JP2009087451A - 磁気ディスク装置のアクチュエータ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気ディスク装置のアクチュエータ機構を、概略円形コイルと簡素な形状のマグネットで構成し、磁気ディスク装置の必要十分な性能を発揮することができる、簡素で安価なアクチュエータ機構を提供すること。
【解決手段】本発明に係る磁気ディスク装置は、アクチュエータ機構が、概略円形コイルと概略長方形マグネットからなることを特徴とする。アクチュエータがデータ領域の最外周に位置決めされた状態における円形コイルの内径円の中心、及び、データ領域の最内周に位置決めされた状態における円形コイルの内径円の中心の、２点を結ぶ直線に対して並行に、長方形マグネットの長軸方向を配置している。
【選択図】図３

Description

本発明は、磁気ディスク装置に関し、さらに詳細には、磁気ヘッドを磁気ディスク上の所定の位置に位置決めするアクチュエータ機構に関する。

磁気ディスク装置は、回転する磁気ディスク上で、アクチュエータ機構に保持された磁気ヘッドが、所定のトラックに位置決めされ、データを読み書きする。磁気ディスク上には、データを記録するための領域が定められている。磁気ディスク装置の動作終了時には、データを保護するために、上記磁気ヘッドは上記領域外の所定の位置にアクチュエータ機構により移動され、非動作時には上記所定の位置に保持される。

アクチュエータ機構は、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）により駆動される。ＶＣＭは、アクチュエータに取り付けられたコイルと、コイルと対面するように配置されたマグネットにより構成される。アクチュエータは、ピボット軸に固定されており、コイルに通電すると、マグネットと対峙するコイルの所定の部分に生じる誘電力により、ピボット軸を中心に揺動回転する。

しかしながら、上記の誘電力は、コイルの形状等の影響により、アクチュエータがピボット軸を中心に揺動回転させる方向以外の力の成分をも含んでしまう。この力の成分によりアクチュエータのコイル取り付け部（コイルサポート）を曲げる方向の振動モード（ベンディングモード）や、上記コイルサポートをねじる方向の振動モード（トージョンモード）が励起されてしまう。このため、アクチュエータ機構の位置決め性能が劣化することになる。

従って、アクチュエータ機構を構成するコイル及びマグネットは、磁気ディスク装置の性能を発揮するために必要な駆動力を確保すると同時に、上記の不要な力成分を低減するように、コイルの形状及びマグネットの形状が決定される。

特許文献１には、円形コイルと凹部形状の外周を有するマグネットにより構成されたアクチュエータ機構について開示されている。
特開２００５−３２７４０７号公報

磁気ディスク装置は、近年において、ＤＶＤレコーダーに内蔵されるなど、従来のコンピュータの記憶装置としての用途だけではなく、家庭用電気製品の分野でも広く使用が開始されている。家庭用電気製品の分野では、従来のコンピュータでの使用に比較して、磁気ディスク装置の性能は強く求められていない。代わりに、磁気ディスク装置の価格を低く抑えることが要求される。

そのため、磁気ディスク装置の設計においては、必要最低限の機能は確保しながらも、材料の使用量を削減したり、パーツ点数を減らしたりすることで、パーツコスト及び組み付けコストの低減を図る必要がある。例えば、家庭用電気製品用途では、コンピュータ用途よりアクセスタイムを遅くすることが可能であり、アクチュエータを駆動するためのボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）に使用するマグネットの量を減らすことができ、コスト削減を図ることができる。

一方、垂直磁気記録方式を採用する磁気ディスク装置においては、従来の面内磁気記録方式に比べて飛躍的に磁気記録密度が上がっている。このため、磁気ディスク装置の性能を決定する大きな要因のひとつであるデータ転送レートが向上しており、上記のアクセスタイムの低下による性能低下を補うことができる。

アクチュエータ機構の構成部品であるコイルは、一般に、底辺を円弧形状とした概略台形をしている。コイルの通電により、台形の両辺に生じる誘電力を利用して、アクチュエータは駆動される。当該コイルの製作は、所定の張力を与えた電線を、コイル内周にあたる概略台形の巻き型に、順次巻き付けていくことで行われる。この際、台形形状の頂点にあたる場所において、電線の張力は局所的に大きくなるため、コイルの仕上がり形状のばらつき等の原因となり、コイルの生産歩留まりを下げる要因となっている。

上記の特許文献１に開示されるアクチュエータ機構においては、概略円形のコイルが採用されている。コイル内周が円形であるため、コイル製作の際に電線にかかる張力は一定である。これにより、上記のような生産歩留まりの低下を防ぐことができ、結果として、コイル部品のコスト低減に貢献することができる。

また、上記の特許文献１には、概略円形のコイルと組み合わせて、凹部形状の外周を有するマグネットが開示されている。円形コイルでは、アクチュエータを駆動するための誘電力を発生するコイル部分に直線部分は無いため、上述のコイルサポートの曲げ方向の振動成分及びねじれ方向の振動成分を励起する不要な力成分が生じてしまう。また、アクチュエータの位置により、マグネットの磁界により誘電力を生じるコイルの有効部分は移動し、その形状が変化する。このため、上記の不要な力成分はアクチュエータの位置により変化する。当該凹部形状の外周を有するマグネットは、この不要な力成分の発生を極力抑えるために、アクチュエータの位置に応じて有効なマグネットの形状を調整したものである。

しかしながら、当該凹部形状のマグネットは、その外周形状が特殊であるためマグネットの製造工程においては、一個ずつ型で抜いて形状を作る必要がある。このため、マグネットの製造工程が複雑になってしまい、コスト的にも不利であるという問題がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、磁気ディスク装置のアクチュエータ機構を、概略円形コイルと簡素な形状のマグネットで構成し、磁気ディスク装置の必要十分な性能を発揮することができる、簡素で安価なアクチュエータ機構を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための、本発明にかかる磁気ディスク装置は、アクチュエータ機構が、概略円形コイルと概略長方形マグネットからなることを特徴とする磁気ディスク装置である。

本発明にかかる上記に記載の磁気ディスク装置は、アクチュエータがデータ領域の最外周に位置決めされた状態における円形コイルの内径円の中心と、前記アクチュエータが前記データ領域の最内周に位置決めされた状態における円形コイルの内径円の中心の、
２点を結ぶ直線に対して並行に、長方形マグネットの長軸方向を配置することを特徴とする磁気ディスク装置である。

本発明にかかる上記に記載の磁気ディスク装置は、長方形マグネットの短軸方向の長さが、円形コイルの内径円の直径と同じ若しくは短いことを特徴とする磁気ディスク装置である。

本発明にかかる上記に記載の磁気ディスク装置は、アクチュエータがデータ領域の最外周に位置決めされた状態における円形コイルの内径円と、前記アクチュエータが前記データ領域の最内周に位置決めされた状態における円形コイルの内径円の、交点を結ぶ直線の長さに対して、長方形マグネットの短軸方向の長さが、同じ若しくは短いことを特徴とする磁気ディスク装置である。

本発明にかかる上記に記載の磁気ディスク装置は、アクチュエータがデータ領域の最外周に位置決めされた状態における円形コイルの内径円の中心と、前記アクチュエータが前記データ領域の最内周に位置決めされた状態における円形コイルの内径円中心の、２点を結ぶ直線に対して、長方形マグネットの長軸方向の中心線が、ピボット軸と反対側に位置することを特徴とする磁気ディスク装置である。

本発明にかかる上記に記載の磁気ディスク装置は、アクチュエータがデータ領域の中央に位置決めされた状態において、円形コイルの内径円の中心が、長方形マグネットの長軸方向の中心線に対して、ピボット軸と反対側に位置することを特徴とする磁気ディスク装置である。

本発明にかかる上記に記載の磁気ディスク装置は、長方形マグネットの長軸方向の中心線が、アクチュエータがデータ領域の最外周に位置決めされた状態における円形コイルの内径円の中心と、前記アクチュエータが前記データ領域の最内周に位置決めされた状態における円形コイルの内径円中心の２点を結ぶ直線と、前記アクチュエータがデータ領域の中央に位置決めされた状態において、円形コイルの内径円の中心と、前記２点を通る、ピボット軸を中心とした円弧により、挟まれる領域内を通過することを特徴とする磁気ディスク装置である。

本発明にかかる上記に記載の磁気ディスク装置は、アクチュエータがデータ領域の最外周に位置決めされた状態における円形コイルの内径円と、前記アクチュエータが前記データ領域の最内周に位置決めされた状態における円形コイルの内径円の、交点を結ぶ直線と、長方形マグネットの中立線が一致することを特徴とする磁気ディスク装置である。

本発明にかかる上記に記載の磁気ディスク装置は、長方形マグネットの長軸方向の一方の端面は、アクチュエータがホームポジションに保持された状態における円形コイルの外周よりも外側に位置し、他の端面は、前記アクチュエータが内周側のクラッシュストップに接触した状態における円形コイルの外周よりも外側に位置することを特徴とする磁気ディスク装置である。

本発明により、磁気ディスク装置のアクチュエータ機構を、概略円形コイルと簡素な形状のマグネットで構成し、磁気ディスク装置の必要十分な性能を発揮することができる、簡素で安価なアクチュエータ機構を提供することができる。

以下に、本発明を適用可能な実施の形態を説明する。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。なお、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。

本実施形態の特徴点の理解を容易にするため、最初に、磁気ディスク装置の全体構成の概略を説明する。

図１は、本実施の形態に係る磁気ディスク装置１０の分解斜視図である。磁気ディスク１１は、データを記憶するメディアであって、磁性層が磁化されることによってデータを記録する不揮発性の記録ディスクである。ベース１２は、ガスケット（不図示）を介してベース１２の上部開口を塞ぐカバー１３と固定される。これによりディスク・エンクロージャが構成され、磁気ディスク装置１０の各構成要素を密閉状態で収容することができる。３０は、ベース１２の一部として組み付けられているスピンドルモータである。磁気ディスク１１は、クランプ１４によりスピンドルモータ３０に固定される。磁気ディスク１１は、スピンドルモータ３０により所定の角速度（速さ）で回転駆動される。磁気ディスク装置１０の非動作時には、磁気ディスク１１は静止している。５０は、ヘッド・ジンバル・アセンブリ（ＨＧＡ）４０（図２）を、保持、移動するアクチュエータである。アクチュエータ５０は、ベアリングで構成された回転軸を有するピボットアセンブリ５１に揺動自在に保持されている。５３は，ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）である。５７は、磁気ディスク１１の回転が停止するときに、ヘッドスライダ４１（図２）を磁気ディスク１１の面上からから退避させるためのランプである。

図２は、カバーを取り除いた状態の磁気ディスク装置の平面図で、アクチュエータ５０が停止時（アクチュエータ５０がアンロードした状態）における磁気ディスク装置１０を示している。アクチュエータ５０の構成が理解できるようにＶＣＭ５３の上側ヨークをはずした状態を示している。

４０は、ホスト（不図示）との間で入出力されるデータについて、磁気ディスク１１への書き込み・読み出しを行う磁気ヘッド（不図示）を具備したＨＧＡである。磁気ヘッドには、磁気ディスク１１への記録データに応じて電気信号を磁界に変換する記録素子、及び、磁気ディスク１１からの磁界を電気信号に変換する再生素子が一体的に形成されている。なお、記録素子と再生素子を別に形成することも可能である。また、記録素子と再生素子のいずれか一方のみを有する磁気ディスク装置に本発明を適用することも可能である。磁気ヘッドは、ヘッドスライダ４１の側面に形成されており、ヘッドスライダ４１、サスペンション４２に組み付けられてＨＧＡ４０を構成する。

上記電気信号は、アクチュエータ５０に取付けられたフレキシブルケーブル４５上に形成された信号伝送経路を通じて送られる。フレキシブルケーブル４５の一部には温度センサ（不図示）が搭載されており、ディスク・エンクロージャ内の温度を知ることができる。

前述のアクチュエータ５０は、キャリッジ５２と駆動機構としてボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）５３とを備えている。キャリッジ５２は、ヘッドスライダ４１が配置されたその先端部から、ＨＧＡ４０、アーム５４及びコイルサポート５５の順で結合された各構成部材を備えている。サスペンション４２は、磁気ディスク１１と対向する側に設けられたディンプル（不図示）によって、ヘッドスライダ４１を一点支持している。

コイルサポート５５は、フラットコイル５６を保持している。フラットコイル５６はＶＣＭ５３に取付けられたマグネットの間に挟み込まれるように組み付けられる。

サスペンション４２の先端部にはタブ（不図示）が形成されており、タブがランプ５７に乗り上げることにより、ヘッドスライダ４１を磁気ディスク１１から引き離す。ランプ５７は、磁気ディスク１１の外周端部に近接し、ベース１２の底面あるいは側面に取り付けられている。

ＶＣＭ５３は、その駆動回路であるＶＣＭドライバからフラットコイル５６に流される駆動信号に応じて、ピボットアセンブリ５１を中心としてアクチュエータ５０を揺動し、磁気ディスク１１の記録面上にヘッドスライダ４１を移動する、もしくは、磁気ディスク１１の記録面上からランプ５７にヘッドスライダ４１を移動することができる。

磁気ディスク１１に対するデータの読み取り／書き込みのため、アクチュエータ５０は回転している磁気ディスク１１表面のデータ領域上方にヘッドスライダ４１を移動する。アクチュエータ５０が揺動することによって、ヘッドスライダ４１が磁気ディスク１１の記録面の半径方向を移動する。これによって、ヘッドスライダ４１を磁気ディスク１１上の所望のトラックに位置決めすることができる。ヘッドスライダ４１は、磁気ディスク１１に対向するヘッドスライダ４１の浮上面と回転している磁気ディスク１１表面との間の空気の粘性により生じる圧力が、サスペンション４２によって磁気ディスク１１方向に加えられる圧力とバランスすることによって、磁気ディスク１１上に浮上し、一定のスペースを保って飛行している。

磁気ディスク１１の回転が停止すると、ヘッドスライダ４１は浮上を止め、磁気ディスク１１表面に着地するが、その際、ヘッドスライダ４１が磁気ディスク１１に接触すると、磁気ディスク１１のデータ領域を傷つけたり、ヘッドスライダ４１表面と磁気ディスク１１表面との間の吸着現象によって磁気ディスク１１が回転不能になるなどの問題が起こる。このため、磁気ディスク１１の回転が停止するときには、アクチュエータ５０を移動させ、ヘッドスライダ４１をデータ領域からランプ５７の上に退避させる（アンロード）。すなわち、アクチュエータ５０がランプ５７の方向に回動し、サスペンション４２の先端のタブがランプ５７の表面上を摺動しながら移動し、ランプ５７上のパーキング面（停止面）に載ることにより、ヘッドスライダ４１が磁気ディスク１１上からアンロードされる（ホームポジション）。ロードのときには、パーキング面に支持されていたＨＳＡ５０は、ランプ５７から離脱して磁気ディスク１１表面上に移動する。

磁気ディスク１１は、磁性層が磁化されることによってデータを記録する不揮発性の記録媒体であり、スピンドルモータ３０のスピンドル軸を中心として所定の速度で回転駆動される。磁気ディスク１１の表面には、データを格納するための区画として同心円状に複数のトラックが形成され、さらに、各トラックは円周方向に区分された複数のデータセクタを備えている。

また、磁気ディスク１１の表面にはサーボサンプリング周波数に応じたサーボ領域が円周方向に沿って複数箇所形成されている。また、サーボ領域と同期してデータセクタが形成されている。磁気ディスク装置１０はホスト（不図示）と接続され外部記憶装置として使用され、ホストと磁気ディスク装置１０の間でデータのやりとりが行われる。

次に、本アクチュエータ機構の実施形態について説明する。まず、円形コイルと長方形マグネットの形状による利点について述べる。

図２の平面図に示すように、本アクチュエータ機構では、円形コイルを使用している。円形コイルは、コイル単品の製作時に、生産の歩留まりが良いという利点を有するのは既に述べた通りである。また、コイル製作時には、円形状の巻き型に、電線を一定の張力をかけながら均一に巻き付けることができるので、コイル同士の接着状態が良好であり、巻き上がったコイル自体の構造的な強度が上がるという利点もある。さらに、円形であるという構造上の特徴と相まって、円形コイル自体の剛性を高くすることができる。

一方、コイルが円形であるために、キャリッジ５２におけるコイルサポート５５の付け根部分の幅寸法を大きく取ることができ、コイルサポートの剛性を上げることができる。その結果、アクチュエータ５０のコイルサポートの曲げ方向の剛性及びねじれ方向の剛性を高くすることができるという利点がある。

また、図２の平面図に示すように、本アクチュエータ機構では、長方形マグネットを使用している。長方形マグネットは、マグネット単品の製作工程を非常に簡素にすることができるため、生産の歩留まりが良く、製作コスト自体の低減にも貢献できる。すなわち、あらかじめ所定の大きさのマグネットのインゴットを直方体に形成し、その後、当該インゴットをスライス加工により切り分けることで、実際に磁気ディスク装置に使用する単品の長方形マグネットを作成する。マグネットの外周形状が非常に簡素であるため、研磨などの工程は不要である。その後、長方形マグネットは、所定の位置の短軸を中立線として、一方側をＮ極、他方側をＳ極として着磁される。

次に、円形コイルと長方形マグネットの位置関係における特徴について述べる。

図３は、磁気ディスク１１上にあるデータ領域の最外周（ＯＤ）、最内周（ＩＤ）、最外周と最内周の中間の円周位置（ＭＤ）及びクラッシュストップ５８に接する円周位置（ＩＤ Ｃ／Ｓ）を示している。また、図３においてアクチュエータ機構はランプ５７上に退避されたホームポジション（Ｈｏｍｅ）に置かれている。長方形マグネットの外形及び配置は以下のようにして決められる。

図４は、磁気ヘッド１１がＯＤ及びＩＤに位置決めされている状態における円形コイルの位置を示している。ここでは、実際には概略円形であるコイルを、その内周と外周が一定の幅を持つ完全な円形であると近似して描いている。点Ｐは、磁気ディスク装置のピボット軸位置を表している。点ＯＯは、ＯＤにおける円形コイルの中心の位置であり、点ＯＩは、ＩＤにおける円形コイルの中心位置である。ＯＤにおける円形コイルの内径とＩＤおける円形コイルの内径との２つの交点を、点Ｐに近い方から点Ａ及び点Ｂとする。ここで、点Ｐ、点Ａ及び点Ｂは、一直線状に並んでいる。また、点ＯＯと点ＯＩを結ぶ直線を直線ｌとすると、直線ｌは、直線ＡＢと直交する。その交点を点Ｑとする。さらに、点Ａを通り直線ｌに平行な直線を直線ｍと、点Ｂを通り直線ｌに平行な直線を直線ｎとする。

長方形マグネットの極性の中立線は、直線ＡＢと一致している。すなわち、直線ＡＢを境にして、長方形マグネットの極性は、Ｎ極からＳ極もしくはＳ極からＮ極に切替わる。ＭＤにおける円形コイルの中心である点ＯＭ（図６）は、直線ＡＢ上に存在する。ＭＤの位置を中心にしてマグネット極性を切替える必要があるからである。これにより、マグネットの極性の中立線の位置が決まる。そして、長方形マグネットの長軸方向は、直線ＡＢと垂直、すなわち、直線ｌと並行に配置される。

長方形マグネットの短軸方向の長さ、すなわち、マグネットの幅は、まず、円形コイルの内径円の直径と同じか、それ以下である必要がある。マグネットの幅が、それ以上に大きければ、一方の極側で誘電力を生じるコイル部分と、他方の極側で誘電力を生じるコイル部分がオーバーラップしてしまうからである。

さらに、マグネットの幅は、直線ＡＢの長さと同じか、それ以下であることが望ましい。ＯＤにおけるコイル位置又はＩＤにおけるコイル位置において、コイル内周は最もマグネットの中立線に近づく。ここで、マグネットの中立線の近傍では、磁界の方向が均一ではないため、かかる磁界の中にコイルが入れば、コイルサポートの曲げ方向及びねじり方向の振動を励起するような不要な力成分を生じさせることになるからである。

図５は、図３に示したＩＤ Ｃ／Ｓ、ＩＤ、ＯＤ、Ｈｏｍｅの各位置での円形コイルの位置を示している。円形コイルと長方形コイルで構成されるボイス・コイル・モータのトルク定数は、ＯＤからＩＤの範囲でなるべく一定であることが望ましい。さらに、Ｈｏｍｅ位置でも、磁気ディスク装置の起動時には、アクチュエータ機構をランプ上から磁気ディスク上に移動させるためには、ＯＤからＩＤの範囲におけるトルク定数の７割程度のトルク定数を確保しておく必要がある。よって、長方形マグネットの長軸方向の左端面６１は、Ｈｏｍｅ位置での円形コイルの外周よりも外側に配置し、トルク定数を得るためのコイルの有効面積を確保する必要がある。ＩＤ側についても、同様に、ＩＤ Ｃ／Ｓの位置においてもトルク定数を得るため、長方形マグネットの長軸方向の右端面６２は、ＩＤ Ｃ／Ｓ位置での円形コイルの外周よりも外側に配置することになる。ＩＤとＩＤ Ｃ／Ｓの位置半径は、それほど変わらないので、図３においては、それぞれの位置における円形コイルがほぼ重なっているように描かれている。また、左端面及び右端面は、円形コイルの外周の外側にあればよいので、左端面及び右端面が、マグネットの長軸方向と直交する必要は無い。すなわち、マグネットの形状は、長方形に限られず、台形や並行四辺形であっても構わない。

なお、Ｈｏｍｅ及びＩＤ Ｃ／Ｓの位置における必要なトルク定数を確保できるのであれば、マグネットの左端面及び右端面が、円形コイルの外周の外側に完全にでている必要は無い。

以上により、長方形マグネットの短軸方向の長さ、長軸方向の長さ、長軸方向の向き、及び中立線の配置が決定される。ここで、長方形マグネットの短軸方向の長さは、磁気ディスク装置として必要とされるトルク定数の値により、コイル内径円の直径以下のある長さに決定される。

次に、長方形マグネットの長軸の配置について説明する。上述のように、ＶＣＭのトルク定数は、ＯＤからＩＤの範囲でなるべく一定であることが望ましい。一般に、許容されるトルク定数の変動幅（トルクリップル）は１０パーセント程度であるが、可能であれば、８パーセント以下に抑えられることが望ましい。

図６は、ＯＤからＩＤまでアクチュエータ機構が移動した際の円形コイルの中心が描く軌跡を示している。点線は、ＭＤにおける円形コイルの内径である。円形コイルの中心は、点Ｐを中心とした円弧を描き、点ＯＯから点ＯＩに至る。直線ＡＢと当該円弧の交点、すなわち、ＭＤにおける円形コイルの中心位置を点ＯＭとする。図からわかるように、ＯＤからＩＤまでアクチュエータ機構が移動すると、マグネットの長軸方向の位置に対して、線分ＯＭ−Ｑの長さだけ、円形コイルの位置がシフトことになる。この位置のシフトは、トルク定数の変動の原因の一つである。

また、ＯＤからＩＤまでアクチュエータ機構が移動すると、アクチュエータ駆動のための誘電力を発生するコイルの有効部分の位置及び面積が変化する。また、ＭＤ以外の位置では、コイルの有効部分の位置及び面積は、Ｎ極側とＳ極側で非対称となる。これも、トルク定数の変動の原因の一つである。

さらに、ＶＣＭを構成するヨークの形状も、ＶＣＭ内のマグネットの外縁周辺の磁束の状態（磁界）に影響を与える。よって、マグネット自身の形状は中立線に対して対称でも、ＶＣＭ内の磁界が非対称となり、このこともトルク定数の変動の原因となる。

図７は、本実施例におけるＶＣＭのトルク定数の変動を示したグラフ（トルクカーブ）である。円形コイルに対する長方形マグネットの位置を変えながら、複数の位置でのトルクカーブが描かれている。図７（ａ）に示すように、長方形マグネットの長軸の中心線が直線ｌと一致する位置を基準としている。マグネット位置をピボット軸と反対側にシフトする方向をプラス、逆にマグネット位置をピボット側にシフトする方向をマイナスとして、基準位置から０．５ｍｍずつシフトしている。

図７（ｂ）は、各マグネット位置におけるトルクカーブである。トルクカーブがＭＤを中心に対象にならないのは、上述のヨーク形状の非対称性による影響である。また、図８は、図７に示した各マグネット位置におけるトルクリップルを示している。ここで、トルクリップルとは、ＯＤからＩＤの範囲内のトルクカーブの最大値と最小値の差を、ＯＤからＩＤの範囲内におけるトルク定数の平均値で除したものである。

図８のグラフより、トルクリップルは、プラス０．５ｍｍの位置で極小になっていることがわかる。つまり、長方形マグネットの長軸方向の中心線が、直線ｌと一致する配置よりも、直線ｌに対してピボット軸と反対側にある配置の方がトルクリップルは小さくなる。同様に、ＭＤにおける円形コイルの内径円の中心が、長方形マグネットの長軸方向の中心線に対して、ピボット軸と反対側に位置している方がトルクリップルは小さくなるともいえる。

また、プラス０．５ｍｍを越えてシフトさせると、トルクリップルは徐々に大きくなり、プラス１．５ｍｍの位置では、上述の許容されるトルクリップルである１０パーセントをわずかに超えてしまう。ここで、プラス１．５ｍｍの位置は、長方形マグネットの長軸方向の中心線が点ＯＭを通過する位置である。

これにより、トルクリップルは、長方形マグネットの長軸の中心線が、直線ｌと円弧ＯＯ−ＯＭ−ＯＩで囲まれる領域を通過するような範囲で極小値をとることがわかる。換言すれば、長方形マグネットの長軸の中心線が、線分ＯＭ−Ｑを横切る範囲でトルクリップルは極小値をとる。したがって、この領域内でトルクリップルを８パーセント以内に抑えることが可能となる。

また、マイナス方向にシフトさせることは、トルクリップルが単調に増加していくだけなので好ましくない。

なお、本実施の形態にかかる磁気ディスク装置では、ＶＣＭのマグネット材質として、希土類磁石である、ネオジウム磁石が使用されている。なお、磁気ディスク装置として必要とされるトルク定数が十分に小さければ、フェライト磁石を使用することも可能である。フェライト磁石を使用する場合には、ＶＣＭの材料費がさらに低減されることが期待できる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。コンタクト・スタート・ストップを行う磁気ディスク装置においても採用できるものである。

本実施の形態にかかる磁気ディスク装置の分解斜視図である。 本実施の形態にかかる磁気ディスク装置の平面図である。 本実施の形態にかかる磁気ディスクのトラックの配置を示す平面図である。 本実施の形態にかかる磁気ディスク装置のアクチュエータ機構のコイルの配置を示す平面図である。 本実施の形態にかかる磁気ディスク装置のアクチュエータ機構のコイルの外形とマグネットの配置を示す平面図である。 本実施の形態にかかる磁気ディスク装置のアクチュエータ機構のコイルの中心の軌跡示す平面図である。 本実施の形態にかかる磁気ディスク装置におけるアクチュエータ機構のコイル位置によるトルク定数の変化を示すグラフである。 本実施の形態にかかる磁気ディスク装置におけるアクチュエータ機構のコイル位置によるトルクリップルの変化を示すグラフである。

符号の説明

１０ 磁気ディスク装置、１１ 磁気ディスク、１２ ベース、１３ カバー、
１４ クランプ、
３０ スピンドルモータ、
４０ アクチュエータ、４１ ヘッドスライダ、
４２ サスペンション、４５ フレキシブルケーブル、
５０ アクチュエータ、５１ ピボットアセンブリ、５２ キャリッジ、
５３ ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）、５４ アーム、
５５ コイルサポート、 ５６ フラットコイル、 ５７ ランプ、
５８ クラッシュストップ、 ６０ マグネット、
６１ マグネット左端面、 ６２ マグネット右端面
７０ ラッチ

Claims (10)

1. 磁気ディスク装置であって、
   前記磁気ディスク装置はデータ領域を有する磁気ディスクと、
   前記磁気ディスクを回転させるために前記磁気ディスクに連結されたスピンドルモータと、
   ピボット軸を中心に、磁気ヘッドを前記磁気ディスク上で揺動回転させ、所定の位置に位置決めするアクチュエータ機構を有し、
   前記アクチュエータ機構は、円形コイルと長方形マグネットを有することを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 請求項１に記載の磁気ディスク装置において、
   アクチュエータがデータ領域の最外周に位置決めされた状態における円形コイルの内径円の中心（第一の中心）と、
   前記アクチュエータが前記データ領域の最内周に位置決めされた状態における円形コイルの内径円の中心（第二の中心）の、
   ２点を結ぶ直線に対して平行に、長方形マグネットの長軸方向を配置することを特徴とする磁気ディスク装置。
3. 請求項２に記載の磁気ディスク装置において、
   アクチュエータがデータ領域の最外周に位置決めされた状態における円形コイルの内径円（第一の円）と、
   前記アクチュエータが前記データ領域の最内周に位置決めされた状態における円形コイルの内径円（第二の円）の、
   交点を結ぶ直線の長さに対して、
   長方形マグネットの短軸方向の長さが、同じ若しくは短いことを特徴とする磁気ディスク装置。
4. 請求項３に記載の磁気ディスク装置において、
   前記第一の中心と、前記第二の中心の、２点を結ぶ直線に対して、
   長方形マグネットの長軸方向の中心線が、
   ピボット軸と反対側に位置することを特徴とする磁気ディスク装置。
5. 請求項３に記載の磁気ディスク装置において、
   アクチュエータがデータ領域の中央に位置決めされた状態における円形コイルの内径円の中心（第三の中心）が、
   長方形マグネットの長軸方向の中心線に対して、
   ピボット軸と反対側に位置することを特徴とする磁気ディスク装置。
6. 請求項４に記載の磁気ディスク装置において、
   長方形マグネットの長軸方向の中心線が、
   前記第一の中心と、前記第二の中心の、２点を結ぶ直線と、
   前記第一の中心と、前記第二の中心、及び、前記第三の中心の３点を通る、
   ピボット軸を中心とした円弧により、
   挟まれる領域内を通過することを特徴とする磁気ディスク装置。
7. 請求項５に記載の磁気ディスク装置において、
   長方形マグネットの長軸方向の中心線が、
   前記第一の中心と、前記第二の中心の、２点を結ぶ直線と、
   前記第一の中心と、前記第二の中心、及び、前記第三の中心の３点を通る、
   ピボット軸を中心とした円弧により、
   挟まれる領域内を通過することを特徴とする磁気ディスク装置。
8. 請求項１に記載の磁気ディスク装置において、
   前記第一の円と、前記第二の円の、交点を結ぶ直線と、
   長方形マグネットの中立線が一致することを特徴とする磁気ディスク装置。
9. 請求項２に記載の磁気ディスク装置において、
   長方形マグネットの短軸方向の長さが、円形コイルの内径円の直径と同じ若しくは短いことを特徴とする磁気ディスク装置。
10. 請求項１に記載の磁気ディスク装置において、
    長方形マグネットの長軸方向の一方の端面は、
    アクチュエータがホームポジションに保持された状態における円形コイルの外周よりも外側に位置し、
    他の端面は、前記アクチュエータが内周側のクラッシュストップに接触した状態における円形コイルの外周よりも外側に位置することを特徴とする磁気ディスク装置。

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