JPH0283866A - 磁気ディスク装置のキャリッジ案内機構 - 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〕 本発明は磁気ディスク装置のキャリッジ案内機構（以下
、単に「キャリッジ案内機構」ともいう）に関し、特に
磁気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キャリッジ案内
機構に関する。

〔従来の技術〕

従来の磁気ディスク装置用キャリッジ案内機構としては
、例えば、特開昭６１−１９６４７５号公報に開示され
たものが知られている。

この機構は、ガイドレールの変形による位置決め精度の
悪化を皆無とするために、ガイドレールを複数の部分に
分割して、その加工精度を向上させるようにしたもので
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、」二足従来技術には、各部分を構成する
部材の線膨張係数が異なる場合、室温変化により、キャ
リッジが回転し、サーマルオフトラックを発生するとい
う問題があった。以下、これについて、第５図、第６図
を用いて説明する。

まず、第５図は基準状態を示すものであり、第６図は温
度が上昇した状態を示すものである。なお、両図とも、
キャリッジの中心軸方向に直角な面での、断面図を示す
ものであ。両図において、４ａ、４ｂはガイドレール、
５はレールハウジング、６はキャリッジ、７はベアリン
グ、８は与圧バネを示している。ガイドレール４ａ、４
ｂは、六角穴付きボルト１２ａ　、　１２ｂによりレー
ルハウジング５に固定されている。また、与圧バネ８は
、キャリッジ６を図の反時計方向に付勢して、安定させ
るものである。

通常、上記レールハウジング５．キャリッジ６はアルミ
ニウム製、ベアリング７はステンレス鋼製である。以下
、ガイドレール４が耐摩耗性の点からセラミックで構成
されている場合を考えることにする。この場合、セラミ
ックやステンレス鋼は、アルミニウムに比べて線膨張係
数が小さいため、環境温度が上昇した場合、アルミニウ
ムはど膨張しない。

第５図の状態で正規の姿勢を保っていたキャリッジ６は
、温度が上昇した場合、第６図の状態に変化する。すな
わち、主に、レールハウジング５の伸びが大きく、ガイ
ドレール４の伸びが小さいことにより、キャリッジ６は
その軸回りに、第６図のθ方向に回転することになる。

キャリッジ６がこのように回転すると、キャリッジ６に
固定されている図示されていない磁気ヘッドが位置ずれ
（サーマルオフトラック）を起こすことになる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、従来の技術における上述の如き問題を解
消し、環境温度が変化した場合にも、サーマルオフトラ
ックに発生しないようにしたキャリッジ案内機構を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の上述の目的は、磁気ヘッドを搭載するキャリッ
ジと、該キャリッジを磁気ディスクの半径方向に案内す
るガイドレールおよび該ガイドレールを支持するレール
ハウジングを有するキャリッジ案内支持機構において、
前記ガイドレールとレールハウジングとの間に、熱膨張
修正用部材を挿入したことを特徴とするキャリッジ案内
機構、または、前記キャリッジ、ガイドレールおよびレ
ールハウジングを構成する材料を、温度変化に伴なうそ
れらの線膨張量が所定の関係を保つ如く選択し、構成す
ることを特徴とするキャリッジ案内機構によって達成さ
れる。

〔作用〕

本発明に係る第１のキャリッジ案内機構においては、キ
ャリッジを支持案内する一対のガイドレールを保持する
レールハウジングの、温度変化による寸法変化をキャン
セルするため、上記ガイドレールとレールハウジングの
間に、ガイドレールとレールハウジングの寸法および熱
膨張係数の差に対応する寸法および熱膨張係数を有する
スペーサを挿入するものである。

また、本発明に係る第２のキャリッジ案内機構において
は、上記キャリッジ、ガイドレール、レールハウジング
およびこの間に介在するベアリングを構成する材料を、
温度変化に伴なうそれらの線膨張量が所定の関係を保つ
如く選択し、それらの材料により構成するものである。

これらにより、キャリッジをその軸回りに回転させよう
とする力をキャンセルし、キャリッジを回転しないよう
に保持することができ、キャリッジに固定されている磁
気ヘッドの位置決め精度が向上するという効果がある。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第２図は、本発明の一実施例であるキャリッジ案内機構
を有する磁気ディスク装置の全体構成を示す一部断面平
面図である。この磁気ディスク装置は、磁気ディスク１
．スピンドル２．磁気ヘッド３．前述のガイドレール４
ａおよび４ｂ、レールハウジング５．キャリッジ６、ベ
アリング７゜コイル９．永久磁石１０等から構成される
装置磁気ディスク１は、スピンドル２に固定されており
、高速度で回転する。磁気ヘッド３を搭載したキャリッ
ジ６の後部には、コイル９が備えられており、このコイ
ル９と永久磁石１０により、キャリッジ駆動用のりニア
モータが形成されている。

キャリッジ６は、ベアリング７を介してガイドレール４
ａ、４ｂに保持されている。

第１図に、本実施例のキャリッジ案内機端の詳細な構成
を示す０本実施例に示すキャリッジ案内機構においては
、ガイドレール４ａ、４ｂとレールハウジング５との間
に、レールハウジング５を構成する材料であるアルミニ
ウムより線膨張係数の大きい材料で構成されるスペーサ
ｌｌａ、ｌｌｂを挿入し、ボルト１２で同定している。

上記スペーサｌｌａ、ｌｌｂの詳細について、以下説明
する。

各部材の横方向の長さを、それぞれ、ｆｉ６＋ＱＢ＋Ｑ
ｒ、　Ｑ　、、　Ｑ、で、縦方向の長さを、Ｌｏ、　Ｌ
ａ、Ｌｒで表わすことにする。温度が八Ｔだけ変化した
ときの膨張量が等しくなるようにするためには。

Ｑｃα。ΔＴ＋ｆｌＢαＢΔＴ　＋　Ｑ　ｒａ　、ΔＴ
＋ρ８α８ΔＴ−（Ｌ、α。ΔＴ−ＬＢα８ΔＴＬｒα
、ΔＴ）＝Ｑ、αゎΔＴ が成立することが必要である。これより、ｎｍ（Ｃ８−
αｈ）＝（ｎｃ＋ｎａ＋　Ｑｒ）αゎＣＱｃ　　Ｌａ）
（Ｗｅ　　（（ｉ８＋　ＬＥＤ）αｓ（Ｑｒ＋Ｌｒ）（
ｔｒ　　　　　　　　　・−−−（１）を満足するρ６
．α６をもった材料を選択すれば良いことがわかる。な
お、ここで、 αＣ：キャリッジ材料の線膨張係数 αｓ：ベアリング材料の線膨張係数 αトガイドレール材料の線膨張係数 αトスペーサ材料の線膨張係数 αｈ：レールハウジング材料の線膨張係数を示している
。

具体例で示すと、　ｎｏ＝１１．５ｍｍ、　ＱＢ＝５ｍ
ｍ、　Ｑｒ＝ＩＯｍＩＩ１．　Ｌｃ＝４ｍｍ、ＬＢ＝１
ａ＋ｍ、　Ｌｒ−＝：３ｍｍ、また、ａ　ａ　＝　Ｃ１
，＝　２４　Ｘ　１０−′１０Ｃ１αＢ＝１０．ＩＸ］
、ｏ−’／’Ｃ１α、　＝　２．５　Ｘ　１．０−’／
’　Ｃとすると、（１）式より、ＱＳ（αｓ　　２４　
Ｘ　１０−’）＝３．６３Ｘ　１０−’スペーサ材料と
して四弗化エチレン樹脂を用いるものとすれば、α、　
＝　１００　ｘ　１０−’／’　Ｃであるから、Ｑ、＝
４．８ａ園 とすれば良いことになる。

第３図に、他の実施例を示す。本実施例においては、第
１図に示した如く、ガイドレール４ａ。

４ｂとレールハウジング５の間２個所にスペーサ１１ａ
、ｌｌｂを挿入することなく、ガイドレール４ａとレー
ルハウジング５の間１個所にのみ、スペーサｌｌｃを挿
入したものである。

この場合は、 ２（ｆｌ、ａ、ΔＴ　十Ｑ　Ｂ　ａ　ＢΔＴ＋Ｑｒｃｔ
、ΔＴ）＋Ｑ、′α、ΔＴ　−２（Ｌ、α。ΔＴ−ＬＢ
α８ΔＴ−Ｌ、α、ΔＴ）＝　（Ｑｈｔ　＋　Ｑ　ｈａ
）αゎΔＴが成立することが必要である。これより、Ａ
、’（Ｃ１−αｈ）＝２（Ｑａ＋ＱＢ＋Ｑｒ）Ｃ１゜２
（ＣＱａ−Ｌｃ＞ａ−＋（Ｑｎ＋Ｌｅ）α８＋（Ｑ、＋
ＬＰ）Ｃ１）　　　　　　　・・・・（２）を満足する
Ｑ８′、α、をもった材料を選択すれば良いことがわか
る。

一 先程と同様に、Ｒａ＝１１．５ａ＋ｍ、　　ＱＢ＝５ｍ
＋ｍ、　　Ｑｒ＝１００１１１、　Ｌｃ＝４ｍｍ、　Ｌ
Ｂ＝Ｉｍｍ、Ｌ１＝３■爾、そして、αｓ　”　ａ　１
．　＝２４　Ｘ　１０−’／’　Ｃ１ａ　Ｂ　＝　１０
．　Ｉ　Ｘ　１０−６／’　Ｃ１α、　＝　２．５　Ｘ
　１０−’／’　Ｃとすると、（２）式より、Ｒａ’　
（αｍ　−２４Ｘ　１０−’）、＝７，２６　Ｘ　１．
０−’また、α、　＝　１００　Ｘ　３０−’／’　Ｃ
であるから、Ｑ　Ｂ’　＝９．６ｍｍ とすれば良く、第１図に示した実施例の２倍の長さとす
ることになる。

第４図に、更に別の実施例を示す。本実施例においては
、ガイドレール４ａ、４ｂとレールハウジング５の間２
個所にスペーサｌｌａ、Ｉｌｂを挿入しているが、第１
図に示した実施例とは異なり、ガイドレール４ａ、４ｂ
の下方で、レールハウジング５の間に、スペーサｌｉｄ
、１】ｅを挿入したものである。

この場合は、 ＱＳ（αｌ１ｄ−α。）ΔＴ二〇　　　　−・・（３）
を満足すれば良い。ここで、 αｓｄ＝スペーサ１１．ｄ材料の線膨張係数α口：スペ
ーサｌｉｅ材料の線膨張係数を示している。

例えば、ΔＴ＝５０°Ｃ１θ＝４．５　Ｘ　１Ｏ−２ｒ
ａｄとし、スペーサｌｉｄにＡｔ、Ｏ，、スペーサｌｉ
ｅに前述の四弗化エチレン樹脂を用いるものとすれば、
ａ　１ｃ＋＝５−９Ｘ　１０−’／’　Ｃα□＝　１０
０　Ｘ　１０−’／’　Ｃであるから、（３）式より、 Ｑｓ＝９．６膳閣 とすれば良いことになる。

また、スペーサｌｉｄとスペーサｌｉｅは両方とも用い
ることなく１片方のみでも良い。例えば、第４図のスペ
ーサｌｉｅのみを用いる場合であれば、ａｍ（αゎ−α
□）へＴ二〇　　　　・・・・（４）を満足すれば良い
。スペーサｌｉｅにＡｌ２Ｏ３を用いると。

αｌｍ＝１００Ｘｌｏ−’／’Ｃ であるから、ΔＴ　＝　５０’　Ｃ１θ＝４．５ＸＩＯ
−２ｒａｄとすると、（４）式より、 ρｇ＝４９．７ｍｍ とすれば良いことになる。

次に、レールハウジングの材料の選択による場合につい
て説明する。前述の、各実施例においては、ガイドレー
ルとレールハウジングとの間に、熱膨張修正用部材を挿
入した例を示したが、以下の説明では、レールハウジン
グの構成材料として線膨張係数の適切な材料を選ぶこと
により、キャリッジの回転モードをキャンセルする方法
について述べる。

レールハウジング５を構成する材料としては。

例えば、第５図において。

Ｑｃａ、ΔＴ十（ｌ　Ｂ　ａ　ＢΔＴ＋ＱｒａｌΔＴ−
（Ｌｃα。ΔＴ　　ＬＢ（ＥＢΔＴ−Ｌｒａ、ΔＴ）＝
Ｑｈα６八Ｔ が成立するように、つまり、 α口”　　　−（ｅ−α。＋ＲＢｃｔＢ十ρ、α１ｈ （ＬｃαｃＬＢα８−Ｌ、αｒ））・・・・（５）を満
足するαゎをもった材料を選択すれば良いことがわかる
。

例えば、前述の、　　Ｑａ＝１１．５＋＊＋ａ、　ＱＢ
＝５ｍｍ、　　Ｑｒ”］Ｏｍ＋ｍ、　Ｌｅ＝４ｍｍ、　
ＬＢ＝１ｍｍ、Ｌｒ＝３ｍｍ、また。

α。＝α、＝２４Ｘ１．０−″’／’Ｃ，αＢ＝　１０
．Ｉ　Ｘ　１０−’１０Ｃ。

α、　＝　２．５　Ｘ　１０−’／’　Ｃとした場合、
α、＝１０．３Ｘ１０−″′１０Ｃ となる。この値に近い線膨張係数を有する材料としては
５ＵＳ４３０が挙げられる。この５ＵＳ４３０が線膨張
係数は、 α＝　１０．４　Ｘ　Ｉ（＋−’／”　ｃである。従っ
て、レールハウジング５を構成する材料として、５ＵＳ
４３０を用いれば、キャリッジ６は温度変化により回転
することがない。

上記実施例においては、レールハウジング５を構成する
材料として、５ＵＳ４３０を用いたが、これは−例であ
り、他の各種の材料から適宜選択することが可能である
。

また、前述のガイドレールとレールハウジングとの間に
、熱膨張修正用部材を挿入する構成と。

上述のレールハウジングの構成材料として線膨張係数の
適切な材料を選ぶ構成とを、適宜組合せて用いることも
可能であることは言うまでもないことである。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、キャリッジ案内支持
機構において、キャリッジ、ガイドレールおよびレール
ハウジングを構成する材料を、温度変化に伴なうそれら
の線膨張量が所定の関係を保つ如く選択し、構成するこ
と、または、これらの間の線膨張量の差に対応する寸法
および熱膨張係数を有するスペーサを挿入することによ
り、環境温度が変化した場合にも、サーマルオフトラッ
クを発生しないようにしたキャリッジ案内機構を実現で
きるという顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるキャリッジ案内機構の
詳細な構成を示す断面図、第２図は実施例のキャリッジ
案内機構を有する磁気ディスク装置の全体構成を示す一
部断面平面図、第３図、第４図は本発明の他の実施例を
示す断面図、第５図は従来のキャリッジ案内機構の基準
状態を示す断面図、第６図はその温度が上昇した状態を
示す断面図である。 １：磁気ディスク、２ニスピンドル、３：磁気ヘッド、
４，４ａ、４ｂ　ニガイドレール、５：レールハウジン
グ、６：キャリッジ、７：ベアリング、９：コイル、１
０：永久磁石、１１．　ＩＩ　ａ　〜１１　ｅニスペー
サ。 特許出願人　株式会社　日立製作所 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気ヘッドを搭載するキャリッジと、該キャリッジ
   を磁気ディスクの半径方向に案内するガイドレールおよ
   び該ガイドレールを支持するレールハウジングを有する
   磁気ディスク装置のキャリッジ案内支持機構において、
   前記ガイドレールとレールハウジングとの間に、熱膨張
   修正用部材を挿入したことを特徴とする磁気ディスク装
   置のキャリッジ案内機構。 ２、磁気ヘッドを搭載するキャリッジと、該キャリッジ
   を磁気ディスクの半径方向に案内するガイドレールおよ
   び該ガイドレールを支持するレールハウジングを有する
   磁気ディスク装置のキャリッジ案内支持機構において、
   前記キャリッジ、ガイドレールおよびレールハウジング
   を構成する材料を、温度変化に伴なうそれらの線膨張量
   が所定の関係を保つ如く選択し、構成することを特徴と
   する磁気ディスク装置のキャリッジ案内機構。