JP2819647B2 - 磁気ヘッド駆動用アクチュエータ - Google Patents

磁気ヘッド駆動用アクチュエータ

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【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 磁気ディスク装置における磁気ヘッドを磁気ディスク
の所定トラックに位置決めするための磁気ヘッド駆動用
アクチュエータに関し、 磁気ヘッドスライダを移動させる可動構成体系の剛体
モードの振幅を低下させて、磁気ディスク上の選択され
たトラック位置に対する磁気ヘッドの高精度な位置決め
を可能にすることを目的とし、 支持ばねを介して磁気ヘッドを支持したヘッドアーム
付きキャリッジを支持軸により回動可能に配設すると共
に、該キャリッジに回動方向に駆動力を付与する駆動モ
ータの可動コイルを備えた磁気ヘッド駆動用アクチュエ
ータにおいて、上記可動コイルを前記キャリッジの一方
の側部に設けて、該キャリッジに磁気ヘッドの位置決め
方向と直交する方向に駆動力を発生させ、ヘッド位置決
め時におけるキャリッジのトラック方向と直交する方向
の振幅を小さくした構成とする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は磁気ディスク装置における磁気ヘッドを磁気
ディスクの所定トラックに位置決めするための磁気ヘッ
ド駆動用アクチュエータに係り、特に回転型のアクチュ
エータに関するものである。
電子計算機システムの外部記憶装置として広く用いら
れている磁気ディスク装置においては、収容すべき情報
の多様化、情報量の増大に伴って高速化、高密度大容量
化が進められ、磁気ヘッドを磁気ディスク上の所定トラ
ック位置に位置決めを行う磁気ヘッド駆動用のアクチュ
エータとしては短時間で、精度の良い位置決めを行うこ
とが要求される。
従って、アクチュエータの軽量化と、高剛性化を図っ
ているが、高速駆動による位置決め時のメカニカルな振
動が大きな障害となっている。このため、そのような位
置決め時のメカニカルな振動を低減して高精度な位置決
めが実現できるアクチュエータの構造が必要とされる。
〔従来の技術〕
従来の典型的な磁気ヘッド駆動用の回転型(スイング
アーム型)アクチュエータは第7図に示すように、複数
のヘッドアーム2と一体に構成されたキャリッジ1が固
定軸7を中心にして矢印Aの方向に回動可能に配置さ
れ、該ヘッドアーム2の先端の側部に支持ばね3を介し
てそれぞれ磁気ヘッドスライダ4が保持され、該キャリ
ッジ1の他方には磁気ヘッドスライダ4のシーク方向と
略反対方向に駆動力fを付与する。例えば固定磁気回路
6と組合わせて駆動モータを構成する可動コイル5が固
定されている。
そして該固定磁気回路6と組合わせた状態の可動コイ
ル5に所定の駆動電流を通電することにより、該可動コ
イル5を駆動させて前記キャリッジ1を回転軸7を中心
にして矢印Aの方向に回動させ、磁気ヘッドスライダ4
を該可動コイル5の駆動方向と反対側へ移動させて磁気
ディスク(図示省略)上の選択されたトラック位置に、
磁気ヘッドを位置決めしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところでこのような従来の磁気ヘッド駆動用の回転型
アクチュエータは、等価質量が特に直進型に比べて小さ
くできて構造全体が小型になるという利点があるが、高
速駆動による磁気ヘッドスライダ4の位置決め時にヘッ
ドアーム2と一体に構成されたキャリッジ1のメカニカ
ルな振動により高精度な位置決めが阻害される問題があ
った。
即ち、前記回転型アクチュエータにおけるキャリッジ
1とヘッドアーム2とからなる可動構成体は材質的に軽
量で、かつ高剛性に設計を行えば、これら構成体系の固
有振動周波数はある程度上げられヘッド位置決め時の振
動を低減することが可能となる。
しかし第8図の平面図及び第9図の側面図で示される
ように、前記可動構成体を固定軸7に回動可能に配置し
たキャリッジ1部分の軸受も一種のばね(一般的なばね
材よりは硬いが)と見做されることから、この軸受剛性
による剛体モード、例えば回動時の可動構成体は殆ど変
形することはなく、該可動構成体全体が質点として軸受
ばねと共振するモードは、第10図に示すように磁気ヘッ
ドスライダ4の移動方向Xaと駆動モータを構成する可動
コイル5の駆動方向Xb(キャリッジ1に駆動力を付与す
る方向)がほぼ一致しているため、図中において破線で
示すような傾向で発生し、磁気ディスクに対する磁気ヘ
ッドスライダ4の位置決め方向に位置ずれΔxが生じる
ようになる。
またこのような共振モードは可動構成体の質量と軸受
剛性のみにより決まるため、設計上の自由度が小さく、
これら構成体系の固有振動周波数を大幅に上げることは
不可能であった。
本発明は上記した従来の実状に鑑み、磁気ヘッドスラ
イダを移動させる可動構成体系の剛体モードの振幅を低
下させて、磁気ディスク上の選択されたトラック位置に
対する磁気ヘッドの高精度な位置決めを可能とする新規
な磁気ヘッド駆動用アクチュエータを提供することを目
的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記した目的を達成するため、支持ばねを介
して磁気ヘッドを支持したヘッドアーム付きキャリッジ
を支持軸により回動可能に配設すると共に、該キャリッ
ジに回動方向に駆動力を付与する駆動モータの可動コイ
ルを備えた磁気ヘッド駆動用アクチュエータにおいて、
上記可動コイルを前記キャリッジの一方の側部に設け
て、該キャリッジに磁気ヘッドの位置決め方向と直交す
る方向に駆動力を発生させ、ヘッド位置決め時における
キャリッジのトラック方向と直交する方向の振動を小さ
くした構成とする。
〔作 用〕
本発明では第2図に示すように磁気ヘッドスライダ4
を支持したヘッドアーム付きキャリッジからなる可動構
成体11の一方の側部に、固定磁気回路と組合わせて駆動
モータを構成する可動手段、例えば可動コイルを設け
て、該可動構成体11に磁気ディスク面に対する磁気ヘッ
ドスライダ4のシーク方向と直角に交差する方向に駆動
力fを付与することにより、磁気ディスク面に対するヘ
ッド位置決め時の前記可動構成体11の機械的な振動にお
ける剛体モードの振幅は、硬いばねの一種と見做される
軸受1aの剛性に異方性がない限り、図中の破線で示すよ
うな方向に発生し、磁気ヘッドスライダ4の位置決め方
向と直交する方向の位置ずれΔyは生ずるが、従来の如
きヘッド位置決め方向への位置ずれΔxが殆ど解消され
て磁気ヘッドの位置決め精度が著しく向上する。
〔実施例〕
以下図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明
する。
第1図は本発明に係る磁気ヘッド駆動用アクチュエー
タの一実施例を示す斜視図である。
図において、1は複数のヘッドアーム2と一体に構成
されたキャリッジであり、固定軸7に回動可能に配置さ
れ、その各ヘッドアーム2の先端側部に支持ばね3を介
してそれぞれ磁気ヘッドスライダ4が保持されており、
ここまでの構成は材質的にも軽量化された従来例と同様
な構造である。
そして該キャリッジ1の一方の側部には、磁気ヘッド
スライダ4の位置決め方向と直交する方向に駆動力fを
付与する可動手段、例えば可動コイル21が固定され、そ
の可動コイル21は図示のように該固定磁気回路22と組合
わされて駆動モータを構成している。
従って、上記可動コイル21に所定の駆動電流を通電
し、該可動コイル21の駆動により前記キャリッジ1に矢
印Bの方向に駆動力fを付与して固定軸7を中心にして
矢印Cの方向に回動させ、磁気ヘッドスライダ4を該可
動コイル21の駆動方向とほぼ直交する方向に移動させて
磁気ディスク(図示省略)上の選択されたトラック位置
に位置決めすることにより、この位置決め時に発生する
可動構成体の機械的振動における剛体モードの振幅は磁
気ヘッドスライダ4の位置決め方向と直交する方向(ト
ラック方向)に支配的となり、従来の如きヘッド位置決
め方向への振幅が著しく減少されて磁気ヘッドの位置決
め精度が著しく向上する。
第4図は従来のアクチュエータによるヘッド位置決め
時に発生する可動構成系の機械的な振動の周波数特性を
示す図であり、該可動構成系は剛性を十分に高めて(振
動周波数>5kHz)設計し、その振動周波数特性を有限要
素法により解析したもので、主共振モードの振幅のピー
ク周波数は9kHzと十分に高いが、ヘッド位置ずれの原因
となる剛体モードが2kHz付近に発生している。
これに対して第5図は本発明のアクチュエータによる
ヘッド位置決め時に発生する可動構成系の機械的な振動
の周波数特性を示す図であり、主共振モードの振幅のピ
ーク周波数は従来例と変わり十分に高く、2kHz付近に発
生してヘッド位置ずれの原因となっていた剛体モードの
振幅が殆ど減少しており、ヘッド位置決めの精度が大幅
に向上する。
第3図は本発明に係る磁気ヘッド駆動用アクチュエー
タの他の実施例を示す平面図であり、第1図と同等部分
には同一符号を付している。
この図で示す実施例が第1図の例と異なる点は、ヘッ
ドアーム2と一体に構成されたキャリッジ1の両側部
に、磁気ヘッドスライダ4の位置決め方向とほぼ直交す
る方向に駆動力を付与する可動コイル31,32をそれぞれ
平行に固定し、各固定磁気回路33,34と組合わせて駆動
モータを構成したことである。
この構造ではヘッド位置決め時のキャリッジ1に付与
される2つの駆動力f1,f2による並進力はキャンセルさ
れ、バランスのとれた回転モーメントのみとなり、前記
第1図による実施例と同様に磁気ヘッドスライダ4を各
可動コイル31,32の駆動方向とほぼ直交する方向に移動
させて磁気ディスク(図示省略)上の選択されたトラッ
ク位置に精度の良い位置決めをより効果的に行うことが
可能となる。
また第6図は本発明に係る磁気ヘッド駆動用アクチュ
エータをインラインタイプの磁気ヘッド駆動用アクチュ
エータに適用した場合の実施例を示す平面図であり、第
1図と同等部分には同一符号を付している。
この図で示す実施例が第1図の例と異なる点は、ヘッ
ドアーム2と一体に構成されたキャリッジ1と一体に構
成されたヘッドアーム2の先端に、その長さ方向へ支持
ばね41を介して磁気ヘッドスライダ42がインライン型に
支持され、該キャリッジ1の少なくとも一方の側部に磁
気ヘッドスライダ42の位置決め方向と直交する方向に駆
動力fを付与する可動コイル43を固定し、固定磁気回路
44と組合わせて駆動モータを構成したことである。
このような構造においても、前記第1図による実施例
と同様に磁気ヘッドスライダ42を可動コイル43の駆動方
向と直交するシーク方向に移動させて磁気ディスク(図
示省略)上の選択されたトラック位置に精度良く位置決
めすることが可能となる。
なお、以上の実施例では磁気ヘッドスライダを支持し
たヘッドアームと一体に構成されたキャリッジからなる
可動構成体に、磁気ヘッドスライダの移動方向と直交す
る方向に駆動力を付与する手段として固定磁気回路と組
合わせて駆動モータを構成する可動コイルを用いた場合
の例について説明したが、本発明はこの例に限定される
ものではなく、例えばコイルによる固定磁気回路と組合
わせて駆動モータを構成する可動磁石等を用いた場合に
も同様な効果が得れる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明に係る磁気ヘ
ッド駆動用アクチュエータによれば、ヘッド位置決め時
に発生する可動構成体の機械的振動における剛体モード
の振幅が磁気ヘッドの位置決め方向と直交する方向(ト
ラック方向)に支配的となり、従来の如きヘッド位置決
め方向への振幅が著しく減少されるので、磁気ヘッドの
位置決め精度が著しく向上する優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る磁気ヘッド駆動用アクチュエータ
の一実施例を示す斜視図、 第2図は本発明に係る磁気ヘッド駆動用アクチュエータ
の機械的振動における剛体モードを説明するための図、 第3図は本発明に係る磁気ヘッド駆動用アクチュエータ
の他の実施例を示す平面図、 第4図は従来の磁気ヘッド駆動用アクチュエータの振動
周波数特性を示す図、 第5図は本発明に係る磁気ヘッド駆動用アクチュエータ
の振動周波数特性を示す図、 第6図は本発明に係る磁気ヘッド駆動用アクチュエータ
をインラインタイプの磁気ヘッド駆動用アクチュエータ
に適用した場合の実施例を示す平面図、 第7図は従来の磁気ヘッド駆動用アクチュエータの1例
を説明するための斜視図、 第8図は従来の磁気ヘッド駆動用アクチュエータの構成
を説明する平面図、 第9図は第7図に示す磁気ヘッド駆動用アクチュエータ
の側面図、 第10図は従来の磁気ヘッド駆動用アクチュエータの機械
的振動における剛体モードを説明するための図である。 第1図〜第3図及び第6図において、 1はキャリッジ、2はヘッドアーム、3,41は支持ばね、
4,42は磁気ヘッドスライダ、7は固定軸、21,31,32,43
は可動コイル、22,33,34,44は固定磁気回路をそれぞれ
示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】支持ばねを介して磁気ヘッドを支持したヘ
    ッドアーム付きキャリッジを支持軸により回動可能に配
    設すると共に、該キャリッジに回動方向に駆動力を付与
    する駆動モータの可動コイルを備えた磁気ヘッド駆動用
    アクチュエータにおいて、 上記可動コイルを前記キャリッジの一方の側部に設け
    て、該キャリッジに磁気ヘッドの位置決め方向と直交す
    る方向に駆動力を発生させ、ヘッド位置決め時における
    キャリッジのトラック方向と直交する方向の振動を小さ
    くしたことを特徴とする磁気ヘッド駆動用アクチュエー
    タ。
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