JPS6278783A

JPS6278783A - 揺動形デユアルアクチユエ−タ

Info

Publication number: JPS6278783A
Application number: JP21810085A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kogure; 木暮　賢司; Shigemitsu Oguchi; 小口　重光; Takao Kakizaki; 隆夫柿崎; Koji Otani; 大谷　幸司; Hiroshi Koriyama; 郡山　博; Takashi Kajiura; 梶浦　喬
Original assignee: NEC Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NEC Corp; NTT Inc
Priority date: 1985-10-02
Filing date: 1985-10-02
Publication date: 1987-04-11
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPH0650594B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は２つの揺動形アクチュエータをコンパクトに実
装した。磁気ディスク装置用の揺動形アクチュエータに
関するものである。

〔従来の技術〕

従来の磁気ディスク装置の多くは、１つのディスクスピ
ンドルに１つのアクチュエータを対応させ、情報の書き
込み、読み出しを行っている。しかし、ｉ＆近の大容量
磁気ディスク装置にあっては、１つのディスクスピンド
ルに対して２つのアクチュエータを配設し、装置の処理
能力を向上させるようにした形式のものが提案され、か
つ実用に供されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

１つのディスクスピンドルに複数のアクチュエータを配
置するデュアルアクチュエータの構成トしては、ディス
クスピンドルの周囲に個別のアクチュエータを配設する
形式があるが、この構成ではアクチュエータの専有面積
が大きくなり、装置が大形化するという重大な欠点があ
る。

一方、特開昭５８−２３３６２には、共通の固定軸に対
して独立に回動可能に支持された複数のロータリーキャ
リッジで構成することによシ、複数の揺動アクチュエー
タを高い実装密度で配設した揺動形デュアルアクチュエ
ータの構造が開示されている。この構造を第４図（−）
　、　（ｂ）に示す。これを簡単に説明すると、１０は
サブペース２１に下端が固定された固定軸であり、固定
軸１０に対して。

軸受１２　、１２’によりそれぞれ独立に揺動可能に支
持されたロータリーキャリッジ１１　、１１’Ｋ、ヘッ
ドアーム１３　、１３’及び偏平なコイル１５゜１５′
を支持したコイル支持体１４　、１４’が結合されて２
組の揺動体を構成している。この形式の揺動形デュアル
アクチュエータでは軸を共用するため、軸受の使用法は
必然的に内輪固定−外輪回転形となる。軸受には、上側
軸受１２′と下側軸受１２の間のスペーサ２３を介して
プリロードばね２２により４個の軸受１２　、１２’に
均等に予圧が与えられる。１６　、１６’は永久磁石、
１７．１７’、１８はヨークでこれらによって磁気回路
を形成している。１９は磁気回路のハウジングで、この
ハウジング１９は前記サブペース２１と、固定軸１０の
上端を支持するトッププレート２０と、トッププレート
２０とサブペース２１の間に介在された箱形の部材９と
で構成されている。２５，２６．２５’２８′は各揺動
体の揺動範囲を規定するストッパ機構組立体である。ヘ
ッドアーム１３　、１３’はドローボルト２４によって
ロータリキャリッジ１１゜１１′に結合される。

ところで、磁気ディスク用揺動アクチュエータの動的位
置決め性能を高めるためには、力の作用点であるコイル
部と磁気ヘッドが搭載されるヘッドアームの先端部との
間の伝達関数（機械インピ一ダ、ス）が高い周波数まで
一定であることが要求される。言い換えれば、第４図に
示した構造では、コイル支持体１４　、１４’とロータ
リキャリッジ１１　、１１’とヘッドアーム１３　、１
３’の結合体が結合部も含めて高い剛性を有することが
必要である。また、ヘッドアーム１３　、１３’は、揺
動方向（第４図（峠の面内方向）および高さ方向（軸方
向）に高い寸法安定性が要求される。ヘッドアーム１３
　、１３’のうち各々１本のアームには、磁気ディスク
面上にあらかじめ書き込まれた位置信号を読み取る専用
のサーボヘッド（図示せず）が搭載され、この位置情報
を基準として各揺動体は移動２位置決めされるが、サー
ボヘッドが搭載されたアーム（以下サーボアームと記す
）に対して他のヘッドアームが、揺動あるいは熱歪など
によって揺動方向に相対的に変位すると情報の書き込み
。

読み出しを行う磁気ヘッドは正確な位置に位置決めされ
なくなる。また、ヘッドアーム１３　、１３’の高さ方
向の寸法精度が不良であると、先端部に搭載され９回転
する磁気ディスク面に対してサブミクロンの浮上すきま
で浮上する浮動形磁気ヘッドの浮上特性を悪化させ、高
速回転するディスクと磁気ヘッドが接触し記録された情
報を破壊してしまう危険がある。

前述したように第４図に示す揺動形マルチアクチュエー
タではドローポル）２４によってヘッドアーム１３　、
１３’をロータリキャリッジ１１　、１１’に結合して
いるため、結合部の剛性が不足し、揺動杵の機械インピ
ーダンスを十分高められないという欠点があった。また
、ヘッドアーム１３　、１３’はドローボルト２４の張
力によシロータリキャリツジ１１　、１１’の基準面に
押し当てられるが、結合力を確保するためのドローボル
ト張力はロータリキャリッジ１１　、１１’のそれぞれ
揺動方向、アーム長手方向および高さ方向の各基準面に
加わる分力として作用する。これら分力は、理想的には
。

各基準面に垂直方向の力のみ作用すれば良いが。

実際は摩擦力を含む複雑な系となっており、結合面には
面に垂直な歪と摩擦力に起因した剪断歪が生ずる。この
結合状態におけるヘッドアームに摩振力を上まわる衝撃
力が作用すると、ヘッドアームが基準位置からずれてし
まい１元の位置にもどらない危険性がある。また、周囲
の温度変化によって基準面に生ずる歪が変化、あるいは
基準面そのものが変形することによってヘッドアームが
正規の位置からずれてし櫨うことがあった。このよう彦
ヘッドアームの位置変化は、サーボヘッドアームと定量
的に全く同じ変化をする場合は何ら問題ないが２部品の
バラツキ、ドローボルト張力のバラツキなどのため微小
な相対変位を生じ、サーボヘッドが正確に位置決めされ
ても、記録・再生ヘッドが本来の記録トラックからはず
れてしまい記憶装置としての動作が不良になってしまう
という欠点があった。

さらに、ドローボルト張力の高さ方向分力は。

キャリッジ１１　、１１’の高さ方向基準面に加わりヘ
ッドアーム１３　、１３’の高さを規定しているが。

言い換えるとヘッドアーム１３　、１３’にはドローボ
ルト張力とキャリッジ基準面からの反力が加わり、釣り
合う。さらに詳しく説明するとドローボルト張力は第４
図に示したようにヘッドアーム１３　、１３’の長手方
向に対して一定の角度をもって加わり、ロータリーキャ
リッジ１１　、１１’のほぼ直交する２辺の基準面から
反力を受ける。すなわちヘッドアーム１３　、１３’の
長手方向に対して非対称の力が加わるため、３〜４朋程
度の厚みのヘッドアームには、反シするいは捩れ変形が
生じる。このため、ドローボルト張力はこのヘッドアー
ム変形が一定の量を越えないように厳しく管理されなけ
ればならない。ヘッドアームの先端に搭載される磁気ヘ
ッドが２つである場合（ディスク面に１つの磁気ヘッド
が対応）先端部の磁気ヘッド取付面１ケ所の高さのみ管
理すれば曳いので比較的容易であるが、第４図に示した
ようにヘッドアームの先端に４個の磁気ヘッドが搭載さ
れる構造（ディスク面に２つの磁気ヘッドが対応）の場
合は、先端部２ケ所の高さを同時に管理しなければなら
ず、捩れを伴う変形が生じるとヘッドアームの高さ方向
の寸法管理ができなくなる。

一方、ドローボルト結合方式を用いない揺動形アクチュ
エータの構成例としては特開昭５５−６７９７５号、実
開昭５６−９５８２号あるいは特願昭５５−５９９６５
号などに開示された構造がある。

第５図にその構造図を示し、第４図と同じ機能の要素に
は同じ番号を付し、その説明を省略する。

これは、固定軸１０に対して回動可能に支持されたロー
タリーシリンダ１１に嵌合する円孔を有する平板状のヘ
ッドアーム１３を、前記口〒タリーシリンダ１１に逐次
はめ込むことにより積層固定して揺動体を構成するもの
で、ドローボルト結合方式とは異な多ヘッドアーム１３
０反りあるいは捩れ変形を生じさせる応力が加わらない
構造としたものである。また、ヘッドアーム１３に直接
コイル支持体１４を結合することができるため、揺動体
の剛性も向上するという利点がある。しかし。

この構造を揺動形マルチアクチュエータに適用した例は
、開示されていない。それは、サブベース２１に圧入も
しくは焼ばめなどの手法で固定された固定軸１０に対し
て軸受１２　、１２’を介して回動可能に支持されたロ
ータリーシリンダ１１には。

ヘッドアーム１３を積層固定するための受は部３１が必
要、すなわち最下部には積層アームの基準面となるべき
段が必要でおるため、単純にこの構造を２段に構成して
も、ロータリーシリンダ１１に嵌合する円孔を有するヘ
ッドアーム１３を下側ロータリーシリンダにはめ込むこ
とができないからである。これを可能とするには、ロー
タリーシリンダ１１を容易に着脱可能とし、ロータリー
シリンダ１１にヘッドアーム１３を積層固定した揺動体
を固定軸１０にセットすればよいが、高精度な嵌合条件
を必要とする軸受１２　、１２’の内輪あるいは外輪を
ヘッドアーム１３の着脱ごとに挿入するととは極めて困
難である。むしろ軸受１２　、１２’の内、外輪は予圧
を与えるために必然的にすきまばめにしなければならな
い嵌合面（第５図では軸受１２′の内輪）を除いて、他
は全て圧入、接着などの手法によりガタの無い嵌合条件
にしなければならないためロータリーシリンダ１１を容
易に着脱可能な構成にすることはでき々い。

なお、第５図において、２７は積層アーム１３をロータ
リーシリンダ１１に固定するためのネジ。

２８は各アームを互いに結合固定する連結ビンであシ、
２９はヘッドアーム１３の間隔をｖ！４整・規定するア
ームスペーサである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る揺動形デュアルアクチュエータは上述した
ような問題を解決するためになされたもので、固定軸に
対して独立に回動可能に支持され。

かつ該固定軸に直交する仮想中央面に対して路面対称に
配設された２つのロータリーシリンダと。

各ロータリーシリンダにそれぞれはめ込み積層固定され
たヘッドアームと、ヘッドアームに駆動力を与える駆動
用コイルおよびコイル支持体と、磁気回路を形成する部
材とを備え、前記固定軸をノ・ウジングに対して着脱可
能に構成したものである。

また１本発明の別の発明は、固定軸に対して回動可能に
支持され、かつ該固定軸に直交する仮想中央面に対して
路面対称に配設された２つのロータリーシリンダと、各
ロータリーシリンダにそれぞれはめ込み積層固定された
ヘッドアームと、ヘッドアームに駆動力を与える駆動用
コイルおよびコイル支持体と）磁気回路を形成する部材
とを備え、前記固定軸をノ・ウジングに対して着脱可能
な構成とし、前記ヘッドアームのうち磁気ディスク面上
に書き込まれた位置情報を読み出すサーボヘッドを搭載
したサーボアームを、前記固定軸に直交する仮想中央面
に対して面対称の位置に配置したものである。

〔作用〕

本発明においては、固定軸をノ・ウジングに対して着脱
可能に構成したので、嵌合条件の厳しい軸受を着脱する
ことなく、ヘッドアームのアッセンブリを可能にする。

また、本発明の別の発明においては、２つのロータリー
シリンダと、サーボアームを固定軸に直交する仮想中央
面に対して面対称の位置にそれぞれ配置しているので、
各揺動体のイナーシャをほぼ同一にすることができる。

したがって、各揺動体の駆動系パラメータがほぼ同一と
なり、デュアルアクチュエータとしての同一性を確保す
る。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明に係る揺動形デュアルアクチュエータの
一実施例を示す一部破断乎面図、第２図は同アクチュエ
ータの一部破断側面図である。これらの図において、第
４図および第５図に示した構成要素と同一の機能を有す
るものに対しては同一符号を以って示す。

１０は部材９と共にノ九つジング１９を構成するサブベ
ース２１およびトッププレート２０に着脱可能に固定さ
れた固定軸であり、１１．１１’（但し１１は図示され
ず）は固定軸１０に対して軸受１ｚａ、１ｚｂ、ｔ２′
ｍ、１ｚ’ｂを介して回動可能に支持され、かつ固定軸
１０に直交する仮想中央面Ａ−にに面対称に配設された
ロータリーシリンダ、１３゜１３′はロータリーシリン
ダ１１　、１１’に嵌合する円孔を有する平板状のヘッ
ドアームであって、ロータリーシリンダ１１　、１１’
に逐次はめ込み、アームスペーサ２９　、２９’ととも
に積層固定される。

２７　、２７’は積層アーム１３　、１３’をロータリ
ーシリンダ１１　、１１’に固定するためのネジ、２Ｂ
。

２８′は各ヘッドアーム１３　、１３’およびアームス
ペーサ２９　、２９’を互に結合・固定する連結ピンで
ある。１５　、１５’はコイル支持体１４　、１４’に
固定された偏平な駆動用コイルであり、コイル支持体１
４　、１４’は揺動体のほぼ中央に位置するスペーサア
ーム２９ａ、２９’！Ｌの磁気回路側に設けられた突出
部に結合固定され、揺動体に駆動力を与える。軸受１２
ｍ、１２ｂ、１１ａ　、　ｌ　２’ｂにはプリロードば
ね２２　、２２’によりそれぞれ予圧が与えられる。

中央部の軸受１２ｂ、１２’ｂは固定軸１０の中央に設
けられた段３１を基準面として位置決めされ、圧入ある
いは接着等により固定され、軸端側軸受１２８．１２’
＆の内輪は安定に予圧を与えるためすきまばめの嵌合条
件としている。この内輪のガタは固定軸１０に内蔵した
スプリング３２　、３２’によってラジアル予圧を加え
ることにより吸収される。

なお、軸中央側の軸受１２ｂ、１２’ｂをも内輪ルーズ
にして同様のガタ吸収機構を設けても良い。１６゜１６
′は永久磁石、１γ、１７’、１８はヨークで、これら
によって磁気回路を形成している。３７゜３７′はアー
ム押えである。

このデュアルアクチュエータの組立は以下の手順で行う
。まず、固定軸１０にロータリーシリンダ１１　、１１
’が配設された組立体にヘッドアーム１３　、１３’お
よびアームスペーサ２９　、２９’を積層し固定した後
、コイル支持体１４　、１４’を結合して揺動体の組立
が完了する。この組立体を部材９、サブベース２１およ
びトッププレート２０からなるハウジング１９に対して
、永久磁石１６゜１６′のギャップにコイル１５，１ダ
が挿入されるよう配設し、固定軸１００下端拳上端をそ
れぞれサブベース２１．トッププレート２０に固定して
デュアルアクチュエータの組立が完了する。

なお、３０　、３０’は固定軸１０をサブベース２１゜
トッププレート２０に固定する押え板である。この固定
軸１０の固定方法としては、この実施例に限定するもの
ではなく、サブベース２１．トッププレート２０に設け
られた基準面に対して安定に固定できるものであれば、
直接ネジ止め、あるいはくさび効果を利用した固定方法
など各種の手法をと９得る。

本発明は、以上説明したような構造となっているため、
ヘッドアーム１３　、１３’の反り、捩れ変形が無く、
かつ揺動体の曲げ振動を生ずる結合部がコイル支持体１
４　、１４’とアームスペーサ２９゜２９′の結合部１
ケ所となるため揺動体の剛性も高いアーム積層形の揺動
形デュアルアクチュエータを実現できる。なお、第１図
および第２図に示し九実施例では、各揺動体のヘッドア
ーム１３．１３’が４本の場合を示しているため、揺動
体の重心に駆動力が加わるよう中央のアームスペーサ２
９ａ。

２９′亀にコイル支持体１４　、１４’を結合するよう
に構成しているが、各揺動体のヘッドアーム本数が奇数
である場合には同様に中央に位置するヘッドアームの磁
気回路側にコイル支持体１４　、１４’の取付面を設け
、結合する。揺動形アクチュエータに限らず直進形アク
チュエータにおいても、この可動部の重心と、駆動力の
作用点および可動部支持点のセンタ（第２図では軸受１
２１−１２ｂ　。

１２／ａ　−１２’ｂ　の中央）を一致させることによ
って位置決め性能に悪影響を及ぼす達成振動を抑圧でき
ることはこの分野の技術者の間で周知の事項である。

さらに、磁気ディスク用アクチュエータの振動に関して
最も重要な特性は、位置決めの基準信号を読み出すサー
ボヘッドと駆動力を与えるコイルを支持したコイル支持
体１４　、１４’との間の振動伝達関数であシ、これが
高周波領域まで一定であることが必要である。このため
、サーボアームは他のデータアームより振動的に安定で
あることが要求される。これを実現するため、サーボア
ームだけは特別に板厚を厚くしたり、フレーム構造を強
化したシして、データアームと別の構造・寸法にするこ
とが有効である。この場合にも揺動体の重心は駆動力の
作用点および揺動体支持点の中央と一致するよう構成す
ることが重要でおる。第１図および第２図に示した本発
明実施例は前述したように可動部が仮想中央画人−にに
対して面対称に配置されているため、両揺動体の重心位
置もＡ−に面に対して対−称な位置におる。第２図では
サーボアームもデータアームと同一の構造参寸法とした
場合を示しであるため、この場合はサーボアームを任意
の位置２例えば各揺動体の下から２番目などに配置して
も良い。

第３図に本発明の他の実施例を示す。ヘッドアーム１３
　、１３’のうち１３ｍ、１３’ａはサーボアームであ
シ、他のヘッドアームより板厚を厚くした場合の構造を
示しである。他の構造要素は上記実施例構造と同様であ
る。上側の揺動体についてはサーボアーム１３ａ′を下
から２番目に、下側の揺動体についてはサーボアーム１
１を下から３番目にそれぞれ配置、すなわち仮想中央画
人−Ｎに対して面対称位置に配置してあり、各揺動体の
重心位置がＡ−Ａ１面に対して対称位置にくるようにな
っている。このため、揺動形デュアルアクチュエータの
各揺動体の重心１−、駆動力作用点および支持点中心に
一致させる場合、上下の各揺動体について全く同一の操
作をすることによって実現できる。

すなわち、第２図、第３図の各揺動体はそれぞれ軸方向
に対して非対称な構造となっているがＡ各揺動体の重心
を駆動力作用点および支持点の中央面に一致させること
は設計段階で重心位置を算出しておくことにより、ある
いは例えばアーム押え３γ、３７′の部分にバランスお
もりを設置することなどによって容易に実現できる。バ
ランスおもシを設置する手法をとった場合、各揺動体の
重心のずれ量が同一でなくてもバランス重υ量を変るこ
とによＶＶＳ整可能であるが、他のアームと厚さ等寸法
の異なる構造のサーボアームの位置を含めて、仮想中央
面Ａ−にに対して面対称に配置しておくことによって、
アーム押え３７　、３７’の部分に設置すべきバランス
重りはほぼ同一の量で良いことにな＃）、各揺動体のイ
ナーシャをほぼ同一にすることができる。これによって
各揺動体の駆動系パラメータをほぼ同一にすることがで
き、デュアルアクチュエータとしての同一性を確保でき
。

生産性２位置決め特性の安定性を向上させることができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る揺動形デュアルアクチ
ュエータは、固定軸に対して独立に揺動可能に支持され
、かつ該固定軸に直交する仮想中央面Ａ−にに対し面対
称に配置された２つのロータリーシリンダに、それぞれ
はめ込み積層固定されるヘッドアームによって揺動体を
構成し、前記固定軸をハウジングに対して着脱可能な構
造としたので、軸受を着脱することなくヘッドアームの
アセンブリが可能で、ドローボルト結合方式に起因した
揺動体の剛性低下およびヘッドアームの反υ・捩れ変形
のない、アーム積層形の揺動形デュアルアクチュエータ
を実現することができる。ここＫより、コンパクトな構
成で揺動形デュアルアクチュエータの位置決め精度を飛
躍的に高めることができ、かつ位置決め速度も高められ
、磁気ディスク装置の性能を高められるという利点があ
る。

また２本発明はサーボヘッドを搭載したサーボアームを
、固定軸に直交する仮想中央面に対して面対称の位置に
配置しているので、各揺動体の駆動系のパラメータをほ
ぼ同一に設定でき、デュアルアクチュエータとしての同
一性を確保するばかりか、生産性２位置決め特性の安定
性を向上させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る揺動形デュアルアクチュエータの
一実施例を示す一部破断乎面図、第２図は同アクチュエ
ータの一部破断側面図、第３図は本発明の他の実施例を
示す一部破断側面図、第４図（−）　、　（ｂ）は従来
の揺動形デュアルアクチュエータを示す一部破断側面図
および一部破断側面図、第５図は従来のアーム積層形シ
ングルアクチュエータを示す一部破断側面図である。１０−・・−固定軸、１１　、１１’・・・φロータリ
ーキャリッジまたはロータリーシリンダ、１２　、１２
’、１２１Ｌ、１２ｂ、１２’＆、１２’ｂ　−−−−
軸受、１３　、１３’＊　１１　＠　ＩＩへ７ドアーム
、１３１Ｌ１３’１ｋ−０，・サーボアーム、１４，１
４’・φ・・コイル支持体、１５．１５’・・・・駆動
用コイル、１６゜１６′・・・・永久磁石、１γ、１１
′、１Ｂ・・・・ヨーク、１９１１１１１１１１ハウジ
ング、２０・・・拳トッププレート、２１・会・・サブ
ペース。特許出願人　　日本電信電話株式会社日本電気株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固定軸に対して独立に回動可能に支持され、かつ
該固定軸に直交する仮想中央面に対して路面対称に配設
された２つのロータリーシリンダと、各ロータリーシリ
ンダにそれぞれ嵌め込み積層固定されたヘッドアームと
、ヘッドアームに駆動力を与える駆動用コイルおよびコ
イル支持体と、磁気回路を形成する部材とを備え、前記
固定軸をハウジングに対して着脱可能に構成したことを
特徴とする揺動形デュアルアクチュエータ。
（２）固定軸に対して独立に回動可能に支持され、かつ
該固定軸に直交する仮想中央面に対して路面対称に配設
された２つのロータリーシリンダと、各ロータリーシリ
ンダにそれぞれはめ込み積層固定されたヘッドアームと
、ヘッドアームに駆動力を与える駆動用コイルおよびコ
イル支持体と、磁気回路を形成する部材とを備え、前記
固定軸をハウジングに対して着脱可能な構成とし、前記
ヘッドアームのうち磁気ディスク面上に書き込まれた位
置情報を読み出すサーボヘッドを搭載したサーボアーム
が、前記固定軸に直交する仮想中央面に対して面対称の
位置に配置されたことを特徴とする揺動形デュアルアク
チュエータ。