JPH04134676A - 磁気ディスク装置のキャリッジ構造 - 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に係り、特に温度変化に対す
る熱変形を減少させるキャリッジ構造に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は特開昭６３−１８８８７８号公報に記載さ
れる様に、アクチュエータアーム等を一体的に形成し、
磁気ヘッドをネジ又は接着剤で固定した支持アーム等を
先端に取り付けている。これにより温度変化に伴って生
ずる結合部での熱変形を小さくし、磁気ヘッドの位置ず
れを防止している。又、同様な装置には米国特許第４７
９６１２２号明細書、実開昭６４−１２２６４号公報、
実開平１−１４０６６９号公報、及び実開平１−１４０
６７０号公報が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術は、温度変化により回転軸に取付けられた
軸受と、基端が共通のアーム支持部で一体的に支持され
且つアーム支持部の軸方向に互いに離間してガイドアー
ムが並設されている構造の一体化キャリッジの軸受部と
の間に発生する熱変形力が最上部のガイドアームに伝達
するのを防止する点については充分に配慮されておらず
、すなわち、変形の最小化構造については配慮されてお
らず、サーボ面サーボ方式による磁気ディスク装置の熱
オフトラック量をさらに低減する点について問題を有し
ていた。ここで、熱オフトラック量とは後述するが、最
上部のガイドアームとサーボ用のガイドアーム間の温度
上昇による熱変形量の差をいう。

本発明の目的は、回転軸に係合した最上部の軸受とそれ
にしまりばめ結合する一体化キャリツジの軸受部との間
に生ずる熱変形力が最上部のガイドアームに伝達するの
を阻止して、ヘッド先端の熱オフトラック量を小さくす
ることができ、以って温度変化による位置決め精度を向
上させることのできる磁気ディスク装置のキャリッジ構
造及び磁気ディスク装置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、本発明は、回転軸と、基端が
共通のアーム支持部で一体的に支持され且つアーム支持
部の軸方向に互いに離間して並設された複数のガイドア
ームと、前記アーム支持部の上下両端位置に形成された
軸受部と、この軸受部と結合して前記回転軸に前記アー
ム支持部を回動自在に取り付ける軸受と、を備えた磁気
ディスク装置のキャリッジ構造において、最上部の前記
ガイドアーム中心線位置が上部の前記軸受の中心線位置
より上位に形成され、上部の前記軸受部にその上面より
下方向に向かう凹部が形成されていることを特徴とする
ものである。ここで、最上部のガイドアーム及び凹部の
部分が他のガイドアーム及びアーム支持部の部分と別体
に形成され、両者が締結部材で一体に固定されているも
のがよい。

また、本発明は、回転軸と、基端が共通のアーム支持部
で一体的に支持され且つアーム支持部の軸方向に互いに
離間して並設された複数のガイドアームと、前記アーム
支持部の上下両端位置に形成された軸受部と、この軸受
部と結合して前記回転軸に前記アーム支持部を回動自在
に取り付ける軸受と、を備えた磁気ディスク装置のキャ
リッジ構造において、最上部の前記ガイドアーム中心線
位置が上部の前記軸受の中心線位置より上位に形成され
、上部の前記軸受と前記軸受部との間に他部材より成る
バッファリングが設けられ、このバッファリングにその
上面より下方向に向う凹部が形成されているものである
。

また、本発明は、回転軸と、基端が共通のアーム支持部
で一体的に支持され且つアーム支持部の軸方向に互いに
離間して並設された複数のガイドアームと、前記アーム
支持部の上下両端位置に形成された軸受部と、この軸受
部と結合して前記回転軸に前記アーム支持部を回動自在
に取り付ける軸受と、を備えた磁気ディスク装置のキャ
リッジ構造において、最上部の前記ガイドアーム中心線
位置が上部の前記軸受の中心線位置より上位に形成され
、前記軸受の軸受部との接触部分の上部角部に形成され
た切欠段部により凹部が形成されているものである。

前記キャリッジ構造のいずれかにおいて、最下部の前記
ガイドアーム中心線位置が下部の前記軸受の中心線位置
より上位に形成されているものがよい。また、凹部は少
なくとも一つ以上の周溝であるものや、周方向に互いに
離間して設けられた複数個の穴であるものがよい。また
、凹部は前記軸受と前記軸受部間の熱膨張係数の差によ
り生ずる変形力が最上部のガイドアームに伝達するのを
阻止する変形力逃し穴であるものがよい。

また、軸受の材料の熱膨張係数α。は軸受部の材料の熱
膨張係数α□より小さく設定されている（α０＜α１）
ものがよい。また、軸受、軸受部及びバッファリングの
各材料の熱膨張係数をα。。

α、、α２とし、同じく各材料の弾性率をＥｏ、Ｅｌ。

Ｅ２としたとき、 α。くα２くα１及びＥ　ｏ　＞　Ｅ　ｚ　＞　Ｅ　１
の関係を充たして設定されているものがよい。

前記キャリッジ構造のいずれかにおいて、軸受、軸受部
及びバッファリングは互いにしまりばめ結合で一体化さ
れているものがよい。また、凹部はその深さが前記軸受
の中心線とほぼ一致して形成されているものがよい。ま
た、凹部はその深さが前記ガイドアーム上面から２．０
〜６．０ｗｎの範囲に形成されているものがよい。

また、本発明は、複数のディスクを互いに離間して重ね
合わせて回転するスピンドル軸と、このスピンドル軸を
回転させるスピンドル駆動部と、前記ディスクの情報記
録部と磁気情報をやり取りするヘッドと、このヘッドを
支持するガイドアームを備え該ガイドアームの基端にて
回転軸に回動自在に取り付けられているキャリッジと、
このキャリッジを回動させるアクチュエータと、を備え
た磁気ディスク装置において、前記キャリッジが前記の
いずれかのキャリンジ構造に形成されているものである
。

〔作用〕

最上部のガイドアーム近傍に凹部が設けられ、更に最上
部のガイドアームの中心線位置が上部の軸受の中心線位
置より上位に設けられていることにより、軸受と軸受部
との材料の熱膨張係数の違いにより生ずる熱変形力が前
記凹部で吸収され、最上部のガイドアームにまで伝達さ
れない６最下部のガイドアームの中心線位置を下部軸受
の中心線位置より上位に形成することにより下部にて発
生する熱変形力は構造的に最下部のガイドアームに伝達
しなくなり、全体としても熱変形力による位置決め精度
の向上を図れる。

凹部の具体的形状は周溝や複数の穴等が挙げられるが、
その他の形状でもよく、熱変形がガイドアームに伝達す
るのを阻止する変形力逃し形状であればよい。

特に、凹部の深さを軸受の幅中心線位置とをほぼ一致さ
せる様に、溝の形状を形成することで、温度変化による
軸受部と軸受の結合部間での熱変形力、特に軸受の幅中
央部に作用する集中熱変形力の最上部のガイドアームへ
の伝達を充分に阻止するので、サーボ信号用アームとデ
ータ信号用アーム間で生じる熱オフトラック量を小さく
することができる。

これにより、磁気ディスク装置として温度変化によるヘ
ッドの位置決め精度の向上を図ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図により説明
する。

先ず第３図において、磁気ディスク装置ｌｌは、ベース
８上に設置され、上下方向に等間隔に配置された複数枚
のディスク２と、図示していないが下部に設けたスピン
ドルモータにより、ディスク２を重ね合わせて回転する
スピンドル軸３と、ディスク２上の磁気情報をリード、
ライト動作するヘッド４と、ヘッド４を上下方向及びア
クセス方向に支持するロードアーム５と、ガイドアーム
１１を備えた一体化キャリッジ１０と、それらのアーム
１１ｔ５を回転軸であるキャリッジ軸７周りに旋回駆動
させるアクチュエータ６等から構成されている。

第１図及び第２図において、一体化キャリッジ１０は、
アクチュエータ６のマグネット６′に相対して磁気力が
作用するコイル１５を取り付けたコイル支持部１６と、
キャリッジ軸７を介してコイル支持部１６の反対側に位
置する複数本のガイドアーム１１と、複数本のガイドア
ーム１１の基端を均等な間隔で上下に一体的に整列支持
し、円筒構造にしたアーム支持部１７と、アーム支持部
１７の上下側面にフレキシブルプリントケーブル板（Ｆ
ＰＣ板）９を取付ける為に設けたＦＰＣ支持部１８，１
９と、キャリッジ軸７に内輪２３を係合した軸受２ｏの
外輪２１を介して、しまりばめ結合する軸受部１４と、
軸受部１４の外側円周に設けられた凹部すなわち溝１３
から成る。軸受２０は一体化キャリッジ１０の上側と下
側の２箇所に配置され一体化キャリッジ１０の旋回動作
が円滑になされる様に支持されている。特に、最上部の
ガイドアーム１１中心線位１１３１が上部の前記軸受２
０の中心線位！３２より上位にあり、最下部の前記ガイ
ドアーム１１中心線位！２３が下部の前記軸受２０より
上位にあり、上部軸受部１４の周囲に少なくとも一つ以
上の溝１３が設けられている。

第４図は熱変形力を逃がす逃げ溝の深さ寸法変化による
ガイドアームの熱変形モードを示している。横軸は熱変
形量Ａの大きさであり、左側が内周側で、右側が外周側
である。縦軸は最上部から最下部までのガイドアーム１
１の位置を示す。サーボ面サーボ方式の基準位置はＳＶ
と記している最上部から７本目の位置である。図示した
如く、最上部での熱変形量Ａについて、逃げ溝なしの場
合では大きく、逃げ溝の深さ寸法３．０〜５．０閣では
小さくなっている。

第５図は第１図に示した軸受部１４の溝１３の深さ寸法
と、温度変化により上述の複数本ガイドアーム１１に作
用する最大熱オフトラック絶対量との関係を示し、横軸
は溝深さ寸法ａ、縦軸は最大熱オフトラック絶対量ＩＡ
Ｉである。ここで、熱オフトラック量とは最上部のガイ
ドアーム１１とサーボ用のガイドアーム（ＳＶ）１１間
の温度上昇による熱変形量の差をいう。ａは最上部ガイ
ドアーム１１表面から軸受２０の幅中心線３２までの寸
法であり、△ａはその偏差量である。

第５図で、最大熱オフトラック絶対量ＩＡＩの特性はバ
スタブ特性を示し、溝なしの○からａ＝３ｍのａ工まで
の範囲で右下り特性、ａ工からａ＝５閣のａ２までの範
囲でほぼ一定特性、８２以上の範囲で右上り特性になっ
ていることを示す。すなわち、最大熱オフトラック量が
最小となる範囲はａ工からａ２までであり、ここで上記
範囲は具体的には３．０＋ｗ＋＋〜５．Ｏｍである。

デスク面に情報が書き込まれているトラック幅とトラッ
ク密度（ＴＰＩ）との関係は従来は１０００ＴＰＩでト
ラック幅１．３μｍという情報記録密度であったものが
、最近更に高密度化が要求され、１５００ＴＰＩのトラ
ック密度が要求されてきている。この１５００ＴＰＩの
場合、トラック幅は０．８μｍである。これを、前記最
大熱オフトラック絶対量ＩＡＩと関係して考えると、１
０００　Ｔ　Ｐ　Ｉ　ニ対してはｌＡＩは０．３μｍ！
’ｔ’許容でき、１５００ＴＰＩに対してはＩＡＩは０
゜８μｍまで許容できることになるため、ＩＡＩが０．
８μｍ以下の溝の深さ寸法ａは２．０〜６゜Ｏｗｎの範
囲となる。そこで、本発明では、溝の深さを２．０〜６
．０ｍ＋の範囲と規定した。

ここで、第１図にもどって、キャリッジ１０の各部分の
主な寸法例を参考までに説明する。ガイドアーム１１の
先端長さｂは４６．０〜５０．。

Ｉ、ガイドアーム１１の突出長さＣは３０〜４５Ｉ、軸
受２０の内輪径ｄは８閣、外輪径ｅは１５■、ガイドア
ーム１１の根本のｌ１ｉｉｆは１６〜１８゜５閣、先端
幅ｇは８．０〜１０．０ｍ＋、溝１３の幅りは１．０〜
２．０ｍ、軸受部の幅ｉは１．０〜２．０ｍ、最上部ガ
イドアーム１１の突出高さｊは０．６〜１．０ｍ、ガイ
ドアーム１１の基端肉厚には１．６〜２．２閣、先端肉
厚Ｑは１．６■、アーム間隔ｍは４．５〜６．０ｍ、最
下部のガイドアーム１１と軸受２０上面との高さ差ｎは
１．０〜１．５ｍ、軸受２０の高さ方向長さｐは５．５
〜６．０−である。

尚、軸受２０の幅を大きくした場合では、この溝深さ寸
法もそれに比例して大きくすることにより、最小の熱オ
フトラック量を得ることができる。

この様な構成で、温度変化ｔが生じた場合、体化キャリ
ッジ１０の軸受部１４（熱膨張係数α１、弾性率Ｅ工）
と軸受２０（熱膨張係数α。、弾性率Ｅ。）の結合間で
、熱変形力偏差△δ（＝Ｅ。

α。−Ｅ１α１）Ｘｔ）が発生する。このΔδが軸受部
１４に伝達され、円周形状の軸受部１４が熱変形する。

すなわち、温度上昇すると、常温でしまりばめ結合した
軸受２０の外輪２１と、軸受部１４の結合面で各々へ熱
膨張し、軸受部１４の先端は溝１３の方向へ倒れ変形す
る。同様に、複数本のガイドアーム１１も熱膨張するが
、前述した熱変形力偏差Δδによる影響をガイドアーム
１１は溝１３を設け、更に最上部ガイドアーム１１の中
心線３１を軸受の中心線３２より上位に形成することに
より、受けにくくなる。これにより、最上部のガイドア
ーム１１どサーボ用のガイドアーム１１間の温度上昇に
よる熱変形量の差、すなわち熱オフトラック量は小さく
なる。

軸受２０の材料としては、鋳鉄（熱膨張係数α＝１２．
５×１０″″＠／℃）又はステンレス（α＝１７、３　
ｘ　ｌ　Ｏ−’／℃）が挙げられ、軸受部１４やガイド
アーム１１の材料としてはＡＱ−シリコン合金（１９＋
１％５ｉ）（ｃｚ＝１７．０〜１８゜０ＸＩＯ”−６／
’Ｃ）、Ｍｇ−ＡＱ金合金１０％ＡＭ）（α＝２５．０
〜２６．５Ｘ１０−６／”Ｃ）　、ＡＱ＝Ｌｉ合金（７
％Ｌｉ）（α＝２０〜２２Ｘ１０−’／℃）、プラスチ
ック材として非品性及び熱可塑性のポリエーテルイミド
樹脂（α＝１８．０〜２２、ＯＸ　１０−’／’Ｃ）が
挙げられる。これらの組合せは、軸受のα〈軸受部のα
の関係になっている。

本実施例によれば、キャリッジ軸の上部に配置した軸受
としまりばめ結合した一律化キャリッジの軸受部間で生
じる熱変形力偏差を逃げ溝で低減することにより、最上
部とサーボ用のガイドアーム間の温度変化による熱オフ
トラック量を小さくすることができるため、ヘッド位置
決め精度を向上させる効果がある。

また、第６図及び第７図は他の実施例であり、溝１３を
設けるのに段付バッファリング２５を軸受２０と一体キ
ャリッジ１０の軸受部１４との間に装着した構成であり
、その熱膨張係数α２、弾性率Ｅ２の値は軸受２ｏのα
。、Ｅｏ及び軸受部１４のα□、Ｅ工の間にある。すな
わちα。〈α２〈α１、Ｅｏ＞Ｅ、＞Ｅ工の構成である
。

この様な構成により、各々の結合面での熱変形力偏差Δ
δが小さくなり、本実施例でも同様な効果が得られる。

なお、溝加工を実施する必要がないという効果も得られ
る。

第８図は他の実施例であり、複数個の逃げ穴２６を一律
化キャリッジ１０の軸受部１４に設けた構成である。特
に、逃げ穴２６の深さ寸法ａを第一実施例と同じにした
もので、穴加工する様にしている。

この様な構成により、軸受２ｏと軸受部１４間での熱変
形の伝わりかたか小さくなり、本実施例でも同様な効果
が得られる。なお、本実施例では溝を全周に渡って機械
加工する必要がなく、複数箇所の穴加工のみで良いので
、加工工数の低減ができる。

第９図は他の実施例で有り、一体化キャリッジから最上
部のガイドアーム１１を切離し、そのガイドアームを一
律化ガイドアーム２７とし、上部軸受部２９に溝１３を
設け、アーム支持部１７と締結部材２８を介して、締結
したキャリッジ構造である。

この様な構成により、一つの部品が増えるが、軸受部の
上部の溝を機械加工しなくて良いので、本実施例でも同
等な効果が得られる。又、一体化ガイドアーム２７を肉
薄形状にしているので、−体化キャリッジと同じ材料で
、異なる製法（例えば、キャリッジがダイキャストで、
ガイドアームが鍛造加工、又は引き抜き加工）により、
簡単に製作することができる。

第１０図は他の実施例で有り、本実施例の軸受２０を外
輪を溝１３を形成するために段付き形状した外輪段付き
軸受３０にし、しまりばめ結合した一律化キャリッジの
軸受部１４の溝加工をなくすようにした構成である。

この様な構成により、一体化キャリッジの軸受部の溝加
工を実施しなくて良いので、本実施例の効果に加え、機
械加工の工数低減を図ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば最上部ガイドアームの中心線位置を上部
軸受の中心線位置より上位に形成すると共に、回転軸↓
こ係合した上下二つの軸受と結合する一律化キャリッジ
の軸受部に逃げ溝を設け、結合間で生じる熱変形力を小
さくする様にしたので、複数のガイドアームに作用する
熱変形アンバランスを低減し、ヘッド位置決め精度の向
上を図り、装置の信頼性を高める効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のキャリッジ上部構造の断面
図、第２図は本発明の一実施例の一律化キャリッジ構造
の斜視図、第３図は本発明の一実施例の磁気ディスク装
置の斜視図、第４図はガイドアームの熱変形モードを示
す図、第５図は溝深さ寸法による最大熱オフトラック量
特性図、第６図及び第７図は本発明の他の実施例の平面
図及び断面図、第８図は他実施例の平面図、第９図及び
第１０図はそれぞれ異なる他実施例の断面図である。 １・・・磁気ディスク装置、７・・・キャリッジ軸、１
０・・・一体化キャリッジ、１１・・・ガイドアーム、
１３・・・溝、１４・・・軸受部、１７・・・アーム支
持部、１８．１９・・・ＦＰＣ支持部、２０・・・軸受
、２１・・・外輪、２３・・・内輪、２５・・・段付き
バッファリング、２６・・・逃げ穴、２７・・・一体化
ガイドアーム、３０・・・外輪段付は軸受。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転軸と、基端が共通のアーム支持部で一体的に支
   持され且つアーム支持部の軸方向に互いに離間して並設
   された複数のガイドアームと、前記アーム支持部の上下
   両端位置に形成された軸受部と、この軸受部と結合して
   前記回転軸に前記アーム支持部を回動自在に取り付ける
   軸受と、を備えた磁気ディスク装置のキャリッジ構造に
   おいて、最上部の前記ガイドアーム中心線位置が上部の
   前記軸受の中心線位置より上位に形成され、上部の前記
   軸受部にその上面より下方向に向かう凹部が形成されて
   いることを特徴とする磁気ディスク装置のキャリッジ構
   造。 ２、請求項１において、最上部のガイドアーム及び凹部
   の部分が他のガイドアーム及びアーム支持部の部分と別
   体に形成され、両者が締結部材で一体に固定されている
   ことを特徴とする磁気ディスク装置のキャリッジ構造。 ３、回転軸と、基端が共通のアーム支持部で一体的に支
   持され且つアーム支持部の軸方向に互いに離間して並設
   された複数のガイドアームと、前記アーム支持部の上下
   両端位置に形成された軸受部と、この軸受部と結合して
   前記回転軸に前記アーム支持部を回動自在に取り付ける
   軸受と、を備えた磁気ディスク装置のキャリッジ構造に
   おいて、最上部の前記ガイドアーム中心線位置が上部の
   前記軸受の中心線位置より上位に形成され、上部の前記
   軸受と前記軸受部との間に他部材より成るバッファリン
   グが設けられ、このバッファリングにその上面より下方
   向に向う凹部が形成されていることを特徴とする磁気デ
   ィスク装置のキャリッジ構造。 ４、回転軸と、基端が共通のアーム支持部で一体的に支
   持され且つアーム支持部の軸方向に互いに離間して並設
   された複数のガイドアームと、前記アーム支持部の上下
   両端位置に形成された軸受部と、この軸受部と結合して
   前記回転軸に前記アーム支持部を回動自在に取り付ける
   軸受と、を備えた磁気ディスク装置のキャリッジ構造に
   おいて、最上部の前記ガイドアーム中心線位置が上部の
   前記軸受の中心線位置より上位に形成され、前記軸受の
   軸受部との接触部分の上部角部に形成された切欠段部に
   より凹部が形成されていることを特徴とする磁気ディス
   ク装置のキャリッジ構造。 ５、請求項１〜４のいずれかにおいて、最下部の前記ガ
   イドアーム中心線位置が下部の前記軸受の中心線位置よ
   り上位に形成されていることを特徴とする磁気ディスク
   装置のキャリッジ構造。 ６、請求項１〜５のいずれかにおいて、凹部は少なくと
   も一つ以上の周溝であることを特徴とする磁気ディスク
   装置のキャリッジ構造。 ７、請求項１〜５のいずれかにおいて、凹部は周方向に
   互いに離間して設けられた複数個の穴であることを特徴
   とする磁気ディスク装置のキャリッジ構造。 ８、請求項１〜５のいずれかにおいて、凹部は前記軸受
   と前記軸受部間の熱膨張係数の差により生ずる変形力が
   最上部のガイドアームに伝達するのを阻止する変形力逃
   し穴であることを特徴とする磁気ディスク装置のキャリ
   ッジ構造。 ９、請求項１、２、４、５のいずれかにおいて、軸受の
   材料の熱膨張係数α＿０は軸受部の材料の熱膨張係数α
   ＿１より小さく設定されている（α＿０＜α＿１）こと
   を特徴とする磁気ディスク装置のキャリッジ構造。 １０、請求項３において、軸受、軸受部及びバッファリ
   ングの各材料の熱膨張係数をα＿０、α＿１、α＿２と
   し、同じく各材料の弾性率をＥ＿０、Ｅ＿１、Ｅ＿２と
   したとき、α＿０＜α＿２＜α＿１及びＥ＿０＞Ｅ＿２
   ＞Ｅ＿１の関係を充たして設定されていることを特徴と
   する磁気ディスク装置のキャリッジ構造。 １１、請求項１〜９のいずれかにおいて、軸受、軸受部
   及びバッファリングは互いにしまりばめ結合で一体化さ
   れていることを特徴とする磁気ディスク装置のキャリッ
   ジ構造。 １２、請求項１〜１０のいずれかにおいて、凹部はその
   深さが前記軸受の中心線とほぼ一致して形成されている
   ことを特徴とする磁気ディスク装置のキャリッジ構造。 １３、請求項１〜１１のいずれかにおいて、凹部はその
   深さが前記ガイドアーム上面から２．０〜６．０ｍｍの
   範囲に形成されていることを特徴とする磁気ディスク装
   置のキャリッジ構造。 １４、複数のディスクを互いに離間して重ね合わせて回
   転するスピンドル軸と、このスピンドル軸を回転させる
   スピンドル駆動部と、前記ディスクの情報記録部と磁気
   情報をやり取りするヘッドと、このヘッドを支持するガ
   イドアームを備え該ガイドアームの基端にて回転軸に回
   動自在に取り付けられているキャリッジと、このキャリ
   ッジを回動させるアクチュエータと、を備えた磁気ディ
   スク装置において、前記キャリッジが請求項１〜１３の
   いずれかに記載にキャリッジ構造に形成されていること
   を特徴とする磁気ディスク装置。