JP4055825B2 - ヘッド支持装置およびそれを備えたディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、浮上型のヘッドを有するディスク装置に用いられるヘッド支持装置、特に、共振周波数における周波数特性を安定化させるための構成を有するヘッド支持装置およびそれを用いたディスク装置に関する。

ヘッドに必要充分なロード荷重を掛けながら、高い柔軟性を有するとともに、耐衝撃性の非常に高いヘッド支持装置として、水平回動軸を中心として記録媒体の表面に平行な方向に回動可能で、かつ垂直回動軸を中心として記録媒体の表面に垂直な方向に回動可能な構成を有するヘッド支持装置が提案されている。

以下、従来の浮上型のヘッドを有するディスク装置のヘッド支持装置の一例として、ハードディスク装置等の磁気ディスク装置におけるヘッド支持装置について、図面を用いて説明する。

図２２は、従来のヘッド支持装置を備えた磁気ディスク装置の主要部を示す平面図である。図２３は、この磁気ディスク装置に用いるヘッド支持装置の構成を示す側面図である。図２４は、ヘッド支持装置の一部であるヘッド支持アーム部の構成を示す平面図で、図２５はその分解斜視図である。なお、図２２においては、上蓋を取り外し、さらに上側ヨークを一部省略した状態で図示している。

図２２において、回転中心１の周りに回転するスピンドルモータ（図示せず）の回転軸２に固着されたロータハブ部３に、表面に記録媒体層が形成された記録媒体４が載置されている。一方、水平回動軸５の周りにベアリング６を介して回動自在に信号変換素子揺動アームであるヘッド支持アーム部２２１が軸支されている。このヘッド支持アーム部２２１は、水平回動軸５の軸心５ａを水平回動軸の回動中心として、記録媒体４の表面とほぼ平行な方向に水平回動が可能に構成されている。

ヘッド支持アーム部２２１には、ヘッド支持アーム８の一方の端部にタブ部８ａが形成され、タブ部８ａより水平回動軸５側にジンバル機構（図示せず）を介して信号変換素子である磁気ヘッド（図示せず）を搭載したヘッドスライダ９が配設されている。また、水平回動軸５を基準として、タブ部８ａとは反対側の端部には、ボイスコイル１０が配設されている。このボイスコイル１０により、ヘッド支持アーム部２２１は水平回動軸５を中心として、記録媒体４の半径方向で、その表面に平行な方向に回動することができる。

また、マグネット１１を固着した上側ヨーク２２２は、ボイスコイル１０に対向するようにボイスコイル１０の上方、すなわちボイスコイル１０が設けられたヘッド支持アーム部２２１に対して、記録媒体４とは反対側の位置にあるシャーシあるいは他の筐体（図示せず）に固定されている。また、下側ヨーク２２３は、ボイスコイル１０に対向するようにボイスコイルの下方、すなわちボイスコイル１０が設けられたヘッド支持アーム部２２１に対して、記録媒体４側の位置にあるシャーシあるいは他の筐体に取り付けられている。なお、下側ヨーク２２３と上側ヨーク２２２とは、ボイスコイル１０を挟むように構成されている。

ボイスコイル１０、ボイスコイル１０に対向するマグネット１１、マグネット１１が固着された上側ヨーク２２２および下側ヨーク２２３によってボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭ（Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）と言う）が構成される。さらに、ヘッド支持アーム部２２１と、上側ヨーク２２２に固着され、ヘッド支持アーム部２２１に設けられたボイスコイル１０に対向するマグネット１１および下側ヨーク２２３によって、図２３に示すヘッド支持装置２２０が構成されている。

また、図２２に示すように、ガイド部が設けられたランプ部１４を有するランプブロック１５がシャーシあるいは他の筐体に取り付けられている。ヘッド支持アーム部２２１に設けられたタブ部８ａがこのランプブロック１５のランプ部１４に当接して、ヘッド支持アーム部２２１を上下にガイドする。

また、マグネット１１に対向したボイスコイル１０に電流を供給することによってＶＣＭが作動して、ヘッド支持アーム部２２１が記録媒体４の半径方向に回動させることができる。磁気ディスク装置の動作時は、ヘッド支持アーム部２２１が水平回動軸５の周りに回動して回転中の記録媒体４のデータ記録領域上を移動する。一方、磁気ディスク装置の非動作時には、ヘッド支持アーム部２２１を時計方向に回動させて、待避位置であるランプ部１４の所定の位置まで回動する。

なお、周知のように、ヘッド支持アーム部２２１が時計方向あるいは反時計方向への過度な揺動を阻止するためにクラッシュストップ１６、１７がシャーシあるいは筐体その他の構造部材に設けられている。

次に、ヘッド支持装置２２０の構成について、図２３、図２４および図２５を用いて説明する。

図２３、図２４および図２５において、一方の端部にタブ部８ａおよび他方に穴部８ｂ（図２５参照）を有するヘッド支持アーム８には、そのタブ部８ａ側にジンバル機構２１を介して磁気ヘッド（図示せず）を搭載したヘッドスライダ９が配設されている。なお、ヘッドスライダ９の中心部分近傍に当接するようにディンプル８ｃが、ヘッド支持アーム８の下面に設けられている。また、ヘッドスライダ９は、ジンバル機構２１を介してヘッド支持アーム８に取り付けられている。さらに、このジンバル機構２１は、ディンプル８ｃをヘッドスライダ９の上面（磁気ヘッドが搭載された面とは反対側の面）のほぼ中心部に当接させるようにすることによって、磁気ディスク装置の動作時にヘッドスライダ９が記録媒体４に対してロール方向あるいはピッチ方向の振動等にも柔軟に追従させることができる。

また、ボイスコイル１０が穴部２２４ａを有するコイルホルダ２２４に取り付けられてボイスコイル部２２５を構成している。なお、ヘッド支持アーム８とボイスコイル部２２５は別部材として記述したが、何らこれに限るものではなく一体化された１つのユニットとしてもよい。

一方、図２５において、弾性部であるほぼ環状の板ばね部２４は、一端がヘッド支持アーム８の下面（ヘッドスライダ９が配設されている側の面）に固着され、さらに板ばね部２４の他端側上面（ヘッド支持アーム８に固着されている側と同じ面）にはほぼ半円環形状のばね固定部材２５が固着されている。

また、中空つば付き円筒形状の軸受部２７は、フランジ２７ａとネジ部２７ｂと円筒部２７ｃとにより構成されている。フランジ２７ａは、一対のピボット２６ａ、２６ｂを有するピボット軸受２６の穴部２６ｃの内径よりも大きな外径を有する。また、ネジ部２７ｂは、ピボット軸受２６の穴部２６ｃの内径よりも小さな外径を有する。さらに、円筒部２７ｃは、フランジ２７ａとネジ部２７ｂとの間に設けられ、ピボット軸受２６の穴部２６ｃと嵌合する外径を有する。

軸受部２７のネジ部２７ｂは、ピボット軸受２６の穴部２６ｃ、ばね固定部材２５のほぼ半円環形状の内側、板ばね部２４のほぼ環状の内側およびコイルホルダ２２４の穴部２２４ａに貫通する。さらに、フランジ２７ａとは反対側から、ほぼ環状のカラー２８の突出部２８ａが軸受部２７のフランジ２７ａ側に位置するような配置で、カラー２８が軸受部２７の円筒部２７ｃに嵌合させて挿入される。このカラー２８は、円筒部２７ｃに嵌合する内径とコイルホルダ２２４の穴部２２４ａを貫通する外径を有し、ほぼ環状の板ばね部２４に固着されたばね固定部材２５とほぼ同じような形状を有する。

突出部２８ａの上面２８ｂは、ほぼ半円環状のばね固定部材２５が固着された板ばね部２４の平面部分に当接し、かつこれらが軸受部２７のフランジ２７ａとナット２９によって狭持して一体化されている。これにより、ヘッド支持アーム部２２１が構成される。

さらに、図２３に示されるように、マグネット１１が固着された上側ヨーク２２２および下側ヨーク２２３は、シャーシあるいは筐体その他の構造部材（図示せず）に固定されており、ヘッド支持アーム部２２１を構成するボイスコイル１０は、マグネット１１および下側ヨーク２２３の間に空間を有して位置している。

板ばね部２４が、軸受部２７のフランジ２７ａとナット２９によって狭持されることにより、ピボット軸受２６に設けられた一対のピボット２６ａ、２６ｂの頂点は、ヘッド支持アーム８の上面（ヘッドスライダ９が配設されていない側の面）に当接する。ヘッド支持アーム８は、板ばね部２４と一対のピボット２６ａ、２６ｂを介してピボット軸受２６に弾性的に接続されることになる。

ピボット軸受２６の一対のピボット２６ａ、２６ｂとヘッド支持アーム８の上面とのそれぞれの当接点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ線を支点としてヘッド支持アーム８をそのタブ部８ａ側が下方、すなわち記録媒体４方向に押し下げられるように作用する。すなわち、図２４に示すようにヘッド支持アーム８は当接点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ線を垂直回動軸３０として、記録媒体４の表面と垂直な方向に回動可能な構成となっている。

したがって、ヘッドスライダ９のロード荷重は、ピボット軸受２６の一対のピボット２６ａ、２６ｂのそれぞれの当接点Ｐ１、Ｐ２によるヘッド支持アーム８に対する板ばね部２４の変形による反力としての記録媒体４方向への圧縮応力によって生じる。このことにより、ヘッドスライダ９にかかる記録媒体４方向の付勢力と、その逆方向の浮揚力との関係によって、磁気ヘッドを有するヘッドスライダ９と記録媒体４との間に一定の空隙を保って磁気ディスク装置の記録再生が行われる。

さらに、垂直回動軸３０が、図２２に示すヘッド支持アーム部２２１を記録媒体４の表面に平行な方向に回動させるための水平回動軸となる水平回動軸５の軸心５ａを通り、かつヘッド支持アーム８の長手方向の中心線８ｄに垂直になるように形成されている。なお、２つの当接点Ｐ１、Ｐ２を水平回動軸５の軸心５ａに関して、お互いに対称的な位置に配置して、２つの当接点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ線の中点を水平回動軸５の軸心５ａにほぼ一致させることが望ましい。このように構成することによって、ヘッド支持装置２２０を構成するヘッド支持アーム８は、ピボット２６ａ、２６ｂの当接点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ線を中心として記録媒体４の表面に垂直な方向に回動可能となり、板ばね部２４の弾性力によってヘッド支持アーム８に搭載されたヘッドスライダ９側が記録媒体４方向へ付勢されることになる。なお、これらの技術内容は特許第３３７４８４６号公報（第４頁、第５頁、第４図）に開示されている。

しかしながら上記の従来構成のヘッド支持装置２２０では、ヘッド支持装置２２０の回動範囲において、すなわち、磁気ヘッドが記録媒体４の記録領域Ｒの最内周部にある時、あるいはコイルホルダ２２４が一方のクラッシュストップ１６に当接する位置にある時（この状態におけるコイルホルダ２２４の外周縁部の一部を図２２に２点鎖線２２７にて示す）、コイルホルダ２２４の外周部と水平回動軸５の軸心５ａとの筐体２２６の側面２２６ａあるいはカバー（図示せず）の側面に垂直な方向の距離ｄ１（図２２参照）が大きくなり、ディスク装置の外形が大きくなるという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するために、剛性を高めて共振周波数を非常に大きくするとともに、高い柔軟性を有して安定したロード荷重を与えることができ、大きな耐衝撃性を有する性能を維持したまま、上記の課題を解決し、小型化を可能とするとともに、共振周波数においても安定したヘッド支持装置を提供する。さらに、ディスク装置の小型化を実現するとともに、ヘッド位置決め制御特性の向上を図り、磁気ヘッドを目標のトラック位置に高速で移動させることができ、アクセス時間を大きく短縮した信頼性の高いディスク装置を提供する。

本発明のヘッド支持装置は、信号変換素子を有するヘッドスライダと、ヘッドスライダを一方の端部に連結したヘッド支持アームと、ヘッド支持アームを記録媒体表面に平行な方向に回動させる水平回動軸の軸心を基準としてヘッドスライダとは反対側の端部でヘッド支持アームと一体として回動するコイルホルダに固着されたボイスコイルと、ヘッド支持アームを記録媒体表面に垂直な方向に回動させる垂直回動軸を形成する一対のピボットと、垂直回動軸を中心としてヘッドスライダを記録媒体表面の方向に付勢する荷重を発生させる弾性部と、ボイスコイルに対向し水平回動軸の軸心方向に配設されたマグネットとマグネット側とは反対側においてボイスコイルに対向し水平回動軸の軸心方向に配設されたヨークとを備え、ボイスコイルとコイルホルダとにより構成されるボイスコイル部における重心設定部分の重心を含む水平回動軸の軸心方向に垂直な第１の平面が、垂直回動軸を含む水平回動軸の軸心方向に垂直な第２の平面に対して、水平回動軸の軸心方向において距離を有して構成されている。

以下、本発明の実施の形態について、磁気ディスク装置を例にとって図面を用いて説明する。なお、同じ要素については同じ符号を付しており、説明を省略する場合がある。

（実施の形態１）
図１から図１１は、本発明の実施の形態１におけるヘッド支持装置およびそれを備えたディスク装置を説明するための図である。

図１は、磁気ディスク装置の主要部を示す平面図である。図１において、上蓋を取り外し、上側ヨークを一部省略した状態で図示している。図２は、ヘッド支持アーム部を示す平面図である。図３は、ヘッド支持装置の主要な構成を、図２に示すＸ−Ｏ−Ｘ線を直線に展開して示した展開側面図である。ただし、図２ではヘッド支持アーム部のみを示しており、図３ではヘッド支持装置として図２に示していない要素についても示している。

図１において、水平方向に回動自在で、信号変換素子揺動アームであるヘッド支持アーム部７は、水平回動軸５の軸心５ａで筐体１８上に軸支される。

また、図３に示すように、ヘッド支持装置５０は、ヘッド支持アーム部７と、マグネット１１と、上側ヨーク１２と、下側ヨーク１３とにより構成されている。ヘッド支持アーム部７は、水平回動軸５の軸心５ａを水平回動中心として記録媒体４の表面とほぼ平行な方向に水平回動軸５の周りにベアリング６を介して水平回動可能に軸支されている。マグネット１１は、ヘッド支持アーム部７を構成するボイスコイル１０の上側（水平回動軸５の軸心５ａ方向において、記録媒体４の反対側）方向に、ボイスコイル１０に対向して配置されている。さらに、上側ヨーク１２はマグネット１１を固着して構成されている。

本実施の形態１の磁気ディスク装置は、ヘッド支持装置５０の構成が従来の技術で説明した磁気ディスク装置と異なる。このため、磁気ディスク装置の構成についての詳細な説明は省略する。

本実施の形態１にかかるヘッド支持装置５０は、ヘッド支持アーム８の長手方向の中心線８ｄとボイスコイル１０の中心線１０ａとが一定の角度θを持って交わるように構成している。また、この構成に伴い、ＶＣＭを構成するマグネット１１の配置位置が従来の配置位置とは異なる。

図２および図３に示すように、ボイスコイル１０の回動周方向の中心線１０ａは、ヘッド支持アーム８の長手方向の中心線８ｄ（その延長線を含む）に一致しない（重ならない）。すなわち、軸心５ａを中心として、ヘッド支持アーム８の長手方向の中心線８ｄとボイスコイル１０の回動周方向の中心線１０ａとは、時計方向に角度θを有している。このような角度θとなるように、コイルホルダ２２とボイスコイル１０で構成されるボイスコイル部２３は、ヘッド支持アーム８に固着されている。

ボイスコイル部２３が回動する時、ボイスコイル部２３の回動に支障なく、かつ筺体の小型化を図ることができるように角度θが設定されている。

図４はボイスコイル部の平面図である。図４に示すように、１点鎖線４１よりボイスコイル１０側の部分（１点鎖線４１における矢印方向の部分）は、ボイスコイル部２３においてヘッド支持アーム８の中心線８ｄに関して対称でない。以下、この部分を重心設定部分という。この重心設定部分の重心４２の位置が、ヘッド支持アーム８の中心線８ｄ上、あるいは図４に示されるようにヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対して水平回動軸５の軸心５ａを中心として反時計方向に少し離れた位置になるように、コイルホルダ２２の一方の側縁部に肉盛り部２２ａが形成されている。なお、ヘッド支持アーム８とボイスコイル部２３は別部材として記述したが、何らこれに限るものではなく一体化された１つのユニットとしてもよい。

ヘッド支持アーム部７は、一対のピボット２６ａ、２６ｂを有するピボット軸受２６とともに、カラー２８を介して軸受部２７とナット２９とによって狭持されている。このヘッド支持アーム部７の構成は、ボイスコイル１０の中心線１０ａがヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対して角度θを有するように、ボイスコイル部２３が固着されている。なお、その他については、従来の技術で説明したヘッド支持アーム部２２１の構成と同じであるので説明を省略する。

また、ヘッドスライダ９のロード荷重は、それぞれの当接点Ｐ１、Ｐ２による板ばね部２４の変形による反力として記録媒体４方向へ作用する力により生じる。これにより、ヘッドスライダ９にかかる記録媒体４方向の付勢力と、その逆方向の浮揚力との関係によって、ヘッドスライダ９が浮上し、磁気ヘッドを有するヘッドスライダ９と記録媒体４との間に一定の空隙を保って磁気ディスク装置の記録再生が行われる。

また、ピボット２６ａ、２６ｂがヘッド支持アーム８の上面に当接するそれぞれの当接点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ線は、垂直回動軸３０が水平回動軸５の軸心５ａを通り、かつヘッド支持アーム８の長手方向の中心線８ｄに垂直になるように形成されている。さらに、当接点Ｐ１、Ｐ２を水平回動軸５の軸心５ａに関して、お互いに対称的な位置に配置して、２つの当接点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ線の中点を水平回動軸５の軸心５ａにほぼ一致させることが望ましい。

ヘッド支持アーム部７は、上述のように構成され、ヘッド支持アーム８を剛性の高い材料で形成することができる。そのため、外部からの大きな衝撃等に対する耐衝撃性を向上させることが可能となる。さらに、ヘッド支持アームの共振周波数を高くすることができ、ヘッド支持装置を高速で回動および位置決めすることができる。

また、弾性部である板ばね部２４は、ヘッド支持アーム８として１つの部材で一体に形成されたものではなく、ヘッド支持アーム８とは独立した別個の部材として設けられている。このため、ヘッドスライダ９へのロード荷重を大きく、ばね定数を小さくし、かつ構造体の剛性を高くするという相反する要請を、それぞれ別々の構成要素の作用として独立して実現することができる。さらに、板ばね部２４の厚み、材質等を単独で設定することができるため、板ばね部２４の強度およびばね定数を所定の値に設定することができる。これにより、ヘッド支持装置５０の設計が簡略になるとともに、その設計の自由度を飛躍的に広げることができる。なお、設計上問題なければ板ばね部２４とヘッド支持アーム８を一体形成してもよい。

図１において、磁気ヘッドが記録媒体４における記録領域Ｒの最内周部にある時、すなわちコイルホルダ２２が一方のクラッシュストップ１６に当接する位置にある時の状態を、コイルホルダ２２の外周縁部の一部形状を２点鎖線２２ｂで示す。この時、コイルホルダ２２は筺体１８の側面１８ａあるいはカバー（図示せず）の側面に最も接近することになる。この状態におけるコイルホルダ２２の外周部と水平回動軸５の軸心５ａとの筐体１８の側面１８ａに垂直な方向の距離ｄ２は、従来の技術で説明した距離ｄ１（図２２参照）より小さくできる。したがって、このようなヘッド支持装置５０を磁気ディスク装置に用いることによって、磁気ディスク装置の小型化を図ることができる。

次に、コイルホルダ２２に固着されたボイスコイル１０に対向するマグネット１１について説明する。

図５はＶＣＭを構成するマグネット側から見たボイスコイルとマグネットを示す平面図である。図５に示すように、記録媒体４の記録領域Ｒの最外周位置に磁気ヘッド（図示せず）が位置する時のヘッド支持アーム部７におけるボイスコイル１０の回動周方向の中心線１０ａと、マグネット１１のＮ極（図示せず）とＳ極（図示せず）の境界５１とが一致するようにマグネット１１が着磁されている。

ボイスコイル１０に電流が供給された時には、ＶＣＭによってヘッド支持アーム部７が回動されるとともに、ボイスコイル１０とマグネット１１との間にフレミングの法則による磁気力が働き、ボイスコイル１０への電流の方向およびボイスコイル１０に対向するマグネット１１の磁力線の方向によって、ヘッド支持アーム部７の回動方向が決まる。この時、磁束はマグネット１１のＮ極から下側ヨーク１３に向かうが、必ずしもヨークに対して垂直方向とはならず、磁束はＮ極から広がって下側ヨーク１３に達する。また、マグネットのＳ極には下側ヨーク１３から磁束が収束して向かう。ボイスコイル１０に働く力はフレミングの法則により磁束に垂直に作用する。したがって、ボイスコイル１０には、マグネット１１に対して水平回動軸５の軸心５ａ方向に反発力あるいは吸引力となる垂直トルク成分が働く。

ヘッド支持アーム部７を記録媒体４の記録領域の内周側の方向（ローディング方向）に回動させるようにボイスコイル１０に電流が供給された時には、ヘッド支持アーム部７は記録媒体４の記録領域の内周側に回動させられると同時に、ボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く磁気力に対応してボイスコイル１０には垂直トルク成分が働く。他方、ヘッド支持アーム部７を記録媒体４の記録領域の外周側に回動させる方向（アンローディング方向）に回動させるようにボイスコイル１０に電流が供給された時には、ヘッド支持アーム部７は記録媒体４の記録領域の外周側に回動させられると同時に、ボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く磁気力に対応してボイスコイル１０には垂直トルク成分が働く。

図６Ａおよび図６Ｂは、各ボイスコイル１０に一定の電流を加えた時のＶＣＭにより発生するヘッド支持アーム部７への回動トルク成分およびマグネット１１によるボイスコイル１０の垂直トルク成分の一例を示す。図６Ａおよび図６Ｂにおいて、記録媒体４の記録領域の最外周位置ＯＤに磁気ヘッドが位置する時のヘッド支持アーム８の中心線８ｄの位置を横軸方向の原点とし、その位置から記録媒体４の中心軸側（最内周ＩＤ側）方向を＋（プラス）側、アンローディング側（アンローディング位置ＵｎＬｏａｄ側）を−（マイナス）としたＶＣＭの回転角を示している。

また、図６Ａの縦軸は、ヘッド支持装置５０をローディング方向に回動する回動トルク成分を＋（プラス）側、アンローディング方向への回動トルク成分を−（マイナス）側として表示している。一方、図６Ｂの縦軸の垂直トルク成分は、ボイスコイル１０とマグネット１１の間に働く磁気力が反発力の場合を＋（プラス）側、吸引力の場合を−（マイナス）側としている。

ゆえに、図６Ａにおいて、実線で示された曲線６１はローディング方向の回動トルク成分、破線で示される曲線６２はアンローディング方向の回動トルク成分を示す。また、図６Ｂにおいて、実線で示された曲線６３はローディング方向の回動におけるボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く磁気力による垂直トルク成分、破線で示される曲線６４はアンローディング方向の回動におけるボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く垂直トルク成分を示す。

したがって、ボイスコイル１０に電流を供給して、ヘッド支持装置５０を回動させる時、ボイスコイル１０とマグネット１１との間に発生する磁気力の垂直トルク成分によって、ヘッド支持アーム部７の垂直回動軸３０を支点としてボイスコイル部２３が微小な量ではあるが撓む。これによりボイスコイル部２３の曲げ共振モードが発生する。

一方、本実施の形態１では、ボイスコイル部２３の重心設定部分（すなわち、ボイスコイル部２３においてヘッド支持アーム８の長手方向の中心線８ｄに関して対称でない部分）の重心４２の位置は、垂直回動軸３０を含み水平回動軸５に垂直な平面に対して水平回動軸５の軸心５ａ方向において記録媒体４側にある。

すなわち、ボイスコイル１０とコイルホルダ２２とにより構成されるボイスコイル部２３における重心設定部分の重心４２を含む水平方向の水平回動軸５の軸心５ａ方向に垂直な第１の平面が、垂直回動軸を含む水平回動軸５の軸心５ａ方向に垂直な第２の平面に対して、水平回動軸５の軸心５ａ方向において距離を有して構成されている。

ヘッド支持アーム部７の垂直回動軸３０に対して、重心４２の位置が微妙に変化し、ヘッド支持アーム部７には、軸心５ａを中心に回動しようとする力が働くことになり、ヘッド支持装置５０の周波数特性における共振周波数に対して影響を与える。

次に、ボイスコイル部２３の重心設定部分の重心４２の位置とヘッド支持装置５０の周波数特性の関係を検討した結果について述べる。

図４において実線で示されたボイスコイル部２３は、水平回動軸５の軸心５ａを中心として、コイルホルダ２２の反時計方向側の側縁部に肉盛り部２２ａが形成されている。これにより、ボイスコイル部２３における重心設定部分の重心４２の位置は、ヘッド支持アーム８の長手方向の中心線８ｄに対し、水平回動軸５の軸心５ａを中心として反時計方向に少し離れた位置となる。

図７はこのようなボイスコイル部２３を有するヘッド支持装置５０の周波数特性を示す。

図８Ａは同実施の形態におけるボイスコイル部の他の一例における重心設定部分の重心位置を示す部分平面図である。また、図８Ｂは図８Ａに示すボイスコイル部を備えたヘッド支持装置の主要な構成を示した展開側面図である。

図８Ａ、図８Ｂに示すように、ヘッド支持装置９０は、ボイスコイル部８２における２点鎖線８３よりボイスコイル１０側にある重心設定部分の重心８４の位置が、ボイスコイル１０の中心線１０ａの近傍にあり、ヘッド支持アーム８の長手方向の中心線８ｄに対して水平回動軸５の軸心５ａを中心として、時計方向に離れた位置にある。なお、ボイスコイル部８２はコイルホルダ８１とボイスコイル１０とから構成されている。

図９は、このようなヘッド支持装置９０の周波数特性を示す。この場合の構成は、図４において２点鎖線４３にて示されるように、ボイスコイル１０の回動周方向の中心線１０ａに関してコイルホルダ２２とボイスコイル１０からなるボイスコイル部２３が対称な形状の場合である。

これらの検討結果より、上記のヘッド支持装置５０、９０については、それぞれ周波数がほぼ１．８ｋＨｚにおいて共振点を有していた。さらに、この共振点におけるそれぞれの位相は、ヘッド支持装置５０においては位相進み、すなわち＋（プラス）位相であり、かつその位相進みの値が非常に小さかった。一方、ヘッド支持装置９０においては、位相遅れ、すなわち−（マイナス）位相であり、かつその位相遅れの値が大きかった。

共振周波数における位相遅れの値が大きいということは、ヘッド支持装置が共振周波数において不安定要素を有することになり、他方、共振周波数において位相進みとなるということは、ヘッド支持装置が共振周波数において安定した周波数特性を有することになる。

図１０は、ボイスコイル部２３の重心設定部分の重心４２の位置と水平回動軸５の軸心５ａとを結ぶ線とボイスコイル部２３側におけるヘッド支持アーム８の中心線８ｄとのなす角度をαとし、角度αに対するヘッド支持装置５０の共振周波数における位相の関係を求めた結果を示した図である。図１０において、横軸の角度αについては、軸心５ａを中心として反時計方向の角度αを＋（プラス）、時計方向の角度αを−（マイナス）としている。また、縦軸については、＋（プラス）側は位相進み、−（マイナス）側は位相遅れを示している。

したがって、これらの結果より、磁気力による垂直トルク成分を受けるボイスコイル部２３において、重心設定部分の重心４２の位置を適切な位置、すなわちヘッド支持アーム８の長手方向の中心線８ｄ上、あるいは水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄより反時計方向に位置するように設定することが望ましい。このように設定することによって、ボイスコイル１０とマグネット１１との間に発生する磁気力によるヘッド支持装置５０の周波数特性への影響を小さく抑制し、ヘッド支持装置５０の周波数特性における位相特性を位相進みとすることができる。したがって、ヘッド支持装置として安定した位置サーボ特性を実現し、シーク動作を安定化させてヘッド位置決め精度を向上させることができる。

なお、ヘッド支持装置５０の小型化、軽量化のためには、ボイスコイル部２３を構成する部材のばらつきを考慮した上で、ボイスコイル部２３の重心設定部分の重心４２の位置をヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対し水平回動軸５の軸心５ａを中心として少なくとも反時計方向に設定するようにして、肉盛り部２２ａを最小限に抑えるようにすればよい。

さらに、ヘッド支持装置５０を構成するヘッド支持アーム部７において、垂直回動軸３０の周りに回動する部材、すなわちヘッド支持アーム８、ボイスコイル部２３、板ばね部２４のうち、ヘッド支持アーム８に当接している部分、ジンバル機構２１およびヘッドスライダ９の合計質量の重心位置を、ヘッド支持アーム８の上面に当接するピボット軸受２６に設けられた一対のピボット２６ａ、２６ｂのそれぞれの当接点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ線、すなわち垂直回動軸３０（その延長線を含む）および水平回動軸５の軸心５ａを含む平面にほぼ一致させるように構成することが好ましい。これにより、外部からの水平回動軸５の軸心５ａ方向の衝撃によるヘッド支持アーム８の回動を抑止し、ヘッドスライダ９が記録媒体４に当接して記録媒体４を損傷することを防止することができ、非常に大きな耐衝撃性を有するヘッド支持装置を実現することができる。

なお、垂直回動軸３０の周りに回動する部材の重心位置を垂直回動軸３０および水平回動軸５の軸心５ａを含む平面にほぼ一致させるためにバランサを付加してもよい。ただし、上述のボイスコイル部２３における重心設定部分の重心４２の位置は、水平回動軸５の軸心５ａに関してヘッド支持アーム８の長手方向の中心線８ｄより少なくとも反時計方向に位置していなければならない。

なお、上述の説明においては、ボイスコイル部２３におけるボイスコイル１０の回動周方向の中心線１０ａが水平回動軸５の軸心５ａを通り、かつ軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の長手方向の中心線８ｄに対し時計方向に角度θとなるように構成されたヘッド支持装置５０について説明した。しかし、本発明はこれに限定されない。

図１１は同実施の形態１におけるボイスコイル部の他の例を示す平面図である。ボイスコイル１０の回動周方向の中心線１０ａが、軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対し反時計方向に角度θとなるように構成されたヘッド支持装置についても同様の効果を有する。すなわち、ボイスコイル部における重心設定部分の重心の位置が、水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄより少なくとも反時計方向の位置にあればよい。ただし、このような構成のヘッド支持装置の場合には、図１１に示すように、コイルホルダ１１１の一方の側縁部、すなわちヘッド支持アーム８の中心線８ｄに近い側の側縁部に肉盛り部１１１ａを形成することによって、ボイスコイル部１１２における重心設定部分の重心１１３の位置が、水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄより少なくとも反時計方向の位置になるように構成することが望ましい。

以上のように本実施の形態1によれば、ヘッド支持装置を構成するヘッド支持アームを剛性の高い材料で形成することができる。したがって、外部からの大きな衝撃等に対する耐衝撃性を向上できるだけでなく、ヘッド支持アームの共振周波数を高くすることができる。したがって、ヘッド支持装置を高速で回動および位置決めすることができる。

また、弾性部である板ばね部は、ヘッド支持アームとは独立した別個の部材として設けられているため、ヘッドスライダへのロード荷重を所定の値に容易に設定することができ、設計の自由度を広げることができる。

また、ボイスコイルの中心線をヘッド支持アームの中心線に対し角度を持たせたヘッド支持装置をディスク装置に用いることによって、ディスク装置として小型化を実現できる。さらに、ヘッド支持装置の共振周波数における位相を位相進みとすることができるため、共振周波数において発振等の不安定な特性を持たず、ヘッド支持装置としての位置サーボ特性を向上させ、シーク動作を安定化させてヘッド位置決め精度を向上させることができる。

また、このように構成されたヘッド支持装置を磁気ディスク装置に用いることにより、小型化を実現し、さらに耐衝撃性が大きく、かつ速いアクセス速度を有し、ヘッドの位置決め精度に優れた磁気ディスク装置を実現することができる。

（実施の形態２）
図１２から図１４は、本発明の実施の形態２にかかるヘッド支持装置を説明するための図である。

本実施の形態２にかかるヘッド支持装置１２０の構成は、ボイスコイル１０に対向するマグネット１１の位置が、実施の形態１にかかるヘッド支持装置５０の構成と異なるが、その他の構成については同じであるので詳細な説明を省略する。

ここでは、本実施の形態のヘッド支持装置１２０が実施の形態１のヘッド支持装置５０と異なる主な点について、図面を用いて説明する。

図１２は、ヘッド支持アーム部とマグネットを示す平面図である。また、図１３は、図１２におけるＹ−Ｏ−Ｙ線を直線に展開して示したヘッド支持装置の構成を示す展開側面図である。ただし、図１２ではヘッド支持アーム部のみを示しており、図１３ではヘッド支持装置として図１２に示していない要素についても示している。

図１２および図１３において、ヘッド支持装置１２０のＶＣＭを構成するマグネット１１は、下側ヨーク１２１に固着され、ボイスコイル１０に対してマグネット１１が記録媒体４側に配設されている。なお、下側ヨーク１２１に対向する位置に上側ヨーク１２２が設けられている。コイルホルダ１２３とボイスコイル１０からなるボイスコイル部１２４における重心設定部分の重心１２５の位置は、水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対しヘッド支持アーム８の中心線８ｄより時計方向の位置で、かつ重心設定部分の重心１２５がヘッド支持アーム８の中心線８ｄから大きく離れないように、コイルホルダ１２３の一方の側縁部に肉盛り部１２３ａが形成されている。これらの点が、実施の形態１にかかるヘッド支持装置５０の構成と異なる点である。

なお、コイルホルダ１２３の一方の側縁部に肉盛り部１２３ａを形成する必要はなく、ボイスコイル１０の中心線１０ａに関してボイスコイル部１２４が対称な形状であってもよい。この時には、必然的にボイスコイル部１２４における重心設定部分の重心１２５の位置が水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対しヘッド支持アーム８の中心線８ｄより時計方向の位置となる。

また、記録媒体４の記録領域の最外周の位置に磁気ヘッドが位置する時、ボイスコイル１０の回動周方向の中心線１０ａにマグネット１１のＮ極とＳ極の境界がくるように着磁がなされていることは、実施の形態１のマグネット１１と同じである。

また、ボイスコイル１０に電流が供給された時には、ＶＣＭによってヘッド支持装置１２０が回動される。同時に、ボイスコイル１０とマグネット１１との間にフレミングの法則による磁気力が働き、ボイスコイル１０への電流の方向およびボイスコイル１０に対向するマグネット１１の磁束の方向によって、ヘッド支持装置１２０の回動方向およびボイスコイル１０に働く垂直トルク成分の方向が決まる。これについても、実施の形態１と同じである。

ローディング方向あるいはアンローディング方向への回動時の磁気力の垂直方向成分が実施の形態１とは逆の方向になる。すなわち、ヘッド支持装置１２０は記録媒体４の記録領域の内周側に回動させられる時に、実施の形態１におけるローディング方向の回動に対するボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く垂直トルク成分とは反対方向の垂直トルク成分がボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く。他方、アンローディング方向に回動させるようにボイスコイル１０に電流が供給された時にも同様に、実施の形態１におけるローディング方向の回動に対するボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く垂直トルク成分とは反対方向の垂直トルク成分がボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く。

図１４は、ヘッド支持装置の回転角とＶＣＭによる垂直トルクの関係を示すグラフである。ボイスコイル１０に一定の電流を印加した時のＶＣＭにより発生するヘッド支持装置１２０の回動トルク成分は、実施の形態１における図６Ａと同じである。しかし、その時のマグネット１１とボイスコイル１０との間に発生する垂直トルク成分は、図１４に示すように、実施の形態１の図６Ｂにおける垂直トルク成分の逆となる。実線で示した曲線１４１はローディング方向の垂直トルク成分、破線で示した曲線１４２はアンローディング方向の垂直トルク成分を示す。

したがって、ボイスコイル１０に電流を供給して、ヘッド支持装置１２０を回動させる時には、実施の形態１と同様にボイスコイル１０とマグネット１１との間に発生する磁気力によって、ヘッド支持装置１２０の垂直回動軸３０を支点としてボイスコイル部１２４の曲げ共振モードが発生する。

一方、ボイスコイル部１２４の重心設定部分の重心１２５の位置は、垂直回動軸３０を含み水平回動軸５に垂直な平面に対して水平回動軸５の軸心５ａ方向において記録媒体４側にあり、磁気力を受けてボイスコイル部１２４が撓む時の撓みの支点となる垂直回動軸３０に対しては水平回動軸５の軸心５ａ方向においてある距離を有して記録媒体４側にある。

すなわち、ボイスコイル１０とコイルホルダ１２３とにより構成されるボイスコイル部１２４における重心設定部分の重心１２５を含む水平回動軸５の軸心５ａ方向に垂直な第１の平面が、垂直回動軸３０を含む水平回動軸５の軸心５ａ方向に垂直な第２の平面に対して、水平回動軸５の軸心５ａ方向において距離を有して構成されている。

したがって、ボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く磁気力によってボイスコイル部１２４が撓むと、水平回動軸５の軸心５ａに垂直な面におけるボイスコイル部１２４の重心設定部分の重心１２５の位置が微妙に変化し、ヘッド支持アーム部１２６を回動しようとする力が働くことになる。したがって、ボイスコイル１０とマグネット１１の間に発生した磁気力の垂直方向成分が第１の実施の形態と同様にヘッド支持装置１２０の周波数特性に影響を与える。

したがって、ヘッド支持装置１２０におけるボイスコイル部１２４の重心設定部分の重心１２５の位置とヘッド支持装置１２０の周波数特性の関係は、ヘッド支持アーム８の中心線８ｄ上、あるいは水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄより時計方向に位置するように設定することによって、第１の実施の形態と同様にヘッド支持装置１２０の周波数特性における特に位相特性を位相進みとすることができる。これによりヘッド支持装置１２０としての位置サーボ特性の安定化を向上させ、ヘッド位置決め精度を向上させることができる。

なお、ボイスコイル１０の回動周方向の中心線１０ａが軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対し反時計方向に角度θとなるように構成されたヘッド支持装置の場合には、実施の形態１と同様にコイルホルダにおけるヘッド支持アーム８の中心線８ｄに近い側、すなわち水平回動軸５の軸心５ａを中心として時計方向側の側縁部に肉盛り部を形成する。これによって、ボイスコイル部１２４における重心設定部分の重心１２５の位置が、水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対し、少なくとも時計方向の位置になるように構成することができる。

以上のように本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を有し、ディスク装置にこのヘッド支持装置１２０を備えることによって、ディスク装置としての小型化を可能とすることができる。さらに、ヘッド支持装置１２０の共振周波数における位相を位相進みとすることができるため、共振周波数において発振等の不安定な特性を持たず、ヘッド支持装置１２０として安定した位置サーボ特性を実現し、シーク動作を安定化させてヘッド位置決め精度を大きく向上させることができる。

また、このように構成されたヘッド支持装置１２０を磁気ディスク装置に用いることにより、実施の形態１と同様に小型化を実現することができる。さらに、耐衝撃性が大きく、かつ速いアクセス速度を有し、ヘッドの位置決め精度に優れた磁気ディスク装置を実現することができる。

（実施の形態３）
図１５から図１７は、本発明の実施の形態３にかかるヘッド支持装置を説明するための図である。

本実施の形態３にかかるヘッド支持装置１５０の構成は、ボイスコイル１０に対向するマグネット１１の位置が、実施の形態１におけるヘッド支持装置５０の構成と異なるが、その他の構成については同じであるので詳細な説明を省略する。

ここでは、本実施の形態３のヘッド支持装置１５０が実施の形態１のヘッド支持装置５０と異なる主な点について、図面を用いて説明する。

図１５は、ヘッド支持アーム部とマグネットを示した平面図である。図１６は、図１５に示すＭ−Ｏ−Ｍ線を直線に展開して示したヘッド支持装置の構成を示す展開側面図である。ただし、図１５ではヘッド支持アーム部とマグネットのみを示しており、図１６ではヘッド支持装置として図１５に示していない要素についても示している。

図１５および図１６において、ヘッド支持装置１５０のＶＣＭを構成するマグネット１１は、上側ヨーク１２に固着され、ボイスコイル１０に対してマグネット１１が記録媒体４とは反対側に配設されている。コイルホルダ１５３とボイスコイル１０からなるボイスコイル部１５１における重心設定部分の重心１５２の位置が、水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対しヘッド支持アーム８の中心線８ｄよりも時計方向の位置となるように、かつその重心１５２が中心線８ｄから大きく離れないように、コイルホルダ１５３の一方の側縁部に肉盛り部１５３ａが形成されている。これらの点が実施の形態１におけるヘッド支持装置５０の構成と異なる点である。

なお、コイルホルダ１５３の一方の側縁部に肉盛り部１５３ａを形成する必要は必ずしもなく、ボイスコイル１０の中心線１０ａに関してボイスコイル部１５１が対称な形状であってもよい。この時には、必然的にボイスコイル部１５１における重心設定部分の重心１５２の位置が、水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対しヘッド支持アーム８の中心線８ｄより時計方向の位置となる。

また、記録媒体４の記録領域の最外周の位置に磁気ヘッドが位置する時、ボイスコイル１０の回動周方向の中心線１０ａにマグネット１１のＮ極とＳ極の境界がくるように着磁がなされている。これについても、実施の形態１におけるマグネット１１と同じである。

また、ボイスコイル１０に電流が供給された時には、ＶＣＭによってヘッド支持装置１５０が回動される。同時に、ボイスコイル１０とマグネット１１との間にフレミングの法則による磁気力が働き、ボイスコイル１０への電流の方向およびボイスコイル１０に対向するマグネット１１の磁束の方向によって、ヘッド支持装置１５０の回動方向およびボイスコイル１０に働く垂直トルク成分の方向が決まる。これについても、実施の形態１と同じである。

ローディング方向あるいはアンローディング方向への回動時の磁気力の垂直方向成分が、実施の形態１とは逆の方向になる。すなわち、ヘッド支持装置１５０は記録媒体４の記録領域の内周側に回動させられる時に、実施の形態１におけるローディング方向の回動に対するボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く垂直トルク成分とは反対方向の垂直トルク成分がボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く。他方、アンローディング方向に回動させるようにボイスコイル１０に電流が供給された時にも同様に、実施の形態１におけるローディング方向の回動に対するボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く垂直トルク成分とは反対方向の垂直トルク成分がボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く。

ボイスコイル１０に一定の電流を印加した時のＶＣＭにより発生するヘッド支持装置１５０の回動トルク成分は、実施の形態１における図６Ａと同じである。さらに、その時のマグネット１１とボイスコイル１０との間に発生する垂直トルク成分は、実施の形態１における図６Ｂにおける垂直トルク成分を同じとなる。

したがって、ボイスコイル１０に電流を供給して、ヘッド支持装置１５０を回動させる時には、実施の形態１と同様にボイスコイル１０とマグネット１１との間に発生する磁気力によって、ヘッド支持装置１５０の垂直回動軸３０を支点としてボイスコイル部１５１の曲げ共振モードが発生する。

一方、ボイスコイル部１５１の重心設定部分の重心１５２の位置は、垂直回動軸３０を含み水平回動軸５に垂直な平面に対して水平回動軸５の軸心５ａ方向において記録媒体４側とは反対側にあり、磁気力を受けてボイスコイル部１５１が撓む時の撓みの支点となる垂直回動軸３０に対して水平回動軸５の軸心５ａ方向においてある距離を有して記録媒体４とは反対側にある。

すなわち、ボイスコイル１０とコイルホルダ１５３とにより構成されるボイスコイル部１５１における重心設定部分の重心１５２を含む水平回動軸５の軸心５ａ方向に垂直な第１の平面が、垂直回動軸３０を含む水平回動軸５の軸心５ａ方向に垂直な第２の平面に対して、水平回動軸５の軸心５ａ方向において距離を有して構成されている。

したがって、ボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く磁気力によってボイスコイル部１５１が撓むと、水平回動軸５の軸心５ａに垂直な面におけるボイスコイル部１５１の重心設定部分の重心１５２の位置が微妙に変化し、ヘッド支持アーム部１５６を回動しようとする力が働くことになる。したがって、ボイスコイル１０とマグネット１１の間に発生した磁気力の垂直方向成分が実施の形態１と同様にヘッド支持装置１５０の周波数特性に影響を与える。

したがって、ヘッド支持装置１５０におけるボイスコイル部１５１の重心設定部分の重心１５２の位置とヘッド支持装置１５０の周波数特性の関係は、ヘッド支持アーム８の中心線８ｄ上、あるいは水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄより時計方向に位置するように設定することによって、第１の実施の形態と同様に、ヘッド支持装置１５０の周波数特性における特に位相特性を位相進みとすることができる。これによりヘッド支持装置１５０としての位置サーボ特性の安定化を向上させ、ヘッド位置決め精度を向上させることができる。

図１７は、ボイスコイル部の他の一例における重心設定部分の重心位置を示すためのヘッド支持アーム部の平面図である。図１７に示すように、ボイスコイル１０の回動周方向の中心線１０ａが軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対し反時計方向に角度θとなるように構成されたヘッド支持装置の場合には、実施の形態１と同様に、コイルホルダ１７１におけるヘッド支持アーム８の中心線８ｄに近い側、すなわち水平回動軸５の軸心５ａを中心として時計方向側の側縁部に肉盛り部１７１ａを形成する。これによって、ボイスコイル部１７２における重心設定部分の重心１７３の位置が、水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対し少なくとも時計方向の位置になるように構成することができる。

以上のように本実施の形態３によれば、実施の形態１および実施の形態２と同様の効果を有し、このヘッド支持装置１５０をディスク装置に備えることによって、ディスク装置としての小型化を可能とすることができる。さたに、ヘッド支持装置１５０の共振周波数における位相を位相進みとすることができるため、共振周波数において発振等の不安定な特性を持たず、ヘッド支持装置１５０として安定した位置サーボ特性を実現し、シーク動作を安定化させてヘッド位置決め精度を大きく向上させることができる。

また、このように構成されたヘッド支持装置１５０を磁気ディスク装置に用いることにより、実施の形態１および実施の形態２と同様に、小型化を実現することができる。さらに、耐衝撃性が大きく、かつ速いアクセス速度を有し、ヘッドの位置決め精度に優れた磁気ディスク装置を実現することができる。

（実施の形態４）
図１８から図２０は、本発明の実施の形態４にかかるヘッド支持装置を説明するための図である。

本実施の形態４にかかるヘッド支持装置１８０の構成は、ボイスコイル１０に対向するマグネット１１の位置が、第３の実施の形態にかかるヘッド支持装置１５０の構成と異なるが、その他の構成については同じであるので詳細な説明を省略する。

ここでは、本実施の形態４のヘッド支持装置１８０が実施の形態１のヘッド支持装置５０および実施の形態３のヘッド支持装置１５０と異なる主な点について、図面を用いて説明する。

図１８は、ヘッド支持アーム部とマグネットを示す平面図である。図１９は、図１８に示すＮ−Ｏ−Ｎ線を直線に展開して示したヘッド支持装置の構成を示す展開側面図である。ただし、図１８ではヘッド支持アーム部とマグネットのみを示しており、図１９ではヘッド支持装置として図１８に示していない要素についても示している。

図１８および図１９において、ヘッド支持装置１８０のＶＣＭを構成するマグネット１１は、下側ヨーク１８５に固着され、ボイスコイル１０に対してマグネット１１が記録媒体４側に配設されている。なお、下側ヨーク１８５に対向する位置に上側ヨーク１８６が設けられている。ボイスコイル１０とコイルホルダ１８１からなるボイスコイル部１８２の重心設定部分の重心１８３の位置は、水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対しヘッド支持アーム８の中心線８ｄよりも反時計方向の位置となる。なお、コイルホルダ１８１の一方の側縁部に肉盛り部１８１ａが形成され、重心設定部分の重心１８３がヘッド支持アーム８の中心線８ｄから大きく離れないようにしている。

これらの点が、実施の形態３におけるヘッド支持装置１５０の構成と異なる点である。

なお、コイルホルダ１８１の一方の側縁部に肉盛り部１８１ａを形成する必要は必ずしもなく、ボイスコイル１０の中心線１０ａに関してボイスコイル部１８２が対称な形状であってもよい。この時には、必然的にボイスコイル部１８２における重心設定部分の重心１８３の位置が水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対しヘッド支持アーム８の中心線８ｄより反時計方向の位置となる。

また、記録媒体４の記録領域の最外周の位置に磁気ヘッドが位置する時、ボイスコイル１０の回動周方向の中心線１０ａにマグネット１１のＮ極とＳ極の境界がくるように着磁がなされている。この点については、実施の形態１と同じである。

また、ボイスコイル１０に電流が供給された時には、ヘッド支持装置１８０が回動される。同時に、ボイスコイル１０とマグネット１１との間にフレミングの法則による磁気力が働き、ボイスコイル１０への電流の方向およびボイスコイル１０に対向するマグネット１１の磁束の方向によって、ヘッド支持装置１８０の回動方向およびボイスコイル１０に働く垂直トルク成分の方向が決まる。この点については、実施の形態１と同じである。

ローディング方向あるいはアンローディング方向への回動時の磁気力の垂直方向成分が、実施の形態１とは逆の方向になる。すなわち、ヘッド支持装置１８０は記録媒体４の記録領域の内周側に回動させられる時に、実施の形態１におけるローディング方向の回動に対するボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く垂直トルク成分とは反対方向の垂直トルク成分がボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く。他方、アンローディング方向に回動させるようにボイスコイル１０に電流が供給された時にも同様に、第１の実施の形態におけるローディング方向の回動に対するボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く垂直トルク成分とは反対方向の垂直トルク成分がボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く。

ボイスコイル１０に一定の電流を印加した時のＶＣＭにより発生するヘッド支持装置１５０の回動トルク成分は、実施の形態１における図６Ａと同じである。さらに、その時のマグネット１１とボイスコイル１０との間に発生する垂直トルク成分は、実施の形態２の図１４における垂直トルク成分を同じとなる。

したがって、ボイスコイル１０に電流を供給して、ヘッド支持装置１８０を回動させる時には、実施の形態１と同様にボイスコイル１０とマグネット１１との間に発生する磁気力によって、ヘッド支持装置１８０の垂直回動軸３０を支点としてボイスコイル部１８２の曲げ共振モードが発生する。

一方、ボイスコイル部１８２の重心設定部分の重心１８３の位置は、垂直回動軸３０を含み水平回動軸５に垂直な平面に対して水平回動軸５の軸心５ａ方向において記録媒体４とは反対側にあり、磁気力を受けてボイスコイル部１８２の撓みの支点となる垂直回動軸３０に対して水平回動軸５の軸心５ａ方向においてある距離を有して記録媒体４側とは反対側にある。

すなわち、ボイスコイル１０とコイルホルダ１８１とにより構成されるボイスコイル部１８２における重心設定部分の重心１８３を含む水平回動軸５の軸心５ａ方向に垂直な第１の平面が、垂直回動軸３０を含む水平回動軸５の軸心５ａ方向に垂直な第２の平面に対して、水平回動軸５の軸心５ａ方向において距離を有して構成されている。

したがって、ボイスコイル１０とマグネット１１との間に働く磁気力によってボイスコイル部１８２が撓むと、水平回動軸５の軸心５ａに垂直な面におけるボイスコイル部１８２の重心設定部分の重心１８３の位置が微妙に変化し、ヘッド支持アーム部１８４を回動しようとする力が働くことになる。したがって、ボイスコイル１０とマグネット１１の間に発生した磁気力の垂直方向成分が、実施の形態１と同様にヘッド支持装置１８０の周波数特性に影響を与える。

また、コイルホルダ１８１におけるヘッド支持アーム８の中心線８ｄに近い側の側縁部に肉盛り部１８１ａを形成し、ボイスコイル部１８２における重心設定部分の重心１８３の位置が、水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対し反時計方向の位置とになるように形成されている。

したがって、ヘッド支持装置１８０におけるボイスコイル部１８２の重心設定部分の重心１８３とヘッド支持装置１８０の周波数特性の関係は、ヘッド支持アーム８の中心線８ｄ上、あるいは水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄより反時計方向に位置するように設定することによって、第１の実施の形態と同様にヘッド支持装置１８０の周波数特性における特に位相特性を位相進みとすることができる。これによりヘッド支持装置１８０としての位置サーボ特性の安定化を向上させ、ヘッド位置決め精度を向上させることができる。

図２０は、ボイスコイル部の他の一例における重心設定部分の重心位置を示すヘッド支持アーム部の平面図である。図２０に示すように、ボイスコイル１０の回動周方向の中心線１０ａが水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対し反時計方向に角度θとなるように構成されたヘッド支持装置の場合には、実施の形態１と同様にコイルホルダ２０１におけるヘッド支持アーム８における中心線８ｄに近い側、すなわち水平回動軸５の軸心５ａを中心として反時計方向側の側縁部に肉盛り部２０１ａを形成する。これによって、ボイスコイル部２０２における重心設定部分の重心２０３の位置が、水平回動軸５の軸心５ａを中心としてヘッド支持アーム８の中心線８ｄに対し反時計方向の位置になるように構成する。

以上のように本実施の形態４によれば、実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３と同様の効果を有し、このヘッド支持装置１８０をディスク装置に備えることによって、ディスク装置としての小型化を可能とすることができる。さらに、ヘッド支持装置の共振周波数における位相を位相進みとすることができるため、共振周波数において発振等の不安定な特性を持たず、ヘッド支持装置として安定した位置サーボ特性を実現し、シーク動作を安定化させてヘッド位置決め精度を大きく向上させることができる。

また、このように構成されたヘッド支持装置を磁気ディスク装置に用いることにより、実施の形態１から実施の形態３と同様に、小型化を実現することができると同時に、耐衝撃性が大きく、かつ速いアクセス速度を有し、ヘッドの位置決め精度に優れた磁気ディスク装置を実現することができる。

なお、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３および本実施の形態４において、一対のピボット２６ａ、２６ｂはピボット軸受２６に設けられ、それらのピボット２６ａ、２６ｂの頂点がヘッド支持アーム８の上面に当接するような構成について説明したが、これに限定されることはない。

垂直回動軸が水平回動軸の軸心方向およびヘッド支持アームの中心線に対して垂直な位置に設けられていてもよい。さらに、垂直回動軸を形成する一対のピボットのそれぞれの頂点が、ヘッド支持アームの中心線に対して対称な位置に設けられていてもよい。また、垂直回動軸が水平回動軸の軸心を通る位置に設けられていてもよい。

このような構成によって、記録媒体の表面に対して垂直な方向に、垂直回動軸を基準としてヘッド支持装置が回動することができる。したがって、簡易な構成で回動中心を正確に設定することができる。このため、ヘッドの位置決め制御をより正確に行うことが可能となる。

図２１は本発明の実施の形態１から実施の形態４における垂直回動軸の形成に対する他の一例を示す側面図である。図２１に示すように、一対のピボット２１１ａ、２１１ｂをヘッド支持アーム２１１に設け、それらのピボット２１１ａ、２１１ｂの頂点が軸受部２１２のフランジ２１２ａの下面に当接するような構成としてもよい。このような構成においても、ピボット２１１ａ、２１１ｂが軸受部２１２のフランジ２１２ａの下面に当接するそれぞれの当接点Ｑ１、Ｑ２を水平回動軸５（図示せず）の軸心に関してお互いに対称的な位置にあるように配置し、当接点Ｑ１、Ｑ２を結ぶ線、すなわち垂直回動軸が水平回動軸５の軸心を通り、かつヘッド支持アーム２１１の長手方向の中心線に垂直になるように形成され、かつ当接点Ｑ１、Ｑ２を結ぶ線の中点を水平回動軸５の軸心にほぼ一致させるように構成することができる。

また、上記構成において、垂直回動軸の周りに回動する部材の合計質量の重心位置を、垂直回動軸と水平回動軸の軸心を含む平面に一致するように構成してもよい。

このような構成によって、外部からの回動軸の軸心方向の衝撃に対しても、ヘッド支持アーム部が垂直回動軸の周りに回動することがなくなる。この結果、耐衝撃性に優れたヘッド支持装置を実現することができる。

また、本発明のディスク装置は、スピンドルモータによって回転される記録媒体と、記録媒体に対向し、記録媒体に信号を記録あるいは記録媒体から信号を再生する信号変換素子を有するヘッド支持装置とからなり、ヘッド支持装置が上記構成のヘッド支持装置である。

このような構成によって、装置の小型化を実現し、さらに大きな耐衝撃性と速いアクセス速度を有し、ヘッドの位置決め精度の優れたディスク装置を実現することができる。

本発明は、ヘッドを搭載したヘッドスライダがジンバル機構によって連結されたヘッド支持アームを、記録媒体の表面に平行な方向に水平回動軸を基準として回動可能とするとともに、一対のピボットの頂点を結ぶ線を垂直回動軸として記録媒体の表面に垂直な方向に回動可能とし、かつ荷重発生用の付勢力を付与する弾性部である板ばね部が設けられている。

また、本発明は、ボイスコイルの回動方向の中心線がヘッド支持アームの長手方向の中心線に対し角度θ（図２参照）を有するように、ボイスコイルとコイルホルダからなるボイスコイル部がヘッド支持アームに固着され、水平回動軸の軸心方向におけるボイスコイルの両側のそれぞれの面に対向するようにマグネットおよびヨークが配設された構成を有する。

このようなヘッド支持装置の構成とすることによって、ヘッド支持装置を構成するヘッド支持アームを剛性の高い材料で形成することができるため、外部からの大きな衝撃等に対する耐衝撃性を向上させることが可能であるとともに、ヘッド支持アームの共振周波数を高くすることができ、ヘッド支持装置を高速で回動および位置決めすることができる。

また、弾性部である板ばね部はヘッド支持アームとは独立した別個の部材として設けられているため、ヘッドスライダへのロード荷重を所定の値に容易に設定することができ、設計の自由度を広げることができる。

さらに、ディスク装置として小型化が実現できるとともに、ヘッド支持装置の共振周波数における位相を位相進みとすることができるため、共振周波数において発振等の不安定な特性を持たず、ヘッド支持装置としての位置サーボ特性を向上させ、シーク動作を安定化させてヘッド位置決め精度を向上させることができる。

また、本発明のヘッド支持装置を備えることによって、小型化を実現すると同時に、非常に耐衝撃性が高く、かつ、非常に高いアクセス速度を有し、ヘッドの位置決め精度を向上した優れたディスク装置を実現することができる。

以上のように本発明は、ヘッドを搭載したヘッドスライダがジンバル機構によって連結されたヘッド支持アームを、記録媒体の表面に平行な方向に水平回動軸の周りに回動可能とするとともに、一対のピボットの頂点を結ぶ線を垂直回動軸として記録媒体の表面に垂直な方向に回動可能とし、かつ荷重発生用の付勢力を付与する弾性部である板ばね部が設けられている。このようなヘッド支持装置とすることによって、耐衝撃性の向上とともにヘッド支持装置を高速で回動および位置決めすることができ、磁気ディスク装置や非接触型のディスク装置、例えば光ディスク装置や光磁気ディスク装置等の分野に有用である。

本発明の実施の形態１における磁気ディスク装置の主要部を示す平面図 同実施の形態１におけるヘッド支持アーム部を示す平面図 同実施の形態１におけるヘッド支持装置の主要な構成を示した展開側面図 同実施の形態１におけるボイスコイル部の平面図 同実施の形態１におけるボイスコイルとマグネットを示す平面図 同実施の形態１におけるヘッド支持装置の回転角とＶＣＭによる回動トルクの関係を示すグラフ 同実施の形態１におけるヘッド支持装置の回転角とＶＣＭによる垂直トルクの関係を示すグラフ 同実施の形態１におけるヘッド支持装置の周波数特性を示すグラフ 同実施の形態１におけるボイスコイル部の他の一例における重心設定部分の重心位置を示す部分平面図 図８Ａに示すボイスコイル部を備えたヘッド支持装置の主要な構成を示した展開側面図 同実施の形態１におけるヘッド支持装置の他の一例に対する周波数特性を示すグラフ 同実施の形態１におけるボイスコイル部の重心設定部分の重心位置と周波数特性における位相との関係を示すグラフ 同実施の形態１におけるボイスコイル部の他の例を示す平面図 本発明の実施の形態２におけるヘッド支持アーム部とマグネットを示す平面図 同実施の形態２におけるヘッド支持装置の構成を示す展開側面図 同実施の形態２におけるヘッド支持装置の回転角とＶＣＭによる垂直トルクの関係を示すグラフ 本発明の実施の形態３におけるヘッド支持アーム部とマグネットを示した平面図 同実施の形態３におけるヘッド支持装置の構成を示す展開側面図 同実施の形態３のボイスコイル部の他の一例における重心設定部分の重心位置を示すヘッド支持アーム部の平面図 本発明の実施の形態４におけるヘッド支持アーム部とマグネットを示す平面図 同実施の形態４におけるヘッド支持装置の構成を示す展開側面図 同実施の形態４のボイスコイル部の他の一例における重心設定部分の重心位置を示すヘッド支持アーム部の平面図 本発明の実施の形態１から実施の形態４における垂直回動軸の形成に対する他の一例を示す側面図 従来の磁気ディスク装置の構成の主要部を示す平面図 従来のヘッド支持装置の構成を示す側面図 従来のヘッド支持アーム部の構成を示す平面図 従来のヘッド支持アーム部の構成を示す分解斜視図

符号の説明

１ 回転中心
２ 回転軸
３ ロータハブ部
４ 記録媒体
５ 水平回動軸
５ａ 軸心
６ ベアリング
７，１２６，１５６，１８４，２２１ ヘッド支持アーム部
８，２１１ ヘッド支持アーム
８ａ タブ部
８ｂ，２６ｃ，２２４ａ 穴部
８ｃ ディンプル
８ｄ，１０ａ 中心線
９ ヘッドスライダ
１０ ボイスコイル
１１ マグネット
１２，１２２，１８６，２２２ 上側ヨーク
１３，１２１，１８５，２２３ 下側ヨーク
１４ ランプ部
１５ ランプブロック
１６，１７ クラッシュストップ
１８，２２６ 筐体
１８ａ，２２６ａ 側面
２１ ジンバル機構
２２，８１，１１１，１２３，１５３，１７１，１８１，２０１，２２４ コイルホルダ
２２ａ，１１１ａ，１２３ａ，１５３ａ，１７１ａ，１８１ａ，２０１ａ 肉盛り部
２２ｂ，４３，８３，２２７ ２点鎖線
２３，８２，１１２，１２４，１５１，１７２，１８２，２０２，２２５ ボイスコイル部
２４ 板ばね部（弾性部）
２５ ばね固定部材
２６ ピボット軸受
２６ａ，２６ｂ，２１１ａ，２１１ｂ ピボット
２７，２１２ 軸受部
２７ａ，２１２ａ フランジ
２７ｂ ネジ部
２７ｃ 円筒部
２８ カラー
２８ａ 突出部
２８ｂ 上面
２９ ナット
３０ 垂直回動軸
４１ １点鎖線
４２，８４，１１３，１２５，１５２，１７３，１８３，２０３ 重心
５０，９０，１２０，１５０，１８０，２２０ ヘッド支持装置
５１ 境界
６１，６２，６３，６４，１４１，１４２ 曲線
α，θ 角度
ｄ１，ｄ２ 距離
Ｐ１，Ｐ２，Ｑ１，Ｑ２ 当接点
Ｒ 記録領域

Claims (11)

1. 信号変換素子を有するヘッドスライダと、
   前記ヘッドスライダを一方の端部に連結したヘッド支持アームと、
   前記ヘッド支持アームを記録媒体表面に平行な方向に回動させる水平回動軸の軸心を基準として前記ヘッドスライダとは反対側の端部で前記ヘッド支持アームと一体として回動するコイルホルダと、
   前記コイルホルダに固着されたボイスコイルと、
   前記ヘッド支持アームを前記記録媒体表面に垂直な方向に回動させる垂直回動軸を形成する一対のピボットと、
   前記垂直回動軸を中心として前記ヘッドスライダを前記記録媒体表面の方向に付勢する荷重を発生させる弾性部と、
   前記ボイスコイルに対向し前記水平回動軸の軸心方向に配設されたマグネットと、
   前記マグネット側の反対側で前記ボイスコイルに対向し前記水平回動軸の軸心方向に配設されたヨークとを備え、
   前記ボイスコイルと前記コイルホルダとにより構成されるボイスコイル部における重心設定部分の重心を含む前記水平回動軸の軸心方向に垂直な第１の平面が、前記垂直回動軸を含む前記水平回動軸の軸心方向に垂直な第２の平面に対して、前記水平回動軸の軸心方向において距離を有して構成されていることを特徴とする
   ヘッド支持装置。
2. 前記ボイスコイル部における前記重心設定部分の前記重心を含む前記水平回動軸の軸心方向に垂直な前記第１の平面が、前記垂直回動軸を含む前記水平回動軸の軸心方向に垂直な前記第２の平面に対して、前記水平回動軸の軸心方向に前記記録媒体側にあり、
   かつ、前記マグネットが前記ボイスコイルに対して前記水平回動軸の軸心方向において前記記録媒体側の反対側にあり、
   かつ、前記ボイスコイル部における前記重心設定部分の前記重心の位置が前記水平回動軸の軸心を中心として前記ヘッド支持アームの中心線より反時計方向側にあるように構成されたことを特徴とする
   請求項１に記載のヘッド支持装置。
3. 前記ボイスコイル部における前記重心設定部分の前記重心を含む前記水平回動軸の軸心方向に垂直な前記第１の平面が、前記垂直回動軸を含む前記水平回動軸の軸心方向に垂直な前記第２の平面に対し、前記水平回動軸の軸心方向において前記記録媒体側にあり、
   かつ、前記マグネットが前記ボイスコイルに対して前記水平回動軸の軸心方向において前記記録媒体側にあり、
   かつ、前記ボイスコイル部における前記重心設定部分の前記重心の位置が、前記水平回動軸の軸心を中心として前記ヘッド支持アームの中心線より時計方向側にあるように構成されたことを特徴とする
   請求項１に記載のヘッド支持装置。
4. 前記ボイスコイル部における前記重心設定部分の前記重心を含む前記水平回動軸の軸心方向に垂直な前記第１の平面が、前記垂直回動軸を含む前記水平回動軸の軸心方向に垂直な前記第２の平面に対して、前記水平回動軸の軸心方向において前記記録媒体側とは反対側にあり、
   かつ、前記マグネットが前記ボイスコイルに対して、前記水平回動軸の軸心方向において前記記録媒体側とは反対側にあり、
   かつ、前記ボイスコイル部における前記重心設定部分の前記重心の位置が、前記水平回動軸の軸心を中心として前記ヘッド支持アームの中心線より時計方向側にあるように構成されたことを特徴とする
   請求項１に記載のヘッド支持装置。
5. 前記ボイスコイル部における前記重心設定部分の前記重心を含む前記水平回動軸の軸心方向に垂直な前記第１の平面が、前記垂直回動軸を含む前記水平回動軸の軸心方向に垂直な前記第２の平面に対して前記水平回動軸の軸心方向において前記記録媒体側とは反対側にあり、
   かつ、前記マグネットが前記ボイスコイルに対して前記水平回動軸の軸心方向において前記記録媒体側にあり、
   かつ、前記ボイスコイル部における前記重心設定部分の前記重心の位置が、前記水平回動軸の軸心を中心として前記ヘッド支持アームの中心線より反時計方向側にあるように構成されたことを特徴とする
   請求項１に記載のヘッド支持装置。
6. 前記記録媒体の記録領域において、前記記録領域の最外周部の位置に前記信号変換素子が位置した時の前記ヘッド支持アームに対応した位置における前記ボイスコイルの前記中心線に一致させて、前記マグネットのＮ極とＳ極との境界を設けたことを特徴とする
   請求項１から請求項５のいずれか1項に記載のヘッド支持装置。
7. 前記垂直回動軸が、前記水平回動軸の軸心方向および前記ヘッド支持アームの前記中心線に対して垂直な位置に設けられていることを特徴とする
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヘッド支持装置。
8. 前記垂直回動軸を形成する一対の前記ピボットのそれぞれの頂点が、前記ヘッド支持アームの前記中心線に対して対称な位置に設けられていることを特徴とする
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヘッド支持装置。
9. 前記垂直回動軸が、前記水平回動軸の軸心を通る位置に設けられていることを特徴とする
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヘッド支持装置。
10. 前記垂直回動軸の周りに回動する部材の合計質量の重心位置を、前記垂直回動軸と前記水平回動軸の軸心を含む平面に一致するように構成したことを特徴とする
    請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヘッド支持装置。
11. スピンドルモータによって回転される記録媒体と、
    前記記録媒体に対向し、前記記録媒体に信号を記録あるいは前記記録媒体から信号を再生する信号変換素子を有するヘッド支持装置と、
    からなり、
    前記ヘッド支持装置が請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヘッド支持装置であることを特徴とする
    ディスク装置。

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