JPH0773615A

JPH0773615A - ２状態の磁気ラッチ装置

Info

Publication number: JPH0773615A
Application number: JP6065083A
Authority: JP
Inventors: Robert O Campbell; ロバート・オゥ・キャンベル; Thomas A Tacklind; トーマス・エイ・タックリンド
Original assignee: Quantum Corp
Current assignee: Quantum Corp
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1994-04-01
Publication date: 1995-03-17
Also published as: EP0618578A3; DE69413443D1; US5452162A; EP0618578A2; EP0618578B1; DE69413443T2

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の方法の制限および欠点を克服するディ
スクドライブアクチュエータのためのラッチを提供す
る。【構成】ディスクファイルアクチュエータのための磁
気ラッチは、アクチュエータ（１８）上にある低い磁気
的ハード性を有する磁性材料からなるラッチプレート
（４０）と、ベース（１２）に関して装着されかつコイ
ルにより囲まれる中程度の磁気的ハード性を有する強磁
性材料からなるコアとを含む。電源は、選択的にコイル
に結合され、コアに磁化／消磁エネルギを与える。ラッ
チプレート（４０）がコアの方向に移動しかつ電源によ
り磁化力が与えられると、ラッチプレート（４０）はコ
アに引付けられかつコアにより抑制される。電源により
コイルに消磁力が与えられると、アクチュエータ（１
８）はラッチ位置から解放される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】この発明は、ディスクドライブ内のラッ
チ機構に関する。より特定的には、この発明は、データ
変換器ヘッドが予め定められた接触ゾーンに位置付けら
れかつそこに維持されるようにディスクファイルアクチ
ュエータをラッチするための２状態の磁気ラッチ装置に
関する。

【０００２】

【発明の背景】ウィンチェスター（Winchester）固定デ
ィスクドライブ技術に従えば、データ変換器ヘッドスラ
イダは、空気軸受効果によりディスクデータ記憶面に非
常に近接して、たとえば７マイクロインチ以下の間隙を
介して「浮いている」。この空気軸受は、記憶ディスク
が回転しているときにのみ存在する。ディスクが回転し
なくなると、「接触−開始−停止」ディスクドライブに
おいて、ヘッドスライダはディスク表面に「接触す
る」。ヘッドスライダと記憶面との直接の接触に対する
耐性を持たせるために、記憶媒体にはしばしば保護コー
ティングまたは潤滑剤コーティングが施される。したが
って、スライダがデータ記憶ディスクのいかなる位置に
も接触できるようにするディスクドライブの製造業者も
ある。

【０００３】ディスクとヘッドとが直接接触すれば、記
憶媒体をすり減らすかまたは損う可能性がある。直接接
触する位置で記録されたデータは、変わってしまうかま
たは「ハードエラー」として既知である永久的な欠陥が
生じてしまうかもしれない。したがって、多くのディス
クドライブ製造業者は、ヘッドスライダ専用の接触ゾー
ンを作っている。ディスクの半径の最も内側の領域では
磁気記憶セルまたは磁区が最も少ないため、この接触ゾ
ーンは通常、データ記憶ディスクの使用できる半径の最
も内側になるように選択される。

【０００４】ヘッドスライダは典型的には、高度にラッ
プ仕上げされた強磁性材料で形成される。レールのエッ
ジは非常に鋭い。ヘッドスライダがデータ記憶面と接触
している間にそれを半径方向に変位させると、記憶面の
完全性を非常に損うことがわかった。そのように動かす
と、磁気データ記憶のコーティングは削り取られるか、
引っかかれるかまたはこすり取られてしまう可能性があ
る。したがって、（電力供給が縮小された待機状態の間
に起こり得るように）電力がディスクドライブに供給さ
れなくなるときおよび／またはスピンドルモータが回転
していないときにヘッド位置決めアセンブリ（ここでは
「アクチュエータ」）を接触ゾーンに固定するために、
しばしばラッチが設けられる。

【０００５】アクチュエータラッチは様々な形をとって
いる。この発明の譲受人により着手された１つの方法
は、逆バイアス力に打勝つことにより、ディスクの回転
により発生される空気流に応答してアクチュエータを解
放する空気力学的に解放されるアクチュエータラッチを
提供することであり、たとえば、共通に譲渡された米国
特許番号第４，５３８，１９３号、第４，６９２，８２
９号および第４，６４７，９９７号を参照されたい。こ
れらの特許に開示された方法の欠点は、ディスクの直径
が３．５″以下のように小さければ、１つのディスクか
ら生じる空気流が、アクチュエータラッチを、ディスク
ドライブの大量生産が可能な範囲の設計で高い信頼性を
もって動作できるようにするには不十分である可能性が
あることである。

【０００６】先行技術において双安定電磁ラッチが提案
されている。適切な例には、ヘイズブルック（Hazebrou
ck）に与えられた米国特許番号第４，８８１，１３９
号、イズラエレフ（Izraelev）他に与えられた米国特許
番号第４，６５４，７３５号、ステファンスキー（Stef
ansky ）に与えられた米国特許番号第４，９６５，６８
４号、およびマレーク（Malek ）に与えられた米国特許
番号第４，９０３，１５７号がある。この特許を導く応
用を準備する際に考慮した他の特許には、ケーシィ（Ca
sey ）他に与えられた米国特許番号第４，８９０，１７
６号および第４，９４７，２７４号、クワトロ（Quatr
o）他に与えられた米国特許番号第４，８６８，６９５
号、ペリー（Perry ）に与えられた米国特許番号第４，
８５１，９４３号、ペイテル（Patel ）に与えられた米
国特許番号第４，７６４，８３１号、キシ他に与えられ
た米国特許番号第４，７５１，５９５号、ハットリ他に
与えられた米国特許番号第４，７０６，１４２号、ブラ
イヤー（Bryer ）に与えられた米国特許番号第４，６８
６，５９５号、マンツク（Manzke）他に与えられた米国
特許番号第４，６６０，１２０号、シライシに与えられ
た米国特許番号第４，１３９，８７４号、ビスコチル
（Viskochil ）他に与えられた米国特許番号第４，５９
４，６２７号、ならびにウィーンズ（Wiens ）他に与え
られた米国特許番号第４，７１６，４８０号がある。

【０００７】１９９１年５月７日出願の「ディスクファ
イルアクチュエータのための２状態の磁気／電磁ラッチ
（Bistable Magnetic/Electromagnetic Latch for Disk
File Actuator）」と題された共通に譲渡された同時係
属中の米国特許出願連続番号第０７／６９６，６２９号
は、磁気および電磁素子を使用して、データ変換器ヘッ
ドが予め定められた接触ゾーンに位置付けられそこに維
持されるようにディスクファイルアクチュエータをラッ
チするための改良された２状態のラッチを開示してい
る。この装置は意図された目的のためには効果的に動作
するが、多くの構成部品を必要とし、比較的製造コスト
が高い。その上、この先行技術のラッチは、外部電源か
ら供給される狭い範囲内の電力でしか満足がいくように
動作しなかった。

【０００８】この発明に関連する別の方法は、ステファ
ンスキー（Stefansky ）に与えられた米国特許番号第
５，０２５，３５５号に記載されている。この特許は、
接触ゾーンに近づくと回転ボイスコイルアクチュエータ
の半径方向に延在する透磁性捕獲ボディを捕獲するため
の固定捕獲磁気アセンブリを使用するアクチュエータラ
ッチを開示している。

【０００９】この固定捕獲磁石の欠点は、アクチュエー
タが接触ゾーンの付近に移動すると、この固定捕獲磁石
がアクチュエータにバイアス力をかける傾向があり、そ
れにより半径の最も内側のトラックでのヘッド位置のサ
ーボループ制御を損うことである。その上、既知の磁気
捕獲ラッチの重大な欠点は、ドライブの直径が２．５″
または１．８″のようにより小さくなった場合、アクチ
ュエータが記憶トラックの上を動いている間捕獲磁石が
過度にアクチュエータに影響を及ぼし、ヘッドの位置付
けの不安定性につながることである。

【００１０】したがって、上述の特許により種々の多数
の方法が例証されたにもかかわらず、これまで解決され
ていない必要性により、ディスクが回転していないとき
にヘッドを接触ゾーンに維持するようにディスクドライ
ブアクチュエータをラッチするための効果的で低コスト
の機構が開発され続けている。

【００１１】

【発明の概要】この発明の一般的な目的は、以前の方法
の制限および欠点を克服するディスク駆動装置アクチュ
エータのためのラッチを提供することである。

【００１２】この発明のより特定的な目的は、ディスク
ファイルアクチュエータの選択的なラッチを可能にしか
つ促進する態様で、磁化および消磁され得る電磁ラッチ
機構を提供することである。

【００１３】この発明の他の特定的な目的は、アクチュ
エータをラッチする際の位置付けられた位置にあるとき
の方が解放位置にあるときよりもかなり多くの保持力を
有するように構成され得るディスクドライブアクチュエ
ータのための磁気ラッチを提供することである。

【００１４】この発明のさらに他の特定的な目的は、逆
磁界ＤＣ電流により消磁され得るディスクドライブアク
チュエータのための磁気ラッチを提供することである。

【００１５】この発明のさらに他の特定的な目的は、同
心データ記憶トラックの有用な範囲すべてに関してアク
チュエータに与える影響が最小限であり、ディスクドラ
イブ回転ボイスコイルアクチュエータコイルをラッチし
たり解放したりするための所望のヒステリシスの特徴を
有する磁気ラッチを提供することである。

【００１６】この発明のさらに他の特定的な目的は、ラ
ッチが、ドライブアクチュエータを含むヘッドおよびデ
ィスクアセンブリ内に完成装置として設置され得るサブ
アセンブリを含む、ディスクドライブアクチュエータの
ための磁気ラッチを提供することである。

【００１７】２状態の磁気ラッチは、ディスクドライブ
に設けられる。このドライブは、データ変換器ヘッド
を、ディスクドライブ内の回転可能なデータ記憶ディス
クに関して位置付けるための回転ボイスコイルアクチュ
エータを含む。このドライブはまた、アクチュエータが
移動できるように装着されるベースを含む。２状態の磁
気ラッチは、２つの協働する部分を含み、第１の部分は
強磁性材料からなるラッチプレートを形成し、第２の部
分は磁気ラッチアセンブリを形成する。この部分の一方
はアクチュエータに関連し、他方の部品はベースに関連
する。一方の部分は、低い磁気的ハード性を有する磁性
材料からなる受動ラッチプレートである。他方の部品
は、能動２状態磁気ラッチであり、中程度の磁気的ハー
ド性を有する磁性材料からなるコアと、このコアのまわ
りを囲むワイヤのコイルとを含む。電源は選択的にコイ
ルに結合され、磁気ラッチ制御シーケンスの間コイルに
予め定められた電気エネルギを制御可能に与え、コアの
磁器状態を磁化状態と消磁状態とに変える。コアが磁化
されアクチュエータがラッチ位置に移動するとラッチプ
レートがコアに引付けられかつコアにより抑制され、そ
の後電源によりコアに消磁力がコアに与えられるとラッ
チプレートはコアに引付けられなくなりかつ抑制されな
くなり、それによりアクチュエータはラッチ位置から解
放され、その後コアによりいかなる影響またはバイアス
力も与えられずに制限された範囲内の変位位置に沿って
自由に動くように、コアとラッチプレートとは近接して
いる。

【００１８】この発明の一局面において、ラッチプレー
トはアクチュエータの動く部分により運ばれ、かつ能動
ラッチはベースと関連することが可能であり、逆に、ラ
ッチプレートはベースに固定され、かつ能動ラッチはア
クチュエータとともに動くことが可能である。

【００１９】この発明の別の局面において、コアはアル
ミニウム−ニッケル−コバルト合金を含む。関連する局
面において、アルミニウム−ニッケル−コバルト合金は
アルニコ＃２を含む。

【００２０】この発明のさらに別の局面として、ラッチ
プレートは低い磁気的ハード性を有する（以下、「ロー
ハード」と記す）磁性材料からなる。

【００２１】この発明のさらに別の局面として、電源
は、コイルに順方向の極性の電流を与えて磁化の間コア
を磁化する第１の回路と、コイルに逆方向の極性の電流
を与えて消磁の間コアを消磁する第２の回路とを含む。
関連する局面において、この第１の回路および第２の回
路は記憶キャパシタを介して形成される直流パルスを与
え、この直流パルスは制御可能にコイルを流れ、コアを
それぞれ磁化および消磁する。

【００２２】この発明のさらに別の局面において、ソフ
ト磁性材料の２つの磁極片はコアから延在し、馬蹄形の
磁石を形成し、これらの磁極片はコアが磁化状態である
間コアからラッチプレートに磁束を伝える。

【００２３】この発明のさらに別の局面において、ラッ
チアセンブリは単一のボディとして形成され、コアおよ
びコイルはその中に埋め込まれる。さらに、コアから延
在し馬蹄形の磁石を形成するソフト磁性材料の２つの磁
極片は、この単一のラッチボディに埋め込まれ、ラッチ
位置にあるアクチュエータのラッチプレートに向い合っ
て面するラッチボディの面まで延びる。

【００２４】この発明のこれらのおよび他の目的、利
点、局面および特徴は、添付の図面とともに以下の好ま
しい実施例の詳細な説明を考慮すればより十分に理解さ
れ認識されるであろう。

【００２５】

【好ましい実施例の詳細な説明】この発明を認識し理解
するために、固定ディスクドライブデータ記憶サブシス
テムのヘッド／ディスクアセンブリ（「ＨＤＡ」）１０
と組合わせたこの発明の現在好ましい実施例を図１に示
している。ＨＤＡ１０はベース１２を含み、このベース
にはＨＤＡ１０の他のすべてのエレメントが装着され、
および／またはその構造が参照されている。たとえばベ
ース１２の連続した側壁と取外し可能なカバー（図１に
図示せず）とで範囲が定められるＨＤＡ１０の囲まれた
内部空間内に、少なくとも１つのデータ記憶ディスク１
４が装着される。記憶ディスク１４は、たとえばインハ
ブ型ブラシなしＤＣスピンドルモータを含むスピンドル
１６を介してベース１２に装着される。スピンドルモー
タは、たとえば３６００ＲＰＭの（または、ユーザによ
るトラック内のデータブロックへの所望の平均回転呼出
時間に応じてより高速の）予め定められた角速度でディ
スク１４を回転させる。

【００２６】記憶ディスク１４はいかなる適切な直径を
有してもよく、この記憶ディスクは最も好ましくは、た
とえば約３．５インチ、２．５インチ、１．８インチま
たはそれ以下のマイクロウィンチェスタフォームファク
タを含む。したがって、明らかに図１はこの発明の原理
を実施する実際のＨＤＡをいくらか拡大したものであ
る。

【００２７】大きさのバランスがとられた例示的な回転
ボイスコイルアクチュエータアセンブリ１８は、少なく
とも１つの負荷ビーム２２が装着されるヘッドアーム２
０を含む。この負荷ビーム２２は、その外周領域にある
データ記憶変換器ヘッドスライダ２４を支える。スライ
ダ２４は、最も好ましくはたとえば薄膜ヘッドとして形
成されるデータ変換器ヘッドを含む。負荷ビーム２２
は、支えとしてだけではなくばねとして作用するように
設計され、ヘッドスライダ２４に予め定められた負荷力
を与えてヘッドスライダをディスク１４のデータ記憶面
の方向に促す。この力よりも、ＨＤＡ１０がそれと一体
の部品であるデータ記憶サブシステムが動作している間
にディスク１４の回転により発生される空気軸受の方が
大きい。アクチュエータアセンブリ１８がラッチ位置に
あるとき、すなわちアクチュエータアセンブリがラッチ
ハウジング４０の透磁性部分を係合しているとき、ヘッ
ドアーム２０はＩＤ衝突ストップピンに当接する。

【００２８】回転アクチュエータアセンブリ１８は適切
な軸受（図示せず）によりベース１２に固定されるシャ
フト２６に装着され、そのためアクチュエータ１８は一
般に制限された回転変位の範囲内において自由に回転
し、それによりヘッド２４を、アクチュエータアーム２
０が内側の衝突ストップ２５に接する接触ゾーンＬＺを
含む、ディスク１４の外側の領域からその内側の領域ま
で動かす。読出プリアンプ／書込ドライバ、スイッチ回
路等の電子回路、および他の関連する回路素子は、たと
えば可撓性のあるプラスチック膜回路基板２７に装着さ
れる。基板２７の延長部分は、ベースの側壁の上部の縁
とカバーを連続した側壁の上部の縁に封止するガスケッ
トとの間でＨＤＡの内部空間から出ており、ベース１２
に装着される外部回路板（図示せず）との電気信号およ
び電力の接続ができるようにする。

【００２９】一般に楔形の平坦なアクチュエータボイス
コイル２８（輪郭を図示）もまた、回転アクチュエータ
アセンブリ１８内に含まれる。小さいゲージの絶縁銅ワ
イヤのコイルを含むアクチュエータボイスコイル２８
は、好ましくは従来のプラスチックカプセル封止／成形
技術によりヘッドアーム２０と一体に形成される。平坦
なボイスコイル２８は、同じ材料からなる上方の磁束戻
しプレート３０と下方の磁束戻しプレート（図１に図示
せず）との間に形成される磁気ギャップ内に配置され
る。

【００３０】２つまたは４つの高磁束強度の永久磁石は
上方および下方の磁束戻しプレートに固定され、アクチ
ュエータコイルが動く磁気ギャップ内に強い磁界を与え
る。上方の強磁性磁束戻しプレート３０は、図１に示さ
れている。好ましい実施例では、２つの磁石３１および
３２は下方の磁束戻しプレートに固定され、下方のプレ
ートに直接面する反対の極性の磁極面と、コイル２８の
脚に直接対向して面する反対の極性の磁極面とを有し、
それにより非常に強い磁気ギャップを形成する。コイル
２８を一方向に通過する電流によりアクチュエータアセ
ンブリ１８がディスク１４に関して半径方向に一方向に
回転し、逆方向の電流により逆方向の動きが生じる。

【００３１】磁石３１および３２は、たとえばネオジム
等の磁化された希土類元素のセラミックを含み得る。

【００３２】伸長されたラッチアーム３６は好ましくは
アクチュエータコイル２８と一体の部分として形成さ
れ、この例ではアクチュエータコイルの一方側から延在
している。ローハードの適切な磁性材料（「ソフト強磁
性材料」とも呼ばれる）からなる小さいラッチプレート
４０は、伸長されたアーム３６に取付けられる。ラッチ
プレート４０を備える伸長されたアーム３６は、この例
ではベース１２に固定して装着される磁気ラッチアセン
ブリ４２に向かって延在している。

【００３３】次に図２および図３を参照すると、この発
明の原理を組込むラッチアセンブリ４２の現在好ましい
一実施例は、電磁コイル４６により囲まれる中程度の磁
気的ハード性を有する（以下、「ミディアムハード」と
記す）強磁性材料からなるコア４４を含む。コア４４か
ら延びるソフト磁性材料からなる磁極片５０および５２
は、図１、図２および図３に示される実施例に設けられ
ており、その磁極片はラッチプレートの外側に磁束を伝
える。したがって、図１ないし図３の実施例において、
ラッチプレート４０は、コア４４が磁化されるときに設
けられるＮ−Ｓ磁束回路を完成する。このアセンブリ
は、その後、従来のプラスチックカプセル封止技術によ
り適切なプラスチック材料４８の中にカプセル封止され
てもよい。

【００３４】アセンブリ４２は、適切な接着剤またはね
じ等の機械的な固定具（図示せず）等のいかなる適切な
固定法によっても、ドライブ１０のベースに取付けられ
る。コア４４が磁化されると、その磁界は、アクチュエ
ータアセンブリ１８のラッチプレート４０を引付けかつ
それを保持するように磁極片５０および５２により外側
に向けられる。図１ないし図３の実施例は、効率のよい
閉ループ磁気回路構成を提供している。

【００３５】他の構成もこの発明の範囲内である。たと
えば、図４は、単極ソレノイドとして構成されるラッチ
アセンブリ４３を示している。この実施例では、ラッチ
プレート４０はコア４４の露出された極に引付けられ
る。この構成を使用すれば、磁極片は必要でなくなる。
図４の構成は、意図された目的のためには効果的である
が、図２および図３の閉ループ回路と比べると幾分効率
的でない。図４の例では、一実施例は、直径約３ミリメ
ートル、長さ約８ミリメートルのミディアムハード磁性
材料であるアルニコ＃２からなるコア４４を含む。非常
に細く引伸ばされた絶縁銅ワイヤ（たとえば４０ゲー
ジ）の約５００巻のコイル４６は、コア４４のまわりに
形成された。電源５４は、約２０ボルトのＤＣ電流パル
スを供給し、コアピースを磁化した。エネルギは大容量
蓄積キャパシタ５６に蓄えられ、このキャパシタはその
後コイル４６を介して選択的に放電されるようにされ、
その結果コア４４に残留磁気が生じる。図７に示される
ように、スイッチファンクション５８は、キャパシタ５
６が充電されるようにでき、さらにソレノイドラッチア
センブリ４３のコイル４６を介して放電するための経路
を与える。

【００３６】図５は、磁気ラッチプレート４５が、図４
に示されるタイプのソレノイド様式のラッチアセンブリ
４２と協働するための磁極片を含む構成を示している。
図５において、コア４４は、アクチュエータアーム３６
に取付けられる一般にＵ字型のラッチプレート４５のエ
ンドタブ４５Ａおよび４５Ｂとともに動作する極ストッ
プ４４Ａおよび４４Ｂを備えるような形状にされる。こ
れに関して、磁気コアの外形がコアを容易に消磁させる
のに適していると認められることが重要である。一般
に、コアの長さ対コアの直径の比が単位元に近ければ、
もっとも容易に消磁されるコアが得られる。

【００３７】ラッチプレートとラッチアセンブリとの他
の構成も容易に企図され、この構成もこの発明の範囲内
である。たとえば、ラッチプレート４５はベース１２に
固定されるかまたはその一部分として延在していてもよ
く、コア４４およびコイル４６は、ベースに関して移動
するアクチュエータ構造の一部分として形成されてもよ
い。

【００３８】ミディアムハード強磁性コア４４は、適切
な磁化電流がコイル４６を通過すると磁化され、消磁電
流がコイル４６を通過するまでコア４４は「永久」磁気
を保持する。コア４４が磁化状態であり、かつ伸長され
たアクチュエータアーム３６のラッチプレート４０がア
センブリ４２と近接すると、プレート４０は磁極片５０
および５２に引付けられ、その結果、伸長されたアーム
３６はラッチアセンブリ４２に当接しアクチュエータを
ラッチする。アクチュエータを解放することが望ましい
とき、消磁電流がコイル４６を通過され、その結果コア
４４は効果的に消磁され、それによりラッチプレート４
０およびアクチュエータを解放する。消磁電流は直流で
あってもよく、または時間とともに減衰する限定された
周期の交流であってもよい。

【００３９】重要な事は、この発明を実施する際には適
切な強磁性材料をコア４４として使用することである。
次に図６を参照すると、ローハード（すなわち「ソフ
ト」）、ハードおよび「ミディアムハード」の磁性材料
に関する３つの重ね書きされた磁化ヒステリシスループ
が示されている。一方では、もしコア強磁性材料４４が
「ハード」であれば、グラフＡにより示されるように、
ハード材料は一旦磁化されると消磁されにくい。したが
って、ハード磁性材料はラッチアセンブリ４２のアクチ
ュエータにはあまり実用的ではない。他方、もし強磁性
材料がに「ソフト」すぎれば、グラフＢにより示される
ように、ローハード磁性材料は磁化しにくく、電流がコ
イル４６から流れなくなってもアクチュエータをラッチ
状態に維持しない。

【００４０】したがって、この発明は、図５のグラフＣ
により示されるような適切な「ミディアムハード」の磁
性材料からなるコア４４を使用する。コア４４はハード
の特徴（グラフＡ）とソフトの特徴（グラフＣ）との中
間の磁化ヒステリシスの特徴を有する。コア４４にミデ
ィアムハードの強磁性材料を使用することにより、コア
４４は、適度な大きさの磁化電流が与えられると永久的
に磁化され、その後適度な大きさの消磁電流が与えられ
ると消磁される。

【００４１】たとえば、コア４４に好ましいミディアム
ハードの１つの強磁性材料は、アルニコ＃２として既知
である鉄のアルミニウム−ニッケル−コバルト合金であ
る。しかしながら、コア４４として使用するのに適切な
既知のミディアムハードの磁性材料が非常に多くあるこ
とは当業者により認識されるであろう。したがって、そ
のような他の材料を使用することも、明らかにこの発明
の意図および範囲内である。

【００４２】磁化電流および消磁電流の大きさを制限す
るためには、コア４４の大きさを、効果的なラッチアセ
ンブリ４２を実現するのに実用的な最も小さい大きさに
制限することが重要である。非常に小型のディスクドラ
イブにおいて、コイル４６を駆動するために得ることが
できる電力は非常に限られる。したがって、電池または
他の限られた電流の電流源等の利用可能なディスクドラ
イブの電力源の制約範囲内で強磁性材料からなるコアを
磁化／消磁するのに十分な電力を与えることができるこ
とが重要である。

【００４３】好ましい実施例において、スピンドルモー
タ１６（図７）からのＡＣ信号の一部分は、コイル４６
に磁化／消磁エネルギを与えるために使用される。ヘッ
ド２４を接触ゾーン（ラッチ位置）に位置付けるように
アクチュエータ構造１８が自動的に収縮する間、ディス
クドライブスピンドルモータ１６により発生されたＡＣ
エネルギが直流に変換されるように整流回路６０が設け
られる。電圧乗算回路６２は直流を適切に高い電位に乗
算する。制御回路６４は、乗算回路６２内で乗算された
電圧の極性反転を制御し、さらにスイッチファンクショ
ン５８も制御する。スイッチが図７に示される位置にあ
れば、乗算された直流はまずキャパシタ５６に蓄えられ
る。コア４４を磁化または消磁するときになれば、スイ
ッチ５８はキャパシタ５６と電圧乗算器６２との接続を
切り、キャパシタ５６をコイル４６に接続する。そうす
れば、結果として生じた適切な極性の直流パルスが電磁
コイル４６に与えられ、コア４４を再磁化する。アクチ
ュエータアーム３６がラッチアセンブリ４２に近接する
までに、コア４４は十分に再磁化され、アームの移動範
囲内の接触ゾーンでアームをラッチする。ラッチが解放
されるべきであるとき、キャパシタ５６を介して逆極性
の電荷が蓄えられ、キャパシタはコイル４６を介して放
電し、それにより永久磁気を無視できるほどのレベルに
低減する。キャパシタ５６に蓄えられた消磁電荷は、コ
ア４４を消磁するのには効果的であるが、逆の磁気極性
のコアを再磁化するのには効果的でないように制御回路
６４により制御される。

【００４４】磁化電流は、ミディアムハードのコア４４
を永久に磁化するような適切な大きさおよび電位の直流
である。コア４４を消磁するために交流が使用されても
よいが、超小型のハードディスクドライブ内で適切な電
力レベルの交流を発生させることは困難である。したが
って、磁化パルスとは逆の極性のＤＣ消磁パルスが現在
好ましい。ＤＣ消磁パルスの大きさは、逆の磁気極性を
永久にコア４４に誘導せずにコア４４を消磁状態に戻す
のに十分であるように選択される。したがって、ＤＣ消
磁パルスのエネルギは、逆の極性のエネルギが取除かれ
るとコア構造４４の残留磁気が実質的に０となるように
コア４４の磁気状態がヒステリシス曲線（図５のグラフ
Ｂ）を十分に低くさせるのに十分である。

【００４５】伸長されたアクチュエータアーム３６のラ
ッチプレート４０が２磁気状態のコア４４と協働するこ
とにより、単純でディスクドライブのヘッド／ディスク
アセンブリ内に非常に低コストで実現できるハードディ
スクドライブアクチュエータのための２状態の磁気ラッ
チが実現される。この協働によりさらに、先行技術にお
いて既知のものに比べて必要な空間が非常に少ないディ
スクドライブラッチ機構が得られ、この機構には、以前
のラッチ設計に必要とされるような別々に動く機械構造
がない。

【００４６】したがって、ディスクドライブとともに使
用される以前から既知であるアクチュエータラッチアセ
ンブリよりも有用な２状態の磁気ラッチアセンブリが提
供されることが理解されるであろう。単純であり、コス
トが低く、必要な電力が断続的で低く、容易に実現でき
るため、そのようなラッチアセンブリには多くの利点が
ある。特に、この発明のラッチアセンブリは、ラッチが
従来に比べて非常に少ない領域しか必要としないため、
サブマイクロウィンチェスタディスクドライブのための
以前から既知であるラッチ機構よりもかなりの利点を有
する。

【００４７】上述の好ましい実施例の説明を考慮すれ
ば、この発明の意図から外れることなく多くの変更およ
び修正が当業者に容易に明らかとなり、この発明の範囲
は、前掲の特許請求の範囲により、より特定的に示され
る。ここに記載した説明およびこの発明の開示は例示的
なものであって、この発明の範囲を制限するものではな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の原理に従った２状態の磁気ラッチを
含むウィンチェスタ固定ドライブの拡大平面図である。

【図２】図１に示される磁気ラッチを拡大して示す概略
斜視図である。

【図３】図２の実施例の別の角度からみた図である。

【図４】この発明の他の好ましい実施例の概略斜視図で
ある。

【図５】この発明のさらに他の実施例の概略斜視図であ
る。

【図６】グラフＡはハード磁性材料の磁気特性、グラフ
Ｂはソフト磁性材料の磁気特性、グラフＣはミディアム
ハード強磁性材料の磁気特性をそれぞれ示すように、１
群の磁化ヒステリシスの特徴を重ね書きしたグラフを示
す図である。

【図７】図１ないし図４に示されるラッチの実施例のミ
ディアムハード強磁性コアに磁化／消磁電位を与えるた
めの電源の電気的な概略ブロック図である。

【符号の説明】

１２ベース１４データ記憶ディスク１８アクチュエータアセンブリ２０ヘッドアーム２４ヘッドスライダ３６ラッチアーム４０ラッチプレート

【手続補正書】

【提出日】平成６年６月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースに関して回転するディスクドライ
ブ内で回転可能なデータ記憶ディスクに関して、データ
変換器ヘッドを位置付けるためのディスクファイルアク
チュエータのための２状態の磁気ラッチ装置であって、
前記アクチュエータは前記ベースに関して動くように装
着され、前記２状態の磁気ラッチ装置は、２つの協働す
る部分を含み、第１の部分は強磁性材料からなるラッチ
プレートを形成し、第２の部分は磁気ラッチアセンブリ
を形成し、前記第１および第２の部分の一方は前記アク
チュエータに関連し、前記第１および第２の部分の他方
は前記ベースに関連し、前記第２の部分は、磁化状態と
消磁状態との間を制御可能に遷移されるような中程度の
磁気的ハード性を有する強磁性材料からなるコアと、前
記コアを囲むワイヤのコイルとを含み、前記磁気ラッチ
装置はさらに、前記コイルに統合され、磁気ラッチ制御
シーケンスの間予め定められた電気エネルギを前記コイ
ルに制御可能に与えて前記コアの磁気状態を磁化状態と
消磁状態とに変える電源を含み、前記コアが前記磁化状
態でありかつ前記アクチュエータがラッチ位置に移動す
ると、前記ラッチプレートが前記コアによって引付けら
れかつ抑制され、その後消磁力が前記電源によって前記
コアに与えられ前記コアを前記消磁状態に遷移させる
と、前記ラッチプレートは前記コアにより引付けられな
くなりかつ抑制されなくなり、それにより前記アクチュ
エータはその際に前記２状態の磁気ラッチ装置により解
放されるように前記コアとラッチプレートとは近接して
いる、２状態の磁気ラッチ装置。
【請求項２】前記第１の部分は前記アクチュエータの
動く部分により運ばれ、前記第２の部分は前記ベースに
関連する、請求項１に記載の磁気ラッチ装置。
【請求項３】前記第１の部分は前記ベースに関連し、
前記第２の部分は前記アクチュエータの動く部分により
運ばれる、請求項１に記載の磁気ラッチ装置。
【請求項４】前記コアはアルミニウム−ニッケル−コ
バルト合金を含む、請求項１に記載の磁気ラッチ装置。
【請求項５】前記アルミニウム−ニッケル−コバルト
合金はアルニコ＃２を含む、請求項４に記載の磁気ラッ
チ装置。
【請求項６】前記ラッチプレートはソフト強磁性材料
からなる、請求項１に記載の磁気ラッチ装置。
【請求項７】前記電源は、順方向の極性電流を前記コイルに与えて磁化の間前記コ
アを磁化するための第１の回路手段と、逆方向の極性電流を前記コイルに与えて消磁の間前記コ
アを消磁するための第２の回路手段を含む、請求項１に
記載の磁気ラッチ装置。
【請求項８】前記第１の回路手段および前記第２の回
路手段は、直流電荷を蓄えるための蓄積キャパシタ手段
と、前記キャパシタ手段を前記第１の回路手段と前記第
２の回路手段との間で切換えるためのスイッチ手段とを
含み、前記コイルは、前記コイルを流れ前記コアをそれ
ぞれ磁化および消磁する直流パルスを与える、請求項７
に記載の磁気ラッチ装置。
【請求項９】前記コアから延び、馬蹄形の磁石を形成
するソフト磁性材料からなる２つの磁極片をさらに含
み、前記磁極片は前記コアが磁化状態である間前記コア
から前記ラッチプレートに磁束を伝える、請求項１に記
載のラッチ装置。
【請求項１０】前記ラッチアセンブリは、単一のボデ
ィとして形成され、前記コアおよびコイルはその中に埋
め込まれる、請求項１に記載のラッチ装置。
【請求項１１】前記コアから延び、馬蹄形の磁石を形
成するソフト磁性材料からなる２つの磁極片をさらに含
み、前記磁極片は、前記単一のラッチボディ内に埋め込
まれ、かつラッチ位置にある前記アクチュエータの前記
ラッチプレートに面する前記ラッチボディの面まで延び
る、請求項１０に記載のラッチ装置。