JPH11238328A - 磁気回路駆動手段を有する磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、シーク動作によって発生しヘ
ッド位置決めの悪影響を及ぼす磁気ディスク装置の回転
振動を抑制し、高速アクセスが可能な磁気ディスク装置
を提供することにある。 【解決手段】磁気回路を回転可能にベースに支持し、磁
気回路の回転軸は磁気回路の重心を通る位置とし、磁気
回路を移動するための磁気回路駆動手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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、記憶容量を大きく
するための高記録密度化と、データの転送速度を上げる
ためのヘッドアクセス高速化をめざして設計されてい
る。

【０００３】磁気ディスク装置のヘッドアクセス動作
は、ヘッドを目標位置付近に高速移動させるシーク動作
と、目標位置に位置決めするセトリング動作がある。シ
ーク動作は、ヘッドアクチュエータのボイスコイルモー
タが駆動力となる。そして、その駆動力の反力によっ
て、磁気ディスク装置が振動する。この振動は、磁気デ
ィスク装置がパソコン内部のフレーム等に設置されるこ
とによる剛体振動である。

【０００４】言い換えれば、フレーム等がばねとなり、
磁気ディスク装置がマスとなる振動である。振動してい
る時の磁気ディスク装置の運動は回転運動が主である。
装置が回転運動すると、回転可能に支持されたヘッドア
クチュエータにはモーメントが伝達されないので、装置
に対してヘッドは相対的に移動させられる。これにより
ヘッド位置決めが悪化しセトリング動作の時間が長くな
るという問題がおこる。

【０００５】高記録密度化を実現する従来技術として、
特開昭59−210573号公報に開示されているものがある。
これは、マグネットアセンブリと称する磁気回路をアー
ム等からなるキャリッジの回転軸と同軸に回転支持する
構造である。この構造により、ヘッド駆動力の反力によ
るモーメントを相殺し、装置振動を低減してヘッド位置
決め精度を高めるとある。

【０００６】これに類似する従来技術として、特開平5
−128753 号公報に開示されているものがある。これ
は、磁気回路をキャリッジの回転軸と同軸に回転支持す
る構造であり、特開昭59−210573号公報と構造が似てい
る。相違点は、磁気回路及びボイスコイルを２組設けて
いる点である。効果は、特開昭59−210573号公報と同じ
である。ただし、特開平5−128753 号公報には磁気回路
を駆動するという構造も開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭59−210573号公報に開示されている公知技術は、完
全にはモーメントを相殺できない。図９ないし図１０を
用いて、上記公知技術のモーメントについて説明する。

【０００８】前述したように、キャリッジ及び磁気回路
は回転軸Ｐに回転支持されている。図９に示したよう
に、ヘッドを矢印方向に移動させる場合は、コイル１６
にＦｏの駆動力を発生させる。この時に回転軸Ｐに作用
する反力はＦｃであり、Ｆｃはベースに伝達される。

【０００９】磁気回路に作用する反力はＦｃｒであり、
回転軸Ｐを介してベースに伝達される。Ｆｏ，Ｆｃ及び
Ｆｃｒは同じ大きさである。ただし、図１０に示した磁
気回路を介してベースに伝達される力ＦｐとＦｃｒに
は、Ｆｐ＝Fcr{1−(m*Lg*Lc)／（Ｉ＋ｍ＊Ｌｇ²)｝とい
う関係式が成り立つ。ここで、ｍは磁気回路の質量、Ｉ
は磁気回路の慣性モーメントである。

【００１０】ＬｇとＬｃは図１０に示した通りである。
公知技術では、ＦｐとＦｃｒは回転軸Ｐにおいて相殺す
るとあるが、実際はＦｐとＦｃｒの差分の力が残り、こ
の力が磁気ディスク装置を回転させるモーメントになる
ので、完全にはモーメントを相殺できない。

【００１１】また、上記特開平5−128753 号公報に開示
されている公知技術においても、磁気回路を駆動する構
造を持たない場合は、粘弾性部材によって大半の反力を
抑制できるが、完全には相殺できない。さらにこの構造
では、装置の規格寸法に実装するためには２の磁気回路
を小さくする必要があり、ＶＣＭ駆動力低下という課題
がある。

【００１２】本発明の目的は、ＶＣＭ駆動力を低下させ
ることなく、シーク動作によって発生する反力を相殺
し、磁気ディスク装置の回転運動を抑制し、ひいては高
速アクセスが可能な磁気ディスク装置を提供することに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、磁気回路を回転可能にベースに支
持し、磁気回路の回転軸は磁気回路の重心を通る位置と
し、磁気回路を移動するための磁気回路駆動手段を有す
ることにより、高速アクセスが可能な磁気ディスク装置
を提供できる。

【００１４】即ち、以上のように構成した本発明では、
磁気ディスク装置の回転運動が抑制され、ひいては高速
アクセスが可能な磁気ディスク装置を提供できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しつつ説明する。

【００１６】本発明の第１の実施例を図１ないし図７に
より説明する。本実施例は、ヘッドを移動するためモー
タの構成部品である磁気回路を回転可能にベースに支持
し、磁気回路の回転軸は磁気回路の重心を通る位置と
し、磁気回路を移動するための磁気回路駆動手段を設け
たものである。

【００１７】本実施例による磁気ディスク装置の平面図
を図１に、図１における磁気回路の断面図を図２に、斜
視図を図３に示す。図４ないし図７には、シーク動作の
反力の伝達の様子を示す。

【００１８】磁気ディスク装置の構成を図１により説明
する。磁気ディスク装置の筐体はベース１と図示しない
カバー９により構成される。ベース１には所定の速度で
回転するスピンドルモータ３が固定されている。スピン
ドルモータ３には、記録媒体である磁気ディスク６が固
定されている。また、スピンドルモータ３に固定された
磁気ディスク６の側方向には、スピンドルモータ３と軸
が平行になるようにベース１に軸受け体２のシャフト２
ａが固定されている。磁気ヘッドを搭載する図示しない
スライダを保持しているアーム８は、キャリッジ７に固
定されている。

【００１９】磁気ヘッドを移動させるための動力はボイ
スコイルモータにより発生する。ボイスコイルモータの
構成部品であるコイル（図示せず）は、キャリッジ７に
固定されている。もう１つの構成部品である磁気回路４
は、図２に示すようにベアリング１３を介してベース１
及びカバー９に固定されている。

【００２０】そして、磁気回路４の回転軸の位置は磁気
回路４の重心を通るように配置してある。図１の平面図
においては、磁気回路４の重心と回転軸は一致してい
る。図２のふた１４は、装置の内部と外部を遮断するた
めの部材で、ベース１に取り付けてある。予圧部材１５
は、ベアリング１３に予圧を与えるためのものでカバー
９に取り付けてある。

【００２１】図３に示すように磁気回路４は、上ヨーク
４ａ，下ヨーク４ｂ、及びサイドヨーク４ｃ，マグネッ
ト４ｄにより構成されており、サイドヨーク４ｃの一方
には矢印に示す平面部を設けてある。この平面部は、圧
電素子１２の一端を固定する面である。また、圧電素子
１２の他端は、ベース１に固定する。

【００２２】そして、圧電素子１２自身を微小に伸縮さ
せることにより磁気回路４を微小に駆動できる。圧電素
子１２を伸縮させる方法は、圧電素子１２に所定のバイ
アス電圧を印加し、さらにその電圧を伸縮量に応じて変
化させる。なお、圧電素子１２の伸縮の方向は、磁気デ
ィスク装置の重心を向くようにしてある。

【００２３】ボイスコイルモータは、キャリッジ７に固
定されたコイル１６に対する通電方向及び通電時間を適
宜制御することにより、キャリッジ７に作用するモーメ
ントの方向及び大きさを自在に制御して、磁気ヘッドを
磁気ディスク６の所望の位置に位置決めする。

【００２４】湾曲形状に取り付けられているＦＰＣ(Fle
xible Printed Circuit)５は、一端がキャリッジ７に、
他端がＦＰＣ固定部材１０を介してベース１に固定され
ている。ＦＰＣ５には、磁気ヘッドの信号線とコイル１
６の動力線が配線されており、コネクタ１１を介して、
図示しない制御回路基板に接続されている。

【００２５】制御回路基板は、スペーサ等とともにベー
ス１に固定されている。なお、スピンドルモータ３，磁
気ディスク６，軸受け体２，スライダ，アーム８，キャ
リッジ７，ボイスコイルモータ，ＦＰＣ５，ＦＰＣ固定
部材１０，コネクタ１１，圧電素子１２，ベアリング１
３などは、ベース１とカバー９とねじ等により構成され
る密閉空間の中に収容されている。

【００２６】図４ないし図７には、シーク動作の反力の
伝達の様子を示す。図を見やすくするために、これらの
図には磁気回路４は下ヨーク４ｂのみを図示してある。
図４には、矢印方向にシークした時の駆動力Ｆｃｏと反
力Ｆｃ及びＦｃｒを示す。Ｆｃは、キャリッジ７から軸
受け体２を介してベース１に伝達される力であり、Ｆｏ
と同じ向きで同じ大きさである。Ｆｃｒは磁気回路４が
受ける反力であり、Ｆｏと逆向きで同じ大きさである。

【００２７】通常の磁気ディスク装置では磁気回路４が
ベース１にがっちり固定されているので、Ｆｃｒは磁気
回路４を介してベース１に伝達される。この時、２つの
反力Ｆｃ及びＦｃｒは、互いに大きさが同じで逆向きで
あり、筺体であるベース１には偶力（＝Ｆｃｒ＊Ｌ０）
として作用する。

【００２８】これによって、磁気ディスク装置が回転振
動する。この振動は、磁気ディスク装置がパソコン等の
内部フレームに設置されることによる剛体振動である。
言い換えれば、フレームがばねとなり、磁気ディスク装
置がマスとなる振動である。偶力が作用することによっ
て、振動している時の磁気ディスク装置の運動は、ヘッ
ドの位置決めに悪影響を及ぼす回転運動が主となる。た
だし、本実施例では、磁気回路４がその重心位置にて回
転支持され、さらに、圧電素子１２を設置しているの
で、ベース１に伝達される反力は通常の磁気ディスク装
置とは異なる。

【００２９】図５には、図４のＦｃｒに起因するベース
１に作用する力を示してある。Ｆｐはベアリング１３を
介してベース１に伝達される力であり、Ｆｃｒと同じ向
きで同じ大きさである。すなわち、ＦｃｒとＦｐの２つ
の反力によりＦｃｒ＊（Ｌ０−Ｌ１）という大きさの偶
力が作用する。さらにＦｃｒは、Ｆｃｒ＊Ｌ１という磁
気回路４を回転させようとするモーメントでもある。

【００３０】このモーメントは、圧電素子１２を介して
ベース１が受けることになる。その大きさＦｍは、（Ｌ
１／Ｌ２）＊Ｆｃｒである。ただし、本実施例では、図
６に示したように、Ｆｍの方向（圧電素子１２の伸縮方
向）は、磁気ディスク装置の重心を向いているので、磁
気ディスク装置を回転させようとするモーメントにはな
らない。従って、装置を回転させようとするモーメント
としては、ＦｃｒとＦｐの２つの反力によるＦｃｒ＊
（Ｌ０−Ｌ１）という大きさの偶力のみである。この偶
力を相殺することで装置を回転させようとするモーメン
トをなくすことができる。

【００３１】これを実現するために圧電素子１２を伸縮
させて磁気回路４を駆動することが必要である。図７に
は、圧電素子１２に通電して矢印方向に伸ばして磁気回
路４を駆動した時に発生する力を示してある。

【００３２】圧電素子１２と磁気回路４の固定位置に作
用する力Ｆｄの反力は、圧電素子１２を介してベース１
に作用するＦｄｒ、ベアリング１３を介してベース１に
作用するＦｄｐの２つである。これらは互いに逆向きで
同じ大きさの偶力であり、その大きさはＦｄ＊Ｌ２であ
る。ここで、Ｆｄ＊Ｌ２＝Ｆｃｒ＊（Ｌ０−Ｌ１）とな
るように、Ｆｄを所定の大きさにするために、圧電素子
１２の通電を制御する。

【００３３】制御方法としては、圧電素子１２への通電
波形をコイル１６への通電波形と同じにすることが容易
であるが、これに限るものではない。もちろん、圧電素
子１２への通電はコイル１６への通電に同期させる。こ
れによって、磁気ディスク装置を回転させようとするモ
ーメントをなくすことができる。

【００３４】本発明の第２の実施例を図８により説明す
る。本実施例は、第１の実施例の磁気ディスク装置にお
いて、圧電素子１２を２個に増やしたものである。２個
の圧電素子１２は、伸縮方向に同軸に設置してある。一
方を伸ばした時には他方を縮めるようにそれぞれの圧電
素子１２に通電する。これによれば、磁気ディスク装置
を回転させようとするモーメントをなくすという効果は
第１の実施例と同じである。ただし、磁気回路４と圧電
素子１２の固定強度を高めることができる。

【００３５】本発明の第３の実施例を説明する。本実施
例は、第２の実施例の磁気ディスク装置において、荷重
を加えると起電力が得られるという圧電素子の特性を利
用したもので、一方の圧電素子１２を電力発生用とし、
他方を前記電力により伸縮させるものである。構造は、
図８と同様である。これによれば、磁気ディスク装置を
回転させようとするモーメントをなくすという効果は第
１の実施例と同じである。ただし、コイル１６に同期し
て圧電素子１２に通電するという制御の必要がなくな
る。

【００３６】本発明の第４の実施例を図９ないし図１０
により説明する。本実施例は、第１の実施例の磁気ディ
スク装置において、磁気回路４の支持をベアリング１３
ではなく、複数の板ばね１７を用いたものである。

【００３７】図９に本実施例の平面図を示す。図９は、
板ばね１７を見やすくするために上ヨーク４ａ及びコイ
ル１６の図示を省略している。図１０に磁気回路４と板
ばね１７の斜視図を示す。磁気回路４を重心位置にて回
転支持するには、複数の板ばね１７は磁気回路４の重心
に向けて設置する必要がある。これによれば、磁気ディ
スク装置を回転させようとするモーメントをなくすとい
う効果は第１の実施例と同じである。ただし、ベアリン
グ１３を使用しないので、装置の厚み寸法を低減できる
ことから、薄型の装置に適した構造である。

【００３８】本発明の第５の実施例を図１１ないし図１
２により説明する。本実施例は、第１の実施例の磁気デ
ィスク装置において、磁気回路４の支持をベアリング１
３ではなく、ガイド１８及び滑り部材１９を用いたもの
である。

【００３９】図１１に本実施例の平面図を示す。ガイド
１８は、ベース１に設置されている。滑り部材１９は磁
気回路４と、ベース１，カバー９及びガイド１８との間
に設置されているが、寸法が薄いので図１１には図示を
省略してある。磁気回路４を重心位置にて回転支持する
には、ガイド１８の円弧の中心は磁気回路４の重心と一
致させる必要がある。

【００４０】図１２に磁気回路４とガイド１８の断面図
を示す。ベース１，カバー９，磁気回路４及びガイド１
８には、滑り部材１９を固定してある。圧電素子１２の
伸縮により、対向する滑り部材１９が滑って磁気回路４
が移動する構造である。滑り部材１９は、テフロン等の
滑り易い材料を用いる。

【００４１】これによれば、磁気ディスク装置を回転さ
せようとするモーメントをなくすという効果は第１の実
施例と同じである。ただし、ベアリング１３を使用しな
いので、装置の厚み寸法を低減できることから、薄型の
装置に適した構造である。

【００４２】上記構成により磁気ディスク装置の回転運
動を抑制でき、ひいては高速アクセスが可能な磁気ディ
スク装置を提供できる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、磁気ディスク装置を回
転させようとするモーメントをなくすことができ、磁気
ディスク装置の回転振動が抑制され、ひいては高速アク
セスが可能な磁気ディスク装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による磁気ディスク装置
の平面図である。

【図２】図１に示された磁気ディスク装置の磁気回路の
断面図である。

【図３】図１に示された磁気ディスク装置の磁気回路の
斜視図である。

【図４】図１に示された磁気ディスク装置の駆動反力を
示す説明図である。

【図５】図４に示された駆動反力によりベースが受ける
力を示す説明図である。

【図６】図５に示された力による磁気ディスク装置を回
転させようとするモーメントを示す説明図である。

【図７】図６に示されたモーメントを相殺するためのモ
ーメントを示す説明図である。

【図８】本発明の第２の実施例による磁気ディスク装置
の平面図である。

【図９】本発明の第４の実施例による磁気ディスク装置
の平面図である。

【図１０】図９に示された磁気ディスク装置の磁気回路
の斜視図である。

【図１１】本発明の第５の実施例による磁気ディスク装
置の平面図である。

【図１２】図１１に示された磁気ディスク装置の磁気回
路の断面図である。

【図１３】従来技術による磁気ディスク装置の駆動反力
を表す説明図である。

【図１４】図１３に示された駆動反力とベースが受ける
力を表す説明図である。

【符号の説明】

１…ベース、２…軸受け体、３…スピンドルモータ、４
…磁気回路、５…FPC、６…磁気ディスク、７…キャリ
ッジ、８…アーム、９…カバー、１０…ＦＰＣ固定部
材、１１…コネクタ、１２…圧電素子、１３…ベアリン
グ、１４…ふた、１５…予圧部材、１６…コイル、１７
…板ばね、１８…ガイド、１９…滑り部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 利彦 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 有坂 寿洋 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 三枝 省三 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 瀬賀 雅彦 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体である磁気ディスクと、前記磁気
   ディスクに対して記録及び再生動作を行うヘッドと、前
   記ヘッドを移動するための駆動力を発生するモータと、
   前記モータの構成部品である可動部材及び固定部材と、
   前記ヘッド及び前記可動部材を搭載するキャリッジと、
   前記キャリッジを回転可能に支持する軸受け体と、前記
   軸受け体を固定してあるベースを具備する磁気ディスク
   装置において、前記固定部材を回転可能に前記ベースに
   支持し、前記固定部材の回転軸は前記固定部材の重心を
   通る位置とし、前記固定部材を回転させるための固定部
   材駆動手段を有し、前記固定部材駆動手段の駆動方向
   は、磁気ディスク装置の重心に向いていることを特徴と
   する磁気ディスク装置。