JP3705609B2

JP3705609B2 - 磁気ディスク装置のヘッドアクチュエータ

Info

Publication number: JP3705609B2
Application number: JP25832193A
Authority: JP
Inventors: 新治小金沢; 朋良山田; 徹藤巻
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-10-15
Filing date: 1993-10-15
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2020-10-12
Also published as: JPH07111051A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は磁気ディスク装置のヘッド位置決め用のヘッドアクチュエータに関する。
【０００２】
近年、磁気ディスク装置の小型化・薄型化・高速化が要求されている。装置の小型化・薄型化のためには、アクチュエータの小型化・薄型化は不可避な問題であるし、また、装置の高速化にはアクチュエータの慣性モーメント（又は質量）の低減、モータ部の磁束密度の増大が必要となる。
【０００３】
【従来の技術】
従来のヘッドアクチュエータには可動コイル型のものが多く用いられている。しかし、可動コイル型アクチュエータではコイルの剛性が低いため振動特性に悪影響を与えるおそれがある。また可動部材にＦＰＣ（フレキシブルプリント板）などを貼り、電力を供給する必要がある。
【０００４】
これらの問題に対しては、可動磁石型のアクチュエータが有利である。
図４に従来の可動磁石型のアクチュエータの１例を示す。これは閉磁気回路となる枠型のヨーク１にコイル２が設けられ、そのコイル２に対向した空間にストローク長以上の磁石３，３′が２個並べて図示なき可動部に固定されており、コイル２に通電することにより、磁石３，３′は矢印Ａ方向又はＡ′方向に駆動される。
【０００５】
また、図５に従来の可動磁石型アクチュエータの他の例を示す。これは、アウターヨーク５とコイル２を巻回したセンターヨーク４との間の空間に筒状の磁石３を設け、該磁石３を図示なき可動部に固定したものであり、コイル２に通電することにより磁石３を矢印Ｂ又はＢ′方向に駆動するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の可動磁石型アクチュエータにおいて、図４に示したものは、ストローク長以上の長さの磁石が２個並べて可動部に固定している為、可動部の質量（または慣性モーメント）が大きくなり、且つ磁気回路の可動方向の幅が大きくなるという問題がある。また、図５に示したものは、センターヨーク４に全べての磁束が集まる為、センターヨークは飽和を避けるため断面積を大きくしなければならず、このためアクチュエータの小型化が困難になるという問題があった。
【０００７】
このため、小型化が可動な可動磁石型アクチュエータとして図６に示す構造のものが提案されている。（参考文献、特開昭５８−２１３３０８）これは、閉磁気回路となる枠型のヨーク１にコイル２，２′を巻回し、コイル２とコイル２′の間の空間に磁石３を設けている。しかし、この型のアクチュエータは小型化は可能であるが、磁石３の位置による単位電流あたりの駆動力の変化が大きいという問題がある。また磁気抵抗が小さいためコイルのインダクタンスが非常に大きいので高速アクセスには不向きであるという問題もある。
【０００８】
本発明は、小型化、高速化が可能で、且つ、磁石の位置による駆動力の変化が少ない磁気ディスク装置のヘッドアクチュエータを実現することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気ディスク装置のヘッドアクチュエータにおいては、ヘッドアクチュエータの可動部に、可動方向に垂直に磁化された唯一の磁石１３を備え、該磁石１３の上下に空間を隔てて２つの磁性体板１６，１６′を配置し、該磁性体板１６，１６′の一方もしくは両方に前記磁石１３の移動方向に沿い、且つ磁石１３の動作範囲に対応する部分にコイル１７を巻回し、さらに上下２つの磁性体板１６，１６′の端同士の一方を非磁性部材１８で連結し、他方の端同士は開放したままとし、上記上下の磁性体板１６，１６′の少なくとも一方の開放端の厚さｔ２と前記連結した端の厚さｔ１に差をつけ、前記コイル１７が通電されないときに前記開放端側に向かうリトラクト力が働くように、前記磁性体板の前記磁石１３に対向する面を傾斜させたことを特徴とする。
【００１０】
また、それに加えて、上記上下の磁性体板１６，１６′の一方又は両方の内側の面に傾斜を持たせたことを特徴とする。
【００１１】
この構成を採ることにより、小型化、高速化が可能で、且つ、磁石の位置による単位電流あたりの駆動力の変化が少ない磁気ディスク装置のヘッドアクチュエータが得られる。
【００１２】
【作用】
本発明では、図１に示すように、コイル１７を巻回した２枚の磁性体板１６，１６′を、その端部で非磁性部材１８により連結して構成したことにより、コイル１７に通電すると、磁石１３との相互作用により、磁石は矢印Ａ方向又はＡ′方向へ移動する。
このとき、磁石１３の位置と単位電流あたりの駆動力の関係は表１から分かるように、位置による単位電流あたりの駆動力の変動は従来に比して小さくなる。
【００１３】
【実施例】
図１は本発明の第１の実施例を示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は磁気回路の断面図である。
（ａ）図において、１０は中心軸１１回りに回転可能に設けられた支持アームであり、該支持アーム１０の一方には磁気回路１２により駆動される磁石１３が取付けられ、他方には支持ばね１４を介して磁気ヘッド１５が取付けられている。
【００１４】
磁石１３を駆動する磁気回路１２は（ｂ）図に示すように、磁石１３の上下に間隔を隔てて２枚の磁性体板１６，１６′が配置されている。そして該磁性体板１６，１６′には磁石１３の可動範囲に対応してコイル１７が巻回されている。図においてコイル１７は磁性体板のそれぞれに設けられているが一方のみでも良い。また、該磁性体板１６，１６′は、その両端同士を例えばＡｌあるいはＣｕ合金等の非磁性部材１８で連結されている。
【００１５】
このように構成された本実施例は、コイル１７に電流を流すことにより磁石１３はコイル１７が発生する磁束との相互関係により矢印Ａ又はＡ′方向に移動し、磁気ヘッド１５を移動して図示なき磁気ディスク上の所要のトラックに位置決めすることができる。そして、この場合磁気抵抗が大きいためインダクタンスを小さくすることができ、また磁石１３を駆動する力は、磁石の位置による変化が少ない。
【００１６】
表１は、上記の理由を説明するため、有限要素法を用いて磁界解析を行なった結果を示したものである。
【００１７】
【表１】

【００１８】
表１より、磁性体板が非磁性体で連結されている本実施例は、磁性体板の両端が磁性体で連結されている従来例に比して磁束密度の変化が少ないことがわかる。
【００１９】
磁石の位置により磁束密度分布が異なると、電流を流さなくても磁石は力を受ける。この力は一般に磁束密度の２乗の差に比例するため、表１の場合、従来例の磁気回路は本実施例の磁気回路に比べ、磁石は約９倍の力を磁気回路の端方向に受けることになる。
【００２０】
この力は、モータを動かすのに有効な力でなく、むしろ小さいことが望ましいものである。それは、この力がモータ制御にとって外乱的なものであり、位置決めするためには、コイルに余分の電流を流し、この力を打ち消す必要があるからである。
【００２１】
図２は本発明の第２の実施例を示す図で、（ａ）は磁気回路の断面図、（ｂ）は（ａ）図の磁気回路を用いたヘッドアクチュエータの断面図、（ｃ）は（ｂ）図のＺ矢視図である。
本実施例の磁気回路が前実施例と異なるところは、２枚の磁性体板１６，１６′を非磁性部材１８で連結するのを一方の端部のみとしたことである。
【００２２】
このように構成された磁気回路１２は、２枚の磁性体板１６，１６′の一方の端部が開放しているため、（ｂ）図に示すように、磁気ヘッド１５が四節リンク機構１９で支持されて直線運動するヘッドアクチュエータに用いられる。
なお、本実施例の効果は、２枚の磁性体板１６，１６′を連結する部材が非磁性であり、連結部の数は磁気的特性には関係ないため、前実施例と同様な効果が得られる。また、このアクチュエータでは、磁気回路の幅を小さく構成しないと装置のフォームファクターに収まらないため、本発明は重要な役割を果たす。
【００２３】
図３は本発明の第３の実施例を示す図である。
本実施例は基本的には第１の実施例と同様であり、異なるところは、一方の磁性体板１６の両端の厚さｔ１、ｔ２に差をつけ、磁石１３に対向する面を傾斜させたことである。
【００２４】
このように構成された本実施例は、ギャップ長さが徐々に変化するため、位置による磁束密度の変化が生じる。この磁束密度の変化を積極的に利用すればリトラクト機構が容易に構成できる。本実施例ではコイルに通電されないときは矢印Ｘ方向にリトラクト力が働き、所定の位置に移動する。
【００２５】
【発明の効果】
本実施例によれば、磁石が１個ですむため小型化が可能であり、且つ２枚の磁性体板を連結する部材に非磁性体を使用することにより、磁石の位置による駆動力の変動を小さくすることができる。またインダクタンスが小さくなるので、高速化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は磁気回路の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す図で、（ａ）は磁気回路の断面図、（ｂ）は（ａ）図の磁気回路を用いたヘッドアクチュエータの平面図、（ｃ）は（ｂ）図のＺ矢視図である。
【図３】本発明の第３の実施例の磁気回路の断面図である。
【図４】従来のヘッドアクチュエータの磁気回路の１例を示す図である。
【図５】従来のヘッドアクチュエータの磁気回路の他の例を示す図である。
【図６】従来のヘッドアクチュエータの改良された磁気回路を示す図である。
【符号の説明】
１０…支持アーム
１１…中心軸
１２…磁気回路
１３…磁石
１４…支持ばね
１５…磁気ヘッド
１６，１６′…磁性体板
１７…コイル
１８…非磁性部材
１９…四節リンク機構

Claims

ヘッドアクチュエータの可動部に、可動方向に垂直に磁化された唯一の磁石（１３）を備え、該磁石（１３）の上下に空間を隔てて２つの磁性体板（１６，１６′）を配置し、該磁性体板（１６，１６′）の一方もしくは両方に前記磁石（１３）の移動方向に沿い、且つ磁石（１３）の動作範囲に対応する部分にコイル（１７）を巻回し、さらに上下２つの磁性体板（１６，１６′）の端同士の一方を非磁性部材（１８）で連結し、他方の端同士は開放したままとし、上記上下の磁性体板（１６，１６′）の少なくとも一方の開放端の厚さ（ｔ２）と前記連結した端の厚さ（ｔ１）に差をつけ、前記コイル（１７）が通電されないときに前記開放端側に向かうリトラクト力が働くように、前記磁性体板の前記磁石（１３）に対向する側の面を傾斜させたことを特徴とする磁気ディスク装置のヘッドアクチュエータ。