JP2001155448A - 磁気ディスク装置 - Google Patents
磁気ディスク装置Info
- Publication number
- JP2001155448A JP2001155448A JP33474899A JP33474899A JP2001155448A JP 2001155448 A JP2001155448 A JP 2001155448A JP 33474899 A JP33474899 A JP 33474899A JP 33474899 A JP33474899 A JP 33474899A JP 2001155448 A JP2001155448 A JP 2001155448A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- bearing
- sleeve
- magnetic disk
- thermal expansion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B5/60—Fluid-dynamic spacing of heads from record-carriers
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アクチュエータ揺動部の質量を低減してヘッ
ド位置決め制御性を向上させ、高精度、大容量の磁気デ
ィスクを提供すること。 【構成】 ピボットベアリング２のシャフト２１の軸方
向の熱膨張量をΔＡ、半径方向の熱膨張量をΔａ、スリ
ーブ２３の軸方向の熱膨張量をΔＢ、半径方向の熱膨張
量をΔｂ、また接触角度をαとした場合、ピボットベア
リング２の構造により（ΔＡ−ΔＢ）ｔａｎα≒（Δａ
−Δｂ）とすることにより、温度変化時の与圧変化を抑
えたもの。
ド位置決め制御性を向上させ、高精度、大容量の磁気デ
ィスクを提供すること。 【構成】 ピボットベアリング２のシャフト２１の軸方
向の熱膨張量をΔＡ、半径方向の熱膨張量をΔａ、スリ
ーブ２３の軸方向の熱膨張量をΔＢ、半径方向の熱膨張
量をΔｂ、また接触角度をαとした場合、ピボットベア
リング２の構造により（ΔＡ−ΔＢ）ｔａｎα≒（Δａ
−Δｂ）とすることにより、温度変化時の与圧変化を抑
えたもの。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転型アクチュエ
ータを備える磁気ディスク装置に係り、特に熱膨張によ
る影響を低減して高密度記録を行うことができる回転型
アクチュエータを備える磁気ディスク装置に関する。
ータを備える磁気ディスク装置に係り、特に熱膨張によ
る影響を低減して高密度記録を行うことができる回転型
アクチュエータを備える磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に磁気ディスク装置は、図１に示す
如く、データが記録再生される磁気ディスク５と、ピボ
ットベアリング２を中心に揺動するキャリッジ３の先端
に設けられた磁気ヘッド４と、ローレンツ力をコイル７
に流す電流を用いて制御することによりキャリッジ３を
回動するＶＣＭ（ボイス・コイル・モータ）６とを備
え、該ＶＣＭ６がキャリッジ３を回動することにより磁
気ヘッド４を磁気ディスク５上の任意のトラックに位置
づけた状態でデータの記録再生を行う様に構成されてい
る。
如く、データが記録再生される磁気ディスク５と、ピボ
ットベアリング２を中心に揺動するキャリッジ３の先端
に設けられた磁気ヘッド４と、ローレンツ力をコイル７
に流す電流を用いて制御することによりキャリッジ３を
回動するＶＣＭ（ボイス・コイル・モータ）６とを備
え、該ＶＣＭ６がキャリッジ３を回動することにより磁
気ヘッド４を磁気ディスク５上の任意のトラックに位置
づけた状態でデータの記録再生を行う様に構成されてい
る。
【０００３】このＶＣＭ６の制御性は、アクチュエータ
の構造によって固有の共振周波数に影響を受け、制御方
向である揺動方向の最も低い共振周波数（主共振周波
数）が高ければ高いほど制御性能が向上することが知ら
れている。
の構造によって固有の共振周波数に影響を受け、制御方
向である揺動方向の最も低い共振周波数（主共振周波
数）が高ければ高いほど制御性能が向上することが知ら
れている。
【０００４】このアクチュエータの構造は、図２（ａ）
に示す如く、回転中心となる円柱状のスリーブ２３と、
円筒状のシャフト２１と、該スリーブ２３の上下位置に
内輪２２１が嵌合され、ベアリング玉２２３を介した外
輪２２２がシャフト２１の内側に嵌合される一対のベア
リング２２と、前記シャフト２１と嵌合し且つ一端に磁
気ヘッド、多端にコイルを持つキャリッジ３とから構成
される また前記ベアリング２２は、図２（ａ）のＡ部を拡大し
た図２（ｂ）に示す如く、ベアリング外輪２２２とベア
リング内輪２２１の内側に設けられた両凹部にベアリン
グ玉２２３が填められ、前記ベアリング外輪２２２が図
中の上側向かう力が加えられた与圧が掛けられた状態で
取り付けられている。
に示す如く、回転中心となる円柱状のスリーブ２３と、
円筒状のシャフト２１と、該スリーブ２３の上下位置に
内輪２２１が嵌合され、ベアリング玉２２３を介した外
輪２２２がシャフト２１の内側に嵌合される一対のベア
リング２２と、前記シャフト２１と嵌合し且つ一端に磁
気ヘッド、多端にコイルを持つキャリッジ３とから構成
される また前記ベアリング２２は、図２（ａ）のＡ部を拡大し
た図２（ｂ）に示す如く、ベアリング外輪２２２とベア
リング内輪２２１の内側に設けられた両凹部にベアリン
グ玉２２３が填められ、前記ベアリング外輪２２２が図
中の上側向かう力が加えられた与圧が掛けられた状態で
取り付けられている。
【０００５】この様に構成されたアクチュエータでの揺
動方向は、ベアリング２２の剛性が最も低くなるため、
ベアリング２２の剛性をバネ及びアクチュエータの可動
部の質量をマスとした、バネ−マス系が持つ固有振動数
が主共振振動となり、これは図３に示すモデルとして表
すことができる。
動方向は、ベアリング２２の剛性が最も低くなるため、
ベアリング２２の剛性をバネ及びアクチュエータの可動
部の質量をマスとした、バネ−マス系が持つ固有振動数
が主共振振動となり、これは図３に示すモデルとして表
すことができる。
【０００６】図３中に示す如くバネのバネ定数をｋ、マ
スの質量をｍとした場合、バネと固定部を繋ぐシャフト
の剛性が十分高いときは、固有振動数ｆはｆ＝１／２／
π×√（ｋ／ｍ）となる。従って、このアクチュエータ
は、質量ｍ、即ちアクチュエータの可動部の質量を低減
することにより、制御性を向上することができることが
判る。またシャフトの剛性が低いときは、シャフトの剛
性も主共振周波数に影響する。
スの質量をｍとした場合、バネと固定部を繋ぐシャフト
の剛性が十分高いときは、固有振動数ｆはｆ＝１／２／
π×√（ｋ／ｍ）となる。従って、このアクチュエータ
は、質量ｍ、即ちアクチュエータの可動部の質量を低減
することにより、制御性を向上することができることが
判る。またシャフトの剛性が低いときは、シャフトの剛
性も主共振周波数に影響する。
【０００７】ここで一般に磁気ディスク装置用に使用さ
れるベアリング２２の部品（軌道輪、転動体）は、剛性
の高さや耐食性からステンレスを用いることが多いが、
従来は、スリーブ２１とベアリング２２及びシャフト２
３の線膨張係数の差異により生じるピボットベアリング
の温度変化による与圧変化を避けるため、スリーブ２１
とシャフト２３にはベアリング２２と同一の材料が多く
用いられている。
れるベアリング２２の部品（軌道輪、転動体）は、剛性
の高さや耐食性からステンレスを用いることが多いが、
従来は、スリーブ２１とベアリング２２及びシャフト２
３の線膨張係数の差異により生じるピボットベアリング
の温度変化による与圧変化を避けるため、スリーブ２１
とシャフト２３にはベアリング２２と同一の材料が多く
用いられている。
【０００８】このアクチュエータの構造は、前記与圧が
低下するとベアリング２２の剛性（内外輪とベアリング
玉の押圧力）が低下して主共振周波数が低下し、他方与
圧が上昇するとベアリング２２の寿命が（内外輪とベア
リング玉の押圧力が高くなる為）低下する特性を持ち、
このためベアリング２２の与圧変化はアクチュエータの
性能を低下させることが知られている。従って従来のア
クチュエータは、アクチュエータの可動部の一部である
スリーブ２１の材質をステンレスより比重の軽いものに
することができないものであった。
低下するとベアリング２２の剛性（内外輪とベアリング
玉の押圧力）が低下して主共振周波数が低下し、他方与
圧が上昇するとベアリング２２の寿命が（内外輪とベア
リング玉の押圧力が高くなる為）低下する特性を持ち、
このためベアリング２２の与圧変化はアクチュエータの
性能を低下させることが知られている。従って従来のア
クチュエータは、アクチュエータの可動部の一部である
スリーブ２１の材質をステンレスより比重の軽いものに
することができないものであった。
【０００９】尚、前述の回転型アクチュエータに関する
技術が記載された文献としては、特開平８−９３７５８
号公報が挙げられ、この公報には、スリーブの線膨張係
数をシャフトの線膨張係数より積極的に大きくして温度
上昇時にベアリングの与圧を上げることが記載されてい
る。しかしながら当該技術は、温度変化時のベアリング
のグリース粘性変化による回転トルクの減少を相殺する
効果はあるものの、主共振周波数の低下、ベアリング寿
命の低下に対しては考慮していないものであった。
技術が記載された文献としては、特開平８−９３７５８
号公報が挙げられ、この公報には、スリーブの線膨張係
数をシャフトの線膨張係数より積極的に大きくして温度
上昇時にベアリングの与圧を上げることが記載されてい
る。しかしながら当該技術は、温度変化時のベアリング
のグリース粘性変化による回転トルクの減少を相殺する
効果はあるものの、主共振周波数の低下、ベアリング寿
命の低下に対しては考慮していないものであった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前述の様に回転型アク
チュエータは、ピボットベアリングのスリーブの材料と
シャフトの材料を異種にした場合、材質の違いによる線
膨張係数差から発生する温度変化時のベアリングの与圧
変化が生じ、例えば与圧が低下して剛性が低下すること
による制御性が低下することや、与圧が上昇してベアリ
ングの寿命が低下すると言う不具合があった。このため
従来の回転型アクチュエータは、スリーブの材質をステ
ンレスより比重の軽いものにすることができず、全体を
軽量化して制御性を向上することが困難であると言う不
具合があった。
チュエータは、ピボットベアリングのスリーブの材料と
シャフトの材料を異種にした場合、材質の違いによる線
膨張係数差から発生する温度変化時のベアリングの与圧
変化が生じ、例えば与圧が低下して剛性が低下すること
による制御性が低下することや、与圧が上昇してベアリ
ングの寿命が低下すると言う不具合があった。このため
従来の回転型アクチュエータは、スリーブの材質をステ
ンレスより比重の軽いものにすることができず、全体を
軽量化して制御性を向上することが困難であると言う不
具合があった。
【００１１】本発明の目的は、前記従来技術による不具
合を除去することであり、アクチュエータ揺動部の軽量
化によりヘッド位置決め制御性を向上させ、高精度、大
容量の磁気ディスクを提供することである。
合を除去することであり、アクチュエータ揺動部の軽量
化によりヘッド位置決め制御性を向上させ、高精度、大
容量の磁気ディスクを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する目他
に本発明は、磁気ディスクと、該磁気ディスクにデータ
の書込読出を行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを一端に
保持してピボットベアリングを回転中心として揺動する
キャリッジとを備え、前記ピボットベアリングが、固定
軸となる円筒状のスリーブと、該スリーブの内側に嵌合
する外輪とベアリング玉と内輪とから成るベアリング
と、該ベアリングの内輪と外側が嵌合するシャフトとか
ら構成される磁気ディスク装置において、前記ベアリン
グの内輪及び外輪との間にシャフトの軸方向の与圧を与
えると共に、スリーブの比重をシャフトの比重より低く
したことを第１の特徴とする。
に本発明は、磁気ディスクと、該磁気ディスクにデータ
の書込読出を行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを一端に
保持してピボットベアリングを回転中心として揺動する
キャリッジとを備え、前記ピボットベアリングが、固定
軸となる円筒状のスリーブと、該スリーブの内側に嵌合
する外輪とベアリング玉と内輪とから成るベアリング
と、該ベアリングの内輪と外側が嵌合するシャフトとか
ら構成される磁気ディスク装置において、前記ベアリン
グの内輪及び外輪との間にシャフトの軸方向の与圧を与
えると共に、スリーブの比重をシャフトの比重より低く
したことを第１の特徴とする。
【００１３】また本発明は、磁気ディスク装置におい
て、ベアリングの内輪及び外輪との間にシャフトの軸方
向の与圧を与えると共に、前記シャフトとスリーブの軸
方向の熱膨張差による前記与圧の変化量と、シャフトと
スリーブの半径方向の熱膨張差による前記与圧の変化量
とが相殺される様に構成したことを第２の特徴とする。
て、ベアリングの内輪及び外輪との間にシャフトの軸方
向の与圧を与えると共に、前記シャフトとスリーブの軸
方向の熱膨張差による前記与圧の変化量と、シャフトと
スリーブの半径方向の熱膨張差による前記与圧の変化量
とが相殺される様に構成したことを第２の特徴とする。
【００１４】更に本発明は、前記特徴の磁気ディスク装
置において、前記ピボットベアリングのシャフトのヤン
グ率を、スリーブのヤング率より大きくしたことを第３
の特徴とし、更に前記ピボットベアリングのシャフトの
材質がステンレス、且つスリーブの材質がアルミニウム
であることを第４の特徴とする。
置において、前記ピボットベアリングのシャフトのヤン
グ率を、スリーブのヤング率より大きくしたことを第３
の特徴とし、更に前記ピボットベアリングのシャフトの
材質がステンレス、且つスリーブの材質がアルミニウム
であることを第４の特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に本発明の一実施形態による磁
気ディスク装置を説明するものであるが、まず、本発明
の原理を図４に示すモデルを参照して説明する。図４
は、回転型アクチュエータにおけるシャフト２１／外輪
２２３、ベアリング玉２２３、内輪２２１から成るベア
リング２２／スリーブ２３の関係を示す図である。
気ディスク装置を説明するものであるが、まず、本発明
の原理を図４に示すモデルを参照して説明する。図４
は、回転型アクチュエータにおけるシャフト２１／外輪
２２３、ベアリング玉２２３、内輪２２１から成るベア
リング２２／スリーブ２３の関係を示す図である。
【００１６】このピボットベアリングを構成するシャフ
ト２１／ベアリング２２／スリーブ２３が全て同一の材
質で線膨張係数が等しく、温度が上昇した場合を考える
と、本構造では、軸方向に発生するシャフトの熱膨張量
ΔＡとスリーブの熱膨張量ΔＢの量が等しいため、ベア
リングの内輪２２１と外輪２２２との相対位置差が発生
しないと共に、半径方向に発生するシャフトの熱膨張量
Δａとスリーブの熱膨張量Δｂの差も変わらないため、
与圧がほぼ変化しないことが判る。
ト２１／ベアリング２２／スリーブ２３が全て同一の材
質で線膨張係数が等しく、温度が上昇した場合を考える
と、本構造では、軸方向に発生するシャフトの熱膨張量
ΔＡとスリーブの熱膨張量ΔＢの量が等しいため、ベア
リングの内輪２２１と外輪２２２との相対位置差が発生
しないと共に、半径方向に発生するシャフトの熱膨張量
Δａとスリーブの熱膨張量Δｂの差も変わらないため、
与圧がほぼ変化しないことが判る。
【００１７】ここで、シャフト２１とスリーブ２３の材
質が異り、且つシャフト２１の線膨張係数がスリーブ２
３の線膨張係数より高く、ベアリング玉２２３の接触角
度αが正（つまり内輪に対して外輪が軸の外側に向かう
Ｐの方向に与圧がかかっているとき）、且つ温度が上昇
した場合を考える。
質が異り、且つシャフト２１の線膨張係数がスリーブ２
３の線膨張係数より高く、ベアリング玉２２３の接触角
度αが正（つまり内輪に対して外輪が軸の外側に向かう
Ｐの方向に与圧がかかっているとき）、且つ温度が上昇
した場合を考える。
【００１８】この条件における構造では、軸方向に対し
てはシャフト熱膨張量ΔＡがスリーブの熱膨張量ΔＢよ
り大きくなるため与圧が低下し、反対に半径方向に対し
てはシャフトの熱膨張量Δａがスリーブの熱膨張量Δｂ
より大きくなるため与圧が上昇し、これら与圧変化は相
殺される傾向になる。換言すれば、シャフト２１とスリ
ーブ２３の熱膨張量差によりスリーブ２３がシャフト２
１に比べて伸び、これによりベアリング玉２２３と内輪
２２１との接触角度αが少なくなることにより外輪とベ
アリング玉との押圧力が減って与圧Ｐが低減する方向に
働くものの、半径方向に対してはシャフトがスリーブと
比して大きく延びて与圧する方向に働き、これら両与圧
変化が相殺される傾向になる。
てはシャフト熱膨張量ΔＡがスリーブの熱膨張量ΔＢよ
り大きくなるため与圧が低下し、反対に半径方向に対し
てはシャフトの熱膨張量Δａがスリーブの熱膨張量Δｂ
より大きくなるため与圧が上昇し、これら与圧変化は相
殺される傾向になる。換言すれば、シャフト２１とスリ
ーブ２３の熱膨張量差によりスリーブ２３がシャフト２
１に比べて伸び、これによりベアリング玉２２３と内輪
２２１との接触角度αが少なくなることにより外輪とベ
アリング玉との押圧力が減って与圧Ｐが低減する方向に
働くものの、半径方向に対してはシャフトがスリーブと
比して大きく延びて与圧する方向に働き、これら両与圧
変化が相殺される傾向になる。
【００１９】具体的に説明すると、ベアリング玉２２３
の内外輪への接触角度α、シャフト２１とスリーブ２３
の線膨張係数、ベアリングのサイズ、ピッチおよび、シ
ャフト、スリーブの構造を考慮すると、（ΔＡ−ΔＢ）
ｔａｎα−（Δａ−Δｂ）の値が、使用温度範囲と必要
な与圧変化量から決まる値より充分小さくなるようにす
れば温度変化による与圧変化を吸収することができ、こ
れによりシャフトとスリーブので異なった材料を使用す
ることが可能となる。
の内外輪への接触角度α、シャフト２１とスリーブ２３
の線膨張係数、ベアリングのサイズ、ピッチおよび、シ
ャフト、スリーブの構造を考慮すると、（ΔＡ−ΔＢ）
ｔａｎα−（Δａ−Δｂ）の値が、使用温度範囲と必要
な与圧変化量から決まる値より充分小さくなるようにす
れば温度変化による与圧変化を吸収することができ、こ
れによりシャフトとスリーブので異なった材料を使用す
ることが可能となる。
【００２０】上記構成及び条件によりシャフトの剛性を
保持しつつスリーブの軽量化が可能となり、制御性に最
も影響を与える主共振周波数は図３のモデルに示される
系の固有振動数であり、固有振動数ｆはベアリングのバ
ネ定数をｋ、アクチュエータ可動部の質量をｍとする
と、ｆ＝１／２／π×√（ｋ／ｍ）で表すことができ
る。
保持しつつスリーブの軽量化が可能となり、制御性に最
も影響を与える主共振周波数は図３のモデルに示される
系の固有振動数であり、固有振動数ｆはベアリングのバ
ネ定数をｋ、アクチュエータ可動部の質量をｍとする
と、ｆ＝１／２／π×√（ｋ／ｍ）で表すことができ
る。
【００２１】この式は、アクチュエータの可動部質量の
平方根に反比例して主共振振動数が上昇することを表し
ている。例えば、従来の材質が、比重７．８×１０−６
［ｇ／ｍｍ２］のステンレスＳＵＳ４３０Ｆ製のスリー
ブであり、該スリーブの質量が全体の４５％を占め、主
共振周波数が３.４ｋＨｚであったとすると、スリーブ
の比重と主共振振動数の関係は図５に示す如く、スリー
ブの材質を比重２.７×１０−６［ｇ／ｍｍ２］のアル
ミニウムに変えた場合、主共振振動数は４ｋＨｚに向上
する。
平方根に反比例して主共振振動数が上昇することを表し
ている。例えば、従来の材質が、比重７．８×１０−６
［ｇ／ｍｍ２］のステンレスＳＵＳ４３０Ｆ製のスリー
ブであり、該スリーブの質量が全体の４５％を占め、主
共振周波数が３.４ｋＨｚであったとすると、スリーブ
の比重と主共振振動数の関係は図５に示す如く、スリー
ブの材質を比重２.７×１０−６［ｇ／ｍｍ２］のアル
ミニウムに変えた場合、主共振振動数は４ｋＨｚに向上
する。
【００２２】この様に本発明においては、ピボットベア
リングのスリーブの比重をシャフトの比重より低くする
こと、具体的にはピボットベアリングのシャフトの軸方
向の熱膨張量をΔＡ、半径方向の熱膨張量をΔａ、スリ
ーブの軸方向の熱膨張量をΔＢ、半径方向の熱膨張量を
Δｂ、ベアリング玉の接触角度をαとした場合、（ΔＡ
−ΔＢ）ｔａｎα≒（Δａ−Δｂ）の関係にすることに
より、主共振振動数を高くしてヘッドの位置決め制御の
周波数帯域を上げ、位置決め精度を向上することができ
る。また本発明によれば、前記位置決め精度の向上によ
り、シーク性能および記録密度を向上し、アクチュエー
タ可動部の慣性モーメントも低減されるのでシークタイ
ムも短縮することができる。更に、与圧の変化を抑える
ピボットベアリングの構造により、スリーブにシャフト
より比重の軽い異種の材料を使用することが可能にな
り、アクチュエータ揺動部の質量を低減し、かつシャフ
トの剛性を高くすることができる。
リングのスリーブの比重をシャフトの比重より低くする
こと、具体的にはピボットベアリングのシャフトの軸方
向の熱膨張量をΔＡ、半径方向の熱膨張量をΔａ、スリ
ーブの軸方向の熱膨張量をΔＢ、半径方向の熱膨張量を
Δｂ、ベアリング玉の接触角度をαとした場合、（ΔＡ
−ΔＢ）ｔａｎα≒（Δａ−Δｂ）の関係にすることに
より、主共振振動数を高くしてヘッドの位置決め制御の
周波数帯域を上げ、位置決め精度を向上することができ
る。また本発明によれば、前記位置決め精度の向上によ
り、シーク性能および記録密度を向上し、アクチュエー
タ可動部の慣性モーメントも低減されるのでシークタイ
ムも短縮することができる。更に、与圧の変化を抑える
ピボットベアリングの構造により、スリーブにシャフト
より比重の軽い異種の材料を使用することが可能にな
り、アクチュエータ揺動部の質量を低減し、かつシャフ
トの剛性を高くすることができる。
【００２３】以下、本発明の一実施形態による磁気ディ
スク装置のアクチユエータ構造を図面を参照して説明す
る。本実施形態によるアクチュエータ構造の概略は、図
２（ａ）に示した如く、磁気ヘッド４を一端に支持し且
つ他端にコイル７を持つキャリッジ３と、該キャリッジ
３を回転的に支持するピボットベアリング２とにより構
成される。このピボットベアリング２は、回転中心とな
る円柱状のスリーブ２３と、円筒状のシャフト２１と、
該スリーブ２３の上下位置に内輪２２１が嵌合され、ベ
アリング玉２２３を介した外輪２２２がシャフト２１の
内側に嵌合される一対のベアリング２２と、前記シャフ
ト２１と止めネジ９により固定され且つ一端に磁気ヘッ
ド、他端にコイルを持つキャリッジ３とから構成され
る。
スク装置のアクチユエータ構造を図面を参照して説明す
る。本実施形態によるアクチュエータ構造の概略は、図
２（ａ）に示した如く、磁気ヘッド４を一端に支持し且
つ他端にコイル７を持つキャリッジ３と、該キャリッジ
３を回転的に支持するピボットベアリング２とにより構
成される。このピボットベアリング２は、回転中心とな
る円柱状のスリーブ２３と、円筒状のシャフト２１と、
該スリーブ２３の上下位置に内輪２２１が嵌合され、ベ
アリング玉２２３を介した外輪２２２がシャフト２１の
内側に嵌合される一対のベアリング２２と、前記シャフ
ト２１と止めネジ９により固定され且つ一端に磁気ヘッ
ド、他端にコイルを持つキャリッジ３とから構成され
る。
【００２４】また前記ベアリング２２は、図２（ｂ）に
示す如く、ベアリング外輪２２２とベアリング内輪２２
１の内側に設けられた両凹部にベアリング玉２２３が填
められ、前記ベアリング外輪２２２が図中の上側に向か
う力の与圧Ｐが掛けられた状態で取り付けられている。
即ち、ベアリング２２は、製造段階において、内輪２２
１の間隔が外輪２２２の間隔に対して広くなる方向に力
をかけた状態で内輪２２１とシャフト２１を、また外輪
２２２とスリーブ２３を接着固定し、初期的に与圧Ｐが
掛けられている。
示す如く、ベアリング外輪２２２とベアリング内輪２２
１の内側に設けられた両凹部にベアリング玉２２３が填
められ、前記ベアリング外輪２２２が図中の上側に向か
う力の与圧Ｐが掛けられた状態で取り付けられている。
即ち、ベアリング２２は、製造段階において、内輪２２
１の間隔が外輪２２２の間隔に対して広くなる方向に力
をかけた状態で内輪２２１とシャフト２１を、また外輪
２２２とスリーブ２３を接着固定し、初期的に与圧Ｐが
掛けられている。
【００２５】特に本実施形態におけるシャフト２１の材
質は、ステンレスＳＵＳ３０３、スリーブ２３の材質
は、アルミニュウムＡ６０６１−Ｔ６となっている。
尚、この材質はこれらに限定されるものではない。また
ピボットベアリング２は、止めネジ９によりキャリッジ
３に押し付けられ固定されているが、ネジは頭付きネジ
等によりピボットベアリングを引き込んで固定しても、
接着により固定しても、圧入により固定しても良い。
質は、ステンレスＳＵＳ３０３、スリーブ２３の材質
は、アルミニュウムＡ６０６１−Ｔ６となっている。
尚、この材質はこれらに限定されるものではない。また
ピボットベアリング２は、止めネジ９によりキャリッジ
３に押し付けられ固定されているが、ネジは頭付きネジ
等によりピボットベアリングを引き込んで固定しても、
接着により固定しても、圧入により固定しても良い。
【００２６】このシャフト２１の線膨張係数は１７.３
×１０−６［１／℃］、ヤング率は１９,７００［ｋｇ
ｆ／ｍｍ２］、スリーブ２３の線膨張係数は２３.６×
１０−６［１／℃］、ヤング率は７,０００［ｋｇｆ／
ｍｍ２］であり、線膨張係数はスリーブ２３の方が大き
く、ヤング率はシャフト２１の方が大きい材質を選定し
ている。この様に本実施形態は、キャリッジを磁気ディ
スクの半径方向に移動可能にするシャフトと、１対のベ
アリング、スリーブの４部材からなるピボットベアリン
グにて構成される磁気ディスク装置において、前記ピボ
ットベアリングのスリーブの比重をシャフトの比重より
低くすると共に、ピボットベアリングのシャフトの軸方
向の熱膨張量をΔＡ、半径方向の熱膨張量をΔａ、スリ
ーブの軸方向の熱膨張量をΔＢ、半径方向の熱膨張量を
Δｂ、またベアリング玉の接触角度をαとした場合、下
記式を満足する構成した。
×１０−６［１／℃］、ヤング率は１９,７００［ｋｇ
ｆ／ｍｍ２］、スリーブ２３の線膨張係数は２３.６×
１０−６［１／℃］、ヤング率は７,０００［ｋｇｆ／
ｍｍ２］であり、線膨張係数はスリーブ２３の方が大き
く、ヤング率はシャフト２１の方が大きい材質を選定し
ている。この様に本実施形態は、キャリッジを磁気ディ
スクの半径方向に移動可能にするシャフトと、１対のベ
アリング、スリーブの４部材からなるピボットベアリン
グにて構成される磁気ディスク装置において、前記ピボ
ットベアリングのスリーブの比重をシャフトの比重より
低くすると共に、ピボットベアリングのシャフトの軸方
向の熱膨張量をΔＡ、半径方向の熱膨張量をΔａ、スリ
ーブの軸方向の熱膨張量をΔＢ、半径方向の熱膨張量を
Δｂ、またベアリング玉の接触角度をαとした場合、下
記式を満足する構成した。
【００２７】（ΔＡ−ΔＢ）ｔａｎα≒（Δａ−Δｂ） この様に構成した磁気ディスク装置のアクチユエータ構
造は、温度が上昇した場合、初期の与圧Ｐの方向から軸
方向の与圧が上昇し、半径方向の与圧が低下する。ま
た、温度が低下したときは反対に初期の与圧Ｐの方向か
ら軸方向の与圧が低下し、半径方向の与圧が上昇する。
これにより与圧変化は軸方向と半径方向で相殺され、全
体の与圧変化は小さく抑えることができる。即ち、ピボ
ットベアリングのスリーブの比重をシャフトの比重より
低くすること、具体的にはピボットベアリングのシャフ
トの軸方向の熱膨張量をΔＡ、半径方向の熱膨張量をΔ
ａ、スリーブの軸方向の熱膨張量をΔＢ、半径方向の熱
膨張量をΔｂ、ベアリング玉の接触角度をαとした場
合、（ΔＡ−ΔＢ）ｔａｎα≒（Δａ−Δｂ）の関係に
することにより、主共振振動数を高くしてヘッドの位置
決め制御の周波数帯域を上げ、位置決め精度を向上する
ことができる。
造は、温度が上昇した場合、初期の与圧Ｐの方向から軸
方向の与圧が上昇し、半径方向の与圧が低下する。ま
た、温度が低下したときは反対に初期の与圧Ｐの方向か
ら軸方向の与圧が低下し、半径方向の与圧が上昇する。
これにより与圧変化は軸方向と半径方向で相殺され、全
体の与圧変化は小さく抑えることができる。即ち、ピボ
ットベアリングのスリーブの比重をシャフトの比重より
低くすること、具体的にはピボットベアリングのシャフ
トの軸方向の熱膨張量をΔＡ、半径方向の熱膨張量をΔ
ａ、スリーブの軸方向の熱膨張量をΔＢ、半径方向の熱
膨張量をΔｂ、ベアリング玉の接触角度をαとした場
合、（ΔＡ−ΔＢ）ｔａｎα≒（Δａ−Δｂ）の関係に
することにより、主共振振動数を高くしてヘッドの位置
決め制御の周波数帯域を上げ、位置決め精度を向上する
ことができる。
【００２８】また、本実施形態によれば、スリーブの材
質にアルミニウムを採用したことで、アクチュエータ可
動部の質量を低減してシークタイムも短縮することがで
きる。またシャフトにステンレスを採用したことでシャ
フトの剛性を従来と同等に保つことができると共に、ス
リーブとキャリッジの線膨張係数をほぼ等しくでき、ス
リーブとキャリッジの熱膨張の違いによる変形も抑える
ことができる。
質にアルミニウムを採用したことで、アクチュエータ可
動部の質量を低減してシークタイムも短縮することがで
きる。またシャフトにステンレスを採用したことでシャ
フトの剛性を従来と同等に保つことができると共に、ス
リーブとキャリッジの線膨張係数をほぼ等しくでき、ス
リーブとキャリッジの熱膨張の違いによる変形も抑える
ことができる。
【００２９】尚、本発明は次に挙げる実施形態としても
表すことができる。 ＜実施形態１＞ 磁気ディスクを搭載するスピンドル
と、回転する該スピンドルを支持するハウジングと、前
記磁気ディスクに対する情報の書き込み及び読み出し動
作を行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを支持するキャリ
ッジと、前記キャリッジを前記磁気ディスクの半径方向
に移動可能にするシャフト、１対のベアリング、スリー
ブの４部材からなるピボットベアリングにて構成される
磁気ディスク装置において、前記ピボットベアリングの
スリーブの比重がシャフトの比重より低いことを特徴と
する磁気ディスク装置。
表すことができる。 ＜実施形態１＞ 磁気ディスクを搭載するスピンドル
と、回転する該スピンドルを支持するハウジングと、前
記磁気ディスクに対する情報の書き込み及び読み出し動
作を行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを支持するキャリ
ッジと、前記キャリッジを前記磁気ディスクの半径方向
に移動可能にするシャフト、１対のベアリング、スリー
ブの４部材からなるピボットベアリングにて構成される
磁気ディスク装置において、前記ピボットベアリングの
スリーブの比重がシャフトの比重より低いことを特徴と
する磁気ディスク装置。
【００３０】＜実施形態２＞ 前記実施形態１に記載の
磁気ディスク装置において、前記ピボットベアリングの
シャフトの軸方向の熱膨張量をΔＡ、半径方向の熱膨張
量をΔａ、スリーブの軸方向の熱膨張量をΔＢ、半径方
向の熱膨張量をΔｂ、またベアリング玉の接触角度をα
とした場合、（ΔＡ−ΔＢ）ｔａｎα≒（Δａ−Δｂ）
であることを特徴とする磁気ディスク装置。 ＜実施形態３＞ 前記実施形態１或いは２に記載の磁気
ディスク装置において、前記ピボットベアリングのシャ
フトの材質のヤング率がスリーブの材質のヤング率より
大きいことを特徴とする磁気ディスク装置。 ＜実施形態４＞ 前記実施形態１或いは２或いは３に記
載の磁気ディスク装置において、前記ピボットベアリン
グのシャフトの材質がステンレスでスリーブの材質がア
ルミニウムであることを特徴とする磁気ディスク装置。
磁気ディスク装置において、前記ピボットベアリングの
シャフトの軸方向の熱膨張量をΔＡ、半径方向の熱膨張
量をΔａ、スリーブの軸方向の熱膨張量をΔＢ、半径方
向の熱膨張量をΔｂ、またベアリング玉の接触角度をα
とした場合、（ΔＡ−ΔＢ）ｔａｎα≒（Δａ−Δｂ）
であることを特徴とする磁気ディスク装置。 ＜実施形態３＞ 前記実施形態１或いは２に記載の磁気
ディスク装置において、前記ピボットベアリングのシャ
フトの材質のヤング率がスリーブの材質のヤング率より
大きいことを特徴とする磁気ディスク装置。 ＜実施形態４＞ 前記実施形態１或いは２或いは３に記
載の磁気ディスク装置において、前記ピボットベアリン
グのシャフトの材質がステンレスでスリーブの材質がア
ルミニウムであることを特徴とする磁気ディスク装置。
【００３１】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、与圧の
変化を抑えるピボットベアリング構造において、ピボッ
トベアリングのスリーブの比重をシャフトの比重より低
くすることにより、アクチュエータ揺動部の質量を低減
し、かつシャフトの剛性を高くすることができる。従っ
て、アクチュエータ揺動部の軽量化によりヘッド位置決
め制御性を向上させ、高精度、大容量の磁気ディスクを
提供することができる。
変化を抑えるピボットベアリング構造において、ピボッ
トベアリングのスリーブの比重をシャフトの比重より低
くすることにより、アクチュエータ揺動部の質量を低減
し、かつシャフトの剛性を高くすることができる。従っ
て、アクチュエータ揺動部の軽量化によりヘッド位置決
め制御性を向上させ、高精度、大容量の磁気ディスクを
提供することができる。
【図１】本発明の対象となる磁気ディスク装置の構造を
説明するための図。
説明するための図。
【図２】本発明の一実施形態による磁気ディスク装置の
アクチュエータを説明するための図。
アクチュエータを説明するための図。
【図３】本実施形態によるバネ−質量系モデルを説明す
るめたの図。
るめたの図。
【図４】本実施形態によるピボットベアリングの温度変
化による与圧変化を説明するための図。
化による与圧変化を説明するための図。
【図５】本実施形態によるスリーブの比重と主共振周波
数の関係を示す図。
数の関係を示す図。
１：磁気ディスク装置、２：ピボットベアリング、３：
キャリッジ、４：磁気ヘッド、５：磁気ディスク、６：
ＶＣＭ、７：コイル、２１：シャフト、２２：ベアリン
グ、２３：スリーブ、２２１：ベアリング内輪、２２２：
ベアリング外輪、２２３：ベアリング玉。
キャリッジ、４：磁気ヘッド、５：磁気ディスク、６：
ＶＣＭ、７：コイル、２１：シャフト、２２：ベアリン
グ、２３：スリーブ、２２１：ベアリング内輪、２２２：
ベアリング外輪、２２３：ベアリング玉。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡崎 寿久 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 小林 功 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 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 Ｆターム(参考） 3J012 AB04 AB11 AB20 BB03 BB05 FB10 HB04 5D068 AA01 BB02 CC12 EE02 EE06 EE19 GG07
Claims (4)
- 【請求項１】 磁気ディスクと、該磁気ディスクにデー
タの書込読出を行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを一端
に保持してピボットベアリングを回転中心として揺動す
るキャリッジとを備え、前記ピボットベアリングが、固
定軸となる円筒状のスリーブと、該スリーブの内側に嵌
合する外輪とベアリング玉と内輪とから成るベアリング
と、該ベアリングの内輪と外側が嵌合するシャフトとか
ら構成される磁気ディスク装置において、前記ベアリン
グの内輪及び外輪との間にシャフトの軸方向の与圧を与
えると共に、スリーブの比重をシャフトの比重より低く
したことを特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項２】 磁気ディスクと、該磁気ディスクにデー
タの書込読出を行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを一端
に保持してピボットベアリングを回転中心として揺動す
るキャリッジとを備え、前記ピボットベアリングが、固
定軸となる円筒状のスリーブと、該スリーブの内側に嵌
合する外輪とベアリング玉と内輪とから成るベアリング
と、該ベアリングの内輪と外側が嵌合するシャフトとか
ら構成される磁気ディスク装置において、前記ベアリン
グの内輪及び外輪との間にシャフトの軸方向の与圧を与
えると共に、前記シャフトとスリーブの軸方向の熱膨張
差による前記与圧の変化量と、シャフトとスリーブの半
径方向の熱膨張差による前記与圧の変化量とが相殺され
る様に構成したことを特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項３】 前記ピボットベアリングのシャフトのヤ
ング率を、スリーブのヤング率より大きくしたことを特
徴とする請求項１又は請求項２記載の磁気ディスク装
置。 - 【請求項４】 前記ピボットベアリングのシャフトの材
質がステンレス、且つスリーブの材質がアルミニウムで
あることを特徴とする請求項１又は２又は３記載の磁気
ディスク装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33474899A JP3684317B2 (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | 磁気ディスク装置 |
| US09/579,522 US6657822B1 (en) | 1999-11-25 | 2000-05-26 | Magnetic disk apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33474899A JP3684317B2 (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | 磁気ディスク装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001155448A true JP2001155448A (ja) | 2001-06-08 |
| JP3684317B2 JP3684317B2 (ja) | 2005-08-17 |
Family
ID=18280796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33474899A Expired - Fee Related JP3684317B2 (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | 磁気ディスク装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6657822B1 (ja) |
| JP (1) | JP3684317B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007305268A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Nsk Ltd | 軸受ユニット |
| JP2017211072A (ja) * | 2016-05-27 | 2017-11-30 | ミネベアミツミ株式会社 | ピボットアッシー軸受およびディスク駆動装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8144434B1 (en) | 2010-11-08 | 2012-03-27 | Hitachi Global Storage Technologies, Netherlands B.V. | Integrated pivot-carriage for improving pivot bonding process |
| EP3157754B1 (en) * | 2014-06-19 | 2021-05-19 | Canon Production Printing Netherlands B.V. | A printer for printing on a medium |
| US10192575B1 (en) * | 2017-10-31 | 2019-01-29 | Seagate Technology Llc | Split actuator with multiple head stack assemblies bonded to bearing sleeves |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4717977A (en) * | 1986-09-25 | 1988-01-05 | Micropolis Corporation | High capacity Winchester disk drive |
| JP2605583B2 (ja) * | 1993-05-27 | 1997-04-30 | 日本電気株式会社 | 磁気ディスク装置用磁気ヘッド位置決め機構 |
| US6185067B1 (en) * | 1998-06-17 | 2001-02-06 | Western Digital Corporation | Disk drive with reduced thermal expansion induced disk slip |
-
1999
- 1999-11-25 JP JP33474899A patent/JP3684317B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-26 US US09/579,522 patent/US6657822B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007305268A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Nsk Ltd | 軸受ユニット |
| JP2017211072A (ja) * | 2016-05-27 | 2017-11-30 | ミネベアミツミ株式会社 | ピボットアッシー軸受およびディスク駆動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3684317B2 (ja) | 2005-08-17 |
| US6657822B1 (en) | 2003-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6751064B2 (en) | Head supporting device and disk drive using the same | |
| JPH0712118A (ja) | 低摩擦ベアリングおよびマイクロウィンチェスタディスクドライブ | |
| US7133250B2 (en) | Inboard thrust surface fluid recirculation pump | |
| JP2002106554A (ja) | ピボット軸受装置 | |
| US20110080675A1 (en) | Low hysteresis bearing | |
| US7628539B2 (en) | Bearing mechanism, carriage assembly, and magnetic disk drive | |
| US6651340B2 (en) | Self-aligning fixture for pre-loading and aligning pivot bearing assemblies | |
| US6078475A (en) | Low friction pivot for rotary actuator in disk drive | |
| JPH0893758A (ja) | 軸受構造 | |
| JP2001155448A (ja) | 磁気ディスク装置 | |
| JP5928088B2 (ja) | 磁気記録装置のスイングアーム用ピボット軸受け装置およびこれを用いた磁気記録装置 | |
| US10460753B1 (en) | Helium drive pivot design to reduce cover screw tension induced torque and stiffness changes | |
| JPH10262355A (ja) | ディスク記憶装置用スピンドルモータの製造方法 | |
| US6406191B1 (en) | Pivot assembly | |
| US20100296199A1 (en) | Low hysteresis bearing | |
| US6985324B2 (en) | Counteracting gas ingestion in a hydrodynamic bearing spindle motor | |
| JP5849825B2 (ja) | 磁気記憶装置のスイングアーム用ピボット軸受け装置およびこれを用いた磁気記録装置 | |
| JP3374849B2 (ja) | ディスク装置 | |
| JP5250266B2 (ja) | アーム支持機構及び情報再生装置 | |
| JPH05303842A (ja) | 磁気ディスク装置 | |
| JP2010203540A (ja) | 軸受装置および情報記録再生装置 | |
| JP2888263B2 (ja) | 磁気ディスク装置におけるキャリッジストッパー | |
| JP2001167537A (ja) | 軸受機構、該軸受機構を有するピボット装置およびスピンドルモータ | |
| JP6115621B2 (ja) | 磁気記録装置のスイングアーム用ピボット軸受け装置およびこれを用いた磁気記録装置 | |
| JP2652987B2 (ja) | 磁気ディスク装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20031128 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040528 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040601 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040729 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050125 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050303 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050524 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050530 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090603 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100603 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110603 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110603 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120603 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |