JP2777917B2 - 磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ディスク装置

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JP2777917B2
JP2777917B2 JP1240198A JP24019889A JP2777917B2 JP 2777917 B2 JP2777917 B2 JP 2777917B2 JP 1240198 A JP1240198 A JP 1240198A JP 24019889 A JP24019889 A JP 24019889A JP 2777917 B2 JP2777917 B2 JP 2777917B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 磁気ヘッドの位置決め精度を向上した磁気ディスク装
置に関し、 外部からの振動や衝撃に対する位置決め誤差の増大を
防止することを目的とし、 磁気ディスクの回転駆動部と、該磁気ディスクの指定
されたトラックに磁気ヘッドを位置決めする為の回転型
の位置決め機構とを、エンクロージャ内に設けた磁気デ
ィスク装置に於いて、前記エンクロージャに対する外部
からの並進入力に対して該エンクロージャの重心まわり
の一次モーメントを釣り合わせるように、該エンクロー
ジャを複数の防振ゴム,減衰器等の防振支持体によりフ
レームに支持して構成した。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、磁気ヘッドの位置決め精度を向上した磁気
ディスク装置に関するものである。
コンピュータ・システムの処理の高速化,省スペース
化に伴って、外部記憶装置としての磁気ディスク装置も
小型化,大容量化,データ転送速度の高速化等が要求さ
れている。又小型化された磁気ディスク装置は、ラップ
トップ型等の小型コンピュータに搭載されることから、
外部からの振動や衝撃によっても、所望のデータの書込
み,読出しが可能であることが要望されている。
〔従来の技術〕
第5図は従来例の概略断面図、第6図はその要部上面
図であり、51はスピンドル、52は磁気ディスク、53はス
ピンドルモータ、53Aは回転子、53Bは固定子、54は軸
受、55は磁気ヘッド、56は支持ばね機構、57はヘッドア
ーム、58は位置決め機構を構成する位置決めモータ、58
Aは回転子、58Bは固定子、59は回転軸、60は軸受、61は
エンクロージャである。
スピンドル51に複数の磁気ディスク52が固定され、ス
ピンドルモータ53により、例えば、3600rpmの一定速度
で回転される。磁気ディスク52の取付け枚数は、3枚の
場合を図示しているが、それ以上の枚数とすることがで
きる。又スピンドルモータ53をスピンドル51の内部に設
けて、小型化を図る構成も知られている。
又磁気ヘッド55は、支持ばね機構56を介してヘッドア
ーム57に取付けられ、位置決めモータ58により磁気ディ
スク52の指定トラックに位置決めされる。この位置決め
モータ58は、偏平状の可動コイルからなる回転子58A
と、永久磁石等からなる固定子58Bとからなり、回転軸5
9を中心として磁気ヘッド55を回転させるから、回転型
或いは揺動型の位置決め機構(アクチュエータ)と称さ
れるものである。
この回転型の位置決め機構は、ボイスコイル型モータ
等による直進型の位置決め機構に比較して小型化が容易
であるから、比較的多く採用されている。又回転軸59に
対してヘッドアーム57側と回転子58A側とのバランスを
とり、並進方向の加振入力に対して位置決め誤差が生じ
ないように構成している。
又高密度記録を行う磁気ディスク装置に於いては、位
置決め機構を制御する為に閉ループサーボ制御手段が用
いられている。この閉ループサーボ制御手段は、磁気デ
ィスク52上のサーボ情報を磁気ヘッド55により読み取
り、原点からの磁気ヘッド55の現在位置を識別し、又現
在位置から指令トラック位置迄の距離を算出して、位置
決めモータ58を駆動し、回転軸59を中心としてヘッドア
ーム57を回動して、磁気ヘッド55を磁気ディスク52の指
令トラックに位置決めするものである。
前述のような回転型の位置決め機構(アクチュエー
タ)を備えた磁気ディスク装置に於いては、外部からの
振動や衝撃に起因する回転モーメントにより、位置決め
誤差が生じる。この位置決め誤差は、支持系の共振時に
最大値εをとり、次式で表される。
但し、 rposは位置決め機構の回転中心から磁気ヘッドのギャッ
プまでの距離、 Jは磁気ディスク装置の慣性モーメント、 ζは支持系の減衰比、 fnは支持系の固有振動数、 Mは回転モーメント、 G(f)はオープンループの伝達関数、 をそれぞれ示す。
この位置決め誤差εを小さくする為に、従来例に於い
ては、伝達関数G(f)を大きくすることも考えられて
いるが、これには限度があり、又エンクロージャ61とロ
ッカ取付フレームとの間に防振ゴムを装着して、減衰比
ζを大きくすることにより、外部からの振動及び衝撃を
減衰させる構成が一般的であった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来例の磁気ディスク装置に於いては、単にエンクロ
ージャ61を防振支持するだけであり、従って、外部から
並進方向の加振入力に対して、エンクロージャ61に回転
運動成分が生じることになる。この回転運動成分によ
り、バランスがとれた位置決め機構であっても、回転モ
ーメントMが生じるので、位置決め誤差εが大きくなる
問題点があった。
本発明は、外部からの振動や衝撃に対する位置決め誤
差の増大を防止することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の磁気ディスク装置は、エンクロージャを並進
方向の加振入力に対して回転運動成分が生じないように
支持したものであり、第1図(a),(b)を参照して
説明する。
磁気ディスク1の回転駆動部(図示せず)と、この磁
気ディスク1の指定されたトラックに磁気ヘッド2を位
置決めする為の回転型の位置決め機構3とを、エンクロ
ージャ4内に設けた磁気ディスク装置に於いて、エンク
ロージャ4に対する外部からの並進方向の加振入力に対
して、エンクロージャ4の重心10まわりの一次モーメン
トを釣り合わせるように、このエンクロージャ4を複数
の防振ゴム,減衰器等の防振支持体5によってフレーム
6に支持し、この防振支持体5のエンクロージャ4の重
心からのX,Y方向の位置xi,yiと、防振支持体5のX,Y方
向のばね定数kxi,kyiとについて、 Σ(kxi・yi)=0 Σ(kyi・xi)=0 となるように選定した構成を有するものである。
又第1図の(a),(b)に於いて、7は磁気ディス
ク1を回転させるスピンドル中心、8は磁気ヘッド2が
位置するトラック、9は位置決め機構3の回転軸中心、
10′は点線位置にエンクロージャ4が並進移動したこと
による重心、5′は防振支持体を示す。又(b)は、防
振支持体5′が、並進方向の外部加振入力に対して、エ
ンクロージャ4の重心10まわりの一次モーメントを釣り
合わせるようには設けられていない場合を示す。
〔作用〕
第1図の(b)に於ける防振支持体5′は、並進方向
の外部加振入力に対して、エンクロージャ4の重心10ま
わりの一次モーメントを釣り合わせるように設けられて
いないので、重心10を中心としてエンクロージャ4が回
転運動を行うことになり、位置決め機構3のバランスを
とった場合でも位置決め機構3に回転モーメントが作用
し、磁気ディスク1のトラック8に対する磁気ヘッド2
は、実線位置から点線位置に移動し、大きな位置決め誤
差が生じる。
これに対して、第1図の(a)に於ける防振支持体5
は、並進方向の外部加振入力に対して、エンクロージャ
4の重心10まわりの一次モーメントを釣り合わせるよう
に設けたものであるから、エンクロージャ4は並進運動
のみを行い、エンクロージャ4の重心10は10′の位置に
移動し、又磁気ディスク1のトラック8が実線位置から
点線位置に移動することになるが、それに平行に磁気ヘ
ッド2も実線位置から点線位置に移動するから、位置決
め誤差は殆ど生じないことになる。
〔実施例〕
以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。
第2図は本発明の一実施例の説明図であり、一部欠截
した概略上面を示し、11は磁気ディスク、12は磁気ヘッ
ド、13はヘッドアーム、14はエンクロージャ、15a,15b,
15cは防振支持体としての防振ゴム、16はフレーム、17
はスピンドル中心、18はトラック、19は位置決め機構の
回転軸中心、20はエンクロージャの重心を示す。又L1〜
L5は重心20からの距離、rposは位置決め機構の回転軸中
心19から磁気ヘッド12のギャップまでの距離を示す。
エンクロージャ14内に、磁気ディスク11とそれを駆動
するスピンドルモータ等の駆動部(図示せず)と、磁気
ヘッド12とそれを指定されたトラック18に位置決めする
回転型の位置決め機構(図示せず)とが設けられ、その
エンクロージャ14とフレーム16との間に、3個の防振ゴ
ム15a〜15cが設けられている。
この防振ゴム15aは、X方向にks,Y方向にkcのばね定
数を有し、エンクロージャ14の重心20に対してX方向に
L1,Y方向にL3の位置に配置され、又防振ゴム15bは、X
方向にkc,Y方向にksのばね定数を有し、エンクロージャ
14の重心20に対してX方向にL2,Y方向にL5の位置に配置
され、又防振ゴム15cは、X方向にks,Y方向にkcのばね
定数を有し、エンクロージャ14の重心20に対してX方向
にL1,Y方向にL4の位置に配置されている。
そして、エンクロージャ14の重心20に対する防振ゴム
15a〜15cが配置されている距離L1〜L5と、防振ゴム15a
〜15cのそれぞれのばね定数ks,kcとを、 L1・kc+L1・kc−L2・ks=0 ……(2) L3・ks+L5・kc−L4・ks=0 ……(3) の2式を満足するように選定するものである。それによ
って、外部からのX,Y方向の加振入力に対して、重心20
まわりの一次モーメントを釣り合わせることができる。
従って、エンクロージャ14に回転運動成分が生じないこ
とになり、回転モーメントMが0となるから、(1)式
から判るように、位置決め誤差εが生じないことにな
る。
第3図は本発明の一実施例の上面図であり、第2図と
同一符号は同一部分を示し、防振ゴム15a〜15cは、圧縮
方向にkc、剪断方向にksのばね定数を有し、板金の間に
挟むように設けられ、エンクロージャ14とフレーム16と
の間の位置は、前述のように、エンクロージャ14の重心
20まわりの一次モーメントを釣り合わせるように選定さ
れている。従って、第2図について説明したように、外
部からの加振入力に対してエンクロージャ14に回転モー
メントが生じないので、位置決め誤差εが生じないこと
になる。
防振ゴムと板金とは、例えば、ゴムの加硫時に焼付固
定するか、或いは接着剤により固定することができる。
そして、一方の板金をエンクロージャ14にねじ等により
固定し、他方の板金をフレーム16にねじ等により固定す
る。
第4図は本発明の他の実施例の上面図であり、エンク
ロージャ24をフレーム26の取付部26a〜26dに防振ゴム25
a〜25dを介して取付けた場合を示し、27はスピンドル中
心、29は位置決め機構の回転軸中心、30はエンクロージ
ャ24の重心を示す。
防振ゴム25aはX,Y方向にkaのばね定数を有し、エンク
ロージャ24の重心30に対してX方向にL14,Y方向にL11の
位置、防振ゴム25bはX,Y方向にkbのばね定数を有し、エ
ンクロージャ24の重心30に対してX方向にL13,Y方向にL
11の位置、防振ゴム25cはX,Y方向にkcのばね定数を有
し、エンクロージャ24の重心30に対してX方向にL13,Y
方向にL12の位置、又防振ゴム25dはX,Y方向にkdのばね
定数を有し、エンクロージャ24の重心30に対してX方向
にL14,Y方向にL12の位置に、それぞれ取付けられて、重
心30まわりの一次モーメントを釣り合わせる為に、 L11・ka+L11・kb−L12・kc− L12・kd=0 ……(4) L14・ka+L14・kd−L13・kb− L13・kc=0 ……(5) の条件を満足するように、ばね定数ka〜kd及び距離L11
〜L14を選定するものである。
4個の防振ゴム25a〜25dにより、外部からの加振入力
に対してエンクロージャ24に回転モーメントMが生じな
いように、フレーム26にエンクロージャ24を支持するこ
とができるから、(1)式から判るように、位置決め誤
差εが生じないことになる。
この実施例に於いて、エンクロージャ24をフレーム26
に取付ける位置が予め決定されている場合は、それぞれ
の防振ゴム25a〜25dのX方向及びY方向のばね定数を選
定することにより、外部から並進方向の加振入力に対し
て、重心まわりの一次モーメントを釣り合わせて支持す
ることができる。
前記(2)〜(5)式に於いて、防振ゴムのそれぞれ
を番号i(=1,2,・・・)とし、防振ゴムiのX方向の
ばね定数をkxi、Y方向のばね定数をkyiとし、防振ゴム
の重心からのX方向の位置をxi,Y方向の位置をyiとする
と、(2)式及び(3)式は、防振ゴム15a〜15cをそれ
ぞれ防振ゴム1〜3として、L1=x1,L2=x2,L3=y1,L4
=y3,L5=y2となり、x1=x3となるから、 x1・ky1+x3・ky3−x2・ky2=0 y1・kx1+y2・kx2−y3・kx3=0 と表すことができる。
同様に、(4)式及び(5)式に於いて、重心30から
の防振ゴム25aの位置L14=x1、L11=y1、防振ゴム25bの
位置L13=x2、L11=y2、防振ゴム25cの位置L13=x3、L1
2=y3、防振ゴム25dの位置L14=x4、L12=y4とし、それ
ぞれのX方向のばね定数をkx1〜kx4、Y方向のばね定数
をky1〜ky4とすると、(4)式と(5)式とは、 y1・kx1+y2・kx2−y3・kx3−y4・kx4=0 x1・ky1+x4・ky4−x2・ky2−x3・ky3=0 と表すことができる。
従って、重心からの防振ゴムの座標位置(正負の符号
を含む)とばね定数とを基に、i=1から防振ゴムの個
数nまでについて、(kxi・yi)を累算した値及び(kyi
・xi)を累算した値がそれぞれ零となるように、配置位
置及びばね定数を選定することになる。即ち、前記
(2)〜(5)式は、 Σ(kxi・yi)=0 Σ(kyi・xi)=0 と表すことができるから、これらの条件を満足するよう
に、防振ゴム,減衰器等の防振支持体の個数,配置位
置,ばね定数を選定することによって、並進方向の加振
入力に対して、重心まわりに回転モーメントが生じない
ようにすることができる。
本発明は、前述の各実施例のみに限定されるものでは
なく、種々附加変更することができるものであり、防振
支持体は、防振ゴムのみでなく、ダンパー等の減衰器を
用いることも可能である。又その個数は減らすか、更に
多くすることも可能であり、又それぞれ異なる種類の防
振支持体を用いることも可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、エンクロージャ4に
対する外部からの並進入力に対して、そのエンクロージ
ャ4の重心10まわりの一次モーメントを釣り合わせるよ
うに、複数の防振ゴムや減衰器等の防振支持体5により
フレーム6に支持したものであり、外部からの振動及び
衝撃に対し、位置決め機構3に回転モーメントを生じさ
せない為、位置決め誤差が生じることはなくなる。
従って、磁気ディスク装置の大容量化,高密度記録
化,データ転送速度の高速化が容易に可能となる利点が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a),(b)は本発明の原理説明図、第2図は
本発明の一実施例の説明図、第3図は本発明の一実施例
の上面図、第4図は本発明の他の実施例の上面図、第5
図は従来例の概略断面図、第6図は従来例の要部上面図
である。 1は磁気ディスク、2は磁気ヘッド、3は位置決め機
構、4はエンクロージャ、5は防振支持体、6はフレー
ム、7はスピンドル中心、8はトラック、9は位置決め
機構の回転軸中心、10はエンクロージャの重心である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 朋良 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−203942(JP,A) 特開 昭64−17281(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 33/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気ディスク(1)の回転駆動部と、該磁
    気ディスク(1)の指定されたトラックに磁気ヘッド
    (2)を位置決めする為の回転型の位置決め機構(3)
    とを、エンクロージャ(4)内に設けた磁気ディスク装
    置に於いて、 前記エンクロージャ(4)に対する外部からの並進入力
    に対して該エンクロージャ(4)の重心まわりの一次モ
    ーメントを釣り合わせるように、該エンクロージャ
    (4)を複数の防振ゴム,減衰器等の防振支持体(5)
    により支持し、 該防振支持体(5)の前記エンクロージャ(4)の重心
    からのX,Y方向の位置xi,yiと、該防振支持体(5)のX,
    Y方向のばね定数kxi,kyiとについて、 Σ(kxi・yi)=0 Σ(kyi・xi)=0 となるように選定した構成を有する ことを特徴とする磁気ディスク装置。
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