JPH0448475A - 磁気ディスク装置用ヘッド位置決め機構のリニアアクチュエータ - 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】 し産業上の利用分野］ この発明は磁気ディスク装置のヘッド位置決め機構にか
かわり、さらに詳しくは、ヘッド位置決め機構における
リニアアクチュエータの改良に関している。

［従来の技術］ この種のリニアアクチュエータは、ヘッドのアクセス方
向以外の変位を拘束され、良好な位置決め精度を得るこ
とができるため広く使用されている。

リニアアクチュエータ自体は、たとえば特開平１−９６
８７７号公報や特開昭６１−１９６４７５号公報に記載
されているように、平行に配置されたレールと、レール
が固定されるサポートと、レールのあいだに配置され、
ヘッドアッセンブリを保持するキャリッジとを具備して
いて、キャリッジ上のローラをレール上の走行面にそっ
て転動させながらキャリッジを動かすことで、ヘッドに
直線移動をなさせている。

［発明が解決しようとする課題］ リニアアクチュエータを構成している部材は、通常、磁
気ディスクの基板部材に純度のたがいアルミニウム合金
を使用しているため、可能ながぎリアルミニウム合金が
採用されている。これは周囲温度の変化を考慮したため
である。異なる線膨張係数をもつ部材が混用されている
と、周囲温度条件が変化したときに、部材の各々に熱ひ
ずみや熱応力による弾性変形が発生し、ヘッドの位置決
め精度に影響をおよぼすことになるので、これを極力さ
けたいためである。が、キャリッジを案内するレールは
、摩耗強さを確保しなければならないため、焼入れ鋼や
セラミクラスなどのようなアルミニウム合金よりも硬い
材料が使用されている。

これらのレール材料は、アルミニウム合金よりも熱膨張
が小さいため、周囲温度が上昇すると、数ミクロンのオ
ーダの微小なすき間がレールの走行面とローラとの接触
部分に生じる。すき間が生じると、キャリッジがすき間
を埋めるようにレール上でローリングし、キャリッジの
姿勢が変化するため、記録密度かたかいと、キャリッジ
に支持されているヘッドを磁気ディスク上の目的位置に
位置決めすることができなくなる。

本発明の目的は、温度が変化しても、高精度なヘッドの
位置決めをなさせることができる、改良されたリニアア
クチュエータを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の磁気ディスク用ヘッド位置決め機構のリニアア
クチュエータは、上記目的を達成するために、レールが
走行面をサポートにおけるレールを設置する基準面と同
一平面上に位置しているように構成されている。

［作用］ 温度が上昇したときに、レールとローラとのあいだに発
生するすき間の大きさは、サポートにあるレールの設置
基準面からローラの走行面との面間距離の大きさに比例
しかつ温度の変化分に比例している、いいかえれば、レ
ールがどのくらいの厚みをもっているかによって決定さ
れる。温度の上昇や下降が生じたとしても、ガイドレー
ルの実質的な厚みがゼロであれば、ガイドレールの材質
のちがいによる熱ひずみはゼロであり、キャリッジの姿
勢変化は発生しない。

本発明によるヘッド位置決め機構では、前述のように、
レールにおけるローラの走行面とサポートにおけるレー
ルの設置基準面とが同一の平面内に配置され、レールの
厚みが実質的にゼロにさせられ、すべてのローラにこの
ような走行面上を走行しているため、温度変化が生じて
も、キャリッジの姿勢変化がおきない。

［実施例］ 本発明のリニアアクチュエータの実施例は、以下に、図
面とともに説明する。

第１図および第２図において、参照符号１０゜１１はサ
ポート、１２．１３はサポートの各々に設置されたレー
ル、１４はこれらのレール上を走行するキャリッジをそ
れぞれ示している。

サポート１０．１１はブロック１５．１６およびブリッ
ジ１７からそれぞれ構成されている。ブロック１５．１
６は、それぞれ、アルミニウム合金からなる、はぼチャ
ネル形部材の形態をもつもので、溝底を形成している壁
面１８．１９が角度９０°をなしてＶ字形に配置されて
いる。これらの壁面１８．１９はレールを取り付けるた
めの基準面となっていて、このアクチュエータいっしょ
に磁気ディスク装置を構成する磁気ディスクの記録面に
たいして、角度４５°を形成しているようにアルミニウ
ム合金のベース２０に固定されている。ブリッジ２３も
、アルミニウム合金からなっていて、ブロック２１．２
２のあいだにそれぞれ配置され、ブロック１５．１６お
よびベース２０に結合されている。

レール１２．１３はたとえば焼入れ鋼からなっている。

レール自体は、第２図によく示されているように、断面
が六角形をなしていて、ふたつの側面２１．２２が走行
面となっている。これらの走行面はたがいに直角に配置
されている。これらのレールは、走行面２１．２２を設
置基準面１８．１９に接触させて、ブリッジ１５．１６
を貫通するように配置されているとともに、ブロックを
貫通してレールにボルト２４をねじ込むことによってサ
ポートに固定されている。このため、レールの走行面２
１．２２は、それぞれ、ブロックの設置基準面１８．１
９と同じ平面内にある。

キャリッジ１４は、前面に、記録再生をおこなうヘッド
およびヘッドを浮上させる機構をもつヘッドアッセンブ
リ（図示を省略）を取り付けられ、側面にローラ２５〜
３２を具備している。ローラは、四個のローラを一組と
して、前後に一組ずつ取り付けられている。図面ではこ
れらのうち六個のローラ２５〜３０のみを示しであるが
、ローラ２９．３０と組を構成するローラ３１．３２は
、それぞれ、ローラ２７の後方およびローラ３２のの後
方に配置されている。各々の組を構成するローラは、第
２図によく示されているように、たがいに直角に配置さ
れている。ローラ２５はローラ２８にたいして、ローラ
２６はローラ２７にたいして角度９０’はなれて配置さ
れ、ローラ２９はキャリッジの下側に配置されたローラ
３２に、ローラ３０はキャリッジの下側に配置されたロ
ーラ３１にたいしてそれぞれ角度９０°はなれて配置さ
れている。ローラ自体は、たとえば、ころがり軸受から
なっていて、内輪がキャリッジにある軸にかん合されか
つ抜は出しをとめられている。レールにたいする組み付
けは、ローラ２５．２９をレール１２の走行面２１に、
ローラ２８およびこのローラの後方にあるローラ３２を
レール１２の走行面２２に、ローラ２６．３０をレール
１３の走行面２１に、ローラ２７およびこのローラの後
方にあるローラ３１をレール１３の走行面２２にそれぞ
れ接触させて、レール１２．１３のあいだに配置するこ
とによってなされ、これらのローラかそれぞれ関係する
レールの走行面上を転動することによって、直線走行す
ることができるようにさせている。

キャリッジ１４の移動はたとえばボイスコイルモータに
よってなされている。ボイスコイルは、第１図において
、鎖線で示されているキャリッジの背面からのびる軸３
３に支持されている。

このようなヘッド位置決め機構では、周囲温度が上昇し
たときに、レール１２．１３がセラミクラスからなって
いるため、アルミニウム合金からなる他の部材１４．１
５〜１７．２０などに比較して熱膨張率が小さい。熱膨
張したときに、レール１２．１３は、第２図に破線で示
すよように、他の部材にたいして相対的小さくなる。が
、レール１２．１３の走行面２１．２２はサポート１０
゜１１にたいして設置されている面２１．２２と同一平
面にあり、位置が変化しない。このため、キャリッジ１
４は姿勢が変化せず、ヘッドと磁気ディスクとの位置関
係が変化せず、ヘットの位置決めをたかい精度でおこな
うことができる。

第３図は本発明のリニアアクチュエータの他の実施例を
示している。

このリニアアクチュエータにおいて、サポートは、ブロ
ックおよびブリッジを具備しているが、ブロック同志を
一体に形成させた構造となっている。第３図において、
これらのサポートのうち、片方のサポートにおけるブロ
ック１１５のみが示されている。

ブロック１１５は、閉鎖断面部材からなっていて、二組
の設置基準面１１８．１１９、が内部空間を形成する壁
面に設けられている。これらの壁面のうち、−組の壁面
１１８．１１９はたがいに直角に配置され、もう−組の
壁面１１８．１１９もたがいに直角に配置されている。

このプロ・ツクは、図面の紙面の背後方向に間隔をおい
て配置されている、もう片方のブロックといっしょにベ
ース１２０に固定されているとともに、これらのあいだ
に配置されたブリッジによってたかいに結合されている
。このときにも、ブロック１１５は、壁面１１８．１１
９が磁気ディスクの記録面にたいして、角度４５°を形
成しているように、ベース１２０に配置されている。

レールは四本からなっている。レールの各々は参照符号
１１２．１１２ａ、１１３．１１３ａによって示されて
いる。これらのレールは断面がほぼ三角形をなしていて
、レール１１２．１１３における斜面が走行面１２１を
、レール１１２　ａ。

１１３ａにおける斜面が走行面１２２を形成している。

サポートにたいする組み付けは、ブロック１１５ともう
ひとつのブロックの内部空間にこれらのレールを挿入す
るとともに、レール１１２．１１３にある走行面１２１
の一部をサポートの設置基準面１１８に、レール１１２
ａ、１１３ａにある走行面１２２の一部を設置基準面１
１９にそれぞれ接触させて、ブロックを貫通させ、プロ
・ツク１１５を貫通させてポルト１２４をレールにねじ
込むことによってなされている。

キャリッジ１１４にはローラが取り付けられている。ロ
ーラは、四個のローラ１２５〜１２８を一組として、キ
ャリッジの前後に一組ずつ配設されている。各々の組を
形成している四個のローラはたがいに直角に配置されて
いる。ローラ目体は、たとえばころがり軸受からなって
いて、内輪をキャリッジ上の固定軸に保持させることに
よって構成されている。組み付けは、キャリッジ１１４
をレール１１２．１１２ａ、１１３．１１３ａのあいだ
に配置するとともに、ローラ１２５とこのローラの後方
にあるローラとをレール１１２の走行面１２１に、ロー
ラ１２６とこのローラの後方にあるローラとをレール１
１３の走行面１２１に、ローラ１２７とこのローラの後
方にあるローラとをレール１１３ａの走行面１２２に、
そして、ローラ１２８とこのローラの後方にあるローラ
とをレール１１２ａの走行面１２２にそれぞれ接触させ
ることによってなされている。

このリニアアクチュエータも、サポートを構成するブロ
ック１１５およびブリッジかアルミニウム合金、レール
が焼入れ鋼からなっているが、レール１１２．１１２ａ
、１１３．１１３ａの走行面１２１．１２２はそれぞれ
プロ、ツクの設置基準面１１８．１１゛９と同一平面に
ある。このため、温度が上昇しても、走行面１２１．１
２２の位置が変化せず、キャリッジ１１４が姿勢変化を
おこさない。

第４図はリニアアクチュエータのさらに他の実施例にお
ける走行ユニットを示している。

このアクチュエータにおいて、サポート２００は、第３
図に示す実施例と同様に、ブロックおよびブリッジを具
備しているが、両側のブロックを一体に形成されている
。図面には片方のブロック２１５のみが示されていて、
このブロックは、図面の紙面の背後方向に間隔をおいて
配置された、もう片方のブロックとともに、ベース１２
０に固定されているとともに、これらのあいだに配置さ
れたブリッジによって結合されている。

ブロック２１５は、アルミニウム合金からなる、はぼＬ
字形の形態をもっていて、レールを設置する基準面２１
８がＬ字の一辺を形成する壁面に、基準面２１９が他辺
を形成する壁面にそれぞれ設けられている。設置基準面
２１８．２１９は、このリニアアクチュエータか磁気デ
ィスク装置を構成させられたときに、磁気ディスクの記
録面にたいして角度４５°をなしているように、ブロッ
ク２１５に配置されている。

レール２１２．２１３は、断面形状がほぼ四角形をなし
ていて、たがいに角度９０°はなれかったがいに隣接す
る走行面２２１．２２２をもっている。サポートにたい
する設置は、走行面２２１のみを設置基準面２１８に接
触させて、ブロック２１５のあいだに配置するとともに
、ブロックを貫通してこれらにねじ込まれたボルト１２
４によってブロックに固定することによってなされてい
る。

キャリッジ２１４も、他の実施例におけるキャリッジと
同様に、四個の２２５〜２２８を一組として、紙面の前
後方向に一組づつ具備させられている。組み付けは、ロ
ーラ２２５およびこれの後方にあるローラをレール２１
２の走行面２２１に、ローラ２２６およびこれの後方に
あるローラをレール２１３の走行面２２２に、ローラ２
２７およびこれの後方にあるローラをレール２１３の走
行面２２２に、ローラ２２６およびこれの後方にあるロ
ーラをレール２１２の走行面２２２に接触させて、キャ
リッジ２１４をレール２１２．２１３のあいだに配置す
ることによってなされている。

が、これらのローラのうち、ローラ２２６およびこのロ
ーラの後方に配置されているローラは、キャリッジ２２
４から独立しかつ板ばね２３６に支持され部材２３７に
取り付けられている。板ばねは、これがもつ弾性力によ
ってキャリッジ２２４にプリロードをあたえ、ローラの
すへてかつねにレール２１２．２１３の走行面２２１．
２２２と一定のプリロードで押し付けられるようにさせ
ている。

このリニアアクチュエータは、ブロック２１５がアルミ
ニウム合金、レール２１２．２１３は焼入れ鋼からそれ
ぞれなっていて、線膨張係数がたがいに異なっている。

温度が上昇すると、プロ・ンク２１５の熱膨張がレール
２１２．２１３よりも相対的に大きくなる、たとえば図
面に鎖線で示すように、相対的にみてレール２１２．２
１３の熱変形が小さくなる。このときに、レールの走行
面２２１．２２２の位置は、ブロック２１５の基準設置
面２１８と同一平面内にあるため変化しない。

しかし、レール２１２の走行面２２１はローラ２２７お
よびこれの後方に配置されたローラとのあいだにすき間
δを、レール２１３の走行面２２１はローラ２２７およ
びこれの後方に配置されたローラとのあいだにすき間δ
を生じることになる。

しかし、ローラ２２６およびこれの後方に配置されたロ
ーラは、板ばね２３６で支えられているため、板ばねの
反発力によって、キャリッジ全体が第４図において矢印
２３８で示す方向に平行移動して、レール２１２の走行
面およびレール２１３の走行面２２２．２２１の各々に
たいする接触を維持する。これ同時に、ローラ２２５お
よびこれの後方にあるローラはレール２１２の走行面２
２１にそって、ローラ２２７およびこれの後方にあるロ
ーラはレール２１３の走行面２２１にそって、すき間δ
に関連する距離の平行移動をおこない、これらの接触も
維持させられる。このため、キャリッジ１２４は、環境
温度か変化しても、ローリングをおこさない。

以上説明したリニアアクチュエータでは、レールの走行
面とブロックの設置基準面とが直接に接触しているか、
走行面と設置基準面とのあいたに、ローラと同じ線膨張
係数をもつ材料からなる部材を配置して、周囲温度が変
化し、ローラが熱膨張しても、前記部材か同じ量たけ熱
膨張し、ローラとレールとのあいたにすき間が発生しな
ようにして、キャリッジのローリングをより小さなもの
させたり、さらに、レールにある走行面とサポートにあ
るレール設置基準面とを直接に接触させて同一平面にあ
るようにしているが、これらが同一平面内に分離して配
置されている構成とさせるなど、本発明の範囲をこえな
い範囲での変更、改善などをおこなうことができる。

［発明の効果コ 本発明の磁気ディスク装置用ヘッド位置決め機構のリニ
アアクチュエータは、温度が変化しても、キャリッジか
ローリングをおこさないため、ヘットの位置決めをたが
い精度でおこなうことかでき、記録密度の向上をなさせ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヘッド位置決め機構用リニアアクチュ
エータの一実施例の全体構成を示す説明図、第２図はそ
の正面図である。第３図は本発明のリニアアクチュエー
タの他の実施例を示す正面図、第４図は本発明のリニア
アクチュエータのさらに他の実施例を示す正面図である
。 １０、１００．２００・・・サポート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、サポートと、サポートに平行に配設されたレールと
   、レール上を走行する、ヘッドアッセンブリを支持する
   キャリッジとを含み、キャリッジ上のローラをレール上
   の走行面の各々にそって転動させながらキャリッジを動
   かすことで、ヘッドを直線移動させている磁気ディスク
   装置用ヘッド位置決め機構のリニアアクチュエータにお
   いて、サポートにおけるレールを設置する基準面とレー
   ルの走行面とが同一平面上に配置されていることを特徴
   としている磁気ディスク装置用ヘッド位置決め機構のリ
   ニアアクチュエータ。 ２、サポートにおけるレールを設置する基準面のすべて
   とレールの走行面のすべてとが同一平面上に配置されて
   いることを特徴としている特許請求の範囲第１項に記載
   のリニアアクチュエータ。 ３、サポートにおける設置基準面の各々が、このリニア
   アクチュエータといっしょに磁気ディスク装置を構成す
   る磁気ディスクの記録面にたいして角度４５゜をなし、
   レールの走行面が前記記録面にたいして角度４５゜をな
   してそれぞれ配置され、たがいに直接に接触させられて
   いる特許請求の範囲第２項に記載のリニアアクチュエー
   タ。 ４、レールの走行面の一部がサポートにおけるレールを
   設置する基準面に直接に接触して配置され、ローラが一
   部にこの走行面を、残部に他の走行面を転動させるよう
   にキャリッジ上に配置されている特許請求の範囲第３項
   に記載のリニアアクチュエータ。