の半径方向に対するレールとベアリングの組み合
せの磨耗の影響は、０．０５ミクロン乃至０．５５ミク
ロンの範囲であると計算された。

テスト５−安定化された正方晶系結晶の二酸化ジルコニ
ウムの案内レール テスト４と同様に、第１図乃至第６図に示したものと同
様のアクチュエータ中に、安定化された正方晶系結晶の
二酸化シリコニウム（ＴＳＺ）の１７個の案内レールと
鋼製の９ポール・ベアリング（ＮＳＫ社製）が組み込ま
れたアクチュエータに対して、合計０．３３×１０８回
のアクセス連動が与えられた。３個のアクチュエータに
は、５００グラムまでのベアリング事前負荷が与えられ
、残りの１４個のアクチュエータには、２００グラムの
事前負荷が与えられた。このテストは、４０℃乃至６０
℃の温度で、９０％の湿度の環境で行われた。案内レー
ル及びベアリングの測定は、平均の半径方向Σオフセッ
トと、最悪の場合の半径方向Ｅオフセットを計算するこ
とによって行われた。

平均の半径方向Σオフセットは、０．１ミクロン（４，
３マイクロ・インチ）であり、最悪の半径方向Σオフセ
ットは、０．２ミクロン（８，８マイ′クロ・インチ）
であった。これらの値は、十分に所望のオフセット値の
範囲内である。

上述のテスト及び研究所内の追試の結果、内部粒子強度
（ｉｎｔｅｒ−ｇｒａｎｕｌａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　
）が、粒子プルアウトを決めるらしいので、現在の所、
内部粒子強度が、磨耗のメカニズムに対して重要な要素
であると結論付けられる。−度、粒子プルアウトが発生
すると、磨耗の痕跡の可成り鋭いエツジがベアリングの
磨耗を加速させるので、結果として、急速な案内レール
の磨耗を生じるらしい。内部的の一アルミナの粒子強度
は、テスト４及び５で使われた二酸化ジルコニウムの１
０．２０ＫＮの強さに比較して２乃至４ＫＮの程度であ
る。

以上、テストされたＴＳＺは第１図乃至第６図に示した
特定のアクチュエータに対して不適合であることが見出
されたが、米国特許第４６６１７２９号に示されたアク
チュエータと同様のアクチュエータのテストでも同じ結
果であったことが判明している。

ボイス・コイル型のアクチュエータだけについて説明し
てきたが、本発明は、ボイス・コイル型のアクチュエー
タだけに限定されるものではない。

キャリッジが鋼バンドによって磁気ヘッドに接続されて
いる電子モータのピニオンによって駆動されるディスク
・ファイルのリニヤ・アクチュエーフ一 夕が知られている。このような取外し可能な結合方法が
公知だから、本発明は、ボイス・コイルがキャリッジに
直接に結合されているボイス・コイル型のアクチュエー
タに限定して解釈されるへきではない。ベアリングに対
して負荷を与えることは必ずしも必要ではなく、必要に
応じて、案内レールに負荷を与えてもよい。更に、成る
種のボイス・コイル型のアクチュエータにおいて、案内
路の表面は移動キャリッジ・アセンブリの一部であって
よく、ベアリングは固定側に固定されてもよい。

Ｆ０発明の効果 従来の装置で発生された微粒子の汚染物による磨耗の問
題を生じることがなく、製品の寿命が長く、且つトラッ
ク密度が増加した小型のディスク・ファイルを提供する
。

【図面の簡単な説明】

第１図はディスク・ファイルのヘッドを位置付けるため
のリニヤ・アクチュエータを分解して示す斜視図、第２
図は第１図のアクチュエータ・アセンブリに使用される
キャリッジ・サブアセンブリを前方から見た斜視図、第
３図は第１図のアクチュエータ・アセンブリを後方から
見たキャリッジ・サブアセンブリの斜視図、第４図は第
１図のアクチュエータ・アセンブリを組み立てた状態を
示す斜視図、第５図はベアリングの取り付は構造の細部
を説明するために、キャリッジ・サブアセンブリを背面
から見た模式図、第６図は第５図のキャリッジ・サブア
センブリに用いられた事前負荷用のスプリングの側面図
である。 １０・・・・ボイス・コイル型のアクチュエータ、２０
・・・・マグネット・サブアセンブリ、３０・・・・外
部コア、３２・・・・磁極片、３４・・・・マグネット
部材、４０・・・・内部コア、４２・・・・後部プレー
ト、４４・・・・内部コア部分、５０・・・・案内レー
ル、６０・・・・前部プレート、７０・・・・磁気ヘッ
ド積層体、７２・・・・磁気ヘッド／アーム組立体、８
０・・・・キャリッジ・サブアセンブリ、８１・・・・
垂直部材、８６・・・・水平部材、８７・・・・単一対
のベアリング、８８・・・・２つの対のベアリング、９
０・・・・ボイス・コイル、９５・・・・ベアリングの
支持台、９６・・・・スプリング。 出 代 願 理 人 人 インターナショナル・ビジネス・ マシーンズ・コーポレーション 弁理士　　山　　本　　仁　　朗 （外１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディスク上のトラックに対してディスク・ファイルのヘ
   ッドを位置付けるためのリニヤ・アクチュエータにおい
   て、 印加された信号電流に応答して、上記アクチュエータの
   移動を行うための主駆動手段と、 片持ち梁の態様でヘッド／アーム組立体を支持し、且つ
   上記主駆動手段の移動に応答してアクセス方向にリニヤ
   に移動するために、上記主駆動手段に結合しているキャ
   リッジと、 ディスク上のトラックに対してヘッドを位置付けるため
   に上記アクセス方向にリニヤに移動を行い、上記キャリ
   ッジを支持し、且つリニヤに配列された複数個の転がり
   式ベアリングと、 上記アクセス方向と平行にリニヤに延びた案内面を有し
   、且つ上記リニヤなアクセス方向にキヤリツジを移動さ
   せるために、上記キャリッジを案内する案内手段と、 上記ベアリングが上記案内面の夫々に接触するように上
   記ベアリングに負荷を与える負荷手段とからなり、 上記案内面は鋼よりも秀れた耐磨耗特性を持つセラミッ
   ク材料で作られていることを特徴とする、ディスク・フ
   ァイルのアクチュエータ。