JPH05174528A - ディスク記憶装置のヘッド拘束装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ボイスコイルモータにより操作されるヘッドを
ディスク記憶装置の不使用中にディスク面内のシッピン
グゾーン内に拘束するヘッド拘束装置の長期使用後の性
能低下を防止し、電力消費をなくし、かつ量産に際し拘
束力の管理を容易にする。 【構成】ヘッドを担持するキャリッジに磁性を有する小
形の拘束子をヘッドがシッピングゾーン内にある時にボ
イスコイルモータの固定子の永久磁石による磁場範囲の
周縁付近に位置するように取り付け、固定子磁場により
拘束子に働く磁気力によりヘッドをシッピングゾーン内
に拘束する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデータ読み書き用ヘッド
がボイスコイルモータにより操作される固定ディスク装
置等のディスク記憶装置の不使用時や停電時にヘッドを
ディスク面内の所定の拘束領域に拘束するためのヘッド
拘束装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスク記憶装置では、不使用時，とく
にラップトップ形計算機用では移動時に振動や衝撃によ
りヘッドがディスク面に当たって記録媒体を傷付けない
ようにヘッドを拘束領域内に拘束して置くことが一般に
行なわれる。図３はこのための従来の拘束装置の一例を
示すものである。

【０００３】図３にほぼ実寸大で示すディスク記憶装置
はラップトップ形の計算機への組み込み用の固定ディス
ク装置で、同図(a) はそのヘッドの拘束状態の全体上面
図，同図(b) は釈放状態の部分上面図である。ケース10
内に収納されたディスク１はアウターロータ形のスピン
ドルモータ２により駆動される。データ読み書き用のヘ
ッド３は板ばね3aを介しキャリッジ４の端部4bに支承さ
れる。キャリッジ４は回動軸4aに軸支された揺動アーム
で、その１対のフォーク状端部4cの間にボイスコイルモ
ータ40の可動子20である扇形のボイスコイルが取り付け
られる。ボイスコイルモータ40の固定子30は扇形の永久
磁石31や板状の継鉄32を備え、可動子20のボイスコイル
と鎖交する磁場を図の前後方向に作る。

【０００４】ヘッド３はこのボイスコイルモータ40によ
りディスク１上のその径方向位置が操作され、データ読
み書き時にはトラックが多数設定されたトラックゾーン
TZに置かれるが、ディスク記憶装置の不使用時等にはデ
ィスク１のふつうは内径側に設定されるシッピングゾー
ンSZと呼ばれる拘束領域に図３(a) に示すように拘束さ
れる。この従来例では拘束装置60はソレノイド形の電磁
石で、その操作子61の先端部にキャリッジ４に取り付け
た係合子62を係合させ、キャリッジ４の図の例では時計
回り方向の回動を防いでヘッド３を拘束領域SZに拘束す
る。係合子62は例えば小さな板ばねで、そのばね力によ
りキャリッジ４はその一方のフォーク状端部4cがストッ
パ34に当接した状態で回動が拘束される。

【０００５】ディスク記憶装置の使用開始時には拘束装
置60の電磁石を付勢して操作子61を図３(b) のように引
き込ませ、係合子62との係合を解くことによりキャリッ
ジ４を釈放してヘッド３をトラックゾーンTZに移動させ
得るようにする。ヘッド３がトラックゾーンTZより外径
側に逸脱しないようキャリッジ４の他方のフォーク状端
部4cに対してストッパ35が設けられる。装置の使用終了
後の電源断時や不測の停電時にはディスク１が惰性回転
している間のスピンドルモータ２の逆起電力を利用して
ボイスコイルモータ40を付勢し、ヘッド３を拘束領域SZ
内に移動させて図３(a) の拘束状態にする。

【０００６】以上説明した図３のディスク記憶装置で
は、起動時はヘッド３が拘束領域SZにある状態でディス
ク１が始動されるのでヘッド３は空気力浮上した後にト
ラックゾーンTZに移動され、運転停止時や停電時にはヘ
ッド３がトラックゾーンSZから拘束領域SZにまず退避し
た後にディスク１が停止するので、ヘッド３がトラック
ゾーンTZ内のディスク面と接触してその記録媒体が損傷
することがなく、装置の移動等の際にも拘束装置60によ
りヘッド３が拘束領域SZ内に拘束されているのでトラッ
クゾーンTZに移動して記録媒体に損傷を与えるおそれが
ない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３のような
機械的な拘束装置60では長期使用中に拘束性能が低下し
やすく、かつその電磁石の電力消費が無視できない問題
がある。すなわち、図３の拘束装置60では操作子61に係
合子62を機械的に係合させてヘッド３を拘束するので、
長期に亘り拘束と釈放を繰り返すと両者の接触部の摩耗
により拘束性能が次第に低下して、僅かな振動や衝撃が
掛かっただけで拘束が外れてしまうようになる。また、
接触面の摩耗により装置のケース10内に塵が発生してデ
ィスク１の表面に付着し、ヘッド３がこれに衝突した際
にディスクの記録媒体に損傷を与えやすい。また、電源
断時や停電時に電磁石の無励磁状態で図３(a) の拘束状
態を維持するので、使用時には必ず電磁石を励磁して同
図(b) の釈放状態にする必要がある。従ってディスク記
憶装置の使用時間を通じて電力消費が発生し、とくにラ
ップトップ形の計算機を電池給電の可搬式として使用す
る場合に電池の寿命が著しく短くなる問題がある。

【０００８】このため、従来から永久磁石を利用した磁
気的な拘束装置が提案されており、例えば米国特許第45
94627 号ではボイスコイルモータの可動子に組み込んだ
永久磁石を磁性体のストッパに吸引してヘッドを拘束す
る。また、特公昭63-48110号公報ではボイスコイルモー
タの固定子側の永久磁石の漏洩磁束を利用してヘッドを
支承するキャリッジに取り付けた磁性体のストッパを固
定子側に吸引することによりヘッドを拘束する。

【０００９】かかる磁気的な拘束装置では、前述の電力
消費の問題がなく拘束性能の低下もほとんどないが、上
記いずれの技術もディスク記憶装置を量産する際に拘束
用の磁気吸引力を均一に揃えるのが必ずしも容易でな
く、拘束力の調整ないしは品質管理に手間が掛かる問題
がある。すなわち、拘束力が弱過ぎると拘束が不確実に
なって衝撃を受けた時に外れやすく、強過ぎると釈放時
にボイスコイルモータにより強く引き外されるので、釈
放後のキャリッジに大きな弾みが付いてヘッドの位置操
作が困難になる。このため、拘束力は±20％以内に管理
する必要があるが上述の技術では±50％程度のばらつき
が生じやすい。

【００１０】本発明の目的は、上述の磁気による拘束の
利点を保持しながら拘束力を均一に管理できるヘッド拘
束装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では前述のように
ヘッドを担持しボイスコイルモータにより駆動されるキ
ャリッジに対し、強磁性体等からなる磁性を有する拘束
子をヘッドが拘束領域内にある時に限ってボイスコイル
モータの固定子側の永久磁石による磁場範囲の周縁付近
に位置するように取り付け、この拘束子に固定子磁場か
ら働く磁気力でヘッドを拘束領域に拘束することにより
上記の目的を達成する。

【００１２】なお、上記の拘束子は強磁性体のほか永久
磁石でも構成できる。この拘束子はヘッドが拘束領域外
にある時はボイスコイルモータの固定子側の永久磁石に
よる磁場範囲の外にあり、ヘッドが拘束領域内にある時
にのみ磁場範囲の周縁付近に来るようキャリッジに取り
付けるのがよい。また、ヘッドが拘束領域にある時にキ
ャリッジが当接するストッパを設け、拘束子に働く磁気
力によりキャリッジをストッパに向けて押し付けた状態
で拘束するのが有利であり、このストッパへのキャリッ
ジの衝突を緩衝ゴム等の手段によって緩和するのが望ま
しい。本発明の拘束装置はキャリッジが揺動アーム形で
ボイスコイルモータが前述の扇形構造の場合に適用する
のがとくに有利である。

【００１３】

【作用】本発明は、前述の従来の磁気的な拘束装置のよ
うに磁性体からなるストッパに働く磁気力を利用するの
では大きな拘束力は得られやすいが拘束力にばらつきが
出やすくなる点に着目して、磁気力を受ける拘束子をス
トッパとは別個に設け、かつそれに対してボイスコイル
モータの固定子側の永久磁石による磁場の周縁部の磁気
勾配が適度な拡散性の磁場から磁気力を作用させること
により、拘束子のキャリッジへの取り付け位置をあまり
厳密に管理しなくても装置ごとのばらつきが少ない拘束
力が得られるようにしたものである。

【００１４】

【実施例】以下、図を参照しながら本発明の実施例を説
明する。図１(a) は本発明によるヘッド拘束装置を適用
した図３に対応するディスク記憶装置のヘッド拘束状態
の上面図、図１(b) はそのボイスコイルモータ付近の断
面図、図２(a) および(b)はそれぞれ図１(a) および(b)
に対応するディスク記憶装置のヘッド釈放状態の上面
図およびボイスコイルモータ付近の断面図である。これ
らの図のいずれにも図３に対応する部分に同じ符号が付
けられているので、重複部分に対する説明は適宜省略す
ることとする。

【００１５】図１(a) の拘束状態では、ヘッド３はディ
スク１の内径側のシッピングゾーンである拘束領域SZ内
に置かれており、これを担持するキャリッジ４は図３と
同じ揺動アーム形であり、その１対のフォーク状端部4c
の間に取り付けられたボイスコイルモータ40の可動子20
やヘッド３のリードが可撓性の多心接続フィルム５を介
して端子６に導出されている。ボイスコイルモータ40の
固定子30は図１(b) の断面に示すように永久磁石31と１
対の継鉄32と33を備え、両継鉄32と33を１対のストッパ
34と35を支柱に利用して相互に強固に結合してなる。継
鉄32の方に固定される図１(a) に示すような扇形の永久
磁石31は互いに逆方向に着磁した２個の部分31ａと31ｂ
からなり、これらにより両継鉄32と33の間に図のように
磁場Ｂの環状路が形成される。

【００１６】磁場Ｂと鎖交するようにボイスコイルモー
タ40の扇形の可動子20ないしボイスコイルが永久磁石31
と上側の継鉄33の相互間に挿入され、キャリッジ４のこ
れを挟持する１対のフォーク状端部4cの一方が図１の拘
束状態では右側のストッパ34に当接しており、それとの
衝突時の衝撃を緩和するためストッパ34に合成ゴム等の
緩衝手段36が図示の例ではそれを取り囲むように一体成
形されている。なお、キャリッジ４にはアルミ等の非磁
性材料が用いられる。

【００１７】本発明の拘束装置を構成する拘束子50は、
図示の例ではキャリッジ４の他方のフォーク状端部4cに
突出部4dを介して取り付けられ、その位置はこの図１に
示す拘束状態で磁場Ｂの範囲，つまり永久磁石31がもつ
扇形形状の範囲の周縁付近に来るようにされ、図の例で
は拘束子50はその周縁が拘束状態で永久磁石31の周縁と
一致するように取り付けられている。この拘束子50は磁
性材料で構成することでよく、例えば強磁性体である鉄
や鋼の丸線, フェライト材料, 永久磁石材料等を用いた
１〜２mm径程度のごく小さな拘束子50によりふつう充分
な磁気拘束力が得られる。このように拘束子50はごく軽
量なので樹脂接着等のごく簡単な手段で取り付けること
でよい。

【００１８】なお、磁場Ｂの強さはふつう数千ガウス程
度であり、この比較的強い磁場Ｂの下で拘束子50に図の
右方に向かう磁気力が掛かり、キャリッジ４がストッパ
34に押し付けられた状態でヘッド３が拘束される。ま
た、この拘束状態で拘束子50が置かれる位置では磁場Ｂ
は永久磁石31上から外れるに従って弱まって行く拡散性
磁場でその横方向の磁気勾配が比較的緩やかなので、本
発明ではキャリッジ４に対する拘束子50の取り付け位置
の精度を従来ほど高めなくても磁気拘束力を充分狭いば
らつきの範囲内に管理することができる。

【００１９】図１の状態でディスク記憶装置に電源が投
入されると、ディスク１をまず回転させてヘッド３を浮
上させた上で、ボイスコイルモータ40を付勢することに
よりヘッド３を釈放してトラックゾーンTZに移動させ
る。

【００２０】図２(a) と(b) にこの釈放状態を示す。ボ
イスコイルモータ40の付勢によってヘッド３が拘束領域
SZからトラックゾーンTZに入ると、拘束子50が永久磁石
31による磁場の範囲外に出てしまうので磁気力は全く作
用しなくなり、ボイスコイルモータ40により自由にヘッ
ド３をトラックゾーンTZ内の所望位置に制御できる。ヘ
ッド３がトラックゾーンTZよりも外径側に逸脱しないよ
うにストッパ35が設けられるが、釈放直後に稀にキャリ
ッジ４がこのストッパ35に衝突することがあるので、こ
の際の衝撃を和らげて跳ね返りを防止するため緩衝手段
36がストッパ35にも設けられる。ディスク記憶装置の使
用終了後に給電が断たれた時、あるいは不測の停電が発
生した時は、前述のようにディスク１がまだ回転中のス
ピンドルモータ２の逆起電力によりボイスコイルモータ
40を付勢してヘッド３をトラックゾーンTZから拘束領域
SZに移動させて図１の拘束状態とする。

【００２１】

【発明の効果】以上のとおり本発明のヘッド拘束装置で
は、データ読み書き用ヘッドを担持しその操作用のボイ
スコイルモータの可動子が取り付けられたキャリッジに
対し、磁性を有する拘束子をヘッドが拘束領域内にある
時にのみボイスコイルモータの固定子側の永久磁石によ
る磁場範囲の周縁付近に位置するよう取り付け、固定子
磁場から拘束子に働く磁気力によってヘッドを拘束領域
に拘束することにより、次の効果を上げることができ
る。

【００２２】(a) ボイスコイルモータの固定子の永久磁
石による磁場の周縁部の磁気勾配が適度な拡散性の磁場
から拘束子に対し拘束用の磁気力が作用するので、ディ
スク記憶装置の量産に際して拘束子のキャリッジへの取
り付け位置をとくに調整することなく拘束力の装置ごと
のばらつきを±20％程度以内に管理できる。 (b) 拘束子はごく小形の安価なものでよく、かつその取
り付けもキャリッジに例えば樹脂等で接着するだけでよ
いのでとくに熟練を要しない非常に簡単な作業で済み、
拘束力の調整が不要で品質管理が容易な点と合わせてデ
ィスク記憶装置の量産コストを低減できる。 (c) 永久磁石を利用して磁気的にヘッドを拘束するの
で、ディスク記憶装置の長期の使用中に拘束性能が低下
することがなく、かつ機械的な拘束装置のような電力消
費が全くない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヘッド拘束装置が組み込まれたディス
ク記憶装置のヘッド拘束状態を示し、同図(a) はその上
面図、同図(b) はボイスコイルモータ付近の拡大断面図
である。

【図２】図１の拘束装置を備えるディスク記憶装置のヘ
ッド釈放状態を示し、同図(a)はその上面図、同図(b)
はボイスコイルモータ付近の拡大断面図である。

【図３】従来の機械的な拘束装置が組み込まれたディス
ク記憶装置を示し、同図(a) はそのヘッド拘束状態の全
体上面図，同図(b) は釈放状態の部分上面図である。

【符号の説明】

１ ディスク ３ ヘッド ４ キャリッジ 10 ディスク記憶装置のケース 20 ボイスコイルモータの可動子 30 ボイスコイルモータの固定子 31 永久磁石 34 ストッパ 36 緩衝手段 40 ボイスコイルモータ 50 拘束子 Ｂ 磁場 SZ 拘束領域ないしはシッピングゾーン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスク面上の位置がボイスコイルモータ
   で操作されるデータ読み書き用のヘッドをディスク面内
   の所定の拘束領域に拘束する装置であって、ヘッドを担
   持しかつボイスコイルモータの可動子が取り付けられた
   キャリッジに磁性を有する拘束子をヘッドが拘束領域内
   にある時にのみボイスコイルモータの固定子側の永久磁
   石による磁場範囲の周縁付近に位置するよう取り付け、
   固定子磁場により拘束子に働く磁気力によってヘッドを
   拘束領域に拘束するようにしたことを特徴とするディス
   ク記憶装置のヘッド拘束装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の装置において、ヘッドが
   拘束領域にあるときキャリッジが当接するストッパが設
   けられ、拘束子に働く磁気力によりストッパに向けキャ
   リッジが押し付けられた状態でヘッドが拘束されること
   を特徴とするディスク記憶装置のヘッド拘束装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の装置において、ヘッドが
   拘束領域に向け操作されたときにキャリッジが衝突する
   ストッパが設けられ、衝突が緩衝手段により緩和される
   ことを特徴とするディスク記憶装置のヘッド拘束装置。