JPH0675340B2

JPH0675340B2 - 磁気ディスク装置用アクチュエータの案内機構

Info

Publication number: JPH0675340B2
Application number: JP25365587A
Authority: JP
Inventors: 徳樹宇根; 道弘中西; 正美鈴木; 富男鈴木; 博西田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1987-10-09
Publication date: 1994-09-21
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPH0196877A

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用アクチュエータの案内機構
に関し、特に磁気ヘッドをディスクの半径方向に移動さ
せるリニアクセス方式のアクチュエータを搭載した磁気
ディスク装置に係る。

〔従来の技術〕

近年、磁気ディスク装置は記憶容量の増大に伴い、磁気
ヘッドを磁気ディスク上に位置決めするアクチュエータ
に対して特に高精度が要求されつつある。この要求を達
成するためには、高精度のサーボコントロールとスピン
ドルが必要とされるのはもちろんであるが、特にキャリ
ッジを案内するガイドレールの精度・安定化が問題とな
ってきている。すなわち、ガイドレールの支持構造が悪
く不安定であったり、ガイドレールが変形すると、キャ
リッジに傾きが生じる。特にデータヘッドとサーボヘッ
ドを結ぶ直線が傾く様な変形モードの場合、データヘッ
ドはこの傾き分だけオフトラックを生じ、位置決め精度
の悪化を生ずる。

従来の磁気ディスク装置用アクチュエータの案内機構
は、例えば米国特許第4427905号公報に記載されている
様に、円柱状のガイドレール121を二つの平面を有する
ハウジング122に密接せしめ、ネジ123にて固定する方法
が知られている。これを第７図に示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、円柱形のガイドレール121とハウジン
グ122は線接触する。その状態を第８図及び第９図にて
示す。ここで円柱21及びそれがわん曲した準円柱23はガ
イドレールに相当し、平面20及びこのわん曲した準平面
22はハウジングに相当する。円柱21が平面20と接触する
場合、理想的には両者は第８図の点線で示す接線AA′の
領域で接触する。しかし、実際には、完全なる幾何学的
形状を造ることは不可能である。従って、厳密にいえば
第９図に示す様に、ガイドレールは準円柱23となり、ハ
ウジングは準平面22となるので、その接触領域は例えば
B₁,B₂のように接線でなくなってしまう。

同様にガイドレールが角柱形である場合について考え
る。その接触状態を第10図及び第11図にて示す。角柱2
4、準角柱25はガイドレールに相当し、平面20と準平面2
2はハウジングに相当する。角柱24と平面20が接触する
場合は、理想的には第10図の斜線部Ｃで示すように角柱
24の１つの平面Ｃで接触する。しかし、上述と同様の理
由から厳密にいえば第11図に示す様に、ガイドレールは
わん曲した準角柱25となり、ハウジングもわん曲した準
平面22となるのでその接触領域は例えば、D₁,D₂,D₃の様
に複数の微小領域となってしまう。

以上のように実際には、ガイドレールとハウジングの接
触箇所を特定することができず、ガイドレールをハウジ
ングに安定良く取付けることが困難となる。これによっ
てキャリッジに傾きが生じ、前述のごとく位置決め精度
の悪化を招くことになる。

また、一般にガイドレールは耐摩耗性が要求されるため
ステンレス等の鉄鋼系材料で形成し、ハウジングはアル
ミ系の材料で形成される。従って、ガイドレールとレー
ルハウジング４は熱膨張係数が違うため、周囲温度が変
化するとバイメタル現象により、ガイドレールは変形
し、これがキャリッジに傾きを生じせしめ前述の如く位
置決め精度の悪化を招くことになる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、磁気ディスク装置に使用されるリニア
方式のアクチュエータにおいて、該アクチュエータ部の
ガイドレールをハウジングに精度良く、安定的にて支持
することが可能で、かつ、磁気ディスク稼動中もガイド
レールとハウジングの相対位置変動の生じない磁気ディ
スク装置用アクチュエータの案内機構を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

上記目的は、磁気ディスク装置用アクチュエータの案内
機構において、ガイドレールを、その長手方向に平行に
少なくとも２つの平面を設けて構成し、該平面のうち、
第一の平面の同一直線上にない３カ所の部分と、第二の
平面の２カ所の部分とにおいて接触するような支持手段
を設けて、該支持手段を介してガイドレールを支持する
ことによって達成される。

ここで、ガイドレールとしては、例えば断面が六角形の
形状のものを用い、支持手段はハウジングに５カ所の凸
部を形成することにより構成する。これによって、ガイ
ドレールの工作精度が少々悪かったり、ガイドレールに
熱変形等が生じても、常にガイドレールに設けた５ケ所
の接触部分により、ハウジングに支持される。従って、
ガイドレールをハウジングに精度よく、かつ安定良く取
り付けることが可能である。

また、上記支持手段として、ハウジングに直接凸部を形
成せず、別に製作された支持部材とし、これをガイドレ
ールとハウジングの間に介在させ、支持部材の５カ所の
凸部を介して支持することも可能である。この場合、単
独で支持部材を製造することができるので、生産性が向
上するという効果が得られる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。第４
図は本発明の一実施例であるアクチュエータの案内機構
を有する磁気ディスク装置の全体構成図である。この磁
気ディスク装置は、磁気ディスク円板１、スピンドル
２、磁気ヘッド３、ガイドレール４、ハウジング５、キ
ャリッジ６、軸受７、コイル８、永久磁石９からなる。

磁気ディスク１は、スピンドル２にて固定され、高速度
で回転する。磁気ディスク１にデータの記録再生するた
めの磁気ヘッド３はキャリッジ６に搭載される。キャリ
ッジ６の後部にはコイル８が備えられており、このコイ
ル８と永久磁石９によってリニアモータが構成される。
そして、このリニアモータによって駆動されて、キャリ
ッジ６はａ方向に移動する。ここでキャリッジ６は軸受
７を介して、ガイドレール４に保持されている。

第１図（ａ）は本実施例のアクチュエータのガイドレー
ル取付部の詳細を示す正面図である。第１図（ｂ）はそ
の側面図である。ガイドレール４は断面が六角形の形状
であり、そのうち２面41,42がハウジング５に支持され
る。ガイドレール４は、例えばステンレス鋼よりなり、
ハウジング５は、例えばアルミ材よりなる。11a〜11eは
ガイドレール４を支持するための支持部であり、ハウジ
ング５を凸状に加工したものである。この支持部11a〜1
1eは、第１図に示す様に、ハウジング５の垂直面41に11
a,11b,11cの３カ所、水平面42に11d,11eの２カ所の計５
カ所設けられている。支持部11a〜11eは、微小なる領域
で、例えば8mm×3.2mm程度の長方形の領域で、高さは10
μｍである。

次に本実施例の機能を説明する。ガイドレール４は六角
形の６面のうち２面41,42の全体がハウジング５に接す
るのではなく、５つの支持部11a〜11eにて接しており、
この支持部11a〜11e以外は、ガイドレール４とハウジン
グ５は接していない。このようにガイドレール４は、微
小なる領域にて支持されるので、工作精度が高精度でな
くても、また、バイメタル現象が起ったとしても接触領
域の移動が生ずることなく、常に同じ接触領域で高精度
にてガイドレール４に当接してこれを支持することがで
きる。

また、第４図に示す磁気ディスク装置が実際に稼動する
と、コイル８等より発生する熱によりガイドレール４が
熱変位をおこしたり、キャリッジ６のａ方向への高速移
動により軸受７を通してガイドレール４に様々な力が加
わる。この場合、ガイドレール４の有する自由度は６つ
ある。すなわち、第３図で示すようにガイドレールの長
手方向であるＸ方向、Ｘ方向と垂直で互いに垂直なＹ方
向とＺ方向の３つの自由度と、そして、これらX,Y,Z軸
を中心に回転する３つの回転方向の自由度である。

本実施例では、これら６つの自由度のうちＸ軸方向を除
く５つの自由度を有効に制限するように、５つの支持部
11a〜11eを設けている。第３図において、支持部11a〜1
1eがガイドレール４に及ぼす力を11a′〜11e′の矢印に
て示す。

Ｙ軸方向の自由度は11a′,11b′,11c′で、Ｚ軸方向の
自由度は11d′,11e′で、Ｘ軸回りの自由度は11a′〜11
e′の５カ所で、Ｙ軸回りの自由度は11d′,11e′で、Ｚ
軸回りの自由度は11a′,11b′で制限している。尚、Ｘ
方向の自由度について支持しないのは、ガイドレール４
の熱変位を、Ｘ方向ににがすためである。

ここで、前述したように接触領域を特定するには、接触
領域の数が少ない方が好しい。そして、上述の５つの自
由度を制限するのであれば11a′,11b′,11e′,11d′の
支持力があれば十分である。

しかし、支持部11a〜11eは、接着剤等で固定されている
わけではなく、ハウジング５に設けた凸部がガイドレー
ル４に接触して支持しているにすぎない。これは、支持
部11a〜11eを固定してしまうとガイドレール４とキャリ
ッジ８の熱膨張係数が違うため、温度変化によりバイメ
タル現象が生じ、ガイドレール４が変形してしまうから
である。また、同様の理由から支持部11a〜11eでの摩擦
力も比較的小さくしておく必要がある。

そうすると、上記のように４カ所で支持するには不都合
が生ずる。この状態を第５図にて示す。第５図は、ガイ
ドレール４をＸ軸方向に見た側面図である。Ｘ軸回りに
回転する自由度について考えると、支持部11cがない場
合は第５図に示すように、ガイドレール４が回転してし
まうおそれがある。これは、11a,11b,11d,11eが固定さ
れていなく、また摩擦力も比較的小さいので、この回転
する力を支持できないからである。

従って、本実施例では支持部11cを設け、第５図の紙面
上下面に合計３カ所の支持部を設け、一方の面を３カ所
の支持部で特定することにより、５つの自由度を有効に
制限している。また、一方の面を３カ所以上、あるい
は、両方の面を３カ所の支持部で接触支持することも考
えられる。しかし、あまり支持部が多くなると、すべて
の支持部が接触するとは限らず、結局接触領域を特定で
きないことになるので、５カ所の領域で支持することが
望ましい。

なお、ガイドレール４は第６図（ａ），（ｂ）に示すよ
うにネジ12にてハウジング５に固定されるが、前述のＸ
方向の自由度を制限しないように、図示してはいない
が、ネジ12のネジ径に対して、ハウジング５に設けられ
たネジ穴を大きくしている。例えば、４φのネジに対し
て、ハウジングに設けられるネジ穴は4.5φ程度であ
る。

以上のように、本実施例によれば、工作精度が悪かった
り、熱変形等があっても接触領域が変化することなく、
高精度でガイドレールを支持することができ、さらに、
ガイドレールの５つの自由度を制限するため、きわめて
高い安定度にてガイドレールを支持することができる。

次に、本発明の第二の実施例について、第２図を用いて
説明する。第２図（ａ），（ｂ）の構成で、第１図に比
べ異なる点は、支持部11a〜11eをハウジング５に直接形
成するのではなく、ガイドレール４とハウジング５の間
にＬ字形状の支持部材10を介在させ、その支持部材10に
支持部11a〜11eを形成する点にある。支持部材10は、例
えば、ステンレス鋼よりなり、好ましくは板厚15μｍの
ステンレス板にエッチング処理をほどこすことにより凸
部を形成して、その高さを５μｍ程度になるように製作
する。支持部の数、位置、大きさ等については、第一の
実施例と同じである。

本実施例によれば、工作精度が悪かったり、熱変形等が
あっても接触領域が変化することなく高精度でガイドレ
ールを支持することができる。加えて、ハウジング５に
直接支持領域たる凸部を設けないで単独で支持部材10を
製造することができるので生産性が向上する。

尚、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変
形をして実施することができる。

例えば、支持部となる凸部をガイドレール側を加工する
ことにより設けることも可能である。また、支持部の断
面，形状も、半球状，円柱状にしたり、また、その大き
さも必要に応じて適宜に変えることができる。

また、本実施例は角柱状のガイドレールにおいて適用し
ているが、円柱状のガイドレールにおいても適用可能で
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ガイドレールをハウジングに高精度に
て取付けられ、かつ、磁気ディスク稼動中もガイドレー
ルとハウジングの相対位置変動が生じないという顕著な
効果を有するので、アクチュエータの走行が安定し磁気
ヘッドの位置決め精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例のアクチュエータのガイ
ドレール取付部の詳細図であり、（ａ）は正面図で
（ｂ）は側面図、第２図は本発明の第二の実施例のアク
チュエータのガイドレール取付部の詳細図であり、
（ａ）は正面図で（ｂ）は側面図、第３図はガイドレー
ルの有する自由度を説明するための図、第４図は磁気デ
ィスク装置の全体構成を示す図、第５図はガイドレール
とハウジングの接触の一状態の説明図、第６図はガイド
レールのハウジングへの固定状態を示す図であり、
（ａ）は斜視図で（ｂ）は側面図、第７図は従来技術に
おけるガイドレールとハウジングの固定状態を示す図、
第８図から第11図は従来技術におけるハウジングとガイ
ドレールの接触状態を説明するための図である。３……磁気ヘッド、４……ガイドレール、５……ハウジ
ング、６……キャリッジ、７……軸受、８……コイル、
９……永久磁石、10……支持部材、11……支持部、12…
…ネジ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木富男神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者西田博神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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駆動する駆動手段
と、該キャリッジに備えられた軸受と、該軸受が接触し
ながら走行することによって該キャリッジの移動を案内
するガイドレールと、該ガイドレールを支持するハウジ
ングを有する磁気ディスク装置用アクチュエータの案内
機構において、上記ガイドレールを、その長手方向に平
行に少なくとも２つの平面を設けて構成し、該平面のう
ち第一の平面の長手方向に同一直線上にない３カ所の部
分と、第二の平面の少なくとも２カ所の部分において接
触するような支持手段を設けて、該支持手段を介して上
記ガイドレールを支持することを特徴とするアクチュエ
ータの案内機構。
【請求項２】上記支持手段は、前記ハウジングに凸部を
形成してなることを特徴とする第１項に記載の磁気ディ
スク装置用アクチュエータの案内機構。
【請求項３】上記支持手段は、上記ガイドレールと上記
ハウジングの間に介在された支持部材により構成される
ことを特徴とする第１項に記載の磁気ディスク装置用ア
クチュエータの案内機構。
【請求項４】上記支持部材は、ステンレス鋼よりなる部
材であることを特徴とする第３項に記載の磁気ディスク
装置用アクチュエータの案内機構。
【請求項５】上記ガイドレールは断面が六角形であり、
隣接する第１の面と第２の面を、上記支持手段により支
持することを特徴とする第１項に記載の磁気ディスク装
置用アクチュエータの案内機構。
【請求項６】上記ガイドレールは、第１の面と第２の面
の境界部付近に、これらの面に対して等しい角度方向
に、ネジによってハウジングに取付けられることを特徴
とする第５項記載の磁気ディスク装置用アクチュエータ
の案内機構。
【請求項７】上記ガイドレールと上記ハウジングは、夫
々熱膨張係数の異なる部材により構成されることを特徴
とする第１項記載の磁気ディスク装置用アクチュエータ
の案内機構。