JPH08221912A - 磁気ディスク装置用ヘッドアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ベース４に固定したピボット軸５と、ピボット
軸５に設けたころがり軸受６と、ころがり軸受６によっ
て回転可能に支持され揺動運動するピボットハウジング
７と、ピボットハウジング７に一端を固定した可撓性の
支持部材８と、支持部材８の他端を固定したキャリッジ
９と、キャリッジ９に固定したヘッド１４を有するロー
ドアーム１３と、キャリッジ９の端部に設け、キャリッ
ジ９を揺動させるボイスコイルモータ１５とから成り、
支持部材８の変形で、ころがり軸受の静摩擦トルクによ
る悪影響がヘッド位置決め系に現われないヘッドアクチ
ュエータ２。 【効果】磁気ディスク装置の高密度記録を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置は、先端にディスクの
情報を記録／再生するためのヘッドを有するサスペンシ
ョン（ロードアーム）をキャリッジの一端に固定し、キ
ャリッジの他端には駆動力を発生するボイスコイルモー
タの構成部材であるコイルを取り付け、キャリッジをこ
ろがり軸受で回転運動可能に支持したヘッドアクチュエ
ータを搭載していた。これらのコイルとヘッドはころが
り軸受に対して、それぞれ、反対側に配設されていた。
ヘッドアクチュエータは、ヘッドで再生される信号に基
づいた電流をコイルに供給してキャリッジを揺動運動さ
せ、ディスクの所定位置（情報の記録されているトラッ
ク）にヘッドを位置決めするヘッド位置決めサーボ系に
よって制御されていた。ヘッドアクチュエータを回転支
持しているころがり軸受は、内輪及び外輪と転動体との
接触部において微小すべりや弾性ヒステリシスを持つこ
とや封入グリースの粘性により、静止摩擦トルクを有す
る。この静摩擦トルクに起因した非線形特性が影響し、
ヘッド位置決めサーボ系は不感帯を持つ系になってお
り、ヘッド位置決めの高精度化を妨げる要因になってい
た。

【０００３】この課題の解決案として、ヘッドアクチュ
エータを弾性部材だけで支持する構造が提案された。こ
れは、平行ばねで支持した弾性構造であり、例えば、ア
メリカ特許第4868696 号に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ヘッドアクチュエータ
をろがり軸受で支持する構造は、ヘッド移動範囲を大き
く採れる特徴を有しているが、上述のように、不感帯の
問題がある。駆動電流が小さい場合は不感帯の範囲内で
の動作となり、供給した駆動電流に対応したキャリッジ
の回転が得られずにヘッドの位置決め制御ができないと
いう問題があった。また、この不感帯は、密度の高い記
録を行うほどオフトラックという現象でヘッド位置決め
に悪影響を及ぼし、高密度記録の実現を妨げているとい
う問題があった。一方、ヘッドアクチュエータを弾性部
材だけで支持する平行ばね構造は、静摩擦トルク等の非
線形性を持たないため、良好な機構と考えられる。しか
し、磁気ディスク装置のヘッド移動範囲は装置寸法に比
較して大きく、支持部材の大きさは装置寸法で制限され
るため、動作時において支持部材に過大な曲げ応力が生
じ、疲労破壊等の問題があり、実現が難しい機構であ
る。

【０００５】本発明の目的は、ヘッド移動範囲を大きく
採れ、ころがり軸受の摩擦の影響がヘッド位置決めサー
ボ系に現われない磁気ディスク装置用ヘッドアクチュエ
ータを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ころがり軸受
と弾性部材を直列に配設した構造でヘッドアクチュエー
タを支持することにより、上記課題を解決する。すなわ
ち、ヘッドアクチュエータを弾性部材だけで支持する構
造は、静摩擦トルク等の非線形性を持たないため、良好
な機構と考えられる。しかし、磁気ディスク装置のヘッ
ド移動範囲は装置寸法に比較して大きく、支持部材の大
きさは装置寸法で制限されるため、動作時において支持
部材に過大な応力が生じ、材料破壊等の問題があり、実
現が難しい。また、ころがり軸受だけで支持する従来構
造は、ヘッド移動範囲を大きく採れる特徴を持つが、不
感帯の問題がある。本発明では、両構造の長所を取り入
れた支持構造とする。つまり、ころがり軸受に支えられ
た弾性部材（支持部材）の先にヘッドを配設することに
より、ころがり軸受の持つ非線形特性がヘッド位置決め
サーボ系に現われない磁気ディスク装置用ヘッドアクチ
ュエータを提供する。

【０００７】

【作用】ヘッドの動きが小さいときには弾性部材の変形
で位置決めし、また、ヘッドを大きく移動させるシーク
動作では、ころがり軸受の回転と支持部材の変形でヘッ
ドを位置決めする。シーク動作の開始時には、ヘッドは
支持部材の変形で移動しはじめ、さらに、ころがり軸受
に静摩擦トルクを超える駆動トルクが作用するところが
り軸受による回転運動が生じ、ヘッドは目標トラックに
達する。このように、駆動トルクの小さいときは支持部
材のたわみによってヘッドが移動するため、ヘッドの運
動に、ころがり軸受の静摩擦トルクに起因した非線形性
は現われない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１，図２により
説明する。

【０００９】本発明のヘッドアクチュエータ２を図１に
示す。このヘッドアクチュエータ２を搭載した磁気ディ
スク装置１を図２に示す。図２は、磁気ディスク装置１
の上側の蓋を取り除いて機構の配置を示す平面図であ
る。

【００１０】ディスク３には、ベース４に固定したスピ
ンドルモータ（図示せず）に取り付けており、一定角速
度で回転する。ディスク３上に位置決めされ、情報の記
録／再生を行うヘッド１４はヘッドアクチュエータ２の
端部に取り付ける。ヘッドアクチュエータ２は、ベース
４に固定したピボット軸５，ピボット軸５を中心として
ころがり軸受６を介して回転可能に取り付けられたピボ
ットハウジング７，このピボットハウジング７に一端を
固定して他端をキャリッジ９に固定した可撓性の支持部
材８，キャリッジ９に対してピボット軸５の反対側に配
設されキャリッジ９の端部に接着した駆動手段の構成部
品であるコイル１０、及びキャリッジ９の他の端に取り
付けた先端にヘッド１４を有するロードアーム１３とか
ら構成されている。本実施例では、ころがり軸受６とし
て玉軸受を用い、ピボット軸５の軸方向に２個配設し、
ピボットハウジング７を回転支持している。可撓性の支
持部材８はステンレス材等の弾性を持つ板材から成り、
図示しているように、中央部分を折り曲げて部材の曲げ
剛性を大きくした板ばね８ａと８ｂを組み合わせた平行
ばね構造をしている。この支持部材８の剛性は、ディス
ク半径方向（トラック方向）には小さく、それと直角方
向には大きく設計されており、ヘッド１４をディスク３
面に対して平行に移動する機構に成っている。コイル１
０は磁石１１とヨーク１２とで駆動手段であるボイスコ
イルモータ１５を構成し、コイル１０に駆動電流を供給
することにより推力を発生させ、支持部材８の変形とピ
ボット軸５回りの回転により、キャリッジ９とロードア
ーム１３を介してヘッド１４をディスク３上に位置決め
する。ヘッドアクチュエータ２は、ころがり軸受６と支
持部材８で支持され、ボイスコイルモータ１５の発生す
る推力で揺動運動を行う。

【００１１】また、ヘッドアクチュエータ２を揺動運動
させるボイスコイルモータ１５の推力は、ピボット軸５
回りのトルクとして作用することから、推力の発生点は
ピボット軸５より離れている方が、つまり、腕の長さの
長い方が、同じシーク動作を行う場合、小さい推力で良
く、コイル１０に供給する駆動電流を小さくできる。図
１に示すように、ヘッドアクチュエータ２を支持するこ
ろがり軸受６及び支持部材８から成る支持部，ヘッド１
４，駆動手段であるボイスコイルモータ１５のコイル１
０の順に配置することにより、腕の長さを大きく採り、
小さい駆動電流でシーク動作を可能にしている。

【００１２】このことは、シーク動作時の消費電力を低
減させる効果がある。

【００１３】ヘッド１４を目標トラックに移動するため
のシーク動作は、コイル１０に駆動電流を供給すること
により、ヘッドアクチュエータ２が動きはじめる。最初
は、ころがり軸受６の持つ静止摩擦トルクのためにピボ
ット軸５回りの回転運動は起こらず、支持部材８のトラ
ック方向への変形によってヘッドアクチュエータ２は動
きはじめ、変形量が増す。さらにボイスコイルモータ１
５の推力が持続すると、ころがり軸受６に静止摩擦トル
クを超える駆動トルクが作用し、ピボットハウジンク７
は回転しはじめる。この回転運動の発生により支持部材
８の変形は僅かに緩和され、支持部材８はころがり軸受
６の持つ動摩擦トルクに対応した変形を維持したまま、
ヘッドアクチュエータ２は回転する。ヘッド１４が目標
トラックに達すると、ヘッドアクチュエータ２はトラッ
ク追従動作を行う。このトラック追従動作は支持部材８
の変形でヘッド１４を目標トラックに追従させる。

【００１４】また、ヘッド１４が隣接トラックまたは２
〜４トラック離れたトラックへ移動するショートシーク
動作は、大きな推力を必要としないため、支持部材８の
変形だけでヘッド１４を位置決めする。

【００１５】ヘッドアクチュエータ２の動きはじめは、
支持部材８の弾性によって支配され、ころがり軸受６の
静止摩擦トルクの影響は現われない。したがって、本ヘ
ッドアクチュエータ２を有するヘッド位置決めサーボ系
は不感帯を持たない制御系であることがわかる。このこ
とより、コイル１０に供給する微小な電流に対してもヘ
ッド１４が位置決めされ、高精度な位置決めが可能にな
り、磁気ディスク装置１における高密度記録が実現でき
る。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、支持機構の静摩擦トル
ク特性の現われないヘッドアクチュエータを搭載した磁
気ディスク装置により、高密度記録が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すヘッドアクチュエータ
の斜視図。

【図２】図１のヘッドアクチュエータを搭載した磁気デ
ィスク装置の平面図。

【符号の説明】

１…磁気ディスク装置、２…ヘッドアクチュエータ、３
…ディスク、４…ベース、５…ピボット軸、６…ころが
り軸受、７…ピボットハウジング、８…支持部材、９…
キャリッジ、１０…コイル、１１…磁石、１２…ヨー
ク、１３…ロードアーム、１４…ヘッド、１５…ボイス
コイルモータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転しているディスク上で情報の記録／再
   生を行うヘッドを位置決めするヘッドアクチュエータを
   搭載した磁気ディスク装置において、ベースに固定した
   ピボット軸と、前記ピボット軸に設けたころがり軸受
   と、前記ころがり軸受によって回転可能に支持されたピ
   ボットハウジングと、前記ピボットハウジングに一端を
   固定した可撓性を有する支持部材と、前記支持部材の他
   端を固定したキャリッジと、前記ヘッドを有するロード
   アームと、前記キャリッジを揺動させる駆動手段とから
   成り、前記駆動手段と前記ロードアームは前記キャリッ
   ジにそれぞれ取り付けられていることを特徴とする磁気
   ディスク装置用ヘッドアクチュエータ。