JP4244864B2 - ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気ヘッドや光ヘッド等の浮上型の信号変換素子を有する磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置等のディスク装置に用いられる信号変換素子揺動アームに関し、特に、非動作状態でアンローディングしたときの待避位置にある場合の信号変換素子揺動アームが備えるアクチュエータ把持装置を用いたディスク装置に関する。

ディスク装置の動作停止時には、信号変換素子を搭載した信号変換素子揺動アーム（以下、単に揺動アームと言う）をデータが記録されている領域からアンローディング動作をさせて、記録媒体上の所定の領域（パーキングゾーン）に移動させて保持したり、または、信号変換素子が記録媒体の表面に対して非接触になる記録媒体の外周近傍の所定の位置に移動したりして保持している。すなわち、ディスク装置の動作停止時には揺動アームを所定の待避位置に保持するようになっている。さらに、ディスク装置の動作停止時に外部からの衝撃を受けたとき、揺動アームが待避位置から記録媒体上のデータ記録領域へ移動して、信号変換素子と記録媒体表面との衝突により記録媒体上のデータ領域表面を損傷したり、または、データ記録領域へ移動したときのデータ記録領域に接触したままの状態から動作起動することによる信号変換素子との摺動で記録媒体上のデータ領域表面を損傷したり、または、ディスク装置の他の構成部品と揺動アームが衝突することによって構成部品や揺動アームが損傷を受けるといった致命的な故障を生じないように、揺動アームを所定の待避位置に保持、または把持するための揺動アームの保持機構、または把持機構が採用されている。

以下、従来の揺動アームの保持機構または把持機構を有するディスク装置の例について説明する。

先ず、揺動アームの保持機構を有するディスク記憶装置については、一端に変換ヘッド（上述の信号変換素子に相当）、他端にコイルが取り付けられたアクチュエータアームにおいて、他端側で一体的に設けられた突起に鉄片が取り付けられ、ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと言う）からなる回転軸の周りに回転可能なアクチュエータ（上述の揺動アームに相当）を構成し、また、アクチュエータアームに配設された鉄片に対向してハウジングに永久磁石を固定した構成を有し、かつ、アクチュエータアームに配設した鉄片とハウジングに固定した永久磁石によって、アクチュエータアームの保持機構を有する以下のような構成が提案されている。

すなわち、ディスク記憶装置の停止時には、ＶＣＭのコイルに電流が供給され、アクチュエータアームが所定の待避位置に移動するように作動させられ、所定の待避位置に近づくと鉄片が永久磁石に吸引されて待避位置にアクチュエータアームを固定することができるというものであり、この状態では外力が加わってもアクチュエータアームは磁気吸引力により固定されているので動くことなく、記録媒体上のデータ記録領域のデータやアクチュエータは変換ヘッドやアクチュエータアームの不用意な動きから保護されるというものである（例えば、特許文献１参照）。

また、揺動アームの把持機構を有するディスク記憶装置については、上述の揺動アームの保持機構を有するディスク記憶装置の例と同様のアクチュエータアームの保持機構を有し、さらに、ロック手段とソレノイド・コイルからなるアクチュエータアームの把持機構を設け、さらに、アクチュエータアームの把持機構は、ＶＣＭからなるアクチュエータと上下方向に係合するように弾性を有し、かつ、上方向に応力を有する板ばねがソレノイド・コイルに電流を供給することによる鉄製のプランジャの動きに応じて上下に移動させられ、プランジャの下側には第１の磁気力を有する第１の磁界供給手段としてのマグネットが配置され、上側には第２の磁気力を有する第２の磁界供給手段としてのＶＣＭヨークが配置された構成を有し、ソレノイド・コイルは、第１の電流が供給された場合には、プランジャを押し上げるような磁気力を発生して板ばねを上側に移動させ、また、第１の電流とは異なる第２の電流が供給された場合には、プランジャを押し下げるような磁気力を発生して板ばねを下側に移動させる。また、板ばねの上方向の応力よりも大きい下向きの磁気力を有したマグネットの第１の磁気力により板ばねを下側に固定し、また、板ばねの上方向の応力に加えて、ＶＣＭヨークの第２の磁気力により、板ばねを上側に吸引して固定する構成が提案されている。

このような構成において、ディスクドライブ装置の動作時は、プランジャが第１の磁気力によりマグネットの方向に引き寄せられ、さらに、プランジャにより板ばねが下側に押えつけられて、板ばねがアクチュエータの移動を妨げることはない高さに固定されたロック解除状態になるように板ばねを固定し、また、ディスクドライブ装置の停止時は、アクチュエータを所定のロック位置（上述の待避位置に相当）に移動させ、マグネットの第１の磁気力の大きさと板ばねの応力の大きさとの差よりも大きく、かつ上向きの磁気力を発生させるような第１の電流をソレノイド・コイルに供給し、板ばねを上方向に移動させて、板ばねを上側に固定したロック状態になるように板ばねを移動させて固定する。ここで、ソレノイド・コイルへの電流供給は、ロック解除状態からロック状態、または、ロック状態からロック解除状態への移行時のみに供給され、板ばねが下側、または上側に固定されているロック解除状態、またはロック状態のそれぞれの状態にあるときは、ソレノイド・コイルには電流が供給されていない。ディスクドライブ装置の停止時に、鉄片と永久磁石による磁気吸引力と板ばねを上側に固定してロック状態としてアクチュエータを待避位置にロックすることによって、水平方向のみならず、上下方向に対しても、アクチュエータを固定することができ、衝撃によるアクチュエータの移動を防止することができるというものである（例えば、特許文献２参照）。

また、揺動アームの把持機構を有するディスク記憶装置の別の例として、アクチュエータは揺動軸を中心として回転運動可能に設けられ、その揺動軸を挟んで互いに反対側になるように配設されたヘッドアームとコイルアームからなる構成が提案されている。この構成のディスク装置は以下に示すような特徴を備えている。

（１）ヘッドアームはキャリッジアームとサスペンションアームからなり、そのサスペンションアームはランプブロックに待避するための凸部が形成されたタブを有し、その近傍に信号変換素子を搭載したヘッドスライダが実装されている。

（２）また、ボイスコイルが内面に実装されたコイルアームはアウタアームとインナアームからなる。

（３）アクチュエータの待避位置に設けられたランプブロックおよび慣性ラッチ機構がエンクロージャの内部に収納されている。

（４）エンクロージャにねじ固定されたランプブロックはランプサポートの側面から水平方向に凸設した複数のランプを有し、ランプは第１斜面、頂部平面、第２斜面、底部平面および第３斜面を含む複合平面を有している。

（５）慣性ラッチ機構は、揺動軸を中心にして揺動可能な慣性レバーと、他の揺動軸を中心にして揺動可能なラッチレバーと、ラッチレバーをアーム開放位置に保持するためのスプリングにより構成され、それぞれの揺動軸周りの慣性レバーおよびラッチレバーの慣性モーメントにおいてラッチレバーよりも慣性レバーの慣性モーメントの方が大きくなされている。

（６）慣性レバーは、ラッチレバーと第１係合部において係合するための第１係合突起および第２係合部において係合するための第２係合突起が形成された慣性アームとバランスアームとを有する。

（７）ラッチレバーは、スプリングの作用側端部と係合する２つのスプリング係合突起と位置決め突起とラッチ突起とが形成されたラッチアームと補助アームとを有しており、位置決め突起はラッチレバーのアクチュエータ開放位置およびアクチュエータラッチ位置を決めるためのものであり、ラッチ突起はラッチレバーがアクチュエータラッチ位置に動いたときにアクチュエータのインナアームの先端部に係合してアクチュエータをラッチするためのものである。

（８）ランプブロックと慣性ラッチ機構とでアクチュエータロック機構を構成している。

これらの特徴を有する構成において、ディスクドライブ装置の非動作時には、アクチュエータは待避位置にアンロードされ、サスペンションアームのタブがランプの底部平面に保持されており、微弱な衝撃に対しては、サスペンションアームのタブ凸部がランプの第２斜面、または第３斜面を登ることによりヘッドアームの揺動エネルギーを減衰させてヘッドアームの動きを抑制して、ヘッドアームが待避位置からディスク側、またはその反対側に移動することを防ぎ、ヘッドアームを待避位置に保持するアクチュエータ保持機構として機能する。また、ディスクドライブ装置の非動作時にディスクドライブ装置に衝撃が加わった場合の慣性ラッチ機構の動作において、外部からの衝撃によりアクチュエータに反時計周りに揺動させるトルクが働いたとき、慣性レバーおよびラッチレバーには、それぞれの揺動軸を中心に反時計周りに回動させようとするトルクがそれぞれ働き、慣性レバーに働くトルクがラッチレバーに働く衝撃によるトルクおよび揺動軸を中心に時計周りにラッチレバーを回動させようとするスプリングのトルクによる合力トルクよりも大きければ、慣性レバーはラッチレバーに働くトルクの向きに係わらず反時計周りに回動し、第１係合部において第１係合突起によりラッチレバーを引っ張り、ラッチレバーを反時計周りに揺動させ、ラッチアームのラッチ突起が待避位置にある状態から移動してきたインナアーム先端部に係合し、アクチュエータがラッチされ、その後、ランプの第２斜面の作用によりアクチュエータのタブはランプの底部平面に押し戻され、インナアーム先端部とラッチ突起の係合が離れ、スプリングの作用によりラッチアームはアクチュエータ開放位置に戻る。また、外部からの衝撃によりアクチュエータに時計周りに揺動させるトルクが働いたとき、慣性レバーおよびラッチレバーには、それぞれの揺動軸を中心に時計周りに回動させようとするトルクがそれぞれ働き、ラッチレバーには衝撃によるトルクの他にスプリングにより揺動軸を中心に時計周りに回動させようとするトルクが常に働いている。第２係合部において、慣性レバーに働くトルクがラッチレバーに働く衝撃によるトルクおよびスプリングによるトルクの合力よりも大きければ、第２係合部において第２係合突起によりラッチレバーを押し、ラッチレバーを反時計周りに揺動させ、ラッチアームのラッチ突起がアクチュエータの揺動範囲を規制する弾性体からなるクラッシュストップに激突して反時計周りにリバウンドしてきたインナアーム先端部に係合し、アクチュエータがラッチされるというものであり、ラッチレバーに衝撃により働くトルクよりも慣性レバーに働く衝撃によるトルクを大きくし、衝撃による慣性レバーのトルクの向きに揺動するようにするために、慣性レバーの慣性モーメントをラッチレバーの慣性モーメントよりも大きく設定し、インナアーム先端部が待避点からラッチ点に移動するよりも前に、ラッチ突起がラッチ点に移動するように、開放点からラッチ点までのラッチ突起の揺動距離、ラッチ点の位置、ラッチ突起から揺動軸までの距離等を設定して、アクチュエータを待避位置にラッチして、アクチュエータをロックし、ヘッドアームおよびヘッドスライダがディスクの配設空間に入り込むことを防止するというものである（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
特許第２８０３６９３号公報（第３頁、第１図） 特開平８−２２１９１５号公報（第４頁、第５頁、第１図、第２図、第４図） 特開平１０−３０２４１８号公報（第４頁、第５頁、第１図、第２図） 特開２００２−２６０３５６号公報（第５頁〜第６頁、第１図）

しかしながら、上述の従来の揺動アームの保持機構を有するディスク記憶装置に用いられたアクチュエータの保持機構において、ディスク記憶装置の停止時に、アクチュエータアームに設けられた鉄片とハウジングに固定された永久磁石の吸引力によって、アクチュエータの待避位置にアクチュエータアームを固定するというものであり、このような構成を有するアクチュエータ保持機構では、アクチュエータの回動方向と同一方向の衝撃に対しては比較的高い耐衝撃性を有するが、短時間に加わる大きな衝撃、またはアクチュエータの回動方向に対して上下方向の成分を有する衝撃に対する耐衝撃性は比較的低く、衝撃に対する保持機能を充分に発揮することができないという課題があり、また、アクチュエータを待避位置に保持するためには鉄片と永久磁石が必要となり、装置を構成する部品点数が増加してコスト増になるという課題があった。

また、上述の従来の揺動アームの把持機構を有するアクチュエータ把持装置は、比較的大きな衝撃が加わったとき、待避位置にあるアクチュエータが記録媒体のデータ記録領域にまで移動しないように待避位置にアクチュエータを把持するように構成されたアクチュエータ把持機構であり、特に、ロック手段とソレノイド・コイルからなるアクチュエータ把持装置を設けた例では、アクチュエータアームに設けられた鉄片、ハウジングに設けられた永久磁石、アクチュエータを把持するための板ばね、その板ばねを下側に固定するマグネット、板ばねを上下移動させるためのプランジャおよびプランジャを上下移動させるソレノイド・コイルによってアクチュエータ把持装置が構成されており、ディスクドライブ装置の停止時、アクチュエータを待避位置に移動させ、プランジャの上下移動に伴って板ばねを上方向に移動させ、板ばねをロック状態にして、アクチュエータを待避位置にロックするというものであり、比較的大きな衝撃に対しても耐衝撃性を有するが、プランジャの移動方向と同一方向の非常に大きな衝撃を受けたときに、板ばねのロック状態を維持するためには、板ばねの上側への応力およびＶＣＭヨークの第２の磁気力をその衝撃に耐えられる値に設定する必要があり、したがって、そのような板ばねの上側への応力とＶＣＭヨークの第２の磁気力との大きな合力に抗してプランジャを下方向に移動させ、板ばねをロック解除状態にするためには、ソレノイド・コイルに大きな電流を流して大きな磁気力を発生させることが必要であり、ソレノイド・コイルが大型化し、また、アクチュエータを待避位置にロックするためのアクチュエータ把持装置を構成するそれぞれの部品を配置する空間が必要であり、ディスクドライブ装置を小型化することが困難になるという課題があり、さらに、アクチュエータ把持機構を構成するために、多くの部品が必要となり、装置のコストアップ要因となるという課題があった。

また、アクチュエータが揺動軸を中心として回転運動可能に設けられ、その揺動軸を挟んで互いに反対側になるように配設されたヘッドアームとコイルアームからなる構成のディスク装置では、慣性レバー、ラッチレバーおよびスプリングにより慣性ラッチ機構が構成されており、ディスクドライブ装置の非動作時に、比較的大きな衝撃を受けた場合、慣性レバーが回動して、ラッチレバーに働くトルクの向きに係わらずラッチレバーを反時計方向に回動させて、ラッチアームのラッチ突起が待避位置にある状態から移動してきたアクチュエータのコイルアームにおけるインナアーム先端部に係合し、アクチュエータをラッチするというものであり、そのために慣性レバーの慣性モーメントをラッチレバーの慣性モーメントよりも大きく設定しているというものである。このような慣性ラッチ機構を有する構成によるアクチュエータ把持装置では、衝撃に対する不感帯領域を非常に小さくすることができ、アクチュエータ把持装置としての信頼性が向上するが、慣性ラッチ機構を構成するために、多くの部品を必要とし、また、それらの部品を配置するスペースも必要となり、装置のコストアップ要因となり、かつ、小型化に対する障害になるという課題があった。

本発明は、上記の課題を解決し、非常に簡単な構成で、非常に高い耐衝撃性を有するアクチュエータ把持装置、および、それを備えたディスク装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明のディスク装置は、回転軸の周りに回転可能に支持された記録媒体と、読出し／書込みヘッドを一端に有するヘッド支持アームと、記録媒体の回転軸から離れて配置され、かつ平行な第１の回動軸の周りを記録媒体の面に平行な方向にヘッド支持アームを回動させる第１の軸受と、第１の軸受に接続されて記録媒体の面に垂直な方向にヘッド支持アームを第２の回動軸の周りに回動させるピボット軸受と、ピボット軸受とヘッド支持アームの間に備わる接合部と、ヘッド支持アームの長手方向の中心線とピボット軸受の軸に挟まれた平面に垂直である第２の回動軸と接し、接合部とヘッド支持アームとの間または接合部と第１の軸受との間に配置された当接部と、ヘッド支持アームとピボット軸受を接続し、かつヘッド支持アームを弾性的に付勢する板ばね部とを有するディスク装置であって、ヘッド支持アームの半径方向および半径方向と垂直な方向の力をヘッド支持アームに作用させて、ヘッド支持アームを待避位置から記録媒体上の読出し／書込み位置に移動させる構成を有し、また、ヘッド支持アームは一端にタブ部を備え、ヘッド支持アームが待避位置にあるとき、タブ部を保持するためにヘッド支持アームにランプ部が配設されており、ランプ部に、タブ部が待避位置から記録媒体の方向に移動することを阻止するための第１の段差側面と、タブ部が待避位置を維持する維持平面とを形成した構成を有している。

これらの構成によって、ヘッド支持アームの待避位置において、外部からの大きな衝撃を受けても、ランプ部のヘッド支持アームのタブ部が弾性手段による付勢力で押圧するようにして当接している維持平面の他方の側に設けられた略垂直な第２の段差側面によって、タブ部がその維持平面から離脱するようなことがなく、したがって、ヘッド支持アームがランプ部周辺に設けられたディスク装置を構成する部材に衝突して、ヘッド支持アームを構成する部材やディスク装置を構成する部材に損傷が生じることを防止することができるヘッド支持アーム把持装置を非常に簡素な構成で実現することができるという効果を得ることができる。

また、本発明のディスク装置は、ヘッド支持アームが板ばね部の構成に比べて実質的に剛性が高い構成に加え、接合部がヘッド支持アームの中心線に対称に配置された一対の突起部を有する構成、また、ヘッド支持アームの回動軸がピボット軸受と交差している構成、ランプ部上に、タブ部が摺動する面に対向したカバー部を有する構成、また、タブ部が第１の段差側面を摺動するときのタブ部と第１の段差側面との間の摩擦係数をμとするとき、ランプ部の維持平面に対する第１の段差側面の所定の角度θが、記録媒体の回転停止時におけるヘッド支持アームの待避位置に対応する維持平面に対して、９０°≦θ≦９０°＋ｔａｎ^-1μとなるように設定されている構成、また、ランプ部の維持平面に対する第１の段差側面の所定の角度θが、記録媒体の回転停止時におけるヘッド支持アームの待避位置に対応する維持平面に対して、９０°≦θ≦１００°となるように設定されている構成、また、ヘッド支持アームの待避位置に対応する維持平面の他方の側に、第１の段差側面に対向させて所定の角度を有した第２の段差側面を形成した構成、また、ランプ部の第２の段差側面における所定の角度が、記録媒体の回転停止時におけるヘッド支持アームの待避位置に対応する維持平面に対して、略垂直となるように設定されている構成、また、ヘッド支持アームを回動するＶＣＭがボイスコイルとマグネットからなり、記録媒体の回転停止時におけるヘッド支持アームの待避位置にあるときのボイスコイルに対向するマグネットのヘッド支持アームの回動半径方向における大きさが、記録媒体の表面上を記録再生動作しているときのボイスコイルに対向する位置にあるマグネットのヘッド支持アームの回動半径方向における大きさよりも大きくなるように形成されている構成、また、記録媒体の回転停止時におけるヘッド支持アームの待避位置から、記録媒体側へヘッド支持アームを回動するときに、ヘッド支持アームの待避位置に対応する維持平面を押圧する付勢力をＦ₁とし、ＶＣＭによるタブ部に働く垂直駆動力をＦ₃とし、タブ部が第１の段差側面を摺動するときのタブ部と第１の段差側面との間の摩擦係数をμとし、維持平面に垂直な平面に対する第１の段差側面の角度をαとすると、タブ部に働くＶＣＭによって発生する垂直駆動力を示すＦ₄について、Ｆ₄＞Ｆ₁＋μ（Ｆ₁ｔａｎα＋Ｆ₃）となる関係を有するように設定されている構成を有している。

これらの構成によって、ディスク装置の停止時に、非常に簡素な構成でヘッド支持アームを把持することができ、外部からの大きな衝撃に対してヘッド支持アームを待避位置から離脱させるようなことが発生せず、したがって、ヘッドスライダが記録媒体の表面に衝突して、ヘッドスライダに搭載された信号変換素子や記録媒体に損傷が生じることがなく、耐衝撃性が非常に高く、また、高い応答特性および高速アクセスを有する高信頼性の優れたディスク装置を実現することができるという効果を得ることができる。

本発明のこのようなヘッド支持アームを備えるアクチュエータの構成とすることによって、アクチュエータを構成するヘッド支持アームと、ロード荷重として記録媒体の表面方向にヘッドスライダを搭載したヘッド支持アームを付勢する板ばね部とが別個の部材で構成されているため、アクチュエータ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、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、さらに、アクチュエータに組み込まれたヘッドスライダに対するロード荷重を大きくすることができ、ディスク装置の動作中における外部からの振動、または衝撃に対して高い耐衝撃性を有し、さらに、非常に高いアクセス速度を有する非常に優れたディスク装置を実現することができるという利点を有している。

また、本発明のようなアクチュエータの把持機構を有するディスク装置においては、その停止時に、外部からの大きな衝撃を受けても、アクチュエータを構成するヘッドスライダ等の部材が記録媒体に衝突して、記録媒体の表面を損傷したり、または、ヘッド支持アーム等のアクチュエータを構成する部品が損傷する等の重大な故障の発生を阻止することができ、高い耐衝撃性を有する非常に安定したアクチュエータ把持装置を実現することができる。さらに、信号変換素子揺動アームであるアクチュエータを把持するための特別な個別の部材を必要とせず、把持機構を構成するための特別な個別部材としてのコストおよびスペースが不要であり、安価で、小型化され、かつ、非常に高い耐衝撃性を有する信号変換素子揺動アーム（アクチュエータ）の把持機構を実現することができるという利点も有している。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１〜図８は、本発明の実施の形態におけるディスク装置におけるアクチュエータ把持装置を説明するための図である。図１はアクチュエータが待避位置にあるときのディスク装置の主要部の構成を示す平面図、図２はアクチュエータの構成を示す概略側面図、図３はアクチュエータの構成を示す分解斜視図、図４はアクチュエータが待避位置にあるときのランプブロック近傍を示す部分拡大平面図、図５はランプブロックのカバー部に沿って切断したランプ部、タブ部および記録媒体を示す部分拡大断面図、図６はタブ部の形状を示す拡大断面図、図７はアクチュエータを記録媒体側へ回動させようとする衝撃を受けた場合のタブ部によりランプ部の第１の段差側面を押圧する力を示す説明図、図８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部分拡大平面図である。

以下、ディスク装置として磁気ディスク装置を例に挙げ説明する。

図１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、記録媒体層が表面上に形成された記録媒体４が載置されている。一方、回動軸５の周りにベアリング６を介して回動自在に軸支された信号変換素子揺動アームであるアクチュエータ７には、一方の端部にタブ部８が形成され、タブ部８より回動軸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、他端にはボイスコイル１０が配設されており、回動軸５の周りに記録媒体４の表面と平行な方向に回動する。そして、アクチュエータ７に設けられたタブ部８に当接してアクチュエータ７を上下にガイドするように、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、または他の筐体に取り付けられている。また、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が設けられたアクチュエータ７に対して記録媒体４とは反対側にマグネット１１を固着した上側ヨーク１２がシャーシ、または他の筐体（図示せず）に取り付けられており、また、ボイスコイル１０を挟むようにしてボイスコイル１０に対向させてその下方に下側ヨーク１３がシャーシ、または他の筐体に取り付けられている。さらに、ボイスコイル１０、ボイスコイル１０に対向する上側ヨーク１２に固着されたマグネット１１および下側ヨーク１３によってＶＣＭが構成されている。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、アクチュエータ７が記録媒体４の半径方向に回動させられ、磁気ディスク装置の動作時は、アクチュエータ７が回動軸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し、磁気ディスク装置の非動作時には、アクチュエータ７を時計方向に回動させて、アクチュエータ７を待避位置であるランプ部１４の所定の位置まで回動する。

次に、アクチュエータ７の構成について図２および図３を用いて説明する。図２および図３において、一方の端部にタブ部８および他方に穴部２１ａを有するヘッド支持アーム２１に、ジンバル機構２２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を配設して、ヘッド支持アームユニット２３を構成している。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２１ｂをヘッド支持アーム２１の下面に設けて、ジンバル機構２２を介してヘッドスライダ９を取り付けたとき、そのディンプル２１ｂがジンバル機構２２、またはヘッドスライダ９の上面（磁気ヘッドが搭載された面とは反対側の面）の略中心部に当接す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おけるヘッドスライダ９の記録媒体４に対するロール、またはピッチ方向の不要な振動等にも柔軟性よく追従することができる。さらに、ボイスコイル１０が穴部２４ａを有するボイスコイルホルダ２４に取り付けられ、ボイスコイル１０を挟んで穴部２４ａの反対側にバランサ２５が固着されて構成されたボイスコイル部２６をヘッド支持アームユニット２３に固着し、アクチュエータサブユニット２７を構成する。なお、ヘッド支持アームユニット２３とボイスコイル部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、上面から見て略環状で側面から見ると略Ｚ字状に２段に折り曲げられた弾性手段である板ばね部２８の一端が半円環形状のばね固定部材２９を介して一対のピボット３０ａ、３０ｂと穴部３０ｃを有するピボット軸受３０に固着されており、さらに、板ばね部２８をヘッド支持アーム２１の穴部２１ａに貫通させ、ピボット軸受３０の接合部となる一対のピボット３０ａ、３０ｂをヘッド支持アーム２１の上面に当接させて板ばね部２８の他端をヘッド支持アーム２１の下面に固着し、板ばね部２８と一対のピボット３０ａ、３０ｂを介してヘッド支持アーム２１を構成要素とするアクチュエータサブユニット２７とピボット軸受３０が弾性手段である板ばね部２８によって弾性的に接続され、かつ、ピボット軸受３０の接合部となる一対のピボット３０ａ、３０ｂとヘッド支持アーム２１の上面とのそれぞれの当接点Ｐ₁および当接点Ｐ₂を支点としてアクチュエータサブユニット２７を構成するヘッド支持アーム２１のタブ部８側を下方に押し下げるように板ばね部２８が作用するようになされ、アクチュエータアーム３１を構成している。したがって、磁気ディスク装置の動作時、ヘッド支持アームユニット２３にジンバル機構２２を介して取り付けられたヘッドスライダ９が記録媒体４の表面に対して浮上しているときのヘッドスライダ９のロード荷重は、ピボット軸受３０の接合部となる一対のピボット３０ａ、３０ｂのそれぞれの当接点Ｐ₁および当接点Ｐ₂によるヘッド支持アームユニット２３に対する板ばね部２８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とになり、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、板ばね部２８を変形させて、ヘッドスライダ９、すなわち磁気ヘッドと記録媒体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、一端側がピボット軸受３０の穴部３０ｃの内径よりも大きな外径を有するフランジ３２ａと、他端側がピボット軸受３０の穴部３０ｃの内径よりも小さな外径を有するねじ部３２ｂと、フランジ３２ａとねじ部３２ｂとの間にピボット軸受３０の穴部３０ｃと嵌合する外径を有する円筒部３２ｃからなる中空つば付き円筒形状の軸受部３２を、ピボット軸受３０の穴部３０ｃ、ばね固定部材２９の半円環形状の内側、板ばね部２８の円環状の内側およびボイスコイルホルダ２４の穴部２４ａに貫通させ、一方、フランジ３２ａとは反対側から円筒部３２ｃに嵌合する内径とボイスコイルホルダ２４の穴部２４ａを貫通する外径を有し、一方に側面から見た形状が略Ｚ字状の板ばね部２８がばね固定部材２９に当接している部分と略同様の形状を有する半円環形状の突出部３３ａを設けた中空のカラー３３を突出部３３ａが軸受部３２のフランジ３２ａ側となるようにして軸受部３２の円筒部３２ｃに嵌合させて挿入し、突出部３３ａの上面３３ｂがばね固定部材２９に固着された板ばね部２８の略環状の平面部分に当接するようにして、カラー３３をばね固定部材２９とそのばね固定部材２９に固着当接している板ばね部２８の平面部分とともに軸受部３２のフランジ３２ａとナット３４によって挟持して一体化し、アクチュエータ７を構成している。

次に、アクチュエータ７を構成するピボット軸受３０に設けられて接合部となる一対のピボット３０ａ、３０ｂの位置について説明する。ピボット３０ａとピボット３０ｂがヘッド支持アーム２１の上面に当接するそれぞれの当接点Ｐ₁と当接点Ｐ₂を結ぶ線が、図１に示すアクチュエータ７の回動軸５の軸心を通り、かつ、図１に示すアクチュエータ７の長手方向の中心線１６に垂直になるように形成されている。なお、当接点Ｐ₁と当接点Ｐ₂をアクチュエータ７の回動軸５の軸心に関して互いに対称的な位置にあるように配置して、当接点Ｐ₁と当接点Ｐ₂を結ぶ線の中点を回動軸５の軸心に略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、アクチュエータ７を構成するアクチュエータサブユニット２７はピボット３０ａおよびピボット３０ｂの当接点Ｐ₁と当接点Ｐ₂を結ぶ線の周りに記録媒体４の表面に垂直な方向に回動可能となり、板ばね部２８の弾性力によって、アクチュエータサブユニット２７を構成するヘッド支持アーム２１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。

さらに、アクチュエータ７の重心位置を、アクチュエータサブユニット２７を構成するヘッド支持アーム２１の上面に当接するピボット軸受３０のそれぞれの当接点Ｐ₁および当接点Ｐ₂を結ぶ線の中点に略一致させるようにバランサ２５の質量（重量）を設定して、ボイスコイル部２６を構成するボイスコイルホルダ２４の一端にバランサ２５を固着する。すなわち、アクチュエータ７を構成したとき、アクチュエータ７の重心位置は、アクチュエータ７の回動軸５の軸心に略一致するように構成する。なお、近似的には、アクチュエータサブユニット２７の重心位置を上述のように回動軸５の軸心に略一致するようにしてもよく、このときアクチュエータ７の重心位置とのずれが実用上は問題にはならない程度のものである。また、バランサ２５はボイスコイルホルダ２４の一端に固着するように記述したが、アクチュエータ７を構成するそれぞれの構成部品の質量（重量）配分によっては、ヘッド支持アームユニット２３のヘッドスライダ９側に設けねばならない場合もある。

アクチュエータ７を上述のように構成することにより、アクチュエータ７を構成するヘッド支持アーム２１を剛性の高い材料で形成することができ、したがって、外部からの大きな衝撃等に対する耐衝撃性が向上するとともに、ヘッド支持アーム２１の共振周波数を高くすることができ、従来から問題になっていた振動モードが発生せず、セトリング動作の必要がないためにアクチュエータ７を高速で回動および位置決めすることができ、磁気ディスク装置のアクセス速度を向上することができる。また、弾性手段である板ばね部２８は、ヘッド支持アーム２１として１つの部材になるように一体に形成されたものではなく、ヘッド支持アーム２１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９へのロード荷重を大きく、柔軟性を高く、さらに構造体の剛性を高くしたい、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、アクチュエータ７の設計が簡易になるとともに、その設計の自由度を飛躍的に広げることができる。また、従来のヘッド支持アームのような、非常に精密な板ばね部のフォーミング加工を必要とせず、従来のものと比較して簡易にヘッド支持アームを形成することができ、さらに、板ばね部２８の厚み、材質等を単独で設定することもできて、板ばね部２８の強度およびばね定数を所定の望む値に設定することもできる。

磁気ディスク装置の停止時には、アクチュエータ７が回動軸５の周りに回動して、記録媒体４の外側に移動させるいわゆるロード／アンロード方式を用いるのは周知の通りであり、このときのアンロード動作においてアクチュエータ７をガイドして、待避位置に導くためのランプ部１４について説明する。

図４および図５において、シャーシ、または他の筐体に取り付けられたランプブロック１５は、ランプ取付部４１の側面から水平方向に凸設したランプ部１４およびカバー部４２を有し、ランプ部１４の一部が記録媒体４の回転中心１の軸心方向において記録媒体４と上下に隙間を有して重複するように取り付けられている。そして、ランプ部１４は、第１の斜面１４ａ、第１の平面１４ｂ、第２の斜面１４ｃ、第１の段差側面１４ｄ、第２の平面１４ｅおよび第２の段差側面１４ｆからなる上面４３を有し、上述のアクチュエータ７を構成するヘッド支持アーム２１のタブ部８がランプ部１４の上面４３に当接しながら、アクチュエータ７をガイドする。また、カバー部４２は、その下面とランプ部１４の第１の平面１４ｂとの間隔がその間を通過するヘッド支持アーム２１のタブ部８の大きさよりも大きくなるように形成されている。なお、第２の斜面１４ｃは必ずしも設けなくてもよい。

ランプ部１４における第１の平面１４ｂおよび第２の平面１４ｅは回動軸５に垂直な平面にそれぞれ平行な平面上にあり、第１の段差側面１４ｄは第２の平面１４ｅに対して（９０＋α）°の角度を有する平面上にあり、回動軸５の軸心方向の高さがヘッド支持アーム２１のタブ部８の回動軸５の軸心方向の高さより少なくとも大きい高さを有するように形成されている。また、第２の段差側面１４ｆは第２の平面１４ｅに対して略垂直な平面上にあり、その高さは第１の平面１４ｂの位置よりも少なくとも高くなるように形成されている。なお、周知のように、記録媒体４の記録領域側とは反対側へアクチュエータ７が回動して、ランプ部１４から離脱することを阻止するために、ボイスコイルホルダ２４の端面に当接するストッパ（図示せず）をシャーシ、または筐体その他の構造部材に設ける場合には、上述の第２の段差側面１４ｆは必ずしも設けなくてもよい。

磁気ディスク装置に停止指令が入力されると、記録媒体４を回転させた状態のまま、ＶＣＭに電流が供給されてアクチュエータ７を時計方向に回動させ、記録媒体４の外側に移動させる。記録媒体４の外周部近傍において、アクチュエータ７を構成するヘッド支持アーム２１のタブ部８は、ランプ部１４の第１の斜面１４ａに当接し、さらに、アクチュエータ７の時計方向への回動により、ランプ部１４の第１の斜面１４ａ、第１の平面１４ｂ、第２の斜面１４ｃ、第１の段差側面１４ｄ、第２の平面１４ｅへと順次導かれ、アクチュエータ７の回動は停止し、第２の平面１４ｅ上においてアクチュエータ７の待避位置となる。なお、記録媒体４の回転は、アクチュエータ７がランプ部１４の上面４３をガイド中、または、待避位置に導かれた後に停止する。

待避位置においてアクチュエータ７を構成するヘッド支持アーム２１のタブ部８が第２の平面１４ｅに当接しているとき、アクチュエータ７を構成する板ばね部２８によりタブ部８が第２の平面１４ｅに対して押圧する付勢力Ｆ₁を発生する。

また、このように構成されたランプ部１４の上面を摺動するヘッド支持アーム２１のタブ部８の形状について説明する。ランプ部１４の第１の斜面１４ａ、第１の平面１４ｂ、第２の斜面１４ｃおよび第１の段差側面１４ｄを摺動させるために、タブ部８の外周形状は、少なくとも半周以上の外周にエッジ等の引っ掛かり部がないようにする必要があり、少なくとも半周以上が円筒状になっている半円月状、または円筒状が望ましい。また、円筒状に限ることはなく、楕円形状、またはその他の楕円形状を部分的に有する形状であってもよく、滑らかに変化する曲面を有する形状であればよい。タブ部８を有するヘッド支持アーム２１は通常板状の材料で形成され、その断面形状は略長方形の形状を有しているが、図６（ａ）に示すように、タブ部８をプレス加工等の周知の加工方法によって、その外周を半円月状形状になるように加工してもよく、また、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、板状のタブ部８に外形が半円月状、または円筒状等の形状を有するように樹脂等の材料で一体成形してもよい。

なお、上述の説明においては、アクチュエータ７を待避位置にガイドするランプ部１４を有するランプブロック１５を記録媒体４の外周部近傍に設けた構成であるが、何らこれに限ることはなく、周知のように、記録媒体４を回転させるスピドルモータが軸固定型の場合における固定軸に取り付けたり、または、装置の筐体やカバー等の構造部材に取り付けることによって、記録媒体４の回転中心１の近傍にランプブロックを設けてもよいのは言うまでもない。この場合には、ランプ部１４の第１の段差側面１４ｄは、第２の平面１４ｅの記録媒体４の記録領域側に設けられた構成となる。

次に、磁気ディスク装置の停止時に、磁気ディスク装置が落下による衝撃、携帯運搬中の振動、または他物との衝突による衝撃等の非常に大きな外部からの衝撃を受けた場合について説明する。

回動軸５の周りに回動するアクチュエータ７は、磁気ディスク装置に加わる外部からの大きな衝撃によって、直線的加速度と角加速度を受ける。直線的加速度による衝撃力はアクチュエータ７の重心に働き、その衝撃力の大きさはアクチュエータ７の重量に依存する。また、角加速度による衝撃力は回動軸５の中心に偶力として働き、その衝撃力により生ずる偶力の大きさはアクチュエータ７の慣性モーメントに依存する。一方、上述のように、アクチュエータ７の重心位置をアクチュエータ７の回動軸５の軸心に略一致するように設定しているため、直線的加速度による衝撃力は回動軸５の軸心に働くことになり、アクチュエータ７を回動軸５およびピボット３０ａおよびピボット３０ｂの当接点Ｐ₁と当接点Ｐ₂を結ぶ線の周りに回動させようとする力はほとんど働かず、アクチュエータ７はほとんど回動しない。しかし、直線的加速度による衝撃力における回動軸５の軸心方向の分力によって、アクチュエータサブユニット２７、ばね固定部材２９、板ばね部２８およびカラー３３は回動軸５の軸心方向の力を受け、アクチュエータサブユニット２７は板ばね部２８の応力に抗して回動軸５の軸心方向に移動しようとする力が働く。したがって、回動軸５の軸心方向に移動しようとする力が働いてアクチュエータサブユニット２７が移動して、ヘッド支持アーム２１のタブ部８がランプ部１４の第２の平面１４ｅから浮き上がったとしても、移動が終了して復元したときには、移動前の元の位置、すなわちランプ部１４の第２の平面１４ｅに戻ることになる。また、角加速度による衝撃力によって生じる偶力は、アクチュエータ７を回動軸５の周りに回動させるように働き、ランプ部１４の第２の平面１４ｅへのヘッド支持アーム２１のタブ部８の押圧力（上述の付勢力Ｆ₁）による摩擦に抗してアクチュエータ７を移動させようとする。したがって、磁気ディスク装置の停止時における外部からの大きな衝撃によって、アクチュエータ７の待避位置からアクチュエータ７に搭載されたヘッドスライダ９を記録媒体４の方向に、または、その反対方向に移動させようとする力は、衝撃における角加速度による衝撃力によって生じることになる。

したがって、アクチュエータ７を記録媒体４側へ回動させようとする外部からの大きな衝撃を受けた場合に、ランプ部１４の第２の平面１４ｅ、すなわち回動軸５に略垂直な平面に対してθ＝（９０＋α）°の角度を有するように形成された第１の段差側面１４ｄ上をヘッド支持アーム２１のタブ部８が記録媒体４の方向に移動しないようにするためには、図７にタブ部８がランプ部１４の第１の段差側面１４ｄに当接する接点Ｓにおける第１の段差側面１４ｄに作用する作用力を示すように、タブ部８が受ける衝撃による角加速度の衝撃力Ｆにおける第１の段差側面１４ｄ方向の分力Ｆｓｉｎαが、タブ部８が受ける衝撃による角加速度の衝撃力Ｆにおける第１の段差側面１４ｄに垂直な方向の分力Ｆｃｏｓαおよび第２の平面１４ｅに対するタブ部８の付勢力Ｆ₁における第１の段差側面１４ｄに垂直な方向の分力Ｆ₁ｓｉｎαによる摩擦力μ（Ｆｃｏｓα＋Ｆ₁ｓｉｎα）（但し、μは第１の段差側面１４ｄとタブ部８との間の摩擦係数）と、第２の平面１４ｅに対するタブ部８の付勢力Ｆ₁における第１の段差側面１４ｄ方向の分力Ｆ₁ｃｏｓαとの和よりも小さくなることが必要である。すなわち、（式１）を満足するようにすればよい。

Ｆｓｉｎα≦μ（Ｆｃｏｓα＋Ｆ₁ｓｉｎα）＋Ｆ₁ｃｏｓα ――― （式１）
一方、μ＞０、Ｆ₁＞０、ｓｉｎα≧０、ｃｏｓα≧０であるから、（式２）となり、
μＦ₁ｓｉｎα＋Ｆ₁ｃｏｓα＞０ ――― （式２）
故に、（式３）が得られる。

μＦｃｏｓα＜μ（Ｆｃｏｓα＋Ｆ₁ｓｉｎα）＋Ｆ₁ｃｏｓα ――― （式３）
したがって、少なくとも（式４）を満足すれば、タブ部８が記録媒体４の方向に移動するようなことはない。

Ｆｓｉｎα≦μＦｃｏｓα ――― （式４）
故に、第１の段差側面１４ｄを第２の平面１４ｅに垂直な平面に対して（式５）を満足するように形成する。

α≦ｔａｎ^-1μ ――― （式５）
したがって、第２の平面１４ｅに対して（式６）を満足させる。

９０≦θ＝（９０＋α）≦９０＋ｔａｎ^-1μ ――― （式６）
一例として、μ≧０．２とすれば、α≦１１°となり、ランプ部１４の第１の段差側面１４ｄが第２の平面１４ｅに対して
θ＝９０°〜１００°
の角度を有するように形成することによって、ヘッド支持アーム２１のタブ部８はランプ部１４の第１の段差側面１４ｄによって記録媒体４の方向に移動することが阻止されることになる。

また、アクチュエータ７を記録媒体４から離れるような方向の衝撃を受けた場合、ランプ部１４の第２の段差側面１４ｆが第２の平面１４ｅに対して略垂直、すなわち、アクチュエータ７の回動軸５の軸心に垂直な平面に略垂直な平面になるように形成されており、さらに、ランプブロック１５にはカバー部４２が形成されているため、外部からの大きな衝撃によってアクチュエータ７が記録媒体４から離れるように回動させる力が働いても、第２の段差側面１４ｆおよびカバー部４２によって回動が阻止され、待避位置である第２の平面１４ｅから離脱することはない。

次に、磁気ディスク装置に動作指令が指示され、動作開始時のロード動作において、待避位置である第２の平面１４ｅから記録媒体４方向へのアクチュエータ７の移動について図９、図１０を参照しながら説明する。図９（ａ）は、本発明の実施の形態におけるディスク装置のアクチュエータの回転角位置とＶＣＭによる回動トルクの関係を示すグラフであり、図９（ｂ）は、本発明の実施の形態におけるディスク装置のアクチュエータの回転角位置とＶＣＭによる反発駆動トルクの関係を示すグラフである。また、図１０は、本発明の実施の形態におけるディスク装置の動作開始時にランプ部の段差側面に対しタブ部が押圧する作用力を示す説明図である。

先ず、アクチュエータ７を構成するボイスコイルホルダ２４に固着されたＶＣＭを構成するボイスコイル１０に対向する上側ヨーク１２に固着されたマグネット１１について説明する。図８に示すように、記録媒体４の記録領域の中央位置に磁気ヘッド（図示せず）が位置するときのアクチュエータ７の位置において、ボイスコイル１０の回動周方向の中心線７１に対向させて、マグネット１１のＮ極とＳ極の境界がくるようにマグネット１１を着磁し、かつ、アクチュエータ７が記録媒体４の記録領域内で動作しているときのボイスコイル１０の動作範囲に対応するマグネット１１の回動軸５の半径方向、すなわちアクチュエータ７の長手方向における幅より、アクチュエータ７が待避位置にあるときの回動軸５の半径方向におけるマグネット１１の幅が大きくなるように、マグネット１１の形状が設定されて、上側ヨーク１２に固着されている。

ボイスコイル１０に電流が供給されると、ＶＣＭによってアクチュエータ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右手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の極性によって、アクチュエータ７の回動方向およびマグネット１１方向への反発（吸引）方向が決まる。ボイスコイル１０に一定の電流を加えたときのＶＣＭにより発生するアクチュエータ７への回動トルクおよびマグネット１１方向とは逆方向への反発駆動トルクの一例をそれぞれ図９（ａ）および図９（ｂ）に示す。但し、図９（ｂ）はＶＣＭにロード動作の指令が指示された場合の反発駆動トルクを示すものである。また、図９（ａ）および図９（ｂ）は、記録媒体４の記録領域の中央位置に磁気ヘッド（図示せず）が位置するときのアクチュエータ７におけるＶＣＭの位置を横軸方向の原点とし、その位置からアクチュエータ７の待避位置方向を正方向（＋）側としたＶＣＭの回転角を横軸としている。

磁気ディスク装置に動作指令が指示されると、ボイスコイル１０に電流が供給され、図９（ａ）に示されるように、ＶＣＭの回動トルクによりアクチュエータ７を記録媒体４の方向へ回動させると同時に、図９（ｂ）に示されるように、アクチュエータ７にＶＣＭの反発駆動トルクを与えて、ヘッド支持アーム２１のタブ部８をランプ部１４の第２の平面１４ｅから上方に移動させようとする。このとき、ＶＣＭの回動トルクはアクチュエータ７を記録媒体４側の方へ移動させようとする力を生じ、アクチュエータ７を構成するヘッド支持アーム２１のタブ部８において、水平駆動力Ｆ₃がランプ部１４の第１の段差側面１４ｄを押圧するように働く（図１０参照）。また、ＶＣＭの反発駆動トルクはアクチュエータ７を記録媒体４の表面に垂直な方向に、ピボット３０ａおよびピボット３０ｂの当接点Ｐ₁と当接点Ｐ₂を結ぶ線の周りに回動しようとするトルクとなり、タブ部８を上方に持ち上げようとする垂直駆動力Ｆ₄がタブ部８に働く（図１０参照）。

図１０にランプ部１４の第１の段差側面１４ｄに当接する接点Ｔにおける第１の段差側面１４ｄに対してタブ部８が押圧しようとする作用力を示すように、タブ部８に働く付勢力Ｆ₁およびＶＣＭによる水平駆動力Ｆ₃は第１の段差側面１４ｄに対する押圧力となり、一方、ＶＣＭによる垂直駆動力Ｆ₄は第１の段差側面１４ｄからタブ部８を離反しようとする離反力となる。したがって、第１の段差側面１４ｄへの押圧力における第１の段差側面１４ｄに垂直な方向の押圧分力ｆ₁とタブ部８の離反力における第１の段差側面１４ｄに垂直な方向の離反分力ｆ₂の関係によって、アクチュエータ７をランプ部１４の第１の段差側面１４ｄを乗り越えて待避位置から記録媒体４側へ回動させることができる垂直駆動力Ｆ₄を設定することができる。

第１の段差側面１４ｄに垂直な方向の押圧分力ｆ₁および離反分力ｆ₂は、それぞれ（式７）および（式８）となる。

ｆ₁＝Ｆ₁ｓｉｎα＋Ｆ₃ｃｏｓα ――― （式７）
ｆ₂＝Ｆ₄ｓｉｎα ――― （式８）
したがって、押圧分力ｆ₁と離反分力ｆ₂の関係が（式９）を満たすときには、
ｆ₁≦ｆ₂ ――― （式９）
タブ部８は第１の段差側面１４ｄに対して押圧する力は働かない。故に、ランプ部１４の第１の段差側面１４ｄを乗り越えて待避位置から記録媒体４側へアクチュエータ７を回動させるためのＶＣＭによる垂直駆動力Ｆ₄は、（式１０）を満足するように設定すればよい。

Ｆ₄≧Ｆ₁ ――― （式１０）
また、押圧分力ｆ₁と離反分力ｆ₂の関係が、（式１１）の場合には、
ｆ₁＞ｆ₂ ――― （式１１）
第１の段差側面１４ｄを乗り越えて記録媒体４側へアクチュエータ７を回動させるために、押圧分力ｆ₁と離反分力ｆ₂による第１の段差側面１４ｄに対する摩擦力ｆ₃とタブ部８の付勢力Ｆ₁における第１の段差側面１４ｄ方向の分力ｆ₄が加わった抗合力ｆ₅よりも、ＶＣＭによる垂直駆動力Ｆ₄における第１の段差側面１４ｄ方向の分力ｆ₆の方が大きくなるようにすればよい。すなわち、摩擦力ｆ₃および分力ｆ₄は、それぞれ（式１２）および（式１３）で表される。

ｆ₃＝μ（ｆ₁−ｆ₂）＝μ（Ｆ₁ｓｉｎα＋Ｆ₃ｃｏｓα−Ｆ₄ｓｉｎα） ――― （式１２）
ｆ₄＝Ｆ₁ｃｏｓα ――― （式１３）
故に、抗合力ｆ₅は、（式１４）となる。

ｆ₅＝ｆ₃＋ｆ₄
＝Ｆ₁ｃｏｓα＋μ（Ｆ₁ｓｉｎα＋Ｆ₃ｃｏｓα−Ｆ₄ｓｉｎα） ――― （式１４）
一方、垂直駆動力Ｆ₄における第１の段差側面１４ｄ方向の分力ｆ₆は、（式１５）によって表される。

ｆ₆＝Ｆ₄ｃｏｓα ――― （式１５）
故に、ランプ部１４の第１の段差側面１４ｄを乗り越えて待避位置から記録媒体４側へアクチュエータ７を回動させるためには、ＶＣＭによる垂直駆動力Ｆ₄における第１の段差側面１４ｄ方向の分力ｆ₆と抗合力ｆ₅との間に、（式１６）を満足させればよい。

Ｆ₄ｃｏｓα
＞Ｆ₁ｃｏｓα＋μ（Ｆ₁ｓｉｎα＋Ｆ₃ｃｏｓα−Ｆ₄ｓｉｎα） ――― （式１６）
故に、（式１７）が得られる。

Ｆ₄＞Ｆ₁＋μ（Ｆ₁ｔａｎα＋Ｆ₃−Ｆ₄ｔａｎα） ――― （式１７）
ここで、Ｆ₄＞０
ｔａｎα≧０
であるから、（式１８）を得る。

Ｆ₁＋μ（Ｆ₁ｔａｎα＋Ｆ₃）
＞Ｆ₁＋μ（Ｆ₁ｔａｎα＋Ｆ₃−Ｆ₄ｔａｎα） ――― （式１８）
故に、ＶＣＭによる垂直駆動力Ｆ₄は（式１９）となる。

Ｆ₄＞Ｆ₁＋μ（Ｆ₁ｔａｎα＋Ｆ₃） ――― （式１９）
したがって、（式１９）を満足するように、ＶＣＭによる垂直駆動力Ｆ₄を設定すればランプ部１４の第１の段差側面１４ｄを乗り越えて待避位置から記録媒体４側へアクチュエータ７を回動させることができる。

また、図９（ｂ）に示されるように、アクチュエータ７が待避位置近傍にあるときの反発駆動トルクは大きく、記録媒体４の記録領域上を移動しているときの反発駆動トルクは非常に小さくなり、磁気ディスク装置の記録再生動作には何ら悪い影響を与えるものではない。

磁気ディスク装置を上述のようなアクチュエータ７、ＶＣＭおよびランプブロック１５によって構成することによって、磁気ディスク装置の停止（非動作）時に外部からの大きな衝撃を受けても、アクチュエータ７を構成するヘッドスライダ９が配設されたヘッド支持アーム２１のタブ部８が、その待避位置であるランプ部１４の第２の平面１４ｅから離脱することはなく、また、磁気ディスク装置の動作時には、ＶＣＭのボイスコイル１０が設けられたアクチュエータ７に対して記録媒体とは反対側にマグネット１１を設けてボイスコイル１０に対向させる構成とすることによって、タブ部８がランプ部１４の第２の平面１４ｅから容易に離脱して、記録媒体４の表面上にヘッドスライダ９が対向するようにアクチュエータ７を回動させることができて、磁気ディスク装置を記録再生動作させることができ、磁気ディスク装置の停止時におけるアクチュエータ把持装置のための個別の部材を必要とせず、把持機構としてのコストおよびスペースが不要であり、安価で、かつ、小型化された磁気ディスク装置を実現することができる。

なお、上述の説明においては、アクチュエータ７の待避位置が記録媒体４の外側にあり、そのときのマグネット１１の配設位置をボイスコイル１０が設けられたアクチュエータ７に関して記録媒体４側とは反対側に設けて、ボイスコイル１０に対向させた構成を説明したが、図１１に示すように、記録媒体４の記録領域の内側、すなわち記録媒体４の回転中心１近傍に上記のランプブロック１５に相当するアクチュエータ７の待避位置１０３を設け、別のマグネット１０５をボイスコイル部２６のボイスコイルが設けられたアクチュエータ７に関して記録媒体４側に設けて、別のマグネット１０５に対向させて別のボイスコイル１０４を設けて別のＶＣＭを構成することもできる。

図１１において、図１および図２と対応する同じ要素については同一符号を付しており、アクチュエータ７が備えるアクチュエータサブユニット２７は、ベアリングを有する回動軸５を中心として回転自在に軸支されており、回動駆動手段であるＶＣＭを駆動することにより、記録媒体４の所定のトラック位置に位置決めできる。アクチュエータサブユニット２７、回動軸５を有する軸受部およびボイスコイル部２６からアクチュエータ７が構成されている。なお、回動駆動手段としては、図１１に示したようなボイスコイル部２６を用いることができるが、記録媒体４面に水平な方向のヘッド支持アーム２１の回動を担っている。

また、記録媒体４の回転中心１近傍に上記のランプブロック１５に相当するアクチュエータ７の待避位置１０３の構成については、図５に断面図で示した構造と略同様の構成を利用でき、重複を避けるため説明は省略する。

また、これまで説明してきた本発明の実施の形態におけるディスク装置のアクチュエータの構成では、図３に示すように、ピボット軸受３０の接合部となる一対のピボット３０ａ、３０ｂがヘッド支持アーム２１の上面にそれぞれの当接点Ｐ₁、Ｐ₂で当接する構成になっているが、図１２に示すように、接合部となる一対のピボット３０ａ、３０ｂをヘッド支持アーム２１に形成し、ピボット軸受３０の下面とそれぞれの当接点Ｐ₁、Ｐ₂で当接する構成であってもよい。なお、図１２はピボットをヘッド支持アームに形成した構成の例となる本発明の実施の形態における磁気ディスク装置に備わるアクチュエータの他の構成を示す部分側面図である。図１２において、図３と対応する同じ要素については同一符号を付している。

図１２においては、軸受部およびボイスコイル部を省略していること、また、ピボット軸受を構成する接合部となる一対のピボット３０ａ、３０ｂを一方の端部にタブ部８を有するヘッド支持アーム２１の他端側に形成し、かつ、ピボット軸受３０の下面と一対の接合部となるピボット３０ａ、３０ｂが当接点Ｐ₁、Ｐ₂で当接している構成のみが、図３に示したアクチュエータの構成とは異なっている。その他の構成および動作方法等は図１、図２、図３を用いて説明したアクチュエータと同じであり、重複を避けるため説明を省略する。

また、上記の説明においては、ピボットの形状について言及しなかったが、円錐、多角錐、半球、半楕円体等のような形状で、ヘッド支持アーム２１と当接点で当接する形状であればよい。また、いわゆるかまぼこ形状である半円柱や半楕円柱の他、多面体の稜線を利用して線で当接させることも可能である。図１３には、半円柱を利用したピボットの例を示している。

なお、図１２に示したこれらの構成においても、アンロード動作においてアクチュエータをガイドして、タブ部８を待避位置に導くためのランプ部が示されていないが、本発明の実施の形態における磁気ディスク装置においては、ピボット軸受を構成する接合部となる一対のピボット３０ａ、３０ｂが一方の端部にタブ部８を有するヘッド支持アーム２１の他端側に形成し、かつ、ピボット軸受３０の下面と接合部となる一対のピボット３０ａ、３０ｂが当接点Ｐ₁、Ｐ₂で当接している構成を有するアクチュエータであっても、図１、図４および図５に示したランプ部をそのまま適応させることができることは当然である。

なお、上述の本発明の実施の形態におけるディスク装置のアクチュエータ７を構成するピボット軸受３０の説明に当たって、図２および図３に半楕円球形状のピボット３０ａ、３０ｂを示したが、本発明の実施の形態ではこれに限定されるものではない。一対のピボットの各頂点を結ぶ線がヘッド支持アーム２１の長手方向の中心線と垂直な方向にあって、ピボットの各頂点とヘッド支持アーム２１の上面とのそれぞれの当接点Ｐ₁および当接点Ｐ₂を支点として記録媒体４の記録面に垂直な方向にヘッドスライダ９を回動できるように、半球形状、角錐形状、または円錐形状のように当接点Ｐ₁および当接点Ｐ₂を有する形状で構成してもよい。また、ピボット軸受に代えて支点ではなく支線でもって記録媒体４の記録面に垂直な方向にヘッドスライダ９を回動できる軸受構成も可能である。具体的には軸受を、一対のピボットで形成する代わりに、ヘッド支持アーム２１の長手方向の中心線と垂直な方向にあって、ピボットの各頂点を結ぶ線と同様な線上に楔型の形状で構成してもよい。さらに、半円柱、半楕円柱のようにヘッド支持アーム２１の上面との支線を形成できる形状で軸受を構成することも可能である。

また、上述の本発明の実施の形態の説明においては、磁気ディスク装置を例にとって説明したが、何らこれに限ることはなく、光磁気ディスク装置や光ディスク装置等の非接触型のディスク記録再生装置に適用してもよいのは言うまでもない。

以上のように本発明の実施の形態によれば、アクチュエータの設計の自由度を飛躍的に広げ、アクチュエータを構成するヘッド支持アームを剛性の高い材料で形成して、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とともに、アクチュエータに組み込まれたヘッドスライダに対するロード荷重を大きくすることができ、ディスク装置の動作中における外部からの振動、または衝撃に対して高い耐衝撃性を有し、また、ヘッド支持アームの共振周波数を高くすることができ、さらに、アクチュエータを高速で回動および位置決めすることができ、高速化されたアクセス速度を有する優れたディスク装置を実現することができる。

また、ディスク装置の停止時（非動作時）、すなわち、アクチュエータが待避位置に保持されているときに、外部からの大きな衝撃に対して、アクチュエータはその重心位置において直線的加速度の回動軸の軸心方向の分力と、角加速度による偶力を受けて、アクチュエータを移動させようとするが、ランプ部の第１の段差側面、または第２の段差側面がアクチュエータを構成するヘッド支持アームのタブ部の移動を阻止し、アクチュエータの待避位置であるランプ部の第２の平面上にタブ部を把持することができる。したがって、アクチュエータの回動軸の軸心を通り、かつ、アクチュエータの長手方向の中心線に垂直な線の周りに、ヘッドスライダおよびタブ部を有するヘッド支持アームが回動するように構成されたアクチュエータと、タブ部をガイドしてアクチュエータの待避位置であるランプ部の第２の平面に対して、その両側に第２の平面に略垂直な側面を有するそれぞれ第１の段差側面および第２の段差側面が設けられたランプとを組合わせ、ボイスコイルが配設されたアクチュエータを挟んで、記録媒体とは反対側に上側ヨークに固着されたマグネットと、記録媒体側に下側ヨークとを配設してＶＣＭを構成することによって、非常に高い耐衝撃性を有するアクチュエータ、すなわち信号変換素子揺動アームの把持機構を実現することができる。また、ディスク装置の動作開始時には、ＶＣＭを構成するボイスコイルとマグネットとの間に反発駆動トルクが発生して、アクチュエータサブユニットをアクチュエータの回動軸の軸心を通り、かつ、アクチュエータの長手方向の中心線に垂直な線の周りに回動させようとするトルクが働き、アクチュエータサブユニットの先端部にあるタブ部を上方に移動させる力が発生するとともに、アクチュエータを回動軸周りに回動させる力も発生して、アクチュエータを待避位置から離脱させ、記録媒体の表面上の方向へ移動させる。

このようなアクチュエータ把持機構においては、信号変換素子揺動アームであるアクチュエータを把持するための個別の部材を必要とせず、把持機構としてのコストおよびスペースが不要であり、安価で、小型化され、かつ、非常に高い耐衝撃性を有するディスク装置を実現することができる。

上記のような構成を有するアクチュエータ把持装置を磁気ディスク装置、光磁気ディスク装置、光ディスク装置等の非接触型のディスク記録再生装置に適応することによって、コストが安く、小型化され、かつ、非常に高い耐衝撃性を有した信頼性の高い優れたディスク装置を実現することができる。

本発明の実施の形態におけるディスク装置のアクチュエータが待避位置にあるときの主要部の構成を示す平面図 本発明の実施の形態におけるディスク装置のアクチュエータの構成を示す概略側面図 本発明の実施の形態におけるディスク装置のアクチュエータの構成を示す分解斜視図 本発明の実施の形態におけるディスク装置のアクチュエータが待避位置にあるときのランプブロック近傍を示す部分拡大平面図 本発明の実施の形態におけるディスク装置のランプブロックのカバー部に沿って切断したランプ部、タブ部および記録媒体を示す部分拡大断面図 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態におけるディスク装置のタブ部の形状を示す拡大断面図 本発明の実施の形態のディスク装置においてアクチュエータを回動させる衝撃を受けたときのタブ部によるランプ部の段差側面への押圧力を示す説明図 本発明の実施の形態におけるディスク装置のＶＣＭを構成するボイスコイルとマグネットを示す部分拡大平面図 （ａ）は、本発明の実施の形態におけるディスク装置のアクチュエータの回転角位置とＶＣＭによる回動トルクの関係を示すグラフ（ｂ）は、本発明の実施の形態におけるディスク装置のアクチュエータの回転角位置とＶＣＭによる反発駆動トルクの関係を示すグラフ 本発明の実施の形態におけるディスク装置の動作開始時にランプ部の段差側面に対しタブ部が押圧する作用力を示す説明図 本発明の実施の形態における別のディスク装置の主要部の概略構成を示す斜視図 本発明の実施の形態におけるディスク装置が備えるアクチュエータの別の構成を示す側面図 図１２に示したアクチュエータのピボット軸受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 回動軸
６ ベアリング
７ アクチュエータ
８ タブ部
９ ヘッドスライダ
１０ ボイスコイル
１１ マグネット
１２ 上側ヨーク
１３ 下側ヨーク
１４ ランプ部
１４ａ 第１の斜面
１４ｂ 第１の平面
１４ｃ 第２の斜面
１４ｄ 第１の段差側面
１４ｅ 第２の平面
１４ｆ 第２の段差側面
１５ ランプブロック
１６，７１ 中心線
２１ ヘッド支持アーム
２１ａ，２４ａ，３０ｃ 穴部
２１ｂ ディンプル
２２ ジンバル機構
２３ ヘッド支持アームユニット
２４ ボイスコイルホルダ
２５ バランサ
２６ ボイスコイル部
２７ アクチュエータサブユニット
２８ 板ばね部
２９ ばね固定部材
３０ ピボット軸受
３０ａ，３０ｂ ピボット
３１ アクチュエータアーム
３２ 軸受部
３２ａ フランジ
３２ｂ ねじ部
３２ｃ 円筒部
３３ カラー
３３ａ 突出部
３３ｂ，４３ 上面
３４ ナット
４１ ランプ取付部
４２ カバー部
Ｆ 衝撃力
Ｆ₁ 付勢力
Ｆ₃ 水平駆動力
Ｆ₄ 垂直駆動力
ｆ₁，ｆ₂，ｆ₄，ｆ₆ 分力
ｆ₃ 摩擦力
ｆ₅ 抗合力
Ｐ₁，Ｐ₂ 当接点
Ｓ，Ｔ 接点

Claims (15)

1. 回転軸の周りに回転可能に支持された記録媒体と、
   読出し／書込みヘッドを一端に有するヘッド支持アームと、
   前記記録媒体の前記回転軸から離れて配置され、かつ平行な第１の回動軸の周りを前記記録媒体の面に平行な方向に前記ヘッド支持アームを回動させる第１の軸受と、
   前記第１の軸受に接続されて前記記録媒体の面に垂直な方向に前記ヘッド支持アームを第２の回動軸の周りに回動させるピボット軸受と、
   前記ピボット軸受と前記ヘッド支持アームの間に備わる接合部と、
   前記ヘッド支持アームの長手方向の中心線と前記ピボット軸受の軸に挟まれた平面に垂直である前記第２の回動軸と接し、前記接合部と前記ヘッド支持アームとの間または前記接合部と前記第１の軸受との間に配置された当接部と、
   前記ヘッド支持アームと前記ピボット軸受を接続し、かつ前記ヘッド支持アームを弾性的に付勢する板ばね部とを有し、
   前記ヘッド支持アームは一端にタブ部を備え、
   前記ヘッド支持アームが待避位置にあるとき、前記タブ部を保持するために前記ヘッド支持アームにランプ部が配設されており、
   前記ランプ部に、前記タブ部が待避位置から前記記録媒体の方向に移動することを阻止するための第１の段差側面と前記タブ部が待避位置を維持する維持平面とを形成し、
   前記タブ部が前記第１の段差側面を摺動するときの前記タブ部と前記第１の段差側面との間の摩擦係数をμとするとき、前記ランプ部の前記維持平面に対する前記第１の段差側面の所定の角度θが、前記記録媒体の回転停止時における前記ヘッド支持アームの待避位置に対応する前記維持平面に対して、
   ９０°≦θ≦９０°＋ｔａｎ ^-1 μとなるように設定されているディスク装置であって、
   前記ヘッド支持アームの半径方向および前記半径方向と垂直な方向の力を前記ヘッド支持アームに同時に作用させて、前記ヘッド支持アームを待避位置から前記記録媒体上の読出し／書込み位置に移動させることを特徴とするディスク装置。
2. 前記ヘッド支持アームの構成は、前記板ばね部の構成に比べて実質的に剛性が高いことを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
3. 前記接合部が前記ヘッド支持アームの中心線に対称に配置された一対の突起部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディスク装置。
4. 前記ヘッド支持アームの回動軸が前記ピボット軸受と交差していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のディスク装置。
5. 前記ランプ部上に、前記タブ部が摺動する面に対向したカバー部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のディスク装置。
6. 前記ランプ部の前記維持平面に対する前記第１の段差側面の前記所定の角度θが、前記記録媒体の回転停止時における前記ヘッド支持アームの待避位置に対応する前記維持平面に対して、
   ９０°≦θ≦１００°となるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
7. 前記ヘッド支持アームの待避位置に対応する前記維持平面の他方の側に、前記第１の段差側面に対向させて所定の角度を有した第２の段差側面を形成したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のディスク装置。
8. 前記ランプ部の前記第２の段差側面における前記所定の角度が、前記記録媒体の回転停止時における前記ヘッド支持アームの待避位置に対応する前記維持平面に対して、略垂直となるように設定されていることを特徴とする請求項７に記載のディスク装置。
9. 前記ヘッド支持アームを回動するボイスコイルモータがボイスコイルとマグネットからなり、前記記録媒体の回転停止時における前記ヘッド支持アームの待避位置にあるときの前記ボイスコイルに対向する前記マグネットの前記ヘッド支持アームの回動半径方向における大きさが、前記記録媒体の表面上を記録再生動作しているときの前記ボイスコイルに対向する位置にある前記マグネットの前記ヘッド支持アームの回動半径方向における大きさよりも大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のディスク装置。
10. 前記記録媒体の回転停止時における前記ヘッド支持アームの待避位置から、前記記録媒体側へ前記ヘッド支持アームを回動するときに、前記ヘッド支持アームの待避位置に対応する前記維持平面を押圧する付勢力をＦ₁とし、前記ボイスコイルモータによるタブ部に働
    く垂直駆動力をＦ₃とし、前記タブ部が前記第１の段差側面を摺動するときの前記タブ部
    と前記第１の段差側面との間の摩擦係数をμとし、前記維持平面に垂直な平面に対する前記第１の段差側面の角度をαとすると、
    前記タブ部に働く前記ボイスコイルモータによって発生する垂直駆動力を示すＦ₄について、
    Ｆ₄＞Ｆ₁＋μ（Ｆ₁ｔａｎα＋Ｆ₃）となる関係を有するように設定されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のディスク装置。
11. 前記ランプ部の前記第２の段差側面における所定の角度が、前記記録媒体の回転停止時における前記ヘッド支持アームの前記待避位置に対応する前記維持平面に対して、略垂直となるように設定されていることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載のディスク装置。
12. 前記板ばね部を前記ピボット軸受と前記ヘッド支持アームとの間に設けたことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のディスク装置。
13. 前記記録媒体の回転停止時において、前記ヘッド支持アームの前記タブ部が、前記ヘッド支持アームの待避位置に対応する前記維持平面を押圧する付勢力を有することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のディスク装置。
14. 前記ランプ部が前記記録媒体の外周部近傍に設けられ、前記マグネットが前記ボイスコイルを配設した前記ヘッド支持アームに対して前記記録媒体とは反対側に設けられることを特徴とする特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載のディスク装置。
15. 前記ランプ部が前記記録媒体の回転中心部近傍に設けられ、前記マグネットが前記ボイスコイルを配設した前記ヘッド支持アームに対して前記記録媒体側に設けられていることを特徴とする請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載のディスク装置。

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