JP3229252B2

JP3229252B2 - 回転式アクチュエータを誘導してロックする装置

Info

Publication number: JP3229252B2
Application number: JP26224897A
Authority: JP
Inventors: 伸一松崎; 弘司芹沢; 睦郎太田; 啓史高橋
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 2001-11-19
Anticipated expiration: 2017-09-26
Also published as: JPH1196699A; US6137658A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク記憶装置
内において実行される、ディスク位置決めアクチュエー
タの回転運動の制御に関するものである。より具体的に
は、ロード／アンロード（Ｌ／ＵＬ）機構をもつハード
・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）内において、回転式ア
クチュエータが、パワーオフ時に適切にアンロードされ
ることを回転補助する機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１には、ディスク記憶装置であるＨＤ
Ｄ１０の構成が示される。ＨＤＤは、（ａ）内部機構を
包み込むハウジング１２、（ｂ）情報を含む複数の同心
状のデータ・トラック（図示せず）をもつ少なくとも１
枚の回転可能なディスク１４、（ｃ）これらトラックか
らデータを読み取りまたはデータを書き込むための磁気
ヘッド（図示せず）、及び、（ｄ）この磁気ヘッドへと
つながっていて、所望のトラックに磁気ヘッドを移動さ
せ、読み取りまたは書き込み動作の間において所望のト
ラックの上に磁気ヘッドを支持する、ヘッド位置決めア
クチュエータ２０（ここでは、枢軸であるスピンドル軸
１６をピボット中心としてその周りに回動可能に取付け
られているような、回転式(rotary)アクチュエータ又は
いわゆる回動式アクチュエータが採用される）、を利用
している情報記憶装置である。

【０００３】より具体的な構成を説明すると、磁気ヘッ
ド（図示せず）には、１つ以上の磁気抵抗（ＭＲ）セン
サ及び書き込みトランスデューサを含んでいる。磁気ヘ
ッドはまた、空気ベアリング・スライダ１８に取付けら
れていて、このスライダは回転するディスクによって発
生される空気のクッションによってディスクのデータ表
面に近接して支持される。スライダ１８は、サスペンシ
ョン２４に取付けられて（図１ではサスペンション２４
の背面となって隠れる位置である）ており、さらに、サ
スペンション２４は、アクチュエータ・アーム２２に接
続されている。アクチュエータ・アーム２２は、一体に
なって回転移動が可能なように、コイル・サポート・ア
センブリ４０に接続されている。コイル・サポート・ア
センブリ４０には、電流が与えられることで磁場を発生
するコイル４２と、このコイルを挟み込んで支持するコ
イル・サポート４４とを含む（詳細は、図７参照）。

【０００４】ハウジング１２側には、モータであるＶＣ
Ｍ（ボイス・コイル・モータ）を構成する要素として、
ＶＣＭ用磁石５０が固定して取付けられており、そこか
ら発生する磁場と、コイル４２に電流が与えられること
によつて発生する磁場との相対的関係におけるフレミン
グの法則に従った力が発生することで、アクチュエータ
・アセンブリ２０とそれと一体となって回転可能にされ
ているコイル・サポート・アセンブリ４０を、スピンド
ル軸１６の周りにピボット運動させる。

【０００５】ＨＤＤ１０中の様々なコンポーネントが、
制御ユニット４６によって発生される制御信号によっ
て、動作制御されている。例えば、コイル４２への電流
の印加、ディスク１４の回転、及び、磁気ヘッドによる
データの書き込み／読み取り、の制御である。

【０００６】サスペンション２４の存在によって、スラ
イダ１８はディスク表面に対して常にバイアス力を与え
られているが、このバイアス力がディスクの回転中に発
生している空気のクッションとうまく釣り合うようにさ
れる。サスペンション２４には、スライダ１８を回転す
るディスクの上に安定してうまく載せるように柔軟性が
与えられている。

【０００７】サスペンション２４の先端からは、タブ２
６が延びている。サスペンション全体は、スピンドル軸
１６側で支持された片持ちばり(cantilever)構造である
ため、先端すなわち自由端側に存在しているこのタブ２
６を支持することによって、バイアス力に対抗する取扱
いが容易になり、また、この先端すなわち自由端に生じ
るたわみを変化させるような取扱いが容易になる。スラ
イダ１８についても、タブ２６の位置と同様に、サスペ
ンション先端付近の位置に取付けられているため、タブ
２６付近を支持することで、間接的に、スライダ１８を
ディスク１４の表面から引き離すことができる。本明細
書においては、説明の便宜上、アクチュエータ・アーム
２２、サスペンション２４及びタブ２６を含めたもの
を、アクチュエータ・アセンブリ２０と呼ぶことにす
る。このアクチュエータ・アセンブリが全体として、回
転式アクチュエータとしての機能を果たすものである。

【０００８】ロード／アンロード（Load/Unload）機構
においては、このタブ２６を上手に取り扱うことで、ア
クチュエータ・アセンブリを解放／退避させることがで
きる。パワーオフ時や障害時等にあってディスクからの
データの読み取り及びディスクへのデータの書き込み動
作を終えたい場合には、ヘッドをディスク上に位置決め
する動作を止めて、通常ディスク外周部側に存在してタ
ブを支持して休ませる(parking)ためのランプ３０と名
付けられた箇所へ向かって、アクチュエータを回転移動
により退避させる「アンロード」動作を行なう。逆に、
パワーオン（電源投入）時においては、データの読み取
り又は書き込み動作を開始するためにランプにおけるタ
ブの支持を止めて、アクチュエータ・アセンブリを回転
し始めたディスクへと解放してやる「ロード」動作を行
なう。

【０００９】図２は、ロード／アンロード（Ｌ／ＵＬ）
機構を実現する機構としてのランプ３０を示す斜視図で
ある。ランプ３０は、例えば、支持部３１が利用され
て、ハウジング１２に固定される。

【００１０】図３は図２のランプをＡ−Ａ方向から見た
側面図、図４は図２ランプをＢ−Ｂ方向から見た側面図
である。この例では、４つのタブ２６を使用すること
で、２枚の磁気ディスク１４に対応させて合計４本（磁
気ディスクは表裏ともにデータ記録に利用するため）の
アクチュエータ・アセンブリ２０を退避させることがで
きるようになっている。タブ２６の最終的な退避場所
は、図３において破線で示されている。ディスク１４の
位置についても、ハウジング内に組み込まれた場合の仮
想位置が図３において破線で示されている。タブ２６に
は、サスペンション２４を通じて、このランプ３０の退
避面３４ａ〜３４ｄを押しつけるバイアス力（弾性力）
が付与されているので、タブ２６は退避位置に留まるこ
とができる。同一の形状のものは、順番にａ〜ｄを符号
の尾に追加して区別している。また、サスペンション１
８、スライダ２４が退避状態にあると、図４に示すよう
に、ヘッド（スライダ）がディスク１４の表面から引き
離されて維持される。

【００１１】「ロード」させる動作の場合には、パワー
オン時には解放のための推進力を新たにオンされるパワ
ーから後発的に得ることができるが、「アンロード」さ
せる動作の場合には、パワーの供給が止まってしまうた
め、退避位置までアクチュエータ・アセンブリを回転移
動させなくてはならない。すなわち、退避面３４ａまで
無事退避できるようにするためには、外部から何等かの
エネルギが供給されなければならない。

【００１２】従来型のＬ／ＵＬタイプのＨＤＤにおいて
は、電源が切られたときディスク１４を回転させている
スピンドル・モータが慣性で回っているときの回転力を
うまく回収して、退避に必要なエネルギをこの逆起電力
から得ていた。より具体的には、この逆起電力を用いて
ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）のボイス・コイル４
２に電流を流すことにより、当該モータに回転力（トル
ク）を補助として与えることで回転式アクチュエータを
アンロードしていた。回転式アクチュエータのアンロー
ドが成功するためには、回転式アクチュエータの先端の
タブ２６がランプ３０のうちでも退避箇所への摺動、中
でも特に傾斜３３ａを越えていく摺動、が必要となるた
め、その摩擦（摺動抵抗）によるトルクに打ち勝つ必要
がある。すなわち、ＶＣＭに対して与えられる補助とし
てのトルクが、この摩擦により生じるトルクに打ち勝つ
ことができなければ、回転式アクチュエータは最終退避
位置まで到達することができず、退避は成功しない。

【００１３】退避が成功するための主たる要因を抜き出
して評価してみると、Ｋｖ×Ｋｅ×Ω／（Ｒｖ＋Ｒｍ）＞Ｆ×ｒ（１）という不等式を満たすことが条件となると分かる。ここ
での評価パラメータは、Ｋｖ：ＶＣＭのトルク定数［Ｎｍ／Ａ］Ｋｅ：スピンドル・モータの逆起定数［Ｖｓｅｃ／ｒａｄ］ Ω ：スピンドル・モータの回転数［ｒａｄ／ｓｅｃ］Ｒｖ：ＶＣＭのコイル抵抗［ｏｈｍ］Ｒｍ：スピンドル・モータのコイル抵抗［ｏｈｍ］Ｆ：サスペンション先端のタブとランプとの摩擦力［Ｎ］ｒ：アクチュエータのピボット中心からサスペンシ［ｍ］ョン先端のタブまでの距離を各々表わしている。

【００１４】このような関係は、タブをランプに退避さ
せることを利用したＬ／ＵＬの動作を考えれば、簡単に
導くことができる。実際に導いてみると、スピンドル・
モータの逆起電圧であるＥ［Ｖ］はＥ＝Ｋｅ×Ωで表わ
されるが、この逆起電圧を用いてＶＣＭに電流を流すの
であるから、ここでスピンドル・モータのコイルとＶＣ
Ｍのコイルが直列につながっている場合を考えると、Ｖ
ＣＭのコイルに流れる電流Ｉ［Ａ］はＩ＝Ｅ／（Ｒｖ＋
Ｒｍ）となる。ＶＣＭのトルクＴ［Ｎｍ］はＴ＝Ｋｖ×
Ｉであり、（１）式の左辺が、電源が切られたときにＶ
ＣＭが発生するトルクとして導かれる。一方で、（１）
式の右辺が、ＶＣＭによって動いているアクチュエータ
がランプとの摩擦によって生じるトルクとして力学的に
導かれる。尚、スライダは、回転するディスクによって
発生される空気のクッションによってディスクのデータ
表面に近接して支持されているため、アクチュエータの
移動に伴なう摩擦力は、Ｆに比べてずっと小さいオーダ
であり、取るに足らないものでしかない。

【００１５】近年の電子計算機の小型化に伴ない、ＨＤ
Ｄを超薄型化することの試みがなされている。例えば、
厚さ（図１の紙面奥行き方向）が９．５ｍｍや１２．５
ｍｍといった超薄型ＨＤＤにおいては、スピンドル・モ
ータの厚さ（高さ）も当然に薄くなることになる。よっ
てモータ内部に組み込まれる磁気回路の高さが低くせざ
るを得なくなり、その有効長が短くなるために所望のト
ルク定数を得ることが難しくなっている。ちなみに、モ
ータのトルク定数Ｋｔ［Ｎｍ／Ａ］と逆起定数Ｋｅ［Ｖ
ｓｅｃ／ｒａｄ］との関係は、Ｋｔ＝Ｋｅとなる。参考
となる数値を挙げると、１２．５ｍｍ厚のＨＤＤではＫ
ｅ＝０．００８９、Ｋｖ＝０．２３であり、９．５ｍｍ
厚のＨＤＤではＫｅ＝０．００７１、Ｋｖ＝０．１１で
ある。

【００１６】このような薄型化に伴なう欠点を補うため
に、図５に示すようにＶＣＭ磁石８に突起部９を設ける
という工夫も考えることができる。これは、部分的に磁
束密度を上げることによって、鉄片６０（図６参照）と
協働させて、モータの推進トルクを稼ぐというものであ
る。しかし、この場合には、ＶＣＭ磁石８のトルク定数
がその回転角度によって不均一になることに伴なってバ
イアス力も不均一となるために、特に、ディスク外周部
でのアクチュエータの位置決めのサーボ・コントロール
を難しくするという欠点がある。また、各ＨＤＤ毎に異
なるオーダーメイドのＶＣＭ磁石８を用意しなければな
らない、という欠点も存在し、後付けの対策部品として
は適当でない。

【００１７】その他にもこのような薄型化に伴なう欠点
を補うために、ＨＤＤ本体の側の内部におけるアクチュ
エータのロック用磁石７０（図６参照）の磁力を大きく
して、鉄片６０を強力に引き付けることが考えられる。
ただしこの場合には、今度は、ロードさせる動作におい
て問題が生じることになる。パワーオン時にアクチュエ
ータをアクチュエータ用ロック用磁石７０から引き離す
（すなわち、ロードさせる）ために多大な電流を流さな
くてはならない一方で、コイルに流せる電流値やＶＣＭ
のトルク定数にも小型化のために限界があるため、引き
離すことが困難となる場合が多い。また、仮に引き離す
ことには成功したとしても、その引き離しの際に、勢い
余ってアクチュエータを速く移動させてしまうことにな
る。このことは、新たな問題として、ディスクのサーボ
情報を短い時間内に読み取ることを困難としてしまう。
より具体的には、特に、ディスク外周部でのアクチュエ
ータの位置決めのサーボ・コントロールを難しくしてし
まう欠点となる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、アク
チュエータ・アセンブリのアンロード時に、ランプへの
退避を回転補助する機構を提供することにある。

【００１９】本願発明の別の目的は、アクチュエータ・
アセンブリのロード時に、過度の引き離しトルクを必要
としない機構を提供することにある。

【００２０】本願発明の他の目的は、ディスク外周部で
のアクチュエータの位置決めのサーボ・コントロールを
難しくすることなく、ロード／アンロードを制御する機
構を提供することにある。

【００２１】本発明の他の目的は、既存のＨＤＤハード
ウエアを生かしてこれに大きな変更を加えることなく、
引き込み磁石を付加するのみで、ロード／アンロードを
容易に制御できるようにすることにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ディス
ク記憶装置において、限界回転角度へ回転式アクチュエ
ータを誘導してロックする装置であって、ハウジング
と、このハウジングに枢軸の周りに回動可能に取付けら
れている、回転式アクチュエータと、電流が与えられる
ことによって回転式アクチュエータを回転させる、モー
タと、枢軸から半径方向に離れた位置に設定されてい
て、回転式アクチュエータと一体となって回転可能であ
る、磁気吸引手段と、ハウジング内に据え付けられて、
磁気吸引手段と磁気的に協働して回転式アクチュエータ
を回転式アクチュエータの限界回転角度にロック可能
な、磁気ロック手段と、ハウジング内に据え付けられ
て、回転式アクチュエータの所定の回転角度に対応した
位置に据え付けられて、電流がモータに与えられた場合
に磁気吸引手段と磁気的に協働することで、回転式アク
チュエータが限界回転角度へ至る回転の過程を回転補助
可能である、回転補助手段とを有する、回転式アクチュ
エータを誘導してロックする装置、が提供される。

【００２３】本発明では、特に、回転補助手段が据え付
けられる位置が、回転式アクチュエータがランプへ退避
するアンロード動作を回転補助可能な位置に設定される
ことが好ましい。

【００２４】また、本発明では、磁気ロック手段から生
じる磁極と、回転補助手段から発生する磁極とが、磁気
吸引手段に対向した配置関係において、反対方向に設定
されることが、課題解決の点でより好ましい。

【００２５】

【発明の実施の形態】図６は、鉄片６０と、ロック用磁
石７０と、本発明によって追加される引き込み用磁石８
０と、の配置関係を示す平面図である。

【００２６】図７には、コイル・サポート・アセンブリ
４０のコイル・サポート４４に設ける鉄片６０を示す平
面図である。鉄片６０が、ロック用磁石７０と、引き込
み用磁石８０との間で磁気的に協働する相互作用をす
る。鉄片６０は、磁気吸引手段として機能する。ロック
用磁石７０は、鉄片６０と磁気的に協働して、磁気ロッ
ク手段として機能する。引き込み用磁石８０は、鉄片６
０と磁気的に協働して、回転補助手段として機能する。

【００２７】このような機能さえ満たせば、鉄片６０は
鉄以外の強磁性体であってもよく、ロック用磁石７０及
び引き込み用磁石８０は永久磁石以外の電磁石であって
もよい。結局のところ、本発明の、本質は磁気的に協働
する相互作用が生じるように設定されていることにあ
り、他の代替手段であっても容易に設計変更が可能であ
ろう。

【００２８】尚、この実施例においては、薄型のＨＤＤ
のハウジング１２内においてスペースを有効利用しよう
とする関係上、ピボット中心（図１のスピンドル軸１
６）を中心に見た場合に、ランプ３０の存在する方（す
なわち、アクチュエータ・アセンブリ２０の存在する
側）ではなくて、コイルの存在する方（すなわち、コイ
ル・サポート・アセンブリ４０の側）において、トルク
の補助を行なうような配置設定がなされている。しか
し、本発明の技術的思想はかかる特定の場合に制限され
るものではないことは容易に理解されるであろう。

【００２９】コイル・サポート４４自体が、磁気吸引手
段として磁化され易い物質である場合には必ずしも別の
部品として必要とはならないが、コイル・サポート部材
の端部を利用して鉄片６０を取付けることができる。も
ちろん、必ずしも端部に取付ける必要はなく、アクチュ
エータの枢軸から半径方向に離れた位置に設定されてさ
えいれば、磁気的な吸引力によって回転モーメントを生
じさせることが可能となる。鉄片の取付けには様々な方
法が考えられるが、図７では、鉄片の形状をＵ型状のク
リツプ型にして鉄片の一部に凸部を設けて、この凸部が
コイル・サポート４４の側に設けられた凹部とはめ合う
ことができるようにして、取付ける方法が採用されてい
る。鉄片の材料６０としては、例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ
２−ＣＳＰやＳＵＳ４３０等の材料が用いられる。ここ
では、鉄片の厚さは０．３ｍｍであって、外側が２．１
ｍｍ×１．９ｍｍ×１．３ｍｍのＵ型の直方体形状の範
囲に収まった形状のものを利用している。

【００３０】図８には、ＨＤＤ本体に、ロック用磁石７
０と本発明の実施例である引き込み用磁石８０とを一体
にして含んでいる、磁石アセンブリ７５を取付ける箇所
を示している、斜視図である。磁石アセンブリ７５のう
ちの矢印で示す部位７４には開孔が設けられていて、こ
れをハウジング１２側に設けられた出っ張りに差し込む
ことで、容易に取付けができる。もちろん、この他の方
法（例えば、接着）によってハウジング１２へ取付ける
ことも容易に考え得る。

【００３１】ロック用磁石７０の本来的機能は、アクチ
ュエータのロックすなわち限界回転角度に回転式アクチ
ュエータを維持しておくことにある。本発明における引
き込み用磁石８０の機能は、回転式アクチュエータが限
界回転角度へ至る回転の過程を補助することにあり、よ
り具体的には、磁力による補助的なトルクが回転式アク
チュエータに作用するようにすることにある。

【００３２】図９にはこの磁石アセンブリ７５の平面図
が示されており、ロック用磁石７０及び引き込み用磁石
８０の大きさ及びこれらの平面的配置関係を把握でき
る。

【００３３】また、図１０には図８の断面Ａ−Ａに沿っ
た側面図が示され、ロック用磁石７０及び引き込み用磁
石８０の大きさを側面から把握することができ、図９と
併せればこれら全体の相対的な空間的配置関係を把握で
きる。図１０に表現されている鉄片６０は、参考のため
に、ＨＤＤの厚さ方向における配置関係を把握するため
に例示したものであり、回転角度が変化しても鉄片の厚
さ方向における位置に変化はない。

【００３４】磁石アセンブリ７５は、２つの磁石を同一
のゴム（ラバー）７２又はゴム状のものによって被覆し
た一体部品として構成することができる。このように構
成することによって磁石間の空間的配置関係をずらす
（損なう）ことがない。また、前述のように、磁石アセ
ンブリ７５の一部７４を利用してハウジング１２に直接
取付けることを容易にすることができる。また、ゴム７
２の被覆が介在することによって、鉄片６０がロック用
磁石７０と衝突してもヘッドに大きな衝撃が伝わらない
ようにすることもできる。すなわち、衝撃の緩衝作用を
する部材を採用することができる。また、ゴム厚を適当
に設定することができるということは、ロックされた状
態において鉄片６０とロック用磁石７０とを適当に離隔
しておくことにも役立ち、アクチュエータのロック作用
にとって必要な磁力が得られるように適当な距離に制御
することにも役立つ。磁力によってロックされてさえい
れば、鉄片６０とロック用磁石７０とが接触している必
要はないことには注意が必要である。ロックという用語
の意味は広く解釈されるべきである。

【００３５】図９及び図１０を見ても理解できるよう
に、従来技術にあったロック用磁石７０に対して、本発
明による引き込み磁石８０を追加して利用すれば、ロッ
ク用磁石７０の物理的寸法を小さくできるというメリッ
トがあることが理解できる。このことは、ロック用磁石
７０と引き込み用磁石８０とを、その大きさ及び磁力の
両方で比較してみれば明らかである。

【００３６】磁力について比較してみる。本発明におい
て利用したロック用磁石７０を参考として示すと、ＴＤ
Ｋ社のＮＥＯＲＥＣ３５Ｈであり、ＢＨmaxは３５Ｍ
ＧＯｅである。本発明において使用した引き込み磁石８
０を参考として示すと、ＴＤＫ社のＮＥＯＲＥＣ４１
Ｈであり、ＢＨmaxは４１ＭＧＯｅである。

【００３７】図１１は、アクチュエータ・アセンブリが
回転するにあたって、タブ２６が限界の回転角度であ
る、ランプの退避面に位置している状態を示す図であ
る。この回転角度は、アンロード動作の到着箇所である
とともにロード動作の出発箇所であり、本明細書におい
ては、この箇所を回転角度０度として、限界回転角度と
定義する。この限界回転角度は、パーキング位置とも呼
ばれることもある。

【００３８】以後、本明細書においては、ＨＤＤの平面
図で見た場合に、この限界回転角度である０度を始点
（基準）として反時計回りに角度を測定していき、全て
の回転角度を正で表わすことにする。ここで注意された
いことは、限界回転角度は、ロック用磁石７０と鉄片６
０との関係でみるならば回転式アクチュエータのロック
位置に相当することになるが、一方において、スピンド
ル軸１６の反対側であるタブ２６の側における関係でみ
るならば回転式アクチュエータの退避位置に相当するこ
とになることである。

【００３９】また、回転角度範囲についても、これら２
箇所の回転角度を示すことで、これらの間に挟まれる鋭
角（狭い方の角度）の側として示す。ＨＤＤの製造／組
立てが完了した後においては、分解・修理・保守でもし
ない限り通常の動作中においては、この限界回転角度を
超えて負の方向（時計周り）にアクチュエータ・アセン
ブリ２０が回転移動することはできない。

【００４０】本発明の引き込み用磁石８０を利用するな
らば、トルクの補助は、あらゆる回転角度または回転角
度範囲において可能なものである。すなわち、これら回
転角度または回転角度範囲に対応した位置に据え付けれ
ばよい。一方で、上述したＬ／ＵＬにおける技術におい
て本発明が解決しようとする課題を鑑みると、特に、ア
ンロード動作を補助することが重要となる。アンロード
動作は、ある回転角度範囲にわたるような動作である。
しかし、その前段階としての助走区間においても徐々に
補助が始まってもよい。アンロード動作の中でもランプ
３０に設定された最初の傾斜（図３の３３ａの左側）を
越える動作は最も重要であり、この動作において最大の
摩擦による摺動抵抗が生じると考えられるため、ここで
回転を補助することが重要となる。これは図１２のよう
な状態の場合であり、これを回転角度で表現すれば、１
０度である。図１４において、回転角度１０度において
２番目（０度が１番大きい）に大きな吸引トルクが設定
されているのもこのためである。アンロード動作は、こ
の後のある回転角度範囲にわたって実行されるため、回
転式アクチュエータの回転の過程を回転角度１０度にお
いて局部的に補助しなければならないという理由もな
い。

【００４１】仮にランプを乗り越えるための局所的なト
ルク補助のみに力点をおくのであれば、１０度の箇所に
のみステップ的に（不連続的に）吸引力を設定すること
も考えられよう。しかし、実際に磁場分布が形成される
現象を考えた場合には、このような設定は不可能に近
い。本発明の実施例においては図１４に示すように、磁
場の影響は１４度〜１０度の範囲においても現われてし
まっている。永久磁石を利用した場合には、ある程度の
範囲にまで影響が及んでしまうことはやむを得ないこと
なのである。ただし、１４度以上の回転角度からはディ
スクのデータ領域にかかってくることになるため、サー
ボによる位置決め制御を円滑に行なうためにも、できれ
ば１４度以上の回転角度においては吸引力の影響が極力
働かないように設定することが望ましい。なぜならば、
図１３に示すように、本発明の実施例においては、デー
タの書き込み及び読み取りがなされるデータ領域は、最
内周で３９度、最外周で１４度であるためである。

【００４２】次に、磁極の方向、すなわち、アクチュエ
ータ・ロック用磁石７０のＮＳ極と、引き込み用磁石８
０のＮＳ極とを、どのような方向で設定すれば本発明の
課題解決にとって効果的であるかを考える。

【００４３】図１４のグラフは、磁極が同方向の場合と
磁極が反対方向の場合とを比較して、磁石による吸引ト
ルクが各回転角度においてどのように変化するかを実験
した結果を示すものである。

【００４４】磁極の方向は、磁気吸引手段である鉄片６
０と対向した配置関係で表現することができる。すなわ
ち、図９又は図１５の（ａ）のようなＮＳ極の配置の場
合が磁極反対方向である。なぜならば、鉄片６０が移動
して現われてくる向きにおいては、ロック用磁石７０か
らはＮ極が向いており、引き込み用磁石８０からはＳ極
が向いており、反対方向であるからである。

【００４５】ところで、本発明が解決しようとする課題
との関連においては、アクチュエータ・ロック用磁石７
０と鉄片６０とはロック機能を最低限満たしていれば十
分であるのであって、必要以上の磁力は不要である。ま
た、引き込み用磁石８０は鉄片６０を引き込む際にのみ
ランプとの関連においてトルク補助をすれば十分なので
あって、一旦引き込みが済んでしまえば、それ以降は、
次の引き込み作用はアクチュエータ・ロック用磁石７０
へ任せるべきである。

【００４６】引き込み用磁石８０による鉄片６０の引き
込み（の最も重要な過程）が終わって、引き込み用磁石
８０と鉄片６０とがほぼ同一の位置（同一の半径方向位
置）に揃うことになる回転角度は８度である。

【００４７】一方、アクチュエータ・ロック用磁石７０
の吸引力は、図１４から見てとれるように２度付近から
急激に大きくなってくる。これは、ロックという機能を
十分に満たすためには望ましい。しかし、前述のとお
り、反対のロード時には必要以上の引き離し力が発生し
ないように、かつ、アンロード時に過度の引っ張り力が
発生しないようにするためには、０度〜２度の範囲にお
ける磁力の設定には特に注意が必要となってくる。

【００４８】ロックに至るまでの前段階である回転角度
２度〜８度の範囲においては、鉄片６０は、アクチュエ
ータ・ロック用磁石７０にも引っ張られず、また、引き
込み用磁石８０にも引っ張られないという状態が好まし
い。このような好ましい状態を設定するために、アクチ
ュエータ・ロック用磁石７０と引き込み用磁石８０と各
々のＮＳ極の配置は、果たして磁極が同方向の場合がよ
いのか、それとも磁極が反対方向の場合の方がよいの
か、ということを実験してみた。その実験結果が図１４
に示されている。この結果によって、磁極が反対方向の
場合の方が、磁極が同方向の場合よりも、吸引トルクを
小さくできることが確認された。グラフを読むと、磁極
同方向の場合（□）の方が、磁極反対方向の場合（△）
に比較して、吸引トルクがほとんど全ての回転角度範囲
において０の値に近い。これは磁極反対方向の方が、吸
引力の影響が小さいということである。ちなみに、実線
で示した曲線は、引き込み用磁石８０をさらに小型化し
て鉄片６０を引き込み用磁石８０にもっと近づくような
位置に設定した場合を実験した結果を表わす。

【００４９】図１５は、回転角度が２度における、鉄片
６０、アクチュエータ・ロック用磁石７０、及び、引き
込み用磁石８０の磁場の相互関係をシミュレーションし
た結果を表わした平面拡大図であり、磁場（または磁
化）の方向及び大きさをベクトルで表現したものであ
る。解析の手法は、磁気モーメント法による三次元磁場
解析である。（ａ）が磁極同方向の場合の結果を示し、
（ｂ）が磁極反対方向の場合の結果を示している。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、アクチュエータ・アセ
ンブリのアンロードが適切に回転補助される。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｌ／ＵＬ技術を用いた、ＨＤＤの内部構造を示
す平面図である。

【図２】Ｌ／ＵＬ技術に用いるランプを示す斜視図であ
る。

【図３】図２のランプをＡ−Ａから見た側面図である。

【図４】図２のランプをＢ−Ｂから見た側面図である。

【図５】ＶＣＭ磁石に突起部を設けた場合と仮想取付位
置を示す平面図である。

【図６】ＨＤＤ内において、鉄片、引き込み用磁石、ロ
ック用磁石の配置関係を示す平面図である。

【図７】コイル・サポート・アセンブリと、これに取付
けられる鉄片を示す、平面図である。

【図８】引き込み用磁石及びロック用磁石を一体にして
含む、磁石アセンブリを、ＨＤＤ中に取付ける箇所を示
す斜視図である。

【図９】磁石アセンブリの平面図である。

【図１０】図９の磁石アセンブリと鉄片との側面図であ
る。

【図１１】アクチュエータ・アセンブリが回転角度０度
の状態を示す、平面図である。

【図１２】アクチュエータ・アセンブリが回転角度１０
度の状態を示す、平面図である。

【図１３】アクチュエータ・アセンブリが様々な回転角
度にある場合及び回転角度範囲を示す、平面図である。

【図１４】各回転角度において、引き込み用磁石及びロ
ック用磁石の磁極が、同方向の場合及び反対方向の場合
における吸引トルクを比較したグラフ図である。

【図１５】回転角度２度において、鉄片の磁化状態をシ
ミュレーションした結果を示す、平面拡大図である。

【符号の説明】

１２ハウジング１６スピンドル軸２０アクチュエータ・アセンブリ３０ランプ６０鉄片７０ロック用磁石７５磁石アセンブリ８０引き込み用磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者芹沢弘司神奈川県藤沢市桐原町１番地日本アイ・ビー・エム株式会社藤沢事業所内 (72)発明者太田睦郎神奈川県藤沢市桐原町１番地日本アイ・ビー・エム株式会社藤沢事業所内 (72)発明者高橋啓史神奈川県藤沢市桐原町１番地日本アイ・ビー・エム株式会社藤沢事業所内 (56)参考文献特開平５−54573（ＪＰ，Ａ) 特開平８−339645（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 21/02 G11B 21/12 G11B 21/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスク記憶装置において、回転式アクチ
ュエータを誘導してロックする装置であって、ハウジングと、このハウジングに枢軸の周りに回動可能に取付けられて
いる、回転式アクチュエータと、枢軸から半径方向に離れた位置に設定されていて、回転
式アクチュエータと一体となって回転可能である、磁気
吸引手段と、ハウジング内に据え付けられて、磁気吸引手段と磁気的
に協働して回転式アクチュエータをアンロード動作の結
果である限界回転角度にロック可能な、磁気ロック手段
と、ハウジング内に据え付けられて、回転式アクチュエータ
が限界回転角度へ至るアンロード動作の過程において、
磁気ロック手段とは別に磁力が作用して磁気吸引手段と
磁気的に協働することで、回転式アクチュエータの回転
移動を回転補助可能である、回転補助手段とを有する、回転式アクチュエータを誘導してロックする装置。
【請求項２】磁気吸引手段が強磁性体である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】磁気ロック手段と回転補助手段とが、それ
ぞれ永久磁石である、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】磁気ロック手段と回転補助手段とが、一体
部品の一部とされている、請求項１、２又は３の何れかに記載の装置。
【請求項５】磁気ロック手段の磁極と、回転補助手段の
磁極とが、磁気吸引手段に対向した配置関係において、
反対方向に設定される、請求項１、２、３又は４の何れかに記載の装置。
【請求項６】磁気ロック手段が、ゴムによって被覆され
ている、請求項１、２、３、４又は５の何れかに記載の装置。